高中生物复习专题二细胞代谢.doc

专题二细胞代谢考纲内容 【考情分析】细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点。本专题主要知识有：细胞的物质运输，酶，ATP，光合作用和呼吸作用等。从考试内容来看，本模块的所有知识点均有考查的可能性，特别是光合作用和呼吸作用。从考查角度上看，大多围绕光合作用和呼吸作用的过程，通过生理过程的发生部位、反应物、生成物、影响因素、相互联系等方面对学生能力进行考查，从近几年的高考试题可以看出，这部分内容的题目设计多趋向于与其他知识的综合。从考查的形式看，本模块内容的考试题既有选择题，又有简答题，其中包括图表题、分析说明题和实验设计题等。在考查酶、ATP等知识时，大多以选择题的形式出现；考查光合作用和呼吸作用等生理过程时，多以简答题形式出现，往往与实验设计、实验分析结合，进行综合考查。复习时要善于列表比较， 还要准确把握各种示意图、坐标图等所含信息。另外，这部分内容涉及较多的生物学实验，注意提高设计实验的能力并及时总结规律。本模块有较多的实验和探究活动，尤其是要重视光合作用发现过程、酶的发现过程及特性等经典实验的复习，使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法，从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神，培养学生观察能力和思维能力，进而提高设计实验的能力。 基础知识网络构建1、酶与ATP2光合作用与细胞呼吸3、明确以下化合物中“A”的含义二 要点整合及命题规律要点一、物质跨膜运输的方式1、物质跨膜运输的方式2、物质出入细胞方式的判断(略）3、影响物质跨膜运输的因素(略） 【例1】关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中 D.叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子【答案】C【解析】植物细胞对离子的吸收具有选择性，其细胞学基础是膜上有特异性的离子载体，不同植物细胞上离子载体的种类和数量不一样，所以吸收离子的种类和速率不同，A错误；低温条件下呼吸酶活性下降，呼吸速率下降，产生的ATP少，影响主动运输，B错误；主动运输过程除了需要载体还需要能量，能量供给必须是活细胞，C正确；叶肉细胞的生命活动也离不开矿质元素离子，也可以主动运输吸收矿质元素离子，D错误。【试题点评】本题考查主动运输的条件和影响因素等相关知识，旨在考查学生对主动运输条件及影响因素的识记和理解能力。【例2】人体细胞外Na浓度高于胞内，而K浓度胞内高于胞外。如图表示神经细胞兴奋前后对Na和K的通透性情况。根据神经细胞的生理特点，下列有关分析正确的是 BA载体a、c运输相应的离子时消耗ATP，载体b运输相应离子时不消耗ATPB兴奋时，Na内流区域与邻近区域形成局部电流，并沿神经纤维传导C静息电位时膜主要对Na有通透性，造成Na外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，维持静息电位D动作电位时膜对K的通透性增加，K内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧要点二、酶1 构建知识网络 重要酶举例酶实验与探究种类分布发现概念特性影响因素合成分泌调节限制性内切酶DNA连接酶RNA聚合酶胃蛋白酶胰蛋白酶固N酶谷丙转氨酶纤维素酶果胶酶2 纵向梳理，抓住主干2.1 酶的发现过程：（略）2.2 酶的概念 2.21 酶的来源：活细胞产生。引导学生进一步思考，是否只有活细胞才产生酶？是否活细胞都能产生酶？酶可否来源于食物？细胞内产生酶的过程是怎样的？产生的酶是否只分布于细胞内？能否举出胞外酶的例子？等等问题。2.22 酶的功能：生物催化。提出思考问题，酶是否只有催化功能？有无调节功能？发生催化功能的场所在哪？所有生化反应都需要酶来催化吗？2.23 酶的化学本质：有机物，绝大多数为蛋白质，少数为RNA。引导思考，合成酶的原料是什么？是否只有氨基酸？酶的水解产物是什么？2.3 酶的特性：高效性、专一性、多样性、易变性。思考问题：酶是否具有一般催化剂的性质？（1.酶和其他催化剂一样，都能显著地改变化学反应速率，使之加快达到平衡，但不能改变反应的平衡点。2.酶本身在反应后也不发生变化。） 如何通过实验证明酶的高效性和专一性？酶具有多样性的原因是什么？不同生物具有不同的酶，例如根瘤菌有固N酶，小麦则没有；马铃薯具有产生乳酸的酶系，而苹果具有产生酒精的酶系，原因是什么？（DNA的多样性决定。） 同一生物个体不同发育时期以及同一发育时期不同部位的细胞具有不同的酶，例如胰岛A细胞具有合成胰岛素的酶系，而肝细胞则没有，原因是什么？是否也是由DNA的多样性决定？（基因的选择性表达。） 易变性是指酶的活性易受某些因素的影响而发生改变，那些因素会改变酶的活性？（酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强碱、强酸、重金属盐等都能使酶失去催化活性，因此酶所催化的反应往往都是在比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行。） 酶促反应速度0ABC温度2.4 影响酶活性的因素：包括温度、酸碱度、抑制剂、激活剂、紫外线、酒精、重金属盐等。重点理解温度和酸碱度的影响。以温度的影响为例，重点分析有关温度对酶促反应的影响曲线：引导思考以下问题，温度影响酶促反应的原理是什么？A、B、C三点各代表的生物学含义是什么？曲线从A点开始代表什么？（某些酶在0时仍可有一定活性。）可否从0点开始？AB段和BC段代又表什么样的生物学含义？形成AB段和BC段曲线的原因是什么？高温和低温对酶的影响有什么不同？3 横向整合，突出学科内综合3.1 酶的分布：酶虽然只有活细胞内才能合成，但合成后有的在细胞内发挥作用，有的要分泌到细胞外。引导思考：细胞内不同部位分布的酶有什么不同？细胞质基质、各种细胞器、细胞核内各分布有哪些酶？你能说出哪些分布于细胞外的酶？通过对这些问题的思考，联系到发生在细胞内外的各种代谢过程，如有氧呼吸、无氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成、DNA、RNA的合成、糖类、脂质的合成、生物固N过程等3.2 酶的分类：根据酶在生物体中的分布可分为胞内酶和胞外酶；根据酶的合成条件可分为组成酶和诱导酶；根据酶的作用底物和产生器官可分为胃蛋白酶，胰蛋白酶，唾液淀粉酶，胰、肠淀粉酶，胰、肠麦芽糖酶，胰、肠脂肪酶等等；根据酶所催化的化学反应性质可分为水解酶、氧化酶、转氨酶、转录酶、逆转录酶、合成酶、固N酶等等。3.3 酶的合成过程：遵循中心法则，蛋白质类酶的合成包括转录、翻译过程；RNA酶仅转录过程。合成酶所需的原料是氨基酸或核糠核苷酸3.4 酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外发挥催化作用，联想到细胞内的生物膜系统在结构和功能上的联系，胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程，分析与此过程相关的细胞结构及功能：细胞核起转录、调控作用，线粒体提供能量，核糖体通过翻译合成分泌蛋白，内质网进行加工、运输，高尔基体进一步加工、包装，细胞膜以外排的方式将分泌蛋白分泌到细胞外。3.5 酶的调节过程：联系到微生物部分的内容，酶在微生物代谢调节中起着重要作用：包括酶的合成调节和酶的活性调节，酶的合成调节主要是通过控制组成酶和诱导酶的合成来控制代谢过程；酶的活性调节主要是通过改变酶的活性来调节代谢速率，如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的抑制作用。3.6 教材中涉及到的一些重要酶及其作用教材内容重要酶作用基因工程限制性内切酶识别特定核苷酸序列并在特定切点切割DNA分子DNA连接酶连接断开的DNA末端的逢隙植物细胞工程纤维素酶、果胶酶去除细胞壁获得原生质体，进行原生质体融合动物细胞工程胰蛋白酶使动物组织分散成单个细胞进行动物细胞培养生物固氮固氮酶将分子态氮转化成氨基因的结构RNA聚合酶催化转录过程合成RNAC4途径PEP羧化酶催化CO2与PEP结合生成C4，对CO2具有极高的亲合力光合作用辅酶（NADP+）光反应中电子的最终受体还原型辅酶（NADPH）光反应产物储存有活跃的化学能，作为强还原剂用于暗反应还原CO2微生物的代谢谷氨酸脱氢酶谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中催化-酮戊二酸生成谷氨酸，受产物谷氨酸的抑制天冬氨酸激酶黄色短杆菌合成赖氨酸过程中所需的酶，受苏氨酸和赖氨酸共同积累的抑制动物代谢谷丙转氨酶（GPT）发生于肝细胞内的氨基转换作用，肝功能的检测目标之一胃蛋白酶水解蛋白质成多肽，最适PH为1.5-2.2胰蛋白酶水解蛋白质成多肽，最适PH为9唾液淀粉酶，胰、肠淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖胰、肠麦芽糖酶将麦芽糖水解为葡萄糖胰、肠脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸基因的表达逆转录酶以RNA为模板合成DNA酪氨酸酶将酪氨酸转变为黑色素呼吸作用有氧呼吸氧化酶系将有机物彻底分解为CO2、H2O无氧呼吸产乳酸酶系将葡萄糖分解为乳酸无氧呼吸产酒精酶系将葡萄糖分解为酒精和CO2酶蛋白质激素脂质维生素3.7 酶与蛋白质、激素、脂质、维生素的比较：化学成分的比较：如右图功能的比较：酶仅催化作用；蛋白质是生命活动的主要承担者；激素的作用是调节生命活动；脂质的功能包括：储能（脂肪）、构成细胞结构（磷质）、维持正常代谢与生殖（固醇）；维生素是机体维持正常生命活动所必需的一类微量小分子的有机物质。4 回归生活，联系实际通过联系学生日常生活中的实际问题，一方面可以激发学生的学习兴趣和主动性，另一方面也能培养学生解决实际问题的能力。例如以下问题的提出和解决，将有助于学生知识的迁移和应用能力的提高： 加酶洗衣粉加入了什么酶？为什么能洗去油污、汗渍、奶渍？（蛋白酶、脂肪酶）加酶洗衣粉能否用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤？ 睡觉时肚子着凉为什么会腹泻？（温度影响了消化酶的活性，引起消化不良） 嫩肉粉中加入了木瓜蛋白酶，为什么能使肉变得细嫩？（分解肉的胶原蛋白，使肉类嫩滑。）木瓜蛋白酶可否用于去除啤酒储存过程中生成的蛋白质沉淀物？ 溶菌酶为什么能抗菌消炎？（能分解病原菌的细胞壁） 果汁生产过程中为什么用果胶酶、纤维素酶处理果肉？（提高出汁率、缩短出汁时间、提高果汁质量。）5 实验设计与探究：生物学实验中一个极其重要也是考试大纲要求学生重点掌握的实验方法就是对照法，而有关酶的几个实验如验证酶的高效性、专一性、易受温度、PH的影响等都是学习对照法的经典实验，因此结合有关酶的几个实验重点引导学生学习设计对照性实验，包括对照实验的适用范围、概念、进行对照的意义，常用的对照方法，对照实验必须坚持的几个重要原则，注意事项，设计对照实验的一般程序等等。6 命题规律：考察酶的本性，特性及影响因素，以图表，曲线为知识载体，考察对酶知识的理解和实验探究能力，是历年高考的热点。近几年高考试题中频频出现有关酶知识点的考查，如：2005年考了“限制性内切酶”问题。有关酶的知识点可以说贯穿了整个高中生物教材。在高三生物复习中通过酶专题复习对相关知识点进行纵向梳理和横向联系，抓住知识间的内在联系，构建知识网络并适当进行拓展和深化，从而拓宽学生的视野，增强综合运用相关知识分析问题和解决问题的能力。要点三、ATP新陈代谢是生命的最基本的特征，是生物与非生物最根本的区别，它包括同化作用与异化作用，异化作用释放能量，同化作用需要能量，而同化作用所需要的能量正是由异化作用所释放的，所以，同化作用与异化作用都进行着能量代谢。在能量代谢中，生物体各种生命活动所需能量的直接来源就是ATP，它在生物体内的不断地消耗与再生，保证了各顶生命活动的正常进行。纵观往年各省高考题，常以此内容作为考察的重点。如：1、（2007海南高考）下面关于ATP的叙述，错误的是（ ） A、细胞质和细胞核中都有ATP的分布B、ATP合成所需的能量由磷酸提供C、ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D、正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化【答案】选B2、（2008 海南高考）关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述,错误的是( ) A、叶绿体色素与ATP的合成有关B、叶绿体色素参与ATP的分解C、叶绿体色素与O2和H的形成有关D、叶绿体色素能吸收和传递光能【答案】选B3、（2008广东高考）关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（ ） A、无氧条件下，光合作用是细胞中ATP的惟一来源B、有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都产生ATPC、线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D、细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体【答案】选B 4、（2006天津高考）下列有关ATP的叙述，正确的是（ ） A、线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B、光合作用产物中的化学能全部来自ATPC、ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成D、细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化【答案】选D 从以上几道例题看出，高考中较关注ATP的分布、结构、ATP与ADP的相互转化、ATP在光合作用、呼吸作用中的变化、ATP形成的条件等。那么，在高考二轮复习中如何进行ATP专题的复习，才能达到对重要知识的深化、对相似或相近的知识的归类、整理和比较？本人从以下几方面进行探讨，在复习重点知识的同时，配以练习强化训练。1 ATP的结构 ATP(三磷酸腺苷)是腺嘌呤核苷的衍生物可以看成是含三个磷酸根的腺嘌呤核苷酸。ATP的结构简式：APPP。其中A代表腺苷，T代表三个，P表示磷酸所以称之为三磷酸腺苷。11 ATP、ADP与AMP的关系 ATP的结构中，远离A的高能磷酸键既容易形成又容易断裂，形成时可以储存活跃化学能；断裂时，可以将活跃的化学能释放，用于生命活动的各个方面。ATP分子中远离A的高能磷酸键断裂后形成ADP，ADP分子中唯一的高能磷酸键如果再断裂就形成一磷酸腺苷（简称AMP），AMP就是RNA的腺嘌呤核糖核苷酸。练习：1、判断对错 （1）ATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，代表高能磷酸键，P表示磷酸基团（ ） （2）ATP有3个磷酸基团，含有3个高能磷酸键（ ） （3）ATP分子中含有1个腺嘌呤，2个高能磷酸键，3个磷酸基团（ ） （4）ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸（ ） （5）ATP分子与RNA分子具有相同的腺苷（ ）2、 在下列四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是 （ ）A和 B和 C和 D和【答案】选D3、30个腺苷和60个磷酸基最多能组成多少个ATP（ ）A30个 B60个 C10个 D20个【答案】选D2 ATP的生理功能 有机物中能量都不能直接被生物体利用，需经氧化分解后转移到ATP中，供生物体利用，对于所有的细胞来说，几乎都是用ATP作为直接能源，凡是不能单独由酶催化的化学反应，几乎都是由ATP供应能量，使化学反应能够进行。21 ATP与ADP的相互转化酶1酶2 在ATP与ADP的转化中，ATP既可储能，又可作为生命活动的直接能源。ATP的化学性质不稳定，远离A的那个高能磷酸键很容易水解和重新形成，并相应地伴随有能量的释放和储存。 反应式：ADPPi能量 ATP 211 该转化不是一个可逆过程 从反应条件分析：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，由酶的专一性可知上述反应的条件是不相同的。 从ATP合成与分解的场所分析：ATP合成的场所在所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所有细胞膜(供主动运输消耗的能量)、叶绿体基质(将ATP中的能量释放出来储存在合成的有机物中)、细胞核(DNA复制和RNA合成所消耗的能量)等。因此，其合成与分解的场所不尽相同。显然上述反应并不是同时进行的。从能量分析：ATP，水解的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，释放出来后供各种生命活动利用不能再由Pi和ADP形成ATP而储存；而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能。ATP水解释放的能量不能再用于ATP的合成。因此，反应的能量来源是不同的；反应中的能量流向是不可逆的。从反应时间分析：ATP的合成和分解并不是同时发生的。细胞中能量供应充足时，更多地发生ATP的合成反应；细胞中吸能反应多时，更多地发生ATP的分解反应。综上所述，在生物体内的反应可判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”，或解释为“物质是循环的，能量是不循环的”，正因为ATP与ADP在活细胞中的一定条件下进行循环，才能使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证生命活动能及时得到能量而顺利进行。练习：1、根据反应式ATP ADP+Pi+能量，回答下列问题：（1）ATP分子结构简式为 ，在ATP ADP过程中，是由于 键断裂而释放出大量能量。（2）在光合作用的光反应中反应方向向 ，能量来自 ；在光合作用的暗反应中反应方向向 ，能量用于 。（3）在绿色植物体内，发生ADP ATP的生理过程是在细胞内和 （细胞器）和 中进行的。（4）在呼吸作用中，反应方向 ，能量来自 。（5）根吸收无机盐离子的过程，反应方向向 ，能量用于 。【答案】（1）APPP 远离腺苷的高能磷酸 （2）左 阳光 右 还原C3化合物（3）线粒体 叶绿体 细胞质基质 （4）左 有机物 （5）右 主动运输2根据反应式“ATPADP+Pi+能量”，以下提法正确的是 A物质和能量都是可逆的B物质和能量都是不可逆的C物质是可逆的、能量都是不可逆的D物质是不可逆的、能量都是可逆的【答案】选C3、下列有关“ATP ADP + Pi + 能量”、“ADP + Pi + 能量 ATP”的反应的叙述中，不正确的是（ ）A、反应过程分别表示能量的利用和储存过程B、所有生物体内的过程所需要的能量都来自呼吸作用C、和在活细胞中永无休止地循环进行保证了生命活动的顺利进行D、反应中的“能量”一般不能用于推动反应的进行【答案】选B212 不同生物形成ATP的能量来源（1）真核生物 植物细胞呼吸、光合作用（根无） 动物细胞呼吸 真菌细胞呼吸（2）原核生物 自养型细菌细胞呼吸、光合作用（光合细菌）、化能合成作用（硝化细菌） 异养型细菌细胞呼吸 蓝藻细胞呼吸、光合作用（3）病毒宿主提供213 不同细胞结构ATP与ADP的相互转化（以真核生物为例）细胞结构ADP ATPATP ADP主要的生理功能举例细胞膜上的载体葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输细胞质基质呼吸作用的第一阶段；许多生化反应的进行叶绿体光反应产生ATP；暗反应消耗ATP线粒体有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身DNA复制等核糖体氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP高尔基体植物细胞细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌内质网有机物的合成、运输细胞核DNA的复制、转录可见，光合作用中光反应合成的ATP只供给暗反应利用，最终转化为稳定的化学能储存在有机物中；呼吸作用中在细胞质基质与线粒体产生的ATP，则供给除暗反应以外的各项生物活动；细胞核生命活动所需ATP是由细胞质供给的，这体现了核质间的能量关系。细胞内ATP的含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP的含量很稳定，因为ATP与ADP之间的转化非常迅速，通过这种转化而实现储能、放能，而且总处在不停地动态平衡中。这是生命系统稳定性的具体表现之一。植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有ATP与ADP相互转化的能量供应机制，这从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映了种类繁多的生物有着共同的起源。练习：1、判断对错： （1）蓝藻细胞中有的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP（ ） （2）小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质（ ） （3）在ATP与ADP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用（ ） （4）在有氧和无氧的条件下，活细胞的细胞质基质中都能形成ATP（ ） （5）ATP与ADP相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行（） （6）细胞耗能是总是与ATP水解的反应相联系，细胞释放能量时总是伴随ATP的合成（）2、在叶绿体中，H和ADP的运动方向是（ ） A、H和ADP 同时由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动B、H和ADP 同时由叶绿体基质向类囊体的薄膜运动C、H 由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反D、ADP 由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，H的运动方向正好相反 【答案】选C3、下列关于人体内ATP的叙述中，错误的是（ ） A、ATP有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用B、在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗C、在生命活动旺盛的细胞中，线粒体和ATP的含量都较多D、细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的【答案】选C4、细胞中不存在ADP的场所包括（ ） A、线粒体基质 B、细胞质基质C、叶绿体外膜 D、细胞核内容物【答案】选C 5、下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是（ ） A、能产生ATP的细胞器只有线粒体B、ATP在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行C、ATP与ADP的相互转化是可逆反应D、远离腺苷的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能【答案】选D6、生物体内不产生ATP的过程是（ ） A、光反应 B、暗反应C、有氧呼吸 D、无氧呼吸【答案】选B7、下列过程能使ADP含量增加的是（ ） A、消化道内蛋白质的消化B、线粒体内的H与02结合C、水在光下分解D、细胞分裂时纺锤丝的收缩【答案】选D22 ATP的利用ATP主要为肌肉收缩、神经传导、生物电、合成和分泌、主动运输、胞吐和胞吞、暗反应中C3的还原等生命活动提供能量。细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的，即ATP中的能量可转化为多种形式的能量，包括渗透能、机械能、电能、化学能、光能、热能。 在细胞内的化学反应中，吸能反应（耗能反应）一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间循环流通。因此可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。练习：1、萤火虫的尾部能发光，其光能由（ ） A、电能转变而来B、ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来C、热能转变而来D、有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来【答案】选B2、据报道，汶川地震中一小女孩在被困100小时后获救。在这100小时当中，她生命活动所需的能量直接来自于（ ） A、糖类 B、脂肪 C、ATP D、蛋白质3、硝化细菌各项生命活动所需能量，直接来自于体外无机物氧化释放的化学能（ ）3ATP与葡萄糖 在储存能量方面，ATP与葡萄糖相比，具有以下不同与联系： （1）ATP分子中含有的化学能比葡萄糖的少。1mol葡萄糖彻底氧化分解，能释放出2870KJ的能量，而高能磷酸键水解时释放能量达30.54Kj/mol。所以一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94。 （2）ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 （3）1mol的葡萄糖彻底氧化分解，释放的能量中有1161kJ储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失。 1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后,只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量以热能的形式散失。练习： 1、同样是储存能量的分子，ATP与葡萄糖具有不同的特点。下列关于ATP的叙述正确的是（ ） A、ATP分子中含有的化学能比葡萄糖多B、ATP分子中所含的是稳定的化学能C、1分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是1分子葡萄糖所含能量的1/94 D、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，不是生物界的共性【答案】选C 2、分解葡萄糖的有氧呼吸，其能量转换效率大约是多少？这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP？ 【答案】1161/2870=40% 1161/30.54 =38mol ， 386.021023 =2.31025 3、某植物非绿色器官，当外界O2浓度为9%时，CO2释放量相对值为0.6，O2的吸收量为0.4，则产生的ATP的量，无氧呼吸相当于有氧呼吸的多少倍？ 【答案】0.08倍 4、与ATP有关实验题 （1）在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明（ ） A、ATP中远离A的P容易脱离B、部分32P标记的ATP是重新合成的C、ATP是细胞内的直接能源物质D、该过程中ATP既有合成又有分解【答案】选C （2）用小刀将数只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状。取两支试管，标上甲、乙，各加入2mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管均有短时间黄色荧光出现。一段时间后出现的现象和再进行分别处理出现的结果如下：甲一段时间后，试管中黄色荧光消失加入2mLATP溶液，试管中又出现黄色荧光乙一段时间后，试管中黄色荧光消失加入2mL葡萄糖溶液，试管中不出现黄色荧光由此分析得出的正确结论是（ ） A、葡萄糖不是能源物质B、萤火虫发光不需要消耗能量C、ATP是直接能源物质D、葡萄糖氧化分解可产生ATP【答案】选C （3）某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨胳肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。 实验中，必须待离体肌肉自身的_消耗之后，才能进行实验。 在程序上，采取自身前后对照的方法：先滴加_(葡萄糖溶液或ATP溶液)，观察_与否以后，再滴加_(葡萄糖溶液或ATP溶液)。 试想，如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？解释原因。_。【答案】ATP葡萄糖溶液肌肉收缩ATP溶液如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象。ATP 与ADP相互转化及生理作用归纳要点三、ATP产生速率与O2供给量之间的关系A点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，产生少 量ATP。AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有 氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不 再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。要点五、细胞呼吸1 有氧呼吸三个阶段的比较第一阶段第二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萄糖丙酮酸和水H和O2生成物丙酮酸 HCO2 HH2O生成ATP数量少量少量大量需氧与否否否是2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较3影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用因素 对呼吸作用的影响 在生产中的应用 温度 温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性而影响呼吸作用。在一定范围内，细胞的呼吸速率随温度的升高而明显加快，但超过一定的温度后，细胞的呼吸速率反而会减慢 O2 浓度 在一定范围内，随O2浓度的增加，有氧呼吸速率增加，超过一定浓度，O2浓度再增加，有氧呼吸速率不再增加 （1）在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到增产的目的；（2）无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收；（3）贮藏蔬菜和水果时，通过控制细胞呼吸强度以降低其代谢强度，达到保鲜的目的，如置于低温环境或降低空气中的含氧量及增加CO2的浓度，降低器官代谢速率，延缓老化达到保鲜效果；（4）作物种子的贮藏，必须降低含水量，使种子呈风干状态，使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗 来源状元源网CO2 浓度 增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应含水量 在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而增加，随含水量的减少而降低 命题规律：细胞呼吸的考查主要集中在细胞呼吸的过程，原理及影响因素上，理解分析细胞呼吸的过程，以图表，曲线，实验的探究形式考查影响细胞呼吸的因素。【例1】 （2010石家庄调研）为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表（表中数据为相对值）。下列有关分析，错误的是O2含量 CO2释放量 温度 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0% 3 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3 10 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9 20 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 56.2 30 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6 A根据变化规律，表中10、1.0%条件下的数据很可能是错误的B温度为3、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合CO2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高D在20条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱 解析 随着氧浓度的升高，二氧化碳的释放量表现为由多到少，再由少到多的变化过程，表中显示温度、O2含量为10、1.0%时，CO2释放量太高，在温度不变的情况下，O2含量为1.0%时释放的CO2量应比O2含量为0.1%时低，因此A正确；贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合是释放CO2量最少的一组条件，因此B正确；比较相同温度下，O2含量为20.0%和40.0%时的CO2释放量可见，氧气达到一定浓度后，再改变O2含量，对细胞呼吸影响不大，因此C错误；当氧气浓度升高时，无氧呼吸受到抑制，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱，因此D正确。答案 C 知识总结 巧判细胞呼吸类型（1）根据反应物、产物来判断：如果要消耗氧气，则一定是有氧呼吸；如果产物有水，则一定是有氧呼吸；如果产物中有酒精或乳酸，则为无氧呼吸；但要注意，产物中如果有二氧化碳，要分情况讨论。（2）根据反应中的物质的量的关系进行判断：不消耗氧气，释放二氧化碳，只进行无氧呼吸；酒精量等于二氧化碳的量，只进行无氧呼吸；二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于无氧呼吸；酒精量小于二氧化碳量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于有氧呼吸。（3）根据反应场所来判断：有氧呼吸：第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中；无氧呼吸：在细胞质基质中。【例2】 如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两套装置的培养条件一致（不考虑环境中物理因素的影响），下列相关叙述不正确的是A若装置1中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量B若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向右移C若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向左移D若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置1中红色液滴向左移，装置2中红色液滴向右移解析 本实验的目的是验证酵母菌细胞呼吸的类型，若酵母菌只进行无氧呼吸，装置1中酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，装置内气体量不变，红色液滴不移动，装置2内由于呼吸放出二氧化碳，气体量增加，红色液滴向右移动，B对；若酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸过程中消耗的氧气量与放出的二氧化碳量相等，装置2内气体量没有发生变化，红色液滴不移动，装置1内，由于二氧化碳被吸收，氧气被消耗，气体量减少，红色液滴向左移动，且其移动的距离可表明有氧呼吸所消耗的氧气量，A对，C错；若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气的消耗量小于放出的二氧化碳量，装置1中红色液滴向左移动，装置2中红色液滴向右移动，D对。答案 C要点五、光合作用1 光合作用色素的吸收光谱 2 光合作用过程光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者的比较如下： 阶段 项目 光反应阶段 暗反应阶段 所需条件 必须有光、酶 有光无光均可、酶 进行场所 类囊体的薄膜上 叶绿体内的基质中 物质变化 能量转换 光能转变为ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能 联系 物质联系：光反应阶段产生的H，在暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段将其储存的化学能释放出来，帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能 【互动探究1】 如图表示某植物的叶肉细胞在温室中、一定的光照强度（N点后停止光照）条件下，O点开始提供14C标记的质量分数为0.03%的CO2，叶肉细胞内C3和C5中14C含量相对值随时间的变化曲线。分析回答：（1）图中表示用14C标记C5含量相对值变化的曲线是_（填字母）。（2）a曲线在P至N时间段内14C含量相对值稳定不变的原因是_。（3）N点后，b曲线下降的原因是_。bCO2固定的速率等于C3被还原的速率来源:停止光照后，ATP和H不能合成、C3不能被还原形成C5，C5和CO2还能形成C3p12（4）实验过程中，叶肉细胞内糖类中14C含量相对值随时间变化的趋势是_。逐渐增加，N点后逐渐减少解析 在黑暗条件下，对CO2C52C3的反应影响不大，C5不断被消耗，C3不断生成，而对C3的还原影响较大，因为随着光反应产生的H和ATP的逐渐消耗，被还原的C3也越来越少，生成的糖类也越来越少。分析曲线可知，曲线a代表的物质含量在黑暗的条件下不断上升，说明它代表的是C3，b代表的是C5。图中曲线a在P至N时间段，由于CO2固定的速率等于C3被还原的速率，所以14C含量相对值稳定不变。3 影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用 考点六：光合作用和呼吸作用之间的关系1 密闭容器中真实光合作用和净光合作用及呼吸作用的关系图像（代表呼吸作用速率代表真实光合作用速率代表净光合作用速率）（1）总光合速率（即真光合速率）和净光合速率的关系（如上）（2）光补偿点和光饱和点光补偿点：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素（如光照、CO2浓度），使光合作用增强（减弱），而呼吸作用不变，则光补偿点应左移（右移）；若改变某一因素（如温度），使呼吸作用增强（减弱），则光补偿点应右移（左移）。光饱和点：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增强（减弱），则光饱和点应右移（左移）。3 光合作用和细胞呼吸中关系图解及物质和能量的变化（1）物质循环C：14CO214C314C6H12O614C3H4O314CO2O：HO18O2HOC18O2C6HO6HOH：3H2O3HCH12O63H3H2O（2） 能量变化各项生命活动。（3）外界条件变化引起、和含量的变化1光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系（1）物质变化：（2）能量变化：各项生命活动。【例4】 （2010四川理综，3）有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究，结果如下表（净光合速率以CO2的吸收速率表示，其他条件适宜且相对恒定）。下列相关分析不正确的是A光强大于0.1 mmol光子m2s1，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小B光强小于0.5 mmol光子m2s1，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量C光强大于0.7 mmol光子m2s1，限制净光合速率的主要生态因素是CO2浓度D龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果解析 本题考查植物的光合作用、呼吸作用以及影响光合作用的因素，意在考查考生获取信息的能力以及综合运用能力。从表中可以看出：芒果的最大光能利用率龙眼的最大光能利用率，龙眼的呼吸强度0.1 mmol光子m2s1时，随光照增强，两种果树的光能利用率均呈现逐渐减小的趋势；当光强0.7 mmol光子m2s1时，限制净光合速率的主要因素是CO2浓度；龙眼的最大光能利用率大于芒果，龙眼的最大总光合速率为（mol CO2m2s1），而芒果的最大总光合速率为（mol CO2m2s1），大于龙眼的最大总光合速率。答案 B 【互动探究4】 （2010山东青岛调研）某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24 h测定，得到如图所示曲线，则以下说法有几种是正确的c、e两点的光合速率为零c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率de段光合速率小于呼吸速率进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段A1种说法正确 B2种说法正确C3种说法正确 D4种说法正确 解析 看清曲线含义是解答本题的关键，由图可知：c、e两点CO2吸收速率为零，c、e两点的光合速率等于呼吸速率，错；c、e之间CO2吸收速率大于零，表明光合速率大于呼吸速率，错；一天24小时植物都要进行呼吸作用，错。答案 A 【例2】 （2010宁夏理综、辽宁理综）请回答与光合作用有关的问题：（1）甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。据图