高考考前生物讲座：细胞代谢

1、王续征生物学高考专题讲座讲稿第一讲：细 胞 代 谢一 酶1、（09重庆）下列有关酶的叙述正确的是 A高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 B酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质 C细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 D细胞质中没有作用于DNA的解旋酶答案C2. (09理综1卷)右图是某种微生物体内某一物质代谢过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述，错误的是A.丁物质既是酶催化生成的产物，又是酶的反馈抑制物B.戊物质通过与酶结合导致酶结构变化而使其活性下降C.当丁物质和戊物质中任意一种过量时，酶的活性都将受到抑制D.若此代谢途径的终产物不断排出菌体外，则可消除丙物质对酶的抑制作用答案C3.（17

2、分）（09全国理综2）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液，菲林试剂、试管、37恒温水浴锅，沸水浴锅。（1）若“+”代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计，请在答题卡上作答。 溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+           

3、0;   （2）实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液。（3）结果预测：_。（4）结论：_。（5）在上述试验中，如果仅将37恒温水浴锅的温度调到20。而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37时的浅，其原因是_。答案：（1） 溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+乙+丙+丁+（2）混匀，37恒温水浴一段时间；取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水浴一段时间；观察实验现象并记录实验结果。（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管（试管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管（试管乙）中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀；（

4、4）（哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶）酶的催化作用具有专一性；（5）20低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少。4. (09理综1卷)（11分）（注意：在试题卷上作答无效）已知2H2O2=2H2O+O2 , 可以通过观察放映过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCL3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。 （1）实验步骤：（2）实验结果预测及结论

5、：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 。由此得出的结论是 。（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为800C,重做上述实验，O2释放的速度最快的是 ，原因是 。答案：（11分）（1）取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37恒温水浴锅中保温适当时间分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液观察各管中释放气泡的快慢（2）加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管，酶具有催化作用和高效性（3）加FeCl3溶液的试管522（12分）为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：试管编号

6、实验步骤12341%NaCl溶液（mL）11% CuSO4溶液（mL）11% Na2SO4溶液（mL）1蒸馏水（mL）1pH6.8缓冲液（mL）11111%淀粉溶液（mL）1111唾液淀粉酶溶液（mL）1111各试管放入37恒温水浴保温适宜时间取出试管，加入1%碘溶液0.1mL观察结果无色深蓝色浅蓝色（1）实验中加入缓冲液的作用是。（2）分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是，其中对酶活性有抑制作用的离子是，对酶活性有促进作用的离子是。（3）该实验中设置4号试管的目的是；设置3号试管的目的是。（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，14号试管中的颜色依次是、。根据上述实验结果，在操作

7、过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是。答案：（1）维持反应液中pH的稳定（其他合理答案也给分）（2）Cl-和Cu2+Cu2+Cl-（3）对照确定Na+和SO42对唾液淀粉酶催化活性是否有影响（其他合理答案也给分）（4）深砖红色无砖红色（或蓝色）浅砖红色浅砖红色（其他合理答案也给分） 斐林试剂中有Cu2+，其可抑制唾液淀粉酶的活性二、光合作用和呼吸作用1880年，恩格尔曼的实验黑暗，用极细光束照射 完全暴露在光下问：这两组实验的自变量是什么？分别得出什么结论？结论：光合作用需要光照。氧是由 叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。 例：（2008宁夏）为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有

8、水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是A. 光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B. 光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C. 黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D. 黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液答案：B例：（2009江苏）某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有 A叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶

9、绿素含量下降引起的 D实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的答案：ABD实验 小圆片法探究环境因素对光合作用的影响【原理】利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。 【仪器药品】照度计 温度计钻孔器 注射器恒温水浴 40W日光灯小烧杯【三】操作步骤1从供试植物（棉花、蚕豆、蓖麻或油菜等）上选取健壮、叶龄相似的成长叶子数片，用直径1cm的打孔器，避开叶脉，打下小圆片60片，放于大注射器中注入水，

10、排除空气后，用手指堵住注射器前端小孔，把活塞用力向后拉，即可造成减压而逐出叶肉组织中的空气，放开手指，水即进入组织中，如此重复多次，整个叶子圆片全部充满水分而下沉。把下沉叶圆片连同水倒于小烧杯中，放在黑暗处备用。2取小烧杯6只，其中2只各倒入20ml冷开水，另外4只各加20ml为CO2饱和的冷开水。为方便起见，可用一玻璃向冷开水中吹气数分钟，使水中CO2达到以饱和。然后于6只小烧杯中各放入叶子圆片10片，分别置于不同光强和不同温度条件下，作如下表的处理：为了要得到不同光强，可用40W日光灯，将小烧杯放在离灯管不同的距离处，如5cm、40cm，然后用照度计测出该处的实际光照强度。为了要获得不同的

11、温度，夏季可将小烧杯浸于冰水中，以获得低温。冬季可将小烧杯浸于温水中，以获得高温，然后用温度计测量实际温度。3记录各烧杯中每一叶子圆片上浮所需的时间，计算各处理中圆片上浮所需的平均时间，或在一定时间内上浮的叶子圆片数。比较不同条件下光合作用的强弱。4根据结果，比较光强、温度、CO2对光合作用的影响。实验步骤续：（3）将这两支试管放在日光灯下，光照一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部 （4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉, 蒸馏水中的叶片仍在试管底部 分析预测的结果: 1.光照下, NaHCO3稀溶液中的叶片进行光

12、合作用,释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮；而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。 2. 黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出的二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉；蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于在试管底部。 例：（06年全国30.22分）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验

13、步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。实验步骤和预测实验结果：（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放放盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中，此时，叶片均浮在液面上。（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。分析预测的结果：答案：（3）将这两支试管放在日光灯下 ，照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏

14、水中的叶片仍在试管底部。（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。分析预测的结果：（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因

15、此叶片仍位于试管底部。实验 黑白瓶法测水生生物的光合速率和呼吸速率（氧气测定法）例题：（2006年江苏卷40）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶。其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的02的差值(以WDO表示)；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解02的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的02(以BDO表示)。请完成下列实验。    (1)实验步骤：    用采水器取该层水样，分别注满500mL黑、白

16、瓶并密封，剩余水样用于测                    ；    将黑、白瓶                   ；         

17、;                              。(2)设计记录所测数据的表格。(3)预测实验结果并分析。答案：(1)溶解氧浓度 挂回原水层 24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度(2)黑、白瓶溶氧变化记录表(mgL) 编号项目白 瓶黑 瓶l23平均l23平均24h后溶氧量原初溶氧(3)若WDO-BDO>0，则有自

18、养生物；若WDO-BDO=0，则无自养生物；若WDO0则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。实验 改良半叶法测定叶片光合速率【原理】植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用产生的干物质量。通过公式计算出光合速率。乘以系数后还可计算出C02的同化量。 【仪器与用具】 分析天平（感量0.1mg）1台；烘箱1台；称量皿（或铝盒）2个（或者20个）；剪

19、刀1把；刀片；金属或有机玻璃模板1块；打孔器1支；纱布2块；热水瓶或其他可携带的加热设备；附有纱布的夹子2个；毛笔2支；有盖搪瓷盘1个；纸牌20个；铅笔1支等。【试剂】石蜡； 5%10%三氯乙酸。【方法】1、选择测定叶片 实验可在晴天上午78点钟开始。预先在田间选定有代表性的叶片（如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等应尽量一致）10张，挂牌编号。【方法】2、叶片基部处理  根据材料的形态解剖特点可任选以下1种：（1） 对于叶柄木质化较好且韧皮部和木质部易分开的双子叶植物，可用刀片将叶柄的外皮环割0.5cm左右宽，切断韧皮部运输。（2） 对于韧皮部和木质部难以分开的小麦、水

20、稻等单子叶植物，可用刚在开水（水温90以上）中浸过的用纱布包裹的试管夹，夹住叶鞘及其中的茎秆烫20秒左右，以伤害韧皮部。2个夹子可交替使用。如玉米等叶片中脉较粗壮，开水烫不彻底的，可用毛笔蘸烧至110120的石蜡烫其叶基部。（3） 对叶柄较细且维管束散生，环剥法不易掌握或环割后叶柄容易折断的一些植物如棉花，可采用化学环割。即用毛笔蘸三氯乙酸（蛋白质沉淀剂）点涂叶柄，以杀伤筛管活细胞。为了使经以上处理的叶片不致下垂，可用锡纸、橡皮管或塑料管包绕，使叶片保持原来的着生角度。3、剪取样品 叶基部处理完毕后，即可剪取样品，记录时间，开始进行光合速率测定。一般按编号次序分别剪下对称叶片的一半（

21、中脉不剪下），并按编号顺序将叶片夹于湿润的纱布中，放入带盖的搪瓷盘内，保持黑暗，带回室内。带有中脉的另一半叶片则留在植株上进行光合作用。过45h后（光照好，叶片大的样品，可缩短处理时间），再依次剪下另外半叶。同样按编号包入湿润纱布中带回。两次剪叶的次序与所花时间应尽量保持一致，使各叶片经历相同的光照时数。 4、称重比较 将各同号叶片之两半对应部位叠在一起，用适当大小的模板和单面刀片（或打孔器），在半叶的中部切（打）下同样大小的叶面积，将光暗处理的叶块分别放在两个称量皿（或铝盒）中（必要时放在20个称量皿中，每一样品放入一个称量皿）。先在105下杀青10min,然后在80下烘至恒重（约

22、5h），在分析天平上分别称重，将测定的数据填入表21-1中，并计算结果。【计算】（1）按干物质计算光合速率（mg·dm-2·h-1）=（光-暗）干重增量（mg）÷叶片切块面积（dm-2）×光合时间（h）（2）按CO2同化量计算由于叶片内光合产物主要为蔗糖与淀粉等碳水化合物，而1mol的CO2可形成1mol的碳水化物，故将干物质重量乘系数1.47（44/30=1.47），便得单位时间内单位叶面积的CO2同化量（mg·dm-2·h-1）。上述是总光合速率的测定与计算，如果需要测定净光合速率，只需将前半叶取回后，立即切块，烘干即可，其他步骤

23、和计算方法同上。实验 红外线CO2气体分析仪法测定植物光合速率与呼吸速率（密闭系统斜率法）【原理】把IRGA与光合作用同化室连接成密闭的气路系统。将植物材料密封在透明的同化室内，给以适当的光照，同化室内CO2浓度将因植物光合而下降，用IRGA配以适当的记录仪可绘出同化室内CO2浓度随光合时间下降的曲线。在同化室不漏气、光强度稳定、室内空气不断得到搅动的情况下，该曲线将是一条平滑曲线，在曲线的任一点作切线，即可根据切线的斜率，密闭系统的容积和同化室面积求出在该点的CO2浓度下的光合速率。 例：将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图-3所示。在连续60分钟监测的过程中，植物一段时间以固定的光照强度持

24、续照光，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图-4所示。据此分析可知图-3图-4A最初10min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强B第2030min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强C第4060min内，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率大致相等D瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均约为90ppmCO2/min 【答案】D例：（09安徽29. 15分）.（3分）现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的水。在25条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答

25、：（1）在t1t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的 引起的，A种子比B种子的呼吸速率 ，A、B种子释放CO2量的变化趋势是 。 （2）在0t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是 。答案.（1）有氧呼吸 快 先递增后递减 （2）种子的无氧呼吸产生了CO2例树林中，阳光穿过枝叶的空隙，会在地上投下圆形的光斑，光斑随着太阳的偏移和枝叶的摆动而移动。下图显示在人工照射某植物叶片形成光斑，并从实验中测得C02吸收速率和02释放速率的变化情况。请据图分析回答：（1） 描述光斑开始照射后的5秒内，O2释放速率和CO2吸收速率的变化： 。（2）图中的C点表示_ 。（3）CD段O2释放速率迅

26、速恢复至原水平的原因是 ，而此时，CO2吸收速率延续了一段时间后才下降，原因是 。（4）光斑实验研究表明，光斑开始照射到A点制约O2释放速率的因素是 ；从A到C点表明制约O2释放速率的因素是 。（5）光斑开始前的一段时间，植物的体内的有机物总量变化情况是 ，原因是 。答案：（1）氧气释放速率快速增加，C02吸收速率缓慢上升 （2）光反应和暗反应速率相等 （3）随光斑的移开，光照强度降低到原来水平，光反应速率下降 有光斑期间积累了大量的ATP和NADPH，可使暗反应持续一段时间 （4）光照强度 暗反应（C02吸收速率） （5）增加 因为净光合作用大于零（C02吸收速率和02释放速率大于零）点评：

27、本实验以C02吸收速率和02释放速率的变化情况分别代表暗反应和光反应的强度010203040200400600800100050%O221%O24%O221%O2大麦玉米CO2体积浓度(l·L-1)光合速率大气中CO2浓度例为探究影响光合速率（单位：mol·m-2·s-1）的因素，科研人员利用玉米和大麦在适宜的温度、光照强度下进行有关实验，结果如右图。请回答：从图中可以看出，影响光合作用的因素有 、 和 。如果将长势相同的玉米和大麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O2环境，一段时间后， 幼苗先死亡。理由是 。由图可知，大麦植株处于不同

28、CO2浓度下，其光合作用速率均以含O2量为 时最高；随着含O2量增加，光合速率会 。某人拟利用下列材料用具设计实验，进一步探究较低和较高氧气浓度对玉米光合速率的影响。请帮助完成下列实验方案。材料用具：玉米幼苗3株，适宜浓度的完全培养液（含植物生长的全部必需无机盐离子），适宜浓度的NaHCO3溶液（维持CO2含量在大气水平），培养装置，照明灯，O2发生器等。实验步骤： 组装培养装置并编号为甲、乙、丙。培养装置除大小满足实验需要并方便添加物质和取样分析外，还应 。 向甲、乙、丙中分别加入等量且适量的完全培养液和NaHCO3溶液，振荡摇匀，各放入1株玉米幼苗 向装置甲、乙中分别充入相同体积的4%O2

29、和50%O2，丙组 作为对照。在 条件下培养一段时间，实验过程中保持培养液的有氧环境。观察记录实验数据，比较得出结论。结果与结论（略）。讨论：为尽量减少实验的偶然误差，对实验材料的处理应注意：a ；b 。答案（18分。除注明外，每空1分）【答案】植物类型（或：植物种类） CO2浓度 O2浓度大麦 在其他条件相同时，玉米的光合速率比大麦高得多，且玉米能利用低浓度CO2进行光合作用，大麦不能（2分，其他合理答案也可）4% 明显下降（逐渐降低）（本题每空2分）透明且密闭充入相同体积的21%O2 相同且适宜（的光照、温度等）讨论：a幼苗应生长良好且长势一致b进行平行重复实验（或每组需用多株玉米幼苗进行实验）例：（16分）下图X、Y、Z曲线分别表示一天24小时的温、某植物的光合速率（CO2mhg/h）、表现（净）光合速率（CO2mg/h）的变化