高中生物高考专题2 细胞的代谢-【复习宝典】2021年高考生物必修知识点归纳（背记版）

第一单元  细胞的物质输入和输出

一、物质跨膜运输的实例

1、渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过  半透膜   的扩散。

2、发生渗透作用的条件：

①  具有半透膜              ②  半透膜两侧溶液有浓度差     

3、细胞的吸水和失水（原理：  渗透作用   ）

（1）外界溶液浓度 小于  细胞质浓度时,细胞吸水膨胀；外界溶液浓度  大于 细胞质浓度时,细胞失水皱缩

4、质壁分离与复原实验过程

（1）细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的 细胞液    。

（2）原生质层是指： 细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 

（3）首先在0.3g/mL的蔗糖溶液中，由于外界溶液浓度 大于  细胞液浓度，洋葱鳞片叶外表皮细胞  失水 ，液泡体积 变小  ，紫色变深   。且由于原生质层的伸缩性大于细胞壁，导致原生质层与细胞壁分离（即质壁分离）。

（4）将已质壁分离的细胞放入清水中，由于清水浓度 小于  细胞液浓度，洋葱鳞片叶外表皮细胞 吸水 ，液泡体积逐渐 增大 ，紫色  变浅  ，细胞壁与原生质层逐渐  复原  。

二、生物膜的流动镶嵌模型

1、探索历程

（1）19世纪末，欧文顿通过实验提出： 膜是由脂质组成  。

（2）1925年，荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得其面积是红细胞表面积的 2  倍，由此得出结论： 脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层   。

（3）1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的 暗-亮-暗    的三层结构，他认为这三层结构分别是 蛋白质-脂质-蛋白质    ，他把生物膜描述为  静态的统一结构    。

（4）1970年，科学家以荧光蛋白标记的小鼠细胞     进行实验，及相关的其他实验证据证明细胞膜具有流动性。

（5）1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌    模型为大多数人所接受。

2、流动镶嵌模型的基本内容

（1） 磷脂双分子层  构成了膜的基本骨架

（2）蛋白质分子有的 镶嵌   在磷脂双分子层表面，有的部分或全部 嵌入   磷脂双分子层中，有的  横跨  整个磷脂双分子层

（3）磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动

（4）糖蛋白（糖被）分布在 细胞膜外侧    ，由细胞膜上的  糖类和蛋白质  结合形成。作用： 细胞识别  、保护润滑等。

三、物质跨膜运输的方式

1、几种跨膜运输方式的比较

          方向      载体         能量           举例

自由扩散  高→低     不需要     不需要    水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、脂肪酸等   

协助扩散  高→低    需要         不需要    葡萄糖进入红细胞          

主动运输  低→高    需要       需要     氨基酸、K+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞  

2、大分子物质进出细胞的方式：胞吞   和  胞吐   ，如吞噬细胞吞噬病原体，分泌蛋白的分泌，其实现基础依赖于细胞膜的 结构   特点---  流动性  。

第二单元  酶与ATP

一、降低化学反应活化能的酶

1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多 化学反应   。

2、酶的概念：酶是 活细胞   产生的具有催化作用的 有机物  ，绝大多数是  蛋白质  ，少数是  RNA  。

3、酶的特性：（1）   高效性      ，酶比无机催化剂的催化效率高。

              （2）   专一性        ，一种酶只能催化  一种或一类   化学反应。

（3）作用条件温和性

4、活化能：分子从  常态    转变为容易发生化学反应的 活跃状态  所需要的能量。

5、酶的作用实质：  降低化学反应所需的活化能            。

6、影响酶促反应的因素

（1）温度：  高温    使酶失活。

   低温   降低酶活性，但不会使酶变性失活，恢复适宜温度后酶活性可以恢复，因此酶的保存常在低温下进行。

（2）PH ：过酸、过碱使酶失活

二、细胞的能量“通货”——ATP

1、ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做  三磷酸腺苷  ，是细胞进行生命活动的直接能量来源。

2、结构简式：  A—P～P～P    其中A代表 腺苷  ， P代表 磷酸基团  ，～代表 高能磷酸键   。

3、ATP和ADP之间的相互转化（物质可逆、能量不可逆、酶不同）

（1）ATP的合成：ADP + Pi+能量→ATP，此过程一般与细胞中  放能   反应相联系

（2）ATP的水解：ATP→ADP + Pi+能量，此过程一般与细胞中  吸能   反应相联系

（3）ADP转化为ATP所需能量来源：

动物和人：  呼吸作用  

绿色植物：  呼吸作用、光合作用   

（4）ATP水解释放的能量去向：  用于各项生命活动 

第三单元  细胞呼吸与光合作用

一、ATP的主要来源——细胞呼吸

1、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  ATP  的过程。

2、有氧呼吸

（1）总反应式：  C6H12O6 +6O2    →   6CO2 +6H2O +大量能量    

（2）第一阶段：场所细胞质基质     反应式： C6H12O6  →  2丙酮酸+少量[H]+少量能量  

（3）第二阶段：场所线粒体基质    反应式： 2丙酮酸+6H2O  →  6CO2+大量[H] +少量能量

（4）第三阶段：场所线粒体内膜    反应式：  24[H]+6O2  → 12H2O+大量能量       

3、无氧呼吸（第一阶段与有氧呼吸相同；仅第一阶段释放能量）

（1）无氧呼吸产生酒精反应式：  C6H12O6 →  2C2H5OH+2CO2+少量能量   发生生物： 植物   ， 酵母菌  。

（2）产生乳酸反应式：  C6H12O6  → 2乳酸+少量能量       发生生物： 动物  ，乳酸菌， 马铃薯块茎  ，玉米胚。

（3）微生物的无氧呼吸也叫  发酵  。

4、有氧呼吸和无氧呼吸的能量去路

（1）有氧呼吸：所释放的能量一小部分用于生成ATP，大部分以 热能      散失。

（2）无氧呼吸：释放出的能量部分用于生成ATP，部分以热能形式散失，大部分未释放的能量储存于  乳酸或酒精    。

5、实验：探究酵母菌细胞呼吸方式

（1）酵母菌是真核  （真核/原核）生物，有线粒体等多种细胞器

（2）图甲为探究 有氧     （有氧/无氧）呼吸的装置，质量分数为10%的NaOH溶液溶液目的是吸收通入气体中的CO2。图乙装置是探究  无氧     （有氧/无氧）呼吸的装置。

（3）CO2的检验：方法一：澄清石灰水遇CO2变浑浊   方法二： 溴麝香草酚蓝水溶液  遇CO2由蓝变绿再变黄，CO2越多，变色所需时间越 短   。

（4）酒精的检验：

       试剂：  酸性重铬酸钾溶液       颜色变化：由橙色变成  灰绿色  

6、细胞呼吸的应用：

（1）稻田定期排水，目的是防止水稻幼根进行  无氧呼吸   产生的  酒精   对幼根产生毒害作用而引起腐烂。

（2）用透气的纱布包扎伤口，目的是防止厌氧微生物在伤口深处进行 无氧呼吸      而大量繁殖。

（3）中耕松土的目的是使土壤中有更多的氧气，促进作物根部的有氧呼吸        。

（4）在低温、低氧、干燥      条件下保存粮食，有利于减少细胞呼吸对有机物的消耗。

二、能量之源——光与光合作用

1、绿叶中色素的提取和分离

（1）色素提取原理：绿叶中的色素易溶解在有机溶剂（如无水乙醇）  中

（2）色素分离原理：不同色素  在层析液中溶解度     不同，溶解度  高  的色素随层析液在滤纸上扩散得  快  ，因此不同色素随层析液在滤纸上的扩散而分离开。

（3）方法步骤中需要注意的问题：

研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？

二氧化硅：     有助于研磨得更充分    碳酸钙：可防止研磨中色素被破坏     

实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？

         防止层析液挥发对人体造成伤害                          

滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？

         防止细线中的色素被层析液溶解而影响实验结果            

滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？

有四条色带，自上而下依次代表的色素是  胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b        。

最宽的是 叶绿素a       ，最窄的是    胡萝卜素       。

⑤画滤液细线时，重复1~2次的目的是  增加色素的含量     。

三、光合作用的过程：

1、总反应式：    CO2+H2O      （CH2O）+O2，其中（CH2O）表示糖类。             

2、光反应阶段：必须有光才能进行                  

（1）场所： 类囊体薄膜上  

（2）物质变化反应式：

水的光解

ATP形成

（3）能量变化：光能转化为    ATP中活跃的化学能  

3、暗反应阶段：有光无光都能进行

（1）场所：   叶绿体基质     

（2）物质变化

CO2的固定

C3的还原

（3）能量变化：ATP中活跃的化学能转化为        有机物中稳定的化学能      

4、联系：光反应为暗反应提供 ATP和[H]  ，暗反应为光反应提供合成ATP和[H]的原料。

5、碳原子的转移途径是：二氧化碳→ C3    →葡萄糖。

四、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用

1、光照强度

①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响  光反应   阶段，制约  ATP和[H]    的产生，进而制约 暗反应    阶段。

②应用分析：适当提高光照强度可增加作物产量。

2、CO2浓度

①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响  暗反应    阶段，制约  C3     生成。

②应用分析：在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。

3、温度

①原理分析：是通过影响  酶活性  进而影响光合作用。

②应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。

4、必需矿质元素

①原理分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，比如缺Mg2+导致  叶绿素  合成不足，影响光合作用。

②应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。