专题二新陈代谢

江油鸿志专修学校2012级生物二轮专题复习资料第1页共11页专题二生物的新陈代谢一、网络导学[本专题包括必修第三章生物的新陈代谢、选修第二章光合作用与生物固氮、选修第五章微生物与发酵工程。]动物代谢江油鸿志专修学校2012级生物二轮专题复习资料第2页共11页二、直击考点[知识点]新陈代谢的概念和类型新陈代谢的概念//酶和ATP//新陈代谢的基本类型。植物的水分代谢渗透作用的原理//植物细胞吸水和失水//体内水分的运输和利用和散失//合理灌溉。植物的矿质代谢植物必需的矿质元素//根对矿质元素的吸收//矿质元素的运输和利用//合理施肥。光合作用光合作用的发现//叶绿体中的色素//光合作用的过程（包括光能在叶绿体中的转换）//Ｃ３、Ｃ４植物的概念及叶片结构的特点（C4途径不做要求）//光合作用的重要意义、提高农作物光能利用率。生物固氮共生固氮菌和自生固氮菌（共生固氮的途径不作要求）、生物固氮的意义//生物固氮的作用。人和动物的三大营养物质代谢糖类、脂质和蛋白质代谢//三大物质代谢的关系//物质代谢与人体健康。细胞呼吸有氧呼吸和无氧呼吸//细胞呼吸的意义。微生物的类群细菌的结构和繁殖//病毒的结构和增殖（放线菌不作要求）。微生物的营养微生物需要的营养及功能//培养基的配置原则//培养基的种类。微生物的代谢微生物的代谢产物//微生物代谢的调节//微生物代谢的人工控制。微生物的生长微生物群体的生长规律//影响微生物生长的环境因素。发酵工程的应用发酵工程的概念和内容//发酵工程的应用（酶工程简介不作要求）。实验比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率//探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用//温度对酶活性的影响//叶绿体中色素的提取和分离//观察植物细胞的质壁分离与复原。三、植物代谢（一）、复习重点[同位素示踪法在本专题中的应用]知识点标记元素标记化合物标记物转移情况结论光合作用过程中原子的转移１８OH２１８OH２１８O→１８O光合作用放出的O２完全来自H２O中的氧矿质元素在植物体内的转移３２P含３２P的肥料将在含３２P的肥料中长期培养的植物放入不含P营养液中培养，衰老组织中３２P明显减少，向新生叶运输P是可转移元素，在植物体内可被再度利用呼吸过程中原子的转移１８O１８O１８O→H２１８O有氧呼吸消耗的O２完全与还原态氢结合生成水C４植物的光合作用途径１４C１４CO２CO２→C４→C３→（CH２O）C４植物光合作用途径中，CO２形成的第一固定产物是C４，后转移到C３，最终被还原为（CH２O）[本专题中实验变量的分析]实验实验变量反应变量无关变量比较过氧化氢酶和Fe３＋的催化效率催化剂的种类催化效率的高低（以点燃但无火焰的卫生香的燃烧程度表示或气泡产生速度表示）试管等用具的洁净度、环境温度、材料的相同量、各种试剂的量、反应时间等。探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用底物的种类淀粉酶将淀粉水解，但不能水解蔗糖淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温度与处理时间、斐林试剂的使用量与加热时间、操作程序等江油鸿志专修学校2012级生物二轮专题复习资料第3页共11页温度对酶活性的影响温度（60℃热水、沸水、冰块）加碘后溶液颜色的变化试管的洁净度、淀粉溶液的量、不同温度的处理时间、操作的程序、碘液的加入量等。观察植物的质壁分离和复原外界溶液的浓度质壁分离；质壁分离复员溶液的种类及浓度、分离与复原现象的观察时间、装片的洁净度及临时装片的制作、材料的选择等（二）热点剖析探究1、理解新陈代谢与酶和ATP的关系新陈代谢是细胞内一系列有序的化学反应的总称，是生物体自我更新的过程。酶和ATP是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。新陈代谢的一系列化学反应都是在酶的催化作用和ATP的供能条件下才能正常进行。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。近几年的高考命题主要围绕着酶的催化活性、耐受温度、酸碱度以及生成物和反应物的浓度等因素的影响展开命题，复习时应注意这方面的问题。①酶的催化作用需要适宜的温度和pH，在最适温度和最适pH下，酶活性最高。过酸、过碱和高温都破坏酶的分子结构而使酶失活。②在底物足够，其他条件固定的情况下，反应中没有抑制酶活性的物质和不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速度与酶浓度成正比。③在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而加快，几乎成正比；底物浓度较高时，随底物浓度增加，反应速度加快，但不显著；底物浓度很大，达到一定限度时，反应速度达到最大值且不再随底物浓度增加而增加。生物体生命活动的直接能源是ATP，ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢、神经传导和生物电等。生物体内的糖类、脂质和蛋白质等有机物中都含有大量的能量，但生命活动的主要能源物质是糖类，糖类在体内氧化分解释放的能量，一部分合成了ATP用于各项生命活动，另一部分以热能的形式散失。糖类等有机物中含有的能量最终来自绿色植物光合作用所固定的太阳能，所以，生物体生命活动的最终能源是太阳光能。2、植物的光合作用和呼吸作用的过程光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢，这是高考的重点和热点，复习时要切实理解其实质——完成物质和能量的转化。光合作用的光反应阶段完成两大变化：水分解产生氧气和[H]，合成ATP。暗反应阶段完成CO2的固定和还原。呼吸作用是分解有机物，释放能量的过程。光合作用必须在光下才能发生，而呼吸作用是每时每刻都在进行，一般来说，植物在白天和晚上的呼吸作用强度基本一致，呼吸作用的强弱主要受温度的影响。分清光能在叶绿体中的转换过程，包括三个步骤，光能转换成电能（需要色素，主要是叶绿素a）；电能转化为活跃的化学能（合成ATP、NADPH的过程），活跃的化学能转化为稳定的化学能（合成有机物的过程）。前两步发生在光反应的过程，第三步发生在暗反应过程。叶绿体中的色素包括叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）、胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），它们在光合作用中主要有两个方面的作用：①吸收、传递光能（大多数叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素）；②吸收光能，并转换成电能（少数处于特殊状态的叶绿素a）。【自学提问】1.光照与CO2对植物细胞内C3C5〔H〕ATPADP的影响是怎样的？2.光合作用与呼吸作用中ATP的去路是怎样的？ATP与ADP的移动方向是怎样的？3.光合作用与呼吸作用中〔H〕的作用是什么？江油鸿志专修学校2012级生物二轮专题复习资料第4页共11页3．光合作用和呼吸过程中CO2中C和O的转化4．不同状态下植物代谢中的CO2和O2（1）在白天有较强光照时，光合作用强度大于呼吸作用强度，参与光合作用的CO2有来自于外界的，也有来自于线粒体呼吸作用产生的；植物光合作用产生的氧气除用于自身细胞呼吸之外，其余氧气释放到周围环境中。（2）在傍晚或清晨光照强度较弱时，光合作用需要的CO2量较少，呼吸作用提供的CO2就够了，叶肉细胞不从外界吸收CO2。当光合作用与呼吸作用的强度相等时，外界CO2不发生变化，此时叶片所处的光照强度称为光的补偿点；细胞呼吸速率大于光合作用速率时，吸收O2、放出CO2量较少。（3）晚上没有光照，植物只进行呼吸作用，植物从外界吸收O2，且产生的CO2全部排出体外。（4）一昼夜有机物的积累量（植物净产量）是由光合作用与呼吸作用的强度大小决定的，白天积累的有机物经过一个晚上被呼吸作用消耗一部分，余下的才是植物的净产量。（5）绿色植物光合作用与呼吸作用之间O2的相互联系在叶肉细胞中，叶绿体光合作用释放的总O2量有两个去向，一是用于线粒体的呼吸作用消耗（呼吸作用强度越大，消耗越多），代表呼吸作用强度；二是释放到外界去，它同样代表用于积累的有机物的量的多少。（6）光合作用、呼吸作用、净光合作用三者之间的关系，反映的是作物产量。作物产量取决于光合作用的净积累量（光合作用净积累量=总光合作用量-呼吸消耗量），因此，在一定条件下，增强光合作用，降低呼吸消耗，可明显提高作物产量。5.影响光合作用、细胞呼吸的因素及其应用因素对光合作用的影响在生产上应用对细胞呼吸的影响在生产上的应用内部因素①叶绿体所含色素的种类、数量②发育时期选择优良品种，提高光合作用强度，从而提高粮食产量①不同种类的植物呼吸速率不同，如阴生植物小于阳生植物②同一植物的生长发育时期、器官类型不同，呼吸速率不同：如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降；生殖器官大于营养器官适当修剪去除植物衰老叶片外部因素光①光照强度：光照弱时减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快。但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加；光照过强时则因气孔关闭、CO2吸收减少而降低②光质不同影响光合速率：白光为复色光，光合作用能力最强，单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差①适当提高光照强度②延长光合作用时间——轮种③增加光合作用面积——合理密植④温室大棚用无色透明玻璃或薄膜有无光均可进行温度光合作用的暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，影响植物叶片气孔开放，影响CO2供应，进而影响暗反应，从而影响光合①适时播种②温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温细胞呼吸在最适温度（20-35℃）时最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低温下贮存种子和果蔬；大棚蔬菜的栽培在夜间适当降温，降低细胞呼吸强度、减少有机物的消耗，提高产量江油鸿志专修学校2012级生物二轮专题复习资料第5页共11页速率低于最适温度酶活性下降，呼吸受抑制CO2或O2浓度二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率随CO2浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加CO2浓度，光合速率不再增加温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如放一定量的干冰或多施有机肥，使温室中CO2增多在O2浓度为零时只进行无氧呼吸，一般浓度为10%以下，既进行有氧呼吸，一般浓度为10%以上，只进行有氧呼吸①中耕松土②利用降低氧的浓度能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间矿质元素和H2O矿质元素直接或间接影响光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P（与酶、叶绿素的生物合成有关）产生直接影响；K、P、B对光合产物的运输和转化起促进作用，对光合作用产生间接影响；水分是光合作用原料之一，缺少时光合速率下降合理施肥合理灌溉有些矿质元素是酶的激活剂，影响与细胞呼吸有关的酶，在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱种子贮藏必须晒干6、影响光合作用的因素几个常见图解：①光照强度：②温度③CO2浓度：细胞呼吸的图解○4多种因素的共同作用（分析P点Q点限制光合作用的因素）【自学提问】1.光合作用中怎样提高光合效率？2.在光合作用怎样提高光能利用率？7．C3植物和C4植物C3植物叶片的结构特点是：叶绿体只存在于叶肉细胞中，维管束鞘细胞中没有叶绿体，整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行，光合产物变只积累在叶肉细胞中。C4植物叶片的结构特点是：围绕着江油鸿志专修学校2012级生物二轮专题复习资料第6页共11页维管束的是呈“花环型”的两圈细胞，里面一圈是维管束鞘细胞，细胞较大，里面的叶绿体不含基粒。外圈的叶肉细胞相对小一些，细胞中含有具有基粒的叶绿体。通过C4途径固定CO2的过程是在叶肉细胞中进行的。C4中的C转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行。光合作用的产生也主要积累在维管束鞘细胞中。C4植物具有两条固定CO2的途径，即C3途径和C4途径。C4植物通常分布在热带地区，光合作用效率较C3植物高，对CO2的利用率也较C3植物高，所以具有C4途径的农作物的产量比具有C3途径的农作物产量要高，如玉米就属于C4植物。【自学提问】1.怎样区别C3C4植物？2.常见C3C4植物有哪些？8、水分、矿质元素的吸收、运输与利用1．植物对矿质元素的吸收具有选择性同一植物对不同矿质离子的吸收不同；同一植物不同生长时期，对矿质元素的需求量不同；不同植物对同一矿质元素的需求量不同；植物对同一种盐的阴阳离子的吸收量不同