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  • ID:11-4728215 [精]高考生物一轮复习学案 第11讲 能量之源——光与光和作用

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/第4节 能量之源——光与光合作用/本节综合

    第11讲 能量之源—光与光合作用 (解析版) 本节课选自高中人教版必修一《分子与细胞》第五章第四节《能量之源—光与光合作用》。本节内容主要包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两小节。其中,“光合作用的过程”是本节课的重点,也是高考的重点,经常会和有氧呼吸结合在一起考,在《分子与细胞》的第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能,以及第4章的《细胞的能量“通货”――ATP》一节,知道光合作用是合成ATP重要途径之一,学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。在实验操作方面,学生已经能进行研磨、过滤等操作,但纸层析法是首次进行。由于学生缺乏对基粒(类囊体)微观结构的直观认识,本节课又涉及到物理(光学)、化学知识,对于理解色素吸收色光,掌握有关化学试剂的使用方法与技巧,可能存在一定的难度。 光合作用等一系列知识是高考中的常考的点,且光合作用知识题型变化较多,因此本讲相关知识的运用非常重要。 ? 一、捕获光能的色素和叶绿体的结构 1.捕获光能的结构——叶绿体 2. 叶绿体色素的种类和功能 色素 功能 叶绿素 叶绿素a:蓝绿色 吸收红光和蓝紫光 叶绿素b:黄绿色 类胡萝卜素 叶黄素:黄色胡萝卜素:橙黄色 吸收蓝紫光 二、绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 (1)提取:叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。 (2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。 2.方法:纸层析法 3. 过程 (1)提取色素 ①取材:称取5 g绿色叶片;(含有色素较多的,如菠菜叶片) ②研磨:加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇; ③过滤:漏斗基部放一块单层尼龙布; ④收集:收集滤液,试管口用棉塞塞严 (2)色素的分离 ①制备滤纸条:将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条,并在一端剪去两角,在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 ②画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线,待滤液干后,重复画一两次。 ③分离色素:将3 mL层析液倒入试管中,装置如下图所示,插入滤纸条,有滤液细线的一端朝下,随后用软木塞塞紧试管口。将试管换成烧杯也可以 。 注意:不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。 实验装置及实验结果如图所示: ④观察滤纸条上的色素带:滤纸条上色素带有四条。如下表所示: 三、 光合作用的发现历程(来自于课本) 1.1771年,英国普利斯特利指出:植物可以更新空气。 2.1779年,荷兰英格毫斯指出:植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。 3.1845年,德国梅耶指出:植物能把光能转换成化学能。 4.1864年,德国萨克斯证明:光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。 5.1880年,美国的恩格尔曼证明:氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所。 6.1939年,美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明:光合作用释放的氧气来自于水。 7.1948年,美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性,探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。 四、 光合作用的过程小结 1.光合图解 2.光合作用过程小结 项目 光反应 暗反应 条件 需色素、光、酶 不需色素和光,需要多种酶 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质转化 ①水光解:2H2O4[H]+O2②ATP的合成:ADP+Pi+光能酶ATP 能量转换 光能→电能→ATP中活跃的化 学能 ATP中活跃的化学能→(CH2O) 中稳定的化学能 关系 探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化 主要是对光合作用的过程深刻理解并能进行分析 条件 光照由强到弱,CO2供应不变 光照由弱到强,CO2供应不变 CO2供应由充足到不足,光照不变 CO2供应由不足到充足,光照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 [H]和ATP的含量 减少或没有 增加 增加 减少 (CH2O)的合成量 减少 增加 减少 增加 光合作用的影响因素 与光合作用有关的因素都有可能影响光合作用。 1.光照强度:在一定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合作用速率。 (1)曲线分析: ①A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO2量表明此时的呼吸强度。 ②AB:表明光照强度加强,光合作用逐渐加强。 ③B点:光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点对应的光照强度为光补偿点(白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。 ④BC:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强。 ⑤C点:对应的光照强度为光饱和点。 (2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。 2.光照面积(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:随叶面积指数的不断增大,光合作用实际量不断增大。 ②A点:为光合作用面积的饱和点。此后随叶面积指数的增大,光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡。 ③OB:干物质量随光合作用增加而增加。 ④OC:叶片随叶面积指数的不断增加,呼吸量不断增加,而由于A点后光合作用不再增加,所以干物质积累量不断降低。 (2)应用:应适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长,合理密植。 3.CO2浓度(如下图所示)。 (1)曲线分析:曲线表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。A点:即CO2达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用:“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高CO2浓度,是增加产量的方法。 4.含水量及矿质元素(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:水是光合作用的原料,矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内,水和矿质元素越多,光合作用速率越快。 ②A点:即水、矿质元素达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用: ①合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。 ②施用有机肥后,经土壤微生物分解后,既可为植物补充CO2,又可为植物提供各种矿质元素。 5.温度(如下图所示)。 (1)曲线分析: 光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10~35 ℃下正常进行光合作用,其中AB段(10~35 ℃)光合作用随温度的升高而逐渐加强,B点(35 ℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,50 ℃左右光合作用完全停止。 (2)应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。 6.叶龄(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。 ②AB:为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合作用速率也基本稳定。 ③BC:为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合作用速率也随之下降。 (2)应用 农作物、果树管理后期,适当摘除老叶、残叶及茎叶,可降低其细胞呼吸,减少有机物的消耗。 6. 多种因子对光合作用的影响 (1)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。 (2)应用:为了获得更大产量应该协调控制多个光合作用的影响因素,当一个条件受限时,可以通过加强其他条件来改善光合作用状况。 六、 化能合成作用 1.概念:少数种类的细菌不能进行光合作用,但能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫化能合成作用。 2.实例:生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而将亚硝酸氧化成硝酸。它能利用这两个化学反应中释放出的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类,供硝化细菌维持自身的生命活动,过程图解如下图所示。因此,硝化细菌属于生产者。 叶绿体的结构 例1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 【答案】A 【解析】正常情况下,植物叶片在光照下可以合成ATP,而在黑暗条件下不能合成ATP,A错误;根据以上分析可知,当类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时,此叶绿体在黑暗中可以合成ATP,B正确;叶绿体光下发生水的光解产生H+,导致类囊体内外产生H+梯度,因此可以合成ATP,C正确;此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解,因此没有氧气的产生,D正确。 变式训练1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 【答案】A 【解析】正常情况下,植物叶片在光照下可以合成ATP,而在黑暗条件下不能合成ATP,A错误;根据以上分析可知,当类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时,此叶绿体在黑暗中可以合成ATP,B正确;叶绿体光下发生水的光解产生H+,导致类囊体内外产生H+梯度,因此可以合成ATP,C正确;此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解,因此没有氧气的产生,D正确。 二、光合作用 例2:(吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟考试理综生物试卷)下列说法错误的是( ) A. 暗反应阶段的化学反应必须在无光条件下进行 B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在 C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法 D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物 【答案】A 【解析】A. 光照不是暗反应所需要的条件,有光无光都能进行,故A错误;B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,故B正确;C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法,故C正确D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物,故D正确。暗反应虽然不需要光,但是暗反应需要光反应为其提供[H]和ATP。 变式训练2.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 【答案】B 【解析】若A代表O2吸收量,则随光照强度的增大,从外界吸收的O2量逐渐减少,说明光合作用生成的O2被有氧呼吸所利用,所以光合作用是从O2吸收量减少开始的,即在D点之前光合作用已经进行,A错误;若A代表CO2释放量,则E点对应的光照强度为光饱和点(光合作用达到最大值所对应的最小光照强度),因此E点时限制光合作用的因素不再是光照强度,而可能是CO2浓度,若提高大气中CO2浓度,E点将向右下方移动,B正确,C错误;已知光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃时,光合作用减弱,呼吸作用增强,B点则上移,D错误。 例3:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 【答案】C 【解析】蓝藻是原核生物,细胞中含有与光合作用有关的色素和酶,可以利用利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,A正确;酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP,B正确;动物的卵细胞体积大,相对表面积小,不利于高效率地完成物质运输,C错误;硝化细菌可以化能合成作用,能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,D正确。 变式训练3.(宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试理综生物试题)植物叶片中有一种酶,其功能是催化反应C5+CO2→2C3。对这种酶的叙述合理的是( ) A. 提高二氧化碳浓度,不能增强该酶活性 B. 在低温环境中会失活,导致光合速率降低 C. 主要分布在细胞质基质中 D. 由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 【答案】A 【解析】根据提供信息分析,“C5+CO2→2C3”属于光合作用暗反应过程中的二氧化碳的固定,发生在叶绿体基质中,因此该酶的功能是催化二氧化碳固定。 提高二氧化碳浓度可以加速二氧化碳的固定,但是不能提高酶的活性,A正确;低温会导致酶的活性降低,但是酶的活性不会丧失,B错误;根据以上分析已知,该酶分布于叶绿体基质中,催化二氧化碳的固定过程,C错误;题干中没有显现该酶是叶绿体基因还是核基因控制合成的,D错误。 例4:(2018届高三高考临考精品信息卷八生物试题)如图表示叶绿体色素吸收光能的情况.据图分析,以下说法正确的是( ) A. 在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树,可以大量增加空气中的氧气浓度 B. 叶绿素a和叶绿素b对红光和蓝紫光的吸收峰值相同 C. 土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少 D. 由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加 【答案】C 【解析】分析题图:叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收420~470nm波长的光(蓝紫光)和640~670nm波长的光(红光);类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光(蓝紫光)。分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同。 植物几乎不吸收大约550nm波长的绿光,所以达不到以增加夜间空气中氧气浓度目的,A错误;观察图中曲线可见叶绿素a和叶绿素b对红光的吸收峰值不同,对蓝紫光的吸收峰值也不同,B错误;镁是叶绿素的重要组成元素,镁缺乏时,叶绿素合成受阻,直接影响植物对光的吸收,所以土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少,C正确;由550nm波长的光转为670nm波长的光后,光反应增强,从而促进C3的还原,使C3的量减少,D错误。 变式训练4.(宁夏六盘山高级中学2018届高三下学期第四次模拟考试生物试题)如图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜),下列叙述正确的是( ) A. 植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞不释放氧气 B. 适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点 C. 突然遮光处理,植物Ⅱ叶肉细胞中C3还原量减少 D. 最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ 【答案】C 【解析】分析:光的补偿点是植物光合作用速率与呼吸作用速率相等时所需要的光照强度,光的饱和点是植物最大光合作用强度需要的最低光照强度。由题左图可知,三种植物光的补偿点是植物Ⅰ>植物Ⅲ>植物Ⅱ,由右图可知,光的饱和点是植物Ⅲ>植物Ⅰ>植物Ⅱ。 详解:植物I在光补偿点时,整株植物光合速率等于呼吸速率,但其叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,向细胞外释放氧气,A错误;本实验数据是在适宜温度条件下测得,升高温度不利于光合作用,故光饱和点应下降,B错误;突然遮光处理,光反应将立即停止,因此光反应产生的ATP和[H]含量减少,抑制暗反应中的三碳化合物的还原,因此植物Ⅱ叶肉细胞中C3生成量减少,C正确;树林下光照强度较低,植物Ⅱ光补偿点和光饱和点均低,利用较低光照强度生长,D错误。 1.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 【答案】C 【解析】20世纪30年代,鲁宾和卡门采用放射性同位素示踪技术,用18O分别标记C02和H2O,一组植物提供C1802和H2O,另一组植物提供C02和H218O,分析两组植物释放的O2,证明了光合作用释放的氧全部来自水,A错误;赫尔希和蔡斯采用放射性同位素示踪技术,用35S标记一部分噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分噬菌体的DNA,进行噬菌体侵染细菌的实验,证明了噬菌体的遗传物质是DNA,B错误;摩尔根以红眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本进行杂交实验,从而证明了“基因位于染色体上”,在此过程中没有应用放射性同位素示踪技术,C正确;科学家在研究分泌蛋白的合成、分泌途径时,采用放射性同位素示踪技术,用3H标记的亮氨基注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,D错误。 2.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(二)理科综合冲刺卷生物试题)下列关于生命科学实验的描述中,正确的是( ) A. 观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸的作用是使细胞分散开便于观察 B. 恩格尔曼的水绵实验和卡尔文的小球藻实验均运用了同位素标记法 C. 用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时,橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远 D. 在性状分离比模拟实验中,两小桶里面的小球数目必须相等 【答案】C 【解析】由题文和和选项的描述可知:该题考查学生对观察DNA和RNA在细胞中的分布、光合作用的探究历程、绿叶中色素的提取和分离、性状分离比的模拟实验等相关知识的识记和理解能力。 观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸的作用是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合,A错误;恩格尔曼没有运用同位素标记法,他将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗、无空气的环境中,用极细光束照射水绵,发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中,如果临时装片暴露在光下,细菌则分布在叶绿体所有受光部位,证明了O2是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,卡尔文用14C标记C02,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中碳元素在光合作用中转化为有机物中的碳的转移途径,运用了同位素标记法,B错误;在叶绿体所含的色素中,胡萝卜素为橙黄色,在层析液中的溶解度最高,因此用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时,橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远,C正确;在性状分离比模拟实验中,两小桶分别代表雌、雄生殖器官,里面的小球分别代表雌、雄配子,因在自然条件下,同种生物产生的雄配子的数量多于雌配子,所以两小桶里面的小球数目可以不相等,D错误。 3.(山东省潍坊市青州市2018届高三第三次高考模拟考试理科综合生物试题)生物学研究用到多种科学方法,下列叙述正确的是( ) A. 由于土壤动物体型微小、活动能力差,可用样方法调查土壤动物的丰富度 B. 利用模型建构法探究酵母菌种群数量变化时,无需设置空白对照和重复实验 C. “细胞大小与物质运输的关系”模拟实验所用的研究方法是类比推理法 D. 卡尔文利用同位素标记法,将标记的C1802供小球藻利用,最终发现了碳循环 【答案】C 【解析】由于土壤小动物身体微小,活动能力强,不能用样方法和标志重捕法调查丰富度,可采用取样器取样的方法进行调查,A错误;探究酵母菌种群数量变化时,由于有前后的自身对照,因此可不设置空白对照实验,但是需要重复实验,B错误;探究细胞大小与物质运输的关系的模拟实验中,大小不同的三个琼脂块中NaOH扩散的深度相同,这说明细胞越大,其物质运输效率越低,该实验所用的研究方法是类比推理法,C正确;卡尔文利用同位素标记法,将标记的C1802供小球藻利用,最终发现了暗反应过程,而碳循环指的是碳元素在生物群落与无机环境之间往返的过程,D错误。 4.(【全国省级联考】2018年高考生物学临考保温卷五生物试题)图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响,图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。下列说法错误的是(  ) A. 图甲中叶绿素含量的测定,可先用无水乙醇提取叶片中的色素 B. 据图甲推测,该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力 C. 图乙中8:00到12:00净光合速率降低的原因一定是光合作用速率减弱 D. 图乙中18:00时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等 【答案】C 【解析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,因此,图甲中叶绿素含量的测定,可先用无水乙醇提取叶片中的色素,A正确;由图甲可知,叶绿素含量随着遮光程度的增加而升高,说明该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力,B正确;图乙中的8:00到12:00,气温升高呼吸速度增强,光照强度增加,但气孔导度相对稳定,由于受到CO2供应的限制,光合速率升高远不如呼吸速率升高的幅度大,导致光合速率与呼吸速率的差值减小,净光合速率降低,C错误;图乙中的18:00时,净光合速率为零,光合速率与呼吸速率相等,所以光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等,D正确。 5.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)菠菜叶片是一种常用的生物实验材料,下列相关实验选材正确的是( ) A. 在提取和分离叶绿体色素时可选择新鲜的菠菜叶 B. 菠菜叶中含有较多的还原糖,可用于还原糖的鉴定 C. 可用菠菜叶下表皮细胞观察细胞的有丝分裂过程 D. 可用菠菜叶上表皮细胞观察叶绿体和细胞的质壁分离 【答案】A 【解析】新鲜的菠菜叶,其叶肉细胞含有的色素较多,层析效果较明显,因此在提取和分离叶绿体色素时可选择新鲜的菠菜叶,A正确;菠菜叶呈现绿色,会对鉴定还原糖时的显色有干扰,不能用于还原糖的鉴定,B错误;菠菜叶的下表皮细胞没有分裂能力,不能用于观察细胞的有丝分裂,C错误;菠菜叶的上表皮细胞不含叶绿体,但有大液泡,所以不能用于叶绿体的观察,但可用于细胞的质壁分离的观察,D错误。 6.(山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(四)理科综合生物试题)洋葱是生物学中常用的实验材料,绿色的叶可用于提取光合色素,紫色洋葱鳞片叶外表皮可用于观察细胞的质壁分离与复原,根尖分生区细胞可用于观察细胞的有丝分裂,下列叙述中正确的是( ) A. 根尖分生区细胞都能发生质壁分离与复原现象 B. 细胞发生质壁分离过程中细胞液浓度始终低于外界溶液浓度 C. 遮光条件下,提取色素后试管不加棉塞会导致滤液颜色变浅 D. 通过显微镜可观察到有丝分裂末期细胞板的形成过程 【答案】B 【解析】根尖分生区细胞没有液泡,不能发生质壁分离与复原现象,A错误;当细胞液浓度低于外界溶液浓度时,细胞失水,发生质壁分离,B正确;遮光条件下,提取色素后试管不加棉塞,会导致无水乙醇挥发,滤液颜色变深,C错误;观察根尖分生区细胞有丝分裂的实验中,细胞经过解离后已经死亡,因此不会观察到细胞板的形成过程,D错误。 7.(陕西省2018届高三年级第十二次模拟理综生物试题)下列有关生物学研究和实验方法的叙述不正确的是( ) A.标志重捕法调查种群密度时,部分标志物脱落,实验所得到数值与实际数值相比偏大 B.“建立血糖调节的模型”釆用的实验方法是模型方法,模拟活动本身就是构建动态的物理模型 C.用纸层析法分离色素滤纸条上的色素带颜色自下而上依次虽黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色 D.在探究淀粉酶的最适温度时,为了减小误差需要设置预实验 【答案】D 【解析】标志重捕法调查种群密度时的计算公式:种群数量=第一次捕获的个体数×第二次捕获的个体数/第二次捕获中被标记的个体数,故部分鲤鱼身上的标志物脱落,计算值与实际值相比,数值会偏大,A正确;采用模型方法研究“建立血糖调节的模型”,模拟活动本身就是在构建动态的物理模型,之后,再根据活动中的体会构建概念模型,B正确;叶绿体中色素分离原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。分离的结果是:滤纸条上的色素带颜色自下而上依次虽黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色,C正确;在探究淀粉酶的最适温度时,设置预实验可以找出最适温度的大致范围,而不是为了减少误差,D错误。 8.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( ) A. 需要ATP提供能量 B. DCIP被氧化 C. 不需要光合色素参与 D. 会产生氧气 【答案】D 【解析】该题主要考查光反应的有关知识。类囊体是光合作用光反应阶段的场所,光反应发生水的光解,产物是氧气和还原氢;以及ATP的合成。依据题中信息可判断,光照后溶液变为无色,说明有还原剂产生,DCIP被还原。 光反应发生在叶绿体类囊体上,有光时,产生氧气、NADPH和ATP,A错误;DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色,是因为DCIP被[H]还原成无色,B错误;光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能,C错误;光合作用光反应阶段会产生氧气,D正确,所以选D。 9.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(江苏卷))如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( ) A. 横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B. 横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C. 横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D. 横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 【答案】D 【解析】据图分析,图示纵坐标的含义是净光合速率,是光合速率与呼吸速率的差值,在横坐标以下表示光合速率小于呼吸速率,在横坐标以上表示光合速率大于呼吸速率,与横坐标相交的点表示光合速率与呼吸速率相等。 若横坐标是CO2浓度,纵坐标表示净光合速率,则根据题中信息无法判断出较高温度下和较低温度下呼吸速率的大小,同理,也无法判断出较低和较高温度下光合速率的大小,所以无法判断甲和乙的关系,A错误;若横坐标是温度,则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势,B错误;若横坐标是光波长,则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低,与图中甲乙曲线变化不符,C错误;若横坐标是光照强度,较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行,因此甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度,D正确。 10.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列研究工作中由我国科学家完成的是( ) A. 以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B. 用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C. 证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D. 首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成 【答案】D 【解析】以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的,A错误;用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的,B错误;证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的,C错误;首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的,D正确,所以选D。 11.(2017年全国普通高等学校招生统一考试生物(新课标1卷))为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题: (1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高___________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_______________________________________________________。 【答案】 光照强度 CO2浓度 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的 【解析】(1)题图显示:光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加,因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。 (2)b光照强度下,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加,因此限制甲组植物光合作用的因子不再是光照强度,而是CO2浓度等。所以,要使甲组的光合作用强度继续升高,可以考虑的措施是提高CO2浓度。 (3)依题意可知:导致曲线图中甲、乙两组光合作用强度差异的原因是光照强度不同,即甲组模拟自然光照,乙组提供低光照;播种乙组植株产生的种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,其植株叶片随光照强度变化的光合作用强度曲线与甲组的相同。据此能够得到的初步结论是:乙组光合作用强度与甲组的不同,是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。 12.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国II卷))为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题: (1)从图可知,A叶片是树冠_________(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是______________________。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是______________。 【答案】 下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 暗 无水乙醇 【解析】(1)由于上层叶片对阳光的遮挡,导致下层叶片接受的光照强度较弱,因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低,据此分析图示可推知:A叶片是树冠下层的叶片。 (2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,说明光反应速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。 (3)绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可以用无水乙醇提取叶绿素。 13.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题: (1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是____________。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________,判断的依据是______________________。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是______。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_________ (填“O2”或“CO2”)不足。 【答案】 甲 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 乙 CO2 【解析】本题考查影响光合作用的因素,据图可知,甲植物的净光合速率变化幅度明显大于乙植物,因此可以得出甲植物对光能的利用率明显高于乙植物。且乙植物的饱和点和光补偿点都比较低,属于阴生植物,甲植物属于阳生植物。 (1)由图分析可知,当光照强度大于a时,相同光照强度下,甲植物的净光合速率大于乙,有机物的积累较多,对光能的利用率较高。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,植株接受的光照强度相对较弱,光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,因此种植密度过大,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。 (3)从图中可以看出,乙植物的光饱点以及光补偿点都比甲植物低,适合在光照强度相对更弱的环境中生长,林下的光照强度更低,因此更适合在林下种植的是植物乙。 (4)夏日晴天中午12:00时,植物为了减少蒸腾作用对水分的散失,叶片上的部分气孔会关闭,导致细胞间的二氧化碳的含量下降,从而引起光合速率下降。 14 第11讲 能量之源—光与光合作用 (解析版) 本节课选自高中人教版必修一《分子与细胞》第五章第四节《能量之源—光与光合作用》。本节内容主要包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两小节。其中,“光合作用的过程”是本节课的重点,也是高考的重点,经常会和有氧呼吸结合在一起考,在《分子与细胞》的第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能,以及第4章的《细胞的能量“通货”――ATP》一节,知道光合作用是合成ATP重要途径之一,学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。在实验操作方面,学生已经能进行研磨、过滤等操作,但纸层析法是首次进行。由于学生缺乏对基粒(类囊体)微观结构的直观认识,本节课又涉及到物理(光学)、化学知识,对于理解色素吸收色光,掌握有关化学试剂的使用方法与技巧,可能存在一定的难度。 光合作用等一系列知识是高考中的常考的点,且光合作用知识题型变化较多,因此本讲相关知识的运用非常重要。 ? 一、捕获光能的色素和叶绿体的结构 1.捕获光能的结构——叶绿体 2. 叶绿体色素的种类和功能 色素 功能 叶绿素 叶绿素a:蓝绿色 吸收红光和蓝紫光 叶绿素b:黄绿色 类胡萝卜素 叶黄素:黄色胡萝卜素:橙黄色 吸收蓝紫光 二、绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 (1)提取:叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。 (2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。 2.方法:纸层析法 3. 过程 (1)提取色素 ①取材:称取5 g绿色叶片;(含有色素较多的,如菠菜叶片) ②研磨:加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇; ③过滤:漏斗基部放一块单层尼龙布; ④收集:收集滤液,试管口用棉塞塞严 (2)色素的分离 ①制备滤纸条:将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条,并在一端剪去两角,在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 ②画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线,待滤液干后,重复画一两次。 ③分离色素:将3 mL层析液倒入试管中,装置如下图所示,插入滤纸条,有滤液细线的一端朝下,随后用软木塞塞紧试管口。将试管换成烧杯也可以 。 注意:不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。 实验装置及实验结果如图所示: ④观察滤纸条上的色素带:滤纸条上色素带有四条。如下表所示: 三、 光合作用的发现历程(来自于课本) 1.1771年,英国普利斯特利指出:植物可以更新空气。 2.1779年,荷兰英格毫斯指出:植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。 3.1845年,德国梅耶指出:植物能把光能转换成化学能。 4.1864年,德国萨克斯证明:光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。 5.1880年,美国的恩格尔曼证明:氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所。 6.1939年,美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明:光合作用释放的氧气来自于水。 7.1948年,美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性,探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。 四、 光合作用的过程小结 1.光合图解 2.光合作用过程小结 项目 光反应 暗反应 条件 需色素、光、酶 不需色素和光,需要多种酶 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质转化 ①水光解:2H2O4[H]+O2②ATP的合成:ADP+Pi+光能酶ATP 能量转换 光能→电能→ATP中活跃的化 学能 ATP中活跃的化学能→(CH2O) 中稳定的化学能 关系 探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化 主要是对光合作用的过程深刻理解并能进行分析 条件 光照由强到弱,CO2供应不变 光照由弱到强,CO2供应不变 CO2供应由充足到不足,光照不变 CO2供应由不足到充足,光照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 [H]和ATP的含量 减少或没有 增加 增加 减少 (CH2O)的合成量 减少 增加 减少 增加 光合作用的影响因素 与光合作用有关的因素都有可能影响光合作用。 1.光照强度:在一定光照强度范围内,增加光照强度可提高光合作用速率。 (1)曲线分析: ①A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO2量表明此时的呼吸强度。 ②AB:表明光照强度加强,光合作用逐渐加强。 ③B点:光合作用强度=细胞呼吸强度,称B点对应的光照强度为光补偿点(白天的光照强度在光补偿点以上,植物才能正常生长)。 ④BC:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强。 ⑤C点:对应的光照强度为光饱和点。 (2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如上图中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。 2.光照面积(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:随叶面积指数的不断增大,光合作用实际量不断增大。 ②A点:为光合作用面积的饱和点。此后随叶面积指数的增大,光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡。 ③OB:干物质量随光合作用增加而增加。 ④OC:叶片随叶面积指数的不断增加,呼吸量不断增加,而由于A点后光合作用不再增加,所以干物质积累量不断降低。 (2)应用:应适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长,合理密植。 3.CO2浓度(如下图所示)。 (1)曲线分析:曲线表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。A点:即CO2达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用:“正其行,通其风”,温室内充CO2,即提高CO2浓度,是增加产量的方法。 4.含水量及矿质元素(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:水是光合作用的原料,矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内,水和矿质元素越多,光合作用速率越快。 ②A点:即水、矿质元素达到饱和时,光合作用速率就不再增加了。 (2)应用: ①合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。 ②施用有机肥后,经土壤微生物分解后,既可为植物补充CO2,又可为植物提供各种矿质元素。 5.温度(如下图所示)。 (1)曲线分析: 光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10~35 ℃下正常进行光合作用,其中AB段(10~35 ℃)光合作用随温度的升高而逐渐加强,B点(35 ℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,50 ℃左右光合作用完全停止。 (2)应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。 6.叶龄(如下图所示)。 (1)曲线分析: ①OA:为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。 ②AB:为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合作用速率也基本稳定。 ③BC:为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合作用速率也随之下降。 (2)应用 农作物、果树管理后期,适当摘除老叶、残叶及茎叶,可降低其细胞呼吸,减少有机物的消耗。 6. 多种因子对光合作用的影响 (1)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。 (2)应用:为了获得更大产量应该协调控制多个光合作用的影响因素,当一个条件受限时,可以通过加强其他条件来改善光合作用状况。 六、 化能合成作用 1.概念:少数种类的细菌不能进行光合作用,但能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫化能合成作用。 2.实例:生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨氧化成亚硝酸,进而将亚硝酸氧化成硝酸。它能利用这两个化学反应中释放出的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类,供硝化细菌维持自身的生命活动,过程图解如下图所示。因此,硝化细菌属于生产者。 叶绿体的结构 例1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 【答案】A 【解析】正常情况下,植物叶片在光照下可以合成ATP,而在黑暗条件下不能合成ATP,A错误;根据以上分析可知,当类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质(或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔)时,此叶绿体在黑暗中可以合成ATP,B正确;叶绿体光下发生水的光解产生H+,导致类囊体内外产生H+梯度,因此可以合成ATP,C正确;此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会发生水的光解,因此没有氧气的产生,D正确。 变式训练1:(山东省实验中学2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验:先将叶绿体浸泡在pH= 4的溶液中,使类囊体空腔中的pH为4。然后将此叶绿体转移到pH=8的溶液中,结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测下列说法错误的是( ) A. 植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP B. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H+梯度 C. 叶绿体光下产生ATP,其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H+梯度 D. 此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气 二、光合作用 例2:(吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟考试理综生物试卷)下列说法错误的是( ) A. 暗反应阶段的化学反应必须在无光条件下进行 B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在 C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法 D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物 【答案】A 【解析】A. 光照不是暗反应所需要的条件,有光无光都能进行,故A错误;B. 组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,故B正确;C. 分离各种细胞器的常用方法是差速离心法,故C正确D. 细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物,故D正确。暗反应虽然不需要光,但是暗反应需要光反应为其提供[H]和ATP。 变式训练2.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 例3:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 【答案】C 【解析】蓝藻是原核生物,细胞中含有与光合作用有关的色素和酶,可以利用利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,A正确;酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP,B正确;动物的卵细胞体积大,相对表面积小,不利于高效率地完成物质运输,C错误;硝化细菌可以化能合成作用,能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,D正确。 变式训练3.(宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试理综生物试题)植物叶片中有一种酶,其功能是催化反应C5+CO2→2C3。对这种酶的叙述合理的是( ) A. 提高二氧化碳浓度,不能增强该酶活性 B. 在低温环境中会失活,导致光合速率降低 C. 主要分布在细胞质基质中 D. 由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关 例4:(2018届高三高考临考精品信息卷八生物试题)如图表示叶绿体色素吸收光能的情况.据图分析,以下说法正确的是( ) A. 在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树,可以大量增加空气中的氧气浓度 B. 叶绿素a和叶绿素b对红光和蓝紫光的吸收峰值相同 C. 土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少 D. 由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加 【答案】C 【解析】分析题图:叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收420~470nm波长的光(蓝紫光)和640~670nm波长的光(红光);类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光(蓝紫光)。分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同。 植物几乎不吸收大约550nm波长的绿光,所以达不到以增加夜间空气中氧气浓度目的,A错误;观察图中曲线可见叶绿素a和叶绿素b对红光的吸收峰值不同,对蓝紫光的吸收峰值也不同,B错误;镁是叶绿素的重要组成元素,镁缺乏时,叶绿素合成受阻,直接影响植物对光的吸收,所以土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少,C正确;由550nm波长的光转为670nm波长的光后,光反应增强,从而促进C3的还原,使C3的量减少,D错误。 变式训练4.(宁夏六盘山高级中学2018届高三下学期第四次模拟考试生物试题)如图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜),下列叙述正确的是( ) A. 植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞不释放氧气 B. 适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点 C. 突然遮光处理,植物Ⅱ叶肉细胞中C3还原量减少 D. 最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ 1.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 2.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(二)理科综合冲刺卷生物试题)下列关于生命科学实验的描述中,正确的是( ) A. 观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸的作用是使细胞分散开便于观察 B. 恩格尔曼的水绵实验和卡尔文的小球藻实验均运用了同位素标记法 C. 用纸层析法分离菠菜滤液中的色素时,橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远 D. 在性状分离比模拟实验中,两小桶里面的小球数目必须相等 3.(山东省潍坊市青州市2018届高三第三次高考模拟考试理科综合生物试题)生物学研究用到多种科学方法,下列叙述正确的是( ) A. 由于土壤动物体型微小、活动能力差,可用样方法调查土壤动物的丰富度 B. 利用模型建构法探究酵母菌种群数量变化时,无需设置空白对照和重复实验 C. “细胞大小与物质运输的关系”模拟实验所用的研究方法是类比推理法 D. 卡尔文利用同位素标记法,将标记的C1802供小球藻利用,最终发现了碳循环 4.(【全国省级联考】2018年高考生物学临考保温卷五生物试题)图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响,图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。下列说法错误的是(  ) A. 图甲中叶绿素含量的测定,可先用无水乙醇提取叶片中的色素 B. 据图甲推测,该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力 C. 图乙中8:00到12:00净光合速率降低的原因一定是光合作用速率减弱 D. 图乙中18:00时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等 5.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)菠菜叶片是一种常用的生物实验材料,下列相关实验选材正确的是( ) A. 在提取和分离叶绿体色素时可选择新鲜的菠菜叶 B. 菠菜叶中含有较多的还原糖,可用于还原糖的鉴定 C. 可用菠菜叶下表皮细胞观察细胞的有丝分裂过程 D. 可用菠菜叶上表皮细胞观察叶绿体和细胞的质壁分离 6.(山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(四)理科综合生物试题)洋葱是生物学中常用的实验材料,绿色的叶可用于提取光合色素,紫色洋葱鳞片叶外表皮可用于观察细胞的质壁分离与复原,根尖分生区细胞可用于观察细胞的有丝分裂,下列叙述中正确的是( ) A. 根尖分生区细胞都能发生质壁分离与复原现象 B. 细胞发生质壁分离过程中细胞液浓度始终低于外界溶液浓度 C. 遮光条件下,提取色素后试管不加棉塞会导致滤液颜色变浅 D. 通过显微镜可观察到有丝分裂末期细胞板的形成过程 7.(陕西省2018届高三年级第十二次模拟理综生物试题)下列有关生物学研究和实验方法的叙述不正确的是( ) A.标志重捕法调查种群密度时,部分标志物脱落,实验所得到数值与实际数值相比偏大 B.“建立血糖调节的模型”釆用的实验方法是模型方法,模拟活动本身就是构建动态的物理模型 C.用纸层析法分离色素滤纸条上的色素带颜色自下而上依次虽黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色 D.在探究淀粉酶的最适温度时,为了减小误差需要设置预实验 8.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(北京卷))光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( ) A. 需要ATP提供能量 B. DCIP被氧化 C. 不需要光合色素参与 D. 会产生氧气 9.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(江苏卷))如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( ) A. 横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B. 横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C. 横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D. 横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 10.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列研究工作中由我国科学家完成的是( ) A. 以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B. 用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C. 证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D. 首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成 11.(2017年全国普通高等学校招生统一考试生物(新课标1卷))为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题: (1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高___________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_______________________________________________________。 12.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国II卷))为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题: (1)从图可知,A叶片是树冠_________(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是______________________。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是______________。 13.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题: (1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是____________。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________,判断的依据是______________________。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是______。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_________ (填“O2”或“CO2”)不足。 14

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  • ID:11-4725030 [精]高考第一轮复学案 第10讲 ATP的主要来源—细胞呼吸

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸

    第10讲 ATP的主要来源——细胞呼吸(解析版) “细胞呼吸”是人教版高中《生物》第一册第三章第七节的教学内容,主要包括三部分:细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的意义。“细胞呼吸”是生物体各项生命活动的主要能量来源,是新陈代谢的最基本内容,呼吸过程中所涉及的物质和能量变化对于学生进一步理解细胞的结构与功能如光合作用、矿质营养、细胞分裂、生殖发育、生命活动的调节及遗传和变异等知识,以及生态系统的能量流动和物质循环等知识具有十分重要的意义。确作用步骤,能解决实验过程中出现的问题。通过分析有氧呼吸过程中物质和能量的变化,培养学生分析问题的能力;通过讨论及与教师的交流,提高学生用规范的生物学语言描述生物学事实的能力。 一、ATP的结构简式 ATP的结构式可简写成A—P~P~P,式中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是第二个高能磷酸键。 二、ATP与ADP的相互转化 1. ATP与ADP相互转化的反应式 ? 2. ATP与ADP之间的相互转化关系 ? ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存,因此与生物体的新陈代谢密切有关。 ?(1)从反应条件上看:ATP的分解是一种水解反应,催化该反应的酶应属水解酶;而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性,因此反应条件不同。 ?(2)从能量上看:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能;而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此,能量的来源不同。 ?(3)从ATP合成与分解的场所上看:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,而ATP水解的场所较多。因此,其合成与分解的场所不尽相同。 ?综上所述,ATP与ADP的相互转化物质是可逆的,能量是不可逆的。 3. ATP与ADP相互转化的意义 ?使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡之中,进而构成生物体内部稳定的供能环境。 三、ATP的形成途径 ? 1.?对动物和人来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用。 ? 2.?对绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用和光合作用。 四、生物体内的能源物质总结: ?(1)细胞中的重要能源物质——葡萄糖; ?(2)植物细胞中储存能量的物质——淀粉; ?(3)动物细胞中储存能量的物质——糖原; ?(4)生物体内储存能量的物质——脂肪; ?(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类; ?(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP; ?(7)生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。 五、ATP中能量的利用 ??在生物体内能量的转化和传递中,ATP是一种关键的物质。生物生命活动都离不开ATP。ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生物活动。这些能量形式主要有以下几种: ?(1)机械能??生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做功,所消耗的就是ATP水解释放出的能。例如,纤毛和鞭毛的摆动,肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等,都是由ATP提供能量来完成的。 ?(2)电能??生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流,所做的电功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。 ?(3)化学能??生物体内物质的合成需要化学能,小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。另外,物质在分解的开始阶段,也需要化学能来活化能量较高的物质(如葡萄糖在分解前首先磷酸化)。在生物体的物质代谢中,可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。 ?(4)光能??目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚,但是已经知道,用于发光的能量仍然直接来源于ATP。 六、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。 七、细胞呼吸的方式:有氧呼吸、无氧呼吸 八、实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 (一)实验原理: 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸,产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2。 2、CO2的检测方法: (1)CO2使澄清石灰水变浑浊。 (2)CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 3、酒精的检测:橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。 (二)实验过程 (三)实验结果 1、CO2的放出情况:A、B两组都有CO2的产生,但A组产生的CO2更多。 2、酒精产生的情况:A组没有酒精的产生,B组产生了酒精。 (四)实验结果所说明的问题 1、A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活 2、从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况,说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用,但呼吸作用方式不同,所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。 3、从A、B组的产物来看,说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2(还有水);无氧呼吸的产物有CO2和酒精。 (五)对照实验与对比实验 1、概念 对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过的对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。 对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般设置实验组和对照组,遵循单一变量原则。 2、区别 对照实验:有对照组,单一变量,有检验标准,可以预测实验结果。 对比实验:无对照组只有实验组,多个变量,无检验标准,实验结果事先未知。 九、有氧呼吸 1、回顾 1)细胞呼吸的场所:线粒体、细胞质基质 2)线粒体的结构: 双膜结构,内膜向内折叠成嵴(增大了内膜的面积),嵴的周围充满了液态的基质,内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。 2、过程 第一阶段:细胞质基质 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段:线粒体基质 2CH3COCOOH+6H2O 酶 6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三阶段:线粒体内膜 24[H]+6O2 酶 12H2O+大量能量(34ATP) 总反应式:C6H12O6 +6H2O+6O2 酶 6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 3、C、H、O的来龙去脉: C: C6H12O6 →丙酮酸→CO2 C6H12O6 丙酮酸→[H]→H2O H [H]→H2O H2O→[H]→H2O O2→H2O O H2O C6H12O6→丙酮酸→CO2 4、有氧呼吸的概念 细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 十、无氧呼吸 1、过程(场所:细胞质基质) 第一阶段: C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 2C3H6O3(乳酸) (乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细 第二阶段 在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 C2H5OH(酒精)+2CO2 (酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型) 2、发酵:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵。 3、无氧呼吸的概念:细胞在缺氧的条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解,产生酒精或乳酸等中间产物,释放少量能量,生成ATP的过程。 4、无氧呼吸的特点:氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。 无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失,大部分储存于乳酸或酒精中。 十一、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2,需要酶和适宜的温度 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内 分解产物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 释放能量 较多,1 mol葡萄释放能量2870 kJ,其中1161 kJ转移至38molATP中 1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精),其中均有61.08 kJ转移至2molATP中 相同点 其实质都是:分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化,第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同 相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下,在不同的场所沿不同的途径,在不同的酶作用下形成不同的产物: 十二、影响呼吸作用的因素 1、温度:通过影响酶活性 2、含水量:随着水的数量增多,细胞呼吸的速率增高 3、O2的浓度: ①在一定范围内,随O2浓度的增大,有氧呼吸增强,达到一定浓度以后,由于受线粒体的限制,呼吸作用强度不再增大。 ② O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。 4、CO2的浓度:随着CO2的浓度升高,细胞呼吸的速率降低 十三、呼吸作用应用 (见课本P95) 1 . 在酿酒业上的应用:先通气,让酵母菌进行有氧呼吸,使其数量增加;然后隔绝空气,使其发酵,产生酒精。 2 . 在农业生产上:中耕松土,促进根系的有氧呼吸,有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。 3 . 在医学上:利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。 4 . 在物质的储存时:控制氧气的浓度,抑制其呼吸作用,减少有机物的消耗。 一、ATP的知识点考察 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( ) A. ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B. ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C. ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D. ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解 【答案】C 【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸,因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量,A错误;ATP-ADP循环,使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,B错误;ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi,同时释放能量,C正确;ATP分子中含有2个高能磷酸键,远离腺苷的高能磷酸键很容易水解,D错误。 变式训练1:(浙江省诸暨中学2017-2018学年(上学期第二阶段考生物试题)ATP被喻为生物体的“能量货币”,为生命活动直接提供能量.图是ATP的结构示意图,下列叙述正确的是(  ) A. ①表示腺苷 B. ②表示脱氧核糖 C. ③断裂后释放的能量最多 D. ④是高能磷酸键 【答案】D 【解析】图2是ATP的结构示意图,其中①是腺嘌呤,②核糖,腺苷包括①腺嘌呤和②核糖,所以A错误;②是核糖,B错误;③是普通磷酸键,④是高能磷酸键,只有高能磷酸键水解断裂,释放的能量才最多,C错误、D正确。 例2:(云南省玉溪市2018届高三适应性训练理科综合生物试题)下列关于酶、ATP与新陈代谢关系的叙述正确的是( ) A. 吸能反应与ATP的形成有关 B. 生物膜上发生的化学反应均需要酶的参与 C. 剧烈运动时细胞内ATP的分解速率大于合成速率 D. 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供 【答案】D 【解析】吸能反应与ATP的水解有关,A错误;生物膜上发生的化学反应不一定需要酶的参与,如光合作用过程中水的光解发生在类囊体薄膜上,但不需要酶的催化,B错误;人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快,ATP和ADP的含量处于动态平衡,ATP的合成速率和分解速率相等,C错误;ATP是直接的能源物质,细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的,D正确。 变式训练2.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 【答案】D 【解析】DNA是细胞中的遗传物质,原核细胞中的DNA不与蛋白质结合,而真核细胞中的细胞核DNA与蛋白质结合,A正确;ADP的结构简式为A—P~P, 其中由核糖和腺嘌呤组成的A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,即ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,含有高能磷酸键,B正确;生物膜包括细胞膜、核膜、细胞器膜,细胞膜上与传递信息密切相关的糖蛋白具有识别作用,细胞膜上的载体蛋白具有运输物质的作用,线粒体内膜上分布有具有催化作用的酶,该酶的化学本质是蛋白质,可见,生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用,C正确;核孔是细胞内蛋白质和RNA等大分子物质选择性地进出细胞核的通道,D错误。 二、细胞呼吸 例3:(湖北省华中师范大学第一附属中学2018届高三5月押题考试理科综合生物试题)下列有关运动员长跑时生理变化过程的描述,正确的是( ) A. 大量产生C02,有氧呼吸明显升高 B.大量产生热能,人体体温明显升高 C. 大量消耗葡萄糖,血糖含量明显下降 D.大量消耗ATP,细胞内ATP的含量明显下降 【答案】A 【解析】运动员长跑时以有氧呼吸为主,因此大量产生C02,有氧呼吸明显升高,A正确;在细胞呼吸过程中,虽然产生大量的热能,但通过神经—体液的调节,机体散热增加,人体体温不会明显升高,B错误;长跑时,葡萄糖因氧化供能加快而被大量消耗,但通过神经调节和体液调节,肝糖原的分解过程加快,因此血糖含量不会明显下降,C错误;细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,长跑时,虽然大量消耗ATP,但细胞内ATP的含量仍然处于动态平衡之中,不会出现明显下降的现象,D错误。 变式训练3.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述,错误的是( ) A. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3- B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多,会因根系水分外流引起“烧苗”现象 【答案】A 【解析】植物根细胞从土壤中能吸收无机盐,但无机盐需以离子形成存在,所以N2不能直接吸收利用,A错误;根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,农田适时松土能促进根系的有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量,因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收,B正确;土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物,产生无机盐离子,从而可以被根系吸收,C正确;给玉米施肥过多时,会使土壤溶液浓度过高,大于根系细胞溶液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而萎蔫,引起“烧苗”现象,D正确。 例4:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A. 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B. 食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C. 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D. 植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 【答案】C 【解析】本题主要考查植物细胞的光合作用、细胞呼吸及生态系统能量流动的有关知识。植物在有氧时进行有氧呼吸,产物是CO2和H2O,并释放大量能量,合成大量ATP,在无氧时进行短时间的无氧呼吸,大部分组织无氧呼吸产物是CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,并释放少量能量,合成少量ATP;光合作用的光反应阶段主要反应是水的光解和合成ATP;食物链中的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用。植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸,无氧时可进行无氧呼吸,A正确;食物链上的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,C错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D正确,所以选C。 变式训练4.(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( ) A. 将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀 B. 在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境 C. 乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2 D. 拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味 【答案】B 【解析】将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀,以便使酵母菌在混合液中均匀分布,A正确;酵母菌在无氧条件下才能将葡萄糖分解为乙醇,因此应在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境,B错误;CO2可使澄清石灰水变混浊,乙试管中澄清的石灰水变浑浊,说明酵母菌细胞呼吸产生了CO2,C正确;甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸将葡萄糖分解为乙醇和CO2,因此拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味,D正确。 例5:(2012年普通高等学校招生全国统一考试理综生物部分)下列有关碗豆的叙述,正确为是( ) A. 萌发初期,种子的有机物总量在增加 B. 及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害 C. 进人夜间,叶肉细胞内ATP 合成停止 D. 叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多 【答案】B 【解析】萌发过程中,因为不能进行光合作用会进行呼吸作用消耗有机物,总量会减少,A错误。及时排涝能防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精,B正确。进入夜间,叶肉细胞进行细胞呼吸能合成ATP,C错误。叶片黄化,叶绿素减少,叶绿体对红光的吸收是减少的,D错误。 变式训练5.(河南省中原名校2018届高三高考预测金卷理科综合生物试题)关于丙酮酸生成CO2的过程,下列叙述不成立的是( ) A. 既可生成[H],也可释放少量能量 B. 既可生成ATP,也可消耗ATP C. 既可在硝化细菌内进行,也可在酵母菌内进行 D. 既可在线粒体中进行,也可在细胞质基质中进行 【答案】B 【解析】根据以上分析可知,丙酮酸生成CO2的过程属于有氧呼吸第二阶段,该过程可以产生[H],并释放少量的能量,A正确;有氧呼吸第二阶段释放的能量中一部分用于合成了ATP,但是不消耗ATP,B错误;硝化细菌、酵母菌都可以进行有氧呼吸,C正确;真核细胞中有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,而原核细胞中该过程发生在细胞质基质,D正确。 例6.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图,有关叙述正确的是( ) A. 条件X下葡萄糖中能量的去向有热能、ATP中活跃的化学能和酒精中的化学能 B. 条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生C02和H2O C. 试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液 D. 物质a产生的场所为线粒体基质 【答案】A 【解析】依据产物酒精可推知条件X为无氧,条件Y为有氧。在无氧呼吸过程中,葡萄糖分解释放少量的能量,没有释放的能量以化学能的形式储存在酒精中,释放的能量中的大部分以热能形式散失,少部分转变为ATP中活跃的化学能,A正确;葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,在有氧条件下丙酮酸在线粒体中被分解,并产生C02和H2O,B错误;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色,二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此试剂甲为酸性重铬酸钾溶液,C错误;物质a为CO2,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,D错误。 变式训练6.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(一)理科综合冲刺卷生物试题)果绳是一种常见的昆虫,以腐烂的水果或植物体为食。下列相关叙述正确的是( ) A. 因果蝇易饲养繁殖快,所以常用作遗传学研究的材料 B. 果蝇进食以后,葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解供能 C. 果蝇的细胞核含DNA,是完成基因复制和表达的场所 D. 雄果蝇产生的精子中一定有Y染色体 【答案】A 【解析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:转录和翻译,转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上;有氧呼吸包括三个阶段,场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜,葡萄糖分解产生丙酮酸只能发生在细胞质基质中;果蝇易饲养、繁殖快,适合用于遗传学研究。 果蝇具有易饲养、繁殖快、世代周期短、相对性状区分明显等优点,因此果蝇是遗传学研究的理想实验材料,A正确;葡萄糖分解为丙酮酸是在细胞质基质中进行的,B错误;基因表达包括转录和翻译,转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上,C错误;雄果蝇含有3对常染色体和一对性染色体XY,产生的精子中可能含有X染色体或Y染色体,D错误。 1.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 【答案】B 【解析】若A代表O2吸收量,则随光照强度的增大,从外界吸收的O2量逐渐减少,说明光合作用生成的O2被有氧呼吸所利用,所以光合作用是从O2吸收量减少开始的,即在D点之前光合作用已经进行,A错误;若A代表CO2释放量,则E点对应的光照强度为光饱和点(光合作用达到最大值所对应的最小光照强度),因此E点时限制光合作用的因素不再是光照强度,而可能是CO2浓度,若提高大气中CO2浓度,E点将向右下方移动,B正确,C错误;已知光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃时,光合作用减弱,呼吸作用增强,B点则上移,D错误。 2.(福建省三明一中2018届高三毕业班模拟考理科综合生物试题)下列相关实验中变量的处理或分析错误的是( ) 选项 实验名称 处理 分析 ① 探究温度对唾液淀粉酶活 性的影响 将唾液和淀粉液混合后,将每 一组温度控制在37℃ 控制无关变量 ② 探究酵母菌的呼吸方式 一组密封,一组通入空气 控制自变量 ③ 探究植物生长调节剂对扦 插枝条生根的作用 比较各组插条生根的长度 检验因变量 ④ 探究影响人工生态瓶稳定 的因素 生态瓶应放在阳光下直接照射 控制因变量 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 【答案】B 【解析】自变量:在一组变量中,能够影响其他变量发生变化,而又不受其他变量影响的变量;因变量:依赖于其他变量,而又不能影响其他变量的变量;无关变量,也称控制变量,指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。 探究温度对唾液淀粉酶活性的影响实验中,温度属于自变量,且每一组的温度应该不同,①错误;探究酵母菌的呼吸方式实验中,自变量是否通入氧气,所以一组密封,一组通入空气,②正确;探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,各组插条生根的长度属于因变量,③正确;探究影响人工生态瓶稳定的因素实验中,生态瓶应放在较强的散射光下,属于自变量的控制,④错误。综上所述,相关实验中变量的处理或分析错误的是①④,故选B。 3.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 【答案】C 【解析】蓝藻是原核生物,细胞中含有与光合作用有关的色素和酶,可以利用利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,A正确;酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP,B正确;动物的卵细胞体积大,相对表面积小,不利于高效率地完成物质运输,C错误;硝化细菌可以化能合成作用,能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,D正确。 4.(全国(新课标区)2018届高三模拟卷(三)理科综合生物试题)小明同学参加冬季运动会3000米赛跑,取得了优异的成绩。下列有关叙述正确的是( ) A. 运动过程中所需的能量主要来自无氧呼吸 B. 运动过程中甲状腺激素持续作用于靶细胞发挥作用 C. 运动过程中产热量增加,散热量也增加 D. 运动过程中血浆pH降低,酶活性降低 【答案】C 【解析】A. 厌氧呼吸只是克服暂时缺氧的应急措施,小明运动过程中所需的能量主要来自有氧呼吸,A错误;B. 激素作用于靶细胞后就被灭活,因此甲状腺激素不能持续作用于靶细胞,B错误;C. 人是恒温动物,运动过程中产热量增加,产热器官主要是骨骼肌,同时散热量也增加,以维持体温的相对稳定,C正确;D. 人体内环境在运动过程中会保持稳态,血浆pH和酶活性都会保持相对稳定,D错误; 5.(北京市中国人民大学附属中学2018届高三考前热身练习(三模)生物试题)下列关于细胞内代谢活动和ATP的叙述,不正确的是( ) A. 大肠杆菌在核糖体上合成蛋白质需要线粒体提供ATP B. 根毛细胞依靠主动转运从土壤中吸收K+时需要ATP C. 乳酸杆菌在细胞溶胶进行厌氧呼吸时产生ATP D. 蓝藻在细胞溶胶中进行碳反应的过程中不产ATP 【答案】A 【解析】大肠杆菌是原核生物,只含有核糖体,无线粒体;根毛细胞从土壤中吸收K+的方式是主动转运,该过程需要消耗ATP;乳酸杆菌进行厌氧呼吸场所在细胞溶胶;蓝藻是原核生物,光合作用的碳反应阶段不产生ATP。A. 大肠杆菌是原核生物,只有核糖体,但无线粒体,A错误;B. 根毛细胞从土壤中吸收K+是主动转运,需要ATP,B正确;C. 乳酸杆菌是原核生物,其厌氧呼吸发生在细胞溶胶中,产生ATP,C正确;D. 蓝藻在细胞溶胶中进行碳反应的过程中不产ATP,D正确。 6.(天成教育命题研究院2018年高考精准预测卷(一)理科综合生物试题)盐酸(HC1)是生物实验中常使用一种试剂。下列关于HC1在生物实验中的应用和作用的叙述,正确的是( ) A. HC1能改变细胞膜的通透性,并催化甲基绿吡罗红与核酸的结合 B. HC1对根尖细胞具有解离作用,并利于龙胆紫将染色质染为深色 C. 在浓盐酸的作用下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应虽现灰绿色 D. 在探究影响酶活性的因素时可用盐酸和Na0H溶液来调节酸碱度 【答案】D 【解析】在观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,盐酸可以改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,便于染色剂与DNA结合,但是盐酸并没有催化作用,A错误;盐酸是强酸,而龙胆紫为碱性染料,因此盐酸不利于龙胆紫将染色质染为深色,B错误;在浓硫酸的作用下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应虽现灰绿色,C错误;在探究影响酶活性的因素时,可用盐酸和Na0H溶液来调节酸碱度,D正确。 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)测定下列哪一项可简便而准确判断贮存的小麦种子的呼吸方式( ) A. 有无酒精生成 B. 有无水生成 C. 有无有机物消耗 D. O2消耗量与CO2生成量的比值 【答案】D 【解析】酒精是无氧呼吸的产物,有无酒精的生成可以判断小麦种子是否进行了无氧呼吸,但是不能判断是否进行了有氧呼吸,A错误;水是有氧呼吸的产物,有无水的生成,可以判断小麦种子是否进行了有氧呼吸,但是不能准确判断其是否进行了无氧呼吸,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸都消耗有机物,C错误;只有有氧呼吸才消耗氧气,所以只要消耗氧气,植物细胞就一定进行有氧呼吸;如果只进行有氧呼吸,则根据有氧呼吸的反应方程式可以看出,氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量,如果二氧化碳的释放量大于氧气的消耗量,说明多出来的二氧化碳是无氧呼吸产生的;如果不消耗氧气,只产生二氧化碳,说明只进行无氧呼吸,因此可以根据O2消耗量与CO2生成量的比值,准确判断小麦种子的细胞呼吸方式,D正确。 8.(重庆市第一中学、合肥市第八中学、石家庄市第一中学2018届高三下学期高考模拟考试理科综合生物试题)在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时,有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法正确的是( ) 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5mmol/L 2 15 有氧1 18.6mmol/L 无氧1 21.3mmol/L 3 30 有氧2 9.9mmol/L 无氧2 13.5mmol/L A. 该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组、无氧组为对照组 B. 该实验也可用澄清的石灰水检测C02的产生情况,以浊度为实验指标 C. 随着时间变化装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 D. 每升培养液中酵母菌前15min的有氧呼吸速率为0.393mmol/min,无氧呼吸速率为0.213mmol/min 【答案】B 【解析】分析:酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。方程式:有氧呼吸:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量;无氧呼吸: C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量;CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况;橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。 9.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是( ) A. 风干种子中有机物的消耗减慢 B. 风干种子上微生物不易生长繁殖 C. 风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D. 风干种子中结合水与自由水的比值大 【答案】C 【解析】风干的种子中自由水含量极少,细胞呼吸作用强度非常弱,因此有机物消耗减慢,A正确,C错误;风干的种子含水量少,不利于微生物的生长繁殖,B正确;风干的种子中自由水含量极少,导致结合水与自由水的比值增大,D正确。 种子风干的过程中自由水含量逐渐降低。在一定范围内,自由水与结合水比值的大小决定了细胞或生物体的代谢强度:比值越大说明细胞(或生物体)中自由水含量越多,代谢越强;反之,代谢越弱。 10.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 A. t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B. t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C. 若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D. 实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色 【答案】C 【解析】本题以图文结合的形式考查了细胞呼吸的类型的相关知识,意在考查学生的识图、析图能力,运用所学的细胞呼吸的知识点解决相应的生物学问题的能力。 在t1~t2时刻,单位时间内氧气的减少速率越来越慢,说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降,A正确;t3时刻,培养液中氧气的含量不再发生变化,说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸,此时主要进行无氧呼吸,t1和t3产生CO2的速率相同,所以单位时间内产生相同量的CO2,所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,因此t3时,溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快,B正确;图示所给温度是最适温度,此时酶的活性最高,反应速率最快,因此若降低温度,氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长,C错误;据图可知,酵母菌进行了无氧呼吸,无氧呼吸过程会产生酒精,酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色,D正确。 11.(天津市耀华中学2018届高三第二次校级模拟考试理综生物试题)图1表示水稻细胞内发生的生理过程示意图,1~10表示生理过程,A~D表示化学物质。请据图分析: (1)图1中发生在生物膜上的生理过程有_________(用图中数字表示),A表示_______,D表示______。 (2)研究者将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响,结果如图2和图3所示。 ①据图3分析,在光照强度为4和12时,转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值分别为_____,因此转基因水稻更适合栽种在________环境中。 ②下列分析正确的有_________(多选)。 A.光照强度为2?4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同 B.光照强度低于8时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是气孔导度 C.光照强度为10?14时,原种水稻气孔导度下降但实际利用CO2量没有改变 D.光照强度为10?14时,转基因水稻光合速率上升与PEPC酶的功能有关 【答案】 4、5 丙酮酸 [H]和ATP 1:1、7:5 强光 ACD 【解析】本题结合过程图和曲线图,综合考查学生对光合作用、细胞呼吸等相关知识的熟记和理解能力。各问题情境的描述涉及有氧呼吸过程、无氧呼吸过程、光合作用过程及其影响的环境因素等相关知识。 【详解】 (1) 分析图1可知:1为发生在细胞质基质中的有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段;2为发生在细胞质基质中的无氧呼吸的第二阶段;3为发生在线粒体基质中的有氧呼吸第二阶段;4为发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段;5为发生在类囊体薄膜上的光反应阶段;6为发生在叶绿体基质中暗反应阶段;7为释放O2,8为吸收O2;9为吸收CO2,10为释放CO2。可见,图1中发生在生物膜上的生理过程有4、5。A为丙酮酸,B为[H],C为ADP和Pi,D为ATP和[H]。 (2) ①分析图3可知:当光照强度为4时,两种水稻的光合速率相等,转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值为1∶1;当光照强度为12时,转基因水稻与原种水稻的净光合速率分别是30μmol?m-2?s-1和20μmol?m-2?s-1,而二者的呼吸速率均为5μmol?m-2?s-1,所以转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值为(30+5)∶(20+5)=7∶5。综上分析,转基因水稻更适合种植在强光的环境中。 ②综合分析图2和图3曲线可知:光照强度为2?4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同,A正确;光照强度低于8时,转基因水稻的光合速率随光照强度的增加而增大,说明影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度,B错误;光照强度为10?14时,原种水稻的气孔导度下降,但实际光合速率保持在30+5=35μmol?m-2?s-1,因此实际利用CO2量没有改变,C正确;光照强度为10?14时,转基因水稻光合速率上升且大于原种水稻,说明与导入的PEPC酶的功能有关,D正确。 12.(安徽省马鞍山市2018届高三第三次教学质量检测理综生物试题)图1为测定植物呼吸作用强度和光合作用强度的常用装置,图2表示在相同环境条件下,Ⅰ、Ⅱ两种植物随着光照强度的变化,CO2吸收量的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题: (1)如果用图1中甲、乙装置测定植物有氧呼吸速率,甲装置的作用是_______________,乙装置中X溶液为_______________,在_________条件下进行该实验。实验一段时间后,甲装置红色液滴右移距离为a,乙装置红色液滴左移距离为b,则这段时间内呼吸作用消耗的氧气量为_______________(用液滴移动的距离表示)。 (2)图2中,光照强度为A时,植物Ⅰ真正光合作用速率______________(大于、小于、等于)植物Ⅱ真正光合作用速率,此时限制植物Ⅱ光合作用强度的环境因素有_______(至少答两点);若12小时光照强度为B,12小时黑暗,24小时后植物Ⅰ比植物Ⅱ多吸收CO2 ________mg。 【答案】 纠正环境因素引起的实验测量误差(纠正大气压和温度等影响) 氢氧化钠溶液 遮光(无光、黑暗) a+b 大于 CO2 浓度、温度、水、无机盐 12 【解析】 本题以实验为依托,采用图文结合的形式考查学生对呼吸作用、光合作用及其影响的环境因素等相关知识的理解能力以及对实验的分析能力。 【详解】 (1) 用图1中甲、乙装置测定植物有氧呼吸速率,其中的甲装置为对照组,用死亡的植物代替正常生长的植物,其作用是纠正环境因素引起的实验测量误差(纠正大气压和温度等影响)。乙装置是测定植物有氧呼吸速率的装置,因变量是通过红色液滴移动的距离来体现的。在进行有氧呼吸时,O2的吸收量与释放的CO2量相等,不会引起装置内的气体压强改变,红色液滴不会移动。因此若要红色液滴移动,乙装置中X溶液应为能够吸收CO2的氢氧化钠溶液。为了排除植物的光合作用对实验的干扰,应在遮光(无光、黑暗)条件下进行该实验。甲装置红色液滴移动的距离是环境因素变化引起,乙装置红色液滴移动的距离是细胞进行有氧呼吸消耗的氧气引起,实验一段时间后,甲装置红色液滴右移距离为a,乙装置红色液滴左移距离为b,则这段时间内呼吸作用消耗的氧气量为a+b。 (2)图2中,当光照强度为0时,纵坐标所示的CO2吸收量表示呼吸速率,据此可推知:植物Ⅰ、Ⅱ的呼吸速率依次为2mg/h、1mg/h。当光照强度大于0时,纵坐标所示的CO2吸收量表示净光合速率,可见,当光照强度为A时,植物Ⅰ、Ⅱ的净光合速率均为6mg/h。依据“真正光合(作用)速率=净光合速率+呼吸速率”可知,当光照强度为A时,植物Ⅰ、Ⅱ的真正光合速率依次是8mg/h、7mg/h,即植物Ⅰ真正光合作用速率大于植物Ⅱ真正光合作用速率,此时限制植物Ⅱ光合作用强度的环境因素有CO2 浓度、温度、水、无机盐等。光照强度为B时,植物Ⅰ、Ⅱ的净光合速率依次为8mg/h、6mg/h;若12小时光照强度为B、12小时黑暗,则24小时后植物Ⅰ比植物Ⅱ多吸收CO2=(8×12-2×12)-(6×12-1×12)=12mg。 14 第10讲 ATP的主要来源——细胞呼吸(解析版) “细胞呼吸”是人教版高中《生物》第一册第三章第七节的教学内容,主要包括三部分:细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的意义。“细胞呼吸”是生物体各项生命活动的主要能量来源,是新陈代谢的最基本内容,呼吸过程中所涉及的物质和能量变化对于学生进一步理解细胞的结构与功能如光合作用、矿质营养、细胞分裂、生殖发育、生命活动的调节及遗传和变异等知识,以及生态系统的能量流动和物质循环等知识具有十分重要的意义。确作用步骤,能解决实验过程中出现的问题。通过分析有氧呼吸过程中物质和能量的变化,培养学生分析问题的能力;通过讨论及与教师的交流,提高学生用规范的生物学语言描述生物学事实的能力。 一、ATP的结构简式 ATP的结构式可简写成A—P~P~P,式中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是第二个高能磷酸键。 二、ATP与ADP的相互转化 1. ATP与ADP相互转化的反应式 ? 2. ATP与ADP之间的相互转化关系 ? ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存,因此与生物体的新陈代谢密切有关。 ?(1)从反应条件上看:ATP的分解是一种水解反应,催化该反应的酶应属水解酶;而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性,因此反应条件不同。 ?(2)从能量上看:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能;而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此,能量的来源不同。 ?(3)从ATP合成与分解的场所上看:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,而ATP水解的场所较多。因此,其合成与分解的场所不尽相同。 ?综上所述,ATP与ADP的相互转化物质是可逆的,能量是不可逆的。 3. ATP与ADP相互转化的意义 ?使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡之中,进而构成生物体内部稳定的供能环境。 三、ATP的形成途径 ? 1.?对动物和人来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用。 ? 2.?对绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用和光合作用。 四、生物体内的能源物质总结: ?(1)细胞中的重要能源物质——葡萄糖; ?(2)植物细胞中储存能量的物质——淀粉; ?(3)动物细胞中储存能量的物质——糖原; ?(4)生物体内储存能量的物质——脂肪; ?(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类; ?(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP; ?(7)生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。 五、ATP中能量的利用 ??在生物体内能量的转化和传递中,ATP是一种关键的物质。生物生命活动都离不开ATP。ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生物活动。这些能量形式主要有以下几种: ?(1)机械能??生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做功,所消耗的就是ATP水解释放出的能。例如,纤毛和鞭毛的摆动,肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等,都是由ATP提供能量来完成的。 ?(2)电能??生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流,所做的电功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。 ?(3)化学能??生物体内物质的合成需要化学能,小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。另外,物质在分解的开始阶段,也需要化学能来活化能量较高的物质(如葡萄糖在分解前首先磷酸化)。在生物体的物质代谢中,可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。 ?(4)光能??目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚,但是已经知道,用于发光的能量仍然直接来源于ATP。 六、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。 七、细胞呼吸的方式:有氧呼吸、无氧呼吸 八、实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 (一)实验原理: 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸,产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2。 2、CO2的检测方法: (1)CO2使澄清石灰水变浑浊。 (2)CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 3、酒精的检测:橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。 (二)实验过程 (三)实验结果 1、CO2的放出情况:A、B两组都有CO2的产生,但A组产生的CO2更多。 2、酒精产生的情况:A组没有酒精的产生,B组产生了酒精。 (四)实验结果所说明的问题 1、A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活 2、从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况,说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用,但呼吸作用方式不同,所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。 3、从A、B组的产物来看,说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2(还有水);无氧呼吸的产物有CO2和酒精。 (五)对照实验与对比实验 1、概念 对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过的对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。 对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般设置实验组和对照组,遵循单一变量原则。 2、区别 对照实验:有对照组,单一变量,有检验标准,可以预测实验结果。 对比实验:无对照组只有实验组,多个变量,无检验标准,实验结果事先未知。 九、有氧呼吸 1、回顾 1)细胞呼吸的场所:线粒体、细胞质基质 2)线粒体的结构: 双膜结构,内膜向内折叠成嵴(增大了内膜的面积),嵴的周围充满了液态的基质,内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。 2、过程 第一阶段:细胞质基质 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 第二阶段:线粒体基质 2CH3COCOOH+6H2O 酶 6CO2+20[H] +少量能量(2ATP) 第三阶段:线粒体内膜 24[H]+6O2 酶 12H2O+大量能量(34ATP) 总反应式:C6H12O6 +6H2O+6O2 酶 6CO2 +12H2O +大量能量(38ATP) 3、C、H、O的来龙去脉: C: C6H12O6 →丙酮酸→CO2 C6H12O6 丙酮酸→[H]→H2O H [H]→H2O H2O→[H]→H2O O2→H2O O H2O C6H12O6→丙酮酸→CO2 4、有氧呼吸的概念 细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 十、无氧呼吸 1、过程(场所:细胞质基质) 第一阶段: C6H12O6 酶 2CH3COCOOH+4[H]+少量能量(2ATP) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 2C3H6O3(乳酸) (乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细 第二阶段 在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型) 2CH3COCOOH+4[H] 酶 C2H5OH(酒精)+2CO2 (酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型) 2、发酵:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵。 3、无氧呼吸的概念:细胞在缺氧的条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解,产生酒精或乳酸等中间产物,释放少量能量,生成ATP的过程。 4、无氧呼吸的特点:氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。 无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失,大部分储存于乳酸或酒精中。 十一、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2,需要酶和适宜的温度 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内 分解产物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 释放能量 较多,1 mol葡萄释放能量2870 kJ,其中1161 kJ转移至38molATP中 1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精),其中均有61.08 kJ转移至2molATP中 相同点 其实质都是:分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化,第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同 相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下,在不同的场所沿不同的途径,在不同的酶作用下形成不同的产物: 十二、影响呼吸作用的因素 1、温度:通过影响酶活性 2、含水量:随着水的数量增多,细胞呼吸的速率增高 3、O2的浓度: ①在一定范围内,随O2浓度的增大,有氧呼吸增强,达到一定浓度以后,由于受线粒体的限制,呼吸作用强度不再增大。 ② O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。 4、CO2的浓度:随着CO2的浓度升高,细胞呼吸的速率降低 十三、呼吸作用应用 (见课本P95) 1 . 在酿酒业上的应用:先通气,让酵母菌进行有氧呼吸,使其数量增加;然后隔绝空气,使其发酵,产生酒精。 2 . 在农业生产上:中耕松土,促进根系的有氧呼吸,有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。 3 . 在医学上:利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。 4 . 在物质的储存时:控制氧气的浓度,抑制其呼吸作用,减少有机物的消耗。 一、ATP的知识点考察 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( ) A. ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B. ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C. ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D. ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解 【答案】C 【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸,因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量,A错误;ATP-ADP循环,使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,B错误;ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi,同时释放能量,C正确;ATP分子中含有2个高能磷酸键,远离腺苷的高能磷酸键很容易水解,D错误。 变式训练1:(浙江省诸暨中学2017-2018学年(上学期第二阶段考生物试题)ATP被喻为生物体的“能量货币”,为生命活动直接提供能量.图是ATP的结构示意图,下列叙述正确的是(  ) A. ①表示腺苷 B. ②表示脱氧核糖 C. ③断裂后释放的能量最多 D. ④是高能磷酸键 例2:(云南省玉溪市2018届高三适应性训练理科综合生物试题)下列关于酶、ATP与新陈代谢关系的叙述正确的是( ) A. 吸能反应与ATP的形成有关 B. 生物膜上发生的化学反应均需要酶的参与 C. 剧烈运动时细胞内ATP的分解速率大于合成速率 D. 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供 【答案】D 【解析】吸能反应与ATP的水解有关,A错误;生物膜上发生的化学反应不一定需要酶的参与,如光合作用过程中水的光解发生在类囊体薄膜上,但不需要酶的催化,B错误;人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快,ATP和ADP的含量处于动态平衡,ATP的合成速率和分解速率相等,C错误;ATP是直接的能源物质,细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的,D正确。 变式训练2.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 二、细胞呼吸 例3:(湖北省华中师范大学第一附属中学2018届高三5月押题考试理科综合生物试题)下列有关运动员长跑时生理变化过程的描述,正确的是( ) A. 大量产生C02,有氧呼吸明显升高 B.大量产生热能,人体体温明显升高 C. 大量消耗葡萄糖,血糖含量明显下降 D.大量消耗ATP,细胞内ATP的含量明显下降 【答案】A 【解析】运动员长跑时以有氧呼吸为主,因此大量产生C02,有氧呼吸明显升高,A正确;在细胞呼吸过程中,虽然产生大量的热能,但通过神经—体液的调节,机体散热增加,人体体温不会明显升高,B错误;长跑时,葡萄糖因氧化供能加快而被大量消耗,但通过神经调节和体液调节,肝糖原的分解过程加快,因此血糖含量不会明显下降,C错误;细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,长跑时,虽然大量消耗ATP,但细胞内ATP的含量仍然处于动态平衡之中,不会出现明显下降的现象,D错误。 变式训练3.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(课标I卷))下列有关植物根系吸收利用营养物质元素的叙述,错误的是( ) A. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3- B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多,会因根系水分外流引起“烧苗”现象 例4:(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物(全国III卷))下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A. 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B. 食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C. 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D. 植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 【答案】C 【解析】本题主要考查植物细胞的光合作用、细胞呼吸及生态系统能量流动的有关知识。植物在有氧时进行有氧呼吸,产物是CO2和H2O,并释放大量能量,合成大量ATP,在无氧时进行短时间的无氧呼吸,大部分组织无氧呼吸产物是CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,并释放少量能量,合成少量ATP;光合作用的光反应阶段主要反应是水的光解和合成ATP;食物链中的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用。植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸,无氧时可进行无氧呼吸,A正确;食物链上的营养级同化的能量有三个去向:呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精,某些组织或器官是乳酸,C错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D正确,所以选C。 变式训练4.(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( ) A. 将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀 B. 在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境 C. 乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2 D. 拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味 例5:(2012年普通高等学校招生全国统一考试理综生物部分)下列有关碗豆的叙述,正确为是( ) A. 萌发初期,种子的有机物总量在增加 B. 及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害 C. 进人夜间,叶肉细胞内ATP 合成停止 D. 叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多 【答案】B 【解析】萌发过程中,因为不能进行光合作用会进行呼吸作用消耗有机物,总量会减少,A错误。及时排涝能防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精,B正确。进入夜间,叶肉细胞进行细胞呼吸能合成ATP,C错误。叶片黄化,叶绿素减少,叶绿体对红光的吸收是减少的,D错误。 变式训练5.(河南省中原名校2018届高三高考预测金卷理科综合生物试题)关于丙酮酸生成CO2的过程,下列叙述不成立的是( ) A. 既可生成[H],也可释放少量能量 B. 既可生成ATP,也可消耗ATP C. 既可在硝化细菌内进行,也可在酵母菌内进行 D. 既可在线粒体中进行,也可在细胞质基质中进行 例6.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图,有关叙述正确的是( ) A. 条件X下葡萄糖中能量的去向有热能、ATP中活跃的化学能和酒精中的化学能 B. 条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生C02和H2O C. 试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液 D. 物质a产生的场所为线粒体基质 【答案】A 【解析】依据产物酒精可推知条件X为无氧,条件Y为有氧。在无氧呼吸过程中,葡萄糖分解释放少量的能量,没有释放的能量以化学能的形式储存在酒精中,释放的能量中的大部分以热能形式散失,少部分转变为ATP中活跃的化学能,A正确;葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,在有氧条件下丙酮酸在线粒体中被分解,并产生C02和H2O,B错误;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色,二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此试剂甲为酸性重铬酸钾溶液,C错误;物质a为CO2,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,D错误。 变式训练6.(全国(新课标区)2018届高三金优试卷模拟(一)理科综合冲刺卷生物试题)果绳是一种常见的昆虫,以腐烂的水果或植物体为食。下列相关叙述正确的是( ) A. 因果蝇易饲养繁殖快,所以常用作遗传学研究的材料 B. 果蝇进食以后,葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解供能 C. 果蝇的细胞核含DNA,是完成基因复制和表达的场所 D. 雄果蝇产生的精子中一定有Y染色体 1.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)下图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化,且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下列说法正确的是( ) A. 若A代表O2吸收量,可以判断D点开始进行光合作用 B. 若A代表CO2释放量,E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度 C. 若A代表CO2释放量,若提高大气中CO2浓度,E点不移动 D. 若A代表O2吸收量,图示曲线是环境温度为25℃时测定的,当环境温度上升至30℃,B点下移 2.(福建省三明一中2018届高三毕业班模拟考理科综合生物试题)下列相关实验中变量的处理或分析错误的是( ) 选项 实验名称 处理 分析 ① 探究温度对唾液淀粉酶活 性的影响 将唾液和淀粉液混合后,将每 一组温度控制在37℃ 控制无关变量 ② 探究酵母菌的呼吸方式 一组密封,一组通入空气 控制自变量 ③ 探究植物生长调节剂对扦 插枝条生根的作用 比较各组插条生根的长度 检验因变量 ④ 探究影响人工生态瓶稳定 的因素 生态瓶应放在阳光下直接照射 控制因变量 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 3.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)细胞是开放的系统,需要不断与环境进行物质与能量交换,实现自我更新。下列相关说法错误的是( ) A. 蓝藻能利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 B. 酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放,并生成ATP C. 动物的卵细胞相对表面积大,有利于高效率地完成物质运输 D. 硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物 4.(全国(新课标区)2018届高三模拟卷(三)理科综合生物试题)小明同学参加冬季运动会3000米赛跑,取得了优异的成绩。下列有关叙述正确的是( ) A. 运动过程中所需的能量主要来自无氧呼吸 B. 运动过程中甲状腺激素持续作用于靶细胞发挥作用 C. 运动过程中产热量增加,散热量也增加 D. 运动过程中血浆pH降低,酶活性降低 5.(北京市中国人民大学附属中学2018届高三考前热身练习(三模)生物试题)下列关于细胞内代谢活动和ATP的叙述,不正确的是( ) A. 大肠杆菌在核糖体上合成蛋白质需要线粒体提供ATP B. 根毛细胞依靠主动转运从土壤中吸收K+时需要ATP C. 乳酸杆菌在细胞溶胶进行厌氧呼吸时产生ATP D. 蓝藻在细胞溶胶中进行碳反应的过程中不产ATP 6.(天成教育命题研究院2018年高考精准预测卷(一)理科综合生物试题)盐酸(HC1)是生物实验中常使用一种试剂。下列关于HC1在生物实验中的应用和作用的叙述,正确的是( ) A. HC1能改变细胞膜的通透性,并催化甲基绿吡罗红与核酸的结合 B. HC1对根尖细胞具有解离作用,并利于龙胆紫将染色质染为深色 C. 在浓盐酸的作用下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应虽现灰绿色 D. 在探究影响酶活性的因素时可用盐酸和Na0H溶液来调节酸碱度 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)测定下列哪一项可简便而准确判断贮存的小麦种子的呼吸方式( ) A. 有无酒精生成 B. 有无水生成 C. 有无有机物消耗 D. O2消耗量与CO2生成量的比值 8.(重庆市第一中学、合肥市第八中学、石家庄市第一中学2018届高三下学期高考模拟考试理科综合生物试题)在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时,有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法正确的是( ) 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5mmol/L 2 15 有氧1 18.6mmol/L 无氧1 21.3mmol/L 3 30 有氧2 9.9mmol/L 无氧2 13.5mmol/L A. 该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组、无氧组为对照组 B. 该实验也可用澄清的石灰水检测C02的产生情况,以浊度为实验指标 C. 随着时间变化装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 D. 每升培养液中酵母菌前15min的有氧呼吸速率为0.393mmol/min,无氧呼吸速率为0.213mmol/min 9.(2018年普通高等学校招生全国统一考试生物)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是( ) A. 风干种子中有机物的消耗减慢 B. 风干种子上微生物不易生长繁殖 C. 风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D. 风干种子中结合水与自由水的比值大 10.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 A. t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B. t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C. 若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D. 实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色 11.(天津市耀华中学2018届高三第二次校级模拟考试理综生物试题)图1表示水稻细胞内发生的生理过程示意图,1~10表示生理过程,A~D表示化学物质。请据图分析: (1)图1中发生在生物膜上的生理过程有_________(用图中数字表示),A表示_______,D表示______。 (2)研究者将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响,结果如图2和图3所示。 ①据图3分析,在光照强度为4和12时,转基因水稻产生的O2与原种水稻产生的O2的比值分别为_____,因此转基因水稻更适合栽种在________环境中。 ②下列分析正确的有_________(多选)。 A.光照强度为2?4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同 B.光照强度低于8时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是气孔导度 C.光照强度为10?14时,原种水稻气孔导度下降但实际利用CO2量没有改变 D.光照强度为10?14时,转基因水稻光合速率上升与PEPC酶的功能有关 12.(安徽省马鞍山市2018届高三第三次教学质量检测理综生物试题)图1为测定植物呼吸作用强度和光合作用强度的常用装置,图2表示在相同环境条件下,Ⅰ、Ⅱ两种植物随着光照强度的变化,CO2吸收量的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题: (1)如果用图1中甲、乙装置测定植物有氧呼吸速率,甲装置的作用是_______________,乙装置中X溶液为_______________,在_________条件下进行该实验。实验一段时间后,甲装置红色液滴右移距离为a,乙装置红色液滴左移距离为b,则这段时间内呼吸作用消耗的氧气量为_______________(用液滴移动的距离表示)。 (2)图2中,光照强度为A时,植物Ⅰ真正光合作用速率______________(大于、小于、等于)植物Ⅱ真正光合作用速率,此时限制植物Ⅱ光合作用强度的环境因素有_______(至少答两点);若12小时光照强度为B,12小时黑暗,24小时后植物Ⅰ比植物Ⅱ多吸收CO2 ________mg。 14

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  • ID:11-4722466 [精]高考生物第一轮复习学案 第6讲 细胞器—系统内的分工合作

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第三章 细胞的基本结构/第2节 细胞器──系统内的分工合作

    第6讲 细胞器—系统内的分工合作(解析版) 本节内容着重介绍系统内怎样进行分工合作,这与各种细胞器有关,因此掌握这些细胞器的结构及各自的功能及细胞内生物膜系统是这一节的重点。是后面将要学习光合作用、呼吸作用、蛋白质的合成、动物有丝分裂等知识的基础,也为学习细胞的能量供应和利用奠定细胞学基础。只有切实明确了各种细胞器的结构和功能,及细胞内生物膜系统在结构和功能上的联系,才能真正理解系统的分工合作。《细胞器----系统分工合作》这部分内容属微观水平,离学生的生活经验较远,初中虽然已经观察过叶绿体、线粒体和液泡的形态,但无法用已有知识解决在高中深入学习细胞器时遇到的认识其亚显微结构并将它与功能相联系,以及在各细胞器之间建立关联的难点问题,学习起来有一定难度和挑战性。由于该节知识微观、抽象,教学时,首先引导学生联系生活经验进行类比,认识细胞内各个细胞器及其分工,然后采用:识图——感知科学过程和方法——实验观察——解决问题的流程进行教学。 一、细胞质 显微结构:光学显微镜下看到的结构 亚显微结构:电子显微镜下看到的结构 细胞质 细胞质基质:胶状物质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。(差速离心法) 二、细胞质基质 定义:细胞质中除细胞器以外的液体部分(存在状态:胶质状态) 功能:1.细胞质基质中有多种酶,是多种代谢活动的场所。 2.为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件(如提供ATP、核苷酸、氨基酸等)。 成分:水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶。 三、细胞器结构和功能 (一)双层膜——线粒体和叶绿体: 线粒体 叶绿体 分布 动植物细胞中 主要存在于植物细胞(主要是叶肉细胞) 结构 形态 椭球形 扁平的椭球形或球形 观察 可以对活的动物细胞中的线粒体进行染色。线粒体+健那绿→蓝绿色 叶肉细胞中的叶绿体呈绿色,可直接用高倍显微镜来观察 结 构 双 层 膜 外膜 与周围的细胞质基质分开 内膜 向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 基 粒 无 类囊体堆叠成,含色素和与光反应有关的酶 基 质 含与有氧呼吸有关酶 含与暗反应有关的酶 都含有少量的DNA,RNA和核糖体 功能 有氧呼吸的主要场所—“动力车间” 光合作用的场所—“养料制造车间”和“能量转换站” 【补充】 (1)线粒体的数量与细胞新陈代谢的强弱有关:一般在细胞代谢旺盛的部位比较集中。 (注意:蛔虫的体细胞内不含线粒体,因为蛔虫进行无氧呼吸) (2)线粒体内膜向内折叠形成嵴——意义:增大膜面积有利于生化反应地进行。 (3)线粒体与叶绿体都与能量转换有关: 叶绿体:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 线粒体:有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能 (4)线粒体与叶绿体都含少量DNA和RNA,可以自主复制与表达,不完全受细胞核控制,决定细胞质遗传. (5)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的化学成分不同,所具有的生理功能不同。 单层膜 1.内质网: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜连接而成的网状结构; ③类型: 粗面型内质网:有核糖体附着的内质网——蛋白质的合成、加工和运输有关 滑面型内质网:没有核糖体附着的内质网—与糖类、脂质和激素的合成有关 ④功能:蛋白质合成和加工、运输以及脂质合成的“车间”。 2.高尔基体: ①分布:动植物细胞; ②结构:扁平囊状结构和大小囊泡(其中扁平囊是判断高尔基体的依据); 对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动植物细胞) ③功能 与分泌物的形成有关(动物细胞) 与细胞壁的形成有关(植物细胞) 3.液泡: ①分布:高等植物、低等动物(主要在成熟的植物细胞内); 成熟区有大液泡,未成熟区(不断进行分裂,如分生区)没有大液泡 ②结构:单层膜(液泡膜),内含细胞液(细胞液中含有色素、无机盐、糖类、蛋白质等); ③功能:调节植物细胞的内环境;使植物细胞保持坚挺(维持细胞形态);和细胞的吸水失水相关 4.溶酶体: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜囊状结构,内含多种水解酶; ③功能:分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌—“消化车间”。 (三)无膜结构 1.核糖体: ①分布:动植物细胞; ②存在状态:游离于细胞质基质(游离核糖体),附着于粗面内质网和外层核膜上(附着核糖体),在线粒体和叶绿体内; ③结构:不具膜,呈颗粒状,其成分为RNA和蛋白质; ④功能:蛋白质合成的场所—“生产蛋白质的机器”。 中心体: ①分布:动物细胞和低等植物细胞; ②结构:不具膜结构,由两组互相垂直的中心粒及周围物质组成; ③功能:和细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成有关(发出星射线形成纺锤体) (四)分类、总结 ⑴从结构特点分析: ①具有双层膜的细胞器:叶绿体、线粒体; ②不具有膜结构(不含磷脂)的细胞器:核糖体、中心体; ③具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 ⑵从成分特点分析: ①含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体; ②含RNA的细胞器:核糖体; ③含核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体 ④含色素的细胞器:叶绿体、液泡 ⑶从分布特点分析: ①高等植物细胞所特有:叶绿体、液泡; ②高等动物细胞所特有:中心体; ③动植物细胞都有:线粒体、内质网、核糖体、溶酶体、高尔基体 ④原核细胞中具有的细胞器:核糖体; ⑤根尖分生区没有的细胞器:叶绿体、中心体、液泡。 ⑷从功能特点分析: ①能产生水的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体; ②与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器):线粒体、叶绿体 ③产生ATP的场所:线粒体、叶绿体、细胞质基质 ④动植物细胞内都有,但功能不同的细胞器:高尔基体 ⑸光学显微镜下可见的结构形式有:细胞壁,细胞质,细胞核,核仁,染色体,叶绿体,线粒体,液泡. (五)细胞骨架:蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。 三、实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体 1.实验原理 (1)叶绿体:高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、呈扁平的椭球形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。 (2)线粒体: ①线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等多种形态。 ②健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。线粒体可在健那绿染液中维持活性数小时,因而可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。 2.实验流程 (1)观察叶绿体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴清水, ↓,将藓类小叶?或菠菜稍带些叶肉的下,表皮?放入水滴中,,, ,盖上盖玻片)))) 观察:先用低倍显微镜观察,找到叶肉细胞后再用高倍显微镜观察 (2)观察线粒体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴健那绿染液, ↓,牙签刮口腔内侧壁后涂于染液中, ↓,盖上盖玻片)))) 观察:高倍显微镜下可见被染成蓝绿色的线粒体 【注意】 1.临时装片随时保持有水状态,以免影响细胞的活性。 2.使用低倍镜的正确操作顺序:取镜→对光→安装装片→下降镜筒→调焦。 3.由低倍镜换用高倍镜的正确操作顺序:将要观察的物像移到视野的中央→转动转换器,换高倍物镜→调整光圈或反光镜,使视野亮度适宜→调节细准焦螺旋,直至物像清晰。 4.健那绿染液要溶于生理盐水中的原因:维持人体口腔上皮细胞正常生命活动,维持细胞形态。 四、分泌蛋白的合成与分泌 1.分泌蛋白:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如消化酶、抗体、蛋白质类激素(常考的是胰岛素和生长激素) 2.研究方法:同位素标记法 3.过程:(如图) 4.参与分泌蛋白的合成与分泌的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 五、细胞的生物膜系统 1.组成:各种生物膜的结构特点和化学组成大致相同,都含有磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等,但含量不同,这与各种膜的功能有关。 2.生物膜的种类: (1)细胞膜:单层、细胞的外界膜。 (2)核膜:双层、具核孔、细胞核的外界膜。 (3)细胞器膜:①双层膜:叶绿体膜、线粒体膜。 ②单层膜:内质网膜、高尔基体膜、液泡膜、溶酶体膜等。 3.结构:⑴直接相连:核膜、内质网膜、细胞膜; ⑵间接相连:内质网膜、高尔基体膜、细胞膜(通过囊泡相连)。 4、功能:①使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递; ②为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所; ③把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。 【动、植物细胞图像的判断】 一、细胞器结构和功能 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)人体细胞内存在一套复杂的膜系统。下列叙述错误的是( ) A. 由单位膜包被的溶酶体含多种水解酶 B. 高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运 C. 肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶 D. 核被膜与质膜的相连可通过线粒体来实现 【答案】D 【解析】溶酶体由一层单位膜包被,内含多种水解酶,A正确;高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,即高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运,B正确;与肝脏解酒精的功能相适应,人肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶,C正确;核被膜与质膜的相连可通过内质网来实现,D错误。 变式训练1:(山西省陵川第一中学2016-2017学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是( ) A. 遗传信息翻译的场所 B. 组成成分中含mRNA C. 全部游离在细胞质基质中 D. 能识别基因的启动子 【答案】A 【解析】遗传信息翻译是指以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所是核糖体,A正确;核糖体的组成成分主要是rRNA和蛋白质,B错误;真核生物核糖体有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中,C错误;识别基因启动子的是RNA聚合酶,主要存在于细胞核中,D错误。 例2:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)与家兔肌肉细胞相比,菠菜叶肉细胞不具有的结构是(  ) A. 细胞壁 B. 叶绿体 C. 液泡 D. 中心体 【答案】D 【解析】家免肌肉细胞是高等动物细胞基因中心体,不具有细胞壁、叶绿体和液泡;菠菜叶肉细胞是高等植物细胞,具有细胞壁、叶绿体和液泡,不具有中心体。综上分析,A、B、C均错误,D正确。 变式训练2.(上海市2017届高三等级考试测试生物试卷)如图是某细胞局部的亚显微结构照片,图中所示表面附着颗粒的膜结构细胞器是(  ) A. 细胞核 B. 内质网 C. 细胞壁 D. 液泡 【答案】B 【解析】图中网状生物膜表面上附着颗粒是核糖体,所以该膜结构细胞器应是内质网,选B。 例3:(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)原核生物都具有的结构是( ) A.质膜和核膜 B.线粒体和核膜 C.质膜和核搪体 D.线粒体和核糖体 【答案】C 【解析】原核细胞无核膜,也无线粒体;A、B、D错误。 变式训练3.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 核糖体是细菌、噬菌体、酵母菌唯一共有的细胞器 B. 线粒体内膜蛋白质的种类与含量均比其外膜的高 C. 吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶,这与其功能相适应 D. 叶绿体是细胞进行光合作用的必需结构,其中含有少量DNA和RNA 【答案】B 【解析】细菌由原核细胞构成,酵母菌由真核细胞构成,核糖体是原核细胞与真核细胞唯一共有的细胞器,噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,没有细胞结构,A错误;线粒体内膜上含有与有氧呼吸第三阶段有关的酶,其内膜向内腔折叠形成嵴,使内膜的表面积大于外膜,可见,线粒体内膜蛋白质的种类与含量均比其外膜的高,B正确;吞噬细胞的溶酶体内含有多种水解酶,这与其功能相适应,但这些水解酶是在核糖体中合成的,C错误;叶绿体是真核细胞进行光合作用的必需结构,其中含有少量DNA和RNA,D错误。 二、用高倍镜观察叶绿体和线粒体 例4:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)下列有关线粒体的叙述,正确的是( ) A. 在电子显微镜下观察醋酸杆菌,可看到线粒体由双层膜构成 B. 口腔上皮细胞用盐酸处理后,线粒体可被健那绿染成蓝绿色 C. 无论在有氧还是无氧条件下,线粒体基质中都可以生成CO2 D. 线粒体中含有少量DNA,是能进行半自主自我复制的细胞器 【答案】D 【解析】线粒体是具有双膜结构的细胞器,含有少量DNA和RNA,是能进行半自主复制的细胞器,能合成部分蛋白质,因此含有少量核糖体。醋酸杆菌是一种细菌,其细胞中没有线粒体,A错误;健那绿是活性染料,因此口腔上皮细胞不需要用盐酸处理,B错误;无氧呼吸发生在细胞质基质,因此在无氧条件下线粒体中不可能产生二氧化碳,C错误;线粒体中含有少量DNA,可以进行DNA的复制并控制少量蛋白质的合成,是能进行半自主自我复制的细胞器,D正确。 变式训练4.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列有关细胞的叙述,错误的是( ) A. 动物细胞中的细胞骨架由纤维素组成 B. 真核细胞核糖体的形成与核仁有关 C. 细胞分化是生物个体发育的基础 D. 细胞作为一个基本的生命系统,它的边界就是细胞膜 【答案】A 【解析】由题文和选项的描述描述可知:该题考查学生对细胞骨架的成分、核仁的功能、细胞分化的意义、细胞膜的功能等相关知识的识记和理解能力。动物细胞中的细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构,A错误;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,可将,真核细胞核糖体的形成与核仁有关,B正确;细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础,C正确;细胞是最基本的生命系统,它的边界是细胞膜,D正确。 分泌蛋白的合成与分泌 例4.(江西省南昌市第二中学2018届高三三轮第二次模拟理科综合生物试题)唾液淀粉酶属于分泌蛋白,下列有关叙述错误的是( ) A. 正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上 B. 在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子 C. 淀粉可改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,进而专一性结合 D. 翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对 【答案】C 【解析】由题文和选项的描述可知:该题考查学生对分泌蛋白的合成与加工过程、基因的表达等相关知识的识记和理解能力。唾液淀粉酶属于分泌蛋白,分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成,可见,正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上,A正确;高尔基体可对分泌蛋白进行进一步的修饰加工,因此在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子,B正确;淀粉不能改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,C错误;翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对,D正确。 解答此题的关键是: ①熟记并理解分泌蛋白的合成和分泌过程,形成如下的知识网络。 ②明确翻译时tRNA借助自身的反密码子与mRNA上的密码子配对,且生物界共用一套密码子。 变式训练4.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)奶酪是由牛乳腺上皮细胞分泌的乳汁浓缩而成的营养品。检测得知,牛乳汁中含有乳糖、乳脂、酪蛋白、抗体等成分。下列说法正确的是( ) A. 利用双缩脲试剂可检测并鉴别出酪蛋白或抗体 B. 乳糖可被人小肠上皮细胞以主运输方式吸收 C. 乳脂在乳腺上皮细胞中的内质网中合成 D. 抗体在乳腺上皮细胞的核糖体上合成 【答案】C 【解析】据题文和选项的描述可知:该题考查学生对检测生物组织中的蛋白质、细胞中的糖类、细胞器的功能等相关知识的识记和理解能力。 酪蛋白和抗体的化学本质均是蛋白质,都与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应,因此利用双缩脲试剂不能鉴别出酪蛋白或抗体,A错误;乳糖属于二糖,不能被人小肠上皮细胞吸收,B错误;乳脂属于脂质,在乳腺上皮细胞中的内质网中合成,C正确;抗体的化学本质是蛋白质,在浆细胞的核糖体上合成,D错误。 细胞的生物膜系统 例5.(2012年普通高等学校招生全国统一考试生物)有关生物膜结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 膜载体蛋白的合成不需要ATP B. 葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白 C. 线粒体外膜与内膜的主要功能不同 D. 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 【答案】C 【解析】试题分析:载体蛋白的合成需要消耗能量,故A错;葡萄糖的运输方式是主动运输,需要细胞膜上载体蛋白的参与,故B错;线粒体内膜是进行有氧呼吸的第三阶段,而外膜没有此功能,故C正确;生物膜的基本组成成分相似,主要都是脂质和蛋白质,故D错。 考点:本题主要考查细胞膜的结构和功能,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。 变式训练5.(河北省石家庄二中2018届最后一卷试题理综生物试题)下列有关细胞结构的叙述,正确的是( ) A. 细胞中的囊泡可由细胞膜形成 B. 细胞中核糖体的形成一定与核仁有关 C. 溶酶体中可合成多种水解酶, D. 细胞中含有色素的细胞器只有叶绿体 【答案】A 【解析】根据分泌蛋白的合成、加工过程可知,细胞中的囊泡可由高尔基体和内质网形成,最后到细胞膜上融合;根据胞吞过程可知,细胞内囊泡也可由细胞膜形成,A正确;原核细胞中没有核仁,但具有核糖体,说明原核细胞中的核糖体形成与核仁无关,B错误;溶酶体内含有许多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,但合成水解酶的场所是核糖体,C错误;在植物细胞中含有色素的细胞器有液泡和叶绿体,D错误。 1.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( ) 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A. 位于突触后膜,识别并结合神经递质 受体 B. 位于靶细胞膜,识别并结合激素 载体 C. 位于类囊体膜,催化ATP合成 酶 D. 位于癌细胞膜,引起特异性免疫 抗原 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】本题的知识点是膜蛋白的种类及功能。膜蛋白根据功能不同,可分为四类:载体蛋白、受体蛋白、糖蛋白、酶。突触后膜上有与神经递质结合的特异性受体,受体可以特异性的结合相应的神经递质,使下一个神经元兴奋或抑制,A正确;靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受体,当激素与受体结合后,引起细胞代谢发生变化B错误;光合作用的光反应过程中,会发生光能转变为ATP中活跃的化学能,即需要ATP的合成,因此类囊体薄膜上含有ATP合成酶,C正确;细胞癌变后,细胞膜上会产生相应的癌胚抗原,引起机体的特异性免疫反应,进而清除癌变的细胞,D正确。 2.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)关于线粒体的叙述,正确的是( ) A. 线粒体外膜的蛋白质含量比内膜高 B. 葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C. 成人心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞的多 D. 哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 【答案】C 【解析】试题分析:本题是对线粒体的结构和功能、线粒体与功能相适应的特点的考查,回忆线粒体的结构和功能,分析选项进行解答. 解:A、线粒体内膜的功能更复杂,因此线粒体内膜上的蛋白质的种类和含量比线粒体外膜高,故A选项错误;B、葡萄糖分解成丙酮酸过程发生在细胞质基质中,故B选项错误;C、由于心肌细胞不停地收缩和舒张,消耗的能量多,因此与腹肌细胞相比含线粒体多,故C选项正确;D、哺乳动物精子中的线粒体聚集尾部,故D选项错误. 3.(甘肃省天水市一中2018届高三下学期第四次模拟考试理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,不正确的是( ) A. 真核细胞的各种生物膜中都含有丰富的磷脂 B. 某些细胞器衰老后可被溶酶体吞噬、消化 C. 真核细胞的RNA主要在细胞核中合成 D. 细胞膜两侧的离子浓度差的维持是通过自由扩散实现的 【答案】D 【解析】据题文和选项的描述可知:该题考查学生对生物膜的成分、细胞器的功能、转录、物质跨膜运输等相关知识的识记和理解能力。磷脂是构成细胞膜及各种细胞器膜等膜结构的重要成分,因此真核细胞的各种生物膜中都含有丰富的磷脂,A正确;溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,B正确;真核细胞的RNA主要在细胞核中通过转录过程合成,C正确;细胞膜两侧的离子浓度差的维持主要是通过主动运输实现的,D错误。 4.(湖北省黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,正确的是( ) A. 植物缺乏镁元素不能合成各种色素 B. 细胞膜、线粒体膜上均有运输葡萄糖的载体 C. 内质网增大了细胞内的膜面积,有利于酶和核糖体的附着 D. 正常生理状态下溶酶体中的水解酶不会消化自体的细胞器 【答案】C 【解析】镁是构成叶绿素的重要因素,因此缺镁会导致叶绿素不能合成,但是不影响其他色素的合成,A错误;葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质,产生的丙酮酸可以进入线粒体,而葡萄糖不能进入线粒体,因此线粒体上没有运输葡萄糖的载体,B错误;内质网内链着核膜,外连着细胞膜,增大了细胞内的膜面积,有利于酶和核糖体的附着,C正确;溶酶体含有多种水解酶,能吞噬消化衰老、损伤的细胞器,D错误。 5.(天成教育命题研究院2018年高考精准预测卷(一)理科综合生物试题)下列关于细胞的生物膜系统的叙述,错误是( ) A. 生物膜都以磷脂双分子层为基本支架,并具有一定流动性 B. 生物膜的功能是由组成膜的蛋白质、脂质等共同决定的 C. 细胞膜上糖类等物质的不均匀分布导致了膜电位的产生 D. 生物膜系统保证了细胞内多种代谢反应有序而高效地进行 【答案】C 【解析】磷脂双分子层是生物膜的基本骨架,生物膜的结构特点是具有一定的流动性,A正确;生物膜的主要成分是蛋白质分子和磷脂分子,生物膜的功能与这两种分子密切相关,B正确;神经元细胞膜电位的产生是由于钠离子和钾离子进出细胞导致的,C错误;生物膜系统把各种细胞器分隔开,使得细胞内能同时进行多种化学反应而互不干扰,保证了细胞生命活动高效有序地进行,D正确。 6.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题 )下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 【答案】C 【解析】20世纪30年代,鲁宾和卡门采用放射性同位素示踪技术,用18O分别标记C02和H2O,一组植物提供C1802和H2O,另一组植物提供C02和H218O,分析两组植物释放的O2,证明了光合作用释放的氧全部来自水,A错误;赫尔希和蔡斯采用放射性同位素示踪技术,用35S标记一部分噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分噬菌体的DNA,进行噬菌体侵染细菌的实验,证明了噬菌体的遗传物质是DNA,B错误;摩尔根以红眼雌果蝇和白眼雄果蝇为亲本进行杂交实验,从而证明了“基因位于染色体上”,在此过程中没有应用放射性同位素示踪技术,C正确;科学家在研究分泌蛋白的合成、分泌途径时,采用放射性同位素示踪技术,用3H标记的亮氨基注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,D错误。 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)T2噬菌体与醋酸杆菌的相同之处是( ) A. 为原核生物 B. 以DNA为遗传物质 C. 属于分解者 D. 可以进行有氧呼吸 【答案】B 【解析】T2噬菌体是DNA病毒,组成成分主要是DNA和蛋白质,病毒只有寄生在活细胞中才能完成生命活动;醋酸杆菌是原核生物,含有DNA和RNA,是需氧型生物,属于分解者. 解:A、T2噬菌体是DNA病毒,不具有细胞结构,A错误;B、T2噬菌体与醋酸杆菌都以DNA为遗传物质,B正确;C、病毒只有寄生在活细胞中才能完成生命活动,不是分解者,C错误; D、病毒自身不能进行呼吸,D错误. 8.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)科研人员发现在小鼠新生胚胎细胞分裂过程中,微管(蛋白)桥网络从细胞中心向外生长并组装构成细胞骨架,此时相邻细胞间也连通着该微管桥。下列相关说法错误的是( ) A. 细胞骨架与细胞分裂、物质运输等密切相关 B. 早期胚胎相邻细胞间的信息交流可能与微管桥有关 C. 细胞分裂前期,中心体复制然后移向两极 D. 若水解微管桥网络,细胞形状会发生变化 【答案】C 【解析】细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,A正确;由题意“相邻细胞间也连通着该微管桥”可推知:早期胚胎相邻细胞间的信息交流可能与微管桥有关,B正确;中心体在有丝分裂的间期进行复制倍增,在有丝分裂的前期移向细胞的两极,C错误;微管(蛋白)桥网络组装构成细胞骨架,能维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性,若水解微管桥网络,则细胞形状会发生变化,D正确。 9.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 【答案】D 【解析】DNA是细胞中的遗传物质,原核细胞中的DNA不与蛋白质结合,而真核细胞中的细胞核DNA与蛋白质结合,A正确;ADP的结构简式为A—P~P, 其中由核糖和腺嘌呤组成的A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,即ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,含有高能磷酸键,B正确;生物膜包括细胞膜、核膜、细胞器膜,细胞膜上与传递信息密切相关的糖蛋白具有识别作用,细胞膜上的载体蛋白具有运输物质的作用,线粒体内膜上分布有具有催化作用的酶,该酶的化学本质是蛋白质,可见,生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用,C正确;核孔是细胞内蛋白质和RNA等大分子物质选择性地进出细胞核的通道,D错误。 10.(2018届高三高考临考精品信息卷九生物试题)下列关于真核细胞结构的叙述,错误的是( ) A. 细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应 B. 线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所 C. 由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构 D. 高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所 【答案】D 【解析】细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应,不同种类功能的细胞中细胞器的种类和数量不同,如含有叶绿体的真核细胞能进行光合作用,含有线粒体的真核细胞能进行有氧呼吸,A正确;线粒体是细胞的动力工厂,真核细胞中物质氧化和能量转换主要发生在线粒体中,B正确;每种细胞器都具有自己特定的空间结构,核糖体是由rRNA?和蛋白质组成的,是“生产蛋白质的机器”,C正确;蛋白质合成是在核糖体上完成的,动物细胞的高尔基体主要与分泌蛋白的加工、转运有关,植物细胞的高尔基体与细胞壁的合成有关,D错误。 11.(南京师范大学附属中学2018届高三模拟考试生物试卷)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是(  ) A. 菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体 B. 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C. 人口腔上皮细胞中有数量较多的线粒体 D. 黑藻叶片细胞中清晰可见叶绿体、液泡、细胞核等结构 【答案】A 【解析】菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个绿色的叶绿体,A项正确;花生子叶细胞中存在多个脂肪颗粒,本身不呈现颜色,苏丹Ⅲ染色出现橘黄色,B项错误;细胞中的线粒体需要用健那绿染色后才能看到,C项错误;黑藻叶片细胞由于含有较多的叶绿体,液泡、细胞核等结构不容易看到,D项错误。 12.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)下列关于原核细胞的叙述,正确的是( ) A. 无线粒体的原核细胞不能进行有氧呼吸 B. 无叶绿素的原核细胞不能进行自养代谢 C. 原核细胞的核区DNA上无游离的磷酸基团 D. 原核细胞的细胞质高度区室化、功能专一化 【答案】C 【分析】硝化细菌细胞为原核细胞,无线粒体和叶绿素,但含有与有氧呼吸有关的酶,能进行化能合成作用,因此能进行有氧呼吸和自养代谢,A、B错误;原核细胞的核区DNA为环状,其上无游离的磷酸基团,C正确;原核细胞没有细胞器膜和核膜,其细胞质没有被细胞内的生物膜分隔成“小区室”,所以没有高度区室化、功能专一化,D错误。 13.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)人体疾病往往与细胞器异常相关联。如内质网在病理条件下,受到损伤时,会发生肿胀、肥大和某些物质积累。肿胀是由于水分和钠的流入,使内质网变成囊泡,进而影响内质网的功能。请回答: (1)内质网在病理条件下的肿胀现象能体现出生物膜具有的结构特点是________________。 (2)用含3H标记的亮氨酸(R基为-C4H9)的培养液培养胰腺腺泡细胞,放射性最先出现的部位是_________,一段时间后,可在内质网中检测到放射性,这与内质网的_________功能有关。实验中需要将亮氨酸中的H均标记为3H,通过追踪放射性强度来确定实验结果,亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果,原因是_____________。 (3)矿工职业病中的硅肺也与细胞器异常有关,患病原因是由于_________细胞中的_________缺乏分解硅尘的酶而导致的。 【答案】 (一定的)流动性 细胞膜 蛋白质合成和加工 亮氨酸产生水中的放射性强度明显低于肽链中放射性强度 吞噬 溶酶体 【解析】(1)内质网是具有单层膜的细胞器,其在病理条件下出现肿胀,体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。 (2)用含3H标记的亮氨酸培养胰腺腺泡细胞,氨基酸以主动运输的方式通过细胞膜进入细胞质,因此放射性首先出现于细胞膜;由于内质网具有蛋白质合成与加工的功能,因此一段时间后内质网也可以检测到放射性。氨基酸通过脱水缩合形成多肽和水,由于脱去的水分子中的放射性氢原子明显少于肽链中的放射性氢原子,因此亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果。 (3)硅肺患者是由于其吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶而导致的。 35.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)下面是对高中生物教材上的一些实验的分析,请完成: (1)还原糖的鉴定要选择合适的材料,现有苹果、梨、西瓜、番茄、甘蔗五种材料,适用该实验的材料为________________。 (2)观察线粒体的形态常用________________作为染色剂。 (3)科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,用到的方法是________________ (4)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中利用______________将细胞染色。实验过程中将人口腔上皮细胞浸到质量分数为0. 9%的NaCl溶液中的目的是________________。 【答案】 苹果、梨 健那绿 同位素标记法 甲基绿吡罗红混合染色剂 保持正常形态,利于观察 【解析】分析:鉴定生物材料中某类成分时最好选择该类成分含量丰富的生物材料且没有颜色干扰的材料效果最好。观察细胞中线粒体的形态需要活性染料——健那绿。研究分泌蛋白的合成和分泌时,常用的方法是放射性同位素标记法。观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验是利用甲基绿对DNA亲和力高,而吡罗红对RNA亲和力高,分别将DNA染成绿色,RNA染成红色进行对比观察。 (1)还原糖的检测选材时要注意选择含还原糖量高且材料颜色浅或者接近无色。 (2)健那绿专门染活细胞的线粒体,呈现蓝绿色。 (3)科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,用3H标记氨基酸。 (4)观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,甲基绿染DNA而吡罗红染RNA。生理盐水的作用是维持细胞的正常形态。 15.(全国高考2018届高三密破考情卷(七)理科综合生物试题)如图所示为不同核基因编码的mRNA控制蛋白质合成及蛋白质的转运过程。回答下列有关问题: (1)由图可知,在游离分布于细胞质中的核糖体上合成的蛋白质有____________(至少回答两种)。 (2)核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身的氨基酸序列中是否包含了信号序列以及信号序列的差异,故送往不同细胞结构的蛋白质具有________________________,这是细胞内蛋白质定向运输所必须的;图中可能不含信号序列的蛋白质是________________________。 (3)研究发现,经②过程进入内质网的多肽,经加工后形成有一定____________的蛋白质,③过程输出的蛋白质不包含信号序列,推测其原因是________________________。 (4)蛋白质经⑧过程进入细胞核需要通过____________(结构),这一过程具有____________性。 【答案】 胞质可溶性蛋白、线粒体中部分蛋白质、叶绿体中部分蛋白质、细胞核中的蛋白质 不同的信号序列 胞质可溶性蛋白 空间结构 信号序列在内质网中被相应的酶切除 核孔 选择 【解析】(1)据图可知,游离分布于细胞质中的核糖体上合成的蛋白质包括胞质可溶性蛋白和参与线绿体、叶绿体、细胞核内生命活动的蛋白,例如部分呼吸酶、部分光合作用所需要的蛋白和细胞核中的结构蛋白、酶等。 (2)核基因编码的蛋白质信号序列的有无及信号序列的差异决定了它们运往细胞内不同的位置;胞质可溶性蛋白合成后直接进入细胞质,不需要有信号序列。 (3)粗面内质网对进入的肽链进行剪切,在酶的作用下切除信号序列,然后折叠形成具有一定空间结构的蛋白质,所以③过程输出的蛋白质不包含信号序列。 (4)蛋白质属于大分子,进入细胞核需要通过核孔,核孔对进出细胞核的大分子物质具有选择性。 14 第6讲 细胞器—系统内的分工合作(解析版) 本节内容着重介绍系统内怎样进行分工合作,这与各种细胞器有关,因此掌握这些细胞器的结构及各自的功能及细胞内生物膜系统是这一节的重点。是后面将要学习光合作用、呼吸作用、蛋白质的合成、动物有丝分裂等知识的基础,也为学习细胞的能量供应和利用奠定细胞学基础。只有切实明确了各种细胞器的结构和功能,及细胞内生物膜系统在结构和功能上的联系,才能真正理解系统的分工合作。《细胞器----系统分工合作》这部分内容属微观水平,离学生的生活经验较远,初中虽然已经观察过叶绿体、线粒体和液泡的形态,但无法用已有知识解决在高中深入学习细胞器时遇到的认识其亚显微结构并将它与功能相联系,以及在各细胞器之间建立关联的难点问题,学习起来有一定难度和挑战性。由于该节知识微观、抽象,教学时,首先引导学生联系生活经验进行类比,认识细胞内各个细胞器及其分工,然后采用:识图——感知科学过程和方法——实验观察——解决问题的流程进行教学。 一、细胞质 显微结构:光学显微镜下看到的结构 亚显微结构:电子显微镜下看到的结构 细胞质 细胞质基质:胶状物质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。(差速离心法) 二、细胞质基质 定义:细胞质中除细胞器以外的液体部分(存在状态:胶质状态) 功能:1.细胞质基质中有多种酶,是多种代谢活动的场所。 2.为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件(如提供ATP、核苷酸、氨基酸等)。 成分:水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等,还有很多种酶。 三、细胞器结构和功能 (一)双层膜——线粒体和叶绿体: 线粒体 叶绿体 分布 动植物细胞中 主要存在于植物细胞(主要是叶肉细胞) 结构 形态 椭球形 扁平的椭球形或球形 观察 可以对活的动物细胞中的线粒体进行染色。线粒体+健那绿→蓝绿色 叶肉细胞中的叶绿体呈绿色,可直接用高倍显微镜来观察 结 构 双 层 膜 外膜 与周围的细胞质基质分开 内膜 向内折叠形成嵴 是一层光滑的膜 基 粒 无 类囊体堆叠成,含色素和与光反应有关的酶 基 质 含与有氧呼吸有关酶 含与暗反应有关的酶 都含有少量的DNA,RNA和核糖体 功能 有氧呼吸的主要场所—“动力车间” 光合作用的场所—“养料制造车间”和“能量转换站” 【补充】 (1)线粒体的数量与细胞新陈代谢的强弱有关:一般在细胞代谢旺盛的部位比较集中。 (注意:蛔虫的体细胞内不含线粒体,因为蛔虫进行无氧呼吸) (2)线粒体内膜向内折叠形成嵴——意义:增大膜面积有利于生化反应地进行。 (3)线粒体与叶绿体都与能量转换有关: 叶绿体:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 线粒体:有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能 (4)线粒体与叶绿体都含少量DNA和RNA,可以自主复制与表达,不完全受细胞核控制,决定细胞质遗传. (5)细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含的化学成分不同,所具有的生理功能不同。 单层膜 1.内质网: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜连接而成的网状结构; ③类型: 粗面型内质网:有核糖体附着的内质网——蛋白质的合成、加工和运输有关 滑面型内质网:没有核糖体附着的内质网—与糖类、脂质和激素的合成有关 ④功能:蛋白质合成和加工、运输以及脂质合成的“车间”。 2.高尔基体: ①分布:动植物细胞; ②结构:扁平囊状结构和大小囊泡(其中扁平囊是判断高尔基体的依据); 对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动植物细胞) ③功能 与分泌物的形成有关(动物细胞) 与细胞壁的形成有关(植物细胞) 3.液泡: ①分布:高等植物、低等动物(主要在成熟的植物细胞内); 成熟区有大液泡,未成熟区(不断进行分裂,如分生区)没有大液泡 ②结构:单层膜(液泡膜),内含细胞液(细胞液中含有色素、无机盐、糖类、蛋白质等); ③功能:调节植物细胞的内环境;使植物细胞保持坚挺(维持细胞形态);和细胞的吸水失水相关 4.溶酶体: ①分布:动植物细胞; ②结构:单层膜囊状结构,内含多种水解酶; ③功能:分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌—“消化车间”。 (三)无膜结构 1.核糖体: ①分布:动植物细胞; ②存在状态:游离于细胞质基质(游离核糖体),附着于粗面内质网和外层核膜上(附着核糖体),在线粒体和叶绿体内; ③结构:不具膜,呈颗粒状,其成分为RNA和蛋白质; ④功能:蛋白质合成的场所—“生产蛋白质的机器”。 中心体: ①分布:动物细胞和低等植物细胞; ②结构:不具膜结构,由两组互相垂直的中心粒及周围物质组成; ③功能:和细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成有关(发出星射线形成纺锤体) (四)分类、总结 ⑴从结构特点分析: ①具有双层膜的细胞器:叶绿体、线粒体; ②不具有膜结构(不含磷脂)的细胞器:核糖体、中心体; ③具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 ⑵从成分特点分析: ①含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体; ②含RNA的细胞器:核糖体; ③含核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体 ④含色素的细胞器:叶绿体、液泡 ⑶从分布特点分析: ①高等植物细胞所特有:叶绿体、液泡; ②高等动物细胞所特有:中心体; ③动植物细胞都有:线粒体、内质网、核糖体、溶酶体、高尔基体 ④原核细胞中具有的细胞器:核糖体; ⑤根尖分生区没有的细胞器:叶绿体、中心体、液泡。 ⑷从功能特点分析: ①能产生水的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体; ②与能量转换有关的细胞器(或产生ATP的细胞器):线粒体、叶绿体 ③产生ATP的场所:线粒体、叶绿体、细胞质基质 ④动植物细胞内都有,但功能不同的细胞器:高尔基体 ⑸光学显微镜下可见的结构形式有:细胞壁,细胞质,细胞核,核仁,染色体,叶绿体,线粒体,液泡. (五)细胞骨架:蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生命活动密切相关。 三、实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体 1.实验原理 (1)叶绿体:高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中。叶绿体一般是绿色的、呈扁平的椭球形或球形,可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。 (2)线粒体: ①线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等多种形态。 ②健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。线粒体可在健那绿染液中维持活性数小时,因而可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。 2.实验流程 (1)观察叶绿体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴清水, ↓,将藓类小叶?或菠菜稍带些叶肉的下,表皮?放入水滴中,,, ,盖上盖玻片)))) 观察:先用低倍显微镜观察,找到叶肉细胞后再用高倍显微镜观察 (2)观察线粒体 eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(制作临时装片\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(载玻片中央滴一滴健那绿染液, ↓,牙签刮口腔内侧壁后涂于染液中, ↓,盖上盖玻片)))) 观察:高倍显微镜下可见被染成蓝绿色的线粒体 【注意】 1.临时装片随时保持有水状态,以免影响细胞的活性。 2.使用低倍镜的正确操作顺序:取镜→对光→安装装片→下降镜筒→调焦。 3.由低倍镜换用高倍镜的正确操作顺序:将要观察的物像移到视野的中央→转动转换器,换高倍物镜→调整光圈或反光镜,使视野亮度适宜→调节细准焦螺旋,直至物像清晰。 4.健那绿染液要溶于生理盐水中的原因:维持人体口腔上皮细胞正常生命活动,维持细胞形态。 四、分泌蛋白的合成与分泌 1.分泌蛋白:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如消化酶、抗体、蛋白质类激素(常考的是胰岛素和生长激素) 2.研究方法:同位素标记法 3.过程:(如图) 4.参与分泌蛋白的合成与分泌的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 五、细胞的生物膜系统 1.组成:各种生物膜的结构特点和化学组成大致相同,都含有磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等,但含量不同,这与各种膜的功能有关。 2.生物膜的种类: (1)细胞膜:单层、细胞的外界膜。 (2)核膜:双层、具核孔、细胞核的外界膜。 (3)细胞器膜:①双层膜:叶绿体膜、线粒体膜。 ②单层膜:内质网膜、高尔基体膜、液泡膜、溶酶体膜等。 3.结构:⑴直接相连:核膜、内质网膜、细胞膜; ⑵间接相连:内质网膜、高尔基体膜、细胞膜(通过囊泡相连)。 4、功能:①使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递; ②为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所; ③把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。 【动、植物细胞图像的判断】 一、细胞器结构和功能 例1:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)人体细胞内存在一套复杂的膜系统。下列叙述错误的是( ) A. 由单位膜包被的溶酶体含多种水解酶 B. 高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运 C. 肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶 D. 核被膜与质膜的相连可通过线粒体来实现 【答案】D 【解析】溶酶体由一层单位膜包被,内含多种水解酶,A正确;高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”,即高尔基体主要进行蛋向质的分拣和转运,B正确;与肝脏解酒精的功能相适应,人肝脏细胞的光面内质网上含氧化酒精的酶,C正确;核被膜与质膜的相连可通过内质网来实现,D错误。 变式训练1:(山西省陵川第一中学2016-2017学年高二下学期期末考试生物试题)下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是( ) A. 遗传信息翻译的场所 B. 组成成分中含mRNA C. 全部游离在细胞质基质中 D. 能识别基因的启动子 例2:(浙江省2018届高三4月普通高校招生选考科目生物试题)与家兔肌肉细胞相比,菠菜叶肉细胞不具有的结构是(  ) A. 细胞壁 B. 叶绿体 C. 液泡 D. 中心体 【答案】D 【解析】家免肌肉细胞是高等动物细胞基因中心体,不具有细胞壁、叶绿体和液泡;菠菜叶肉细胞是高等植物细胞,具有细胞壁、叶绿体和液泡,不具有中心体。综上分析,A、B、C均错误,D正确。 变式训练2.(上海市2017届高三等级考试测试生物试卷)如图是某细胞局部的亚显微结构照片,图中所示表面附着颗粒的膜结构细胞器是(  ) A. 细胞核 B. 内质网 C. 细胞壁 D. 液泡 例3:(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)原核生物都具有的结构是( ) A.质膜和核膜 B.线粒体和核膜 C.质膜和核搪体 D.线粒体和核糖体 【答案】C 【解析】原核细胞无核膜,也无线粒体;A、B、D错误。 变式训练3.(东北师范大学附属中学2018届高三五模理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 核糖体是细菌、噬菌体、酵母菌唯一共有的细胞器 B. 线粒体内膜蛋白质的种类与含量均比其外膜的高 C. 吞噬细胞的溶酶体能合成多种水解酶,这与其功能相适应 D. 叶绿体是细胞进行光合作用的必需结构,其中含有少量DNA和RNA 二、用高倍镜观察叶绿体和线粒体 例4:(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)下列有关线粒体的叙述,正确的是( ) A. 在电子显微镜下观察醋酸杆菌,可看到线粒体由双层膜构成 B. 口腔上皮细胞用盐酸处理后,线粒体可被健那绿染成蓝绿色 C. 无论在有氧还是无氧条件下,线粒体基质中都可以生成CO2 D. 线粒体中含有少量DNA,是能进行半自主自我复制的细胞器 【答案】D 【解析】线粒体是具有双膜结构的细胞器,含有少量DNA和RNA,是能进行半自主复制的细胞器,能合成部分蛋白质,因此含有少量核糖体。醋酸杆菌是一种细菌,其细胞中没有线粒体,A错误;健那绿是活性染料,因此口腔上皮细胞不需要用盐酸处理,B错误;无氧呼吸发生在细胞质基质,因此在无氧条件下线粒体中不可能产生二氧化碳,C错误;线粒体中含有少量DNA,可以进行DNA的复制并控制少量蛋白质的合成,是能进行半自主自我复制的细胞器,D正确。 变式训练4.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题)下列有关细胞的叙述,错误的是( ) A. 动物细胞中的细胞骨架由纤维素组成 B. 真核细胞核糖体的形成与核仁有关 C. 细胞分化是生物个体发育的基础 D. 细胞作为一个基本的生命系统,它的边界就是细胞膜 分泌蛋白的合成与分泌 例4.(江西省南昌市第二中学2018届高三三轮第二次模拟理科综合生物试题)唾液淀粉酶属于分泌蛋白,下列有关叙述错误的是( ) A. 正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上 B. 在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子 C. 淀粉可改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,进而专一性结合 D. 翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对 【答案】C 【解析】由题文和选项的描述可知:该题考查学生对分泌蛋白的合成与加工过程、基因的表达等相关知识的识记和理解能力。唾液淀粉酶属于分泌蛋白,分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成,可见,正在进行唾液淀粉酶基因翻译的核糖体附着于内质网上,A正确;高尔基体可对分泌蛋白进行进一步的修饰加工,因此在唾液腺细胞中的高尔基体可发现未修饰完成的唾液淀粉酶分子,B正确;淀粉不能改变唾液淀粉酶的氨基酸序列,C错误;翻译唾液淀粉酶所用的tRNA也可与其它mRNA上的密码子配对,D正确。 解答此题的关键是: ①熟记并理解分泌蛋白的合成和分泌过程,形成如下的知识网络。 ②明确翻译时tRNA借助自身的反密码子与mRNA上的密码子配对,且生物界共用一套密码子。 变式训练4.(重庆市綦江区实验中学2018届高三高考考前适应性考试生物试题)奶酪是由牛乳腺上皮细胞分泌的乳汁浓缩而成的营养品。检测得知,牛乳汁中含有乳糖、乳脂、酪蛋白、抗体等成分。下列说法正确的是( ) A. 利用双缩脲试剂可检测并鉴别出酪蛋白或抗体 B. 乳糖可被人小肠上皮细胞以主运输方式吸收 C. 乳脂在乳腺上皮细胞中的内质网中合成 D. 抗体在乳腺上皮细胞的核糖体上合成 细胞的生物膜系统 例5.(2012年普通高等学校招生全国统一考试生物)有关生物膜结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 膜载体蛋白的合成不需要ATP B. 葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白 C. 线粒体外膜与内膜的主要功能不同 D. 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 【答案】C 【解析】试题分析:载体蛋白的合成需要消耗能量,故A错;葡萄糖的运输方式是主动运输,需要细胞膜上载体蛋白的参与,故B错;线粒体内膜是进行有氧呼吸的第三阶段,而外膜没有此功能,故C正确;生物膜的基本组成成分相似,主要都是脂质和蛋白质,故D错。 考点:本题主要考查细胞膜的结构和功能,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。 变式训练5.(河北省石家庄二中2018届最后一卷试题理综生物试题)下列有关细胞结构的叙述,正确的是( ) A. 细胞中的囊泡可由细胞膜形成 B. 细胞中核糖体的形成一定与核仁有关 C. 溶酶体中可合成多种水解酶, D. 细胞中含有色素的细胞器只有叶绿体 1.(2018年全国普通高等学校招生统一考试生物(天津卷))生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能,对其类型判断错误的是( ) 选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型 A. 位于突触后膜,识别并结合神经递质 受体 B. 位于靶细胞膜,识别并结合激素 载体 C. 位于类囊体膜,催化ATP合成 酶 D. 位于癌细胞膜,引起特异性免疫 抗原 A. A B. B C. C D. D 2.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试生物)关于线粒体的叙述,正确的是( ) A. 线粒体外膜的蛋白质含量比内膜高 B. 葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C. 成人心肌细胞中线粒体数量比腹肌细胞的多 D. 哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 3.(甘肃省天水市一中2018届高三下学期第四次模拟考试理综生物试题)下列有关细胞结构与功能的叙述,不正确的是( ) A. 真核细胞的各种生物膜中都含有丰富的磷脂 B. 某些细胞器衰老后可被溶酶体吞噬、消化 C. 真核细胞的RNA主要在细胞核中合成 D. 细胞膜两侧的离子浓度差的维持是通过自由扩散实现的 4.(湖北省黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合生物试题)下列关于细胞结构与成分的叙述,正确的是( ) A. 植物缺乏镁元素不能合成各种色素 B. 细胞膜、线粒体膜上均有运输葡萄糖的载体 C. 内质网增大了细胞内的膜面积,有利于酶和核糖体的附着 D. 正常生理状态下溶酶体中的水解酶不会消化自体的细胞器 6.(黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题 )下列是生物学发展史上的几个重要实验,其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A. 验证光合作用释放的氧全部来自水 B. 噬菌体侵染细菌的实验 C. 摩尔根的果蝇杂交实验 D. 研究分泌蛋白的合成分泌途径 7.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)T2噬菌体与醋酸杆菌的相同之处是( ) A. 为原核生物 B. 以DNA为遗传物质 C. 属于分解者 D. 可以进行有氧呼吸 8.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)科研人员发现在小鼠新生胚胎细胞分裂过程中,微管(蛋白)桥网络从细胞中心向外生长并组装构成细胞骨架,此时相邻细胞间也连通着该微管桥。下列相关说法错误的是( ) A. 细胞骨架与细胞分裂、物质运输等密切相关 B. 早期胚胎相邻细胞间的信息交流可能与微管桥有关 C. 细胞分裂前期,中心体复制然后移向两极 D. 若水解微管桥网络,细胞形状会发生变化 9.(山西省太原市第五中学2018届高三第二次模拟考试(5月)理科综合生物试题)下列与生命的物质基础和结构基础有关的叙述,错误的是( ) A. DNA是细胞中的遗传物质,并非所有的DNA都与蛋白质结合 B. ADP由磷酸、腺嘌呤和核糖组成,其中含有高能磷酸键 C. 生物膜上的蛋白质具有传递信息、运输物质和催化反应等作用 D. 核孔是细胞内大分子物质自由进出的通道 10.(2018届高三高考临考精品信息卷九生物试题)下列关于真核细胞结构的叙述,错误的是( ) A. 细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应 B. 线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所 C. 由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构 D. 高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所 11.(南京师范大学附属中学2018届高三模拟考试生物试卷)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是(  ) A. 菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体 B. 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒 C. 人口腔上皮细胞中有数量较多的线粒体 D. 黑藻叶片细胞中清晰可见叶绿体、液泡、细胞核等结构 12.(广东省东莞市2018年理综全国卷考前冲刺演练精品卷生物试题)下列关于原核细胞的叙述,正确的是( ) A. 无线粒体的原核细胞不能进行有氧呼吸 B. 无叶绿素的原核细胞不能进行自养代谢 C. 原核细胞的核区DNA上无游离的磷酸基团 D. 原核细胞的细胞质高度区室化、功能专一化 13.(吉林省长春市普通高中2018届高三质量监测(四)理综生物试题)人体疾病往往与细胞器异常相关联。如内质网在病理条件下,受到损伤时,会发生肿胀、肥大和某些物质积累。肿胀是由于水分和钠的流入,使内质网变成囊泡,进而影响内质网的功能。请回答: (1)内质网在病理条件下的肿胀现象能体现出生物膜具有的结构特点是________________。 (2)用含3H标记的亮氨酸(R基为-C4H9)的培养液培养胰腺腺泡细胞,放射性最先出现的部位是_________,一段时间后,可在内质网中检测到放射性,这与内质网的_________功能有关。实验中需要将亮氨酸中的H均标记为3H,通过追踪放射性强度来确定实验结果,亮氨酸经脱水缩合产生的水中的放射性强度并未明显影响实验结果,原因是_____________。 (3)矿工职业病中的硅肺也与细胞器异常有关,患病原因是由于_________细胞中的_________缺乏分解硅尘的酶而导致的。 35.(2018届高三高考生物学临考保温卷(6月3日)生物试题)下面是对高中生物教材上的一些实验的分析,请完成: (1)还原糖的鉴定要选择合适的材料,现有苹果、梨、西瓜、番茄、甘蔗五种材料,适用该实验的材料为________________。 (2)观察线粒体的形态常用________________作为染色剂。 (3)科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时,用到的方法是________________ (4)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中利用______________将细胞染色。实验过程中将人口腔上皮细胞浸到质量分数为0. 9%的NaCl溶液中的目的是________________。 15.(全国高考2018届高三密破考情卷(七)理科综合生物试题)如图所示为不同核基因编码的mRNA控制蛋白质合成及蛋白质的转运过程。回答下列有关问题: (1)由图可知,在游离分布于细胞质中的核糖体上合成的蛋白质有____________(至少回答两种)。 (2)核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身的氨基酸序列中是否包含了信号序列以及信号序列的差异,故送往不同细胞结构的蛋白质具有________________________,这是细胞内蛋白质定向运输所必须的;图中可能不含信号序列的蛋白质是________________________。 (3)研究发现,经②过程进入内质网的多肽,经加工后形成有一定____________的蛋白质,③过程输出的蛋白质不包含信号序列,推测其原因是________________________。 (4)蛋白质经⑧过程进入细胞核需要通过_________(结构),这一过程具有_________性。 14

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  • ID:11-4716522 [精]高一人教版必修一生物 第六章 细胞的生命历程

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/本章综合与测试

    高一生物 第六章 细胞的生命历程 细胞的增殖 知识点一:细胞的生长和增殖周期 生物体的生长有两点原因,一是细胞的生长,二是 。实际上不同动植物的器官大小主要取决于 。 细胞不能无限长大的原因 细胞体积越大,其相对表面积越 ,细胞的物质运输效率越 。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的生长。 细胞核是遗传和代谢的控制中心,细胞核所控制的细胞质范围一有一定限度,即细胞的 限制了细胞的生长。 细胞周期 只有 的细胞,才有细胞周期,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂结束时为止,叫做一个细胞周期。 细胞周期分为 分裂间期和分裂期 两个阶段,间期的最大特点是完成 的复制和有关 的合成。人们为研究方便把分裂期人为地划分为前、中、后、末四个时期。 知识点二:有丝分裂和无丝分裂 有丝分裂过程(以高等植物为例) 口诀: 动植物细胞有丝分裂的不同 植物细胞 动物细胞  前期纺锤体的来源 由 发出的纺锤丝直接产生 由 周围发出的星射线形成  末期细胞质的分裂 细胞中部出现 形成 将细胞隔开 细胞中部的 使细胞缢裂 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第六章 细胞的生命历程.doc 高一生物 第六章 细胞的生命历程(答案).doc

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  • ID:11-4716514 [精]高一人教版必修一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第三节

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/本章综合与测试

    高一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第三节 能量之源——光合作用 知识点一:捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 1、提取绿叶中的色素。 (1)原理:绿叶中的色素能溶解在有机溶剂 无水乙醇 中。 (2)步骤:①取材 ②研磨:加入 SiO2 (使研磨充分)和 CaCO3 (保护色素) 迅速研磨。 ③过滤 ④分离 分离绿叶中的色素。 原理:不同色素在层析液中溶解度不同,溶解程度 高 的在滤纸上扩散得快。 实验步骤 (3)实验结果:滤纸上出现4条色素带,如图 蓝紫光 红光和蓝紫光 知识点二:叶绿体的结构和功能 1、结构: (1)一般呈扁平的椭圆球形或球形,外表具有 双 层膜,内部有 基粒 和 基质 ,基粒是由 囊状结构 堆叠而成。 (2)吸收光能的色素分布于 囊状结构的薄膜 上,与光合作用有关的酶分布在叶绿体 和囊状结构的 基质 上。 2、功能:是进行 光合作用 的场所。 知识点三:光合作用的探究历程 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第三节 (答案).doc 高一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第三节.doc

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  • ID:11-4715148 [精]高一人教版必修一生物 第二章 组成细胞的分子复习学案 (第二课时)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第二章 组成细胞的分子/本章综合与测试

    高一生物 第二章 组成细胞的分子(第二课时) 观察DNA和RNA在细胞中分布的实验 1、在观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中,下列做法的目的是: (1)取人口腔上皮细胞时必须漱口,原因是_______________________。 (2)将口腔上皮细胞浸到质量分数为0.9%的生理盐水中的目的是_________________。 (3)水解时加入8%盐酸的目的是改变细胞膜的__________________,加速染色剂进入细胞;加速_________和_________分离,有利于DNA和染色剂结合。 (4)冲洗涂片时用蒸馏水的__________冲洗10s,是为了防止__________________。 (5)在鉴定蛋白质、糖类的实验中所使用的试剂中,与吡罗红甲基绿染色剂用法相似的是__________。 2、下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法,正确的是(  ) A. 甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,实验中应分别加入甲基绿和吡罗红 B. 观察时应选择染色均匀,色泽较浅的区域 C. 该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含RNA D. 将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后,接着用染色剂染色 知识点六 细胞中的糖类 【知识梳理】 元素组成: 。 分类、相互关系、特点及实例 单糖 特点:可直接被吸收。 实例: 、 、 、 (即核糖和脱氧核糖)等。 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第二章 组成细胞的分子(第二课时)(答案).doc 高一生物 第二章 组成细胞的分子(第二课时)答案.doc

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  • ID:11-4715146 [精]高一人教版必修一生物 第三章 细胞的基本结构

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第三章 细胞的基本结构/本章综合与测试

    高一生物 第三章 细胞的基本结构 知识点一:细胞膜 细胞膜的成分及制备 制备细胞膜的方法 (1)选材:哺乳动物的 成熟的红细胞 。 (2)原理:将红细胞放入清水中,水会进入红细胞,导致红细胞涨破,使细胞膜内的物质流出来,得到细胞膜。 (3)过程: a、将红细胞稀释液制成装片。 b、在 显微镜 下观察,在盖玻片一侧滴 蒸馏水 ,另一侧用吸水纸吸引。 c、红细胞体积增大,红细胞 胀破 。 2、细胞膜的成分 (1)成分: 磷脂 、 蛋白质 和少量 糖类 。 (2)含量最丰富的脂质: 磷脂 。 (3)特点:功能越复杂的细胞膜, 蛋白质 的种类和数量越多。 细胞膜的功能 将细胞与 外界环境 分隔开,保障了细胞内部环境的 相对稳定 。 控制物质进出细胞(选择透过性膜) 细胞需要的 营养物质 进入细胞。 (2)细胞产生的 抗体 、 激素 、 废物 排到细胞外。 (3)细胞膜的控制作用是 相对 的。 3、进行细胞间的信息交流(多与糖蛋白有关) a、间接传递(分泌激素到靶细胞) b、直接传递(精子卵子识别) c、形成通道进行交流(植物细胞间) 细胞膜的探索历程及流动镶嵌模型的基本内容 生物膜的探索历程 (1)19世纪末,欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜,提出膜是由 脂质 组成的。 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第三章 细胞的基本结构 (答案).doc 高一生物 第三章 细胞的基本结构.doc

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  • ID:11-4715144 [精]高一人教版必修一生物 第四章 细胞的物质输入和输出

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第四章 细胞的物质输入和输出/本章综合与测试

    高一生物 第四章 细胞的物质输入和输出 知识点一:物质跨膜运输的实例 动物细胞的吸水和失水 渗透作用产生的条件: ①有一层 ; ②半透膜两侧的溶液具有 。 动物细胞吸水和失水的条件 外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞 , 外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞 。 外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分进出细胞处于 。 植物细胞的吸水和失水 原生质层包括 、 以及两层膜之间的 ,在植物细胞中,可把原生质层看作一层 。 成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度 细胞液浓度,发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度 细胞液。 液泡 大→小 质壁分离 细胞大小不变 细胞液颜色 浅→深 物质跨膜运输的其他实例 对无机盐的吸收实例 水稻和番茄对 等离子的吸收量 。 人体甲状腺滤泡上皮细胞可以从血液中 吸收碘。 不同生物对不同 的吸收表现出很大的 。 细胞膜和其他生物膜都是 膜,可以让 自由通过,一些 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第四章 细胞的物质输入和输出.doc 高一生物 第四章 细胞的物质输入和输出(答案).doc

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  • ID:11-4715138 [精]高一人教版必修一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第一二节

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第五章 细胞的能量供应和利用/本章综合与测试

    高一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第一节 降低化学反应活化能的酶及细胞的能量“通货”——ATP 知识点一:酶的作用、本质及特性 酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢:细胞中每时每刻进行着的许多 的统称,是细胞生命活动的基础。 酶的作用:通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,可以说明酶在细胞代谢中具有 作用,同时也证明与无机催化剂相比,酶具有 的特性。 酶的作用机理 活化能是分子从 转变为容易发生化学反应的 状态需要的能量。 酶的催化作用机理是 。 酶的本质 酶本质的探索历程 酶的本质:酶是 细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是 ,少数酶是 。 酶的特性 (1) 性, 酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著,因而催化效率更高 (2) 性,每种酶只能催化 或 化学反应。 (3)作用条件温和:酶的催化作用对 和 等条件有严格的要求。在过 、过 或 的条件下,都会使酶的空间结构遭受到破坏而失活,在 条件下,酶的活性降低,但不会失活。 知识点二:ATP在能量代谢中的作用 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第一二节.doc 高一生物 第五章 细胞的能量供应和利用第一二节(答案).doc

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  • ID:11-4712552 [精]高一人教版必修一生物 第一章 走近细胞复习学案(含答案)

    高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第一章 走近细胞/本章综合与测试

    高一生物 第一章 走近细胞 知识点一 从生物圈到细胞 【知识梳理】 1、细胞是生物体( )和( )的基本单位,即使是没有细胞结构的( ),也必须寄生在活细胞中。 2、生命系统共分9个层次,结构层次依次为:(细胞)、( )、器官、系统、个体、( )、( )、( )、( )。 3、( )是地球上最基本的生命系统。( )是最大的生态系统。 4、种群:在一定的区域内( )个体的总和。例:一个池塘中所有的鲤鱼。 5、群落:在一定的区域内( )的总和。例:一个池塘中所有的生物。 【巩固提升】 1、下列有关生命系统的叙述中正确的是( ) A.病毒无细胞结构,属于生命系统中最基本的层次 B.草履虫无组织、器官、系统层次 C.松树由器官组成系统进一步形成个体 D.生物圈是最大的生态系统,但不是生命系统 2、下列各项组合中,能体现生命系统由简单到复杂的正确层次的是( ) ①皮肤 ②胃黏膜 ③神经元 ④变形虫 ⑤细胞内蛋白质等化合物 ⑥病毒 ⑦同一片草地上的所有山羊 ⑧一池塘中的所有鱼类 ⑨一片森林 ⑩一池塘中的所有生物 ================================================ 压缩包内容: 高一生物 第一章 走近细胞.doc 高一生物 第一章 走近细胞(答案).doc

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