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专题二生物的新陈代谢专题要略……………………………………………（3）主干线索……………………………………………（4）要点剖析……………………………………………（11）真题体验……………………………………………（27）返回目录新陈代谢是生物生长、发育、繁殖、遗传等一切生命活动的基础，任何生命现象几乎都是在新陈代谢的基础上表现出来的。本专题涉及的内容十分广泛，同生产、生活的联系也非常密切，历来都是高考的重点主干知识。因此，在本专题的复习中，既要重视本专题的基础知识，又要注意联系生产、生活实际。选修教材的光合作用是在必修教材的基础上加以扩展，在高考中也占有一定的比例。微生物与发酵工程的内容与生物技术发展及生产实践密切相关。专题要略返回目录主干线索1.植物的物质及能量代谢概述返回目录2.光合作用和呼吸作用的比较主干线索返回目录3.人和动物代谢概要主干线索肝糖原肌糖原返回目录4.微生物与发酵工程微生物生长所需的五大类营养物质：。生长因子：维生素、氨基酸、碱基→构成酶和核酸。主干线索返回目录微生物的生长、代谢特点及应用：时期①调整期②对数期③稳定期④衰亡期生长曲线代谢特点大量合成酶、ATP及其他细胞成分代谢旺盛，个体形态、生理特征稳定代谢产物积累，产生次级代谢产物畸形，自溶，释放代谢产物生产应用及控制采用适宜的菌种和培养条件，缩短调整期获取菌种和科研材料连续培养，缩短培养周期，提高产量主干线索返回目录（1）调整期：代谢活跃，开始合成诱导酶，是收获的最佳时期。（2）对数期：形态和生理特性，代谢旺盛；宜做科研用菌种，是接种的最佳时期。（3）稳定期：种内斗争最激烈，产生酶最多。是收获最佳时期，芽孢生成。，可以延长稳定期。（4）衰亡期：多种形态，出现畸形，释放产物，生存环境恶劣，与无机环境斗争最激烈。主干线索返回目录发酵工程：菌种的选育→培养基的配制→灭菌→扩大培养和接种→发酵→分离提纯。[答案]碳源、氮源、生长因子、水和无机盐（1）初级代谢产物（2）稳定（3）次级代谢产物及时补充营养物质（4）次级代谢主干线索要点剖析返回目录1.光合作用的发现（1）1771年英国科学家普利斯特利发现，点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死。证明：植物可以更新空气。（2）1864年，德国科学家萨克斯把经过暗处理的绿色叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。要点剖析返回目录（3）1880年，美国科学家恩格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。（4）20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组向植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O2，释放的是O2。证明：光合作用释放的氧全部来自水。2.光合作用过程中的问题分析（1）在光合作用中有关C3和C5含量变化的分析：①由强光变成弱光时，产生的［H］、ATP数量减少,此时C3还要点剖析返回目录原过程减弱，而CO2仍在短时间内被一定程度地固定，因而C3含量上升，C5含量下降，（CH2O）的合成速率也降低。②CO2浓度降低时，CO2固定减弱，因而产生的C3数量减少，C5的消耗量降低，而细胞的C3仍被还原，同时C5再生，因而此时，C3含量降低，C5含量上升。（2）C4植物的叶肉细胞的叶绿体中能不能进行C3途径固定CO2？C4途径中PEP羧化酶与二氧化碳的亲和力比C3途径中有关的酶与二氧化碳的亲和力约高60倍，就算C4植物的叶肉细胞中也有C3途要点剖析返回目录径中有关的酶，两者与二氧化碳的结合必然构成一种竞争，这样在竞争中C3途径会处于一种劣势，况且是在大气当中的二氧化碳相对于植物光合作用的需求而言总显不足的情况下。所以，C4植物的叶肉细胞的叶绿体中不能进行C3途径，至少是可以忽略不计。3.渗透吸水（1）细胞结构特点：细胞质内有一个大液泡，细胞壁具有全透性，原生质层有选择透过性，细胞液具有一定的浓度。（2）原理：内因：细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小。要点剖析返回目录外因（两侧具浓度差）：外界溶液浓度＜细胞液浓度：细胞吸水；外界溶液浓度＞细胞液浓度：细胞失水。（3）验证：质壁分离及质壁分离复原实验。（4）举例：根尖成熟区表皮细胞的吸水等。4.植物的矿质营养（1）根对矿质元素的吸收：①吸收的状态：离子状态。②吸收的部位：根尖成熟区表皮细胞。要点剖析返回目录③吸收过程：一是根细胞表面的阴、阳离子与土壤溶液中的离子进行交换吸附；二是离子经主动运输进入根细胞内部。根进行离子交换需要的和H＋是根细胞呼吸作用产生的CO2与水结合后解离成的，根细胞主动运输吸收离子要消耗能量。④影响根对矿质元素吸收的因素：a.呼吸作用：为交换吸附提供和H＋,为主动运输供能，因此生产上需要疏松土壤；b.载体的种类决定是否吸收某种离子，载体的数量决定吸收某种离子的多少，因此，根对离子的吸收有选择性。3HCO3HCO要点剖析返回目录c.氧气和温度（影响酶的活性）都能影响呼吸作用。（2）矿质元素的运输和利用：①运输：随水分的运输到达植物体的各部分。②利用形式：矿质元素的利用，取决于各种元素在植物体内的存在形式。K在植物体内以离子状态存在，很容易转移，能反复利用，如果植物体缺乏这类元素，首先在老的部位出现病态；N、P、Mg在植物体内以不稳定化合物的形式存在，能转移，能多次利用，如果植物体缺乏这类元素，首先在衰老的部位出现病态；Ca、Fe在植物体内以稳定化合物的形式存在，不能转移，不能再利用，一旦缺乏时，幼嫩的部分首先呈现病态。要点剖析返回目录5.人和动物体内三大营养物质的代谢（1）食物的消化：一般都是结构复杂、不溶于水的大分子有机物，经过消化，变成为结构简单、溶于水的小分子有机物。（2）营养物质的吸收：是指包括水分、无机盐等在内的各种营养物质通过消化道的上皮细胞进入血液和淋巴的过程。（3）血糖：血液中的葡萄糖。（4）氨基转换作用：氨基酸的氨基转给其他化合物（如丙酮酸），形成新的氨基酸（是非必需氨基酸）。（5）脱氨基作用：氨基酸被分解成为含氮部分（即氨基）和不要点剖析返回目录含氮部分，氨基可以转变成为尿素而排出体外；不含氮部分可以氧化分解成为二氧化碳和水，也可以合成为糖类、脂肪。（6）非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成的氨基酸。（7）必需氨基酸：不能在人和动物体内合成、必须通过食物获得的氨基酸。它们是甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等8种。（8）糖尿病：胰岛素分泌不足造成的疾病。由于糖的利用发生障碍，病人消瘦、虚弱无力，有多尿、多饮、多食、体重减轻的“三多一少”症状。要点剖析返回目录（9）低血糖病：长期饥饿，血糖含量降低到50～60mg/dL时，会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状，喝一杯浓糖水可缓解症状；血糖含量低于45mg/dL时出现惊厥、昏迷等低血糖晚期症状，因为脑组织供能不足必须静脉输入葡萄糖溶液。6.对于呼吸方式的分析与判断掌握与新陈代谢有关的反应式及其运用，是复习代谢专题必须要落实的问题。例如，复习呼吸作用有关过程时，可以利用反应式，通过反应物或生成物来进行推理，判断出其呼吸作用的方式。要点剖析返回目录具体的推理思路如下：关于呼吸作用过程中物质及能量的计算规律是：（1）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的二氧化碳物质的量之比为1∶3。要点剖析返回目录（2）产生同样数量的ATP时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖物质的量之比为19∶1。7.新陈代谢的基本类型（1）光合作用和化能合成作用的异同点：①相同点都是将无机物转变成有机物。②不同点：光合作用利用光能；化能合成作用利用无机物氧化产生的化学能。（2）同化类型包括自养型和异养型，其中自养型分光能自养（绿色植物）和化能自养（硝化细菌）；其余的生物一般是异养型（如：动物，营腐生、寄生生活的真菌，大多数细菌等）。要点剖析返回目录（3）异化类型包括厌氧型和需氧型，其中体内寄生虫、乳酸菌是厌氧型；其余的生物一般是需氧型（多数动植物和人等）。酵母菌为兼性厌氧型。8.微生物的代谢及其调节微生物代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应。微生物的代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物。不同种类的微生物，初级代谢产物的种类基本相同，主要是指氨基酸、核苷酸、糖类、脂质、维生素等。不同种类的微生物次级代谢产物有很大差异，如抗生素、毒素、激素、色素等。要点剖析返回目录微生物代谢的调节机制主要有酶合成调节和酶活性调节两种。酶合成调节是在基因水平上调节酶合成（即产酶量）而实现代谢调节的方式，属一类较间接而缓慢的调节方式。优点是通过阻止酶的过量合成来调节代谢，有利于节约生物合成的原料和能量。酶活性调节包括酶活性的促进和抑制两个方面。酶活性的抑制主要是反馈抑制，它主要表现在某代谢途径的末端产物过量时，这个产物可反过来直接抑制该途径中某关键酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免了末端产物的过多累积。反馈抑制具有作用直接、高效快速以及当末端产物浓度降低时又可重新解除等优点。如谷氨要点剖析返回目录酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的调节机制。微生物代谢可以实现人工控制，在发酵工程中有广泛的应用。人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件等。其中应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节和通过控制细胞膜的通透性来解除反馈抑制等是常用手段。如黄色短杆菌经天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸的过程。在黄色短杆菌的代谢过程中，当赖氨酸和苏氨酸都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内难以积累赖氨酸，而赖氨酸单独过量时不会出现这种现象。通过诱变育种方法培育出了不能合成高要点剖析返回目录丝氨酸脱氢酶的营养缺陷型菌株，从而达到了让黄色短杆菌大量积累赖氨酸的目的。控制细胞膜的通透性也能达到控制微生物代谢的目的。在谷氨酸的生产过程中，可以采取一定的手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。真题体验返回目录例1（2008·北京）光照下，小麦（C3）植物叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的生理过程是（）A.水光解释放O2B.固定CO2形成三碳化合物C.产生ATP和［H］D.光合色素吸收并转换光能［解析］小麦植物叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都是活细胞，都能进行呼吸作用，但维管束鞘细胞没有叶绿体不能进行光合作用。光合作用的光反应阶段、呼吸作用的第一阶段（糖酵解）和第二阶段（三羧酸循环）都能产生ATP和［H］。真题体验返回目录例2（2007·上海）下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），甲、乙两图分别是（）A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱真题体验返回目录［解析］叶绿体中的色素主要功能就是吸收可见光。可见光光束通过三棱镜之后，可以看到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光组成的光谱，称为连续光谱。如果把上述四种色素溶液分别放在可见光光束和三棱镜之间时，可以看到连续光谱中有些波长的光被吸收了，在光谱上显示出暗带,这种光谱称吸收光谱。叶绿素主要吸收蓝紫光（波长430nm～450nm）和红光（波长为640nm～660nm）。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。［答案］B真题体验返回目录例3（2007·全国Ⅱ）下图表示光照强度对A、B两种C3植物光合作用强度的影响。据图回答：（1）A、B两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是。真题体验返回目录（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在条件下。［解析］该题考查了光合作用过程的图形分析，以及光合作用原理在农业生产中的应用。（1）是要求对曲线所表达的生物学含义进行准确表述，要注意抓住关键的地方（曲线的交叉点P）分段讨论：在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物高，