呼吸作用和光合作用知识点及经典习题

细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一、相关概念：新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。活化能：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。二、影响酶促反应的因素（难点）1、底物浓度2、酶浓度3、PH值：过酸、过碱使酶失活4、温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。三、实验1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。3、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA。四、酶的特性：①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。③、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。第二节细胞的能量“通货”-----ATP一、ATP的结构简式：ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键，－代表普通化学键。注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。二、ATP与ADP的转化：酶三、ATP和ADP之间的相互转化ADP+Pi+能量ATPATP酶ADP+Pi+能量ADP转化为ATP所需能量来源：动物和人：呼吸作用绿色植物：呼吸作用、光合作用第三节ATP的主要来源------细胞呼吸一、相关概念：1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其它产物，ATPADP+Pi+能量2释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。二、有氧呼吸的总反应式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量三、无氧呼吸的总反应式：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量或C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）：场所发生反应产物第一阶段细胞质基质丙酮酸、[H]、释放少量能量，形成少量ATP第二阶段线粒体基质CO2、[H]、释放少量能量，形成少量ATP第三阶段线粒体内膜生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质，线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等能量变化释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP释放少量能量，形成少量ATP六、影响呼吸速率的外界因素：1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，，细胞呼吸越弱；温酶6H2O酶2丙酮酸少量能量[H]+++6CO2H2O酶大量能量[H]++O2酶酶葡萄糖酶2丙酮酸少量能量[H]++3度越高，细胞呼吸越强。2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用：1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。第四节能量之源----光与光合作用一、相关概念：1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程二、光合色素（在类囊体的薄膜上）：叶绿素a(蓝绿色）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b(黄绿色）色素胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素（黄色）三．实验——绿叶中色素的提取和分离1实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。2方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）（1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。（2）实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。（3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解（4）滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。四、叶绿体的功能：叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。五．影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响①光的波长叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。②光照强度4植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加③光照时间光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。（2）温度温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。（3）CO2浓度在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。生产上使田间通风良好，供应充足的CO2（4）水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。六、化能合成作用概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.七、光合作用的过程：光反应阶段条件光、色素、酶场所在类囊体的薄膜上物质变化水的分解：H2O→[H]+O2↑ATP的生成：ADP+Pi→ATP能量变化光能→ATP中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、[H]场所叶绿体基质物质变化CO2的固定：CO2+C5→2C3C3的还原：C3+[H]→（CH2O）能量变化ATP中的活跃化学能→（CH2O）中的稳定化学能总反应式CO2+H2OO2+（CH2O）一、选择题(每小题3分，共60分)1.下图1表示温度对酶促反应速率的影响的示意图，图2的实线表示在温度为a时，生成物的量与时间的关系图。则当温度升高一倍时生成物的量与时间的关系是()A.曲线1B.曲线2C.曲线3D.曲线4解析：生成物的最大量与温度无关。从图1中可以看到，温度为2a时反应速率比温度为a时要高，所以生成物的量达到最大值所用时间较温度为a时短，所以只有曲线2能表示温度为2a时生成物的量与时间的关系。答案：B光能叶绿体光酶酶酶ATP52.下列关于酶的叙述中，正确的是()A.有酶参与的反应能释放出更多的能量B.酶的活性随着温度升高而不断升高C.人体中不同的酶所需的最适pH可能不同D.细胞中催化反应的酶如果是蛋白质，则需要更新；如果是RNA，则不需要更新解析：在一定范围内，酶的活性随着温度的升高不断升高。细胞中催化反应的酶如果是蛋白质，则需要更新；如果是RNA，也需要更新。答案：C3.下列有关酶和ATP的叙述，正确的是()A.ATP含有一个高能磷酸键B.酶通过提高化学反应的活化能加快生化反应速度C.低温处理胰蛋白酶不影响它的活性和酶促反应速度D.线粒体中ATP的形成过程一般伴随着其他物质的放能反应解析：每分子ATP中含有两个高能磷酸键；酶的催化作用是通过降低化学反应的活化能来实现的；低温会抑制酶的活性，也会降低酶促反应的速度；合成ATP时需要其他反应为之提供能量。答案：D4.下列过程中能使ATP含量增加的是()A.线粒体基质中CO2生成的过程B.叶绿体基质中C3被还原的过程C.细胞有丝分裂后期染色体移向两极的过程D.小肠中Na＋进入血液的过程解析：ATP含量增加说明是产能反应。线粒体基质中CO2生成的过程是有氧呼吸的第二阶段，伴随着ATP的产生；叶绿体基质中C3被还原成糖类的过程中要消耗ATP；细胞有丝分裂后期纺锤丝牵引着染色体移向细胞两极，纺锤丝的收缩需要消耗ATP；小肠中Na＋进入血液的方式是主动运输，需要消耗能量，因而ATP含量减少。答案：A5.下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。试管编号①②③④⑤⑥2mL3%淀粉溶液＋＋＋－－－2mL3%蔗糖溶液－－－＋＋＋1mL2%淀粉酶溶液＋＋＋＋＋＋反应温度(℃)4060804060802mL斐林试剂＋＋＋＋＋＋砖红色深浅*＋＋＋＋＋＋－－－注：“＋”表示有；“－”表示无；*此行“＋”的多少表示颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是()A.蔗糖被水解成非还原糖B.上述①②③反应的自变量为温度C.淀粉酶活性在40℃比60℃高D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性解析：分析本题的实验设计可知，本实验研究酶的专一性及温度对酶活性的影响。淀粉酶只能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解；通过①②③的结果说明，淀粉酶的活性在60℃比40℃高。答案：B6.某学生设计了下列实验步骤来探索温度对α淀粉酶活性的影响，正确的操作顺序应该是()①在三支试管中各加入可溶性淀粉溶液2mL②在三支试管中各加入新鲜的α淀粉酶溶液1mL③分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，维持各自温度5min④分别置于100℃、60℃、0℃环境中保温5min⑤观察三支试管中溶液的颜色变化⑥在三支试管中各滴入1～2滴碘液，摇匀A.①④②③⑥⑤B.①⑥④②③⑤C.①②④③⑥⑤D.①②⑥③④⑤解析：本题实验的目的是探索温度对酶活性的影响，而酶的催化作用具有高效性，因此必须先对酶进行不同温度的处理之后，再将其与之相应温度的底物接触，最后用碘液检测反应物中是否存在淀粉。答案：A67.在水稻叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中，产生的糖类代谢产物主要分别是()A.丙酮酸、CO2、葡萄糖B.丙酮酸、葡萄糖、CO2C.CO2、丙酮酸、葡萄糖D.葡萄糖、丙酮酸、CO2解析：在细胞质基质中，可进行有氧呼吸的第一阶段，产生丙酮酸；在线粒体基质中，可进行有氧呼吸的第二阶段，产生二氧化碳；