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1、代谢综合应用题 围绕酶与ATP、光合作用和呼吸作用、物质跨膜为中心，考查以下主要内容：与酶有关的实验分析与设计；渗透系统与渗透作用发生的条件；环境条件对光合作用的影响；光合作用与呼吸作用的过程及联系；探究酵母菌的呼吸方式等。考点一、渗透系统与渗透作用考点透视 跨膜运输的实例细胞的吸水和失水（1）渗透作用：是指水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度向高浓度一（3）一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。拥有两个溶液体系，即外界溶液和细胞液，同时具有类似于半透膜的结构即原生质层（原生质层由细胞膜、细胞核和中间的细胞质构成）。（4）植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的因素
2、内部原因：原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性较。外部原因：与外界溶液有关。特别提示（1）动物细胞与植物细胞吸水和失水的原理虽相同，但“浓度”的比较有区别前者是外界浓度与细胞质浓度的比较，后者则是外界溶液浓度与细胞液浓度的比较。细胞液与细胞质是两个不同的概念，细胞液是指液泡中的液体含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。例1. 用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图回答：解析：考查植物细胞的质壁分离和复原的过程以及在此过程中细胞液浓度的变化。解题的关键是植物细胞发生质壁分离及其复原所必备的环境条件。一定
3、浓度的蔗糖溶液和一定浓度的乙二醇溶液都可以使植物细胞发生质壁分离。当细胞液的水分向外渗出后，细胞液的浓度将增大。由于植物细胞在乙二醇溶液中不断地吸收乙二醇，使植物细胞液的浓度不断增大，细胞逐渐由失水状态转换成吸水状态，使植物细胞出现质壁分离复原。只有处于生活状态的成熟的植物细胞才可能发生质壁分离，而成熟的植物细胞的标志就是要有大型液泡。答案：（1）渗出 增大（2）不变 蔗糖溶液 清水（3）乙二醇 升高（4）大型液泡 考点二、相关实验设计思路分析 （一）分析实验名称 实验组 对照组 实验组衡量标准 验证酶是蛋白质 待测酶液+双缩脲试剂 已知蛋白液+双缩脲试剂 是否出现紫色 验证酶具有催化作用 底
4、物+相应酶液 底物+等量蒸馏水 底物是否被分解 验证酶具有专一性 底物+相应酶液 另一底物+相同酶液或同一底物+另一酶液 底物是否被分解 验证酶具有高效性 底物+相应酶液 底物+无机催化剂 底物分解速率 探究酶的适宜温度 温度梯度下的同一温度处理后的底物和酶混合 底物的分解速率或底物的剩余量探究酶的最适pHpH梯度下的同一pH处理后的底物和酶混合 底物的分解速率或底物的剩余量 （二）实验注意问题与拓展1. 酶的催化特性和高效性2. 酶的专一性（1）方案一：用同一种酶催化两种不同物质 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从
5、而探索 酶的专一性。 （2）方案二：用两种不同酶催化同一种物质再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。3.温度对酶活性的影响（1）本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。（2）本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。观察试管中发生的变化。请依据该小组设计的实验操作步骤，回答下列问题：(1)过氧化氢分解速率是本实验的因变量，可观测的指标是 。(2)上述操作步骤中存在缺陷，请写出改进方案。 , 。在完成改进方案后，预期实验结果及结论 . 。(3) 在与其他小组进行交流时，有同学建议进行定量实验，以不同pH下出现同一结果所需要的时间来表
6、示酶的活性，并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。该建议中，所需的时间越长，酶的活性越 。(4) 能否用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 。如能，请写出实验思路，如不能，请写出理由。 。解析：（1）过氧化氢分解产生的氧气不溶于水，在水中能形成看得见的气泡；可作为观测的指标。（2）因为实验要探究pH对酶促反应速率的影响，所以在底物和溶液酶混合之前要改变pH；实验要设置空白对照。（3）酶的化学本质为蛋白质，在不同的pH下，其结构要发生改变，活性要降低。（4）见答案。考点三、光合作用与呼吸作用综合问题分析（一）光合作用与细胞呼吸关系的图示比较 （1）从反应式上追踪元素的来龙去脉 光合作用总反应
7、式： 有氧呼吸反应式：特别提醒：a光合作用过程中：O2中O原子全部来自水；CO2中C经C3进入（CH2O），不经C5。b呼吸作用过程中：产生的H2O中的O原子全部来自O2，与反应物H2O中O原子无关。（2）从具体过程中寻找物质循环和能量流动（如图） 物质循环能量流动（3）植物细胞中两大生理过程联系图解（4）光合作用和细胞呼吸中H和ATP的来源和去路分析来源去路H光合作用水的光解（叶绿体囊状结构的膜上）暗反应过程中与C5结合（叶绿体的基质中膜上）有氧呼吸第一阶段：葡萄糖变成丙酮酸（细胞质基质）和第二阶段：丙酮酸分解成CO2（线粒体基质中）第三阶段与氧气结合生成水（线粒体的内膜上）ATP光合作用光
8、反应阶段参与暗反应还原阶段的反应有氧呼吸第一、二、三阶段生物体各项生命活动特别提醒：光合作用中产生的H是还原型辅酶（NADPH）十分简化的表示方式（教材P103相关信息），而细胞呼吸中产生的H是还原型辅酶I（NADH）十分简化的表示方式（教材P94相关信息），二者不是一种物质，尽管书写形式相同。还原氢的书写形式一定不能写成H、H+、H2，只能写成H或NADH或NADPH。（二）不同条件下气体代谢特点 1.黑暗状况下绿色植物在黑暗状态下只进行细胞呼吸，而不进行光合作用，植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外，其气体代谢模型可用图甲来表示。2.植物在较强光照下，可同时进行细胞呼吸和
9、光合作用，且光合作用强度往往大于细胞呼吸强度。其气体代谢模型可用图乙来表示。植物光合作用产生的氧气（用M表示），除了用植物的细胞呼吸消耗（用M1表示）之外，其余的氧气释放到周围的环境中（用M2表示）。植物光合作用所利用的CO2（用N表示），除了来自植物自身细胞呼吸（用N1表示）之外，不足的CO2部分要从周围的环境中吸收（用N2表示）。分析乙图可知，有如下数量关系：N=N1+N2，M=M1+M2。例3如图是一个森林生态系统的植被生长情况，其他成分未表示出。有位科学家研究了图上的光合作用与光照强度之间的关系（图甲），及叶肉细胞中的相对含水量与光照强度之间的关系（图乙）。请据图分析回答：图甲中的a点
10、（曲线与横轴交点）表示_；b点（曲线与纵轴交点）时叶肉细胞产生ATP的细胞器是：_。闭；这样会造成叶片组织间隙CO2浓度降低，影响暗反应的进行。人参、三七等植物属于阴生植物，适合在弱光环境条件下生存，对弱光的利用能力强；对强光的利用能力弱。相对于灌木和草本植物来说，乔木根系发达，吸水力强，叶片相对含水量受光照强度的影响小。考点四、光合作用和呼吸作用强度测定的综合实验分析测定细胞呼吸作用或确认呼吸类型常采取U型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物（活种子或植物或动物），通过生物呼吸过程中释放CO2或吸入O2引起的气压变化，进而推测或计算生物的呼吸状况，如图装置所示
11、。由于生物呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况，应只测其中一种气体变化情况。为此，测定过程中,往往用NaOH或KOH吸收掉呼吸所产生的CO2，这样，整个装置中的气压变化，只能因吸收O2所引起，从而排除CO2对气压变化的干扰。（1）物理误差的校正（2）探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系将上述装置置于不同光照强度（可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光照距离进行控制）条件下，被研究生物应为绿色植物。（3）细胞呼吸状况的实验测定归纳欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸
12、馏水,即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。结果与分析若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸（因有氧呼吸产CO2量与耗O2量相等）。a.为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。b.进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。例4两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请据题分析作答：（1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。
13、现提供若干套（每套均有数个）实验装置如图I（ad）所示：请根据实验目的选择装置序号；并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。有氧条件下的装置序号： 。装置中c瓶的作用是： 。（2）乙兴趣小组利用图所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型。想得到实验结论还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置（假设该装置编号为）如何设计？ 。请预测与结论相符合的现象，并填写下表：序号装置中红色液滴的移动现象结论装置装置1 不移动只进行有氧呼吸2不移动 只进行无氧呼吸3 向右移动既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸若酵母菌消耗的O2为3molL，而释放的CO2为9molL，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的 倍。（3）丙兴趣小组利用图所示装置探究光照强度对光合速率的影响，应对装置进行怎样改进？ ； 。否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型。在设计对照实验时,可以将10%NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置。若酵母菌进行有氧呼吸,消耗氧气,产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置内气压下降，液滴左移；若酵母菌进行无氧呼吸,不消耗氧气,产生的CO2 答案：（1）“cbab”（或cab）吸收空气中CO2，排除其对实验结果的干扰（其他合理答案亦可）（2）装置除用等量清水代替NaO
