专题二细胞的代谢

专题二

细胞的代谢【高考这样考】1.(2015·海南高考·T4·2分)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是()A.酶的化学本质是蛋白质或RNAB.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁

D

(一)酶和ATP2.(2014·全国卷·T2·6分)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B.机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC.在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATPD.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用

B

【考查特点】1.酶：主要考查酶的来源、本质、特性、基本单位、合成部位、作用原理、可发挥作用的部位、检测试剂、影响酶活性的因素、酶在生产、生活中的应用以及与酶促反应速率有关的实验设计。试题以选择题为主。2.ATP：主要考查ATP的元素组成、结构、功能、产生的生理过程、产生部位、作用部位、ATP与ADP的相互转化等，常联系与能量变化有关的代谢综合考查。试题以选择题为主。一、酶在代谢中的作用1.酶的来源：______________。2.化学本质：________________。3.基本单位：_______________________。4.合成部位：___________________。5.作用原理：_________________________。6.酶的特性：_________________________

。

7、酶的作用：__________。8、酶作用的产所：

__________。蛋白质或RNA

氨基酸或核糖核苷酸核糖体或细胞核降低化学反应的活化能(1)高效性；(2)专一性；(3)作用条件温和活细胞催化细胞内或者细胞外9.影响酶促反应速率的因素：_________________________

。温度、pH、酶浓度、底物浓度、酶的激活剂、酶的抑制剂等。(1)温度和pH：通过影响酶活性来影响酶促反应速率。(2)强酸、强碱和高温：都会破坏酶分子结构，使酶永久失活。(3)低温：只抑制酶活性，不破坏酶分子结构，温度适宜时，酶活性还会恢复。(4)底物充足、其他条件适宜：酶浓度与酶促反应速率呈正相关。(5)酶浓度一定、其他条件适宜：随底物增加，酶促反应速率先加快后稳定。10.与酶有关的实验设计：(1)验证高效性。底物+酶溶液(或无机催化剂)→检测单位时间内底物的减少量或产物的增加量。(2)验证专一性。①相同底物+不同酶溶液→检测底物是否被分解。②不同底物+相同酶溶液→检测底物是否被分解。(3)探究酶活性的最适温度或最适pH。①自变量：_____________。②因变量：酶活性或酶促反应速率。③无关变量：底物浓度、酶浓度、反应时间等。④实验方法：设置一系列等温度梯度的实验组或一系列等pH梯度的实验组进行相互对照，无关变量都相同且适宜，检测酶活性或酶促反应速率。温度或pH

底物为淀粉和蔗糖时，检测试剂应为斐林试剂，不能用碘液。因为碘液不能检测蔗糖是否水解。①底物：不能为过氧化氢。因为温度影响过氧化氢分解。②检测试剂：底物为淀粉时，检测试剂应为碘液，不能用斐林试剂。因为斐林试剂需要加热，会破坏自变量。11.酶特性在生活中的应用(1)人发烧时，不想吃东西：原因是体温升高导致消化酶活性降低。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃后会失活：原因是唾液淀粉酶在胃液的强酸条件下分子结构会改变。(3)碱性加酶洗衣粉，更易洗去衣物上的血渍、奶渍：原因是偏碱性环境条件下利于酶发挥作用。（果胶酶、固定化酶技术)二、ATP在能量代谢中的作用1.组成元素：__________________。2.结构简式：

。(1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基团。(2)腺苷=___________+_________。(3)含有2个_______________。(4)远离腺苷的高能磷酸键易水解。

C、H、O、N、P

腺嘌呤核糖高能磷酸键A—P～P～P3.合成部位：(1)真核细胞：_______________________________。(2)原核细胞：细胞质、细胞膜、蓝藻进行光合作用的膜结构。4.作用部位：发生耗能反应的部位。细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体）5.ATP与ADP的相互转化：（1）化学式（2）特点（3）ATP形成和水解的场所及实例细胞结构ADP→ATPATP→ADP主要的生理功能举例细胞膜上的载体蛋白√主动运输细胞质基质√√细胞呼吸的第一阶段；许多生化反应叶绿体√√光反应产生ATP；暗反应消耗ATP，自身DNA复制等消耗ATP线粒体√√有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身DNA复制等消耗ATP核糖体√合成蛋白质时要消耗ATP高尔基体√植物细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌内质网√蛋白质的合成和加工、运输，脂质的合成细胞核√DNA的复制、转录等6.辨析图中“A”的含义：①中的A为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)。②中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸。③中的A为腺嘌呤核糖核苷酸。④中的A为腺嘌呤。1.下列相关叙述正确的是(

)A.由图可知水稻淀粉酶的最适温度为30℃B.水稻淀粉酶在a点与b点的催化效率相同，但本质不同C.由于胃酸会随着胃液进入小肠，故胃液进入小肠后仍能催化蛋白质的分解D.由于胃酸的进入将导致小肠中pH的改变，小肠中的消化酶会失去活性B2.(2014·温州二模)用新鲜萝卜做如下实验:第一组将萝卜磨碎,制得提取液后立即冷藏,取几支试管,分别加入pH为3～9的过氧化氢溶液,30℃保温,然后在每支试管中加入4滴冷藏的提取液;第二组重复上述实验,但把提取液的添加量减半;第三组重复第一组实验,但在滴加提取液之前先对其进行80℃高温处理。然后将实验结果绘成下图的曲线,表示一、二、三组结果的曲线分别是(

)A.a、b、c

B.a、c、bC.b、a、c

D.c、b、a【审题·解题·答题】1.(关键)弄清三组实验的不同处理:第一组:条件正常→正常反应;第二组:酶量减半→反应减慢;第三组:80℃高温处理→酶失活,不反应。2.(方法)依据纵坐标理解曲线变化含义:(1)纵坐标:H2O2的含量。(2)明确:曲线越低→H2O2的含量越少→酶促反应速率越快。c3.细胞中不能合成ATP的部位是(

)A.线粒体的内膜B.叶绿体中进行光反应的膜结构C.内质网的膜D.蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构C【高考这样考】(2015·江苏高考·T27·8分)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：(二)细胞呼吸与光合作用(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在_______________

相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积______的释放量。(2)光合作用过程中，CO2与C5结合生成____，消耗的C5由____经过一系列反应再生。光照强度、CO2浓度

O2

C3

C3

(3)由图2可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的_____________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的_____________________。

[H]和ATP

参与光合作用的酶(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是___________________________________________P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少(2014·海南高考)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图回答问题：(1)在12～24h，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是

呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是_____________，其产物是____

。(2)从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会

，主要原因是

。(3)胚根长出后，萌发种子的

呼吸速率明显升高。答案：(1)无氧细胞质基质酒精和CO2(2)减少种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降(3)有氧【考查特点】1.细胞呼吸：主要考查细胞呼吸的场所、过程、影响因素以及原理的应用。单独考查时以选择题为主，与光合作用综合考查时以非选择题为主。2.光合作用的基本过程：主要考查光反应与暗反应的过程、C3和C5的含量变化以及两过程的相互联系。试题以非选择题为主。3.影响光合作用和细胞呼吸的环境因素：主要探究环境因素(光照强度、光质、CO2浓度、温度、水分、肥料、盐溶液等)对细胞呼吸、光合作用的影响，常命制实验类非选择题。

识记并能准确写出以下内容1.总反应式（注意箭头、反应条件、配平）2.分阶段的物质变化、能量变化、场所3.各种化学元素的转移一、细胞呼吸1.关于过程A.有氧呼吸：(1)原核细胞三个阶段反应场所都在细胞质。(2)线粒体利用的底物是丙酮酸，不是葡萄糖。(3)只有第三阶段消耗O2。B.无氧呼吸：(1)微生物的无氧呼吸也叫做发酵。(2)无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。(3)不同生物无氧呼吸产物不同的原因是细胞内的酶不同。(根本：基因)①大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；②有些高等植物的某些器官，如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等，高等动物、人及乳酸菌进行无氧呼吸时产生乳酸；2.细胞呼吸类型判断方法：(1)无CO2产生：无氧呼吸产生乳酸。(2)不消耗O2只产生CO2：无氧呼吸产生酒精。(3)消耗O2量=产生CO2量：有氧呼吸。(4)消耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。(5)有水生成：一定是有氧呼吸。3.有氧呼吸与无氧呼吸的三大计算规律（1）消耗等量的葡萄糖时无氧呼吸产生的CO2摩尔数：有氧呼吸产生的CO2摩尔数=1∶3。（2）消耗等量的葡萄糖时有氧呼吸消耗的氧气和有氧呼吸和无氧呼吸一共产生的CO2摩尔数之比=3∶4。（3）产生等量的CO2时无氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数：有氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数=3∶1。4.细胞呼吸的影响因素分析及其应用

项目规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物生长发育时期不同同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗、开花期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低器官类型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于营养器官

内部因素（2）外部因素因素原因曲线应用

温度①最适温度时，细胞呼吸最强;②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；③低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制①零上低温下贮存蔬菜、水果②大棚蔬菜夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高日产量

O2①O2浓度低时，无氧呼吸占优势；②随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；③当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)低氧下贮存蔬菜、水果，减少呼吸消耗，延长蔬菜、水果的保鲜时间水在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢粮食风干状态储藏，减少有机物消耗，防止霉烂

CO2CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸有抑制作用密闭的地窖中含高浓度CO2可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，有利于保存蔬菜、水果(或充入N2)

1.叶绿素和其他色素色素种类胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b色素颜色橙黄色黄色蓝绿色黄绿色分布叶绿体的类囊体薄膜上化学特性不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂分离方法纸层析法植物叶色正常绿色一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为4∶1，叶绿素a和叶绿素b约为3∶1，叶黄素和胡萝卜素的分子比例约为2∶1。因为叶绿素比类胡萝卜素多，所以正常的叶总是呈绿色

叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄

叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷而逐渐降解，叶子呈现红色二、光合作用2.绿叶中色素的提取和分离实验

a.绿叶中色素的提取和分离色素带上色素的分布规律之“四最”(1)最宽——叶绿素a；(2)最窄——胡萝卜素；(3)距离最近——叶绿素a与叶绿素b；(4)距离最远——胡萝卜素与叶黄素。b.色素在滤纸条上的分布：胡黄ab

c.实验中几种化学试剂的作用(1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。(2)层析液用于分离绿叶中的色素。(3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。d.异常实验现象原因(1)收集到的滤液绿色过浅的原因①未加石英砂，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶滤液，色素(叶绿素)太少，绿色过浅；③一次加入大量的无水乙醇提取，浓度太低(正确做法：分多次每次加入少量无水乙醇提取色素)。(2)滤纸条色素带重叠：滤液细线画的不够细齐直(3)滤纸上没有色素带：滤液细线接触到层析液。3.影响光合作用的因素及在生产上的应用因素图像关键点的含义在生产上的应用光照强度①A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸；②AB段表明随光照强度增强，光合作用逐渐增强；③B点细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞呼吸强度；④BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强；⑤C点为光合作用的饱和点适当提高光照强度可以提高作物产量。另延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间

叶面积指数①OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大；②A点为光合作用面积的饱和点，随叶面积的增大，光合作用不再增加。③OB段干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低，如BC段。合理密植（叶面积指数=叶片总面积/土地面积。）CO2浓度①在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度增大而加快；②当CO2浓度达到一定值时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加施用有机肥及采取其他措施，如提高大田或温室CO2浓度(有机肥可在微生物作用下产生CO2)

因素图像关键点的含义在生产上的应用温度光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。AB段(10℃～35℃)，随温度的升高而光合作用逐渐加强，B点以后(35℃以上)酶活性下降，光合作用强度开始下降，50℃时光合作用基本停止

增加昼夜温差，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸消耗，保证植物有机物的积累

叶龄①随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高；②壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合速率基本稳定；③老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶必需矿质元素直接或间接影响光合作用。如：①Mg是叶绿素合成所必需的元素；②K、P等参与碳水化合物代谢，缺乏时会影响糖类的转变和运输；③P参与叶绿体膜的构成及光合作用中间产物的转化和能量的传递合理施肥（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。（2）真正光合速率=净光合速率+呼吸速率①净光合速率：常用单位时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物(葡萄糖)积累量表示。②真正光合速率：常用单位时间内O2产生量、CO2固定量或制造、生产、合成有机物的量表示。③呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。4.光合作用与细胞呼吸的综合问题分析（3）曲线解读

A点只呼吸不光合AB段呼吸＞光合

B点光合=呼吸B点后光合＞呼吸a.当CO2浓度由1%降至0.003%时B点右移；C点下移；D点左移。b.当温度由25℃升至30℃时(光合作用最适温度25℃，呼吸作用最适温度30℃)A点下移；B点右移；C点下移；D点左移。（4）环境条件变化与点的移动1.关于细胞内以下过程的描述正确的是(

)A.能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8B.过程3、4都是以基因为单位进行的，都需要酶的催化C.图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程D.在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过2过程合成的ATP用途单一C2.(2015·海南高考)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是(

)A.降低至一定水平时再升高B.降低至一定水平时保持不变C.持续保持相对稳定状态D.升高至一定水平时保持相对稳定B3.(2015·枣庄二模)下图是棉花的某部位细胞内物质的转化和转移路径图，能量均省略，其中Ⅰ、Ⅱ表示场所，①～④表示生理过程，A～E表示物质。下列说法错误的是(

)A.此细胞可能为植物的根尖细胞B.图中Ⅰ、Ⅱ分别表示细胞质基质和线粒体C.如用18O标记物质E，则物质C中不可能出现18OD.若图中①③过程均产生1mol物质C，则②过程消耗了2/3mol葡萄糖C4.(2015·湛江一模)甲、乙两图分别表示光照强度和空气中的CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，丙图表示一天某时间段蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线。下列说法错误的是(

)A.甲图中的B点与丙图中的G点植物所处的生理状态相同B.如果在缺镁的条件下，B点将向右移动C.C点与B点相比较，叶绿体基质中C3的含量较少D.体现施用农家肥能提高蔬菜产量的是丙图D5.(2015·重庆高考)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是(

)A.黑暗条件下，①增大、④减小B.光强低于光补偿点时，①、③增大C.光强等于光补偿点时，②、③保持不变D.光强等于光饱和点时，②减小、④增大B6.（2015·安徽高考·T29节选)科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。(1)由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的_______浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测______浓度变化来计算呼吸速率。低温降低了细胞呼吸相关酶活性

CO2

O2

(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。③记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a._____________________________。b.________________________________________。选取的果实成熟度还应一致每个温度条件下至少有3个平行重复实验7.（2012·全国卷)金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。

(1)该研究探讨了

对金鱼藻________的影响。其中，因变量是

。(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照强度为______

lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气______μmol。(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是_____________________________________________________。pH的大小会影响光合作用和呼吸作用过程中所需酶的活性光照强度、CO2浓度和pH净光合速率O2的释放速率12.5×10386.(2015·武汉二模)图1表示磷水平高低对植物光合速率日变化的影响；图2表示在温度分别保持5℃、15℃、25℃和35℃时，改变光照强度(其他条件适宜)的情况下，植物吸收CO2的速率曲线。请回答下列问题：(1)图1中磷是叶绿体膜的基本骨架中

的构成成分；缺磷也会影响光反应的产物

的合成，从而影响暗反应中C3的还原和

的再生。(2)图1中不同时间缺磷、高磷处理的光合速率日变化均

(填“小于”“等于”或“大于”)适磷处理的光合速率日变化。12﹕00植物的光合作用出现明显的午休现象，与缺磷和适磷相比，高磷光合速率下降幅度大，说明