2019-2020年高三生物二輪復習 細胞呼吸及代謝類型教案 人教版.doc

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2019-2020年高三生物二輪復習 細胞呼吸及代謝類型教案 人教版 【本章知識框架】 【疑難精講】 1．糖酵解、發(fā)酵、無氧呼吸 糖酵解：淀粉在無氧狀態(tài)下分解成丙酮酸的過程。糖酵解的底物一般是淀粉，場所在細胞質中。 發(fā)酵：微生物分解糖類產生酒精或乳酸的過程。發(fā)酵場所也在細胞質中。發(fā)酵又分酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵兩種類型。 無氧呼吸：一般是指在無氧條件下，通過酶的催化作用，生物細胞把糖類等有機物分解成為不徹底的氧化產物，同時釋放少量能量的過程。由于糖酵解和發(fā)酵的中間化學變化相似，而且兩者的代謝過程都不需要氧氣參加，故亦通稱為無氧呼吸。無氧呼吸不叫發(fā)酵，只有微生物的無氧呼吸習慣上叫發(fā)酵。注意二者的區(qū)別。 2．植物體內各種代謝之間的聯(lián)系 綠色植物的新陳代謝包括水分代謝、礦質代謝、有機物和能量的代謝，各種代謝過程是相互聯(lián)系、協(xié)調一致的。 植物代謝過程中進行的各種生化反應都是在水中進行的，離開水，植物無法生存，因而水分代謝是植物體內其他代謝過程的基礎。礦質代謝過程中根吸收的礦質元素離子是植物體合成重要化合物的成分，例如葉綠素的合成需要鎂，ATP的合成需要磷、蛋白質（酶）的合成需要氮，而光合作用和呼吸作用都需要酶。光合作用能將光能轉變?yōu)榛瘜W能貯存起來，呼吸作用過程能將有機物分解，將其中化學能釋放出來，用于生命活動的各個方面。 【學法指導】 本部分安排1課時完成。 由于該部分知識不難，學生自己能夠看懂，所以在復習時，教師出示一個以習題為主的導學提綱，學生按照提綱中的要求去做即可。提綱的設計可參照知識網絡欄目。 本節(jié)內容的考查常常與動、植物新陳代謝的光合作用、礦質代謝和生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動聯(lián)系在一起，試題命題點較多。復習時要遵循結構決定功能的原則，呼吸的過程離不開細胞的結構基礎，要聯(lián)系相關的知識復習，形成整體的知識體系。掌握關于代謝類型的概念和舉例，復習時要抓住本質，找出差異，用對比法進行復習和記憶。 【典型例題精講】 ［例1］（xx年天津高考題）下列關于植物呼吸作用的敘述，正確的是 A．呼吸作用的中間產物丙酮酸可以通過線粒體雙層膜 B．是否產生二氧化碳是有氧呼吸和無氧呼吸的主要區(qū)別 C．高等植物進行有氧呼吸，不能進行無氧呼吸 D．種子庫中貯存的風干種子不進行呼吸作用 【解析】此題考查植物有氧呼吸和無氧呼吸及有關的結構問題。有氧呼吸和無氧呼吸的第一步是相同的。有氧呼吸的第二步過程是丙酮酸進入線粒體，線粒體是雙層膜；有氧呼吸和無氧呼吸的主要區(qū)別是是否需要氧氣，而與能否產生二氧化碳無關。任何活的細胞或生物體，都要進行呼吸作用，如種子是具有活性的，只是呼吸的速度很慢仍要進行呼吸作用。此題的關鍵是要明確有氧呼吸和無氧呼吸的基本原理和過程，明確其區(qū)別點?！敬鸢浮緼 ［例2］用酵母菌釀酒時，向原料中通入足夠的空氣，酵母菌與酒精的數量分別會 A．死亡、增多 B．增多、增多 C．死亡、不再產生 D．增多、不再產生 【解析】上述條件下，酵母菌只進行有氧呼吸生成CO2和H2O，并在此過程中大量繁殖，不再產生酒精，這也是釀酒廠在發(fā)酵制酒時，先向發(fā)酵罐內通氣，讓酵母菌大量繁殖，再進行密封，產生酒精的原理所在?！敬鸢浮緿 ［例3］讓一只小白鼠吸入有放射性的18O2，該小白鼠體內最早出現含18O2的化合物是 A．CO2 B．水 C．丙酮酸 D．乳酸 【解析】此題考查有氧呼吸的過程。有氧呼吸分為三個階段，吸收的氧是與動物體內分解有機物產生的［H］結合成水，也就是發(fā)生在有氧呼吸的第三步。該過程產生大量的能量。 【答案】B ［例4］一運動員正在進行長跑鍛煉，從他的大腿肌細胞中檢測到3種化學物質，其濃度變化如下圖所示，圖中P、Q、R三條曲線依次代表 A．O2、CO2、乳酸 B．乳酸、CO2、O2 C．CO2、O2、乳酸 D．CO2、乳酸、O2 【解析】人在平靜時，體內的各種成分保持在一個相對穩(wěn)定（平衡）的水平（該題間接給出的條件是同平靜時相比較）。當人劇烈運動時，原先的平衡就被打破，體內的某些成分就會發(fā)生較大的變化，這是由于劇烈運動需要消耗大量的能量，而能量主要來自葡萄糖的氧化分解（有氧呼吸、無氧呼吸同時進行）。肌細胞進行有氧呼吸時，消耗O2、產生CO2，使肌細胞中的O2濃度下降，CO2的濃度升高（事實上，肌細胞中磷酸肌酸的含量亦下降）。肌細胞進行無氧呼吸時，除產生少量的ATP供給肌肉收縮外，還產生乳酸，故肌細胞中乳酸的含量上升。【答案】B ［例5］（xx年春季高考題）生活污水中含有大量的有機和無機含氮化合物，這些過量的含氮化合物會造成水體污染，危害水生生物生存和人類的健康。脫氮是污水處理的重要內容之一。下面是生物脫氮工藝流程示意圖。 （1）在1級反應池內，有機物在細菌、原生動物等作用下會大量減少。從同化和異化方式看，這些生物的代謝類型主要是_________，這些生物在自然生態(tài)系統(tǒng)中屬于_________者。 （2）在2級反應池內，pH為8.0~8.4時，硝化細菌大量繁殖，它們能將NH3氧化成NO和NO，并利用這一硝化過程所釋放的_________合成_________，用于自身的生長發(fā)育和繁殖。 （3）實踐發(fā)現，當2級反應池中有機物含量過多時，硝化細菌難以大量繁殖起來，原因是____________________________。 （4）在3級反應池內加入適量的有機物（如甲醇），并在低氧或無氧條件下，反硝化細菌繁殖起來，通過無氧呼吸把NO和NO還原成N2，無氧呼吸除釋放能量外，還為還原反應提供了_________。 【解析】此題是一個聯(lián)系實際的消除生態(tài)系統(tǒng)污染的問題。實際上考查了生物的代謝類型和呼吸作用的過程。生態(tài)系統(tǒng)的分解者主要的代謝類型是異養(yǎng)需氧型；硝化細菌是一種化能合成作用的生物，其能量來自氧化分解NH3，并利用化學能把二氧化碳等無機物合成有機物；反應池中有機物含量增多，導致異養(yǎng)生物大量的繁殖，消耗氧氣，抑制了硝化細菌的繁殖；反硝化細菌無氧呼吸過程中，可以產生還原劑氫。 【答案】（1）異養(yǎng)需氧型 分解（2）能量 有機物（3）異養(yǎng)生物大量繁殖，抑制硝化細菌生長繁殖（4）氫 【達標訓練】 一、選擇題 1．（xx年上海高考題）剛進入西藏的上海援藏干部，對高原缺氧環(huán)境所產生的生理性反應是 ①造血功能增強，紅細胞數增多 ②呼吸頻率加快 ③細胞大多以無氧呼吸獲得能量④心率加快 A．①③ B．①② C．②③ D．②④ 【解析】因剛進入缺氧環(huán)境（西藏）紅細胞不可能立即大量增長。此時機體所需要的能量其來源有二：主要來源是有氧呼吸所釋放的能量；部分能量來自于無氧呼吸。因血液與外界空氣的交換值下降，故通過增加呼吸頻率和提高血液循環(huán)速度來滿足機體對氧氣的需求。 【答案】D 2．人體肌細胞通過呼吸作用可產生的物質有 A．二氧化碳和水 B．二氧化碳、水和乳酸 C．酒精 D．乳酸和酒精 【解析】生物體細胞無氧呼吸可產生乳酸，也可產生CO2和酒精，這是由細胞中所含酶的種類不同決定的，人體肌肉細胞無氧呼吸產生的是乳酸，而不是酒精和CO2，植物細胞的無氧呼吸主要產物是酒精和CO2，馬鈴薯塊莖和甜菜塊根等少數植物細胞無氧呼吸的產物是乳酸。 【答案】B 3．在大小兩個容器內加入等量的乳酸菌和葡萄糖的混合液，然后密封瓶口，過一段時間后進行定量分析，應得到的結果是 A．小容器的乳酸比大容器的多 B．小容器的乳酸比大容器的少 C．大容器的葡萄糖比小容器的少 D．大容器與小容器內乳酸的數量相等 【解析】乳酸菌是厭氧型的細菌。根據厭氧型生物在有氧氣存在時呼吸作用受到抑制的特點可知，大容器中氧氣多，抑制了乳酸菌的呼吸作用，繁殖得比較慢，小容器中氧氣含量少，乳酸菌繁殖得快，無氧呼吸產生的乳酸應比大容器的多。而葡萄糖的量則相反，即大容器中的葡萄糖比小容器中的多?！敬鸢浮緼 4．在釀酒時，應注意對原料采取 A．保持空氣流通 B．保持缺氧環(huán)境 C．只通氣、不攪拌 D．一階段通氣，另一階段密封 【解析】酵母菌是兼性呼吸的微生物，既能有氧呼吸也能無氧呼吸；有氧呼吸時代謝旺盛，大量繁殖，不產生酒精；無氧呼吸時產生酒精。因此應先通氣一段時間后，再密封發(fā)酵，以產生大量的酒精?！敬鸢浮緿 5．在呼吸作用過程中，有CO2放出時，可判斷此過程 A．一定是無氧呼吸 B．一定是有氧呼吸 C．一定不是酒精發(fā)酵 D．一定不是乳酸發(fā)酵 【解析】該題考查學生對有氧呼吸、無氧呼吸中的酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵過程。在呼吸作用過程中有CO2放出時，不能確定是無氧呼吸，還是有氧呼吸，這兩種呼吸方式中都有CO2放出，因此有CO2放出時，既可能是無氧呼吸又可能是有氧呼吸，所以選項A、B均錯。C選項一定不是酒精發(fā)酵，結論也不對，在酒精發(fā)酵過程中，分解1 mol葡萄糖，可釋放2 mol CO2。因此有CO2放出時，就可能是酒精發(fā)酵。只有乳酸發(fā)酵不產生CO2。 【答案】D 6．人呼氣所呼出的二氧化碳主要產生于 A．肺泡中 B．靜脈血中 C．組織液中 D．細胞的線粒體中 【解析】從題干中分析，題目要求回答的問題是二氧化碳在體內的產生部位。人體呼出的二氧化碳（除一部分來自吸入的氣體，未進入血液外），大部分是由線粒體內分解有機物形成的。這些二氧化碳擴散入組織液，由組織液進入血液，經運輸至肺部毛細血管，經自由擴散進入肺泡，由肺泡內呼出。 【答案】D 7．在有氧呼吸的下列反應階段中，不在線粒體中進行的只有 A．［H］傳遞給O2生成水 B．C6H12O6發(fā)酵為丙酮酸和［H］ C．丙酮酸分解為CO2和［H］ D．ADP與磷酸反應生ATP 【解析】此題的關鍵是分清有氧呼吸的全過程。在有氧呼吸的三個階段中，第一階段由C6H12O6分解為丙酮酸和［H］的過程，是在細胞質基質中進行的，而A、C、D過程是在線粒體中進行的。 【答案】B 8．貯藏水果和糧食時，充加CO2或抽取空氣，能延長貯藏時間，主要是由于 A．抑制有氧呼吸 B．促進有氧呼吸 C．抑制無氧呼吸 D．促進無氧呼吸 【解析】有氧呼吸分解有機物產生H2O、CO2和熱量，不利于水果和糧食的貯存。有氧呼吸進行得快慢主要與氧的含量、周圍二氧化碳濃度的高低有關系；氧氣的含量低（抽取空氣），有氧呼吸進行得慢，CO2對呼吸作用有抑制作用。 【答案】A 9．（xx年上海高考題）讓實驗動物猴吸入混有18O2的空氣，該猴體內最先出現含18O的化合物是 A．CO2 B．H2O C．C2H5OH D．C3H6O3 【解析】在有氧呼吸的過程中氧的去向是在有氧呼吸的第3階段，吸進的氧與前兩個階段脫下的氫結合形成水。 【答案】B 10．在營養(yǎng)豐富，水分充足，氣溫適宜，黑暗密閉的環(huán)境中，分別培養(yǎng)下列生物，過一段時間后，它們中仍能生存的是 A．乳酸菌 B．蘑菇 C．白菜 D．蚯蚓 【解析】該環(huán)境條件的關鍵是不透空氣和沒有陽光，在這樣的條件下，只有異養(yǎng)、厭氧型的生物才能進行正常的生命活動。白菜是自養(yǎng)需氧型，蚯蚓和蘑菇是異養(yǎng)需氧型，只有乳酸菌是異養(yǎng)厭氧型?！敬鸢浮緼 11．硝化細菌通過化能合成作用形成有機物，需要下列哪些環(huán)境條件 A．NH3、缺氧 B．具有NH3和氧 C．具有硝酸和氧 D．具有硝酸和缺氧 【解析】硝化細菌是通過氧化周圍環(huán)境中的NH3成亞硝酸或硝酸的過程中，釋放出的能量來合成有機物的，故需要氧氣和環(huán)境中的NH3?！敬鸢浮緽 12．分析下圖，①②③④所代表的生理過程依次是 A．光合作用、化能合成作用、無氧呼吸、有氧呼吸 B．化能合成作用、乳酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵、呼吸作用 C．光合作用、無氧呼吸、酒精發(fā)酵、有氧呼吸 D．主動運輸、自由擴散、無氧呼吸、有氧呼吸 【解析】這類題目的分析應抓住反應物、反應條件和生成物三個要點，圖中①指CO2和H2Ｏ在葉綠體中利用光能合成Ｃ6H12O6的過程，這是光合作用；②是硝化細菌利用環(huán)境中NH3氧化產生的能量，把CO2和H2O合成自身Ｃ6H12O6的過程，是化能合成作用；③是指C6H12O6在無氧條件下，在酶催化下，生成酒精和CO2的過程，是無氧呼吸；④是C6H12O6在酶催化下徹底氧化為CO2和H2O的過程，屬于有氧呼吸?！敬鸢浮緼 13．在生物生命活動中，能產生ATP的細胞結構有 A．細胞核、高爾基體、葉綠體 B．細胞核、線粒體、核糖體 C．線粒體、高爾基體、細胞質基質 D．線粒體、葉綠體、細胞質基質 【解析】植物的光合作用能產生ATP；有氧呼吸的第一階段及無氧呼吸是在細胞質基質中進行的，能產生少量的ATP；有機物在線粒體內進行徹底氧化分解，該階段能產生大量的ATP。 【答案】D 14．人體內脂肪和蛋白質共同的代謝終產物有 A．二氧化碳和尿素 B．膽固醇和氨 C．尿素和尿酸 D．二氧化碳和水 【解析】從組成元素上看，蛋白質除了同脂肪一樣含有C、H、O外，還含有N元素，蛋白質代謝的終產物除二氧化碳和水外還有含氮廢物（尿素）。 【答案】D 15．下圖中能夠說明運動員在中長跑過程中和長跑結束后血液乳酸濃度變化的曲線是 A．曲線a B．曲線b C．曲線c D．曲線d 【解析】人在跑步時，呼吸加深加快，但仍滿足不了全身細胞對氧氣的需要，此時，組織細胞通過無氧呼吸來分解有機物，產生少量能量，補充人體對能量的需要，這是一種應激性反應，此過程產生乳酸進入血液后，使血液中乳酸含量升高，同時人會感到肌肉（特別是腿部肌肉）酸痛。當跑步結束后，細胞無氧呼吸停止，不再產生乳酸，血液中乳酸逐步分解、轉化成其他物質等，使其濃度降低。 【答案】C 16．（xx年上海高考題）葡萄糖在細胞質內分解至丙酮酸的過程中，下列敘述正確的是 A．在線粒體中進行的無氧呼吸 B．需在有氧條件下進行 C．不產生CO2 D．反應速度不受溫度影響 【解析】葡萄糖在細胞質基質中分解成2分子丙酮酸和少量的［H］及少量的能量，這一階段也是無氧呼吸的第一階段，因此不需氧的參與?！敬鸢浮緾 17．用酵母菌通過發(fā)酵制葡萄酒時，一般葡萄酒中所含的酒精成分不超過14%，其原因是 A．因人們喜歡低度酒精而配制的 B．原料中用于發(fā)酵的糖含量過少 C．一定濃度的酒精妨礙了酵母菌的存活 D．發(fā)酵產生熱造成了酵母菌的死亡 【解析】酵母菌進行無氧呼吸產生酒精，當酒精產生達到一定濃度后，影響了酵母菌的生存，所以其酒精濃度限制在一定的水平?！敬鸢浮緾 18．在馬拉松長跑中，運動員骨胳肌肌纖維所消耗的能量，主要來自 A．葡萄糖的有氧分解 B．磷酸肌酸的水解 C．葡萄糖的酵解 D．脂肪酸的氧化 【解析】無氧呼吸（糖酵解）其意義是可以滿足人在特殊情況下（如：劇烈運動、人從平原到高原的初期、大失血等）人體對能量的需求；當人體內的ATP過分減少時，磷酸肌酸可以釋放出其能量使ADP形成ATP，但磷酸肌酸等高能化合物所儲存的能量也是有限的，因此，在長時間的劇烈運動中，雖也有可能少部分的脂肪氧化分解，釋放能量，但與有氧呼吸提供的能量相比還是少量的。事實上，細胞生命活動所需的能量都主要來自有氧呼吸。【答案】A 19．人在劇烈運動后，血漿中的pH會明顯下降，其原因是 A．血漿中碳酸增多 B．血漿中磷酸肌酸增多 C．血漿中乳酸增多 D．血漿中丙酮酸增多 【解析】動物的無氧呼吸產物全部是乳酸。人在劇烈運動時，肌肉細胞進行無氧呼吸產生較多的乳酸，導致血漿中的pH下降。【答案】C 20．新鮮蔬菜放在冰箱的冷藏室中，能適當延長保鮮時間的生理原因是 A．呼吸作用減弱 B．呼吸作用加強 C．光合作用減弱 D．促進了物質分解 【解析】新鮮蔬菜的細胞是活細胞，活細胞不斷進行著呼吸作用，而呼吸作用又是在酶的作用下進行的，溫度能影響呼吸酶的催化效率，故當溫度降低時，能降低酶的活性，使細胞的呼吸作用減弱，能適當延長蔬菜的保鮮時間?！敬鸢浮緼 二、非選擇題 21．下圖的橫坐標如果代表氧分壓，據圖回答問題： （1）圖中曲線_________表示酵母菌無氧呼吸產生二氧化碳的變化。 （2）圖中曲線_________表示酵母菌有氧呼吸耗糖速度的變化。 （3）曲線_________表示根吸收礦質離子速度的變化。 （4）如果橫坐標表示溫度，圖中曲線_________反應根吸收離子速度與土壤溫度的關系。 【解析】根據氧氣對厭氧型呼吸和需氧型呼吸的影響，很易確定（1）A（2）B，在一定的溫度條件下，O2分壓增多能促進有氧呼吸，從而提高離子的吸收速度，但根對離子的吸收又要受到載體數量的限制，故（3）選C。考慮到氧分壓不變時，離子吸收速度主要受呼吸酶活性影響，故（4）選D。 【答案】（1）A （2）B （3）C （4）D 22．下圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內CO2產生的影響，試據圖回答： （1）A點表示植物組織釋放的CO2較多，這些CO2是_________的產物。 （2）由A到B，CO2的釋放量急劇減少，其原因是____________________________。 （3）由B到C，CO2的釋放量又不斷增加，其主要原因是____________________________。 （4）為了有利于貯藏蔬菜和水果，貯藏室內的氧氣應調節(jié)到圖中的哪一點所對應的濃度？_________。采取這一措施的理由是____________________________。 【解析】植物組織內CO2的產生是通過細胞的呼吸作用完成的，在氧氣濃度不同的環(huán)境中，植物細胞呼吸作用的主要方式會發(fā)生變化。在氧氣濃度較低的環(huán)境中（如A點），植物細胞主要進行無氧呼吸，在酶的作用下，將葡萄糖分解為不徹底的氧化產物酒精，同時產生少量CO2。隨著氧氣濃度的增加（如B點），無氧呼吸受到抑制，有氧呼吸尚未開始，此時通過無氧呼吸產生的CO2會急劇減少。在一定濃度范圍內，隨著氧氣濃度的繼續(xù)升高（如B→C），植物細胞的無氧呼吸不再進行，有氧呼吸開始后其速度逐漸加快，在此過程中不斷地將葡萄糖等有機物進行徹底氧化分解，產生大量CO2。 生產實踐中，人們應用以上原理，在貯運蔬菜、水果等農產品的倉庫或車廂內，通過調節(jié)和控制其中氧的濃度，使植物細胞的呼吸作用控制在非常微弱的狀態(tài)，減少貯運過程中有機物的消耗。當然，人們還可以應用降低溫度，充填CO2氣體等措施來達到以上目的。【答案】（1）無氧呼吸（2）氧氣增加，無氧呼吸受到抑制（3）氧氣含量增加，有氧呼吸加強，釋放的CO2量增多（4）B點 有氧呼吸非常微弱，同時又抑制無氧呼吸，蔬菜、水果內有機物消耗得慢 23．禾谷類種子萌發(fā)時，細胞內的主要儲能物質_________在_________酶的催化下水解成麥芽糖，麥芽糖在酶的催化下進一步水解成葡萄糖。部分葡萄糖分解生成的_________進入細胞的_________內，經有氧呼吸過程分解釋放能量；能量中的一部分儲藏在_________中，并由它轉移，供幼苗生命活動所需。 【解析】考查禾谷類種子萌發(fā)時細胞內物質和能量的代謝過程及特點。禾谷類種子如玉米、小麥、水稻等，內藏豐富的營養(yǎng)物質。從種子的結構上分析，這些營養(yǎng)物質主要以胚乳的形式存在，其主要成分是植物淀粉。當這些種子在適宜的溫度、濕度條件下萌發(fā)時，種子細胞內發(fā)生著旺盛的物質和能量轉變，從而為種子的順利萌發(fā)提供必需的能量。我們知道，淀粉是禾谷類種子細胞內的主要儲能物質，但它不能直接被氧化分解，必需先經過一系列轉變，即先在淀粉酶作用下水解成麥芽糖，再在麥芽糖酶的作用下水解成葡萄糖，然后才能被種子細胞加以氧化分解釋放能量。葡萄糖被種子細胞氧化分解的主要形式是有氧呼吸，第一個階段是在細胞質基質內進行的，一分子葡萄糖分解成兩分子丙酮酸，同時產生少量的ATP和少量的［H］，第二、三階段是在線粒體內完成的，即兩分子丙酮酸進入線粒體后，和水一起被氧化分解成CO2，同時產生［H］和少量ATP。前兩個階段產生的［H］和O2結合生成H2O，同時生成大量的ATP。這些ATP就是幼苗生命活動所需能量的直接來源。在有氧呼吸過程中，所釋放的能量中還有一部分以熱能形式散失掉了。 【答案】淀粉 淀粉 丙酮酸 線粒體 ATP 24．（xx年新課程理綜高考題）據下面的圖解回答： 生物體內葡萄糖分解代謝過程的圖解如下。 （1）反應①②③④中，可在人體細胞中進行的是____________________________。 （2）糧食貯藏過程中，有時會發(fā)生糧堆濕度增大現象，這是因為_____________________。 （3）在微生物體內丙酮酸可以轉為α－酮戊二酸，該酸在酶的催化下可以轉化為谷氨酸，當谷氨酸增多并與酶結合時，可導致谷氨酸合成減少，其原因是_______________________。 【解析】（1）根據圖示信息分析：①是呼吸作用的第一步驟，在細胞質的基質中進行；②是有氧呼吸的第二階段和第三階段，在線粒體內完成；③是無氧呼吸中的酒精發(fā)酵，在人體細胞中沒有此反應發(fā)生；④是無氧呼吸中產生乳酸的過程，在細胞質基質中進行，但人體劇烈運動，局部細胞會發(fā)生此反應，以補充能源的不足。所以在人體細胞內進行的是①、②和④。（2）糧食貯藏進程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大現象，是由于呼吸過程中有水的產生。（3）代謝過程中產生的物質與酶結合，使酶的結構發(fā)生變化，抑制酶的活性，所以導致谷氨酸合成減少。 【答案】（1）①、②和④（2）呼吸作用產生水（3）酶的活性受到抑制 【資料補充】 1．關于酶的專一性 某酒廠生產的啤酒，放置久了產生了一些沉淀，經化驗得知沉淀物是蛋白質。為解決這一問題，提出了兩種方案：甲：在酒中加入少量的蛋白酶；乙：在酒中加入少量的氨基酸氧化酶。請評價這兩種方案： ①_________方案合理，原因是____________________________。 ②_________方案不合理，原因是____________________________。 酶具有高效性和專一性，蛋白酶只能分解蛋白酶成多肽；氨基酸氧化酶氧化分解氨基酸，啤酒中的氨基酸是生物體的營養(yǎng)物質，在酒中不沉淀，應該保留。蛋白質也是營養(yǎng)物質，應該也保留，但由于蛋白質在啤酒中形成沉淀，影響啤酒的銷售，應該除去蛋白質，需要蛋白酶。因此，甲方案是合理的，用蛋白酶分解蛋白質成多肽，既除去沉淀，又保存養(yǎng)分；乙方案不合理，氨基酸氧化酶不能分解蛋白質，不能除去沉淀，還分解氨基酸，降低了啤酒的質量。 2．提高光合作用效率的措施 光合作用知識在生產實踐中的應用是復習的重要內容。光合速率通常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳毫克數表示，一般測定光合速率的方法都沒有把葉子的呼吸作用考慮在內，所以測定的結果實際是光合作用減去呼吸作用的差數，叫凈光合速率。影響光合作用速率的主要因素有： （1）光照：光照時間的長短、光質、光照強度的高低都可以影響光合作用速率。①就光照時間來講：光照時間越長，產生的光合產物越多；②光質：由于色素吸收可見太陽光中的紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少，故不同顏色的光對光合作用的影響不一樣，建溫室時，應選用無色透明的玻璃（或塑料膜）做頂棚，能提高光能利用率；③光照強度：在一定光強度范圍內，增加光強度可提高光合作用速率，如下圖所示 光補償點：指同一葉子在同一時間內，光合過程中吸收的二氧化碳和呼吸過程放出二氧化碳等量時的光照強度。 光飽合點：指當達到某一光照強度時，光合速率就不再增加，這時的光照強度為光飽合點。以光飽合點來說，陽生植物的光飽合點是全光照的100%，而陰生植物的則是全光照的10%～50%。 （2）二氧化碳濃度：適當增加空氣中二氧化碳的濃度，則會使植物對二氧化碳的吸收大大增加，促進光合作用的進行。如果空氣中二氧化碳濃度低于0.033%（即0.65 mg/L），則光合作用速率會急劇降低。夏日中午，葉片氣孔關閉，二氧化碳吸收量減少，光合作用降低，出現午休現象。 （3）溫度：溫度是通過影響光合作用的酶來影響光合作用速率的。一般植物可在10℃～ 35℃下正常進行光合作用，其中以25℃～30℃最為適宜，35℃以上時開始下降，40℃～50℃即完全停止。高溫時：一方面高溫破壞葉綠體和細胞質的結構，并使葉綠體酶鈍化；另一方面，在高溫時，呼吸速率大于光合速率。低溫時，酶促反應下降，限制了光合作用的進行。 3．內環(huán)境與穩(wěn)態(tài) 也就是細胞直接生活的環(huán)境。內環(huán)境這一概念是19世紀法國生理學家巴貝爾納提出的。他認為：高等生物的絕大多數細胞，生活在一個與體外環(huán)境不同的內部環(huán)境之中。多種動物的細胞外液，不僅在成分上與身體周圍的水或空氣不同，而且在外環(huán)境成分變動時，或食物等物質進入體內后，仍能保持內環(huán)境的相對恒定性。內環(huán)境的恒定性是生物體自由生存的必要條件。 細胞由細胞膜與其周圍環(huán)境隔開，細胞內部情況與細胞周圍液體有很大差別，細胞與周圍液體不斷進行物質交換并保持其內部的恒定性，這種恒定性的保持就是細胞穩(wěn)態(tài)的保持。保持整個身體穩(wěn)態(tài)，在高等動物要靠激素和神經系統(tǒng)的整合作用。一方面激素保持身體的穩(wěn)態(tài)，另一方面，身體中又有及時使激素開始和停止分泌的能力，這種能力就是激素所產生的效應，也就是激素可以調節(jié)其本身的分泌作用，這就是激素分泌的穩(wěn)態(tài)的保持。中樞神經系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)依賴于其所接觸的內環(huán)境的恒定性和從身體各處來的傳入神經沖動的作用。 保持穩(wěn)態(tài)的各種調節(jié)作用，在細節(jié)上各有不同，它們之間到底有無共同的原則，卻是生理學所關心的一個問題。20世紀50年代起，學者們考慮到生物穩(wěn)態(tài)調節(jié)系統(tǒng)和工程控制系統(tǒng)具有相似之處，生物穩(wěn)態(tài)調節(jié)系統(tǒng)與工程控制系統(tǒng)的作用中，都包括有負反饋過程，生理學中常把穩(wěn)態(tài)的調節(jié)與負反饋作用聯(lián)系起來。例如，當細胞外液中的二氧化碳量增加時，肺通氣量隨之增加，結果細胞外液的二氧化碳量就會減少。在這種調節(jié)中，終末反應與始動刺激之間表現反作用的關系，所以是一種負反饋過程。反之，當二氧化碳量減少時，通過調節(jié)系統(tǒng)的負反饋過程，又可以使細胞外液的二氧化碳量再行增加。細胞外液的二氧化碳量由調節(jié)肺通氣量呼出適量的二氧化碳而保持恒定，是生物穩(wěn)態(tài)調節(jié)系統(tǒng)中的一種直接調節(jié)方式。有些因素，例如，細胞外液的含氧量，是間接被調節(jié)的。細胞外液的氧量主要依賴于大氣中氧量和肺通氣量的多少，后者受細胞外液二氧化碳量的調節(jié)，這也就是細胞外液的二氧化碳量可以間接地影響它的氧量。另外，生物系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的保持中，對某一因素常受反饋過程的調節(jié)，例如，動脈血壓的調節(jié)中，包括多種感受器和效應器的作用。這也是生物穩(wěn)態(tài)調節(jié)系統(tǒng)的特點之一。 4．糖類代謝的調節(jié) 在正常情況下，血糖含量總是保持相對穩(wěn)定的。當機體的內外環(huán)境發(fā)生變化時，糖代謝也會發(fā)生變化以適應環(huán)境的變化和整體的需要，這與糖代謝具有的雙重調節(jié)機制，即神經調節(jié)和神經體液調節(jié)是分不開的。 （1）神經調節(jié)：科學實驗表明，當刺激支配肝臟的交感神經時，會引起肝糖元的減少和血糖含量的增加；刺激支配肝臟的副交感神經時，會引起血糖含量降低?？茖W家們還發(fā)現，把攝取糖與聲音刺激多次結合以后，單獨的聲音刺激就能夠引起幾乎與攝取糖時同樣的血糖含量增加，這說明大腦皮層在糖代謝中具有重要的調節(jié)作用。 （2）神經體液調節(jié)：腦垂體、腎上腺、甲狀腺和胰島的活動對糖代謝具有重要的調節(jié)作用，但是這些內分泌腺的活動又受著中樞神經系統(tǒng)的調節(jié)。例如，胰島分泌的胰島素能夠促進血糖合成糖元，加速血糖的分解，從而降低血糖的含量。但是，胰島的活動是受副交感神經和更高級的神經中樞所支配的。因此，當副交感神經興奮時，胰島的活動增強，胰島素的分泌增加，因而血糖含量降低。 5．肝臟在三大營養(yǎng)物質代謝中的作用 肝臟對于人體的內糖類、脂類和蛋白質的代謝具有重要作用。肝臟在糖類代謝中占有重要地位。在肝臟中，葡萄糖和糖元可以互相轉化；從小腸吸收來的其他單糖（如果糖、半乳糖等）可以轉化為葡萄糖；脂肪和蛋白質代謝過程中產生的某些非糖物質也可以轉化成糖。其中特別重要的作用是維持血糖含量的相對恒定，以保證全身（特別是腦組織）糖的供應。血糖的含量通常維持在80~120 mg/dL的范圍內。當大量的食物經過消化，陸續(xù)吸收到體內，血糖含量會顯著地增加。這時，肝臟可以把一部分葡萄糖轉變成糖元，暫時儲存起來，使血糖含量仍然維持在80~120 mg/dL的范圍內。由于細胞進行生理活動要消耗血糖，血糖的含量會逐漸降低。這時，肝臟中的糖元又可以轉變成葡萄糖，陸續(xù)釋放到血液中，使血糖的含量仍然維持在80~120 mg/dL的范圍內。 肝臟在脂類代謝中也有重要作用。肝細胞分泌的膽汁可以促進脂類的消化和吸收。肝功能障礙時，膽汁分泌減少，脂肪消化不良，就出現厭油食等癥狀，所以肝病患者要少吃脂肪。此時，肝臟還是合成磷脂、膽固醇等的重要場所。 肝臟在蛋白質的合成和分解的過程中都起著重要的作用。人體的一般組織細胞都能合成自己的蛋白質，但是肝臟除能合成自己的蛋白質以外，還能合成大部分的血漿蛋白質（如白蛋白、纖維蛋白原等）。據估計，肝臟合成的蛋白質占全身合成蛋白質問題的40%以上。所以患慢性肝炎或嚴重肝病變的病人，血中的白蛋白含量顯著降低。肝臟中氨基酸代謝比其他組織中的氨基酸代謝活躍，這是因為肝臟中含有豐富的催化氨基酸代謝的酶類，谷氨酸—丙酮酸轉氨酶（簡稱GPT）就是其中之一。正常肝細胞中的GPT很少進入血液，只有肝病變時，由于肝細胞的細胞膜通透性增加，或肝細胞壞死，GPT可以大量進入血液。所以，臨床上常用測定血清中GPT的數值，作為診斷肝臟疾病的重要指標之一。 6．水在植物體內的重要生理作用 （1）水是原生質的主要成分。原生質的含水量一般在80%~90%，這些水使原生質呈溶膠狀態(tài)，從而保證了新陳代謝旺盛地進行，例如根尖、莖尖就是這樣。如果含水量減少，原生質會由溶膠狀態(tài)變成凝膠狀態(tài)，生命活動就大大減弱，例如休眠的種子就是這樣。如果細胞失水過多，就可能引起原生質破壞而招致細胞死亡。 （2）水是新陳代謝過程的反應物質。在光合作用、呼吸作用、有機物的合成和分解的過程中，都必須有水分子參與。 （3）水是植物對物質吸收和運輸的溶劑。一般說來，植物不能直接吸收固態(tài)的無機物和有機物，這些物質只有溶解在水中才能被植物吸收。同樣，各種物質在植物體內的運輸也必須溶解于水中才能進行。 （4）水能保持植物體的固有狀態(tài)。細胞含有大量水分，能夠維持細胞的緊張度（即膨脹），植物體的枝葉挺立，便于充分接受光照和交換氣體，同時也使花朵開放，有利于傳粉。 （5）水能維持植物體的正常體溫。水具有很高的汽化熱和比熱，又有較高的導熱性，因此水在植物體內的不斷流動和葉面蒸騰，能夠順利地散發(fā)葉片所吸收的熱量，保證植物體即使在炎夏強烈的光照下，也不致被陽光灼傷。 從上面的簡要敘述可以知道，植物體內的水分狀況涉及許多重要的植物生理活動。同時，水又是植物體與周圍環(huán)境相互聯(lián)系的重要紐帶。水是生命發(fā)生的環(huán)境，也是生命發(fā)展的條件。植物的水分代謝一旦失去平衡，就會打亂植物體的正常生理活動，嚴重時能使植物體死亡。 7．幾種植物必需的元素 植物必需的礦質元素有13種，其中N、P、K、S、Ca、Mg屬大量元素；Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl屬微量元素。據最新版《植物生理學》（高等教育出版社）介紹，現已證明有16種礦質元素為植物生長所必需，除上述的13種外，還有Si、Na、Ni也被列為植物必需的礦質元素，其中Si為大量元素，Na、Ni為微量元素。 作為植物必需的礦質元素，必須具備3個條件：（1）如缺乏該元素，植物發(fā)育發(fā)生障礙，不能完成生活史。（2）除去該元素，則植物表現出專一的缺乏癥，而這種缺乏癥是可以預防和恢復的。（3）該元素在植物營養(yǎng)生理上應表現直接的結果，決不是因土壤或培養(yǎng)基的物理、化學、微生物條件的改變而產生的間接效果。 Si、Na、Ni都存在于植物體內，但以前由于培養(yǎng)技術、藥品不純等原因，把它們作為非必需元素，而現在則明確了它們的生理作用，且具備成為必需礦質元素的條件。下面介紹這3種元素的生理作用。 Si占植物體干重的0.1%，在水溶液中主要以原硅酸（H4SiO4）的形式存在，并以此形式被植物體吸收和運輸。硅主要以非結晶水化合物的形式沉積在內質網、細胞壁和細胞間隙中，也可以與多酚類物質形成復合物成為細胞壁加厚的物質，以增加細胞壁的剛性和彈性。 施用適量的硅可促進作物生長和增加籽粒產量。缺硅時，蒸騰加快，生長受阻，植株易倒伏且易被真菌感染而發(fā)病。 Na占植物體干重的0.001%，以離子形式被吸收，是大多數C4植物和景天科酸代謝植物（例如景天、落地生根、仙人掌等）生長所必需。它能催化磷酸烯醇式丙酮酸的再生作用。缺鈉時，這些植物呈現黃化和壞死現象。 另外Na+還能增加C3植物細胞的膨壓，從而促進生長，部分Na還可以代替K的作用，提高細胞液的滲透勢。 Ni占植物體干重的0.0001%，主要吸收形式是Ni2+。鎳是脲酶的金屬成分。而脲酶的作用是催化尿素水解成CO2和NH4+。缺Ni時，葉尖處積累較多的脲，出現壞死現象。 另外，Ni也是固氮菌脫氫酶的成分。 8．植物缺乏礦質元素病癥檢索表 病癥 缺乏元素 A．老葉病癥 B．病癥常遍布整株，基部葉片干焦 C．植株淺綠，基部葉片黃色，干燥時呈褐色，莖短而細 氮 C．植株深綠，常呈紅或紫色，基部葉片黃色，干燥時暗綠，莖短而細 磷 B．病癥常限于局部，基部葉片不干焦，但雜色或缺綠，葉緣杯狀卷起或卷皺 C．葉雜色或缺綠，有時呈紅色，有壞死斑點，莖細 鎂 C．葉雜色或缺綠，在葉脈間或葉尖和葉緣有壞死斑點，小，莖細 鉀 A．嫩葉病癥 B．頂芽死亡，嫩葉變形和枯壞 C．嫩葉初呈鉤狀，后從葉尖和葉緣向內枯死 鈣 C．嫩葉基部淺綠，從葉基起枯死，葉卷曲 硼 B．頂芽仍活，但缺綠或萎蔫 C．嫩葉萎蔫，無失綠，莖尖弱 銅 C．嫩葉不萎蔫，有失綠 D．壞死斑點小，葉脈仍綠 錳 D．無壞死斑點 E．葉脈仍綠 鐵 E．葉脈失綠 硫 9．相關網（頁）站 （1）高中新課程教學設計生物： hrbie/anyoffice/gaozhong/06shengwu.htm （2）科學（Science）china.sciencemag.org （3）自然（Nature）natureasia （4）木子新聞 dailynews.muzi/tp/Chinese/Biology.Shtml 【知識拓展】 1．設計淀粉分解實驗 現有裝于試管中的唾液10 mL，1%淀粉液20 mL，裝于滴瓶中的碘液，滴管1支，白瓷板一塊，200 mL的燒杯一個（內裝有少量水），酒精燈、溫度計和秒表等共9種物品。請嚴格按照本題所給物品的種類和數量（不得多用，不得少用），設計一個實驗，證明在人體內大約需要多少時間，10 mL唾液才能分解完20 mL 1%淀粉液？ 2．寫一篇文章，結合內外環(huán)境，談一下“人體內的細胞是怎樣獲得氧氣和營養(yǎng)物質，怎樣排出二氧化碳和廢物及物質在細胞內的變化情況”，從而加深對動物代謝有關問題的理解與掌握。 3．探究某種植物細胞液的濃度 結合研究性學習課程，將學生分成若干小組，各小組分別選取不同的植物，按照教材中質壁分離復原實驗的方法，配制一系列不同濃度的蔗糖溶液，測定植物細胞液的濃度，寫出實驗報告進行交流。（提示：如何設計實驗，才能縮短實驗時間？） 4．配制植物不同的培養(yǎng)液，水培法栽培花卉，看植物缺乏某種礦質元素離子時出現何癥狀？是否符合植物缺乏礦質元素病癥檢索表中所給出的癥狀？ 某生物科技小組為了證明鎂和鉀都是植物生活所必需的元素，他們設計了如下實驗： （1）配制溶液：①配制完全營養(yǎng)液甲。 ②配制無鎂、鉀的營養(yǎng)液乙。 （2）培養(yǎng)植株：將長勢相似、數量相同的兩組玉米幼苗分別種植在兩個盛有沙土的容器內，分別澆灌甲和乙營養(yǎng)液。 （3）觀察記錄：定期觀察記錄幼苗生長狀況。 （4）結果結論：①一定時間后，發(fā)現澆甲營養(yǎng)液的玉米生長旺盛，澆乙營養(yǎng)液的玉米弱小瘦黃。 ②鎂、鉀元素是植物生活必需的礦質元素。 （5）問題修正： ①該科技小組的實驗方案不夠完善、嚴謹。請指出秕漏： ②請依據秕漏加以完善