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【期末精讲课件】人教版(2019) 生物必修1高一备考复习课件-第5章 细胞的能量供应和利用
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这是一份【期末精讲课件】人教版(2019) 生物必修1高一备考复习课件-第5章 细胞的能量供应和利用，共60页。PPT课件主要包含了B点将向上移动，酶降低的活化能，梳理连线，①曲线辨析，平衡点，专一性，A实验思路，B实验验证，A实验验证，a实验思路等内容，欢迎下载使用。
第5章.细胞的能力供应和利用
①蛋白质 ②ADP ③光反应 ④暗反应 ⑤光照强度 ⑥二氧化碳浓度 ⑦温度 ⑧氧浓度
（1）酶的本质及生理功能
A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失E. 只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶
例1：猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（ ）
(a)没有酶催化的反应曲线是______。(b)有酶催化的反应曲线是______。(c)AC段的含义是________________________________。(d)BC段的含义是________________。(e)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将如何移动？______________。
在无催化剂条件下，反应所需要的活化能
与无机催化剂相比: A.酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的作用更显著。
与无机催化剂相比: B.不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。
与无机催化剂相比: C.酶和无机催化剂在反应前后数量和性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。
例2：(教材改编题)下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是( )
A.ab段表示在酶的作用下,物质A生成物质P过程所降低的活化能B.若将酶改为无机催化剂催化该反应,则a的高度将降低C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,a的高度将降低
（人教版必修1 P80图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？
提示 共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；②化学反应前后酶的数量和性质均不变；③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但不能改变化学反应的方向和化学平衡；催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。
例3：过氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,设计实验如下表。下列相关叙述正确的是( )。A.1号管为对照组,其余不都是实验组B.2号管为对照组,其余都为实验组C.若3号管显橙红色,无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色,可证明白菜梗中无过氧化物酶
（3）酶的特性及影响因素曲线的分析
与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。曲线分析：酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的 。酶_______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
“对比法”验证酶的高效性
②表示酶专一性的曲线曲线分析：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有 。
“对比法”验证酶的专一性
用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解 酶具有专一性。
③特性3：酶的作用条件较温和
建议：淀粉酶探究温度对酶活性的影响
建议：H2O2探究pH对酶活性的影响
例1:下图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。不正确的是( )
A．形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致B．限制曲线b的AB段反应速度的主要因素为反应物浓度C．曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系D．若适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将下降
例2:（高考题改编）关于酶的叙述，错误的是( )A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物E．水的跨膜运输、CO2的固定都需要酶的参与F．酶催化效率高是因为其降低化学反应活化能的作用显著G. 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是RNA。
例3：用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ）
A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图4实验结果可知酶具有高效性D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
例4：(2016全国卷II)29.（10分）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组。（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是 。（4）生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。
60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加
远离腺苷的高能磷酸键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成
(1)反应式：ATP ADP＋Pi＋能量(2)根据反应式回答：①酶1、酶2是同一种酶吗？________________________。②酶1催化的反应式中能量来源和去路是什么？来源：______________________________；去路：___________________。
不是。酶1是ATP水解酶， 酶2是ATP合成酶
储存在ATP高能磷酸键中的能量
ATP与ADP的相互转化
③在动、植物等生物体内由酶2催化的反应式中的能量来源是什么？
绿色植物、蓝细菌等：光合作用的光能、呼吸作用将有机物分解释 放的能量
人、动物、真菌、大多数细菌：呼吸作用有机物分解释放的能量
④合成ATP和ATP分解的场所有哪些？合成ATP：___________________________；分解ATP：生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等。
细胞质基质、线粒体、叶绿体
①A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。②AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增③BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
(3)ATP产生速率与O2供给量之间的关系
例1.ATP是细胞的能量“通货”，正确的是 ( )A．细胞需要储备大量的ATPB．ATP与ADP的相互转化是生物界生物能量利用的共性C．ATP的合成总是伴随着有机物的氧化分解D．黑暗条件下，只有线粒体内膜可以产生ATPE. 人体的一切生命活动都需要ATPF. 细胞中的生命活动所需要的的能量都是由ATP直接提供的
注意：ATP的化学性质不稳定，在细胞中含量少。但是ATP与ADP的相互转化，是时刻不停的发生并且处于动态平衡中。如被动运输不需要消耗ATP。
【H】含有活跃的化学能
例3.下列有关ATP的叙述中， 正确的是( )A．ATP中的能量可以来源于光能或化学能B． 机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．人体在紧张或愤怒状态下，细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率D．人体剧烈运动中，机体通过神经和体液调节，细胞产生ATP的速率迅速增加，ATP含量剧增。E. 人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。
回顾“有氧呼吸”的概念：
推导“无氧呼吸”的概念：
是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。
例1：【易错警示】1.有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同？2.无氧呼吸的第一阶段和第二阶段两个阶段都可以释放出能量？3.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了？4.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同，根本原因是基因选择性表达的结果。
控制不同酶合成的基因不同
例2.判断下列说法是否正确
（1）植物细胞能进行过程①和③或①和④（ ）（2）真核细胞的细胞质基质能进行过程①和②（ ）（3）原核细胞不能进行过程②( )（4）乳酸菌细胞内过程④消耗[H]，并产生少量ATP( )（5）哺乳成熟的红细胞只能进行过程①和④（ ）（6）葡萄糖中的能量通过过程①和③一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中（ ）
（1）呼吸和无氧呼吸的比较
大量（2870KJ/ml）
少量(196.65或225.94KJ/ml)
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物没有彻底分解，能量没完全释放
第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同
氧化分解有机物，释放能量，产生ATP
为生物体生命活动提供能量
【H】的去向：A. 有氧呼吸 阶段产生的［H］用于第三阶段与 结合生成水；B.无氧呼吸第一阶段产生的［H］用于第二阶段将 还原为 。B. 有氧呼吸中 既是反应物，又是生成物，且生成该物质中的氧全部来自 。
C2H5OH和CO2或乳酸
例1.氧的浓度会影响细胞呼吸。在a、b、c、d条件下,底物是葡萄糖,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。则下列叙述中正确的是( )
A.a、b、c、d条件下,细胞呼吸的场所均为细胞质基质和线粒体B.a条件时,细胞呼吸最终有[H]的积累C.b、c条件下,细胞呼吸的产物只有二氧化碳和水D.若底物是等量的脂肪,则在d条件下释放的CO2与吸收的O2的比值可能不为1
例2.(经典题，高考题改编)不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常通过呼吸熵（RQ＝（释放的CO2的体积/消耗的O2体积）推测生物用于有氧呼吸的能源物质。下图是测定发芽种子呼吸熵的两个装置，25 ℃下经20 min后装置一、二着色液滴分别向左移动x和y(mm)，请回答：。
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是__ 。(2)x代表__ __，y代表的 。(3)若测得x＝200 mm，y＝30 mm，则该发芽种子的呼吸熵是 。
细胞呼吸消耗氧气的体积
消耗氧气和释放二氧化碳的体积之差
(4)若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ，则应将该装置放于 条件下进行？原因是 。(5)为使测得的x和y值更精确，还应再设置另一对照装置。对照装置的容器和小瓶中应分别放入 。设对照装置的目的是 。
避免幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用产生的气体量的变化
用于校正装置1和装置2内因物理因素引起的气体体积变化
(6)按上述两装置正确操作，某同学发现开始的一段时间内装置1中的着色液滴向左移动，而装置2中的着色液滴位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是____ ，理由是____ ；若发现装置1和装置2中的着色液滴均向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是__ ，理由是 。
以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量
脂肪富含氢，在被氧化分解时吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有 作用
（2）氧气的浓度的影响
①O2浓度=0时，只进行 。②0
(1)若只产生CO2，不消耗O2，则只进行 。(2)若 ，则两种呼吸同时存在(图中AC段)。(3)若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行 。(4)B点表示 。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，_ _______消失，细胞只进行________。
产生的CO2的物质的量比吸收的O2物质的量多
有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
例3.下图是有氧呼吸和无氧呼吸示意图，回答问题
①.种子保藏从O2、CO2、H2O、温度等的条件是？
②.水果、蔬菜保鲜从O2、CO2、H2O、温度、C2H4等的条件是？
低O2、高CO2、干燥、零上低温
低O2、高CO2、一定湿度、零上低温和低（无）C2H4
例4.下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：
所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在X轴上的投影点
(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是 。(2)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
氧气浓度低，无氧呼吸被抑制，有氧呼吸很微弱
(3)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比_______(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_______倍。(4)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是 。你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：______________。
降低氧气浓度，减少有机物的消耗
此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少
(5) 点的生物学意义是无氧呼吸消失点，由纵轴CO2的生成量和O2的吸收量围成的面积所代表的生物学意义是 。（6）由R到P, CO2的释放量又不断增加, 其主要原因是 。
随着氧浓度增大过程中，无氧呼吸生成的CO2总量
氧气充足时, 有氧呼吸加强,释放CO2量增多
（3）探究实验：酵母菌细胞呼吸的方式
（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？）
（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸）
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
分离的方法：纸层析法各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散的快，反之，则慢，这样几分钟后色素就会随层析液在滤纸上扩散而分离开。
4.绿叶中色素的提取和分离
有机溶剂(如无水乙醇)
例1.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是( )A.应向培养皿中倒入层析液B.应将滤液滴在b处，而不能滴在a处C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆D.实验得到的若干个同心圆中，最大的一个圆呈橙黄色
例2.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。
NADP++2e-+H+→NADPH
例1：研究发现,开花期低磷胁迫实验组与对照组相比,胞间CO2浓度没有显著变化的原因可能是___________。
因为低磷胁追引起光合速率下降，光合速率下降减少了CO2的利用；而气孔导度下降导致进入细胞间隙的CO2量减少，从而造成胞间CO2的积累，因此浓度没有显著变化
①对象：叶绿体：直接总光合。②对象：植株、叶片、细胞：见下表
利用量、固定量、消耗量
（3）三种速率的表示方法：
例2.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示．正确的是（ ）
A．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等B．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等C．温度高于25℃时，光合作用的有机物的量开始减少D．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
光照强度、温度、CO2浓度、
水分、光照的长短与强度、光的成分、矿质元素、
叶绿素、酶的合成、细胞失水
（4）影响光合作用强度的因素及应用
思考1：（植物体）在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于）
例4.（2021·河北模拟）不同植物的光合作用过程有所不同，图1是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻，请据图分析并回答∶（1）吸收光能的色素分布在叶绿体 上。以光合色素的 为纵坐标，以波长为横坐标，所得曲线就是光合色素的吸收光谱。
吸收光能的百分比（吸光率）
例4.（2021·河北模拟）不同植物的光合作用过程有所不同，图1是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻，请据图分析并回答∶（2）图1水稻、玉米和景天科植物中，最适应炎热干旱环境的植物是 ，原因是 。
该类植物白天气孔关闭，可以减少水分的散失，夜晚吸收CO2，不影响光合作用的进行
（3）图2中，在10点到12点期间，B植物的光合速率下降，原因是 ;而C植物的光合速率继续升高，原因是 。
该时间段温度较高，水稻植株部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应强度减弱，为光反应提供的NADP+、ADP、Pi减少，光反应强度减弱，导致光合速率下降。
可以利用低浓度的CO2，此时光照强度不断增强，所以光合速率继续升高
（4）图2中，在4点时，A植物的光合速率为 μml/（m²·s）;在12点时该植物能不能进行光合作用? 。
例5.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（ ） A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移
例6，（2021，原创）为探究环境条件对幼苗光合作用的影响，某同学将同品种燕麦幼苗分为甲、乙两组，一组培养在CO2浓度始终保持在300µL•L-1的气候室中，另一组培养在CO2浓度始终保持在800µL•L-1的气候室中.在相同且适宜的温度等条件下，测定两组幼苗净光合速率随光照强度的变化，如图所示，请回答：
（1）光照强度为a klx时，甲组幼苗叶肉细胞中能合成ATP的生物膜结构有 、 光照强度大于a klx时，限制乙组光合作用的环境因素主要是 。
（2）CO2浓度为800µL•L-1的气候室中，幼苗净光合速率随光照强度的变化是图中的 （填“甲”或“乙”）曲线，做出此判断的理由是 。
图中相同光照强度和温度条件下，甲的净光合速率大于乙的，这与环境中CO2浓度的升高有利于幼苗吸收CO2进行光合作用的观点相吻合
（3）实验发现，与乙组相比，甲组所产生的种子粒大饱满；甲组所产生的种子萌发后，将幼苗按照乙组的条件进行培养，再产生的种子与乙组相同。对上述实验现象最合理的解释是：
与乙组的种子相比，甲组所产生的种子粒大饱满是由环境中CO2浓度高导致光合作用强引起的，而非遗传物质不同造成的
（5）细胞呼吸与光合作用
例7.(2021·河南、河北重点高中联考)下图表示某自养型生物细胞内光合作用、细胞呼吸过程中[H]的转移过程。下列叙述错误的是 ( )A.图中过程①③④都能产生ATPB.过程③需要H2O参与,能产生CO2C.过程①和过程④离不开叶绿体和线粒体D.过程①和过程③产生的[H]不是同种物质
②光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析
③光合作用和细胞呼吸中[H]的来源和去路分析
④光合作用和有氧呼吸的能量联系
例8.(2020·合肥二模)对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如下表，下列对结果的分析不正确的是（ ）
A.在5 klx光照条件下5 h，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时多2.5 mgB.在20 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2增加量前者比后者多30 mgC.在10 ℃、10 klx光照4.8 h后，转入20 ℃黑暗环境19.2 h，O2变化量为0D.该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关变量
【（3+0.5）-（2+1）】x 5
（5x10-1x14）-（2x10-1x14）
（4x4.8）-（1x19.2）
例9.甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系，下列说法正确的是（ ）
A.图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2C.图乙中，当光照强度为x时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.图乙中，限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度
例10，（2019全国2卷，31,11分）回答下列与生态系统相关的问题。（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于 ，生产者的能量可以直接流向 （答出2点即可）
（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内 ；C与B的差值表示这段时间内 ； A与B的差值表示这段时间内 。
生产者净光合作用的放氧量
生产者光合作用的总放氧量
生产者呼吸作用的耗氧量
第5章.细胞的能力供应和利用
①蛋白质 ②ADP ③光反应 ④暗反应 ⑤光照强度 ⑥二氧化碳浓度 ⑦温度 ⑧氧浓度
（1）酶的本质及生理功能
A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失E. 只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶
例1：猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（ ）
(a)没有酶催化的反应曲线是______。(b)有酶催化的反应曲线是______。(c)AC段的含义是________________________________。(d)BC段的含义是________________。(e)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将如何移动？______________。
在无催化剂条件下，反应所需要的活化能
与无机催化剂相比: A.酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的作用更显著。
与无机催化剂相比: B.不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。
与无机催化剂相比: C.酶和无机催化剂在反应前后数量和性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。
例2：(教材改编题)下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是( )
A.ab段表示在酶的作用下,物质A生成物质P过程所降低的活化能B.若将酶改为无机催化剂催化该反应,则a的高度将降低C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变D.若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线,改变酶促条件后,a的高度将降低
（人教版必修1 P80图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？
提示 共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；②化学反应前后酶的数量和性质均不变；③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但不能改变化学反应的方向和化学平衡；催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。
例3：过氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,设计实验如下表。下列相关叙述正确的是( )。A.1号管为对照组,其余不都是实验组B.2号管为对照组,其余都为实验组C.若3号管显橙红色,无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色,可证明白菜梗中无过氧化物酶
（3）酶的特性及影响因素曲线的分析
与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。曲线分析：酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的 。酶_______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
“对比法”验证酶的高效性
②表示酶专一性的曲线曲线分析：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有 。
“对比法”验证酶的专一性
用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解 酶具有专一性。
③特性3：酶的作用条件较温和
建议：淀粉酶探究温度对酶活性的影响
建议：H2O2探究pH对酶活性的影响
例1:下图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。不正确的是( )
A．形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致B．限制曲线b的AB段反应速度的主要因素为反应物浓度C．曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系D．若适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将下降
例2:（高考题改编）关于酶的叙述，错误的是( )A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物E．水的跨膜运输、CO2的固定都需要酶的参与F．酶催化效率高是因为其降低化学反应活化能的作用显著G. 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是RNA。
例3：用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ）
A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图4实验结果可知酶具有高效性D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
例4：(2016全国卷II)29.（10分）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组。（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是 。（4）生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。
60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加
远离腺苷的高能磷酸键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成
(1)反应式：ATP ADP＋Pi＋能量(2)根据反应式回答：①酶1、酶2是同一种酶吗？________________________。②酶1催化的反应式中能量来源和去路是什么？来源：______________________________；去路：___________________。
不是。酶1是ATP水解酶， 酶2是ATP合成酶
储存在ATP高能磷酸键中的能量
ATP与ADP的相互转化
③在动、植物等生物体内由酶2催化的反应式中的能量来源是什么？
绿色植物、蓝细菌等：光合作用的光能、呼吸作用将有机物分解释 放的能量
人、动物、真菌、大多数细菌：呼吸作用有机物分解释放的能量
④合成ATP和ATP分解的场所有哪些？合成ATP：___________________________；分解ATP：生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等。
细胞质基质、线粒体、叶绿体
①A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。②AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增③BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
(3)ATP产生速率与O2供给量之间的关系
例1.ATP是细胞的能量“通货”，正确的是 ( )A．细胞需要储备大量的ATPB．ATP与ADP的相互转化是生物界生物能量利用的共性C．ATP的合成总是伴随着有机物的氧化分解D．黑暗条件下，只有线粒体内膜可以产生ATPE. 人体的一切生命活动都需要ATPF. 细胞中的生命活动所需要的的能量都是由ATP直接提供的
注意：ATP的化学性质不稳定，在细胞中含量少。但是ATP与ADP的相互转化，是时刻不停的发生并且处于动态平衡中。如被动运输不需要消耗ATP。
【H】含有活跃的化学能
例3.下列有关ATP的叙述中， 正确的是( )A．ATP中的能量可以来源于光能或化学能B． 机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．人体在紧张或愤怒状态下，细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率D．人体剧烈运动中，机体通过神经和体液调节，细胞产生ATP的速率迅速增加，ATP含量剧增。E. 人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。
回顾“有氧呼吸”的概念：
推导“无氧呼吸”的概念：
是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。
例1：【易错警示】1.有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同？2.无氧呼吸的第一阶段和第二阶段两个阶段都可以释放出能量？3.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了？4.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同，根本原因是基因选择性表达的结果。
控制不同酶合成的基因不同
例2.判断下列说法是否正确
（1）植物细胞能进行过程①和③或①和④（ ）（2）真核细胞的细胞质基质能进行过程①和②（ ）（3）原核细胞不能进行过程②( )（4）乳酸菌细胞内过程④消耗[H]，并产生少量ATP( )（5）哺乳成熟的红细胞只能进行过程①和④（ ）（6）葡萄糖中的能量通过过程①和③一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中（ ）
（1）呼吸和无氧呼吸的比较
大量（2870KJ/ml）
少量(196.65或225.94KJ/ml)
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物没有彻底分解，能量没完全释放
第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同
氧化分解有机物，释放能量，产生ATP
为生物体生命活动提供能量
【H】的去向：A. 有氧呼吸 阶段产生的［H］用于第三阶段与 结合生成水；B.无氧呼吸第一阶段产生的［H］用于第二阶段将 还原为 。B. 有氧呼吸中 既是反应物，又是生成物，且生成该物质中的氧全部来自 。
C2H5OH和CO2或乳酸
例1.氧的浓度会影响细胞呼吸。在a、b、c、d条件下,底物是葡萄糖,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。则下列叙述中正确的是( )
A.a、b、c、d条件下,细胞呼吸的场所均为细胞质基质和线粒体B.a条件时,细胞呼吸最终有[H]的积累C.b、c条件下,细胞呼吸的产物只有二氧化碳和水D.若底物是等量的脂肪,则在d条件下释放的CO2与吸收的O2的比值可能不为1
例2.(经典题，高考题改编)不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常通过呼吸熵（RQ＝（释放的CO2的体积/消耗的O2体积）推测生物用于有氧呼吸的能源物质。下图是测定发芽种子呼吸熵的两个装置，25 ℃下经20 min后装置一、二着色液滴分别向左移动x和y(mm)，请回答：。
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是__ 。(2)x代表__ __，y代表的 。(3)若测得x＝200 mm，y＝30 mm，则该发芽种子的呼吸熵是 。
细胞呼吸消耗氧气的体积
消耗氧气和释放二氧化碳的体积之差
(4)若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ，则应将该装置放于 条件下进行？原因是 。(5)为使测得的x和y值更精确，还应再设置另一对照装置。对照装置的容器和小瓶中应分别放入 。设对照装置的目的是 。
避免幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用产生的气体量的变化
用于校正装置1和装置2内因物理因素引起的气体体积变化
(6)按上述两装置正确操作，某同学发现开始的一段时间内装置1中的着色液滴向左移动，而装置2中的着色液滴位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是____ ，理由是____ ；若发现装置1和装置2中的着色液滴均向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是__ ，理由是 。
以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量
脂肪富含氢，在被氧化分解时吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有 作用
（2）氧气的浓度的影响
①O2浓度=0时，只进行 。②0
(1)若只产生CO2，不消耗O2，则只进行 。(2)若 ，则两种呼吸同时存在(图中AC段)。(3)若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行 。(4)B点表示 。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，_ _______消失，细胞只进行________。
产生的CO2的物质的量比吸收的O2物质的量多
有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
例3.下图是有氧呼吸和无氧呼吸示意图，回答问题
①.种子保藏从O2、CO2、H2O、温度等的条件是？
②.水果、蔬菜保鲜从O2、CO2、H2O、温度、C2H4等的条件是？
低O2、高CO2、干燥、零上低温
低O2、高CO2、一定湿度、零上低温和低（无）C2H4
例4.下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：
所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在X轴上的投影点
(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是 。(2)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
氧气浓度低，无氧呼吸被抑制，有氧呼吸很微弱
(3)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比_______(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_______倍。(4)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是 。你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：______________。
降低氧气浓度，减少有机物的消耗
此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少
(5) 点的生物学意义是无氧呼吸消失点，由纵轴CO2的生成量和O2的吸收量围成的面积所代表的生物学意义是 。（6）由R到P, CO2的释放量又不断增加, 其主要原因是 。
随着氧浓度增大过程中，无氧呼吸生成的CO2总量
氧气充足时, 有氧呼吸加强,释放CO2量增多
（3）探究实验：酵母菌细胞呼吸的方式
（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？）
（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸）
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
分离的方法：纸层析法各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上扩散的快，反之，则慢，这样几分钟后色素就会随层析液在滤纸上扩散而分离开。
4.绿叶中色素的提取和分离
有机溶剂(如无水乙醇)
例1.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是( )A.应向培养皿中倒入层析液B.应将滤液滴在b处，而不能滴在a处C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆D.实验得到的若干个同心圆中，最大的一个圆呈橙黄色
例2.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。
NADP++2e-+H+→NADPH
例1：研究发现,开花期低磷胁迫实验组与对照组相比,胞间CO2浓度没有显著变化的原因可能是___________。
因为低磷胁追引起光合速率下降，光合速率下降减少了CO2的利用；而气孔导度下降导致进入细胞间隙的CO2量减少，从而造成胞间CO2的积累，因此浓度没有显著变化
①对象：叶绿体：直接总光合。②对象：植株、叶片、细胞：见下表
利用量、固定量、消耗量
（3）三种速率的表示方法：
例2.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示．正确的是（ ）
A．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等B．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等C．温度高于25℃时，光合作用的有机物的量开始减少D．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
光照强度、温度、CO2浓度、
水分、光照的长短与强度、光的成分、矿质元素、
叶绿素、酶的合成、细胞失水
（4）影响光合作用强度的因素及应用
思考1：（植物体）在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于）
例4.（2021·河北模拟）不同植物的光合作用过程有所不同，图1是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻，请据图分析并回答∶（1）吸收光能的色素分布在叶绿体 上。以光合色素的 为纵坐标，以波长为横坐标，所得曲线就是光合色素的吸收光谱。
吸收光能的百分比（吸光率）
例4.（2021·河北模拟）不同植物的光合作用过程有所不同，图1是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻，请据图分析并回答∶（2）图1水稻、玉米和景天科植物中，最适应炎热干旱环境的植物是 ，原因是 。
该类植物白天气孔关闭，可以减少水分的散失，夜晚吸收CO2，不影响光合作用的进行
（3）图2中，在10点到12点期间，B植物的光合速率下降，原因是 ;而C植物的光合速率继续升高，原因是 。
该时间段温度较高，水稻植株部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应强度减弱，为光反应提供的NADP+、ADP、Pi减少，光反应强度减弱，导致光合速率下降。
可以利用低浓度的CO2，此时光照强度不断增强，所以光合速率继续升高
（4）图2中，在4点时，A植物的光合速率为 μml/（m²·s）;在12点时该植物能不能进行光合作用? 。
例5.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（ ） A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移
例6，（2021，原创）为探究环境条件对幼苗光合作用的影响，某同学将同品种燕麦幼苗分为甲、乙两组，一组培养在CO2浓度始终保持在300µL•L-1的气候室中，另一组培养在CO2浓度始终保持在800µL•L-1的气候室中.在相同且适宜的温度等条件下，测定两组幼苗净光合速率随光照强度的变化，如图所示，请回答：
（1）光照强度为a klx时，甲组幼苗叶肉细胞中能合成ATP的生物膜结构有 、 光照强度大于a klx时，限制乙组光合作用的环境因素主要是 。
（2）CO2浓度为800µL•L-1的气候室中，幼苗净光合速率随光照强度的变化是图中的 （填“甲”或“乙”）曲线，做出此判断的理由是 。
图中相同光照强度和温度条件下，甲的净光合速率大于乙的，这与环境中CO2浓度的升高有利于幼苗吸收CO2进行光合作用的观点相吻合
（3）实验发现，与乙组相比，甲组所产生的种子粒大饱满；甲组所产生的种子萌发后，将幼苗按照乙组的条件进行培养，再产生的种子与乙组相同。对上述实验现象最合理的解释是：
与乙组的种子相比，甲组所产生的种子粒大饱满是由环境中CO2浓度高导致光合作用强引起的，而非遗传物质不同造成的
（5）细胞呼吸与光合作用
例7.(2021·河南、河北重点高中联考)下图表示某自养型生物细胞内光合作用、细胞呼吸过程中[H]的转移过程。下列叙述错误的是 ( )A.图中过程①③④都能产生ATPB.过程③需要H2O参与,能产生CO2C.过程①和过程④离不开叶绿体和线粒体D.过程①和过程③产生的[H]不是同种物质
②光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析
③光合作用和细胞呼吸中[H]的来源和去路分析
④光合作用和有氧呼吸的能量联系
例8.(2020·合肥二模)对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如下表，下列对结果的分析不正确的是（ ）
A.在5 klx光照条件下5 h，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时多2.5 mgB.在20 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2增加量前者比后者多30 mgC.在10 ℃、10 klx光照4.8 h后，转入20 ℃黑暗环境19.2 h，O2变化量为0D.该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关变量
【（3+0.5）-（2+1）】x 5
（5x10-1x14）-（2x10-1x14）
（4x4.8）-（1x19.2）
例9.甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系，下列说法正确的是（ ）
A.图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2C.图乙中，当光照强度为x时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.图乙中，限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度
例10，（2019全国2卷，31,11分）回答下列与生态系统相关的问题。（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于 ，生产者的能量可以直接流向 （答出2点即可）
（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内 ；C与B的差值表示这段时间内 ； A与B的差值表示这段时间内 。
生产者净光合作用的放氧量
生产者光合作用的总放氧量
生产者呼吸作用的耗氧量
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