【正文】 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書—生物（人教版兼岳麓版） 第二講 生物的新陳代謝本講內(nèi)容本講內(nèi)容包括（人教版）必修一《分子與細(xì)胞》第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出、第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用兩部分內(nèi)容，主要介紹物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸實(shí)例、物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式、生物膜的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞生化反應(yīng)需要的酶和ATP、細(xì)胞呼吸、光合作用等。一 高考預(yù)測新陳代謝作為生物的最基本特征，一直作為高中生物的重點(diǎn)內(nèi)容，也成為歷年高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。本講內(nèi)容與細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、生物的生殖和發(fā)育、生物的進(jìn)化與生態(tài)、現(xiàn)代生物技術(shù)等知識密切相關(guān)，為學(xué)科內(nèi)綜合提供了豐富的素材。通過對歷年考題的分析不難看出，本講內(nèi)容的題目形式多種多樣，但是一般都會(huì)出現(xiàn)圖示、圖表、新材料等綜合性的試題，分析此類題目要注意兩點(diǎn)：一要按照結(jié)構(gòu)決定功能的原則，去分析生理功能及相關(guān)基礎(chǔ)；二要仔細(xì)審題，提煉出題干中的有效信息，聯(lián)系相關(guān)的基礎(chǔ)知識，找出合理的答案。通過今年的考試說明可以看出，在考察內(nèi)容上與往年并沒有太大的區(qū)別，但是刪掉了三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝相關(guān)內(nèi)容，在復(fù)習(xí)過程中可以稍作修改。題目考察的焦點(diǎn)還是在光合作用與呼吸作用這兩個(gè)重要的代謝過程上。另外，如影響酶活性的系列探究實(shí)驗(yàn)（溫度、PH、底物濃度等）、ATP及細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定能量供應(yīng)系統(tǒng)等也屬于本講內(nèi)容的?？純?nèi)容。二 考點(diǎn)歸納突破擴(kuò)散作用和滲透作用滲透作用是一種特殊方式的擴(kuò)散作用。滲透作用與擴(kuò)散作用的異同點(diǎn)： 相同點(diǎn)：都是由單位體積分子數(shù)多的移向單位體積分子數(shù)少的地方。 不同點(diǎn)：滲透作用多指溶劑分子（主要是水分子）的移動(dòng)，擴(kuò)散作用多指溶質(zhì)分子（如甘油等）或氣體分子（如OCO2等），也可以是溶劑分子（如水、酒精等）的運(yùn)動(dòng)；滲透作用必須通過半透膜，擴(kuò)散作用可以不通過半透膜。如肺泡中的O2通過毛細(xì)血管壁細(xì)胞進(jìn)入毛細(xì)血管是擴(kuò)散，而水通過細(xì)胞膜既可認(rèn)為是擴(kuò)散作用，也可以認(rèn)為是滲透作用。半透膜與選擇透過性膜半透膜與選擇透過性膜是兩個(gè)不同的概念，半透膜是指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。能否通過半透膜往往取決于分子的大小。而選擇透過性膜是指細(xì)胞膜等生物膜，由于膜上具有載體等結(jié)構(gòu)，且不同生物的細(xì)胞膜上載體種類和數(shù)量的不同，因而對物質(zhì)的吸收與否及吸收多少具有選擇性。當(dāng)細(xì)胞死亡時(shí)，細(xì)胞膜便失去選擇透過性，變?yōu)槿感?。簡單地說，兩者的相同點(diǎn)是水分子都能自由通過，另一些大分子不能透過。不同點(diǎn)是半透膜不具生命性，故無選擇性。ATP中能量的利用 ATP是生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在著的一種高能化合物，是生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能量來源，故ATP被譽(yù)為能量代謝的“通用貨幣”。ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)換成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。這些能量形式主要有以下幾種： 化學(xué)能：生物體內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能，物質(zhì)分解的開始階段也需要化學(xué)能。在生物體的物質(zhì)代謝中，到處都需要由ATP轉(zhuǎn)換的化學(xué)能。機(jī)械能：如纖毛和鞭毛的擺動(dòng)，肌細(xì)胞的收縮、細(xì)胞分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng)等，都是由ATP提供能量來完成的。滲透能：細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸消耗的滲透能來自ATP。如根吸收礦質(zhì)元素等。熱能：大部分熱能通過各種途徑散發(fā)到外界環(huán)境，一小部分用于維持細(xì)胞或恒溫動(dòng)物的體溫。電能：神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)沖動(dòng)和某些生物能夠產(chǎn)生電流消耗的就是電能。 光能：生物發(fā)光的能量直接來源于ATP,但目前對生物發(fā)光的生理機(jī)制還不完全清楚。 影響光合作用的因素：光合作用是在植物有機(jī)體的內(nèi)部和外部的綜合條件的適當(dāng)配合下進(jìn)行的。因此內(nèi)外條件的改變也就一定會(huì)影響到光合作用的進(jìn)程或光合作用強(qiáng)度的改變。影響光合作用強(qiáng)度的因素主要有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度和礦質(zhì)營養(yǎng)。①光照強(qiáng)度：植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)是隨著光照強(qiáng)度的增加，同化CO2的速度也相應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用，當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為光補(bǔ)償點(diǎn)，這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度后，植物的光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為植物光合作用的光飽和點(diǎn)，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度是受暗反應(yīng)系統(tǒng)中酶的活性和CO2濃度的限制如圖。 光補(bǔ)償點(diǎn)在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強(qiáng)度有關(guān)，與溫度也有關(guān)系。一般陽生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比陰生植物高。光飽和點(diǎn)也是陽生植物高于陰生植物。所以在栽培農(nóng)作物時(shí)，陽生植物必須種植在陽光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產(chǎn)量；而陰生植物應(yīng)當(dāng)種植在陰濕的條件下，才有利于生長發(fā)育，光照強(qiáng)度大，蒸騰作用旺盛，植物體內(nèi)因失水而不利于其生長發(fā)育，如人參、三七、胡椒等的栽培，就必須栽培于陰濕的條件下，才能獲得較高的產(chǎn)量。 植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行著呼吸作用，總光合作用是指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用是指在光照下制造的有機(jī)物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物（或釋放的CO2）后，凈增的有機(jī)物的量。②溫度：植物所有的生活過程都受溫度的影響，因?yàn)樵谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速度。光合作用也不例外，在一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強(qiáng)度下，提高溫度會(huì)促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。但提高溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。如圖所示。所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。③CO2濃度：CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。環(huán)境中的CO2低于這一濃度，植物的光合作用就會(huì)低于呼吸作用，消耗大于積累，長期如此植物就會(huì)死亡。一般來說，在一定的范圍內(nèi)，植物光合作用的強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少，這時(shí)的CO2濃度稱為CO2的飽和點(diǎn)。如 CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會(huì)增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長發(fā)育。如圖所示。 ④必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)：綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要多種必需的礦質(zhì)元素。如氮是催化光合作用過程各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分，磷也