第3讲细胞代谢

第三章细胞的代谢 一 细胞与能量 高考考点 全称 简式 成分ATP与ADP的相互转化公式及相关生理过程 部位 动态平衡状态举例说明需要ATP供能的生理过程 1 对动物和人来说 ADP转化成ATP所需的能量 主要来自哪儿呢 呼吸作用的主要场所又在哪儿呢 2 绿色植物体内的活细胞 ADP转化为ATP时所需的能量又来自哪里呢 3 无论动物 人和绿色植物 将ADP转化成ATP时所需能量的根本来源在哪里呢 呼吸作用 线粒体 呼吸作用和光合作用 太阳能 能产生ATP的结构有哪些 其中ATP和ADP的数量变化规律如何 能消耗ATP的结构有哪些 其中ATP和ADP的数量变化规律如何 细胞质基质 线粒体 叶绿体 细胞膜 细胞质基质 叶绿体 线粒体 核糖体 高尔基体 内质网 细胞核 6 8 讨论题 ATP是细胞内能量释放 储存 转移和利用的中心物质 为什么 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ATPCATP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 D 二 物质出入细胞的方式 高考考点 比较各种物质进出细胞的方式分析渗透发生的条件分析质壁分离及复原实验 关键词 渗透作用自由扩散质壁分离质壁分离复原 原生质层 外界溶液 运输小分子小离子 运输大分子 胞吞 胞吐 被动转运 主动转运 简单扩散 易化扩散 体现膜的选择透性 体现膜的流动性 水 渗透作用 讨论题 关于质壁分离实验 选材 如果材料是新鲜的水绵 可以吗 实验现象会是什么 试剂 本试验选用的蔗糖溶液 浓度过高或过低 对实验有什么影响 操作 在取材时 判断液泡是否破损的依据是什么 新问题 如何探究细胞液浓度 1 下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收的曲线 影响A B两点和B C两点吸收量不同的因素分别是 A 载体数量 能量B 能量 载体数量C 载体数量 离子浓度D 能量 离子浓度 2 下列说法中错误的是 A 黄瓜在腌制中慢慢变甜 是细胞主动吸收糖分的结果B 水分子进出细胞是自由扩散C 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助 但不消耗能量 属于协助扩散D 大肠杆菌吸收K 属于主动运输 既消耗能量 又需要膜上的载体蛋白 3 解读图表右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度 分析图表提供的信息 回答问题 1 哪种离子通过主动运输进入细胞 2 哪种离子通过主动运输排出细胞 3 你是如何作出以上判断的 K Mg2 Na Cl 主动运输 物质逆浓度进行 三 酶 高考考点 酶的概念 特性影响因素相关实验 科学史 实验 侧重方法和 目的 假设 步骤设计 原则 结果预期 实验结果 结论 分析各种图表数据酶工程 讨论题 设计实验证明酶的特性是什么 目的 取材 实验设计原则 注意事项 结果 结论设计实验探究pH 温度影响果胶酶的活性目的 假设 取材 实验设计原则 注意事项 结果 结论影响酶促反应速率的因素有哪些 主要包括酶的浓度 底物的浓度 pH 温度 抑制剂和激活剂等 例 持续高烧不退或严重腹泻有时甚至会危及人的生命 其中的原因是什么 当人误食了含有重金属的食物或农药后 有一种应急措施 就是赶紧给病人大量喝牛奶或豆浆 这是为什么 pH与酶 简述图中的信息 图中曲线的含义是什么 根据曲线能得出什么结论 温度与酶 超过60 绝大多数的酶就会失去活性 酶发挥作用需要最适温度 意义何在 简述图中的信息 图中曲线的含义是什么 根据曲线能得出什么结论 抑制剂对酶的影响 将一个土豆 含有过氧化氢酶 切成大小和厚薄相同的若干片 放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中 如下图所示 以探究酶促反应的相关问题 根据实验现象与数据分析答题 1 若土豆片为4片时 每隔5分钟收集一次数据 根据数据绘制出如上曲线图 20分钟后 气体量不再增加的原因是 过氧化氢量有限 2 若土豆片为8片时 和上述实验所得的曲线 实线 相比 实验结果的曲线最可能是下列图中的虚线 如果要获得更多的气体 在不改变溶液体积的条件下 可采取的方法是 其结果可用图中的虚线表示 答案 C增加过氧化氢浓度A气体量时间 3 为保证上述实验的科学性 需要控制的其他外界因素有 温度 或光照或气压等 在一定的温度和pH条件下 当底物浓度大大超过酶的浓度时 酶的浓度与反应速度呈正比关系 如果底物浓度是一定的 还会发生这样的变化吗 在酶浓度不变的情况下 当底物浓度升高时反应速率如何变化 原因是什么 酶工程 酶工程就是将酶所具有的生物催化功能 借助工程手段 应用于生产生活 医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术 它包括酶制剂的生产和应用两方面 酶分子的改造 例 用作洗衣粉添加酶的枯草杆菌蛋白酶 具有氧化不稳定性 一般较脆弱 在漂白剂的作用下易失活 现在经过随机诱变定向选择后 突变型酶的氧化稳定性明显提高 这样便可与漂白剂混合使用 蛋白质工程 1 下列有关酶的叙述正确的是 是有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得 有的在体内转化而来 凡是活细胞 成熟红细胞除外 都能产生酶 酶大多数是蛋白质 有的酶是蛋白质 有的酶是固醇 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生长发育中起调控作用 酶只是起催化作用A B C D 蛋白质 激素 酶 酶 激素和激素的比较 A B C 2 下列有关酶和ATP的叙述中 正确的有 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质 酶都是在细胞的核糖体上合成的 酶的催化作用具有专一性 每一种酶只能催化一种化合物的化学反应 高温 低温 过酸和过碱都会使酶的失活 ATP与ADP之间可以相互转化 这种转化是可逆的 ATP的形成完全依赖于细胞内的呼吸作用 同一个体内的各种细胞所含酶的种类有差异 数量不同 但作用相同 能合成酶的细胞就能产生ATP 能产生ATP的细胞也在不断地合成酶A 4个B 5个C 0个D 2个 3 下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果 根据实验结果 以下结论正确的是A 蔗糖被水解成非还原糖B 淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖C淀粉酶活性在60 比40 高D 淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性 四 细胞呼吸 高考考点 细胞呼吸的基本过程 部位 公式等相关实验 解析实验原理 装置 材料 实验结果等 分析各种图表数据影响因素及实际应用 有氧呼吸 1 标号 至 是 丙酮酸 H H O2 H2O CO2 总反应式 概念 细胞在O2的参与下 通过酶的催化作用 把糖类等有机物彻底氧化分解 产生出CO2和H2O 同时释放出大量能量的过程 无氧呼吸 丙酮酸不彻底分解 丙酮酸 酶 C3H6O3 乳酸 能量 A 乳酸发酵 例 高等动物 乳酸菌 高等植物的某些器官 马铃薯块茎 甜菜块根 玉米的胚等 C2H5OH 酒精 2CO2 能量 B 酒精发酵 例 大多数植物 酵母菌 酶 丙酮酸 特例 a 只能进行无氧呼吸的真核生物 如蛔虫 其细胞内无线粒体 b 没有线粒体不一定不进行有氧呼吸 原核生物无线粒体 有些原核生物 如硝化细菌 蓝藻 仍可进行有氧呼吸 呼吸过程为体内其他化合物的合成提供原料 讨论题 为什么无氧呼吸产生ATP的效率这么低 为什么发酵不能无限地进行下去 无氧呼吸产生的乳酸或酒精对生物体有害例 做葡萄酒时酒精浓度达到12 16 发酵就停止了 例 做酸奶时 其中的乳酸菌也会出现生长的衰亡期 应用细胞呼吸原理的事例很多 试举一例加以说明 例 医疗健康 透气的 创可贴 慢跑 破伤风针传统发酵 酿酒 制作酸奶 酿醋等栽培技术 中耕松土 稻田定期排水 储藏保鲜 粮油种子储藏 蔬菜瓜果保鲜影响呼吸作用的环境因素 温度 氧气 二氧化碳 水 例酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸 有氧条件进行有氧呼吸 将酵母菌研磨 离心分离后 得上清液 含细胞质基质 和沉淀物 含细胞器 把等量的上清液 沉淀物和未离心的匀浆分别放入甲 乙 丙三个试管中 分别进行四项独立实验 实验一 二 三由供选答案中选择 实验四简答 A H O CO2B C2H5OH CO2C 丙酮酸D 无反应实验一 向三个试管中分别滴加等量的葡萄糖液 各试管的最终产物是 甲 乙 丙 实验二 向三个试管中分别滴加等量丙酮酸 各试管的最终产物是 甲 乙 丙 3 实验三 在隔绝空气的条件下 重复实验一 各试管的最终产物是 甲 乙 丙 4 实验四 向三只试管中放入等量的荧光素 吸收ATP可以发光 从理论上讲发光最强的是实验的试管 丙酮酸 无反应 H O CO2 丙酮酸 H O CO2 H O CO2 C2H5OH CO2 无反应 C2H5OH CO2 一 丙 五 光合作用 高考考点 叶绿体的结构等光合色素的种类 分布 功能 提取和分离实验光合作用的基本过程 部位 公式相关实验 科学史和学生实验 目的 假设 步骤设计 原则 结果预期 实验结果 结论分析各种图表数据影响因素及实际措施 光合作用的概念和公式 C6H12O6 6H2O 6O2 6CO2 12H2O 光能 叶绿体 光合作用是指绿色植物通过叶绿体 利用光能 把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物 并且释放出氧气的过程 叶绿体与光合作用的过程 光合作用的场所 叶绿体1 主要分布 叶肉细胞 幼茎皮层细胞2 结构特点 1 双层膜 外膜 内膜 2 基粒 由类囊体重叠而成类囊体 由膜围成的囊状结构 扩大受光面积 光合色素和相关的酶分布在膜上 光反应在此发生 3 基质 含有与暗反应相关的酶 暗反应在此发生 含有DNA 细胞质遗传 实例 紫茉莉叶色遗传3 原核生物蓝藻和光合细菌无叶绿体 但有类囊体 叶绿体是进行光合作用的场所 它内部的巨大膜表面上 不仅分布着许多吸收光能的色素分子 还有许多进行光合作用所必需的酶 例 叶绿素不溶于 A水B石油醚C丙酮D苯 知识点 叶绿素是脂溶性色素 只溶于有机溶剂 叶绿体色素的吸收光谱 光合作用色素总结 注 1 蓝藻 红藻除上述色素外 还含有藻色素 蓝藻含藻蓝素 吸收橙红光 红藻含藻红素 吸收黄 绿光 2 海洋生态系统中藻类植物的垂直分布 与它们各自所含色素的种类和吸收光谱的不同有直接关系 08海南 3 在日光下 植物叶片中的叶绿素A 大量吸收绿光B 等量吸收不同波长的光C 主要吸收蓝紫光和绿光D 主要吸收蓝紫光和红光 光反应阶段的能量转换 天线色素中心色素 电能变为活跃的化学能 ATP和NADPH 08海南 2 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 叶绿体色素与ATP的分解有关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 光合作用的过程 问题 1 光反应发生了哪些反应 2 光反应进行的场所 3 碳反应发生哪些反应 4 碳反应进行的场所 反应条件 5 光反应与碳反应关系 6 影响光反应的因素 影响碳反应的因素 7 影响光合作用过程的因素 C6H12O6 光 H2O 1 2O2 氨基酸等 C3糖C3酸 光能吸收和转换 ADP PiATPNADP NADPH 叶绿素a 2e 2e 2H CO2 C5糖 水的光解放氧 光合磷酸化 CO2固定 三碳化合物还原 光合产物的合成 五碳糖的再生 供能 供氢 光合作用的过程 光反应与暗反应的比较 项目 光反应 光反应 反应部位 类囊体膜上 叶绿体基质中 与光关系 光引起 光下进行 不需要光 反应步骤 光能吸收 转换 水光解 放氧 ATP生成与供能 电子与 H 的传递 CO2固定 C3酸还原 C6糖合成 C5糖再生 主要产物 O2 ATP NADPH 葡萄糖 氨基酸等 反应实质 光能 电能 化学能 同化CO2形成储能有机物 区别 两者联系 光反应为暗反应提供ATP和 H 暗反应继续完成储能过程 08江苏生物 5 下列关于叶绿体和光合作用的描述中 正确的是 A 叶片反射绿光故呈绿色 因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小B 叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素C 光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的D 光合作用强烈时 暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物 光合作用过程的C3 C5 NADPH ATP和 CH2O 合成量的动态变化 增加 下降 减少或没有 减少或没有 减少 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 减少 减少 减少 减少或没有 例 将植物栽培在适宜的光照 温度和充足的C02条件下 如果将环境中C02含量突然降至极低水平 此时叶肉细胞内的C3化合物 C5化合物和ATP含量的变化情况依次是A 上升 下降 上升B 下降 上升 下降C 下降 上升 上升D 上升 下降 下降 C 例 如图所示的全过程可发生在哪种细胞中 A 苹果的果肉细胞B 洋葱根尖分生区细胞C 未萌发的花生子叶细胞D 菠菜叶肉细胞 影响光合作用的各种因素 光照 光强 光质CO2 温度水分矿质元素 光强度 B 光补偿点 C2 光饱和点 光照强度 0 C2 a 净光合作用 b 真光合作用 c 呼吸作用 光补偿点 光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度 光饱和点 光合作用达到最强时所需的最低的光强度 光合作用是在酶的催化下进行的 温度直接影响酶的活性 一般植物在10 35 下正常进行光合作用 温度 影响光合作用的各种因素 光合作用与细胞呼吸的综合应用 讨论题 1 简述下列实验过程 设计原则 结果 结论 普利斯特利的蜡烛 小鼠与植物的实验 萨克斯植物光合作用产生淀粉的实验 恩吉尔曼的水绵光合作用实验 鲁宾和卡门同位素标记的光合作用实验 2 如何理解 在光合作用的过程中 光反应与暗反应紧密联系 缺一不可 3 影响光合作用速率的环境因素有哪些 可以相应地采取哪些措施提高产量 1648 vanHelmont 实验一 科学研究的过程 1864 J VonSachs 天竺葵 实验二 1880 C Engelmann 黑暗 没有空气 均匀光照 没有空气 水绵的叶绿体 好氧细菌 实验三 1939 S RubenandM Kamen 氧从何而来 结论 光合作用释放的O2全部来自H2O 而不是CO2 实验四 小球藻 14CO2 实验2 对进行稳定光合作用的植物突然停止光照 在黑暗的不同时间进行取样 发现停止光照后 PGA 三碳化合物 迅速增加 二磷酸核酮糖 RUBP 五碳化合物 则同步迅速减少 实验3 当植物处于稳定光合作用时 将CO2浓度迅速从 降低到 时 PGA的浓度下降而RUBP浓度增加 实验五 1946 M Calvin 实验1 1 将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处 则细胞内三碳化合物与葡萄糖生成量的变化是 A 三碳化合物突然增加 葡萄糖减少B 三碳化合物与葡萄糖都减少C 三碳化合物与葡萄糖都增加D 三碳化合物突然减少 葡萄糖增加2 在正常条件下进行光合作用的某植物 与突然改变某条件后 发现该植物叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升 则改变的条件可能是 A 停止光照B 升高CO2浓度C 降低CO2浓度D 停止光照并降低CO2浓度 影响光合作用速率的环境因素及相应措施 提前种植玉米 提前种植玉米 提前种植玉米 套种 在不同时期 同一块土地上种植几种庄稼 延长了单位面积的光合作用时间 豆科植物的作用 间作 几种作物同时在一块土地上播种 增加了光合作用面积 充分利用光能等 轮种 1 降低虫害2 恢复或提高土壤肥力 在一定年限内 同一块土地上轮流种植不同的作物 例题图中表示绿色植物在水分充足的条件下 光合作用的速度与环境因素的关系 请仔细分析图中曲线 回答下列问题 1 从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是 2 根据你对图中曲线的分析 你认为光合作用强度与温度之间的关系是 光照强度和温度 在一定的温度范围内 光合作用强度随着温度的升高而增强 3 在温度为40 光照强度为c时 限制光合作用进行的内在因素是 外界因素可能是 暗反应过程中的酶的数量和酶的最大活性 CO2 4 在光照强度为a时 限制光合作用的环境因素是 如果大棚栽