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1、届 生物二轮复习 专题三 细胞的代谢 专题突破 专题三 细胞的代谢摘要：细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点，本专题的所有知识点均有考查的可能性，特别是光合作用和呼吸作用；从考查角度上看，大多围绕光合作用和呼吸作用的过程展开，通过两项生理过程的发生部位、产物、影响因素、相互联系等方面进行全方位的考查。本专题有较多的实验和探究活动，尤其是要重视光合作用发现过程、酶的发现过程及特性等经典实验的复习，使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法，从而培养学生观察能力和思维能力，进而提高设计实验的能力。一、专题知识突破1、考纲要求（1）物质出入细胞的方式（2）酶在代谢中的作用 （3）

2、ATP在能量代谢中的作用（4）光合作用的基本过程 （5）影响光和作用速率的环境因素 （6）细胞呼吸（7）探究影响酶活性的条件 （8）绿叶中色素的提取和分离 2、考点剖析考点1 物质运输方式的判断及影响因素分析【真题导航】（2011年新课标卷）撕去紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液里处理，一段时间后外表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是 ( )A.甲

3、组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输解析： 考查物质运输方式。甲组在完全培养液中培养一段时间后，与0.3%g/mL的蔗糖溶液的浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。H2O的运出方式是被动运输中的自由扩散。答案: C【聚焦题点】对于渗透作用原理和物质运输方式的考查，从内容上看：重要考点有渗透现象的分析和解释；发生渗透作用的条件；动、植物细胞吸水和失水的条件、现象及原理；质壁分离发生的条件、现象、应用及质壁分离细胞预

4、想的识别；三种物质跨膜运输方式、特点、举例及判断，根据题目背景进行分析判断。从考查形式上看，以选择题为主，另外通过装置图、折线图等形式或通过实验形式考查物质运输方式、原理等。从命题趋势上看：渗透作用的原理、应用及物质跨膜运输的方式是考察实验设计分析能力的良好题材，是重要考点，常结合生产生活实际综合出题。【载体透析】1物质跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关，选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。2影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定浓度范围内)(2)O2浓度(3)温度温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质的运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。 3探究物质跨

5、膜运输的方式(1)探究是主动运输还是被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散4、判断物质运输方式的思路：判定主动运输的依据：(1)从运输方向：只要从低浓度到高浓度运输，则一定为主动运输。(2)从达到平衡时的浓度：若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差则一定是主动运输，因为单纯扩散和协助扩散达到平衡时内外浓度一定相等。(3)消耗能量(ATP)的一定是主动运输(大分子的运输除外)，且该过程因与呼吸作用有关，故温度可通过影响呼吸作用中酶的活动而影响主动运输。【针对集训】1.（2011年重庆卷）下图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条

6、件相同且不变）.下列有关叙述，错误的是A3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水B6h时，甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高C12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡D实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程考点2 酶的本质特性和影响酶的因素【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解析：

7、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【聚焦题点】有关酶的知识，从考查形式上看，往往结合实验或者利用图表、曲线的形式，联系生产生活实际综合进行考查。从近几年高考对该内容的考查看，常以与生产生活实际密切相关的情景为信息，考查酶的特性、作用等，同时考查实验探究及分析能力。关于酶的作用特性的实验探究，可进行大型综合试题的命制，考察分析和解决问题的能力。【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

8、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

9、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

10、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。【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，则可表示等量酶在不同温度下的反应速度曲

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

12、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

13、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：C3化合物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。高 低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和H少。【聚焦题点】光合作用是高考的重点、热点，也是教材的难点之一，是高考必考内容。一般围绕光合作用的过程进行命题，通过对该过程的反应物、生成物

14、、反应条件、场所、影响因素及其与呼吸作用的关系等进行全方位考查，该部分题目综合性强，联系实际密切。从考查形式上看：有选择题和非选择题两种题型，光合作用可以和其他很多章节渗透。这部分年年都考，命题形式灵活多变，选择、简答、图表、和实验探究均可涉及。试题主要集中光合作用的过程，特别是光反应、暗反应中的物质和能量变化。这部分为必考内容，应引起足够重视。【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H2O2H1/2O2ADPPiATPCO2C3 (CH2O)ATPADPPi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

15、中各物质含量变化的关系 当外界因素中如光照强度、CO2浓度、C6H12O6运输情况骤变时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、H、ATP及C6H12O6的生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量。【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

16、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9：3011：00之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓B.在11：0012：30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11:0012:30之间，玉米的有机物积累量比花生多。在9

17、:3011：00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【聚焦题点】本知识点主要考查各种外界因素对光合作用的影响及对光合作用产物、中间产物含量的影响，题目多以曲线图的形式综合考查影响光合作用的因素的理解以及识图和绘图能力。解题的基础是掌握光合作用过程中的物质变化，能准确从图中获取有用信息，并理顺多条曲线之间的关系是解题的关键。命题形式灵活多变，选择、简答、图表、和实验探究均可涉及。【载体透析】1色素提取和分离的几种结果分析(1)

18、提取液颜色浅的原因研磨不充分，色素未充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。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。 2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

19、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（polm281）植株干重（g）04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.74.8903.33.003.2A适当的遮

20、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

21、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【聚焦题点】呼吸作用是历年高考的重点，考点常集中在探究酵母菌的呼吸方式中涉及的设计思想、检测方法；线粒体的结构和功能；呼吸作用的概念、类型、反应式、有氧呼吸和无氧呼吸的全过程、能量利用率及相关物质和能量的变化。分析影响呼吸作用的因素并探讨呼吸作用原理在生产实践中的应用也是常考查的内容。从考查形

22、式看，试题既有选择题又有简答题。常以图表题、分析说明题和实验设计题呈现，常与光合作用命制大型综合题。从命题趋势上看：以能力测试为主导，以氧气浓度变化为条件，综合考查生物的有氧呼吸和无氧呼吸。通常以新材料创设情境的方式考查学生的学习能力、信息获取能力、问题探究能力和综合分析能力。紧密结合学生自身体验和生活实践来命题。【载体透析】1、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：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，细胞呼吸受抑制低温下贮存蔬菜、水果大棚蔬菜夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量O2O2浓度低时，

23、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CO2CO2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

24、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

25、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【聚焦题点】通过近两年的高考试题可看出，有关光合与呼吸关系的考查，主要集中在对其关系的分析与计算，将基础知识与科技、生活、生产的实践性相结合的问题，多综合考察，分值高，难度大。往往提供新材料、提出新问题，让学生分析图表、图解作答，考查学生分析问题。解决问题的能力。【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

26、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。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。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。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

27、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

28、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24 h测定，得到如图所示曲线，则以下说法有几种是正确的c、e两点的光合速率为零c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率de段光合速率小于呼吸速率进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段A1种说法正确 B2种说法正确C3种说法正确 D4种说法正确3、方法指导关于酶与代谢部分可以从以下几个方面进行突破：1.对酶的相关知识的复习要结合蛋白质的有关知识理解酶的化学本质及影响酶活性的因素，结合分泌蛋白的有关知识理解酶的合成

29、及分泌机制。借鉴教材实验，设计探究酶的高效性、专一性及其活性受温度和pH影响的方案。同时要注意知识形式的转换，如将温度、pH等对酶活性的影响转换为坐标曲线图，并对各区段进行分析总结。2.对ATP的复习要了解ATP的结构特点，理解其作为直接能源物质的原因；结合光合作用和呼吸作用的内容分析生物体细胞产生ATP的结构及生理过程；从教材所涉及的具体生命活动来了解ATP的来源与去路，如氨基酸的缩合、光合作用的光反应与暗反应、有氧呼吸和无氧呼吸、动作电位的产生、生长素的极性运输、抗体的合成与分泌等。3.对光合作用和呼吸作用的复习一要善于列表比较，如光反应阶段与暗反应阶段的比较、有氧呼吸与无氧呼吸的比较、光

30、合作用与细胞呼吸的比较；二要重视实验分析与探究能力的培养，对教材中的经典实验要全面、系统地进行复习；三要动态地理解光合作用和细胞呼吸的全过程，分析各种外界条件对这两种生理过程的影响；四要注意试题常将光合作用和细胞呼吸的知识综合在一起进行考查，此类题目与农业生产联系紧密，因此要加强该类试题的训练，培养应用有关知识分析生产实际中的问题，提高解题能力。针对集训参考答案1.解析： 3h后，两组幼苗重量均已超过初始萎蔫鲜重即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失了水分，另一方面是因放在比根细胞浓度大的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用失水。根系从一开始就通过主动运输吸收K+、NO3，6h后鲜重增加说明根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失了水分多，根细胞内离子浓度高于外界溶液浓度应在6h前就开始了，只不过根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失了水分少，所以鲜重还是在减少。根细胞内通过主动运输吸收的离子数量在增多，而吸水量也在