专题复习三 细胞的代谢.docx

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专题复习三细胞的代谢

1、考点剖析

考点1酶的本质特性和影响酶的因素、ATP

【真题导航】（2011新课标全国卷）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示。

下列分析错误的是

A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解

B.甲酶是不可能具有催化功能的RNA

C.乙酶的化学本质为蛋白质

D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变

解析：

本题考查酶的化学本质、专一性及识图、析图的能力。

由图可以看出，在该酶的作用下，甲酶的活性没有变化，乙酶的活性逐渐降低；说明该蛋白酶能使乙酶降解，且乙酶的化学本质是蛋白质；甲酶的化学本质不是蛋白质，只能是RNA。

答案：

B

【载体透析】酶的本质、特性及影响酶促反应的因素

1．酶的相关概念及误区:

项目

正确说法

错误说法

化学本质

绝大多数是蛋白质，少数是RNA

酶的本质是蛋白质

产生细胞

一般来说，凡是活细胞都能产生酶（不考虑成熟红细胞）

具有分泌功能的细胞才能产生

合成原料

氨基酸，核糖核苷酸

氨基酸

合成场所

核糖体，细胞核

核糖体

生理功能

生物催化剂，只起催化作用

酶具有调节、催化等多种功能

来源

生物体内合成

有的来源于食物

作用场所

既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用

只在细胞内起催化作用

温度影响

低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温使酶失活

低温引起酶的变性失活

2．影响酶催化活性的因素

（1）酶浓度

在有足够多的底物而又不受其他因素的影响下，酶促反应速率与酶的浓度成正比，如图所示。

（2）底物浓度

当酶浓度、温度、pH等恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正比；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶全部参与催化，反应速率达到最大，此时即使再增加底物浓度，反应速率也不会增加了，如图所示。

（3）pH

每种酶只能在一定限度的pH范围内表现出活性，其中酶的活性最强时的pH即为该酶的最适pH。

过酸、过碱都会使酶的分子结构遭到破坏而失活，且该种变性是不可逆的，如图所示。

（4）温度

在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快，其中反应速率最快时的温度即为该种酶的最适温度。

温度偏高或偏低，都会使酶的活性降低，温度过高甚至会使酶失去活性，如图所示。

特别提示：

高温使酶失活是由于破坏了酶的分子结构，即使恢复到最适温度，该酶的活性也不会恢复，而低温条件不会破坏酶的分子结构，在恢复至适宜温度时，酶的活性可以恢复。

3．影响酶活性的因素的实验变量

（1）自变量：

要研究的因素。

（2）因变量：

酶的催化效率。

（3）无关变量：

除自变量外其他影响酶催化效率的因素都为无关变量，在实验设计过程中，应严格控制无关变量，实验研究要做到科学、严谨。

4、ATP

（1）.ATP的结构简式：

A-P~P~P中文名称：

三磷酸腺苷，~代表高能磷酸键

酶1

（2）.ATP与ADP的相互转化

ADP+Pi+能量ATP

酶2

注意：

此反应不是可逆反应原因有：

（1）反应过程中的酶不同

（2）ATP释放的能量不能再用于合成ATP（3）反应的场所不同

（3）．ATP合成的场所：

在动物细胞中可以在线粒体和细胞质基质中产生，在植物细胞中除了线粒体和细胞质基质，叶绿体也可以产生ATP

【针对集训】

2.对下列曲线图的相关描述，正确的是（　　）

A．图

（1）纵坐标可以是K＋吸收量，横坐标可以是呼吸作用强度

B．图

（2）纵坐标可以是酶活性，横坐标可以是温度

C．若图（3）中横坐标表示底物浓度，纵坐标表示反应速度，则①②可表示等量酶在不同温度下的反应速度曲线

D．若图（3）中横坐标表示底物浓度，纵坐标表示反应速度，①表示正常情况下反应速度与底物浓度的关系，则③④可表示加入抑制剂后的反应速度与底物浓度关系

解析：

图

（1）纵坐标若是K＋吸收量，横坐标应是有氧呼吸强度。

图

（2）纵坐标若是酶活性，横坐标若是温度，低温时酶活性不能为零。

等量酶在不同温度下的最大反应速度是不同的，而图（3）中①②最大反应速度相同，故错误。

若图（3）中横坐标表示底物浓度，纵坐标表示反应速度，①表示正常情况下反应速度与底物浓度的关系，加入抑制剂后的反应速度减慢，达到相同速度须增大反应物浓度，也可能使最大反应速度降低。

答案：

D

考点3光合作用过程

【真题导航】（2011年新课标全国卷）在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。

回答问题：

（1）图中物质A是＿＿＿＿＿＿

（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的＿＿　（低、高）

解析：

（1）一个CO2和一个C5结合生成两个C3，细胞中C3合物的含量是C5化合物的2倍，A的相对浓度高于B，所以A是C3化合物。

当外界CO2浓度下降时，A的含量迅速下降，也可判断出A是C3化合物。

（2）外界CO2浓度低，通过固定生成的C3化合物少，相应的C3化合物还原需要的光反应产物即ATP和[H]也少。

（3）虽然外界CO2浓度低，但暗反应达到稳定时，各种化合物的比例不变，细胞中C3化合物的含量是C5化合物的2倍。

（4）本题易错处是对光合作用过程中涉及的诸多物质量的变化不能进行相互联系、动态的分析，如本题中涉及的突然改变某一条件，叶绿体中诸多物质的含量（C3，C5，[H]，ATP，ADP，C6H12O6生成量）便随之改变。

若要准确快速地判断相关物质量是增加还是减少，最有效的办法就是动态地理解教材中“光合作用过程的图解”。

答案：

⑴C3化合物

⑵暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定。

根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。

当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累。

⑶高⑷低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少。

【载体透析】

1．光合作用过程图解

2．光反应与暗反应的比较

光反应

暗反应

场所

类囊体薄膜

叶绿体基质

物质

转变

H2O

2[H]＋1/2O2

ADP＋Pi

ATP

CO2

C3

（CH2O）

ATP

ADP＋Pi

能量

转变

光能→（电能）→活跃化学能

活跃化学能→稳定化学能

3.环境条件改变与光合作用中各物质含量变化的关系

条件

C3

C5

[H]和ATP

C6H12O6合成量

停止光照，CO2供应不变

增加

减少

减少或没有

减少或没有

突然光照，CO2供应不变

减少

增加

增加

增加

光照不变，停止CO2供应

减少

增加

增加

减少或没有

光照不变，CO2供应过量

增加

减少

减少

增加

光照不变，CO2供应不变，C6H12O6运输受阻

增加

减少

增加

减少

[特别提示]　以上只是在条件变化后短时间内相对含量的变化，而不是合成速率的变化。

【针对集训】

3、（2011新课标全国卷）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是

A.光反应强度升高，暗反应迁都降低

B.光反应强度降低，暗反应迁都降低升高

C.反应强度不变，暗反应迁都降低降低

D.反应强度降低，暗反应迁都降低不变

解析：

本题考查叶绿素的组成和光合作用过程。

镁是叶绿素的组成成分；在缺镁的营养液中，由于叶绿素不能正常合成而导致叶片中叶绿素含量下降，光合作用光反应强度降低，光反应产物ATP和［H］减少，暗反应也减弱。

答案：

B

考点4色素的提取和分离影响光合作用的环境因素及相关应用

【真题导航】（2011福建卷）右图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率（时间单位、单位叶面积吸收

的量）的变化曲线，下列叙述错误的是

A.在9：

30～11：

00之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓

B.在11：

00～12：

30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米得多

C.在17：

00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同

D.在18：

30时，玉米即能进行光反应，也能进行暗反应

解析：

由图可知，在11:

00—12:

30之间，玉米的有机物积累量比花生多。

在9:

30—11：

00之间，花生净光合速率下降的原因是气孔关闭，CO2供应量减少，使得暗反应减缓。

在18:

30时玉米的净光合速率为零，说明光合作用强度和呼吸作用强度相等，此时仍然在进行光合作用，所以既有光反应也有暗反应。

答案：

B

【载体透析】

1．叶绿体色素的种类和功能

（1）色素的提取和分离

①提取：

叶绿体中的色素能够溶解在等有机溶剂，因此可用作提取液。

②分离：

叶绿体中的色素在中的溶解度不同，的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

③种类：

叶绿体中的色素共有4种，在滤纸条上自上而下依次是、叶黄素、和叶绿素b。

（2）色素的功能：

吸收、传递和转换光能，其中叶绿素主要吸收，类胡萝卜素主要吸收。

2．色素提取和分离的几种结果分析

（1）提取液颜色浅的原因

①研磨不充分，色素未充分提取出来。

②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。

③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。

（2）色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。

（3）滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。

3．影响光合作用的环境因素及相关应用

温度（主要影响酶的活性）、光照强度、CO2浓度、矿质营养、色素、水分等均可制约光合速率，现分析如下：

（1）曲线模型

（2）关键点的含义

P点：

此点之前，限制光合速率的因素为横坐标所标示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。

Q点：

此时横坐标所标示的因子不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所标示的其他因子。

（3）应用

农业生产实践中可据实际情况，适当改变相应因素以提高光合速率达到增产目的，如温室大棚中冬季日照较强时适当提高温度，增施CO2气肥，阴雨天补充光照等均可提高光合速率。

【针对集训】

4.（2011江苏卷）某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。

下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是（多选）（）

遮光比例（%）

叶绿素a/b

叶绿素含量

（mg/g）

净光合速率（μpol·m―2·8―1）

植株干重（g）

0

4.8

2.1

8.0

7.5

10

5.3

2.3

9.6

9.9

30

5.2

2.4

8.9

9.2

50

4.4

2.6

5.2

7.2

70

4.1

2.9

2.7

4.8

90

3.3

3.0

0

3.2

A．适当的遮光处理，可提高其干重

B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关[来源:

中教网]

C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标

D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用

解析：

本题考查同学们从表格中获取有效信息的能力。

遮光10%时，植株的净光合速率和干重都最大，A正确；叶绿素含量为2.3~3.0变化时，净光合速率减弱，B错误；遮光10%~90%变化时，叶绿素a/b值降低，C正确；遮光90%时，铁线莲净光合为0，此时，光合速率等于呼吸速率，D错误。

答案：

AC

考点5细胞呼吸的原理及其在生产中的应用

【真题导航】（2011山东卷）某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图）。

下列分析错误的是

A．滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果

B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境

C．若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降

D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中

解析:

酵母菌无氧呼吸产物为酒精和CO2，研究其过程的实验中，首先要控制无氧的条件，其次其他无关变量要适宜，所以A选项是正确的，冒出的气泡表明进行了细胞呼吸；放出的气体是CO2，加水目的是制造无氧的环境，所以B选项是正确的；C选项中把适宜的温度换成冷水，影响酶的活性使其活性降低，所以是正确的；D选项中葡萄糖氧化分解释放出来的能量一部分以热能形式散失,一部分可转移的能量形成ATP，未释放出来的能量储存在酒精中，所以D选项错误。

答案:

D

【载体透析】

1、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：

有氧呼吸

无氧呼吸

场所

过程

释放能量

多（2870kJ），三个阶段都产生ATP

少（197kJ或225kJ），只在第一阶段产生ATP

产物鉴定

①CO2可用澄清石灰水或鉴定，后者颜色变化为由蓝变绿再变黄

②酒精可用检验，颜色变化为

2、影响细胞呼吸的因素

因素

原因

应用

温　度

最适温度时，细胞呼吸最强，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；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制

①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，提高产量

O2

O2浓度低时，无氧呼吸占优势；随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当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）

适当降低氧气浓度，抑制呼吸消耗，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

将种子晒干，以减弱呼吸消耗，有利于贮藏

CO2

CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸有抑制作用

在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗

【针对集训】

5．关于细胞呼吸的叙述，正确的是（　　）

A．水稻根部细胞主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境

B．荔枝在无O2、保持干燥、零下低温和无乙烯环境中，可延长保鲜时间

C．快速登山时人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量

D．玉米经酵母菌发酵可产生酒精，这是通过酵母菌的无氧呼吸实现的

解析：

水稻具有发达的通气组织，其根部细胞主要进行有氧呼吸；荔枝需要在一定的水分、充足的氧气条件下保存；人体剧烈运动时也主要从有氧呼吸中获能。

答案：

D

考点6光合作用和呼吸作用之间的关系

【真题导航】（2011全国卷）将生长状态一致的同一品种玉米植株分为甲、乙两组，甲组培养在适宜的光照条件下，其叶维管束鞘细胞中有淀粉积累；乙组培养在光照较弱的条件下，其叶维管束鞘细胞中没有检测到淀粉。

乙组来检测到淀粉的原因是

A．叶片不进行光合作用，只进行呼吸作用

B．叶片光台作用强度低，没有淀粉的积累

C．维管束鞘细胞没有与淀粉合成相关的酶

D维管束鞘细胞不含叶绿体，不能进行光合作用

解析:

本题综合考查了光合作用与呼吸作用的相关知识。

在弱光下，微管束鞘细胞也能进行光合作用，AD错误。

对绿色植物来说，只有光合作用强度大于呼吸作用强度时才有有机物的累积；在弱光下，光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，无淀粉的积累，B正确。

由甲组的实验结果可以看出，在微管束鞘细胞中含有与淀粉合成有关的酶，C错误。

答案:

B

【载体透析】

1．光合作用与细胞呼吸的关系

光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系两者关系图示

2．总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系

（1）绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。

（2）绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。

（3）真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

①表现（净）光合速率通常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。

②真正（实际）光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造量来表示。

③呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。

光照条件

CO2、O2的来源和去向

含义

黑暗

黑暗时只进行呼吸作用，不进行光合作用，所以单位时间内O2的吸收量或者CO2的释放量代表呼吸速率，相当于坐标图中的A点

弱光照

弱光照时细胞呼吸作用强于光合作用；细胞呼吸所需要的O2，一是来自光合作用，二是从外界吸收；细胞呼吸产生的CO2，一部分供给光合作用利用，一部分释放到外界环境中，相当于坐标图中的AB段。

较强光照

光照达到一定强度时，光合作用强度与细胞呼吸作用强度相同；此时，细胞呼吸产生的CO2量与光合作用需要的CO2量相等；光合作用产生的O2量与细胞呼吸需要的O2量相等，相当于做标图中的B点。

强光照

强光照时，光合作用强于细胞呼吸；此时，光合作用所需的CO2，一是由细胞呼吸产生，二是从外界环境吸收；光合作用产生的O2，一部分供给细胞呼吸利用，一部分释放到外界环境中，所以，单位时间内CO2的吸收量或的O2释放量即为净光合速率，相当于坐标图中BC段。

【针对集训】

6.（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段光合速率小于呼吸速率

④进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段

A．1种说法正确B．2种说法正确

C．3种说法正确D．4种说法正确

解析：

看清曲线含义是解答本题的关键，由图可知：

c、e两点CO2吸收速率为零，c、e两点的光合速率等于呼吸速率，①错；c、e之间CO2吸收速率大于零，表明光合速率大于呼吸速率，③错；一天24小时植物都要进行呼吸作用，④错。

答案：

A