專題二細胞的代謝

專題二

細胞的代謝【高考這樣考】1.(2015·海南高考·T4·2分)關于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯誤的是()A.酶的化學本質是蛋白質或RNAB.脲酶能夠將尿素分解成氨和CO2C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類D.纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁

D

(一)酶和ATP2.(2014·全國卷·T2·6分)ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關ATP的敘述，錯誤的是()A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用B.機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATPC.在有氧與缺氧的條件下，細胞質基質中都能形成ATPD.植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用

B

【考查特點】1.酶：主要考查酶的來源、本質、特性、基本單位、合成部位、作用原理、可發(fā)揮作用的部位、檢測試劑、影響酶活性的因素、酶在生產(chǎn)、生活中的應用以及與酶促反應速率有關的實驗設計。試題以選擇題為主。2.ATP：主要考查ATP的元素組成、結構、功能、產(chǎn)生的生理過程、產(chǎn)生部位、作用部位、ATP與ADP的相互轉化等，常聯(lián)系與能量變化有關的代謝綜合考查。試題以選擇題為主。一、酶在代謝中的作用1.酶的來源：______________。2.化學本質：________________。3.基本單位：_______________________。4.合成部位：___________________。5.作用原理：_________________________。6.酶的特性：_________________________

。

7、酶的作用：__________。8、酶作用的產(chǎn)所：

__________。蛋白質或RNA

氨基酸或核糖核苷酸核糖體或細胞核降低化學反應的活化能(1)高效性；(2)專一性；(3)作用條件溫和活細胞催化細胞內(nèi)或者細胞外9.影響酶促反應速率的因素：_________________________

。溫度、pH、酶濃度、底物濃度、酶的激活劑、酶的抑制劑等。(1)溫度和pH：通過影響酶活性來影響酶促反應速率。(2)強酸、強堿和高溫：都會破壞酶分子結構，使酶永久失活。(3)低溫：只抑制酶活性，不破壞酶分子結構，溫度適宜時，酶活性還會恢復。(4)底物充足、其他條件適宜：酶濃度與酶促反應速率呈正相關。(5)酶濃度一定、其他條件適宜：隨底物增加，酶促反應速率先加快后穩(wěn)定。10.與酶有關的實驗設計：(1)驗證高效性。底物+酶溶液(或無機催化劑)→檢測單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量。(2)驗證專一性。①相同底物+不同酶溶液→檢測底物是否被分解。②不同底物+相同酶溶液→檢測底物是否被分解。(3)探究酶活性的最適溫度或最適pH。①自變量：_____________。②因變量：酶活性或酶促反應速率。③無關變量：底物濃度、酶濃度、反應時間等。④實驗方法：設置一系列等溫度梯度的實驗組或一系列等pH梯度的實驗組進行相互對照，無關變量都相同且適宜，檢測酶活性或酶促反應速率。溫度或pH

底物為淀粉和蔗糖時，檢測試劑應為斐林試劑，不能用碘液。因為碘液不能檢測蔗糖是否水解。①底物：不能為過氧化氫。因為溫度影響過氧化氫分解。②檢測試劑：底物為淀粉時，檢測試劑應為碘液，不能用斐林試劑。因為斐林試劑需要加熱，會破壞自變量。11.酶特性在生活中的應用(1)人發(fā)燒時，不想吃東西：原因是體溫升高導致消化酶活性降低。(2)唾液淀粉酶隨食物進入胃后會失活：原因是唾液淀粉酶在胃液的強酸條件下分子結構會改變。(3)堿性加酶洗衣粉，更易洗去衣物上的血漬、奶漬：原因是偏堿性環(huán)境條件下利于酶發(fā)揮作用。（果膠酶、固定化酶技術)二、ATP在能量代謝中的作用1.組成元素：__________________。2.結構簡式：

。(1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基團。(2)腺苷=___________+_________。(3)含有2個_______________。(4)遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解。

C、H、O、N、P

腺嘌呤核糖高能磷酸鍵A—P～P～P3.合成部位：(1)真核細胞：_______________________________。(2)原核細胞：細胞質、細胞膜、藍藻進行光合作用的膜結構。4.作用部位：發(fā)生耗能反應的部位。細胞質基質、線粒體、葉綠體（類囊體）5.ATP與ADP的相互轉化：（1）化學式（2）特點（3）ATP形成和水解的場所及實例細胞結構ADP→ATPATP→ADP主要的生理功能舉例細胞膜上的載體蛋白√主動運輸細胞質基質√√細胞呼吸的第一階段；許多生化反應葉綠體√√光反應產(chǎn)生ATP；暗反應消耗ATP，自身DNA復制等消耗ATP線粒體√√有氧呼吸第二、三階段可產(chǎn)生ATP；自身DNA復制等消耗ATP核糖體√合成蛋白質時要消耗ATP高爾基體√植物細胞壁的形成，動物細胞分泌物的分泌內(nèi)質網(wǎng)√蛋白質的合成和加工、運輸，脂質的合成細胞核√DNA的復制、轉錄等6.辨析圖中“A”的含義：①中的A為腺苷(由腺嘌呤和核糖組成)。②中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸。③中的A為腺嘌呤核糖核苷酸。④中的A為腺嘌呤。1.下列相關敘述正確的是(

)A.由圖可知水稻淀粉酶的最適溫度為30℃B.水稻淀粉酶在a點與b點的催化效率相同，但本質不同C.由于胃酸會隨著胃液進入小腸，故胃液進入小腸后仍能催化蛋白質的分解D.由于胃酸的進入將導致小腸中pH的改變，小腸中的消化酶會失去活性B2.(2014·溫州二模)用新鮮蘿卜做如下實驗:第一組將蘿卜磨碎,制得提取液后立即冷藏,取幾支試管,分別加入pH為3～9的過氧化氫溶液,30℃保溫,然后在每支試管中加入4滴冷藏的提取液;第二組重復上述實驗,但把提取液的添加量減半;第三組重復第一組實驗,但在滴加提取液之前先對其進行80℃高溫處理。然后將實驗結果繪成下圖的曲線,表示一、二、三組結果的曲線分別是(

)A.a、b、c

B.a、c、bC.b、a、c

D.c、b、a【審題·解題·答題】1.(關鍵)弄清三組實驗的不同處理:第一組:條件正?！７磻?第二組:酶量減半→反應減慢;第三組:80℃高溫處理→酶失活,不反應。2.(方法)依據(jù)縱坐標理解曲線變化含義:(1)縱坐標:H2O2的含量。(2)明確:曲線越低→H2O2的含量越少→酶促反應速率越快。c3.細胞中不能合成ATP的部位是(

)A.線粒體的內(nèi)膜B.葉綠體中進行光反應的膜結構C.內(nèi)質網(wǎng)的膜D.藍藻(藍細菌)中進行光反應的膜結構C【高考這樣考】(2015·江蘇高考·T27·8分)為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光合速率、蛋白質含量和葉綠素含量，結果如下圖所示。請回答下列問題：(二)細胞呼吸與光合作用(1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在_______________

相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積______的釋放量。(2)光合作用過程中，CO2與C5結合生成____，消耗的C5由____經(jīng)過一系列反應再生。光照強度、CO2濃度

O2

C3

C3

(3)由圖2可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其主要原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產(chǎn)生更多的_____________；另一方面是其蛋白質含量較高，含有更多的_____________________。

[H]和ATP

參與光合作用的酶(4)栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產(chǎn)量并不高，最可能的生理原因是___________________________________________P2光合作用能力強，但向籽實運輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少(2014·海南高考)某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。據(jù)圖回答問題：(1)在12～24h，呼吸速率逐漸增強，在此期間呼吸作用的主要方式是

呼吸，該呼吸方式在細胞中發(fā)生的部位是_____________，其產(chǎn)物是____

。(2)從第12h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質總量會

，主要原因是

。(3)胚根長出后，萌發(fā)種子的

呼吸速率明顯升高。答案：(1)無氧細胞質基質酒精和CO2(2)減少種子不進行光合作用制造有機物，同時進行呼吸作用消耗有機物，使有機物的總量下降(3)有氧【考查特點】1.細胞呼吸：主要考查細胞呼吸的場所、過程、影響因素以及原理的應用。單獨考查時以選擇題為主，與光合作用綜合考查時以非選擇題為主。2.光合作用的基本過程：主要考查光反應與暗反應的過程、C3和C5的含量變化以及兩過程的相互聯(lián)系。試題以非選擇題為主。3.影響光合作用和細胞呼吸的環(huán)境因素：主要探究環(huán)境因素(光照強度、光質、CO2濃度、溫度、水分、肥料、鹽溶液等)對細胞呼吸、光合作用的影響，常命制實驗類非選擇題。

識記并能準確寫出以下內(nèi)容1.總反應式（注意箭頭、反應條件、配平）2.分階段的物質變化、能量變化、場所3.各種化學元素的轉移一、細胞呼吸1.關于過程A.有氧呼吸：(1)原核細胞三個階段反應場所都在細胞質。(2)線粒體利用的底物是丙酮酸，不是葡萄糖。(3)只有第三階段消耗O2。B.無氧呼吸：(1)微生物的無氧呼吸也叫做發(fā)酵。(2)無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。(3)不同生物無氧呼吸產(chǎn)物不同的原因是細胞內(nèi)的酶不同。(根本：基因)①大多數(shù)植物、酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳；②有些高等植物的某些器官，如玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等，高等動物、人及乳酸菌進行無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸；2.細胞呼吸類型判斷方法：(1)無CO2產(chǎn)生：無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。(2)不消耗O2只產(chǎn)生CO2：無氧呼吸產(chǎn)生酒精。(3)消耗O2量=產(chǎn)生CO2量：有氧呼吸。(4)消耗O2量<產(chǎn)生CO2量：有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。(5)有水生成：一定是有氧呼吸。3.有氧呼吸與無氧呼吸的三大計算規(guī)律（1）消耗等量的葡萄糖時無氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)：有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)=1∶3。（2）消耗等量的葡萄糖時有氧呼吸消耗的氧氣和有氧呼吸和無氧呼吸一共產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比=3∶4。（3）產(chǎn)生等量的CO2時無氧呼吸消耗的葡萄糖摩爾數(shù)：有氧呼吸消耗的葡萄糖摩爾數(shù)=3∶1。4.細胞呼吸的影響因素分析及其應用

項目規(guī)律舉例遺傳特性不同種類的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物生長發(fā)育時期不同同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同幼苗、開花期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低器官類型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于營養(yǎng)器官

內(nèi)部因素（2）外部因素因素原因曲線應用

溫度①最適溫度時，細胞呼吸最強;②超過最適溫度呼吸酶活性降低甚至變性失活，細胞呼吸受抑制；③低于最適溫度酶活性下降，細胞呼吸受抑制①零上低溫下貯存蔬菜、水果②大棚蔬菜夜間適當降溫以降低呼吸消耗，提高日產(chǎn)量

O2①O2濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢；②隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強；③當O2濃度達到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)低氧下貯存蔬菜、水果，減少呼吸消耗，延長蔬菜、水果的保鮮時間水在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢糧食風干狀態(tài)儲藏，減少有機物消耗，防止霉爛

CO2CO2是細胞呼吸的產(chǎn)物，對細胞呼吸有抑制作用密閉的地窖中含高濃度CO2可抑制細胞呼吸，減少有機物消耗，有利于保存蔬菜、水果(或充入N2)

1.葉綠素和其他色素色素種類胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b色素顏色橙黃色黃色藍綠色黃綠色分布葉綠體的類囊體薄膜上化學特性不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有機溶劑分離方法紙層析法植物葉色正常綠色一般來說，正常葉子的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為4∶1，葉綠素a和葉綠素b約為3∶1，葉黃素和胡蘿卜素的分子比例約為2∶1。因為葉綠素比類胡蘿卜素多，所以正常的葉總是呈綠色

葉色變黃寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃

葉色變紅秋天降溫時，植物體為適應寒冷環(huán)境，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷而逐漸降解，葉子呈現(xiàn)紅色二、光合作用2.綠葉中色素的提取和分離實驗

a.綠葉中色素的提取和分離色素帶上色素的分布規(guī)律之“四最”(1)最寬——葉綠素a；(2)最窄——胡蘿卜素；(3)距離最近——葉綠素a與葉綠素b；(4)距離最遠——胡蘿卜素與葉黃素。b.色素在濾紙條上的分布：胡黃ab

c.實驗中幾種化學試劑的作用(1)無水乙醇用于提取綠葉中的色素。(2)層析液用于分離綠葉中的色素。(3)二氧化硅可增加杵棒與研缽間的摩擦力，破壞細胞結構，使研磨充分。(4)碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。d.異常實驗現(xiàn)象原因(1)收集到的濾液綠色過淺的原因①未加石英砂，研磨不充分；②使用放置數(shù)天的菠菜葉濾液，色素(葉綠素)太少，綠色過淺；③一次加入大量的無水乙醇提取，濃度太低(正確做法：分多次每次加入少量無水乙醇提取色素)。(2)濾紙條色素帶重疊：濾液細線畫的不夠細齊直(3)濾紙上沒有色素帶：濾液細線接觸到層析液。3.影響光合作用的因素及在生產(chǎn)上的應用因素圖像關鍵點的含義在生產(chǎn)上的應用光照強度①A點光照強度為0，此時只進行細胞呼吸；②AB段表明隨光照強度增強，光合作用逐漸增強；③B點細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度＝細胞呼吸強度；④BC段表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強；⑤C點為光合作用的飽和點適當提高光照強度可以提高作物產(chǎn)量。另延長光合作用時間：通過輪作，延長全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進行光合作用的時間

葉面積指數(shù)①OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大；②A點為光合作用面積的飽和點，隨葉面積的增大，光合作用不再增加。③OB段干物質量隨光合作用增加而增加，而由于A點以后光合作用量不再增加，而葉片隨葉面積的不斷增加呼吸量不斷增加，所以干物質積累量不斷降低，如BC段。合理密植（葉面積指數(shù)=葉片總面積/土地面積。）CO2濃度①在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨CO2濃度增大而加快；②當CO2濃度達到一定值時，再增加CO2濃度，光合速率也不再增加施用有機肥及采取其他措施，如提高大田或溫室CO2濃度(有機肥可在微生物作用下產(chǎn)生CO2)

因素圖像關鍵點的含義在生產(chǎn)上的應用溫度光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。AB段(10℃～35℃)，隨溫度的升高而光合作用逐漸加強，B點以后(35℃以上)酶活性下降，光合作用強度開始下降，50℃時光合作用基本停止

增加晝夜溫差，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用強度；晚上適當降低溫室的溫度，以降低呼吸消耗，保證植物有機物的積累

葉齡①隨幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率不斷提高；②壯葉時，葉面積、葉綠體、葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率基本穩(wěn)定；③老葉時，隨葉齡增加，葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率下降農(nóng)作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉必需礦質元素直接或間接影響光合作用。如：①Mg是葉綠素合成所必需的元素；②K、P等參與碳水化合物代謝，缺乏時會影響糖類的轉變和運輸；③P參與葉綠體膜的構成及光合作用中間產(chǎn)物的轉化和能量的傳遞合理施肥（1）綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數(shù)值為呼吸速率。綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。（2）真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率①凈光合速率：常用單位時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物(葡萄糖)積累量表示。②真正光合速率：常用單位時間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或制造、生產(chǎn)、合成有機物的量表示。③呼吸速率：將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量，即表示呼吸速率。4.光合作用與細胞呼吸的綜合問題分析（3）曲線解讀

A點只呼吸不光合AB段呼吸＞光合

B點光合=呼吸B點后光合＞呼吸a.當CO2濃度由1%降至0.003%時B點右移；C點下移；D點左移。b.當溫度由25℃升至30℃時(光合作用最適溫度25℃，呼吸作用最適溫度30℃)A點下移；B點右移；C點下移；D點左移。（4）環(huán)境條件變化與點的移動1.關于細胞內(nèi)以下過程的描述正確的是(

)A.能夠在生物膜上完成的過程是2、5、6、7、8B.過程3、4都是以基因為單位進行的，都需要酶的催化C.圖中7過程需要1過程的參與，而8過程中同時進行了2過程D.在綠色植物的葉肉細胞內(nèi)，線粒體通過2過程合成的ATP比葉綠體通過2過程合成的ATP用途單一C2.(2015·海南高考)將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變。在上述整個時間段內(nèi)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度表現(xiàn)出的變化趨勢是(

)A.降低至一定水平時再升高B.降低至一定水平時保持不變C.持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài)D.升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定B3.(2015·棗莊二模)下圖是棉花的某部位細胞內(nèi)物質的轉化和轉移路徑圖，能量均省略，其中Ⅰ、Ⅱ表示場所，①～④表示生理過程，A～E表示物質。下列說法錯誤的是(

)A.此細胞可能為植物的根尖細胞B.圖中Ⅰ、Ⅱ分別表示細胞質基質和線粒體C.如用18O標記物質E，則物質C中不可能出現(xiàn)18OD.若圖中①③過程均產(chǎn)生1mol物質C，則②過程消耗了2/3mol葡萄糖C4.(2015·湛江一模)甲、乙兩圖分別表示光照強度和空氣中的CO2含量對某綠色植物光合作用的影響，丙圖表示一天某時間段蔬菜大棚內(nèi)CO2濃度隨時間的變化曲線。下列說法錯誤的是(

)A.甲圖中的B點與丙圖中的G點植物所處的生理狀態(tài)相同B.如果在缺鎂的條件下，B點將向右移動C.C點與B點相比較，葉綠體基質中C3的含量較少D.體現(xiàn)施用農(nóng)家肥能提高蔬菜產(chǎn)量的是丙圖D5.(2015·重慶高考)將如圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是(

)A.黑暗條件下，①增大、④減小B.光強低于光補償點時，①、③增大C.光強等于光補償點時，②、③保持不變D.光強等于光飽和點時，②減小、④增大B6.（2015·安徽高考·T29節(jié)選)科研人員探究了不同溫度(25℃和0.5℃)條件下密閉容器內(nèi)藍莓果實的CO2生成速率的變化，結果見圖1和圖2。(1)由圖可知，與25℃相比，0.5℃條件下果實的CO2生成速率較低，主要原因是_________________________________；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的_______濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸。該實驗還可以通過檢測______濃度變化來計算呼吸速率。低溫降低了細胞呼吸相關酶活性

CO2

O2

(2)某同學擬驗證上述實驗結果，設計如下方案：①稱取兩等份同一品種的藍莓果實，分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內(nèi)，然后密封。②將甲、乙瓶分別置于25℃和0.5℃條件下儲存，每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。③記錄實驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。為使實驗結果更可靠，請給出兩條建議，以完善上述實驗方案(不考慮溫度因素)。a._____________________________。b.________________________________________。選取的果實成熟度還應一致每個溫度條件下至少有3個平行重復實驗7.（2012·全國卷)金魚藻是一種高等沉水植物，有關研究結果如下圖所示(圖中凈光合速率是指實際光合速率與呼吸速率之差，以每克鮮重每小時釋放O2的微摩爾數(shù)表示)。

(1)該研究探討了

對金魚藻________的影響。其中，因變量是

。(2)該研究中凈光合速率達到最大時的光照強度為______

lx。在黑暗中，金魚藻的呼吸速率是每克鮮重每小時消耗氧氣______μmol。(3)該研究中凈光合速率隨pH變化而變化的主要原因是_____________________________________________________。pH的大小會影響光合作用和呼吸作用過程中所需酶的活性光照強度、CO2濃度和pH凈光合速率O2的釋放速率12.5×10386.(2015·武漢二模)圖1表示磷水平高低對植物光合速率日變化的影響；圖2表示在溫度分別保持5℃、15℃、25℃和35℃時，改變光照強度(其他條件適宜)的情況下，植物吸收CO2的速率曲線。請回答下列問題：(1)圖1中磷是葉綠體膜的基本骨架中

的構成成分；缺磷也會影響光反應的產(chǎn)物

的合成，從而影響暗反應中C3的還原和

的再生。(2)圖1中不同時間缺磷、高磷處理的光合速率日變化均

(填“小于”“等于”或“大于”)適磷處理的光合速率日變化。12﹕00植物的光合作用出現(xiàn)明顯的午休現(xiàn)象，與缺磷和適磷相比，高磷光合速率下降幅度大，說明