专题三专题三 细胞的代谢细胞的代谢1.内容：（1）酶在代谢中的作用 （2）ATP 在能量代谢中的作用（3）光合作用的 基本过程 （4）影响光和作用速率的环境因素 （5）细胞呼吸（6）探究影响酶活性的条件（7）绿叶中色素的提取和分离（8）探究酵母菌细胞呼吸的方式2.解读：在历年的高考中对 ATP、酶的考查多以选择题形式出现，非选择题主要考查与酶有关的实验设计以及酶在生产、生活中的应用。光合作用和细胞呼吸是高考中最重要的考点，其试题常考常新，考题数量多、分值高、区分度大， 考试说明中规定的各类能力均可设置考查。较常见的题型是结合生产、生活中的实践性问题以实验或简答得形式考查。关于酶与代谢部分可以从以下几个方面进行突破：（1）准确记忆酶的产生、功能、特性、化学本质和种类等知识。（2）通过列表的方式比较酶、激素和维生素。（3）理顺各种因素对酶催化效率的影响，探究或验证与酶催化特性想关的实验设计原理、过程及结果预测与分析。ATP 部分可联系生物体内的各种能源物质，结合细胞的结构和功能，生物的代谢，掌握细胞内产生 ATP 的结构及相应的生理活动；而关于光合作用的复习可以采取以下策略：（1）全面系统复习光合作用的基础知识和实验要点。（2）重视实验与探究能力的培养，形成试验操作的基本能力。（3）加强对高考试题的分析，重视对标准答案的学习，学习标准答题。对于细胞呼吸， （1）充分利用教材掌握细胞呼吸的概念、类型、过程、特点、能量等问题。 （2）运用列表法分析比较光合作用与细胞呼吸、有氧呼吸与无氧呼吸。 （3）运用知识解决实际问题。 （4）培养实验与探究能力。细胞膜考点解读考点解读知识网络知识网络反应式：C6H12O6 2C2H6O+2CO2+少量能量或 C6H12O6 2C3H6O3+少量能量ATP细胞的代谢酶本质：绝大多数酶是蛋白质，少量为 RNA概念：活细胞产生的具有催化效应的生物大分 子性质一般性质1.反应前后量不变 2.只改变反应速率不改变反应的平衡点特性1.专一性：一种酶只能催化一种或一类底物 2.高效性： 3.条件温和 影响酶活性的因素：温度、PH 值等作用：生物体的直接能源物质 分子结构：A-PPP ATP 与 ADP 的相互转化：ATP酶1酶2ADP来源：线粒体、细胞质基质，植物细胞中还有 叶绿体 去路：用于各种生命活动，叶绿体中产生的 ATP 只能用于光合作用暗反应 概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化 碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程分类代谢的几个过程与代谢有关的物质概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，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 ATPD 的过程过程第一阶段：在细胞质基质中 1 分子葡萄糖生成 2 分 子丙酮酸，产生少量能量 第二阶段：在线粒体基质中丙酮酸与水反应生成 CO2和 H，产生少量能量细胞呼吸反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 12H2O+6CO2+能量有氧呼吸第三阶段：在线粒体内膜上 H 与 O2结合形成水，产 生大量能量酶无氧呼吸过程第一阶段：细胞质基质中 1 分子葡萄糖形成 2 分子丙酮 酸 第二阶段：细胞质基质中丙酮酸形成酒精和二氧化碳或 形成乳酸 酶酶实例：人、马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，植物的根、 酵母菌无氧呼吸产生酒精光合作用概念：绿色植物利用太阳能把 CO2 和 H2O 转化成有机物并储存能 量的过程。 场所：类囊体薄膜上 条件：光、水、色素、酶 反应：2H2O O2+4H+4e-ADP+Pi+能量 ATPNADP+2e-+H+ NADPH过程光反应暗反应场所：叶绿体基质 条件：CO2、ATP、NADPH、C5 反应：CO2+C5 2C3ATP2C3 H CH2O+C5影响光合作用的因素：光强度、CO2浓度、水、温度、叶龄第一课时第一课时 酶与酶与 ATPATP1.酶的概念酶是由活细胞产生的，具有催化效应的生物大分子。2.酶的化学本质绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。3.酶的性质1.具有一般催化剂的性质（1）反应前后酶的数量不变（2）只改变反应的速率，不改变反应的平衡点2.酶的特性（1）具有高效性：酶的催化效率一般是无机催化剂的 1071013倍（2）具有专一性：一种酶只能催化一种或一类底物（3）反应条件温和4影响酶活性的因素（1）温度（2）PH 值5.影响酶促反应速率的因素 （1）温度(2)PH(3)酶的浓度基础过关基础过关（4）底物的浓度二、ATP 1.ATP 的结构简式： A-PPP 中文名称：三磷酸腺苷，代表高能磷酸键，通常原理腺苷的那个高能磷酸键易断裂释放能量,形成 ADP2.ATP 与 ADP 的相互转化注意：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3ATP 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酶促反应速酶促反应速率率酶的浓度酶的浓度ADP+Pi +能量 ATP酶1酶2酶促反应速酶促反应速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定4.ATP 的去路ATP 水解释放能量，可以转化成热能、光能、电能、机械能、渗透能等用于生物体的各种生命活动。注意，光合作用产生的 ATP 只能用于其暗反应阶段不能用于其它生命活动。例 1. 右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是A当反应温度由 t2调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由 t2调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在 t2时比 t1高，故 t2时更适合酶的保存D酶活性在 t1时比 t2低，表明 t1时酶的空间结构破坏更严重 答案：答案：B B解析解析：在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度 t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0 左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故 C，D 错误。第二课时第二课时 细胞呼吸细胞呼吸一、细胞的概念有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程二、有氧呼吸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 HCO2 HH2O生成 ATP数量少量少量大量需氧与否否否是酶典型例题典型例题基础过关基础过关反应式：C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量注意：（1）反应式中前后的水不可消去（2）不能用等号，要用箭头（3）反应式后面的能量不能写成 ATP（4）条件是酶不可省去三、无氧呼吸第一阶段第二阶段场所细胞质基质细胞质基质反应物葡萄糖丙酮酸生成物丙酮酸 H酒精和 CO2 或乳酸生成 ATP数量少量少量反应式:在人或哺乳动物的细胞中以及马铃薯的块茎中：C6H12O6 C3H6O3(乳酸)+少量能量在酵母菌或植物的根中：C6H12O6 C2H6O+CO2+少量能量四、影响细胞呼吸的因素1.水分：自由水含量越低，细胞呼吸越慢2.O2浓度：3.温度例 2. 按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养 810 小时，并对实验结果进行分析。实验材料取样处理分组培养液供氧情况甲25 mL75 mL无氧50 mL破碎细胞（细胞不完整）乙25 mL75 mL遇氧丙25 mL75 mL无氧适宜浓度酵母菌液50 mL未处理丁25 mL75 mL通氧下列叙述正确的是A. 甲组不产生 CO2而乙组产生B. 甲组的酒精产量与丙组相同典型例题典型例题酶酶C. 丁组能量转换率与丙组相同D. 丁组的氧气消耗量大于乙组答案：答案：D D解析解析：酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成 CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生 CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故 D 正确。第三课时第三课时 光合作用光合作用一、捕获光能的色素1.绿叶中色素的提取和分离（1）可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中色素别破坏。基础过关基础过关叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b叶黄素叶黄素(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（含量占（含量占3/4）（含量占（含量占1/4） (色素色素)胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a（2）分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的再滤纸上扩散的快，反之则慢。2.色素的种类二、光合作用发现的历程1.1771 年，英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以更新空气21779 年，荷兰科学家英格豪斯通过实验发现，普利斯特里的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新浑浊的空气。31845 年，德国科学家梅耶指出，植物在进行光合作用时把光能转化成了化学能储存起来4.1864 年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物除 O2外还有淀粉。5.1839 年英国的科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法对光和作用过程进行了研究，证明光合作用释放的 O2来自水。三、光合作用的过程1.光反应（1）场所：叶绿体的类囊体薄膜上（2）条件：光，色素，酶等（3）物质变化：将水分解为 H 和 O2，将 ADP 和 Pi 合成 ATP（4）能量变化：光能转化为活跃的化学能2.暗反应（1）场所：叶绿体的基质中（2）条件：酶，ATP，H （3）物质变化：CO2的固定：CO2+C5 2C3C3的还原：2C3+H CH2O+C5 (4) 能量变化：ATP 中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能四、影响光合作用的因素1.温度2.光照强度3.CO2 浓度4.水量5.矿质元素的量酶酶6.叶龄单元测试题单元测试题一、选择题1.1.（重庆卷）（重庆卷）下列有关酶的叙述，正确的是A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C. 细胞质基质中的催化葡萄糖分析的酶D. 细胞质中没有作用于 DNA 的解旋酶2.2.（广东卷）（广东卷）水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质A. 在 4条件下易变性 B只含有 C、HC也能催化淀粉合成 D含有羧基3.3.（江苏卷）（江苏卷）加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮（橘络） ，会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的 4 类微生物，可以大量产生所用酶的有A生长在麦麸上的黑曲霉 B生长在酸奶中的乳酸菌C生长在棉籽壳上的平菇 D生长在木屑上的木霉4.4.（辽宁、宁夏卷）（辽宁、宁夏卷）右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是A当反应温度由 t2调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由 t2调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在 t2时比 t1高，故 t2时更适合酶的保存D酶活性在 t1时比 t2低，表明 t1时酶的空间结构破坏更严重 5.5.（上海卷）（上海卷）将刚采摘的乱玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会A. 提高淀粉酶活性B. 改变可溶性糖分子结构C. 防止玉米粒发芽D. 破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶6.6.（海南卷）（海南卷）能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是A. 淀粉酶、纤维素、溶菌酶B. 纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C