高考生物第二轮专题复习课件：生物的新陈代谢

1、专题二 生物的新陈代谢,目 录,专题要略 （3）,主干线索 （4）,要点剖析 （11）,真题体验 （27）,返回目录,新陈代谢是生物生长、发育、繁殖、遗传等一切生命活动的基础，任何生命现象几乎都是在新陈代谢的基础上表现出来的。本专题涉及的内容十分广泛，同生产、生活的联系也非常密切，历来都是高考的重点主干知识。因此，在本专题的复习中，既要重视本专题的基础知识，又要注意联系生产、生活实际。选修教材的光合作用是在必修教材的基础上加以扩展，在高考中也占有一定的比例。微生物与发酵工程的内容与生物技术发展及生产实践密切相关。,专题要略,返回目录,主干线索,1.植物的物质及能量代谢概述,返回目录,2.光合作

2、用和呼吸作用的比较,主干线索,返回目录,3.人和动物代谢概要,主干线索,肝糖原,肌糖原,返回目录,4.微生物与发酵工程 微生物生长所需的五大类营养物质： 。 生长因子：维生素、氨基酸、碱基构成酶和核酸。,主干线索,返回目录,微生物的生长、代谢特点及应用：,主干线索,返回目录,（1）调整期：代谢活跃，开始合成诱导酶，是收获 的最佳时期。 （2）对数期：形态和生理特性 ，代谢旺盛；宜做科研用菌种，是接种的最佳时期。 （3）稳定期：种内斗争最激烈，产生酶最多。是收获 最佳时期，芽孢生成。 ，可以延长稳定期。 （4）衰亡期：多种形态，出现畸形，释放 产物，生存环境恶劣，与无机环境斗争最激烈。,主干线索

3、,返回目录,发酵工程：菌种的选育培养基的配制灭菌扩大培养和接种发酵分离提纯。,答案 碳源、氮源、生长因子、水和无机盐 （1）初级代谢产物 （2）稳定 （3）次级代谢产物 及时补充营养物质 （4）次级代谢,主干线索,要点剖析,返回目录,1.光合作用的发现 （1）1771年英国科学家普利斯特利发现，点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死。证明：植物可以更新空气。 （2）1864年，德国科学家萨克斯把经过暗处理的绿色叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈

4、深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。,要点剖析,返回目录,（3）1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。 （4）20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组向植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O2，释放的是O2。证明：光合作用释放的氧全部来自水。 2.光合作用过程中的问题分析 （1）在光合作用中有关C3和C5含量变化的分析： 由强光变成弱光时，产生的H、ATP数量减少, 此时C3还,要点剖析,返回目录,原过程减弱，而CO2仍在短时间内被一定

5、程度地固定，因而C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）的合成速率也降低。 CO2浓度降低时，CO2固定减弱，因而产生的C3数量减少，C5的消耗量降低，而细胞的C3仍被还原，同时C5再生，因而此时，C3含量降低，C5含量上升。 （2）C4植物的叶肉细胞的叶绿体中能不能进行C3途径固定CO2？ C4途径中PEP羧化酶与二氧化碳的亲和力比C3途径中有关的酶与二氧化碳的亲和力约高60倍，就算C4植物的叶肉细胞中也有C3途,要点剖析,返回目录,径中有关的酶，两者与二氧化碳的结合必然构成一种竞争，这样在竞争中C3途径会处于一种劣势，况且是在大气当中的二氧化碳相对于植物光合作用的需求而言总显不足的情况下。

6、所以，C4植物的叶肉细胞的叶绿体中不能进行C3途径，至少是可以忽略不计。 3.渗透吸水 （1）细胞结构特点：细胞质内有一个大液泡，细胞壁具有全透性，原生质层有选择透过性，细胞液具有一定的浓度。 （2）原理： 内因：细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小。,要点剖析,返回目录,外因（两侧具浓度差）： 外界溶液浓度细胞液浓度：细胞吸水； 外界溶液浓度细胞液浓度：细胞失水。 （3）验证：质壁分离及质壁分离复原实验。 （4）举例：根尖成熟区表皮细胞的吸水等。 4.植物的矿质营养 （1）根对矿质元素的吸收： 吸收的状态：离子状态。 吸收的部位：根尖成熟区表皮细胞。,要点剖析,返回目录,吸收过程：一是根细胞表

7、面的阴、阳离子与土壤溶液中的离子进行交换吸附；二是离子经主动运输进入根细胞内部。根进行离子交换需要的 和H是根细胞呼吸作用产生的CO2与水结合后解离成的，根细胞主动运输吸收离子要消耗能量。 影响根对矿质元素吸收的因素： a.呼吸作用：为交换吸附提供 和H, 为主动运输供能，因此生产上需要疏松土壤； b.载体的种类决定是否吸收某种离子，载体的数量决定吸收某种离子的多少，因此，根对离子的吸收有选择性。,要点剖析,返回目录,c.氧气和温度（影响酶的活性）都能影响呼吸作用。 （2）矿质元素的运输和利用： 运输：随水分的运输到达植物体的各部分。 利用形式：矿质元素的利用，取决于各种元素在植物体内的存在形

8、式。K在植物体内以离子状态存在，很容易转移，能反复利用，如果植物体缺乏这类元素，首先在老的部位出现病态；N、P、Mg在植物体内以不稳定化合物的形式存在，能转移，能多次利用，如果植物体缺乏这类元素，首先在衰老的部位出现病态；Ca、Fe在植物体内以稳定化合物的形式存在，不能转移，不能再利用，一旦缺乏时，幼嫩的部分首先呈现病态。,要点剖析,返回目录,5.人和动物体内三大营养物质的代谢 （1）食物的消化：一般都是结构复杂、不溶于水的大分子有机物，经过消化，变成为结构简单、溶于水的小分子有机物。 （2）营养物质的吸收：是指包括水分、无机盐等在内的各种营养物质通过消化道的上皮细胞进入血液和淋巴的过程。 （

9、3）血糖：血液中的葡萄糖。 （4）氨基转换作用：氨基酸的氨基转给其他化合物（如丙酮酸），形成新的氨基酸（是非必需氨基酸）。 （5）脱氨基作用：氨基酸被分解成为含氮部分（即氨基）和不,要点剖析,返回目录,含氮部分，氨基可以转变成为尿素而排出体外；不含氮部分可以氧化分解成为二氧化碳和水，也可以合成为糖类、脂肪。 （6）非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成的氨基酸。 （7）必需氨基酸：不能在人和动物体内合成、必须通过食物获得的氨基酸。它们是甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等8种。 （8）糖尿病：胰岛素分泌不足造成的疾病。由于糖的利用发生障碍，病人消瘦、虚弱无力，有

10、多尿、多饮、多食、体重减轻的“三多一少”症状。,要点剖析,返回目录,（9）低血糖病：长期饥饿，血糖含量降低到5060 mg/dL时，会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状，喝一杯浓糖水可缓解症状；血糖含量低于45 mg/dL时出现惊厥、昏迷等低血糖晚期症状，因为脑组织供能不足必须静脉输入葡萄糖溶液。 6.对于呼吸方式的分析与判断 掌握与新陈代谢有关的反应式及其运用，是复习代谢专题必须要落实的问题。例如，复习呼吸作用有关过程时，可以利用反应式，通过反应物或生成物来进行推理，判断出其呼吸作用的方式。,要点剖析,返回目录,具体的推理思路如下： 关于呼吸作用过程中物质及能量的计算

11、规律是： （1）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的二氧化碳物质的量之比为13 。,要点剖析,返回目录,（2）产生同样数量的ATP时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖物质的量之比为191。 7.新陈代谢的基本类型 （1）光合作用和化能合成作用的异同点： 相同点都是将无机物转变成有机物。 不同点：光合作用利用光能；化能合成作用利用无机物氧化产生的化学能。 （2）同化类型包括自养型和异养型，其中自养型分光能自养（绿色植物）和化能自养（硝化细菌）；其余的生物一般是异养型（如：动物，营腐生、寄生生活的真菌，大多数细菌等）。,要点剖析,返回目录,（3）异化类型包括厌氧型和需氧型，其中体内寄生虫、乳

12、酸菌是厌氧型；其余的生物一般是需氧型（多数动植物和人等）。酵母菌为兼性厌氧型。 8.微生物的代谢及其调节 微生物代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应。微生物的代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物。不同种类的微生物，初级代谢产物的种类基本相同，主要是指氨基酸、核苷酸、糖类、脂质、维生素等。不同种类的微生物次级代谢产物有很大差异，如抗生素、毒素、激素、色素等。,要点剖析,返回目录,微生物代谢的调节机制主要有酶合成调节和酶活性调节两种。酶合成调节是在基因水平上调节酶合成（即产酶量）而实现代谢调节的方式，属一类较间接而缓慢的调节方式。优点是通过阻止酶的过量合成来调节代谢，有利于节约生物合成的原料

13、和能量。酶活性调节包括酶活性的促进和抑制两个方面。酶活性的抑制主要是反馈抑制，它主要表现在某代谢途径的末端产物过量时，这个产物可反过来直接抑制该途径中某关键酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免了末端产物的过多累积。反馈抑制具有作用直接、高效快速以及当末端产物浓度降低时又可重新解除等优点。如谷氨,要点剖析,返回目录,酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的调节机制。 微生物代谢可以实现人工控制，在发酵工程中有广泛的应用。人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件等。其中应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节和通过控制细胞膜的通透性来解除反馈抑制等是常用手段。如黄色短杆

14、菌经天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸的过程。在黄色短杆菌的代谢过程中，当赖氨酸和苏氨酸都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内难以积累赖氨酸，而赖氨酸单独过量时不会出现这种现象。通过诱变育种方法培育出了不能合成高,要点剖析,返回目录,丝氨酸脱氢酶的营养缺陷型菌株，从而达到了让黄色短杆菌大量积累赖氨酸的目的。控制细胞膜的通透性也能达到控制微生物代谢的目的。在谷氨酸的生产过程中，可以采取一定的手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。,真题体验,返回目录,例1 （2008北京）光照下，小麦（C3）植物叶片的叶肉细胞和维管束鞘

15、细胞都能发生的生理过程是（ ） A.水光解释放O2 B.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,C,解析 小麦植物叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都是活细胞，都能进行呼吸作用，但维管束鞘细胞没有叶绿体不能进行光合作用。光合作用的光反应阶段、呼吸作用的第一阶段（糖酵解）和第二阶段（三羧酸循环）都能产生ATP 和H。,真题体验,返回目录,例2 （2007上海）下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），甲、乙两图分别是（ ） A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱 C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光

16、谱,真题体验,返回目录,解析 叶绿体中的色素主要功能就是吸收可见光。可见光光束通过三棱镜之后，可以看到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光组成的光谱，称为连续光谱。如果把上述四种色素溶液分别放在可见光光束和三棱镜之间时，可以看到连续光谱中有些波长的光被吸收了，在光谱上显示出暗带, 这种光谱称吸收光谱。叶绿素主要吸收蓝紫光（波长430 nm450 nm）和红光（波长为640 nm660 nm）。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。,答案 B,真题体验,返回目录,例3 （2007全国）下图表示光照强度对A、B两种C3植物光合作用强度的影响。据图回答： （1）A、B两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是 。,真题体

17、验,返回目录,（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在 条件下。,解析 该题考查了光合作用过程的图形分析，以及光合作用原理在农业生产中的应用。（1）是要求对曲线所表达的生物学含义进行准确表述，要注意抓住关键的地方（曲线的交叉点P）分段讨论：在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物高，在高于P光照强度下A植物光能利用率比B植物高。（2）则要求在对曲线进行讨论的基础上，根据图形的总体趋势得出结论：与B植物相比，A植物,真题体验,返回目录,应种植在较强光照条件下。该题在审题过程中还要特别注意，不是比较C3植物和C4植物，而是两种C3植物。 例4 （2006北京）夏季，在晴天、阴天、多云、高

18、温干旱四种天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度（实际光合速率与呼吸速率之差）变化曲线不同，表示晴天的曲线图是（ ）,答案 （1）在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物高，在高于P光照强度下A植物光能利用率比B植物高 （2）较强光照,真题体验,返回目录,解析 本题对绿色植物的光合作用与呼吸作用的理解及识图能力进行了考查。影响呼吸作用的主要因素是温度，而光合作用要受多个因素的影响：光、温度和CO2等。晴天，在正午12时左右，光合作用强度明显减弱，此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量,真题体验,返回目录,关闭，CO2供应减少，导致光合作用强度明显减弱，而呼吸强度不减，但净光合作用强度要大于零，在正

19、午12时左右出现凹点。 例5 （2006全国）番茄种子萌发露出两片子叶后，生长出第一片新叶，这时子叶仍具有生理功能。对一批长出第一片新叶的番茄幼苗进行不同处理，然后放在仅缺N元素的营养液中进行培养，并对叶片进行观察，最先表现出缺N症状的幼苗是（ ） A.剪去根尖的幼苗 B.剪去一片子叶的幼苗 C.剪去两片子叶的幼苗 D.完整幼苗,答案 B,真题体验,返回目录,解析 N属于植物体内可被再利用的元素，在植物体内是可以转移的。新叶代谢旺盛，需要大量的N元素，当环境中缺N时，植物体的其他部分N素就会转移到新叶中去（新叶一时还不会表现出症状）。营养液缺N元素，幼苗的叶片只能从变绿的子叶获得。C项所述，剪

20、去两片子叶，相当于去掉了N素的主要来源，新叶又是在缺N的营养液中培养，则会最先表现出症状。 例6 （2006天津）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ATP,答案 C,真题体验,返回目录,C.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,解析 本题考查ATP的相关知识。A考查原核生物的结构特点，蓝藻是原核生物，没有线粒体。B考查光合作用中的能量转化，C3还原生成有机物的能量由ATP和NADPH共同提供。C考查ATP的化学构成：由1个腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）和3个磷酸基

21、团组成。D项，细胞分裂所需能量由ATP提供。所以D为正确答案。,答案 D,真题体验,返回目录,例7 （2006重庆）下列有关生物新陈代谢的叙述，正确的是（ ） A.完成有氧呼吸所需要的酶由线粒体DNA指导合成 B.植物根系吸收矿质元素的速率与土壤溶液中矿质离子的浓度成正比 C.用15N标记的蛋白质饲喂小白鼠，一段时间后可在其肝糖原中发现15N D.用14CO2研究玉米的光合作用过程，最早在C4化合物中检测到14C,真题体验,返回目录,解析 A项，很多原核生物（如硝化细菌、蓝藻等）是需氧型生物，它们有有氧呼吸酶而没有线粒体，并且线粒体中的某些酶是由核DNA指导合成的。B项，考查植物的矿质营养，矿

22、质元素的吸收是主动运输，其影响因素是能量和载体。C项，题干中“在其肝糖原中发现15N”，显然是错误的，因为肝糖原是多糖，仅由C、H、O三种元素构成。D项，考查C4植物光合作用过程，玉米是C4植物，CO2首先与PEP结合形成C4。,答案 D,真题体验,返回目录,例8 （2007江苏）下列关于人体健康与营养物质关系的说法不正确的是（ ） A.营养不良的原因之一是食物种类过于单一 B.脂肪肝的形成与脂肪摄入多少无关 C.低血糖早期症状可通过及时补充糖含量多的食物来缓解 D.大病初愈者适宜进食蛋白质含量丰富的食物,解析 脂肪肝又称脂肪性肝病和肝内脂肪变性，是一种以肝细胞脂肪变性为主的临床病理综合征。患

23、脂肪肝时，肝细胞内中性脂肪甘油三酯增多。凡是引起肝细胞内甘油三酯合成和极低密,真题体验,返回目录,度脂蛋白分泌之间失去平衡的因素，均可导致脂肪在肝细胞内异常沉积，进而形成脂肪肝。 例9 （2007天津）下列关于动物新陈代谢的叙述，不正确的是（ ） A.在正常情况下，肝脏细胞可以将多余的脂肪合成为脂蛋白 B.当血糖含量升高时，肌肉细胞可以将葡萄糖合成为糖原 C.糖类分解时可以产生与必需氨基酸相对应的中间产物 D.氨基酸脱氨基产生的不含氮部分可以合成为脂肪,答案 B,真题体验,返回目录,解析 该题涉及动物三大营养物质代谢。肝脏细胞将脂肪合成为脂蛋白以后，才能运出去，如果脂蛋白合成受阻，就会导致脂肪

24、在肝脏中积累而成脂肪肝。当血糖浓度升高时，葡萄糖可以在肝脏或肌肉细胞内分别合成为肝糖原和肌糖原。糖类分解产生的中间产物，是合成其他物质的基础，但是，能在其体内合成的应该是非必需氨基酸。氨基酸分解代谢中，脱氨基形成的不含氮部分可以合成脂肪和糖类。,答案 C,真题体验,返回目录,例10 （2008全国）下列关于细菌的叙述，错误的是（ ） A.硝化细菌能以NH3作为氮源和能源物质 B.某些细菌可以利用光能固定CO2合成有机物 C.生长因子是某些细菌生长过程中需要额外补充的营养物质 D.含伊红和美蓝试剂的培养基不能用来鉴别牛奶中的大肠杆菌,解析 硝化细菌是自养生物，能利用无机物氨的氧化所释放的能量，为

25、自身生命活动合成ATP，氨可作能源物质，同时也可作氮源，把氨转化成氨基酸或核酸、ATP等物质，故A正确；某些细菌如光合细菌就能利用光能固定二氧化碳来合成有机物，B也正确;,真题体验,返回目录,生长因子是微生物生长过程中自身不能合成，必须要补充的小分子有机物，C也正确；含伊红和美蓝的培养基是专门用来鉴别大肠杆菌的培养基，使用时，将带菌材料接种在灭菌的伊红-美蓝培养基中，如果材料中含有大肠杆菌，就会在培养基上长出具有金属光泽的紫黑色菌落。 例11 （2007江苏）不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是（ ） A.氮源物质为该微生物提

26、供必要的氮素,答案 D,真题体验,返回目录,B.碳源物质也是该微生物的能源物质 C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质 D.水是该微生物的营养要素之一,解析 微生物的营养要素是五个：碳源、氮源、生长因子、水分、无机盐。它们都是该微生物不可缺少的营养物质。以CO2为碳源，是自养微生物的特点。能源物质应该是有机物，既然CO2为唯一碳源，这种无机物就不可能是该微生物的能源物质，它还应该有别的能源物质（如氮源物质，不仅为该微生物提供必要的氮素，也可作为能源物质）。,答案 B,真题体验,返回目录,例12 （2007全国）通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷

27、氨酸发酵过程的叙述，正确的是（ ） A.溶氧充足时，发酵液中有乳酸的积累 B.发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量 C.菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高 D.发酵液pH值呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺,解析 该题涉及现代生物技术（本题属于发酵工程的范畴），味精的制造与生产、生活实际密切相关。已知生产中常用的,真题体验,返回目录,菌种谷氨酸棒状杆菌是好氧的，所以A项中乳酸的积累是错误的。这也提示我们，要善于获得题目中的信息。碳源和氮源都属于微生物必需的营养要素，它们必然会影响谷氨酸的产量，如碳源与氮源比为41时，菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少，为31时，

28、菌体繁殖受抑制，但谷氨酸合成量大增。菌体代谢过程的调节常常为负反馈型的，所以，菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高。D项是错误的，发酵液pH值呈酸性时，才有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺。,答案 C,真题体验,返回目录,例13 （2006江苏）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,解析 无氧呼吸是不需氧的呼吸，但其底物分解仍属于氧化反应；水果贮藏在完全无氧的环境中，

29、无氧呼吸太强，会导致水果烂掉，增加损失；无氧呼吸只在细胞质基质中进行，故酶只存在于细胞质基质中，而不存在于线粒体中；有氧呼吸分为三个阶段，第,真题体验,返回目录,一阶段在细胞质基质中进行，第二阶段在线粒体基质中进行，第三阶段在线粒体内膜上进行，故有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。 例14 （2006江苏）人体内物质代谢以及与人体健康关系的叙述，正确的是（ ） A.糖类可以通过氨基转换作用等过程转化为各种蛋白质 B.只要控制脂肪的摄入量，人就不会发胖 C.当血糖含量低于45 mg/dL时，脑组织得不到足够的能量供给，发生功能障碍,答案 D,真题体验,返回目录,D.人体的必需氨基酸只能从食物中获得，而非必需氨基酸只能在体内合成,解析 糖类通过氨基转换作