高中生物高考2021年高考二轮生物复习知识清单：04细胞的代谢

专题4  细胞的代谢

一、酶

1.产生部位：活细胞产生（活细胞都能产生酶，特例？）可作用于细胞内（光合作用酶、呼吸酶）或细胞外、体外（唾液淀粉酶、消化酶）在适宜条件下也可发挥作用。

※ 激素：能产生激素的细胞一定能产生酶，能够产生酶的细胞不一定能产生激素，酶和激素都是有机物。

2.本质：大多数是蛋白质，少量是RNA（原料分别是氨基酸、核糖核苷酸）

3.功能：催化作用（1与4），只改变反应速率，缩短达到化学平衡所需的时间，不改变反应平衡（图2），反应前后其本身数量和化学性质不变。

4.特征：a、高效性（3与4） b、专一性（图3） c、作用条件较温和（图4）

5.作用机理：降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。

6.反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响（图5）

二、ATP

1.ATP的组成和结构

（1）ATP的组成：1分子核糖、1分子腺嘌呤、3分子磷酸，简式：A—P~P~P

2、细胞中ATP的来源 （ATP还可以来自磷酸肌酸的转化）

（1）植物：光合作用（叶绿体）和细胞呼吸（细胞质基质、线粒体）

（2）动物、微生物：细胞呼吸（细胞质基质、线粒体）

3、细胞中ATP的去路

（1）光合作用光反应阶段（类囊体薄膜）产生ATP，用于暗反应过程中C3的还原

（2）呼吸作用产生的ATP，用于生物的各种生命活动

4、ATP与ADP的互相转化不是可逆反应

（1）催化剂不同（2）反应场所不同（3）能量的来源和去向不同

三、细胞呼吸

1、概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。

2、有氧呼吸过程（反应物主要是葡萄糖，脂肪，氨基酸也可以作为反应物）

第一阶段：C6H12O6      2C3H4O3（丙酮酸）+4[H] +少量能量 （细胞质基质）

第二阶段：2C3H4O3+6H2O      6CO2+20[H]+少量能量       （线粒体基质）

第三阶段： 6O2+24[H]      12H2O+大量能量             （线粒体内膜）

总反应式：

3、无氧呼吸过程

第一阶段:  C6H12O6       2C3H4O3(丙酮酸)+ 4[H]+少量能量

          2C2H5OH + 2CO2   (植物、酵母菌)

                            2C3H6O3(乳酸) （动物，马铃薯块茎，玉米胚，甜菜块根，乳酸菌）

总反应式：C6H12O6      2C2H5OH+2CO2+少量能量     C6H12O6        2C3H6O3+少量能量

4、酵母菌（兼性厌氧型）呼吸作用类型的判断（糖类作为反应物）

（1）CO2>O,O2=O   只进行无氧呼吸   （2）CO2>O2>O     有氧呼吸与无氧呼吸同时进行

（3）CO2=O2        只进行有氧呼吸（4）CO2=酒精      只进行无氧呼吸

（5）CO2>酒精      有氧呼吸与无氧呼吸同时存在

5、影响呼吸作用的因素

（1）内部因素（遗传物质确定）：旱生<水生    阴生<阳生

（2）环境因素

  ①温度：通过影响酶的活性来影响呼吸作用

  ②氧气浓度（氧分压）

A点只进行无氧呼吸，

D点只进行有氧呼吸

AD段（除A点）有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱

B点是E点CO2释放量的2倍，

E点表示有氧呼吸CO2释放量=无氧呼吸释放量

B点CO2释放量最少，有机消耗量最少

6、细胞呼吸在生产生活实际中的应用

1、包扎伤口，选用透气消毒纱布，目的是抑制厌氧细菌的无氧呼吸

2、酵母菌酿酒，先通气，后密封，其原理：先让酵母菌有氧呼吸大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精

3、花瓶经常松土，促进根部有氧呼吸，有利于吸收矿质元素

4、稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止细胞酒精中毒

5、慢跑：防止剧烈运动产生乳酸

四、光合作用

1.过程  光反应      水的光解：   H2O­­       2[H]+1/2O2           

（类囊体薄膜） ATP的合成： ADP+Pi+能量     ATP 

暗反应      CO2的固定  CO2+C5       2C3   

（叶绿体基质） C3的还原：  2C3+[H]      C5+(CH2O)

★总反应式：    CO2+H2O    光能   （CH2O）+O2

叶绿体

2.影响光合作用的因素

（1）内因：色素（光反应）、酶（暗反应）、叶龄、叶面积（合理密植，间作套种）

（2）外因：光照强度、CO2浓度、温度、矿质元素、水

净光合：O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量（增加量）

总光合作用：O2产生量（生成量）、CO2固定量（消耗量）、有机物产生量（制造量、生成量）

净光合作用= 总光合作用—呼吸作用

①光照强度对光合作用的影响

A：呼吸作用释放的CO2量，只进行呼吸作用

B：光合作用=呼吸作用   光补偿点

AB段（除B外）光合作用强度<呼吸作用

BC段（除B点外）光合作用>呼吸作用

C：光饱和点，此时影响作用的主要因素是CO2浓度

②二氧化碳浓度（与光照强度曲线类似）

③温度 (酶的活性，影响暗反应

※光合作用(最适温度25 ℃) 呼吸作用（最适温度30℃）

④矿质元素（N、P、K、Mg）在一定浓度范围内，矿质元素越多，光合速率越快。超过一定浓度，光合速率不再增加，反而因渗透失水而使光合速率下降。

⑤水  水是原料、缺水（干旱、正午）会导致气孔关闭，限制二氧化碳进入叶片

★温度高→蒸腾作用增强→为减少水分散失→气孔关闭→CO2吸收减少

（3）多因子对光合速率的影响

P点之前：影响光合作用的因素为横坐标所标示的因子

Q点：此时影响光合作用的因素不是横坐标标子的因子，而是三条曲线标示的其他因子

五、从不同角度分析提高农作物产量的途径和措施

①提高光合作用速率    提高光照强度，提高二氧化碳浓度（正其行，通其风，施有机肥），合理灌溉，合理施肥（矿质元素）（农家肥，微生物分解有机物释放二氧化碳）

②延长光照时间           补充光照【①晴天：采用无色透明薄膜②阴雨天：点红光或蓝紫光灯】

③增大光合作用面积       合理密植，间作套种

④提高净光合作用速率     白天适当升温，晚上适当降温（昼夜温差）

★夜温过低会导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于物质合成，细胞分裂等生理活动的进行，会导致相对生长过低。

六、光补偿点、光饱和点、二氧化碳补偿点、二氧化碳饱和点的变化

七、光合作用和细胞呼吸中相关曲线的分析

a点：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸酶酶活性低，呼吸作用减弱，CO2释放减少；

b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用消耗CO2；

bc段：光合作用小于呼吸作用，空气中CO2仍在增加；

c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用，空气中CO2含量不变；

ce段：光合作用大于呼吸作用，空气中CO2含量下降；

d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象；

e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用；

ef段：光合作用小于呼吸作用；

fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。

八、有关有机物情况的分析

(1)积累有机物时间段：ce段（净光合＞0）；

(2)制造有机物时间段：bf段(有光照时)； 

(3)消耗有机物时间段：og段（有呼吸作用时）； 

(4)一天中有机物积累最多的时间点：e点（第二个补偿点）；

(5)一昼夜有机物的积累量表示：SP－SM－SN。

九、在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图

(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；(原因是植物光合作用合成的有机物＞呼吸作用消耗的有机物或植物光合作用吸收的CO2＞呼吸作用释放的CO2)

(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少； 

（3）如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；

(4)CO2含量最高点为c点，CO2含量最低点为e点。

十、在相对密闭的环境下，一昼夜O2含量的变化曲线图

 (1)如图N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少

 (原因是植物光合作用合成的有机物＜呼吸作用消耗的有机物或植物光合作用产生的O2＜呼吸作用消耗的O2)；

(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加  

(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变

(4)O2含量最高点为e点，O2含量最低点为c点。

十一、用线粒体和叶绿体表示两者关系 

图5图6表示O2的是②④⑥；图中表示CO2的是①③⑤。

图6中：ob段：只有呼吸作用应有③④；

bc段：呼吸作用大于光合作用应有①②③④；

c点：呼吸作用等于光合作用应有①②；

ce段：呼吸作用小于光合作用应有①②⑤⑥；

e点：呼吸作用等于光合作用应有①②；

ef段：呼吸作用大于光合作用应有①②③④；

fg段：只有呼吸作用应有③④。

十二、植物叶片细胞内三碳化合物含量变化曲线

AB段：夜晚无光，光反应不能进行，叶绿体中不产生ATP和[H]，三碳化合物不能被还原，含量较高。

BC段：随着光照逐渐增强，叶绿体中产生ATP和[H]逐渐增加，三碳化合物不断被还原，含量逐渐降低。

CD段：由于发生“午休”现象，部分气孔关闭，CO2进入减少，三碳化合物合成减少，含量最低。

DE段：关闭的气孔逐渐张开，CO2进入增加，三碳化合物合成增加，含量增加。

EF段：随着光照逐渐减弱，叶绿体中产生ATP和[H]逐渐减少，三碳化合物被还消耗的越来越少，含量逐渐增加。

FG段：夜晚无光，光反应不能进行，叶绿体中不产生ATP和[H]，三碳化合物不能被还原，含量较高。

十三、植物叶片细胞内五碳化合物含量变化曲线图

AB段：夜晚无光，光反应不能进行，叶绿体中不产生ATP和[H]，三碳化合物不能被还原成五碳化合物，

五碳化合物含量较低。

BC间段：随着光照逐渐增强，叶绿体中产生ATP和[H]逐渐增加，三碳化合物不断被还原成五碳化合物，五碳化合物含量逐渐增加。

CD段：由于发生“午休”现象，部分气孔关闭，CO2进入减少，五碳化合物固定合成三碳化合物减少，含量最高。

DE段：关闭的气孔逐渐张开，CO2进入增加，五碳化合物固定生成三碳化合物合成增加，五碳化合物含量减少。

EF段：随着光照逐渐减弱，叶绿体中产生ATP和[H]逐渐减少，三碳化合物还原成五碳化合物越来越少，五碳化合物含量逐渐减少。

FG段：夜晚无光，叶绿体中不产生ATP或[H]，三碳化合物不能被还原成五碳化合物，五碳化合物含量较低。

十四、细胞内C3、C5、[H]、ATP、ADP、（CH2O）的变化（瞬时的）。

C3与C5 变化总是相反；ATP与ADP变化也总是相反的