1、【专题二】细胞的代谢【考情分析】一、 考情分析预测细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，在高考中是出题的热点。从考试内容来看，本模块的所有知识点均有考查的可能性。主要知识有酶的有关实验，光合作用和呼吸作用的过程、影响二者的因素及在生产实践上的应用等；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。复习时要善于列表比较，还要各种示意图、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。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
2、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。【知识网络】【知识综合】1、 物质跨膜运输（1）物质跨膜运输三种方式的判别是否顺浓度梯度：只要是从低浓度到高浓度，就是主动运输。是否消耗能量：只要运输耗能则为主动运输，即使是有高浓度到低浓度。是否需要载体：不需要载体就是自由扩散。需要载体则通过浓度、能量进一步判断（2）影响物质运输速率的因素物质的浓度、氧气浓度、温度2、 酶底物浓度酶浓度0 最适pH pH 酶活性受pH影响示意图0 最适温度 t/酶活性受温度影响示意图v/m mo
3、ls1v/m mols1反应速度反应速度（1） 酶活性：酶对化学反应的催化效率。可用单位时间内底物的减少量或产物的生成量表示。（2） 影响酶促反应速率的因素：3、 ATPATP的形成途径：ATP+肌酸色素吸收传递转化电能酶能量呼吸作用 有机物酶动物真菌细菌植物光合作用（光反应）氧化分解有O2或无O2ADP+PiATP热能 散失化学能磷酸肌酸+ ADPADP+PiATP4、细胞呼吸提醒：关于细胞呼吸的相关判断及计算：5、光合作用（1）光合作用过程项目光反应暗反应实质光能转化为活跃化学能（ATP、H）,放出氧气活跃化学能转变成稳定化学能储存起来（CH2O）时间短促、以微秒计较缓慢条件需叶绿素、光、
4、酶不需要叶绿素和光、需要酶场所在叶绿体的类囊体膜上在叶绿体的基质中物质变化2H2O4H + O2ADP+ PiATPCO2的固定CO2 + C5C3CO2的还原（CH2O）能量变化叶绿素将光能转化成活跃的化学能储存在ATP中ATP中的活跃化学能转化为糖等有机物中稳定的化学能（2）影响光合作用速率的环境因素影响因素因素对光合作用的影响在生产上的应用光照光照时间的长短、光质、光照强度的高低都可以影响光合作用速率。光照时是：光照时间越长，产生的光合产物越多；光质：色素吸收可见太阳光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少；光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率适当提高光照强度；延长
5、光合作用时间轮作；增加光合作用面积合理密植；温室用无色透明的玻璃顶棚温度温度是通过影响光合作用中酶的效率来影响光合作用速率的。一般植物以1035为最适温度，35以上时光合作用速率开始下降，4050即停止。高温：一方面破坏叶绿体和细胞质的结构，并使叶绿体酶钝化；另一方面，在高温时，呼吸速率大于光合速率；低温时，酶促反应下降，限制了光合作用的进行适时播种；温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降低温度CO2浓度CO2是光合作用的原料，原料增加，产物必然增加。大气中的CO2浓度是0.03%，如果浓度提高到0.1%，产量可提高1倍左右；当浓度提高到一定程度后，产量不再提高；如果CO2浓度降低到0.
6、005%，就会出现午休现象（夏日中午）施用有机肥；温室栽培植物时，可以适当提高室内CO2浓度水分水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质；另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体，所以，水对光合作用的影响很大预防干旱；及时灌溉矿质元素矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质，如缺少N，就会影响蛋白质的生物合成；缺少P就会影响ATP的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成，而这些物质又进一步影响光合作用合理施肥典型曲线剖析：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强
7、度的增加而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制如图。净光合量的相关计算 净光合速率= 实际光合速率 呼吸速率在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此此时测得的氧气吸收量（即空气中O2的减少量）或二氧化碳释放量（即空气中的CO
8、2增加量）直接反映呼吸速率。在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，此时测得的空气中氧气的增加量（或二氧化碳减少量）比植物实际光合作用所产生的O2量（或消耗的CO2量要）少，因为植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映出表观光合速率或称净光合速率。提醒：光合作用和呼吸作用的相对强弱（以绿色植物为例）：没有光合作用时，植物仍有呼吸作用，植物体内葡萄糖的总量减少，环境中的CO2量增加，O2减少有光合作用但弱于呼吸作用时，植物体内葡萄糖的总量减少，环境中的CO2量增加，O2减少光合作用和呼吸作用的强度相等，植物体内葡萄糖的
9、总量不变，环境中的CO2量不变，O2量不变光合作用强度大于呼吸作用，植物体内葡萄糖的总量增加，环境中的CO2量减少（减少部分即用来合成葡萄糖的增加部分），O2量增加（增加部分即是积累了多少葡萄糖时所释放的部分）不存在只进行光合作用而不进行呼吸作用的生物或细胞【典倒导航】1. 【2011全国新；理综；2】甲、乙两种酶用同一蛋白酶处理，酶活性与处理时间关系如右图所示，下列分析错误的是：（）A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.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【答案】B【解析】本题考查了必修1酶的作用和本质内容。酶是活细胞产生的具有催化
10、作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能。从题干中用蛋白酶处理和图形分析，可以判定甲酶化学本质是RNA，乙酶化学本质为蛋白质。B项错误。2、【2011全国新；理综；.3】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，暗反应强度降低 B.光反应强度降低，暗反应强度降低C.光反应强度不变，暗反应强度降低 D.光反应强度降低，暗反应强度不变【答案】B【解析】本题考查了必修1光合作用中的色素和光合作用的过程内容。镁是叶绿素的重要组成元素，缺少镁会导致叶绿素合成减少，从而使光合作用光反应减弱，同时光反应为暗反应提供H、A
11、TP，因此也会使得暗反应强度减弱。3. 【2011、海南、3】关于细胞呼吸的叙述，正确的是A.种子风干脱水后呼吸强度增强 B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸 C破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱 答案：B解析：种子风干脱水后呼吸强度降低；破伤风杆菌是厌氧性生物，在有氧条件下不能繁殖；小麦种子萌发过程中，有氧呼吸逐渐增强。4、【2011、海南、4】细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是A.植物细胞能进行过程和或过程和B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C.动物细胞内，过程比过程释放的能量多D.乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H答案：B解析：真核细胞
12、的细胞质基质中能进行或，不能进行。5.【2011全国新；理综；29】（9分）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_（C3化合物、C5化合物）。（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）。（4）CO2浓度为0.003%时，该植
13、物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_（高、低），其原因是_。29【答案】C3化合物（1分）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3化合物和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。（2分） 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。（2分） 高（1分） 低（1分） CO2浓度低时，暗反应强度低，所需ATP和【H】少。（2分）【解析】本题考查了必修1光合作用的过程和影响光合作用过程的因素内容，由暗反应过程可知，当CO2浓度降低，生成的C3化合物含量下降，通过图形判断A曲线符合。暗反应速率在CO2
14、浓度为1%的环境中已达到稳定，即C3化合物和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的过程，C3化合物来源于CO2和C5化合物的反应，且C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。所以物质B的浓度比A的低。当CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后, C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物短时间内积累。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化合物浓度达到新的平衡时，根据暗反应的过程,物质A（C3化合物）的浓度将比B（C5化合物）的高,是因为C3化合物一部分生成C5化合物,一部分生成(CH2O)CO2浓度为0.003%时，由于CO2浓度较低，暗反应强度弱，需要
15、的ATP和【H】少,所以该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低.【专题训练】1、如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的（ ） A曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高B曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高C在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合效率D曲线中C点产生的限制因素是叶绿体中酶数量2、将某植物（其叶片如图一所示）放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4小时，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液显色，下列选项中有关该实验结果和现象的描述正确的是（ ） 该实验后的结果显
16、示出X为蓝色，Y为棕黄色 W和X两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素 X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要水 Y和木塞夹着的叶片部分对照实验能证明光合作用需要光 A B C D3、今年的初春大多是阴雨寒冷天气，对农作物影响较大。相关分析不正确的是A对农作物生长不利的因素只是温度和水分B农作物叶肉细胞内叶绿素含量相对较少C农作物容易出现烂根现象D温室大棚可缓解对农作物的影响，但需定时通风除湿4、下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是A叶绿体中可发生，线粒体中可发生BATP和H在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生C光能转变成化学能发生在叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中
17、D都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行5、根据图5不完整的呼吸作用示意图，回答下列问题：（1）图中方格内的物质名称是_。（2）图中A过程发生的场所是 ，C、D过程发生的场所是 ，E表示的物质是 。F（3）从图中选择有关的字母填在题的括号内： 有氧呼吸的途径是_。其中产能最多的是_阶段。产H的阶段是_。酵母菌可以进行图中的那些过程 。6、图示绿色植物在水分及无机盐充足的条件下，光合作用强度与环境因素的关系，据图回答。（1）从图中曲线可知影响光合作用强度的环境因素是 。（2）m点限制光合作用强度的环境因素是 _ ，它影响了光合作用的 阶段。（3）在光照强度为b、温度为20
18、0C时，限制光合作用的环境因素是 ，原因是 。如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长： _ _ 。7、回答下列关于光合作用和细胞呼吸的问题：.（5分）右下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在20环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题： （1）以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是 mLh。 （2）用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率要低，原因是 。 （3）假若
19、将该植物的叶的下表皮（分布有气孔）涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，原因是 的供应减少，限制了光合作用暗反应。 （4）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30，针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出什么结论 。8、下图是真核细胞内部分能量转换关系图解，请据图回答问题：（1）过程将光能转换为 ，发生的场所是叶绿体的 。（2）若过程发生在缺氧状态下，则发生的场所是 。 （3）通常在动植物细胞中都能发生的过程是 （填图中序号）。（4）若物质A代表淀粉，则其来源于植物的光合作用。请
20、写出简单实验思路加以证明。答案：1-4 A A A D5、（1）丙酮酸 （2）细胞质基质 ； 线粒体 ； 二氧化碳和酒精（3）A、C、D ； D ； A、C ； A、C、D、F6、(1)温度、光照强度、CO2浓度 （2）光照强度光反应（3）温度 与光合作用有关的酶活性低，催化效率低； 适当提高棚室温度 7、（1）0.8 （2）植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气 （3）二氧化碳 （4）在这两个实验中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素（或答：在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用速率）8、（1）ATP中活跃的化学能 类囊体薄膜（2）细胞质基质（3）（4）将绿叶在暗处放置几小时，然后让叶片一半曝光，另一半遮光，一段时间后用碘液处理，曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半没有颜色变化,说明光合作用产生淀粉等有机物。（其他合理设计也可）
