1、酶、酶、ATPATP、水分代谢和矿质营养、水分代谢和矿质营养一、酶和一、酶和ATP是细胞代谢两个必需条件是细胞代谢两个必需条件1.酶是酶是 产生一类含有生物催化作用产生一类含有生物催化作用 ,其化学本质是:绝大多数酶是,其化学本质是:绝大多数酶是 ,少数酶是,少数酶是 。酶与无机催化剂相比特点是:酶含有。酶与无机催化剂相比特点是:酶含有 和专一性,每一个酶只能催化一个化合物或一类化合和专一性,每一个酶只能催化一个化合物或一类化合物化学反应;同时,酶需要适宜条件,低温和高温都物化学反应;同时,酶需要适宜条件,低温和高温都能使酶活性显著降低,二者区分是低温抑制能使酶活性显著降低,二者区分是低温抑制
2、 ,不破坏酶结构,高温使,不破坏酶结构,高温使 改变。改变。活细胞活细胞有机物有机物蛋白质蛋白质RNA高效催化性高效催化性酶活性酶活性酶结构酶结构第1页2.ATP结构简式:结构简式:(1)一分子)一分子ATP中含有中含有1个个 ,2个高能个高能磷酸键,磷酸键,3个个 。(2)一分子)一分子ATP水解掉两个磷酸基团后形成物水解掉两个磷酸基团后形成物质是质是 ,是组成,是组成RNA基本单位之一。基本单位之一。(3)1 mol高能磷酸键断裂可释放高能磷酸键断裂可释放 能能量。量。3.ATP与与ADP能够相互转化能够相互转化(1)ADP转化成转化成ATP反应式为反应式为 APPP腺嘌呤腺嘌呤磷酸磷酸腺
3、嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸30.54千焦千焦ADP+Pi+能量能量ATP酶酶第2页(2)ATP转化为转化为ADP反应式为反应式为 该反应进行场所是该反应进行场所是 ;该反应能量去路是;该反应能量去路是 。该反应进行场所是:该反应进行场所是:、等;该反应能量起源是等;该反应能量起源是 和和 。细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体叶绿体叶绿体光能光能有机有机物中化学能物中化学能ATP ADP+Pi+能量能量酶酶细胞细胞用于各种生命活动用于各种生命活动第3页二、水分代谢与矿质元素代谢二、水分代谢与矿质元素代谢1.植物吸收水分和矿质元素主要部位都是植物吸收水分和矿质元素主要部位都是 。植。植物吸收水分主要方式
4、是物吸收水分主要方式是 ,吸收矿质元素主要,吸收矿质元素主要方式是方式是 。植物体吸收水分和矿质元素。植物体吸收水分和矿质元素关系是关系是 。水分和矿质离子在植物。水分和矿质离子在植物体内向上运输主要动力都是体内向上运输主要动力都是 ,运输部,运输部位主要是位主要是 。2.干种子和干种子和 主要依靠吸胀作主要依靠吸胀作用吸收水分,成熟植物细胞经过用吸收水分,成熟植物细胞经过 吸收水分,原吸收水分,原因是因是 可看作是一层半透膜,半透膜两侧浓度可看作是一层半透膜,半透膜两侧浓度差是由细胞液和差是由细胞液和 形成。发生渗透作用形成。发生渗透作用时,水分由时,水分由 溶液向溶液向 溶液扩散。溶液扩散
5、。根根渗透作用渗透作用主动运输主动运输植物对水分吸收和对矿质元素植物对水分吸收和对矿质元素吸收是两个相对独立过程吸收是两个相对独立过程蒸腾作用蒸腾作用导管导管未形成大液泡细胞未形成大液泡细胞渗透作用渗透作用原生质层原生质层外界溶液外界溶液低浓度低浓度高浓度高浓度第4页3.不一样植物以及同一植物在不一样生长发育时不一样植物以及同一植物在不一样生长发育时期,对期,对 和和 需要量不一样,所以要对需要量不一样,所以要对植物进行合理浇灌和施肥。植物体所表现缺铁性失绿植物进行合理浇灌和施肥。植物体所表现缺铁性失绿症与缺镁性失绿症差异是:缺铁首先受害是症与缺镁性失绿症差异是:缺铁首先受害是 部部位,缺镁首
6、先受害是位,缺镁首先受害是 部位。部位。水分水分矿质元素矿质元素新叶新叶老叶老叶第5页考点一考点一 与酶相关试验设计思绪总结与酶相关试验设计思绪总结 试验名称 试验组 对照组对照组 试验组衡量标准 验证酶是蛋白质验证酶是蛋白质 待测酶待测酶液液+双缩双缩脲试剂脲试剂 已知蛋白液已知蛋白液+双缩脲试剂双缩脲试剂 是否出现紫色是否出现紫色 验证酶含有催化作用 底物+对应酶液 底物底物+等量蒸等量蒸馏水馏水 底物是否被分底物是否被分解解 验证酶含有专一性 底物+对应酶液 另一底物另一底物+相相同酶液或同同酶液或同一底物一底物+另一另一酶液酶液 底物是否被分底物是否被分解解 第6页验证酶含有高效性 底
7、物+对应酶液 底物底物+无机无机催化剂催化剂 底物分解速率底物分解速率 探究酶适宜温度 温度梯度下同一温度处理后底物和酶混合 底物分解速率或底物剩下量探究酶最适pHpH梯度下同一pH处理后底物和酶混合 底物分解速率或底物剩下量 第7页注意注意 高考考查此知识时常以试验形式出现,解答时需高考考查此知识时常以试验形式出现,解答时需首先明确试验目标,在确定试验设计思绪后,选择准确首先明确试验目标,在确定试验设计思绪后,选择准确试验衡量标准。试验衡量标准。(08广东卷)生产中使用普通淀粉酶最适温度在广东卷)生产中使用普通淀粉酶最适温度在4060之间,而极端耐热淀粉酶在之间,而极端耐热淀粉酶在100仍能
8、保持较仍能保持较高活性,所以含有更为广泛应用前景。某同学正在设计高活性,所以含有更为广泛应用前景。某同学正在设计一个试验以探究温度对两种淀粉酶活性影响,其中有些一个试验以探究温度对两种淀粉酶活性影响,其中有些问题需要你帮助。问题需要你帮助。(1)此试验中除自变量和因变量外,还需要考虑)此试验中除自变量和因变量外,还需要考虑、及及 等原因。等原因。(2)在此试验中,因变量能够用碘液和斐林试剂检测,)在此试验中,因变量能够用碘液和斐林试剂检测,两种试剂各与何种物质发生颜色反应?检测是底物还是两种试剂各与何种物质发生颜色反应?检测是底物还是产物?产物?。第8页(3)假设试验结果以下表,请在所给出坐标
9、纸上绘图)假设试验结果以下表,请在所给出坐标纸上绘图反应试验结果:反应试验结果:温度温度/102030405060708090100普通淀粉酶相普通淀粉酶相对活性对活性/%6254367836522200耐热淀粉酶耐热淀粉酶相对活性相对活性/%61525487692100988265第9页解析解析 酶活性受多方面原因影响,简单地说影响原因有:酶活性受多方面原因影响,简单地说影响原因有:酶和底物浓度以及他们之间相对浓度(即它们数量百分酶和底物浓度以及他们之间相对浓度(即它们数量百分比)、温度、比)、温度、pH、激活剂、抑制剂等,试验操作次序也、激活剂、抑制剂等,试验操作次序也会产生一定影响;对于
10、试验结果来说,可能检测底物剩会产生一定影响;对于试验结果来说,可能检测底物剩下量或产物生成量,碘液检测是底物,斐林试剂检测是下量或产物生成量,碘液检测是底物,斐林试剂检测是产物;绘坐标图时注意:注明纵、横轴含义及单位,准产物;绘坐标图时注意:注明纵、横轴含义及单位,准确定制单位大小,曲线尽可能平滑等。确定制单位大小,曲线尽可能平滑等。第10页答案答案 (1)pH 酶浓度酶浓度 底物浓度(或产物浓度)底物浓度(或产物浓度)(2)碘液与淀粉反应,检测是底物;斐林试剂与还原)碘液与淀粉反应,检测是底物;斐林试剂与还原糖反应,检测是产物糖反应,检测是产物(3)正确绘图,指明曲线,正确标出自变量和因变量
11、)正确绘图,指明曲线,正确标出自变量和因变量数值及单位数值及单位第11页 以下相关酶特征试验设计中,最科学、严谨一以下相关酶特征试验设计中,最科学、严谨一项是项是()选选项项 试验目标 试验设计 A 验证酶催化作用含有高效性 试验组:2 mL 3%H2O2溶液+1 mL过氧化氢酶,保温5 min后观察对照组:2 mL 3%H2O2溶液+1 mL蒸馏水,保温5 min后观察 B 验证酶催化作用含有专一性 试验组:2 mL 3%可溶性淀粉溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min后碘液检验对照组:2 mL 3%蔗糖溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min后碘液检验 第12页C 探究酶作用适宜温度 5 m
12、L 3%可溶性淀粉溶液+2 mL新鲜唾液+碘液,每隔5 min将溶液温度升高10,观察溶液颜色改变 D 验证pH对酶催化速率影响 向三支试管分别加入1 mL不一样pH缓冲液,再依次加入1 mL新鲜唾液、2 mL 3%可溶性淀粉溶液,适宜温度保温5 min后用斐林试剂检验 解析解析 A是为了证实酶高效性,而酶高效性是经过和无机是为了证实酶高效性,而酶高效性是经过和无机催化剂对比表达出来,对照组应加入催化剂对比表达出来,对照组应加入FeCl3溶液。溶液。B中变中变量设计是正确,但用碘液只能检测淀粉存在,对于蔗糖量设计是正确,但用碘液只能检测淀粉存在,对于蔗糖溶液是否反应无法检测,应用斐林试剂检测。
13、溶液是否反应无法检测,应用斐林试剂检测。C选项前选项前后温度改变对试验有影响,应设计多组装置控制在不一后温度改变对试验有影响,应设计多组装置控制在不一样温度下进行试验。样温度下进行试验。答案答案 D第13页考点二考点二 生物体内能量起源与生物体内能量起源与ATPATP关系关系1.在人体内有三大供能系统,它们是在人体内有三大供能系统,它们是ATP供能系统、供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。下面以人无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。下面以人在猛烈运动时供能情况为例来说明三者之间关系。在猛烈运动时供能情况为例来说明三者之间关系。(1)人在猛烈运动时首先是)人在猛烈运动时首先是ATP供能
14、系统起作用,供能系统起作用,即人体骨骼肌中即人体骨骼肌中ATP直接供能。经过这个系统为猛直接供能。经过这个系统为猛烈运动提供能量,大约维持烈运动提供能量,大约维持2025 s左右时间,如左右时间,如100 m跑比赛时供能情况。跑比赛时供能情况。第14页(2)当猛烈运动时间稍长时(如)当猛烈运动时间稍长时(如400 m或或800 m跑跑比赛时),主要由无氧呼吸提供能量。此时比赛时),主要由无氧呼吸提供能量。此时ATP供供能不足,而有氧呼吸还没有完全调动发挥出来;但能不足,而有氧呼吸还没有完全调动发挥出来;但无氧呼吸提供能量极少,且产物是乳酸,会降低内无氧呼吸提供能量极少,且产物是乳酸,会降低内环
15、境环境pH,所以无氧呼吸供能时间不可能太长。,所以无氧呼吸供能时间不可能太长。(3)当猛烈运动时间再长时,主要由有氧呼吸供能。)当猛烈运动时间再长时,主要由有氧呼吸供能。此时此时ATP供能系统和无氧呼吸供能系统在供能过程供能系统和无氧呼吸供能系统在供能过程中产生大量中产生大量ADP和和NADP+强烈地促进有氧呼吸,强烈地促进有氧呼吸,使得有氧呼吸快速提升,产生大量使得有氧呼吸快速提升,产生大量ATP为猛烈运动为猛烈运动提供能量。提供能量。第15页三者之间供能情况如图所表示:三者之间供能情况如图所表示:第16页2.ATP起源起源第17页(3)微生物:同动、植物有机物分解释放能量路径。)微生物:同
16、动、植物有机物分解释放能量路径。3.ATP去路去路光合作用:光反应所产生光合作用:光反应所产生ATP专用于专用于C3化合物还原化合物还原 时能量之需,其能量释放出来后以稳定化学能形时能量之需,其能量释放出来后以稳定化学能形 式储存于有机物中式储存于有机物中细胞呼吸:三个阶段所产生细胞呼吸:三个阶段所产生ATP均可作为能量货币均可作为能量货币 用于各项生命活动,如矿质离子吸收、生长素运输等用于各项生命活动,如矿质离子吸收、生长素运输等第18页在高等植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量转在高等植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量转换主要细胞器。请回答以下问题:换主要细胞器。请回答以下问题:(1)叶绿体中合
17、成)叶绿体中合成ATP能量起源是能量起源是 ,合成,合成ATP用于用于。释放氧气起源是。释放氧气起源是 。CO2除来自大除来自大气外还起源于气外还起源于。(2)线粒体中合成)线粒体中合成ATP能量起源是能量起源是,合,合成成ATP用于用于。吸收氧气除来自大气外还起源。吸收氧气除来自大气外还起源于于。(3)将提取完整线粒体和叶绿体,分别加入盛有丙)将提取完整线粒体和叶绿体,分别加入盛有丙酮酸溶液和酮酸溶液和NaHCO3溶液两支大小相同试管中,给予溶液两支大小相同试管中,给予充分光照,都会产生气泡。请问这两种气泡成份是否充分光照,都会产生气泡。请问这两种气泡成份是否一样?请解释原因。一样?请解释原
18、因。第19页 。(4)假如将上述两支试管移入黑暗环境中,保持温)假如将上述两支试管移入黑暗环境中,保持温度不变,两支试管产生气泡量分别有什么改变?为何度不变,两支试管产生气泡量分别有什么改变?为何?。解析解析(1)叶绿体是光合作用场所,其光反应将光能)叶绿体是光合作用场所,其光反应将光能转换成转换成ATP和和NADPH中活跃化学能,而中活跃化学能,而ATP和和NADPH中化学能又在暗反应中被用于中化学能又在暗反应中被用于C3还原,转换还原,转换成为光合作用产物(成为光合作用产物(CH2O)中稳定化学能。光反应)中稳定化学能。光反应中产生氧气来自水光解,暗反应中利用中产生氧气来自水光解,暗反应中
19、利用CO2除来自空除来自空气外,还起源于细胞呼吸。气外,还起源于细胞呼吸。第20页(2)线粒体是有氧呼吸主要场所,它在将有机物)线粒体是有氧呼吸主要场所,它在将有机物(丙酮酸)氧化分解时,释放出能量,并将部分能量(丙酮酸)氧化分解时,释放出能量,并将部分能量转移给转移给ADP和和Pi而生成而生成ATP,这些,这些ATP作为生命活动作为生命活动直接能量起源。在有氧呼吸中消耗氧气除来自大气外,直接能量起源。在有氧呼吸中消耗氧气除来自大气外,还可来自光合作用。还可来自光合作用。(3)在适宜条件下,离体线粒体利用丙酮酸氧化分)在适宜条件下,离体线粒体利用丙酮酸氧化分解可产生解可产生CO2,而在光下离体
20、叶绿体则利用而在光下离体叶绿体则利用HCO 水解水解产生产生CO2进行光合作用产生进行光合作用产生O2,所以两支试管中气泡,所以两支试管中气泡成份不一样。成份不一样。第21页(4)在黑暗中,线粒体活动仍可进行,但叶绿体却)在黑暗中,线粒体活动仍可进行,但叶绿体却因少了能量起源停顿了光合作用,所以含线粒体试管因少了能量起源停顿了光合作用,所以含线粒体试管中气泡产生量基本不变,而含叶绿体试管中气泡产生中气泡产生量基本不变,而含叶绿体试管中气泡产生量逐步降低直至停顿。量逐步降低直至停顿。答案答案 (1)光能)光能 C3还原还原 水分解水分解 细胞呼吸细胞呼吸(2)有机物氧化分解)有机物氧化分解 生命
21、活动生命活动 光合作用光合作用(3)不一样。因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸,)不一样。因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸,产生了产生了CO2,而叶绿体利用,而叶绿体利用HCO 水解产生水解产生CO2进行进行光合作用产生光合作用产生O2(4)前者基本不变,后者逐步降低直至停顿。因为)前者基本不变,后者逐步降低直至停顿。因为光是光合作用必需条件,而在温度恒定时,呼吸作用光是光合作用必需条件,而在温度恒定时,呼吸作用基本稳定基本稳定第22页以下关于细胞生命活动过程中以下关于细胞生命活动过程中ATP、ADP说说法中,不正确是法中,不正确是()A.细胞耗能时总是与细胞耗能时总是与ATP水解反应相联络,细
22、胞水解反应相联络,细胞 释放能量时反应总是伴随释放能量时反应总是伴随ATP合成合成B.ATPA代表腺嘌呤,代表腺嘌呤,T代表三个,代表三个,代表高能磷酸代表高能磷酸 键,键,P代表磷酸基团代表磷酸基团C.光反应过程中,叶绿体中光反应过程中,叶绿体中ADP由叶绿体基质向类由叶绿体基质向类 囊体膜运动,囊体膜运动,ATP则向相反方向运动则向相反方向运动D.动物细胞有氧呼吸过程,产生大量动物细胞有氧呼吸过程,产生大量ATP阶段需阶段需 要氧气参加要氧气参加解析解析 ATP中中“A”表示腺苷,腺苷是由腺嘌呤和核糖表示腺苷,腺苷是由腺嘌呤和核糖组成。组成。B第23页考点三考点三 植物细胞质壁分离与复原试
23、验拓展应用植物细胞质壁分离与复原试验拓展应用1.判断细胞死活判断细胞死活待测细胞待测细胞+分离剂分离剂试验单一变量:待测细胞生活状态。试验单一变量:待测细胞生活状态。2.测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围待测细胞待测细胞+一系列浓度梯度分离剂一系列浓度梯度分离剂 细胞细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚才发生质壁分液浓度范围等于未发生质壁分离和刚才发生质壁分离外界溶液浓度范围。离外界溶液浓度范围。试验单一变量:不一样浓度分离剂。试验单一变量:不一样浓度分离剂。发生质壁分离和复原发生质壁分离和复原活细胞活细胞不发生质壁分离不发生质壁分离死亡细胞死亡细胞镜检镜检分别镜检分别镜检第24页3.比较不
24、一样植物细胞细胞液浓度比较不一样植物细胞细胞液浓度不一样植物细胞不一样植物细胞+同一浓度分离剂同一浓度分离剂 刚发生质刚发生质壁分离时所需时间比较壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。胞液浓度)。试验单一变量:不一样植物细胞。试验单一变量:不一样植物细胞。4.比较未知浓度溶液浓度大小比较未知浓度溶液浓度大小同一植物成熟细胞同一植物成熟细胞+未知浓度溶液未知浓度溶液 刚才发生质刚才发生质壁分离所需时间壁分离所需时间比较所用时间长短比较所用时间长短判断溶液浓判断溶液浓度大小(时间越短,未知溶液浓度越大)度大小(时间越短,未知溶液浓度越大)试验单一变量:未知浓度
25、溶液。试验单一变量:未知浓度溶液。镜检镜检镜检镜检第25页某生物兴趣小组确定研究课题:探究植物细胞某生物兴趣小组确定研究课题:探究植物细胞外液浓度与质壁分离关系。该小组选取水生植物黑藻外液浓度与质壁分离关系。该小组选取水生植物黑藻作为试验材料,并作出试验假设:假如将其叶片分别作为试验材料,并作出试验假设:假如将其叶片分别置于不一样浓度蔗糖溶液中,其细胞失水量伴随外界置于不一样浓度蔗糖溶液中,其细胞失水量伴随外界溶液浓度增大而增加。该小组学生设计试验步骤以下:溶液浓度增大而增加。该小组学生设计试验步骤以下:配制配制10%、20%、30%蔗糖溶液,分别盛于培养皿中蔗糖溶液,分别盛于培养皿中。从黑藻
26、茎上取下叶片,用吸水纸吸干叶片表面水分,。从黑藻茎上取下叶片,用吸水纸吸干叶片表面水分,分别放入不一样浓度蔗糖溶液中,浸泡分别放入不一样浓度蔗糖溶液中,浸泡10分钟。取分钟。取出叶片制成装片,显微镜下观察,选取出叶片制成装片,显微镜下观察,选取5个细胞测量个细胞测量其其A、B值(以下列图值(以下列图A为细胞长度,为细胞长度,B为原生质体长为原生质体长度)。在此基础上,请你参加设计、分析和讨论。度)。在此基础上,请你参加设计、分析和讨论。第26页(1)请你设计一表格,用于统计数据,计算并统计)请你设计一表格,用于统计数据,计算并统计B/A(%)值。)值。(2)该小组同学依据统计数据作出曲线如图。
27、请你)该小组同学依据统计数据作出曲线如图。请你就该结果作分析并得出结论。就该结果作分析并得出结论。第27页 。(3)讨论)讨论假如要说明上述质壁分离现象是因为对应浓度外界溶假如要说明上述质壁分离现象是因为对应浓度外界溶液引发,而非细胞本身原因,你怎么处理试验?液引发,而非细胞本身原因,你怎么处理试验?。(4)该小组同学想深入了解)该小组同学想深入了解“生长在盐碱地上植物生长在盐碱地上植物与水生植物细胞液浓度是否有差异与水生植物细胞液浓度是否有差异”,请你设计试验,请你设计试验并简明分析。并简明分析。第28页解析解析(1)设计表格时要注意,蔗糖溶液浓度有)设计表格时要注意,蔗糖溶液浓度有3种,依
28、种,依次为次为10%、20%、30%,要在三个不一样浓度溶液中分,要在三个不一样浓度溶液中分别测量别测量5个细胞个细胞A值和值和B值取平均值,从而计算出不一样值取平均值,从而计算出不一样浓度下浓度下B/A值。值。(2)由图中曲线看到现象是随溶液浓度增加,)由图中曲线看到现象是随溶液浓度增加,B/A值下值下降。降。B/A值可表示质壁分离程度,曲线说明了质壁分离值可表示质壁分离程度,曲线说明了质壁分离程度随溶液浓度增加而增大。并由此得出结论:细胞失程度随溶液浓度增加而增大。并由此得出结论:细胞失水量伴随外界溶液浓度增大而增加。水量伴随外界溶液浓度增大而增加。(3)设计对照试验,试验变量是对应浓度外
29、界溶液,用)设计对照试验,试验变量是对应浓度外界溶液,用于两组试验细胞生理情况要相同。于两组试验细胞生理情况要相同。(4)该试验设计思绪是设置相同浓度溶液,分别将两种)该试验设计思绪是设置相同浓度溶液,分别将两种植物叶片放入其中,一段时间后分别测量两种叶片植物叶片放入其中,一段时间后分别测量两种叶片B/A值大小。值大小。第29页答案答案(1)第30页(2)分析:)分析:B/A值越小,说明质壁分离程度越大;值越小,说明质壁分离程度越大;伴随溶液浓度增加,伴随溶液浓度增加,B/A值下降,说明质壁分离程度随值下降,说明质壁分离程度随溶液浓度增加而增大。溶液浓度增加而增大。结论:细胞失水量伴随外界溶液
30、浓度增大而增加结论:细胞失水量伴随外界溶液浓度增大而增加(3)设置清水对照组,观察清水中黑藻细胞,确认其细)设置清水对照组,观察清水中黑藻细胞,确认其细胞形态正常,无质壁分离现象胞形态正常,无质壁分离现象(4)取盐碱植物与黑藻植物叶片若干,用吸水纸吸干取盐碱植物与黑藻植物叶片若干,用吸水纸吸干水分;水分;配制相同浓度蔗糖溶液,将上述两种叶片浸入溶液中配制相同浓度蔗糖溶液,将上述两种叶片浸入溶液中10分钟;分钟;两种叶片制成装片,观察并比较两种叶片制成装片,观察并比较B/A值大小;值大小;B/A值越小,质壁分离程度越大,说明细胞液浓度越低值越小,质壁分离程度越大,说明细胞液浓度越低 第31页考点
31、四考点四 相关水分代谢和矿物营养试验设计方法相关水分代谢和矿物营养试验设计方法1.植物必需、非必需矿质元素试验探究与试验设计植物必需、非必需矿质元素试验探究与试验设计(1)试验方法:)试验方法:溶液培养法。溶液培养法。(2)设计思绪)设计思绪第32页试验单一变量是矿质元素试验单一变量是矿质元素M有没有。有没有。乙组是空白对照,甲组出现缺乏症,加入元素乙组是空白对照,甲组出现缺乏症,加入元素M后后再培养是本身对照,即此试验中利用了两次对照。再培养是本身对照,即此试验中利用了两次对照。2.相关植物对矿质离子吸收和利用试验设计分析相关植物对矿质离子吸收和利用试验设计分析(1)探究根对矿质离子吸收方式
32、)探究根对矿质离子吸收方式试验单一变量是呼吸抑制剂有没有。试验单一变量是呼吸抑制剂有没有。第33页(2)证实某种矿质元素利用特点)证实某种矿质元素利用特点试验单一变量是某矿质元素有没有。试验单一变量是某矿质元素有没有。第34页(09湖南部分示范中学联考)用含有各种必湖南部分示范中学联考)用含有各种必需元素溶液培养大麦。试验分两组,一组在光下,一需元素溶液培养大麦。试验分两组,一组在光下,一组在黑暗中,组在黑暗中,48 h后测定其中离子浓度。表中各离子后测定其中离子浓度。表中各离子数据为试验结束时,溶液中离子浓度占试验开始时浓数据为试验结束时,溶液中离子浓度占试验开始时浓度百分比。分析表中数据得
33、出以下结论,其中错误是度百分比。分析表中数据得出以下结论,其中错误是()第35页A.光下蒸腾作用比黑暗强,消耗水分多光下蒸腾作用比黑暗强,消耗水分多B.从吸收离子和吸收水百分比看,大麦在光下吸收从吸收离子和吸收水百分比看,大麦在光下吸收 Mg2+比吸收水分快比吸收水分快C.矿质元素吸收受光照影响矿质元素吸收受光照影响D.吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立过程吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立过程解析解析 在两种试验条件下,试验后在两种试验条件下,试验后Mg2+浓度均增大,浓度均增大,说明大麦吸收水分百分比大于吸收离子百分比。说明大麦吸收水分百分比大于吸收离子百分比。答案答案 B第36页(0
34、9云南毕业班检测)某同学取生长状态相云南毕业班检测)某同学取生长状态相同两组番茄幼苗,置于表中所列同两组番茄幼苗,置于表中所列A、B两种培养液中,两种培养液中,在相同适宜条件下培养,甲组用在相同适宜条件下培养,甲组用A培养液,乙组用培养液,乙组用B培养液。(表中培养液。(表中+表示有,表示有,-表示无)表示无)第37页(1)该同学研究课题是)该同学研究课题是 。(2)试验中,将)试验中,将 作为变量,分成了两个组进作为变量,分成了两个组进行试验,其中试验组是行试验,其中试验组是 组。组。(3)试验中,应该选择)试验中,应该选择 作为观察指标。作为观察指标。解析解析 表格中表格中A组和组和B组区
35、分是组区分是B组中没有添加镁元素,组中没有添加镁元素,试验变量是试验变量是MgSO4,其目标是探究镁是否是植物必,其目标是探究镁是否是植物必需矿质元素;试验组是用试验变量进行处理对象组,需矿质元素;试验组是用试验变量进行处理对象组,没有处理是对照组,所以没有处理是对照组,所以B组是试验组;镁元素是合组是试验组;镁元素是合成叶绿素必需元素,缺乏时会使叶片失绿。成叶绿素必需元素,缺乏时会使叶片失绿。第38页答案答案 (1)探究镁是否是植物必需矿质元素(其它)探究镁是否是植物必需矿质元素(其它合理答案也可)(合理答案也可)(2)MgSO4 B (3)叶片颜色)叶片颜色(其它合理答案也可)(其它合理答
36、案也可)第39页例例1 在某细胞培养液中加入在某细胞培养液中加入32P标识磷酸分子,短时间内分离出细标识磷酸分子,短时间内分离出细胞胞ATP,发觉其含量改变不大,但部分,发觉其含量改变不大,但部分ATP末端磷酸基团已带上末端磷酸基团已带上放射性标识,该现象能够说明是放射性标识,该现象能够说明是 ()ATP中远离腺苷磷酸基团轻易脱离中远离腺苷磷酸基团轻易脱离 32P标识标识ATP是新合成是新合成 ATP是细胞内直接能源物质是细胞内直接能源物质 该过程中该过程中ATP现有合成又有分现有合成又有分解解 A.B.C.D.第40页解析解析 被标识被标识P在在ATP中出现,但中出现,但ATP含量改变不大,
37、含量改变不大,说明说明ATP现有合成也有分解(两过程处于动态平衡)。现有合成也有分解(两过程处于动态平衡)。因放射性出现在因放射性出现在ATP末端磷酸基团中,说明该磷酸基团末端磷酸基团中,说明该磷酸基团轻易脱离,不然就不会有放射性出现。轻易脱离,不然就不会有放射性出现。答案答案 C得分策略得分策略 ATP与与ADP之间相互转化是细胞供能机制,之间相互转化是细胞供能机制,该题结协议位素标识法对二者之间相互转化进行考查,该题结协议位素标识法对二者之间相互转化进行考查,新奇又含有很好区分度。复习时要正确了解新奇又含有很好区分度。复习时要正确了解ATP与与ADP之间相互转化。同时依据高等植物不一样部分
38、细胞结构,之间相互转化。同时依据高等植物不一样部分细胞结构,分析产生分析产生ATP过程差异。过程差异。第41页例例2 生物活动小组同学利用重量相等、生长良好水生物活动小组同学利用重量相等、生长良好水稻和菠菜幼苗放入含有营养液瓶内进行无土栽培试稻和菠菜幼苗放入含有营养液瓶内进行无土栽培试验。营养液由同一个配方矿质元素溶于自来水中制验。营养液由同一个配方矿质元素溶于自来水中制成。把栽有菠菜和水稻瓶子平均各分为成。把栽有菠菜和水稻瓶子平均各分为A、B、C三组,各组管理和生长情况以下表(各组其它试验三组,各组管理和生长情况以下表(各组其它试验条件相同)。请分析回答以下问题:条件相同)。请分析回答以下问
39、题:第42页(1)对)对A组换下来营养液成份进行分析,发觉两种组换下来营养液成份进行分析,发觉两种培养液中一些矿质元素离子浓度差异很大,这说明培养液中一些矿质元素离子浓度差异很大,这说明,原因是,原因是。(2)表中)表中B组试验表明水稻生长情况好于菠菜,从组试验表明水稻生长情况好于菠菜,从细胞呼吸方式分析,其主要原因是细胞呼吸方式分析,其主要原因是。(3)某同学推测,)某同学推测,C组菠菜生长差是因为缺乏某种组菠菜生长差是因为缺乏某种矿质元素造成,便设计了以下试验:将矿质元素造成,便设计了以下试验:将C组菠菜分为组菠菜分为两等份,一份栽培在含有某种矿质元素完全营养液中,两等份,一份栽培在含有某
40、种矿质元素完全营养液中,而且培养液天天一换;另一份一直栽培在不含某种矿而且培养液天天一换;另一份一直栽培在不含某种矿质元素完全营养液中。一段时间后,依据菠菜在两份质元素完全营养液中。一段时间后,依据菠菜在两份营养液中生活情况来验证试验假设。这位同学试验设营养液中生活情况来验证试验假设。这位同学试验设计是否科学?请说明原因。计是否科学?请说明原因。第43页 。(4)若经试验验证)若经试验验证C组营养液中不缺乏矿质元素。组营养液中不缺乏矿质元素。于是,另一同学推测于是,另一同学推测C组菠菜生长差是因为营养液中组菠菜生长差是因为营养液中缺氧引发。请你设计试验来证实上述推测是否成立,缺氧引发。请你设计
41、试验来证实上述推测是否成立,写出试验步骤并预测试验结果及对应结论。写出试验步骤并预测试验结果及对应结论。试验步骤:试验步骤:将将C组菠菜分为甲、乙两组;组菠菜分为甲、乙两组;一段时间后观察菠菜生长情况。一段时间后观察菠菜生长情况。试验结果及对应结论:试验结果及对应结论:若泵入空气一组菠菜生长情况没有改进,则说明若泵入空气一组菠菜生长情况没有改进,则说明;,则说明,则说明C组营养液中缺氧气。组营养液中缺氧气。第44页解析解析 (1)试验后两种培养液中一些矿质离子浓度)试验后两种培养液中一些矿质离子浓度差异大是因为不一样植物对离子吸收含有不一样选择差异大是因为不一样植物对离子吸收含有不一样选择性。
42、性。(2)在较长时间不更换培养液情况下,培养液中氧)在较长时间不更换培养液情况下,培养液中氧浓度快速降低,水稻生命活动受影响较小,说明水稻浓度快速降低,水稻生命活动受影响较小,说明水稻耐受无氧呼吸能力较强。耐受无氧呼吸能力较强。(3)对照试验应遵照单一变量标准,在试验组和对)对照试验应遵照单一变量标准,在试验组和对照组中,应该只有某元素有没有存在差异,其余无关照组中,应该只有某元素有没有存在差异,其余无关变量均应该相同。变量均应该相同。(4)按照试验设计标准,应设置一个天天通入氧气)按照试验设计标准,应设置一个天天通入氧气对照组和一个不通入氧气试验组。对照组和一个不通入氧气试验组。第45页答案
43、答案 (1)不一样植物根对矿质元素离子吸收含有)不一样植物根对矿质元素离子吸收含有选择性选择性 不一样植物根细胞膜上含有载体种类和数不一样植物根细胞膜上含有载体种类和数量不一样(量不一样(2)水稻忍受无氧呼吸能力较强()水稻忍受无氧呼吸能力较强(3)不)不科学。因为这位同学试验设计不符合单一变量标准,科学。因为这位同学试验设计不符合单一变量标准,不能形成对照得出结论(不能形成对照得出结论(4)试验步骤:)试验步骤:向甲组营向甲组营养液中天天泵入空气,乙组营养液中不泵入空气。试养液中天天泵入空气,乙组营养液中不泵入空气。试验结果及对应结论:验结果及对应结论:C组营养液中不缺氧气组营养液中不缺氧气
44、;若若泵入空气一组菠菜生长恢复正常泵入空气一组菠菜生长恢复正常解题总结解题总结 植物水分代谢和矿质营养知识应用于农业生植物水分代谢和矿质营养知识应用于农业生产素材将是高考命题热点。将所学知识拓展到生产实产素材将是高考命题热点。将所学知识拓展到生产实际中去了解将是取得高分有效办法。际中去了解将是取得高分有效办法。第46页1.(09重庆卷)以下相关酶叙述,正确是(重庆卷)以下相关酶叙述,正确是()A.高温和低温均能破坏酶结构使其失去活性高温和低温均能破坏酶结构使其失去活性 B.酶是活细胞产生并含有催化作用蛋白质酶是活细胞产生并含有催化作用蛋白质 C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解酶细胞质基质中有催化
45、葡萄糖分解酶 D.细胞质中没有作用于细胞质中没有作用于DNA解旋酶解旋酶 解析解析 低温能够抑制酶活性,但并不破坏其结构;酶是低温能够抑制酶活性,但并不破坏其结构;酶是含有催化作用有机物,绝大多数为蛋白质,少数为含有催化作用有机物,绝大多数为蛋白质,少数为RNA;细胞质基质中能进行无氧呼吸和有氧呼吸第一;细胞质基质中能进行无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段,有催化葡萄糖分解酶;细胞质中线粒体和叶绿阶段,有催化葡萄糖分解酶;细胞质中线粒体和叶绿体中也含有少许体中也含有少许DNA,能够进行自我复制及转录,在,能够进行自我复制及转录,在此过程中需要解旋酶将此过程中需要解旋酶将DNA双链打开。双链打开。C第4
46、7页2.(09辽宁、宁夏卷)右图表示酶活性与温度关系。辽宁、宁夏卷)右图表示酶活性与温度关系。以下叙述正确是以下叙述正确是()A.当反应温度由当反应温度由t1调到最适温调到最适温 度时,酶活性下降度时,酶活性下降 B.当反应温度由当反应温度由t1调到最适温调到最适温 度时,酶活性上升度时,酶活性上升 C.酶活性在酶活性在t2时比时比t1高,故高,故t2时更适合酶保留时更适合酶保留 D.酶活性在酶活性在t1时比时比t2低,表明低,表明t1时酶空间结构破坏更时酶空间结构破坏更 严重严重 解析解析 酶活性受温度影响,在低温时酶活性低,伴随温酶活性受温度影响,在低温时酶活性低,伴随温度升高,酶活性逐步
47、增强,抵达最适宜温度后,再升高度升高,酶活性逐步增强,抵达最适宜温度后,再升高温度,酶活性下降,当温度过高时,酶空间结构被破坏,温度,酶活性下降,当温度过高时,酶空间结构被破坏,酶变性失活,所以酶变性失活,所以B项正确。酶在低温时活性降低,但项正确。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,所以常空间结构不会被破坏,温度升高,酶活性恢复,所以常在低温下保留酶。在低温下保留酶。B第48页3.(09广州六中)把混有反应物液体,加到捣碎土豆汁广州六中)把混有反应物液体,加到捣碎土豆汁液中(酶液),在液中(酶液),在37下观察到一些反应现象。在这下观察到一些反应现象。在这种情况下
48、,学生甲设计对照试验是用蒸馏水代替反应种情况下,学生甲设计对照试验是用蒸馏水代替反应物,加入酶液中,也可观察到该反应现象;学生乙设物,加入酶液中,也可观察到该反应现象;学生乙设计对照试验是用蒸馏水代替酶液,加入反应物中,则计对照试验是用蒸馏水代替酶液,加入反应物中,则观察不到该反应现象。下面是对此问题解释,其中可观察不到该反应现象。下面是对此问题解释,其中可能性最大一项是能性最大一项是()A.酶催化反应即使完全没有反应物,也可迟缓进行酶催化反应即使完全没有反应物,也可迟缓进行B.酶因为被蒸馏水溶解出来,因而能进行反应酶因为被蒸馏水溶解出来,因而能进行反应C.因为该酶液中混有与反应物相同物质因为
49、该酶液中混有与反应物相同物质D.因为该酶液中混有催化同一反应各种酶因为该酶液中混有催化同一反应各种酶第49页解析解析 比较三个试验:比较三个试验:反应物反应物+酶酶反应;反应;蒸馏水蒸馏水+酶液酶液反应;反应;反应物反应物+蒸馏水蒸馏水无反应,从无反应,从、可可知反应发生需酶催化、酶来自酶液;从知反应发生需酶催化、酶来自酶液;从、可可知,酶液中不但有酶,而且存在反应物。知,酶液中不但有酶,而且存在反应物。答案答案 C第50页4.(09东城示范质检)如图表示细菌某反应程序,东城示范质检)如图表示细菌某反应程序,在这个程序中一个氨基酸由另一个氨基酸经过酶作在这个程序中一个氨基酸由另一个氨基酸经过酶
50、作用产生。用产生。16代表不一样氨基酸,代表不一样氨基酸,VZ代表不一样代表不一样酶。全部氨基酸对生命都是主要,原始种细菌只需酶。全部氨基酸对生命都是主要,原始种细菌只需要氨基酸要氨基酸1,而细菌变种只有在培养基中提供氨基,而细菌变种只有在培养基中提供氨基酸酸1、2、5才能生存,则该变种细菌不存在酶是才能生存,则该变种细菌不存在酶是()A.V、WB.W、YC.Y、ZD.V、Z第51页解析解析 本题考查酶专一性应用。细菌变种只有在培本题考查酶专一性应用。细菌变种只有在培养基中提供氨基酸养基中提供氨基酸1、2、5才能生存,说明该变种才能生存,说明该变种细菌不能由细菌不能由1产生产生2,缺乏酶,缺乏