最新专题二新陈代谢

专题二新陈代谢

专题二生物的新陈代谢

一、网络导学

[本专题包括必修第三章生物的新陈代谢、选修第二章光合作用与生物固氮、选修第五章

微生物与发酵工程。]

动

物

代

谢

二、直击考点

[知识点]

（一）、复习重点[

[

1、理解新陈代谢与酶和ATP的关系

新陈代谢是细胞内一系列有序的化学反应的总称，是生物体自我更新的过程。酶和ATP是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。新陈代谢的一系列化学反应都是在酶的催化作用和ATP的供能条件下才能正常进行。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。近几年的高考命题主要围绕着酶的催化活性、耐受温度、酸碱度以及生成物和反应物的浓度等因素的影响展开命题，复习时应注意这方面的问题。

①酶的催化作用需要适宜的温度和pH，在最适温度和最适pH下，酶活性最高。过酸、过碱和高温都破坏酶的分子结构而使酶失活。

②在底物足够，其他条件固定的情况下，反应中没有抑制酶活性的物质和不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速度与酶浓度成正比。

③在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而加快，几乎成正比；底物浓度较高时，随底物浓度增加，反应速度加快，但不显著；底物浓度很大，达到一定限度时，反应速度达到最大值且不再随底物浓度增加而增加。

生物体生命活动的直接能源是ATP，ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢、神经传导和生物电等。生物体内的糖类、脂质和蛋白质等有机物中都含有大量的能量，但生命活动的主要能源物质是糖类，糖类在体内氧化分解释放的能量，一部分合成了ATP用于各项生命活动，另一部分以热能的形式散失。糖类等有机物中含有的能量最终来自绿色植物光合作用所固定的太阳能，所以，生物体生命活动的最终能源是太阳光能。

2 、植物的光合作用和呼吸作用的过程

光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢，这是高考的重点和热点，复习时要切实理解其实质——完成物质和能量的转化。光合作用的光反应阶段完成两大变化：水分解产生氧气和[H]，合成ATP。暗反应阶段完成CO2的固定和还原。呼吸作用是分解有机物，释放能量的过程。光合作用必须在光下才能发生，而呼吸作用是每时每刻都在进行，一般来说，植物在白天和晚上的呼吸作用强度基本一致，呼吸作用的强弱主要受温度的影响。

分清光能在叶绿体中的转换过程，包括三个步骤，光能转换成电能（需要色素，主要是叶绿素a）；电能转化为活跃的化学能（合成ATP、NADPH的过程），活跃的化学能转化为稳定的化学能（合成有机物的过程）。前两步发生在光反应的过程，第三步发生在暗反应过程。叶绿体中的色素包括叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）、胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），它们在光合作用中主要有两个方面的作用：①吸收、传递光能（大多数叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素）；②吸收光能，并转换成电能（少数处于特殊状态的叶绿素a）。

【自学提问】1.光照与CO2对植物细胞内C3C5〔H〕ATP ADP的影响是怎样的？

2.光合作用与呼吸作用中ATP的去路是怎样的？ATP与ADP的移动方向是怎样的？

3. 光合作用与呼吸作用中〔H〕的作用是什么？

3．光合作用和呼吸过程中CO2中C和O的转化

4．不同状态下植物代谢中的CO2和O2

（1）在白天有较强光照时，光合作用强度大于呼吸作用强度，参与光合作用的CO2有来自于外界的，也有来自于线粒体呼吸作用产生的；植物光合作用产生的氧气除用于自身细胞呼吸之外，其余氧气释放到周围环境中。

（2）在傍晚或清晨光照强度较弱时，光合作用需要的CO2量较少，呼吸作用提供的CO2就够了，叶肉细胞不从外界吸收CO2。当光合作用与呼吸作用的强度相等时，外界CO2不发生变化，此时叶片所处的光照强度称为光的补偿点；细胞呼吸速率大于光合作用速率时，吸收O2、放出CO2量较少。

（3）晚上没有光照，植物只进行呼吸作用，植物从外界吸收O2，且产生的CO2全部排出体外。

（4）一昼夜有机物的积累量（植物净产量）是由光合作用与呼吸作用的强度大小决定的，白天积累的有机物经过一个晚上被呼吸作用消耗一部分，余下的才是植物的净产量。

（5）绿色植物光合作用与呼吸作用之间O2的相互联系

在叶肉细胞中，叶绿体光合作用释放的总O2量有两个去向，一是用于线粒体的呼吸作用消耗（呼吸作用强度越大，消耗越多），代表呼吸作用强度；二是释放到外界去，它同样代表用于积累的有机物的量的多少。

（6）光合作用、呼吸作用、净光合作用三者之间的关系，反映的是作物产量。作物产量取决于光合作用的净积累量（光合作用净积累量=总光合作用量-呼吸消耗量），因此，在一定条件下，增强光合作用，降低呼吸消耗，可明显提高作物产量。

5.影响光合作用、细胞呼吸的因素及其应用

再增加CO2浓度，光合

速率不再增加

温室中CO

2

增多

上，只进行有

氧呼吸

矿

质

元

素

和

H2

O

矿质元素直接或间接影

响光合作用。N、Mg、

Fe、Mn、Cu、P（与

酶、叶绿素的生物合成

有关）产生直接影响；

K、P、B对光合产物的

运输和转化起促进作

用，对光合作用产生间

接影响；水分是光合作

用原料之一，缺少时光

合速率下降

合理施肥

合理灌溉

有些矿质元素

是酶的激活

剂，影响与细

胞呼吸有关的

酶，在一定范

围内，细胞呼

吸强度随含水

量的增加而加

强，随含水量

的减少而减弱

种子贮藏必须晒干

6、影响光合作用的因素几个常见图解：

①光照强度：②温度

③CO2浓度：细胞呼吸的图解

○4多种因素的共同作用（分析P点Q点限制光合作用的因素）

【自学提问】1.光合作用中怎样提高光合效率？

2.在光合作用怎样提高光能利用率？

7．C3植物和C4植物

C3植物叶片的结构特点是：叶绿体只存在于叶肉细胞中，维管束鞘细胞中没有叶绿体，整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行，光合产物变只积累在叶肉细胞中。 C4植物叶片的结构特点是：围绕着维管束的是呈“花环型”的两圈细胞，里面一圈是维管束鞘细胞，细胞较大，里面的叶绿体不含基粒。外圈的叶肉细胞相对小一些，细胞中含有具有基粒的叶绿体。通过C4途径固定CO2的过程是在叶肉细胞中进行的。C4中的C转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行。光合作用的产生也主要积累在维管束鞘细胞中。C4植物具有两条固定CO2的途径，即C3途径和C4途径。

C4植物通常分布在热带地区，光合作用效率较C3植物高，对CO2的利用率也较C3植物高，所以具有C4途径的农作物的产量比具有C3途径的农作物产量要高，如玉米就属于C4植物。