专题二 生物的新陈代谢Word文档格式.docx
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探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用;
温度对酶活性的影响;
观察植物的质壁分离和复原。
能理解实验的目的、原理、方法和操作步骤,并能将这些实验涉及的方法进行综合的运用。
具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
具有初步探究的能力(确认变量、提出假设和预期、涉及可行的方案,处理和解释数据、根据数据作出合理的判断)。
能对实验方案做出恰当的评价和修订。
Ⅲ.获取信息的能力:
会鉴别、选择试题给出的相关生物学信息,能运用信息,结合所学知识解决与新陈代谢有关的知识。
能用文字、图表、曲线等形式准确描述新陈代谢方面的内容。
能对与新陈代谢有关的科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展进行分析、讨论。
[高考热点]
在这些考点中,“酶和ATP,光合作用的过程,提高农作物的光合作用效率,三大营养物质的代谢与人体健康”又是高考命题的热点,几乎每年都考。
二、命题方向和应试策略
Ⅰ.运用所学知识进行分析、解释、推理、判断获得出结论能力的题目必定出现。
这类试题的给出情景可能与生活、生产、实验有关。
解决这类问题的对策就是在解题时,要冷静处理,分析清楚所给情景的一般要点(常识),然后再结合问题,与高中阶段所学习的生物学知识相联系,这种联系要全面。
这就要求在进行复习时,把握好相关知识的联系,构建清晰有条理的知识网络结构。
Ⅱ.实验与探究能力考察仍然占较大分值,开放性试题将更受关注。
值得注意的是,命题者会对实验设计的范围给予限制,因此在做实验设计题时,要认真研究实验目的,在回答相关问题时,即要结合实验目的又要尊重事实。
对实验现象、实验结果、实验数据的分析和解释、对失败实验的分析也是命题的方向,在备考时应当充分联系相关知识,进行发散思维,全面认识、分析实验。
Ⅲ.以模式图、装置图、示意图、曲线图、柱状图、数据表格做为试题背景将更为突出。
考生在学习中,既要能从图表中选出有用的信息,也要重视文字中蕴含的信息,再选取和运用有用信息,认识和解决相关的新陈代谢的问题。
Ⅳ.关于热点问题的考查将会增多。
当前生命科学发展迅速,并且对科学和社会的发展产生愈来愈深刻的影响,以热点知识为试题背景的考察不容忽视。
对待这一类问题,考生要清楚,热点问题仅仅是素材,题目考察的还是对生物学科基础知识的理解和运用,但也不要忘记,背景材料中的部分知识,可能会作为高中课本中知识的必要补充和完善。
【考点透视】
一、网络构建
[生物的新陈代谢]
概念、本质、特性过程
C3、C4区别酶光合作用影响因素
化能合成作用
水分代谢
需氧型自养型矿质营养
区别
新陈代谢糖代谢来源
异养型脂肪代谢去路
影响厌氧性蛋白质代谢调节
因素转化
ATP
结构特点ATP与ADP之间的转化过程ATP的再生
[微生物与发酵工程]
病毒的结构与增殖 细菌的结构与繁殖
微生物的类群
从自然界中分离的菌种微生物的营养
诱变育种 基因工程 细胞工程
原料
生产用菌种
培养基的配置
扩大培养 灭菌
接种
微生物 发酵罐发酵条件的控制制 微生物的代谢 代谢的调节
的生长
分离 提纯 代谢的人工控制
微生物菌体 代谢产物
二、复习重点
[人和动物体内三大营养物质代谢关系图]
蛋白质糖类肝糖元
分解分解肝脏
核糖体上转氨基骨骼肌内合成
蛋白质氨基酸某些氨基酸葡萄糖肌糖元
脱氨基转变无氧呼吸有氧呼吸
氨基不含氮部分合成脂肪乳酸和能量二氧化碳、水、能量
转变氧化分解糖类分解
氧化分解转变
尿素二氧化碳、水、能量甘油和脂肪酸
[
肝脏内的物质代谢]
肝脏是人体的第二“大脑”,在动物营养物质代谢中起着重要作用。
肝脏内物质代谢图如下
CO2和水尿素
肝糖元葡萄糖
氨基酸蛋白质
脂肪甘油和脂肪酸
CO2和水
[同位素示踪法在本专题中的应用]
知识点
标记
元素
化合物
标记物转移情况
结论
光合作用过程中原子的转移
18O
H218O
H218O→18O
光合作用放出的O2完全来自H2O中的氧
矿质元素在植物体内的转移
32P
含32P
的肥料
将在含32P的肥料中长期培养的植物放入不含P营养液中培养,衰老组织中32P明显减少,向新生叶运输
P是可转移元素,在植物体内可被再度利用
呼吸过程中原子的转移
18O→H218O
有氧呼吸消耗的O2完全与还原态氢结合生成水
C4植物的光合作用途径
14C
14CO2
CO2→C4→C3→(CH2O)
C4植物光合作用途径中,CO2 形成的第一固定产物是C4,后转移到C3,最终被还原为(CH2O)
[本专题中实验变量的分析]
实验变量
反应变量
无关变量
比较过氧化氢
酶和Fe3+的
催化效率
催化剂的种类
催化效率的高低(以点燃但无火焰的卫生香的燃烧程度表示或气泡产生速度表示)
试管等用具的洁净度、环境温度、材料的相同量、各种试剂的量、反应时间等。
探索淀粉酶对
淀粉和蔗糖水
解的作用
底物的种类
淀粉酶将淀粉水解,但不能水解蔗糖
淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温度与处理时间、斐林试剂的使用量与加热时间、操作程序等
温度对酶活性
的影响
温度(60℃热水、沸水、冰块)
加碘后 溶液颜色的变化
试管的洁净度、淀粉溶液的量、不同温度的处理时间、操作的程序、碘液的加入量等。
观察植物的
质壁分离和复原
外界溶液的浓度
质壁分离;
质壁分离复员
溶液的种类及浓度、分离与复原现象的观察时间、装片的洁净度及临时装片的制作、材料的选择等
[教材中涉及的微生物相关内容一览表]
类别
微生物名称
可直接联系得相关知识
细菌
(原核生物)
根瘤菌
共生固氮菌、根瘤菌、固氮、根瘤、异养需氧
圆褐固氮菌
自生固氮菌、固氮,分泌生长素,异养需氧
金黄色葡萄球菌
选择培养基、高浓度食盐环境下仍然可以生长
大肠杆菌
鉴别培养基,在培养基中加入伊红和美蓝,若有大肠杆菌,其代谢产物(有机酸)就与伊红和美蓝结合,菌落呈深紫色,并带有金属光泽;
异养厌氧;
其质粒可做基因工程运载体;
酶合成调节(在没有葡萄糖而有乳糖的条件下,产生分解乳糖的酶,称诱导酶)
谷氨酸棒状杆菌
酶活性的调节(细胞内谷氨酸增加,能可逆性地抑制谷氨酸脱氢酶的活性);
发酵工程中谷氨酸的生产;
异养需氧。
黄色短杆菌
代谢的人工调节(细胞内苏氨酸与赖氨酸共同增多会抑制天冬氨酸激酶的活性、阻断法);
酿农链球菌
自身免疫病(风湿性心脏病),菌体表面一种抗原决定簇与心脏瓣膜的一种物质表面结构相似;
异养厌氧
硝化细菌
氮循环、硝化作用;
自养需氧
反硝化细菌
氮循环,在土壤氧气不足的情况下,将硝酸或硝酸盐转化为亚硝酸盐、进而转变为N2;
乳酸菌
将葡萄糖氧化为乳酸;
肺炎双球菌
证明转化因子的经典实验;
结核杆菌、麻风杆菌
胞内寄生菌;
需要通过细胞免疫才能消灭
真菌
(真核生物)
酵母菌
生殖方式:
孢子生殖或出芽生殖;
呼吸方式:
有氧呼吸和无氧呼吸;
选择培养基(培养酵母菌的培养基中加青霉素可抑制细菌的生长)
病毒类
噬菌体
侵染细菌实验;
病毒的增殖;
无细胞结构,遗传物质(核酸)只有DNA或RNA,专性寄生。
流感病毒
衣壳粒外有囊膜和刺突
天花病毒
特异性免疫
人类免疫缺陷病毒
艾滋病的病原体
[易混概念辨析]
1.原生质和原生质层:
原生质包括细胞膜、细胞质和细胞核,而原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质。
原生质层具有选择透过性,是发生渗透吸水和渗透失水的条件之一。
2.芽体与芽孢:
芽体是出芽生殖中,由母体生出的小突起,芽体与母体形态结构相似,但相对较小。
芽孢不是繁殖形成的个体,而是芽孢细菌度过不良环境的休眠体。
3.生长激素与生长因子:
生长激素与生长因子都与生物的生长有关,是某些生物生长不可缺少的微量有机物。
生长激素是动物的脑垂体分泌的一种植物激素,其化学本质是蛋白质。
生长因子是一些微生物在其生长过程中必需的、而自身又不能合成的、需要从外界补充的化合物,包括维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。
4.消化与氧化分解:
消化实在消化道内完成的,将人体不能直接吸收的大分子物质在每得催化下水解成为可以吸收的小分子物质的过程;
氧化分解时在细胞内将有机物脱氢氧化或者加氧分解产生能量的过程。
5.荚膜与囊膜:
荚膜是许多细菌细胞壁外围绕着的一层较厚的粘性、冻胶样的物质,由多糖构成,其作用是保护细菌不被感染的动物的正常抵抗机制所杀死,因而与细菌的对宿主的毒力有关。
荚膜不是细菌生存所必需的结构。
囊膜是某些病毒(如流感病毒、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒等在核衣壳 外包绕着的一层汗脂蛋白的外膜。
囊膜中韩双层脂质、多糖和蛋白质,其中蛋白质具有病毒特异性。
有些囊膜病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感,去囊膜后便丧失了感染性。
6.光合作用强度、光能利用率和光合作用效率:
光合作用强度是单位时间内单位面积上制造的有机物的量。
光能利用率是单位面积土地上叶片制造的有机物与照射到该地面上的光能总量比。
光在一定条件下,提高光合作用强度可以提高光合作用效率,提高光合作用效率可以提高光能利用率,反之则不一定。
7.自生固氮微生物和自养微生物:
自生固氮微生物是对固氮作用而言的,指土壤中能够独立固氮的微生物。
自养微生物是就同化作用的方式而言的,指能从外界环境摄取无机物,转化成复杂的有机物,并储存能量的过程。
圆褐固氮菌是自生固氮菌、是异养微生物。
8.单细胞蛋白和单克隆抗体:
单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白,实质是微生物菌体,属于发酵工程产品,可作饲料。
单克隆抗体是指用单个B淋巴细胞进行无性生殖形成的细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体,目前人们正立志于研究将抗癌药物连接在单克隆抗体上制成“生物导弹”治疗癌症。
[易产生误解的知识]
本专题中,有些内容容易产生误解
误解1:
植物在新陈代谢类型上都是自养型
由于一般的植物都能进行光合作用,因此同化作用为自养型。
在自然界中,有一些特殊的植物如菟丝子,是一种寄生性的杂草,为异养型。
所以,并非所有的植物都是自养型。
误解2:
能发生质壁分离的细胞只有具有大型液泡的植物细胞
只要是活的植物细胞都可发生质壁分离现象,某些微生物,如细菌、真菌等,其细胞结构也有细胞壁,甚至液泡(如酵母菌),它们处于高渗溶液中时 也会发生质壁分离现象。
我们在做实验的时候,为了更容易观察的质壁分离和复原的现象,常选用具有大液泡,细胞也有颜色的材料。
误解3:
糖尿病人体内都缺乏胰岛素
高中生物介绍的糖尿病是糖尿病中的一个类型。
还有其它类型的糖尿病,这类病人的胰岛素水平一般不低,但是病人组织细胞膜上的胰岛素受体数目减少、或由于遗传因素,胰岛素受体有缺陷,受体与胰岛素结合力减弱,使胰岛素不能充分发挥作用。
三、可能出现的考点
新陈代谢是生命最基本的特征,是一切生命活动的基础,是生物学科学习的重点,也是高考命题的热点,历年来本专题所占分值均在总分的20%以上,本专题涉及的考点多,内容广,考查的层次高,极易与高中生物学其他章节的内容联系起来,在学科内有广阔的命题空间。
复习时,应注意以下几个问题:
1.酶特性的探究;
2.能量代谢;
3.光合作用与呼吸作用现象的综合分析;
4.植物水分代谢、矿质代谢的综合分析;
5.人体三大营养物质代谢与稳态、免疫的综合分析;
6.新物种新陈代谢类型的分析;
代谢途径的分析;
7.与课本相关的生物学知识的学习和信息的提取;
8.微生物与植物、人和高等动物的代谢综合分析;
9.探究性实验能力的考察。
【例题解析】
[例1](06年高考北京理综第3题)用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液,通过乳酸菌发酵可生产新型酸奶,下列相关叙述错误的是()
A.蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关B.酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C.应选择处于对数期的乳酸菌接种D.只有奶粉为乳酸菌发酵提供氮源
[解析]本题是结合新情境的双基应用题
知识考查点:
微生物的营养、代谢和生长;
对于异养型生物来讲,含氮有机物既能提供碳源,又能提供氮源。
能力考查点:
解题思路:
乳酸菌利用培养液中的蔗糖作为能源物质,因此蔗糖的消耗量与乳酸生成量程正相关。
乳酸菌进行无氧呼吸只产生乳酸和能量,若培养过程中出现了气泡则说明有杂菌污染;
由于对数期微生物代谢旺盛、个体形态和生理特性稳定,因此常用于对数期的微生物作菌种;
玉米胚经蛋白酶水解后产生的多肽化合物也能为乳酸菌提供氮源。
答案:
D
[例2](06年上海高考题)从山脚上山顶的过程中,人体分解有机物所释放的能量与肌肉活动所消耗的能量相比,两者之间的关系正确的是()
A前者多于后者B前者等于后者C前者少于后者D无法判断
[解析]本题是给情境的概念原理题
细胞呼吸和ATP再生及水解
能运用相关知识对新情境中所提问题进行解释、推理、做出合理的判断或得出正确的结论
答题注意点:
注意情境的特殊性
解题突破点:
能注意到本题谈到的是“从山脚上山顶的过程中”,此过程是人体教缓慢的运动,而非剧烈运动。
在从山脚上山顶的过程中,人体主要靠有氧呼吸分解有机物产生ATP再水解供能。
而有氧呼吸有机物被彻底分解后产生的能量,只有一部分储存在ATP中,也只有储存在ATP中的能量才能是机体(运动)所利用的能量,因此,人体分解有机物的释放能量必定多与肌肉运动所消耗的能量。
[例3](06年天津卷第31题)
(1)下图为某细菌的生长曲线及A、B两种代谢产物积累曲线。
请据图回答问题:
①A产物合成始于细菌生长曲线的期,属于代谢产物。
②B产物的积累量在细菌生长曲线的期最大。
(2)绝大多数微生物最适生长温度为25~37℃。
为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物(谷氨酸)合成量的影响,设计如下实验。
在实验中有4处错误,分别标以①、②、③、④,请依次分析错误原因。
第一步:
设定培养温度为
第二步:
将菌种接种到灭菌后的液体培养基中,分别在设定的温度条件下
第三步:
在
定时取样,分别测定谷氨酸合成量,记录结果并绘制曲线。
实验结果预测及结论:
若在30℃培养条件下,谷氨酸合成量最大,则认为,
①。
②。
③。
④。
[解析]本题是曲线分析及实验评价题
微生物的代谢以及温度对微生物代谢的影响
分析坐标图、根据曲线变化分从曲线图中获取相关信息的能力;
能对实验结果进行处理和解释,根据数据做出合理判断。
对简单的实验方案进行评价和改正的能力。
语言表述的简洁性和科学性,多变量分析的全面性。
对微生物代谢的相关知识的准确掌握和对图表中多变量的分析,注意曲线的关键点(起点、转折点、平衡点);
把微生物的相关基础知识和实验设计的原则相结合。
细菌的生长曲线可划分为4个时期:
调整期、对数期、稳定期和衰亡期,A产物不是一开始就合成,应试次级代谢产物,根据合成时间对应曲线处于上升阶段,可判断为对数期。
B产物的积累量最多显然在细菌生长曲线的稳定期。
谷氨酸是耗氧菌,密闭培养会导致其死亡,测定产物合成量,各个时期都可进行,不单是衰亡期,该实验最高温度为30℃,此时产物较高但并不能说明其实际温度就是30℃,应进一步扩大测定范围再次进行确定。
参考答案:
(1)①对数;
次级②稳定
(2)①温度设定范围过窄②谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌,不应密闭培养③从调整期至衰亡期均有谷氨酸的合成,故取样时期有遗漏④实验结果有局限性,合成谷氨酸的最适培养温度有可能高于30℃。
[例4]((06年高考全国理综卷Ⅰ第30题)为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具:
烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜,空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。
实验步骤和预测实验结果:
(1)剪取两小块相同的烟草叶片,分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。
此时,叶片均浮在液面上。
(2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下沉到试管底部。
(3)………………..
分析预测的结果
[解析]本题是一个验证性实验综合题
光合作用和呼吸作用的的条件和产物。
设计实验(补充步骤)、实验结果的预测和分析能力。
对叶片为何下沉和上浮的认识;
实验的基本原则(对照原则)的运用,语言叙述简洁科学。
实验题的解题突破点是实验目的的分析,及对实验所有相关提示的理解。
本题的实验目的是“验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗”。
即要验证叶片在光下进行光合作用(同时进行呼吸作用,但光合速率大于呼吸速率)消耗二氧化碳产生氧气;
在黑暗中只进行呼吸作用,消耗氧气。
进行光合作用还需要适宜的光照、温度等条件,还有二氧化碳的供应;
进行又氧呼吸的条件是适宜的温度和氧的供应。
为保证叶片只进行呼吸作用,则必须在黑暗中进行实验。
实验步骤和预测实验结果
(3)将这两支试管放在日光灯下,照光一段时间。
结果:
NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
(4)在将这两支试管在暗培养箱中一段时间。
NaHCO3稀溶液中的叶片下沉‘蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
(1)光照下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的O2多与呼吸作用消耗的O2,叶肉细胞间隙中的O2增加,叶片上浮。
而蒸馏水中缺乏O2和CO2,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。
(2)黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用,消耗了叶肉细胞间隙的O2,放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉。
蒸馏水中缺乏,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。
[例5](06年高考北京理综卷2题)夏季,在晴天、阴天、多云.高温干旱四种天气条件下,猕猴桃的净光合作用强度(实际光合速率与呼吸速率之差)变化曲线不同,表示晴天的曲线图是()
[解析]本题是坐标曲线题
影响光合作用的因素
在晴天由于中午出现“午休”现象,净光合作用强度会有所下降
阴天光合作用强度很低,光合作用强度低于呼吸作用强度,故阴天对应A图。
多云是植物避免“午休”现形,故多云应对应C图。
高温干旱使植物光合作用强度变低,但植物仍是光合作用强度强度大于呼吸作用强度,故高温干旱应对应D图。
B
[例6](06年高考四川卷第5题)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室CO2浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如下图。
下列相关叙述,正确的是()
A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移
B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移
C.如果光照强度适当增强,a点右移,b点右移
D.如果光照强度适当增强,a点左移,b点右移
光照强度能影响光合作用强度。
光照强度影响光反应,进而影响暗反应。
a点表示光合作用的光补偿点,b点表示光合作用达到最大值时对应得最低二氧化碳浓度,当适当降低光照强度时,a点会右移,b点回左移,当适当提高光照强度时,a点会左移,b点会右移。
D
[例7](06年高等考江苏卷第34题)以下是与高中生物实验有关的内容
(1)请将下列实验名称与材料、试剂、用具的对应关系用连线表示,每项只准选择一次
实验名称
材料、试剂、用具
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
细胞质流动的观察
温度对淀粉酶活性的影响
叶绿体中色素的提取和分离
观察植物细胞的有丝分裂
黑藻
斐林试剂
碘液
载玻片
乙醇
(2)做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,画滤液细线要注意的事项是▲;
为了