课件90张PPT。第一章 细胞的物质交换一、细胞膜的结构与功能
1.细胞膜结构的认识过程脂质极性头部磷脂和蛋白质两细胞膜具有一定的流动性流动镶嵌模型2.细胞膜的流动镶嵌模型
(1)填写细胞膜的组成物质：
a. __________ b. _______________ c. _________糖蛋白磷脂双分子层蛋白质(2)图中c的分布形式：
①镶在［b］______________的表面；
②部分或全部_____b中；
③_____于整个b中。
(3)补充模型中有关结构或功能特点：
①基本支架：［b］______________；
②结构特点：__________________；
③生理特性：_____________；
④a分布于细胞膜的_____，具有保护、_____和_____作用。磷脂双分子层嵌入贯穿磷脂双分子层具有一定的流动性选择透过性外侧润滑识别3.细胞膜的功能
(1)具有_________，是细胞的界膜。
(2)控制细胞与外界__________。
(3)细胞间信息的接收与传递。
【点拨】(1)糖蛋白也叫糖被，只分布于细胞膜的外侧，这是判断物质进出细胞的标志。
(2)功能不同的细胞膜取决于膜上蛋白质的种类和数量。 屏障作用物质交换二、细胞膜的物质运输功能1.穿膜运输的三种方式(1)填写有关穿膜方式及结构名称：
甲：_________；乙：_________；丙：_________；a：______
______；b：______。
(2)写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素：
①制约甲的是膜两侧的_________；
②决定乙的因素之一是a的____________；
③决定丙的动力是_________。单纯扩散协助扩散主动运输蛋白ATP浓度差种类和数量能量(ATP)载体(3)实例分析:
填写甲、乙、丙三种穿膜运输方式
①水分子进入红细胞是___；
②葡萄糖进入红细胞是___；
③K+进入红细胞是___。甲乙丙2.膜泡运输含义：某些_________和___________进出细胞的方式方式 作用：较大固体颗粒
作用：较小颗粒或液体物质外排大分子颗粒物质内吞吞噬胞饮【点拨】(1)水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散也称渗透作用，该作用发生的结构基础是由半透膜和半透膜两侧的两个溶液体系构成的渗透系统。
(2)膜泡运输与膜的流动性有关，需要消耗能量，不需要载体蛋白，跨0层膜。如分泌蛋白、神经递质等的分泌。三、洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原的实验1.实验原理
(1)成熟的植物细胞的__________相当于一层半透膜，_________
具有一定的浓度，细胞能够渗透吸水和失水。
(2)当细胞大量失水时____________与________的伸缩程度不
同，导致__________与________分离。原生质层细胞液原生质层细胞壁原生质层细胞壁2.质壁分离和复原实验流程3.三次观察的实验现象细胞壁紧贴细胞壁贴近细胞壁变大变浅【点拨】(1)用显微镜观察正常的洋葱鳞片叶外表皮细胞时，不能看到细胞膜，因为此时细胞膜和细胞壁紧贴在一起，并不分开，而且细胞膜极薄。
(2)第一次观察的是正常状态的细胞，第二次观察的是质壁分离的细胞，第三次观察的是质壁分离复原的细胞。 四、水和无机盐
1.水
(1)写出A、B、C反映出的以上两种水的功能：
A.组成____________；
B.各种代谢反应的______；
C.构成____________成分。细胞结构介质细胞的结构(2)自由水和结合水的转换：温度升高后，_________可转换为
________，自由水与结合水的比例会______，新陈代谢会_____。
2．无机盐
(1)在细胞中的存在形式：主要是______。
(2)生理作用：
①细胞的组成成分，如Mg2+参与________合成；Fe2+参与_________
合成。
②对细胞生命活动的进行具有重要的______作用。结合水自由水升高增强离子叶绿素血红蛋白调节【思维判断】
1．组成膜的磷脂是可以运动的，但蛋白质分子是不能运动的。
( )
【分析】组成膜的磷脂和蛋白质分子都是可以运动的。
2．脂溶性物质易于通过细胞膜，不溶于脂质的物质难于通过细
胞膜。( )
【分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，因此脂溶性物质易
于通过细胞膜，不溶于脂质的物质难于通过细胞膜。×√3．磷脂分子头部是磷酸，具有疏水性，而尾部为脂肪酸，具有
亲水性。( )
【分析】磷酸具有亲水性，而脂肪酸具有疏水性。
4.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。( )
【分析】发生渗透作用的两个条件：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。√× 细胞膜的组成、结构和功能间的关系
1.细胞膜的流动镶嵌模型(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。
(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。
(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。2.细胞膜的结构特点——具有一定的流动性
(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。
(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、内吞和外排、白细胞的吞噬作用等。
(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。3.细胞膜的组成、结构、功能关系图解磷脂双分子层覆盖
嵌插
贯穿组
成磷脂分子流动性保证物质交换正常进行体现选择透过性被动运输主动运输物质交换
+
细胞识别功能结构组成决定分布糖被细胞膜外表面部分+蛋白质分子+糖类【高考警示钟】
1.物质的运输并非只与其对应的载体蛋白种类有关
细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用，由于其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。
2.细胞膜的流动性和选择透过性的表现并不相同
流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。
3.决定糖蛋白识别作用的不是蛋白质，而是糖类的不同。因为在糖链的结构中存在识别信息。【典例训练1】(2012·西安模拟)如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，下列有关膜的组成和特点的叙述不正确的是( )A．①可能与机体的免疫、癌变等有关
B．①②④能与双缩脲试剂发生紫色反应
C．③是细胞膜的基本骨架，是固定不动的
D．细胞膜的选择透过性与②的种类和数量有关【解题指南】
1.本题考查细胞膜的流动镶嵌模型、结构特点和功能特点。
2．知识储备
(1)细胞膜的组成及各组成成分的功能；
(2)细胞膜的结构特点及具有该特点的理由；
(3)细胞膜的功能特点及决定这一特点的结构基础。
3.解题思路：分析图形，弄清各标号代表的结构名称，结合细胞膜的结构和特点逐项分析，得出结论。【解析】选C。图中①②③④分别表示糖蛋白、载体蛋白、磷脂双分子层和膜结构蛋白。机体的免疫中，糖蛋白参与细胞识别及抗原、抗体识别；癌细胞中糖蛋白数量减少，A正确。①②④的功能虽然不同，但它们都是蛋白质，遇到双缩脲试剂变为紫色，B正确。磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的，C错误。载体蛋白的种类和数量决定物质进出细胞，它与细胞膜的选择透过性有关，D正确。【互动探究】(1)上题图的哪侧为细胞膜的外侧面？
提示：具有①的一侧。
分析：①为糖蛋白，分布在细胞膜外侧面。
(2)上题图能说明细胞膜具有不对称性吗？为什么？
提示：能，图中蛋白质的分布是不对称的。
分析：有的蛋白质只镶嵌在细胞膜的外侧面，有的穿插在磷脂双分子层中，还有的覆盖在磷脂双分子层上，这说明细胞膜具有不对称性。【变式备选】如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式。下列对细胞膜结构和功能的叙述，错误的是( )
A.若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ
B.细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系
C.适当提高温度将加快②和③的流动速度
D.b过程不需要ATP，a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性【解析】选D。图中①、②、③依次是糖蛋白、蛋白质、磷脂双分子层，a表示协助扩散，b表示单纯扩散。尿素的运输方式是单纯扩散，由细胞内运至细胞外，即由Ⅱ→Ⅰ。细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①糖蛋白有关。大多数蛋白质分子和磷脂双分子层都是可以运动的，分子的运动受温度影响。单纯扩散和协助扩散均不需要ATP，但二者均体现膜的选择透过性这一生理特性。 物质穿膜运输的方式及影响因素
1．物质穿膜方式图解2．影响穿膜运输的因素
(1)物质浓度：运输速率物质浓度单纯扩散物质浓度运输速率P点后速率受载体蛋白数量制约协助扩散或主动运输P 细胞内浓度P细胞外浓度时间主动运输OP点后低浓度 高浓度运输速率(2)氧气浓度:O2浓度单纯扩散或协助扩散 主动运输O2浓度运输速率O（O点由无氧呼吸提供能量）（P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白数量有限）(3)温度生物膜的流动性酶活性 呼吸速率温度物质运输
速率P【技巧点拨台】
物质进出细胞的方式及特点的判断方法
(1)判断物质进出细胞的方式。
①根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量：
②根据运输方向：逆浓度梯度的穿膜运输方式是主动运输。(2)不同因素对主动运输的影响不同。
由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量，因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不受影响；但抑制呼吸作用，将导致所有以主动运输穿膜的物质运输停止。【典例训练2】将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是( )A．该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是单纯扩散和主动运输
B．该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数量多
C．两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧
D．曲线m～n段和a～b段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收【解题指南】
1．考查实质
通过细胞内外浓度变化，来考查对主动运输的理解。
2．知识储备
(1)判别主动运输的方法；(2)主动运输的影响条件；(3)曲线图分析要求等。
3．题眼
图形中细胞内离子浓度大于细胞外离子浓度时细胞仍能吸收离子。【解析】选B。从图中可以看出甲、乙曲线随时间的变化是：细胞内的离子浓度超过细胞外离子浓度，因此对两者的吸收都是主动运输的方式，A项不正确。在相同的时间内，甲曲线表示的浓度高于乙曲线，说明甲离子的吸收速度快，主要原因是载体蛋白的数量相对较多，B项正确。可从图中直接得出：细胞内浓度无论大于或小于细胞外离子浓度，细胞均能吸收离子，C项不正确。D项中曲线m～n段和a～b段两种离子应该是处于平衡的状态，是由于载体蛋白数量饱和引起的，而不是抑制了细胞的吸收，D项不正确。【互动探究】(1)结合图分析，甲曲线在m～n段处于平衡的原因是什么？
提示：受甲离子的载体蛋白数量的制约。
(2)结合本题的选项来分析，如果甲的吸收方式一定是自由扩散，那么图示的甲曲线该如何表示？
提示：应从细胞内甲浓度对应点开始上升，随时间的推移，逐渐接近或等于细胞外浓度曲线，不会超过细胞外浓度曲线。【变式备选】图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A．Na＋ B．CO2 C．胰岛素 D．K＋【解析】选D。首先根据图乙判定该物质的运输方式及浓度特点，然后观察图甲中各种物质细胞内外的浓度，最终确定对应关系。图乙表示物质由细胞膜外通过主动运输由低浓度进入高浓度的细胞膜内，Na＋细胞外浓度高，细胞内浓度低，不符合图乙；CO2为单纯扩散，胰岛素为外排，运输方式不符合图乙；只有K＋的运输方式和浓度都符合图乙。细胞中的无机物——水和无机盐
1.细胞中的水
(1)结合水与自由水在细胞中的含量、存在形式、生理作用：(2)水与代谢的关系：(3)细胞中产生水的结构及代谢过程：2.细胞中的无机盐
(1)存在形式：主要是离子形式。
(2)无机盐在细胞中的功能：
①某些复杂化合物的组成成分：②维持细胞和生物体的正常生命活动。例如，哺乳动物血液中Ca2+含量过低就会出现抽搐。
③维持生物体的平衡，如维持血浆pH稳定的HCO3-、HPO42-；维持细胞外液渗透压稳定的Na+、Cl-。【高考警示钟】
水的存在形式决定着相关生理活动
(1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。
(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。
(3)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是( ) A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
B．曲线②可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化
D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化【解题指南】
1．知识储备
(1)含水量：幼年>成年>老年；
(2)自由水与结合水比值变大，则代谢旺盛。
2．解题关键
正确解读曲线的含义，理解有关无机物在不同条件下含量的变化。【解析】选C。C项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐相对含量不断增多，因此C项是错误的。A、D项正确，随着年龄增加，新陈代谢减慢，体内含水量减少，自由水与结合水比值下降。B项中自由水与结合水比值增加，会导致细胞呼吸速率加快。【互动探究】(1)若横坐标代表温度，适当提高温度后，细胞中自由水与结合水比值的变化，可用哪条曲线来表示？
提示：曲线②。
分析：温度升高，伴随着代谢不断增强，自由水与结合水比值会增大，到一定时期，曲线会趋于平衡，因此符合的是②。
(2)动物进入休眠期，细胞中自由水与结合水比值可用图中哪条曲线来表示？
提示：曲线①。
分析：动物进入休眠期，代谢缓慢，细胞中自由水与结合水比值下降，可用图中曲线①表示。【变式备选】关于生物体内水和无机盐的叙述，不正确的
是( )
A．体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水
B．某些无机盐是组成ATP、RNA和纤维素的必需成分
C．生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水
D．自由水与结合水的比值随生物个体代谢的强弱而变化
【解析】选B。B项中纤维素的组成元素是C、H、O，没有无机盐，因此是错误的。A、C、D三项是正确的：A项正确反映自由水的功能之一；C项生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞吸水或失水；D项也是正确反映代谢与自由水与结合水比值的关系。 探究实验中教材基本原理的应用
——温度对物质的穿膜运输速率的影响
【案例】某实验小组要对“低温是否会影响物质的穿膜运输”进行实验探究，设计了如下实验：
实验步骤：①组装渗透装置两套，分别编号为1、2。
②两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。③对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37℃，2组的烧杯外加冰块降温。
④两组装置同时开始实验，几分钟后观察、记录漏斗液面变化。
请分析回答下列问题：
(1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即__________作用速率来进行探究的。
(2)本实验的自变量是______________________；为了直观地表示相对速率，用_________________________作为因变量。(3)该实验可能的结果与结论是：
①_________________________________________________；
②_________________________________________________；③_________________________________________________。
(4)如果上述实验结果证明了“低温能影响物质穿膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲，产生这种情况的原因可能是：
①_________________________________________________；②_________________________________________________。【命题人透析】
(2)(3)如何准确定位“实验变量”：
据题意，探究“低温是否会影响物质的穿膜运输”，是通过渗透装置模拟物质进出细胞进行探究的。从探究实验过程可以看出，温度属于自变量。如果温度影响物质的穿膜运输，可能是加快物质穿膜运输也可能是减慢物质穿膜运输，则会导致实验组和对照组液面上升的速率不同，即单位时间内上升的高度不同或达到相同高度所需要的时间有差异，如果温度不影响物质穿膜运输，则对照组和实验组液面变化相同。 (4)理清“温度”对“分子运动和细胞呼吸”的作用：
细胞膜主要由蛋白质和磷脂等物质组成，磷脂分子在不停地运动，蛋白质分子大多数也是运动的，低温会影响细胞膜的流动性进而影响物质进出细胞；物质穿膜运输的“主动运输”需要消耗呼吸作用产生的能量，低温会影响呼吸作用过程中酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程，进而影响物质穿膜运输。【标准答案】
(1)渗透
(2)渗透系统所处的不同温度环境
漏斗液面高度的变化
(3)①若1组漏斗液面高度比2组高，则说明低温会影响物质的穿膜运输且运输速率减慢
②若2组漏斗的液面高度比1组高，则说明低温会影响物质的穿膜运输且运输速率加快
③若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质穿膜运输
(4)①低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能
②低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程，进而影响物质穿膜运输【阅卷人点评】
得分要点
(2)必须体现“温度”、“液面高度变化”。
(3)必须体现出“结果、结论，且结果和结论对应”。
(4)必须体现出 “对细胞膜流动性的影响和对酶活性的影响”。失分案例
(2)错答为“加热和冰块”、“ 液面高度”。
(3)①只答出结果“1组漏斗液面高度比2组高”，漏答结论。
②错答为“若2组漏斗的液面高度比1组高，则说明低温会影响物质的穿膜运输且运输速率减慢。”
(4)①错答为“细胞膜能热胀冷缩”。
②错答为“低温会影响溶液的浓度”。1．(2012·郑州模拟)在下列生理状态下，细胞内自由水与结合水比值增加的是( )
A．细胞衰老 B．作物越冬
C．种子萌发 D．细胞质壁分离
【解析】选C。自由水与结合水比值增加时，细胞的代谢将加强(如处于萌发状态的种子)。而A、B两种状态的代谢水平都将降低，D失去的主要是自由水。2．(2011·上海高考)将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大【解析】选C。红细胞细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，故细胞膜不具有水溶性；与成熟的植物细胞不同，红细胞没有大的液泡；由于外界溶液的浓度小于细胞质溶液的浓度，红细胞在4℃的蒸馏水中吸水涨破；低温时红细胞膜的流动性减小。因此只有C项是正确的。3．下列各项中，没有直接涉及细胞间信息交流的是( )
A．精子与卵细胞的结合
B．兴奋在神经元之间传递
C．吞噬细胞吞噬细菌
D．核糖体上合成分泌蛋白
【解析】选D。精子与卵细胞的结合、吞噬细胞吞噬细菌等首先要进行识别，而兴奋在神经元之间的传递是通过神经递质的释放并与突触后膜上特异性受体的结合来实现细胞间的信息传递的；核糖体上合成分泌蛋白是蛋白质的合成过程，不涉及细胞间的信息交流。4．(2012·西安模拟)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在
0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微镜观察，结果如图，下列叙述错误的是( )
A.图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B.将视野中的细胞浸润在清水中，会逐
渐复原
C.实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过
性上存在显著差异
D.洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料【解析】选A。细胞壁是全透的，图中的N是外界的蔗糖溶液，不是细胞质，A错误；在清水中，细胞会通过吸水使质壁分离复原，B正确；细胞壁是全透的，细胞膜具有选择透过性，两者在物质透过性上存在差异，C正确。洋葱根尖分生区细胞还没成熟，不具有大型液泡，不宜作为该实验的实验材料，D正确。5．某哺乳动物的一种成熟细胞不含DNA。下图中能正确表示在一定O2浓度范围内，K＋进入该细胞的速率与O2浓度的关系
是( )【解析】选A。该细胞不含DNA，故无细胞核、线粒体，不进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸。因此，氧气的浓度对于K＋运输速率没有影响。6.下列关于物质穿膜运输实例的说法中，不正确的是( )
A．细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜
B．水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差
C．小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
D．细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度穿膜运输的过程
【解析】选C。生物膜都具有选择透过性。对于细胞需要吸收和排出的大分子物质则是依靠内吞和外排的方式。细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度穿膜运输的过程，水分子进出细胞，主要取决于细胞内外液体的浓度差。7.如图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：(1)A代表_______；B代表_______；
D代表_______。
(2)细胞膜的基本骨架是_______。
(3)细胞膜的结构特点是_______。
(4)图中代表主动运输的是编号_______。可能代表氧气转运过程的是图中编号______；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号_______。(5)欲获得纯净的细胞膜以研究其结构与功能，请完成以下问题：
①选取人体的_______作为获取细胞膜纯净物的来源。
A.成熟红细胞 B.神经细胞
C.白细胞 D.口腔上皮细胞
②将选取的上述材料放入_______中，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂。③有实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合。在这个细胞识别过程中，起作用的是细胞膜上的_____。
④1925年，科学家用丙酮提取细胞膜的磷脂，并将它在空气—水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍，由此可以认为细胞膜由_______组成。【解析】(1)、(2)考查细胞膜的分子结构。细胞膜的化学组成成分主要是蛋白质分子和磷脂分子，膜中间的磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。在细胞膜外表面还有链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白，也可和脂质分子结合成糖脂。
(3)考查细胞膜的结构特点。磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变化之中，因此细胞膜具有一定的流动性。(4)需要辨析主动运输和被动运输的概念，同时考查处理图示信息的能力。在a～e五个过程中，b、c、d表示物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧转运，不需要消耗能量，故是被动运输；a、e表示物质从浓度低的一侧向浓度高的一侧运输，需要载体蛋白、需要消耗能量，故是主动运输。氧气穿膜是单纯扩散，所以为b所示转运过程；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程为主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，属于a的过程；图中e也是主动运输，但它是物质排出细胞的过程。(5)欲获得纯净的细胞膜多选择人体成熟的红细胞，放入清水中吸水涨破。同种细胞的识别过程是细胞膜上的糖蛋白在起作用。由于细胞膜的磷脂分子的单层面积相当于原来细胞表面积的两倍，因此推断细胞膜是由两层磷脂分子组成的。答案：(1)蛋白质分子 磷脂双分子层 多糖
(2)B(或磷脂双分子层) (3)具有一定的流动性
(4)a、e b a
(5)①A ②清水(或蒸馏水)
③糖蛋白 ④两层磷脂分子实验方法 探究某种物质的穿膜运输方式
【理论指导】
探究某种物质的穿膜运输方式可依据浓度高低、是否需要能量、是否需要载体蛋白三个方面展开分析。(1)浓度从低到高——主动运输
浓度从高到低——协助扩散或单纯扩散
(2)抑制呼吸作用，物质穿膜中止——主动运输
抑制呼吸作用，物质穿膜无影响——协助扩散、单纯扩散
(3)抑制载体蛋白，物质穿膜中止——主动运输、协助扩散
抑制载体蛋白，物质穿膜无影响——单纯扩散【典例分析】
如图为某种植物吸收某种物质的穿膜运输示意图，其中表示某种物质，a、b为构成细胞膜的物质或结构，c是能源物质，A、B为细胞膜的两侧。该物质的浓度能够控制且转运速度能检测。请探究该物质的穿膜方式。【分析】
(1)如果A是膜内，该物质是从B→A运输，能否判断该物质穿膜运输方式是主动运输？
提示：能，因为该物质从B→A运输，即从低浓度向高浓度运输，可直接判断为主动运输。
(2)如果A是膜外，该物质的浓度与细胞膜转运该物质速度一直呈正相关，能确定其穿膜运输方式吗？
提示：能，该穿膜运输方式为单纯扩散，因为单纯扩散的速度取决于细胞内外溶液的浓度差。(3)如果在一定范围内随着该物质浓度的增加，其转运速度也随之增加，当增加到某一浓度时，其吸收速率不再增加，此时能判断该物质的运输方式吗？怎样设计实验确定其穿膜运输方式?
提示：①可能为协助扩散，也可能是主动运输。②将发育状况相同的该植物等分成甲、乙两组，放入适宜浓度且含有该物质的相同溶液中，甲组给予抑制根部呼吸的条件，乙组给予正常呼吸的条件，其余条件相同且适宜，一段时间后测定根部的吸收速率。若甲、乙组转运速率相等，则为协助扩散，若甲组的转运速率小于乙组，则为主动运输。【拓展】
结合图分析，图中a物质与穿膜运输一定有关吗？为什么？
提示：不一定。
分析：因为a物质为穿膜的载体蛋白，这种蛋白可能作为协助扩散或主动运输的载体蛋白，但与单纯扩散是无关的。课件87张PPT。第一、二节 细胞中的能源物质?酶在代谢中的作用一、细胞中的ATP1.写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义
(1)结构简式：_____________。
(2)A：_____；P：________。
2．图中①是_____________，其中__________________易形成和断裂
3.图中②为________________________的过程，其作用是______
_________________A-P～P～P腺苷磷酸基高能磷酸键远离A的高能磷酸键高能磷酸键水解释放能量生命活动提供能量为各项4.过程③中未标出的另一种反应物是___，ATP与ADP相互转化的
反应式是
5.ATP的来源
(1)动物和人：_____________________________。
(2)绿色植物：_________________________________________。酶1
酶2ADP+Pi+能量 ATP糖类、脂肪等有机物的氧化分解糖类、脂肪等有机物的氧化分解和光能的转化水【点拨】(1)ATP中含有两个高能磷酸键，若它们都断裂，剩下的结构是腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)真核生物合成ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质。二、糖类和脂质
1.糖类单糖五碳糖核糖核糖核酸的组成成分脱氧
核糖脱氧核糖核酸的组成成分六碳糖葡萄糖主要的能源物质果糖半乳糖提供能量不能水解二糖麦芽糖蔗糖乳糖提供能量能水解生成两
分子单糖多糖淀粉储存能量的物质纤维素细胞壁的主要成分糖元储存能量和调节血糖水解后能够生成许多单糖(自然界含量最多的糖) 【点拨】淀粉、糖元分别是植物和动物细胞中的储能物质之一。 2.脂质
将下列脂质与相应功能连线【点拨】脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类，因此等质量的糖类和脂质氧化分解耗氧量：脂质远多于糖类；释放能量：脂质远多于糖类。三、酶在代谢中的作用
产生部位：________
1.酶的概念 作用：_____作用
成分：绝大多数是_______，少数是_____
2.影响酶活性的因素活细胞催化蛋白质RNA(1)温度：
①a点的温度称为：__________。
②分析b、c点反应速率较低的原因：
b点：温度较低，____________。
c点：温度较高，__________________________。
(2)pH：
①d点的pH称为：_______。
②导致e、f反应速率较低的原因：_________________________
______________________。最适温度酶活性较低酶分子结构遭到破坏而变性最适pHpH过高或过低，酶的分子结构遭到破坏而变性3.酶的专一性和高效性
(1)高效性：酶的催化效率比___________的效率高得多。
(2)专一性：一种酶只能催化___________底物的化学反应。
【点拨】酶与无机催化剂的相同之处
(1)化学反应前后数量和性质不变；
(2)改变化学反应速度，但并不能改变平衡点；
(3)都通过降低化学反应的活化能而加快化学反应速度。无机催化剂一种或一类【思维判断】
1.酶的基本组成单位是氨基酸。( )
【分析】绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA，因此其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸。
2.能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。( )
【分析】淀粉酶的化学本质是蛋白质，根据酶的专一性，蛋白质由蛋白酶来水解。×√3.ATP中的“A”和腺嘌呤脱氧核苷酸中的A所代表的含义不一样。
( )
【分析】ATP中的“A”表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，腺嘌呤脱氧核苷酸中的“A”只表示腺嘌呤。
4.糖类是细胞的主要能源物质，生命活动所需要的能量有70%是由其供给的，所以糖类是生物体生命活动的直接能源。( )
【分析】糖类氧化分解所释放的能量不能直接用于各项生命活动，必须转移到ATP中才能被各项生命活动利用。因此ATP是生物体各项生命活动的直接能源。√× 酶的概念拓展及其实验验证
1.六方面拓展酶的概念合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能2.两实验验证酶的化学本质
(1)酶的化学本质是蛋白质的实验设计思路：
实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应
对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→紫色
实验结果分析：
通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶液的化学本质是蛋白质，否则，不是蛋白质。(2)酶的化学本质是RNA的实验设计思路：
实验组：待测酶液+派洛宁→是否出现红色
对照组：已知RNA+派洛宁→红色
实验结果分析：
通过对照，实验组若出现红色，证明待测酶液的化学本质是RNA，否则，不是RNA。
3.酶的催化作用的实验验证
(1)原理：①2H2O2 2H2O+O2。
②肝细胞中含有过氧化氢酶。酶(2)实验设计及现象：(3)实验结论：
①酶具有催化作用，同无机催化剂一样，都可以加快化学反应速率。
②酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。【高考警示钟】
不要认为酶只在细胞内发挥作用
(1)酶可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸氧化酶；
(2)酶可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；
(3)酶在生物体外，适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。【典例训练1】(2011·海南高考)关于酶的叙述，正确的是( )
A．酶提供了反应过程所必需的活化能
B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸【解题指南】
1.知识储备：
(1)酶的活性受环境条件的影响；
(2)酶结构改变可导致其活性部分或全部丧失；
(3)酶在催化反应前后不会改变。
2.解题关键：理解酶的作用原理和特点。【解析】选C。酶能降低化学反应的活化能，但不提供反应的活化能;酶的活性受外界环境的影响，如温度、pH等；结构决定功能，酶的结构改变，酶的活性就会部分或全部丧失；酶是一种催化剂，催化反应前后不会改变。【变式训练】下面关于酶的叙述正确的是( )
①对底物有严格的选择性
②酶在体内不能更新
③温度越高酶的活性越大
④酶制剂通常在低温下保存
⑤酶能降低化学反应的活化能
⑥酶只能在细胞内发挥催化作用
⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
A．①④⑤⑦ B．②④⑤⑦ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦【解析】选A。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物；其作用原理是降低化学反应的活化能；其反应场所不仅是细胞内，还可以是细胞外和生物体外；其具有专一性，对底物有严格的选择性；其作用受温度的影响，但有最适温度。【变式备选】酶是生物催化剂。下列有关酶的叙述不正确的是
( )
A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素
B.酶不一定只在细胞内起催化作用
C.高温、低温、过酸、过碱都会使酶永久失活
D.一般来说，活细胞都能产生酶
【解析】选C。酶主要是蛋白质，少数是RNA，蛋白质和RNA都含有C、H、O、N四种元素。酶在细胞内和细胞外都可起催化作用，酶是由活细胞产生的。低温并不会使酶永久失活。 与酶有关的曲线分析
1.表示酶高效性的曲线未加酶加入酶加入无机催化剂酶平衡点时间(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。2．表示酶专一性的曲线无酶条件加酶A加酶B1012345反应速率A反应物浓度加入酶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，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。3.两类因素影响酶促反应
(1)温度和pH：
①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。【高考警示钟】
不同影响因素的作用机理有差异
(1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。【典例训练2】(2011·海南高考)某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【解题指南】
1.题眼：坐标曲线纵坐标为反应物浓度。
2.解题关键：酶促反应加快反应速率，缩短达到反应平衡点的时间。
【解析】选D。当反应进行到t时加入催化该反应的酶，由于酶的高效性，将促进化学反应的快速进行，反应物浓度迅速降低，最后反应物浓度降为0。【互动探究】(1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶活性降低了吗？
提示：不是。
分析：因为随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，但酶的活性保持不变。
(2)能单独根据上题曲线丁说明酶具有高效性吗？为什么？
提示：不能，酶具有高效性是与无机催化剂相对照而言的，只有曲线丁缺少对照。【变式备选】如图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确的是( )
A.该酶的最适温度是37 ℃
B.随着pH的升高，酶的活性先降低后升高
C.随着温度的升高，酶的最适pH不变
D.随着温度的升高，酶的活性逐渐降低【解析】选C。据图可知，该酶的最适温度是35 ℃左右。低于35 ℃时，随温度升高，酶活性逐渐升高。pH在0～8范围内，随pH的升高，酶活性逐渐升高；超过8时，随pH的升高，酶活性逐渐降低。 ATP的结构和转化
1.ATP的结构式
由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。（腺嘌呤）（磷酸基团）（核糖）2.ATP的形成途径3.五方面比较ATP合成与水解ATP合成酶ATP水解酶光能(光合作用)
化学能(细胞呼吸) 储存在高能磷酸键中的化学能储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位4.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
(1)生物细胞可以通过无氧呼吸产生少量ATP，因此在O2为0的时候，其产生量仍有一定数值，而非0。
(2)当O2供给量增多，有氧呼吸明显加强。ATP的产生随之增加，但当O2供给量达到一定值后，其产生量不再增加，是由于酶、有机物、ADP或磷酸的限制因素所致。
(3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP的产生量曲线应该从原点开始。【高考警示钟】
1.细胞中ATP含量很少
ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞内的含量并不高，因此细胞内ATP的形成与分解相当频繁。
2.ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不相同。但物质是可循环利用的。【典例训练3】(2012·济宁模拟)如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是( )
A．图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键
B．ATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量
C．ATP与ADP相互转化过程中物质是可逆的，能量不可逆
D．酶1、酶2具有催化作用，不受其他因素的影响【解题指南】
1.考查实质：本题综合考查ATP的结构及ATP与ADP的相互转化。
2.解题关键：
(1)理解ATP的结构简式；
(2)理解ATP与ADP相互转化的过程。【解析】选D。ATP中的“A”代表腺苷，而图1中的“A”代表腺嘌呤；b、c为高能磷酸键，内含有大量能量，A正确。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键c断裂，释放出能量，生成ADP和磷酸，B正确。生成ATP时需要光能或化学能；ATP分解释放的能量可转化为光能、电能、机械能、化学能、热能等形式，故ATP与ADP相互转化过程中能量不可逆，但物质可逆，C正确。酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶，它们的活性均受温度等外界因素的影响，D错误。【互动探究】(1)上题图1中a能组成RNA吗？
提示：能。
分析：a是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。
(2)上题图2中反应从右向左进行时能量的来源是什么？
提示：光能或化学能。
分析：光合作用中合成ATP的能量来自光能；细胞呼吸中合成ATP的能量来自有机物分解释放的化学能。【变式备选】人体细胞进行正常的生命活动，每天需要水解200～300摩尔ATP，但人体细胞中ATP的总量只有约0.1摩尔。
下列有关ATP的叙述错误的是( )
A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B.ATP由3个磷酸基和1个腺嘌呤构成
C.有氧呼吸的第三阶段为人体细胞活动提供的ATP最多
D.人体细胞内形成ATP的场所是细胞质基质和线粒体【解析】选B。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易断裂也容易形成，即ATP与ADP二者可以相互转化，这可以保障生物体对能量的需求；ATP即三磷酸腺苷，由3个磷酸基和1个腺苷组成；在有氧呼吸的第三个阶段，在利用前两个阶段生成的大量［H］和O2结合形成水的同时释放大量ATP；人体细胞产生ATP的过程有有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中完成，无氧呼吸在细胞质基质中完成。 糖类和脂质的比较【高考警示钟】
糖类和脂质的理解误区
(1)并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不提供能量。
(2)并非所有的糖都可以用班氏试剂鉴定，如蔗糖、淀粉均为非还原性糖。
(3)并非所有的脂质都能构成膜结构，如脂肪是主要的储能物质。【典例训练4】淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖元，这是某生物体内糖类的某些变化，下面说法不正确的是( )
A．此生物一定是动物，因为能合成糖元
B．淀粉和糖元，都属于多糖
C．此生物一定是动物，因为能利用葡萄糖
D．麦芽糖为二糖，葡萄糖为单糖【解题指南】
1．知识储备
(1)动物特有的糖是糖元，而植物特有的糖是淀粉、麦芽糖。
(2)淀粉被消化、吸收的过程，淀粉首先在淀粉酶的作用下分解为麦芽糖，然后在麦芽糖酶的作用下分解为葡萄糖。
2．题眼：题干中“葡萄糖→糖元”过程，由此可推出该生物为动物。【解析】选C。生物体内的多糖有糖元、淀粉和纤维素，糖元为动物体内特有的多糖，淀粉和纤维素为植物体内特有的多糖，在动、植物体内都有葡萄糖的存在，所以不能根据是否利用葡萄糖，来辨别完成该过程的生物是动物还是植物。【变式训练】如图是生物体内几种有机物组成以及它们各自功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是大分子物质M1、M2、M3、M4的组成单位。下列说法正确的是( )
A．相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多
B．同一个体不同细胞中M3的种类不同取决于基因的选择性表达
C．m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D．不同的M4在结构上的区别主要是m4的连接方式不同【解析】选B。根据有机物的主要功能，可以推断出M1、M2、M3、M4依次表示糖类、脂肪、蛋白质和核酸。脂肪彻底氧化分解时比糖类耗氧多；基因的选择性表达使同一个体不同的细胞中产生不同的mRNA，合成出不同的蛋白质；组成蛋白质的m3是指氨基酸，组成核酸的m4是指核苷酸；不同的核酸在结构上核苷酸的连接方式是相同的。 探究实验的步骤及结果分析
——影响酶活性的因素
【案例】(2011·江苏高考)为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响，研究者设计并进行了相关实验，实验步骤及结果如下：
①鲈鱼的驯养：将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14 d，用普通饲料投喂，备用。
②饲料的配制：在每千克普通饲料中添加200 mg植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒，烘干后储存。 ③鲈鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度为60尾／箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。
④称重并记录：投喂8周后，从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重。结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3%、947.2%。根据上述实验，回答下列问题：
(1)步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是________
______________；实验前的驯养是为了_______________。⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。(2)步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意__________
_____________，其原因是_________________________。
(3)步骤③中还应控制好的无关变量主要有_________________ _____________________________________。
(4)本实验得出的初步结论是_____________________________
_____________________________________。
(5)推测鲈鱼的食性并说明理由：_________________________
_____________________________________。【命题人透析】
(1)鲈鱼的两个生理特性：
①鲈鱼鱼苗的生长特性。鲈鱼鱼苗生长较快，成体生长缓慢。因此在“探究植酸酶对鲈鱼生长的影响”时，选择鱼苗作为实验材料，便于在实验过程中能明显地观察其效果。另外，环境的改变影响其生长。据题意，实验需要在网箱中进行较长的时间(8周)，所以在实验前让鲈鱼适应实验养殖环境，否则有可能因为鲈鱼因不适应新环境而影响生长，导致实验结果出现较大误差。②鲈鱼的食性。鱼的食性有植食性、肉食性和杂食性。据题干表格给予的信息：鲈鱼肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶，说明其食物中含有丰富的蛋白质，所以可判定为肉食性。
(2)分析影响实验结果的无关变量：
①酶受温度的影响。实验组的饲料中已添加了植酸酶，因此在烘干过程中要特别注意温度不能过高，否则会因高温处理使植酸酶变性而失去活性。②分析实验环境深挖无关变量。实验过程中除注意温度的影响之外，还要将可能影响实验结果的其他无关变量进行严格的控制：“体格健壮、大小一致的鲈鱼”、“ 随机分组”、“ 规格相同的浮式海水网箱”、“ 放养密度为60尾／箱”、“投喂等量饲料”等。除此之外，还要充分考虑生活环境的“水温、盐度和溶解氧”等对实验结果的影响。(3)提炼题中信息归纳实验结论：
题干实验过程中的结果和表中数据给出了分析归纳结论的依据。结果显示“对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3%、947.2%”，由此可得出“添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长”；表格显示“实验组蛋白酶活性明显较对照组高，而脂肪酶和淀粉酶活性则相近”，可归纳得出：“植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小”。【标准答案】
(1)成体生长缓慢，实验效果不明显
让鲈鱼适应实验养殖环境
(2)温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性
(3)水温、盐度和溶解氧等
(4)添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小
(5)肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶【阅卷人点评】
得分要点
(1)必须体现“成体生长缓慢”、 “适应环境”。
(2)必须体现“温度过高使植酸酶变性失活”。
(3)必须体现主要因素“水温”、“盐度”、“溶解氧”。
(4)必须体现“提高肠道中蛋白酶的活性，对脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小”。
(5)必须是“肉食性、蛋白酶活性高”。失分案例
(1)错答成“成体消耗饲料多”、“让鲈鱼生长加快”等。
(2)错答成“防止烫伤”或“高温会使植酸酶变性而死亡”。
(4)错答成“植酸酶能促进鲈鱼的生长”。
(5)错答成“杂食性”。1.下列关于酶的叙述正确的是( )
A．具有多样性、专一性、高效性
B．其活性不受温度的影响
C．酶只有在细胞内才具有催化功能
D．只能由生物体腺细胞内产生
【解析】选A。酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA，其活性受温度的影响。酶虽然是活细胞产生的，但酶不仅在细胞内具有催化作用，在细胞外的适宜环境中也同样具有催化作用，典型的如消化道内消化酶的催化作用。2.在甲、乙、丙3支分别装有2 mL可溶性淀粉溶液的试管中，依次分别加入1 mL淀粉酶制剂、麦芽糖酶制剂和新鲜唾液，摇匀后将试管放在适宜的温度下。过一段时间后，在3支试管中各加入一滴碘液，摇匀。试管中溶液变为蓝色的是( )
A．甲试管 B．乙试管
C．丙试管 D．甲和丙试管【解析】选B。只有试管中有淀粉存在，加入碘液才会显蓝色。甲试管中有淀粉酶，会催化分解淀粉，所以一段时间后甲试管中的可溶性淀粉会被分解掉，加入碘液不会显蓝色；唾液中也有淀粉酶的存在，所以丙试管一段时间后也没有了淀粉的存在；由于酶的高度专一性，乙试管中的麦芽糖酶只可以催化分解麦芽糖，不可以催化分解淀粉，一段时间后，乙试管中依然有淀粉的存在，所以加入碘液后，就会变为蓝色。3.(2012·青岛模拟)如图表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。有关叙述正确的是( )
A.a点时，麦芽糖酶全部参与催化
B.如果温度上升5℃，b点向左下方移动 C.可用班氏试剂鉴定麦芽糖的分解情况
D.因受酶活性的限制，bc段催化速率不再增加【解析】选B。a点时，麦芽糖量太低，只有部分麦芽糖酶参与催化反应，A错误。麦芽糖及其分解产物葡萄糖均是还原性糖，都能遇班氏试剂生成砖红色沉淀，C错误。bc段催化速率不再增加的原因不是受到酶活性的限制，而是受到酶数量的限制，D错误。图示为麦芽糖酶在最适温度下的催化速率；若温度提高，酶活性降低，b点向左下方移动，B正确。4.下列物质水解后所释放出的能量可直接用于肌肉收缩的是
( )
A.肝糖元 B.肌糖元
C.葡萄糖 D.三磷酸腺苷
【解析】选D。三磷酸腺苷即ATP是直接的能源物质。肝糖元、肌糖元和葡萄糖是主要的能源物质。5.下列关于人体细胞内ATP的叙述，正确的是( )
A．ATP中含有C、H、O、N、P元素
B．人体细胞内贮有大量ATP，以备生理活动需要
C．ATP只能在线粒体中生成
D．动植物形成ATP的途径分别是呼吸作用和光合作用【解析】选A。ATP中含有C、H、O、N、P元素；人体细胞内ATP含量很少，但可以通过ATP和ADP的快速转化满足生命活动的需要；ATP能在细胞质基质、叶绿体和线粒体中生成，动物形成ATP的途径是呼吸作用，植物形成ATP的途径是呼吸作用和光合作用。6.如图示意生命活动有关能源物质之间的联系，请分析回答：(1)生物细胞内主要的储能物质是图中的__________________。
(2)当动物体内ATP不足时，会发生C的变化补充ATP(丙)，请写出生成ATP需要的条件：________________________________。
(3)生物体内最终的能源物质是图中的____________________，
它表示__________________________。
(4)图中三项生理活动的名称分别是：A_________，B_______，D____________。【解析】本题的解答需要明确生物体内能量物质的转变过程与条件。由图分析，形成葡萄糖的途径为甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而题干已经提示C过程是补充形成ATP的途径，则乙应当是ADP和Pi，甲应为太阳能，通过光合作用将光能转变为化学能，它也是能量的最终来源。
答案：(1)多糖、脂肪
(2)ADP、Pi、酶、能量
(3)甲 太阳能
(4)光合作用光反应 光合作用暗反应 呼吸作用实验方法实 验变量的控制
【理论指导】
实验过程中可以变化的因素为变量，分为自变量、因变量和无关变量。
1.自变量
(1)含义：实验要研究的引起实验结果改变的因素，即人为改变的因素。
(2)控制方法：设置几组自变量不同的实验。如“探究温度影响酶活性”的实验中，其控制自变量的方法为设置几种不同的温度进行实验。2.因变量
随着自变量的变化而变化的变量。如“验证淀粉酶能水解淀粉，而蔗糖酶不能水解淀粉”的实验中，淀粉水解与否就是因变量。3.无关变量
(1)含义：可影响实验结果但不是实验要研究的因素。如“探究温度影响酶活性”的实验中，pH、试管的大小、实验试剂的量等都是无关变量。
(2)控制方法：“等同法”，即几组实验中除自变量不同外，其他条件均要相同。如“探究不同pH对酶活性的影响”实验中，不同组之间除pH不同外，其他条件如温度、实验器具、实验试剂的量等都要相同。【典例分析】
“探究温度对淀粉酶活性的影响”,实验设计如下：
①取甲、乙、丙三支试管，分别加入1 mL质量分数为2%的新鲜
淀粉酶溶液。
②将三支试管分别放在0 ℃、37 ℃、100 ℃条件下保温5 min。
③向三支试管中分别加入相应温度的等量的(2 mL)质量分数为
3%的可溶性淀粉溶液。
④一段时间后，向试管中各加入2滴碘液。
⑤观察三支试管中溶液的颜色变化。【分析】
实验设计的关键是实验变量的确定和控制，分析如下：
(1)自变量：温度。
控制方法：设置几种不同温度(0 ℃、37 ℃、100 ℃)，使淀粉酶在接触淀粉溶液前即处在这几种温度下。
(2)因变量：淀粉酶的活性。
检验方法：滴加碘液，观察颜色变化。
(3)无关变量的控制：
步骤③中各组加入可溶性淀粉溶液的量保证相同。
步骤④中各组加入碘液的量保证相同。【拓展】
(1)步骤②③能否颠倒？
提示：不能，颠倒将导致实验结果不准确，因为在达到相应温度之前酶已经对淀粉进行了水解。
(2)步骤③中可溶性淀粉溶液加入前在相应温度下保温有无必要？
提示：有，若直接加入会对设置的酶温度造成影响。
(3)在检验时能否用班氏试剂？
提示：不能，因为班氏试剂在检测淀粉的水解产物时需加热，加热会影响设置的酶温度。课件74张PPT。第三节 光能的捕获和利用一、光合作用的早期研究
请将科学家和其相关实验的结论连起来二、叶绿体的结构1.写出图中标号的结构名称
［①］_____［②］_____［③］_____
［④］_____［⑤］_______
2.写出图中结构含有的相关化学成分
(1)结构③是由［___］_______堆叠而成的，其中分布有________
__________________。
(2)与暗反应有关的酶分布在［___］_____中。
(3)叶绿体是半自主性细胞器，因为［___］_____内分布有少量的
_________。外膜内膜基粒基质类囊体类囊体有关的色素和酶与光反应④基质④基质DNA和RNA⑤【点拨】叶绿体中的色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体薄膜上，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体薄膜上和基质中。三、光合作用过程1.光反应与暗反应叶绿体类囊
体薄膜[H]+O2ATP光能→活跃化学能叶绿体基质CO2+C5(CH2O)+C5ADP+Pi稳定化学能2.总反应式：CO2+H2O (CH2O)+O2
【点拨】光合作用的光反应和暗反应是一个统一的整体，没有光反应暗反应无法正常进行，光反应为暗反应提供ATP和[H]；没有暗反应有机物无法正常合成，暗反应为光反应提供ADP、Pi。光能
叶绿体四、影响光合作用的因素
1. ______________；
2.土壤中的_____________；
3.光照的______；
4. _____；
5. _____等。二氧化碳的浓度水分和无机盐强度温度叶龄【思维判断】
1.叶绿体中的色素分布在类囊体腔内。( )
【分析】叶绿体的色素分布在类囊体薄膜上。
2.能进行光合作用的生物一定含有叶绿体。( )
【分析】不一定，如蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用。××3.植物体自身的遗传特性可以影响光合速率。( )
【分析】影响光合速率的因素很多，既有内部因素也有外界环境因素，植物体自身的遗传特性(如阴生植物、阳生植物)是内部因素之一。
4.光反应生成的活跃化学能只储存在ATP中。( )
【分析】光反应生成的活跃化学能储存在ATP和NADPH中。√× 光合作用
1.光反应与暗反应的比较必须在光下有光、无光都可以叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质①水的光解
2H2O 4［H］+O2
②ATP的合成ADP+Pi+光能 ATP光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能光反应为暗反应提供［H］、ATP，暗反应为光反应提供
ADP和Pi，如图：3.四种条件骤变时物质量的变化【高考警示钟】
1.光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。
2.CO2中的C先进入C3，然后进入(CH2O)。【典例训练1】(2011·新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图，回答问题：(1)图中物质A是_________(C3、C5)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A低，原因是___
______________________________________；
将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是
______________________________________。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_____(低、高)。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的______(高、低)，其原因是__________
___________________________。【解题指南】
1.知识储备：(1) CO2浓度改变直接影响CO2的固定，CO2浓度降低，暗反应速率会减慢。
(2)光反应为暗反应提供ATP、[H]，直接影响C3的还原过程。
2.解题关键：根据CO2的含量变化正确判断图解中曲线A、B的名称。当暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，根据CO2的固定和C3还原的反应式可知，C3的分子数比C5的分子数多。【解析】(1)由图可以看出，当CO2浓度由1%降低到0.003%时，在短
时间内，暗反应中发生的反应是CO2+C5 2C3，所以CO2浓度降低时，C3含量降低，故物质A是C3。
(2)在CO2浓度为1%时，由于CO2+ C5 2C3，一个C5生成两个C3，所以C3分子数是C5的两倍，故物质B浓度比A浓度低。当CO2浓度从1%降到0.003%时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。
(3)CO2浓度为0.003％时，C3和C5的浓度达到稳定后，暗反应保持稳定，此时仍根据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3的量应是C5的量的2倍。故持续在CO2浓度为0.003%的环境中，A浓度比B浓度高。
(4)CO2浓度低时，意味着暗反应强度降低，所需要的ATP及[H]少。答案:(1)C3
(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。根据CO2+C5→2C3知此时C3的分子数是C5的2倍，因此B的浓度比A低当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累
(3)高
(4)低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少【变式训练】(2012·聊城模拟)如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是( )
A．a上升、b下降 B．a、b都上升
C．a、b都下降 D．a下降、b上升【解析】选B。由图解分析，c是CO2，a和b是[H]、ATP，若在其他条件不变的情况下，将c降低至极低水平，CO2的固定减弱，C3还原减慢，消耗［H］和ATP减少，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是都上升。 光合作用速率的影响因素及应用
1.单因子对光合作用速率影响的分析CO2
吸收CO2
释放0BC光照强度→表示增大A①曲线分析：
A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸强度。
AB段：光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少(有一部分用于光合作用)，此段细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点：光补偿点,即光合作用强度=细胞呼吸强度(细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用)。
BC段：随着光照强度不断加强，光合作用不断加强，到C点不再加强，称C点为光饱和点。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，冬季温室栽培等都与光补偿点有关。(2)CO2浓度、含水量和矿质元素(如图所示)：①曲线分析：CO2和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，CO2、水和矿质元素越多，光合作用速率越快，但到A点时，即CO2、水、矿质元素达到饱和时，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，增加产量的方法。合理灌溉、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。(3)温度(如图所示)：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℃)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；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。2.多因子对光合作用速率影响的分析(如图所示)①曲线分析：
P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。【技巧点拨台】
对于有饱和点(平衡点)的坐标曲线，分析其限制因素的时候要分两部分：
(1)达到饱和点以前的限制因素，为横坐标表示的因素；
(2)达到饱和点以后的限制因素，为横坐标表示的因素以外的因素。【典例训练2】(2012·衡阳模拟)如图表示某植物光合作用强度与环境因素之间的关系。据图回答：(1)甲图表示在光照较弱的情况下，光合作用强度随_________的增加而增加。这种情况下，主要影响的是光合作用过程的__
_______阶段。在光照超过某一强度时，光合作用的强度不再增加，此时主要是光合作用的____________阶段受到限制。
(2)乙图中C点对应的温度为植物光合作用的____________。出现CD段的原因是_______________________。
(3)其他条件适宜，若温度升高至50℃，请在甲图上绘出相应曲线。【解题指南】
1.考查实质：本题主要考查温度和光照强度对光合作用的影响。
2.解题关键：
(1)分析坐标图明确甲图中A、B点的主要限制因素；
(2)注意乙图中50℃对光合作用的影响大小在20℃和30℃之间。【解析】(1)据图示可知，在光照强度较弱时，光合作用强度随光照强度的增加而增加，此时光反应阶段提供的[H]和ATP是限制光合作用强度的主要因素。当光照强度超过某一数值时，光合作用强度不再增加，此时光反应阶段提供的[H]和ATP充足，限制光合作用强度的因素是温度(影响酶的活性)或二氧化碳的浓度对光合作用暗反应阶段的影响。(2)乙图中C点对应的温度下，光合作用强度最大，此时的温度称为植物光合作用的最适温度。当温度超过最适温度时，部分酶变性失活，光合作用强度下降。
(3)据乙图可知，当温度升高到50℃时，光合作用强度小于30℃时，大于20℃时。答案：(1)光照强度 光反应 暗反应
(2)最适温度 随温度的升高，酶活性降低，光合作用强度降低
(3)【变式训练】为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。以下说法正确的是( )A．施肥与CO2吸收量无关
B．与A点相比，B点条件下限制CO2吸收量的主要因素是光照强度
C．与D点相比，限制C点玉米苗吸收CO2的主要因素是土壤含水量
D．与C点相比，A点施肥过少，限制了CO2吸收量【解析】选C。据图示可知，当土壤含水量介于40%～60%时，在光照强度相同的条件下，施肥后CO2吸收量比未施肥时明显增多，A错；图中A、B是在光照强度相同的条件下获得的CO2吸收量，因此A、B的不同与光照强度无关，从图中可以看出，A、B的不同是因为土壤含水量不同所致，B错；同时根据对B项的分析，可知C项是对的；A、C两点CO2吸收量不同的原因是光照强度不同，与施肥无关，D错。【变式备选】光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，下列图像是北方夏季某一晴天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，其中正确的图解是( )【解析】选C。夏季晴天中，光照强度会发生变化，光合作用强度也会随之变化。夏季中午12时左右光照最强，温度升高，蒸腾过旺，导致气孔关闭，CO2供应不足，光合作用强度降低。光合作用的探究历程【高考警示钟】
实验常考易错点
(1)萨克斯实验中暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精水浴加热处理，目的是溶解色素。
(2)恩吉尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型。
(3)鲁宾、卡门用的实验方法为同位素标记法。
(4)卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭示了暗反应过程。如图表示在较强光照且温度相同以及水和小球藻悬浮液的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是( )A.Y2的质量大于Y3的质量
B.④中小球藻悬浮液的质量大于①中小球藻悬浮液的质量
C.②中水的质量大于④中水的质量
D.试管①的质量大于试管②的质量
【解题指南】1.考查实质：光合作用中O2的来源。
2.解题关键：H2O中的氧形成O2，看准标记元素的来源。【解析】选C。Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；④中小球藻悬浮液中含有(CH218O)，而①中小球藻悬浮液含有(CH2O)，故④中小球藻悬浮液质量大于①中的；④和②中的水都为H218O，且含量相同，因此质量相等；在试管①和②原有质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余重量①大于②。【变式备选】如图为水绵结构模式图。
恩吉尔曼进行光合作用实验时，把载有
水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空
气的黑暗环境里，然后用极细光束对水
绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射，
发现水中的好氧细菌明显聚集在叶绿体
被光投射处；若将装片完全暴露在光下，
好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位。
此实验证明了( )A.氧气是由水分解来的
B.叶绿体是光合作用的场所
C.光合作用能产生淀粉
D.光合作用需以二氧化碳作原料
【解析】选B。在没有空气的黑暗环境里，用极细光束对水绵细胞的不同部位做点状投射，好氧细菌聚集在叶绿体被光投射处，其他部位不聚集，说明被极细光束照到的叶绿体产生了氧气；若装片完全暴露在光下，好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位，这又进一步说明叶绿体受光部位产生了氧气。 解答教材的延伸实验题
——pH对叶绿素稳定性的影响【案例】(2011·广东高考)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。Ⅰ.提取叶绿素Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25℃)下进行实验，方法和结果如下表。
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：
(1)提取食用叶绿素的X应该为______，作用是___________。
(2)表中Y应该为______，原因是_______________________。
(3)若用做食品色素，天然叶绿素色素不适用于___________的食品，否则_________________________________________。
(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。【命题人透析】
(1)利用教材原理解答延伸式实验:
①教材原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，因此各种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同而分离。
②原理应用：利用纸层析法检测叶绿素产品时，若只有叶绿素，则滤纸条上只有两条色素带(叶绿素a和叶绿素b)，若含有其他色素则滤纸条上含有多条色素带。(2)明确题干信息抓准自变量:
题意明确提出：“探究pH对叶绿素稳定性的影响”， 显然告诉我们实验的自变量是“pH”；据表中信息可以看出因变量是色素的“颜色”；本实验采用设计pH梯度进行定量探究。分析表格可知，②③④组的pH相差1.0，可推断pH梯度值是1.0，因此实验组①应是8.0。为保证实验结果准确性，不同实验组叶绿素溶液的量及处理时间都要严格遵循等量原则和单一变量原则。
(3)“绿色”食用色素的使用要求:
分析表格数据可知：当pH小于6.0时，叶绿素被破坏变成黄褐色，导致叶绿素溶液颜色发生改变。因此在使用叶绿素做食品色素时，一定要控制好pH，不能低于6.0。【标准答案】
(1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精)
叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响
(2)8.0 以1.0作为pH梯度进行实验
(3)酸性 由于叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质
(4)纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带。【阅卷人点评】
得分要点
(1)必须体现“有机溶剂”、“对人体无害”。
(2)必须是“8.0”、必须体现“pH梯度”。
(3)必须表明“酸性对色素的破坏”。
(4)“层析法”或“纸层析法”。失分案例
(1)错答为“无水乙醇或SiO2”、“保护色素防止被破坏”等；答错原因是未注意“提取”这个关键信息。
(2)错答成“8”、“缺少碱性条件”。
(3)第二问易错答为“酸性使叶绿素变性失活”。
(4)错答为“萃取法”。1.光反应为暗反应提供的物质是( )
A．［H］和H2O B．［H］和ATP
C．ATP和CO2 D．H2O和CO2
【解析】选B。光合作用的光反应包括水的光解和ATP的合成，产生［H］和ATP用于暗反应中C3的还原。H2O是光反应的原料而不是产物，CO2是暗反应的原料不是光反应的产物。2．(2012·汉中模拟)生长于较弱阳光下的植物，当提高CO2浓度时，光合作用速度并未加快。对这一现象最可能的解释是
( )
A．呼吸作用受阻影响光合作用
B．使C3还原的还原剂和ATP不足
C．暗反应过程的酶在弱光条件下活性低
D．呼吸作用强，大量消耗光合作用产物
【解析】选B。“较弱阳光”光照不足，光反应减弱，产生的［H］和ATP少，致使C3还原过程缺少还原剂和能量，B正确。3.关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是
( )
A.叶绿体色素与ATP的合成有关
B.叶绿体色素参与ATP的分解
C.叶绿体色素与O2和［H］的形成有关
D.叶绿体色素能吸收和传递光能
【解析】选B。叶绿体中色素分子在光合作用的光反应中吸收光能，并将光能转化为电能，转化成的电能一部分用于水的光解，产生氧气和［H］，一部分利用ADP和Pi合成ATP，而不参与ATP的分解。4.如图为叶绿体的亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述不正确的是( )A.①和②均为选择透过性膜
B.③上分布有与光反应有关的色素和酶
C.在③上形成的产物［H］和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量
D.④中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中
【解析】选D。①和②表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选择透过性。③为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶，光反应的产物［H］和ATP进入④叶绿体基质中，为暗反应提供还原剂氢和能源物质ATP，ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，而非直接将ATP转移到有机物中。5.(2012·渭南模拟)如图所示：原置于黑暗环境中的绿色植物移至光下后，随光照强度的变化CO2的吸收量发生了改变。据图，判断下列叙述中正确的是( )
A.曲线AB段表示绿色植物没有进行
光合作用
B.曲线BD段表示绿色植物仅进行光
合作用
C.在B点显示，绿色植物光合作用和
呼吸作用强度相等
D.D点以后表示若光照强度继续增加，光合作用将停止进行【解析】选C。曲线AB段表示细胞呼吸强度大于光合作用强度，表现为释放二氧化碳，A错误。曲线BD段表示光合作用强度大于呼吸作用强度，表现为从外界吸收二氧化碳，B错误。B点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收和释放二氧化碳的代数和为0，C正确。D点以后表示若光照强度继续增加，光合作用强度不再增加，D错误。6.如图为光合作用的过程图解，请回答： (1)写出图中各标号所代表的物质：
①__________，④_________，⑦_________。
(2)由图可知：
①叶绿体中色素吸收的光能，有两方面用途：分别是_______
和_____________。
②C3的两个去向是形成_________和_________ 。
③光合作用中CO2中的C的转移途径：CO2→_________→_______。【解析】由图解分析知①④⑦分别是H2O、ATP和CO2；叶绿体中色素吸收的光能，分别用于水的光解和ATP的形成；C3的两个去向是形成C5和(CH2O)；光合作用中CO2中的C的转移途径是CO2→C3→(CH2O)。
答案：(1)H2O ATP CO2
(2)①水的光解 ATP的形成 ②C5 (CH2O)
③C3 (CH2O)课件77张PPT。第四节 从化学能到生物能一、细胞呼吸的主要场所——线粒体
1.写出图中标号的结构名称
［1］_____；［2］_____；
［3］_____；［4］___。
2.写出下列结构中含有的化学成分
［3］中分布着__________________、少量的_________。
［4］上分布着___________________。
3.线粒体的功能：____________________外膜内膜基质嵴与有氧呼吸有关的酶DNA和RNA与有氧呼吸有关的酶有氧呼吸的主要场所【点拨】线粒体内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的面积，有利于附着更多的酶，有利于有氧呼吸的进行。二、细胞呼吸的类型
1.有氧呼吸
(1)过程：(2)反应式：
___________________________________。
【点拨】(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但原核生物无线粒体，仍能进行有氧呼吸。
(2)有氧呼吸三个阶段均释放能量，第三阶段释放的能量最多。 2.无氧呼吸(1)场所：_____________。
(2)生成物：________________或_____。
(3)反应式：
①产物为酒精：_______________________________。
②产物为乳酸：__________________________。
【点拨】(1)无氧呼吸释放的能量少，因为还有大部分能量储存在酒精或乳酸中。
(2)不同生物的无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同。 细胞质基质酒精和二氧化碳乳酸【思维判断】
1.有氧呼吸的酶全部存在于线粒体中。( )
【分析】真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此其相关的酶存在于细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜中。
2.无氧呼吸对生物体都有害。( )
【分析】有的生物只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸获得生命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸，但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。××3.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。( )
【分析】无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸，只有有氧呼吸的产物中有水。
4.人的成熟红细胞无线粒体，不产生ATP。( )
【分析】人的成熟红细胞无线粒体，但可通过无氧呼吸产生ATP。
5.保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环境中。( )
【分析】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸，无氧时，细胞呼吸消耗大量有机物，而且产生的酒精对蔬菜水果也有一定的毒害作用，故应在低氧环境下保存蔬菜水果。√×× 有氧呼吸和无氧呼吸的过程
1.过程图解2.分析
(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的［H］用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的［H］用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。
(2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。
(3)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较主要在线粒体中进行在细胞质基质中进行氧气，多种酶无氧气，多种酶葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，
生成乳酸或酒精和CO2 释放大量能量释放少量能量受O2和温度等因素的
影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制①二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进
行；②二者的本质都是氧化分解有机物、释放能量【高考警示钟】
1.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
2.原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。【典例训练1】(2011·海南高考)细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是( )A．植物细胞能进行过程①和③或者过程①和④
B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多
D．乳酸菌细胞内，过程①产生［H］，过程③消耗［H］
【解题指南】
1.知识储备:
(1)掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程；(2)明确不同细胞呼吸作用的代谢产物。
2.解题思路:
首先明确图中①②为有氧呼吸过程，①③、①④为无氧呼吸过程；然后联系细胞呼吸过程的各阶段产物得出答案。【解析】选B。植物细胞可以进行无氧呼吸产生酒精和CO2，某些植物器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)可以产生乳酸；真核细胞的细胞质基质中能进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸，因此能进行过程①③④，不能进行过程②；有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，过程②为第二、三阶段，释放的能量多于过程①；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，第一阶段产生［H］，第二阶段消耗［H］。【变式训练】如图表示真核生物细胞呼吸的部分过程，可在细胞质基质中发生的是( )
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④【解析】选B。①是有氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中，②和③表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。④可表示第一阶段ATP的合成，发生在细胞质基质中。影响细胞呼吸的因素及在农业上的应用①最适温度时，细胞
呼吸最强；②超过最
适温度呼吸酶活性降
低，甚至变性失活，
细胞呼吸受抑制；
③低于最适温度酶活性
下降，细胞呼吸受抑
制低温下贮存蔬
菜、水果，夜
间适当降温提
高大棚蔬菜产
量①O2浓度低时，无氧
呼吸占优势；②随O2
浓度增大，无氧呼吸
逐渐被抑制，有氧呼
吸不断加强；③O2浓
度达到一定值后，随
O2浓度增大，有氧呼
吸不再加强(受呼吸
酶数量等因素的影响)蔬菜、水果的
保鲜、医用
“创可贴”从化学平衡的角度分
析，CO2浓度增大，呼
吸速率下降在一定范围内，细胞
呼吸速率随含水量的
增加而加快，随含水
量的减少而减慢低氧高CO2条件
下保存蔬菜、
水干燥的种子有
利于贮藏【技巧点拨台】
细胞呼吸的曲线识别技巧
(1)“钟”型曲线：典型的酶促反应曲线，影响该曲线变化的因素是温度、pH。
(2)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。
(3)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而增加，如含水量。【典例训练2】溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，较高浓度的CO2使其由蓝变绿再变黄。一实验小组用图示的实验装置，在25℃条件下，多次进行如下操作：①打开阀门A和B；推注射器1的活塞，然后关闭A和B；②一段时间后，拉注射器2的活塞，促进两个瓶中的气体流动。观察溴麝香草酚蓝水溶液的变色情况。(阀门A和B关闭时，整个装置是密封的)请完成下列问题：
(1)此实验的目的是探究25 ℃条件下____________________。
(2)如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，这种情况下苹果的代谢特点是________
_________________________。(3)当向有苹果的瓶内注入的氮气很少或很多时，溴麝香草酚蓝水溶液都将会变黄，其原因是：
①向有苹果的瓶内注入的氮气很少时，___________________；
②向有苹果的瓶内注入的氮气很多时，___________________。
(4)此实验结果可在实际生活中用于______________________。【解题指南】
1.考查实质:
有苹果的瓶内氧气浓度不同，苹果细胞呼吸的方式不同。
2.解题关键:
明确当有苹果的瓶内N2量少时，O2较多，苹果主要进行有氧呼吸，产生大量CO2；当瓶内N2量多时，O2较少，苹果主要进行无氧呼吸，也会产生较多的CO2。【解析】打开阀门A和B，推注射器1的活塞，然后关闭A和B，可以更新装置中的空气，因此可知此实验的目的是探究25℃条件下氧气浓度对苹果呼吸作用的影响。溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，则说明细胞呼吸弱。当向瓶内注入的氮气很少时，氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多；当向瓶内注入的氮气很多时，氧气浓度很低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多，所以溴麝香草酚蓝水溶液也将会变黄。以上实验说明苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，应适当控制环境中氧气的浓度，并不是氧气浓度越低越好。答案：(1)氧气浓度对苹果呼吸作用的影响
(2)细胞呼吸弱
(3)①有苹果的瓶内氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多
②有苹果的瓶内氧气浓度很低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多
(4)苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，适当控制环境中氧气的浓度【变式训练】蔬菜和水果长时间贮藏、保鲜所需要的条件应为
( )
A．低温、干燥、低氧
B．低温、湿度适中、低氧
C．高温、干燥、高氧
D．高温、湿度适中、高氧【解析】选B。一般在贮藏植物时要尽可能降低植物的呼吸作用，以减少有机物的消耗，而植物的呼吸作用主要与温度及氧气浓度有关。因此在低温和低氧的情况下有利于减弱植物的呼吸作用以减少有机物的消耗。对于一般的种子，如小麦、玉米等可以在干燥的条件下贮藏，尽量降低水分含量，以减弱种子的呼吸作用。但对于蔬菜和水果则不同，它们本身就含有很多水分，如果在干燥条件下贮藏，水分散失过多，细胞会失水而死亡，因此要有适中的湿度才能保鲜。【变式备选】将水果放在密封的地窖里，可以保存较长时间。地窖影响水果代谢的原因是( )
A．温度恒定，水果抵抗病虫害的能力强
B．温度适宜，水分容易保持
C．黑暗无光，不易引起早熟
D．二氧化碳浓度增加，抑制呼吸作用
【解析】选D。地窖中通风差，二氧化碳浓度高能够抑制水果细胞的呼吸作用(主要是抑制有氧呼吸)，减少有机物的消耗。 光合作用与有氧呼吸的关系
1.区别无机物 有机物有机物 无机物光能 化学能(储能)化学能 ATP中活跃的
化学能、热能(放能)合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，
供细胞利用叶绿体活细胞(主要在线粒体)只在光下进行有光、无光都能进行2.联系(1)物质方面：
C：CO2 (CH2O) C3H4O3 CO2
O：H2O O2 H2O
H：H2O ［H］ (CH2O) ［H］ H2O
(2)能量方面：
光能 ATP中活跃化学能 (CH2O)
热能
ATP中活跃化学能 各项生命活动暗反应呼吸Ⅰ呼吸Ⅱ光反应呼吸Ⅲ3.光合速率与呼吸速率
(1)曲线：(2)曲线解读：
①呼吸速率：可用黑暗实验装置中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量表示。
②净光合速率：用有光条件下实验装置中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量来表示。(3)净光合速率和真正光合速率的判定方法：
①若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为真正(实际)光合速率，若是负值则为净光合速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
③有机物积累量一般为净光合速率，制造量一般为真正(实际)光合速率。【技巧点拨台】
图解细胞内与细胞外气体的交换过程(1)光合作用速率大于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2的去向：供给线粒体+释放到叶片外。叶绿体需要的CO2的来源：线粒体产生+外界吸收。过程如图1所示。
(2)光合作用速率等于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2供给线粒体进行细胞呼吸。线粒体产生的CO2供给叶绿体进行光合作用，叶片与外界环境不进行气体交换。过程如图2所示。(3)光合作用速率小于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2全部供给线粒体利用。线粒体产生的CO2除供给叶绿体利用外，其余释放到叶片外。过程如图3所示。
(4)不进行光合作用，只进行细胞呼吸，叶片从外界吸收O2，释放CO2。过程如图4所示。【典例训练3】(2012·聊城模拟)将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用和细胞呼吸的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如表所示：(单位：mg/h)下面对该表数据分析正确的是( )
A.昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照，在20℃时该植物生长得最快
C.每天光照12小时，20℃时该植物积累有机物最多
D.每天光照12小时，30℃时积累的有机物是10℃时的2倍【解题指南】
1.知识储备:
光照下吸收CO2代表的是净光合作用速率，黑暗中释放的CO2代表的是细胞呼吸速率，实际光合速率等于二者的和。
2.解题关键:
昼夜不停地光照时只比较净光合作用速率；每天光照12小时时，需将净光合作用速率减去呼吸作用速率。【解析】选C。由于光照下吸收CO2代表的是净光合作用速率，黑暗中释放的CO2代表的是细胞呼吸速率，实际光合速率等于二者的和。通过计算和分析知，在35℃时由于有净光合作用速率，昼夜不停地光照，该植物能生长；昼夜不停地光照，在25℃时该植物生长得最快；每天光照12小时，10℃时积累的有机物是30℃时的2倍。【变式训练】绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系，如图表示两者之间的部分关系。下列相关分析中，错误的是( )A．①过程中发生的能量变化是光能转变成活跃的化学能
B．阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，X物质含量增加
C．①～⑤过程中能使ADP含量增多的是②③⑤过程
D．图中③过程进行的部位是细胞质基质
【解析】选C。由图分析知①②⑤过程表示光合作用过程，①水的光解过程中发生的能量变化是光能转变成活跃的化学能；阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，X(C3)物质含量增加；①～⑤过程中能使ADP含量增多的是②，①③④过程都消耗ADP产生ATP。 实验变量的确定与控制
——酵母菌在不同条件下的呼吸作【案例】如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。 实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充表中内容：(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是___________________，这是控制实验的__________变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤：
(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：______________(用“<、=、>”表示)，则假设成立。【命题人透析】
(1)分析影响“呼吸产热”的因素找准“变量”：
①氧气影响呼吸产热。据实验的假设可知：不同的条件是“有氧”与“无氧”，确定“有无氧气”是实验的自变量，实验过程中必须加以控制。从表中给予的步骤可以确定，B装置中步骤三“加入石蜡油，铺满液面”的目的是隔绝空气中的氧气，也就是说B装置是控制无氧的环境，以观察实验中能量释放情况。所以A装置是用于观察有氧条件下呼吸作用释放能量的情况，方法步骤三中应该不加入石蜡油，以便空气能与溶液中的酵母菌接触。②溶液的量、细胞的数量对产热量的影响。葡萄糖溶液的量和酵母菌细胞的数量是本实验的无关变量，同样能影响产热的多少。这些对于实验结果有影响的因素，都要严格控制，因此实验组和对照组加入的葡萄糖溶液浓度和体积要一致，方法步骤二中加入的干酵母的量要相同，避免无关变量对实验结果的干扰。
③“变量”随实验目的改变而改变。“测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量”，“呼吸作用”就成了实验的自变量。Ｂ装置中酵母菌是可以进行呼吸作用的，那么需要设置的C装置当然就应该是不进行呼吸作用的。与B装置相比，方法步骤二中不加入活性干酵母或加入10 g无活性干酵母，其余的操作都应该与B装置保持相同。(2)“煮沸”是灭菌还是除氧：
据题中信息：B装置对葡萄糖溶液进行了煮沸处理。煮沸容易让我们联想到是为了除去溶液中的杂菌。如果是以此为目的， A、B两装置应进行同样的操作，否则实验变量不惟一。因此，B装置煮沸是为了去除葡萄糖溶液中的氧气，保证初始状态下酵母菌就能在无氧条件下进行呼吸。【标准答案】
(1)①不加入石蜡油
②加入10 g活性干酵母
(2)去除氧气 自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母或加入10 g无活性干酵母
(4)A>B>C【阅卷人点评】
得分要点
(1)②必须体现“10 g、活性”。
(2)第一个空必须体现“氧气”。
(3)③必须体现“240 mL”、“煮沸后冷却”。
④“不加入活性干酵母”或“加入10 g无活性干酵母”，二答其一都对。失分案例
(1)①错答成“加入石蜡油，铺满液面”。
②错答成“加入10 g无活性干酵母”。
(2)错答成“杀菌” 或“去除气体”；第二问错答成“无关”。
(3)③错答成“加入240 mL的葡萄糖溶液”。
④错答成“加入10 g活性干酵母”。
(4)错答为“C >B> A”。1．有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是( )
A．ATP B．H2O和CO2
C．H2O和丙酮酸 D．乳酸和ATP
【解析】选A。有氧呼吸的第一阶段产生［H］、丙酮酸和能量，第二阶段产生［H］、CO2和能量，第三阶段产生H2O和能量，三个阶段产生的能量均有一部分转移到ATP中贮存，因此有氧呼吸全过程的三个阶段中相同的产物是ATP。2．无氧呼吸与有氧呼吸相比，下列叙述肯定不正确的是( )
A．需酶参与
B．能释放CO2
C．是一个逐步释放能量的过程
D．能生成大量的ATP
【解析】选D。无氧呼吸与有氧呼吸在细胞内均是一个逐步释放能量的过程，但有氧呼吸比无氧呼吸产生的能量多。3．(2012·淄博模拟)关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是
( )
A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的［H］和ATP
C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的［H］和ATP
D．第三阶段是［H］和氧结合产生水，同时生成大量的ATP
【解析】选D。有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行；只有第三阶段需要氧气，A错误。第一阶段产生少量ATP和［H］，B错误。第二阶段是丙酮酸分解成CO2，产生少量的［H］和ATP，C错误。4.进行细胞呼吸的生物体，最重要的结果是( )
A．把ADP转化成ATP
B．把ATP转化成ADP
C．合成葡萄糖
D．产生CO2和H2O
【解析】选A。细胞呼吸的重要意义是为生物体的各项生命活动提供能量，即分解有机物释放能量贮存在ATP中。5.如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于( )A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
【解析】选C。由图分析可知酶1、酶2和酶3依次分别存在于细胞质基质、线粒体和细胞质基质。6．如甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答：(1)甲图中X代表的物质是_______________，E代表的物质可能是________________。
(2)甲图中有氧呼吸的途径是________，其中产生能量最多的是___________阶段(填字母)。
(3)甲图中C、D阶段发生的场所依次对应于乙图中的_______(填序号)。
(4)A阶段与E物质产生阶段的反应属于______________，写出有关的反应式_______________。
(5)叶绿体中产生的氧气进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有______层，通过这些膜的方式是_____
_______________________。【解析】由图分析可知乙图中的①是线粒体内膜，②是线粒体基质，③是线粒体外膜；甲图中的A、C、D分别代表了细胞呼吸第一阶段反应、有氧呼吸第二阶段反应(在线粒体基质中进行)、有氧呼吸第三阶段反应(在线粒体内膜上进行)。有氧呼吸第三阶段释放的能量最多。图中的X应为丙酮酸，E为酒精和二氧化碳。叶绿体中产生的氧气通过自由扩散方式进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有6层(两层叶绿体膜，两层细胞膜和两层线粒体膜)。答案：(1)丙酮酸 酒精和二氧化碳
(2)A、C、D D
(3)②、①
(4)无氧呼吸
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
(5)6 自由扩散酶实验方法 探究细胞呼吸的方式
【理论指导】
选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究细胞的呼吸类型。1.实验材料分析
(1)装置一、二中试剂的作用：NaOH溶液吸收CO2，清水作为对照。
(2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。2.实验结果分析【典例分析】
不考虑大气压强、温度等变化的影响，从下面装置中挑选装置进行实验探究某生物的细胞呼吸方式，写出预期结果及结论。【分析】本题的实验目的是探究某生物的细胞呼吸方式，因此要设置两套细胞呼吸装置。两套细胞呼吸装置中的单一变量是NaOH溶液与蒸馏水，其他所有项目应该一致。加蒸馏水的装置内气压的变化是由CO2与O2共同决定的，因此选装置一和装置二。预期结果和结论分别是：(1)若装置一着色液左移，装置二着色液不动，则表明该生物只进行有氧呼吸；(2)若装置一着色液不动，装置二着色液右移，则表明该生物只进行无氧呼吸；(3)若装置一着色液左移，装置二着色液右移，则表明该生物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。【拓展】
(1)有同学认为装置三也是必要的，你认为有必要吗？
提示：没有必要。
分析：由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起，为了使测定结果更准确，应将所测生物灭活做对照。但本题题干已经点明不考虑大气压强、温度等变化的影响。(2)若实验时装置一和装置二中的着色液均左移，呼吸底物还只是葡萄糖吗？
提示：不只是葡萄糖。
分析：若只有葡萄糖作为底物，则有氧呼吸时氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量，不会出现两装置中的着色液均左移的现象。两装置着色液均左移说明氧气的吸收量大于二氧化碳的释放量，呼吸底物中可能有脂肪参与了。课件31张PPT。探究活动 叶绿体色素的提取与分离(1)提取：叶绿体中的色素溶于_________，而不溶于水，可用______等有机溶剂提取色素。
(2)分离：各种色素在层析液中_______不同，________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。有机溶剂丙酮溶解度溶解度1.四种化学试剂在实验中的作用提取分离摩擦力色素2.替代材料
实验材料除菠菜外，生长旺盛、色泽鲜绿的植物叶片如棉花、蓖麻、向日葵、菜豆等植物的叶片均可选用。但不能用大白菜等含色素较少的材料。
3.替代实验品
(1)提取液：提取液除用丙酮外，还可用无水乙醇代替。
(2)二氧化硅：用纯净的细河沙代替，使研磨更加迅速充分。
(3)碳酸钙：用碳酸钠代替碳酸钙，由于碳酸钙不溶于水，使滤液有许多泡沫，而碳酸钠易溶于水，使滤液泡沫大大减少。①称取5 g绿色叶片并剪碎
②加入少量________、碳酸钙粉
和2 mL______
迅速研磨→漏斗过滤→收集滤液到试
管内，并用_____塞紧试管口
①将干燥的滤纸剪成滤纸条，在一端_________
②在距剪去两角的一端1 cm处用铅笔____________提取色素→研钵→制备滤纸条石英砂丙酮棉塞剪去两角画一条细线 ①用毛细吸管吸取色素提取液，沿铅笔细线
处均匀画一条_______的滤液细线
②干燥后，重复画滤液细线若干次
①将适量层析液倒入烧杯中
②将画好滤液细线的滤纸条插入层析液(____
_______的一端朝下，不能让_________触及层
析液)
③用培养皿盖覆盖烧杯
画滤液细线 分离色素细而直液细线有滤滤液细线观察结果叶绿色b橙黄色叶黄素蓝绿色1.对实验材料的选择有何要求？
提示：选择鲜嫩、颜色浓绿的新鲜叶片，以保证含有较多的色素。
2.研磨时有何要求？
提示：迅速、充分，避免提取液的挥发且加入各物质的量要成比例。
3.为什么要在滤纸条一端剪去两角？
提示：防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快，而形成弧形色素带。4.在色素分离时，为什么不让层析液触及滤液细线？
提示：避免将滤液细线中的色素分子溶解到层析液中。
5.试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因。
提示：(1)叶片颜色太浅；
(2)叶片放置时间太久；
(3)研磨不充分；
(4)未加CaCO3粉末；
(5)加入提取液丙酮量太多。6.实验中的九大注意事项及操作目的归纳【技巧点拨台】
1.从色素带的宽度可推知色素含量的多少，色素带越宽，色素含量越多；从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小，色素带扩散得越远，溶解度越大。
2.在滤纸条上，相邻两条色素带间距离最宽的是胡萝卜素和叶黄素；相邻两条色素带间距离最窄的是叶绿素a和叶绿素b。实验方法 实验材料的常用处理方法和技术
【理论指导】
熟悉常用的实验材料处理方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，可以在设计实验时进行迁移和利用。常用处理方法主要包括以下几个方面：【典例分析】
某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，在实验报告中写的原理是：绿叶中色素的提取——纸层析法；叶绿体中色素的分离——丙酮提取法。该同学在做绿叶中色素的提取时，改用下列处理方法：①绿叶放在盛有清水的烧杯中静置2 h；②绿叶放在盛水的烧杯中，煮沸3 min后取出，放入盛乙醇的烧杯中，隔水加热；③绿叶放在盛乙醇的烧杯中，隔水加热；④绿叶放在盛水的烧杯中，煮沸10 min；⑤绿叶放在研钵中研磨，然后放在盛乙醇的烧杯中。
请分析该实验的原理是否正确；改变处理方法后哪些溶液会变绿。【分析】
(1)绿叶中色素的提取——丙酮提取法；绿叶中色素的分离
——纸层析法。
(2)色素是有机物，在水中不溶解。绿叶中的色素能溶解在丙酮中。当绿叶放在盛水的烧杯中，煮沸后，由于细胞膜和叶绿体膜变成了全透性，叶绿素会扩散进入水中。绿叶放在研钵中研磨时会破坏细胞膜和叶绿体膜，叶绿体色素溶解在丙酮中。【拓展】
(1)若②③④中都变绿，颜色的深浅一样吗？
提示：不一样。由于受加热条件的影响，溶解量不等，所以烧杯中的颜色深浅不同。
(2)在检测绿叶进行光合作用产生淀粉时为什么要将绿叶放在盛丙酮的烧杯中隔水加热？
提示：放在丙酮中是为了脱去色素，避免对实验现象的干扰。因为淀粉的检测是利用淀粉与碘反应呈现蓝色的原理。隔水加热是为了受热均匀和安全。因为酒精易燃。 1.(2011·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( )
A.光吸收差异显著，色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C.光吸收差异显著，色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条【解析】选B。因为题干中水稻为叶黄素缺失突变体，对其叶片进行实验后，色素层析带一定缺第2条，即叶黄素。但光吸收差异不显著，因为叶黄素主要吸收蓝紫光，红光被叶绿素a和叶绿素b吸收，故B项符合题意。2.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
【解析】选B。a处应滴加滤液，加入培养皿中的层析液沿灯芯向上扩散，到达a点后沿圆形滤纸扩散，得到四个不同颜色的同心圆，由内向外依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。3.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂、药品的使用情况如下表所示(“+”表示使用，“-”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为( )A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④【解析】选B。本题综合考查“绿叶中色素的提取和分离”实验中各种试剂、药品的作用。丙酮用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加丙酮，其滤纸条上应无色素带；CaCO3能够防止研磨时色素被破坏，丙同学未加CaCO3，其滤纸条上的色素带叶绿素a、叶绿素b应较窄；SiO2能够使研磨更充分，丁同学未加SiO2，其滤纸条上的四种色素带均应较窄。乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应为正常的④分布。4.根据“绿叶中色素的提取和分离”实验，回答下列问题：
(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行该实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为___________。
(2)乙同学在改变层析液组成的情况下进行相同实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的__________来判断条带的色素种类。
(3)实验结束几天后，乙同学发现部分预留叶片已变黄。他认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为是某些色素含量增加造成的。根据所学知识，设计实验来判断哪位同学的观点是正确的。【解析】本题考查验证生物学事实、正确分析和处理实验现象和结果等基本实验能力，同时考查对生物学问题进行初步探究的能力。
(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行该实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为叶绿素b。
(2)可通过分析色素溶液的吸收光谱来判断条带的色素种类。
(3)可通过色素提取和分离实验，比较这种叶片和新鲜叶片色素的组成及各种色素的含量后，得出结论。答案：(1)叶绿素b
(2)吸收光谱
(3)从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和新鲜叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行绿叶中色素的提取和分离实验， 测定和记录实验结果，比较这种叶片与新鲜叶片色素的组成及各种色素的含量后，得出结论。课件13张PPT。第三单元 细胞的新陈代谢 综合分析近三年各地高考试题，高考命题在本章有以下规律：
1.从考查题型上看，既有选择题，又有非选择题，其中包括图表题、分析说明题和实验设计题等。在考查酶、物质出入细胞的方式和光合作用的影响因素时，大多以实验类型非选择题为主，这部分试题难度较大。 2.在命题思路上看，主要考查对植物细胞的吸水和失水实验的分析及物质穿膜运输方式的判断，如2011年新课标全国卷第4题，2011年海南高考第8题。借助酵母菌的呼吸方式考查细胞呼吸的原理，借助叶绿体中色素的提取与分离实验考查对考点的理解和记忆，并且通过结合过程模型、曲线分析和生产生活应用对酶活性、影响细胞呼吸的因素和光合作用的原理、应用及影响进行考查。
3.纵观近三年高考题，通常以曲线分析为材料，与生产、生活实际相结合，考查光合、呼吸、细胞吸水等生物学基本原理，如2011年新课标全国卷第2题。 根据近三年高考命题特点和规律，复习本章时，要注意以下几个方面：
1.通过对植物细胞吸水和失水的探究，掌握植物细胞质壁分离和复原实验的条件及设计探究实验的一般过程、方法和应用。
2.根据对生物膜结构的探索，理解膜的组成特点并能正确识别膜的图解和正确判断在物质穿膜运输时的应用。
3.全面理解酶的概念，结合与酶的特性有关的实验，培养
实验分析与探究能力。 4.重视光合作用发现过程、酶的发现过程的科学史，培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神，进而提高设计实验的能力。
5.充分利用细胞呼吸和光合作用的物质和能量转变的联系，培养获取信息和加工信息以及综合运用知识解决实际问题的能力。
结合酶活性及影响光合作用和细胞呼吸的曲线分析，培养识图能力。
