2 细胞代谢与应用 高考生物二轮专题 课件

专题二

细胞代谢蛋白质RNA有机物本质作用催化作用特性①_______专一性作用条件较温和机理②______________影响因素温度、pH、底物浓度、酶浓度等酶为ATP转化提供条件ATP条件细胞代谢为酶合成供能元素组成：③_________________简式：A—P~P~P转化：ATP水解酶合成酶ADP+Pi+能量再生途径细胞呼吸人和动物等光合作用绿色植物、光合细菌意义：生物体绝大多数生命活动的直接能源物质催化光合作用细胞呼吸产生高效性显著降低活化能C、H、O、N、P网络图：细胞代谢光合作用总反应式④__________________________(CH2O)+O2光反应条件光、色素、酶场所叶绿体类囊体的薄膜上物质变化水的光解和ATP形成暗反应条件[H]、ATP、多种酶场所⑤___________物质变化CO2的固定、⑥_________影响因素光、CO2浓度、温度等细胞呼吸O2CO2有氧呼吸总反应式C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H2O+能量场所⑦

和线粒体三个阶段反应式C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+能量(少量)2C3H4O3+6H2O酶6CO2+20[H]+能量(少量)24[H]+6O2酶12H2O+能量(大量)无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(少量)或C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+能量(少量)场所⑧___________影响因素温度、O2浓度、H2O等光能叶绿体CO2+H2O叶绿体基质C3的还原细胞质基质细胞质基质网络图：细胞代谢1.(必修1P83“学科交叉”)

催化的化学反应范围

。例如，酸既能催化

水解，也能催化

水解。2.(必修1P83“探究”)建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，原因是

，用

酶探究pH对酶活性的影响，原因是

。3.(必修1P85小字内容)过酸、过碱或温度过高，会使酶的

遭到破坏，使酶

。0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在_____________下保存。无机催化剂比较广蛋白质脂肪和淀粉温度(高温)本身会影响过氧化氢自然分解的速度过氧化氢酸本身也可以作为无机催化剂催化淀粉的水解空间结构永久失活低温(0～4℃)细胞代谢教材遗漏：4.(必修1P85“与社会的联系”)20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用

的方法来生产的。5.(必修1P87“科学·技术·社会”)溶菌酶能够溶解

的细胞壁，具有

的作用，在临床上常与抗生素复合使用，能增强抗生素的疗效。加酶洗衣粉中的酶不是直接来自

的，而是经过

改造的产品，比一般的酶稳定性

。6.(必修1P88左下角图)ATP的组成元素有

。7.(必修1P89小字内容)萤火虫发光是因为___________________________

。盐酸催化淀粉水解细菌抗菌消炎生物体酶工程强C、H、O、N、P萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶细胞代谢8.(必修1P89)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由

直接提供能量的(只是绝大多数，不是所有)。9.(必修1P90图5－7)主动运输，肌细胞收缩，生物发光、发电，大脑思考，蔗糖等物质的合成都需要

。10.(必修1P93)对比实验是设置两个或两个以上的

，通过________，来探究某种因素与实验对象的关系。11.(必修1P93小字)一般地说，线粒体

在细胞质中，但活细胞中的线粒体也可以

。12.(必修1P94)无氧呼吸只在第

阶段释放少量的能量，生成少量

。ATP消耗ATP实验组对结果的比较分析均匀地分布定向运动到细胞代谢比较旺盛的部位一ATP细胞代谢13.(必修1P94和P103“相关信息”)细胞呼吸产生的还原氢，其实是

，而光合作用产生的还原氢是

，两种物质不同，不能混用。14.(必修1P96基础题)酵母菌细胞破碎离心后，可分离成甲、乙、丙三部分，甲只含细胞质基质，乙只含细胞器，丙全有。加入葡萄糖溶液，在有氧条件下能产生二氧化碳和水的只有

。原因是_________________________。15.(必修1P96拓展题)鸟类和哺乳动物为恒温动物，其维持体温的恒定主要依赖于

，此外还需要

供能。16.(必修1P99“学科交叉”)一般情况下，光合作用所利用的光都是______(不能利用

和

)。NADHNADPH丙发生在细胞质基质的无氧呼吸在有氧时难以进行，而且也不产生水，葡萄糖又不能直接进入线粒体细胞呼吸产生的热量ATP水解可见光红外光紫外光细胞代谢17.(必修1P99)叶绿素主要吸收

，类胡萝卜素主要吸收

，不吸收

(注意它们的吸收光谱曲线图，波峰表示吸收多)。18.(必修1P102)同位素可用于追踪

规律。用同位素标记的化合物，化学性质

。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清

。19.(必修1P106拓展题)夏季晴朗的白天中午光合速率下降的原因是____________________________________________________________________

，直接限制

阶段；早晨和傍晚光合速率较低的原因是

，直接限制的是光反应阶段。红光和蓝紫光蓝紫光红光物质的运行和变化不会改变化学反应的详细过程光照过强、温度过高，有些植物为了减少水分的散失会关闭部分气孔，导致CO2供应不足暗反应光照较弱细胞代谢20.(必修1P108知识迁移)松土有利于_______________________________

，但不利于水土保持和减缓温室效应，因为________

。植物根系有氧呼吸，从而能够更好地吸收矿质元素植物和微生物有氧呼吸会产生更多二氧化碳细胞代谢1.明辨ATP的结构一.ATP2.能量转换过程和ATP的产生与消耗一.ATP3.能源物质归纳一.ATP(1)图甲表示ATP产生速率与O2供给量的关系①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。一.ATP4.ATP产生速率与O2供给量的关系分析②AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。③BC段表示O2供给量超过一定值后，ATP的产生速率不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(2)图乙可表示哺乳动物成熟红细胞、蛔虫细胞等细胞的ATP产生速率与O2供给量关系，其ATP来自无氧呼吸，与O2无关。一.ATP例1.(2018·浙江4月选考，10)ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B.ATP－ADP循环使得细胞储存了大量的ATPC.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解A一.ATP例2.(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了

蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响一.ATPB1.辨析酶的概念关系图二.酶2.读懂酶的3类曲线①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc段。③酶降低的活化能是ab段。二.酶(1)酶的作用原理酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。(2)酶的作用特性①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。②图2中两曲线比较说明酶具有专一性。二.酶2.读懂酶的3类曲线(3)酶促反应速率的影响因素①温度和pH图甲和图乙显示：高温、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。从图丙和图丁可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。二.酶2.读懂酶的3类曲线②底物浓度和酶浓度图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。二.酶2.读懂酶的3类曲线3.酶的特性及相关探究实验二.酶例1.(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了A.悬液中酶的浓度B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度D.反应体系的pH二.酶B1.光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系三.光合作用、细胞呼吸的过程分析(1)光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向归纳项目光合作用有氧呼吸[H]来源H2O光解有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生有氧呼吸第一、二、三阶段去向用于C3还原供能用于各项生命活动(绿色植物C3的还原除外)三.光合作用、细胞呼吸的过程分析1.光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系(2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系三.光合作用、细胞呼吸的过程分析④能量变化三.光合作用、细胞呼吸的过程分析例1.(2021·广东，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合三.光合作用、细胞呼吸的过程分析D例2.(2021·全国甲，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2三.光合作用、细胞呼吸的过程分析B例3.(2021·湖南，18)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：三.光合作用、细胞呼吸的过程分析(1)图b表示图a中的__________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为_________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低。暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会______(填“加快”或“减慢”)。类囊体膜NADPH减慢三.光合作用、细胞呼吸的过程分析(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。叶绿体类型

相对值实验项目叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。三.光合作用、细胞呼吸的过程分析据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以______(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用三.光合作用、细胞呼吸的过程分析②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________________________，从而提高光反应速率。类囊体上的色素吸收光能、转化光能解析在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。三.光合作用、细胞呼吸的过程分析③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低三.光合作用、细胞呼吸的过程分析1.影响细胞呼吸因素相关的四类曲线四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算(1)光照强度四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算2.关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点(2)CO2浓度①图乙中A点的代谢特点为植物光合速率与细胞呼吸速率相等，此时的二氧化碳浓度为二氧化碳补偿点，而图甲中D点的二氧化碳浓度是植物进行光合作用时最小二氧化碳浓度，从D点才开始启动光合作用。②B点和P点的限制因素：外因有温度和光照强度等，内因有酶的数量和活性、C5的含量、色素含量等。四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算(3)多因子影响上述图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。②开始进行光合作用的点：b点；结束光合作用的点：m点。③光合速率与呼吸速率相等的点：c、h点，有机物积累量最大的点：h点。④de段下降的原因是气孔关闭，CO2吸收量减少，fh段下降的原因是光照强度减弱。四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算3.聚焦自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线①光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。③若图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算例1.(2021·广东，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合

速率不再随光强增加而增加时的

光照强度)B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合

吸收CO2与呼吸释放CO2等量时

的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大D例2.(2021·湖南，7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算A例3.(2021·湖南，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，

可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿

命显著延长C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到

保鲜作用四.光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算B1.通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率五.光合作用与细胞呼吸速率的测定与分析(1)测定细胞呼吸速率NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。随着O2的消耗，容器内气体压强减小，毛细管内的有色液滴左移，单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。五.光合作用与细胞呼吸速率的测定与分析1.通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率(2)测定细胞呼吸类型同时设置甲装置：NaOH溶液组、乙装置：蒸馏水组，植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型。容器中气体变化细胞呼吸类型不消耗O2，但产生CO2(甲组有色液滴不移动，乙组有色液滴右移)进行产生酒精的无氧呼吸CO2释放量等于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴不移动)只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸CO2释放量大于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴右移)产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行CO2释放量小于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴左移)