專題細胞代謝

1、專題細胞代謝第1頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日【考綱要求】（1）物質進出細胞的方式（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）細胞呼吸知識內容要求第2頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日 本專題內容是高中生物的核心知識,是歷年高考的命題重點,本專題的所有知識點均有考查的可能性,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、細胞呼吸和能量代謝進行綜合考查。命題重點是圍繞光合作用和細胞呼吸兩項生理過程的發(fā)生部位、

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

3、食物中獲得,有的在體內轉化而來凡是活細胞,一般都能產生酶酶都是蛋白質有的酶不是蛋白質酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生長發(fā)育中起調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胞中B.圖1可表示葉綠體內膜,圖2可表示線粒體內膜C.圖1的反應消耗ATP,圖2的反應產生ATPD.影響圖1、圖2反應的主要環(huán)境因素是光照強度3.(2012福州市高三3月質量檢測)下圖表示生物膜結構及膜上所發(fā)生的生化反應。有關敘述正確的是()第6頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日 【思維導圖自主構建】第

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

5、P1.關于酶的正確與錯誤說法第10頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日圖示為“鎖和鑰匙學說”,圖中A表示酶,B表示被催化的反應物。酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。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4分，星期日在A反應物中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化底物參與反應。在A反應物中加入酶B,反應速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物不參與反應。第12頁，共48頁，2022年，5月20日，2點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。酶只能縮短達到化學平衡所需時間,不改變化學反應的平衡點。(2)表示酶高效性的曲線第13頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日3.ATP在能量代謝中的作用(1)ATP的組成及結構第14頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日生物不能直接利用有機物中的化學能,只有有機物氧化分解并將能量轉移到ATP中,才能被利用。光能進入生物群落后,以化學能的形式儲存于有機物中,以有機物為載體通過食物鏈而流動。(3)生物體內的能量代謝過程第15頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日光能是生物體進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、質代謝和能量代謝。細胞呼吸產生的ATP均可作為細胞的能量貨幣,直接用于各項生命活動。第16頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日A.圖能用來表示反應物濃度變化與反應時間的關系B.圖虛線表示增加酶濃度后,其他條件不變時,生成物量與反應時間關系的變化情況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,酶催化反應的速度和生成物量的變化情況。以下有關敘述不正確的是()第17頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日A.ATP

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

9、熟的紅細胞既能產生酶又能產生ATP第19頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日【考點橫向整合】一、光合作用1.內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行光合作用。在一定范圍內,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,達到高峰,隨后葉子衰老,光合速率就下降。二、細胞呼吸與光合作用第20頁，共48頁，2022年，5月20日，2點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,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葉面積及群體結構的影響。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4分，星期日第22頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日第23頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日第24頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日第25頁，共48頁，2022年，5月20日，2點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)境因素對細胞呼吸的影響二、影響細胞呼吸的因素及在生產上的應用1.內部因素第26頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日第27頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日三、從光合作用和呼吸作用分析物質循環(huán)和能量流動1.從反應式上追蹤元素的來龍去脈(1)光合作用總反應式:第28頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日 2.從具體過程中尋找物質循環(huán)和能量流動(2)有氧呼吸反應式:第29頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日C:CO2(CH2O)丙酮酸CO2

12、O:H2OO2H2OH:H2OH(CH2O)HH2O(1)物質循環(huán)第30頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日3.光合作用與細胞呼吸過程中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4分，星期日光合速率:指在單位時間內,單位面積的葉片合成有機物的速率。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,或實際光合速率=釋放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。表示方法:單位時間內,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分解有機物的速率。第33頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日表示方法:單位時間內,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系第34頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日關鍵點分析:A點光照

14、強度為0,此時只進行細胞呼吸,釋放的CO2的量即是此時的呼吸強度(如圖2)。AB段時細胞呼吸強度大于光合作用度(如圖3)。B點所示光照強度為光補償點,細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用,此時光合作用強度等于呼吸作用強度,凈光合量為第35頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日0(如圖4)。BC段時光合作用強度大于細胞呼吸強度,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點表示光合作用速率達到最大值時的最低光照強度。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,光補償點應左移(右移),光飽和點應右移(左移);若改變

15、某一因素(如溫度),使呼吸作用速率增大(減小),則光補償點應右移(左移)。(3)光合速率與植物生長當凈(表觀)光合速率0時,植物積累有機物而生長;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4分，星期日四、與細胞代謝相關的計算1.類型(1)根據(jù)反應式中原料與產物之間的關系進行簡單的化學計算;(2)有關光合作用強度和呼吸作用強度的計算;(3)有關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數(shù)量變化關系求解。有關公式:(1)同時進行光合作用和呼吸作用的植物的有

16、關有機物的量:第37頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日有機物積累量=光合作用產量-呼吸作用消耗量當O2的吸收量和CO2的釋放量均為0時,光合作用強度=呼吸作用強度當光照強度為0時,O2的消耗量=CO2的產生量=有氧呼吸強度(2)同時進行有氧呼吸和無氧呼吸的生物的有關氣體體積:耗氧量=有氧呼吸CO2產生量無氧呼吸CO2產生量=CO2總產生量-有氧呼吸CO2產生量(耗氧量)第38頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日例4(2012德州高三檢測)如圖為某植物細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4分，星期日(1)過程的反

17、應場所是,此過程中H來自于(細胞結構)。(2)如果溫度下降,過程的反應速率,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標記的H2O灌溉該植株,則可能出現(xiàn)含18O的氣體有。(5)當細胞中有過程發(fā)生而沒有過程發(fā)生時,該細胞處于的生理狀態(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4分，星期日例5(2012濰坊一模改編)為探究水分、無機鹽對光合作用的影響,進行了一系列實驗,實驗結果如下圖。請分析回答有關問題:第41頁，共48頁，2022年，5月20日，2點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。根細胞中與水分的吸收關系最密切的細胞器是。第42頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日【解析】(1)、(2)根細胞通過滲透吸水,主要依賴的細胞器是液泡。根細胞能從土壤中吸收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,其細胞內部原因主要是。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中光照強度增加到

19、610000 lx時,繼續(xù)增加光照強度產氧量不再增加,這時如果適當提高有可能提高產氧量。(4)圖4中pH值為3時,三組伊樂藻的凈產氧量均呈現(xiàn)負值,說明此時。當水體的pH大于10時,光合作用產氧量急劇下降,原因是水中游離CO2減少,導致。第43頁，共48頁，2022年，5月20日，2點4分，星期日例6(2012北京東城區(qū)高三綜合練習)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節(jié)CO2濃度為400和700 molmol-1的氣室內,利用儀器測定了各樹種的相關數(shù)值(光補償點表示光合速率等于呼吸速率時的光輻射強度,光飽和點表示光合速率開始達到最大時的光輻射強度),結果如下表。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到光補償點B.當環(huán)境CO2濃度為400 molmol-1時,三種植物中長白落葉松有機物積累量最多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.從光飽和點的變化推測,CO2濃度的增加會使光合速率因暗反應速率的加快而提高第45頁，共48頁，2022年，5月20日，2點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,葡萄糖在細胞