2027届高三生物人教版一轮复习课件 专题3 细胞的物质代谢和能量代谢

该高中生物学高考复习课件聚焦物质跨膜运输、酶与ATP、细胞呼吸、光合作用四大核心模块，依据新课标要求和近五年考情，梳理出渗透作用、主动运输、酶特性、光合呼吸联系等高频考点，通过真题统计（如2024山东卷物质运输、2023湖北卷光合速率）归纳实验探究、曲线分析等常考题型，体现高考备考的针对性和系统性。 课件亮点在于“真题情境+素养融合”的复习策略，以2024贵州卷离子主动运输题为例，运用科学思维构建“载体竞争-能量供应”分析模型，结合探究实践设计质壁分离实验变量控制方案，培养生命观念中的物质与能量观。特设“易错点警示”和“答题模板”，助力学生掌握实验设计步骤与曲线分析技巧，教师可依托模块划分实现精准复习，提升备考效率。

专题三 细胞的物质代谢和能量代谢 第9讲　物质的跨膜运输方式 人教版高中生物学“三基”练评讲一体化一轮专题复习 高中生物学课标要求和考情分析 课标要求 1.阐明质膜具有选择透过性。 2.活动：通过模拟实验探究膜的透性。 3.活动：观察植物细胞的质壁分离与复原。 4.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；哪些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 5.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 考情分析 1.渗透作用(2024山东卷4；2023重庆卷7；2022湖南卷10；2021广东卷13) 2.质壁分离与复原实验(2023江苏卷9；2021江苏卷12；2021重庆卷20；2021湖南卷3) 考情分析 3.物质出入细胞的方式(2024湖北卷9；2024山东卷1；2024全国甲卷1；2024江西卷2；2023福建卷12；2023湖北卷15；2023全国甲卷1；2023湖南卷14；2023辽宁卷4) 4.特殊的跨膜运输(2024山东卷1；2024甘肃卷2；2023湖北卷15；2023山东卷2；2023福建卷12；2022重庆卷2；2022山东卷3；2022海南卷16) 5.物质运输速率的影响因素(2024贵州卷4) 高中生物学课标要求和考情分析 考点聚焦 分析考点：2022全国甲卷2，2024贵州卷4，2025贵州卷4，2025云南卷3，2023湖北卷15，2025河南卷3，2025广东卷8。 2022全国甲卷2：考查渗透作用、成熟植物细胞细胞液/外界溶液浓度关系。 2024贵州卷4：考查离子主动运输、载体竞争、能量对主动运输的影响。 2025贵州卷4：考查矿质元素主动运输、液泡跨膜转运。 2025云南卷3：考查被动运输分类、载体蛋白构象变化、主动运输与通道蛋白区别。 2023湖北卷15：考查Na⁺-K⁺泵、Na⁺-Ca²⁺协同转运。 2025河南卷3：考查水通道蛋白、自由扩散与协助扩散运水。 2025广东卷8：考查气体自由扩散速率、载体蛋白特异性、离子通道工作特点。 聚焦渗透作用、质壁分离、被动运输、主动运输、离子泵、通道蛋白、胞吞胞吐、跨膜运输速率影响因素等考点。 教材基础问题 1.什么是渗透作用？发生渗透作用的条件是什么？什么是原生质层？ 2.探究植物细胞的吸水和失水实验的选材有什么要求？植物细胞处于“吸水”和“失水”状态下细胞液浓度和外界溶液浓度的关系是什么？ 3.自由扩散和协助扩散的共同特点和区别分别是什么？载体蛋白或通道蛋白的主要差别有哪些？ 4.主动运输有什么特点？有哪些类型？胞吞、胞吐需要什么条件？ 5.影响自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐速率的主要因素分别有哪些？ 渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。水 分子总体从水相对含量高，低(填“高”或“低”)浓度溶液一 侧向水相对含量低，高(填“高”或“低”)浓度溶液一侧移动。 渗透作用发生条件：具有半透膜和半透膜两侧存在浓度差。 成熟植物细胞中原生质层相当于一层半透膜，原生质层：细胞 膜、液泡膜，以及两层膜之间的细胞质。原生质层特性：具有 选择透过性，伸缩性大于(填“大于”或“小于”)细胞壁。 辨析—原生质体：植物细胞去除细胞壁后的剩余部分。 辨析—细胞液：植物细胞液泡内的液体。 辨析—细胞内液：动物(填“动物”或“植物”)细胞内部所有液体。 问题1：什么是渗透作用？发生渗透作用的条件是什么？什么是原生质层？ 任务——结合教材62页，梳理渗透作用概念与发生条件 细胞壁 任务——结合教材64页，梳理植物细胞吸水、失水与质壁分离实验 实验选材要求：成熟植物活细胞，液泡内含有色素。 不能用死细胞的原因是原生质层失去选择透过性，无法渗透吸水失水，不能发生质壁分离及复原现象。 不能用根尖分生区细胞的原因是无大液泡，不能发生质壁分离。 实验选材：紫色洋葱鳞片外（填“内”或“外”) 表皮。优点：具备中央大液泡，液泡内含有色素便于观察液泡体积变化。内表皮无色，不易观察，若用需要染色处理。 蔗糖溶液浓度：使用0.3 g/mL 蔗糖溶液。 浓度过高（如 0.5g/mL）：细胞短时间大量失水死亡。 浓度过低：浓度差太小，实现现象不明显。 问题2：探究植物细胞的吸水和失水实验的选材有什么要求？植物细胞处于“吸水”和“失水”状态下细胞液浓度和外界溶液浓度的关系是什么？ 实验自变量：外界溶液的浓度。因变量：细胞吸水和失水情况。 实验观测指标：紫色中央液泡大小、原生质层位置。 对照实验：自身对照。实验方法：引流法。 实验结果分析：细胞液与外界溶液浓度关系 细胞液浓度＜(填“＞”或“＜”)外界溶液浓度，细胞失水， 中央液泡体积变小，原生质体体积变小，出现质壁分离现象。 细胞壁和原生质层之间充满蔗糖溶液。 细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，中央液泡体积变小。 细胞液浓度=外界溶液浓度，水分交换平衡，细胞形态不变。 甘油、KNO₃等溶液可以进入细胞，质壁分离的细胞自动复原。 任务——结合教材64页，梳理植物细胞吸水、失水与质壁分离实验 质壁分离现象 问题2：探究植物细胞的吸水和失水实验的选材有什么要求？植物细胞处于“吸水”和“失水”状态下细胞液浓度和外界溶液浓度的关系是什么？ 任务——结合教材65~67页，梳理被动运输与转运蛋白 物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 自由扩散与协助扩散共同特点 均为顺浓度梯度运输；不消耗 ATP；动力均来自膜两侧物质浓度差。 自由扩散与协助扩散区别 自由扩散：不需要转运蛋白，直接穿过磷脂 双分子层；例：O₂、CO₂、甘油、乙醇、水。 协助扩散：必须依靠转运蛋白(包含通道蛋白 和载体蛋白），例：葡萄糖进入红细胞、水等。 问题3：自由扩散和协助扩散的共同特点和区别分别是什么？载体蛋白或通道蛋白的主要差别有哪些？ 自由扩散 协助扩散 协助扩散 载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，载体蛋白参与协助扩散和主动运输(填“跨膜运输类型”) 。结构相似不同物质会争夺载体蛋白的同一结合位点，发生竞争抑制。例：葡萄糖转运体、Na⁺-K⁺泵、硒酸盐/磷酸盐转运蛋白。 通道蛋白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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要(填“需 要”或“不需要”)与通道蛋白结合。通道蛋白参与 协助扩散(填“跨膜运输类型”) 。例：水通道、Na⁺ 通道、K⁺通道、Ca²⁺离子通道。 载体蛋白 离子蛋白 任务——结合教材65~67页，梳理被动运输与转运蛋白 问题3：自由扩散和协助扩散的共同特点和区别分别是什么？载体蛋白或通道蛋白的主要差别有哪些？ 主动运输方向、条件、特点 方向：逆浓度梯度。 条件：需要载体蛋白和消耗细胞呼吸产生的ATP。 特点：具有特异性、转运的物质具有饱和效应。 主动运输类型 直接主动运输：载体蛋白催化ATP水解供能，磷酸化 空间结构变化后转运物质，如：Ca2+泵、Na⁺-K⁺泵。 次级主动运输（协同转运）：依靠离子浓度梯度势能 间接供能，不直接水解ATP，如： Na⁺-Ca²⁺逆向转运 蛋白、Na⁺-H⁺逆向转运蛋白。 问题4：主动运输有什么特点？有哪些类型？胞吞、胞吐需要什么条件？ 任务——结合教材69~72页，梳理主动运输、协同转运与胞吞胞吐 Na⁺-K⁺泵 Na⁺-Ca²⁺交换体 Ca2+泵 次级主动运输（协同转运）：依靠离子浓度梯度势能间接供能，不直接水解ATP，如：Na⁺-Ca²⁺逆向转运蛋白、Na⁺-H⁺逆向转运蛋白。 问题4：主动运输有什么特点？有哪些类型？胞吞、胞吐需要什么条件？ 任务——结合教材69~72页，梳理主动运输、协同转运与胞吞胞吐 盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的质子泵和Na＋-H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平。 质子泵形成的H+浓度梯度，推动Na＋跨膜 胞吞、胞吐 胞吞过程：通常需要细胞膜上的受体蛋 白进行特异性识别从而引发细胞膜内陷； 部分胞吞还需要网格蛋白等辅助形成包被 小窝。 胞吐过程：囊泡膜上的蛋白与细胞膜上的 蛋白特异性识别并结合，形成复合物，介 导囊泡与细胞膜快速融合，细胞膜面积增大。 实例：真菌分泌磷酸酶、细胞分泌硒蛋白、抗体分泌、细胞吞噬病原体。 结构基础：细胞膜具有流动性。条件：消耗 ATP和需要细胞上的膜蛋白。 问题4：主动运输有什么特点？有哪些类型？胞吞、胞吐需要什么条件？ 任务——结合教材69~72页，梳理主动运输、协同转运与胞吞胞吐 胞吐 胞吞 问题5：影响自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐速率的主要因素分别有哪些？ 任务——结合教材67、71、72页，梳理跨膜运输速率的外界影响因素 自由扩散主要外界影响因素：膜两侧浓度差、温度。 协助扩散主要外界影响因素：膜两侧浓度差、转运蛋白数量、温度。 主动运输主要外界影响因素：氧气浓度、载体蛋白数量、温度。 胞吞胞吐主要外界影响因素：氧气浓度、温度。 温度：低温抑制酶活性与膜流动性，高温使载体蛋白变性失活。 转运蛋白：存在饱和现象。 氧气浓度：通过影响有氧呼吸 ATP 生成，制约能量供应；无氧条件下可依靠无氧呼吸少量供能）。 被动运输和主动运输体现了细胞膜的选择透过性。胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性。 专题三 细胞的物质代谢和能量代谢 人教版高中生物学“三基”练评讲一体化一轮专题复习 第10讲　酶和ATP 高中生物学课标要求和考情分析 课标要求 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 3.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 考情分析 1.酶在代谢中的作用(2024河北卷2；2023天津卷6；2023广东卷1；2022湖南卷3) 2.酶的相关实验探究(2024广东卷15；2022重庆卷7；2022北京卷12；2022全国乙卷4； 2022广东卷13；2021湖北卷21) 3.ATP的结构和功能(2024全国甲卷2；2023湖南卷8；2023北京卷2；2021海南卷14) 考点聚焦 分析考点：2024河北卷2、2016课标全国Ⅰ卷3、2022全国乙卷4、2024全国甲卷2、2021海南卷14、2021湖北卷21。 2024河北卷2：考查酶的底物类型、酶保存条件。 2016课标全国Ⅰ卷3：考查酶活力测定实验的操作顺序。 2022全国乙卷4：考查核酶的组分功能、对照实验结果分析。 2024全国甲卷2：考查ATP 分子结构、磷酸基团标记、ATP 水解场所、能量转化。 2021海南卷14：考查ATP与ADP 快速相互转化、磷酸基团替换规律。 2021湖北卷21：考查探究酶抑制剂的实验设计。 聚焦酶的本质、特性、相关实验设计、抑制剂类型、ATP分子结构、ATP与ADP相互转化等考点。 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中，有哪些对照组？实验结论是什么？ 2.酶的催化机理是什么？酶的化学本质及基本组成单位是什么？功能是什么？ 3.酶有哪些特性？如何设计实验验证？酶促反应速率怎么表示？ 4.“探究温度对酶活性的影响”实验，为什么不宜选用过氧化氢为实验材料？“探究pH对酶活性的影响”实验，不宜选用淀粉为实验材料？ 5.什么是酶促反应速率和酶活性？影响酶促反应速率的因素有哪些？ 6. ATP的结构简式是什么？ATP与腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸在组成上有什么区别？ 7.ATP合成和ATP水解能量的来源和去向分别是什么？该过程是否为可逆反应？ 8.从稳态的角度解释，ATP在细胞中含量少，为什么不会消耗完？ 教材基础问题 任务——结合教材77~78页，梳理过氧化氢在不同条件下的分解实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 自变量：催化剂种类。自变量处理：加法原理。 实验分组：1号： H2O2溶液（空白对照组）。 2号： H2O2溶液+90 ℃水浴加热（实验组）。 3号： H2O2溶液+无机催化剂（实验组）。4号： H2O2溶液+新鲜肝脏研磨液（实验组）。 实验结论：对比 1、2：加热能促进过氧化氢分解。对比1、3：酶具有高效性，催化效率远高于无机催化剂。对比 3、4：酶的作用条件温和，高温会破坏酶空间结构，永久失活。 问题1：比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中，有哪些对照组？实验结论是什么？ 催化机理：降低化学反应的活化能（不 改变反应平衡点，不为化学反应提供能量）。 加热提高反应速率的原因是加热使分子 得到了能量，从常态转变为容易分解的 活跃状态。 酶的化学本质：绝大多数酶为蛋白质， 基本单位为氨基酸。少数酶为RNA，基本单位为核糖核苷酸。同时含RNA与蛋白质 的复合酶，只有其中一种组分具备催化活性。 生理功能：作为催化剂，催化细胞内各类生化反应，细胞代谢离不开酶。 任务——结合教材78~80页，梳理酶的催化机理、本质与功能 问题2：酶的催化机理是什么？酶的化学本质及基本组成单位是什么？功能是什么？ 任务——结合教材81~84页，梳理酶的特性和验证实验 酶三大特性及验证实验 高效性。验证实验：底物分别加酶、无机催化剂，对比反应速率（生成物含量）。 专一性。验证实验：两种底物（淀粉、蔗糖）加同种淀粉酶，斐林试剂检测还原糖。 作用条件温和。设置高温、低温、适宜温度（或碱性、酸性、中性条件）三组，检测酶促反应速率（单位时间内底物的消耗量，或单位时间内产物的生成量）。 问题3：酶有哪些特性？如何设计实验验证？酶促反应速率怎么表示？ 任务——结合教材82~83页，梳理酶活性探究实验选材 酶活性探究实验选材 探究温度对酶活性的影响：底物与酶先分别达到预设温度再混合。 温度实验不用过氧化氢：过氧化氢受热易自发分解，温度升高会加快底物自身分解，无法区分是温度影响酶活性还是底物自行分解，干扰实验结果。 探究pH对酶活性的影响：底物与酶接触前，先达到预设pH。 pH 实验不用淀粉：淀粉在酸性环境下会自发水解，无法判断底物水解是淀粉酶催化还是酸的化学作用。 问题4：“探究温度对酶活性的影响”实验，为什么不宜选用过氧化氢为实验材料？“探究pH对酶活性的影响”实验，不宜选用淀粉为实验材料？ 任务——结合教材82~83页，梳理影响酶促反应速率的因素 影响酶促反应速率的因素——酶活性 酶活性与酶的空间结构有关，受温度、pH、抑制剂和激活剂影响，不会随底物增多而不断升高。 在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性 最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都 会明显降低。 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。 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。因此，酶制剂适宜在低温下保存。 问题5：什么是酶促反应速率和酶活性？影响酶促反应速率的因素有哪些？ 温度和pH对酶促反应速率的影响 任务——结合教材82~83页，梳理影响酶促反应速率的因素 问题5：什么是酶促反应速率和酶活性？影响酶促反应速率的因素有哪些？ 影响酶促反应速率的因素——底物浓度、酶浓度（温度、pH 等条件适宜且恒定） OA段：酶促反应速率随底物浓度增大快速上升， 限制因素是底物浓度。 BC段：底物已经饱和，限制因素是酶浓度。 酶浓度和反 应物浓度一定 在①基础上，增加酶浓度，绘制曲线②。 在①基础上，增加反应物浓度，绘制曲线③。 任务——结合教材82~83页，梳理影响酶促反应速率的因素 影响酶促反应速率的因素——酶的抑制剂（与酶结合并降低酶活性的分子） 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点。提高底物浓度，能增大底物与酶活性位点结合概率，使竞争性抑制剂与酶活性位点结合概率减小，提高酶活性。 非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，影响酶的空间结构，从而抑制酶的活性。提高底物浓度，不能改善非竞争性抑制剂提高酶活性。 问题5：什么是酶促反应速率和酶活性？影响酶促反应速率的因素有哪些？ 任务——结合教材86页，梳理ATP结构简式 ATP的组成、结构和功能 元素：C、H、O、N、P。 结构：腺苷三磷酸。简式A—P~P~P，A代表腺 苷， 由腺嘌呤和核糖组成。 功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 ATP（腺苷三磷酸）：腺嘌呤、核糖、磷酸基团。 腺嘌呤核糖核苷酸：腺嘌呤、核糖、磷酸基团。 腺嘌呤脱氧核苷酸：腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸基团。 问题6. ATP的结构简式是什么？ATP与腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸在组成上有什么区别？ 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 任务——结合教材87页，梳理ATP水解和合成 ATP的水解过程 ATP在水解酶的作用下水解时释放能量，与细胞吸能（填“吸能”或“放能”）反应偶联。能量用于主动运输等全部生命活动。 ATP 水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，空间结构发生变化，活性也被改变，参与各种化学反应。如载体蛋白的磷酸化。 ATP的合成过程 ADP在合成酶的作用下合成ATP，与细胞放能（填“吸能”或“放能”）反应偶联。合成场所为叶绿体类囊体薄膜、线粒体、细胞质基质。 问题7.ATP合成和ATP水解能量的来源和去向分别是什么？该过程是否为可逆反应？ 载体蛋白的磷酸化 ATP的水解和合成 任务——结合教材87页，梳理ATP含量稳态 ATP与ADP相互转化 细胞呼吸、光合作用持续将ADP、Pi 重新合成ATP。 生命活动持续消耗ATP 生成ADP、Pi。 细胞内ATP与ADP时刻发生快速、动态的相互转化。二者维持动态平衡，因此细胞内ATP总量极少，但能持续供能，不会耗尽。 问题8：从稳态的角度解释，ATP在细胞中含量少，为什么不会消耗完？ ATP结构 ATP合成 ATP水解 专题三 细胞的物质代谢和能量代谢 第11讲　细胞呼吸 人教版高中生物学“三基”练评讲一体化一轮专题复习 高中生物学课标要求和考情分析 课标要求 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 2.实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 考情分析 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式(2023浙江1月选考，16；2022重庆卷12；2022河北卷4) 2.细胞呼吸的方式和过程(2024湖北卷9；2024安徽卷3；2024江西卷5、21；2023广东卷7；2023重庆卷10；2023天津卷1；2023山东卷4；2022江苏卷8) 考点聚焦 分析考点：2026安徽卷4、2026云南卷3、2024广东卷5、2024甘肃卷3、2024贵州卷17、2026贵州卷17、2026河北卷19。 2026安徽卷4：考查细胞呼吸ATP、NADH、产物鉴定、能量分配。 2026云南卷3：考查果蔬低氧低温保鲜原理。 2024甘肃卷3：考查积水烂根的无氧呼吸危害。 2024贵州卷17：考查水淹呼吸酶变化、呼吸强度计算。 2026贵州卷17：考查有氧呼吸NADH、ATP调控实验设计。 2026河北卷19：考查线粒体丙酮酸转运、重金属胁迫下细胞呼吸。 聚焦酵母菌呼吸方式探究、细胞呼吸物质与能量变化、细胞呼吸影响因素及生产应用等考点。 1.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，实验结论是什么？ 2.探究“有氧呼吸的场所”实验中，破碎酵母菌细胞经离心后，分为含细胞质基质的上清液和线粒体两部分。实验分组：A组含细胞质基质的上清液，B组含线粒体，C组含细胞质基质的上清液和线粒体。各组均加入等量葡萄糖溶液，实验结果如图。实验结论是什么？ 3.有氧呼吸和无氧呼吸的物质变化和能量 变化分别有哪些？有哪些特点？细胞呼吸 在生物体有哪些重要意义？ 4.怎么判断不同生物的细胞呼吸类型？什么是呼吸商？呼吸商有什么应用？ 5.影响细胞呼吸速率的外界因素有哪些？在生产中有哪些应用？ 教材基础问题 任务——结合教材90~91页，梳理酵母菌细胞呼吸方式探究实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验原理：酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧、无氧条件下均可进行细胞呼吸。 实验结论：有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产物为CO₂和H₂O，释放大量能量；CO₂可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸（酒精 型发酵），产物为酒精和少量CO₂，释 放少量能量；酒精可使酸性重铬酸钾由 橙色变为灰绿色。 问题1：“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，实验结论是什么？ 有氧组 无氧组 实验现象 B组不能分解葡萄糖。C组分解葡萄糖的 速率大于A组。 实验结论 细胞质基质可将葡萄糖分解。 葡萄糖不能直接进入线粒体被分解，葡萄糖的分解第一步只能发生在细胞质基质。 有氧呼吸场所包括细胞质基质和线粒体。有氧呼吸先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，后由线粒体完成剩余部分。 任务——结合教材93页，梳理有氧呼吸场所分段探究实验 问题2：探究“有氧呼吸的场所”实验中，破碎酵母菌细胞经离心后，分为含细胞质基质的上清液和线粒体两部分。实验分组：A组含细胞质基质的上清液，B组含线粒体，C组含细胞质基质的上清液和线粒体。各组均加入等量葡萄糖溶液，实验结果如图。实验结论是什么？ 任务——结合教材92~94页，梳理有氧、无氧呼吸过程、特点、意义 有氧呼吸的过程 无氧呼吸的过程 问题3：有氧呼吸和无氧呼吸的物质变化和能量变化分别有哪些？有哪些特点？细胞呼吸在生物体有哪些重要意义？ 阶段 场所 反应物 产物 能量 ATP 阶段 场所 反应物 产物 能量 ATP 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸和NADH 少量能量 少量 第二阶段 线粒体基质 丙酮酸和水 CO2和NADH 少量能量 少量 第三阶段 线粒体内膜 NADH和O2 水 大量能量 大量 阶段 场所 反应物 产物 能量 ATP 阶段 场所 反应物 产物 能量 ATP 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、NADH 少量能量 少量 第二阶段 细胞质基质 丙酮酸和NADH CO2和酒精或乳酸 少量能量 无 任务——结合教材92~94页，梳理有氧、无氧呼吸过程、特点、意义 有氧呼吸的特点 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量，生成大量ATP的过程。 特点：有氧呼吸过程温和；有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；这些能量有相当一部分储存在ATP 中。 无氧呼吸的过程 C6H12O6 2C3H6O3+少量能量 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +少量能量 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 特点：无氧呼吸第二阶段无ATP生成，绝大部分化学能保留在酒精/乳酸中。 问题3：有氧呼吸和无氧呼吸的物质变化和能量变化分别有哪些？有哪些特点？细胞呼吸在生物体有哪些重要意义？ 酶 酶 酶 任务——结合教材92~94页，梳理有氧、无氧呼吸过程、特点、意义 细胞呼吸的重要生理意义 ①C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 有氧呼吸 ②C6H12O6 2C3H6O3+少量能量 乳酸型无氧呼吸 ③C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +少量能量 酒精型无氧呼吸 为细胞各项生命活动提供直接能源ATP。 在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。 维持恒温动物体温（呼吸作用散失的热能）。 问题3：有氧呼吸和无氧呼吸的物质变化和能量变化分别有哪些？有哪些特点？细胞呼吸在生物体有哪些重要意义？ 酶 酶 酶 任务——结合教材92~94页，梳理呼吸类型判断方法、呼吸商与应用 依靠气体变化判断呼吸类型（以葡萄糖为底物） 问题4：怎么判断不同生物的细胞呼吸类型？什么是呼吸商？呼吸商有什么应用？ ①C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 有氧呼吸 ②C6H12O6 2C3H6O3+少量能量 乳酸型无氧呼吸 ③C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +少量能量 酒精型无氧呼吸 酶 酶 酶 吸收 O₂，CO₂释放量 =O₂吸收量：进行有氧呼吸或有氧呼吸和乳酸型无氧呼吸。 不吸收O₂，只释放CO₂：进行酒精型 无氧呼吸。 CO₂释放量＞O₂吸收量：同时进行有氧呼吸和酒精型无氧呼吸；差值为无氧呼吸释放的CO₂。 无O₂吸收、无CO₂释放：只进行乳酸型无氧呼吸。 任务——结合教材92~94页，梳理呼吸类型判断方法、呼吸商与应用 a.水稻根长期缺氧、酵母菌无氧呼吸 问题4：怎么判断不同生物的细胞呼吸类型？什么是呼吸商？呼吸商有什么应用？ 生物的细胞呼吸类型的判断 ①C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 有氧呼吸 ②C6H12O6 2C3H6O3+少量能量 乳酸型无氧呼吸 ③C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 +少量能量 酒精型无氧呼吸 酶 酶 酶 ——不消耗O2，不释放CO2 ——不消耗O2，释放CO2 ——CO2释放量大于O2吸收量 ——CO2释放量等于O2吸收量 b.人在剧烈运动时氧气供应不足 c.酵母菌同时有氧呼吸和无氧呼吸 d.乳酸菌发酵、哺乳动物成熟红细胞 装置一着色液滴不动或向左移动。移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的量。 装置二着色液滴不动或向右移动。移动的距离代表细胞呼吸产生CO2量和吸收O2量的差值。 若装置一和装置二着色液滴均不动 若装置一着色液滴不动和装置二着色液滴右移 若装置一着色液滴左移和装置二着色液滴右移 若装置一着色液滴左移和装置二着色液滴不动 问题4：怎么判断不同生物的细胞呼吸类型？什么是呼吸商？呼吸商有什么应用？ 任务——结合教材92~94页，梳理呼吸类型判断方法、呼吸商与应用 种子萌发过程中细胞呼吸定性分析 乳酸发酵 酒精发酵 有氧呼吸 和酒精发酵 有氧呼吸或有氧呼吸和乳酸发酵 消耗等量葡萄糖时，酒精型无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO₂摩尔数之比为1:3。消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O₂摩尔数与有氧呼吸和酒精型无氧呼吸产生的CO₂摩尔数之和的比为3:4。 产生等量CO₂时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为3:1。 任务——结合教材92~94页，梳理呼吸类型判断方法、呼吸商与应用 问题4：怎么判断不同生物的细胞呼吸类型？什么是呼吸商？呼吸商有什么应用？ 酵母菌有氧呼吸和酒精型无氧呼吸的物质关系比 呼吸商应用：一定时间内，细胞呼吸释放CO₂的物质的量/吸收O₂的物质的量。 以葡萄糖为底物：有氧呼吸 RQ=1。脂肪为底物：H比例高，耗氧更多，RQ＜1。 RQ=4/3 RQ＜1 1＜RQ＜4/3 RQ＞4/3 有氧=无氧 只有有氧呼吸 有氧为主 无氧为主 以脂肪为底物 RQ=1 问题5：影响细胞呼吸速率的外界因素有哪些？在生产中有哪些应用？ 任务——结合教材95页，梳理细胞呼吸速率影响因素及农业生产应用 影响细胞呼吸的外界因素（从酶促反应角度分析） C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 2C3H6O3+少量能量 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量 酶 酶 酶 温度影响呼吸酶活性。低温抑制酶活性，降低呼吸速率。高温使酶变性失活。 O₂浓度。无氧呼吸产生酒精毒害细胞， O₂抑制无氧呼吸，降低有机物消耗 。 CO₂浓度：高CO₂抑制有氧呼吸，降低呼吸速率。 水分：自由水含量和细胞代谢强度相关，自由水含量降低，细胞代谢强度降低。 问题5：影响细胞呼吸速率的外界因素有哪些？在生产中有哪些应用？ 任务——结合教材95页，梳理细胞呼吸速率影响因素及农业生产应用 实验探究：O2浓度、温度、CO2含量、含水量对细胞呼吸速率的影响 c e b d 0 CO2释放量 O2体积分数/% A B C D E CO2释放总量 有氧呼吸释放CO2量 无氧呼吸释放CO2量 有氧呼吸曲线 无氧呼吸曲线 F 问题5：影响细胞呼吸速率的外界因素有哪些？在生产中有哪些应用？ 任务——结合教材95页，梳理细胞呼吸速率影响因素及农业生产应用 任务：结合教材95页，用文字叙述图中的原理并解释原因。 抑制厌氧菌无氧呼吸而繁殖 前期有氧呼吸，利于繁殖,后期无氧呼吸，利于发酵 促进有氧呼吸，利于根部无机盐吸收 降低细胞呼吸速率,减少有机物消耗 注射抗毒素(抗体)或疫苗,抑制厌氧菌繁殖 防止剧烈运动无氧呼吸产生大量乳酸，造成酸胀感 问题5：影响细胞呼吸速率的外界因素有哪些？在生产中有哪些应用？ 任务——结合教材95页，梳理细胞呼吸速率影响因素及农业生产应用 细胞呼吸速率影响因素在农业与生活生产应用（影响酶促反应速率） 稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精。 储藏蔬菜和水果：零上低温、低氧、高CO₂、适宜湿度条件储存，抑制细胞呼吸，减少有机物损耗。 储藏种子：零上低温、干燥、低氧条件储存，降低自由水，大幅减弱细胞呼吸。 温室种植：夜间适度降温，减弱呼吸消耗，增加有机物积累，提高产量。 发酵生产：密闭无氧环境，培养酵母菌制作酒精。 专题三 细胞的物质代谢和能量代谢 第12讲　光合作用的过程和影响因素 人教版高中生物学“三基”练评讲一体化一轮专题复习 高中生物学课标要求和考情分析 课标要求 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2.活动：绿叶中色素的提取和分离。 考情分析 1.捕获光能的色素和结构(2024广东卷3；2024甘肃卷17；2024贵州卷3；2024河北卷19；2023全国乙卷2；2023海南卷6；2023江苏卷12；2023广东卷18；2022山东卷21) 2.光合作用的原理(2024湖南卷17；2023江苏卷19；2023湖北卷8；2023河北卷19；2022湖北卷12；2022重庆卷23) 高中生物学课标要求和考情分析 考情分析 3.光合作用与细胞呼吸的联系(2024山东卷21；2024新课标卷31；2024黑吉辽卷21；2024安徽卷16；2024广东卷20；2023全国乙卷29；2023江苏卷19；2023广东卷18；2023重庆卷19；2023辽宁卷21；2023河北卷19) 4.光合速率的测定方法(2022全国乙卷2) 5.探究环境因素对光合作用强度的影响(2024北京卷4；2023海南卷16；2023北京卷3；2022海南卷3；2022北京卷2) 6.影响光合作用的因素及其应用(2024湖北卷4；2023福建卷14；2023重庆卷19；2023广东卷18；2023山东卷21；2023辽宁卷21；2023全国乙卷29；2022湖南卷13；2022山东卷21；2022北京卷2；2022广东卷18；2022辽宁卷22；2022江苏卷20) 考点聚焦 分析考点：2024贵州卷3、2023全国乙卷2、2025全国卷2、2026河南卷17、2026云南卷17、2025贵州卷17、2024全国甲卷29、2024新课标卷29。 2024贵州卷3、2023全国乙卷2：考查光合色素提取分离实验、色素吸收光谱。 2025全国卷2：考查光照强度曲线分析，光补偿点、总光合速率、净光合速率。 2026河南卷17：考查气孔导度、H⁺-ATP酶、氮素协同增产的光合机制。 2026云南卷17：考查总光合速率，高温干旱大田光合减产原因。 2025贵州卷17：考查基因沉默调控叶绿素代谢和数据分析。 2024全国甲卷29：考查温度对光合和呼吸的影响，有机物积累速率比较。 2024新课标卷29：考查密闭光照装置O₂柱形图，光合速率强弱判断。 聚焦光合色素提取分离实验、光合过程物质能量转化、光反应与暗反应联系、光照 /CO₂/温度影响曲线、光补偿/光饱和点、总光合与净光合计算、同位素示踪元素路径、农业增产机制等考点。 1.“绿叶中色素的提取和分离实验”的原理、现象和结论分别是什么？叶绿素和类胡萝卜素主要吸收哪些光？ 2.绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 3.光照对植物有哪些作用？什么是植物总光合速率、净光合速率？净光合速率的生物学意义是什么？什么是补偿点、饱和点？ 4.不同光照条件下，影响植株净光合速率的因素主要有哪些？强光环境和高温环境下，植物光合作用速率下降的原因是什么？ 5.怎么测量植物净光合速率？植株净光合速率和叶片净光合速率有什么关系？ 6.密闭容器中14CO2和H218O，一段时间后叶肉细胞中含14C和18O元素的化合物有哪些？ 14CO2浓度怎么变化？为什么？ 教材基础问题 提取原理：光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，不溶于水；加入 SiO₂研磨充分，加入CaCO₃防止叶绿素被有机酸破坏。 分离原理：不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散速度越快（实验方法：纸层析法）。 任务——结合教材98页，梳理光合色素提取分离实验 光合色素提取和分离实验原理 问题1：“绿叶中色素的提取和分离实验”的原理、现象和结论分别是什么？叶绿素和类胡萝卜素主要吸收哪些光？ 光合色素提取和分离实验现象和结论 实验现象：滤纸条从上至下 4 条色素带：胡萝卜素（橙黄色，最窄）→叶黄素（黄色）→叶绿素a（蓝绿色，最宽）→叶绿素b（黄绿色）。 实验结论：色素溶解度：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。 色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。 叶绿素：主要吸收红光、蓝紫光，对绿光吸收最少。 类胡萝卜素：吸收蓝紫光。不吸收红光。 叶片显绿色原因：叶绿素是叶片主要的光合色素，对 红光、蓝紫光吸收能力极强，对绿光几乎不吸收，绝 大部分绿光会被叶片反射和透射出去，使叶片显绿色。 秋季叶片显黄色原因：秋季气温降低、日照时间缩短，树木向叶片运输的镁、氮等矿质元素减少，叶绿素合成受阻；同时叶绿素易分解，叶片中叶绿素含量大幅下降。类胡萝卜素性质稳定不易分解，含量相对不变，失去叶绿素掩盖后，类胡萝卜素的黄色显现，叶片呈黄色。 任务——结合教材99页，梳理色素吸收光谱 验证光合色素对不同波段的光的吸收具有差异性 问题1：“绿叶中色素的提取和分离实验”的原理、现象和结论分别是什么？叶绿素和类胡萝卜素主要吸收哪些光？ 任务——结合教材102~104页，梳理光合作用全过程 光合作用的探究实验 希尔反应：光照下叶绿体分解水产生 O₂，水光解无需 CO₂。 鲁宾和卡门实验（实验方法：同位素标记法）：光合产生的 O₂中的氧全部来自水，印证希尔反应。 阿尔农实验：光照使叶绿体合成 ATP、NADPH，无需 CO₂。暗反应必须利用光反应提供的ATP、NADPH，光能转化为活跃化学能供暗反应。 卡尔文实验（实验方法：同位素标记法）：CO₂与 C₅生成 C₃，C₃借助 ATP、NADPH 还原成糖类，再生 C₅，固定 CO₂。 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 任务——结合教材102~104页，梳理光合作用全过程 光合作用的过程 酶 ADP+Pi NADP+ C5 CO2 （CH2O） 场所：类囊体薄膜 场所：叶绿体基质 RuBP羧化酶 H2O 氧气 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 任务——结合教材102~104页，梳理光合作用全过程 光反应阶段和暗反应阶段的联系 物质关系：光反应生成的ATP和NADPH用于暗反应C3还原，暗反应为光反应回补ADP、Pi和NADP+ 。 NADPH作用：还原剂和供能 ATP作用：供能 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 任务——结合教材102~104页，梳理光合作用全过程 光反应阶段和暗反应阶段的联系 能量转换：光能→ ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 光合作用相关酶含量和光合色素含量(与叶龄和矿质元素吸收有关) 光合作用相关酶活性(与温度有关) 光照：光照强度、光质(红光和蓝紫光的光合效率最高) 水分、二氧化碳浓度(反应物浓度影响酶促反应速率) 光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株根、果实、种子等各处器官。储存或消耗光合产物部位对光合产物需求量大，使叶绿体中光合产物积累量少，光合速率较高。 任务——结合教材105页，梳理影响光合作用速率的因素 影响光合作用速率的因素 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 酶 ADP+Pi H2O NADP+ ATP NADPH O2 C3 C5 CO2 （CH2O） 合成速率不变 消耗速率下降 合成速率不变 消耗速率下降 合成速率下降 消耗速率不变 合成速率下降 合成速率下降 变慢 消耗速率不变 合成速率不变 消耗速率下降 任务——结合教材105页，梳理影响光合作用速率的因素 影响光合作用速率的因素 光照减弱，ATP、NADPH含量减少，C3含量增加，C5含量减少。 CO2吸收减少， ATP、NADPH含量增加，C3含量减少，C5含量增加。 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ 任务——结合教材105页，梳理影响光合作用速率的因素 实验探究：光照强度对光合作用速率的影响 步骤：叶片打孔，均分三组并编号。排除叶片中气体；放入适宜浓度 的NaHCO3溶液中。给予低、中、高的光照。相同条件下，统计一段时 间后小叶片浮起数量。 实验结论 在一定的光照强度范围内，光合作用速 率随光照强度的增强而增强。 相同光照强度下，适当延长光照时间， 能提高光合作用产物量（O2）。 问题2：绿色植物光合作用物质变化和能量变化分别有哪些？光合作用光反应和暗反应的关系是什么？影响光合作用速率的因素有哪些？ CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 CO2固定（或释放）量 光照强度 c 任务——结合教材，梳理光照强度对光合作用速率的影响 光照对植物作用 供能合成 ATP、NADPH。作为光信号，调控基因表达。 光照强度对光合作用速率的影响——总光合速率和净光合速率 总光合速率 呼吸速率 净光合速率 净光合速率=总光合速率-呼吸速率，代表植物单位时间内光合作用有机物产出扣除呼吸消耗后的剩余量；直观反映有机物净积累水平，是判断植物能否生长、生长速率快慢、环境适宜程度的核心生理指标。 问题3：光照对植物有哪些作用？什么是植物总光合速率、净光合速率？净光合速率的生物学意义是什么？什么是补偿点、饱和点？ CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 任务——结合教材，梳理光照强度对光合作用速率的影响 植物净光合速率曲线的补偿点、饱和点 净光合速率 B点：植株总光合作用速率等于呼吸速率，净光合作用速率为0。此点为光合作用补偿点。 C点：当光照强度增加到一定值时，光合作用速率达到最大值。此点对应的M点为光合作用速率达到最大值时所对应的最低光照强度，此光照强度为光合作用饱和点。 若光合作用条件改善，使光合速率提高，与原补偿点、饱和点相比，新补偿点向左移动，新饱和点向右上移动。 问题3：光照对植物有哪些作用？什么是植物总光合速率、净光合速率？净光合速率的生物学意义是什么？什么是补偿点、饱和点？ CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 任务——结合教材，梳理光照强度对光合作用速率的影响 不同光照条件下，影响植株净光合速率的主要因素 净光合速率 AC段：在一定光照强度范围内，随着光照强度的增加，光合作用速率逐渐增加，主要限制因素是光照强度。 CD段：当光照强度超过一定值时，光合作用速率不再随光照强度的增加而增加。限制因素是 CO₂浓度等。 强光环境下，蒸腾过强导致气孔关闭，胞间 CO₂不足，使暗反应受到抑制，导致光合速率下降。 持续高温环境下，光合作用相关酶活性下降，光合色素和类囊体结构被破坏，使光合作用速率下降。 问题4：不同光照条件下，影响植株净光合速率的因素主要有哪些？强光环境和高温环境下，植物光合作用速率下降的原因是什么？ 任务——梳理净光合速率测量方法和叶片与植株净光合速率的差异 测量植物光合速率与细胞呼吸速率 问题5：怎么测量植物净光合速率？植株净光合速率和叶片净光合速率有什么区别？ 黑暗 光照 A:初始氧气值 B:甲中的氧气值 C B A C:乙中的氧气值 呼吸速率= 净光合速率= 白瓶 A:初始氧气值 B:黑瓶中的氧气值 C B A C:白瓶中的氧气值 黑瓶 呼吸速率= 净光合速率= CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 净光合速率 叶肉细胞处于光补偿点，植物光合速率小于（填“大于”或“等于”或“小于”）呼吸速率。原因是该叶片叶肉细胞的光合速率等于其呼吸速率，但植株中根、茎等非绿色细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用，因此整株植物的光合速率小于呼吸速率。 植物处于光补偿点，叶肉细胞小于（填“大于”或“等于”或“小于”）呼吸速率。 结论：植物净光合速率小于叶肉细胞净光合速率。 任务——梳理净光合速率测量方法和叶片与植株净光合速率的差异 比较叶片与植株净光合速率的差异 问题5：怎么测量植物净光合速率？植株净光合速率和叶片净光合速率有什么区别？ H2O O2 CO2 ADP+Pi NADP+ ATP NADPH C3 C5 (CH2O） C3H4O3 H2O NADH NADH O2 CO2 H2O 任务——梳理叶肉细胞光合作用和细胞呼吸的联系 分别使用14CO2和H218O作为原料，用文字和箭头表示14C和18O元素在叶肉细胞的迁移过程 问题6：密闭容器中使用14CO2和H218O，一段时间后叶肉细胞中含14C和18O元素的化合物有哪些？ 14CO2浓度怎么变化？为什么？ 任务——梳理叶肉细胞光合作用和细胞呼吸的联系 问题6：密闭容器中使用14CO2和H218O，一段时间后叶肉细胞中含14C和18O元素的化合物有哪些？ 14CO2浓度怎么变化？为什么？ CO2浓度 时间/分钟 密闭装置中照光培养CO2浓度变化（光照强度不变，单位省略） 初期：呼吸速率大于光合速率 后期：呼吸速率大于光合速率 CO2浓度升高：呼吸速率大于光合速率 CO2浓度下降：呼吸速率小于光合速率 CO2浓度不变：呼吸速率小于光合速率 O2浓度 时间/分钟 密闭装置中照光培养O2浓度变化 $