2026届高三生物一轮复习学历案细胞代谢

高二生物学科拓展课程学程 《细胞生物学》 -----细胞代谢 高效科研小组： 备课组长： 包科领导： 学科主任： 年级主任： 中心主任： 班级： 小组： 姓名： 2025年6月 2 学科网（北京）股份有限公司 单元概述 一、学科大概念 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位。细胞代谢是生命活动的基础，通过酶催化的一系列化学反应，实现能量的转换与物质的合成与分解，维持细胞的生存、生长和增殖。 二、课程大概念 通过学习细胞呼吸、光合作用等代谢过程的原理与应用，从物质与能量视角阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。在微观层面上，更深入地理解生命的本质，形成结构与功能观、物质与能量观，并能运用科学思维分析环境因素对代谢的影响，探讨其在农业及环境保护中的价值。 三、大单元整体学习目标 （一）学习目标 1.围绕酶、ATP、细胞呼吸、光合作用与生活生产实际应用的关系，建构四大结构，用自己的话说出能量供应相关过程的逻辑、途径及条件。 2.精读拓展课程文本和资源，建构细胞呼吸和光合作用的过程模型，写出细胞生命活动中的能量变化和物质变化规律，结合实例多角度说出光合作用、呼吸作用和净光合作用的关系。 3.结合光呼吸、C4及CAM植物能量代谢资源，运用进化与适应观，解释三种碳代谢途径的原理，比较与暗呼吸、C3途径的异同点，分别从两个角度描述三条途径对植物生长的积极意义，运用光合呼吸原理解决有关农作物增产、植物适应环境等多种复杂的植物生长问题。 （二）学习目标管理 1.宣标：本模块的成绩目标是多少？ 2.管标：怎样有效管理学习过程？ 3.评标：本模块的学习目标达成了吗？在达标过程中有什么收获？ 四、学习导航 学习阶段 学习大任务 学时 整体感知 建构细胞的能量供应与利用的知识结构，说出能量供应相关过程的逻辑。 1 探究建构 完善知识、逻辑结构，运用结构与功能观、物质与能量观建构细胞呼吸和光合作用的过程模型，写出细胞生命活动中的能量变化和物质变化规律,初步建能力结构。 3 应用迁移 运用进化与适应观，解释光呼吸、C4途径及CAM途径的原理，说出三条途径对植物生长的积极意义，运用光合呼吸原理解决有关农作物增产和植物适应环境的问题,初步建构价值意义结构。 1 重构拓展 重构四大结构，必备知识过关，分析光反应及有氧呼吸过程中发生在膜上的电子传递链，进一步说出对物质能量观的理解。 1 整体感知 1、 学习目标 1.整体阅读拓展课程文本和课本两遍，梳理两大细胞代谢的原理及过程，建构细胞的能量供应与利用的知识结构。 2.再读拓展课程文本一遍，用自己的说出细胞呼吸、光合作用等生命活动之间及其与酶、ATP和生活生产实际应用的逻辑。 二、学习大任务 建构细胞的能量供应与利用的知识结构，说出能量供应相关过程的逻辑。 三、学习过程 1.整体阅读拓展课程文本29-40页一遍，重点研究标题，说出酶的分类、作用及作用原理，ATP的结构和供能原理，细胞呼吸和光合作用的基本过程，初步画出本单元整体的知识结构。 2.再快速阅读文本一遍，回扣必修一课本第五章一遍，说出文本内容与课本之间的异同点，从结构与功能观、物质和能量观的角度说出细胞呼吸、光合作用等生命活动之间及其与酶、ATP、生活生产实际应用的逻辑。 探究建构 一、学习目标 1.精读拓展课程文本和课本一遍，完善知识、逻辑结构，运用结构与功能观、物质与能量观建构细胞呼吸和光合作用的过程模型，说出酶、ATP、细胞呼吸和光合作用间的联系。 2.再读一遍拓展课程文本和271BAY资源，比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同、光反应和暗反应的区别与联系，说出光合呼吸过程中的能量变化和物质变化规律，初步建构能力结构。 二、学习大任务 完善知识、逻辑结构，运用结构与功能观、物质与能量观建构细胞呼吸和光合作用的过程模型，写出细胞生命活动中的能量变化和物质变化规律,初步建能力结构。 三、学习过程 炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩石旁边的植物同样遭到暴晒，却并未变得发烫。是不是植物不吸收光能呢?当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。 细胞的生命活动是需要能量来驱动的。太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢? 1.再读两遍拓展文本，说出酶的分类、作用原理和特性，说出细胞呼吸中有氧呼吸、无氧呼吸的基本过程，光合作用中光反应和暗反应的基本过程，说出细胞呼吸和光合作用的影响因素，完善知识、逻辑结构，进一步建构酶、ATP、细胞呼吸和光合作用间的联系。 2.解读植物细胞代谢综合图解，比较分析光合作用和细胞呼吸的过程及两者之间的物质和能量关系。 （1）细胞呼吸的实质是有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。请从反应场所、反应条件、反应产物、能量释放，二者联系等方面比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 （2）在自然界，万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的途径。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，请从反应场所、反应条件、物质变化、能量变化、二者联系等方面比较光反应和暗反应阶段的异同。 （3）结合上图标出图中符号所代表的物质名称，用文字和箭头构建光合作用和细胞呼吸中C、H、O三种元素的去向，并构建光合作用和细胞呼吸中能量转移过程。 (4)图1是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度和呼吸作用强度的曲线图。图2为将该植物移入恒温密闭玻璃温室中，置于相同自然环境中连续24h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。请据图回答相关问题(O2充足)： 图1中BC段与DE段光合作用强度下降的原因相同吗？为什么？ 图2中，一昼夜温室中O2浓度最高时，叶肉细胞中叶绿体产生的O2量与其线粒体消耗的O2量的大小关系是什么？经过一昼夜该植物体内有没有积累有机物？为什么？ 【学以致用】 1（2020·山东卷） 癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ） A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少 2．(2020·全国Ⅰ卷)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是(　 ) A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸 B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等 C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多 3.某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响，已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应，会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖，加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列操作错误的是(　　) A.设置一系列温度梯度，确定淀粉酶活性较强的温度范围 B.将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理后再进行混合 C.通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱 D.混合保温一段时间后，在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况 4.物质甲、乙通过反应①、②相互转化的反应如图所示，α、β、γ所示位置的磷酸基团分别记为Pα、Pβ、Pγ，下列说法正确的是(　　) A.反应①常与放能反应相联系，反应②常与吸能反应相联系 B.反应②可以发生在线粒体内膜、叶绿体内膜上 C.通过PCR反应扩增DNA时，甲物质可为反应提供能量 D.用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料，可使RNA分子被标记 应用迁移 一、学习目标 1.读一遍拓展课程文本，完善知识、逻辑、能力结构，用自己的话准确描述光呼吸、C4、CAM途径，说出与暗呼吸、C3途径的异同点。 2.再读一遍拓展课程文本，运用进化与适应观说出三条途径对植物生长的积极意义，初步建构价值意义结构。 二、学习大任务 运用进化与适应观，解释光呼吸、C4途径及CAM途径的原理，运用光合呼吸原理解决有关农作物增产和植物适应环境的问题,初步建构价值意义结构。 三、学习过程 1.再重点读一遍碳代谢途径的文本，比较光呼吸、C4途径和景天科酸代谢途径的不同，完善知识、逻辑和能力结构。 2.自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种途径。植物细胞中，有机物分解释放CO2的代谢途径有光呼吸和细胞呼吸等。其中，光呼吸与光合作用密切关联。结合文本，根据以下资料回答问题： 材料1：小麦是C3途径，如图1，也称卡尔文循环，整个循环由 RuBP（C5）与CO2的羧化开始到RuBP（C5）再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。 材料2：玉米是C4途径，如图2：叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时， CO2被整合到C4化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，进而生成有机物。 材料3：菠萝是CAM植物，夜间吸进CO2，经过一系列转化生成苹果酸储存在液泡中，细胞液pH下降。而白天气孔关闭，苹果酸间接参与卡尔文循环，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2, 又可进入C3途径。 材料4：Rubisco 是绿色植物光合作用过程中的关键酶，当CO2浓度较高时该酶催化CO2与C5反应进行光合作用。当02浓度较高时，该酶催化C5与02反应，最后在线粒体内生成CO2,植物这种在光下吸收02产生CO2的现象称为光呼吸，如图4所示。 （1）在C3和C4植物细胞中，分别与CO2相结合的物质相同吗？C4植物比C3植物具有较强光合作用（特别是在高温、光照强烈、干旱条件下）能力，请说明理由。（至少2点） （2）菠萝在夜晚吸收的CO2能否立即用于C3途径，为什么？植物的C3途径、C4途径、CAM途径都是植物制造有机物的途径，但只有C3途径是植物的碳同化的基本途径，依据以上材料说明原因。 （3）植物进行光呼吸不利于光合作用中有机物的积累，因此为提高农作物的产量需要抑制光呼吸。请根据光呼吸发生的条件，提出大棚中抑制光呼吸的措施。（至少2条） 【学以致用】 光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常情况下发生的一个生理过程，该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成（如图所示），是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中O2被消耗，并且会生成CO2。光呼吸损耗能量大约抵消了30%的光合作用储备能量，因此降低光呼吸速率曾一度被认为是提高光合作用效率的途径之一。但是后来研究者发现，光呼吸其实对细胞有着很重要的保护作用。 （1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了______________为原料，但光合作用在_______________反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸将该物质氧化分解并最终产生_______________。 （2）“Rubisco”是一种酶，该酶既能催化物质“C—C—C—C—C”和O2反应，也能催化物质CO2和“C—C—C—C—C”反应，推测O2/CO2值_____（填“高”或“低”）时利于光呼吸而不利于光合作用。 （3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，_______供应减少。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的____________，而光呼吸产生的__________又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。 （4）光呼吸被冠以“呼吸”二字，你认为理由是 。（提示：从与有氧呼吸进行比较的角度回答） （5）结合光呼吸和暗反应过程，预测氧气浓度升高时，葡萄糖生成量应该如何变化_________（填“上升”“下降”或“不变”）？其原因是什么？ 。当植物发生光呼吸时，会明显减弱光合作用，请从C5角度分析原因： 。 （6）研究发现塑料大棚内的CO2浓度由0.03%升高到0.24%时，水稻会增产约89%，生产实际中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请分析并解释其原理(从光合作用原理和Rubisco催化反应特点两个方面作答) 。 重构拓展 一、学习目标 1.再读一遍文本，以酶-ATP-细胞呼吸-光合作用为主线完善四大结构，实现所有知识全部过关。 2.结合271BAY资源，分析电子传递链图解，对比写出ATP产生过程中的物质和能量变化，进一步说出对物质能量观的理解。 二、学习大任务 重构四大结构，必备知识过关，分析光反应及有氧呼吸过程中发生在膜上的电子传递链，进一步说出对物质能量观的理解。 三、学习过程 1.再阅读课本一遍，以酶-ATP-细胞呼吸-光合作用为主线完善四大结构，实现所有知识全部过关。 2.光合作用和细胞呼吸的进行与叶绿体和线粒体的结构密不可分，结合文本研读，据图分析光反应及有氧呼吸过程中发生在膜上的电子传递链，并描述其中的物质和能量变化。 图一 图二 （1）图一、图二表示的生理过程、场所、物质变化、能量变化分别是什么？ （2）图中蛋白质的功能有哪些？ 图中H+的运输方式有哪些？ATP的形成机理？ （3）电子传递过程中的能量变化是什么？电子的供体和受体分别是什么？ 3 学科网（北京）股份有限公司 $