專題細(xì)胞代謝

1、專題細(xì)胞代謝第1頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【考綱要求】（1）物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式（2）酶在代謝中的作用（3）ATP在能量代謝中的作用（4）光合作用的基本過程（5）影響光合作用速率的環(huán)境因素（6）細(xì)胞呼吸知識內(nèi)容要求第2頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日 本專題內(nèi)容是高中生物的核心知識,是歷年高考的命題重點(diǎn),本專題的所有知識點(diǎn)均有考查的可能性,可能會以圖表形式概括酶的特性和影響酶活性的因素;以酶的實驗為背景考查實驗探究與分析的完善能力;以ATP為中心,對光合作用、細(xì)胞呼吸和能量代謝進(jìn)行綜合考查。命題重點(diǎn)是圍繞光合作用和細(xì)胞呼吸兩項生理過程的發(fā)生部位、

2、產(chǎn)物、影響因素、相互聯(lián)系等方面進(jìn)行全方位的考查;考查環(huán)境因素對光合作用的影響時,可能會以曲線圖或?qū)嶒炘O(shè)計的形式出現(xiàn),試題難度較大?！究枷蝾A(yù)測】第3頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【知能診斷】1.(2012皖南八校聯(lián)考)ATP是細(xì)胞的能量“通貨”,有關(guān)說法正確的是()A.細(xì)胞需要儲備大量的ATP B.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性C.ATP的合成總是伴隨有機(jī)物的氧化分解 D.黑暗條件下,只有線粒體可以產(chǎn)生ATP第4頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日2.(2012湖南衡陽六校聯(lián)考)下列有關(guān)酶的正確敘述是()是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的有的從

3、食物中獲得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來凡是活細(xì)胞,一般都能產(chǎn)生酶酶都是蛋白質(zhì)有的酶不是蛋白質(zhì)酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生長發(fā)育中起調(diào)控作用酶只是起催化作用A. B. C. D.第5頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日A.圖1、圖2兩種生物膜可以同時存在于葉肉細(xì)胞中B.圖1可表示葉綠體內(nèi)膜,圖2可表示線粒體內(nèi)膜C.圖1的反應(yīng)消耗ATP,圖2的反應(yīng)產(chǎn)生ATPD.影響圖1、圖2反應(yīng)的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度3.(2012福州市高三3月質(zhì)量檢測)下圖表示生物膜結(jié)構(gòu)及膜上所發(fā)生的生化反應(yīng)。有關(guān)敘述正確的是()第6頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日 【思維導(dǎo)圖自主構(gòu)建】第

4、7頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日1234567第8頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【核心考點(diǎn)完全攻略】一、酶與ATP【考點(diǎn)教材回歸】1.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA。2.酶的功能是生物催化作用,其原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。3.ATP是生物體細(xì)胞的直接能源物質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)中代謝消耗的ATP均來源于呼吸作用(無氧呼吸和有氧呼吸),光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP均用于暗反應(yīng)。ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少,而且轉(zhuǎn)化很快。第9頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【考點(diǎn)橫向整合】一、酶與AT

5、P1.關(guān)于酶的正確與錯誤說法第10頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日圖示為“鎖和鑰匙學(xué)說”,圖中A表示酶,B表示被催化的反應(yīng)物。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。2.對酶的特性的理解及影響酶活性的圖像分析(1)表示酶專一性的圖解第11頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化底物參與反應(yīng)。在A反應(yīng)物中加入酶B,反應(yīng)速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物不參與反應(yīng)。第12頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日圖中只有a、b曲線相比較才可說明酶催化的高效性,a、c曲線的對比只能說明酶具

6、有催化作用。酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(2)表示酶高效性的曲線第13頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日3.ATP在能量代謝中的作用(1)ATP的組成及結(jié)構(gòu)第14頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日生物不能直接利用有機(jī)物中的化學(xué)能,只有有機(jī)物氧化分解并將能量轉(zhuǎn)移到ATP中,才能被利用。光能進(jìn)入生物群落后,以化學(xué)能的形式儲存于有機(jī)物中,以有機(jī)物為載體通過食物鏈而流動。(3)生物體內(nèi)的能量代謝過程第15頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日光能是生物體進(jìn)行各項生命活動的根本能量來源,植物的光合作用是生物界中最基本的物

7、質(zhì)代謝和能量代謝。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP均可作為細(xì)胞的能量貨幣,直接用于各項生命活動。第16頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日A.圖能用來表示反應(yīng)物濃度變化與反應(yīng)時間的關(guān)系B.圖虛線表示增加酶濃度后,其他條件不變時,生成物量與反應(yīng)時間關(guān)系的變化情況C.若圖中的實線表示過氧化氫酶對H2O2分解的催化效率,則虛線表示Fe3+的催化效率D.圖也可以用來表示處理溫度不同的情況下,生成物量與時間的關(guān)系例1(2012衡陽八中高三檢測)下圖表示在不同條件下,酶催化反應(yīng)的速度和生成物量的變化情況。以下有關(guān)敘述不正確的是()第17頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日A.ATP

8、中的“A”與構(gòu)成DNA、RNA中的堿基“A”表示不同物質(zhì)B.ATP中的能量可以來源于光能、化學(xué)能,也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能C.在有氧與缺氧的條件下,酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATPD.人體內(nèi)成熟的紅細(xì)胞中沒有線粒體,不能產(chǎn)生ATP例2(2012聊城一模)ATP是細(xì)胞中能量的通用“貨幣”。下列有關(guān)ATP的敘述不正確的是()第18頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日B.ATP含有核糖,酶一定不含核糖C.ATP是活細(xì)胞各種生命活動的直接供能物質(zhì),但不是細(xì)胞唯一的直接能源物質(zhì)D.酶與ATP均具有高效性與專一性 例3(2012山東濰坊市一模)以下關(guān)于ATP和酶的說法正確的是()A.人體成

9、熟的紅細(xì)胞既能產(chǎn)生酶又能產(chǎn)生ATP第19頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【考點(diǎn)橫向整合】一、光合作用1.內(nèi)部因素對光合速率的影響(1)不同部位由于葉綠素具有接受和轉(zhuǎn)換能量的作用,所以,植株中凡是綠色的、具有葉綠素的部位都能進(jìn)行光合作用。在一定范圍內(nèi),葉綠素含量越多,光合速率越大。以一片葉子為例,最幼嫩的葉片光合速率低,隨著葉子成長,光合速率不斷加大,達(dá)到高峰,隨后葉子衰老,光合速率就下降。二、細(xì)胞呼吸與光合作用第20頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日(2)不同生育期一株作物不同生育期的光合速率不盡相同,一般都以營養(yǎng)生長期為最強(qiáng),到生長末期就下降。以水稻

10、為例,分蘗盛期的光合速率較快,在稻穗接近成熟時下降。但從群體來看,群體的光合量不僅決定于單位葉面積的光合速率,而且很大程度上受總?cè)~面積及群體結(jié)構(gòu)的影響。2.單一因子對光合作用的影響第21頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日第22頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日第23頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日第24頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日第25頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日(1)不同種類的植物呼吸速率不同,如陰生植物小于陽生植物。(2)同一植物在不同的生長發(fā)育期,呼吸速率不同,如開花期呼吸速

11、率升高,成熟期下降。(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于營養(yǎng)器官。2.環(huán)境因素對細(xì)胞呼吸的影響二、影響細(xì)胞呼吸的因素及在生產(chǎn)上的應(yīng)用1.內(nèi)部因素第26頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日第27頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日三、從光合作用和呼吸作用分析物質(zhì)循環(huán)和能量流動1.從反應(yīng)式上追蹤元素的來龍去脈(1)光合作用總反應(yīng)式:第28頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日 2.從具體過程中尋找物質(zhì)循環(huán)和能量流動(2)有氧呼吸反應(yīng)式:第29頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日C:CO2(CH2O)丙酮酸CO2

12、O:H2OO2H2OH:H2OH(CH2O)HH2O(1)物質(zhì)循環(huán)第30頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日3.光合作用與細(xì)胞呼吸過程中H、ATP來源與去路的比較(2)能量流動光能ATP(CH2O)ATP各項生命活動第31頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日4.真光合速率、表觀(凈)光合速率和呼吸速率三者之間的關(guān)系(1)光合速率、呼吸速率的概念第32頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日光合速率:指在單位時間內(nèi),單位面積的葉片合成有機(jī)物的速率。表觀(凈)光合速率:光照下測定的CO2吸收速率(或O2釋放速率)。實際(總)光合速率:植物在光下實際

13、合成有機(jī)物的速率。計算公式:實際光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。具體可表示為:實際光合速率=從外界吸收CO2的速率+呼吸釋放CO2的速率,或?qū)嶋H光合速率=釋放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。表示方法:單位時間內(nèi),單位面積葉片吸收的CO2量或釋放的O2量。單位:CO2量或O2量/(單位面積單位時間)。呼吸速率:是指單位面積的葉片在單位時間內(nèi)分解有機(jī)物的速率。第33頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日表示方法:單位時間內(nèi),釋放的CO2量或吸收的O2量。測定條件:黑暗條件下。(2)圖解形式分析三者關(guān)系第34頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日關(guān)鍵點(diǎn)分析:A點(diǎn)光照

14、強(qiáng)度為0,此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,釋放的CO2的量即是此時的呼吸強(qiáng)度(如圖2)。AB段時細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用度(如圖3)。B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn),細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用,此時光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度,凈光合量為第35頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日0(如圖4)。BC段時光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,凈光合量大于0,就植物來說,只有凈光合量大于0,才能正常生長(如圖5)。C點(diǎn)表示光合作用速率達(dá)到最大值時的最低光照強(qiáng)度。若改變某一因素(如CO2濃度),使光合作用速率增大(減小),而呼吸作用不受影響時,光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)左移(右移),光飽和點(diǎn)應(yīng)右移(左移);若改變

15、某一因素(如溫度),使呼吸作用速率增大(減小),則光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移(左移)。(3)光合速率與植物生長當(dāng)凈(表觀)光合速率0時,植物積累有機(jī)物而生長;凈光合速率=0時,植物不能生長;凈光合速率0時,植物不能生長,長時間處于此種狀態(tài),植物將死亡。第36頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日四、與細(xì)胞代謝相關(guān)的計算1.類型(1)根據(jù)反應(yīng)式中原料與產(chǎn)物之間的關(guān)系進(jìn)行簡單的化學(xué)計算;(2)有關(guān)光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度的計算;(3)有關(guān)有氧呼吸和無氧呼吸的混合計算。2.方法與技巧根據(jù)光合作用、呼吸作用等生命活動過程中物質(zhì)數(shù)量變化關(guān)系求解。有關(guān)公式:(1)同時進(jìn)行光合作用和呼吸作用的植物的有

16、關(guān)有機(jī)物的量:第37頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日有機(jī)物積累量=光合作用產(chǎn)量-呼吸作用消耗量當(dāng)O2的吸收量和CO2的釋放量均為0時,光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度當(dāng)光照強(qiáng)度為0時,O2的消耗量=CO2的產(chǎn)生量=有氧呼吸強(qiáng)度(2)同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸的生物的有關(guān)氣體體積:耗氧量=有氧呼吸CO2產(chǎn)生量無氧呼吸CO2產(chǎn)生量=CO2總產(chǎn)生量-有氧呼吸CO2產(chǎn)生量(耗氧量)第38頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日例4(2012德州高三檢測)如圖為某植物細(xì)胞的部分生理過程示意圖,請回答:第39頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日(1)過程的反

17、應(yīng)場所是,此過程中H來自于(細(xì)胞結(jié)構(gòu))。(2)如果溫度下降,過程的反應(yīng)速率,原因是。(3)過程中,H的移動方向是。如果空氣中CO2濃度下降,則H的含量變化為。(4)如果用18O標(biāo)記的H2O灌溉該植株,則可能出現(xiàn)含18O的氣體有。(5)當(dāng)細(xì)胞中有過程發(fā)生而沒有過程發(fā)生時,該細(xì)胞處于的生理狀態(tài)是;若要過程發(fā)生而過程不發(fā)生,則需要改變的外界條件是。第40頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日例5(2012濰坊一模改編)為探究水分、無機(jī)鹽對光合作用的影響,進(jìn)行了一系列實驗,實驗結(jié)果如下圖。請分析回答有關(guān)問題:第41頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日(1)圖1中土壤含

18、水量相同時施肥組葉綠素含量高于未施肥組,是由于植物能從土壤中吸收更多的、元素。根細(xì)胞中與水分的吸收關(guān)系最密切的細(xì)胞器是。第42頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【解析】(1)、(2)根細(xì)胞通過滲透吸水,主要依賴的細(xì)胞器是液泡。根細(xì)胞能從土壤中吸收N和Mg合成葉綠素,所以施肥組葉綠素(2)圖2中土壤含水量30%時未施肥組光合速率高于施肥組,原因最可能是。土壤含水量80%時施肥組光合速率明顯高于未施肥組,其細(xì)胞內(nèi)部原因主要是。在施肥情況下,土壤含水量50%時,黑暗條件下CO2釋放速率為3.7 mgh-1,植物若要正常生長,則每天至少光照h(保留整數(shù))。(3)圖3中光照強(qiáng)度增加到

19、610000 lx時,繼續(xù)增加光照強(qiáng)度產(chǎn)氧量不再增加,這時如果適當(dāng)提高有可能提高產(chǎn)氧量。(4)圖4中pH值為3時,三組伊樂藻的凈產(chǎn)氧量均呈現(xiàn)負(fù)值,說明此時。當(dāng)水體的pH大于10時,光合作用產(chǎn)氧量急劇下降,原因是水中游離CO2減少,導(dǎo)致。第43頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日例6(2012北京東城區(qū)高三綜合練習(xí))為研究CO2濃度對針葉樹光合作用的影響,研究人員將紅松、紅皮云杉和長白落葉松的幼苗盆栽于模擬自然光照和人工調(diào)節(jié)CO2濃度為400和700 molmol-1的氣室內(nèi),利用儀器測定了各樹種的相關(guān)數(shù)值(光補(bǔ)償點(diǎn)表示光合速率等于呼吸速率時的光輻射強(qiáng)度,光飽和點(diǎn)表示光合速率開始達(dá)到最大時的光輻射強(qiáng)度),結(jié)果如下表。下列敘述不正確的是()第44頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日A.隨著環(huán)境中CO2濃度的升高,三種植物均在更弱的光照下達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)B.當(dāng)環(huán)境CO2濃度為400 molmol-1時,三種植物中長白落葉松有機(jī)物積累量最多C.隨著環(huán)境中CO2濃度的增加,最大凈光合速率增加幅度最大的是紅松D.從光飽和點(diǎn)的變化推測,CO2濃度的增加會使光合速率因暗反應(yīng)速率的加快而提高第45頁，共48頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4分，星期日【思維誤區(qū)規(guī)避】1.有氧呼吸過程中線粒體直接利用的是丙酮酸而不能直接利用葡萄糖,葡萄糖在細(xì)胞