第三单元 细胞的代谢 考点1 物质进出细胞的方式 【考点诠解】 1、物质跨膜运输方式的类型及特点 方式 运输方向 （浓度） 是否需要 载体 是否需 要能量 实例  自由扩散 高→低 否 否 O2、CO2、水、甘油、乙醇等进出细胞  协助扩散 高→低 是 否 葡萄糖进入红细胞  主动运输 低→高 是 是 植物细胞对矿质离子的吸收；葡萄糖、氨基酸进入动物的小肠绒毛上皮细胞  注：（1）影响各种运输方式的因素： ①自由扩散：物质运输的动力就是膜内外的物质浓度差，浓度差越大，自由扩散的速率越大。 ②协助扩散：不仅受浓度差影响，还受着载体的数量限制，可以说在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度，浓度再增加，运输也不再增加，因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和。 ③主动运输：主动运输与这个细胞代谢产生的能量有关，能够影响细胞呼吸有关的因素，例如温度、氧气等都可以影响到主动运输过程。另外，主动运输还与运载该物质的载体蛋白的种类和数量有关，一般来说，载体数量越多，运输的这种物质越多；但是膜上载体的数量有限，因此主动运输也会存在最大速率。 （2）主动运输对于细胞重要意义： 主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质，对活细胞完成各项生命活动具有非常重要的作用。 2、细胞膜（活细胞）是选择透过性膜 水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，细胞不需要的离子和小分子以及大分子都不能通过。 3、大分子物质进出细胞的方式：胞吞（内吞）、胞吐（外排） 4、渗透作用：水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。 原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 发生渗透作用的条件：①具有半透膜 ②膜两侧有浓度差 细胞的吸水和失水：外界溶液浓度＞细胞内溶液浓度→细胞失水 外界溶液浓度＜细胞内溶液浓度→细胞吸水 【精题选粹】下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答： (1)A代表_____分子；B代表______；D代表___________； (2)细胞膜从功能上来说，它是一层____________膜； (3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小， 这说明B具有_________； (4)在a～e的五种过程中，代表被动转运的是_____________； (5)可能代表氧气转运过程的是图中编号_______；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号______； (6)如果此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋时，Na+的流动过程是编号_______。 【一举多得】本题考查细胞膜的结构及其功能，考察学生理解、分析应用能力。(1)细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂双分子层构成，细胞膜表面还有链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白，也可和脂类分子结合成糖脂。(2)细胞膜从功能上来说最重要的特性是选择透过性。(3)动物细胞吸水膨胀时，厚度变小，说明磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变化之中。这种现象证明磷脂双分子层具有一定的流动性。(4)a～e五个过程中，b、c、d穿膜无需细胞供能，故是被动转运。(5)氧气穿膜是自由扩散，所以选b，葡萄糖进入小肠上皮细胞，是主动运输，所以选a。(6)如该细胞膜为神经细胞膜，未受刺激时，Na+由细胞膜内侧，通过Na+泵(实际上是一种镶嵌在膜的磷脂双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质)的作用，移至细胞外侧。有两个显著特点：①逆Na+浓度差由内向外；②是要消耗ATP。当神经细胞膜受刺激兴奋时，由亲水蛋白质分子构成的Na+管道张开，膜外大量Na+顺浓度梯度从Na+管道流入膜内，Na+流入量猛增20倍。 答案 (1)蛋白质 磷脂双分子层 多糖 (2)选择透过性 (3)一定的流动性 (4)b、c、d (5)b a (6)c 考点2 酶在代谢中的作用 【考点诠解】 1、相关概念： 新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。 酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。 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。 2、酶的发现： ①、1783年，意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明：胃具有化学性消化的作用； ②、1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶； ③、1926年，美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质； ④、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。 3、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA。 4、酶的特性： ①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。 ②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。 ③、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。 【精题选粹】下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果，通过分析实验不能得出的结论是 步 骤 方法 观察结果  1 常温下自然分解 氧气泡少而小  2 常温下加铁离子 氧气泡稍多而小  3 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大  4 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 同自然分解一样  A.酶的催化效率有高效性 B.酶的催化条件有温和性 C.酶的催化对象有专一性 D.高温会使酶失去活性 【一举多得】本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见。实验1是其它实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，实验4分析可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下有效。实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强。但整个实验不能得出酶有专一性的特点。 答案:C 考点3 ATP在能量代谢中的作用 1、ATP分子中具有高能磷酸键 ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。ATP可以水解，这实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。 注：每一个ATP分子有两个高能磷酸键，位于磷酸基团与磷酸基团之间，腺苷A与磷酸基团之间的“—”不是高能磷酸键，而是一个普通的磷酸键。 2、ATP和ADP可以相互转化。如图所示： ATP与ADP的相互转变伴随着能量的释放和储存，可用下式表示两者的循环过程。  幻灯片26张 ATP与ADP相互转变的反应并不是可逆的，或者说物质可逆，能量不可逆。 在ADP转化成ATP的过程中，所需要能量对于动物、真菌和大多数细菌来说，均来自细胞进行呼吸作用时释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖呼吸作用释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利用了光能。 【精题选粹】ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是（ ） ①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 ③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离（即第二个高能磷酸键断裂），使ATP转变成ADP，同时释放能量 ④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP A.①③　　　B.②④ C.③④ D.①④ 【一举多得】解该题，需熟悉ATP结构简式A—P～P～P，其中含有两个高能磷酸键，并非三个；在酶的作用下，远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，该键又可接受能量，加上一分子磷酸重新形成ATP。在这里，高能磷酸键的断裂和再形成，保证了能量的释放和储存。 答案：C 考点4 光合作用及认识过程 【考点诠解】 1、光合作用的认识过程 ①1864年萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，确定叶片在光下能产生淀粉 ②1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。 ③1940年鲁宾和卡门运用放射性同位素标记法，通过小球藻的实验证明了光合作用释放的氧气来自水。 2、光合作用的过程 ①色素：叶绿素和叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 分布：叶绿体的类囊体的薄膜上 ②光合作用的过程  3、比较光反应和暗反应 ? 光反应阶段 暗反应阶段  进行场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质  所需条件 光、色素、酶 酶、[H]、ATP  物质变化[Ks5u.com] 水的光解：H2O→[H]+02 ATP的合成：ADP+Pi→ATP CO2的固定：CO2+C5→2C3 C3的还原：C3+[H]+ATP→（CH2O）+C5 ATP的水解：ATP→ADP+Pi  能量转换 光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的 化学能  联系 光反应为暗反应提供[H]、ATP  【精题选粹】 如下图为光反应、暗反应联系示意图，据图回答下列问题：[高考资源网KS5U.COM] （1）填出图中字母所表示的物质：  a b c d （2）光反应为暗反应提供了［ ］和［ ］。 （3）光合作用中的能量转变是；光能→ → 。 （4）如小麦在适宜条件下栽培，突然将d降至极低水平，则小麦叶片中的三碳化合物含量会突然减少，其原因是 ；若降低d的同时，又停止光照，则不会出现上述现象，其原因是 。 【一举多得】此图表示光合作用过程中的光反应与暗反应的主要变化及其相互联系，由光合作用整个过程可知，a表示O2、b表示ATP、c表示［H］、d表示CO2；光反应为暗反应提供了b和c，即ATP和［H］；在光合作用过程中的能量变化是光能转变成ATP中的化学能，再转变成有机物中的化学能，有机物主要是指糖类中的葡萄糖；如小麦在适宜条件下栽培，突然将d降至极低水平，则小麦叶片中的三碳化合物含量会突然减少，其原因是缺少形成三碳化合物的原料CO2。若降低d的同时，又停止光照，则不会出现上述现象，其原因是CO2减少，固定过程受阻，三碳化合物合成减少，同时又由于光照停止，光反应产生的［H］和ATP减少，使还原过程也受阻，这样三碳化合物的含量就相对稳定。 答案：（1）O2 ATP ［H］ CO2 （2）［H］ ATP （3）ATP中的化学能 有机物中的化学能 （4）缺乏形成三碳化合物的原料 光反应受阻，缺乏［H］和ATP还原三碳化合物。 考点5 影响光合作用速率的环境因素 环境因素对光合作用的影响 影响光合作用的因素： ①光照强度  ②CO2的浓度  ③温度：光合作用中的生化反应离不开酶的催化，而温度直接影响酶的活性，进一步影响光合速率。 另外，水以及矿质元素也会影响光合速率。 农业生产以及温室中提高农作物产量的方法：延长光照时间、增加光照强度、增加CO2的浓度，适当提高温度等 例如： ①农业上采用套种、合理密植等措施使农作物充分吸收阳光以达到增产的目的 ②利用大棚适当延长光照时间、提高CO2浓度和温度，提高光合作用的效率 【精题选粹】将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是（ ） A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降 【一举多得】从光合作用的反应过程进行分析：在光合作用过程中，CO2参与暗反应，CO2与C5化合物结合，生成两个C3化合物，当CO2突然减少时，这个过程必然受阻，因而导致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的减少，又使暗反应中C3化合物还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升。 答案：C 考点6 呼吸作用及其原理的应用 【考点诠解】 1、相关概念： （1）呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成 二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸 （2）有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。 （3）无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。 （4）发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。 2、有氧呼吸的总反应式： C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量 3、无氧呼吸的总反应式： C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量 或 [Ks5u.com] C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量 4、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）： 场所 发生反应 产物  第一阶段 细胞质[高考资源网KS5U.COM] 基质 ? 丙酮酸、[H]、释放少量能量，形成少量ATP  第二阶段 线粒体 基质 ? CO2、[H]、释放少量能量，形成少量ATP  第三阶段 线粒体 内膜 ? 生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP  5、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸  不 同 点 场所 细胞质基质，线粒体基质、内膜 细胞质基质   条件 氧气、多种酶 无氧气参与、多种酶   物质变化 葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等   能量变化 释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP 释放少量能量，形成少量ATP  6、影响呼吸速率的外界因素： （1）温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。 温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。 （2）氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。 （30水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。 （4）CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。 7、呼吸作用在生产上的应用： （1）作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。 （2）粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。 （3）水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。 【精题选粹】1、下列关于植物呼吸作用的叙述，正确的是 A．呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜 B．是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别 C．高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸 D．种子库中贮存的风干种子不进行呼吸作用 【一举多得】此题考查植物有氧呼吸和无氧呼吸及有关的结构问题。有氧呼吸和无氧呼吸的第一步是相同的。有氧呼吸的第二步过程是丙酮酸进入线粒体，线粒体是双层膜；有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别是是否需要氧气，而与能否产生二氧化碳无关。任何活的细胞或生物体，都要进行呼吸作用，如种子是具有活性的，只是呼吸的速度很慢仍要进行呼吸作用。此题的关键是要明确有氧呼吸和无氧呼吸的基本原理和过程，明确其区别点。 答案：A 【精题选粹】2、用酵母菌酿酒时，向原料中通入足够的空气，酵母菌与酒精的数量分别会 A．死亡、增多 B．增多、增多 C．死亡、不再产生 D．增多、不再产生 【一举多得】上述条件下，酵母菌只进行有氧呼吸生成CO2和H2O，并在此过程中大量繁殖，不再产生酒精，这也是酿酒厂在发酵制酒时，先向发酵罐内通气，让酵母菌大量繁殖，再进行密封，产生酒精的原理所在。 答案：D
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