第三章 细胞的代谢（复习课件）生物浙科版2019必修1

第三章 细胞的代谢 浙科版2019必修1 单元复习 复习目标 ​理解酶的本质（大多为蛋白质）、作用特性（高效性、专一性、受pH/温度影响）及其在代谢中“催化剂”的核心作用。​​ ​掌握ATP的结构简式（A-P~P~P）及其作为细胞生命活动直接能源物质的机制（高能磷酸键的断裂与再生）。​​ ​比较物质出入细胞的主要方式（被动运输：自由扩散、协助扩散；主动运输；胞吞胞吐）的特点、实例及能量利用情况。​​ ​阐述细胞呼吸（有氧呼吸为主）的过程（三阶段、场所）、本质（分解有机物释放能量）及其意义（为生命活动提供能量及中间产物）。​​ ​阐述光合作用的过程（光反应与暗反应、场所）、本质（捕获光能转化并储存为化学能）、总反应式及其在生态系统中的核心地位。​​ ​对比分析光合作用与细胞呼吸在能量转化（捕获vs释放）、物质变化（合成vs分解）、依赖结构（叶绿体vs线粒体、细胞质基质）的联系与区别，理解细胞乃至生物圈的物质循环与能量流动。​ 思维导图 光合作用 光反应（类囊体薄膜） 暗反应（叶绿体基质） 细胞的代谢 ATP 酶 专一性 高效性 物质出入细胞的方式 本质 特性 有机物：大部分为蛋白质，少部分为RNA 作用 降低反应的活化能 影响因素 温度、pH、度等 为酶合成供能 为ATP转化提供条件 中文名 腺苷三磷酸 元素组成 C、H、O、N、P 直接能源物质；参与ATP-ADP循环 水分子的渗透 小分子物质或离子 大分子物质或颗粒性物质 被动运输 主动运输 简单扩散 易化扩散 胞吞 胞吐 结构基础：膜的流动性 条件 呼吸作用 厌氧呼吸 需氧呼吸 乳酸发酵 乙醇发酵 第一阶段（细胞溶胶） 第二阶段（线粒体基质） 类型 过程 第三阶段（线粒体内膜） 第一阶段与有氧呼吸相同 相互提供原料，缺一不可持续进行 知识剖析 考点01 ATP 知识讲解 腺苷三磷酸 3.结构简式： 1.中文名称： 2.化学元素： C、H、O、N、P 一、ATP的结构 腺苷 特殊化学键 （2个） 普通化学键 （1个） （3个） =腺嘌呤+核糖 A： P： ～： —： 磷酸基团 腺苷 磷酸基团 特殊的化学键 A—P～P～P 腺嘌呤 核糖 4 知识剖析 考点01 ATP 知识梳理 注：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。 AMP（腺苷一磷酸） 腺苷（A） ADP（腺苷二磷酸） ATP（腺苷三磷酸） 4.ATP、ADP与AMP： 5 知识剖析 考点01 ATP 知识讲解 A—P ~ P ~ P 二、ATP是一种高能磷酸化合物 ATP在酶的作用下水解时，脱离下的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者结构发生变化。 1.ATP的结构特点： 相邻的磷酸基团都带负电荷互相排斥 特殊的化学键不稳定 末端磷酸基团有离开ATP 而与其他分子结合的趋势 正因为ATP中的特殊的化学键不稳定，容易断裂，也容易形成， 在它水解时，脱离下的末端磷酸基团挟能量释放出来。 6 知识剖析 考点01 ATP 知识梳理 各种A的辨一辨： A—P~P~P ① ① 。 ② 。 ③ 。 ④ 。 ⑤ 。 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 T A C G A T G C ② A H ④ A OH ⑤ A U G C ③ 7 知识剖析 考点01 ATP 知识梳理 放能反应 吸能反应 三、转化的特点： ①时刻不停地发生且处于动态平衡之中 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性 ③ATP与ADP相互转化过程中，物质可逆，能量不可逆，催化的酶不同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。 ④能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。因此形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 p p p p p 能量 Pi 能量 Pi 合成 水解 ATP与ADP相互转化示意图 葡萄糖等 氧化分解 释放能量 蛋白质合成 等吸收能量 8 A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 （2025·河北）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（ ）A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应 C．Ca2+载体蛋白的磷酸化 D．水的光解 知识剖析 考点01 ATP 典例剖析 D 水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂。 （2024·全国甲卷）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（    ） C 9 A．核糖是ATP的组成成分，补充核糖有助于合成ATP B．推测表中的碳水化合物主要是淀粉 C．比赛过程中大量出汗，少量补充能量胶即可维持水盐平衡 D．能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量 （2025·重庆·高考真题）能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品，可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。据表分析，下列叙述正确的是（    ） 知识剖析 考点01 ATP 典例剖析 A 能量胶需“快速供能”，推测其碳水化合物应为单糖（如葡萄糖）或二糖（如麦芽糖），而非淀粉 能量胶中钠钾氯仅235mg/100g，少量补充不足以完全维持水盐平衡，需额外补充水和电解质 脂肪和蛋白质均可供能，但脂肪供能慢，蛋白质主要参与结构构建，能量胶不含二者是因快速供能需优先利用碳水化合物 10 知识剖析 考点02 酶 知识讲解 1.酶的概念： 2.酶的本质： 3.酶的基本单位： 4.酶的合成场所： 5.酶的作用场所： 6.酶和激素的比较 酶是 产生的具有 作用的有机物。 绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 氨基酸 或 核糖核苷酸 核糖体 或 细胞核 细胞内（主要），细胞外。 比较项目 酶 激素 来源 化学本质 生理功能 作用场所 专门的内分泌腺或内分泌细胞产生 所有活细胞产生 多肽或蛋白质、固醇类、氨基酸衍生物 蛋白质或RNA 调节作用 催化作用 主要在细胞外 主要在细胞内 活细胞 催化 11 知识剖析 考点02 酶 知识讲解 7.可以使H2O2分解加快的因素： 加热： 了活化能 无机催化剂Fe3+: 了活化能 有机催化剂H2O2酶： 了活化能 提 供 降 低 降 低 （作用更显著） (1)活化能: 分子从 态到达 状态所需的能量 (2)无酶催化的反应曲线是______，无酶时活化能是 。 (3)有酶催化的反应曲线是______，有酶时的活化能是 。 (4)ca段的含义是: 在无催化剂的条件下，启动反应所需要的 。 (5)ba段的含义是: 酶 _。 (6)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将________移动。 常 活跃 ① ② 降低的活化能　 向上 ac bc 活化能　 12 知识剖析 考点02 酶 知识讲解 8.酶的特性：①高效性 ②专一性 ③作用条件较温和 ①加入酶 ②加入无机催化剂 ③不加催化剂 时间 产物生成量 ② ③ ① 平衡点 ①②曲线比较，说明酶具有________ ①③曲线比较，说明酶具有________ 高效性 催化作用 13 知识剖析 考点02 酶 知识梳理 每一种酶只能催化 化学反应 一种或一类 一类分子结构相似的物质 问题2：不同的酶可以催化同一种反应吗？ 同工酶：一类催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构并不相同的一类酶。 如：乳酸脱氢酶 如酯酶既能催化甘油三脂水解，又能水解其他酯键。 问题1：淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不可用碘液对实验结果进行检测原因是 。 无法检测蔗糖是否被分解 酶具有专一性 14 知识剖析 考点02 酶 知识梳理 酶的作用条件比较温和 υ/mmol. s -1 o t / 酶活性受温度影响示意图 A B C 动物体内酶 35~40℃ 植物体内酶 40~50℃ 人体内酶 37℃ 唾液淀粉酶 37℃ 商品淀粉酶 60℃ (从耐热细菌中提取) ①在最适温度时，酶的活性最高。 ②温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，不可恢复。 ③在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。 酶制剂适宜在低温下保存。 15 知识剖析 考点02 酶 知识梳理 酶的名称 最适pH 动物体内酶 6.5-8.0 植物体内酶 4.5-6.5 胰蛋白酶 8.0-9.0 胃蛋白酶 1.5-2.2 ①在最适pH下，酶的活性最高。 ②pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。 ③过酸、过碱，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，不可恢复。 酶的活性受pH的影响 A B C 酶的作用条件比较温和 16 知识剖析 考点02 酶 知识梳理 与酶相关的曲线 17 知识剖析 考点02 酶 知识讲解 ①温度 ②pH ③抑制剂或激活剂 ④底物浓度 ⑤酶浓度 9.影响酶促反应速率的因素： 通过影响酶活性 通过影响底物与酶的接触 ①探究pH： 对酶活性的影响不能选择可溶性淀粉溶液为底物，原因是 。 ②探究温度： 对酶活性的影响不能选择H2O2酶，原因是 。 对淀粉酶活性的影响，不可选斐林试剂进行检测，原因是 。 酸性条件加快淀粉水解 斐林试剂检测时需水浴加热， 该实验需严格控制温度 H2O2受热易分解 底物和酶混合之前，必须先在一定的温度或pH下处理一段时间 18 知识剖析 考点02 酶 知识梳理 与酶有关的实验设计思路 实验名称 实验组 对照组 实验组衡量标准 验证酶是蛋白质 待测酶液＋ 双缩脲试剂 已知蛋白液＋双缩脲试剂 是否出现紫色 验证酶是RNA 待测酶液＋ 吡罗红染液 已知RNA液＋吡罗红染液 是否出现红色 验证酶具有催化作用 底物＋相应酶液 底物＋等量蒸馏水 底物是否被分解 验证酶具有高效性 底物＋相应酶液 底物＋无机催化剂 底物分解速度 19 知识剖析 考点02 酶 知识梳理 与酶有关的实验设计思路 实验名称 实验组 对照组 实验组衡量标准 验证酶的专一性 底物＋相应酶液 相同底物+另一酶液 底物是否被分解 另一底物＋相同酶液 探索温度(或pH)对酶活性的影响 温度(或pH)梯度下(至少3个：低温、最适温度、高温）的同一温度 (或pH)处理后的底物和酶混合 底物的分解速度或底物的剩余量 探究酶的最适温度（或PH) 温度(或pH)梯度下的同一温度 (或pH)处理后的底物和酶混合 20 （2025·北京）某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是（    ） A．该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B．洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C．减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D．水温过高导致酶活性下降 知识剖析 考点02 酶 典例剖析 A 酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，均无法分解纤维素，故不会损坏纯棉衣物。 D 纳米酶是利用病毒衣亮蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，因此不可以催化肽键的断裂 （2024·广西）我国科研工作者利用病毒衣壳蛋白VP16作为纳米骨架，包裹大肠杆菌碱性磷酸酶，构建了高效、易调控的蛋白类纳米酶。关于该纳米酶的说法，错误的是（　　） A．催化效率受pH、温度影响 B．可在细胞内发挥作用 C．显著降低反应的活化能 D．可催化肽键的断裂 21 典例剖析 若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min B 呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短 组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清 知识剖析 考点02 酶 （2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 据表分析，下列叙述正确的是（    ） A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 22 知识剖析 考点02 酶 典例剖析 ①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率 ， 下降的原因分别是 。 ②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率 ， 下降的原因是 。 ③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率 ， 不再增长的原因是 。 ④图丁中， 时， 。 均下降 低温抑制了酶活性，高温使酶的空间结构发生改变 均下降 酶的空间结构发生改变 最大 酶的数量有限，已达到饱和 底物充足 酶促反应速率和酶浓度成正比 23 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 知识讲解 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图例         运输方向 是否需要转运蛋白 是否消耗能量 举例 是 否 是 是 否 是 否 否 高浓度→低浓度 是 水、气体、甘油、乙醇、苯 低浓度→高浓度 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 胞外→胞内 胞内→胞外 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 24 识图：下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，请说出ABD所示结构的名称，abcde所示物质进出细胞的方式。 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 知识梳理 物质跨膜运输方式 主动运输 需要 协助扩散 不需要 自由扩散 低→高 据转运蛋白判断 高→低 据浓度和 能量判断 被动运输 胞吞 胞吐 进细胞 出细胞 利用膜的流动性 不耗能 耗能 需载体蛋白 耗能 不需要转运蛋白， 但需膜蛋白的参与 可运输某些小分子物质，例如某些神经递质 小分子和 离子 大分子物质 细胞外 细胞内 b c d e a 代表各种物质分子或离子 能量 能量 D B A 蛋白质 磷脂双分子层 糖蛋白 自 协 协 主 胞吞 胞吐 主 25 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 知识梳理 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 是否与转运的分子结合 自身构象 是否有特异性 转运蛋白的类型 结合 改变 不改变 不结合 具有 具有 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过 26 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 知识讲解 含水量高－－ 低浓度溶液－ －渗透压低 含水量低－－ 高浓度溶液－ －渗透压高 水分子是顺相对含量梯度跨膜运输 1）概念： 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。 渗透作用 2） 渗透的方向： 3） 发生条件: ①具有半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 注意：这里的浓度是溶质物质的量浓度，不是溶质的质量浓度。 达到平衡时： ①通过半透膜进出的水分子数是相等的，液面高度不变 ②膜内外浓度差仍存在 4） 渗透装置: 静水压 渗透压 27 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 知识讲解 外界溶液浓度<细胞质浓度，细胞就通过渗透作用_____________; 外界溶液浓度>细胞质浓度，细胞就通过渗透作用 ； 外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒细胞_______________。 （1）条件 “半透膜” 浓度差： ：____________________________ 细胞膜相当于半透膜 与外界溶液之间具有浓度差 细胞质 （2）原理与现象 失水皱缩 吸水膨胀 形态不变 注意:在该条件下水分进出细胞处于动态平衡 动物细胞的吸水和失水 蔗糖溶液 细胞质 细胞膜 细胞外液 半透膜 清水 可利用哺乳动物成熟红细胞以 吸水胀破法来制备纯净的细胞膜 28 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 知识讲解 细胞液的浓度＜外界溶液的浓度时，通过 失水，发生 现象。 细胞液的浓度＞外界溶液的浓度时，通过 吸水，发生 _ ____现象。 （2）原理和现象 渗透作用 质壁分离 质壁分离复原 （1）成熟植物细胞的结构 注意：发生质壁分离的内因是原生质层比细胞壁的伸缩性大； 外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度 渗透作用 （全透性，伸缩性小） 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 原生质层 （有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差） （伸缩性大， 具有选择透过性） 植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 注意：对于成熟的植物细胞，水进出细胞主要指水经过原生质层进出液泡。 29 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 典例剖析 Na+通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 B Na+通道运输Na+属于协助扩散，协助扩散不需要消耗能量 患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多→Na+内流增多，胞内Na+会积累→NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外→需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量→Ca2+内流增多 患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病 （2025·重庆·高考真题）骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病，研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人，从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输，据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．Na+通道运输Na+不需要消耗ATP B．运输Na+时，Na+通道和NCX载体均需与Na+结合 C．患者软骨细胞的Ca2+内流增多 D．与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点 30 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 典例剖析 （2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是（    ） 与图1相比，图2中细胞发生质壁分离，此时细胞失去了水，所以图2细胞液浓度更大 D C 协助扩散是顺浓度梯度运输，不需要消耗ATP 顺浓度梯度进行的 主动运输转运物质时需要载体蛋白协助 A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞 B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞 C．图2，细胞失去的水分子是自由水 D．与图1相比，图2中细胞液浓度小 （2025·云南·高考真题）细胞作为生命活动的基本单位，需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是（　　） A．协助扩散转运物质需消耗ATP B．被动运输是逆浓度梯度进行的 C．载体蛋白转运物质时自身构象发生改变 D．主动运输转运物质时需要通道蛋白协助 31 知识剖析 考点03 物质出入细胞的方式 典例剖析 “观察叶绿体和细胞质流动”和“观察质壁分离”，均需保持细胞活性 C 与①的选择透过性有关，其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜 与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变（植物细胞体积是看细胞壁） （2025·浙江·高考真题）某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。 下列叙述正确的是（    ） A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B．①与②的分离，与①的选择透过性无关 C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 32 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识讲解 1.有氧呼吸 阶段 场所 反应 第一阶段 第二阶段 第三阶段 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H] +少量能量 酶 2C3H4O3 + 6H2O 6CO2 +20[H] +少量能量 酶 24[H] + 6O2 12H2O + 大量能量 酶 (热能+2ATP) (热能+2ATP) (热能+28ATP) 总反应式： C6H12O6 + 6H2O +6O2 6CO2 +12H2O +大量能量 酶 总反应式两侧的水能否抵消？为什么？ 一 三 二 三 二 33 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识讲解 2.无氧呼吸 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量 酶 ①高等动物剧烈运动、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 酶 ②大多数植物某些部位、酵母菌等 H2O [H] CO2 O2 酶 酶 第一阶段：细胞质基质 酶 2丙酮酸+4[H] 2C3H6O3（乳酸） 第二阶段：细胞质基质 酶 2丙酮酸+4[H] 2C2H5OH+2CO2 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H]+少量能量 酶 CO2的检测： ①通入澄清的石灰水： ②使溴麝香草酚蓝水溶液： 酒精的检测： 橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 澄清→浑浊 蓝→绿→黄 橙色→灰绿色 此阶段无能量产生。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在 中。 酒精或乳酸 34 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识梳理 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 条件 反应物 终产物 【H】的产生阶段 ATP的产生阶段 释放能量多少 有机物分解程度 共同点 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧气、酶、适宜温度 无氧、酶、适宜温度 葡萄糖、水、O2 葡萄糖 CO2 、 H2O 乳酸 / 酒精和CO2 第1、2阶段 第1阶段 多 少（大部分能量储存在乳酸或酒精中） 不彻底 1.过程:第一阶段完全相同。2.条件:都需要多种酶的催化。 3.本质:都是氧化分解有机物，释放能量，生成ATP。 第1、2、3阶段 第1阶段 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 彻底 35 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识梳理 酶 C6H12O6 +6H2O +6O2 6CO2+12H2O +能量 C6Hl2O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量 酶 C6Hl2O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量 酶 细胞呼吸类型的判断及相关计算 方式的判断 消耗O2 不消耗O2 VO2=VCO2 有氧呼吸+乳酸型无氧呼吸 VO2＜VCO2 ： 有氧呼吸+酒精型无氧呼吸 酒精型无氧呼吸 产生酒精（或CO2）： 产生乳酸： 乳酸型无氧呼吸 只进行有氧呼吸 36 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识讲解 ①温度： 应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间。大棚栽培植物有昼夜温差. 温度通过影响呼吸作用相关酶的活性来影响呼吸作用 植物呼吸作用最适温度在25-30℃ ①最适温度:细胞呼吸最强。 ②超过最适温度:呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。 ③低于最适温度:呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。 3.影响细胞呼吸的因素----外部因素 37 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识讲解 3.影响细胞呼吸的因素----外部因素 ②O2浓度： （1）对有氧呼吸： O2是有氧呼吸所必需的，但O2会抑制无氧呼吸直接影响呼吸速率和呼吸性质。 （2）对无氧呼吸： 限制因素：酶活性和数量 曲线分析：随着O2浓度升高，有氧呼吸速率增加；但O2浓度升高到一定程度后，受到酶活性和数量限制，有氧呼吸速率不再变化。 曲线分析：随着O2浓度升高，无氧呼吸速率不断下降，最终下降为零。 38 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识讲解 3.影响细胞呼吸的因素----外部因素 ③水分： ④CO2：CO2为呼吸作用产物，会抑制呼吸作用。 在一定范围内，自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。 但是水含量过多的时候，导致无氧呼吸。 应用：适当灌溉；促进呼吸作用，又要防止无氧呼吸产生酒精导致根腐烂。 粮油种子贮藏前风干、晾晒：减少水分，降低细胞呼吸强度 。 干种子萌发前浸泡：含水量增高，增加细胞呼吸强度。 增加CO2浓度，降低O2浓度有良好的保鲜效果。从化学平衡角度析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。 应用：储藏粮食时适当增加CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。 39 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识梳理 ①不同植物呼吸速率不同。 ③同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同。 ②同一植物不同器官呼吸速率不同。 如：（1）低等植物>高等植物 （2）生长快的植物>生长慢的植物 （3）草本植物>土本植物 （4）阳生大于阴生植物 (1) 生殖器官>营养器官 （2）幼嫩器官>年老器官 如生长期高于成熟期 注： 第一种情况是由于遗传物质不同引起的；遗传因素决定酶的种类和数量，进而影响呼吸的类型、速率等。 第二、三种情况是由于基因的选择性表达引起的。 影响细胞呼吸的因素----外部因素（以植物为例） 40 知识剖析 考点04 细胞呼吸 知识讲解 4.呼吸作用的意义 （1）呼吸作用为生物体的生命活动提供能量； （2）呼吸过程是生物体代谢的枢纽。 呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 O 　　　　　　　 NH2 　　 ‖　　　　　　　 ▕ CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH 例：丙酮酸 丙氨酸 41 （2025·北京·高考真题）下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是（    ） 知识剖析 考点04 细胞呼吸 典例剖析 C 线粒体基质 线粒体内膜 线粒体外膜 细胞质基质 42 知识剖析 考点04 细胞呼吸 典例剖析 B 葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，人体细胞和酵母菌的场所相同 有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，O2参与的是第三阶段（与[H]结合生成水） 人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2；酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精 C 第三阶段需要氧气作为原料 无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH （2025·山东·高考真题）关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是（    ） A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 大部分能量储存在乳酸或乙醇中 （2025·江苏·高考真题）关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是（    ） A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 43 知识剖析 考点04 主要细胞器的结构与功能 典例剖析 A 蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡，导致线粒体吸水涨破，所以缓冲液不可以用蒸馏水代替 （2025·云南·高考真题）生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体，操作流程如图。 下列说法错误的是（　　） A．缓冲液可以用蒸馏水代替 B．匀浆的目的是释放线粒体 C．差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D．该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解 44 知识剖析 考点04 细胞呼吸 典例剖析 B 根系吸收水分是被动运输，不消耗能量 （2025·甘肃·高考真题）线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是（　　） A．状态3呼吸不需要氧气参与 B．状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C．以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D．相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 C A、B项：以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，状态3呼吸的场所是线粒体内膜，所以需要氧气参与 NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段 （2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（    ） A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 45 知识剖析 考点05 光合作用 知识讲解 在叶绿体类囊体薄膜上，叶绿体中的 可以吸收光能。其中一部分 将水分解为 ,另一部分光能与 结合，在酶的催化作用下生成ATP。 光反应阶段 叶绿体 中的色素 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 酶 类囊体薄膜 叶绿体基质 可见光 ADP和Pi 光能 O2和[H] 色素 在叶绿体基质中，1分子CO2被1分子 固定，在酶的催化作用下生成 C3。2分子C3在 的共同作用下，被还原为 。 暗反应阶段 C5 2分子 ATP、[H]以及多种酶 (CH2O)和C5 光能→ 中活跃的化学能→有机物中 稳定的化学能 ATP、NADPH 1.过程： 46 知识剖析 考点05 光合作用 知识梳理 光反应 暗反应 区 别 条件 场所 物质变化 能量变化 联系 光、色素、酶 酶 叶绿体类囊体薄膜上 叶绿体基质中 光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→ （CH2O）中稳定的化学能 光反应为暗反应提供[H]、ATP； 暗反应为光反应提供ADP、Pi 二者相辅相成。 有光、无光都可以 水的光解： H2O [H]+O2↑ ATP的合成: ADP+Pi ATP NADPH的合成: 光 光 酶 CO2的固定： CO2+C5 2C3 C3的还原： 2C3 C5+(CH2O) 酶 酶、ATP、[H] NADP+ + H+ + e- NADPH 酶 光反应和暗反应的区别和联系 47 知识剖析 考点05 光合作用 知识梳理 6CO2 + 12H2O 6O2 + C6H12O6 + 6H2O 光能 叶绿体 总反应式及元素去向 CO2 + H2O （CH2O） + O2 光能 叶绿体 或 光照和CO2浓度变化对植物细胞内各种物质含量的影响。 NADPH ATP C3 C5 (CH2O) 光照变弱 光照增强 CO2减少 CO2增加 48 知识剖析 考点05 光合作用 知识讲解 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 真正（总）光合速率= 净（表观）光合速率 + 呼吸作用速率 合成有机物的量 固定或消耗CO2量 产生O2的量 有机物积累量 CO2吸收量 O2的释放量 消耗有机物的量 黑暗下CO2的释放量 黑暗下O2的吸收量 49 知识剖析 考点05 光合作用 知识讲解 曲线解读 真光合速率=净光合速率+呼吸速率 (1)呼吸速率： 黑暗条件下，用CO2增加量、O2减少量或有机物减少量表示。 (2)净光合速率： 有光条件下，用CO2减少量、O2增加量或有机物增加量（积累量）表示。 (3)真光合速率： 有光条件下，用用CO2固定量、O2产生量或有机物制造量表示。 50 知识剖析 考点05 光合作用 知识讲解 光照 Mg、N等 矿质元素 温度，PH 环境中CO2浓度 含水量、温度 影响气孔的开放程度 2.光合作用的影响因素 内因： 外因： 色素、酶的数量和活性、气孔开度 光照、CO2浓度、温度、 矿质元素、水分等 51 知识剖析 考点05 光合作用 知识讲解 光合作用和细胞呼吸的关系 关系图解：物质a-g分别是什么？ 生理过程①—⑤分别是？场所？ O2 光合色素 ATP ADP NADPH CO2 CO2 O2 光反应 暗反应 有氧呼吸第一阶段 有氧呼吸第二阶段 有氧呼吸第三阶段 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 52 知识剖析 考点05 光合作用 典例剖析 （2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（    ） D NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物CO2浓度，CO2固定速率才会增大 黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi 细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质（糖酵解）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段） A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合 B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 53 知识剖析 考点05 光合作用 典例剖析 （2021·重庆·高考真题）类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A 水光解产生的O2场所是叶绿体的类囊体膜的内侧，若被有氧呼吸利用，而氧气在线粒体内膜上被利用，氧气从叶绿体类囊体膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，穿过线粒体的两层膜，所以至少要穿过5层膜   A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B．NADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPH C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D．电子（e-）的有序传递是完成光能转换的重要环节 54 （2025·全国卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（    ） 知识剖析 考点05 光合作用 典例剖析 光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应）；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大 C A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 55 知识剖析 考点06 光合色素素的提取与分离 知识讲解 色素的分布和作用 1. 分布：叶绿体的类囊体薄膜上 2. 功能：吸收、传递和转化光能 注意：这里的色素是指参与光合作用的色素，不包括液泡中的色素；并非所有的植物细胞都用含有光合色素；能转化光能的色素是少数处于特殊状态的叶绿素a 实验原理 提取 分离 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。 不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的色素随层析液在滤纸上扩散得慢。 实验原理 56 a. 取材 方法步骤——色素的提取 b. 研磨：加入少许SiO2 、CaCO3，再加入5~10毫升无水乙醇， 进行迅速、充分的研磨 实验用品及作用： SiO2—有助于研磨得充分 CaCO3 —防止研磨中色素被破坏 无水乙醇—溶解色素 c. 过滤收集：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基部放置单层尼龙布），获取绿色滤液，及时用棉塞将试管口封严 实验用品及作用： （1）使用单层尼龙布目的： （2）及时用棉塞将试管口封严的目的： 过滤叶脉及二氧化硅等，得到含有 色素的滤液。 防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解。 知识剖析 考点06 光合色素素的提取与分离 知识讲解 57 d. 制备滤纸条 剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端剪去两角 铅笔画线：在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线 e. 画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线（也可以将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，重复1-2次 防止两侧色素扩散快，色素带不整齐 方法步骤——色素的分离 铅笔线 知识剖析 考点06 光合色素素的提取与分离 知识讲解 58 将适量层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。（注意：滤液细线不能触及层析液） f. 分离绿叶中的色素 以防止色素溶解于层析液中而无法分离 用培养皿盖住的目的是防止层析液挥发 插滤纸条 层析液 培养皿 色素分离 知识剖析 考点06 光合色素素的提取与分离 知识讲解 59 功能：吸收、传递 转换光能（只有少数特殊状态的叶绿素a） 类胡萝卜素 叶绿素 主要吸收蓝紫光，不吸收红光 主要吸收蓝紫光和红光 （含量约1/4） （含量约3/4） 知识剖析 考点06 光合色素素的提取与分离 知识讲解 60 知识剖析 考点06 光合色素素的提取与分离 典例剖析 提取光合色素可以使用新鲜的绿叶 B 叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量 D （2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（    ） A．应使用干燥的定性滤纸 B．绿叶需烘干后再提取色素 C．重复画线前需等待滤液细线干燥 D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 （2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（    ） A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 61 综合训练 （2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（    ） A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O A 62 综合训练 （2025·陕晋青宁卷·高考真题）丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白（MPC）运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是（ ） A．MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B．丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变 C．线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D．线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 D 丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白（MPC）的参与，且需要H+电化学梯度（H+浓度差），因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响，也受MPC的数量及H+浓度的影响，因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 63 综合训练 B HCO3-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散 （2023·天津·高考真题）下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（    ） A．物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B．HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C．水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D．光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 64 综合训练 A 措施②春化处理是为了促进花芽形成 ④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花 （2023·山西·高考真题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物 关于这些措施，下列说法合理的是（    ） A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度 ⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用 65 归纳总结 本课复习重点： ​酶的本质与功能：​​ 绝大多数酶是蛋白质，作为生物催化剂显著降低反应活化能。 ​酶的特性：​​ ​高效性、专一性、作用条件温和​（受pH、温度影响）。 ​ATP的功能与结构：​​ 细胞内生命活动的直接能源物质，结构简式A-P~P~P​（含高能磷酸键）。 ​物质运输方式：​​被动运输：​​ (自由扩散、易化扩散)顺浓度梯度，​不耗能。主动运输：​​ 逆浓度梯度，需载体，​耗能 (ATP)​。胞吞/胞吐：​​ 大分子物质转运，​耗能。 ​有氧呼吸核心过程与场所：​​ 第一阶段：细胞质基质 (葡萄糖→丙酮酸 + [H] + ATP) 第二阶段：线粒体基质 (丙酮酸→CO₂ + [H]) 第三阶段：线粒体内膜 ([H] + O₂ → H₂O + ​大量ATP)。 ​无氧呼吸：​​ 无氧条件下进行，分解有机物产生少量ATP。常见类型：乳酸发酵、酒精发酵。 ​光合作用核心过程与场所：​​ ​光反应：​​ 叶绿体类囊体膜 (光能→ATP + [H] + O₂) ​暗反应 (碳反应)：​​ 叶绿体基质 (CO₂固定、还原，生成糖类，消耗ATP和[H])。 ​ 感谢观看 THANKS 浙科版2019必修1 单元复习 C3 C5 $$