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1、 专题二 细胞的代谢 编写人 侯珊 审核人 师锦绣 一．考纲要求 学问内容 要求 （1）酶在代谢中的作用 （2）ATP在能量代谢中的作用 （3）光合作用的基本过程 （4）影响光合作用速率的环境因素 （5）细胞呼吸 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 二．学问结构 主要来源 过程 化能合成作用 场所与过程 细胞呼吸 直接供能的物质 细胞 分子简式 结构特点 生理功能 存在及含量 形成途径 概念 方式 意义 原理的应用 有氧呼吸 无氧呼吸 捕获光能的 色素与结构 光合作用 探究历程 应用 酶 来源 作用 本质
2、特性 ATP 三．考点分析 1.酶与ATP （1）关于酶的正确与错误说法 正确说法 错误说法 产生场所 活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞） 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质 有机物（大多为蛋白质，少数为RNA） 蛋白质 作用场所 可在细胞内，细胞外，体内发挥作用 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活 低温存高温都能使酶变性失活 作用 酶只起催化作用 酶具有调整，催化等多种功能 来源 生物体内合成 有的可来源
3、于食物 （2）有关酶特性的曲线 【归纳】：以高中教材学过的酶为辐射点，进行整合训练 酶的名称 酶的作用 淀粉酶（唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶） 催化淀粉分解为麦芽糖 麦芽糖酶（胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶） 催化麦芽糖分解为葡萄糖 蛋白酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶） 催化蛋白质分解为多肽 多肽酶（肠肽酶） 催化多肽分解为氨基酸 DNA酶 催化DNA分解为脱氧核苷酸 DNA聚合酶 催化DNA复制 解旋酶 将DNA分子之间的氢键打开 RNA聚合酶 催化DNA分子转录为RNA 逆转录酶 催化以RNA为模板合成D
4、NA 限制性核酸内切酶 切割DNA分子形成粘性末端 DNA连接酶 将DNA分子粘性末端连接起来 纤维素酶、果胶酶 将细胞壁水解掉 ATP水解酶 催化ATP水解成ADP ATP合成酶 催化ATP的合成 （3）ATP结构简式中的“A” 留意：ATP结构简式中的A和DNA和RNA的结构简式中的不同部位的A进行区分，如下图中圆圈部分所代表的分别是：(1)腺苷(2)腺嘌呤(3)腺嘌呤脱氧核苷酸(4)腺嘌呤核糖核苷酸 2.光合作用过程分析 （1）．光合作用过程图解 （2）．反应
5、方程式及元素去向 ①光合产物主要是糖类，包括单糖(葡萄糖和果糖)、二糖(蔗糖)和多糖(淀粉)，其中以蔗糖和淀粉最为普遍，但蛋白质、脂肪和有机酸也是光合作用的直接产物。 ②元 素 转 移 ： H218O→18O2、 C18O2→(CH218O) 、14CO2→14C3→(14CH2O)。 （3）．叶绿体处于不同条件下 C3、C5、[H] 、ATP、(CH2O) 合成量的动态变化 （4）.光合作用中光反应阶段和暗反应阶段的区分与联系 光反应阶段 暗反应阶段 所需条件 必需有光、相关的酶 有光无光均可、相关的酶 进行场所 类囊体的薄膜上 叶绿体内的基质中 物
6、质变化 H2O分解成 O2和[H]；形成 ATP CO2被固定；C3被[H]还原，最终形成糖类；ATP 转化成ADP 和 Pi 能量转换 光能转变为化学能，储存在ATP 中 ATP 中的化学能转化为糖类中储存的化学能 联系 ①物质：光反应阶段产生的[H]，在暗反应阶段用于还原 C3 ②能量：光反应阶段生成的 ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，挂念 C3形成糖类，ATP 中的化学能转化为储存在糖类中的化学能 3.光合作用的影响因素及曲线分析 考点分析： （1）．光照强度对光合作用强度的影响 图1 a.曲线分析： A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，
7、细胞内的代谢特点如图2所示，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增加，光合作用强度也渐渐增加，CO2释放量渐渐削减，这是由于细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度(如图3)。 B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(如图4)。光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上就不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。B点以后的细胞代谢特点可用图5表示。 b.应用： 阴生植物的B点前移，C点较低，如
8、图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 （2）．CO2浓度对光合作用强度的影响 a.曲线分析： 图1和图2都表示在确定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到确定范围后，光合作用速率不再增加。 b.点含义： ①图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点。 ②图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 ③图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。 c.应用： 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用
9、速率。 (3)．温度对光合作用强度的影响 a.曲线分析： 温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率。 b.应用： 冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。 (4)．必需元素的供应对光合作用强度的影响 a.曲线分析： 在确定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高 光合作用速率，但当超过确定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而 导致植物渗透失水而萎蔫。 b.应用： 依据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 (5)．水分的供
10、应对光合作用强度的影响 a.影响： 水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 b.应用： 依据作物的需水规律合理浇灌。 (6)．叶龄对光合作用强度的影响 a.曲线分析： ①随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体 不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加(OA段)。 ②壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合作用速率基本稳定(AB段)。 ③老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降(BC段)。 b.应用：摘除老叶、残叶。 (7)．多因子对光合作用强度的影响 a.曲线分析
11、 P点时，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合作用速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。 b.应用： 温室栽培时，在确定光照强度下，白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合作用速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。 4. 呼吸作用的过程分析 (1).呼吸作用过程图解 （2）．有氧呼吸三个阶段的比较 比较项目 第一阶段 其次阶段 第三阶段 场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 反应物 葡
12、萄糖 丙酮酸和水 [H]和氧气 生成物 丙酮酸和[H] 二氧化碳和[H] 水 产生ATP量 少量 少量 大量 与氧的关系 无关 无关 有关 （3）.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 需O2、酶 不需O2、需酶 产物 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 能量 大量 少量 特点 有机物彻底分解，能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没有完全释放 相 同 点 联系 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同 实质 分解有机物，释放能量，合成ATP 意
13、义 为生物体的各项生命活动供应能量 5.影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用 外界因素 分析 应用 图解 温度 最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制 ①在低温下贮存蔬菜、水果 ②在大棚种植时，夜 间适当降温(降低细 胞呼吸，削减有机物 的消耗)，提高产量 O2浓度 O2浓度低时，无氧呼吸占优势；随 O2 浓度增大，无氧呼吸渐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；当O2浓度达到确定值后，随O2 浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量、磷酸、ADP 等因素的影响) ①利用适当降
14、低O2浓度等能够抑制细胞呼吸、削减有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间 ②中耕松土增加根的有氧呼吸 ③在医疗上选用透气的消毒纱布等包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖 含水量（自由水） 在确定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的削减而减慢 在作物种子贮存时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，削减有机物的消耗 CO2浓度 CO2浓度增加，呼吸速率下降 蔬菜和水果的保鲜中，增加 CO2浓度具有良好的保鲜效果 矿质元素 有些矿质元素是酶的激活剂，影响与细胞呼吸有关的酶的活性 合理施肥 6.光合作用与呼吸作用的关系 （1）光合作用与呼吸作用的关
15、系图 （2）光合作用和呼吸作用中的物质循环 ①［H］的来源及去路分析 光合作用 呼吸作用 ［H］的来源 过程 场所 过程 场所 光反应中 水的光解 叶绿体类囊体薄膜上 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸（4个［H］） 细胞质基质 其次阶段丙酮酸与H2O分解所产生(20个［H］） 线粒体 ［H］的去路 ［H］作为还原剂用于暗反应阶段中还原C3化合物，以形成C6H12O6并产生H2O 两阶段所产的［H］均被用于第三阶段还原O2 产生H2O，同时释放大量能量 ②CO2中C和O的转化 ③ATP的来源及去路
16、分析 光合作用 呼吸作用 ATP 的来源 过程 场所 过程 场所 ADP形成ATP时所需能量来自太阳光能 叶绿体类囊体薄膜 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸（少） 细胞质基质 其次阶段（少），第三阶段（多） 线粒体 ATP 的去路 光反应所产生的ATP专用于C3化合物还原时的能量之需，其能量释放出来后以稳定的化学能形式储存于有机物中 三个阶段所产生的ATP均可作为能量货币用于各项生命活动，如矿质离子吸取、生长素运输等 （3）光合作用和呼吸作用中的能量流淌 7.与细胞代谢有关的计算 （1）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用 （2）光合作
17、用实际产氧量 = 实测的氧气释放量 +呼吸作用耗氧量 （3）光合作用实际CO2消耗量 = 实测的CO2消耗量 + 呼吸作用CO2释放量 （4）光合作用葡萄糖净生产量 = 实际光合作用葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量 （5）计算时，应当先列出光合作用和呼吸作用的反应时，然后列出方程予以计算。 四．典型例题 1.下图表示某种酶在不同处理条件（a、b、c）下，催化某化学反应的反应物的量和反应时间的关系，分析此图可获得的信息是（ ） A．若a、b、c表示酶浓度，则a＞b＞c B．若a、b、c表示pH，则c＞b＞a C．若a、b、c表示温度，则确定是a＞b＞c＞ D．若a、b、c表
18、示温度，则不行能是c＞b＞a 2.（2021新课标卷2） 关于酶的叙述，错误的是（ ） A. 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B.低温能降低酶活性的缘由是其破坏了酶的空间结构 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 3.（2021海南卷）关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是（ ） A．DNA复制需要消耗能量 B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量 C．物质通过帮忙集中进出细胞时需要消耗ATP D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生 4.(2022·潍坊高三模拟)以下关于AT
19、P和酶的说法正确的是( ) A．人体成熟的红细胞既能产生酶又能产生ATP B．ATP含有核糖，酶确定不含核糖 C．叶绿体基质中CO2合成葡萄糖的过程需要酶并消耗ATP D．酶与ATP均具有高效性与专一性 5.下图是探究酵母菌呼吸作用的试验装置图。装置中底物（葡萄糖）充分且温度适宜。A、B表示着色液滴，可随容器中气体量的变化而发生移动。下列说法正确的是 ①20%NaOH的作用是吸取酵母菌无氧呼吸产生的CO2； ② 假如A不动而B右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸； ③ 假如A左移而B不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸； ④ 假如A、B均左移，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；
20、A．①②； B．③④； C．①④； D．②③； 培育液 活塞 着色液 橡皮塞 容器 刻度管 A 装置1 20%NaOH 5mL 培育液 装置2 蒸馏水5mL 容器 橡皮塞 活塞 着色液 刻度管 B 6.细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述错误的是 A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④ B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和② C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多 D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H] 7.下图是某高二生物爱好小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生状况的试验示意图，装
21、置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种试验结果(赐予相同的环境条件)，你觉得不行能毁灭的是 A．甲、乙装置水滴都左移 B．甲、乙装置水滴都右移 C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移 8.请据图回答： （1）图2中e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 ；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 （填“高”、“低”、“基本全都”）。 （2）对绿色植物的叶片来说，光照强度大于图1中b点时，图丙中存在的箭头有（填字母）
22、 。 （3）若图1表示某植物在最适温度25℃时间合速率与光照强度的关系，则将温度调30℃ ，图1中b点将向 移动。 （4）丁图表示在密闭装置中测得的CO2变化量，在15℃时该植物光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗的有机物量的 倍。若给该植物浇灌H218O，一段时间后，收集该植物四周的空气，发觉其中有H218O，请用图解简要说明该过程＿＿＿＿＿＿＿＿。 9.（2021九江二联29题）下图甲表示在确定条件下测得的该植物光照强度 与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某爱好小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的
23、CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答： (1)图甲中的a点表示______，c点时，叶肉细胞中产生ATP的场全部 。 (2)图乙所示的细胞代谢状况，可用图甲中a、b、c、d四点中的哪一点来表示？ 。 (3)假如一天中12小时间照，12小时黑暗，在光照强度大于____klx时，植物才会表现诞生长现象。在相同温度下，将该植物的叶片置于8 klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100 cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为 mg。 (4)若图甲曲线表示该植物在25℃时间照强度
24、与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的状况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点将____(左移、右移、不变)。 (5)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是________点，光合速率与呼吸速率相等的点是______，j点与e点相比植物体内有机物含量将_______(增加、削减、不变)。 典例答案： 1.A 2.B 3.C 4.C 5.D 6.D 7.B 8.（1）低 高（2）a、b、c、d（3）右（4）3.5 H218O→18O2→H218O 9.（1）细胞呼吸强度 细胞质基质、线粒体、叶绿体（2）d (3)4 162（2分） (4) 右移 (5)h f和h（2分） 削减
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