2023届高三生物复习课件03. 细胞代谢

这是一份2023届高三生物复习课件03. 细胞代谢，共29页。PPT课件主要包含了细胞代谢，酶的本质，蛋白质，活细胞，葡萄糖和水，CO2，看消耗的有机物的量，若ABBC，T2光呼吸，T2电子传递链等内容，欢迎下载使用。
1.(必修1 P78正文)酶不能为细胞代谢提供能量，却可以降低化学反应的活化能；在催化过程中，酶分子构象会发生可逆性改变。2．(必修1 P84正文)细胞中各类化学反应的有序进行，与酶在细胞中的分布有关。3．(必修1 P86正文)ATP是高能磷酸化合物，含2个特殊的化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。（由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解。）4．(必修1 P89小字部分)萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素。 5．(必修1 P88正文)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质分子磷酸化，磷酸化的蛋白质空间结构发生变化，活性也改变，因而可以参加各种化学反应。6．(必修1 P90探究实践)探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。7．(必修1 P94正文)无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖中的能量大部分留在乳酸或酒精中。8．(必修1 P94小字部分) 细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。9．(必修1 P104正文)在植物光合作用中，CO2固定不需要消耗ATP，C3还原需要的能量来自于ATP和NADPH。10．(必修1 P104相关信息)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。11．(必修1 P106小字部分) 硝化细菌的化能合成作用合成有机物利用的能量是体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量。与光合作用的差别主要是合成有机物利用的能量来源不同。
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 P77
1.依据实验目的，分析自变量、因变量？ 方法步骤（设计思路）？ 无关变量？2.哪个是对照组？哪几个是实验组？ 注意：对照组未作任何处理，称为空白对照P78 2号、3号、4号分别与1号对照，分别说明什么？ 3号、4号相互对照，说明什么？ 该实验有关于酶的的结论是什么？3. 设计实验，验证酶有催化作用。 5. 设计实验，验证酶有高效性。
1.细胞代谢的概念？P76 2.细胞代谢的主要场所？控制中心？
酶催化作用的机理P78
1.活化能的概念？ 2.酶的作用？酶的作用机理？3.与无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因？4.酶催化作用的意义？P78最后一段
1. 酶本质的探索历程P79（要求熟悉：5个科学家的结论）2. 酶的本质、合成原料、合成场所、酶的来源、作用场所？P81概念回扣3. 设计实验，验证酶的化学本质。
溶菌酶：溶解细菌细胞壁，参与非特异性免疫，噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放溶菌酶。果胶酶：分解植物细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮 纤维素酶：分解纤维素胰蛋白酶：促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖脂肪酶：分解油脂 淀粉酶：水解淀粉 蛋白酶：水解蛋白质青霉素酰化酶：将青霉素改造成杀菌力更强的氨苄青霉素溶酶体酶：溶酶体中的酸性水解酶
中法则中的酶:①DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，催化单个核苷酸连接到已有的核酸片段3，末端的羟基上，形成磷酸二酯键 DNA连接酶：恢复被限制酶切开的两个核苷酸片段之间的磷酸二酯键（或催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键） ② 限制酶：识别特定的核苷酸序列，切割特定部位 ③解旋酶：将DNA两条链之间的氢键打开 ④ RNA聚合酶：识别启动子，催化转录。以DNA的链为模板，将单个核糖核苷酸连接到已有的片段上，通过磷酸二酯键连接成mRNA(还有解旋的功能） ⑤DNA酶（水解DNA的酶，是一类酶）：切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸 ⑥逆转录酶:以RNA为模板的DNA聚合酶端粒酶：含有RNA模板的逆转录酶 一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成由于DNA而缺失的染色体末端的DNA，具有逆转录酶活性。端粒酶在干细胞和生殖细胞中有活性，在体细胞中没有活性。在肿瘤中被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。 酪氨酸酶：催化黑色素合成,白化病,老年白发,白癜风脲酶：分解尿素的酶，专一性强。把尿素 CO(NH2)2 分解成CO2 + 2NH3酶的最适温度和最适PH见课本P84相关信息
1．酶、激素、抗体与神经递质的“一同”“四不同”(1)一同：均需要与特定物质结合后才能发挥作用，如酶需与特定的底物结合、激素需与特异性受体结合、神经递质需与突触后膜上的特异性受体结合、抗体需与特定抗原结合。(2)四不同
酶活性的两种抑制机理 激活剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂与被抑制的酶的正常底物通常有结构上的相似性，能与底物竞争酶分子的结合位点，从而产生酶活性的抑制作用。竞争性抑制剂的作用是可逆的，只要底物的浓度高于抑制剂的浓度，那么活性部位就不易被抑制剂占据，底物可照常发生反应，如曲线乙。2.非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂在化学结构和分子形状上与正常底物无相似之处，因此并不在活性部位与酶结合，而是在活性部位以外的地方与酶结合。然而一旦结合，酶的构象就发生变化，从而导致活性中心不能再结合底物，如曲线丙。非竞争性抑制是不可逆的，增加底物浓度并不能解除对酶活性的抑制。
通过激素对酶活性的影响调节代谢激素同膜上的受体结合所成的络合物能活化膜上的腺苷酸环化酶，活化后的该酶能使ATP环化形成cAMP，激素是通过cAMP对他们的靶细胞起作用的。因为cAMP能将从神经、底物等得来的各种刺激信息传到酶反应中去，故人们称它为第二信使。激素通过cAMP对细胞的多种代谢途径进行调节，糖原的分解、合成、脂质的分解、酶的产生都受cAMP的影响。cAMP影响代谢的作用机制是它能使参加有关代谢反应的蛋白激酶活化（例如糖原合成酶激酶）通过激素对酶合成的诱导作用调节代谢这类激素与细胞内的受体蛋白结合后即转移到细胞核内，影响DNA，促进mRNA的合成，从而促进酶的合成
酶的专一性取决于活动中心的空间构象
1.总反应式：2.对三个阶段的认识： 3.元素的转移探究：4.理解：
说明：第一阶段不需要氧的参与，第二阶段不需要氧直接参与
①各阶段的反应式及场所②产生ATP阶段？产生ATP最多的阶段？③产生【H】的阶段？消耗【H】的阶段？ 产生【H】最多的阶段？④消耗水的阶段？产生水的阶段？⑤消耗O2的阶段？生成CO2的阶段？
①产物CO2中氧原子的来源②有氧呼吸中C的转移途径：③呼吸时，若O2中氧带有放射性，哪些物质含有放射性？
不能 膜上没有运输葡萄糖的载体
①【H】是什么？②没有O2，能否发生有氧呼吸的第二阶段？③葡萄糖能否进入线粒体？原因是什么？
[H]=NADH(还原型辅酶I)
2.线粒体在结构上与功能相适应的特点有哪些？ 膜面积 酶
方法总结：细胞呼吸方式的判断方法
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。③消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
思考2：★若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，如何判断哪种呼吸方式占优势？
思考1：若某生物既无O2的消耗又无CO2的释放，能否说明生物已死亡？
不能 可能进行产乳酸的无氧呼吸
测定呼吸速率的装置分析
呼吸速率的表示方法：实验观察指标：
单位时间内消耗O2的量（单位时间内产生CO2的量）
单位时间内着色液移动的距离
A.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置 实验，具体做法是 。B.为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行 处理，所测种子进行 处理（灭菌/消毒）C.若选用绿色植物作实验材料来测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行 处理，通过测定 来表示呼吸速率
将发芽的种子改为等量的灭活种子，其他条件均不变
T3(2)测定植物光合速率
1.影响细胞呼吸因素相关的四类曲线
B:说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消 耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3
1.呼吸类型的判断及理由：Q点： P点： QP段（不含Q、P）：2.区段分析：QR段急剧下降的原因：RP段CO2的释放量增加的原因：3.在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中冲入氮气，目的是：氧浓度应调到 点对应的温度时，更有利于蔬菜的运输，理由是：
氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制，而有氧呼吸很弱
氧气充足时，有氧呼吸增强，释放的CO2增多
降低氧浓度，减少有机物的消耗
R 有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，细胞呼吸强度最弱，有机物消耗最少
内因有酶的数量和活性、C5的含量、色素含量等。
P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
净光合速率、真正光合速率关系分析；计算
（4）一天葡萄糖的积累量 =白天的净光合总量-晚上呼吸总量 =白天积累的葡萄糖-晚上呼吸消耗的葡萄糖
T1图1、T3图3：净光合速率、真正光合速率关系分析
消耗的、利用的、制造的、产生的—— 值吸收的、释放的、测定的、积累的—— 值
①不过原点的曲线代表的是净值；②题干交代“测定”的值——一定是净值
1.Rubisc的催化方向取决于CO2与O2的浓度比：当CO2与O2的浓度比高时，Rubisc催化羧化反应增强（CO2的固定）当CO2与O2的浓度比低时，Rubisc催化的加氧增强2.植物在干旱、高光强条件下，叶片气孔部分关闭（CO2浓度低）,光呼吸释放CO2，加快暗反应速率,以维持CO2 浓度低时暗反应的运转。 光呼吸消耗O2、ATP、NADPH等光反应产物，进一步利用光能，加快光反应速率。
T4 ： 人工光合作用系统——考察光合作用过程、光反应和暗反应联系 分析：模块1、2、3的作用分别是什么？
T5 ： CO2浓缩机制
T3图4：晴朗夏季，密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线
AC段：无光照，植物只进行细胞呼吸。BC段：温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。D点：光合作用强度等于细胞呼吸强度。DH段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段下降慢，是因为气孔关闭造成的。H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度等于细胞呼吸强度。HI段：光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止。（3）图中I点低于A点：一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用大于细胞呼吸，植物生长若I点高于A点：光合作用小于细胞呼吸，植物体内有机物积累量减少，植物不能生长若I点等于A点：光合作用等于细胞呼吸，植物体内有机物积累量不变，植物不生长
ATP合成酶合成ATP依赖于类囊体薄膜两侧的H+浓度差，图中使膜两侧H+浓度差增加的过程有?
生理过程：有氧呼吸第三阶段场所：线粒体内膜物质变化：NADH与O2反应生成水，并合成ATP能量变化：NADH中的化学能转化为热能和ATP中的化学能
电子传递过程中的能量变化是什么？电子的供体和受体分别是什么？
NADH中的化学能→电能→热能和ATP中的化学能 电子供体：NADH 电子受体：O 2
生理过程：光反应场所：叶绿体类囊体薄膜物质变化：水的光解、NADPH、ATP的合成能量变化：光能→NADPH、ATP中活跃的化学能电子传递过程中的能量变化是什么？电子的供体和受体？
光能→电能→NADPH、ATP中活跃的化学能电子供体：H2O 电子受体NADP+
T4光合产物的运输、储存
（2）拓展：若磷酸转运器的活性受抑制，会对光合作用产生哪些影响？导致磷酸丙糖不能被运出，①叶绿体基质内磷酸丙糖浓度增加，抑制暗反应②淀粉积累，光合作用减弱③从叶绿体外转运进的磷酸减少，抑制光反应；
C4植物（玉米）：无光合午休现象——PEP羧化酶对CO2亲和力强，可利用极低浓度的CO2，浓缩CO2后，运到相邻维管束鞘细胞叶绿体，释放CO2，提高Rubisc酶附近的CO2浓度。 CO2补偿点低。
1.Rubisc的催化方向取决于CO2与O2的浓度比：当CO2与O2的浓度比高时，Rubisc催化羧化反应增强（CO2的固定）当CO2与O2的浓度比低时，Rubisc催化的加氧增强2.植物在干旱、高光强条件下，叶片气孔关闭（CO2浓度低）,光呼吸释放CO2，加快暗反应速率,以维持CO2 浓度低时暗反应的运转。 光呼吸消耗O2、ATP、NADPH等光反应产物，进一步利用光能，加快光反应速率。
C4植物比C3植物相比， 谁的光呼吸更弱？C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞，改变了CO2/O2比率，改变了Rubisic的作用方向，降低了光呼吸。
C4植物比C3植物光合作用强的原因:
1.C4植物PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)对对CO2的亲合力大，外界低CO2浓度（干旱）下，光合速率更高。（酶的角度）2.C4植物暗反应在维管束鞘细胞中进行，有利于光合产物的就近运输，防止淀粉积累影响光合。（光合产物的角度）3.C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞，改变了CO2/O2比率，改变了Rubisic的作用方向，降低了光呼吸。（光呼吸的角度）
1.线粒体内膜上的呼吸链在传递电子的同时将质子从线粒体基质腔转移到膜间隙2.线粒体ATP合酶复合体可跨膜转运质子，但其作用是可逆的。该复合体利用足够的电化学质子梯度能量在其内部合成ATP，这是质子由膜间隙通过复合体向基质方向流动；当电化学质子梯度不足以合成ATP时，ATP酶复合体能水解ATP，产生的能量将质子从基质侧泵到膜间隙。
七、化学渗透学说：是离子沿着其电化学梯度穿过半透膜结合结构的运动。重要的例子是在细胞呼吸或光合作用过程中H+ 跨膜移动形成ATP。
6．(2021·武昌区模拟)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图，下列叙述正确的是(　　)
A．光照强度为a时，每日光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少B．光照强度大于b时，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度C．光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点左移
光照强度为a时，对于人参(B)而言，光合速率与呼吸速率的比值(P/R)为1，白天12小时没有积累有机物，晚上进行细胞呼吸消耗有机物，一昼夜干重减少，A错误；光照强度大于b时，限制红松(A)P/R值增大的主要外界因素仍然是光照强度，在d点之后，限制其P/R值增大的主要外界因素才是CO2浓度，B错误；阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率低，光照强度为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故净光合速率不同，C错误；对于人参(B)而言，a点光合速率与呼吸速率的比值(P/R)为1，对应的光照强度为光补偿点；若适当增加土壤中无机盐镁的含量，B植物合成的叶绿素增多，达到光补偿点需要的光照强度变小，故一段时间后B植物的a点左移，D正确。
7．(2021·达州模拟)科研人员用3个相同透明玻璃容器将生长状况相近的三株天竺葵分别罩住并形成密闭气室，在不同的光照处理下，利用传感器定时测量气室中的CO2浓度，得到如下结果。下列分析正确的是(　　)
A．三组天竺葵的叶肉细胞中产生ATP的场所完全相同B．Ⅰ组气室中CO2浓度逐渐增大，气室内气压必定升高C．Ⅱ组叶肉细胞叶绿体产生的O2可扩散到线粒体和细胞外D．在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵固定CO2的平均速率为(y2－y1)/x1 ppm/s
解析：C　Ⅰ组黑暗，叶肉细胞无光合作用，产生ATP的场所为线粒体和细胞质基质，Ⅱ组和Ⅲ组有光，可进行光合作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A错误；Ⅰ组CO2的浓度增大，若氧气充足，植物进行有氧呼吸消耗的O2与产生的CO2的体积相同，装置中气压不变，B错误；Ⅱ组天竺葵的光合作用速率等于呼吸作用速率(CO2浓度不变)，但由于根茎等很多细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用速率大于叶肉细胞自身呼吸作用速率，故产生的O2可扩散到线粒体和细胞外，C正确；在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵净光合速率可以表示为[(y2－y1)÷x1] ppm/s，此时的呼吸速率为[(y3－y2)÷x1] ppm/s，因此天竺葵的真光合作用固定CO2的平均速率为[(y3－y1)÷x1] ppm/s，D错误。
1.原因类试题的类型(2021·全国甲，29节选)细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是
细胞逆浓度梯度吸收K＋是主动运输过程，需要能量，呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能，故使细胞主动运输速率降低
此类题目属于非选择题中的“科学思维”的特征设问，此类题目在语言表达题型中所占比例很高，其设问方式一般有以下几种：“……合理的解释是________” “……判断的依据是________” “……其原因是________” “……其机理是________”等。
解释已知条件与结果之间逻辑关系——因果桥法
例1　(2017·全国Ⅰ，30节选) 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是：(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是。
（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低（2）甲种植物在光下进行光合作用释放的O2，使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增加