江苏省邳州市第二中学高考生物专题复习 生物的新陈代谢课件 新人教版.ppt

高考冲刺复习 生物的新陈代谢 新陈代谢作为生物的最基本特征 一直作为高考的重点内容 也成为历年高考的热点和难点 本单元内容与细胞的结构和功能 生物的生殖和发育 生物的进化与生态 现代生物技术等知识密切相关 为学科内综合提供了丰富的素材 通过对历年考题的分析不难看出 本单元内容的题目形式多种多样 但是一般都会出现图示 图表 新材料等综合性的试题 分析此类题目要注意两点 一要按照结构决定功能的原则 去分析生理功能及相关基础 二要仔细审题 提炼出题干中的有效信息 联系相关的基础知识 找出合理的答案 题目考察的焦点还是在光合作用与呼吸作用这两个重要的代谢过程上 另外 如影响酶活性的系列探究实验 温度 ph 底物浓度等 atp及细胞内稳定能量供应系统等也属于本讲内容的常考内容 热点分析高考动向 复习策略 1 读懂教材中各种模式图 示意图 坐标图 表格等所含信息 抽象出 用语言描述 其中所蕴含的生物学知识 以深化对知识的记忆和理解 形成合理的知识结构 2 本单元以实验为载体 结合科学史介绍 对光合作用进行了探究 在复习过程中 应当注意挖掘相关的探究素材 培养良好的应用 探究和创新设计能力等 3 本单元的内容与生活联系密切 如 如何提高农作物的产量 如何控制酿酒过程的条件等 应当注意进行归纳 考点归纳突破 1 影响酶的作用的因素2 生物体生命活动的能量3 呼吸作用与光合作用的联系4 生物学原理在生产和生活中的应用实例 考点内容精讲 酶促反应受到多种因素的影响 这些因素既包括酶的浓度等内部因素 也包括温度 ph等外部因素 1 温度对酶促反应的影响 酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快 但当温度超过一定限度时 酶的活性会随温度升高而降低 高温可能使酶的活性丧失 低温只是使酶的活性降低 在一定条件下 每一种酶在某一定温度时活力最大 这个温度称为这种酶的最适温度 1 影响酶的作用的因素 温度对酶促反应的影响可以如右图所示 每一种酶只能在一定限度的ph范围内才表现活性 超过这个范围 酶就会失去活性 过酸或碱会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性 在一定条件下 每种酶在某一定ph的活力最大 这个ph称为这种酶的最适ph 2 ph对酶促反应的影响 在底物充足 其他条件固定的条件下 反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时 酶促反应速率与酶浓度成正比 3 酶浓度对酶促反应的影响 酶浓度对酶促反应的影响如图所示 ph对酶促反应的影响如图所示 在底物浓度较低时 反应速率随底物浓度增加而加快 反应速率与底物浓度近乎成正比 在底物浓度较高时 底物浓度增加 反应速率也随之加快 但不显著 当底物浓度很大且达到一定限度时 反应速率达到一个最大值 此时即使再增加底物浓度 反应速率也几乎不再改变 4 底物浓度对酶促反应的影响 底物浓度对酶促反应的影响如图所示 3 呼吸作用与光合作用的联系 呼吸作用是新陈代谢过程一项最基本的生命活动 它是为生命活动的各项具体过程提供能量 atp 所以呼吸作用在一切生物的生命活动过程是一刻都不能停止的 呼吸作用的停止意味着生命的结束 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢 一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳能 呼吸作用和光合作用表面看起来是2个相反的过程 但这是2个不同的生理过程 在整个新陈代谢过程中的作用是不同的 在植物体内 这2个过程是互相联系 互相制约的 光合作用的产物是呼吸作用的原料 呼吸作用的产物也是光合作用的原料 光合作用的光反应过程产生的atp主要用于暗反应 很少用于植物体的其他生命活动过程 呼吸作用过程释放的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程 包括光合作用产物的运输 如图 2 生物体内的能源物质归类 细胞中的重要能源物质 葡萄糖 植物细胞中储存能量的物质 淀粉 动物细胞中储存能量的物质 糖原 生物体内储存能量的最有效形式 脂肪 生物体进行各项生命活动的主要能源物质 糖类 生物体进行各项生命活动的直接能源物质 atp 生物体进行各项生命活动的最终能源物质 太阳光 4 细胞的吸水和失水条件 1 动物细胞的吸水和失水当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时 细胞吸水 膨胀 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时 细胞失水 皱缩 当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时 水分进出细胞处于动态平衡 2 成熟植物细胞的吸水和失水 3 动物细胞与植物细胞吸水和失水的原理虽相同 但 浓度 的比较有区别 前者是外界浓度与细胞质浓度的比较 后者则是外界溶液浓度与细胞液浓度的比较 细胞液与细胞质是两个不同的概念 细胞液是指液泡中的液体 含糖类 无机盐 色素和蛋白质等物质 四 生物学原理在生产和生活中的应用实例 1 渗透作用原理应用在杀菌中的应用 高浓度的溶液可以使细菌因为大量失水而死亡过量施肥导致植物萎蔫 高浓度的外界溶液使植物根部由于浓度过高不能吸水 2 影响物质运输因素 内因 载体的种类和数量 外因 凡是影响细胞呼吸的因素都能够影响物质的主动运输 如 氧气的浓度 温度 ph值等 3 酶在细胞代谢中作用的应用 物质代谢中的酶 淀粉酶 麦芽糖酶 脂肪酶 蛋白酶 肽酶 转氨酶细胞呼吸的酶 光合作用的酶 遗传变异中的酶 解旋酶 dna聚合酶 逆转录酶等 生物工程中的酶 限制酶 dna连接酶 纤维素酶 果胶酶等 温室栽培作物时适当提高二氧化碳的浓度 可提高农作物的产量 在农业生产中 通过合理密植 适当间苗 修剪以增加有效光合作用面积 提高光能利用率 适时播种 温室栽培作物 白天适当提高温度 夜晚适当降低温度 可提高农作物的产量 适时适量施肥 合理灌溉 可以提高农作物的产量 4 光合作用对农业生产的启示 经典例题透析 类型一 新陈代谢与酶和atp 1 2008天津理综 下列有关atp的叙述 正确的是 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成atp的量与安静时相等 若细胞内na 浓度偏高 为维持na 浓度的稳定 细胞消耗atp的量增加 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺素分泌增多 细胞产生atp的量增加 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡a b c d 解析 人体在剧烈运动时 肌肉细胞处于暂时相对缺氧状态 此时 肌肉细胞除进行有氧呼吸外 还进行无氧呼吸 而安静状态下 骨骼肌细胞只进行有氧呼吸 因此 安静时骨骼肌细胞每摩尔葡萄糖生成atp的量相对较多 对正常生活的细胞来说 atp和adp的相互转化时刻不停地发生着并处于动态平衡之中 na 在体内主要存在于细胞外液中 若细胞内na 浓度偏高 为维持na 浓度的稳定 则通过主动运输将na 运输到细胞外 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 使细胞的代谢增强 细胞产生atp的量增加 答案 b 总结升华 1 atp的中文名称 三磷酸腺苷 2 atp的化学组成 一分子腺苷 三分子磷酸 3 atp来源 动物细胞来自于细胞呼吸 植物细胞除来自细胞呼吸外 光合作用也可以合成 4 atp和adp的相互转化 举一反三 变式1 08广东卷 关于蛋白酶的叙述 不正确的是 a 蛋白酶是蛋白质b 蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病c 蛋白酶可以水解所有的肽键d 利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性 答案 d 变式2 08北京卷 在光照下 小麦叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的生理过程是 a 水光解释放o2b 固定co2形成三碳化合物c 产生atp和 h d 光和色素吸收并转化光能 答案 c 类型二 光合作用的色素 2 08广东理基 提取光合色素 进行纸层析分离 对该实验中各种现象的解释 正确的是 a 未见色素带 说明材料可能为黄化叶片b 色素始终在滤纸上 是因为色素不溶于层析液c 提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bd 胡萝卜素牌滤纸最前方 是因为其在提取液中的溶解度最高答案 c解析 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中 由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色 所以 提取液呈现绿色 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快 如胡萝卜素在层析液中扩散得最快 溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢 如叶绿素b a选项中未见色素带 其原因是操作失误 不可能是选材不正确 总结升华 1 光合作用色素包括两类 叶绿素和类胡萝卜素 前者包括叶绿素a和叶绿素b 后者包括胡萝卜素和叶黄素 2 色素的作用 叶绿体中的色素吸收可见的太阳光 也可以传递 转化光能 其中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 3 色素的特性 绿叶中的色素能够溶入有机溶剂无水乙醇中 色素在层析液中的溶解度不同 举一反三 变式 2008山东卷 右图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布 在图示结构上 a 生物膜为叶绿体内膜b 可完成光合作用的全过程c 发生的能量转换是 光能 电能 化学能d 产生的atp可用于植物体的各项生理活动 答案 c 类型三 光合作用过程 3 08宁夏卷 为证实叶绿体有放氧功能 可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验 装片需要给与一定的条件 这些条件是 a 光照 有空气 临时装片中无nahco3稀溶液b 光照 无空气 临时装片中有nahco3稀溶液c 黑暗 有空气 临时装片中无nahco3稀溶液d 黑暗 无空气 临时装片中有nahco3稀溶液解析 本题主要考查植物进行光合作用释放氧气的条件 题干涉及的内容是人教版教材中的一个光合作用探究历程中的实验 解答本题时必须注意 因叶绿体在光照条件下通过光反应产生并释放氧气 故需要光照条件 光合作用需要co2 可由nahco3溶液提供 本题要求用好氧细菌来检测有无氧气的存在 故需隔绝空气 以排除空气中o2的影响 答案 b 总结升华 1 光合作用的两个阶段 光反应和暗反应 2 物质变化 光反应过程中在光的作用下 h2o分解成 h 和o2 其中的o2以分子状态释放出 暗反应过程中首先二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物 三碳化合物在光反应产生的 h 和atp的作用下 还原为有机物和五碳化合物 3 能量变化 光能 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能举一反三 变式1 08北京卷 在光下 小麦 c3植物 叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的生理过程是 a 水光解释放o2b 固定co2形成三碳化合物c 产生atp和 h d 光合色素吸收并转换光能 答案 c 变式2 08广东理基 光合作用强度可以用多种指标表示 以下不适合的是 a 植物体鲜重增加量b 植物体干重增加量c o2释放量d co2吸收量 答案 a 类型四 影响光合作用的因素 4 08江苏卷 某班学生选取了江苏一水体中的4种生物 栅藻 单细胞绿藻 水绵 多细胞绿藻 菹草 高等植物 和颤藻 蓝藻 用其生长旺盛的新鲜材料 在人工控制的条件下 a b两组同时开展平行实验 进行有关光合作用的研究 请分析回答下列问题 1 这4种生物中 含有叶绿体的有 2 a组的实验结果如上图所示 椐图推测 一年中最早出现生长高峰的生物可能是 夏季高温阶段最具生长优势的生物可能是 3 b组测得的栅藻净光合放氧率明显低于a组 仔细对比发现 两组实验条件的唯一差别是b组接种栅藻的浓度明显高于a组 实验在短时间内完成 水中也不缺乏各种营养 造成b组栅藻净光合放氧率低的主要原因是 4 在富营养化水体中 浮游藻类的大量增殖常常会引起鱼类缺氧死亡 这种情形下 导致水体缺氧的主要原因有 和 解析 考察不同植物的光合作用强度的影响因素以及富营养化 颤藻属于蓝藻 是原核生物 无叶绿体 其他几种植物是真核生物 含有叶绿体 从图中可以读出不同植物进行光合作用的最适温度不同 栅藻为25 水绵为 菹藻为 颤藻为 所以 一年中最早出现生长高峰的生物可能是菹草 夏季高温长势最好的是颤藻 影响光合作用强度的因素有光照强度 co 浓度 温度等 组栅藻的浓度高 而其净光合作用放氧率低 最可能是栅藻密度过大导致其接受的光照强度弱所致 在富营养化的水体中 浮游藻类大量繁殖会消耗大量的氧气 另外藻类的大量死亡会导致微生物繁殖 也会消耗大量的氧气 答案 栅藻 水绵和菹草 菹草颤藻 栅藻密度过大导致栅藻接受光照不足 藻类呼吸的耗氧量增加藻类死亡导致微生物增殖 耗氧量增加 总结升华 影响光合作用的因素主要有 1 光照强度 2 光照时间 3 光质 4 温度 5 水和二氧化碳 6 无机盐举一反三 变式 下图甲表示某植物光合速率受光照强度影响的变化曲线 图乙表示该植物在不同光照强度环境条件下 光合速率受co2浓度影响的变化曲线 a点与c点相比较 c点时叶肉细胞中c3的含量 b点与c点相比较 b点时叶肉细胞中c5的含量依次是 a 高 高b 低 基本一致c 低 高d 高 基本一致 答案 a 类型五 生物变异和育种 5 2008宁夏卷 以下有关基因重组的叙述 错误的是 a 非同源染色体的自由组合能导致基因重组b 非姊妹染色单体的交换可引起基因重组c 纯合体自交因基因重组导致子代性状分离d 同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关解析 本题考查基因重组的知识 基因重组是指生物在有性生殖过程中 非等位基因的重新组合 主要指减数分裂过程中因非同源染色体自由组合和四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换 有性生殖过程中的可遗传变异 主要是基因重组 纯合子自交后代不发生性状分离 答案 c总结升华 生物育种原理 基因突变 基因重组和染色体变异 正是可遗传变异的三种类型 杂交育种 基因工程育种遵循的原理都是基因重组 变式2 右图为探究co2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图 其中a为实验装置 b为对照装置 有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是 a 确保植株与外界空气进一步隔绝b 排除土壤中微生物代谢活动的干扰c 防止naoh溶液对植物根系的影响d 避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉 答案 b 类型五 细胞呼吸 5 2008四川理综 为确定人体在运动时呼出气体中co2浓度是否比静止时高 某同学进行了如下探究 作出假设 人体在运动时呼出气体中co2的浓度比静止时高 实验过程 在3个烧杯中 分别注入100ml蒸馏水 测定其ph 实验者在安静状态 静坐2min 中等运动 步行2min 以及剧烈运动 跳绳2min 后 立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体 测定ph 经多次重复实验 所得平均数据如下表 请回答 1 作出上述假设的依据是 2 该实验的原理是 3 从表中数据可以看出 越大 下降幅度越大 由此可得出结论 从而验证以上假设 4 人体代谢产生的co2 正常情况下来自三大类有机物的分解 这三大类物质是 人体细胞糖代谢产生二氧化碳的细胞器是 答案 1 由于人体在运动时耗能增加 呼吸作用加强 产生co2的量增加 所以呼出co2的浓度增加 2 co2在水中溶解后使水的ph下降 人在不同运动状态下产生的co2量不同 溶于水后也会导致ph不同 通过测定水ph的变化可以推测呼出气体中co2浓度的变化 3 运动强度ph随着运动强度的增加 呼出的co2浓度增加 4 糖类 脂肪 蛋白质线粒体解析 本题考查的是关于 新陈代谢 的实验 属于学科内知识点 能力点整合性的题目 综合性很强 本题是细胞呼吸的探究实验 由实验假设 人体在运动时呼出气体中的co 的浓度比静止时高 可知 该探究实验的自变量为 运动强度 因变量为呼出气体中co 浓度 由实验步骤可知 通过改变 活动方式 来实现对自变量的控制 通过测定相关溶液的p 大小对因变量加以检测 总结升华 1 有氧呼吸场所 细胞质基质和线粒体 2 有氧呼吸过程 葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸 丙酮酸进入线粒体在水的参与下彻底分解为二氧化碳 前两阶段产生的氢被氧氧化成水 3 能量变化 有机物中的化学能转移到atp中 被生物体利用 4 无氧呼吸场所 细胞质基质 5 过程 有机物在细胞质基质中分解为丙酮酸 再分解为乳酸或酒精和二氧化碳 6 动物细胞无氧呼吸产生乳酸 马铃薯块茎 玉米胚无氧呼吸产生乳酸 绝大多数植物细胞无氧呼吸产生酒精和二氧化碳 7 无氧呼吸和有氧呼吸的比较举一反三 变式 关于真核细胞呼吸正确的说法是 a 无氧呼吸是不需氧的呼吸 因而其底物分解不属于氧化反应b 水果贮藏在完全无氧的环境中 可将损失减小到最低程度c 无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体d 有氧呼吸的酶存在于细胞质基质 线粒体内膜 线粒体基质 答案 d 类型六 影响细胞呼吸的因素 6 2007上海高考 下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系 由图可知 有多种酶参与 最适合ph是7 最适温度是40 50 时酶逐渐失活 0 时酶逐渐失活a b c d 解析 影响酵母菌细胞呼吸的因素很多 温度 氧气 二氧化碳的浓度 ph值等 从图中反映出的是不同温度条件下酵母菌发酵时气体产生量和反应时间之间的关系 选项中的 有多种酶参与 最适合ph是图中无相关信息 0 速率不变 答案 c总结升华 影响细胞呼吸的因素 温度 ph值通过影响细胞呼吸中酶的活性影响细胞呼吸 氧气是细胞有氧呼吸的参与物 二氧化碳是有氧呼吸的产物 他两都能通过影响有氧呼吸的反应平衡影响细胞呼吸 另外 无氧呼吸在有氧气存在的情况下受到抑制 举一反三 变式 08广东卷 用乙烯利催熟香蕉的过程中 会出现下列生理现象 出现一个呼吸速率迅速上升的阶段 香蕉果皮由绿色逐渐变为黄色 果肉甜味逐渐增加 请回答下列问题 1 如果通风不良 催熟的香蕉会产生酒味 请解释原因 2 在催熟的过程中每日取样 提取果皮中光合色素进行纸层析 色素带会出现什么变化 出现该变化的原因是什么 3 果肉变甜是因为 a 果胶 b 多糖 c 可溶性糖 积累的结果 这种 类 物质是由什么物质转化而来的 是如何转化的 答案 1 这是因为通风不良 香蕉无氧呼吸会产生酒精 2 催熟的香蕉果皮由绿变黄 果皮中的叶绿素逐渐被分解后不再合成 叶黄素相对增多 所以 第二条黄色的色素带逐渐加宽 第三 第四条叶绿素a和叶绿素b的色素带逐渐变窄 3 变甜是因为可溶性糖积累 它是由淀粉转化而来 淀粉在酶的催化下转化成可溶性糖 类型七 光合作用和细胞呼吸的关系 7 08宁夏卷 回答下列 题将长势相同 数量相等的甲 乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内 在光照 温度等相同且适宜的条件下培养 定时测定玻璃罩内co2的含量 结果如图 据图回答 0 25min期间 影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是含量 乙植株比甲植株固定co2的能力 0 15min期间植株释放o2速率的变化趋势是 30 45min期间两个玻璃罩内co2含量相对稳定的原因是 答案 co2 强 减慢 植物呼吸作用释放co2的量与其光合作用消耗co2的量相等 或呼吸速率与光合速率相等 解析 本题为实验资料分析 主要考查了植物光合作用过程中相关的反应物与产物的变化及影响光合作用因素 也涉及了呼吸作用的内容 在答题时 要注意图文的转化 要注意提取和改造题干中的有用信息 并尽量用生物学术语来组织答案 分析如下 将长势相同 数量相等的甲 乙两品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内 在相同的适宜光照 温度等条件下培养 定时测量玻璃罩内的co2含量 结果如题图 这段文字表明 玻璃罩内的豆苗同时进行着光合作作用和呼吸作用 由图示结果可知 在一定时间内 玻璃罩内co2浓度随着时间的推移而逐渐下降 这说明大豆苗利用co2进行光合作用并释放o2 随着玻璃罩内co2被利用 co2浓度越来越低 光合作用越来越弱 o2释放速率越来越慢 这说明限制光合作用强度的主要因素是co2含量 由图示还可看出 玻璃罩乙比甲中的co2浓度下降得快 这说明乙植株比甲植株固定co2的能力强 当植物的光合作用速率与呼吸作用的强度相等时 玻璃罩内co2的浓度保持稳定 总结升华 光合作用和呼吸作用关系密切 光合作用合成有机物 释放氧气 为细胞呼吸提供所需要的有机物和氧气 细胞呼吸分解有机物释放二氧化碳 为光合作用的顺利进行做好保障 举一反三 变式 2007山东高考 以测定的co2吸收量与释放量为指标 研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响 结果如图所示 下列分析正确的是 a 光照相同时间 35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等b 光照相同时间 在20 条件下植物积累的有机物的量最多c 温度高于25 时 光合作用制造的有机物的量开始减少d 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 答案 a 类型八 物质跨膜运输的实例 8 2008全国理综i卷 回答下列小题图中a b曲线分别表示在适宜的条件下 一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化 请回