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必修1
复习专题03 细胞的代谢
浙科版2019|高一|期末|
生物·高一下学期期末复习大串讲
1.中文名称:腺苷三磷酸。它是一种物质,不是能量。能量储存在ATP中。
2.元素组成:C、H、O、N、P。与DNA、RNA组成元素相同。
3.化学组成:一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸基团;或者一个腺苷,三个磷酸基团。与RNA之间有相似之处。
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考点一 ATP的分子结构与功能
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4.结构简式:A-P∽P∽P。水解时先水解远离腺苷的高能磷酸键。
5. 功能: ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。转化效率高,只有ATP不断生成,生命活动才能正常进行。
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考点一 ATP的分子结构与功能
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7.ATP是一种高能磷酸化合物,ATP在细胞中含量 少 ,但ATP-ADP之间的循环快,容易水解和合成,含量能维持在一个相对稳定的状态。
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考点一 ATP的分子结构与功能
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1.概念:酶是生物催化剂,是活细胞产生的一类生物催化剂,大多数是蛋白质,少数是RNA。
2.酶的作用:催化作用;酶有一定的空间结构,能和底物结合,催化底物发生反应。
3.酶的活性:指单位时间内底物的消耗量或产物生成量。如1克酶在1分钟内催化多少克蔗糖水解。
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考点二 酶
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4.酶的作用机理: 降低反应的活化能。并不提供能量。加热不能降低化学反应的活化能,但加热可以为反应提供活化能。
5.酶具有促使反应物发生化学变化,改变反应的速率,在催化学反应前后自身性质和数量 不变 。
6.酶的作用场所:可以在细胞内、外发挥催化作用。
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考点二 酶
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(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂 的107~1013倍。同无机催化剂相比,酶降低反应的活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
(2)酶的专一性:一种酶只能催化一种或少数几种相似底物的反应。这是由于酶分子的结构只适合与一种或一类相似的分子结合。
酶的特性
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考点二 酶
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1.扩散:是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。如二氧化碳、水、酒精、甘油等。
2.渗透的概念:水分子通过半透膜的扩散
1)渗透方向:从水的相对含量多的一侧向相对含量少的一侧。从溶液浓度低一侧向高的一侧运输。
2)产生条件:①具有半透膜 ②半透膜两侧溶液存在浓度差
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考点三 物质出入细胞的方式
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1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水:选取有大液泡且带有颜色的细胞或者像黑藻这样的实验材料。
3.植物细胞的质壁分离现象
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考点三 物质出入细胞的方式
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2)外因:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。
内因:由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。
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考点三 物质出入细胞的方式
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3)植物细胞复原现象
当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。此时可以判断细胞是活细胞。一般未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞不会发生质壁分离现象。
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考点三 物质出入细胞的方式
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4. 易化扩散:借助细胞膜上的载体蛋白进出细胞的被动转运。
①实例:人红细胞吸收葡萄糖。
②条件:高浓度→低浓度,需要载体蛋白,不消耗能量。
物质运输的速率还与转运蛋白的数量有关。
小结:扩散、渗透、易化扩散都是被动转运。
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考点三 物质出入细胞的方式
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5.主动运输 :物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
1)条件低浓度→高浓度、需要载体蛋白,需要能量
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考点三 物质出入细胞的方式
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2)过程:离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量推动下 载体蛋白的空间结构发生变化,这种变化是需要消耗能量的。将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧,并释放出来载体蛋白随后又恢复原状又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
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考点三 物质出入细胞的方式
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3)实例:小肠上皮细胞吸收葡萄糖、K、Na等。
4)意义:主动选择吸收所需要的营养物质,是细胞最重要的吸收或排出代谢废物的方式。能保持细胞内部某些物质的浓度与细胞外有较大差别,满足生命活动的需求。
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考点三 物质出入细胞的方式
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6.胞吞和胞吐
1)胞吞:当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合从而引起这部分细胞膜内陷形成囊泡,包围着大分子,然后囊泡从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进人细胞内部,这种现象叫胞吞。
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考点三 物质出入细胞的方式
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2)胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。
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考点三 物质出入细胞的方式
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1、酵母菌呼吸方式探究
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存的一类单细胞真核生物,需氧呼吸时产生水和CO2 ,厌氧呼吸时产生酒精和CO2。
1)自变量:氧气有无 因变量:CO2产生速率及是否产生酒精
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考点四 细胞呼吸
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2.需氧呼吸
概念:细胞在O2 的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳(CO2) 和水(H2O) ,释放能量 ,生成大量ATP 的过程。
1)需氧呼吸场所:细胞溶胶和线粒体(主要)。
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考点四 细胞呼吸
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1)过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段
物质变化 葡萄糖→2丙酮
酸+4[H] 2丙酮酸+
6H2O→CO2+
20[H] 6O2+24[H]
→12H2O
产能情况 少量能量 少量能量 大量能量
场所 细胞溶胶 线粒体基质 线粒体内
膜
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考点四 细胞呼吸
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3.厌氧呼吸
1)厌氧呼吸细胞有无氧或缺氧条件下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
2)过程:分为两个阶段
第一阶段:与需氧呼吸第一阶段相同,场所:细胞溶胶。
第二阶段是丙酮酸在酶(与催化需氧呼吸的酶不同)的催化下,分解成酒精和CO2,或转化成乳酸。场所:细胞溶胶。
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考点四 细胞呼吸
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4.细胞呼吸原理的应用
1) 提倡有氧运动:防止无氧呼吸产生过多的乳酸产生影响。
2)作物松土:促进根细胞的有氧呼吸,进而增强根部对无机盐的吸收。
3)作物定期排水:避免根部因无氧呼吸产生酒精而烂根。
4)选用透气的消毒纱布或“创可贴”包扎伤口,抑制厌氧病菌的繁殖。
考点复习
考点四 细胞呼吸
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1.绿叶中色素的提取和分离 纸层析实验
(1)色素的提取:光合色素是一类脂溶性色素,能溶解在 95%乙醇(无水乙醇) 中,从而被提取出来。
(2)色素的分离:各种色素在 层析液 中的溶解度不同, 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,以及在滤纸上吸附能力不同,导致各种色素随层析液 在滤纸上的扩散速率不同而分层。
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考点五 光合作用
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(3)试剂及药品作用
①95%乙醇作用: 溶解、提取色素;有时也可以用丙酮等有机溶剂。
②层析液作用: 分离色素 ;如乙醚、石油醚等。
③SiO2作用:破坏细胞结构,使叶片研磨更充分;但过多会导致实验结果不明显。
④CaCO3作用:保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。
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考点五 光合作用
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(1)过程分析
1) 光反应阶段
①场所:在叶绿体类囊体膜(基粒)(光合膜)上进行;
②条件:色素、水、酶、光等
2、光合作用的过程
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考点五 光合作用
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③物质变化:
水的光解:2H2O→ 4[H]+O2+4e-;
ATP 的合成:ADP+Pi+能量 → ATP
NADPH的形成:NADP++H++2e→NADPH
④能量变化:光能转化为ATP 、NADPH 中活跃的化学能。
注意:NADPH提供[H]和能量,ATP提供能量和磷酸基因。
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考点五 光合作用
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1)碳反应阶段(卡尔文循环)
①场所:在叶绿体基质 中进行。
②条件:酶、ATP 、NADPH、CO2等
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考点五 光合作用
考点梳理
③物质变化:
CO2固定:CO2+五碳糖─→ 2三碳酸;
三碳酸的还原:2三碳酸—→ 2三碳糖+五碳糖。 NADPH、ATP、酶
④能量变化:ATP NADPH中活跃的化学能
转化为有机物中稳定的化学能。
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考点五 光合作用
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其中三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程完成。在叶绿体内,三碳糖合成淀粉、蛋白质、脂质等。在叶绿体外,转化成蔗糖,供植物所有细胞利用。
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考点五 光合作用
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(1)光合作用速率表示:
光合作用的强弱一般用光合速率来表示。光合速率也称光合强度,是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行的光合作用,如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳。
4. 光合作用受环境因素的影响
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考点五 光合作用
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(1)影响光合速率因素:光强度、温度和空气中的二氧化碳浓度。
(2)光强度
光合速率随光强度的增加而增加,但在强度达到全日照之前,光合作用已达到光饱和点时的速率,即光强度再增加,光合速率也不会增加。
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考点五 光合作用
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(3)温度
光合作用是酶促反应,其速率受温度影响,一定范围内随温度的升高而加快。光合作用对温度比较敏感,温度过高则酶的活性减弱或丧失,所以光合作用有一个最适温度。
应用:
①农田中适时适温播种。
②温室中,调节昼夜温差,白天适当升温,夜晚适当降温,增加植物有机物的积累。
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考点五 光合作用
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(4)CO2浓度
影响碳反应速率。空气中CO2浓度增加会使光合速率加快。当这一浓度增加至1%以内时,光合速率会随CO2浓度的增加而增加。
应用:①农田中增加空气流动,以增加CO2浓度,如“正其行,通其风”
②温室中可增施有机肥,以增大CO2浓度,从而影响碳反应速率而改变光合速率。
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考点五 光合作用
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即时演练
针对训练
1.如图表示某反应进行时,在无催化剂和使用无机催化剂及酶的情况下的能量变化,则下列叙述错误的是( )
A.图中a 、b 、c分别代表无催化剂、使用无机催化剂、使用酶催化的化学反应过程
B.图中E1、E2、E3分别代表进行相应化学反应时所需的活化能
C.图中ΔE代表使用酶后降低的活化能
D.图中显示与无机催化剂相比,酶可为反应分子提供更多能量,从而更能提高反应速率
D
与无机催化剂相比,酶能更大程度地降低化学反应的活化能,从而能更高效地提高反应速率,不能提供能量。
即时演练
针对训练
2.物质进出细胞示意图如下,甲、乙、丙、丁表示不同的运输方式,下列叙述正确的是( )
A.对保证活细胞生命活动正常进行最重要的是乙
B.图中表示被动转运的只有乙和丙,不消耗能量
C.丁可以表示植物细胞吸收矿质元素离子
D.甲、乙、丙、丁都能体现细胞膜的功能特点
D
甲是扩散、乙是易化扩散、丙是易化扩散、丁是主动转运,都能体现细胞膜的选择透过性这一功能特点。
即时演练
针对训练
3.为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
C
酵母菌需氧呼吸不产生酒精,而厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳的比例是1:1。
即时演练
针对训练
4.图甲是叶绿体结构模式图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位;图乙是光合作用的碳反应过程示意图,其中①②表示不同的物质。下列叙述正确的是( )
A.图甲中光合色素存在于结构Ⅱ中
B.图乙的过程发生在图甲的结构Ⅱ中
C.图乙中的过程在光照下无法进行
D.图乙中离开循环的物质②主要留在叶绿体内
B
光合色素存在于类囊体膜III上;图乙是碳反应,在叶绿体基质结构Ⅱ中,该阶段不需要光照。物质②是三碳糖,离开叶绿体外转变成蔗糖。
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