细胞代谢二轮姜姜

1、专题二专题二细胞的新陈代谢细胞的新陈代谢 酶与酶与ATP在细胞代谢中有怎样的联系？在细胞代谢中有怎样的联系？在细胞合成代谢中需要与物质合成代在细胞合成代谢中需要与物质合成代谢有关的酶类，常需要谢有关的酶类，常需要ATP提供能量；提供能量；在细胞分解代谢中需要与物质分解代在细胞分解代谢中需要与物质分解代谢有关的酶类，常伴随着谢有关的酶类，常伴随着ATP的合成；的合成；另外，另外，ATP自身的合成与分解必须有自身的合成与分解必须有酶的催化。酶的催化。小专题小专题1 1酶与酶与ATP发酵是纯化学过程，与生命活动无关发酵是纯化学过程，与生命活动无关发酵与整个活细发酵与整个活细胞的活动有关胞的活动有关发

2、酵与细胞中发酵与细胞中某些物质有关某些物质有关酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用脲酶是蛋白质脲酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德之前巴斯德巴斯德李比希李比希毕希纳毕希纳萨姆纳提取脲酶萨姆纳提取脲酶少数少数RNA具有生物催化功能具有生物催化功能切赫和奥特曼切赫和奥特曼酶酶激素激素区区别别来源来源本质本质生理生理作用作用作用作用范围范围与特与特点点作用作用条件条件相同点相同点酶酶激素激素区区别别来源来源本质本质生理生理作用作用作用作用范围范围与特与特点点在细胞内或在细在细胞内或在细胞外催化特定的胞外催化特定的化学反应的功能化学反应的功能通过体液运输，作用通过体液运输，作用

3、于相应的靶器官，具于相应的靶器官，具有作用部位的特异性，有作用部位的特异性，但一种激素可以有多但一种激素可以有多种功能种功能作用作用条件条件受受pHpH、温度等因、温度等因素的影响素的影响与神经系统密切联与神经系统密切联系系相同点相同点微量，作用大，属于高效能物质微量，作用大，属于高效能物质 二、具有专一性的物质归纳二、具有专一性的物质归纳 1酶：每一种酶只能催化一种或一类化酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应学反应。 2载体：某些物质通过细胞膜时需要载载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。

4、性是细胞膜选择透过性的基础。 3激素：激素特异性地作用于靶细胞、激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。与该激素特异性结合的受体。 4tRNA tRNA有有61种，每种种，每种tRNA只能只能识别并转运一种氨基酸。识别并转运一种氨基酸。 5抗体：一种抗体只能与相应的抗原发抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。生特异性结合。三、与酶有关的曲线分析三、与酶有关的曲线分析内内 容容曲曲 线线分分 析析表示酶的高效表示酶的高效性的曲线性的曲线表示酶专一性表示酶专一性的曲线的曲线与无机催化剂相比，酶

5、的催与无机催化剂相比，酶的催化效率更高化效率更高、酶只能缩短达酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点变化学反应的平衡点在在A反应物中加入酶反应物中加入酶A，反，反应速度较未加酶时明显加快，应速度较未加酶时明显加快，说明酶说明酶A能够催化该反应能够催化该反应。在在A反应物中加入酶反应物中加入酶B，反，反应速度与未加酶时相同，说应速度与未加酶时相同，说明酶明酶B不能催化该反应不能催化该反应影影响响酶酶促促反反应应速速率率的的因因素素影影响响酶酶活活性性的的曲曲线线酶的活性一般可用酶促反应酶的活性一般可用酶促反应的速率表示：过酸、过碱、的速率表示：过酸、过碱、

6、高温都会使酶失活，而低温高温都会使酶失活，而低温只抑制酶的活性，酶分子结只抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，酶经低温处理构未被破坏，酶经低温处理后再升高温度其活性可恢复后再升高温度其活性可恢复酶的活性亦可用反应物剩余酶的活性亦可用反应物剩余量来表示。其他条件相同的量来表示。其他条件相同的情况下，酶的活性强，则反情况下，酶的活性强，则反应后反应物剩余量少应后反应物剩余量少影影响响酶酶促促反反应应速速率率的的因因素素底物浓底物浓度对酶度对酶促反应促反应的影响的影响酶浓度酶浓度对酶促对酶促反应的反应的影响影响在其他条件适宜，酶量一定的在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物条件下，酶促反

7、应速率随底物浓度增加而加快，此时限制因浓度增加而加快，此时限制因素是底物浓度；当底物浓度达素是底物浓度；当底物浓度达到一定限度时，再增加底物浓到一定限度时，再增加底物浓度，反应速率不再增加，此时度，反应速率不再增加，此时限制因素是酶浓度限制因素是酶浓度在底物充足，而其他条件适在底物充足，而其他条件适宜的情况下，酶促反应速率宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。整个过程与酶浓度成正比。整个过程中限制因素是酶浓度中限制因素是酶浓度典典图例析图例析如图表示某种酶在不同如图表示某种酶在不同处理条件处理条件(a、b、c)下催下催化某反应反应物的量和化某反应反应物的量和反应时间的反应时间的关系关系a、b

8、、c反应速率依反应速率依次减小，次减小，a与与b、c相相比，其可表示相对最比，其可表示相对最适温度、相对最适适温度、相对最适pH或较大的酶浓度。或较大的酶浓度。 特别提醒特别提醒酶促反应酶促反应速率与酶活性速率与酶活性(1)(1)温度、温度、pHpH都能影响酶的空间结构，都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。(2)(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。不影响酶的活性。四、四、ATPATP的结构的结构1 1、ATPATP的结构简式

9、的结构简式 ？2 2、解释、解释A A 、T T、 P P 含义？含义？3 3、说出、说出ATPATP的产生场所？的产生场所？说出下列图示中说出下列图示中“A”的含义的含义 ATP的合成与的合成与ATP的水解不是可逆反应的水解不是可逆反应的原因分析的原因分析项项 目目ATP的合成的合成ATP的水解的水解反应条件反应条件不同不同是一种是一种_，催化该反应的酶属合催化该反应的酶属合成酶成酶属属_，催催化该反应的酶属水解化该反应的酶属水解酶酶能量来源能量来源不同不同能量来源主要是能量来源主要是_和和有机物有机物分解释放的化学能分解释放的化学能释放的能量是储存在释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学高能

10、磷酸键中的化学能能反应场所反应场所不同不同细胞质基质、细胞质基质、_和和叶绿体叶绿体生活细胞的需要能量生活细胞的需要能量的部位的部位合成反应合成反应水解反应水解反应太阳光能太阳光能线粒体线粒体ATPATP与与ADPADP相互转化的场所及对应的生理过程相互转化的场所及对应的生理过程细胞结构细胞结构ADPATPATPADP主要的生理功能举例主要的生理功能举例细胞膜上细胞膜上的载体的载体细胞质细胞质基质基质叶绿体叶绿体线粒体线粒体核糖体核糖体高尔基体高尔基体内质网内质网细胞核细胞核ATPATP与与ADPADP相互转化的场所及对应的生理过程相互转化的场所及对应的生理过程细胞结构细胞结构ADPATPAT

11、PADP主要的生理功能举例主要的生理功能举例细胞膜上细胞膜上的载体的载体物质的主动运输物质的主动运输细胞质细胞质基质基质细胞呼吸第一阶段；许多生化反细胞呼吸第一阶段；许多生化反应进行的场所应进行的场所叶绿体叶绿体光反应产生光反应产生ATP，暗反应消耗，暗反应消耗ATP线粒体线粒体有氧呼吸第二、三阶段可产生有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身；自身DNA复制等复制等核糖体核糖体氨基酸合成蛋白质时要消耗氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP高尔基体高尔基体植物细胞壁的形成，动物细胞分植物细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌泌物的分泌内质网内质网有机物的合成、运输有机物的合成、运输细胞核细胞核DNA的复制、

12、转录的复制、转录注意：注意：对对ATPATP认识的几个误区认识的几个误区(1)(1)误认为误认为ATPATP等同于能量：等同于能量：ATPATP是一种高能磷是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为酸化合物，其分子式可以简写为APAPP PP P，高能磷酸键水解时能够释放出高达，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/30.54 kJ/molmol的能量，所以的能量，所以ATPATP是与能量有是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。关的一种物质，不可将两者等同起来。(2)(2)误认为误认为ATPATP转化为转化为ADPADP不消耗水：不消耗水：ATPATP转化转化为为ADPADP又称

13、又称“ATP“ATP的水解反应的水解反应”，这一过程，这一过程需需ATPATP酶的催化，同时也需要消耗水。酶的催化，同时也需要消耗水。凡是凡是水解水解都需要消耗水。都需要消耗水。光合作用与呼吸作用的光合作用与呼吸作用的基础知识基础知识回扣回扣影响光合和呼吸作用的因素及相关影响光合和呼吸作用的因素及相关曲线曲线分析分析光合作用与呼吸作用的光合作用与呼吸作用的实验实验小专题小专题2 2光合作用和呼吸作用光合作用和呼吸作用一、呼吸作用一、呼吸作用的的基础知识基础知识一、呼吸作用一、呼吸作用的的基础知识基础知识如何证明酵母菌细胞只进行有氧呼吸？如何证明酵母菌细胞只进行无氧呼吸？既有氧呼吸有无氧呼吸？若

14、人既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸则O2消耗和CO2产生量的关系是？如何证明某人进行了无氧呼吸？24一、光合作用的一、光合作用的基础知识基础知识给给土壤中浇以含土壤中浇以含1818O O的的H H2 2O O，若干时间后，若干时间后，该植物光合作用产物该植物光合作用产物C C6 6H H1212O O6 6含有含有1818O O，说出说出1818O O的转移的转移途径途径? ?在光照等适宜条件下，将培养在在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为浓度为1%环境中的某植物迅速转移到环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中的环境中，其叶片暗反应中C3和和C5化合物微

15、摩尔浓度的变化趋势如下图。化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。若使该植物继续处于若使该植物继续处于COCO2 2浓度为浓度为0.003%0.003%的环的环境中，暗反应中境中，暗反应中C C3 3和和C C5 5化合物浓度达到稳定时，化合物浓度达到稳定时，物质物质A A的浓度将比的浓度将比B B的的_（低、高）低、高）。在在COCO2 2浓度为浓度为1%1%的的环境中，物质环境中，物质B B的浓的浓度比度比A A的低，原因是的低，原因是_；将；将COCO2 2浓度浓度从从1%1%迅速降低到迅速降低到0.003%0.003%后，物质后，物质B B浓浓度升高的原因是度升高的原因是？暗反应速率在该环境

16、中已达到稳定，即暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时此时C3化合物的分子数是化合物的分子数是C5化合物的化合物的2倍。倍。当当CO2浓度突然降低时，浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物化合物积累积累。高光光合合速速率率光照强度光照强度CO2的的吸吸收收量量光照强度光照强度CO2浓度浓度 CO2的的吸吸收收量量呼呼吸吸速速率率温度温度CO2释释放放量量氧浓度氧浓度时间时间CO2的的吸吸收收量量呼呼吸吸速速率率CO2浓度浓度 光光合合速

17、速率率温度温度二、二、光合作用与呼吸作用的曲线光合作用与呼吸作用的曲线分析分析叶面积指数叶面积指数物物质质的的量量 例例如下图表示某种植物的非绿色器官在如下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下不同氧浓度下CO2释放量和释放量和O2吸收量的变化吸收量的变化(注：注：OD曲线表示曲线表示O2吸收量吸收量)，请据图回答，请据图回答：(1) 在外界氧浓度为在外界氧浓度为10%以下时，该器官以下时，该器官的细胞呼吸方式是的细胞呼吸方式是_。 (6) 当外界氧浓度为4%5%时，该器官CO2的释放量相对值为0.6，而O2的吸收量相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_倍。33

18、光照强度ABC光补偿点CO2释放速率CO2吸收速率o纵坐标的值实指净光合速率A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率光饱和点最大净光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受温度影响光照强度ABCCO2吸收速率o纵坐标的值实指净光合速率A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率最大净光合速率呼吸速率最大光合速率其大小主要受温度影响S1S2S3呼吸消耗(有机物)量 =(有机物)储存量 =(有机物)制造量 =S1 + S2S3 - S1S3 + S2高考常考的植物高考常考的植物“三率三率”( (总光合速率、总光合速率、净光合速率、呼吸速率净光合速率、呼吸速率) )问题归纳问题归纳(1)(1)植物植物“三率三率”

19、间的内在关系间的内在关系呼吸速率：植物非绿色组织呼吸速率：植物非绿色组织( (如苹果果肉细胞如苹果果肉细胞) )或绿色组织在黑暗条件下测得的值或绿色组织在黑暗条件下测得的值(CO(CO2 2释放量释放量或或O O2 2吸收量吸收量) )。净光合速率：植物绿色组织在净光合速率：植物绿色组织在“有光有光”条件条件下测得的值下测得的值小室内小室内COCO2 2减少减少( (或增加或增加) )量或小量或小室内室内O O2 2增加增加( (或减少或减少) )量。量。真正光合速率净光合速率呼吸速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。(2)植物植物“三率三率”的常用表示方法的常用表示方法项目项目表示方法表示方

20、法净光合净光合速率速率COCO2 2吸收量或小室中吸收量或小室中COCO2 2减少量，减少量，O O2 2释放释放量或小室中量或小室中O O2 2增加量、增加量、C C6 6H H1212O O6 6积累量积累量真正光真正光合速率合速率COCO2 2固定量、固定量、O O2 2产生量或产生量或叶绿体叶绿体COCO2 2吸收吸收量或叶绿体量或叶绿体O O2 2释放量释放量、C C6 6H H1212O O6 6制造量制造量呼吸速呼吸速率率( (遮遮光条件光条件下测得下测得) )COCO2 2释放量、释放量、O O2 2吸收量或线粒体吸收量或线粒体COCO2 2释放释放量或线粒体量或线粒体O O2

21、 2吸收量、吸收量、C C6 6H H1212O O6 6消耗量消耗量（1 1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是影响的植物是_。（2 2）d d点后限制光点后限制光合速率的内因是合速率的内因是_ （3 3）图甲图甲c c点所处的状态时，可以发生图乙中的哪些点所处的状态时，可以发生图乙中的哪些过程（用图中字母表示）过程（用图中字母表示） ；（4 4）已知已知该该植物植物A光合作用光合作用和呼吸作用的最适温度和呼吸作用的最适温度分别为分别为25和和35，那么将温度那么将温度从从25 调节调节到到35，曲线曲线a、b、c三点位置如何移动三

22、点位置如何移动? 、 、 。例例A色素的含量、酶的数量色素的含量、酶的数量下移下移 右移右移 左下左下变式：变式：在图中画出甲图中在图中画出甲图中a a、b b、c c、d d对应的点对应的点并标出坐标并标出坐标例例、图中甲、乙、丙分别表示几个环境因素图中甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响，除各图中所示对小麦光合作用速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适中范围。请据因素外，其他因素均控制在适中范围。请据图回答以下问题：图回答以下问题： 为研究不同光照强度下水稻的光合作用进行如下为研究不同光照强度下水稻的光合作用进行如下实验：实验：用用100 W100 W的灯泡作

23、为光源。先将灯泡置于距装置的灯泡作为光源。先将灯泡置于距装置2020厘米处，厘米处，1515分钟后观察并记录液滴的读数分钟后观察并记录液滴的读数 加大灯泡与装置间距离，过加大灯泡与装置间距离，过1515分钟再观察记录分钟再观察记录 连续重复步骤连续重复步骤 1 1、图中处于光补偿点的是、图中处于光补偿点的是_2 2、E E点的含义点的含义_C光合作用产生的光合作用产生的O2被呼吸作用消被呼吸作用消耗到和实验开始时耗到和实验开始时O2量相同量相同例、下图表示某植株在夏季晴朗天气例、下图表示某植株在夏季晴朗天气条件下一昼夜条件下一昼夜CO2的吸收量和释放量的吸收量和释放量曲线，请据图回答曲线，请据

24、图回答请描述曲线中请描述曲线中a a、b b、c c、d d、e e、f f、各各点形成的原因？点形成的原因？请描述积累有机物的时间段、制造请描述积累有机物的时间段、制造有机物的时间段、消耗有机物的时有机物的时间段、消耗有机物的时间段？间段？一天中有机物积累最多的时间点一天中有机物积累最多的时间点：一一昼夜有机物的积累量表示昼夜有机物的积累量表示：e e点；点；S SP PS SM MS SN N请画出在请画出在相对密闭的环境中，相对密闭的环境中，一昼夜一昼夜CO2含量的变化含量的变化曲线？曲线？如何根据如何根据CO2含量判断一昼夜含量判断一昼夜后有机物的增减？后有机物的增减？画画出出O2含量

25、变化的曲线？含量变化的曲线？用线粒体和叶绿体表示两者关系 用线粒体和叶绿体表示两者关系 三、三、光合作用与呼吸作用的光合作用与呼吸作用的实验实验下面的装置，可以用做哪些实验探究？下面的装置，可以用做哪些实验探究？52NaOH溶液溶液发芽发芽种子种子甲甲清水清水发芽发芽种子种子乙乙序序号号装置中装置中红色红色液滴的移动液滴的移动现象现象装置甲装置甲装置乙装置乙结论结论只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸有有氧、氧、无氧呼吸都进行无氧呼吸都进行不移动不移动不移动不移动向左移向左移向左移向左移向右移向右移向右移向右移NaOH溶液溶液发芽发芽种子种子甲甲清水清水发芽发芽种子种子乙乙

26、思考思考: :如果甲向左移距离为如果甲向左移距离为a,a,乙向右移距离乙向右移距离为为b,b,怎样计算怎样计算呼吸熵呼吸熵? ?54?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株NaHCO3缓冲液装置思考：思考：NaHCO3缓冲液的作用？缓冲液的作用？着色液着色液的移动的移动数值代表什么？数值代表什么？怎样排除物理误差？怎样排除物理误差？持续提供持续提供CO2,CO2,保持空间保持空间CO2CO2浓度相对稳定浓度相对稳定光合作用光合作用O2O2的的产生产生量量与呼吸作用与呼吸作用O2O2的消耗量的差值的消耗量的差值. .?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯死植株装置NaHCO3缓冲液采用

27、采用“半叶法半叶法”对叶片的光合作用强度进行测对叶片的光合作用强度进行测定，其原理是，将对称叶片的一部分（定，其原理是，将对称叶片的一部分（A A）遮光，）遮光，另一部分（另一部分（B B）不作处理，并用适当方法阻止两）不作处理，并用适当方法阻止两部分的物质转移。在适宜光照下照射部分的物质转移。在适宜光照下照射6 6小时后，小时后，在在A A、B B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为称重，分别记为M MA A、M MB B获得相应数据，则可计获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/dmmg/d

28、m2 2h h。 、请设计一张表格用于记录实验数据、请设计一张表格用于记录实验数据（假设实验选定（假设实验选定3 3片叶）。片叶）。 、若、若M= MM= MB B M MA A ，则，则M M表示表示_。2 2、半叶法：测定有机物的生产量、半叶法：测定有机物的生产量叶片编号MBMA123平均值M M表示表示B B叶片被截取部分在叶片被截取部分在6 6小时内小时内光合作用合成有机物总量光合作用合成有机物总量深度水体中深度水体中2424小时后小时后取出；测定取出；测定a a、b b两瓶中水的两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。2424小时内小时内X X

29、深度水体中生物深度水体中生物光合作用光合作用产生氧气量产生氧气量和和有氧有氧呼吸呼吸消消耗氧气量分别是？耗氧气量分别是？例例、 一同学研究某湖泊中一同学研究某湖泊中X X深度深度生物光合作用和有氧呼吸时，设生物光合作用和有氧呼吸时，设计了如下操作：取三个相同的计了如下操作：取三个相同的透明玻璃瓶标号透明玻璃瓶标号a a、b b、c c，并将，并将a a用不透光黑布包扎起来；将用不透光黑布包扎起来；将a a、b b、c c三个瓶子均在湖中三个瓶子均在湖中X X深度取深度取满水，并测定满水，并测定c c瓶中水的溶氧量；瓶中水的溶氧量；将将a a、b b两瓶密封后再沉入两瓶密封后再沉入X X， 3、黑白瓶法测定黑