細胞的新陳代謝集體備課

專題四細胞的新陳代謝小專題1酶與ATP考綱要求三年考情命題趨勢1.酶在代謝中的作用Ⅱ2014江蘇、2014福建2014重慶2013全國Ⅱ、四川、安徽、江蘇、海南2012北京、福建、廣東、江蘇、全國大綱1.趨勢分析：(1)酶的特性及影響因素常以曲線、圖表形式或實驗探究、分析評價形式進行考查。(2)ATP部分命題頻率低，多融合到代謝(或生理)過程中與其他知識點一起考查。2.ATP在能量代謝中的作用Ⅱ2014大綱、2014海南2013海南2012北京酶與ATP在細胞代謝中有怎樣的聯(lián)系？在細胞合成代謝中需要與物質合成代謝有關的酶類，常需要ATP提供能量；在細胞分解代謝中需要與物質分解代謝有關的酶類，常伴隨著ATP的合成；另外，ATP自身的合成與分解必須有酶的催化。RNA催化作用專一性顯著降低活化能

溫度、pH、底物濃度、酶濃度等C、H、O、N、PA-P~P~PADP+Pi+能量細胞呼吸直接能源物質一、酶、激素與維生素的比較酶激素維生素來源活細胞產(chǎn)生的有機物專門的內(nèi)分泌腺或具有內(nèi)分泌功能的細胞主要從食物中來特性高效性高效性高效性化學本質絕大多數(shù)是蛋白質，極少數(shù)是RNA多肽、蛋白質、氨基酸衍生物、脂質等種類多生理功能催化功能調節(jié)作用多是酶的輔助因子酶激素維生素相互關系共性在生物體內(nèi)均屬于高效能物質，即含量少，作用大，生物代謝不可缺少

二、具有專一性的物質歸納

1．酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。

2．載體：某些物質通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。

3．激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結合的受體。

4．tRNA∶tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。

5．抗體：一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合。三、與酶有關的曲線分析內(nèi)容曲線分析表示酶的高效性的曲線與無機催化劑相比，酶的催化效率更高、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表示酶專一性(特異性)的曲線在A反應物中加入酶A，反應速度較未加酶時明顯加快，說明酶A能夠催化該反應。在A反應物中加入酶B，反應速度與未加酶時相同，說明酶B不能催化該反應影響酶促反應速率的因素影響酶活性的曲線酶的活性一般可用酶促反應的速率表示：過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結構未被破壞，酶經(jīng)低溫處理后再升高溫度其活性可恢復酶的活性亦可用反應物剩余量來表示。其他條件相同的情況下，酶的活性強，則反應后反應物剩余量少影響酶促反應速率的因素底物濃度對酶促反應的影響在其他條件適宜，酶量一定的條件下，酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，此時限制因素是底物濃度；當?shù)孜餄舛冗_到一定限度時，再增加底物濃度，反應速率不再增加，此時限制因素是酶濃度酶濃度對酶促反應的影響在底物充足，而其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。整個過程中限制因素是酶濃度特別提醒混淆酶促反應速率與酶活性(1)溫度、pH都能影響酶的空間結構，改變酶的活性，進而影響酶促反應速率。(2)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性。四、與酶相關的實驗設計分析實驗目的實驗組對照組實驗組衡量標準自變量因變量無關變量驗證某種酶是蛋白質待測酶液＋雙縮脲試劑已知蛋白液＋雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色待測酶液和已知蛋白液是否出現(xiàn)紫色驗證酶具有催化作用底物＋相應酶液底物＋等量蒸餾水底物是否被分解相應酶液的有無底物是否被分解底物量、溫度等驗證酶的專一性底物＋相應酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液底物是否被分解不同底物或不同酶液底物是否被分解酶的數(shù)量、溫度等探究酶的適宜溫度溫度梯度下的同一溫度處理后的底物和酶混合底物的分解速率或底物的剩余量溫度酶的活性底物和酶的量、溶液溫度、反應時間等探究酶的最適pHpH梯度下的同一pH處理后的底物和酶混合pH五、高中階段學過的酶(1)物質代謝中的酶

①淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和腸腺分泌的腸淀粉酶?？纱呋矸鬯獬甥溠刻?。②麥芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麥芽糖酶和腸腺分泌的腸麥芽糖酶?？纱呋溠刻撬獬善咸烟?。③脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和腸腺分泌的腸脂肪酶?？纱呋痉纸鉃橹舅岷透视?。需要指出的是，脂肪分解前往往需要經(jīng)過肝臟分泌的膽汁的乳化作用形成脂肪微粒。廢棄動植物油脂與甲醇等反應生產(chǎn)生物柴油，需要先把植物油脂分解為甘油和脂肪酸，植物油脂的化學本質為脂肪，所以也需要脂肪酶水解。④蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶?？纱呋鞍踪|水解成多肽鏈。⑤肽酶：由腸腺分泌?？纱呋嚯逆溗獬砂被?。⑥轉氨酶：催化蛋白質代謝過程中氨基轉換過程。例如人體中的谷丙轉氨酶(GPT)，能夠把谷氨酸上的氨基轉移給丙酮酸，從而形成丙氨酸和酮戊二酸。谷丙轉氨酶在肝臟中的含量最多，當肝臟發(fā)生病變時谷丙轉氨酶就大量釋放到血液中。因此臨床上常把化驗人體血液中這種酶的含量作為診斷是否患肝炎等疾病的一項重要指標。⑦光合作用酶：葉綠體中有參與光合反應形成ATP、NADPH有關的酶類和與暗反應有關的酶系。⑧呼吸氧化酶：線粒體中存在ATP合成酶等催化呼吸作用進行的酶。⑨ATP合成酶、ATP水解酶(2)遺傳變異中的酶①解旋酶：在DNA復制時，解旋酶可以使DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈中配對的堿基從氫鍵處斷裂，從而使兩條螺旋的雙鏈解開。②DNA/RNA聚合酶：分別催化脫氧核苷酸聚合成DNA鏈以及核糖核苷酸聚合成RNA鏈的反應。③逆轉錄酶：催化以RNA為模板、以脫氧核苷酸為原料合成DNA的過程。(3)生物工程中的酶①限制性內(nèi)切酶：一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的位點上切割DNA分子，產(chǎn)生特定的黏性末端。②DNA連接酶：將兩條DNA黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，連接的是磷酸二酯鍵，不是堿基對，堿基對可以依靠氫鍵連接。③纖維素酶和果膠酶：在植物細胞工程中植物體細胞雜交時，需要事先用纖維素酶和果膠酶分解植物細胞的細胞壁，從而獲得有活力的原生質體，然后誘導不同植物的原生質體融合。④胰蛋白酶：在動物細胞工程的動物細胞培養(yǎng)中，需要用胰蛋白酶將取自動物胚胎或幼齡動物的器官和組織分散成單個的細胞，然后配制成細胞懸液進行培養(yǎng)。六、ATP的結構說出下列圖示中“A”的含義

ATP的合成與ATP的水解不是可逆反應的原因分析項

目ATP的合成ATP的水解反應條件不同是一種①_________，催化該反應的酶屬合成酶屬②_________，催化該反應的酶屬水解酶能量來源不同能量來源主要是③________和有機物分解釋放的化學能釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵中的化學能反應場所不同細胞質基質、④_______和葉綠體生活細胞的需要能量的部位合成反應水解反應太陽光能線粒體七、ATP和ADP的轉化注意：對ATP認識的幾個誤區(qū)誤認為ATP等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為A—P～P～P，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達30.54kJ/mol的能量，所以ATP是與能量有關的一種物質，不可將兩者等同起來。誤認為ATP轉化為ADP不消耗水：ATP轉化為ADP又稱“ATP的水解反應”，這一過程需ATP酶的催化，同時也需要消耗水。凡是有機物(如蛋白質、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。ATP與ADP相互轉化的場所及對應的生理過程細胞結構ADP→ATPATP→ADP主要的生理功能舉例細胞膜上的載體√物質的主動運輸細胞質基質√√細胞呼吸第一階段；許多生化反應進行的場所葉綠體√√光反應產(chǎn)生ATP，暗反應消耗ATP線粒體√√有氧呼吸第二、三階段可產(chǎn)生ATP；自身DNA復制等核糖體√氨基酸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)√有機物的合成、運輸細胞核√DNA的復制、轉錄光合作用與呼吸作用的基礎知識回扣影響光合和呼吸作用的因素及相關曲線分析光合作用與呼吸作用的實驗小專題2光合作用和呼吸作用29一、光合作用的基礎知識問：1、改變實驗條件,分析C3、C5、ADP、ATP、[H]、的含量變化2、ATP和ADP的轉移方向和含量3、影響因素3031呼吸作用的基礎知識問：1.為什么酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，而乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸?

直接原因是什么?根本原因是什么?

2.同樣是馬鈴薯植株，其塊莖細胞無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸，而其他器官無氧呼吸產(chǎn)物卻是酒精，這又是什么原因?

直接原因是什么?根本原因是什么?基因不同基因選擇性表達光合速率光照強度CO2的吸收量光照強度CO2濃度

CO2的吸收量呼吸速率溫度CO2釋放量氧濃度時間CO2的吸收量呼吸速率CO2濃度

光合速率溫度二、光合作用與呼吸作用的曲線分析葉面積指數(shù)物質的量34光照強度ABC光補償點CO2釋放速率CO2吸收速率o縱坐標的值實指凈光合速率A點對應的縱坐標的絕對值實指呼吸速率光飽和點最大凈光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受溫度影響36光照強度ABCCO2吸收速率o縱坐標的值實指凈光合速率A點對應的縱坐標的絕對值實指呼吸速率最大凈光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受溫度影響S1S2S3呼吸消耗(有機物)量=(有機物)儲存量=(有機物)制造量=S1+S2S3--S1S3+S2“總光合量”與“凈光合量”的比較項目總光合量凈光合量有機物O2量CO2量植物或葉片、葉綠體

植物或葉片

量；收獲植物所得的有機物量，一段時間內(nèi)干物質增加量植物體或葉片量植物體或葉片

量；植物所處外界環(huán)境中氧氣的量植物體或葉片或量；葉綠體量植物體或葉片從外界量；植物所處外界環(huán)境中二氧化碳的量產(chǎn)生或制造量積累產(chǎn)生或制造葉綠體釋放量釋放增加固定同化吸收吸收減少為研究不同光照強度下水稻的光合作用進行如下實驗：

①用100W的燈泡作為光源。先將燈泡置于距裝置20厘米處，15分鐘后觀察并記錄液滴的讀數(shù)②加大燈泡與裝置間距離，過15分鐘再觀察記錄

③連續(xù)重復步驟②1、圖中處于光補償點的是________2、E點的含義______________________C光合作用產(chǎn)生的O2被呼吸作用消耗到和實驗開始時O2量相同1、曲線的各點含義及形成原因分析a點：溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少；b點：太陽出來，開始進行光合作用；bc段：光合作用小于呼吸作用；c點：光合作用等于呼吸作用；ce段：光合作用大于呼吸作用；d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象；e點：下午6時左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段；太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。2．有關有機物情況的分析(見圖2)(1)積累有機物時間段：ce段；(2)制造有機物時間段：bf段；(3)消耗有機物時間段：og段；(4)一天中有機物積累最多的時間點：e點；(5)一晝夜有機物的積累量表示：SP－SM－SN。3．在相對密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線圖(見圖3)(1)如果N點低于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量增加；(2)如果N點高于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量減少；(3)如果N點等于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量不變；(4)CO2含量最高點為c點，CO2含量最低點為e點。4．在相對密閉的環(huán)境下，一晝夜O2含量的變化曲線圖5．用線粒體和葉綠體表示兩者關系6．植物葉片細胞內(nèi)三碳化合物含量變化曲線圖(見圖7)AB時間段：夜晚無光，葉綠體中不產(chǎn)生ATP和NADPH，三碳化合物不能被還原，含量較高。BC時間段：隨著光照逐漸增強，葉綠體中產(chǎn)生ATP和NADPH逐漸增加，三碳化合物不斷被還原，含量逐漸降低。CD時間段：由于發(fā)生“午休”現(xiàn)象，部分氣孔關閉，CO2進入減少，三碳化合物合成減少，含量最低。DE時間段：關閉的氣孔逐漸張開，CO2進入增加，三碳化合物合成增加，含量增加。EF時間段：隨著光照逐漸減弱，葉綠體中產(chǎn)生ATP和NADPH逐漸減少，三碳化合物被還消耗的越來越少，含量逐漸增加。FG時間段：夜晚無光，葉綠體中不產(chǎn)生ATP和NADPH，三碳化合物不能被還原，含量較高。7．植物葉片細胞內(nèi)五碳化合物含量變化曲線圖(見圖8)三、光合作用與呼吸作用的實驗下面的裝置，可以用做哪些實驗探究？53探究細胞的呼吸方式※、下圖是探究酵母菌的呼吸類型實驗裝置NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液甲清水酵母菌培養(yǎng)液乙序號裝置中紅色液滴的移動現(xiàn)象裝置甲裝置乙１２３結論只進行有氧呼吸只進行無氧呼吸有氧呼吸、無氧呼吸都進行不移動不移動向左移向左移向右移向右移思考:如果將酵母菌改為乳酸菌,怎樣才說明它只進行無氧呼吸?54探究酵母菌的細胞呼吸方式※、下圖是探究酵母菌的呼吸類型實驗裝置NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液甲清水酵母菌培養(yǎng)液乙序號裝置中紅色液滴的移動現(xiàn)象裝置甲裝置乙１２３結論只進行有氧呼吸只進行無氧呼吸有氧呼吸、無氧呼吸都進行不移動不移動向左移向左移向右移向右移思考2:如果甲向左移距離為a,乙向右移距離為b,怎樣計算呼吸熵?55探究酵母菌的細胞呼吸方式※、下圖是探究酵母菌的呼吸類型實驗裝置NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液甲清水酵母菌培養(yǎng)液乙思考2:如果甲向左移距離為a,乙向右移距離為b,怎樣計算呼吸商?追問：①a代表

值；b代表

值．②為使測得的a、b值更精確，還應再設置一對照裝置。應怎樣設置？設置的目的是什么？③若要測定已長出一片真葉幼苗的呼吸商，則應將該裝置置于何種條件下？為什么？消耗氧的體積消耗氧與釋放二氧化碳的體積之差56?活塞著色液刻度管橡皮塞無色玻璃容器燒杯綠色植株NaHCO3緩沖液裝置１思考：１．NaHCO3緩沖液的作用？２．著色液的移動方向，移動數(shù)值代表什么？３．怎樣排除物理誤差？持續(xù)提供CO2,保持空間CO2濃度相對穩(wěn)定．植株光合作用O2的釋放量與呼吸作用O2的消耗量的差值.?活塞著色液刻度管橡皮塞無色玻璃容器燒杯死植株裝置２NaHCO3緩沖液1.氣體體積變化法——測光合作用O2產(chǎn)生2.“半葉法”——測光合作用有機物的生產(chǎn)量，即單位時間、單位葉面積干物質的積累數(shù)3.黑白瓶法——測溶氧量的變化4.小葉片上浮法——定性比較光合作用強度的大小測定光合速率的方法采用“半葉法”對葉片的光合作用強度進行測定，其原理是，將對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不作處理，并用適當方法阻止兩部分的物質轉移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB獲得相應數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/dm2h。①、請設計一張表格用于記錄實驗數(shù)據(jù)（假設實驗選定3片葉）。②、若M=MB－MA，則M表示___________。2、半葉法：測定有機物的生產(chǎn)量葉片編號MBMA123M表示B葉片被截取部分在6小時內(nèi)光合作用合成有機物總量平均值在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y一2z—x)／6g·cm-2·h-1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實驗條件是(

)

A．下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時

B．下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C．下午4時后在陽光下照射1小時

D．晚上8時后在無光下放置3小時（3y一2z—x)／6=（y一x）/6+（y一z）/M，計算出M=3小時，AA．光合作用產(chǎn)生的氧氣