2024届高三一轮复习生物：大单元教学-细胞代谢专题（一）课件

“细胞代谢”专题复习(一）重点板块：光合作用与呼吸作用整合提升建构“一体两翼”的高中生物学科教学体系，把凝练生命观念、训练科学思维能力、训练科学探究能力和进行社会责任教育，融入到具体必备知识的学习过程中。高中生物学科“一体两翼”的高中生物学科核心素养教学模型和命题评价模型

一体两翼的学科理论体系与科学研究、科技应用、教师教学和高考命题的关系，第一部分

科学家的科学研究过程和研究成果（先形成案例理论，再形成模型理论），“生命现象→生命过程→生命机理→理论模型→学科模型理论”；了解科学史，完成教科书的科学实验课题，理解科学研究的思想方法，能进行科学研究方案或科学实验方案的设计。这部分内容缘于教科书，超越教科书。第二部分

工程学家和劳动者，把模型理论运用到农业、工业、社会生活、科技工程和科学研究应用五个方面，即“学科模型理论→融会贯通的学科理论体系→五个方面的应用”；了解单元理论的科研应用项目，具有理论联系实际的背景应用能力。这部分内容超越教科书。第三部分

教师面对科学成果背景和应用背景，先带领学生建构理论融会贯通理论，研究模型理论生成的科学研究完成相关的实验；研究模型理论和融会贯通学科理论体系的五个方面应用；据此组建训练系统；据此实施反馈矫正。落实学习必备知识训练关键能力。第四部分：高考命题教授，围绕一体两翼的学科理论体系，借助客观真实的案例，梳理生命现象、生命过程、支持生命过程的结构系统、生命过程蕴含的生命机理，案例蕴含的科学研究过程和思想方法，重要的案例应用类型，形成依据生命过程构建的必备知识线索，考查学生具体的生命观念、具体的科学思维能力、具体的科学探究能力、社会责任意识和具体的专业书面表达能力。综合-应用的案例⑴知识综合案例——光合作用、呼吸作用的原理、应用及光合作用与呼吸作用整合提升光合作用过程因素场所光反应及实质暗反应及实质光照强度温度CO2浓度光合速率光能利用率叶绿体结构色素吸收光谱提高复种指数合理密植科学施肥灌溉作用条件结构基础自主学习1.完成下列光合作用和有氧呼吸过程图解，并在图解下方写出反应方程式①③④⑤⑥⑦⑧②①②③④⑤⑥

6CO2+12H218OC6H12O6+618O2+6H2O叶绿体光能

C6H12O6+618O2+6H2O

6CO2+12H218O+能量酶光合作用：有氧呼吸：2C2H5OH+2CO2+能量2C3H6O3+能量酶无氧呼吸：单元教学片段——《光合作用与细胞呼吸》2C2H5OH+2CO2+能量2C3H6O3+能量合作探究阶段场所反应物产物释放能量多少第一细胞质基质葡萄糖丙酮酸〔H〕第二线粒体基质丙酮酸、H2OCO2〔H〕第三线粒体内膜O2、〔H〕H2O少量少量大量比较项目光反应暗反应区别场所

类囊体薄膜

叶绿体基质中条件光、色素、酶CO2、[H]、ATP物质变化水的光解ATP的合成CO2固定、C3还原ATP水解能量变化

光能ATP中活跃

化学能

糖类等有机

物中稳定的

化学能联系阶段场所反应物产物释放能量多少第一细胞质基质葡萄糖丙酮酸〔H〕少量第二细胞质基质丙酮酸酒精和CO2或乳酸无2.光合作用、无氧呼吸和有氧呼吸的生理过程（比较）？光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系1.光合作用和有氧呼吸中的[H]与ATP在来源与去路上的区别？光合作用细胞呼吸有机物合作探究(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)光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系深化拓展

--3.影响光合作用和细胞呼吸的环境因素（光合作用和呼吸作用物质和能量变化受哪些环境因素的影响？在图解中圈画出影响的位点分别在哪里，并分析影响机理是什么？）光照水分水分温度O2CO2温度Mg等矿质元素2+1、自变量？如何设置？2、因变量？如何检测？3、无关变量？如何控制？探究光照强度对光合作用强度的影响自变量：光照强度①用相同瓦数的LED灯，调节小烧杯与光源的距离；②保持小烧杯与光源的距离相等，用不同瓦数的LED灯。因变量：光合作用强度①用单位时间叶圆片上浮的数量②所有叶圆片上浮所需要的时间温度、CO2浓度、叶圆片大小等

相同且适宜实验原理探究环境因素对光合作用强度的影响细胞间隙充满溶液，叶片下沉细胞间隙充满氧气，叶片上浮

水、光、温度、环境中CO2浓度、叶片气孔开闭情况、影响叶绿体形成和结构的因素都会影响光合作用强度3.光合作用1.根据实验现象的分析，本实验的实验结论是什么？2.本实验的是定性实验还是定量实验？3.本实验能不能仅用一套装置通过逐渐改变（缩小或扩大）灯泡与装置之间的距离，观察小圆形叶片上浮的数量变化来得到实验结论吗？4.结合所学知识，解释为何炎热的夏季，成团的水绵会漂浮到水面？5.结合所学知识，如何指导农业生产实践？6.探究光质、温度和二氧化碳浓度对光合作用强度的影响实验的设计思路？

本实验除通过观察相同时间内，叶片上浮数量的多少来反映光合作用速率的大小；还可以通过三个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短来描述。但该实验方法只能定性比较，无法测出具体的量变。小叶片浮起数量法的原理和不足实验反思：实验变量梯度太大，组别少，因此误差大，应分别对不用因素进行探究，且应有平行试验。1.光照强度：影响光合作用的

阶段，制约

及

的产生进而制约暗反应。影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展——光反应[H]ATP

分析曲线----光照强度对光合速率的影响图中A、B、D各点的含义是什么？图中AB、BC段的含义是什么？若植物长期处于B点，植物能否正常生长?标出各虚线段的含义是什么？BC段限制光合速率的因素主要是什么？在C点以后要提高光合速率可采取哪些因素？AB:随光照强度的增加，光合作用逐渐加强。光合速率小于呼吸速率BC:随光照强度的增加，光合作用逐渐加强。光合速率大于呼吸速率不能，白天没有有机物的积累，夜间消耗有机物，故植物不能正常生长。BC：光照强度；C点以后：增加CO2浓度和适当提高温度轮作：在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物。套作：在同一块田地上，在前季作物的生长后期，在其株、行间播种或移栽后季作物。玉米、花生轮作果园套种油菜应用：③光照强度：温室生产中，适当提高光照强度，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可以合理利用光能

。间作2.C02浓度：影响光合作用的

阶段，制约

化合物生成。水分供应不足或夏季中午温度过高蒸腾作用过强，导致

关闭，以减少水分的散失。从而引起

供应不足。暗反应C3CO2气孔应用：大田—“正其行,通其风”、增施农家肥等措施增大CO2浓度。

大棚—通风换气、增施农家肥、与鸡舍鸭舍猪舍相通、使用CO2发生器等措施增大CO2浓度。光照强度保持不变的条件下在一定范围内随_______

增加，________逐渐增大；当________超过一定限度时，_________不再随光CO2浓度度的增加而增大。CO2浓度光合速率CO2浓度光合速率影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展——图3实验方案设计：有无氧气1、自变量是什么？如何控制？有氧一组不断通入空气（氧气）以保证反应始终在有氧条件进行。无氧一组先反应一段时间消耗掉培养液中的氧气以保证反应在无氧条件下进行。接气泵或橡皮球A10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水B酵母菌培养液澄清石灰水将B瓶先反应一段时间，然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶实验方案设计：是否有酒精产生的?是否有CO2产生？比较CO2多少的方法——酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应——通入石灰水或溴麝香草酚蓝溶液或用CO2传感器——石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液颜色变化时间因变量这一原理在日常生活中可以有什么用处？产物CO2多少，以及是否产生酒精等

（酵母菌的呼吸产物）

实验方案设计：保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法——葡萄糖溶液浓度、适宜的温度、pH、空气、培养时间、酵母菌的活性和其他微生物影响等无关变量第一步：配制酵母菌培养液。第二步：用A、B两个锥形瓶装入配制好的等量酵母菌培养液。第三步：按图装置连接。进行实验：学生讨论回答：1.装置1中NaOH溶液的作用是什么？装置1的液滴若移动，会向哪个方向移动？是由于什么气体引起的？移动的体积表示什么含义？2.装置2中液滴若不移动，则酵母菌进行了怎样的生理活动？若移动，会向哪个方向移动？是由于什么气体引起的？移动的体积表示什么含义？3.尝试根据装置1、2判断酵母菌的呼吸作用类型活塞有色液滴橡皮塞刻度管容器20%NaOH5mL装置1有色液滴酵母菌活塞橡皮塞刻度管容器蒸馏水5mL装置2酵母菌3.判断细胞呼吸方式装置一液滴装置二液滴结论不动不动不动右移左移右移左移不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子死亡只进行产生酒精的无氧呼吸进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸五、拓展O2吸收量O2吸收量与CO2释放量的差装置一装置二五、拓展O2吸收量O2吸收量与CO2释放量的差装置一装置二该实验误差校正：1.为防止微生物对实验结果的干扰，应对所测种子进行消毒处理；2.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展

3.氧气浓度：在一定范围内，

呼吸强度随氧气浓度升高而增大；氧气对

呼吸有抑制作用，CO2对有氧呼吸有抑制作用。无氧有氧曲线分析----O2的浓度对于部分生物呼吸的影响当氧气浓度为0时，细胞只进行________。当氧气浓度在0～P之间_____________________________________。当氧气浓度大于或等于P时，只进行______。当氧气浓度为M时，植物进行无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的_____倍。当氧气浓度为_____时，有机物消耗量最少，在该氧气浓度下保存瓜果、蔬菜、粮食效果较好。应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少

，但不能无O2，否则产生

过多，导致腐烂。中耕松土无氧呼吸既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸有氧呼吸N3有机物的消耗酒精4.温度：通过影响________进而影响光合作用和呼吸作用的速率光合作用和细胞呼吸过程各阶段都需要酶的催化作用；这些酶的种类不同，体现了酶______性,酶还具有___________________特性酶的化学本质是______________________低温和高温、过酸、过碱对酶活性影响有何不同？当温度逐渐变化时对光合作用和呼吸作用的影响？应用：温室栽培如何调控温度增加产量？影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展酶活性专一高效性、作用条件温和多数是蛋白质、少数是RNA冬天，适当提高温度；夏天，适当降低温度。夜间,适当降低温度，以降低呼吸消耗。5.水影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展（1）植物的根吸水方式主要___________根毛区细胞________相当于半透膜。水分沿着导管上行，与________(填细胞结构）有关。根吸收水分的作用是：______________________________________________________________________渗透吸水原生质层细胞壁细胞中良好溶剂；许多化学反应离不开水；细胞结构的组成物质5.水（2）水对光合作用、呼吸作用有什么影响？水是光反应的反应物，缺水会影响光反应继而影响暗反应，影响光合作用速率。缺水导致植物气孔关闭→CO2吸收减少→影响暗反应水是有氧呼吸的反应物，缺水会影响ATP的生成。自由水是良好的溶剂（3）应用：合理灌溉影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展[知识必备]气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气。气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。1.气孔的结构及分布

气孔由两个肾形的保卫细胞(内含叶绿体)构成。气孔一般分布在陆生植物如阳生植物下表皮，浮水植物只在上表皮分布。2.气孔的开闭

植物气孔的开闭运动关键在于保卫细胞吸水膨胀变化。由于保卫细胞的内外壁厚度不一样，当保卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁就会伸长，细胞向内弯曲，于是气孔就张开；当保卫细胞失水时，气孔就关闭了。深化拓展---气孔与细胞代谢3.调节气孔开闭的因素(1)光：植物气孔一般是按昼夜节律开闭：白天打开气孔进行光合作用，晚上通过关闭气孔来减少水分损失。(2)CO2浓度：低浓度CO2气孔开启，高浓度CO2气孔关闭(3)含水量：干旱或蒸腾过强，失水多气孔关闭，雨后水分过饱和气孔也会关闭(保卫细胞膨胀过度)。(4)植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸（ABA）却引起气孔关闭。

深化拓展---气孔与细胞代谢6.矿质元素（1）矿质元素的来源？

植物的残枝落叶、动物遗体残骸、化肥等（2）有机肥料通过微生物分解为植物提供？（3）植物的根对矿质元素的吸收施肥时要浇水的原因是？施肥过多会影响光合作用的原因？植物细胞吸收矿质元素与吸收水分是两个__________的过程N、P、K等矿质元素光合速率影响光合作用和细胞呼吸的环境因素深化拓展

在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因___________而导致光合作用速率下降。失水过多相对独立质壁分离及复原的情况判断外界溶液浓度的高低盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片1234滴清水撕取洋葱鳞片叶外表皮低倍镜观察5在盖玻片的一侧滴加不同浓度的NaHCO3溶液，在另一侧用吸水纸吸引6低倍镜观察7在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引8低倍镜观察实验步骤探究.实践——探究植物细胞的吸水和失水7.多因子的影响

关键点含义：

P点之前，限制因素：横坐标所表示的因子当到Q点时，限制因素：除横坐标以外的因子

PQ段：限制因素：多因子练一练例5.

[2023北京]

在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（）A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大C思考：低光照强度下（小于c），光合速率主要受什么外界因素限制？思考：高光照强度下（大于d），光合速率主要受什么外界因素限制？思考：a点和d点分别为光补偿点和光饱和点，请说出a点和d点的含义。a点和d点的移动：增大CO2浓度？土壤缺Mg2＋？光照强度CO2浓度光补偿点：光合速率等于呼吸速率时所对应的光照强度光饱和点：达到最大光合速率的最小光照强度环境条件若变好，补偿饱和两边跑，环境条件若变差，补偿饱和中间夹典型光合曲线分析0:0012:000:00夏季一天中密闭玻璃容器（含植物）内CO2含量的变化时刻问题：分析各时段光合速率变化的原因。一天下来，植物能否生长？CO2含量ABCDE净光合速率=–曲线的斜率净光合速率大于零净光合速率小于零净光合速率小于零深化拓展

--影响光合作用和细胞呼吸的环境因素DEOACDE②③①2.教学内容设计：

构建学科理论模型

构建习题训练系统

联系生产生活实际知识的

生成物质出入细胞的方式酶在代谢中的作用ATP在能量代谢中的作用细胞呼吸的基本过程光合作用的基本过程

影响光合作用速率的环境因素第二阶段第三阶段第一阶段

单元设计原理图1聚焦大概念的整体备课思路课程层面列出学科观点、大概念，分析模块间的关系模块层面分析模块教学内容，列出模块体现的学科观点和大概念单元层面区分事实和概念，列出单元重要概念，设计单元核心问题，思考评价方法课时层面思考本节核心问题，围绕概念组织教学，为单元重要概念形成作出贡献模块大概念大概念次位概念科学事实教学活动重要概念图9大概念教学层次示意图大概念

植物的生命活动需要能量和营养物质，并受到植物激素等因素的调节重要概念

植物细胞的能量转换基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域次位概念说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能单元教学设计——《光合作用与能量转化》叶绿体通过类囊体薄膜上的光合色素捕获光能光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，从而使光能转化为ATP中的化学能植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能基本概念次位概念光反应产生的NADPH和ATP驱动在叶绿体基质内进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类植物细胞的能量转换（光合作用）基于化学反应（光反应和暗反应），这些反应发生在细胞的特定区域（叶绿体）重要概念

《光合作用与能量转化》一节概念构建过程示意图结构基础物质能量基础实验：绿叶中色素的提取和分离层析的滤纸条上具有4条色素带绿叶中有4种捕获光能的光合色素资料：色素溶液的吸收光谱叶绿素：红光和蓝紫光峰；类胡萝卜素：蓝紫光峰资料：电子显微镜下叶绿体的结构叶绿体中含有由多个类囊体构成的基粒（扩大受光面积）叶绿体的结构适于进行光合作用叶绿体通过类囊体薄膜上的光合色素捕获光能活动设计科学事实下位概念基本概念光合色素储存结构色素能否捕获光能单元教学设计——《光合作用与能量转化》图11“叶绿体通过类囊体薄膜上的光合色素捕获光能”的概念构建过程示意图叶绿体中色素的提取和分离【相关实验】思考2、为什么不同色素呈现不同的颜色？4.实验结论（1）吸收光谱色素的颜色是由其反射的光所决定4.实验结论（1）吸收光谱①叶绿素主要吸收红光和蓝紫光②叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同③类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光P一99，学科交叉：叶绿体中的色素只吸收

，而对红外光和紫外光等不吸收。可见光一.绿叶中色素的提取和分离【考点讲解】教材隐性知识：源于必修1P99“图5－12”、“旁栏思考”及P101“拓展应用”(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a

(填“宽”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b_____，弱光下的吸收能力

，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？宽降低增强提示：这种波长的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物。例1.某同学推测,适当遮光可能导致叶绿素含量增加,以适应弱光环境。请设计一个简单的实验验证该同学的推测是否正确,简单的写出实验思路:

。

提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的草莓叶片中的色素,观察并比较叶绿素色素带（最下边两条色素带）的宽度和颜色的深浅【素养提升】实验必考考向归纳例：P74现有载有水绵和需氧型细菌的临时装片、红光源和绿光源，请设计实验验证植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率，简要写出实验方案和预期实验结果与结论。实验方案：_________________________________________________预期实验结果与结论：______________________________________

将临时装片置于没有空气的黑暗环境中，分别用同等强度的红光束和绿光束照射水绵。需氧型细菌更多聚集在红光束照射的部位，证明植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率。一.绿叶中色素的提取和分离【考点讲解】（2）实验验证1881年,德国科学家恩格尔曼(T.Engelmann,1843-1909)做了这样的实验。他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，结果见下图：水绵(叶绿体呈螺旋带状分布)4.实验结论恩格尔曼实验一示意图

如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的水绵细胞附近？例2.如何设计实验检验叶绿体对不同颜色的光的吸收具有差异性？简单的写出实验思路:

。

【素养提升】实验必考考向归纳答案：可用三棱镜对白光进行折射形成不同的色光，然后用不同的色光照射处于黑暗环境中的水绵，观察需氧细菌的分布状况。例3.如何设计实验检验叶绿体中的叶绿素a（或某种色素）对不同颜色的光的吸收具有差异性？简单的写出实验思路:

。

答案：测量比较常见的方法是利用分光光度计，可用分光光度计形成不同的色光，然后用不同的色光照射得到的叶绿素a提取液，依据吸光度测量结果和经验公式，计算色素提取液中相关色素的含量。叶绿素a吸收光谱变换光的波长,测定色素的吸收光谱模拟题提示：模拟题认为纸层析时，色素带宽度代表色素含量，但是这种说法没有科学依据。待测色素提取液色素的颜色由反射光的颜色所决定。光合色素功能：吸收、传递（四种色素）、转化光能（只有少数特殊状态的叶绿素a）（3）光合色素的功能叶绿素a:C55H72O5N4Mg叶绿素b:C55H70O6N4Mg胡萝卜素：C40H56叶黄素：C40H56O24.实验结论一.绿叶中色素的提取和分离【考点讲解】例：P74研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。实验思路：将一部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，另一部分韭菜幼苗置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带。预期结果：甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带。总结1：光合色素影响叶绿素合成的三大因素叶绿素不稳定，易分解比较项目光合色素细胞液色素存在部位叶绿体液泡溶解性脂溶性水溶性代表种类类胡萝卜素和叶绿素花青素颜色橙黄、黄、绿红、蓝、紫颜色变化不随pH改变变化颜色随pH改变变化颜色总结2：植物色素红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。1.教材深挖：新教材P一101