201X_202x学年高中生物第三章细胞的代谢本章整合浙科版必修1

1、本章整合,专题一,专题二,专题三,专题一ATP与细胞代谢 ATP是生物体的直接能源物质,许多代谢过程都需要消耗(或产生)ATP。 1.ATP与物质运输 (1)一些小分子有机物(如氨基酸)和离子通过细胞膜时的方式是主动转运,需要消耗ATP。 (2)大分子物质进出细胞是以胞吞和胞吐的方式,同样也消耗ATP。 (3)物质逆浓度梯度的运输都需要消耗ATP。 2.ATP与细胞呼吸 细胞呼吸过程是产生ATP的过程,细胞呼吸的方式不同产生的ATP数量不同,阶段不同产生的ATP数量也不同。需氧呼吸比厌氧呼吸产生的ATP多得多;需氧呼吸第三阶段产生的ATP比前两个阶段多,专题一,专题二,专题三,3.ATP与光合

2、作用 ATP在光合作用过程中起到“能量转换”的作用。光能要转化成糖类等有机物中的化学能,需要先转化成ATP中的能量。 光合作用的光反应阶段产生ATP,而碳反应阶段消耗ATP。能量转化过程:光能电能ATP中的能量有机物中的化学能,专题一,专题二,专题三,例题1】 下列生理过程中能生成ADP的有() Ca2+的吸收葡萄糖进入红细胞糖酵解碳反应 A. B. C.D. 解析Ca2+的吸收为主动转运,消耗ATP;葡萄糖进入红细胞为易化扩散,不消耗ATP;糖酵解产生ATP;碳反应消耗ATP。消耗ATP就能产生ADP。 答案C,专题一,专题二,专题三,专题二植物气体代谢的特点及代谢的相对强度 1.黑暗条件下

3、 植物只进行细胞呼吸,不进行光合作用。 (1)气体代谢特点: 此状态下,植物从外界吸收O2,并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外(如图甲所示)。 (2)细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示: 用CO2释放量(或实验容器内CO2增加量)表示; 用O2吸收量(或实验容器内O2减少量)表示; 用植物有机物的减少量表示,专题一,专题二,专题三,2.较强光照条件下 植物同时进行细胞呼吸和光合作用,且光合作用强度大于细胞呼吸强度。 (1)气体代谢特点: 植物光合作用产生的氧气(用m表示)除用于植物的细胞呼吸消耗(用m1表示)之外,其余的氧气释放到周围的环境中(用m2表示)。植物光合作用所利用的CO2(用N表

4、示)除来自植物自身细胞呼吸(用N1表示)外,不足的CO2部分从外界吸收(用N2表示)(如图乙所示)。 图乙中有如下数量关系:m=m1+m2,N=N1+N2,专题一,专题二,专题三,2)光合作用相对强度的三种表示方法: 用O2释放量(或实验容器内O2增加量)表示; 用CO2吸收量(或实验容器内CO2减少量)表示; 用植物质量(有机物)的增加量来表示,专题一,专题二,专题三,例题2】 下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是() A.无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 B.CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中 C.光合作用过程中光能转变为化学能,细胞

5、呼吸过程中有机物中的化学能转变为ATP中的化学能 D.夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量,专题一,专题二,专题三,解析无氧时细胞会进行厌氧呼吸,产生的乙醇对细胞有毒害作用,零下低温环境会使细胞中的水结冰,达不到保鲜的目的;CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2发生在细胞溶胶或线粒体中;光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中有机物中的化学能转变为热能和ATP中的化学能;夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照(提高光合作用的强度),夜晚适当降低温度(降低酶的活性,从而降低呼吸消耗),有利于作物产量的提高。 答案D,专题一,专题二,专题三

6、,专题三植物新陈代谢过程中的坐标曲线解读 新陈代谢过程中许多变量之间的关系,可以借助坐标曲线的形式直观地表示出来,其中横坐标为自变量,纵坐标为因变量。解读坐标曲线中几种变量之间的对应关系要特别注意先搞清横、纵坐标代表的意义,然后对应曲线的走势,把曲线分段。描述变量间关系时,一定要注意范围,专题一,专题二,专题三,1.酶活性与温度、pH的关系 (1)AB段表示在一定范围内,酶的催化活性随温度(或pH)升高而升高。 (2)B点表示酶催化作用的最适温度(或最适pH)。 (3)BC段表示超过最适温度(或最适pH)后,酶的催化活性随温度(或pH)升高而减弱甚至丧失,专题一,专题二,专题三,2.酶促反应速

7、率与底物浓度之间的关系 (1)在一定范围内,酶促反应速率随底物浓度增大而加快。 (2)当底物浓度达到一定值时,酶促反应速率不再随底物浓度增大而加快,这是由酶的总量决定的,专题一,专题二,专题三,3.ATP产生量与O2供应量之间的关系 (1)在一定范围内(AB段),ATP产生量随O2供应量的增大而增多。 (2)当O2供应量达到一定值时,ATP产生量不再增加,这是由于细胞中ATP的量很少且处于一种动态平衡中,专题一,专题二,专题三,4.根吸收矿质离子与氧分压的关系 (1)AB段表示在一定范围内,根吸收矿质离子的速率随氧分压增大而加快。 (2)BC段表示当氧分压增大到一定值时,根吸收离子的速率不再随

8、氧分压增大而加快,这是由于根吸收离子不仅与细胞呼吸有关,还与根细胞膜上有关载体的数量有关,专题一,专题二,专题三,5.光合作用速率与光照强度的关系 (1)关键点的含义。 A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释 放量代表此时的呼吸强度。 AB段表明随光照强度加强,光合作用逐渐加强, CO2的释放量逐渐减少,有一部分CO2用于光合作用。 B点时,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度=细胞呼吸强度,称为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长)。 BC段表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,但到C点以上不再加强。C点为光合作用的光饱和点。 (2)

9、应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置、合理采伐、冬季温室栽培、避免高温等都与光补偿点有关,专题一,专题二,专题三,6.光合作用速率与CO2浓度的关系 (1)关键点的含义:如图所示,基本趋势同光照强度对光合作用强度的影响。在一定范围内,随CO2浓度的增大,光合作用强度增加。在A点时,光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量,称为CO2补偿点。B点时光合作用强度达最大值,称为CO2饱和点。 注意:C3植物和C4植物的CO2补偿点和CO2饱和点均不同。一般来说,C4植物由于“CO2泵”的存在,CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植

10、物。曲线代表C3植物,曲线代表C4植物。 (2)应用:“正其行,通其风”、温室内充CO2,即为提高CO2浓度,增加产量,专题一,专题二,专题三,7.光合作用速率与温度的关系 (1)关键点的含义:光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性,一般植物在1035 下正常进行光合作用。图中AB段(1035 )随温度的升高,光合速率逐渐加强,B点(35 )以上光合酶活性下降,光合作用速率开始下降,50 以上光合作用基本停止。 (2)应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏季,温室栽培又可适当降低温度。白天将温室温度调到光合作用最适温度,以提高光合作用;晚上适当降低温室的温度,以降低细胞呼吸,保证植物

11、有机物的积累,专题一,专题二,专题三,8.光合作用速率与多因子影响的关系,专题一,专题二,专题三,1)关键点的含义。 P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。 当到Q点时,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因子的措施。 (2)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合作用速率,也可同时适当充入CO2,进一步提高光合作用速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。总之,可根据具体情况,通过增加光照强度、调节温度和增加CO2浓度来充分提

12、高光合作用速率,以达到增产的目的,专题一,专题二,专题三,9.植物呼吸速率与温度的关系 细胞呼吸在最适温度时最强;超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,细胞呼吸受抑制;低于最适温度,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温,可降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高产量,专题一,专题二,专题三,10.植物呼吸速率与O2浓度的关系 O2浓度为0时只进行厌氧呼吸;O2浓度为10%以下时,既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸;O2浓度为10%以上,只进行需氧呼吸。生产中常利用降低氧的浓度来抑制细胞呼吸,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果

13、的保鲜时间,专题一,专题二,专题三,例题3】 将萝卜磨碎制得提取液,取少量分别加入pH为3,4,5,6,7,8,9的盛有等量过氧化氢(H2O2)溶液的几支试管中,保持30 的温度,结果每支试管都产生气体。重复上述实验,只是提取液的添加量减半。两次实验过氧化氢含量的变化曲线如图所示,请问: (1)萝卜提取液中含有的物质是。 (2)为什么曲线A和B中,过氧化氢的含量最低点位于 同一直线上?。 (3)A是第次实验,理由是。 (4)如果把提取液进行加热至较高温度处理,处理后进行第三次实验,结果是,这说明,专题一,专题二,专题三,解析萝卜的提取液中含有过氧化氢酶,能将过氧化氢分解为H2O和O2,从而使试管中过氧化氢的含量降低。观察、读懂图中曲线是解题的关键。 答案(1)过氧化氢酶 (2)pH等于7时,酶的催化效率最强,过氧化氢被分解的最多 (3)二酶量减少一半,过氧化氢被分解的量也相应减少 (4)不能反应加热会使酶变性而不再起催化作用,专题一,专题二,专题三,例题4】 在适宜温度下,采用完全营养液培养黄瓜幼苗,研究营养液中氧含量变化对K+吸收速率的影响。实验结果如图,分析并回答下列问题。 (1)黄瓜幼苗根系细胞吸收K+的方式是,图中AB段为此提供的依据是,表明该过程需要。曲线BC