專題細(xì)胞代謝

專題細(xì)胞代謝第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【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ⅡⅡⅡⅡⅡⅡ知識內(nèi)容要求第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六本專題內(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(shí)驗(yàn)為背景考查實(shí)驗(yàn)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(xiàng)生理過程的發(fā)生部位、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(shí),可能會以曲線圖或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的形式出現(xiàn),試題難度較大?！究枷蝾A(yù)測】第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【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ATPB.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第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六2.(2012·湖南衡陽六校聯(lián)考)下列有關(guān)酶的正確敘述是?(

)①是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③凡是活細(xì)胞,一般都能產(chǎn)生酶④酶都是蛋白質(zhì)⑤有的酶不是蛋白質(zhì)⑥酶在代謝中有多種功能⑦在新陳代謝和

生長發(fā)育中起調(diào)控作用⑧酶只是起催化作用A.①②⑥B.①⑤⑧C.③⑤⑧D.①③④第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六A.圖1、圖2兩種生物膜可以同時(shí)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?(

)第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六

【思維導(dǎo)圖自主構(gòu)建】第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六1234567第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【核心考點(diǎn)完全攻略】一、酶與ATP【考點(diǎn)教材回歸】1.酶是①活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有②生物催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)的酶是③蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是④RNA。2.酶的功能是⑤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⑥暗反應(yīng)。ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很⑦少,而且轉(zhuǎn)化很⑧快。第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【考點(diǎn)橫向整合】一、酶與ATP1.關(guān)于酶的正確與錯(cuò)誤說法第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六圖示為“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十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六①在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快,說明酶A催化底物參與反應(yīng)。②在A反應(yīng)物中加入酶B,反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同,說明酶B不催化底物不參與反應(yīng)。第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六①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有催化作用。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)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十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六3.ATP在能量代謝中的作用(1)ATP的組成及結(jié)構(gòu)第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六①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。②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)的能量代謝過程第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六③光能是生物體進(jìn)行各項(xiàng)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質(zhì)代謝和能量代謝。④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(xiàng)生命活動。第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六A.圖①能用來表示反應(yīng)物濃度變化與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系B.圖②虛線表示增加酶濃度后,其他條件不變時(shí),生成物量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系的變化情況C.若圖②中的實(shí)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②也可以用來表示處理溫度不同的情況下,生成物量與時(shí)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?(

)第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六A.ATP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?(

)第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六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.人體成熟的紅細(xì)胞既能產(chǎn)生酶又能產(chǎn)生ATP第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【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二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六(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。以水稻為例,分蘗盛期的光合速率較快,在稻穗接近成熟時(shí)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二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六(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)部因素第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六三、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:第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六

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:第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六C:CO2

(CH2O)?丙酮酸?CO2

O:H2O

O2?H2OH:H2O?[H]?(CH2O)

[H]

H2O(1)物質(zhì)循環(huán)第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六3.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(xiàng)生命活動第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六4.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、呼吸速率的概念第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六①光合速率:指在單位時(shí)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(shí)際(總)光合速率:植物在光下實(shí)際合成有機(jī)物的速率。計(jì)算公式:實(shí)際光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。具體可表示為:實(shí)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(shí)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(shí)間)。②呼吸速率:是指單位面積的葉片在單位時(shí)間內(nèi)分解有機(jī)物的速率

。第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六表示方法:單位時(shí)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)系第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六關(guān)鍵點(diǎn)分析:A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,釋放的CO2的量即是此時(shí)的呼吸強(qiáng)度(如圖2)。AB段時(shí)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(shí)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度,凈光合量為第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六0(如圖4)。BC段時(shí)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(shí)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(shí),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①當(dāng)凈(表觀)光合速率>0時(shí),植物積累有機(jī)物而生長;②凈光合速率=0時(shí),植物不能生長;③凈光合速率<0時(shí),植物不能生長,長時(shí)間處于此種狀態(tài),植物將死亡

。第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六四、與細(xì)胞代謝相關(guān)的計(jì)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(jì)

算;(2)有關(guān)光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度的計(jì)算;(3)有關(guān)有氧呼吸和無氧呼吸的混合計(jì)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(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用的植物的有關(guān)有機(jī)物的量:第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六有機(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(shí),光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí),O2的消耗量=CO2的產(chǎn)生量=有氧呼吸強(qiáng)度(2)同時(shí)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)第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六例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:第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六(1)①過程的反應(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①的反應(yīng)速率

,原因是

。(3)過程②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②過程發(fā)生而沒有③過程發(fā)生時(shí),該細(xì)胞處于的生理

狀態(tài)是

;若要①過程發(fā)生而②過程不發(fā)生,則需要改變的外

界條件是

。第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六例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(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。請分析回答有

關(guān)問題:第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六(1)圖1中土壤含水量相同時(shí)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

。第四十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【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(shí)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(shí)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(shí),黑暗條件下CO2釋放速率為3.7mg·h-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6×10000lx時(shí),繼續(xù)增加光照強(qiáng)度產(chǎn)氧量不

再增加,這時(shí)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(shí),三組伊樂藻的凈產(chǎn)氧量均呈現(xiàn)負(fù)值,說明此時(shí)

。當(dāng)水體的pH大于10時(shí),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

。第四十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六例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

μmol·mol-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(shí)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(shí)的光輻射強(qiáng)度),結(jié)果如下表。下

列敘述不正確的是

(

)第四十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六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400μmol·mol-1時(shí),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

率的加快而提高第四十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期六【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)胞質(zhì)基質(zhì)