2026届高三二轮复习学案：细胞代谢

二轮复习 专题2　细胞代谢 学案 一、细胞代谢的条件1：酶 （酶作为催化剂，反应前后分子结构和性质不变） 1.作用机理：显著降低化学反应的活化能（分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量） 2.作用的特性 (1)高效性：与无机催化剂相比，催化效率很高，使反应速度加快 (2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (3)酶的作用条件较温和。 ①在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。 ②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右，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可以恢复。 3.影响酶促反应速率的因素 ：温度、PH、酶浓度、底物浓度 ①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测的试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热的条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2遇热会加快分解，氧气的产生速率增加并不能反映酶的活性增大。 ④探究PH对酶活性的影响,底物不建议用淀粉，宜用H2O2溶液,原因_______________ ________________________________________________________ ⑤酶制剂在低温、适宜PH保存，原因是______________________ 4.能合成脲酶的生物： ①以尿素作为唯一氮源的______培养基，分离得到_____________ ②尿素分解菌的特点:合成脲酶，催化尿素分解产生NH3，NH3呈碱性，遇酚红指示剂呈红色 2. 酶的抑制剂类型及作用机理 ①竞争性抑制剂：与底物具有类似结构，而与底物竞争酶的活性部位。 通过影响________________，进而影响酶促反应速率。 ②非竞争性抑制剂：不与底物竞争酶的活性部位，可与酶结合，导致其结构改变。 通过影响_________，进而影响酶促反应速率。 例1 .酶抑制剂可与酶结合并降低酶的活性。如图表示两种抑制剂的作用机理，下列相关说法正确的是（ ） A.酶活性位点与底物互补的作用过程说明酶具有高效性 B.抑制剂A与酶的活性位点契合，可被该酶催化分解 C.可通过降低底物浓度来解除抑制剂A对酶的抑制效果 D.高温和抑制剂B都能降低酶活性，两者作用机理相似 二、比较酶与信号分子的区别：信息分子直接与受体接触，不同受体的结构各异 比较项目 酶 激素 抗体 细胞因子 神经递质 化学本质 蛋白质RNA 蛋白质、氨基酸衍生物或固醇类 来源 作用 作用部位 去向 相同点 例2. （2023 ·湖南高考）关于激素、神经递质等信号分子，下列叙述错误的是( ) A.一种内分泌器官可分泌多种激素 B.一种信号分子可由多种细胞合成和分泌 C.多种信号分子可协同调控同一生理功能 D.激素发挥作用的前提是识别细胞膜上的受体 3. (2025·江苏，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 二、细胞代谢的条件2：ATP 1.ATP的特点：____________________________________________ 2.1 molATP水解释放的能量高达30.54 KJ 3.吸能反应:与ATP水解相联系,由ATP水解提供能量，一般为合成反应 4.放能反应：与ATP合成相联系,释放的能量贮存在ATP中，一般为分解反应 5.ATP是生命活动的直接能源物质，直接供能物质还有UTP、CTP、GTP及动物的磷酸肌酸脱去两个磷酸基团后是构RNA的基本单位 NTP NTP dNTP 脱去两个磷酸基团后是构成DNA的基本单位 4. [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～表示一种特殊的化学键，下列叙述错误的是（ ） 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可以合成带有的32P的RNA C. β和γ位磷酸基团之间的特殊化学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位磷酸基团之间的特殊化学键 5．由ATP参与的肌动蛋白和肌球蛋白相互作用可以引起肌细胞收缩。肌球蛋白的头部有ATP的结合位点，当ATP与其位点结合时，其头部从肌动蛋白丝脱离；没有结合时，其头部与肌动蛋白紧密结合。随着ATP供能，肌球蛋白头部构象发生变化，使其从肌动蛋白亚基上脱离，并与细丝前方的另一个肌动蛋白亚基再结合，从而引起肌细胞收缩。关于肌细胞收缩，下列叙述正确的是(　　) A．肌细胞内储备有大量可用于肌细胞收缩的ATP B．肌细胞收缩中ATP肌球蛋白构象不改变 C．ATP分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂 D．肌动蛋白与肌球蛋白相互作用是一组吸能反应 三、呼吸作用 1.有氧呼吸总反应式、各阶段反应式、反应场所： 2.葡萄糖能进入细胞，但不能进入线粒体；原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸；[H]为还原型辅酶I NADH ） 3.无氧呼吸总反应式、反应场所： 4.无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量（196.65KJ），产生2个ATP；部分能量以热能形式散失，还有部分能量储存在酒精或乳酸中 5.产物检测： ①检测CO2：可使澄清石灰水变浑浊或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 ②检测酒精：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应，变成灰绿色。 6.细胞呼吸原理的应用： ①包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸，避免厌氧病原菌的繁殖 ②酵母菌酿酒：选通气后密封。先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精 ③作物栽培经常松土：促进根部有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收 ④稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡 ⑤提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸；乳酸的大量积累会使肌肉酸张乏力。 ⑥储存粮食：要注意低温、低氧和保持干燥，抑制细胞呼吸 ⑦大棚蔬菜进行温度控制：阴天和晚上适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗。 ⑧果蔬保鲜：采用降低温、低氧（高CO2、高N2）、一定的湿度。 7. 影响呼吸作用的因素：主要是温度（影响酶活性）、CO2浓度、O2浓度、H2O等。 5.(2025·白城模拟)图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸过程，图2表示细胞质基质中NADH除图1外的转运过程。细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。下列分析正确的是(　　) A．在没有氧气存在的情况下，细胞质基质中会有NADH的积累 B．苹果酸和草酰乙酸间的相互转化是可逆反应 C．线粒体基质中的NADH直接来源于有氧呼吸的第一、二阶段 D．上述机制可以合理地解释O2充足时无酒精产生 7．YBX1蛋白可与丙酮酸转运蛋白相互作用，影响细胞呼吸。科研人员对敲除了YBX1基因的小鼠细胞应用13C标记的葡萄糖示踪技术。检测到线粒体中部分物质的含量发生异常变化，且细胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列相关分析正确的是(　　) A．线粒体中13C标记的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平 B．丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内膜上和线粒体基质中 C．若YBX1蛋白的含量增多，细胞消耗O2的速率会下降 D．无氧条件下，细胞呼吸产生的乳酸和CO2的量会增多 8.生物兴趣小组利用下图装置探究酵母菌的细胞呼吸方式，并计划用此装置继续探究乳酸菌的细胞呼吸方式。下列关于实验结果的分析，错误的是( ) A.溶液X若是澄清石灰水，两个装置中溶液X 变浑浊的速度不同 B.待酵母菌耗尽培养液中的葡萄糖后，方可用重铬酸钾检测酒精的生成 C.若仅探究乳酸菌的呼吸方式，可将盛放溶液X 的试管去除，精简装置 D.若改为乳酸菌，其他条件不变，实验结果不能说明氧气是否抑制乳酸菌的细胞呼吸 9.（2023·全国高考乙卷）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放 CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( ) A.在时间 a 之前，植物根细胞无 CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B. a∼b 时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和 CO2 的过程 C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的 ATP 比产生乳酸时的多 D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗 ATP 4、 光合作用 1.一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 2.叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。 3.有色大棚主要透过同色光，其他光被吸收，而无色透明大棚日光中各种色光均能通过，所以光合效率最高。绿色大棚光合效率最低。 4.叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。而线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的面积大大增加。 5.光反应与暗反应的比较： 项目 光反应 暗反应 区别 条件 场所 物质 变化 水的光解： ATP的形成： CO2固定： C3的还原： 能量变化 实质 把二氧化碳和水转变成有机物，同时把光能转变为化学能储存在有机物中 联系 光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。 ①光合作用的[H]是NADPH（还原型辅酶Ⅱ），呼吸作用的[H]是NADH（还原型辅酶Ⅰ） ②光反应产生的ATP主要用于暗反应，不用于叶绿体以外的其他生命活动。而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。 6.光合产物为葡萄糖的总反应式：_____________________________________________ 色素分布图 约占1/4，主要吸收红光 约占3/4，主要吸收红和蓝紫光 7.叶绿体中色素的种类 8.色素的提取和分离实验 色素的提取原理：绿叶的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 色素的分离原理：利用色素在层析液中的溶解度不同提取色素，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。 提取色素：乙醇或丙酮，二氧化硅使研磨更充分，碳酸钙防止色素受到破坏 9.影响光合作用的因素： 内因：色素种类和酶的数量； 外因：光照强度、温度、CO2浓度等。 10.总（真正）光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 光补偿点：植物总光合速率=植物总呼吸速率，此时叶肉细胞光合速率大于呼吸速率 有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量 有机物产生量、O2产生量、CO2消耗量 黑暗条件下有机物或O2消耗量、CO2产生量 考向1.光合作用暗反应产物及运输 【资料】光合作用暗反应的产物及运输示意图： ①磷酸丙糖是光合作用中最先产生的糖，其既可以在叶绿体中形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体膜上的磷酸转运器(TPT)运出叶绿体，在细胞质基质中合成蔗糖。合成的蔗糖或可储藏于液泡内，或从细胞输出，经韧皮部装载长距离运输到其他部位 ②CO2充足时，TPT活性降低；磷酸丙糖与Pi通过TPT的运输严格按1∶1的比例进行转运 (1)叶肉细胞的光合产物主要是以_________ 形式运出细胞的。 (2)若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则利于______的合成。 所以，农业生产上可以通过_____________来提高作物中该光合产物的含量。 考向2. 光呼吸: 1.场所：叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 2.干旱、炎热时，气孔关闭，叶肉细胞内CO2浓度低、O2浓度高，光照时，进行光呼吸:2C2+O2 C3+CO2 ATP、[H] 酶 C5+O2 C2+C3 RuBP羧化酶 3.光呼吸的危害 1）减少光合产物的形成和积累 2）光呼吸时消耗ATP和还原氢，造成能量的损耗。 4.光呼吸的意义 ①防止强光对叶绿体的破坏：强光时，光反应积累的ATP和NADPH使自由基产生，损伤叶绿体；强光下，光呼吸加强，消耗光反应积累的ATP和NADPH，减轻对叶绿体的伤害。 ②C2可在叶绿体内分解为 CO2，避免C2积累，使细胞免受伤害，干旱时光呼吸释放的CO2促进叶绿体光合作用 考向3 光抑制 强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。 填空题： 1. .根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3 植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2 补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2 浓度。回答下列问题： （1）不同植物（如C3植物和C4 植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应 阶段的产物是__________________（答出3点即可）。 （2）正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是________ ________________________________________________________________（答出1点即可）。 （3）干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3 植物 生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是____________________ ________________________________________。 2. 生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。请回答下列问题： （1）白天叶肉细胞产生ATP 的场所有________________________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和_________释放的CO2 （2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止 ______________________________，又能保证__________正常进行。 1 学科网（北京）股份有限公司 $