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知识纵横
专题突破
一、酶与ATP 1.关于酶的正确与错误说法
正确说法
错误说法
产生场所
活细胞(不考虑哺乳动
物成熟红细胞等)
具有分泌功能的细胞才
能产生 蛋白质
化学本质
有机物(大多为蛋白质,
少数为RNA)
作用场所 可在细胞内、细胞外、 只在细胞内起催化作用 体外发挥作用
温度影响
低温只抑制酶的活性,
不会使酶变性失活
验,以确定该植物在0.03% CO2浓度的条件下
光合作用的最适温度?(只要求写出设计思路)
。 【答案】(1)光照强度、CO2浓度、温度
光合作用强度等于呼吸作用强度
(2)
(3)暗反应
(或CO2的固定) (4)从30 ℃开始,每隔一定温
度设置一个实验组,CO2浓度、光照强度等其
他实验条件与原实验保持一致,比较各组植物
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化合物浓度达到稳定
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 。 【解析】(1)当CO2浓度降低时,C3化合物含量
◆例4 植物的光合作用受多种内、外
因素的影响。甲图是某种植物在乙图m点对
应的温度和CO2浓度下所测得的光合作用强
度曲线,乙图是该植物在甲图中b点对应的光
照强度下所测得的光合作用强度曲线,请据图
回答问题:
(1)由甲、乙两图可以看出,影响光合作用的
环境因素包括
。
(2)甲图中的a点表示
。
(3)乙图中,当温度为30 ℃时,制约植物光合作 用强度进一步增强的是光合作用的 阶段。 (4)如何在乙图所示实验数据的基础上设计实
和时,就不再增加 CO2增多。大田 了 生产“正其行,通 其风”,即为提高 CO2浓度、增加 产量
温度
光合作用是在酶
①适时播种
催化下进行的,温 ②温室栽培植物
度直接影响酶的 活性。一般植物 在10~35 ℃下正 时,白天适当提高 温度,晚上适当降 温
常进行光合作用, ③植物“午休” 如AB段(10~35 ℃)随温度的升高 光合速率逐渐加 强;B点(35 ℃)以 后光合酶活性下 现象的原因之一
且很大程度上受总叶面积及群体结构的影响
。
2.单一因子对光合作用的影响
因素 光照 强度
图像
关键点的含义
在生产上的应用
A点光照强度为0,此时只进 ①适当提高光照 行细胞呼吸,释放CO2的量 强度
即是此时的呼吸强度。B点 ②温室大棚用无
时细胞呼吸释放的CO2全部 色透明玻璃 用于光合作用,即光合 作用强度=细胞呼吸强度, 称B点为光补偿点(从全天 ③若要降低光合 作用可用有色玻 璃,如用红色玻
酶能加快反应速率的根本原因是酶能显著降
低反应的活化能,缩短反应达到平衡点的时
间,但不改变反应的平衡点。 (2)专一性:酶对底物具有严格的选择性,一种
酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
很多学者认为:酶与底物结合时,底物的结构
和酶的活动中心的结构十分吻合,就好像一把
钥匙开一把锁一样(“锁—钥”模型),因而体
温仅是抑制酶的活性,温度升高时酶活性还可
以恢复。所以答案为D。
【答案】D
◆例2 ATP是细胞的能量“通货”,有
关说法错误的是 ( ) ①ATP的第三个高能磷酸键很容易断裂和再
形成 ②黑暗条件下,只有线粒体可以产生
ATP ③呼吸作用把有机物中绝大部分能量
转移到ATP中 ④人体内成熟的红细胞中氧
气含量增多,则产生ATP增多 ⑤ATP的合成
降,光合速率也开
始下降;50 ℃时 光合作用几乎停
止
因素 叶龄
图像
关键点的含义
在生产上的应用
OA段为幼叶,随幼叶的不断 农作物、果树管 生长,叶面积不断增大,叶内 理后期适当摘除
叶绿体不断增多,叶绿素含
量不断增加,光合作用速率 不断增加。AB段为壮叶, 叶片的面积、叶绿体和叶 绿素含量都处于稳定状 态,光合速率也基本稳定。B C段为老叶,随叶龄的增 加,叶片内叶绿素被破坏,光 合速率也随之下降
来看,白天植物的光照强度 璃,则仅透红光且 应在光补偿点以上,这样才 吸收其他波长的 能正常生长)。C点对应的 光照强度为光合作用的饱 和点 光,光合能力较白 光弱
因素 图像 叶
关键点的含义
①OA段表明随叶面积指数的不
在生产上的应用 适当间苗、修剪,
面
积 指
断增大,光合作用实际量不断增
大,A点为光合作用实际量的最大 值,其后随叶面积指数的增大,光 合作用不再增强,原因是能接受 日光的总叶面积不再增加②OB 段表示干物质量随光合作用增强
总是伴随有机物的氧化分解 A.①②③④⑤ B.②④
C.③⑤
D.①④⑤
【解析】一个ATP分子只有两个高能磷酸键, 远离A的那个容易断裂和再形成;有氧呼吸的 第一个阶段在细胞质基质中进行,也可以产生 ATP,另外原核生物没有线粒体,也可以产生 ATP;呼吸作用只能把少部分能量转移到ATP 中,更多的能量以热能形式散失了;人体成熟 的红细胞中不含有线粒体,只进行无氧呼吸,
图 像 关键点含义
P点时,限制光合速率的因素应为横 坐标所表示的因子,随该因子的不断
加强,光合速率不断提高。当到Q点
时,横坐标所表示的因子不再影响光 合速率,要想提高光合速率,可适当 提高图示的其他因子。
(续表)
应 温室栽培时,在一定光照强度下,白
用
天适当提高温度,可提高光合作用相
关的酶的活性,从而提高光合速率, 也可同时适当补充CO2,进一步提高 光合速率。当温度适宜时,可适当提 高光照强度和CO2浓度,以提高光合 作用速率。总之,可根据具体情况, 通过提高光照强度,调节温度或提高 CO2浓度来充分提高光合速率,以达 到增产的目的。
◆例3 (2011· 全国新课标理综)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化合物微摩尔浓
度的变化趋势如下图。回答问题:
(1)图中物质A是
(C3化合物、C5化合
物)。 (2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比 A的低,原因是 ;将CO2浓度从1%迅
叶面积指数不能超过D点,若超过
D点,植物将入不敷出,无法正常 生长
因素 CO2 浓度
图像
关键点的含义 CO2是光合作用
在生产上的应用 温室栽培植物时
的原料,在一定范 适当提高室内
围内,CO2越多,光 CO2的浓度,如施
合作用速率越大, 放一定量的干冰 但达到A点时,即 CO2浓度达到饱 或多施有机肥,使 植物可吸收的
境中已达到稳定,即C3化合物和C5化合物的含 量稳定。根据暗反应的特点,此时C3化合物的 分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降
低时,C5化合物的合成速率不变,消耗速率却
减慢,导致C5化合物积累 (3)高 (4)低
CO2
浓度低时,暗反应的强度低,所需ATP和[H]少 3.多种因子对光合作用的影响
呼吸速率和氧气含量无关;光反应中ATP合成
利用光能,不伴随有机物的分解。
【答案】A 二、光合作用 1.内部因素对光合速率的影响 (1)不同部位 由于叶绿素具有接受和转换能量的作用,所
以,植株中凡是绿色的、具有叶绿素的部位都
能进行光合作用。在一定范围内,叶绿素含量
越多,光合速率越大。以一片叶子为例,最幼
光合作用强度的大小。光合作用强度最大的
一组所对应的温度即为光合作用的最适温度
(其他合理设计也可) 三、影响植物呼吸速率的因素及相关曲线 1.内部因素
(1)不同种类的植物呼吸速率不同,如阴生植
物小于阳生植物。
低温和高温均使酶变性
失活 酶具有调节、催化等多 种功能
作用
酶只起催化作用
来源
生物体内合成
有的可来源于食物等
2.对酶的特性的理解 (1)高效性:酶的催化效率很高,是无机催化剂 的107~1013倍。中间产物学说认为:酶在催化 某一底物时,先与底物结合生成一种极不稳定 的中间产物(酶—底物复合物),这种中间产物 极为活跃,很容易发生化学反应,并释放出酶 。其催化过程可表示为:
合理施肥、浇水,
避免徒长;封行过 早,将使中下层叶
数
子所受的光照往
往在光补偿点以
而增加,由于A点以后光合作用实 下,白白消耗有机 际量不再增加,但叶片随叶面积 指数的不断增加,呼吸量也不 断增加(见曲线OC),所以干物质 积累量不断减少,如BD段③植物
物,造成不必要的 浪费。合理密植 是增加光合作用 面积的一项重要 措施
催化剂则不易受影响,如同样加热到100 ℃,过
氧化氢酶早已失去活性,而Fe3+仍可起催化作
用。但要注意的是,低温仅是抑制酶的活性,
随温度的升高(最适温度以下)酶的活性逐渐
增强。
温度、酸碱度等通过影响
酶的活性来影响酶的催化效率。底物浓度、
酶的浓度可影响酶的催化效率,却不影响酶的
活性。
3.ATP结构 ATP的组成及结构
下降,符合A曲线。(2)C3化合物来源于CO2和
C5化合物反应的产物,并且每消耗一分子C5产
生二分子C3化合物,所以物质B的浓度比A的
低。当CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,C5
化合物的合成速率暂时不变,但消耗速率却减
慢,导致C5化合物短时间内积累。(3)若使该植
物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反
