細(xì)胞代謝與酶

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1、 核心術(shù)語(yǔ)(1)細(xì)胞代謝與酶；(2)酶(催化作用、活化能、高效性、專一性、最適溫度、最適pH )；(3)ATP(ADP、高能磷酸鍵、腺苷、直接能源、主要能源、最終能源)；(4)光合作用(光反應(yīng)、暗反應(yīng)、水的光解、CO2的固定、C3的還原、C5的再生、類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì))；(5)細(xì)胞呼吸(有氧呼吸、無(wú)氧呼吸、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜)；(6)綠葉中色素的提取和分離(紙層析法、層析液、無(wú)水乙醇、二氧化硅、碳酸鈣、濾液細(xì)線)。內(nèi)連外展：本講內(nèi)容可與前后面的知識(shí)相關(guān)聯(lián)。(1)可與細(xì)胞的結(jié)構(gòu)相聯(lián)系；(2)可與細(xì)胞的生命歷程相關(guān)聯(lián)；(3)可與遺傳與變異相關(guān)聯(lián)；(4)可與生命活動(dòng)調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)；(

2、5)可與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)相聯(lián)系。 1(2012河北質(zhì)量檢測(cè)(一)右圖表示植物細(xì)胞內(nèi)的代謝過(guò)程，下列敘述正確的是()(1)X、Y物質(zhì)分別代表三碳化合物和丙酮酸(2)、過(guò)程可以消耗H ，過(guò)程需要產(chǎn)生H (3)過(guò)程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，過(guò)程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(4)四個(gè)過(guò)程中既沒(méi)有消耗氧氣，也沒(méi)有產(chǎn)生氧氣A(1)(2)B(1)(4)C(2)(3) D(3)(4) 【解析】代表有氧呼吸的第一階段，代表有氧呼吸的第二階段，因此Y代表丙酮酸；、過(guò)程可以產(chǎn)生H ；過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；分別代表光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程中CO2的固定和三碳化合物的還原，因此X代表三碳化合物，過(guò)程需要消耗H ；光合作用的光

3、反應(yīng)才有氧氣的產(chǎn)生，有氧呼吸的第三階段才消耗氧氣，可是這個(gè)圖中沒(méi)有表示這兩個(gè)過(guò)程?！敬鸢浮緽 2(2011浙江)下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是() A破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生B植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變C與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短D離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反應(yīng) 【解析】主要考查光合作用的條件、過(guò)程和影響因素。葉綠體中主要含有葉綠素和類胡蘿卜素，由于葉綠素含量多，葉片呈綠色，但隨著葉齡增大，葉綠素開(kāi)始分解轉(zhuǎn)化，類胡蘿卜素含量增大，葉片綠色逐漸褪去。光合作用分光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)過(guò)程，光反應(yīng)在葉綠體

4、類囊體膜上完成，此過(guò)程產(chǎn)生O2，NADPH和ATP用于在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的暗反應(yīng)，因此供給暗反應(yīng)所需的原料CO2、ATP和NADPH，在離體中的葉綠體基質(zhì)中照常進(jìn)行。光合作用正常進(jìn)行需要適宜的溫度，冬季氣溫低，細(xì)胞內(nèi)酶的活性低，是光合速率低的主要原因?！敬鸢浮緿 元貝駕考 http:/ 元貝駕考2016科目一 科目四駕考寶典網(wǎng) http:/ 駕考寶典2016科目一 科目四 【解析】本題考查細(xì)胞呼吸相關(guān)的知識(shí)。細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類型，無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，第一階段產(chǎn)生的H 被第二階段消耗；有氧呼吸第一階段的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，二、三階段發(fā)生在線粒體中，第三階段釋放的能量最多

5、。為細(xì)胞呼吸的第一階段，為無(wú)氧呼吸的第二階段。為有氧呼吸的二、三階段?！敬鸢浮緽 4(2012安徽名校聯(lián)考)ATP合成酶是細(xì)胞中常見(jiàn)的蛋白質(zhì)，它由兩部分組成，F(xiàn)0為嵌入生物膜的疏水端，F(xiàn)1為生物膜外的親水端(如圖所示)，下列敘述中，錯(cuò)誤的是() AATP合成酶與ATP的共有組成元素一定包括C、H、O、NBATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成一磷酸腺苷(AMP)，AMP是某些酶的基本組成單位之一CATP合成酶存在于原核細(xì)胞細(xì)胞膜，真核細(xì)胞線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜等生物膜上；構(gòu)成這些生物膜基本骨架的磷脂分子具有疏水端和親水端D人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉細(xì)胞中的ATP水解提供能量，此時(shí)肌肉細(xì)胞中ATP合成酶沒(méi)有活

6、性 【解析】ATP合成酶屬于蛋白質(zhì)，組成元素包括C、H、O、N等，ATP的組成元素有C、H、O、N、P，一磷酸腺苷(AMP)由一分子腺嘌呤，一分子核糖和一分子磷酸組成，為腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一；有些酶的化學(xué)本質(zhì)為RNA，ATP合成酶分布于合成ATP的場(chǎng)所，例如原核細(xì)胞細(xì)胞膜、真核細(xì)胞線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜等；與ATP合成酶類似，磷脂分子同樣具有疏水端和親水端，人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)需消耗大量ATP，此時(shí)肌肉細(xì)胞中同時(shí)進(jìn)行著ATP的合成?！敬鸢浮緿 5(2011江蘇南通模擬)某同學(xué)用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定果蠅幼蟲的呼吸速率。實(shí)驗(yàn)所用毛細(xì)管橫截面積為1 mm2，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)軟管

7、夾，將裝置放入25水浴中，10 min后關(guān)閉軟管夾，隨后每隔5 min記錄一次毛細(xì)管中液滴移動(dòng)的位置，結(jié)果如下表所示。下列分析中，正確的是()實(shí)驗(yàn)時(shí)間/min液滴移動(dòng)距離/mm10 015 32.520 6525 10030 130 35 162.5 A.圖中X為NaOH溶液，軟管夾關(guān)閉后液滴將向右移動(dòng)B在2030 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為6.5 mm3/minC如將X換為清水，并將試管充入N2即可測(cè)定果蠅幼蟲無(wú)氧呼吸速率D增設(shè)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)只將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環(huán)境中 【解析】本題難度較大，考查測(cè)定細(xì)胞呼吸速率。圖中X可能是NaOH，NaOH能吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳

8、，故有氧呼吸過(guò)程消耗氧氣導(dǎo)致試管內(nèi)氣壓降低，液滴應(yīng)該左移；2030 min內(nèi)氧氣消耗的總體積為(13065)mm1 mm265 mm3，故10 min內(nèi)的氧氣吸收速率為65 mm3/10 min6.5 mm3/min；X換成清水，充氮?dú)庖膊荒軠y(cè)定無(wú)氧呼吸速率，因?yàn)楣売紫x無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸不產(chǎn)生CO2，無(wú)論是否進(jìn)行無(wú)氧呼吸液滴都不會(huì)移動(dòng)；實(shí)驗(yàn)對(duì)照組應(yīng)將裝置中的果蠅幼蟲換成等質(zhì)量的死幼蟲，并將該裝置置于相同的環(huán)境中，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)?！敬鸢浮緽 6(2011福建)如圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率(單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是()A在9：3011：00之間，

9、花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過(guò)程減緩B在11：0012：30之間，花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的多C在17：00時(shí)，玉米和花生的單位葉面積釋放O 2速率相同D在18：30時(shí)，玉米既能進(jìn)行光反應(yīng)，也能進(jìn)行暗反應(yīng) 【解析】本題考查光合作用的知識(shí)及圖文轉(zhuǎn)換能力。解決坐標(biāo)曲線題的關(guān)鍵是“明標(biāo)”、“看點(diǎn)”、“析線”。由圖可知夏季明朗的白天9：3011：30光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，花生凈光合速率下降的原因是環(huán)境中CO2濃度降低，暗反應(yīng)過(guò)程減緩；在11：0012：30之間，花生的凈光合速率圖像在玉米凈光合速率圖像的下方，玉米的單位葉面積有機(jī)物的積累量多于花生的；17：00時(shí)花生玉米凈光合速率圖像相交，表

10、明二者凈光合速率相同，單位葉面積釋放O2速率相同；18：30玉米凈光合速率曲線與橫軸相交，凈光合速率為零，光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，玉米既能進(jìn)行光反應(yīng)也能進(jìn)行暗反應(yīng)?！敬鸢浮緽 回答問(wèn)題：( 1 )根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)判斷，該實(shí)驗(yàn)的目的是_。(2)從理論上講，培養(yǎng)一段時(shí)間后，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：B中的幼苗生長(zhǎng)量比C中的_(大、小)，原因是_；A中的幼苗生長(zhǎng)量比C中的_(大、小)，原因是_。 【答案】(1)探究CO2濃度對(duì)植物光合作用強(qiáng)度的影響(2)小B中的CO2被Ba(OH )2吸收，缺少光合作用的原料CO2，不能進(jìn)行光合作用大A瓶未密封，能從外界補(bǔ)充CO2，C瓶密封，隨光合作用進(jìn)行，CO2濃度

11、逐漸減弱，光合作用強(qiáng)度下降，后來(lái)停止8(2011全國(guó))為探究不同條件對(duì)葉片中淀粉合成的影響，將某植物在黑暗中放置一段時(shí)間，耗盡葉片中的淀粉。然后取生理狀態(tài)一致的葉片，平均分成8組，實(shí)驗(yàn)處理如下表所示。一段時(shí)間后，檢測(cè)葉片中有無(wú)淀粉，結(jié)果如下表。 回答問(wèn)題：(1)光照條件下，組5葉片通過(guò)_作用產(chǎn)生淀粉；葉肉細(xì)胞釋放出的氧氣來(lái)自于_的光解。( 2 )在黑暗條件下，葉片能進(jìn)行有氧呼吸的組別是_。(3)組2葉片中合成淀粉的原料是_，直接能源物質(zhì)是_，后者是通過(guò)_產(chǎn)生的。與組2相比，組4葉片無(wú)淀粉的原因是_。(4)如果組7的蒸餾水中只通入N 2，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是葉片中_(有、無(wú))淀粉。 【解析】主要考查光

12、合作用和呼吸作用的過(guò)程、影響因素和二者的關(guān)系，是一道綜合性較強(qiáng)的題目。審題時(shí)要認(rèn)真仔細(xì)、找出對(duì)照組別的單一變量，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因。光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自于光反應(yīng)中水的光解。組別2、4、6、8都無(wú)光照，光反應(yīng)不能進(jìn)行，葉肉細(xì)胞無(wú)氧氣生成，不能利用自身產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行有氧呼吸，但組別2和6溶液中已通入空氣，葉肉細(xì)胞能吸收氧氣完成有氧呼吸。組別2中光反應(yīng)不能進(jìn)行，合成淀粉利用的原料來(lái)自于溶液中的葡萄糖，直接能源有有氧呼吸產(chǎn)生的ATP提供。組別4因?yàn)楣夥磻?yīng)不能進(jìn)行，又缺少有氧呼吸產(chǎn)生的ATP，所以淀粉合成受阻。組別7只通入N 2，葉肉細(xì)胞有氧呼吸受阻，無(wú)CO2來(lái)源，光合作用缺少原料無(wú)法進(jìn)行，淀

13、粉不能合成。 【答案】(1)光合H 2O(2)組2和組6(3)葡萄糖ATP有氧呼吸組4葉片不能進(jìn)行有氧呼吸，淀粉的合成缺少ATP(4)無(wú) 9(2011江蘇)下圖為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)曲線AB段酵母菌呼吸發(fā)生的場(chǎng)所是_；曲線BC段酵母菌呼吸的方式是_。(2)酵母菌種群數(shù)量從C點(diǎn)開(kāi)始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有_、_。 (3)在T1T2時(shí)段，單位時(shí)間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_、_。(4)某同學(xué)在T3時(shí)取樣，統(tǒng)計(jì)的酵母菌種群數(shù)量明顯高于D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)量，原因可能有_、_和用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤等。 【解析】本題

14、主要考查酵母菌的培養(yǎng)過(guò)程中，酵母菌數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化。酵母菌培養(yǎng)時(shí)，開(kāi)始階段菌體數(shù)目呈指數(shù)增加，此時(shí)無(wú)乙醇產(chǎn)生，說(shuō)明進(jìn)行的是有氧呼吸，呼吸場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；曲線BC段，開(kāi)始生成乙醇說(shuō)明酵母菌出現(xiàn)無(wú)氧呼吸，此時(shí)也有有氧呼吸；C點(diǎn)以后酵母菌數(shù)量下降是由于葡萄糖含量過(guò)低，還有乙醇濃度過(guò)高，此外培養(yǎng)液pH下降也導(dǎo)致酵母菌死亡；T1T2時(shí)段葡萄糖迅速消耗的原因有無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的能量較少，還有此時(shí)酵母菌的數(shù)量增多；若T3時(shí)刻取樣，統(tǒng)計(jì)酵母茵數(shù)量明顯高于D點(diǎn)，則可能是由于取樣時(shí)培養(yǎng)液未搖勻，從底部取樣所致，或由于未染色，統(tǒng)計(jì)了死亡的酵母菌，還有可能是計(jì)數(shù)錯(cuò)誤所致。 【答案】(1)細(xì)胞質(zhì)基

15、質(zhì)和線粒體有氧呼吸和無(wú)氧呼吸(2)乙醇含量過(guò)高培養(yǎng)液的pH下降(3)酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生的能量少酵母菌種群數(shù)量增多(4)取樣時(shí)培養(yǎng)液未搖勻，從底部取樣未染色，統(tǒng)計(jì)的菌體數(shù)包含了死亡的菌體 10在春末晴朗白天，重慶某蔬菜基地測(cè)定了某大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用強(qiáng)度(實(shí)際光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度之差)，結(jié)果見(jiàn)下圖(假設(shè)塑料大棚外環(huán)境條件相同；植株大小一致、生長(zhǎng)正常、栽培管理?xiàng)l件相同)。(1)在曲線a中，與11時(shí)相比，13時(shí)植株葉綠體內(nèi)C 3與C5化合物相對(duì)含量較高的是_(C3或C5)；在11時(shí)和13時(shí)分別摘取植株上部成熟葉片用碘蒸氣處理，13時(shí)所取葉片顯色較_(深或淺)。 ( 2 )曲線

16、b的峰值低于曲線a，其兩個(gè)主要決定因素是_(光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、空氣中CO2含量)，曲線c高于曲線b，原因是補(bǔ)充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的_用于CO2還原；若在棚內(nèi)利用豆科植物做綠肥，可明顯增加土壤中_元素的含量，主要促進(jìn)植株體內(nèi)_和_等生物大分子的合成。(3)69時(shí)和1618時(shí)，曲線b高于曲線a，主要原因是此時(shí)段棚內(nèi)_較高。 【解析】(1)曲線a中13時(shí)植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致葉綠體內(nèi)CO2濃度降低，故C3化合物含量降低，C5化合物含量升高；11時(shí)到13時(shí)，凈光合作用強(qiáng)度均為正值，表現(xiàn)為有機(jī)物的積累，故13時(shí)與11時(shí)相比淀粉的積累量增多，用碘蒸氣處理時(shí)，葉片顯色較深。(2)曲線b的峰值低于曲線a，兩個(gè)主要決定因素是光照強(qiáng)度和CO2濃度；曲線c通過(guò)白天補(bǔ)充光照，能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP和NADPH用于CO2還原，從而使光合作用增強(qiáng)。用豆科植物做綠肥，可以明顯增加土壤中氮的含量，促進(jìn)植株體內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸等含氮生物大分子的合成。(3)因全天蓋膜與全天不蓋膜在弱光時(shí)相比，溫度較高，故在69時(shí)和1618時(shí)曲線b高于曲線a。 【答案】(1)C5深(2)光照強(qiáng)度、空氣中CO2含量ATP、NADPH (H )氮(N)蛋白質(zhì)核酸(3)溫度