【专题二】细胞代谢【考情分析】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,本模块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,因此,从近几年的高考试题可以看出,这部分内容的题目设计多趋向于与其他知识的综合。
考查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、分析说明题和实验设计题等。
在考查新陈代谢、酶等概念时,大多以选择题的形式出现,如;而考查光合作用和呼吸作用等生理过程时,则以简答题为主,这部分试题难度较大,特别是实验类题目。
本模块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,从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神,培养学生观察能力和思维能力,进而提高设计实验的能力。
【知识交汇】要点一、ATP 与ADP相互转化及生理作用归纳要点二、ATP产生速率与O2供给量之间的关系①A点表示在无氧条件下,细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物,产生少②AB段表示随O2供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生速率随之增加。
③BC段表示O2供应量超过一定范围后,ATP的产生速率不再加快,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
要点三、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1在其他条件适宜,酶量一定条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定深度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
(2在底物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
要点四、有氧呼吸三个阶段的比较要点五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较真核细胞:细胞质基质,主要在线粒体要点六、光合作用色素的吸收光谱要点七、密闭容器中真实光合作用和净光合作用及呼吸作用的关系图像X代表呼吸作用速率Y代表真实光合作用速率Z代表净光合作用速率总光合作用速率(真正光合作用速率=净光合作用速率(表观光合作用速率+呼吸作用速率要点八、外界条件变化引起C3、C5和[H]含量的变化【典例导析】【例1】下图表示人体肝细胞内的某种生化反应,有关叙述正确的是(A.甲和乙都是反应的底物B.丙、丁的分子量之和小于乙C.该反应过程一定发生于细胞外D.甲、乙、丙可能都不是蛋白质【分析】酶的特点是在反应前后理化性质保持不变,通过反应前后对比可知,甲没有变化,可以断定甲为酶。
乙被分解成了丙和丁,该反应可能是水解反应。
若是水解反应,甲和丁的分子量之和比乙分子量大。
酶的作用场所可以在细胞外,如消化酶。
大多数酶是蛋白质,少数酶为RNA,若图中甲为后者,这可能都不是蛋白质。
本题应选D。
【例2】将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内的CO2含量,结果如图。
下列有关叙述正确的是(A.甲植株比乙值株固定CO2的能力强B.0~20min 期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是光照C.0~25min 期间乙植株释放O2速率的变化趋势是增强D.30~45min 期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是呼吸速率和光合速率相等【分析】本题考查的知识点是影响光合作用因素的外界因素。
本题解题的关键是通过阅读题意推测出暗含的实验的单一变量CO2。
在密闭容器中,随着光合作用的进行,容器中的二氧化碳逐渐减少,光合作用的原料也逐渐减少,暗反应减慢,光合作用的强度也逐渐减弱。
当到达平衡后,说明此时此时的光合作用与呼吸作用相等,二氧化碳的含量不再变化。
本题容易错选成C,原因是在读图的过程中,发现容器中的二氧化碳在减少,认为光合作用大于呼吸作用,而且随着时间会加强。
错选成B的原因是没搞清楚本实验中的变量是什么。
本题应选D。
【例3】以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。
下列分析正确的是A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等【解析】本题依托曲线,综合考查了光合作用与细胞呼吸。
本题解题的关键是分析光照下CO2的吸收量为净光合作用。
绿色植物在光下既可以进行光合作用也可以进行呼吸作用,黑暗时只能进行呼吸作用。
光合作用CO2总呼吸量(光合作用制造的有机物的量=CO2净呼吸量(植物积累有机物的量十呼吸产生的CO2量(呼吸消耗的有机物量。
由曲线可知35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等,都是6. 5; 25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多;温度高于25 ℃时,植物积累的有机物的量开始减少;两曲线的交点表示植物积累有机物的量与呼吸作用消耗的有机物的量相等。
本题应选A。
【例4】请回答下列有关光合作用的问题。
在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度,结果如右表。
表中负值表示二氧化碳释放量,正值表示二氧化碳吸收量。
(1在右侧坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光合作用速度的关系图。
(2该植物叶片的呼吸速度是________(CO2mg/l00cm2叶·小时。
(3在光照强度为________千勒克司时,该植物叶片光合成量和呼吸消耗量相等。
(4在一天中,将该植物叶片置于10千勒克司光照下10小时,其余时间置于黑暗中,则每l00cm2叶片产生的葡萄糖中有________mg将转化为淀粉。
(取小数点后一位 (5据图分析,在0~8千勒克司范围内,光合作用速度受__________________因素影响; 超过8千勒克司时,光合作用速度受_________________________因素影响。
【解析】由表中数据绘出曲线可知,在2千勒克司时总光合作用强度等于呼吸作用强度。
植物叶片置于10千勒克司光照下10小时,CO2吸收量为12×10=120(CO2 mg /100 cm2叶·小时,黑暗时间为14小时,CO2释放量为-4×14=56(CO2 mg /100 cm2叶·小时,则一天内CO2吸收量为64(CO2 mg /100 cm2叶·小时,转化为葡萄糖的量是43.6 mg。
影响光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度,在8千勒克司后随光照强度增加光合作用强度不再增加,说明不再受光照强度影响而是温度和CO2浓度等因素的影响。
【答案】(1见右图(24(32(443.6(5光照强度温度和CO2浓度【备战策略】从09年全国各地的高考试题来看,本专题是高考的重点和难点所在。
每一部分都有所涉及,并且各种题型都有,所占分数也不少。
但是当中尤其以光合作用和呼吸作用为重。
在复习时,要注意引导学生注意以下几点:一、加强实验的分析能力和设计能力的培养不管是有关酶的相关知识,还是有关光合作用的影响因素,都是高考时实验考查的重头戏,也是学生失分的地方。
在讲解时,注意引导学生分析实验的变量、以及对实验变量的控制,同时让学生掌握常用的解答实验题的方法。
二、加强图表的解读和分析图表特别是曲线图,属于生物模型的一种,这是新课标的一大特色。
可以预见,随着新课程的全面推广,有关此类题型会越来越多,而且往往学生不分析不到位。
造成这种情况主要有以下几个原因:1.相应教材知识掌握不到位;2.没有掌握图表题分析的一般方法。
特别是后一点需要老师在复习时,慢慢渗透、逐渐加强三、注意与现在生活的联系,注重知识的运用四、要归纳、总结构建知识体系以植物细胞和动物细胞为基础,理顺其内部的生理、生化反应过程及与外部的物质和能量的交换过程;对于新陈代谢、酶等概念,重在剖析概念的内涵和外延,以区别易混淆的概念并深刻理解其本质,同时注意加强知识的迁移能力,如新陈代谢总是与物质和能量结伴而行,与生物体结构的严整性、酶的催化特性等密不可分的。
【专题演练】1.反应式“ADP +Pi +能量ATP”是在所有生活细胞中发生的反应,下列与反应式中“能量”相关的叙述正确的是 (A .向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质的合成过程所释放的能量B .向右反应需要的能量可以来自糖类等有机物的氧化分解C .向左反应释放的能量可以用于叶绿体中H 2O 的分解或CO 2固定D .向左反应释放的能量可以用于人体对所有营养成分的吸收2.下图中正确表示水稻呼吸强度与K +吸收量关系的是 (3.实验条件下,测试某种恒温动物离体细胞的呼吸作用强度(E受温度变化的影响,结果是 (4.下列关于几种元素与光合作用关系的叙述中,正确的是 (A .C 是组成糖类的基本元素,在光合作用中C 元素从CO 2先后经C 3、C 5形成(CH 2OB .N 是叶绿素的组成元素之一,没有N 植物就不能进行光合作用C.O是构成有机物的基本元素之一,光合作用制造的有机物中的氧来自于水D.P是构成ATP的必需元素,光合作用中光反应和暗反应过程均有ATP的合成5.下列有关酶的叙述正确的结论有: (①产生酶的细胞都有分泌功能②部分从食物中获得,部分在体内转化③酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸④酶是生物催化剂⑤生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞⑥能降低化学反应的活化能A.3个B.4个C.5个D.6个6.下列有关非生物因素对光合作用影响错误的是(A.图①中如果光照强度过大,则光合作用的强度会降低,主要是由于ATP、NADPH 过量积累,会抑制光反应。
B.图②中如果温度过高,则光合作用强度会降低,主要是由于酶失去活性。
CO浓度过高,光合作用强度不会增强。
C.图③中如果2D.图④中N、Mg等矿质元素的含量与叶龄有关,光合作用强度也会发生变化。
7.在两个相同的密闭、透明玻璃室内各放置一盆长势相似的甲、乙两种植物幼苗,在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下,用红外线测量仪定时测量玻璃室内的CO2含量,结果如下表(假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变。
下列有关叙述错误的是:(A.在0~25 min期间,甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减小B.在0~25 min期间,CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果C.在0~25 min期间,影响光合作用强度的主要因素是CO2含量D.上表数据说明,乙植物比甲植物固定CO2的能力强8.某同学在夏季天气晴朗的一天,分别于清晨、正午、傍晚、深夜4个时间从同一棵绿色植物各取一片绿叶,并从每片叶子上取下同样大小的圆片,再将这4个圆片放入酒精中加热脱色,取出后用清水冲洗,加碘染色,染色最深的应是(A.清晨的叶B.傍晚的叶C.深夜的叶D.正午的叶9.离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短暂时间叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是(A.C3化合物增多、C5化合物减少B.C3化合物增多、C5化合物增多C.C3化合物减少、C5化合物增多D.C3化合物减少、C5化合物减少10.在可以调节温度的温室里栽培番茄,以研究昼夜温差对番茄生长的影响,实验结果如下图所示。