细胞代谢专题复习

专题二细胞代谢

一考纲内容考情解读二考点清单归纳整合三热点考题教师点评四两年真题考情诊断枞阳县周潭中学项姐一考纲内容考情解读考纲内容要求1物质出入细胞的方式Ⅱ2酶在代谢中的作用Ⅱ3ATP在能量代谢中作用Ⅱ4光合作用的基本过程Ⅱ5影响光合作用速率的环境因素Ⅱ6细胞呼吸Ⅱ1.考纲内容2.考情解读细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点。本专题主要知识有：细胞的物质运输、酶、ATP、光合作用和呼吸作用等。从考试内容来看，本模块的所有知识点均有考查的可能性，特别是光合作用和呼吸作用。从考查角度上看，大多围绕光合作用和呼吸作用的过程，通过生理过程的发生部位、反应物、生成物、影响因素、相互联系等方面对学生能力进行考查，从近几年的高考试题可以看出，这部分内容的题目设计多趋向于与其他知识的综合。从考查的形式看，本模块内容的考试题既有选择题，又有简答题，其中包括图表题、分析说明题和实验设计题等。在考查酶、ATP等知识时，大多以选择题的形式出现；考查光合作用和呼吸作用等生理过程时，多以简答题形式出现，往往与实验设计、实验分析结合，进行综合考查。

复习时要善于列表比较，还要准确把握各种示意图、坐标图等所含信息。另外，这部分内容涉及较多的生物学实验，注意提高设计实验的能力并及时总结规律。二考点清单归纳整合细胞的吸水和失水（渗透系统的装置原理，原生质层概念）2物质跨膜运输的其他实例（生物膜的功能特点）3物质运输的方式考点一物质出入细胞的方式方式方向蛋白质ATP举例被动运输高浓度→低浓度（协助扩散）载体蛋白不需要红细胞吸收葡萄糖高浓度→低浓度（自由扩散）不需载体蛋白不需要O2、CO2、甘油等主动运输低浓度→高浓度载体蛋白需要细胞吸收氨基酸、K+等胞吞细胞外→细胞内识别蛋白需要白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等胞吐细胞内→细胞外需要消化酶、神经递质、激素的分泌等4

物质出入细胞方式的判断5

影响物质跨膜运输的因素教师心得：

渗透作用原理及应用在近几年高考中考察频率较高，如2012年北京卷T31、2011年新课标卷T1和T4、全国卷T2、2010年上海T6。对本考点内容考查常结合实验探究进行综合分析，考查实验探究分析能力及运用知识的能力，因此在今后高考中仍为命题热点。误区警示：

胞吞和胞吐不是跨膜运输，跨膜运输包括主动运输和被动运输，是有物质直接穿过细胞膜完成的，是小分子物质进出细胞的物质运输方式，其动力来自于物质浓度差或ATP。RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核实通过核孔，而不是通过胞吐、胞吞。Na+，K+等无机盐离子一般以主动运输进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。考点二酶1酶的发现过程2酶的概念：活细胞产生的一类具有生物催化作用的特殊有机物。（1）来源：由活细胞产生。（除某些没有细胞核的细胞外，如哺乳动物成熟的红细胞、血小板，植物筛管细胞）（2）作用：催化生物化学反应（降低化学反应活化能）（3）本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA（暂时还没有把DNA列入）。3酶的合成（1）合成的原料：氨基酸或核糖核苷酸（2）合成的场所：核糖体（与唾液淀粉酶等胞外酶合成和分泌有关的主要细胞结构有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体和细胞膜。）（3）合成的过程：遵循中心法则，通过转录和翻译合成的（4）合成的控制：酶的合成是在基因控制下进行的4酶和激素的比较

（1）化学成分：前者主要是蛋白质，少数是RNA；后者有多肽及蛋白类、氨基酸衍生物、脂质等。

（2）生理功能：前者对生化反应起催化作用；后者对生命活动起调节作用。

（3）相互关系：能合成激素的细胞一定也能合成酶，但能合成酶的细胞不一定能合成激素。要注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：

维生素脂质激素蛋白质酶

5酶的类型（1）按其发挥作用的场所不同分为：胞外酶胞内酶（2）具有酶活性的蛋白质分为简单蛋白质类和结合蛋白质类：简单蛋白质类的酶结合蛋白质类的酶6酶的特性（1）高效性：（2）专一性：（3）温和性：

7影响酶作用的因素:

主要因素是温度、pH。另外还有酶的浓度、底物浓度、生成物浓度、酶抑制剂和激活剂（许多小分子物质、离子对酶的催化作用有促进或抑制作用）等。酶的相关实验

（1）比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率方法步骤：步骤注意问题解释取4支洁净试管，编号，分别加入2mLH2O2溶液不让H2O2接触皮肤H2O2有一定的腐蚀性将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出情况，与1号对照向3号、4号试管内分别滴入2滴FeCl3溶液和2滴肝脏研磨液，观察气泡产生情况不可用同一支滴管由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性。肝脏研磨液必须是新鲜的因为过氧化氢酶是蛋白质，放置过久，可受细菌作用而分解，使肝脏组织中酶分子数减少，活性降低。肝脏要研磨研磨可破坏肝细胞结构，使细胞内的酶释放出来，增加酶与底物的接触面积。2～3min后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，观察复燃情况。放卫生香时，动作要快，不要插到气泡中现象：4号试管产生气泡多，冒泡时间短，卫生香猛烈复燃，3号试管产生气泡少，冒泡时间长，卫生香几乎无变化。（2）温度对酶活性的影响序号项目试管代号1231注入2mL可溶性淀粉溶液√√√2放入不同的环境5min60℃热水沸水冰块3注入1mL新鲜淀粉酶摇均，维持5min√√√4滴入1滴碘液√√√5观察试管中颜色有何变化6结果不变色变蓝变蓝（3）pH对酶活性的影响序号项目试管代号123√√√1注入1mL新鲜淀粉酶溶液√2注入1mL蒸馏水√3注入1mL氢氧化钠√4注入1mL盐酸√√√5注入2mL可溶性淀粉溶液√√√7加2mL斐林试剂√√√8放沸水中煮5min√√√9观察试管中颜色有何变化10结果砖红色浅蓝色浅蓝色教师心得：

近年来高考命题主要集中在酶的作用、特性、影响酶促反应的因素等知识点上,许多以曲线分析形式考查,如2012海南卷T4,2011新课表卷T2,天津卷T1,海南卷T5,江苏卷T31,上海卷T22等.复习时要联系生产生活实际,结合酶的图表,曲线分析,考查对酶的相关知识的理解与应用是历年高考命题的热点,预计2014年高考仍可能以图表曲线为知识载体,以实验为背景进行命题.误区警示：1.正确理解酶的作用，酶只能提高化学反应速率，缩短化学平衡达到的时间，不能改变反应结果。2.PH过高，过低，温度过高会是酶变性失活，温度过低只是使酶活性降低，并不失活。3.酶促反应不同于酶的活性：温度，PH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，底物浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。考点三ATP1ATP的结构

ATP的结构简式：A－P～P～P。其中A代表腺苷，T代表三个，P表示磷酸．所以称之为三磷酸腺苷。ATP的生理功能3ATP与ADP相互转化及生理作用归纳酶1反应式：ADP＋Pi＋能量 ATP

酶24不同生物形成ATP的能量来源（1）真核生物（2）原核生物（3）病毒——宿主提供5ATP产生速率与O2供给量之间的关系教师心得：

近年来对ATP的相关知识点单独命题的考察较少，结合细胞呼吸、光合作用、细胞结构等知识进行综合考察较多。预计2014年高考仍然以选择题的形式，结合细胞代谢过程及相关结构的可能性较大。误区警示：1.ATP是一种高能磷酸化合物，ATP的结构简式：A－P～P～P，高能磷酸键断裂后能释放很高的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不能将将两者等同起来。2.ATP是生物界共用的主要直接能源物质，但不是唯一直接能源物质，如蛋白质合成中还可以用UTP.考点四细胞呼吸1有氧呼吸三个阶段的比较第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸和水H和O2生成物丙酮酸HCO2HH2O生成ATP数量少量少量大量需氧与否否否是2有氧呼吸与无氧呼吸的比较3影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用因素对呼吸作用的影响在生产中的应用温度温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性而影响呼吸作用。在一定范围内，细胞的呼吸速率随温度的升高而明显加快，但超过一定的温度后，细胞的呼吸速率反而会减慢O2浓度在一定范围内，随O2浓度的增加，有氧呼吸速率增加，超过一定浓度，O2浓度再增加，有氧呼吸速率不再增加（1）在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到增产的目的；（2）无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收；（3）贮藏蔬菜和水果时，通过控制细胞呼吸强度以降低其代谢强度，达到保鲜的目的，如置于低温环境或降低空气中的含氧量及增加CO2的浓度，降低器官代谢速率，延缓老化达到保鲜效果；（4）作物种子的贮藏，必须降低含水量，使种子呈风干状态，使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗CO2

浓度增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应含水量在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而增加，随含水量的减少而降低教师心得：

1.分析近几年高考试题，细胞呼吸原理是命题热点之一，如2012江苏卷T23、2011山东卷T4、海南卷T3、江苏卷T26、2010新课标全国卷T2等。常通过某些生物（如酵母菌）呼吸方式考查细胞呼吸原理，细胞呼吸全过程的命题，在今年高考中仍可能会以选择题的形式出现。2.影响细胞呼吸的因素是历年高考命题的热点，如2011安徽卷T3，江苏卷T26等。对影响细胞呼吸因素的考查常结合生产生活应用和曲线分析进行命题，预计今年高考还可能为命题形式。

误区警示：1.无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，如成熟的红细胞，蛔虫。原核细胞无线粒体也能进行有氧呼吸，如蓝藻、好氧细菌等。2.不产生CO2的呼吸一定是无氧呼吸，如乳酸发酵。3.产生CO2的呼吸不一定就是有氧呼吸，如无氧呼吸的酒精发酵。有氧呼吸和无氧呼吸都是物质氧化分解的过程。考点五光合作用1捕获光能的色素色素的提取和分离实验色素的种类、功能、分布光合作用色素的吸收光谱2光合作用过程

光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者的比较如下：阶段项目光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光、酶有光无光均可、酶进行场所类囊体的薄膜上叶绿体内的基质中物质变化能量转换光能转变为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能联系物质联系：光反应阶段产生的[H]，在暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段将其储存的化学能释放出来，帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能3影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用4光合作用和呼吸作用之间的关系密闭容器中真实光合作用和净光合作用及呼吸作用的关系图像（Ｘ代表呼吸作用速率Ｙ代表真实光合作用速率Ｚ代表净光合作用速率）

（1）总光合速率（即真光合速率）和净光合速率的关系（如上）（2）光补偿点和光饱和点光补偿点：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素（如光照、CO2浓度），使光合作用增强（减弱），而呼吸作用不变，则光补偿点应左移（右移）；若改变某一因素（如温度），使呼吸作用增强（减弱），则光补偿点应右移（左移）。光饱和点：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增强（减弱），则光饱和点应右移（左移）。（3）外界条件变化引起Ｃ３、Ｃ５和［Ｈ］含量的变化教师心得：1.光合作用原理及应用是近年来高考命题的高频考点和热点，如2012浙江卷T30、四川卷等T30、而2011年就多达八道试题，如新课标全国卷T3、T29、浙江卷T1、海南卷T21等。结合过程模型，曲线分析和生产生活应用对光合作用原理进行命题考查，在今年高考中仍可能成为命题趋势。2.光合作用和呼吸作用的关系及影响因素更是高考命题的高频考点和热点，如2012山东卷T3、天津卷T5、海南卷T6、全国卷T31、江苏卷33等，2011年福建卷T2、天津卷T9、全国卷T33等。高考命题对本考点的考查，常以图表、坐标曲线、实验分析的形式命题，预计2014年高考命题仍会从以上角度命题。误区警示:1.不同植物光补偿点不同，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。不同植物光饱和点不同，一般阳生植物的光饱和点比阴生植物高。2.光反应产生ATP只用于暗反应，不用于细胞的其他生命活动。3.光下有氧气释放并不是只进行光合作用过程，细胞呼吸也在进行，只不过是光合作用强度大于呼吸作用强度。三热点考题教师点评【例1】（2013全国课标卷Ⅰ3）关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是（）A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中D.叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子【答案】C【例2】(2013江苏卷27)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

（1）漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为△h，此时S1和S2浓度大小关系为（

）。

（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的（

），两者在物质透过功能上的差异是（

）。（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验试剂：蒸馏水，0．3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有（

）。（填代号）。②选两片洁净的载玻片，（

），在载玻片中央分别滴加（

），制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是（

）。（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是。【答案】(1)S1>S2(2)原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能

(3)①X②标号蒸馏水③质壁分离(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原【教师点评】例一是对物质跨膜运输的方式进行的考察，更注重考查主动运输的条件和影响因素等相关知识，旨在考查学生对主动运输条件及影响因素的识记和理解能力。例二是对渗透作用原理及应用进行的考察，在近几年高考中该知识点考察频率较高。对本考点内容考查常结合实验探究进行整合分析，考查实验探究分析能力及运用知识的能力，因此在今后高考中仍为命题热点。【例3】（2007·海南高考）下面关于ATP的叙述，错误的是（）A、细胞质和细胞核中都有ATP的分布B、ATP合成所需的能量由磷酸提供C、ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D、正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化【答案】选B【例4】（2008·广东高考）关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（）A、无氧条件下，光合作用是细胞中ATP的惟一来源B、有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都产生ATPC、线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D、细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体【答案】选B【教师点评】从以上两道例题看出，高考中较关注ATP的分布、结构、ATP与ADP的相互转化、ATP在光合作用、呼吸作用中的变化、ATP形成的条件等。在高考二轮复习中对ATP专题的复习，要强调对重要知识的深化、对相似或相近的知识的归类、整理和比较，在复习重点知识的同时，配以练习强化训练。【例5】（2010·石家庄调研）为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表（表中数据为相对值）。下列有关分析，错误的是（）O2含量CO2释放量温度0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%3℃6.23.61.24.45.45.310℃31.253.75.921.533.332.920℃46.435.26.4965.556.230℃59.841.48.856.6100.0101.6A．根据变化规律，表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的B．温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合C．O2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高D．在20℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱【答案】C【例6】如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两套装置的培养条件一致（不考虑环境中物理因素的影响），下列相关叙述不正确的是（）A.若装置1中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量B.若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向右移C.若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向左移D.若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置1中红色液滴向左移，装置2中红色液滴向右移【答案】C【教师点评】从以上两道例题看出，在高考对呼吸作用考查时，通过某些生物（如酵母菌）呼吸方式考查细胞呼吸原理，细胞呼吸全过程，常以选择题的形式出现。对影响细胞呼吸因素的考查常结合生产生活应用和曲线分析进行命题，本题是以图表的形式出现，在解答图表类题目中，能正确理解生物学常用图表所提供的信息，能运用相关的生物学知识和原理作进一步的分析和判断，能对所给数据进行加工或换算，能够根据数据做出适当的推论。【例7】（2010·山东青岛调研）某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24h测定，得到如图所示曲线，则以下说法有几种是正确的（）①c、e两点的光合速率为零②c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率③de段光