（直击高考）2013届高考生物二轮复习（考情分析+知识综合+典例导航+专题训练）专题二 细胞的代谢导学案（含解析）新人教版

1 专题二 细胞的代谢专题二 细胞的代谢 考情分析 一 考情分析预测 细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容 在高考中是出题的热点 从考试内容来看 本模块的所有知识点均有考查的可能性 主要知识有酶的有关实验 光合作用和 呼吸作用的过程 影响二者的因素及在生产实践上的应用等 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 复习时要善于列表比较 还要各种示意图 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 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 知识网络 1 物 质 跨 膜 运 输 1 物质跨膜运输三种方式的判别 是否顺浓度梯度 只要是从低浓度到高浓度 就是主动运输 是否消耗能量 只要运输耗能则为主动运输 即使是有高浓度到低浓度 是否需要载体 不需要载体就是自由扩散 需要载体则通过浓度 能量进一步判断 2 影响物质运输速率的因素 物质的浓度 氧气浓度 温度 2 酶 1 酶活性 酶对化学反应的催化效率 可用单位时间内底物的减少量或产物的生成量表示 2 影响酶促反应速率的因素 底物浓度 酶浓度 0 最适 pH pH 酶活性受 pH 影响示意图 0 最适温度 t 酶活性受温度影响示意图 v m mol s 1 v m mol s 1 反应速度 反应速度 2 3 ATP ATP 的形成途径 4 细胞呼吸 提醒 关于细胞呼吸的相关判断及计算 5 光合作用 1 光合作用过程 项目光反应暗反应 实质 光能转化为活跃化学能 ATP H 放出氧气 活跃化学能转变成稳定化学能储存起 来 CH2O 时间短促 以微秒计较缓慢 ATP 肌酸 色素吸收 传递转化 电能 酶 能量 呼吸作用 有机物 酶 动物 真菌 细菌 植物 光合作用 光反应 氧化分解 有 O2或无 O2 ADP Pi ATP 热能 散失 化学能 磷酸肌酸 ADP ADP Pi ATP 3 条件需叶绿素 光 酶不需要叶绿素和光 需要酶 场所在叶绿体的类囊体膜上在叶绿体的基质中 物质变化 2H2O 光 4 H O2 ADP Pi 光酶 ATP CO2的固定 CO2 C5 C3 CO2的还原 H酶 CH2O 能量变化 叶绿素将光能转化成活跃的化学能储 存在 ATP 中 ATP 中的活跃化学能转化为糖等有机 物中稳定的化学能 2 影响光合作用速率 的环境因素 影响因素 因素对光合作用的影响在生产上的应用 光照 光照时间的长短 光质 光照强度的高低都可以影响光合作 用速率 光照时是 光照时间越长 产生的光合产物越多 光质 色素吸收可见太阳光中的红光和蓝紫光最多 吸收 绿光最少 光照强度 在一定光照强度范围内 增加光照 强度可提高光合作用速率 适当提高光照强度 延长光合作用时间 轮作 增加光合作用 面积 合理密植 温 室用无色透明的玻璃顶 棚 温度 温度是通过影响光合作用中酶的效率来影响光合作用速率的 一般植物以 10 35 为最适温度 35 以上时光合作用速率 开始下降 40 50 即停止 高温 一方面破坏叶绿体和细 胞质的结构 并使叶绿体酶钝化 另一方面 在高温时 呼 吸速率大于光合速率 低温时 酶促反应下降 限制了光合 作用的进行 适时播种 温室栽 培植物时 白天适当提 高温度 晚上适当降低 温度 CO2浓 度 CO2是光合作用的原料 原料增加 产物必然增加 大气中的 CO2浓度是 0 03 如果浓度提高到 0 1 产量可提高1 倍左 右 当浓度提高到一定程度后 产量不再提高 如果 CO2浓度 降低到 0 005 就会出现午休现象 夏日中午 施用有机肥 温室 栽培植物时 可以适当 提高室内 CO2浓度 水分水既是光合作用的原料 又是体内各种化学反应的介质 另 外 水分还能影响气孔的开闭 间接影响 CO2进入植物体 所以 水对光合作用的影响很大 预防干旱 及时灌 溉 矿质 元素 矿质元素是光合作用的产物 葡萄糖进一步合成许多有机 物时所必需的物质 如缺少 N 就会影响蛋白质的生物合成 缺少 P 就会影响 ATP 的合成 缺少 Mg 就会影响叶绿素的合成 而这些物质又进一步影响光合作用 合理施肥 典型曲线剖析 植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加 同化 CO2的速度也相应 增加 但当光照强度达到一定时 光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强 植物在进行光合作 用的同时也在进行呼吸作用 当植物在某一光照强度条件下 进行光合作用所吸收的 CO2与该温度条件下 植物进行呼吸作用所释放的 CO2量达到平衡时 这一光照强度就称为光补偿点 这时光合作用强度主要是 受光反应产物的限制 当光照强度增加到一定强度后 植物的光合作用强度不再增加或增加很少时 这 一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点 此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和 CO2浓度 的限制如图 4 净光合量的相关计算 净光合速率 实际光合速率 呼吸速率 在黑暗条件下植物不进行光合作用 只进行呼吸作用 因此此时测得的氧气吸收量 即空气中 O2的 减少量 或二氧化碳释放量 即空气中的 CO2增加量 直接反映呼吸速率 在光照条件下 植物同时进行光合作用和呼吸作用 此时测得的空气中氧气的增加量 或二氧化碳 减少量 比植物实际光合作用所产生的 O2量 或消耗的 CO2量要 少 因为植物在光合作用的同时也在 通过呼吸作用消耗氧气 放出二氧化碳 因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率 而反映出 表观光合速率或称净光合速率 提醒 光合作用和呼吸作用的相对强弱 以绿色植物为例 没有光合作用时 植物仍有呼吸作用 植物体内葡萄糖的总量减少 环境中的 CO2量增加 O2减少 有光合作用但弱于呼吸作用时 植物体内葡萄糖的总量减少 环境中的 CO2量增加 O2减少 光合作用和呼吸作用的强度相等 植物体内葡萄糖的总量不变 环境中的 CO2量不变 O2量不变 光合作用强度大于呼吸作用 植物体内葡萄糖的总量增加 环境中的 CO2量减少 减少部分即用来 合成葡萄糖的增加部分 O2量增加 增加部分即是积累了多少葡萄糖时所释放的部分 不存在只进行光合作用而不进行呼吸作用的生物或细胞 典倒导航 1 2012 海南 4 下列操作中 不可能导致淀粉酶活性发生变化的是 A 淀粉酶溶液中加入强酸 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 淀粉酶经高温烘干制成粉剂 答案 C 解析 温度 pH 都会影响酶活性 A D 不正确 淀粉酶的化学本质 为蛋白质 蛋白酶会将其水解 从而使其活性发生改变 B 不正确 淀 粉酶溶液中加入淀粉溶液后 淀粉被水 解 但是淀粉酶在反应前后结 构和活性不变 C 正确 综上 本题选 C 2 2012 海南 8 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器 内 在适宜条件下光照培养 随培养时间的延长 玻璃容器内CO2浓 度可出现的变化趋势是 A 一直降低 直至为零 B 一直保持稳定 不变化 C 降低至一定水平时保持相对稳定 D 升高至一定水平时保持相对稳定 答案 C 解析 在适宜的条件下培养密闭容器内的植物 密闭容器内的二氧化碳含量有限 随着光合作用的持 续进行 二氧化碳逐渐被消耗 浓度降低 进而光合作用强度跟着降低 当二氧化碳浓度降低到一定水 平时 植物的光合作用和呼吸作用强度相等 则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定 故本题选 C 3 2012 江苏 23 下图表示细胞呼吸作用的过程 其中 1 3 代表有关 生理过程发生的场所 甲 乙代表有关物质 下列相 关叙述正确的是 A 1 和 3 都具有双层生物膜 5 B 1 和 2 所含酶的种类不同 C 2 和 3 都能产生大量 ATP D 甲 乙分别代表丙酮酸 H 答案 BD 解析 图中的1为细胞质基质 2为线粒体基质 3为线粒体内膜 甲为丙酮酸 乙为 H 有氧呼吸的 第一 二阶段产生ATP较少 第三阶段能产生大量的ATP 4 2012 北京理综 1 细胞中不能合成 ATP 的部位是 A 线粒体的内膜 B 叶绿体中进行光反应的膜结构 C 内质网的膜 D 篮藻 蓝细菌 中进行光反应的膜结构 答案 C 解析 有氧呼吸第三个阶段在线粒体内膜上进行 释放大量能量 A 正确 光合作用的光反应阶段 光能转化为电能再转化为活跃的化学能 B 正确 蓝藻进行光合作用也产生能量 D 正确 内质网不能合 成能量 5 2012 四川卷 30 20 分 回答下列 I II 小题 I 7 分 科研人员获得一种叶绿素 b 完全缺失的水稻突变体 该突变体对强光环境的适应能力更强 请回答 1 提取水稻突变体的光合色素 应在研磨叶片时加入 以防止色素被破坏 用纸 层析法分离该突变体叶片的光合色素 缺失的色素带应位于滤纸条的 2 该突变体和野生型水稻的 O2释放速率与光照强度的关系如 右图所示 当光照强度为 n 时 与野生型相比 突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率 当光照强度为 m 时 测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大 据此推测 突变体固定 CO2形成 的速率更快 对光反应产生的 消耗也更快 进而提高了光合作用放氧速率 3 如果水稻出现叶绿素 a 完全缺失的突变 将无法进行光合作用 其原因是 答案 1 CaCO3 1 分 最下端 1 分 2 较大 1 分 C3 1 分 NADPH ATP 1 分 3 缺失叶绿素 a 不能完成光能转换 2 分 解析 1 考查叶绿素的提取和分离实验 属于识记题 2 考查光合作用和呼吸作用知识 当光照强度为 n 时 突变体与野生型水稻 O2的释放速率 净光 合速率 相等 但突变体的呼吸速率大于野生型 故突变体单位面积叶片叶绿体的氧气产生速率 总光 合速率 比野生型 大 当光照强度为 m 时 由于测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大 即供给 的 CO2比野生型多 突变体固定 CO2形成 C3 的速率更快 对光反应产生的 NADPH ATP 消耗也更快 进 而提高了光合作用放氧速率 3 如果水稻出现叶绿素 a 完全缺失的突变 则在光反应中处于少数特殊状态的叶绿素 a 分子就不 能将光能转化为电能 不能产生 NADPHT 和 ATP 故将无法进行光合作用 专题训练 1 Calvin 等人研究光合作用时进行了以下实验 在某种绿藻培养液中通入 14CO2 再给予不同的光照时 6 X 物质 CO2糖 Y 物质 间后从培养液中提取并分析放射性物质 预测实验结果是 A 光照时间越长 叶绿体中的三碳化合物含量越多 B 在一定时间内光照时间越长 产生的放射性物质的种类越多 C 无论光照时间长短 放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上 D 只要给予光照 放射性就会出现在 H 中 2 将某植物 其叶片如图一所示 放在黑暗中两天后 根据图二所示 处理其中一块叶片 然后将整株 植物置于阳光下 4 小时 取该叶片经酒精脱色处理后 滴加碘液显色 下列选项中有关该实验结果 和现象的描述正确的是 该实验后的结果显示出 X 为蓝色 Y 为棕黄色 W 和 X 两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素 X 和 Y 两部分对照实验能证明光合作用需要水 Y 和木塞夹着的叶片部分对照实验能证明光合作用需要光 A B C D 3 右图表示植物体内的某些代谢过程及物质变化 据图判断 下列叙述正确的是 A X 可代表光合作用中产生的五碳化合物 Y 物质可代表丙酮酸 B 过程均可以产生 H C 过程发生在叶绿体基质中 过程发生在类囊体薄膜上 D 过程发生在细胞质基质中 过程可发生在细胞质基质中 也可发生在线粒体 基质 4 下列关于叶绿体和线粒体的叙述 正确的是 A 叶绿体中可发生 线粒体中可发生 236126 COCC H O 612632 C H OCCO B ATP 和 H 在叶绿体中随水的分解而产生 在线粒体中随水的生成而产生 C 光能转变成化学能发生在叶绿体中 化学能转变成光能发生在线粒体中 D 都具有较大膜面积和复杂的酶系统 有利于新陈代谢高效而有序地进行 5 根据图 5 不完整的呼吸作用示意图 回答下列问题 1 图中方格内的物质名称是 2 图中 A 过程发生的场所是 C D 过程发生的场所是 E 表示的物质是 3 从图中选择有关的字母字母填在题的括号内 有氧呼吸的途径是 其中产能最多的是 阶 段 产 H 的阶段是 酵母菌可以进行图中的那些过程 6 图示绿色植物在水分及无机盐充足的条件下 光合作用强度与环境因素的关系 据图回答 F 7 1 从图中曲线可知影响光合作 用强度的环境因素是 2 m 点限制光合作用强度的环境因素是 它影响了光合作用的 阶段 3 在光照强度为 b 温度为 200C 时 限制光合作用的环境因素是 原因是 如果大棚栽培蔬菜 在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长 7 回答下列关于光合作用和细胞呼吸的问题 5 分 右下图是探究绿色植物光合作用速率 的实验示意图 装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶 内的二氧化碳浓度 该装置放在 20 环境中 实验开始时 针筒的读数是 0 2mL 毛细管内 的水滴在位置 X 30 分钟后 针筒的容量需要 调至 0 6mL 的读数 才能使水滴仍维持在 X 的位置 据此实验回答下列问题 1 以释放出的氧气量来代表光合作用速率 该植物 的光合作用速率是 mL h 2 用这一方法测量光合作用速率 比实际的光合速 率要低 原因是 3 假若将该植物的叶的下表皮 分布有气孔 涂上一层凡士林 光合作用的速率会大幅度下降 原因是 的供应减少 限制了光合作用暗反应 4 如果在原实验中只增加光照强度 则针筒的容量仍维持在 0 6mL 读数处 在另一相同实验装 置中 若只将温度提升至 30 针筒容量需要调至 0 8mL 读数 才能使水滴维持在 X 的位置上 比较两 个实验可以