高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題二、細(xì)胞的代謝教學(xué)案

1、專題二、細(xì)胞的代謝【考情分析】一、 考情分析預(yù)測(cè)細(xì)胞代謝是高中生物知識(shí)體系的核心內(nèi)容，在高考中是出題的熱點(diǎn)。從考試內(nèi)容來看，本模塊的所有知識(shí)點(diǎn)均有考查的可能性。主要知識(shí)有酶的有關(guān)實(shí)驗(yàn)，光合作用和呼吸作用的過程、影響二者的因素及在生產(chǎn)實(shí)踐上的應(yīng)用等；從考查角度上看，大多圍繞光合作用和呼吸作用的過程，通過生理過程的發(fā)生部位、反應(yīng)物、生成物、影響因素、相互聯(lián)系等方面對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行考查。復(fù)習(xí)時(shí)要善于列表比較，還要各種示意圖、坐標(biāo)圖等所含信息。另外，這部分內(nèi)容涉及較多的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，注意提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力并及時(shí)總結(jié)規(guī)律。從考查的形式看，本模塊內(nèi)容的考試題既有選擇題，又有簡(jiǎn)答題，其中包括圖表題、分析說明題和

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題等。在考查酶、ATP等知識(shí)時(shí)，大多以選擇題的形式出現(xiàn)；考查光合作用和呼吸作用等生理過程時(shí)，多以簡(jiǎn)答題形式出現(xiàn)，往往與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析結(jié)合，進(jìn)行綜合考查?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】1、 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸（1）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸三種方式的判別是否順濃度梯度：只要是從低濃度到高濃度，就是主動(dòng)運(yùn)輸。是否消耗能量：只要運(yùn)輸耗能則為主動(dòng)運(yùn)輸，即使是有高濃度到低濃度。是否需要載體：不需要載體就是自由擴(kuò)散。需要載體則通過濃度、能量進(jìn)一步判斷（2）影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素物質(zhì)的濃度、氧氣濃度、溫度2、 酶底物濃度酶濃度0 最適pH pH 酶活性受pH影響示意圖0 最適溫度 t/酶活性受溫度影響示意圖v/m mols1v/m

3、mols1反應(yīng)速度反應(yīng)速度（1） 酶活性：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率?？捎脝挝粫r(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量表示。（2） 影響酶促反應(yīng)速率的因素：3、 ATPATP的形成途徑：ATP+肌酸色素吸收傳遞轉(zhuǎn)化電能酶能量呼吸作用 有機(jī)物酶動(dòng)物真菌細(xì)菌植物光合作用（光反應(yīng)）氧化分解有O2或無(wú)O2ADP+PiATP熱能 散失化學(xué)能磷酸肌酸+ ADPADP+PiATP4、細(xì)胞呼吸提醒：關(guān)于細(xì)胞呼吸的相關(guān)判斷及計(jì)算：5、光合作用（1）光合作用過程項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能（ATP、H）,放出氧氣活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定化學(xué)能儲(chǔ)存起來（CH2O）時(shí)間短促、以微秒計(jì)較緩慢條件需葉綠素、光、酶不需要葉綠素

4、和光、需要酶場(chǎng)所在葉綠體的類囊體膜上在葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)變化2H2O4H + O2ADP+ PiATPCO2的固定CO2 + C5C3CO2的還原（CH2O）能量變化葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中ATP中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能（2）影響光合作用速率的環(huán)境因素影響因素因素對(duì)光合作用的影響在生產(chǎn)上的應(yīng)用光照光照時(shí)間的長(zhǎng)短、光質(zhì)、光照強(qiáng)度的高低都可以影響光合作用速率。光照時(shí)是：光照時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多；光質(zhì)：色素吸收可見太陽(yáng)光中的紅光和藍(lán)紫光最多，吸收綠光最少；光照強(qiáng)度：在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，增加光照強(qiáng)度可提高光合作用速率適當(dāng)提高光照強(qiáng)度；延長(zhǎng)光合作用時(shí)間輪

5、作；增加光合作用面積合理密植；溫室用無(wú)色透明的玻璃頂棚溫度溫度是通過影響光合作用中酶的效率來影響光合作用速率的。一般植物以1035為最適溫度，35以上時(shí)光合作用速率開始下降，4050即停止。高溫：一方面破壞葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并使葉綠體酶鈍化；另一方面，在高溫時(shí)，呼吸速率大于光合速率；低溫時(shí)，酶促反應(yīng)下降，限制了光合作用的進(jìn)行適時(shí)播種；溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降低溫度CO2濃度CO2是光合作用的原料，原料增加，產(chǎn)物必然增加。大氣中的CO2濃度是0.03%，如果濃度提高到0.1%，產(chǎn)量可提高1倍左右；當(dāng)濃度提高到一定程度后，產(chǎn)量不再提高；如果CO2濃度降低到0.005%，就會(huì)

6、出現(xiàn)午休現(xiàn)象（夏日中午）施用有機(jī)肥；溫室栽培植物時(shí)，可以適當(dāng)提高室內(nèi)CO2濃度水分水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)；另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體，所以，水對(duì)光合作用的影響很大預(yù)防干旱；及時(shí)灌溉礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素是光合作用的產(chǎn)物葡萄糖進(jìn)一步合成許多有機(jī)物時(shí)所必需的物質(zhì)，如缺少N，就會(huì)影響蛋白質(zhì)的生物合成；缺少P就會(huì)影響ATP的合成；缺少M(fèi)g就會(huì)影響葉綠素的合成，而這些物質(zhì)又進(jìn)一步影響光合作用合理施肥典型曲線剖析：植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)是隨著光照強(qiáng)度的增加，同化CO2的速度也相應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)

7、。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用，當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為光補(bǔ)償點(diǎn)，這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度后，植物的光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為植物光合作用的光飽和點(diǎn)，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度是受暗反應(yīng)系統(tǒng)中酶的活性和CO2濃度的限制如圖。凈光合量的相關(guān)計(jì)算 凈光合速率 = 實(shí)際光合速率 呼吸速率在黑暗條件下植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，因此此時(shí)測(cè)得的氧氣吸收量（即空氣中O2的減少量）或二氧化碳釋放量（即空氣中的CO2增加量）直

8、接反映呼吸速率。在光照條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，此時(shí)測(cè)得的空氣中氧氣的增加量（或二氧化碳減少量）比植物實(shí)際光合作用所產(chǎn)生的O2量（或消耗的CO2量要）少，因?yàn)橹参镌诠夂献饔玫耐瑫r(shí)也在通過呼吸作用消耗氧氣、放出二氧化碳。因此此時(shí)測(cè)得的值并不能反映植物的實(shí)際光合速率，而反映出表觀光合速率或稱凈光合速率。提醒：光合作用和呼吸作用的相對(duì)強(qiáng)弱（以綠色植物為例）：沒有光合作用時(shí)，植物仍有呼吸作用，植物體內(nèi)葡萄糖的總量減少，環(huán)境中的CO2量增加，O2減少有光合作用但弱于呼吸作用時(shí)，植物體內(nèi)葡萄糖的總量減少，環(huán)境中的CO2量增加，O2減少光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度相等，植物體內(nèi)葡萄糖的總量不變，環(huán)

9、境中的CO2量不變，O2量不變光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用，植物體內(nèi)葡萄糖的總量增加，環(huán)境中的CO2量減少（減少部分即用來合成葡萄糖的增加部分），O2量增加（增加部分即是積累了多少葡萄糖時(shí)所釋放的部分）不存在只進(jìn)行光合作用而不進(jìn)行呼吸作用的生物或細(xì)胞【典倒導(dǎo)航】1. 【2012、海南、4】下列操作中，不可能導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化的是A淀粉酶溶液中加入強(qiáng)酸 B淀粉酶溶液中加入蛋白酶C淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D淀粉酶經(jīng)高溫烘干制成粉劑【答案】C【解析】溫度、pH都會(huì)影響酶活性，A、D不正確；淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，蛋白酶會(huì)將其水解，從而使其活性發(fā)生改變，B不正確；淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被

10、水解，但是淀粉酶在反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)和活性不變，C正確；綜上，本題選C2、【2012、海南、8】將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢(shì)是A一直降低，直至為零 B一直保持穩(wěn)定，不變化C降低至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定 D升高至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定【答案】C【解析】在適宜的條件下培養(yǎng)密閉容器內(nèi)的植物，密閉容器內(nèi)的二氧化碳含量有限，隨著光合作用的持續(xù)進(jìn)行，二氧化碳逐漸被消耗，濃度降低，進(jìn)而光合作用強(qiáng)度跟著降低，當(dāng)二氧化碳濃度降低到一定水平時(shí)，植物的光合作用和呼吸作用強(qiáng)度相等，則裝置內(nèi)的二氧化碳濃度就保持相對(duì)穩(wěn)定，故本題選C。

11、3. 【2012、江蘇、23】下圖表示細(xì)胞呼吸作用的過程,其中1 3 代表有關(guān)生理過程發(fā)生的場(chǎng)所,甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是A1 和3 都具有雙層生物膜B1 和2 所含酶的種類不同C2 和3 都能產(chǎn)生大量ATPD甲、乙分別代表丙酮酸、H【答案】BD【解析】圖中的1為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，2為線粒體基質(zhì)，3為線粒體內(nèi)膜，甲為丙酮酸，乙為H。有氧呼吸的第一、二階段產(chǎn)生ATP較少，第三階段能產(chǎn)生大量的ATP。4、【2012、北京理綜、1】細(xì)胞中不能合成ATP的部位是、A.線粒體的內(nèi)膜 B.葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)C. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜 D. 籃藻(藍(lán)細(xì)菌)中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)【答案】C【解析】有氧呼

12、吸第三個(gè)階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，釋放大量能量，A正確；光合作用的光反應(yīng)階段光能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能，B正確；藍(lán)藻進(jìn)行光合作用也產(chǎn)生能量，D正確；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不能合成能量。5. 【2012、四川卷、30、20分】回答下列I、II小題。I（7分）科研人員獲得一種葉綠素b完全缺失的水稻突變體，該突變體對(duì)強(qiáng)光環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。請(qǐng)回答：（1）提取水稻突變體的光合色素，應(yīng)在研磨葉片時(shí)加入 ，以防止色素被破壞。用紙層析法分離該突變體葉片的光合色素，缺失的色素帶應(yīng)位于濾紙條的 。（2）該突變體和野生型水稻的O2釋放速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系如右圖所示。當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)，與野生型相比，突變體單位面積葉片葉綠體的

13、氧氣產(chǎn)生速率 。當(dāng)光照強(qiáng)度為m時(shí)，測(cè)得突變體葉片氣孔開放程度比野生型更大，據(jù)此推測(cè)，突變體固定CO2形成 的速率更快，對(duì)光反應(yīng)產(chǎn)生的 消耗也更快，進(jìn)而提高了光合作用放氧速率。（3）如果水稻出現(xiàn)葉綠素a完全缺失的突變，將無(wú)法進(jìn)行光合作用，其原因是 。 【答案】（1）CaCO3（1分） 最下端（1分） （2）較大（1分） C3（1分） NADPH 、ATP（1分） （3）缺失葉綠素a不能完成光能轉(zhuǎn)換（2分）【解析】（1）考查葉綠素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，屬于識(shí)記題。（2）考查光合作用和呼吸作用知識(shí)。當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)，突變體與野生型水稻O2的釋放速率（凈光合速率）相等，但突變體的呼吸速率大于野生型，故突變

14、體單位面積葉片葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率（總光合速率）比野生型 大 。當(dāng)光照強(qiáng)度為m時(shí)，由于測(cè)得突變體葉片氣孔開放程度比野生型更大，即供給的CO2比野生型多，突變體固定CO2形成 C3 的速率更快，對(duì)光反應(yīng)產(chǎn)生的 NADPH、ATP 消耗也更快，進(jìn)而提高了光合作用放氧速率。（3）如果水稻出現(xiàn)葉綠素a完全缺失的突變，則在光反應(yīng)中處于少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a分子就不能將光能轉(zhuǎn)化為電能，不能產(chǎn)生NADPHT和ATP，故將無(wú)法進(jìn)行光合作用?！緦ｎ}訓(xùn)練】1、Calvin 等人研究光合作用時(shí)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：在某種綠藻培養(yǎng)液中通入14CO2，再給予不同的光照時(shí)間后從培養(yǎng)液中提取并分析放射性物質(zhì)。預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是A光照

15、時(shí)間越長(zhǎng)，葉綠體中的三碳化合物含量越多B在一定時(shí)間內(nèi)光照時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的放射性物質(zhì)的種類越多C無(wú)論光照時(shí)間長(zhǎng)短，放射性物質(zhì)都會(huì)分布在葉綠體的類囊體膜上D只要給予光照，放射性就會(huì)出現(xiàn)在H中2、將某植物（其葉片如圖一所示）放在黑暗中兩天后，根據(jù)圖二所示，處理其中一塊葉片。然后將整株植物置于陽(yáng)光下4小時(shí)，取該葉片經(jīng)酒精脫色處理后，滴加碘液顯色，下列選項(xiàng)中有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是（ ） 該實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果顯示出X為藍(lán)色，Y為棕黃色 W和X兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要葉綠素 X和Y兩部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要水 Y和木塞夾著的葉片部分對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明光合作用需要光 A B C D3、右圖表示

16、植物體內(nèi)的某些代謝過程及物質(zhì)變化。據(jù)圖判斷，下列敘述正確的是X物質(zhì)CO2糖Y物質(zhì)AX可代表光合作用中產(chǎn)生的五碳化合物，Y物質(zhì)可代表丙酮酸B、過程均可以產(chǎn)生HC過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，過程發(fā)生在類囊體薄膜上D過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，過程可發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，也可發(fā)生在線粒體基質(zhì)4、下列關(guān)于葉綠體和線粒體的敘述，正確的是A葉綠體中可發(fā)生，線粒體中可發(fā)生BATP和H在葉綠體中隨水的分解而產(chǎn)生，在線粒體中隨水的生成而產(chǎn)生C光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能發(fā)生在葉綠體中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能發(fā)生在線粒體中D都具有較大膜面積和復(fù)雜的酶系統(tǒng)，有利于新陳代謝高效而有序地進(jìn)行5、根據(jù)圖5不完整的呼吸作用示意圖，回答下列問題：（1）

17、圖中方格內(nèi)的物質(zhì)名稱是_。（2）圖中A過程發(fā)生的場(chǎng)所是 ，C、D過程發(fā)生的場(chǎng)所是 ，E表示的物質(zhì)是 。F（3）從圖中選擇有關(guān)的字母填在題的括號(hào)內(nèi)： 有氧呼吸的途徑是_。其中產(chǎn)能最多的是_階段。產(chǎn)H的階段是_。酵母菌可以進(jìn)行圖中的那些過程 。6、圖示綠色植物在水分及無(wú)機(jī)鹽充足的條件下，光合作用強(qiáng)度與環(huán)境因素的關(guān)系，據(jù)圖回答。（1）從圖中曲線可知影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素是 。（2）m點(diǎn)限制光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素是 _ ，它影響了光合作用的 階段。（3）在光照強(qiáng)度為b、溫度為200C時(shí)，限制光合作用的環(huán)境因素是 ，原因是 。如果大棚栽培蔬菜，在這種情況下應(yīng)采取什么措施有利于蔬菜的生長(zhǎng)： _ _ 。

18、7、回答下列關(guān)于光合作用和細(xì)胞呼吸的問題：.（5分）右下圖是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度。該裝置放在20環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X。30分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X的位置。據(jù)此實(shí)驗(yàn)回答下列問題： （1）以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是 mLh。 （2）用這一方法測(cè)量光合作用速率，比實(shí)際的光合速率要低，原因是 。 （3）假若將該植物的葉的下表皮（分布有氣孔）涂上一層凡士林，光合作用的速率會(huì)大幅度下降，原因是 的供應(yīng)減少，限制了光合作用暗反應(yīng)。 （4）如果在原實(shí)驗(yàn)中只增加光照強(qiáng)度，則針筒的容量仍維持在0.6mL讀數(shù)處。在另一相同實(shí)驗(yàn)裝置中，若只將溫度提升至30，針筒容量需要調(diào)至0.8mL讀數(shù)，才能使水滴維持在X的位置上。比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論 。8、下圖表示某綠色植物部分生理過程，該植物葉片上的氣孔白天基本處于關(guān)閉狀態(tài)，