生物二轮复习知识点总结—专题二.doc

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生物二轮复习知识点总结
专题二：细胞的代谢
一、酶
1.作用：催化作用
活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
2.本质：酶是由或细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大部分是蛋白质，少数是RNA。
3.探究影响酶活性的因素分析
①酶对酶促反应的影响
(1)可降低分子的活化能，使化学反应更易进行。
(2)改变化学反应速率，本身不被消耗。
(3)加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。
②单一因素对酶促反应的影响

(1)在最适温度(pH)之前，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。
(2)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱。
(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
③多种因素对酶促反应的影响

(1)分析丙图可知：反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
(2)分析丁图可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
④反应物浓度、酶浓度对酶促反应速率的影响

(1)戊图中，酶量一定时，随底物浓度的升高，酶促反应速率先加快，后稳定。在图中OP段，限制酶促反应速率的因素是底物浓度，P点以后则主要是酶浓度限制反应速率。
(2)己图中，底物充足时，酶浓度越高，酶促反应速率越快。
4.与酶相关的实验分析与设计
①探究酶的化学本质

②验证酶的专一性
(1)设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。
(2)设计方案示例：

(3)结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。
③验证酶的高效性
(1)设计思路：将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行对照，即酶的催化效率比无机催化剂高。
(2)设计方案示例：

④探究酶的最适温度或最适pH
(1)实验设计思路：

(2)操作步骤：

⑤酶相关实验的易错点归纳
(1)在验证酶专一性实验中，若反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)在探究温度对酶活性影响的实验中，若选取淀粉和淀粉酶，则不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而温度是自变量。
(3)酶促反应速率不等同于酶的活性
a.温度和pH通过影响酶的活性，进而影响酶促反应速率。
b.底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶的活性。
二、ATP
1.结构简式：A—P〜P〜P
2.功能： ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量， ATP是与能量有关的一种物质。
3.化合物中“A”的辨析：

酶1
4.ATP与ADP可相互转化
ADP + Pi + 能量
酶2
ATP

5.ATP的形成途径

6.ATP的产生场所
植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
7.ATP与能量流动
(1)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而ATP中的化学能是生命活动的直接能量来源。
(2)光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。
(3)能量在生物群落中具有单向流动、不可重复利用以及逐级递减的特点。
三、细胞呼吸
1.定义：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
实质：细胞内有机物氧化分解，并且释放出能量。
2.方式：有氧呼吸、无氧呼吸
3.过程，场所，条件，物质、能量变化，反应式：

有氧呼吸
场 所
反应物
产 物
释能
第一阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
反应式

第二阶段
线粒体基质
丙酮酸，水
CO2、[H]
少量
反应式

第三阶段
线粒体内膜
[H]、O2
H2O
大量
反应式

总反应式

注意：①[H]表示氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原性辅酶Ⅰ（NADH）
②能量转化：1mol葡萄糖2870kj，其中1161kj用于合成ATP，转化效率40%。1mol葡萄糖彻底氧化分解形成38molATP。
4.影响细胞呼吸的因素及应用：
应用：①人体健康：(1)包扎伤口时，需要用透气的消毒纱布，或松软的“创可贴”等敷料。
(2)提倡慢跑等有氧呼吸运动。
②农业：(1)储藏水果蔬菜 (2)保存种子，酿酒

(1)温度：曲线模型如图甲
①原理：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
②分析：
a.最适温度时，细胞呼吸最强。
b.超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受到抑制。
c.低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受到抑制。
③应用：a.低温下贮存蔬菜水果。
b.温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。
(2)氧气： 曲线模型如图乙
①原理：氧气存在抑制无氧呼吸，有氧呼吸第三阶段必须需要氧气。
②分析：
a.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
b.0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
c.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
d.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
③应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。
(3)含水量：曲线模型如图丙
①原理：自由水含量较高时呼吸作用旺盛。
②分析：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
③应用：作物栽培中，合理灌溉。种子储存前进行晾晒处理，萌发前进行浸泡处理。
(4)CO2浓度：曲线模型如图丁
①原理：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
②应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
四、光合作用
1.色素

色素
颜色
溶解度
含量
吸收光的颜色
胡萝卜素
橙黄色
1
4
主要吸收蓝紫光
叶黄素
黄色
2
3
叶绿素a
蓝绿色
3
2
主要吸收红光和蓝紫光
叶绿素b
黄绿色
4
1
2.光合作用
①光合作用探究历程
时间
国家
人物
实验过程
结论
1771年
英国
普里斯特利
小鼠与绿色植物放到一个玻璃罩内，小鼠没有窒息死亡
植物可以更新空气
1779年
荷兰
英格豪斯
500多次植物更新空气实验
植物绿叶在光下可以更新空气
1785年
——
——
发现空气组成
植物在光下吸收CO2释放O2
1845年
德国
梅耶
根据能量转化与守恒定律
光合作用中光能→化学能
1864年
德国
萨克斯
绿色叶片→暗处离→叶片一般曝光，另一半遮光→碘蒸气暗处离→曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半无颜色变化
光合作用产生淀粉
1880年
美国
恩格尔曼
利用水绵在不同光照条件下对好氧细菌分布的影响
氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
1941年
美国
鲁宾、卡门
H2O+C18O→O2；H218O+CO2→18O2
光合作用释放的O2来自水
20世纪40年代
美国
卡尔文
光能
叶绿体
用14C标记CO2
CO2中的碳→有机物中的碳
②光合作用总反应式：CO2 + H2O （CH2O）+O2
③光合作用的过程

光反应
暗反应
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
光、色素、酶、水
CO2、ATP、[H]、酶
产物
O2、[H]、ATP
(CH2O)、ADP、Pi
能量
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
反应式
2H2O光能
4[H]+O2 ；ATP+Pi+能量酶
ATP
C5+CO2酶
2C3 ；2C3[H] ATP 酶
C5/(CH2O)
联系
光反应[H] ATP
暗反应
暗反应ADP Pi
光反应
图解

注意：[H]表示辅酶Ⅱ（NADP+）转化成还原性辅酶Ⅱ（NADPH）
3.影响光合作用的因素分析

(1)光照强度(如图甲)（光照时间，光照面积图像相同）
①原理：影响光反应阶段ATP、[H]的产生。
②分析：

增加光：复合光：白色光最强
单色光：红光最强，蓝紫光次之，绿光最弱
P点限制因素：叶片之间相互遮挡（光照面积）
③应用：适当增加光照强度，延长光照时间。
大棚薄膜：透明，蓝红，不用绿色
合理密植，间作套种
(2)CO2，浓度(如图乙)（水，矿质元素与此图相同）
①原理：CO2影响暗反应阶段C3的生成。
②分析

③应用：a.CO2：正其行，通其风，增施有机肥，加入干冰。
b.水：合理灌溉，缺水会影响光反应，气孔关闭影响CO2吸收。
c.矿质元素N，Mg（叶绿素成分）Fe是叶绿素合成中辅酶的成分：合理施肥。
(3)温度(如图丙)
①原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。
②分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。
③应用：白天的温度要适合光合作用
日变化：一般与太阳辐射进程相符。（中午或下午下降的原因：夏天炎热气孔关闭影响CO2吸收）
五、光合作用速率、呼吸作用速率的相关图示
图示一：呼吸作用速率、真正(实际)光合作用速率及表观(净)光合作用速率之间的关系

图示解读：
(1)甲图A点表示呼吸作用速率，与图乙相对应，细胞从外界吸收氧气，释放出CO2。
(2)甲图B点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，与图丁相对应，此点时细胞与外界没有气体交换。
(3)甲图中AB段(不包括A、B两点)，此时光合作用速率小于呼吸作用速率，与丙图相对应，细胞从外界吸收氧气，释放CO2。
(4)甲图中B点(不包括B点)以后，与图戊对应，此时光合作用速率大于呼吸作用速率，细胞从外界吸收CO2，释放出O2，有有机物的净积累。
(5)甲图中真正(实际)光合作用速率＝表观(净)光合作用速率＋呼吸作用速率。
图示二：夏季一昼夜CO2吸收和释放变化曲线

图示解读：
(1)图中各点含义及形成原因分析
a点：凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。
b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。
bc段：光合作用小于呼吸作用。
c点：上午6时左右，光合作用等于呼吸作用。
ce段：光合作用大于呼吸作用。
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用。
ef段：光合作用小于呼吸作用。
fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。
(2)图中有机物产生与消耗情况的分析(如图)

①积累有机物时间段：ce段。c点和e点时，光合作用强度与呼吸作用强度相等，c～e由于光照强度的增强，光合作用强度大于呼吸作用强度，故不断积累有机物。
②制造有机物时间段：bf段。b点大约为早上6点，太阳升起，有光照，开始进行光合作用；f点大约为下午6点，太阳落山，无光，停止光合作用。
③消耗有机物时间段：Og段。一天24小时，细胞的生命活动时刻在进行，即不停地消耗能量，故呼吸作用始终进行。
④一天中有机物积累最多的时间点：e点。白天，光合作用强度大于呼吸作用强度，积累有机物；e点后，随着光照的减弱，呼吸作用强度大于光合作用强度，故e点时积累的有机物最多。
⑤一昼夜有机物的净积累量表示(S表示阴影部分面积)：SP－SM－SN。SP表示白天的净积累量，SM和SN表示夜晚的净消耗量，故SP－(SM＋SN)为一昼夜的净积累量。
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生物二轮知识点总结
专题二：细胞的代谢