最新11二轮专题・02・生物的新陈代谢

第1页共39页第第二二讲讲生生物物的的新新陈陈代代谢谢考考情情分分析析一、本讲考点：1．新陈代谢的概念和类型(1)新陈代谢的概念(2)酶和ATP(3)新陈代谢的基本类型2．植物的水分代谢(1)渗透作用的原理(2)植物细胞吸水和失水(3)植物体水分的运输、利用和散失(4)合理灌溉3．植物的矿质代谢(1)植物必需的矿质元素(2)根对矿质元素的吸收(3)矿质元素的运输和利用(4)合理施肥4．动物体内水和无机盐的平衡(1)水和无机盐的平衡(2)水和无机盐平衡的意义5．光合作用(1)光合作用的发现(2)叶绿体中的色素(3)光合作用的过程(包括光能在叶绿体中的转换)(4)C3植物和C4(5)光合作用的意义(6)提高农作物光合作用的效率6．生物固氮(1)共生固氮微生物和自生固氮微生物(2)生物固氮的意义(3)生物固氮在农业生产中的应用7．人和动物体内糖类、脂质和蛋白质的代谢(1)糖类代谢(2)脂质代谢(3)蛋白质代谢(4)三大营养物质代谢的关系(5)糖类、脂质和蛋白质等营养物质的代谢与人体健康8．血糖的调节(1)血糖平衡及其意义(2)血糖平衡的调节(3)糖尿病及其防治9．细胞呼吸(1)有氧呼吸和无氧呼吸第2页共39页(2)细胞呼吸的意义二、考点解读：新陈代谢是生物最基本的生命特征，是其他生命活动的基础，包含有最基本的同化作用——光合作用和呼吸作用等非常重要的生理过程，内容较多。也涉及到粮食问题、人体健康问题等许多社会热点、焦点。一直是高考的重点和热点章节，每年必不可少，而且所占分值较高。考考向向走走势势预测2006年高考，该部分的命题趋势是：(1)重视对基本概念的考查，如：C3植物、C4植物的概念，共生固氮菌、自生固氮菌的概念等。(2)强调对图、表的识别和分析能力的考查。要求学生正确描述和理解图表所给出的信息，并能运用相关的概念和原理来分析和解决问题。如：光照强度对植物光合作用、呼吸作用等的影响，二氧化碳浓度与光合作用强度的关系等。(3)重视实验能力和设计实验能力的考查。如设计验证某种矿质元素是否为必需矿质元素等。(4)重视考查理论在生产、生活中的运用。如：合理灌溉、合理施肥等。(5)重视学科内综合的考查。最近几年生态学部分的高考题中，往往是将有关知识综合在一起进行考查，考查单一知识点的题目已不存在。在综合题中，常将细胞亚显微结构基础、光合作用、细胞呼吸、能量代谢、代谢类型等与生态系统的结构、功能综合起来进行简答分析考查。考考训训指指南南复习迎考中要注意以下几点：(1)在理解生命活动的物质基础和结构基础的前提下，理解酶、ATP与新陈代谢的关系，水、矿质元素的代谢过程。(2)光合作用、呼吸作用以及动物体内三大营养物质的代谢过程及光合作用、呼吸作用和三大营养物质代谢之间的关系。(3)培养学生对图、表的识别和分析能力，本专题涉及较多的图、表，如光合作用、呼吸作用过程图解，光照强度、二氧化碳浓度等与光合作用强度、光能利用率的关系图，不同时期的植物对水分或某种矿质元素的需要量，pH、温度等对酶活性的影响的关系曲线等。(4)重视理论知识在生产、生活中的实际应用，如合理灌溉、合理施肥、合理控制光照强度、二氧化碳浓度等对农作物产量的影响。(5)注重与其他章节的联系，如：与生物体的物质基础、结构基础、新陈代谢中的光合作用、呼吸作用等，以及生物与环境中的生态因素、生态系统的结构与功能等的联系。第四课水与代谢主主干干知知识识整整合合1．生物体内水的含量水在生物体细胞中的含量是最多的，一般为60%～95%。在不同种类的生物体中，水的含量差别很大，与生物体的2．水分在生物体细胞内的存在形式分为和3．生物体对水分的吸收(1)水分吸收的部位：植物体吸收水分的部位主要是，动物体吸收水分的部位主要是消化道(2)水分吸收的方式：水分的吸收一般为被动运输，不消耗能量。具有大液泡的植物细胞和所有动物细胞主要靠吸收水分，当然也能够通过吸胀作用吸收水分，而没有形成中央液泡的未成熟第3页共39页植物细胞、干燥的种子等，主要靠细胞内的等亲水性物质吸收水分，即通过4．生物体对水分的运输、利用和散失(1)水分运输通道：植物根吸收的水分通过根、茎、叶中的运输到地上部分。动物体通过消化道将水分吸收进入血液，主要通过进行运输，通过组织液进入(2)水分的利用：水分进入生物体内后，可以用来作为细胞内的，参与呼吸作用、光合作用、蛋白质、多糖、脂质、核酸等物质的水解等许多生物化学反应，作为生物化学反应的环境，也可以成为细胞的重要组成成分。还可以参与调节体温、维持细胞的形态等。(3)水分的散失：植物体吸收的水分一般只有1%～1．5%散失掉了，植物蒸腾作用散失水分是植物体吸收动力，在空气湿度很大的情况下，植物体也可以通过吐水的形式散失水分。动物体水分散失的方式主要是通过，还有呼吸系统呼出水蒸气以及皮肤蒸发等形式散失水分。5．生物体内水的平衡(1)植物体内水的平衡：植物水分的来源有根等器官从外界吸收水分和产生的水分，而植物体消耗水分的途径主要为散失水分和新陈代谢消耗水分。因而在植物体内要保证水分的平衡主要表现为植物吸收水分与散失水分维持相对平衡。(2)高等动物(包括人)体内水的平衡与调节：高等动物体内的水分来源为饮水、饮食和新陈代谢产生水，而水分的消耗主要通过形成排出，此外还有呼吸系统呼出水蒸气和皮肤蒸发，在气温较高或剧烈运动时还可以通过分泌汗液排出水分。其平衡调节主要表现为通过感受器、大脑皮层等神经系统结构参与神经调节和激素等参与激素调节，在循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统以及皮肤等共同参与下协调活动，维持体内液体环境中6．水对农作物的影响图2-4-1(1)农作物的一生都需要吸收水分，但不同的农作物需水量是不同的，同一种农作物的不同生长发育时期需水量也不相同(如小麦在不同生长发育期的需水量是不同的，见图2-4-1)，在农作物的栽培过程中一定要，即要根据农作物的适时地、适量地进行灌溉，以便使农作物茁壮生长，增加农作物的产量。(2)保持土壤中水分适宜，如果水分过多，土壤中缺少，影响根正常的呼吸作用，导致根吸收受阻；同时有利于土壤中生长，影响土壤肥效。重重点点难难点点聚聚集集1．自由水和结合水(1)结合水不易蒸发，失去了流动性和溶解性，成为细胞的结构物质，是细胞结构的重要组成成分，在细胞内结合水的含量较稳定。(2)自由水是填充在有机固体颗粒之间的水，不受束缚，可流动，易蒸发，是细胞内良好的溶剂，是可以参与物质代谢过程的水，自由水的含量往往发生较大变化。第4页共39页(3)自由水与结合水能随着生物体新陈代谢活动的进行而互相转化，一般来说，自由水的含量越多，细胞代谢越旺盛；相反，当自由水向结合水转化较多时，新陈代谢就减弱。种子在晒干的过程中，损失的主要是自由水，随着水分的散失，原生质逐渐由溶胶状态转为凝胶状态，生命活动大大减弱，进入休眠。(4)水在生物体内的流动，可以把营养物质送到各个细胞，同时，也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。2．吸胀吸水与渗透吸水(1)吸胀吸水是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，原理是吸胀作用。当大分子的淀粉粒和蛋白质等呈凝胶状态时，这些大分子之间有大大小小的缝隙。水分子会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入凝胶内部，具有极性的水分子与亲水凝胶结合起来，使其膨胀，这种现象叫吸胀作用。原生质凝胶的吸胀作用的大小与该物质的亲水性大小有关，蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减，因此大豆种子(含蛋白质多)比玉米种子(含蛋白质相对少)的吸胀作用要大。干燥的种子吸胀作用的力量相当大，人们用大豆等种子填入岩石裂缝中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂。(2)植物细胞形成液泡以后主要靠渗透作用吸水。(3)两种吸收方式及变化是考点之一，如小麦根尖4部分结构：根冠(具大液泡)、分生区(液泡尚未形成)、伸长区(液泡由小变大由多变少)、成熟区(具大液泡)，其主要吸水方式依次为：渗透吸水、吸胀吸水、以吸胀吸水为主、以渗透吸水为主。注意具有液泡的细胞主要靠渗透吸水，但也能进行吸胀吸水。3．渗透作用原理、渗透装置的构成及渗透装置中水的流动(1)渗透装置的构成必须同时具备以下两个条件：①有一个起分隔作用的半透膜；②被半透膜隔开的双方均为液态且有浓度差。依此两个标准可判断某些现象是否属于渗透现象，如鲜白菜放到盐水中则发生渗透现象，而鲜白菜放在空气中水分的丢失则不属于渗透现象。(2)对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和S2当S1浓度S2浓度时，水由S2→S1的分子数多于水由S1→S2当S1浓度S1浓度时，水由S1→S2的分子数多于水由S2→S1图2-4-1S1与S2(3)一个成熟的植物细胞就是一个典型的渗透系统，其细胞壁的缝隙很大，一般的大、小分子都能透过，因此具有全透过性的特点；原生质层具有选择透过性，相当于半透膜；细胞液具有一定的浓度，与外界溶液间易形成浓度差。4．代谢生成水和代谢消耗水(1)能够产生代谢水的常见生理过程：①植物光合作用的暗反应过程中，CO2被还原过程中，除了生成糖类等有机物，还有水生成；②在有氧呼吸的第三阶段，在氧气的作用下，将有氧呼吸第一、二阶段生成的活泼还原剂氢氧化成水；③在基因表达的翻译过程中，以氨基酸作为原料脱水缩合合成蛋白质时，会生成水；④在磷酸、核糖或脱氧核糖与含氮碱基形成ATP、核糖核苷酸、脱氧核苷酸，或核糖核苷酸、脱氧核苷酸脱水缩合形成核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)时，都有水生成；⑤在单糖脱水缩合形成二糖或多糖的过程中也有水生成。(2)会消耗水的常见生理过程：①植物光合作用的光反应过程中，水作为最初电子供体参与反应；②有氧呼吸第二阶段，在线粒体中丙酮酸与水反应生成二氧化碳和还原剂氢；③多糖、二糖水解成单糖过程中需要水参与反应；④蛋白质或者多肽水解成氨基酸需要水参与反应；⑤核酸水解、脂类等水解都要有水参与反应。真真题题新新题题探探究究第5页共39页【例1】代谢旺盛的细胞中，下列哪项不会上升(C)A．线粒体数量B．自由水比例C．DNA含量D．细胞核孔数量【命题意图】要求学生理解细胞代谢旺盛与相应结构或成分的关系。新陈代谢是最基本的生命特征，要完成新陈代谢必须有相应的结构基础和物质基础。【解析】在代谢活动旺盛的细胞中，需要的能量多，而线粒体是有氧呼吸的主要场所，即主要的供能场所；自由水含量越高，生命活动越旺盛，反之则越微弱；在代谢活动旺盛的细胞中需要的蛋白质也就越多，而蛋白质的合成需要基因转录出相应信使RNA，再翻译出蛋白质，也就是基因表达的结果，因此，需要蛋白质越多，基因转录也就越活跃，同时，转录的信使RNA要经过核孔运送到细胞质，所以细胞核的核孔数量也会上升。而DNA是遗传物质，一个细胞内的遗传物质维持稳定，所以DNA含量不变。变式题现有含水量(1)10%、(2)12%、(3)14%、(4)16%的小麦，分别贮存于条件相同的四个粮仓中。在贮存过程中，有机物损耗最少的是()A．(1)B．(2)C．(3)D．(4)【例2】2005年·上海将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋蔗糖浓度与时间的关系，正确的是(B)【命题意图】本题主要考查学生对渗透作用原理的理解，是考查学生对基本概念、基本原理理解的典型试题。是高考考查学生能力的一个重要方面。【解析】由于透析袋内蔗糖溶液浓度高，袋外围蒸馏水溶液浓度低，于是水不断进入透析袋中，透析袋内的蔗糖浓度逐渐降低。但透析袋对蔗糖溶液有一定压力，而且随着透析袋内的液体总量不断增多，压力越来越大，水分进入的速度也逐渐减小，最终透析袋内蔗糖浓度的下降速度也不断减小，以至趋近于零。变式题一个正在发生质壁分离的细胞，它的吸水能力是逐渐()A．减小B．增大C．不变D．等于0【例3】2005年·广东综合认识种子萌发过程中水分吸收变化规律。图2-4-3是种子萌发过程中水分吸收变化规律曲线，据图完成下列填空。种子萌发过程中的水分吸收可分为三个阶段。第Ⅰ阶段是吸胀期，种子迅速吸水。第Ⅱ阶段是吸水停滞期。第Ⅲ阶段是重新迅速吸水期，主要通过渗透作用吸收水分。第Ⅲ阶段由于胚的迅速生长、胚根