【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）必修1教师用书：第4章 光合作用和细胞呼吸
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）必修1教师用书：第4章 光合作用和细胞呼吸 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 13.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-28 07:14:51 | ||
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文档简介
第一节ATP和酶
第1课时 生命活动的能量“通货”——ATP
(教师用书独具)
●课标要求
解释ATP在能量代谢中的作用。
●课标解读
1．掌握ATP的结构组成和特点。
2．掌握ATP和ADP的相互转化。
3．解释ATP是细胞的能量“通货”。
●教学地位
ATP是生命活动的直接能源物质，是细胞内 ( http: / / www.21cnjy.com )能量转换和传递的“中转站”，它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的细胞呼吸和光合作用中具体能量的转化过程作了铺垫。在近三年高考中，ATP的结构、合成和利用以选择题形式考查，结合细胞呼吸的题目，多以非选择题的形式出现。
●教法指导
1．利用多媒体播放幻灯片，展示“萤火虫发光 ( http: / / www.21cnjy.com )器实验”过程。问题：为萤火虫发光直接提供能量的物质是什么？是葡萄糖还是ATP？PPT展示：实验过程，进行讲解。 强调实验设计的三个原则：对照、等量、单因子原则。
2．教学中恰当运用比喻：在细胞中糖类、脂肪 ( http: / / www.21cnjy.com )等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用，可以比喻为存折，生活中存折不能直接流通，ATP分子能被直接利用可以比喻为货币，生活中货币可以直接流通，这样使学生更容易理解标题，并能激发学习兴趣。
3．ATP、ADP相互转化 ( http: / / www.21cnjy.com )是本课时的重点。利用多媒体创设问题情境： 一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48 kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5 kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2～10 mg。人体细胞每天的能量需要水解200～300摩尔的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2 000～3 000次。分析资料可知ATP在生物体内存在特点是：转化快，含量低，且含量相对稳定。由转化反应式的条件可知物质可逆，能量不可逆。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．百度搜索《秋夕》，欣赏设计图，播放 ( http: / / www.21cnjy.com )唐诗《秋夕》的Flash动画：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”引出问题：萤火虫发光除了需要荧光素外还需要的能量直接来自葡萄糖还是其他物质呢？
2．以一则小故事“相传我国晋朝时有 ( http: / / www.21cnjy.com )个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书。于是就捉了很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢！他就借着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的人。” 为切入点。
3．设置问题情境导入课题(1)萤火 ( http: / / www.21cnjy.com )虫发光的生物学意义是什么？(2)萤火虫体内有特殊的发光物质吗？(3)萤火虫发光的过程有能量的转换吗？再总结与能量相关的知识。细胞的主要能源物质、生物体内储存能量的物质、生物能量的最终来源分别是什么？这些能为生命活动直接供能吗？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P54相关信息，填写 ( http: / / www.21cnjy.com )“【课前自主导学】知识1和2及思考交流”；②阅读教材P55及图4－2内容完成“【课前自主导学】知识3”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种方式FLASH动画配诗或以第二种古代故事加设问方式导出课题。 步骤2：检测自学效果：①板演ATP的结构简式并标注名称；②作答【正误判断】并进行校正。 步骤3：采取抢答方式完成【课堂互动探究】探究1的“问题导思”并详解例1。
步骤7：引导学生以小组合作 ( http: / / www.21cnjy.com )形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】。 步骤6：ATP的利用可由【新课导入建议】3引出，课件展示实例，由学生归纳ATP的利用具体形式。完成【当堂双基达标】1、2、3、4、5题及教材P601、2、3题。 步骤5：以【教法指导】3的材料，引发学生思考ATP与ADP间可进行有条件的相互转化，强调物质可逆，能量不可逆以及ATP的主要能量来源于细胞呼吸、光合作用，并展示转化过程比较表格，尝试填充。参看【课堂互动探究】探究2中的第2知识点。 步骤4：诵读【结论语句】1，课件展示ATP的结构，并以不同色彩标注其各部分组成及名称。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握ATP的结构组成和特点。2.掌握ATP和ADP的相互转化。3.解释ATP是细胞的能量“通货”。 1.ATP的结构组成和特点。(重点)2.ATP和ADP的相互转化。(难点)
ATP的分子结构及特点
1．全称：腺嘌呤核苷三磷酸。
2．组成
3．结构简式：A－P～P～P
4．符号含义
5．特点
ATP末端的高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂。
ATP末端的高能磷酸键容易断裂，有什么意义呢？
【提示】 可迅速释放出能量，满足各种生命活动需要。
ATP和ADP的相互转化
1.ATP水解的本质：ATP末端的高能磷酸键断裂。
2．相互转化示意图
3．相互转化的意义
ATP和ADP的相互转化在永不停息地进行着，直接为生物体的各种需能反应提供能量。
ATP的利用
1．ATP与ADP之间的转化是可逆反应。(×)
【提示】 不可逆，反应条件和场所都不同。
2．新陈代谢快的细胞，ATP与ADP的转化也就快。(√)
3．ATP的结构式可以简写成A—P—P～P。(×)
【提示】 应为A—P～P～P。
4．ATP分子中含有两个高能磷酸键，且都很容易断裂和重建。(×)
【提示】 远离A的高能磷酸键易断裂和重建。
5．细胞的主动运输与ATP水解的反应相联系。(√)
ATP的结构及其功能
【问题导思】
①ATP的组成元素有哪些？单位组成如何？
②ATP成为细胞生命活动的直接供能物质的原因是什么？
1．ATP的元素组成与结构
2．ATP与核苷酸的关系
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保 ( http: / / www.21cnjy.com )证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，许多 ( http: / / www.21cnjy.com )能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
(2013·扬州高一期末)下列对ATP的叙述中，错误的是( )
①ATP可以水解为一个核苷酸分子和两个 ( http: / / www.21cnjy.com )磷酸分子 ②ATP分子中含有三个高能磷酸键 ③1个ATP分子脱去2个磷酸基团是合成RNA的原料 ④细胞质中有ATP的分布，细胞核中无ATP的分布 ⑤ATP是细胞生命活动的直接能源物质
A．①③ B．②④
C．③④ D．④⑤
【审题导析】 本题主要考查ATP的结构组成与功能，解答此题应从以下三点突破：
(1)明确ATP的化学组成成分是1分子腺苷和3分子磷酸基团。
(2)正确书写ATP的结构简式为A—P～P～P。
(3)理解ATP为能量的“通货”及场所。
【精讲精析】 ATP可以水解为一个 ( http: / / www.21cnjy.com )核苷酸分子和两个磷酸分子，①对；ATP分子中含有两个高能磷酸键，②错；1个ATP分子脱去2个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料，③对；细胞质和细胞核中均有ATP的分布，④错；ATP是细胞生命活动的直接能源物质，⑤对。
【答案】 B
ATP与ADP的相互转化
【问题导思】
①ATP水解释放的能量的应用实例有哪些？
②ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，尝试说出理由。
1．ATP的转化及利用
2．转化过程比较
反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体
能量来源 高能磷酸键 有机物和光能
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
3.相互转化的意义
由于ATP和ADP之间在细胞内的相互转化十分迅速，从而使细胞内ATP和ADP含量总是处于动态平衡之中。
ATP是细胞内的直接供能物质，但并非所有 ( http: / / www.21cnjy.com )的生命活动所需的能量都是由ATP提供的，如植物对水分的吸收和运输，其动力来自叶片蒸腾作用产生的拉力。
(2012·青岛高一检测)有关反应式“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，错误的是( )
A．肺泡内的气体交换时，不伴随①过程的进行
B．该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的
C．①②反应在活细胞中循环进行保证了生命活动的顺利进行
D．细胞中所有ATP均来自于呼吸作用
【审题导析】 解答本题应从以下三个关键点入手考虑：
(1)O2和CO2的跨膜运输不需要ATP。
(2)ATP与ADP的相互转化条件不同，为不可逆反应。
(3)不同的生物，ATP的形成来源不同。
【精讲精析】 现将上述四个选项分析如下：
选项 逐项分析 结论
A 肺泡内的气体交换是指O2和CO2进出细胞，是通过简单扩散实现的，而简单扩散不消耗能量 正确
B 在ATP和ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不可逆的 正确
C 生命活动需要能量，能量通过ATP分子在放能反应①和吸能反应②之间流通，保证了生命活动的顺利进行 正确
D 对于动物细胞，细胞中的ATP均来自于呼吸作用。但对于绿色植物细胞，ATP的形成除来自呼吸作用外，还来自光合作用 错误
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．ATP的结构简式是A—P～P～P，其中“A”表示腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表高能磷酸键。
2．ATP与ADP相互转化的反应式是 ATPADP＋Pi＋能量。
3．合成ATP所需的能量可来源于光合作用和呼吸作用。
4．ATP是生命活动的直接能源物质。
1．(2012·济南高一检测)ATP结构中的两个高能磷酸键断开后，剩余部分的结构可称为( )
A．腺嘌呤 B．腺苷
C．腺嘌呤核糖核苷酸 D．腺嘌呤脱氧核苷酸
【解析】 ATP中的A称为腺苷，由腺嘌呤和核糖构成，则两个高能磷酸键断裂后，剩余部分结构恰好构成RNA的基本组成单位——腺嘌呤核糖核苷酸。
【答案】 C
2．(2012·广州检测)当其他条件均可满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的高能磷酸键个数是( )
A．20个和30个 B．20个和40个
C．40个和40个 D．40个和60个
【解析】 一个ATP分子中含有1个腺 ( http: / / www.21cnjy.com )苷、3个磷酸、2个高能磷酸键。20个腺苷，对应60个磷酸，即只能形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键。
【答案】 B
3．下列生理过程中不能使ADP增加的是( )
A．核糖体上合成血红蛋白
B．肺泡表面进行气体交换
C．小肠吸收氨基酸
D．神经冲动的传导
【解析】 ADP不增加也就是ATP不水 ( http: / / www.21cnjy.com )解，即不用提供能量，则本题就转换为“下列生理过程中，不消耗能量的是”这样的问题。B选项是简单扩散的过程，不消耗能量；而A选项是合成蛋白质的过程，需能量供给；C选项是主动运输的过程，需能量；D选项神经冲动的传导也需要ATP供能。
【答案】 B
4．(2013·连云港高一期末)分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时，下列选项最合理的是( )
A．表示此细胞能量充足
B．表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原
C．表示此细胞内的葡萄糖氧化作用将加快
D．表明此细胞缺少能量
【解析】 由反应式ATPADP＋Pi＋能量可知，当体内ADP含量偏高时，一定是ATP分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量，所以A项可排除；B项中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量过剩时，与题目相矛盾，也可排除；未进食时，体内葡萄糖比正常情况下缺乏，氧化作用不会加快，C项错误。
【答案】 D
5．人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧 ( http: / / www.21cnjy.com )烈运动时3 s以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中ATP的相对含量随时间的变化如图所示，请据图回答：
(1)a→b的变化过程，说明ATP被水解， ( http: / / www.21cnjy.com )释放的能量用于________________________________________________。
(2)b→c过程中，ATP含量增加，说明________加强，释放出更多的能量，供ADP形成ATP使用，以补充细胞中ATP含量的不足。
(3)从整个曲线看，肌细胞中 ( http: / / www.21cnjy.com )ATP的含量不会降为零，说明________________________________________________。
【答案】 (1)肌肉收缩等生命活动 (2)细胞呼吸
(3)ATP的合成与分解是同时进行的
一、选择题
1．(2013·平顶山高一期末)下列关于ATP的叙述中，正确的是( )
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．三磷酸腺苷可简写为A～P～P—P
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
【解析】 三磷酸腺苷的分子式可简写为A—P～P～P，其中，P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量，所以称为高能磷酸化合物。
【答案】 D
2．(2012·周口高一期末)萤火虫尾 ( http: / / www.21cnjy.com )部发光，是荧光素接受了ATP中的能量后，将化学能转化成光能所致，此化学能来自APPP中的哪些磷酸键( )
A．①② B．②③ C．① D．③
【解析】 ATP的化学性质不稳定，在 ( http: / / www.21cnjy.com )有关酶的作用下，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解，且水解时能释放出大量的能量供给生命活动利用。在萤火虫体内，给荧光素提供能量的是远离腺苷的那个高能磷酸键。
【答案】 D
3．ATP转化为ADP可用下图表示。式中X代表( )
A．H2O B．[H] C．Pi D．P
【解析】 ATP全称是三磷酸腺苷，其结构 ( http: / / www.21cnjy.com )式可简写成A—P～P～P；ADP全称是二磷酸腺苷，结构式可简写成A—P～P，其中P代表磷酸基团。ATP转化成ADP的转化式可写成ATPADP＋Pi＋能量。因而题中的X应代表磷酸(Pi)。
【答案】 C
4．(2013·太原高一期末)海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由( )
A．有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来的
B．热能转变而来的
C．光能转变而来的
D．ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来的
【解析】 电鳗放电是一种生命活动，其电能也是由生命活动的直接能源物质ATP水解释放的能量转化来的。
【答案】 D
5．(2012·渭南联考)如图表示生命活动的直接能源物质ATP的结构式，其中能作为RNA的基本单位的是( )
A．① B．② C．③ D．④
【解析】 题图中①②③④分别是腺嘌呤核苷、腺嘌呤核糖核苷酸、ADP、ATP。其中腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位。
【答案】 B
6．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体 ( http: / / www.21cnjy.com )肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩，向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明( )
A．葡萄糖是能源物质
B．ATP是能源物质
C．葡萄糖是直接能源物质
D．ATP是直接能源物质
【解析】 ATP是生命活动的直接能源物质。
【答案】 D
7．(2013·盐城期末)对“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的一项是( )
A．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．反应向左进行和向右进行所需的酶都是一样的
C．ATP和ADP之间可以时刻转化，处于动态平衡之中
D．绿色植物体内合成ATP所需的能量完全来自光合作用
【解析】 A项中ATP由1个腺苷和3 ( http: / / www.21cnjy.com )个磷酸基团组成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成；B项反应向左进行是ATP的合成反应，酶Ⅱ属于合成酶，反应向右进行是ATP的水解反应，酶Ⅰ属于水解酶；C项ATP和ADP在细胞内时刻不停地发生相互转化，从而保证了生命活动的顺利进行；D项绿色植物体内合成ATP的能量来源有两个：一是光合作用吸收的光能；二是呼吸作用分解有机物释放的化学能。
【答案】 C
8．ATP是细胞内流通着的能量“通货”。下列关于ATP的说法中，错误的是( )
①参与ATP形成的元素包括C、H、O、 ( http: / / www.21cnjy.com )N、P ②线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所 ③ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 ④洋葱表皮细胞产生ATP的途径是细胞呼吸
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【解析】 蓝藻是原核细胞，无线粒体；一个 ( http: / / www.21cnjy.com )ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成的；洋葱表皮细胞无叶绿体，产生ATP的途径只能是细胞呼吸；ATP的元素组成是C、H、O、N、P。
【答案】 B
9．下列有关ATP与ADP的相互转化的叙述中，正确的是( )
A．消化道内蛋白质的消化会使ADP含量增加
B．ADP转化为ATP时，只需要Pi和能量
C．细胞膜主动运输消耗的能量不是由ATP水解提供的
D．ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化
【解析】 本题考查ATP与ADP相 ( http: / / www.21cnjy.com )互转化的条件、途径及特点。消化道内蛋白质水解不耗能，不会使ADP含量增加；ADP转化为ATP除需要Pi和能量外，还需要酶的催化；ATP是各种生命活动的直接能源物质，主动运输同样也是由ATP来直接供能；ATP与ADP的相互转化时刻不停地在细胞内进行，以保证生命活动的顺利进行。
【答案】 D
10．(2013·徐州高一检测)以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是( )
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下迅速顺利地进行
【解析】 活细胞中不停地进行代谢，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行。ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断的相互转化。酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下迅速顺利地进行的必要条件。
【答案】 A
二、非选择题
11．如图为三磷酸腺苷的一种表示方法，请据图回答下列问题。
(1)三磷酸腺苷又叫__________，图中的“～”表示的是________。
(2)三个ATP含有________个高能磷酸键；如果一个ATP脱去两个磷酸基，形成AMP，AMP是________的基本组成单位之一。
(3)植物合成ATP的途径有____________________。动物肌肉收缩的能量来源是________。
【解析】 三磷酸腺苷简称ATP，一分子 ( http: / / www.21cnjy.com )ATP中含有一个腺苷和3个磷酸基团。一分子ATP含有两个高能磷酸键，用“～”表示。两个高能磷酸键都水解后形成的AMP是组成RNA的成分之一。
【答案】 (1)ATP 高能磷酸键 (2)6 RNA
(3)光合作用和细胞呼吸 ATP水解释放的能量
12．在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。
(1)实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签。
②将________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签。
③在每支试管中加入________________________________________________________________________。
④观察发光现象并记录。
(2)实验现象预测及结论
现象预测 结论
①随ATP浓度升高，发光现象渐强 荧光强度与ATP浓度________
②随ATP浓度升高，发光现象________ 荧光强度与ATP浓度________
③________ 荧光强度与ATP强度无关
(3)实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？________。
②萤火虫发光是________能转变成________能的过程。
【答案】 (1)②荧光器粉末 ③等量不同浓度的ATP溶液
(2)①成正相关 ②渐弱 成负相关 ③随ATP浓度升高，发光现象无变化
(3)①第①种结果 ②ATP中活跃的化学 光
第2课时 酶与酶促反应
(教师用书独具)
●课标要求
1．说明酶在代谢中的作用。
2．探究影响酶活性的因素。
●课标解读
1．了解酶的化学本质。
2．举例说明酶的特性和酶促反应的过程。
3．探究影响酶活性的因素。
●教学地位
了解酶的本质、特性，对理解 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行、细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用。即本课时内容将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。在高考中，对酶的作用本质、特性的理解多以选择题形式考查，并结合坐标曲线综合考查影响酶活性的因素等。
●教法指导
酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量 ( http: / / www.21cnjy.com )转换都离不开酶的催化作用。因此在引导学生掌握酶的概念和本质时，先由贴近生活的设问导入课题→演示实验验证酶的高效性→学生观察实验现象，并对不同试管的卫生香的燃烧程度进行描述→图文解释酶的高效性的原因——降低反应的活化能(教材P57图Ⅰ)，课件展示有关活化能的概念解析图例→资料阅读加课件展示酶的本质探索→分组讨论酶的本质，最后进行补充、激励、小结，并以加粗加黑字体打在屏幕上。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．向学生展示广告片段，让学生感性认识到生活 ( http: / / www.21cnjy.com )中酶的应用很广泛。学生在生活中经常会接触到一些与酶有关的生活必需品比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等，酶与我们的生活息息相关，但是学生对酶的认识有限，不知道为什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更强；为什么多酶片可以促进消化……所以我们应该让学生更多的了解酶，了解酶的作用和本质，使酶为我们的生活增添更多姿彩。
2．通过上一节课的学习，我们了解到生物体的各 ( http: / / www.21cnjy.com )种生命活动都需要消耗ATP。而科学研究发现，生物体和各种生命活动之所以能迅速而有规律的进行，还和酶有关。那么，酶是什么呢？请大家阅读下面的3段材料，归纳出酶的来源、作用和化学本质。
材料一：19世纪，酿酒业在欧 ( http: / / www.21cnjy.com )洲经济中占有重要的地位。但是，酿出的葡萄酒经常莫名其妙地变酸。许多化学家都相信这是一个纯化学的过程，与生命活动无关。1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有酵母细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。后来，德国化学家毕希纳通过研磨等方法从酵母细胞中获取了引起发酵的物质并命名酿酶。
材料二：1917年，美国科学家萨 ( http: / / www.21cnjy.com )姆纳从刀豆种子中提取了脲酶(这种酶能催化尿素分解成氨和二氧化碳)。然后，他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。后来，科学家又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶都是蛋白质。
材料三：20世纪80年代，美国科学家切赫等发现少数RNA也具有生物催化功能。
●教学流程设计
课前自主探究：通读教材P55～57，填写“ ( http: / / www.21cnjy.com )【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P58～59内容，完成“【课前自主导学】知识2”。 步骤1：建议采用【新课导入建议】中第一种方式导入新课并以分组抢答的方式完成【正误判断】，检查预习效果。 步骤2：联系现实生活，教师演示酶特性的探究实验，利用课件呈现问题，引导学生分析如何设置对照实验和分析实验现象，结合【课堂互动探究】探究1的相关知识解读。尝试解答例1。 步骤3：按照教科书中“边做边学——酶具有特异性”进行实验操作，小组讨论课件呈现的问题，教师引导学生分析自变量和因变量的关系，从中找出科学结论的推导方法，学会与人交流，以提高学生分析问题和语言表达能力。
步骤7：针对教材P54的【学习目标】进 ( http: / / www.21cnjy.com )一步通读教材，自检本课时的知识理解、掌握应用情况。自主完成【当堂双基达标】后小组互评，修正错误。 步骤6：利用【课堂互动探究】探究2中的“名师点拨”，结合影响酶促反应因素的相关曲线，引导学生讨论归纳有关解决曲线分析题的方法步骤和解题技巧，并对例2尝试解答。 步骤5：各小组将实验结果和结论在全班展评，并共同讨论归纳，作出pH值对酶促反应的影响曲线。教师对例3中的【审题导析】进行点拨，学生分组完成例3，并互评后与参考答案对照。 步骤4：按照教材P58“课题研究——影响酶促反应速率的因素”以“探究pH对酶活性的影响”为题目分组进行实验探究。教师参与小组实验，指导学生选材、设计和动手实验并分析实验现象，得出实验结论。
步骤8：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.了解酶的化学本质。2.举例说明酶的特性和酶促反应的过程。3.探究影响酶活性的因素。 1.酶与酶促反应。(重点)2.影响酶促反应的因素。(难点)
酶与酶促反应
1.酶
2．酶的特性
(1)高效性：在常温、常压、适宜的pH等温和条件下具有很高的催化效率。
(2)特异性：一种酶只能对一定的底物发生催化作用。
3．酶促反应
(1)概念：由酶催化的化学反应。
(2)酶活性：酶对化学反应的催化效率。
馒头和蔬菜刚吃时都没有甜味，咀嚼一会儿，馒头有甜味而为何蔬菜仍无甜味？
【提示】 馒头中含有淀粉，而口腔中含有唾液淀粉酶，可把淀粉分解成麦芽糖，所以有甜味！而蔬菜中几乎不含淀粉。
影响酶促反应的因素
1.温度
酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度，低于或高于这一温度都会使反应速率降低。
2．pH
酶表现出最大活性时的pH称为酶的最适pH。pH对酶活性的影响是通过改变酶的活性中心等发挥作用的。
3．酶的浓度和底物的浓度
(1)在酶促反应中，酶先要与底物形成中间复合物，当底物浓度大大超过酶的浓度而温度和pH不变时，酶的浓度与酶促反应速率成正比例关系。
(2)如果酶促反应的底物只有一种， ( http: / / www.21cnjy.com )当其他条件不变、酶的浓度一定的情况下，在底物的浓度较低时，反应速率随底物的浓度的增加而急剧加快。反应速率与底物的浓度成正比例关系；当底物的浓度达到某一定值后，再增加底物的浓度，反应速率不再增加。
1．所有的活细胞都能产生酶，酶只能在生物体内才起催化作用。(×)
【提示】 酶在体外也能起催化作用。
2．从低温升到高温和从高温降到低温，酶的活性都升高。
(×)
【提示】 从高温降到低温，酶的活性不变，因为酶可能失活。
3．酶催化作用的实质就在于它能降低化学反应的活化能。(√)
4．能够促使肠麦芽糖酶水解的酶是麦芽糖酶。(×)
【提示】 促使其水解的酶为蛋白酶。
酶的概念、特性及与一般催化剂的比较
【问题导思】
①酶的化学本质都是蛋白质吗？
②酶在细胞中起什么作用？具有什么意义？
1．概念
2．与一般催化剂的相同点
(1)改变化学反应速率，本身不被 ( http: / / www.21cnjy.com )消耗；(2)只能催化热力学允许进行的反应；(3)加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；(4)降低活化能，使速率加快。
3．酶的特性
(1)高效性：指催化效率很高，使得反应速率很快。
(2)特异性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的物质，这就是酶对底物的特异性。即酶只能催化一种或一类物质的化学反应。
(3)多样性：指生物体内具有种类繁多的酶。
(4)易变性：由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。蛋白质的空间结构发生改变或破坏，使酶失去生物活性，这种现象称为变性。
(5)反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、适宜pH条件下进行。
(2013·济南高一期末)下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )
【审题导析】 解答此题可以从以下几点入手分析：
(1)明确曲线的始点表示为初态，曲线的最高点表示活化态。
(2)明确酶的作用机理反映在曲线上为两活化能的差值。
【精讲精析】 酶催化作用的实质是降低化 ( http: / / www.21cnjy.com )学反应的活化能。所谓活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。从图像可知：没有酶催化时反应所需的能量多，有酶催化时所需的能量少，两者之间的差值就是酶所降低的能量。
【答案】 C
酶的活性与酶促反应速率的相关曲线解读
【问题导思】
①影响酶促反应速率的因素有哪些？
②影响酶促反应速率的因素一定影响酶的活性吗？
1．浓度对酶促反应速率的影响
(1)酶浓度对酶促反应速率的影响
图1 图2
①图1说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
②图2说明：a.与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；b.酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
(2)
反应底物浓度对酶促反应速率的影响
通过图示可以看出：
①加入酶B时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加，当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变，原因是酶B饱和了。
②酶B会促进酶促反应的进行，而酶A不会，说明酶具有特异性。
2．温度、pH对酶活性的影响
图a
图b 图c
(1)图a说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。
②过酸、过碱都会使酶失活。
③不同的酶最适pH不同。
(2)图b说明：①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
(3)图c说明：反应溶液中酸、碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
3．影响酶活性的因素一定会影响酶促 ( http: / / www.21cnjy.com )反应速率，如上述2中的温度、pH，但影响酶促反应速率的因素不一定影响酶的活性，如上述1中酶浓度和反应底物浓度。
有关曲线分析的方法步骤
第一步：明确横纵坐标的含义，一般情况下横坐标为自变量，纵坐标为因变量，分析两坐标间的关系。
第二步：分析曲线中的起点、关键点。
第三步：坐标系中有多条曲线时，应从两 ( http: / / www.21cnjy.com )方面进行分析：①当横坐标相同时，对应的纵坐标两者之间的关系。②当纵坐标相同时，对应的横坐标两者之间的关系，如大小等。
如下图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是( )
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
【审题导析】 解答此题应注意以下两点：
(1)明确坐标意义：纵坐标为酶促反应速率，横坐标的影响因素是温度(注意曲线中的多种影响因素，如pH)。
(2)正确分析不同因素下曲线变化：
①同一曲线中，曲线出现平台前的影响因素即为横坐标代表的温度。
②不同曲线可依据纵坐标反应的结果，对比分析突破。
【精讲精析】 题图可以反映温度和pH对 ( http: / / www.21cnjy.com )酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素，不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。
【答案】 B
影响酶促反应速率的因素
一、温度：酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度，低于或高于这一温度都会使反应速率降低。
二、pH：酶表现最大活性时的pH称为酶的最适pH。pH对酶活性的影响是通过改变酶的活性中心等发挥作用的。
探究pH对酶活性的影响
1．实验原理
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，通过含过氧化氢酶的滤纸片在过氧化氢溶液中上浮的情况来检验氧气的生成量。
2．实验步骤设计
取3只烧杯——分别加入等 ( http: / / www.21cnjy.com )量的pH依次为5、7、9的H2O2溶液——将大小相同的浸过过氧化氢酶溶液的干燥滤纸片分别放入3只烧杯中——观察滤纸片上浮情况。
3．实验结果预测
pH为7的条件下，滤纸片上升最快。
4．实验结论：pH影响酶活性。
1．由于无关变量也会影响实验的结果 ( http: / / www.21cnjy.com )，所以应保持一致，保证实验中的自变量只有一个，即单一变量原则。在对实验结果进行预测和分析时，都要紧紧围绕单因子变量。
2．pH对酶促反应的影响是通过对酶活性的影响而实现的。
(2010·海南高考改编)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答问题。
试管编号实验步骤 1 2 3 4
1%NaCl溶液(mL) 1
1%CuSO4溶液(mL) 1
1%Na2SO4溶液(mL) 1
蒸馏水(mL) 1
pH＝6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1
1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
(1)分析实验结果可知： ( http: / / www.21cnjy.com )对酶活性有影响的离子是________，其中对酶活性有抑制作用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。
(2)该实验中设置4号试管的目的是 ( http: / / www.21cnjy.com )________，设置3号试管的目的是_____________________________________。
(3)上述实验中若用斐林试剂代替 ( http: / / www.21cnjy.com )碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是__________、____________、____________、____________。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是__________
_______________________________________________。
【审题导析】 正确解答本题的关键是：
(1)明确不同试管间的自变量。
(2)分析不同试管产生不同结果的原因。
【精讲精析】 该实验的大体思路是向 ( http: / / www.21cnjy.com )1、2、3、4号试管中分别加入1%NaCl溶液、1%CuSO4溶液、1%Na2SO4溶液、蒸馏水来观测唾液淀粉酶水解淀粉的情况，以此判断NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响。
(1)实验的自变量是加入的 ( http: / / www.21cnjy.com )1%NaCl、1%CuSO4、1%Na2SO4溶液和蒸馏水；分析实验结果可知，加入1%NaCl溶液的1号试管中淀粉被淀粉酶完全水解，所以可能是Na＋或Cl－促进酶活性，如果是Na＋能够促进唾液淀粉酶的活性，则3号试管中最后的结果应该也是无色，而3号试管中现象为浅蓝色，所以是Cl－能够促进唾液淀粉酶的活性；同理通过2和3号试管的比较可知，Cu2＋能够抑制唾液淀粉酶的活性。
(2)4号试管中加入的是蒸馏水 ( http: / / www.21cnjy.com )，起对照作用；3号试管与1号试管对照，说明Na＋对唾液淀粉酶的活性无影响，3号试管与2号试管对照说明SO对唾液淀粉酶的活性无影响。
(3)1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强，淀粉 ( http: / / www.21cnjy.com )被水解成麦芽糖，所以加入斐林试剂后有深砖红色沉淀生成，2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制，淀粉未被水解成麦芽糖，所以加入斐林试剂后无砖红色沉淀生成，3号试管中的唾液淀粉酶的活性未受到影响，淀粉部分被水解成麦芽糖，所以加入斐林试剂后有浅砖红色沉淀生成，4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响，结果同3号试管；斐林试剂中含有Cu2＋，对淀粉酶的活性有影响，故保温之前不能加入斐林试剂。
【答案】 (1)Cl－和Cu2＋ Cu2＋ Cl－
(2)对照 确定Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响
(3)深砖红色 无砖红色(或蓝色) 浅砖红色 浅砖红色 斐林试剂中有Cu2＋，其可抑制唾液淀粉酶的活性
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
酶本质特性高效性特异性催化机理酶促反应影响因素温度pH酶的浓度底物的浓度
结 论 语 句
1．酶是由活细胞产生的，具有催化活性的一类特殊蛋白质，又称为生物催化剂。
2．酶催化作用的实质就在于它能降低化学反应的活化能。
3．酶在常温、常压、适宜的pH等温和条件下具有很高催化效率，即高效性。
4．一种酶只能对一定的底物发生催化作用，这是酶的特异性。
5．影响酶促反应速率的因素有温度、pH、酶的浓度和底物的浓度。
1．(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是
( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【解析】 分析曲线可知：甲酶在蛋白酶 ( http: / / www.21cnjy.com )的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。
【答案】 B
2．(2011·上海高考 ( http: / / www.21cnjy.com ))下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是( )
A．① B．② C．③ D．④
【解析】 从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。
【答案】 A
3．关于酶的叙述中，正确的是( )
A．酶只有在生物体内才能起催化作用
B．酶都有消化作用
C．调节新陈代谢的物质不是酶
D．酶都是在核糖体上合成的
【解析】 酶虽然是由活细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞产生的，但它的催化作用不一定局限于生物体内，只要条件适宜，体内体外都可起催化作用，故A项不正确。酶的催化作用表现在多方面，有的酶促进物质合成，有的酶促进物质分解，只有消化酶才能促进消化，故B项也不正确。调节新陈代谢的物质有激素、无机盐等，故C项正确。在核糖体上合成的物质是蛋白质，所以只有蛋白质类的酶才在核糖体上合成，少数酶是核酸不能在核糖体上合成，故D项也不正确。
【答案】 C
4．在酶促反应过程中，与酶促反应的速率有密切关系的是( )
①酶的性质 ②底物浓度 ③反应产物浓度
④温度 ⑤pH
A．④⑤ B．①④⑤
C．①②③ D．①②③④⑤
【解析】 影响酶促反应的因素有酶的性质、温度、pH、底物浓度、酶的浓度等，反应产物浓度也会抑制酶促反应，故选D。
【答案】 D
5．过氧化氢(H2O2)是反应活性很 ( http: / / www.21cnjy.com )高的化学物质，常用于漂白，也用于清洗小的伤口。细胞在代谢过程中，会产生H2O2，它对细胞有毒害作用，但体内酶的存在可以使其分解为无毒物质。请分析下图所示的实验，并回答有关问题。
(1)在①～⑤号试管中，最先产生气泡的 ( http: / / www.21cnjy.com )是______；产生气泡最多的是________；试管内发生的化学反应的反应式是________________。
(2)将点燃但无火焰的卫生香放到①～⑤号 ( http: / / www.21cnjy.com )试管管口，观察到的现象分别是：①________；②______________；③________；④________；⑤________。
(3)比较①号和②号试管，以及②和③④⑤号试管所看到的不同现象，说明了________________________________。
【解析】 本题是一道生物和化学知识相联 ( http: / / www.21cnjy.com )系的跨学科综合实验题。(1)①号试管中，FeCl3是无机催化剂，催化效率相对较低，催化过氧化氢分解速率较慢；③号试管内是煮过的肝脏匀浆，因高温破坏了酶的结构而使酶丧失活性；④号试管冷冻的肝脏匀浆因低温降低了酶的活性；⑤号试管中的酸性环境使酶失去活性；只有②号试管的反应条件适宜。因为，最先产生气泡的是②号试管，产生气泡最多的也是②号试管。(2)①号和②号试管都能发生反应，但②号试管反应速率快，效果显著，这说明酶具有高效性。②号与③④⑤号试管条件不同，结果也不同，说明酶的催化作用需要适宜的温度和酸碱度。
【答案】 (1)② ② 2H2O22H2O＋O2↑ (2)可复燃 可复燃，且燃烧地猛烈
无变化 无变化 无变化 (3)酶具有高效性，酶的催化作用需要适宜的酸碱度和温度
一、选择题
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
【解析】 酶的催化作用是降低了反应的活化能； ( http: / / www.21cnjy.com )酶所处环境中温度和pH的改变会影响酶的活性；酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失；酶分子完成催化作用后其数量和结构均不发生改变。
【答案】 C
2．(2011·海南高考)某一 ( http: / / www.21cnjy.com )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。下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
【解析】 酶能降低化学反应的活化能，因而能增大反应速率，使反应物浓度快速下降。
【答案】 D
3．(2013·宿迁高一检测)在过氧化氢酶催化过氧化氢分解完成后的试管中加入双缩脲试剂，其结果是( )
A．产生气泡 B．溶液呈紫色
C．溶液呈蓝色 D．产生砖红色沉淀
【解析】 过氧化氢酶的化学本质为蛋白质，蛋白质分子与双缩脲试剂反应使溶液呈紫色。
【答案】 B
4．(2013·西安高一联考)多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。关于酶的叙述，正确的是( )
A．多酶片中的酶都是蛋白质
B．一个酶分子只起一次作用
C．酶提供反应开始时所必需的活化能
D．食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需酶的作用
【解析】 本题考查对酶基础知识的理解。
另外，生物体内各种化学反应均需酶的催化，不管是食物消化，还是细胞内的化学反应，故D项错误。
【答案】 A
5．如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
【解析】 酶活性受温度的影响，在低 ( http: / / www.21cnjy.com )温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温度后，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶活性丧失，因此B项正确。温度由t2下降到最适温度时，酶活性不变；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。
【答案】 B
6．将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会( )
A．提高淀粉酶活性
B．改变可溶性糖分子结构
C．防止玉米粒发芽
D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶
【解析】 刚采摘的甜玉米内含 ( http: / / www.21cnjy.com )有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理后，酶失活，因此能保持甜味。
【答案】 D
7．(2013·珠海高一测试)下列关于活化能的叙述不正确的是( )
A．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
B．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能
C．酶可以降低化学反应的活化能
D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著
【解析】 酶和无机催化剂均能降低反应的活化 ( http: / / www.21cnjy.com )能。相比之下，酶降低活化能的作用效果更显著。水浴加热虽然能加快化学反应速率，但并没有降低反应的活化能。
【答案】 B
8．猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草的 ( http: / / www.21cnjy.com )分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是( )
A．只有实验①能 B．只有实验②能
C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能
【解析】 甲试管中的蛋白液可被蛋白酶水解，但 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白酶的化学成分是蛋白质，因此，甲、乙试管均出现紫色反应。丙试管中的蛋白酶可水解蛋白块，因此，丙中的蛋白块体积变小，丁中蛋白块体积不变。
【答案】 B
9．下图是pH对酶活性的影响情况，由图不能得出的结论是( )
A．不同酶的活性有着不同的pH范围
B．不同的酶有着不同的最适pH
C．低于或高于最适pH都会使酶的活性降低甚至丧失
D．pH越高酶的活性越高
【解析】 酸碱度低于最适pH时 ( http: / / www.21cnjy.com )，在酶不失活的情况下，pH越高，酶的活性越高；但当酶已经失活时，其活性不会随着pH的升高而恢复；另外，当酸碱度高于最适pH时，酶的活性会随着pH的升高而降低，甚至丧失。
【答案】 D
10．(2013·扬州高一期末)某同学为了探 ( http: / / www.21cnjy.com )究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响，设计了下表所示的对比实验。其他同学看了该实验设计后，提出了下列修改意见，其中正确的是( )
加入物质
试管号
1 2
稀淀粉糊(mL) 2 2
新鲜唾液(mL) － 2
蒸馏水(mL) 2 －
恒温处理(15 min) 37 °C 0 °C
碘液(滴) 2 2
A.1号试管不必加入2 mL蒸馏水，而应该加入2 mL新鲜唾液
B．2号试管不必加入2 mL新鲜唾液，而应该加入2 mL蒸馏水
C．2号试管应该保持在37 ℃环境中进行恒温处理
D．1号试管应加入2 mL新鲜唾液，并保持在0 ℃环境中进行恒温处理
【解析】 实验的自变量是温度，除两试管控制温度不同之外，其他方面都是相同的。
【答案】 A
二、非选择题
11．(2013·淮安高一 ( http: / / www.21cnjy.com )检测)[实验探究] 过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中，它能加快H2O2的分解，Fe3＋也能催化H2O2分解。现有新鲜萝卜、锈铁钉、3%的H2O2溶液、剪刀以及试管若干。请用这些实验材料和用具，设计一组实验来验证：①萝卜中含过氧化氢酶；②酶的催化效率比Fe3＋高。
(1)实验步骤
第一步：取3支干净的试管，分别编号为A、B、C，各加入10 mL 3%的H2O2溶液。
第二步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验现象：A试管________________________________________________________________________。
B试管中产生少量气泡，C试管中无反应。
(3)实验分析
①A与C试管现象对比可说明____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________。
②A与B试管现象对比可说明____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________。
【解析】 本题考查实验设计能 ( http: / / www.21cnjy.com )力和结果分析能力。萝卜中含有过氧化氢酶能催化H2O2分解产生H2O和O2，Fe3＋也能催化H2O2分解，因此可根据试管中是否产生气泡和产生气泡多少来验证酶的存在和酶的催化效率比Fe3＋高。
【答案】 (1)在A试管中加入少许新鲜萝卜碎块，B试管中加入锈铁钉，C试管中不加任何物质
(2)产生大量气泡
(3)①萝卜中含有过氧化氢酶 ②酶的催化效率高于无机催化剂(Fe3＋)
12．为探究高温对酶活性的影响，某同学设计并进行了如下实验：
方法步骤：
①取两个大小相同的洁净试管并编号为1、2。
②在1号试管中加入2 mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，2号试管中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液。分别置于100 ℃恒温水浴中5分钟。
③将2号试管中的肝脏研磨液加入到1号试管中，振荡摇匀，再置于100 ℃恒温水浴中5分钟，结果未观察到气泡产生。
请据此回答下列问题：
(1)实验目的：________________________________________________________________________。
(2)结果分析：该同学在实验中观察不到气泡产生的原因可能是：
①高温使过氧化氢酶变性失活。
②高温使过氧化氢全部分解。
③高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢全部分解。
(3)交流讨论：同学们推测实验中观察不到气泡产生有上述三个原因。为了验证推断，在原实验基础上设计了如下实验方案进行验证。
方案①：将上述试管温度缓慢降至37 ( http: / / www.21cnjy.com )℃左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入2 mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，观察，仍无气泡产生，则说明________________________________________________________________________
______________。
方案②：将上述试管温度缓慢降至37 ( http: / / www.21cnjy.com )℃左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液，观察，仍无气泡产生，则说明________________________________________________________________________
________________。
方案③：若方案①和方案②现象同时成 ( http: / / www.21cnjy.com )立，则说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在研究温度对酶活性的影响实验过程中，需控制________等无关变量。
【解析】 由于过氧化氢有遇高温分解 ( http: / / www.21cnjy.com )的特性，所以不产生气泡的原因可能是酶失活也可能是过氧化氢高温分解或者是两者同时存在，若温度缓慢降至37 ℃左右，再加入过氧化氢时无气泡产生说明酶失活；若降温至37 ℃左右，再加入酶时无气泡产生说明底物过氧化氢完全分解；若将上述溶液分成两份时，方案①和②同时成立则说明酶失活、过氧化氢也完全分解。上述实验中pH为影响实验结果的无关变量。
【答案】 (1)探究高温对酶活性的影响
(3)高温使过氧化氢酶变性失活
高温使过氧化氢全部分解
高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢全部分解 (4)pH
第二节光合作用
第1课时 光合色素与光能的捕获
(教师用书独具)
●课标要求
1．说明光合作用的认识过程。
2．叶绿素中色素的提取和分离。
●课标解读
1．说出对光合作用的认识过程。
2．举例说出主要的光合色素。
3．掌握提取和分离叶绿体中的色素的方法。
●教学地位
通过第1课时对“捕获光能 ( http: / / www.21cnjy.com )的色素和结构”的学习，为光合作用光反应阶段的学习打下基础。近三年的高考中，多以图解形式考查色素对光谱的吸收及色素的提取分离中的试剂作用及结果分析等。
●教法指导
1．对色素的提取分离试验的 ( http: / / www.21cnjy.com )实验结果进行“点睛式”点拨，即①色素的含量——色素带的宽度，②色素在层析液中的溶解度——速度快慢，③色素带距离最近的是叶绿素a和叶绿素b，最远的是胡萝卜素和叶黄素。
2．对于涉及的试剂、材料的选择、 ( http: / / www.21cnjy.com )作用及结果，设置若干问题在实验室分组实验操作中通过实际实验去分析、总结，如提取绿叶中的色素研磨时为什么要迅速而充分？分离绿叶中的色素时不能让滤液细线触及层析液等。
3．注重合作学习。如一名同学提取绿 ( http: / / www.21cnjy.com )叶中的色素另一名同学则制备滤纸条；又如一名同学做滤纸条剪去两个角的实验，另一名同学则做滤纸条不剪去两个角的实验，然后比较实验结果的不同。
4．对于色素的吸收光谱分析可采取对照 ( http: / / www.21cnjy.com )演示的方法进行，即将已置入新鲜的菠菜色素滤液或新鲜的胡萝卜素提取液放在投影仪的光源和三棱镜之间，让学生观察两种情况下光谱区的变化。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．屏幕上出示白化苗图片并提问：为什么白化苗很快就会死亡？为什么没有色素，植物就不能进行光合作用？
2．万物生长靠太阳。为什么这么说呢 ( http: / / www.21cnjy.com )？请同学们观察以下数据。据统计①地球表面上的绿色植物每年大约制造了4 400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018 kJ。这个数字大约相当于240 000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需能量的100倍。根据以上资料，我们可以得出什么结论？那么太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P62“回眸历 ( http: / / www.21cnjy.com )史”栏目填写“【课前自主导学】知识1”；②阅读教材P63内容完成“【课前自主导学】知识2、知识3及思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种图片展示方式或以第二种数据展示加设问方式导出课题。 步骤2：检测预习效果：作答【正误判断】并进行校正。同时口答色素分离实验中滤纸条上呈现的四条色素带的位置及颜色。 步骤3：分组实验操作，对照色素带的成果，展示进行实验成败分析及结果探讨，参看【实验探究】及例2。
步骤7：引导学生以小组合作形式总 ( http: / / www.21cnjy.com )结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】及教材P68“评价指南”中的第1小题。 步骤6：分组绘制叶绿体结构示意图，标注色素、酶的分布情况，对色素带进行色素名称标注，并进行同位间批改互评。教师给予总体评述。 步骤5：针对【课堂互动探究】探究的恩吉尔曼实验的实验设计“四妙”进行点拨，以例1进行分析，学生完成【当堂双基达标】第4小题。 步骤4：演示色素的吸收光谱实验，学生思考不同色素滤液的吸收情况，课件展示恩吉尔曼实验，并对教材P64“积极思维”中提出的问题进行讨论交流。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出对光合作用的认识过程。
2.举例说出主要的光合色素。
3.掌握提取和分离叶绿体中的色素的方法。 1.主要的光合色素。(重点)
2.提取和分离叶绿体中的色素。(重难点)
光合作用的发现过程
时间 人物 实验方法 结论
17世
纪中
叶 范·海尔
蒙特 用定量的方法 植物生长所需养料主要来自水，而不是土壤
1771 普利斯
特莱 通过植物和动物之间进行气体交换的实验 植物生长需要吸收CO2，同时释放出O2
1779 扬·英
根豪斯 植物需要阳光才能制造出O2
1864 萨克斯 采用碘液检测淀粉的方法 叶片在光下能产生淀粉
1940 鲁宾和
卡门 运用同位素标记法 光合作用释放的O2来自水，糖类中的氢也来自水
1948 卡尔文 用14C标记的CO2进行示踪 CO2用于合成糖类等有机物
光合色素与光能的捕获
色素名称 颜色 功能
叶绿素a 蓝绿色
叶绿素b 黄绿色 主要吸收和利用红光和蓝紫光
胡萝卜素 橙黄色
叶黄素 黄色 主要吸收蓝紫光，还有保护叶绿素免受强光伤害的作用
夏天时绿叶茂盛，而到了深秋却有“看万山红遍，层林尽染”的美景，你能解释不同季节中树叶颜色不同的原因吗？
【提示】 夏天，叶片中叶绿素的含量较多，叶片呈绿色。深秋时，叶绿素大部分被降解掉，而液泡中的花青素导致叶片变红。
提取和分离叶绿体中的色素
1.研磨菠菜叶片时，要加入少许石英砂和碳酸钙以及5 mL丙酮。
2．丙酮易挥发，并有一定的毒性。因此盛有研磨液的试管口要用棉塞塞紧。
3．将选好的滤纸条剪去一端两角，在距该端大约1_cm处用铅笔画一条细线。
4．画滤液细线时，需沿铅笔画的线重复若干次，在重复画时，需将上一次画的滤液细线吹干。
5．滤液细线不能触及到层析液。
1．萨克斯、鲁宾和卡门他们都是通过测量产物的放射性来观察实验结果的。(×)
【提示】 萨克斯通过碘液染色测量淀粉的有无。
2．卡尔文和鲁宾、卡门都选用14C作为标记元素。(×)
【提示】 卡尔文用14C标记CO2，鲁宾和卡门用18O标记H2O。
3．绿叶中色素的分离可用丙酮进行操作。(×)
【提示】 色素分离应用层析液。
4．色素提取时研钵中加少许二氧化硅和少许CaCO3的作用是不同的。(√)
5．画滤液细线时要求齐、细、直，需多次干燥后重复画；且滤纸上的滤液细线需触及层析液。(×)
【提示】 如果触及层析液，细线中色素会溶解到层析液中。
6．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(√)
色素对光能的吸收及叶绿体功能
验证实验
【问题导思】
①从色素对光能的吸收的角度分析叶片为何呈现绿色？
②不同色素对不同波长的光的吸收特点是什么？
③恩吉尔曼实验的巧妙之处有哪些？
1．叶绿体中的色素与吸收光谱
2．叶绿体中的色素对光的吸收特点
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。
3．叶绿体功能的验证实验——恩吉尔曼实验
(1)实验过程及现象
载有水绵
和好氧细
菌的临时
装片 处理①无空气、黑暗，
极细的光束照
射水绵现象,细菌在叶绿体被光束
照射的部位集中③透过三棱镜的
光照射水绵现象,细菌聚集在红光和蓝
光区域 ②暴露在阳光下现象,细菌分布在叶绿体所
有受光部位
(2)实验结论
①叶绿体是进行光合作用的场所。
②O2是由叶绿体释放的。
4．实验设计“四妙”
(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。
(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。
(3)观测指标设计的妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
(4)实验对照设计的妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，明确实验结果完全是光照引起的等。
1．并不是所有的真核植物细胞中都含有叶绿体，只有进行光合作用的组织或器官才含有叶绿体，如叶肉细胞。
2．能进行光合作用的不一定含有叶绿体，如蓝藻。
(2013·南京高一检测)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是( )
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
【审题导析】 解答此题应从以下三点来入手考虑：
(1)光照是水绵进行光合作用的必需条件。
(2)CO2是水绵进行光合作用的原料。
(3)排除无关变量(空气中的氧)的干扰。
【精讲精析】 水绵中的叶 ( http: / / www.21cnjy.com )绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则好氧细菌均匀分布，无法根据好氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。
【答案】 B
提取和分离叶绿体中的色素
1．实验原理
(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮中，用丙酮可以把色素从生物组织中提取出来。
(2)色素在层析液中的溶解度不同，溶解度 ( http: / / www.21cnjy.com )高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度小的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可将不同色素分离开。
2．实验流程
提取叶绿体中的色素：称取2 g绿叶，加入少许石英砂和碳酸钙以及5 mL丙酮，迅速研磨，制滤液于小试管，并密封
制备滤纸条：准备好长6 cm、宽1 cm的滤纸条，剪去一端两角，在距离该端大约1 cm处用铅笔画一条细线
画滤
液细线
分离叶
绿体中
的色素)
观察结果：滤纸条上色素带有四条
3．实验结果的分析
经层析后在滤纸条上出现四条色素带。通过色素的分布、宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量和溶解度大小。
1．色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。
2．色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
3．色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快溶解度越大。
4．相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。
5．色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。
4．实验操作注意事项及目的
过程 注意事项 操作目的
提取色素
① 选取新鲜的绿色叶片 使滤液中色素含量高
② 研磨时加入5mL丙酮 溶解叶片中的色素
③ 研磨时加入少许的石英砂和碳酸钙 研磨充分和保护叶绿素
④ 迅速、充分研磨 防止溶剂挥发，并充分溶解色素
⑤ 盛放滤液的小试管管口加棉塞 防止溶剂挥发和色素分子被氧化
分离色素
① 下端剪去两角 避免两边扩散过快，保证色素带平整
② 滤液细线要直、细、齐 使分离的色素带平整、不重叠
③ 滤液细线干燥后重复
画若干次 使分离的色素带清晰，便于观察
④ 滤液细线不能触及
层析液 防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中
(2012·海南高考改编)关于叶绿体色素的叙述，错误的是( )
A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光
B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素
D．丙酮提取的叶绿体色素不能吸收光能
【审题导析】 本题考查绿叶中色素的提取与分离的实验的有关知识，解答此题应注意以下几点：
(1)明确叶绿素的吸收光谱。
(2)明确绿叶中各种色素的含量。
(3)明确色素分离方法。
(4)明确丙酮不能破坏色素的结构。
【精讲精析】 叶绿素a和叶绿素b ( http: / / www.21cnjy.com )主要吸收红光和蓝紫光，A正确；叶绿体中叶绿素含量为3/4，类胡萝卜素为1/4，B正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离，C正确；丙酮提取的叶绿素只要结构不被破坏，仍可以吸收光能。
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
光合作用发现过程光合色素功 能分 类提 取分 离
结 论 语 句
1．用丙酮提取色素的原理是色素能溶解在丙酮中。
2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散快，反之则慢。
3．层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
1．(2012·伊犁高一检测)如 ( http: / / www.21cnjy.com )右图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证明( )
①光合作用需要CO2
②光合作用需要光
③光合作用需要叶绿素
④光合作用放出O2
⑤光合作用制造淀粉
A．①② B．③⑤
C．②⑤ D．①③
【解析】 通过两个叶片对照，用碘液处理后变为蓝色，说明有淀粉产生，而只有在光照的部位才变为蓝色，说明光合作用需要光。
【答案】 C
2．下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )
A．加入碳酸钙防止滤液挥发
B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
【解析】 加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏，用无水酒精或丙酮提取色素而不是分离滤液中的色素。
【答案】 D
3．有甲、乙、丙、丁4盆 ( http: / / www.21cnjy.com )长势均匀的植物置于阳光下，甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最好的和长势最差的依次是下列哪一组( )
甲 乙 丙 丁
A．甲和乙 B．乙和丙
C．甲和丁 D．丙和丁
【解析】 由题目可知：①4盆植 ( http: / / www.21cnjy.com )物长势均匀，即所含色素相同；②4盆植物所接受的光不同，甲为阳光和品红色光；乙为阳光和绿色光；丙为透过品红色滤光片的阳光；丁为透过绿色滤光片的阳光。解答本题首先要明确叶绿体中主要含叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
【答案】 C
4．(2013·信阳高一质检) ( http: / / www.21cnjy.com )恩吉尔曼将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中，进行局部照光处理，照光的部位聚集大量的好氧细菌。关于这个实验的叙述错误的是( )
A．水绵含有较多带状叶绿体
B．好氧细菌分布于水绵产生氧气较多的部位
C．根据好氧细菌的分布判断水绵光合作用的部位
D．好氧细菌也能进行光合作用
【解析】 好氧细菌只分布于被光照射的叶绿体周围，说明O2是由叶绿体释放的，而且O2的产生需要光，好氧细菌`不能进行光合作用。
【答案】 D
5．某同学在做“提取和分离叶绿体中 ( http: / / www.21cnjy.com )的色素”实验时，操作情况如下所述：①将2 g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入丙酮、石英砂、碳酸钙以后，迅速研磨然后按要求过滤。②用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并接连、迅速地重复画2～3次。③把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。结果实验失败，请指出其错误所在：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________。
【解析】 此题可用“类比法”来解。对新鲜 ( http: / / www.21cnjy.com )绿叶应去除粗的叶脉后再进行称重，以增加单位质量叶片所含的叶绿素；此外，还需将叶尽量剪碎，以提高研磨效果，增加叶绿体色素的提取率。画滤液细线时，需待所画的滤液细线干燥后再重复画线，否则会造成画线过粗或色素浓度低的情况。滤纸条插入层析液后，不应该摇晃，否则会使层析液接触滤液细线而将色素溶解，严重影响实验结果。
【答案】 (1)未去除菠菜叶 ( http: / / www.21cnjy.com )粗叶脉和将叶剪碎，降低了叶绿体色素的提取率 (2)上一次画的滤液细线未干燥即进行下一次画线，使滤液细线过粗或线上色素含量较低 (3)由于摇晃，层析液接触滤液细线，溶解了色素
一、选择题
1．德国科学家萨克斯将绿 ( http: / / www.21cnjy.com )色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )
①本实验未设对照组 ②有无光照是遮光和曝 ( http: / / www.21cnjy.com )光区域显现不同结果的唯一原因 ③实验初始时和曝光区域均达到无淀粉状态 ④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．②③ B．①②③
C．②③④ D．①②③④
【解析】 本实验设置了叶片的一部分遮光 ( http: / / www.21cnjy.com )，其他部分曝光为对照组，有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因，遵循单一变量原则。实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态，是为了排除原有淀粉的影响。实验不能证明合成淀粉是利用了CO2。
【答案】 A
2．如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素( )
A．叶绿素、类胡萝卜素 B．类胡萝卜素、叶绿素
C．叶黄素、叶绿素a D．叶绿素a、叶绿素b
【解析】 根据曲线分析可知：A主要吸收红光和蓝紫光，B主要吸收蓝紫光，因此A为叶绿素，B为类胡萝卜素。
【答案】 A
3．(2012·扬州高一检测)如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”的实验的改进装置，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a处，而不能滴在b处
C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
【解析】 如图所示是一个叶绿体中色素分 ( http: / / www.21cnjy.com )离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中，灯芯起到传递层析液的目的，把色素滴到a点让其在定性滤纸上扩散，四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素b。
【答案】 D
4．如图是在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的四条色素带，若将其置于暗室中，并用红光照射，色素带呈暗色的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．④②
【解析】 叶绿素a和叶绿素b吸收红光和蓝紫光，图中③是叶绿素a，④是叶绿素b。
【答案】 C
5．在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( )
①未加石英砂、研磨不充分 ②一次加入大量的无水酒精提取 ③分次加入少量无水酒精提取 ④使用放置数天的菠菜叶
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】 对实验材料研磨时，未加 ( http: / / www.21cnjy.com )石英砂，研磨不充分，会使色素分子不能从细胞内充分释放出来；一次加入大量无水酒精提取，会使提取液中色素浓度减小。菠菜叶放置数天后，叶绿素部分分解，含量减小；以上三种情况均会使提取液绿色变浅，而分次加入少量无水酒精提取，不至于使提取液色素浓度减小，有利于保证滤液中色素的量。
【答案】 D
6．(2012·天津高一检测)下图是不同材料的色素提取物进行层析后的结果，其中不正确的是( )
【解析】 叶绿素a含量最高 ( http: / / www.21cnjy.com )，色素带最宽，胡萝卜素含量最少，色素带最窄，带与带之间的间距表示两种色素扩散速度的差异。缺Mg的营养液中长期培养的番茄植株叶片缺乏叶绿素，因此层析后应该只有胡萝卜素、叶黄素两条色素带。
【答案】 B
7．下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是( )
A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)
C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光
【解析】 新鲜叶片中，含量最多的是 ( http: / / www.21cnjy.com )叶绿素a(乙)，其次是叶绿素b(甲)，含量最少的是胡萝卜素(丁)，丙是叶黄素。光合色素提取时加碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏。水稻在收获时节颜色变黄，是由于叶绿素(甲＋乙)含量少于类胡萝卜素(丙＋丁)含量。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【答案】 B
8．1880年，美国科学家恩 ( http: / / www.21cnjy.com )吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状绿藻上，并在绿藻悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的结论是( )
A．细菌对不同的光反应不一，细菌集中的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌集中的地方，O2浓度高，绿藻光合作用强
C．好氧细菌集中的地方，产生的有机物多，绿藻光合作用强
D．好氧细菌大量消耗O2，使绿藻光合作用速率加快，则该种光有利于光合作用
【解析】 好氧细菌集中的地方就是O2多 ( http: / / www.21cnjy.com )的地方，O2是光合作用的产物，所以此处的光合作用强。该实验的思路就是以好氧细菌聚集为观察指标，代表O2的释放情况，表明光合作用在哪种光区最强，而与产生有机物的多少无关。
【答案】 B
9．(2013·淮安高一期末)阳光通过三棱 ( http: / / www.21cnjy.com )镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于( )
A．绿光区 B．红光区和绿光区
C．蓝紫光区和绿光区 D．红光区和蓝紫光区
【解析】 叶绿素包括叶绿 ( http: / / www.21cnjy.com )素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，这些色素对不同光质的光的吸收强度不同：叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光；叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。所以连续光谱通过叶绿素后，红光、蓝紫光就被大量吸收，出现黑色条带。
【答案】 D
10．提取和分离叶绿体色素的正确顺序是( )
A．进行纸层析―→制取滤液―→在滤纸条上画线―→将实验材料剪碎后研磨
B．制取滤液―→进行纸层析―→在滤纸条上画线―→将实验材料剪碎后研磨
C．将实验材料剪碎后研磨―→在滤纸条上画线―→制取滤液―→进行纸层析
D．将实验材料剪碎后研磨―→制取滤液―→在滤纸条上画线―→进行纸层析
【解析】 实验顺序应为剪碎叶片―→研磨―→过滤―→画线―→层析与观察。
【答案】 D
二、非选择题
11．(2013·新乡高一期末)1883年德 ( http: / / www.21cnjy.com )国生物学家恩吉尔曼用巧妙的实验研究了光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状绿藻上，并在丝状绿藻的悬液中放入一些好氧细菌，然后在显微镜下观察细菌在丝状绿藻各个部分的聚集情况。请分析：
(1)细菌聚集较多的部分表示________的浓度高，即该部位丝状绿藻的________强度高。
(2)从细菌大量聚集的区域可以看出：光合作用主要利用的光谱为________区和________区。
(3)如果将该丝状绿藻长期放在 ( http: / / www.21cnjy.com )500～550 nm波长的光下照射，丝状绿藻将会________，原因是________________________________________________________________________
________________________。
(4)用什么光照射时，丝状绿藻周围的细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )呈均匀分布？________________________________________________________________________。
(5)太阳辐射中的红外光和紫外光________(填“能”或“不能”)被丝状绿藻利用。
【解析】 好氧细菌进行有氧呼吸时 ( http: / / www.21cnjy.com )需要氧气，而光合作用产生氧气，所以细菌聚集多的部位即是光合作用强度高的部位。从上图可以看出，在红光和蓝紫光区，细菌聚集最多，证明这些光谱可被色素吸收进行光合作用。500～550 nm范围的光区，藻类很少吸收利用，光合作用极弱，几乎只进行细胞呼吸不能长时间存活。
【答案】 (1)氧气 光合作用 (2)红光 蓝紫光
(3)不能存活 500～550 nm为绿光区，极少被吸收，绿藻光作用极弱(或不能进行光合作用)
(4)正常的可见光 (5)不能
12．下图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答下列问题。
(1)图中步骤①加入研钵内 ( http: / / www.21cnjy.com )的物质：A________5 mL，作用是________；B________少许，作用是研磨得充分；C________少许，作用是____________。
(2)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有________。
(3)图中步骤③剪去两角的作用是____________，画滤液细线的要求是________。
(4)图中步骤④中关键应注意____ ( http: / / www.21cnjy.com )________________；加盖的目的是________；色素带最宽的是________，扩散速度最快的是________。
【解析】 (1)研磨时需要加 ( http: / / www.21cnjy.com )入三种物质：5 mL的丙酮，作用是溶解色素；二氧化硅，可以增大摩擦，使细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代而破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
(2)过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上。一般用一层尼龙布过滤。
(3)剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤液细线的要求是细、齐、直。
(4)层析时的关键技术是不能让层析液没及滤 ( http: / / www.21cnjy.com )液细线，否则，滤液细线会被层析液溶解而不能分离。四种色素溶于层析液中，因溶解度的差异，造成在滤纸条上扩散速度不同，从而达到分离的目的。由于层析液有毒，而且可以挥发，所以要加盖。色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的，含量越多，色素带越宽，一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a色素带最宽。扩散速度最快的是胡萝卜素，在色素带的最上一层。
【答案】 (1)丙酮 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止色素被破坏 (2)尼龙布 (3)防止色素带不整齐
细、齐、直 (4)层析液不要没及滤液细线 防止层析液挥发 叶绿素a 胡萝卜素
第2课时 光合作用的过程及影响因素
(教师用书独具)
●课标要求
1．概述光合作用的过程。
2．研究影响光合作用的环境因素。
●课标解读
1．掌握光合作用过程。
2．举例说出影响光合作用的因素。
3．了解光合作用原理。
●教学地位
光反应和暗反应过程的物质变化 ( http: / / www.21cnjy.com )和能量转化比较抽象，又是理解光合作用实质、探究影响光合作用强度的环境因素的基础。光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系。近三年的高考中，光合作用的原理，影响光合速率的环境因素及其与呼吸作用的关系的考查尤为突出，常以曲线或图表的形式呈现。
●教法指导
1．光反应和暗反应过程的物质变 ( http: / / www.21cnjy.com )化和能量转化比较抽象，而多媒体它不仅使教学视听化、形声化，而且使课堂的直观性更加突出；更重要的是多媒体“活化”了教材。
2．通过多媒体动画的形式展现微观的生理动态即让学生观察两阶段动画，引导学生分析每阶段主要的物质和能量变化，并总结光反应、暗反应的反应式。
3．列表让学生比较光反应与暗反应的区 ( http: / / www.21cnjy.com )别和联系。(设计意图：利用表格使知识网络更为简洁清晰便于理解记忆。同时有利于培养学生的概括能力、语言表达能力。)
4．采用文字、图表、动画手段分析经 ( http: / / www.21cnjy.com )典实验，逐个发现实验设计规则。如：设置对照实验，排除干扰、控制单一变量，恰当地选择实验材料，使实验现象易于观察(如运用光、老鼠和蜡烛，创造条件，使在自然环境中无法观察到的空气成分变化间接表现出来)等实验设计方法。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．这学期的上周日回农村老家，在那儿，我和 ( http: / / www.21cnjy.com )村里的一些农民朋友聊天，他们在生产中碰到一些问题，想请大家帮助解决。大家有没有信心帮助这位农民大伯？请看农民大伯的疑问——多媒体展示：①农民大伯的疑问：为什么我家种植的水果没有市场上卖的新疆水果甜？②播放“瓜果之乡”录像片段。 要想帮助这位农民，我们首先要思考应该运用哪些学过的知识来解决这个问题。——很好，让我们首先从光合作用入手。
2．播放我国十大名花的图片及音乐， ( http: / / www.21cnjy.com )这些植物不仅能在视觉上给我们带来美的感受，更重要的是它们可以进行什么反应呢？以轻松的话题导入新课，并复习上节课学习的与光合作用有关的知识，使学生轻松自然地进入课题。
3．诺贝尔奖委员会在1988年宣布光合 ( http: / / www.21cnjy.com )作用一项研究成果获奖的评语中称“光合作用是地球上最重要的化学反应”(Fr ngsmyr and Malmstr m, 1992)。光合作用既是生命科学的重大基本问题， 又与人类的生存及生产实践紧密相关。为此， 世界各国纷纷投入大量的人力、物力和财力进行光合作用的研究以揭示这一“生命界最重大的顶极创造”(Lawton et al., 2005)。
●教学流程设计
课前自主探究：①自学教材P65～ ( http: / / www.21cnjy.com )66“光合作用的过程”栏目，填充“【课前自主导学】知识1”；②阅读教材P66～67内容完成“【课前自主导学】知识2及思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种方式呈现农村瓜果之乡的画面或以第三种科学伟大发现导出本课课题。 步骤2：检测预习效果：作答【正误判断】并进行校正。同时板演光合作用的总反应式，并予以校正。 步骤3：演示光合作用的总过程动画，并分析教材P65图4－13图解。让学生明白光合作用分为光反应和暗反应两阶段。观察光合作用课件，引导学生参照教材P66光反应部分。师生以课件为载体共同完成光反应过程学习并总结物质变化和能量变化。
步骤7：解读环境因素对光合速率的影响 ( http: / / www.21cnjy.com )(包括变化曲线、应用举例、措施等)，参看【课堂互动探究】探究2。对例2的曲线变化与题干信息的联系进行分析，学生自主作答例2并完成【当堂双基达标】1、4、6、7题。 步骤6：板演光合作用的总反应式及口述光反应、暗反应的异同点。演示教材P66布莱克曼实验，学生观察现象，并表述光照强度对光合作用强度的影响，联系现实总结影响光合速率的其他环境因素。 步骤5：剖析例1中的审题导析，学生自主完成例1的解答。课堂作答【当堂双基达标】2、3、5小题。总结光合作用的原理。 步骤4：阅读教材P66暗反应部分知识，看课件展示，注意物质、能量的变化及场所、条件，并与光反应进行比较，填充表格，参看【课堂互动探究】探究1部分。
步骤8：诵读【结论语句】， ( http: / / www.21cnjy.com )默写光合作用的原理(反应式、场所、条件、过程等)，尝试构建知识网络，有选择性作答【课后知能检测】部分习题。作业：绘制表格填写光反应与暗反应的异同点。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握光合作用过程。
2.举例说出影响光合作用的因素。
3.了解光合作用原理。 光合作用过程。(重难点)
光合作用的过程
其中C3为三碳化合物，C5为五碳化合物
1．图中Ⅰ的名称是光反应，Ⅱ的名称是暗反应，Ⅰ与Ⅱ划分的依据是否需要光能Ⅰ＋Ⅱ总称为光合作用。
2．Ⅰ进行的场所是类囊体膜上，Ⅱ进行的场所是叶绿体基质中。
3．图中的化学反应
(1)Ⅰ中的化学反应
①水的光解：水分解成O2和[H]。
②ATP的合成：在酶的作用下，ADP与Pi形成ATP。
(2)Ⅱ中的化学反应
①CO2的固定：CO2与五碳化合物结合形成两分子三碳化合物。
②CO2的还原：三碳化合物接受ATP的能量并被[H]还原，形成糖类和五碳化合物。
(3)总反应方程式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
4．光合作用的概念
(1)场所：绿色植物的叶绿体。
(2)物质变化：将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2。
(3)能量变化：将光能转变成化学能储存在糖类和其他有机物中。
影响光合作用的因素及应用
1.影响因素：主要包括光照强度、二氧化碳浓度、温度和光合作用必需的营养元素等。
2．光合作用的应用
(1)提高光能利用率的途径：延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等。
(2)提高光能利用率的措施
①大田中：套种、合理密植等。
②大棚中：适当提高CO2浓度和温度、延长光照时间 等。
③适当补充适宜浓度的营养元素，如施用含N、P、K、Mn、Zn等元素的肥料。
在进行植物温室栽培时，大棚内常常放几个燃烧的煤炉，你知道这样做的原因吗？
【提示】 煤炉释放CO2为植物光合作用提供原料。
1．光反应是在叶绿体基质中进行的。(×)
【提示】 光反应是在类囊体膜上进行的。
2．光反应阶段产生的[H]用于暗反应阶段C3的还原。(√)
3．一个CO2分子被一个C5分子固定后形成一个C3分子。(×)
【提示】 形成两个C3分子。
4．适当增加大棚中CO2浓度可增加蔬菜的产量。(√)
光合作用过程分析
【问题导思】
①光反应和暗反应的能量转化有何不同？
②光反应和暗反应间的联系表现在哪些方面？
1．光合作用过程图解
2．反应式中元素的去向
(1)氧元素
(2)碳元素：CO2C3(CH2O)
(3)氢元素：H2O[H](CH2O)
3．光反应与暗反应的比较
光反应 暗反应
条件 必须在光下 有光、无光都可以
场所 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质
物质
转化 ①水的光解：
2H2O4[H]＋O2
②ATP的合成：ADP＋
Pi＋光能ATP
能量
转化 光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
联系 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：
4.规律总结
叶绿体处于不同的条件下时，C3、C5、[H]、ATP的动态变化：
项目条件 C3 C5 [H]和ATP
停止光照，CO2供应不变 增加 下降 减少
突然光照，CO2供应不变 减少 增加 增加
光照不变，停止CO2供应 减少 增加 增加
光照不变，CO2供应增加 增加 减少 减少
在以上各物质的含量变化中：C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少；[H]和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。
(2012·徐州高一检测)如图所示，图甲为叶绿体结构和功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图回答：
甲 乙
(1)图甲中a是指________________，在a中发生的过程可称
第1课时 生命活动的能量“通货”——ATP
(教师用书独具)
●课标要求
解释ATP在能量代谢中的作用。
●课标解读
1．掌握ATP的结构组成和特点。
2．掌握ATP和ADP的相互转化。
3．解释ATP是细胞的能量“通货”。
●教学地位
ATP是生命活动的直接能源物质，是细胞内 ( http: / / www.21cnjy.com )能量转换和传递的“中转站”，它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的细胞呼吸和光合作用中具体能量的转化过程作了铺垫。在近三年高考中，ATP的结构、合成和利用以选择题形式考查，结合细胞呼吸的题目，多以非选择题的形式出现。
●教法指导
1．利用多媒体播放幻灯片，展示“萤火虫发光 ( http: / / www.21cnjy.com )器实验”过程。问题：为萤火虫发光直接提供能量的物质是什么？是葡萄糖还是ATP？PPT展示：实验过程，进行讲解。 强调实验设计的三个原则：对照、等量、单因子原则。
2．教学中恰当运用比喻：在细胞中糖类、脂肪 ( http: / / www.21cnjy.com )等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用，可以比喻为存折，生活中存折不能直接流通，ATP分子能被直接利用可以比喻为货币，生活中货币可以直接流通，这样使学生更容易理解标题，并能激发学习兴趣。
3．ATP、ADP相互转化 ( http: / / www.21cnjy.com )是本课时的重点。利用多媒体创设问题情境： 一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48 kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5 kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2～10 mg。人体细胞每天的能量需要水解200～300摩尔的ATP，这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2 000～3 000次。分析资料可知ATP在生物体内存在特点是：转化快，含量低，且含量相对稳定。由转化反应式的条件可知物质可逆，能量不可逆。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．百度搜索《秋夕》，欣赏设计图，播放 ( http: / / www.21cnjy.com )唐诗《秋夕》的Flash动画：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”引出问题：萤火虫发光除了需要荧光素外还需要的能量直接来自葡萄糖还是其他物质呢？
2．以一则小故事“相传我国晋朝时有 ( http: / / www.21cnjy.com )个青年叫车胤，他酷爱学习，但由于家贫买不起蜡烛，不能读书。于是就捉了很多萤火虫，装在薄薄的布袋子里。四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支点燃的蜡烛呢！他就借着萤火虫的光刻苦学习，后来成为一位有大学问的人。” 为切入点。
3．设置问题情境导入课题(1)萤火 ( http: / / www.21cnjy.com )虫发光的生物学意义是什么？(2)萤火虫体内有特殊的发光物质吗？(3)萤火虫发光的过程有能量的转换吗？再总结与能量相关的知识。细胞的主要能源物质、生物体内储存能量的物质、生物能量的最终来源分别是什么？这些能为生命活动直接供能吗？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P54相关信息，填写 ( http: / / www.21cnjy.com )“【课前自主导学】知识1和2及思考交流”；②阅读教材P55及图4－2内容完成“【课前自主导学】知识3”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种方式FLASH动画配诗或以第二种古代故事加设问方式导出课题。 步骤2：检测自学效果：①板演ATP的结构简式并标注名称；②作答【正误判断】并进行校正。 步骤3：采取抢答方式完成【课堂互动探究】探究1的“问题导思”并详解例1。
步骤7：引导学生以小组合作 ( http: / / www.21cnjy.com )形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】。 步骤6：ATP的利用可由【新课导入建议】3引出，课件展示实例，由学生归纳ATP的利用具体形式。完成【当堂双基达标】1、2、3、4、5题及教材P601、2、3题。 步骤5：以【教法指导】3的材料，引发学生思考ATP与ADP间可进行有条件的相互转化，强调物质可逆，能量不可逆以及ATP的主要能量来源于细胞呼吸、光合作用，并展示转化过程比较表格，尝试填充。参看【课堂互动探究】探究2中的第2知识点。 步骤4：诵读【结论语句】1，课件展示ATP的结构，并以不同色彩标注其各部分组成及名称。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握ATP的结构组成和特点。2.掌握ATP和ADP的相互转化。3.解释ATP是细胞的能量“通货”。 1.ATP的结构组成和特点。(重点)2.ATP和ADP的相互转化。(难点)
ATP的分子结构及特点
1．全称：腺嘌呤核苷三磷酸。
2．组成
3．结构简式：A－P～P～P
4．符号含义
5．特点
ATP末端的高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂。
ATP末端的高能磷酸键容易断裂，有什么意义呢？
【提示】 可迅速释放出能量，满足各种生命活动需要。
ATP和ADP的相互转化
1.ATP水解的本质：ATP末端的高能磷酸键断裂。
2．相互转化示意图
3．相互转化的意义
ATP和ADP的相互转化在永不停息地进行着，直接为生物体的各种需能反应提供能量。
ATP的利用
1．ATP与ADP之间的转化是可逆反应。(×)
【提示】 不可逆，反应条件和场所都不同。
2．新陈代谢快的细胞，ATP与ADP的转化也就快。(√)
3．ATP的结构式可以简写成A—P—P～P。(×)
【提示】 应为A—P～P～P。
4．ATP分子中含有两个高能磷酸键，且都很容易断裂和重建。(×)
【提示】 远离A的高能磷酸键易断裂和重建。
5．细胞的主动运输与ATP水解的反应相联系。(√)
ATP的结构及其功能
【问题导思】
①ATP的组成元素有哪些？单位组成如何？
②ATP成为细胞生命活动的直接供能物质的原因是什么？
1．ATP的元素组成与结构
2．ATP与核苷酸的关系
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保 ( http: / / www.21cnjy.com )证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，许多 ( http: / / www.21cnjy.com )能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
(2013·扬州高一期末)下列对ATP的叙述中，错误的是( )
①ATP可以水解为一个核苷酸分子和两个 ( http: / / www.21cnjy.com )磷酸分子 ②ATP分子中含有三个高能磷酸键 ③1个ATP分子脱去2个磷酸基团是合成RNA的原料 ④细胞质中有ATP的分布，细胞核中无ATP的分布 ⑤ATP是细胞生命活动的直接能源物质
A．①③ B．②④
C．③④ D．④⑤
【审题导析】 本题主要考查ATP的结构组成与功能，解答此题应从以下三点突破：
(1)明确ATP的化学组成成分是1分子腺苷和3分子磷酸基团。
(2)正确书写ATP的结构简式为A—P～P～P。
(3)理解ATP为能量的“通货”及场所。
【精讲精析】 ATP可以水解为一个 ( http: / / www.21cnjy.com )核苷酸分子和两个磷酸分子，①对；ATP分子中含有两个高能磷酸键，②错；1个ATP分子脱去2个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料，③对；细胞质和细胞核中均有ATP的分布，④错；ATP是细胞生命活动的直接能源物质，⑤对。
【答案】 B
ATP与ADP的相互转化
【问题导思】
①ATP水解释放的能量的应用实例有哪些？
②ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，尝试说出理由。
1．ATP的转化及利用
2．转化过程比较
反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体
能量来源 高能磷酸键 有机物和光能
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
3.相互转化的意义
由于ATP和ADP之间在细胞内的相互转化十分迅速，从而使细胞内ATP和ADP含量总是处于动态平衡之中。
ATP是细胞内的直接供能物质，但并非所有 ( http: / / www.21cnjy.com )的生命活动所需的能量都是由ATP提供的，如植物对水分的吸收和运输，其动力来自叶片蒸腾作用产生的拉力。
(2012·青岛高一检测)有关反应式“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，错误的是( )
A．肺泡内的气体交换时，不伴随①过程的进行
B．该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的
C．①②反应在活细胞中循环进行保证了生命活动的顺利进行
D．细胞中所有ATP均来自于呼吸作用
【审题导析】 解答本题应从以下三个关键点入手考虑：
(1)O2和CO2的跨膜运输不需要ATP。
(2)ATP与ADP的相互转化条件不同，为不可逆反应。
(3)不同的生物，ATP的形成来源不同。
【精讲精析】 现将上述四个选项分析如下：
选项 逐项分析 结论
A 肺泡内的气体交换是指O2和CO2进出细胞，是通过简单扩散实现的，而简单扩散不消耗能量 正确
B 在ATP和ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不可逆的 正确
C 生命活动需要能量，能量通过ATP分子在放能反应①和吸能反应②之间流通，保证了生命活动的顺利进行 正确
D 对于动物细胞，细胞中的ATP均来自于呼吸作用。但对于绿色植物细胞，ATP的形成除来自呼吸作用外，还来自光合作用 错误
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．ATP的结构简式是A—P～P～P，其中“A”表示腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表高能磷酸键。
2．ATP与ADP相互转化的反应式是 ATPADP＋Pi＋能量。
3．合成ATP所需的能量可来源于光合作用和呼吸作用。
4．ATP是生命活动的直接能源物质。
1．(2012·济南高一检测)ATP结构中的两个高能磷酸键断开后，剩余部分的结构可称为( )
A．腺嘌呤 B．腺苷
C．腺嘌呤核糖核苷酸 D．腺嘌呤脱氧核苷酸
【解析】 ATP中的A称为腺苷，由腺嘌呤和核糖构成，则两个高能磷酸键断裂后，剩余部分结构恰好构成RNA的基本组成单位——腺嘌呤核糖核苷酸。
【答案】 C
2．(2012·广州检测)当其他条件均可满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的高能磷酸键个数是( )
A．20个和30个 B．20个和40个
C．40个和40个 D．40个和60个
【解析】 一个ATP分子中含有1个腺 ( http: / / www.21cnjy.com )苷、3个磷酸、2个高能磷酸键。20个腺苷，对应60个磷酸，即只能形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键。
【答案】 B
3．下列生理过程中不能使ADP增加的是( )
A．核糖体上合成血红蛋白
B．肺泡表面进行气体交换
C．小肠吸收氨基酸
D．神经冲动的传导
【解析】 ADP不增加也就是ATP不水 ( http: / / www.21cnjy.com )解，即不用提供能量，则本题就转换为“下列生理过程中，不消耗能量的是”这样的问题。B选项是简单扩散的过程，不消耗能量；而A选项是合成蛋白质的过程，需能量供给；C选项是主动运输的过程，需能量；D选项神经冲动的传导也需要ATP供能。
【答案】 B
4．(2013·连云港高一期末)分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时，下列选项最合理的是( )
A．表示此细胞能量充足
B．表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原
C．表示此细胞内的葡萄糖氧化作用将加快
D．表明此细胞缺少能量
【解析】 由反应式ATPADP＋Pi＋能量可知，当体内ADP含量偏高时，一定是ATP分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量，所以A项可排除；B项中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量过剩时，与题目相矛盾，也可排除；未进食时，体内葡萄糖比正常情况下缺乏，氧化作用不会加快，C项错误。
【答案】 D
5．人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧 ( http: / / www.21cnjy.com )烈运动时3 s以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中ATP的相对含量随时间的变化如图所示，请据图回答：
(1)a→b的变化过程，说明ATP被水解， ( http: / / www.21cnjy.com )释放的能量用于________________________________________________。
(2)b→c过程中，ATP含量增加，说明________加强，释放出更多的能量，供ADP形成ATP使用，以补充细胞中ATP含量的不足。
(3)从整个曲线看，肌细胞中 ( http: / / www.21cnjy.com )ATP的含量不会降为零，说明________________________________________________。
【答案】 (1)肌肉收缩等生命活动 (2)细胞呼吸
(3)ATP的合成与分解是同时进行的
一、选择题
1．(2013·平顶山高一期末)下列关于ATP的叙述中，正确的是( )
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．三磷酸腺苷可简写为A～P～P—P
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
【解析】 三磷酸腺苷的分子式可简写为A—P～P～P，其中，P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量，所以称为高能磷酸化合物。
【答案】 D
2．(2012·周口高一期末)萤火虫尾 ( http: / / www.21cnjy.com )部发光，是荧光素接受了ATP中的能量后，将化学能转化成光能所致，此化学能来自APPP中的哪些磷酸键( )
A．①② B．②③ C．① D．③
【解析】 ATP的化学性质不稳定，在 ( http: / / www.21cnjy.com )有关酶的作用下，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解，且水解时能释放出大量的能量供给生命活动利用。在萤火虫体内，给荧光素提供能量的是远离腺苷的那个高能磷酸键。
【答案】 D
3．ATP转化为ADP可用下图表示。式中X代表( )
A．H2O B．[H] C．Pi D．P
【解析】 ATP全称是三磷酸腺苷，其结构 ( http: / / www.21cnjy.com )式可简写成A—P～P～P；ADP全称是二磷酸腺苷，结构式可简写成A—P～P，其中P代表磷酸基团。ATP转化成ADP的转化式可写成ATPADP＋Pi＋能量。因而题中的X应代表磷酸(Pi)。
【答案】 C
4．(2013·太原高一期末)海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由( )
A．有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来的
B．热能转变而来的
C．光能转变而来的
D．ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来的
【解析】 电鳗放电是一种生命活动，其电能也是由生命活动的直接能源物质ATP水解释放的能量转化来的。
【答案】 D
5．(2012·渭南联考)如图表示生命活动的直接能源物质ATP的结构式，其中能作为RNA的基本单位的是( )
A．① B．② C．③ D．④
【解析】 题图中①②③④分别是腺嘌呤核苷、腺嘌呤核糖核苷酸、ADP、ATP。其中腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位。
【答案】 B
6．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体 ( http: / / www.21cnjy.com )肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩，向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明( )
A．葡萄糖是能源物质
B．ATP是能源物质
C．葡萄糖是直接能源物质
D．ATP是直接能源物质
【解析】 ATP是生命活动的直接能源物质。
【答案】 D
7．(2013·盐城期末)对“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的一项是( )
A．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．反应向左进行和向右进行所需的酶都是一样的
C．ATP和ADP之间可以时刻转化，处于动态平衡之中
D．绿色植物体内合成ATP所需的能量完全来自光合作用
【解析】 A项中ATP由1个腺苷和3 ( http: / / www.21cnjy.com )个磷酸基团组成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成；B项反应向左进行是ATP的合成反应，酶Ⅱ属于合成酶，反应向右进行是ATP的水解反应，酶Ⅰ属于水解酶；C项ATP和ADP在细胞内时刻不停地发生相互转化，从而保证了生命活动的顺利进行；D项绿色植物体内合成ATP的能量来源有两个：一是光合作用吸收的光能；二是呼吸作用分解有机物释放的化学能。
【答案】 C
8．ATP是细胞内流通着的能量“通货”。下列关于ATP的说法中，错误的是( )
①参与ATP形成的元素包括C、H、O、 ( http: / / www.21cnjy.com )N、P ②线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所 ③ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 ④洋葱表皮细胞产生ATP的途径是细胞呼吸
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【解析】 蓝藻是原核细胞，无线粒体；一个 ( http: / / www.21cnjy.com )ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成的；洋葱表皮细胞无叶绿体，产生ATP的途径只能是细胞呼吸；ATP的元素组成是C、H、O、N、P。
【答案】 B
9．下列有关ATP与ADP的相互转化的叙述中，正确的是( )
A．消化道内蛋白质的消化会使ADP含量增加
B．ADP转化为ATP时，只需要Pi和能量
C．细胞膜主动运输消耗的能量不是由ATP水解提供的
D．ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化
【解析】 本题考查ATP与ADP相 ( http: / / www.21cnjy.com )互转化的条件、途径及特点。消化道内蛋白质水解不耗能，不会使ADP含量增加；ADP转化为ATP除需要Pi和能量外，还需要酶的催化；ATP是各种生命活动的直接能源物质，主动运输同样也是由ATP来直接供能；ATP与ADP的相互转化时刻不停地在细胞内进行，以保证生命活动的顺利进行。
【答案】 D
10．(2013·徐州高一检测)以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是( )
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下迅速顺利地进行
【解析】 活细胞中不停地进行代谢，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行。ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断的相互转化。酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下迅速顺利地进行的必要条件。
【答案】 A
二、非选择题
11．如图为三磷酸腺苷的一种表示方法，请据图回答下列问题。
(1)三磷酸腺苷又叫__________，图中的“～”表示的是________。
(2)三个ATP含有________个高能磷酸键；如果一个ATP脱去两个磷酸基，形成AMP，AMP是________的基本组成单位之一。
(3)植物合成ATP的途径有____________________。动物肌肉收缩的能量来源是________。
【解析】 三磷酸腺苷简称ATP，一分子 ( http: / / www.21cnjy.com )ATP中含有一个腺苷和3个磷酸基团。一分子ATP含有两个高能磷酸键，用“～”表示。两个高能磷酸键都水解后形成的AMP是组成RNA的成分之一。
【答案】 (1)ATP 高能磷酸键 (2)6 RNA
(3)光合作用和细胞呼吸 ATP水解释放的能量
12．在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。
(1)实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签。
②将________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签。
③在每支试管中加入________________________________________________________________________。
④观察发光现象并记录。
(2)实验现象预测及结论
现象预测 结论
①随ATP浓度升高，发光现象渐强 荧光强度与ATP浓度________
②随ATP浓度升高，发光现象________ 荧光强度与ATP浓度________
③________ 荧光强度与ATP强度无关
(3)实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？________。
②萤火虫发光是________能转变成________能的过程。
【答案】 (1)②荧光器粉末 ③等量不同浓度的ATP溶液
(2)①成正相关 ②渐弱 成负相关 ③随ATP浓度升高，发光现象无变化
(3)①第①种结果 ②ATP中活跃的化学 光
第2课时 酶与酶促反应
(教师用书独具)
●课标要求
1．说明酶在代谢中的作用。
2．探究影响酶活性的因素。
●课标解读
1．了解酶的化学本质。
2．举例说明酶的特性和酶促反应的过程。
3．探究影响酶活性的因素。
●教学地位
了解酶的本质、特性，对理解 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行、细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用。即本课时内容将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。在高考中，对酶的作用本质、特性的理解多以选择题形式考查，并结合坐标曲线综合考查影响酶活性的因素等。
●教法指导
酶作为生物催化剂，细胞内部的物质转换和能量 ( http: / / www.21cnjy.com )转换都离不开酶的催化作用。因此在引导学生掌握酶的概念和本质时，先由贴近生活的设问导入课题→演示实验验证酶的高效性→学生观察实验现象，并对不同试管的卫生香的燃烧程度进行描述→图文解释酶的高效性的原因——降低反应的活化能(教材P57图Ⅰ)，课件展示有关活化能的概念解析图例→资料阅读加课件展示酶的本质探索→分组讨论酶的本质，最后进行补充、激励、小结，并以加粗加黑字体打在屏幕上。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．向学生展示广告片段，让学生感性认识到生活 ( http: / / www.21cnjy.com )中酶的应用很广泛。学生在生活中经常会接触到一些与酶有关的生活必需品比如加酶洗衣粉、多酶片、含酶牙膏等，酶与我们的生活息息相关，但是学生对酶的认识有限，不知道为什么加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污力更强；为什么多酶片可以促进消化……所以我们应该让学生更多的了解酶，了解酶的作用和本质，使酶为我们的生活增添更多姿彩。
2．通过上一节课的学习，我们了解到生物体的各 ( http: / / www.21cnjy.com )种生命活动都需要消耗ATP。而科学研究发现，生物体和各种生命活动之所以能迅速而有规律的进行，还和酶有关。那么，酶是什么呢？请大家阅读下面的3段材料，归纳出酶的来源、作用和化学本质。
材料一：19世纪，酿酒业在欧 ( http: / / www.21cnjy.com )洲经济中占有重要的地位。但是，酿出的葡萄酒经常莫名其妙地变酸。许多化学家都相信这是一个纯化学的过程，与生命活动无关。1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有酵母细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。后来，德国化学家毕希纳通过研磨等方法从酵母细胞中获取了引起发酵的物质并命名酿酶。
材料二：1917年，美国科学家萨 ( http: / / www.21cnjy.com )姆纳从刀豆种子中提取了脲酶(这种酶能催化尿素分解成氨和二氧化碳)。然后，他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。后来，科学家又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶都是蛋白质。
材料三：20世纪80年代，美国科学家切赫等发现少数RNA也具有生物催化功能。
●教学流程设计
课前自主探究：通读教材P55～57，填写“ ( http: / / www.21cnjy.com )【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P58～59内容，完成“【课前自主导学】知识2”。 步骤1：建议采用【新课导入建议】中第一种方式导入新课并以分组抢答的方式完成【正误判断】，检查预习效果。 步骤2：联系现实生活，教师演示酶特性的探究实验，利用课件呈现问题，引导学生分析如何设置对照实验和分析实验现象，结合【课堂互动探究】探究1的相关知识解读。尝试解答例1。 步骤3：按照教科书中“边做边学——酶具有特异性”进行实验操作，小组讨论课件呈现的问题，教师引导学生分析自变量和因变量的关系，从中找出科学结论的推导方法，学会与人交流，以提高学生分析问题和语言表达能力。
步骤7：针对教材P54的【学习目标】进 ( http: / / www.21cnjy.com )一步通读教材，自检本课时的知识理解、掌握应用情况。自主完成【当堂双基达标】后小组互评，修正错误。 步骤6：利用【课堂互动探究】探究2中的“名师点拨”，结合影响酶促反应因素的相关曲线，引导学生讨论归纳有关解决曲线分析题的方法步骤和解题技巧，并对例2尝试解答。 步骤5：各小组将实验结果和结论在全班展评，并共同讨论归纳，作出pH值对酶促反应的影响曲线。教师对例3中的【审题导析】进行点拨，学生分组完成例3，并互评后与参考答案对照。 步骤4：按照教材P58“课题研究——影响酶促反应速率的因素”以“探究pH对酶活性的影响”为题目分组进行实验探究。教师参与小组实验，指导学生选材、设计和动手实验并分析实验现象，得出实验结论。
步骤8：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.了解酶的化学本质。2.举例说明酶的特性和酶促反应的过程。3.探究影响酶活性的因素。 1.酶与酶促反应。(重点)2.影响酶促反应的因素。(难点)
酶与酶促反应
1.酶
2．酶的特性
(1)高效性：在常温、常压、适宜的pH等温和条件下具有很高的催化效率。
(2)特异性：一种酶只能对一定的底物发生催化作用。
3．酶促反应
(1)概念：由酶催化的化学反应。
(2)酶活性：酶对化学反应的催化效率。
馒头和蔬菜刚吃时都没有甜味，咀嚼一会儿，馒头有甜味而为何蔬菜仍无甜味？
【提示】 馒头中含有淀粉，而口腔中含有唾液淀粉酶，可把淀粉分解成麦芽糖，所以有甜味！而蔬菜中几乎不含淀粉。
影响酶促反应的因素
1.温度
酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度，低于或高于这一温度都会使反应速率降低。
2．pH
酶表现出最大活性时的pH称为酶的最适pH。pH对酶活性的影响是通过改变酶的活性中心等发挥作用的。
3．酶的浓度和底物的浓度
(1)在酶促反应中，酶先要与底物形成中间复合物，当底物浓度大大超过酶的浓度而温度和pH不变时，酶的浓度与酶促反应速率成正比例关系。
(2)如果酶促反应的底物只有一种， ( http: / / www.21cnjy.com )当其他条件不变、酶的浓度一定的情况下，在底物的浓度较低时，反应速率随底物的浓度的增加而急剧加快。反应速率与底物的浓度成正比例关系；当底物的浓度达到某一定值后，再增加底物的浓度，反应速率不再增加。
1．所有的活细胞都能产生酶，酶只能在生物体内才起催化作用。(×)
【提示】 酶在体外也能起催化作用。
2．从低温升到高温和从高温降到低温，酶的活性都升高。
(×)
【提示】 从高温降到低温，酶的活性不变，因为酶可能失活。
3．酶催化作用的实质就在于它能降低化学反应的活化能。(√)
4．能够促使肠麦芽糖酶水解的酶是麦芽糖酶。(×)
【提示】 促使其水解的酶为蛋白酶。
酶的概念、特性及与一般催化剂的比较
【问题导思】
①酶的化学本质都是蛋白质吗？
②酶在细胞中起什么作用？具有什么意义？
1．概念
2．与一般催化剂的相同点
(1)改变化学反应速率，本身不被 ( http: / / www.21cnjy.com )消耗；(2)只能催化热力学允许进行的反应；(3)加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；(4)降低活化能，使速率加快。
3．酶的特性
(1)高效性：指催化效率很高，使得反应速率很快。
(2)特异性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的物质，这就是酶对底物的特异性。即酶只能催化一种或一类物质的化学反应。
(3)多样性：指生物体内具有种类繁多的酶。
(4)易变性：由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。蛋白质的空间结构发生改变或破坏，使酶失去生物活性，这种现象称为变性。
(5)反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、适宜pH条件下进行。
(2013·济南高一期末)下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )
【审题导析】 解答此题可以从以下几点入手分析：
(1)明确曲线的始点表示为初态，曲线的最高点表示活化态。
(2)明确酶的作用机理反映在曲线上为两活化能的差值。
【精讲精析】 酶催化作用的实质是降低化 ( http: / / www.21cnjy.com )学反应的活化能。所谓活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。从图像可知：没有酶催化时反应所需的能量多，有酶催化时所需的能量少，两者之间的差值就是酶所降低的能量。
【答案】 C
酶的活性与酶促反应速率的相关曲线解读
【问题导思】
①影响酶促反应速率的因素有哪些？
②影响酶促反应速率的因素一定影响酶的活性吗？
1．浓度对酶促反应速率的影响
(1)酶浓度对酶促反应速率的影响
图1 图2
①图1说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
②图2说明：a.与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；b.酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
(2)
反应底物浓度对酶促反应速率的影响
通过图示可以看出：
①加入酶B时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加，当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变，原因是酶B饱和了。
②酶B会促进酶促反应的进行，而酶A不会，说明酶具有特异性。
2．温度、pH对酶活性的影响
图a
图b 图c
(1)图a说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。
②过酸、过碱都会使酶失活。
③不同的酶最适pH不同。
(2)图b说明：①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
(3)图c说明：反应溶液中酸、碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
3．影响酶活性的因素一定会影响酶促 ( http: / / www.21cnjy.com )反应速率，如上述2中的温度、pH，但影响酶促反应速率的因素不一定影响酶的活性，如上述1中酶浓度和反应底物浓度。
有关曲线分析的方法步骤
第一步：明确横纵坐标的含义，一般情况下横坐标为自变量，纵坐标为因变量，分析两坐标间的关系。
第二步：分析曲线中的起点、关键点。
第三步：坐标系中有多条曲线时，应从两 ( http: / / www.21cnjy.com )方面进行分析：①当横坐标相同时，对应的纵坐标两者之间的关系。②当纵坐标相同时，对应的横坐标两者之间的关系，如大小等。
如下图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是( )
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
【审题导析】 解答此题应注意以下两点：
(1)明确坐标意义：纵坐标为酶促反应速率，横坐标的影响因素是温度(注意曲线中的多种影响因素，如pH)。
(2)正确分析不同因素下曲线变化：
①同一曲线中，曲线出现平台前的影响因素即为横坐标代表的温度。
②不同曲线可依据纵坐标反应的结果，对比分析突破。
【精讲精析】 题图可以反映温度和pH对 ( http: / / www.21cnjy.com )酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素，不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。
【答案】 B
影响酶促反应速率的因素
一、温度：酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度，低于或高于这一温度都会使反应速率降低。
二、pH：酶表现最大活性时的pH称为酶的最适pH。pH对酶活性的影响是通过改变酶的活性中心等发挥作用的。
探究pH对酶活性的影响
1．实验原理
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，通过含过氧化氢酶的滤纸片在过氧化氢溶液中上浮的情况来检验氧气的生成量。
2．实验步骤设计
取3只烧杯——分别加入等 ( http: / / www.21cnjy.com )量的pH依次为5、7、9的H2O2溶液——将大小相同的浸过过氧化氢酶溶液的干燥滤纸片分别放入3只烧杯中——观察滤纸片上浮情况。
3．实验结果预测
pH为7的条件下，滤纸片上升最快。
4．实验结论：pH影响酶活性。
1．由于无关变量也会影响实验的结果 ( http: / / www.21cnjy.com )，所以应保持一致，保证实验中的自变量只有一个，即单一变量原则。在对实验结果进行预测和分析时，都要紧紧围绕单因子变量。
2．pH对酶促反应的影响是通过对酶活性的影响而实现的。
(2010·海南高考改编)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答问题。
试管编号实验步骤 1 2 3 4
1%NaCl溶液(mL) 1
1%CuSO4溶液(mL) 1
1%Na2SO4溶液(mL) 1
蒸馏水(mL) 1
pH＝6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1
1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
(1)分析实验结果可知： ( http: / / www.21cnjy.com )对酶活性有影响的离子是________，其中对酶活性有抑制作用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。
(2)该实验中设置4号试管的目的是 ( http: / / www.21cnjy.com )________，设置3号试管的目的是_____________________________________。
(3)上述实验中若用斐林试剂代替 ( http: / / www.21cnjy.com )碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是__________、____________、____________、____________。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是__________
_______________________________________________。
【审题导析】 正确解答本题的关键是：
(1)明确不同试管间的自变量。
(2)分析不同试管产生不同结果的原因。
【精讲精析】 该实验的大体思路是向 ( http: / / www.21cnjy.com )1、2、3、4号试管中分别加入1%NaCl溶液、1%CuSO4溶液、1%Na2SO4溶液、蒸馏水来观测唾液淀粉酶水解淀粉的情况，以此判断NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响。
(1)实验的自变量是加入的 ( http: / / www.21cnjy.com )1%NaCl、1%CuSO4、1%Na2SO4溶液和蒸馏水；分析实验结果可知，加入1%NaCl溶液的1号试管中淀粉被淀粉酶完全水解，所以可能是Na＋或Cl－促进酶活性，如果是Na＋能够促进唾液淀粉酶的活性，则3号试管中最后的结果应该也是无色，而3号试管中现象为浅蓝色，所以是Cl－能够促进唾液淀粉酶的活性；同理通过2和3号试管的比较可知，Cu2＋能够抑制唾液淀粉酶的活性。
(2)4号试管中加入的是蒸馏水 ( http: / / www.21cnjy.com )，起对照作用；3号试管与1号试管对照，说明Na＋对唾液淀粉酶的活性无影响，3号试管与2号试管对照说明SO对唾液淀粉酶的活性无影响。
(3)1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强，淀粉 ( http: / / www.21cnjy.com )被水解成麦芽糖，所以加入斐林试剂后有深砖红色沉淀生成，2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制，淀粉未被水解成麦芽糖，所以加入斐林试剂后无砖红色沉淀生成，3号试管中的唾液淀粉酶的活性未受到影响，淀粉部分被水解成麦芽糖，所以加入斐林试剂后有浅砖红色沉淀生成，4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响，结果同3号试管；斐林试剂中含有Cu2＋，对淀粉酶的活性有影响，故保温之前不能加入斐林试剂。
【答案】 (1)Cl－和Cu2＋ Cu2＋ Cl－
(2)对照 确定Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响
(3)深砖红色 无砖红色(或蓝色) 浅砖红色 浅砖红色 斐林试剂中有Cu2＋，其可抑制唾液淀粉酶的活性
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
酶本质特性高效性特异性催化机理酶促反应影响因素温度pH酶的浓度底物的浓度
结 论 语 句
1．酶是由活细胞产生的，具有催化活性的一类特殊蛋白质，又称为生物催化剂。
2．酶催化作用的实质就在于它能降低化学反应的活化能。
3．酶在常温、常压、适宜的pH等温和条件下具有很高催化效率，即高效性。
4．一种酶只能对一定的底物发生催化作用，这是酶的特异性。
5．影响酶促反应速率的因素有温度、pH、酶的浓度和底物的浓度。
1．(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是
( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
【解析】 分析曲线可知：甲酶在蛋白酶 ( http: / / www.21cnjy.com )的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。
【答案】 B
2．(2011·上海高考 ( http: / / www.21cnjy.com ))下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是( )
A．① B．② C．③ D．④
【解析】 从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。
【答案】 A
3．关于酶的叙述中，正确的是( )
A．酶只有在生物体内才能起催化作用
B．酶都有消化作用
C．调节新陈代谢的物质不是酶
D．酶都是在核糖体上合成的
【解析】 酶虽然是由活细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞产生的，但它的催化作用不一定局限于生物体内，只要条件适宜，体内体外都可起催化作用，故A项不正确。酶的催化作用表现在多方面，有的酶促进物质合成，有的酶促进物质分解，只有消化酶才能促进消化，故B项也不正确。调节新陈代谢的物质有激素、无机盐等，故C项正确。在核糖体上合成的物质是蛋白质，所以只有蛋白质类的酶才在核糖体上合成，少数酶是核酸不能在核糖体上合成，故D项也不正确。
【答案】 C
4．在酶促反应过程中，与酶促反应的速率有密切关系的是( )
①酶的性质 ②底物浓度 ③反应产物浓度
④温度 ⑤pH
A．④⑤ B．①④⑤
C．①②③ D．①②③④⑤
【解析】 影响酶促反应的因素有酶的性质、温度、pH、底物浓度、酶的浓度等，反应产物浓度也会抑制酶促反应，故选D。
【答案】 D
5．过氧化氢(H2O2)是反应活性很 ( http: / / www.21cnjy.com )高的化学物质，常用于漂白，也用于清洗小的伤口。细胞在代谢过程中，会产生H2O2，它对细胞有毒害作用，但体内酶的存在可以使其分解为无毒物质。请分析下图所示的实验，并回答有关问题。
(1)在①～⑤号试管中，最先产生气泡的 ( http: / / www.21cnjy.com )是______；产生气泡最多的是________；试管内发生的化学反应的反应式是________________。
(2)将点燃但无火焰的卫生香放到①～⑤号 ( http: / / www.21cnjy.com )试管管口，观察到的现象分别是：①________；②______________；③________；④________；⑤________。
(3)比较①号和②号试管，以及②和③④⑤号试管所看到的不同现象，说明了________________________________。
【解析】 本题是一道生物和化学知识相联 ( http: / / www.21cnjy.com )系的跨学科综合实验题。(1)①号试管中，FeCl3是无机催化剂，催化效率相对较低，催化过氧化氢分解速率较慢；③号试管内是煮过的肝脏匀浆，因高温破坏了酶的结构而使酶丧失活性；④号试管冷冻的肝脏匀浆因低温降低了酶的活性；⑤号试管中的酸性环境使酶失去活性；只有②号试管的反应条件适宜。因为，最先产生气泡的是②号试管，产生气泡最多的也是②号试管。(2)①号和②号试管都能发生反应，但②号试管反应速率快，效果显著，这说明酶具有高效性。②号与③④⑤号试管条件不同，结果也不同，说明酶的催化作用需要适宜的温度和酸碱度。
【答案】 (1)② ② 2H2O22H2O＋O2↑ (2)可复燃 可复燃，且燃烧地猛烈
无变化 无变化 无变化 (3)酶具有高效性，酶的催化作用需要适宜的酸碱度和温度
一、选择题
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
【解析】 酶的催化作用是降低了反应的活化能； ( http: / / www.21cnjy.com )酶所处环境中温度和pH的改变会影响酶的活性；酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失；酶分子完成催化作用后其数量和结构均不发生改变。
【答案】 C
2．(2011·海南高考)某一 ( http: / / www.21cnjy.com )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。下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
【解析】 酶能降低化学反应的活化能，因而能增大反应速率，使反应物浓度快速下降。
【答案】 D
3．(2013·宿迁高一检测)在过氧化氢酶催化过氧化氢分解完成后的试管中加入双缩脲试剂，其结果是( )
A．产生气泡 B．溶液呈紫色
C．溶液呈蓝色 D．产生砖红色沉淀
【解析】 过氧化氢酶的化学本质为蛋白质，蛋白质分子与双缩脲试剂反应使溶液呈紫色。
【答案】 B
4．(2013·西安高一联考)多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。关于酶的叙述，正确的是( )
A．多酶片中的酶都是蛋白质
B．一个酶分子只起一次作用
C．酶提供反应开始时所必需的活化能
D．食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需酶的作用
【解析】 本题考查对酶基础知识的理解。
另外，生物体内各种化学反应均需酶的催化，不管是食物消化，还是细胞内的化学反应，故D项错误。
【答案】 A
5．如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
【解析】 酶活性受温度的影响，在低 ( http: / / www.21cnjy.com )温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温度后，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶活性丧失，因此B项正确。温度由t2下降到最适温度时，酶活性不变；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。
【答案】 B
6．将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会( )
A．提高淀粉酶活性
B．改变可溶性糖分子结构
C．防止玉米粒发芽
D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶
【解析】 刚采摘的甜玉米内含 ( http: / / www.21cnjy.com )有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理后，酶失活，因此能保持甜味。
【答案】 D
7．(2013·珠海高一测试)下列关于活化能的叙述不正确的是( )
A．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
B．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能
C．酶可以降低化学反应的活化能
D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著
【解析】 酶和无机催化剂均能降低反应的活化 ( http: / / www.21cnjy.com )能。相比之下，酶降低活化能的作用效果更显著。水浴加热虽然能加快化学反应速率，但并没有降低反应的活化能。
【答案】 B
8．猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草的 ( http: / / www.21cnjy.com )分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是( )
A．只有实验①能 B．只有实验②能
C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能
【解析】 甲试管中的蛋白液可被蛋白酶水解，但 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白酶的化学成分是蛋白质，因此，甲、乙试管均出现紫色反应。丙试管中的蛋白酶可水解蛋白块，因此，丙中的蛋白块体积变小，丁中蛋白块体积不变。
【答案】 B
9．下图是pH对酶活性的影响情况，由图不能得出的结论是( )
A．不同酶的活性有着不同的pH范围
B．不同的酶有着不同的最适pH
C．低于或高于最适pH都会使酶的活性降低甚至丧失
D．pH越高酶的活性越高
【解析】 酸碱度低于最适pH时 ( http: / / www.21cnjy.com )，在酶不失活的情况下，pH越高，酶的活性越高；但当酶已经失活时，其活性不会随着pH的升高而恢复；另外，当酸碱度高于最适pH时，酶的活性会随着pH的升高而降低，甚至丧失。
【答案】 D
10．(2013·扬州高一期末)某同学为了探 ( http: / / www.21cnjy.com )究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响，设计了下表所示的对比实验。其他同学看了该实验设计后，提出了下列修改意见，其中正确的是( )
加入物质
试管号
1 2
稀淀粉糊(mL) 2 2
新鲜唾液(mL) － 2
蒸馏水(mL) 2 －
恒温处理(15 min) 37 °C 0 °C
碘液(滴) 2 2
A.1号试管不必加入2 mL蒸馏水，而应该加入2 mL新鲜唾液
B．2号试管不必加入2 mL新鲜唾液，而应该加入2 mL蒸馏水
C．2号试管应该保持在37 ℃环境中进行恒温处理
D．1号试管应加入2 mL新鲜唾液，并保持在0 ℃环境中进行恒温处理
【解析】 实验的自变量是温度，除两试管控制温度不同之外，其他方面都是相同的。
【答案】 A
二、非选择题
11．(2013·淮安高一 ( http: / / www.21cnjy.com )检测)[实验探究] 过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中，它能加快H2O2的分解，Fe3＋也能催化H2O2分解。现有新鲜萝卜、锈铁钉、3%的H2O2溶液、剪刀以及试管若干。请用这些实验材料和用具，设计一组实验来验证：①萝卜中含过氧化氢酶；②酶的催化效率比Fe3＋高。
(1)实验步骤
第一步：取3支干净的试管，分别编号为A、B、C，各加入10 mL 3%的H2O2溶液。
第二步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验现象：A试管________________________________________________________________________。
B试管中产生少量气泡，C试管中无反应。
(3)实验分析
①A与C试管现象对比可说明____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________。
②A与B试管现象对比可说明____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________。
【解析】 本题考查实验设计能 ( http: / / www.21cnjy.com )力和结果分析能力。萝卜中含有过氧化氢酶能催化H2O2分解产生H2O和O2，Fe3＋也能催化H2O2分解，因此可根据试管中是否产生气泡和产生气泡多少来验证酶的存在和酶的催化效率比Fe3＋高。
【答案】 (1)在A试管中加入少许新鲜萝卜碎块，B试管中加入锈铁钉，C试管中不加任何物质
(2)产生大量气泡
(3)①萝卜中含有过氧化氢酶 ②酶的催化效率高于无机催化剂(Fe3＋)
12．为探究高温对酶活性的影响，某同学设计并进行了如下实验：
方法步骤：
①取两个大小相同的洁净试管并编号为1、2。
②在1号试管中加入2 mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，2号试管中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液。分别置于100 ℃恒温水浴中5分钟。
③将2号试管中的肝脏研磨液加入到1号试管中，振荡摇匀，再置于100 ℃恒温水浴中5分钟，结果未观察到气泡产生。
请据此回答下列问题：
(1)实验目的：________________________________________________________________________。
(2)结果分析：该同学在实验中观察不到气泡产生的原因可能是：
①高温使过氧化氢酶变性失活。
②高温使过氧化氢全部分解。
③高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢全部分解。
(3)交流讨论：同学们推测实验中观察不到气泡产生有上述三个原因。为了验证推断，在原实验基础上设计了如下实验方案进行验证。
方案①：将上述试管温度缓慢降至37 ( http: / / www.21cnjy.com )℃左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入2 mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，观察，仍无气泡产生，则说明________________________________________________________________________
______________。
方案②：将上述试管温度缓慢降至37 ( http: / / www.21cnjy.com )℃左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液，观察，仍无气泡产生，则说明________________________________________________________________________
________________。
方案③：若方案①和方案②现象同时成 ( http: / / www.21cnjy.com )立，则说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在研究温度对酶活性的影响实验过程中，需控制________等无关变量。
【解析】 由于过氧化氢有遇高温分解 ( http: / / www.21cnjy.com )的特性，所以不产生气泡的原因可能是酶失活也可能是过氧化氢高温分解或者是两者同时存在，若温度缓慢降至37 ℃左右，再加入过氧化氢时无气泡产生说明酶失活；若降温至37 ℃左右，再加入酶时无气泡产生说明底物过氧化氢完全分解；若将上述溶液分成两份时，方案①和②同时成立则说明酶失活、过氧化氢也完全分解。上述实验中pH为影响实验结果的无关变量。
【答案】 (1)探究高温对酶活性的影响
(3)高温使过氧化氢酶变性失活
高温使过氧化氢全部分解
高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢全部分解 (4)pH
第二节光合作用
第1课时 光合色素与光能的捕获
(教师用书独具)
●课标要求
1．说明光合作用的认识过程。
2．叶绿素中色素的提取和分离。
●课标解读
1．说出对光合作用的认识过程。
2．举例说出主要的光合色素。
3．掌握提取和分离叶绿体中的色素的方法。
●教学地位
通过第1课时对“捕获光能 ( http: / / www.21cnjy.com )的色素和结构”的学习，为光合作用光反应阶段的学习打下基础。近三年的高考中，多以图解形式考查色素对光谱的吸收及色素的提取分离中的试剂作用及结果分析等。
●教法指导
1．对色素的提取分离试验的 ( http: / / www.21cnjy.com )实验结果进行“点睛式”点拨，即①色素的含量——色素带的宽度，②色素在层析液中的溶解度——速度快慢，③色素带距离最近的是叶绿素a和叶绿素b，最远的是胡萝卜素和叶黄素。
2．对于涉及的试剂、材料的选择、 ( http: / / www.21cnjy.com )作用及结果，设置若干问题在实验室分组实验操作中通过实际实验去分析、总结，如提取绿叶中的色素研磨时为什么要迅速而充分？分离绿叶中的色素时不能让滤液细线触及层析液等。
3．注重合作学习。如一名同学提取绿 ( http: / / www.21cnjy.com )叶中的色素另一名同学则制备滤纸条；又如一名同学做滤纸条剪去两个角的实验，另一名同学则做滤纸条不剪去两个角的实验，然后比较实验结果的不同。
4．对于色素的吸收光谱分析可采取对照 ( http: / / www.21cnjy.com )演示的方法进行，即将已置入新鲜的菠菜色素滤液或新鲜的胡萝卜素提取液放在投影仪的光源和三棱镜之间，让学生观察两种情况下光谱区的变化。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．屏幕上出示白化苗图片并提问：为什么白化苗很快就会死亡？为什么没有色素，植物就不能进行光合作用？
2．万物生长靠太阳。为什么这么说呢 ( http: / / www.21cnjy.com )？请同学们观察以下数据。据统计①地球表面上的绿色植物每年大约制造了4 400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018 kJ。这个数字大约相当于240 000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需能量的100倍。根据以上资料，我们可以得出什么结论？那么太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P62“回眸历 ( http: / / www.21cnjy.com )史”栏目填写“【课前自主导学】知识1”；②阅读教材P63内容完成“【课前自主导学】知识2、知识3及思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种图片展示方式或以第二种数据展示加设问方式导出课题。 步骤2：检测预习效果：作答【正误判断】并进行校正。同时口答色素分离实验中滤纸条上呈现的四条色素带的位置及颜色。 步骤3：分组实验操作，对照色素带的成果，展示进行实验成败分析及结果探讨，参看【实验探究】及例2。
步骤7：引导学生以小组合作形式总 ( http: / / www.21cnjy.com )结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。课下完成【课后知能检测】及教材P68“评价指南”中的第1小题。 步骤6：分组绘制叶绿体结构示意图，标注色素、酶的分布情况，对色素带进行色素名称标注，并进行同位间批改互评。教师给予总体评述。 步骤5：针对【课堂互动探究】探究的恩吉尔曼实验的实验设计“四妙”进行点拨，以例1进行分析，学生完成【当堂双基达标】第4小题。 步骤4：演示色素的吸收光谱实验，学生思考不同色素滤液的吸收情况，课件展示恩吉尔曼实验，并对教材P64“积极思维”中提出的问题进行讨论交流。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出对光合作用的认识过程。
2.举例说出主要的光合色素。
3.掌握提取和分离叶绿体中的色素的方法。 1.主要的光合色素。(重点)
2.提取和分离叶绿体中的色素。(重难点)
光合作用的发现过程
时间 人物 实验方法 结论
17世
纪中
叶 范·海尔
蒙特 用定量的方法 植物生长所需养料主要来自水，而不是土壤
1771 普利斯
特莱 通过植物和动物之间进行气体交换的实验 植物生长需要吸收CO2，同时释放出O2
1779 扬·英
根豪斯 植物需要阳光才能制造出O2
1864 萨克斯 采用碘液检测淀粉的方法 叶片在光下能产生淀粉
1940 鲁宾和
卡门 运用同位素标记法 光合作用释放的O2来自水，糖类中的氢也来自水
1948 卡尔文 用14C标记的CO2进行示踪 CO2用于合成糖类等有机物
光合色素与光能的捕获
色素名称 颜色 功能
叶绿素a 蓝绿色
叶绿素b 黄绿色 主要吸收和利用红光和蓝紫光
胡萝卜素 橙黄色
叶黄素 黄色 主要吸收蓝紫光，还有保护叶绿素免受强光伤害的作用
夏天时绿叶茂盛，而到了深秋却有“看万山红遍，层林尽染”的美景，你能解释不同季节中树叶颜色不同的原因吗？
【提示】 夏天，叶片中叶绿素的含量较多，叶片呈绿色。深秋时，叶绿素大部分被降解掉，而液泡中的花青素导致叶片变红。
提取和分离叶绿体中的色素
1.研磨菠菜叶片时，要加入少许石英砂和碳酸钙以及5 mL丙酮。
2．丙酮易挥发，并有一定的毒性。因此盛有研磨液的试管口要用棉塞塞紧。
3．将选好的滤纸条剪去一端两角，在距该端大约1_cm处用铅笔画一条细线。
4．画滤液细线时，需沿铅笔画的线重复若干次，在重复画时，需将上一次画的滤液细线吹干。
5．滤液细线不能触及到层析液。
1．萨克斯、鲁宾和卡门他们都是通过测量产物的放射性来观察实验结果的。(×)
【提示】 萨克斯通过碘液染色测量淀粉的有无。
2．卡尔文和鲁宾、卡门都选用14C作为标记元素。(×)
【提示】 卡尔文用14C标记CO2，鲁宾和卡门用18O标记H2O。
3．绿叶中色素的分离可用丙酮进行操作。(×)
【提示】 色素分离应用层析液。
4．色素提取时研钵中加少许二氧化硅和少许CaCO3的作用是不同的。(√)
5．画滤液细线时要求齐、细、直，需多次干燥后重复画；且滤纸上的滤液细线需触及层析液。(×)
【提示】 如果触及层析液，细线中色素会溶解到层析液中。
6．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(√)
色素对光能的吸收及叶绿体功能
验证实验
【问题导思】
①从色素对光能的吸收的角度分析叶片为何呈现绿色？
②不同色素对不同波长的光的吸收特点是什么？
③恩吉尔曼实验的巧妙之处有哪些？
1．叶绿体中的色素与吸收光谱
2．叶绿体中的色素对光的吸收特点
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。
3．叶绿体功能的验证实验——恩吉尔曼实验
(1)实验过程及现象
载有水绵
和好氧细
菌的临时
装片 处理①无空气、黑暗，
极细的光束照
射水绵现象,细菌在叶绿体被光束
照射的部位集中③透过三棱镜的
光照射水绵现象,细菌聚集在红光和蓝
光区域 ②暴露在阳光下现象,细菌分布在叶绿体所
有受光部位
(2)实验结论
①叶绿体是进行光合作用的场所。
②O2是由叶绿体释放的。
4．实验设计“四妙”
(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。
(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。
(3)观测指标设计的妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
(4)实验对照设计的妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，明确实验结果完全是光照引起的等。
1．并不是所有的真核植物细胞中都含有叶绿体，只有进行光合作用的组织或器官才含有叶绿体，如叶肉细胞。
2．能进行光合作用的不一定含有叶绿体，如蓝藻。
(2013·南京高一检测)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是( )
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
【审题导析】 解答此题应从以下三点来入手考虑：
(1)光照是水绵进行光合作用的必需条件。
(2)CO2是水绵进行光合作用的原料。
(3)排除无关变量(空气中的氧)的干扰。
【精讲精析】 水绵中的叶 ( http: / / www.21cnjy.com )绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则好氧细菌均匀分布，无法根据好氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。
【答案】 B
提取和分离叶绿体中的色素
1．实验原理
(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮中，用丙酮可以把色素从生物组织中提取出来。
(2)色素在层析液中的溶解度不同，溶解度 ( http: / / www.21cnjy.com )高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度小的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可将不同色素分离开。
2．实验流程
提取叶绿体中的色素：称取2 g绿叶，加入少许石英砂和碳酸钙以及5 mL丙酮，迅速研磨，制滤液于小试管，并密封
制备滤纸条：准备好长6 cm、宽1 cm的滤纸条，剪去一端两角，在距离该端大约1 cm处用铅笔画一条细线
画滤
液细线
分离叶
绿体中
的色素)
观察结果：滤纸条上色素带有四条
3．实验结果的分析
经层析后在滤纸条上出现四条色素带。通过色素的分布、宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量和溶解度大小。
1．色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。
2．色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
3．色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快溶解度越大。
4．相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。
5．色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。
4．实验操作注意事项及目的
过程 注意事项 操作目的
提取色素
① 选取新鲜的绿色叶片 使滤液中色素含量高
② 研磨时加入5mL丙酮 溶解叶片中的色素
③ 研磨时加入少许的石英砂和碳酸钙 研磨充分和保护叶绿素
④ 迅速、充分研磨 防止溶剂挥发，并充分溶解色素
⑤ 盛放滤液的小试管管口加棉塞 防止溶剂挥发和色素分子被氧化
分离色素
① 下端剪去两角 避免两边扩散过快，保证色素带平整
② 滤液细线要直、细、齐 使分离的色素带平整、不重叠
③ 滤液细线干燥后重复
画若干次 使分离的色素带清晰，便于观察
④ 滤液细线不能触及
层析液 防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中
(2012·海南高考改编)关于叶绿体色素的叙述，错误的是( )
A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光
B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素
D．丙酮提取的叶绿体色素不能吸收光能
【审题导析】 本题考查绿叶中色素的提取与分离的实验的有关知识，解答此题应注意以下几点：
(1)明确叶绿素的吸收光谱。
(2)明确绿叶中各种色素的含量。
(3)明确色素分离方法。
(4)明确丙酮不能破坏色素的结构。
【精讲精析】 叶绿素a和叶绿素b ( http: / / www.21cnjy.com )主要吸收红光和蓝紫光，A正确；叶绿体中叶绿素含量为3/4，类胡萝卜素为1/4，B正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离，C正确；丙酮提取的叶绿素只要结构不被破坏，仍可以吸收光能。
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
光合作用发现过程光合色素功 能分 类提 取分 离
结 论 语 句
1．用丙酮提取色素的原理是色素能溶解在丙酮中。
2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散快，反之则慢。
3．层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
4．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
1．(2012·伊犁高一检测)如 ( http: / / www.21cnjy.com )右图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证明( )
①光合作用需要CO2
②光合作用需要光
③光合作用需要叶绿素
④光合作用放出O2
⑤光合作用制造淀粉
A．①② B．③⑤
C．②⑤ D．①③
【解析】 通过两个叶片对照，用碘液处理后变为蓝色，说明有淀粉产生，而只有在光照的部位才变为蓝色，说明光合作用需要光。
【答案】 C
2．下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )
A．加入碳酸钙防止滤液挥发
B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
【解析】 加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏，用无水酒精或丙酮提取色素而不是分离滤液中的色素。
【答案】 D
3．有甲、乙、丙、丁4盆 ( http: / / www.21cnjy.com )长势均匀的植物置于阳光下，甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最好的和长势最差的依次是下列哪一组( )
甲 乙 丙 丁
A．甲和乙 B．乙和丙
C．甲和丁 D．丙和丁
【解析】 由题目可知：①4盆植 ( http: / / www.21cnjy.com )物长势均匀，即所含色素相同；②4盆植物所接受的光不同，甲为阳光和品红色光；乙为阳光和绿色光；丙为透过品红色滤光片的阳光；丁为透过绿色滤光片的阳光。解答本题首先要明确叶绿体中主要含叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
【答案】 C
4．(2013·信阳高一质检) ( http: / / www.21cnjy.com )恩吉尔曼将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中，进行局部照光处理，照光的部位聚集大量的好氧细菌。关于这个实验的叙述错误的是( )
A．水绵含有较多带状叶绿体
B．好氧细菌分布于水绵产生氧气较多的部位
C．根据好氧细菌的分布判断水绵光合作用的部位
D．好氧细菌也能进行光合作用
【解析】 好氧细菌只分布于被光照射的叶绿体周围，说明O2是由叶绿体释放的，而且O2的产生需要光，好氧细菌`不能进行光合作用。
【答案】 D
5．某同学在做“提取和分离叶绿体中 ( http: / / www.21cnjy.com )的色素”实验时，操作情况如下所述：①将2 g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入丙酮、石英砂、碳酸钙以后，迅速研磨然后按要求过滤。②用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并接连、迅速地重复画2～3次。③把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。结果实验失败，请指出其错误所在：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________。
【解析】 此题可用“类比法”来解。对新鲜 ( http: / / www.21cnjy.com )绿叶应去除粗的叶脉后再进行称重，以增加单位质量叶片所含的叶绿素；此外，还需将叶尽量剪碎，以提高研磨效果，增加叶绿体色素的提取率。画滤液细线时，需待所画的滤液细线干燥后再重复画线，否则会造成画线过粗或色素浓度低的情况。滤纸条插入层析液后，不应该摇晃，否则会使层析液接触滤液细线而将色素溶解，严重影响实验结果。
【答案】 (1)未去除菠菜叶 ( http: / / www.21cnjy.com )粗叶脉和将叶剪碎，降低了叶绿体色素的提取率 (2)上一次画的滤液细线未干燥即进行下一次画线，使滤液细线过粗或线上色素含量较低 (3)由于摇晃，层析液接触滤液细线，溶解了色素
一、选择题
1．德国科学家萨克斯将绿 ( http: / / www.21cnjy.com )色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )
①本实验未设对照组 ②有无光照是遮光和曝 ( http: / / www.21cnjy.com )光区域显现不同结果的唯一原因 ③实验初始时和曝光区域均达到无淀粉状态 ④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．②③ B．①②③
C．②③④ D．①②③④
【解析】 本实验设置了叶片的一部分遮光 ( http: / / www.21cnjy.com )，其他部分曝光为对照组，有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因，遵循单一变量原则。实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态，是为了排除原有淀粉的影响。实验不能证明合成淀粉是利用了CO2。
【答案】 A
2．如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素( )
A．叶绿素、类胡萝卜素 B．类胡萝卜素、叶绿素
C．叶黄素、叶绿素a D．叶绿素a、叶绿素b
【解析】 根据曲线分析可知：A主要吸收红光和蓝紫光，B主要吸收蓝紫光，因此A为叶绿素，B为类胡萝卜素。
【答案】 A
3．(2012·扬州高一检测)如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”的实验的改进装置，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a处，而不能滴在b处
C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
【解析】 如图所示是一个叶绿体中色素分 ( http: / / www.21cnjy.com )离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中，灯芯起到传递层析液的目的，把色素滴到a点让其在定性滤纸上扩散，四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素b。
【答案】 D
4．如图是在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的四条色素带，若将其置于暗室中，并用红光照射，色素带呈暗色的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．④②
【解析】 叶绿素a和叶绿素b吸收红光和蓝紫光，图中③是叶绿素a，④是叶绿素b。
【答案】 C
5．在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( )
①未加石英砂、研磨不充分 ②一次加入大量的无水酒精提取 ③分次加入少量无水酒精提取 ④使用放置数天的菠菜叶
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】 对实验材料研磨时，未加 ( http: / / www.21cnjy.com )石英砂，研磨不充分，会使色素分子不能从细胞内充分释放出来；一次加入大量无水酒精提取，会使提取液中色素浓度减小。菠菜叶放置数天后，叶绿素部分分解，含量减小；以上三种情况均会使提取液绿色变浅，而分次加入少量无水酒精提取，不至于使提取液色素浓度减小，有利于保证滤液中色素的量。
【答案】 D
6．(2012·天津高一检测)下图是不同材料的色素提取物进行层析后的结果，其中不正确的是( )
【解析】 叶绿素a含量最高 ( http: / / www.21cnjy.com )，色素带最宽，胡萝卜素含量最少，色素带最窄，带与带之间的间距表示两种色素扩散速度的差异。缺Mg的营养液中长期培养的番茄植株叶片缺乏叶绿素，因此层析后应该只有胡萝卜素、叶黄素两条色素带。
【答案】 B
7．下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是( )
A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)
C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光
【解析】 新鲜叶片中，含量最多的是 ( http: / / www.21cnjy.com )叶绿素a(乙)，其次是叶绿素b(甲)，含量最少的是胡萝卜素(丁)，丙是叶黄素。光合色素提取时加碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏。水稻在收获时节颜色变黄，是由于叶绿素(甲＋乙)含量少于类胡萝卜素(丙＋丁)含量。胡萝卜素在层析液中的溶解度最大。叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【答案】 B
8．1880年，美国科学家恩 ( http: / / www.21cnjy.com )吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状绿藻上，并在绿藻悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的结论是( )
A．细菌对不同的光反应不一，细菌集中的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌集中的地方，O2浓度高，绿藻光合作用强
C．好氧细菌集中的地方，产生的有机物多，绿藻光合作用强
D．好氧细菌大量消耗O2，使绿藻光合作用速率加快，则该种光有利于光合作用
【解析】 好氧细菌集中的地方就是O2多 ( http: / / www.21cnjy.com )的地方，O2是光合作用的产物，所以此处的光合作用强。该实验的思路就是以好氧细菌聚集为观察指标，代表O2的释放情况，表明光合作用在哪种光区最强，而与产生有机物的多少无关。
【答案】 B
9．(2013·淮安高一期末)阳光通过三棱 ( http: / / www.21cnjy.com )镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于( )
A．绿光区 B．红光区和绿光区
C．蓝紫光区和绿光区 D．红光区和蓝紫光区
【解析】 叶绿素包括叶绿 ( http: / / www.21cnjy.com )素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，这些色素对不同光质的光的吸收强度不同：叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光；叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。所以连续光谱通过叶绿素后，红光、蓝紫光就被大量吸收，出现黑色条带。
【答案】 D
10．提取和分离叶绿体色素的正确顺序是( )
A．进行纸层析―→制取滤液―→在滤纸条上画线―→将实验材料剪碎后研磨
B．制取滤液―→进行纸层析―→在滤纸条上画线―→将实验材料剪碎后研磨
C．将实验材料剪碎后研磨―→在滤纸条上画线―→制取滤液―→进行纸层析
D．将实验材料剪碎后研磨―→制取滤液―→在滤纸条上画线―→进行纸层析
【解析】 实验顺序应为剪碎叶片―→研磨―→过滤―→画线―→层析与观察。
【答案】 D
二、非选择题
11．(2013·新乡高一期末)1883年德 ( http: / / www.21cnjy.com )国生物学家恩吉尔曼用巧妙的实验研究了光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状绿藻上，并在丝状绿藻的悬液中放入一些好氧细菌，然后在显微镜下观察细菌在丝状绿藻各个部分的聚集情况。请分析：
(1)细菌聚集较多的部分表示________的浓度高，即该部位丝状绿藻的________强度高。
(2)从细菌大量聚集的区域可以看出：光合作用主要利用的光谱为________区和________区。
(3)如果将该丝状绿藻长期放在 ( http: / / www.21cnjy.com )500～550 nm波长的光下照射，丝状绿藻将会________，原因是________________________________________________________________________
________________________。
(4)用什么光照射时，丝状绿藻周围的细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )呈均匀分布？________________________________________________________________________。
(5)太阳辐射中的红外光和紫外光________(填“能”或“不能”)被丝状绿藻利用。
【解析】 好氧细菌进行有氧呼吸时 ( http: / / www.21cnjy.com )需要氧气，而光合作用产生氧气，所以细菌聚集多的部位即是光合作用强度高的部位。从上图可以看出，在红光和蓝紫光区，细菌聚集最多，证明这些光谱可被色素吸收进行光合作用。500～550 nm范围的光区，藻类很少吸收利用，光合作用极弱，几乎只进行细胞呼吸不能长时间存活。
【答案】 (1)氧气 光合作用 (2)红光 蓝紫光
(3)不能存活 500～550 nm为绿光区，极少被吸收，绿藻光作用极弱(或不能进行光合作用)
(4)正常的可见光 (5)不能
12．下图是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。据图回答下列问题。
(1)图中步骤①加入研钵内 ( http: / / www.21cnjy.com )的物质：A________5 mL，作用是________；B________少许，作用是研磨得充分；C________少许，作用是____________。
(2)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有________。
(3)图中步骤③剪去两角的作用是____________，画滤液细线的要求是________。
(4)图中步骤④中关键应注意____ ( http: / / www.21cnjy.com )________________；加盖的目的是________；色素带最宽的是________，扩散速度最快的是________。
【解析】 (1)研磨时需要加 ( http: / / www.21cnjy.com )入三种物质：5 mL的丙酮，作用是溶解色素；二氧化硅，可以增大摩擦，使细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代而破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
(2)过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上。一般用一层尼龙布过滤。
(3)剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤液细线的要求是细、齐、直。
(4)层析时的关键技术是不能让层析液没及滤 ( http: / / www.21cnjy.com )液细线，否则，滤液细线会被层析液溶解而不能分离。四种色素溶于层析液中，因溶解度的差异，造成在滤纸条上扩散速度不同，从而达到分离的目的。由于层析液有毒，而且可以挥发，所以要加盖。色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的，含量越多，色素带越宽，一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a色素带最宽。扩散速度最快的是胡萝卜素，在色素带的最上一层。
【答案】 (1)丙酮 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止色素被破坏 (2)尼龙布 (3)防止色素带不整齐
细、齐、直 (4)层析液不要没及滤液细线 防止层析液挥发 叶绿素a 胡萝卜素
第2课时 光合作用的过程及影响因素
(教师用书独具)
●课标要求
1．概述光合作用的过程。
2．研究影响光合作用的环境因素。
●课标解读
1．掌握光合作用过程。
2．举例说出影响光合作用的因素。
3．了解光合作用原理。
●教学地位
光反应和暗反应过程的物质变化 ( http: / / www.21cnjy.com )和能量转化比较抽象，又是理解光合作用实质、探究影响光合作用强度的环境因素的基础。光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系。近三年的高考中，光合作用的原理，影响光合速率的环境因素及其与呼吸作用的关系的考查尤为突出，常以曲线或图表的形式呈现。
●教法指导
1．光反应和暗反应过程的物质变 ( http: / / www.21cnjy.com )化和能量转化比较抽象，而多媒体它不仅使教学视听化、形声化，而且使课堂的直观性更加突出；更重要的是多媒体“活化”了教材。
2．通过多媒体动画的形式展现微观的生理动态即让学生观察两阶段动画，引导学生分析每阶段主要的物质和能量变化，并总结光反应、暗反应的反应式。
3．列表让学生比较光反应与暗反应的区 ( http: / / www.21cnjy.com )别和联系。(设计意图：利用表格使知识网络更为简洁清晰便于理解记忆。同时有利于培养学生的概括能力、语言表达能力。)
4．采用文字、图表、动画手段分析经 ( http: / / www.21cnjy.com )典实验，逐个发现实验设计规则。如：设置对照实验，排除干扰、控制单一变量，恰当地选择实验材料，使实验现象易于观察(如运用光、老鼠和蜡烛，创造条件，使在自然环境中无法观察到的空气成分变化间接表现出来)等实验设计方法。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．这学期的上周日回农村老家，在那儿，我和 ( http: / / www.21cnjy.com )村里的一些农民朋友聊天，他们在生产中碰到一些问题，想请大家帮助解决。大家有没有信心帮助这位农民大伯？请看农民大伯的疑问——多媒体展示：①农民大伯的疑问：为什么我家种植的水果没有市场上卖的新疆水果甜？②播放“瓜果之乡”录像片段。 要想帮助这位农民，我们首先要思考应该运用哪些学过的知识来解决这个问题。——很好，让我们首先从光合作用入手。
2．播放我国十大名花的图片及音乐， ( http: / / www.21cnjy.com )这些植物不仅能在视觉上给我们带来美的感受，更重要的是它们可以进行什么反应呢？以轻松的话题导入新课，并复习上节课学习的与光合作用有关的知识，使学生轻松自然地进入课题。
3．诺贝尔奖委员会在1988年宣布光合 ( http: / / www.21cnjy.com )作用一项研究成果获奖的评语中称“光合作用是地球上最重要的化学反应”(Fr ngsmyr and Malmstr m, 1992)。光合作用既是生命科学的重大基本问题， 又与人类的生存及生产实践紧密相关。为此， 世界各国纷纷投入大量的人力、物力和财力进行光合作用的研究以揭示这一“生命界最重大的顶极创造”(Lawton et al., 2005)。
●教学流程设计
课前自主探究：①自学教材P65～ ( http: / / www.21cnjy.com )66“光合作用的过程”栏目，填充“【课前自主导学】知识1”；②阅读教材P66～67内容完成“【课前自主导学】知识2及思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第一种方式呈现农村瓜果之乡的画面或以第三种科学伟大发现导出本课课题。 步骤2：检测预习效果：作答【正误判断】并进行校正。同时板演光合作用的总反应式，并予以校正。 步骤3：演示光合作用的总过程动画，并分析教材P65图4－13图解。让学生明白光合作用分为光反应和暗反应两阶段。观察光合作用课件，引导学生参照教材P66光反应部分。师生以课件为载体共同完成光反应过程学习并总结物质变化和能量变化。
步骤7：解读环境因素对光合速率的影响 ( http: / / www.21cnjy.com )(包括变化曲线、应用举例、措施等)，参看【课堂互动探究】探究2。对例2的曲线变化与题干信息的联系进行分析，学生自主作答例2并完成【当堂双基达标】1、4、6、7题。 步骤6：板演光合作用的总反应式及口述光反应、暗反应的异同点。演示教材P66布莱克曼实验，学生观察现象，并表述光照强度对光合作用强度的影响，联系现实总结影响光合速率的其他环境因素。 步骤5：剖析例1中的审题导析，学生自主完成例1的解答。课堂作答【当堂双基达标】2、3、5小题。总结光合作用的原理。 步骤4：阅读教材P66暗反应部分知识，看课件展示，注意物质、能量的变化及场所、条件，并与光反应进行比较，填充表格，参看【课堂互动探究】探究1部分。
步骤8：诵读【结论语句】， ( http: / / www.21cnjy.com )默写光合作用的原理(反应式、场所、条件、过程等)，尝试构建知识网络，有选择性作答【课后知能检测】部分习题。作业：绘制表格填写光反应与暗反应的异同点。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握光合作用过程。
2.举例说出影响光合作用的因素。
3.了解光合作用原理。 光合作用过程。(重难点)
光合作用的过程
其中C3为三碳化合物，C5为五碳化合物
1．图中Ⅰ的名称是光反应，Ⅱ的名称是暗反应，Ⅰ与Ⅱ划分的依据是否需要光能Ⅰ＋Ⅱ总称为光合作用。
2．Ⅰ进行的场所是类囊体膜上，Ⅱ进行的场所是叶绿体基质中。
3．图中的化学反应
(1)Ⅰ中的化学反应
①水的光解：水分解成O2和[H]。
②ATP的合成：在酶的作用下，ADP与Pi形成ATP。
(2)Ⅱ中的化学反应
①CO2的固定：CO2与五碳化合物结合形成两分子三碳化合物。
②CO2的还原：三碳化合物接受ATP的能量并被[H]还原，形成糖类和五碳化合物。
(3)总反应方程式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
4．光合作用的概念
(1)场所：绿色植物的叶绿体。
(2)物质变化：将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2。
(3)能量变化：将光能转变成化学能储存在糖类和其他有机物中。
影响光合作用的因素及应用
1.影响因素：主要包括光照强度、二氧化碳浓度、温度和光合作用必需的营养元素等。
2．光合作用的应用
(1)提高光能利用率的途径：延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等。
(2)提高光能利用率的措施
①大田中：套种、合理密植等。
②大棚中：适当提高CO2浓度和温度、延长光照时间 等。
③适当补充适宜浓度的营养元素，如施用含N、P、K、Mn、Zn等元素的肥料。
在进行植物温室栽培时，大棚内常常放几个燃烧的煤炉，你知道这样做的原因吗？
【提示】 煤炉释放CO2为植物光合作用提供原料。
1．光反应是在叶绿体基质中进行的。(×)
【提示】 光反应是在类囊体膜上进行的。
2．光反应阶段产生的[H]用于暗反应阶段C3的还原。(√)
3．一个CO2分子被一个C5分子固定后形成一个C3分子。(×)
【提示】 形成两个C3分子。
4．适当增加大棚中CO2浓度可增加蔬菜的产量。(√)
光合作用过程分析
【问题导思】
①光反应和暗反应的能量转化有何不同？
②光反应和暗反应间的联系表现在哪些方面？
1．光合作用过程图解
2．反应式中元素的去向
(1)氧元素
(2)碳元素：CO2C3(CH2O)
(3)氢元素：H2O[H](CH2O)
3．光反应与暗反应的比较
光反应 暗反应
条件 必须在光下 有光、无光都可以
场所 叶绿体类囊体膜 叶绿体基质
物质
转化 ①水的光解：
2H2O4[H]＋O2
②ATP的合成：ADP＋
Pi＋光能ATP
能量
转化 光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
联系 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：
4.规律总结
叶绿体处于不同的条件下时，C3、C5、[H]、ATP的动态变化：
项目条件 C3 C5 [H]和ATP
停止光照，CO2供应不变 增加 下降 减少
突然光照，CO2供应不变 减少 增加 增加
光照不变，停止CO2供应 减少 增加 增加
光照不变，CO2供应增加 增加 减少 减少
在以上各物质的含量变化中：C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少；[H]和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。
(2012·徐州高一检测)如图所示，图甲为叶绿体结构和功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图回答：
甲 乙
(1)图甲中a是指________________，在a中发生的过程可称