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文档简介
2026届新高考生物考前冲刺复习细胞代谢模块整合
生命的物质与能量观考点1细胞代谢的条件(步步高P18-20)考点2光合作用和细胞呼吸(步步高P20-25)热点聚焦1电子传递链热点聚焦2CO2的固定途径热点聚焦3特殊的代谢途径热点聚焦4逆境胁迫对光合作用的影响网络构建:细胞代谢【P17】01细胞代谢的条件①:酶本质蛋白质(大多数)RNA质(少数)作用特性影响因素唯一作用:
.作用机理:
.①
性:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。②
性:一种酶只能催化一种或一类化学反应。③
:在最适宜的温度和pH下,酶的活性很高;
温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。①温度、pH②底物浓度、酶浓度③竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂、激活剂【联系】激素、神经递质、细胞因子、抗体的本质、来源及作用比较P18催化作用显著降低化学反应的活化能(注:酶不能提供活化能)高效专一作用条件较温和作为催化剂,反应前后分子结构和性质不变。酶作用机理示意图竞争性抑制剂影响酶活性的机理示意图非竞争性抑制剂影响酶活性的机理示意图①竞争性抑制剂:与底物具有类似结构,而与底物竞争酶的活性部位。通过影响
,进而影响酶促反应速率。②非竞争性抑制剂:不与底物竞争酶的活性部位,可与酶结合,导致其结构改变。通过影响
,进而影响酶促反应速率。酶与底物的接触酶的活性素养提升:酶的抑制剂类型及作用机理【P18】→可通过增加底物浓度缓解;→增加底物浓度不能缓解;网络构建:细胞代谢【P17】01细胞代谢的条件②:ATP①中文名称:
。②元素组成:
。③结构简式:
。转化意义①反应式:②许多
反应与ATP的水解相联系,如:蛋白质的合成,由ATP水解提供能量。③许多
反应与ATP的合成相联系,如:葡萄糖的氧化分解,释放的能量储存在ATP中。是驱动细胞生命活动的直接能源物质。注:细胞中直接供能物质还有UTP、CTP、GTP
及动物体内的磷酸肌酸。组成腺苷三磷酸A–P~P~P
C、H、O、N、P→含量很少,但转化迅速。吸能→同核酸、磷脂。→“~”是一种特殊的化学键放能素养提升:NTP、dNTP和ddNTP之间的关系【P18】NTPdNTPddNTP2号碳上的羟基脱氧3号碳上的羟基脱氧脱去两个磷酸基团后是构成RNA的基本单位。脱去两个磷酸基团后是构成DNA的基本单位。不能形成磷酸二酯键,会导致DNA的合成终止。呼吸作用温度、O2浓度、H2O等有氧呼吸总反应式:第①阶段(场所:细胞质基质):
.第②阶段(场所:线粒体基质):
.第③阶段(场所:线粒体内膜):
.影响因素无氧呼吸总反应式:(场所:细胞质基质)①产生酒精的无氧呼吸:
.如:大多数植物(如水稻根、苹果果实)、酵母菌等。②产生乳酸的无氧呼吸:
.如:高等动物、乳酸菌和少数植物器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)网络构建:细胞代谢【P17】01【资料1】细胞呼吸第一阶段又被称为糖酵解,糖酵解的终产物是丙酮酸,大多数情况下,①可以通过氧化脱羧形成乙酰辅酶A(参与有氧呼吸第二阶段),②可以形成酒精(参与产生酒精的无氧呼吸第二阶段),③可以形成乳酸(参与产生乳酸的无氧呼吸第二阶段)。素养提升:细胞呼吸第一阶段【资料2】有氧呼吸第二阶段是三羧酸循环的部分内容,三羧酸循环的起始物为乙酰辅酶A,它不但是糖氧化分解的产物,也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢。因此三羧酸循环实际上是三种主要有机物在体内氧化供能的共同通路。素养提升:有氧呼吸第二阶段注:细胞呼吸是生物体代谢的枢纽。【资料3】在真核细胞有氧呼吸的第三阶段中,还原型辅酶Ⅰ(NADH)脱去氢并释放电子(e-),电子最终传递给O2。电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质跨膜运输到线粒体内、外膜的间隙,从而建立H+浓度梯度,随后H+在ATP合成酶的协助下顺浓度梯度运输到线粒体基质,并生成大量ATP,过程如图所示。素养提升:有氧呼吸第三阶段电子传递过程中释放能量电子传递过程中释放能量主主主协H+顺浓度梯度运输产生势能,可用于合成ATP.根据以上信息,真核细胞有氧呼吸的第三阶段中,电子传递过程发生在
(填场所),电子最终传递给O2后会参与
(填物质)的生成,ATP合成酶的功能是
(答出两点)。线粒体内膜H2O运输H+和催化ATP的合成网络构建:细胞代谢【P17】01反应阶段光反应暗反应反应条件光、光合色素、酶等有光或无光均可、多种酶反应场所物质变化水的光解、ATP和NADPH的合成CO2的固定、C3的还原能量变化
能→
能→
能光合作用光照强度、CO2浓度、温度等总反应式影响因素过程O2H+NADPHATPADP+PiNADP+2C3C5(CH2O)叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质光ATP和NADPH中活跃的化学有机物中稳定的化学素养提升:光合系统中光系统和电子传递链【资料1】类囊体薄膜上发生的光反应示意图:①PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子的传递。②PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质,PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中,③ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成。注:图中实线为电子的传递过程,虚线为H+的运输过程。主叶绿体基质H+少类囊体腔H+多协(1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e-,失去e-的叶绿素分子,能够从水分子中夺取e-,使水分解为
;电子(e-)由水释放出来后,经过一系列的传递体形成电子流,最终传递给
(电子的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在
中。氧和H+NADP+NADPH和ATP【资料1】类囊体薄膜上发生的光反应示意图:①PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子的传递。②PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质,PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中,③ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成。注:图中实线为电子的传递过程,虚线为H+的运输过程。主叶绿体基质H+少类囊体腔H+多协(2)据图分析,使类囊体膜两侧H+浓度差增加的过程有:①
;②
;③
;(3)由图可知,图中ATP合成酶的作用有
;合成ATP依赖于
形成的电化学势能。水的光解产生H+PQ运输H+合成NADPH消耗H+运输H+和催化ATP的合成类囊体膜两侧的H+浓度差素养提升:光合系统中光系统和电子传递链素养提升:光合作用暗反应产物及运输【资料】光合作用暗反应的产物及运输示意图:①磷酸丙糖是光合作用中最先产生的糖,其既可以在叶绿体中形成淀粉,暂时储存在叶绿体中,又可以通过叶绿体膜上的磷酸转运器(TPT)运出叶绿体,在细胞质基质中合成蔗糖。合成的蔗糖或可储藏于液泡内,或从细胞输出,经韧皮部装载长距离运输到其他部位。②CO2充足时,TPT活性降低;磷酸丙糖与Pi通过TPT的运输严格按1∶1的比例进行转运。(1)叶肉细胞的光合产物主要是以
形式运出细胞的。(2)若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率,则利于
的合成。
所以,农业生产上可以通过
来提高作物中该光合产物的含量。蔗糖淀粉增加CO2注:光合产物有:葡萄糖、蔗糖、淀粉等糖类,蔗糖(非还原糖)-运输,淀粉-储存;科学史:关于酶本质的探索【必修一P79】02发酵是纯化学反应,与生命活动无关巴斯德之前发酵与
有关,发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用引起发酵的是
,但这些物质只在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用酵母细胞中
能够在酵母细胞裂解后继续起催化作用,就像在
中一样提取
并确定其为
.
少数
也是酶巴斯德李比希争论毕希纳萨姆纳切赫和奥尔特曼活细胞细胞中的某些物质某些物质脲酶RNA活酵母细胞蛋白质科学史:探索光合作用原理的部分实验【必修一P102】02时间/发现者内容19世纪末科学界普遍认为:在光合作用中,CO2分子的C和O被分开,
被释放,C与H2O结合成甲醛,然后甲醛分子缩合成糖。1928年科学家发现甲醛对植物有
作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。1937年希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下
。1941年鲁宾、卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中氧气的来源,①H2O+C18O2→植物→O2
②H218O+CO2→植物→18O2结论:光合作用释放的氧全部来自
。1954、1957年阿尔农在光照下,叶绿体可合成
,这一过程总是与
相伴随。O2毒害可以释放氧气水ATP水的光解02易错归纳:①光补偿点、光饱和点的移动【P22】【深度思考】①细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2/光的补偿点应
,反之左移。②D点:代表饱和点对应的最大光合速率,增大CO2浓度/光照强度使光合速率增大时,D点向
移动;反之,移动方向相反。右移条件B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大CO2浓度/光照强度适当减小CO2浓度/光照强度土壤缺Mg2+左移右移右移左移右移左移右上方02易错归纳:②辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率【P22】
:指单位时间内呼吸作用反应物的消耗量或生成物的产生量。
:指单位时间内光合作用反应物的消耗量或生成物的产生量。思考能否直接测定呼吸速率和光合速率?①呼吸速率
直接测定,原因:
。②光合速率
直接测定,原因:
。植物在进行光合作用的同时会进行细胞呼吸(消耗O2,产生CO2)呼吸速率光合速率能黑暗条件下,只进行细胞呼吸,可以排除光合作用的干扰不能1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率注:当光合速率>呼吸速率,以CO2和O2的变化量为例分析消耗CO2产生O2吸收CO2(可测)释放O2(可测)释放CO2吸收O2①光合作用消耗的CO2量=从环境中吸收的CO2量+呼吸作用释放的CO2量②光合作用产生的O2量=释放到环境中的O2量+呼吸作用吸收的O2量【小结】总光合速率=净光合速率(可测)+呼吸速率(黑暗中可测)2.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系注:下列CO2吸收量和CO2释放量为单位时间内测得的数据只有呼光<呼光>呼光=呼呼吸速率净光合速率总光合速率光合作用与细胞呼吸的联系【P86】02①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞,则图2中的甲图对应的是图1中的
,乙图对应图1中的
,丙图对应图1中的
,丁图对应图1中的
。A点AB段(不含A、B两点)B点以后(不含B点)B点(光补偿点)光合作用与细胞呼吸的联系【P86】02②如果图1的实验对象是叶片或者植株,图1中的A点对应图2中的
图,图1中的B点对应图2中的
图,图1中的C点对应图2中的
图,注:叶片或者植株中,并不是所有细胞均含有叶绿体(进行光合作用的场所)。含叶绿体细胞的光合速率=所有细胞的呼吸速率甲丙丙含叶绿体细胞的光合速率>所有细胞的呼吸速率光合作用与细胞呼吸的联系【P86】02③如果实验对象是离体的叶绿体,则图1
(填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响,原因是:
.
。不能叶绿体不能进行细胞呼吸,因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0,光照强度大于0时其CO2吸收量应大于002易错归纳:③自然环境中一昼夜内光合速率曲线【P22】bhab、hi注:稳定释放CO2的时间段.[解题技巧]比较CO2吸收速率与0的关系CO2吸收速率=0CO2吸收速率<0CO2吸收速率>0c、gbc、ghcg①只进行呼吸作用的时间段:
。②光合作用开始点是
,消失点是
。③光合速率=呼吸速率的时间点:
。④光合速率<呼吸速率的时间段:
。⑤光合速率>呼吸速率的时间段:
。【深度思考】①de段下降的原因:
。②fg段下降的原因:
。由于气孔部分关闭,CO2吸收减少由于光照强度减弱,CO2吸收减少02易错归纳:③密闭环境中一昼夜内光合速率曲线【P22】①只进行呼吸作用的时间段:
。②光合作用开始点是
,消失点是
。③光合速率=呼吸速率的时间点:
。④光合速率<呼吸速率的时间段:
。⑤光合速率>呼吸速率的时间段:
。bhab、hi注:稳定释放CO2的时间段.[解题技巧]看曲线的走向转折点曲线向上曲线向下c、gbc、ghcg【扩展思考】植物是否生长的判断依据是:比较终点i与始点a的大小:i<a,植株
;i=a,植株
;i>a,植株
。生长未生长负生长模块整合:生命的物质与能量观【P36】03生命系统的能源物质能源物质①主要的能源物质:
;②细胞内良好的储能物质:
;③动物细胞内的储能物质:
;④植物细胞内的储能物质:
;注:蛋白质是备用能源物质,特殊情况才供能。高能磷酸化合物①ATP:水解1molATP约释放30.54KJ能量;②ADP:水解1molATP约释放28.04KJ能量;③磷酸肌酸:水解1mol磷酸肌酸约释放43.09KJ能量;注:一般水解时,能够释放20.92kJ/mol以上能量的化合物都叫做高能化合物。糖类脂肪糖原淀粉模块整合:生命的物质与能量观【P36】03细胞内能量的流动途径获取光合作用、化能合成作用、消化吸收储存合成自身有机物释放细胞呼吸转移合成ATP利用水解ATP生态系统的流动途径微观上物质是能量的载体,物质的合成与分解总是伴随着能量的固定、储存、转移和释放。宏观上生态系统中物质循环是能量流动的载体,物质循环总是伴随能量流动而进行。小结①能量是生命活动的
;②物质是能量的
(主要载体是ATP、糖类、脂肪和蛋白质);③能源物质的分子结构与能量的储存相适应;④能量的储存、释放伴随着物质的合成与分解动力载体典题感悟【P36】041.AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)能感知细胞内能量水平,参与调节多种有机物的代谢。AMPK分子上有多个核苷酸的结合位点,可结合ATP、ADP。结合ADP的AMPK会被LKB1酶催化发生磷酸化而增强活性,有利于维持细胞的能量供应。ATP与AMPK的结合会起到相反效果。科研人员利用适宜条件下培养的细胞,进行了相关实验探究,结果如图所示。下列分析正确的是(
)CADPATP↓+-↓蛋白激酶(AMPK)↓调节有机物代谢A.在缺乏氧气条件下,AMPK的磷酸化水平会下降B.AMPK通过直接水解ATP来增加细胞的能量供应C.ADP与ATP竞争AMPK的结合位点,有利于精确感知能量水平D.磷酸化的AMPK可直接催化蛋白质、糖类等有机物的分解反应ATP减少,ADP增多,AMPK磷酸化水平会提高,×;AMPK参与调节多种有机物的代谢来维持细胞能量供应,无法得出,×;AMPK能感知细胞的能量水平,可结合ATP、ADP,√;磷酸化的AMPK参与调节多种有机物的代谢,无法得出,×;典题感悟【P37】042.脂肪被脂肪酶分解为甘油和脂肪酸。甘油经磷酸化后进入线粒体分解供能。脂肪酸经过活化生成脂酰辅酶A,通过线粒体膜上的肉毒碱棕榈酰基转移酶(CPT)载体的运输,进入线粒体中彻底氧化。下列叙述正确的是(
)A.植物脂肪含有大量的饱和脂肪酸,熔点较低,在室温下呈液态B.线粒体彻底氧化分解脂肪比分解等质量的葡萄糖释放的能量多C.CPT基因缺失突变体动物需要及时补充糖类,且容易出现肥胖症状D.脂肪酸在线粒体内膜上消耗大量O2,最终生成CO2、H2O和大量ATPC植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,×;葡萄糖不能直接在线粒体中氧化分解,×;无CPT-脂肪酸无法进入线粒体氧化分解,需补充糖类,易肥胖,√;CO2的产生部位是线粒体基质,×;典题感悟【P37】043.科学家为验证人工构建的质子浓度梯度能够驱动ATP合成的假说,设计了如下实验:分别将细菌紫膜质(蛋白质)、ATP合成酶、解偶联剂加到人工脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上,光照处理后结果如图。下列叙述错误的是(
)AA.脂质体上的ATP合成酶能够将光能转化为ATP中的化学能B.某些膜蛋白具有催化和物质运输的功能C.ATP分子脱去两个磷酸基团后,可得到腺嘌呤核糖核苷酸D.图4实验结果进一步验证了质子浓度梯度对于ATP合成的关键作用图2中仅有ATP合成酶,光照处理后未合成ATP,×;细菌紫膜质(膜蛋白):能转运H+,也能催化ATP合成,√;ATP=ADP+Pi=AMP+Pi+Pi,√;图4中加入解偶联剂,质子浓度梯度被破坏,无法合成ATP,√;典题感悟【P37】044.某人工养殖鱼塘养殖的草鱼除饲料外还以轮叶黑藻和苦草为食。科研人员对该生态系统的能量流动情况进行分析,结果如表所示(字母为能量值,单位是kJ·cm-2·a-1)。下列叙述正确的是(
)C轮叶黑藻和苦草同化的能量草鱼摄入食物中的能量草鱼同化饲料中的能量草鱼粪便中的能量草鱼用于生长、发育和繁殖的能量草鱼呼吸作用散失的能量a
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