生物必修第五章1課后答案
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生物必修1課后答案：第五章
第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
答案和提示
(一)問題探討
1.這個實驗要解決的問題是：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化?
2.是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。
3.提示：收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。
(二)實驗
1.2號試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。
2.不能。
3.說明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。
4.4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說酶對于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。
(三)資料分析
1.巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的;李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。
2.提示：巴斯德是微生物學(xué)家，特別強調(diào)生物體或細(xì)胞的作用;李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問題。他們的爭論促使后人把對酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭論的焦點上，使科學(xué)研究更加有的放矢。
3.畢希納的實驗說明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。
4.薩姆納歷時9年用正確的科學(xué)方法，堅持不懈、百折不撓的科學(xué)精神，將酶提純出來。成功屬于不畏艱苦的人。
(四)旁欄思考題
絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強酸、強堿、高溫等劇烈條件都會影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以酶比較“嬌氣”。
(五)第一小節(jié)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.巴斯德：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用。
李比希：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但是這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。
畢希納：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。
薩姆納：酶是蛋白質(zhì)。
2.提示：(1)細(xì)胞內(nèi)每時每刻都在進(jìn)行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要高效率地進(jìn)行，酶的催化效率比無機催化劑高得多。
(2)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫和條件下進(jìn)行，無機催化劑常常需要輔助以高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈條件才能有較高的催化效率。
3.D。
拓展題
1.提示：可用第2章中學(xué)過的鑒定蛋白質(zhì)的方法。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質(zhì)，主要是因為細(xì)胞中酶的提取和純化非常困難。
2.提示：(1)如四膜蟲的rRNA前體具有催化活性。(2)目前已有發(fā)現(xiàn)具催化活性的DNA的報道。
(六)第二小節(jié)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.B。 2.B。
3.提示：這個模型中A代表某類酶，B代表反應(yīng)底物，C和D代表反應(yīng)產(chǎn)物。這個模型的含義是：酶A與底物B專一性結(jié)合，催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型揭示了酶的專一性。
拓展題
1.(1)A點：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。B點：反應(yīng)速率在此時達(dá)到最高。C點：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。
(2)如果A點時溫度升高10 ℃，曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會變慢。
(3)該曲線表明，B點的反應(yīng)底物的濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高，這時加入少量的酶，會使反應(yīng)速率加快(圖略)。
第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”──ATP
答案與提示
(一)問題探討
1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。
2.螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。
3.有。螢火蟲腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機物中儲存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時，螢火蟲才能發(fā)光。
(二)思考與討論
1.1分子葡萄糖所含的能量，約是1分子ATP所含能量的94倍(指ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的能量)。
2.有道理。糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定，不能被細(xì)胞直接利用。這些穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化成ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞直接利用。
(三)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.B。
2.提示：吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需要消耗能量，是吸能反應(yīng)。這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲存在ATP中。
3.提示：在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一是ATP分子中含有的化學(xué)能比較少，一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的化學(xué)能大約只是一分子葡萄糖的1/94;二是ATP分子中所含的是活躍的化學(xué)能，而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能。葡萄糖分子中穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化為ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞利用。
拓展題
提示：植物、動物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)都具有能量“通貨”──ATP，這可以從一個側(cè)面說明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源。
第3節(jié) ATP的主要來源──細(xì)胞呼吸
答案和提示
(一)問題探討
1.兩者的共同點是：都是物質(zhì)的氧化分解過程;都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。
2.不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底的破壞。
3.在無氧條件下，細(xì)胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。
(二)探究
提示：重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒。具體做法是：讓司機呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠(兩者均為橙色)，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會變成灰綠色的硫酸鉻。
(三)小字部分的問題
有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個ATP轉(zhuǎn)化為ADP。
(四)旁欄思考題
提示：一般來說，如果無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過多，會對細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無氧以及其他條件適合的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物(如酒精)的增多，營養(yǎng)物質(zhì)的減少以及pH發(fā)生變化等的影響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終就會停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發(fā)酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。
(五)資料分析
1.提示：參見本節(jié)參考資料。
2.提示：胖人通過適量的運動，細(xì)胞呼吸的速率會加快，細(xì)胞內(nèi)有機物的分解會增加，體重就會下降。應(yīng)當(dāng)將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲藏，這樣能夠降低細(xì)胞呼吸的速率，減少細(xì)胞內(nèi)有機物的損耗。
(六)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.C。 2.B。
3.提示：有氧呼吸與無氧呼吸的第一個階段完全相同：都不需要氧;都與線粒體無關(guān)。聯(lián)想到地球的早期以及原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，可以作出這樣的推測：在生物進(jìn)化史上先出現(xiàn)無氧呼吸而后才出現(xiàn)有氧呼吸，即有氧呼吸是由無氧呼吸發(fā)展變化而形成的。先出現(xiàn)原核細(xì)胞而后出現(xiàn)真核細(xì)胞，即真核細(xì)胞是由原核細(xì)胞進(jìn)化而來的。
4.不能。因為綠色植物在光合作用中也能形成ATP。
拓展題
提示：人與鳥類和哺乳類維持體溫的能量來源都是細(xì)胞呼吸。在這些生物的細(xì)胞呼吸過程中，葡萄糖等分子中穩(wěn)定的化學(xué)能釋放出來：除一部分儲存在ATP中外，其余的則轉(zhuǎn)化成熱能，可以直接用于提升體溫;ATP水解釋放出的能量，除了維持各項生命活動外，有一部分也能轉(zhuǎn)化成熱能，用于提升體溫。而維持體溫的相對穩(wěn)定，還需復(fù)雜的調(diào)節(jié)機制。
第4節(jié)能量之源──光與光合作用
答案和提示
(一)問題探討
1.用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素吸收最多的是光譜中的藍(lán)紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。
2.因為葉綠素對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源。
(二)實驗
1.濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次為：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。這說明綠葉中的色素有4種，它們在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散的快慢也不一樣。
2.濾紙上的濾液細(xì)線如果觸到層析液，細(xì)線上的色素就會溶解到層析液中，就不會在濾紙上擴散開來，實驗就會失敗。
(三)資料分析
1.恩格爾曼實驗的結(jié)論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。
2.提示：實驗材料選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位;沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾;用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實驗;臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果，等等。
3.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。
(四)旁欄思考題
提示：持這種觀點的人，很可能是在無光條件下做的這個實驗。無光時，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以沒有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳，也就是使空氣變污濁了。
(五)思考與討論1
1.光合作用的原料是二氧化碳和水，產(chǎn)物是糖類和氧氣，場所是葉綠體，條件是要有光，還需要多種酶等。光合作用的反應(yīng)式是：
CO2 + H2O
(CH2O) + O2
2.提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展關(guān)系很密切。例如，直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳，這個事例說明生物學(xué)的發(fā)展與化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展密切相關(guān)。又如，魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氧氣來自水，而不是來自二氧化碳;卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，都說明在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，相關(guān)學(xué)科的互相促進(jìn)，以及技術(shù)手段的進(jìn)步對科學(xué)發(fā)展的推動作用。
(六)思考與討論2
1.
2.物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]，在暗反應(yīng)階段用于還原C3;
能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，在暗反應(yīng)階段中將其儲存的化學(xué)能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲存在糖類中的化學(xué)能。
(七)第一小節(jié)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.(1)×;(2)√。
2.B。
3.結(jié)論是：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣。
拓展題
1.植物體吸收光能的色素， 還存在于植物幼嫩的莖和果實等器官的一些含有光合色素的細(xì)胞中。
2.提示：是的。不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍(lán)、綠部分的吸收，即到達(dá)深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。
(八)第二小節(jié)練習(xí)
基礎(chǔ)題
1.(1)√;(2)×。
2.B。 3.D。 4.C。 5.D。 6.B。
7.光合作用中光反應(yīng)階段的能量來源是光能，暗反應(yīng)階段的能量來源是ATP。
8.白天若突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，葉綠體內(nèi)首先積累起來的物質(zhì)是五碳化合物。
拓展題
1.(1)根據(jù)圖中的曲線表明，7～10時光合作用強度不斷增強，這是因為在一定溫度和二氧化碳供應(yīng)充足的情況下，光合作用的強度是隨著光照加強而增強的。
(2)在12時左右光合作用強度明顯減弱，是因為此時溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強度明顯減弱。
(3)14～17時光合作用強度不斷下降的原因，是因為此時光照強度不斷減弱。
第5章 自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.√。 2.×。 3.√。
選擇題
1.D。 2.D。
畫概念圖
二、知識遷移
提示：松土是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項傳統(tǒng)的耕作措施。松土可以增加土壤的透氣性，能促進(jìn)土壤中枯枝落葉、動物遺體和糞便等有機物的分解，從而有利于農(nóng)作物生長。但是，松土容易造成水土流失，可能成為沙塵暴的一種誘發(fā)因素?？茖W(xué)研究表明，產(chǎn)生沙塵的地表物質(zhì)以直徑為0.005~0.06 mm的粉塵為主，這些粉塵主要來自農(nóng)田。由于松土促進(jìn)了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的分解和排放，從而使溫室效應(yīng)和全球氣候變暖問題變得更加嚴(yán)重。此外，松土還增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。為此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)當(dāng)提倡免耕法。
免耕法又叫保護(hù)性耕作法，是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中平時不用或盡量少用松土措施(能保證種子發(fā)芽出土即可)，收獲時只收割麥穗或稻穗等部位，而將經(jīng)過處理后的農(nóng)作物秸稈和殘茬保留在農(nóng)田地表，任其腐爛，以便盡量恢復(fù)土壤的自然狀態(tài)并保護(hù)土壤，避免水分蒸發(fā)。對于農(nóng)業(yè)病蟲害和農(nóng)田雜草，則主要通過使用農(nóng)藥和除草劑來解決。免耕法有利于水土保持，能減少沙塵暴的發(fā)生，并能提高土壤的肥力。
三、技能訓(xùn)練
1.提示：對于具有兩個變量的對照實驗，探究的原則是先探究其中的一個變量，然后探究另一個變量。為了節(jié)省時間和實驗材料，一些探究兩個變量的實驗可以同時進(jìn)行操作。例如，本實驗可以參照下表同時進(jìn)行，然后對2個變量的4組實驗數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行分析研究。
2.四、思維拓展
哈密地區(qū)位于我國的高緯度地區(qū)(夏季的白天長)，陽光充足，而且光照強烈，所以哈密瓜植株的葉片進(jìn)行光合作用的時間長，光合作用的強度大，積累的糖類自然就會很多。哈密地區(qū)夜間溫度比較低，哈密瓜植株的細(xì)胞呼吸相對比較弱，消耗的糖類物質(zhì)就會比較少。這樣，哈密瓜內(nèi)積存的糖類比較多。哈密瓜細(xì)胞內(nèi)的糖類在有關(guān)酶的催化作用下，最終轉(zhuǎn)化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特別甜。
自己的家鄉(xiāng)或社區(qū)如果想種植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地區(qū)的自然條件，創(chuàng)造類似的生態(tài)環(huán)境，如采取白天適當(dāng)增加光照時間和光照強度，夜間適當(dāng)降低溫度等措施。
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