2020版高考生物二轮复习 专题二 细胞代谢 梳理核心概念 排查常考基础点学案

2020版高考生物二轮复习 专题二 细胞代谢 梳理核心概念 排查常考基础点学案

1 专题二 细胞代谢 梳理核心概念 排查常考基础点 1．酶 (1)概念：酶是活细胞(场所或来源)产生的具有催化作用(功能)的有机物(化学本质)，其中 绝大多数酶是蛋白质(人教版教材 P83 黑体字)。 (2)解读 ①只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为 RNA，一般认定酶的化学本质为蛋白质 (如各种消化酶、DNA 聚合酶等)。(经典易错) ②酶只能由活细胞产生，不能来自食物，且几乎所有活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外) 均可产生酶，产生场所为核糖体，但发挥作用的场所既可以是细胞内、细胞外，也可以是体 外。 ③催化作用(其实质是降低化学反应活化能)是酶唯一的功能，酶不具有调节功能，也不作为 能源(或组成)物质，切不可额外夸大其功能。 ④酶促反应前后酶的数量和化学性质不变，可以重复利用；酶只改变反应速率，不改变反应 平衡点。 ⑤低温或盐析能降低酶的活性，不会使酶失活，即酶的空间结构不被破坏，条件适宜时酶活 性可恢复。(经典易错) ⑥高温、强酸和强碱、重金属、紫外线、酒精等有机溶剂会破坏酶的空间结构，使酶失活， 酶活性不能恢复。 ⑦同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，例如呼吸酶或 ATP 合成酶。(高考题选项) ⑧酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物，如胃蛋白酶或脂肪酶作为催化 剂分解蛋白质或脂肪，它们自身又可作为反应的底物被其他蛋白酶水解。(高考题选项) ⑨过氧化氢酶和加热促使过氧化氢分解的机理不同。过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应 的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃态。 ⑩酶促反应速率与酶活性不同。温度和 pH 通过影响酶活性进而影响酶促反应速率，底物浓 度或酶浓度不影响酶活性但影响酶促反应速率。 ⑪最早提取的纯酶是美国科学家萨姆纳从刀豆种子中用丙酮作溶剂提取的脲酶，其作用是催 化尿素分解成氨和二氧化碳，然后他又用多种方法证明其化学本质为蛋白质。(教材 P81 资料 分析) ⑫酶的最适温度和最适 pH(人教版教材 P85 小字) 种类 最适温度 种类 最适 pH 2 动物 35～40 ℃ (口腔唾液淀粉酶) 动物 6.5～8.0 植物 40～50 ℃ (植物α-淀粉酶) 1.5 (胃蛋白酶) 细菌和 真菌 差别较大 (耐高温的 Taq 酶) 植物体内 4.5～6.5 ⑬酶与抗体、神经递质、激素的联系与区别 抗体：a.抗体为免疫球蛋白，其化学本质一定是蛋白质，属于免疫活性物质中的一种。b. 抗体与相应抗原结合，形成沉淀或细胞集团，从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附， 并最终被吞噬细胞吞噬消化。c.唯一能产生抗体的细胞是浆细胞，B 细胞、记忆(B)细胞都 不能产生抗体。 神经递质：a.神经递质包括生物胺类(如多巴胺)、氨基酸类(如谷氨酸)、肽类和其他类等物 质。b.神经递质由神经细胞的突触前膜以胞吐的方式释放，经突触间隙到达突触后膜并引起 突触后膜的兴奋或抑制。c.一般情况下，神经递质发挥作用后即被灭活。 激素：a.激素的化学本质并不只有蛋白质一种，还包括固醇及氨基酸衍生物等多种。b.在体 液调节中，激素调节起主要作用，但不是唯一的，如 CO2、H＋等通过体液运输的方式对生命 活动的调节也属于体液调节。c.激素既不组成细胞结构，也不提供能量，更不起催化作用， 只是使靶细胞原有的生理活动发生变化。激素发挥作用后即被灭活，因此需要不断产生。d. 一种生理活动的调节往往是通过多种激素相互协调、共同作用完成的。 相同点： a．四类物质除少数神经递质如 NO 外其余都为有机物。 b．四类物质都不是能源物质。 c．四者均具特异性(专一性)、高效性等特性。 d．激素、化学递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后即被灭活，而 酶既可以在细胞内，也可以在细胞外发挥作用，且可以重复利用。 e．活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞除外)，但只有少数特异性细胞能合成并分泌 激素、神经递质、抗体。 2．细胞呼吸 (1)概念：指有机物(不只用葡萄糖作底物，还可用其他糖类或脂肪、蛋白质等能源物质作底 物)在细胞内(场所——为什么叫细胞呼吸)经过一系列的(不是一步完成，很多步化学反应， 需要很多种酶，产生很多种中间产物)氧化分解(不等于水解反应)，生成二氧化碳或其他产物 (有氧呼吸还有水，无氧呼吸还有酒精或乳酸)，释放出能量并生成ATP的过程(最终目的之一)。 3 (2)解读 ①植物分生组织细胞代谢旺盛、分裂能力强，呼吸速率通常比成熟组织细胞的大，植物器官 中花的呼吸速率一般高于其他器官。 ②误认为 O2 一定抑制无氧呼吸：哺乳动物成熟的红细胞的无氧呼吸不受 O2 的影响。(经典易 错) ③细胞呼吸中有 H2O 生成一定是有氧呼吸，有 CO2 生成则不一定是有氧呼吸，但对动物和人 体而言，有 CO2 生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸；若细胞既不吸 收 O2，也不释放 CO2，不能说明已停止无氧呼吸，也可能进行的是产生乳酸的无氧呼吸。 ④分解葡萄糖的酶只存在于细胞质基质中，故线粒体只能利用丙酮酸不能利用葡萄糖。 ⑤细胞呼吸中的[H](NADH)≠光合作用中的[H](NADPH)。 ⑥有氧呼吸时，生成物 H2O 中的氢全部来自线粒体中丙酮酸的分解是不恰当的，还来自细胞 质基质中葡萄糖的分解。(高考题选项) ⑦无氧呼吸只在第一阶段产生少量 ATP，第二阶段不能产生 ATP，[H]在第一阶段产生，第二 阶段被利用，无[H]的积累。(高考题选项) ⑧破伤风杆菌不适宜生活在有氧环境中，该菌在伤口深处繁殖，其代谢类型同乳酸菌一样， 属于厌氧菌。(高考题选项) ⑨与有氧呼吸有关的细胞器——线粒体在活细胞中可以定向运动到代谢比较旺盛的部位。肌 细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，有利于对肌细胞的能量供应。(教材 P93 小字) ⑩细胞呼吸的能量转化率高于蒸汽机和内燃机的热效率。(教材 P94 学科交叉) ⑪无氧呼吸的产物酒精、乳酸对细胞有毒害作用，例如酵母菌酿酒时酒精含量达到 12%～16% 时，发酵停止，意味着酵母菌被杀死；用乳酸菌使牛奶发酵生产酸奶；稻田定期排水，防止 水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂；玉米种子浸泡水中腐烂等都能提供证据。(教材 P95 右上角问 题及资料分析右下角图) ⑫有氧呼吸过程中含有无氧呼吸的步骤，两者第一阶段完全相同，都与线粒体无关；原始地 球早期大气中无氧气，原核细胞无线粒体，给我们的启示：生物进化史上先出现无氧呼吸， 后出现有氧呼吸，即有氧呼吸是由无氧呼吸发展变化而形成的。先出现原核细胞后出现真核 细胞，真核细胞是由原核细胞进化而来的。(教材 P96 练习第 3 题) ⑬人(还有鸟类和哺乳类)能保持体温的相对稳定，与细胞呼吸分解葡萄糖释放的能量主要用 于热能散失有关、不需要 ATP 水解供能。(教材 P96 练习中拓展题) ⑭真核生物的细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧 呼吸。原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻等，原因是其细胞中 含有与有氧呼吸有关的酶。 ⑮细胞有氧呼吸释放出来的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在 ATP 中；但无氧呼吸 4 过程只生成少量 ATP，大部分能量存留在酒精或乳酸中。 3．光合作用 (1)概念：指绿色植物(主要生物类群)通过叶绿体(进行光合作用的细胞器)，利用光能(进行 光合作用的必要条件)，把二氧化碳和水(光合作用的原料)转化成储存着能量的有机物(最重 要的产物之一)，并且释放出氧气的过程(另外一种光合作用的产物)。 (2)解读 ①叶绿体不是所有植物光合作用的必要条件，如原核生物中蓝藻没有叶绿体但能进行光合作 用。 ②破坏叶绿体外膜后，O2 的产生不受影响。(高考题选项) ③离体的叶绿体基质中添加 ATP、[H]和 CO2 后，可完成暗反应。(高考题选项) ④暗反应不直接需要光，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应很快也会停止。 ⑤与光合作用有关的色素是脂溶性的，而液泡中的花青素是水溶性的，不能参与光能的吸收、 转化和传递。 ⑥光合作用中产生的 ATP 只能用于暗反应，不能用于其他各项生命活动。 ⑦阴生植物与阳生植物相比较，其光补偿点与光饱和点比较低。 ⑧“正其行，通其风”，温室内充 CO2 是通过提高 CO2 浓度，增加产量。 ⑨合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。 ⑩冬天温室栽培可适当提高温度；夏天温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温 度，以提高光合作用强度，晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸强度，保证有机物的积 累。 ⑪光合作用过程中用同位素标记法可以追踪氧气中氧原子的来源，也可以追踪光合作用原料 二氧化碳中碳原子的转移途径。 一、正误判断 1．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用( √ ) 2．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要 ATP 提供能量( √ ) 3．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率( √ ) 4．ATP 是一种高能磷酸化合物( √ ) 5．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同( × ) 6．在有氧和缺氧的条件下酵母菌细胞质基质中都能形成 ATP( √ ) 7．ATP 在细胞中的含量高，以满足生命活动的需要( × ) 8．酶的合成需要 ATP 供能，ATP 的合成需要酶的催化( √ ) 9．H2O 在光下分解，产生的[H]将固定的 CO2 还原为(CH2O)( √ ) 10．磷酸是光反应中合成 ATP 所需的反应物( √ ) 5 11．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光( × ) 12．叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同( √ ) 13．进入叶绿体的 CO2 不能被[H]直接还原( √ ) 14．肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸( √ ) 15．水稻种子呼吸速率下降有利于干物质合成( × ) 16．进入夜间，叶肉细胞内 ATP 合成停止( × ) 17．硝化细菌虽然不能进行光合作用，但它是自养型生物( √ ) 18．种子萌发过程中，种子中有机物种类增加( √ ) 19．光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂( √ ) 20．ATP 的主要来源——光合作用( × ) 二、长句默写 1．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述 的萤火虫发光的原理是萤火虫尾部细胞中的荧光素接受 ATP 提供的能量后被激活，在荧光素 酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光。 2．唾液淀粉酶在 60 ℃环境中处理后，再增加底物，反应产物的总量不再变化，原因是该 酶在高温下已变性失活，失去催化能力，反应产物总量不再改变。 3．葡萄糖分解产生的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行了 无氧呼吸。 4．土壤板结，光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸， 产生的 ATP 减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少， 光合作用减弱。