高考生物命题规律与专题诊断细胞代谢.docx

细胞代谢（基本功训练）【知识回顾】一、物质进出细胞方式（1）一个典型渗透装置必须具备条件是具有一层半透膜。（2）植物细胞内原生质层可以看作是半透膜，动物细胞细胞膜可以看作是半透膜，所以都可以发生渗透吸水。（3）细胞膜和液泡膜以及两层膜之间细胞质称为原生质层。原生质体是指植物细胞除去细胞壁以后结构。（4）物质跨膜运输方式有自由扩散，例如氧和二氧化碳进出细胞膜；协助扩散，例如葡萄糖穿过红细胞细胞膜；主动运输，例如 Na 、K 穿过细胞膜。（5）自由扩散、协助扩散和主动运输区别如下：自由扩散协助扩散主动运输运输方向顺浓度梯度高浓度低浓度顺浓度梯度高浓度低浓度逆浓度梯度低浓度高浓度载体不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗举例O2. CO2. H2O、N2甘油、乙醇、苯、尿素葡萄糖进入红细胞Na+ 、K+、Ca2+等离子；小肠吸收葡萄糖、氨基酸拓展：溶液中溶质或气体可发生自由扩散，溶液中溶剂发生渗透作用；渗透作用必须具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧溶液具有浓度差。（6）细胞通过胞吞摄取大分子，通过胞吐排出大分子。四、酶与 ATP1.酶在代谢中作用（1）酶是活细胞产生具有催化功能有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。（2）酶生理作用是催化。酶具有高效性、专一性，酶作用条件较温和。拓展：同无机催化剂相比，酶降低活化能作用更显著，因而催化效率更高。过酸、过碱或温度过高，会使酶空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在低温，如 0左右时，酶活性很低，但酶空间结构稳定，在适宜温度下酶活性可以升高。2.ATP 在能量代谢中作用（3）ATP 结构简式是 APPP，其中 A 代表腺苷，T 是三意思，P 代表磷酸基团。（4）ATP和ADP转化酶1酶2ATP ADP +Pi+能量（ATP在细胞内含量少、生成速度快、生成总量多。）注意：酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶；能量来源不同：ATP水解释放能量，来自高能磷酸键化学能，并用于生命活动；合成ATP能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同：ATP水解在细胞各处。ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。拓展：动物体内合成 ATP 途径是呼吸作用，植物物体内合成 ATP 途径是呼吸作用和光合作用。ATP 在细胞内含量不多。ATP 与 ADP 相互转化不是可逆反应，因为反应场所、酶不同。五、细胞呼吸（1）有氧呼吸是指细胞在氧参与下，通过多种酶催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP 过程。拓展：细胞进行有氧呼吸时最常直接利用物质是葡萄糖。有氧呼吸第一阶段场所是细胞质基质，反应物是葡萄糖，产物是丙酮酸和H。有氧呼吸第二阶段场所是线粒体，反应物是丙酮酸和水，产物是 CO2 和H。有氧呼吸第三阶段场所是线粒体，反应物是O2 和H，产物是H2O。酶有氧呼吸总反应式是：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量有氧呼吸三个阶段比较：有氧呼吸过程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主要是C6H12O6丙酮酸+H2OH+ O2产物丙酮酸+HCO2+HH2O释放能量少量少量大量（2）无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量过程。拓展：高等植物在水淹时，无氧呼吸产物是酒精和CO2。马铃薯、玉米胚进行无氧呼吸产物是乳酸。高等动物和人剧烈运动时，骨骼肌进行无氧呼吸产物是乳酸。酶酶无氧呼吸生成酒精反应式： 无氧呼吸生成乳酸反应式：C6H12O6 2 C3H6O3（乳酸）+少量能量； C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量无氧呼吸部位是细胞质基质（3）有氧呼吸和无氧呼吸第一个阶段完全相同，有氧呼吸二、三阶段和无氧呼吸第二阶段物质变化和场所不同。利用光合作用原理在农业上应用有：在冬季通过温室、大棚为农作物提供合适温度；种植阴生植物要遮荫；通过合理密植、套种等措施提高作物产量。利用呼吸作用原理在农业生产中应用有：对稻田举行定期排水，防止水稻幼根因缺氧而腐烂；农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。拓展： 热点：测定光合速率必须在光下进行，测定呼吸速率必须在暗中进行。 新疆哈密瓜较甜原因是日照充足、光照强、昼夜温差大。 降低大棚内温度，减少呼吸消耗（4）细胞呼吸能为生物体生命活动提供能量，能为体内其他化合物合成提供原料。六、光合作用1.光合作用基本过程（1）光合作用反应式可表示为：6CO2+12H2O 光能、叶绿体 C6H12O6 +6O2+6H2O或CO2 + H2O 光能、叶绿体 (CH2O) + O2光合作用过程图（2）概述光合作用过程（光反应和暗反应）比较项目光反应暗反应需要条件光、色素、酶多种酶时间短促较缓慢反应场所叶绿体基粒（类囊体薄膜上）叶绿体基质物质变化水光解：2H2O 光 4 H +O2ATP合成：ADP+Pi+能量酶ATPCO2固定：CO2 +C5 酶 2C3C3还原：2C3 H ，ATP,多种酶 (CH2O)+C5能量变化光能活跃化学能（储存在ATP中）活跃化学能稳定化学能(储存在有机物中)完成标志O2释放，ATP和 H 生成葡萄糖等有机物生成两者关系光反应为暗反应提供能量(ATP)和还原剂( H )；暗反应为光反应提供ADP和Pi拓展：光反应需要酶。光合作用产生葡萄糖和水中氧元素来自反应物中 CO2。暗反应能在光下进行。与光反应进行有关非生物因素：光、温度、水。与暗反应进行有关非生物因素：温度、CO2。从外界吸收来 CO2 不能直接被H还原，CO2 需要先被固定成为 C3，C3 直接被H还原。光反应中，光能转变为活跃化学能。暗反应阶段能量变化是活跃化学能转变为稳定化学能。当CO2不足时，植物体内 C3. ATP、C5. H 含量变化分别是下降、上升、上升、上升。当光照不足时，植物体内 C3. ATP、C5. H 含量变化分别是上升、下降、下降、下降。光合速率测定：一般采用指标如单位时间内氧气释放量、单位时间内 CO2 吸收量、单位时间内植物重量（有机物）变化量。2.影响光合作用速率环境因素（3）提高农作物对光能利用率措施有延长光合作用时间、增加光合作用面积、提高光合作用效率。（4）光合作用效率是植物光合作用中，产生有机物中所含能量与光合作用中吸收光能比值。提高农作物光合作用效率有：给植物提高适宜光照强度、温度，给植物提供充足 CO2. H2O 和矿质元素（无机盐）。3. 化能合成作用：除了绿色植物，自然界中少数种类细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中某些无机物氧化时所释放能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。例如生活在土壤中硝化细菌。