第5章　细胞的能量供应和利用\n第1节　降低化学反应活化能的酶课时1酶的作用和本质\n教材必备知识精练\n知识点1酶在细胞代谢中的作用1.[2022云南昆明八中高一下月考]如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,下列相关分析不合理的是()A.本实验中温度和催化剂属于自变量,过氧化氢溶液的浓度和反应时间属于无关变量B.本实验中1号试管为对照组,2号、3号、4号试管为实验组C.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低化学反应的活化能D.分析3号、4号试管的实验结果可知过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高答案1.C加热使过氧化氢分子得到了能量,从而能促进过氧化氢分解,但不能降低化学反应的活化能,C错误。\n知识点1酶在细胞代谢中的作用2.[2022北京四十三中高一月考]酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比,酶所特有的是()A.能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能C.催化化学反应更高效D.反应前后自身不发生变化答案2.C酶和无机催化剂均通过降低化学反应的活化能加快反应速率,不能为反应物提供能量,A、B不符合题意;与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高,C符合题意;无机催化剂和酶在反应前后,自身均不发生变化,D不符合题意。\n知识点1酶在细胞代谢中的作用3.反应物A在无酶催化条件和有酶催化条件下生成产物P所需的能量变化如图,下列有关叙述错误的是()A.加热加压可使反应物分子更容易从初态转变为活化态B.b-c表示在有酶催化条件下,反应物A生成产物P所需要的活化能C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状不发生改变D.曲线Ⅱ可表示最适酶促条件下的曲线,该反应只能在细胞内进行答案3.D加热加压可使底物分子获得能量,从而使底物分子从初态变为活化态,A正确;b-c表示在有酶催化的条件下,化学反应所需要的活化能,B正确;如果仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状不会发生改变,C正确;酶在细胞内和细胞外都能催化化学反应,D错误。\n知识点2酶的本质4.下列关于酶的叙述,错误的是()A.酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物B.酶发挥作用时,通常要与所催化的反应物结合C.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸D.酶发挥作用的场所可以是细胞内,也可以是细胞外答案4.C酶是由活细胞产生的一类具有催化功能的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数酶为RNA,A正确;酶发挥作用时,通常要与被催化的反应物结合形成酶-底物复合物,从而降低该化学反应发生所需的活化能,B正确;酶作为催化剂,具备催化剂的一般性质,即一般来说,在化学反应前后酶的数量和性质不变,酶在催化反应完成后并不被立即降解,C错误;酶发挥作用的场所可以是细胞内,也可以是细胞外,D正确。\n知识点2酶的本质5.[2021江西宜春高一月考]20世纪80年代,科学家发现了一种酶——RNaseP。分析发现,RNaseP由蛋白质和RNA组成。研究发现,将这种酶中的蛋白质除去,并提高剩余物质的浓度,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性。这一研究结果表明()A.一些RNA具有生物催化作用B.酶都是由RNA和蛋白质组成的C.酶的化学本质都是蛋白质D.所有酶的化学本质都是RNA答案5.A酶是具有催化功能的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。据题意可知,将该酶中的蛋白质除去,并提高剩余物质的浓度,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,说明剩余的RNA也具有生物催化作用,即这些RNA也是酶,故A符合题意,B、C、D不符合题意。\n知识点2酶的本质6.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶,甲、乙两种酶的活性与处理时间的关系如图所示,下列分析错误的是()A.甲酶可能是具有催化功能的RNAB.乙酶的化学本质为蛋白质C.甲、乙两种酶的合成场所一定是相同的D.乙酶活性改变是因为其分子结构改变答案6.C甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,甲酶活性不变,说明甲酶可能不是蛋白质,可能是具有催化功能的RNA,A正确;乙酶活性降低,说明乙酶可被蛋白酶分解,故乙酶的化学本质为蛋白质,B正确;RNA主要在细胞核中合成,蛋白质主要在细胞质中的核糖体上合成,C错误;乙酶的化学本质为蛋白质,其活性改变是因为蛋白质分子结构改变,D正确。\n知识点2酶的本质7.[2021山西怀仁一中高一下月考]下列关于酶本质的探索历程的说法正确的是()A.斯帕兰札尼关于鹰的消化作用实验说明胃只有物理性消化的作用B.美国科学家奥尔特曼利用刀豆中的脲酶证明酶是蛋白质C.法国科学家巴斯德提出酿酒中的发酵与酵母菌细胞有关D.李比希将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶答案7.C斯帕兰札尼关于鹰的消化作用实验说明胃具有化学性消化的作用,A错误;萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并用多种方法证明脲酶是蛋白质,B错误;法国科学家巴斯德提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的,C正确;德国化学家毕希纳将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶,D错误。\n知识点2酶的本质8.德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,再进行加压过滤,得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后冒出气泡,糖液居然变成了酒。根据以上实验,分析得出的结论错误的是()A.葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化B.将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶C.研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放D.该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质答案8.D葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成,发生了化学变化;催化该化学变化进行的是酵母细胞内产生的酿酶;研磨有利于酿酶的释放;毕希纳所做的实验,不能证明酿酶的化学本质是蛋白质。\n学科关键能力构建\n1.[2022贵州贵阳高一上期末考试]下列措施中不涉及“降低化学反应活化能”的是()A.滴加肝脏研磨液促进过氧化氢的分解B.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率C.利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率D.利用胰蛋白酶促进血凝块溶解答案1.C酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能,从而加快化学反应的进行。利用水浴加热能提高过氧化氢的分解速率,是由于加热为过氧化氢分子提供了能量,不涉及“降低化学反应活化能”。\n2.[2022重庆南开中学高一上期中考试]对甲、乙两种有机物以及甲、乙混合反应几分钟后的混合溶液分别进行多项检测,结果如下表,下列根据显色结果进行的推测错误的是()注:“+”显色;“++”显色更深;“-”不显色。A.甲溶液可能含有淀粉酶B.乙溶液含有淀粉C.混合溶液不含淀粉D.混合溶液含有淀粉酶答案2.C据表可知,甲溶液能与双缩脲试剂反应显色,说明甲溶液含有蛋白质;乙溶液能与碘液反应显色,说明乙溶液含有淀粉;混合溶液能分别与双缩脲试剂、碘液和斐林试剂反应显色,推测应该含有蛋白质、淀粉和还原糖。与乙相比,混合溶液与碘液反应显色较浅,且能与斐林试剂反应显色,推测应该是淀粉被淀粉酶催化分解形成还原糖,但没有完全分解,因此甲溶液含有淀粉酶,混合溶液含有淀粉及淀粉酶,C错误。双缩脲试剂碘液斐林试剂甲+--乙-++-甲、乙混合+++\n3.如图中的新鲜土豆片与H2O2溶液接触后,产生的现象及推测错误的是()A.若有大量气体产生,推测新鲜土豆片中可能含有过氧化氢酶B.若增加新鲜土豆片的数量,则量筒中产生气体的速率加快C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量答案3.C新鲜土豆片中含有过氧化氢酶,能催化过氧化氢分解产生氧气(气泡)。增加土豆片的数量即增加酶的数量,可使反应速率加快。一段时间后,因底物过氧化氢全部被消耗分解,故产生的氧气(气体)量不再增加,C错误。\n4.[2022山东潍坊高三月考]如图两条曲线分别表示某化学反应在使用无机催化剂和酶催化条件下的能量变化过程。下列对此图分析错误的是()A.曲线①表示无机催化剂催化的化学反应的能量变化B.对比反应前后的能量变化,可知此化学反应为放能反应C.a与b的差值为酶所降低的该反应的活化能D.此过程揭示了酶的催化作用具有高效性的原因答案4.C与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的程度更大,因此①表示无机催化剂催化的化学反应的能量变化,A正确;分析曲线,反应初态的能量高于终态,因此该化学反应为放能反应,B正确;根据题图分析,a-c表示无机催化剂催化化学反应需要的活化能,b-c表示酶催化化学反应需要的活化能,因此图中a与b的差值为酶与无机催化剂所降低的活化能的差值,C错误;根据曲线可以看出,与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,因此该过程揭示了酶的催化作用具有高效性的原因,D正确。\n5.[2022河南焦作高一上期末考试](不定项)已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下能分解为乙酸,而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质,进行了相关实验,实验处理如表所示。下列相关叙述正确的是()A.第3组为对照组,“?”处加入的试剂为“蒸馏水1mL”B.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质,则第2、3组能产生气泡C.若第1组能产生气泡,则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNAD.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用组别第1组第2组第3组乙醛脱氢酶1mL1mL1mL加入试剂种类蛋白酶1mLRNA水解酶1mL?乙醛1mL1mL1mL保温适宜温度保温5min碳酸氢钠溶液2mL2mL2mL\n答案5.ABCD本实验的目的是探究乙醛脱氢酶的化学本质,即探究乙醛脱氢酶是蛋白质还是RNA,则自变量为加入的试剂种类,结合表格可知,第3组为对照组,实验中要保持单一变量原则,因此“?”处加入的试剂为“蒸馏水1mL”,A正确;若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质,则第1组中的乙醛脱氢酶会被蛋白酶分解,从而使碳酸氢钠不能产生CO2,则第1组没有气泡产生,而第2、3组中的乙醛脱氢酶没有被分解,因此碳酸氢钠能产生CO2,即2、3组会产生气泡,B正确;若第1组能产生气泡,说明乙醛脱氢酶的化学本质不是蛋白质,则乙醛脱氢酶的化学本质只能为RNA,C正确;本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用,否则水解反应无法发生,则无法达到实验目的,D正确。\n6.[2021山东聊城高一上期末考试]植物细胞内含有过氧化物酶,可将细胞代谢产生的H2O2分解。焦性没食子酸被O2氧化后呈现橙红色;双缩脲试剂与蛋白质可发生紫色反应,并且蛋白质的浓度越高,紫色越深。回答下列问题:(1)为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化物酶,设计了如下实验:①1、2号试管中,试管是对照组,1、2号试管组成的实验的自变量是。②2号试管显橙红色,但并不能据此证明黄瓜细胞中存在过氧化物酶。为了增强实验的说服力,需要增设一组实验,简述实验设计思路:。3号试管不显橙红色,推测其最可能的原因是。(2)白菜细胞内也含过氧化物酶,白菜和黄瓜细胞内过氧化物酶的活性不同,从其分子结构分析,原因可能是。(3)欲设计实验比较黄瓜和白菜细胞内过氧化物酶的含量多少,简述设计思路:(假设两种植物提取液中只含过氧化物酶)。试管编号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2溶液/mL缓冲液/mL黄瓜提取液/mL煮沸冷却后的黄瓜提取液/mL1222——222—2—322——2\n答案6.答案(1)①1号　黄瓜提取液的有无②把缓冲液换成2mL过氧化物酶溶液,其他条件与1号试管相同　高温使黄瓜提取液中的过氧化物酶变性失活(2)组成两种植物过氧化物酶的氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等不同(合理即可)(3)将等量的黄瓜和白菜提取液分别放入两个试管中,加入双缩脲试剂后观察紫色深浅,紫色深(显色反应强)的一组,过氧化物酶含量高\n课时2酶的特性\n教材必备知识精练\n知识点1酶具有高效性1.纺织工业上的退浆工序常用两种方法:化学法,需用7~9g/L的NaOH,在70~80℃条件下作用12h,退浆率仅为50%~60%;加酶法,用少量细菌淀粉酶,在适宜温度时只需5min,退浆率可达100%,这一事实说明酶()A.具有高效性B.作用条件需要较高的温度C.具有专一性D.作用需要适宜的pH答案1.A由题意可知,化学法需要时间长,效率低,加酶法需要时间短,效率高,因此这一事实体现了酶的高效性,A正确。\n知识点1酶具有高效性2.如图是在不加催化剂、加无机催化剂和加酶条件下产物生成量随时间的变化曲线,有关叙述正确的是()A.1、2、3曲线分别代表不加催化剂、加无机催化剂、加酶B.对比1、2两组曲线可说明酶具有高效性C.对比1、3两组曲线可说明酶具有高效性D.对比2、3两组曲线可说明酶具有高效性答案2.B1、2、3曲线分别代表加酶、加无机催化剂、不加催化剂,A错误;对比1、2两组曲线可说明酶的催化效率远大于无机催化剂,说明酶具有高效性,B正确;对比1、3两组曲线可说明酶具有催化作用,C错误;对比2、3两组曲线可说明无机催化剂具有催化作用,D错误。\n知识点2酶具有专一性3.[2022黑龙江大庆实验中学高一期中考试]下列关于细胞代谢和酶的说法,错误的是()A.细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的专一性有关B.每种酶只能催化一种或一类化学反应,具有专一性C.与无机催化剂相比,酶催化的化学反应范围比较广D.若A+B→B+C+D表示酶催化的分解过程,则B表示酶答案3.C酶具有专一性,与酶相比,无机催化剂催化的化学反应范围比较广,C错误。\n知识点2酶具有专一性4.某同学进行了下列有关酶的实验,下列叙述错误的是()甲组:淀粉溶液+新鲜唾液→用斐林试剂检测→出现砖红色沉淀乙组:蔗糖溶液+新鲜唾液→用斐林试剂检测→不出现砖红色沉淀丙组:蔗糖溶液+蔗糖酶溶液→用斐林试剂检测→?A.该实验可用来验证酶的专一性B.丙组的实验结果是“出现砖红色沉淀”C.三组的实验结果都可用碘液进行检验D.实验的自变量是底物的种类和酶的种类答案4.C分析实验可知,甲组和乙组对照、乙组和丙组对照,淀粉酶能催化淀粉分解,不能催化蔗糖分解,而蔗糖只能被蔗糖酶催化分解,能证明酶具有专一性,A正确;丙组中的蔗糖酶可将蔗糖催化分解成葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖是还原糖,与斐林试剂在水浴加热的条件下可产生砖红色沉淀,B正确;碘液可鉴定淀粉是否水解,但不能鉴定蔗糖是否分解,所以该实验中的检测试剂不可用碘液替代,C错误;由以上分析知,甲组和乙组对照,自变量是底物的种类,乙组和丙组对照,自变量是酶的种类,D正确。\n知识点3酶的作用条件较温和5.[2021河北保定高三期末考试]如图为温度对酶促反应速率影响机理的坐标曲线,其中a表示底物分子具有的能量,b表示温度对酶空间结构的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是()A.酶适于低温保存,原因是低温时底物分子反应所需的活化能低B.酶促反应速率是底物分子具有的能量与酶空间结构共同作用的结果C.曲线c中1、2位点的酶促反应速率相同,酶空间结构的稳定性也相同D.随着温度的升高,底物分子反应所需的活化能增加答案5.B根据曲线分析,曲线a表示底物分子具有的能量,随着温度升高,底物分子具有的能量直线上升;曲线b表示温度对酶空间结构的影响,随着温度升高,酶空间结构的稳定性逐渐降低,直至空间结构被完全破坏(数值为0);曲线c表示酶促反应速率与温度的关系,随着温度升高,酶促反应速率先升高后降低,最后反应速率为0。由图可知,酶适于低温保存,原因是低温只是抑制酶活性,但酶的空间结构较稳定,不会使酶变性失活,A错误;由图可知,底物分子具有的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率,酶促反应速率是底物分子具有的能量与酶空间结构共同作用的结果,B正确;曲线c中1、2位点的酶促反应速率相等,但1、2位点对应温度下的酶空间结构的稳定性不同,C错误;由图可知,随着温度的升高,底物分子具有的能量增加,D错误。\n知识点3酶的作用条件较温和6.如图分别表示温度、pH与酶活性的关系,下列叙述不正确的是()A.曲线P上的b点对应的温度表示该酶的最适温度B.人体内胃蛋白酶的活性与pH的关系与曲线Q相似C.曲线Q、R说明不同的酶有不同的最适pHD.酶活性随温度的升高而增强答案6.D在一定的温度范围内,随温度的升高,酶的活性增强;超过酶的最适温度后,随温度升高,酶的活性减弱。故选D。\n知识点3酶的作用条件较温和7.[2022四川成都高一上期中考试]下列是有关某种淀粉酶的实验,处理方式及结果如表及图所示。根据结果判断,叙述错误的是()A.本实验的自变量是温度和pH,因变量是淀粉酶活性B.此种淀粉酶在80℃的环境中会变性失活C.此种淀粉酶在中性环境中的作用速率比在碱性环境中的慢D.试管Ⅱ中的淀粉酶在作用15min后便会失去活性答案7.D试管Ⅱ中15min后淀粉含量为0,是由于淀粉被消耗完,而不是酶失去活性,D错误。试管编号试管Ⅰ试管Ⅱ试管ⅢpH887温度80℃40℃40℃淀粉酶1mL1mL1mL淀粉1mL1mL1mL\n知识点3酶的作用条件较温和8.(不定项)如图曲线乙表示在外界条件均最适宜时,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析错误的是()A.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变B.酶量增加后,图示反应速率可用曲线丙表示C.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素D.B点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现曲线甲所示变化答案8.ABD曲线乙表示在最适外界条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。改变温度和pH会降低酶的活性。增大pH,重复该实验,A、B点位置下移,A错误;酶浓度增加且反应物充足,反应速率会加快,B错误;AB段提高反应物浓度反应速率加快,故限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度,C正确;B点后,升高温度,酶活性降低,反应速率减慢,不会呈现曲线甲所示变化,D错误。\n知识点3酶的作用条件较温和9.如图所示的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别装入2支试管中,再将2支试管放入同一水浴环境中持续15min,最后将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。多次实验并记录在不同温度下凝乳所需要的时间,其结果如表所示:(1)解释以下两种处理对实验结果的影响。①将A组中的混合物加温至40℃,乳汁凝固时间如何变化?(填“明显缩短”“明显增加”“时间不变”或“不会凝固”)。②将F组中的混合物冷却至40℃,乳汁凝固时间如何变化?(填“明显缩短”“明显增加”“时间不变”或“不会凝固”)。原因是。(2)若将酶和乳汁先混合再进行F组实验,实验结果会不准确,原因是。(3)为进一步探究该酶催化作用的最适温度,应在范围内设置更小的温度梯度,其他条件不变,重新进行实验,凝乳时间最短时对应的温度接近最适温度。组别ABCDEF水浴温度(℃)102030405060凝乳时间(min)很长7.04.01.54.0不凝乳\n知识点3酶的作用条件较温和答案9.答案(1)①明显缩短②不会凝固60℃时凝乳酶已失活,将温度降至40℃时不会恢复其活性(2)酶具有高效性,酶与乳汁一旦接触就可能发生凝乳反应(3)30~50℃解析(1)①低温不破坏酶的空间结构,在一定范围内升高温度,酶的活性升高。由表格可知,该酶的最适温度在40℃左右,因此如果将A组的水温逐渐提高至40℃,酶活性提高,乳汁凝固时间将明显缩短。②高温会破坏酶的空间结构使酶永久失活,即使再降低温度,酶的活性也不能恢复。F组中的酶已经失活,将F组中的混合物冷却至40℃,乳汁仍不会凝固。(2)酶具有高效性,若将酶和乳汁先混合再进行F组实验,会因为发生凝固反应而使实验结果不准确。(3)分析表格数据可知,该酶催化作用的最适温度在30~50℃之间,若进一步探究该酶催化作用的最适温度,应在30~50℃范围内设置更小的温度梯度,其他条件不变,重新进行实验,凝乳时间最短时对应的温度接近最适温度。\n学科关键能力构建\n1.[2022山东淄博高三上质检]酶通常与底物结合后才会发挥催化作用。在酶分子中,有一个小的局部区域与底物分子结合,这个区域称为酶的活性部位。活性部位好像酶分子表面的一个口袋或一条沟,只有特定的底物分子可镶嵌进去。下列说法错误的是()A.酶活性部位的特殊结构决定了酶具有专一性B.只要不损伤活性部位,酶的作用就可以正常发挥C.酸碱度的变化可能会影响酶活性部位的空间结构D.酶可提高化学反应的速率,但不能增加产物总量答案1.B根据题意,只有特定的底物分子可镶嵌到酶的活性部位,即酶活性部位的特殊结构决定了酶具有专一性,A正确;酶的活性部位不损伤,酶可能也不能正常发挥作用,如当酶的抑制剂与酶的活性部位竞争性结合时,会影响酶的作用,B错误;过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,从而引起酶的活性部位发生改变,C正确;酶可提高化学反应的速率,但不能改变化学反应的平衡点,因此不能增加产物总量,D正确。\n2.[2022山西长治二中高一上期末考试]如图为酶催化化学反应的过程示意图,以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素,下列有关叙述错误的是()A.该酶促反应过程可表示①+②→③+④B.适当增大①的浓度会提高酶促反应的速率C.③或④的生成速率可以用于表示酶促反应的速率D.若探究底物浓度对酶促反应速率的影响,则②的浓度就是实验的自变量答案2.A题图为酶催化化学反应的过程示意图,其中①在化学反应前后不发生改变,表示酶,②表示反应物,③和④表示生成物,故该酶促反应过程可表示为②③+④,A错误;①是酶,适当增大酶的浓度会提高酶促反应的速率,B正确;③和④表示生成物,酶促反应的速率可以用③或④的生成速率来表示,C正确;②表示反应物,若探究底物浓度对酶促反应速率的影响,则②的浓度就是实验的自变量,D正确。\n3.如图所示,甲曲线表示在最适温度下,某酶促反应的反应速率与反应物浓度之间的关系。乙、丙两条曲线表示其他条件适宜时该酶促反应的反应速率随pH或温度的变化。下列相关分析,错误的是()A.在B点适当增加酶的浓度,酶促反应速率将增大B.H点对应的pH是该酶催化作用的最适pHC.G、E两点对应的环境条件有利于酶的保存D.A点时,若升高温度,酶促反应速率将下降答案3.C由题意可知,甲曲线为最适温度下,某酶促反应的反应速率与反应物浓度之间的关系,B点时酶已饱和,若在B点增加酶的浓度,则酶促反应速率将增大,A正确;乙、丙两曲线表示其他条件适宜时该酶促反应的反应速率随pH或温度的变化,丙曲线在最低因素和最高因素时与横轴有两个交点,故丙曲线应该代表pH对酶促反应速率的影响,而乙曲线应该代表温度对酶促反应速率的影响,丙曲线中H点对应的酶促反应速率最大,故H点对应的pH是该酶催化作用的最适pH,B正确;酶应在低温、最适pH条件下保存,即D(或低于D)、H点对应的环境条件有利于酶的保存,C错误;因甲曲线是在最适温度下的酶促反应速率与反应物浓度的关系曲线,故A点时升高温度,酶活性降低,酶促反应速率将下降,D正确。\n4.[2022河北衡水中学高三调研]某生物兴趣小组对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻中的H2O2酶在不同重金属离子及不同重金属离子浓度下的活性进行了实验研究,实验结果如表所示。下列分析错误的是()A.本实验的目的是探究不同浓度的Cd2+、Cu2+对不同水稻品种中H2O2酶活性的影响B.该实验需要在H2O2酶所需的适宜温度和pH条件下进行C.杂交稻更适宜在Cd2+、Cu2+等重金属离子污染严重的土地上种植D.Cd2+、Cu2+等重金属离子可能通过影响H2O2酶的空间结构,从而引起酶活性的改变重金属离子及浓度Cd2+(mmol/L)Cu2+(mmol/L)00.51.01.500.51.01.5H2O2酶活性相对值粳稻8040382580302510籼稻803530208020108杂交稻85302010851081\n答案4.C根据实验的自变量和因变量可知,本实验的目的是探究不同浓度的Cd2+和Cu2+对不同水稻品种中H2O2酶活性的影响,A正确;探究重金属离子对H2O2酶活性的影响时,温度和pH为无关变量,应保持相同且适宜,B正确;分析表中数据,在Cd2+、Cu2+等重金属离子浓度较高时,杂交稻中H2O2酶的活性最低,所以杂交稻最不适宜在Cd2+、Cu2+等重金属离子污染严重的土地上种植,C错误;蛋白质的结构决定其功能,Cd2+、Cu2+等重金属离子可能通过影响H2O2酶的空间结构,从而引起酶活性的改变,D正确。\n5.(不定项)在适宜的条件下,某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶,所得酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是()A.AB对应时间段内,限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量B.若增加淀粉酶的用量并进行重复实验,则B点会向右上方移动C.若在D点对应时间加入适量的淀粉酶,则曲线的走势会发生明显改变D.BC对应时间段内,酶促反应速率下降的主要原因是底物浓度逐渐降低答案5.BCAB对应时间段内,酶促反应速率基本保持稳定,此时底物充足,限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量,A正确;若增加淀粉酶的用量并进行重复实验,则酶促反应速率会加快,底物会更早出现不足,因此B点会向左上方移动,B错误;BC对应时间段内,酶促反应速率下降的主要原因是底物浓度逐渐降低,限制因素应是底物不足,故若在D点对应时间加入适量的淀粉酶,则曲线的走势不会发生明显改变,C错误,D正确。\n6.[2022湖南名校联盟高一上期末考试]玉米在加工成各种产品的过程中,产生的下脚料中含有玉米蛋白,直接丢弃不仅浪费资源,还会污染环境。某科研小组为提高玉米蛋白的利用率,利用中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白进行水解,进而加工成玉米蛋白肽。如图表示两种蛋白酶在不同条件下对玉米蛋白进行水解的实验结果。回答下列问题:(1)以上实验的无关变量是(答出两点即可),蛋白酶只能催化蛋白质的水解,不能催化脂肪等物质的水解,这体现了酶的性。(2)据图分析可知,两种蛋白酶的最适pH(填“相同”或“不相同”),过酸或过碱都使得两种酶的活性下降,甚至失活,其原因可能是。(3)在玉米蛋白肽的生产过程中,(填“中性蛋白酶”或“碱性蛋白酶”)更适合用于催化玉米蛋白的水解,原因是。(4)若要保存酶用于后续研究,应该将温度控制在(填“酶最适温度”“低温”或“高温”)条件下,这是因为。\n答案6.答案(1)酶浓度、底物浓度、反应时间等(答出两点即可)专一(2)不相同　过酸或过碱会使酶的空间结构遭到破坏(3)碱性蛋白酶　两种蛋白酶在各自最适温度和最适pH条件下,碱性蛋白酶的催化活性更高(4)低温　在低温条件下,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会恢复解析(1)分析题图可知,该实验的自变量是温度和pH,无关变量有酶的浓度、底物的浓度、反应时间等。蛋白酶只能催化蛋白质的水解,不能催化脂肪等物质的水解,这体现了酶的专一性。(2)分析题图可知,在两种蛋白酶的催化作用下,玉米蛋白肽的含量最高点所对应的pH不同,说明两种蛋白酶的最适pH不相同,过酸或过碱都使得两种酶的活性下降,甚至失活,其原因可能是过酸或过碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。(3)分析题图可知,在碱性蛋白酶的催化作用下玉米蛋白肽的含量最高点高于中性蛋白酶,说明在最适pH条件下,碱性蛋白酶的活性高于中性蛋白酶,同理可知,在最适温度条件下,碱性蛋白酶的活性高于中性蛋白酶,所以在玉米蛋白肽的生产过程中,碱性蛋白酶更适合用于催化玉米蛋白的水解。(4)在低温下,酶的活性明显降低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以恢复,所以若要保存酶用于后续研究,应该将温度控制在低温条件下。\n7.某种酶的活性与温度的关系如图所示。请回答下列相关问题。(1)可以将作为检测酶活性高低的指标。(2)在T1和T5的温度环境中,该酶的活性都极低。这两种环境中酶结构上的主要区别是温度达到T5时。(3)已知经过T2温度处理的该酶,当温度提高到T3时,其活性随着增大;但不知道经过T4温度处理的该酶,当温度降低到T3时,其活性是否可以恢复到较高水平。请完成以下实验设计,对后一个问题进行探究。①取3支试管,编号为A、B、C,试管中各加入适宜浓度的该酶溶液1mL。将A和B设为对照组,分别在温度为T3、T4的水浴装置中保温10min;将C作为实验组,其温度处理应是先在,然后再转移到。②另取适宜浓度的反应物溶液各2mL,分别加入编号为a、b、c的三支试管中,。③分别将a、b、c中的溶液对应加入A、B、C试管内,振荡摇匀后在各自温度环境中保温10min,检测各试管中产物的量,并记录、比较。④结果预测与分析:如果,则说明随着温度由T4降低到T3,该酶的活性可以恢复;如果,则说明随着温度由T4降低到T3,该酶的活性不能恢复。(4)本实验需要控制的无关变量有(至少写2点)。\n答案7.答案(1)单位时间内产物的增加量(或单位时间内反应物的减少量)(2)该酶的空间结构被破坏(3)①温度为T4的水浴装置中保温10min温度为T3的水浴装置中保温10min②a、b、c三支试管依次在温度为T3、T4、T3的水浴装置中保温10min④C中的产物量接近于A而明显多于BC中的产物量接近于B而明显少于A(4)酶溶液的量、底物的量、pH、保温时间等解析(1)酶的活性可以用单位时间内产物的增加量或单位时间内反应物的减少量来表示。(2)低温时,酶的活性降低,但空间结构不变,温度过高时,酶的空间结构被破坏,导致酶失活。(3)由于实验的目的是研究经过T4温度处理的酶,当温度降低到T3时,其活性是否可以恢复到较高水平,因此对于实验组的处理是先在温度为T4的水浴装置中保温10min,然后转移到温度为T3的水浴装置中保温10min。A、B均为对照组,若随着温度由T4降低到T3,该酶的活性可以恢复,则C中的产物量应接近于A而明显多于B;若随着温度由T4降低到T3,该酶的活性不能恢复,则C中的产物量应接近于B而明显少于A。(4)本实验的自变量为水浴加热的温度,其余的变量,如酶溶液的量、底物的量、pH、保温时间等都属于无关变量。\n专项拓展训练1与酶有关的实验设计及曲线分析\n1.若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活性的实验中,下列操作顺序合理的是()A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量答案1.C测定酶活性的实验操作中,反应条件的控制应在酶与底物混合之前;另外,体积最大的物质一般最先加入,对反应条件最敏感的试剂一般最后加入。故先加入缓冲液,再加入底物,最后加入酶,然后立即混匀保温,并开始计时,故C正确。\n2.[2022河北邯郸高一上期末考试]酶的活性受某些物质的影响,有些物质能使酶的活性增加,称为酶的激活剂,有些物质能使酶的活性降低,称酶的抑制剂。如图是研究物质A和B对某种酶活性影响的变化曲线,下列叙述错误的是()A.物质A和物质B分别是酶的激活剂和酶的抑制剂B.物质A可能是通过改变酶的空间结构影响酶活性C.加入物质A可提高该酶促反应体系中最终产物的量D.增大底物浓度可以消除物质B对该酶的影响答案2.C结合图示可知,加入物质A后反应速率加快,因此物质A是酶的激活剂,加入物质B后反应速率减慢,因此物质B是酶的抑制剂,A正确;物质A加快了反应速率,可能是通过改变酶的空间结构影响酶活性,B正确;最终产物的量由底物浓度决定,催化剂只能加快反应速率,不能改变最终产物的量,C错误;分析题图可知,随着底物浓度的增加,“加酶和物质B”一组的反应速率能逐渐恢复到正常水平,说明增加底物浓度可以消除物质B对该酶的影响,D正确。\n3.(不定项)现有两种淀粉酶A与B,某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性,进行了相关实验。图甲是将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀,保温5分钟后,对各组淀粉剩余含量进行检测的结果;图乙是在40℃条件下测定酶A催化淀粉水解生成的麦芽糖的量随时间变化的曲线。根据实验结果分析,下列相关叙述正确的是()A.图甲实验中温度属于自变量,pH、反应时间、溶液的量等属于无关变量B.酶A在20℃时活性较高,酶B在40℃时活性较高C.其他实验条件不变,若将温度条件升高至50℃,图乙中P点将向右移动D.该实验不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性\n答案3.AD分析图甲可知,图甲实验中温度属于自变量,pH、反应时间、溶液的量等属于无关变量,A正确;从图甲看出,酶A催化的淀粉水解反应在50℃时淀粉的剩余量最少,所以酶A可能在50℃时活性较高,B错误;由于酶A在50℃时的活性比40℃时的高,所以如果将温度条件升高至50℃,则反应时间缩短,P点左移,C错误;斐林试剂在使用时需要水浴加热,会改变实验的设定温度,且斐林试剂只能定性检测,不能定量检测,故该实验不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性,D正确。\n4.酶具有高效性、专一性、作用条件较温和等特性,某兴趣小组想借助如图所示的装置对这三个特性进行探究。(1)该小组将相同的滤纸片平均分为两组,一组附有过氧化氢酶,一组附有等量的FeCl3,此实验的目的是探究酶的,因变量是,请列举出此实验中的一条无关变量。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,其原理是。(2)该小组将相同的滤纸片平均分为两组,一组附有过氧化氢酶,一组空白,一段时间后发现前者浮出液面而后者沉于杯底,由此得出酶的催化具有专一性。我们对这一结论并不认同,请阐述不认同的理由:。(3)该小组继续用此装置探究温度或pH对过氧化氢酶活性的影响,指导老师不建议该小组探究温度这一自变量,其依据是。\n答案4.答案(1)高效性　过氧化氢的分解速率　反应温度、反应物的浓度、滤纸片的数量(任选其一,合理即可)酶降低化学反应活化能的作用更显著(2)此实验只能证明酶具有催化作用,验证酶的专一性时,设计实验的自变量应是不同的底物,因此需要一组加入过氧化氢溶液和过氧化氢酶,一组加入其他溶液(如蔗糖溶液)和过氧化氢酶作为对照,根据实验结果才能得出酶的催化作用具有专一性(合理即可)(3)温度会直接影响过氧化氢的分解\n5.最新研究发现,细菌用来分解肠道黏液的酶可以为肠道疾病提供有用的生物标志物。研究该酶的成分和性质对治疗肠道疾病有一定意义。请利用能合成该酶的细菌、放射性标记的氨基酸、放射性标记的核糖核苷酸等为原料,用放射性同位素标记的方法,设计实验以探究该酶的化学本质到底是蛋白质还是RNA。(1)实验思路:甲组:,培养一段时间后,检测培养液中该酶的放射性。乙组:,培养相同时间后,检测培养液中该酶的放射性。(2)实验结果及结论:①若,则该酶的化学本质为蛋白质。②若甲组中该酶无放射性,乙组中该酶有放射性,则该酶的化学本质为RNA。(3)研究该酶性质时发现,在pH=7、35℃条件(均为最适条件)下加入0.1mL的该酶,得到反应速率与反应进程的关系如图曲线1,酶能加速反应速率的机理是。与曲线1相比,曲线2只做了一个改变,该改变可能是(填字母)。A.降低了反应物浓度B.降低了酶的量C.增加了反应温度D.增加了反应的pH\n答案5.答案(1)将能合成该酶的细菌培养在含放射性标记的氨基酸的培养液中　将能合成该酶的细菌培养在含放射性标记的核糖核苷酸的培养液中(2)甲组中该酶有放射性,乙组中该酶没有放射性(3)酶能降低反应所需的活化能A解析(1)该实验的目的是探究该酶的本质是蛋白质还是RNA,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,因此实验设计思路为:甲组将能合成该酶的细菌培养在含放射性标记的氨基酸的培养液中;乙组将能合成该酶的细菌培养在含放射性标记的核糖核苷酸的培养液中。一段时间后,检测该酶的放射性。(2)如果甲组中该酶具有放射性,而乙组中该酶没有放射性,则其基本组成单位为氨基酸,即该酶的化学本质为蛋白质。若甲组中该酶无放射性,乙组中该酶有放射性,则该酶的化学本质为RNA。(3)酶加快反应速率的机理是酶可以降低化学反应的活化能。从图中看出曲线2的生成物的量比曲线1少,所以是减少了反应物的量。降低酶的量、增加反应温度、增加反应的pH,都只改变酶促反应的速率,不会改变最终生成物的量。\n6.动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一催化谷氨酸分解(1mol谷氨酸可分解为1molγ-氨基丁酸和1molCO2)。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在最适温度、最适pH的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果如图所示。图1表示在酶量一定的条件下,CO2浓度随反应时间的变化,其中谷氨酸的初始浓度为10mol/L,图2表示酶促反应速率随酶浓度的变化(反应物充足)。回答下列问题:(1)在图1中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(用“1”标注);若在反应开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或将反应温度降低10℃,请在图1中分别画出这两种反应条件下CO2浓度随时间变化的曲线(用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线,用“3”标注温度降低后的变化曲线),并说明曲线2形成的原因:。(2)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解离,可迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下,向反应混合物中加入一定量的重金属离子后,请在图2中画出酶促反应速率随酶浓度变化的曲线(用“4”标注),并说明曲线4形成的原因:。\n答案6.答案(1)酶浓度增加50%,反应速率加快,但底物量一定,故最终产物量与原曲线相同(2)当酶浓度较低时,重金属离子与酶迅速结合,使酶失活,此时的酶促反应速率为零;当酶浓度增加到一定值时,除与重金属离子结合的酶之外,剩余的酶可正常发挥作用(合理即可)解析(1)图1中反应30min后产物CO2不再增加,说明此时谷氨酸分解完毕,浓度降到0;若在反应开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%,则反应速度加快,但是由于底物量一定,故最终的产物量不会发生改变;已知题图是在最适温度、最适pH的条件下测定的实验结果,若将反应温度降低10℃,则酶促反应速率下降,从而增加反应达到平衡的时间,但最终的产物量不变。(2)根据题意分析,重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解离,可迅速使酶失活,所以在反应物浓度过量的条件下,向反应混合物中加入一定量的重金属离子,当酶浓度较低时,酶不起作用,当酶浓度达到一定值后,除与重金属离子结合的酶外,剩余的酶可正常发挥作用,酶促反应速率开始逐渐增加,且曲线斜率与原曲线相同。\n练后反思分析与酶有关的实验时应注意的问题(1)认真审题,准确找出变量,围绕变量设置对照。如:①探究酶作用的专一性时,应围绕底物设置变量;②探究酶作用的高效性时,应设置无机催化剂和酶对照;③探究温度(或pH)对酶活性的影响时,应设置不同温度(或pH)处理进行对照,并确保变量控制的有效性,即应在底物与酶混合之前,先进行同温处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH),后混合酶和底物。(2)设置实验步骤时,应注意:①根据试题要求,确定单一变量,依据实验变量进行合理分组;②根据实验材料,结合实验原理,确定实验现象的检测方法;③除单一变量外,确保其他实验条件相同且适宜;④合理确定操作程序,表达准确。\n第2节　细胞的能量“货币”ATP\n教材必备知识精练\n知识点1ATP是一种高能磷酸化合物1.下列关于ATP的叙述,错误的是()A.ATP分子的结构可以简写成A—P~P~PB.ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成C.1个ATP分子中含有2个特殊的化学键D.ATP分子中的“T”代表的是胸腺嘧啶答案1.DATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,T代表“三”,D错误。\n知识点1ATP是一种高能磷酸化合物2.在下列四种化合物的化学组成中,“○”中所对应的含义最接近的是()A.①和②B.①和④C.③和④D.②和③答案2.B①是ATP,圆圈中是腺嘌呤核糖核苷酸(包括一个腺嘌呤、一个核糖和一个磷酸基团);②是核糖核苷酸,所以圆圈中是腺嘌呤;③是一段DNA双链,所以圆圈中是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸;④是一段RNA单链,所以圆圈中是腺嘌呤核糖核苷酸,所以①和④中圆圈内对应的含义最接近,B正确。\n知识点1ATP是一种高能磷酸化合物3.已知ATP是一种高能磷酸化合物,下列有关ATP的说法错误的是()A.在ATP中,两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥B.离腺苷最远的磷酸基团具有较高的转移势能,容易脱离C.ATP水解释放的能量与其他分子结合,使后者发生变化D.ATP水解属于释放能量的过程,并且该过程释放较高能量答案3.C由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因,使得它们之间的化学键不稳定,A正确;离腺苷最远(末端)的磷酸基团具有较高的转移势能,因此容易脱离ATP,B正确;脱离下来的(末端)磷酸基团挟能量与其他分子结合,使后者发生变化,能量转移必须以物质为载体,C错误;ATP水解过程释放的能量高达30.54kJ/mol,因此ATP是一种高能磷酸化合物,D正确。\n知识点2ATP和ADP可以相互转化4.如图从左到右表示ATP合成和分解的过程,下列叙述错误的是()A.ATP生成ADP的过程中,ATP分子的末端磷酸基团会脱离下来B.能量1在动物体内可以来自细胞呼吸,在植物体内可以来自光合作用和细胞呼吸C.能量2可以用于各项生命活动,例如人的红细胞吸收葡萄糖分子的过程D.在原核细胞中也可以发生ATP和ADP的相互转化过程答案4.C葡萄糖进入人红细胞的方式是协助扩散,不消耗能量,C错误。\n知识点2ATP和ADP可以相互转化5.下列关于ATP与ADP相互转化的叙述,错误的是()A.ADP和Pi在相关酶的催化作用下接受能量可生成ATPB.正常细胞中,ATP与ADP的比值在一定范围内变化C.ATP水解释放的能量可转化为光能,但光能不能驱动ATP合成D.ATP转化为ADP的过程可为细胞核中的某些生理过程提供能量答案5.CADP和Pi在相关酶的催化作用下接受能量可生成ATP,A正确;正常细胞中,ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生,并处于动态平衡之中,因此ATP与ADP的比值在一定范围内变化,B正确;ATP水解释放的能量可以转化为光能,如萤火虫的发光,光能也能驱动ATP的合成,如绿色植物的光合作用,C错误;ATP转化为ADP的过程伴随着能量的释放,该能量可用于细胞核内某些吸能反应,D正确。\n知识点2ATP和ADP可以相互转化6.如图是细胞中化学反应A与化学反应B在反应过程中与ATP和ADP的相互转化关系示意图,下列有关分析错误的是()A.细胞中的反应A往往与ATP合成相联系B.ADP与Pi合成ATP是伴随着细胞内的放能反应发生的C.ATP与ADP相互转化过程中物质和能量均是可逆的D.能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通答案6.C图示细胞中的反应A将释放出来的部分能量转移到ATP中去,因此反应A与ATP合成相联系,A正确。细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类,许多吸能反应与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应与ATP合成相联系,释放的能量储存在ATP中,B正确。在ATP与ADP相互转化过程中,物质是可逆的,能量是不可逆的,需要的酶也不同,C错误。通过图示可以看出,能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间流通,D正确。\n知识点3ATP的利用7.下列生理过程中,需要消耗ATP的有()①细胞通过主动运输吸收K+②肌肉收缩③蛋白质的分泌④萤火虫发光⑤大脑思考⑥叶肉细胞中蔗糖的合成⑦植物细胞的渗透吸水、失水过程A.①②③④⑤⑥⑦B.①②④⑤⑥C.①②③④⑤⑥D.①②④⑤⑦答案7.CATP是生物体的直接能源物质,需要能量的反应一般都需要消耗ATP,如主动运输、肌肉收缩、蛋白质的分泌、萤火虫发光等,大脑思考时ATP中的能量可转化为电能,合成蔗糖时ATP中的能量转化成化学能。渗透吸水、失水过程不消耗能量。故选C。\n知识点3ATP的利用8.[2022山东聊城高三上期中考试]细胞膜上的磷酸激酶水解ATP后产生的Pi可使某载体活化为AC(活化载体),然后AC运输某离子进入膜内后,磷酸酯酶将AC转化为IC(未活化载体)和Pi,下列说法错误的是()A.IC可在磷酸激酶和ATP的作用下再度磷酸化而活化B.题中该离子的跨膜运输方式为主动运输C.ATP参与该离子运输时既提供能量又提供Pi使载体活化D.磷酸激酶和磷酸酯酶分别使ATP水解和合成答案8.D磷酸激酶将ATP水解为ADP时,能将1个Pi转移到细胞膜上的某载体上,使载体活化;在磷酸酯酶的作用下,AC释放Pi,成为IC,并不直接催化合成ATP,IC在磷酸激酶的催化下,可获得ATP水解产生的Pi而再度活化,A正确,D错误。由题意可知,该离子的跨膜运输方式消耗能量,为主动运输,故ATP参与该离子运输时既提供能量又提供Pi使载体活化,B、C正确。\n知识点3ATP的利用9.[2021湖北高一上期末考试](不定项)ATP可将蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质会改变形状做功,从而推动细胞内一系列反应的进行(机理如图所示)。下列说法错误的是()A.ATP推动细胞做功,存在吸能反应与放能反应过程B.磷酸化的蛋白质做功,失去的能量主要用于再生ATPC.ATP水解与磷酸化的蛋白质做功分别属于放能反应与吸能反应D.肌肉在收缩过程中,ATP中的化学能转化成了机械能答案9.BCATP推动细胞做功过程中,ATP的水解是放能反应,蛋白质磷酸化过程是吸能反应,因此该过程中存在吸能反应与放能反应,A正确;合成ATP的能量来源于光合作用和细胞呼吸,磷酸化的蛋白质做功过程中失去的能量并不能用于再生ATP,B错误;ATP水解是放能反应,磷酸化的蛋白质做功也属于放能反应,C错误;在肌肉收缩过程中,需要消耗ATP,此时ATP中的化学能转化成了机械能,D正确。\n学科关键能力构建\n1.以下有关ATP的叙述,正确的是()A.ATP的作用是使细胞内各项化学反应能在常温、常压下快速顺利地进行B.ATP合成需要的能量,都来自细胞呼吸分解有机物释放的能量C.ATP是高能磷酸化合物,水解后可转化为与其同样活跃的ADPD.蛋白质合成等许多吸能反应与ATP水解的反应相联系答案1.D酶的作用是使细胞内各项化学反应能在常温、常压下快速顺利地进行,A错误;ATP合成所需的能量除来自细胞呼吸分解有机物释放的能量外,还可来自光能,如绿色植物的光合作用,B错误;ATP与ADP的活跃程度不同,C错误;蛋白质合成等许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,D正确。\n2.[2022广东揭阳高一期末考试]如图为ATP的结构示意图,①②表示物质,③④表示化学键。下列说法错误的是()A.吸能反应与放能反应常与④的断裂与形成相关联B.ATP中的A对应示意图中的①和②,表示腺苷C.ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中D.肌肉收缩过程中,④的断裂使肌肉中的能量增加,肌肉形状改变答案2.C吸能反应需要ATP水解供能,常与④的断裂相联系;放能反应会促使ADP接受能量并与Pi结合,形成ATP,故常与④的形成相关联,A正确。ATP中的A是由①腺嘌呤和②核糖组成,表示腺苷,B正确。ATP中大量的能量都储存在“~”这种特殊的化学键中,C错误。肌肉收缩的过程中需要消耗能量,④断裂可释放能量,用于肌肉改变形状,D正确。\n3.(不定项)细胞代谢与酶和ATP密切相关,下列有关说法错误的是()A.某些酶的元素组成与ATP的相同,ATP可参与某些酶的合成B.酶在细胞内外都能发挥作用,而ATP只能在细胞内发挥作用C.ATP的合成和水解都需要酶的催化,消化酶的分泌需要ATP供能D.细胞内几乎所有化学反应都需要酶,所有化学反应也都需要ATP答案3.BD少数化学本质为RNA的酶的元素组成是C、H、O、N、P,与ATP的元素组成相同;ATP可作为直接能源物质参与某些酶的合成,A正确。酶和ATP在细胞内外都可以发挥作用,B错误。ATP的合成和水解都需要酶的催化,消化酶的分泌过程是胞吐,需要ATP供能,C正确。细胞内几乎所有的化学反应都需要酶的催化,但并非所有化学反应都需要ATP供能,D错误。\n4.[2022广东深圳高三质检]脱氧腺苷三磷酸dATP(d表示脱氧)的结构可简写成dA—Pα~Pβ~Pγ。下列有关dATP的分析正确的是()A.dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺苷组成B.细胞内生成dATP的过程常与吸能反应相关联C.只有连接Pγ的化学键断裂才能为生命活动提供能量D.通过标记α位的P可使新合成的DNA带有标记答案4.D根据题意可知,dATP与ATP的结构类似,从其结构可知,一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,A错误;细胞内生成dATP时,有能量的储存,常与放能反应相联系,B错误;连接Pβ、Pγ的化学键断裂时都会释放大量能量,都能为生命活动提供能量,C错误;通过标记α位的P,由于dA—Pα组成的是腺嘌呤脱氧核苷酸,是DNA的基本单位之一,故通过标记α位的P可使新合成的DNA带有标记,D正确。\n5.[2022黑龙江大庆实验中学高二期中考试]细胞中时刻进行着许多化学反应,如图表示ATP逐级水解的过程。下列叙述错误的是()A.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应B.反应消耗等量的相同底物时,过程Ⅲ释放的能量最多C.ATP中含有③,有些酶的分子结构中也可能含有③D.ATP与①相互转化的能量供应机制是生物界的共性答案5.BATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应,A正确;反应消耗等量的底物时,过程Ⅰ、Ⅱ断裂的化学键释放的能量多,而过程Ⅲ断裂的化学键释放的能量少,B错误;③代表腺苷,有些酶是RNA,分子结构中含有腺苷,C正确;①是ADP,ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,D正确。\n6.(不定项)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关,分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程,即“开”的过程,形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程,即“关”的过程。下列有关分子开关的说法正确的是()A.细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程B.分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的C.蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程,释放的能量有一部分可用于合成ATPD.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应,与ATP的水解相联系答案6.ABD通过图示可知,细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程,形成有活性的蛋白质,A正确;ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,同时蛋白质的空间结构发生改变,当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时蛋白质的空间结构会再次发生改变(恢复原状),因此分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的,B正确;蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP,C错误;通过图示可知,蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP,是一个吸能反应,与ATP的水解相联系,D正确。\n7.[2022山东高三联考]科学家分别将细菌紫膜质(一种膜蛋白)和ATP合成酶重组到脂双层(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上,在光照条件下,观察到如图所示的结果。另外,科学研究表明每个细菌内的ATP含量基本相同,可利用以下反应原理来检测样品中的细菌数量。反应原理:荧光素+ATP+O2氧化荧光素+AMP+PPi+H2O+荧光。根据以上内容,回答下列问题:(1)从ATP合成酶的功能来看,说明某些膜蛋白具有的功能。(2)H+以的方式通过细菌紫膜质进入脂质体内部。图丙在停止光照后的短时间内,脂质体(填“能”或“不能”)产生ATP,原因是。(3)利用以上反应原理来检测样品中细菌数量时,荧光强度与样品中的细菌数量呈正相关,原因是。(4)放线菌(原核生物)产生的寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构,从而阻断ATP的合成。推测寡霉素(填“能”或“不能”)用来抑制细菌的繁殖,原因是。\n答案7.答案(1)催化和运输(2)主动运输　能ATP合成酶能将H+势能转化为ATP中的化学能,停止光照后的短时间内,脂双层内的H+仍能顺浓度梯度外流,以生成ATP(3)每个细菌内的ATP含量基本相同,ATP水解释放的能量可以转化成光能,荧光越强说明ATP含量越高,从而说明细菌数量越多,故荧光强度与细菌数量呈正相关(4)不能　寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构,从而阻断ATP的合成,而细菌没有线粒体结构,所以寡霉素对细菌不起作用解析(1)从ATP合成酶的功能来看,一方面它可作为酶催化ATP的形成,另一方面它能以载体的身份来转运H+,说明某些膜蛋白具有催化和运输的功能。(2)据图甲分析,H+跨膜运输需要细菌紫膜质(一种膜蛋白)的协助,且从低浓度向高浓度运输,需要光提供能量,因此运输方式为主动运输。\n第3节　细胞呼吸的原理和应用\n教材必备知识精练\n知识点1细胞呼吸的方式1.下列有关细胞呼吸的叙述,错误的是()A.细胞呼吸实际上是细胞内有机物氧化分解释放能量的过程B.酵母菌属于兼性厌氧菌,便于用来研究细胞呼吸的不同方式C.哺乳动物成熟的红细胞既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸D.利用酵母菌酿酒时,依据的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精答案1.C哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体,因此不能进行有氧呼吸,只能进行无氧呼吸,C错误。\n知识点1细胞呼吸的方式2.[2022河南洛阳高一上期末考试]下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验,说法错误的是()A.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液的浓度及体积等B.在有氧呼吸装置中,可将空气间歇性地通入培养液中以保障O2供应C.酵母菌产生的酒精能使酸性重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色D.若澄清的石灰水变混浊,则说明酵母菌细胞的呼吸方式是有氧呼吸答案2.D酵母菌细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的产物中均有CO2,因此不能根据澄清的石灰水变混浊判断出酵母菌细胞的呼吸方式是有氧呼吸,D错误。\n知识点1细胞呼吸的方式3.[2022江苏扬州高一上期末考试]下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,下列叙述正确的是()A.相同反应时间内,甲装置中澄清石灰水的混浊程度更高B.将乙装置中装有NaOH溶液的试管去除也可以得出相同的结论C.甲装置中酵母菌培养液上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件D.澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替,反应会使溶液变成蓝色\n知识点1细胞呼吸的方式答案3.C分析可知,装置甲探究的是酵母菌细胞的无氧呼吸,装置乙探究的是酵母菌细胞的有氧呼吸,酵母菌细胞有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,但相同时间内有氧呼吸产生的CO2多,故相同反应时间内,乙装置中澄清石灰水的混浊程度更高,A错误;乙装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2,去除后不能排除空气中的CO2的干扰,不能得出相同的结论,B错误;甲装置中装酵母菌培养液的试管上部有少量空气(氧气),因此在酵母菌培养液上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件,使结论更加严谨,C正确;澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替,CO2会使溶液由蓝变绿再变黄,D错误。\n知识点2有氧呼吸4.[2022黑龙江哈尔滨高一上期末考试]在有氧呼吸过程中,水的消耗和合成分别发生在()A.第一阶段和第二阶段B.第三阶段和第一阶段C.第二阶段和第三阶段D.第三阶段和第二阶段答案4.C有氧呼吸的第一阶段:1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],放出少量的能量。第二阶段:丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],释放少量的能量。第三阶段:前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水,并释放大量的能量。结合分析可知,在有氧呼吸的第二阶段需要水的参与,第三阶段产生水,即水的消耗和合成分别发生在第二阶段和第三阶段,C正确。\n知识点2有氧呼吸5.如图为线粒体结构模式图,下列有关有氧呼吸的叙述正确的是()A.葡萄糖分解为丙酮酸和[H]是在②中进行的B.有氧呼吸中释放能量最多的过程发生在③上C.有氧呼吸的三个阶段均需要氧气的直接参与D.有氧呼吸释放的能量大多都储存在ATP中答案5.B葡萄糖分解为丙酮酸和[H]是有氧呼吸的第一阶段,该过程发生在细胞质基质中,A错误;有氧呼吸第三阶段释放的能量最多,该过程发生在线粒体内膜,即③上,B正确;有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的直接参与,C错误;有氧呼吸释放的能量有一部分储存在ATP中,但大多数能量以热能形式散失掉了,D错误。\n知识点2有氧呼吸6.动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如图。下列说法正确的是()A.乙来源于甲和C6H12O6,丙和丁代表不同化合物B.有氧条件下,过程①②发生在线粒体基质中C.过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量D.用18O标记C6H12O6,在物质丙中可检测到18O答案6.C分析题图可知,过程①、②、③分别为有氧呼吸第一、二、三阶段,图中甲是丙酮酸、乙是[H]、丙是水、丁是水,乙来源于丁和C6H12O6,A错误;有氧条件下,过程①发生在细胞质基质中,过程②发生在线粒体基质中,B错误;过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量,C正确;用18O标记C6H12O6,在二氧化碳中可检测到18O,D错误。\n知识点2有氧呼吸7.从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体,分别保存于试管中,置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是()A.为保持提取出的线粒体的活性,应将其置于清水中保存B.向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖,可测得有CO2产生C.向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖,可测得氧的消耗量加大D.向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸,降低温度可改变其耗氧速率答案7.D为保持提取出的线粒体的活性,应将其置于等渗缓冲液中保存,A错误;向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖,试管中可能发生有氧呼吸第一阶段或无氧呼吸过程,有氧呼吸第一阶段产生的是丙酮酸和[H],小鼠肝细胞无氧呼吸产生的是乳酸,因此两个过程都没有CO2的产生,B错误;葡萄糖的分解发生在细胞质基质中,线粒体不能直接利用葡萄糖,C错误;向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸,降低温度可以降低有关酶的活性,因此可改变其耗氧速率,D正确。\n知识点3无氧呼吸8.[2022天津和平区高一上期末考试]真核生物无氧呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径如图所示,下列有关叙述错误的是()A.甲、乙、丙过程均发生在细胞质基质中B.甲、乙、丙过程需要不同的酶进行催化C.乙、丙过程能释放少量能量,生成少量ATPD.面包制作时,面团的“发起”与甲、丙过程有关答案8.C无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量的ATP,故乙、丙过程不释放能量,C错误。\n知识点3无氧呼吸9.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维含有的线粒体少,与短跑等剧烈运动有关,慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是()A.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自线粒体内膜B.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故机体会产生酸痛感觉C.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPD.消耗等量葡萄糖,一般快肌纤维参与短跑时比慢肌纤维参与慢跑时产生的能量多答案9.D由题意可知,慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关,则慢肌纤维中应含有较多的线粒体,线粒体进行有氧呼吸,产生的ATP主要来自线粒体内膜,A正确;短跑时快肌纤维进行产乳酸的无氧呼吸,产生大量的乳酸,因此机体出现酸痛感觉,B正确;快肌纤维和慢肌纤维两种肌纤维分别主要进行无氧呼吸和有氧呼吸,无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,第一个阶段是完全相同的,即发生于细胞质基质中,产生丙酮酸、[H]和ATP,C正确;慢跑时慢肌纤维主要进行有氧呼吸,葡萄糖彻底氧化分解,释放大量能量,而短跑时快肌纤维主要进行无氧呼吸,葡萄糖中大部分能量存留在乳酸中,故消耗等量葡萄糖,慢肌纤维参与慢跑时比快肌纤维参与短跑时产生的能量多,D错误。\n知识点3无氧呼吸10.金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天,其肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼在缺氧状态下,细胞中的部分代谢途径。下列相关叙述错误的是()A.过程①不需要O2的参与,产生的物质X是丙酮酸,其由3种元素组成B.过程①有能量释放,释放的能量大部分用于合成ATPC.过程②④无氧呼吸产物不同,但在细胞内反应的场所相同D.在肌细胞中,乳酸经③②途径转化成酒精并排出体外,有利于防止酸中毒答案10.B分析题图可知:图中①为细胞呼吸第一阶段,物质X是丙酮酸,②为产生酒精的无氧呼吸的第二阶段,③为乳酸转化成丙酮酸的过程,④为产生乳酸的无氧呼吸的第二阶段,⑤为乳酸进入肌细胞。由分析可知,物质X是丙酮酸,其由C、H、O3种元素组成,①为细胞呼吸第一阶段,不需要O2参与,A正确;过程①有能量释放,释放的能量少部分用于合成ATP,B错误;过程②④是无氧呼吸的第二阶段,发生场所均是细胞质基质,C正确;由图可知,其他细胞经过无氧呼吸产生的乳酸会运送到肌细胞中,在肌细胞中,乳酸转化成丙酮酸进而产生酒精并排出体外,有利于防止酸中毒,D正确。\n知识点3无氧呼吸11.[2022广东珠海高一上期末考试]为探究氧含量对植物呼吸作用方式的影响,研究人员在不同氧含量下,对某植物的非绿色器官的CO2释放量和O2吸收量进行了检测,结果如图所示。下列分析正确的是()A.氧含量为a时,该器官进行无氧呼吸并产生乳酸B.氧含量为b时,该器官的有氧呼吸弱于无氧呼吸C.氧含量为c时,该器官的耗氧量较高,最不适合贮藏D.氧含量为d时,该器官耗氧量最高,消耗有机物最多\n知识点3无氧呼吸答案11.B氧含量为a时,只有CO2的释放,没有O2的吸收,此时植物只进行无氧呼吸,且无氧呼吸的产物为酒精和CO2,并不产生乳酸,A错误。由图可知,氧含量为b时,该器官同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,且O2吸收量为3,CO2释放量为8;由于有氧呼吸过程中O2吸收量和CO2释放量相等,故有氧呼吸的CO2释放量为3,则有氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.5;无氧呼吸的CO2释放量为8-3=5,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量为2.5,故氧含量为b时,该器官的有氧呼吸弱于无氧呼吸,B正确。由图可知,氧含量为a时,只进行无氧呼吸,CO2释放量为10,无氧呼吸消耗的葡萄糖量为5;由B项分析可知,氧含量为b时,共消耗的葡萄糖量为0.5+2.5=3;氧含量为c时,氧气吸收量为4,CO2释放量为6,则有氧呼吸消耗的葡萄糖量为4/6,无氧呼吸的CO2释放量为6-4=2,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量为1,则共消耗的葡萄糖量为10/6;氧含量为d时,该器官耗氧量最高,且CO2释放量等于O2吸收量,此时植物只进行有氧呼吸,O2吸收量为7,则有氧呼吸消耗的葡萄糖量为7/6。因此,氧含量为c时,该器官消耗有机物较少,可以用于贮藏,C错误;氧含量为d时,消耗的有机物少于氧含量为a、b、c时,D错误。\n知识点4细胞呼吸原理的应用12.下列所述生产与生活中的做法,合理的是()A.做面包时加入酵母菌并维持密闭状态B.水稻田适时排水晒田以保证根系通气C.储藏水果蔬菜时尽可能降低仓库中O2浓度D.用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染答案12.B做面包时加入酵母菌是因为酵母菌细胞呼吸产生CO2可使面包暄软多孔,由于酵母菌无氧呼吸会产生酒精,故不能维持密闭状态,A错误;水稻田适时排水晒田的目的是保证根系通气,防止根系无氧呼吸产生酒精,造成毒害,B正确;低氧环境有利于水果和蔬菜的保鲜,但不是氧浓度越低越好,氧浓度太低,无氧呼吸增强,产生酒精增多,反而不利于水果蔬菜的保鲜,C错误;用透气的消毒材料包扎伤口可以抑制厌氧菌大量繁殖,避免感染,D错误。\n知识点4细胞呼吸原理的应用13.过保质期的酸奶会出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因合理的是()A.涨袋可能是由乳酸菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳造成的B.涨袋可能是由乳酸菌进行无氧呼吸造成的C.如果涨袋的酸奶中有酒味,说明可能是酵母菌的无氧呼吸造成的D.只要酸奶包装盒密封完好,就不会出现涨袋的现象答案13.C乳酸菌只进行无氧呼吸产生乳酸,不产生二氧化碳等气体,A、B错误;酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等,酸奶包装盒密封完好,在无氧条件下,酵母菌分解葡萄糖能产生酒精和二氧化碳,会出现涨袋的现象,C正确,D错误。\n知识点4细胞呼吸原理的应用14.如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述错误的是()A.从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度B.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性C.图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强D.和图乙中D、F点相比,E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜答案14.CB点所对应的温度时,细胞呼吸最旺盛,A正确;酶的活性受温度的影响,B正确;随着氧浓度的增加,有氧呼吸逐渐增强,无氧呼吸逐渐减弱,C错误;在E点对应的氧浓度时,细胞呼吸消耗的有机物最少,因此在该氧浓度下更有利于储藏水果和蔬菜,D正确。\n学科关键能力构建\n1.[2022江苏苏州期末考试]下列有关细胞呼吸的叙述,错误的是()A.含脂肪较多的种子萌发时耗氧多,播种时要注意适当浅播B.人体细胞内产生的二氧化碳全部来自线粒体基质C.无氧呼吸过程中,仅第一阶段能产生少量ATP和还原氢D.既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸的生物均属于兼性厌氧型生物答案1.D脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高,故在呼吸作用中,以脂肪作呼吸底物时的耗氧量会比以糖类作呼吸底物时的耗氧量大,因此播种时需要适当浅播以保证氧气含量,A正确;人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳,而有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质,因此人体细胞内产生的二氧化碳全部来自线粒体基质,B正确;无氧呼吸释放的少量能量和还原氢均来源于第一阶段,其第二阶段不释放能量,C正确;人、多数动物和植物的细胞在有氧时能进行有氧呼吸,在缺氧时能进行无氧呼吸,但不属于兼性厌氧型生物,D错误。\n2.[2021山东德州高三一模]癌细胞在氧含量正常的情况下,利用葡萄糖转变为乳酸过程中产生的ATP作为能量的主要来源。下列说法错误的是()A.癌细胞生命活动所需的能量主要来自细胞呼吸第一阶段B.适当提高氧气浓度,癌细胞会利用葡萄糖产生大量的ATPC.与正常细胞相比,癌细胞中丙酮酸的生成速率高D.与正常细胞相比,癌细胞中葡萄糖的能量利用率低答案2.B由题意“癌细胞在氧含量正常的情况下,利用葡萄糖转变为乳酸过程中产生的ATP作为能量的主要来源”可知,癌细胞生命活动的进行主要靠无氧呼吸供能,无氧呼吸只在第一阶段释放能量,因此癌细胞生命活动所需的能量主要来自细胞呼吸第一阶段,A正确;癌细胞主要进行无氧呼吸,故适当提高氧气浓度,癌细胞不会利用葡萄糖产生大量的ATP,B错误;根据题意可知,癌细胞主要通过无氧呼吸产生的ATP作为能量的主要来源,而无氧呼吸的能量产生只发生在第一阶段且产生的能量少,因此为了满足能量的需求,癌细胞中丙酮酸的生成速率高,C正确;与正常细胞相比,癌细胞主要通过无氧呼吸供能,而无氧呼吸底物葡萄糖中的能量绝大多数存留在乳酸中,故癌细胞中葡萄糖的能量利用率低,D正确。\n3.[2022河北邢台高三联考]如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是()A.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量有3条去路B.条件Y下,在线粒体中葡萄糖被彻底分解成CO2和水C.若用18O标记葡萄糖,则产物a中会检测到18OD.剧烈运动时,人体肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量答案3.A条件X为无氧,酵母菌细胞无氧呼吸时,葡萄糖中的能量去向有3条:储存在酒精中、转化为ATP中的化学能和以热能的形式散失,A正确。条件Y为有氧,细胞进行有氧呼吸时,葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸,然后丙酮酸在线粒体中被分解并产生CO2和水,B错误。产物a是水,水中的O来自氧气,故若用18O标记葡萄糖,则产物a中不会检测到18O,C错误。由于人体肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸,所以,剧烈运动时,人体肌细胞产生的CO2量仍等于O2的消耗量,D错误。\n4.[2022山东淄博高一月考]酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存,是研究细胞呼吸的常用材料。某生物兴趣小组利用含5%葡萄糖的培养液培养酵母菌并探究其无氧呼吸(如图)。下列叙述错误的是()A.甲瓶在连接乙瓶前应封口放置一段时间,以制造无氧环境B.若增加甲瓶中酵母菌的数量,则酒精最大产量保持不变C.甲瓶葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失了,只有小部分用于合成ATPD.若乙瓶溶液由蓝变绿再变黄,则表明酵母菌的无氧呼吸产物中含有CO2答案4.C甲瓶在连接乙瓶前应封口放置一段时间,以制造无氧环境,让酵母菌进行无氧呼吸,以保证检测出来的二氧化碳是无氧呼吸产生的,A正确;若增加甲瓶中酵母菌的数量,由于培养液中葡萄糖的含量不变,则酒精的最大产量保持不变,B正确;甲瓶葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中,释放出的少部分能量中大多数以热能的形式散失了,只有小部分用于合成ATP,C错误;CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,故若乙瓶溶液由蓝变绿再变黄,则表明酵母菌的无氧呼吸产物中含有CO2,D正确。\n5.[2022浙江宁波高二上期末考试]某兴趣小组做了探究酵母菌细胞呼吸方式的实验。下图为开始进行酵母菌培养后装置中葡萄糖含量、乙醇含量以及酵母菌数量随时间变化的曲线图。下列叙述错误的是()A.从T1时开始产生乙醇,说明此时装置中无氧气存在B.T2时对培养液进行取样,加入酸性重铬酸钾溶液会出现颜色变化C.在T3时酵母菌数量下降的原因可能是葡萄糖含量不足或代谢废物的积累D.可用溴麝香草酚蓝溶液检测酵母菌进行呼吸作用时是否产生了CO2答案5.AT1之前没有产生乙醇,说明酵母菌只进行有氧呼吸;从T1时开始产生乙醇,此时可能是低氧的状态,酵母菌可能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,A错误。T2时溶液中含有乙醇,加入酸性重铬酸钾溶液会出现颜色变化,B正确。酵母菌在呼吸作用过程中会消耗葡萄糖,也会产生一些代谢废物,故在T3时酵母菌数量下降的原因可能是葡萄糖含量不足或代谢废物的积累,C正确。溴麝香草酚蓝溶液可用于检测酵母菌进行呼吸作用时是否产生了CO2,CO2可使溶液的颜色由蓝变绿再变黄,D正确。\n6.某实验室使用两种方法利用酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余环境条件相同且适宜。实验过程中,实验人员每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量,记录数据并绘成坐标曲线图。下列有关叙述正确的是()A.实验结束时,甲、乙两发酵罐消耗的葡萄糖量之比为4∶3B.从甲发酵罐分析,只有完全无氧时,酵母菌才开始进行无氧呼吸C.乙发酵罐先完成酒精的发酵,说明乙发酵罐中的酵母菌细胞中与无氧呼吸有关的酶具有高效性D.该实验证明向发酵罐中通入氧气越多,酒精的产量就越高\n答案6.A实验结束时,甲发酵罐的酒精产量是18mol,故无氧呼吸消耗的葡萄糖量为9mol,另由曲线图可知甲发酵罐中发酵前有6mol氧气,即有氧呼吸消耗的氧气是6mol,则有氧呼吸消耗的葡萄糖量是1mol,故甲发酵罐内酵母菌呼吸共消耗葡萄糖10mol;乙发酵罐产生的酒精量是15mol,故无氧呼吸消耗的葡萄糖量是7.5mol,因此实验结束时,甲、乙两发酵罐消耗的葡萄糖量之比为10∶7.5=4∶3,A正确。分析题图可知,甲发酵罐从2h时开始生成酒精,即从2h时开始进行无氧呼吸,而氧气完全消耗完是在3h后,B错误。酶的高效性是与无机催化剂相比得出的,图示乙发酵罐先完成酒精的发酵,不能说明乙发酵罐中的酵母菌细胞中与无氧呼吸有关的酶具有高效性,C错误。向发酵罐中连续通入大量的氧气会抑制酵母菌的无氧呼吸,降低酒精的产量,D错误。\n7.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48小时后,贮藏在温度为1℃的冷库内,另一份则始终在1℃的冷库内贮藏。从采摘后第1d算起,每10d定时定量取样一次,测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量,计算二者的比值得到如图所示曲线。下列叙述与实验结果不一致的是()A.曲线中比值大于1时,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸B.第20d对照组蓝莓产生的酒精量高于CO2处理组C.第40d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多D.贮藏蓝莓前用高浓度CO2短时处理,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸答案7.C根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,当CO2释放量和O2吸收量的比值等于1时,表明植物只进行有氧呼吸,比值大于1表明两种呼吸方式都存在,A不符合题意;第20d对照组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,说明蓝莓进行无氧呼吸产生了酒精,而CO2处理组的比值接近1,几乎不产生酒精,B不符合题意;第40d对照组蓝莓CO2释放量和O2吸收量的比值等于2,有氧呼吸与无氧呼吸产生的CO2量相同,根据反应式计算可知,此时无氧呼吸消耗的葡萄糖多,C符合题意;贮藏蓝莓前用高浓度CO2短时处理,CO2释放量和O2吸收量的比值会相对偏小,可以判定这一处理能抑制其在贮藏时的无氧呼吸,D不符合题意。\n8.[2022黑龙江大庆实验中学高一上期末考试](不定项)科研人员通过实验探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是()A.20h之前,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体B.60h后,30℃条件下果肉细胞虽然没有消耗O2,但密闭罐中的CO2浓度也会增加C.50h后,30℃下的有氧呼吸速率比2℃和15℃下的慢,是因为温度过高使酶活性降低D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大\n答案8.AB果肉细胞内无叶绿体,20h之前,果肉细胞只通过细胞呼吸产生ATP,场所有细胞质基质、线粒体,A正确;60h后,30℃条件下果肉细胞虽然没有消耗O2,但果肉细胞无氧呼吸会产生CO2,因此密闭罐中的CO2浓度会增加,B正确;30℃条件下呼吸酶的活性较高,消耗氧气较快,导致50h后30℃条件下的密闭罐中的O2浓度减小,呼吸速率下降,C错误;实验中只探究了三种温度对呼吸速率的影响,且温度过高时,酶会变性失活,因此并非温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大,D错误。\n9.将200mL含酵母菌的培养液加入500mL的密闭容器内,该容器内酵母菌不同呼吸方式的CO2释放速率随时间变化情况如图所示,请回答下列问题:(1)图中a曲线表示的呼吸方式为。(2)密闭容器内开始产生酒精的时间是(填“6h前”“6h时”或“6h后”)。(3)8h时细胞内ATP的合成场所是,此时合成ATP所需能量(填“能”或“不能”)来自丙酮酸的分解。(4)在a、b两曲线相交时,b曲线表示的呼吸方式消耗的葡萄糖量为a曲线的倍。(5)密闭容器内,酵母菌的CO2的释放速率在6h时(填“小于”“等于”或“大于”)8h时。\n答案9.答案(1)有氧呼吸(2)6h前(3)细胞质基质　不能(4)3(5)大于解析(1)刚开始时容器内有氧气,酵母菌进行有氧呼吸,随着氧气的逐渐消耗,有氧呼吸逐渐减弱,开始出现无氧呼吸,因此曲线a表示有氧呼吸,曲线b表示无氧呼吸。(2)从图形分析,密闭容器内酵母菌在6h前开始进行无氧呼吸,即6h前酒精就开始产生。(3)8h时,有氧呼吸CO2的释放速率为0,此时酵母菌只进行无氧呼吸,细胞内合成ATP的场所是细胞质基质,此时产生的ATP来自无氧呼吸第一阶段,即葡萄糖分解为丙酮酸和[H]的过程。(4)a、b两曲线相交时,有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的速率相等,根据有氧呼吸和无氧呼吸反应式计算,此时无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍。(5)根据图形分析,6h时酵母菌有氧呼吸较强,而8h时酵母菌只进行无氧呼吸,且强度较弱,故6h时CO2释放速率大于8h时。\n10.某同学用如图装置测定密闭容器中发芽的小麦种子的呼吸方式。其中甲实验装置设计如下:密闭的锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯,杯中插入一根滤纸折叠条。瓶底放入经消毒的正在萌发的小麦种子,并放置到20℃恒温环境中培养一段时间。(1)NaOH溶液的作用是。小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是。(2)由于发芽小麦种子的呼吸作用,甲装置内的气体发生了变化,使得墨水滴向右移动,显然瓶内气体减少了,减少的气体是。(3)乙装置用来测定发芽小麦种子呼吸作用过程中的另一种气体的变化,则乙装置锥形瓶的小烧杯内应放入。(4)若小麦种子呼吸作用的底物为葡萄糖,甲装置测出的实验数据(墨水滴向右移动的距离)为X,乙装置测得的实验数据(墨水滴向左移动的距离)为Y,则装置中种子有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为。(5)为了纠正环境因素对甲装置引起的误差,必须另设丙装置进行校正。则丙装置锥形瓶中应放置,小烧杯内放置,其他处理与甲装置完全相同。\n答案10.答案(1)吸收呼吸作用产生的CO2增大吸收CO2的能力(2)O2(3)同体积的清水(4)X∶3Y(5)与甲装置等量的经消毒的死种子　与甲装置等量的NaOH溶液解析(1)小烧杯中的NaOH溶液用于吸收呼吸作用产生的CO2;在小烧杯中插入一根滤纸折叠条,可增大吸收CO2的能力。(2)甲装置中发芽小麦种子进行呼吸作用时消耗O2,并放出CO2,其中CO2被NaOH溶液吸收,使得锥形瓶中气压下降,导致墨水滴向右移动,可见减少的气体为O2。(3)乙装置用来测定小麦种子呼吸过程中另一种气体(CO2)的变化,则其与甲装置的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水。(4)由题意可知,甲装置测得的X可用来表示小麦种子有氧呼吸消耗O2的量,则小麦种子有氧呼吸消耗的葡萄糖量为X/6,乙装置测得的Y可用来表示小麦种子无氧呼吸CO2的释放量,则小麦种子无氧呼吸消耗的葡萄糖量为Y/2。则两者之比为X/6∶Y/2=X∶3Y。(5)丙装置作为对照,锥形瓶内应加入与甲装置等量的经消毒的死种子,小烧杯中溶液应与甲装置相同。\n练后反思(1)装置中有NaOH溶液,可吸收呼吸作用放出的CO2,装置中的气体变化只有O2。(2)装置中放置清水,既不吸收气体也不释放气体,有氧呼吸CO2释放量和O2消耗量相等,则容器中气体的变化就是无氧呼吸产生CO2的量。(3)为排除温度、压强的变化对液滴移动的干扰,则需要设置对照实验,把装置中的酵母菌(或种子)换成等量的死酵母菌(或死种子),其他条件不变,以保证单一变量。\n专项拓展训练2细胞呼吸方式的判断\n1.如表所示是某植物X在适宜条件下,从开始播种到长出两片真叶期间CO2释放速率和O2吸收速率相对值的变化。其中胚根长出的时间是在30h时,两片真叶在50h时开始长出。下列分析正确的是()A.植物种子含水量的快速增加发生于6~18hB.18~24h呼吸作用的产物有CO2、H2O和乳酸C.40h时,形成ATP的能量全部来自有氧呼吸D.46~52h,细胞呼吸消耗的有机物不全是糖类时间(h)026101418243036404652CO2释放速率相对值2421284256565656565962O2吸收速率相对值0012161717182142566070\n答案1.D【教你审题】　由表格数据可知,0~2h,CO2释放速率相对值大于0,但O2吸收速率相对值为0,说明只进行无氧呼吸;6~36h,CO2释放速率相对值大于O2吸收速率相对值,说明既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸;46~52h,CO2释放速率相对值小于O2吸收速率相对值,说明呼吸作用消耗的有机物除了糖类可能还有其他物质。0~2h细胞呼吸强度很弱,2~6h细胞呼吸强度迅速增加,6h时植物种子含水量已经显著提高,故含水量的快速增加应发生在此时之前,A错误;在没有O2吸收的0~2h仍有CO2释放,说明该种子细胞进行的是产物为酒精和CO2的无氧呼吸,而18~24h同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则细胞呼吸产物中没有乳酸,B错误;从46~52h细胞呼吸的O2吸收速率相对值大于CO2释放速率相对值分析,该种子萌发过程中呼吸作用消耗的有机物中存在同质量氧含量低于糖类的有机物,因此不能确定40h时形成ATP的能量是否全部来自有氧呼吸,C错误、D正确。\n2.如图是探究酵母菌呼吸方式的装置,下列叙述错误的是()A.若装置1中的液滴左移,装置2中的液滴不动,说明酵母菌只进行有氧呼吸B.若装置1中的液滴不移动,装置2中的液滴右移,说明酵母菌只进行无氧呼吸C.若装置1中的液滴左移,装置2中的液滴右移,说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D.若装置1、2中的液滴均不移动,说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸答案2.D本题难点在于通过判断液滴移动方向判断呼吸类型。装置1中有NaOH溶液,可吸收呼吸作用释放的CO2,装置中的气体变化只有氧气,若液滴左移,说明酵母菌进行了有氧呼吸。装置2中放置清水,有氧呼吸CO2释放量和O2消耗量相等,则容器中气体的变化量就是无氧呼吸释放CO2的量。若装置1、2中的液滴均不移动,则酵母菌既不进行有氧呼吸又不进行无氧呼吸,可能已死亡,D错误。\n3.[2021江苏盐城高三摸底考试]如图甲、乙、丙都表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:(1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是,如果某生物的细胞呼吸强度不能用CO2释放量表示,原因可能是。对于人体来说,安静状态时,(填细胞名称)的呼吸方式与图甲相类似。(2)图乙中B点对应的CO2释放量来自(填呼吸方式),当O2浓度达到a以后,CO2释放量不再继续增加的内因主要是。(3)图丙中O2浓度为b时,细胞呼吸CO2释放量为O2吸收量的5倍,则有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗的葡萄糖量的。图丙中EF区段CO2释放量急剧减少的原因是。(4)图丙中无氧呼吸消失点对应的O2浓度是;你认为O2应调节到浓度,更有利于蔬菜的储存。\n答案3.答案(1)无氧呼吸　该生物无氧呼吸不产生CO2成熟的红细胞(2)无氧呼吸　呼吸酶的数量有限(3)1/13O2浓度增加,无氧呼吸受抑制(4)dc解析(1)图甲中,细胞呼吸强度不受O2浓度的影响,因此只能是无氧呼吸,若某生物的细胞呼吸强度不能以CO2的释放量表示,原因可能是该生物的无氧呼吸不产生CO2。对于人体来说,安静时,成熟红细胞进行的就是不产生CO2的无氧呼吸。(2)图乙中B点对应的O2浓度为0,该点对应的CO2释放量只能来自无氧呼吸;细胞呼吸是在呼吸酶的催化下进行的,当O2浓度达到a以后,CO2释放量不再继续增加的内因主要是呼吸酶的数量有限。(3)图丙中O2浓度为b时,细胞呼吸CO2释放量为O2吸收量的5倍,根据细胞呼吸的反应式,设有氧呼吸O2吸收量为1mol,则有氧呼吸释放CO2量为1mol,无氧呼吸释放CO2量为4mol,由此计算有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为1/6mol,无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为2mol,故有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗的葡萄糖量的1/6÷(2+1/6)=1/13。图丙中EF区段CO2释放量急剧减少的原因是O2浓度增加,无氧呼吸受抑制。(4)由图可知,当O2浓度为d时,细胞呼吸的O2吸收量等于CO2释放量,即细胞只进行有氧呼吸。当CO2释放量最少时,总的呼吸强度最弱,消耗有机物最少,是储存果蔬的最佳O2浓度,即图中c。\n练后反思根据CO2释放量与O2消耗量判断(呼吸底物为葡萄糖)呼吸类型有以下几种情况:①不消耗O2,释放CO2,只进行产酒精的无氧呼吸。②无CO2释放,只进行产生乳酸的无氧呼吸。③酒精产生量等于CO2释放量,只进行产生酒精的无氧呼吸。④CO2释放量等于O2的吸收量,只进行有氧呼吸,或既进行有氧呼吸,又进行产乳酸的无氧呼吸。⑤CO2释放量大于O2的吸收量,既进行有氧呼吸,又进行产生酒精的无氧呼吸。⑥酒精产生量小于CO2释放量,既进行有氧呼吸,又进行产生酒精的无氧呼吸。再根据反应式可计算出无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖之比。\n第4节　光合作用与能量转化课时1捕获光能的色素和结构\n教材必备知识精练\n知识点1捕获光能的色素1.[2022海南高三学业水平诊断]下列有关植物细胞中光合色素的叙述,错误的是()A.植物叶片呈现绿色是由于叶绿素不能有效吸收绿光B.黄化叶片中光合色素吸收的红光会大幅减少C.在黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色,是由叶绿素合成受阻引起的D.若未加二氧化硅,则会导致提取时光合色素被破坏答案1.D提取色素时加入二氧化硅是为了使研磨充分,加入碳酸钙可保护色素,D错误。\n知识点1捕获光能的色素2.[2022江苏泰州中学高一下开学考试]下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是()A.称取菠菜叶片放入研钵中立即加入无水乙醇并迅速研磨,可增加色素的溶解量B.吸取少量滤液,沿铅笔细线连续快速画2~3次,可增加铅笔细线处的色素含量C.把画好细线的滤纸插入层析液中,并不断振荡,以加快层析液在滤纸条上的扩散D.距离滤液细线由近到远的色素带颜色依次是:黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色答案2.D菠菜叶需要去掉茎脉,剪碎,然后放入研钵中,加入无水乙醇、SiO2、CaCO3以后,迅速研磨,这样可增加色素的溶解量,A错误;为增加细线处的色素含量,应吸取少量滤液,沿铅笔细线均匀画出一道滤液细线,待滤液干燥后,再画一次,这样重复2~3次,B错误;层析液不能没及滤液细线,否则滤纸条上的色素会被层析液溶解而分离不到色素带,C错误;滤纸条从下到上依次是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,所以滤纸条上距离滤液细线由近到远的颜色依次为黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色,D正确。\n知识点1捕获光能的色素3.[2022四川宜宾高一上期末考试]高等植物的光合作用依赖光合色素。图甲是绿叶中色素的吸收光谱图,图乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述错误的是()A.图甲中的②和③分别对应图乙中的条带4和条带3B.图甲中的①主要吸收蓝紫光,不吸收红光C.图乙中的条带1在层析液中的溶解度最大D.秋天植物叶片变黄是因为叶片中的②③转化为①答案3.D分析图甲:①表示类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光,②是叶绿素b,③表示叶绿素a,②③统称为叶绿素,主要吸收红光和蓝紫光。分析图乙:条带1是胡萝卜素,条带2是叶黄素,条带3是叶绿素a,条带4是叶绿素b。由以上分析可知,图甲中的②和③分别对应图乙中的条带4和条带3,A正确;图甲中的①为类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光,不吸收红光,B正确;溶解度大的色素随层析液在滤纸上扩散得快,位于滤纸条的最上端,C正确;秋天植物叶片变黄是因为秋天叶片中的②③被分解,叶黄素和胡萝卜素成为主要成分,D错误。\n知识点2叶绿体的结构与功能4.[2022北京东城区高三上期末考试]如图为叶绿体的电镜照片,对其描述错误的是()A.①表示叶绿体膜,其内膜内陷形成嵴,增加了膜面积B.每个②由若干类囊体堆叠而成,扩展了受光面积C.吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上D.与光合作用有关的酶分布在②上和③中答案4.A分析题图可知,①是叶绿体膜,②是基粒,③是叶绿体基质。内膜内陷形成嵴是线粒体增大膜面积的方式,A错误。\n知识点2叶绿体的结构与功能5.恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上,并在水绵悬液中放入需氧细菌,观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是()A.细菌对不同的光反应不一样,细菌聚集多的地方,细菌光合作用强B.需氧细菌聚集多的地方,O2浓度高,水绵光合作用强C.需氧细菌聚集多的地方,产生的有机物多,水绵光合作用强D.需氧细菌大量消耗O2,使水绵光合作用速率大幅度加快答案5.B需氧细菌向O2浓度高的地方集结,据此可推断光合作用的放氧部位和光合强度。\n学科关键能力构建\n1.某生物兴趣小组制作彩色“叶片”书签,把滤纸片剪成如图所示形状(“叶柄”处已剪去两角)来分离从叶绿体中提取出的色素,实验完成后“叶片书签”自上而下留下4条色素带。下列叙述正确的是()A.书签上的色素带宽度不同,这些色素都能吸收可见光B.无需用铅笔在“叶柄”处画一条细直的横线,直接用叶柄蘸取滤液C.因叶绿体中色素在酒精中溶解度不同,故不同色素能在书签上扩散分离开D.若一段时间后叶绿素见光分解,则书签上只剩下3、4两条带,分别为橙黄色、黄色答案1.A叶绿体中的色素包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,这四种色素都能吸收可见光,且在叶肉细胞中的含量不同,故书签上的色素带宽度不同,A正确;通常需用铅笔在“叶柄”处画一条细直的横线,然后用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔画的横线均匀地画出滤液细线,而不能直接用叶柄蘸取滤液,B错误;色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同,酒精为提取色素的溶剂,C错误;书签上的色素带从上往下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,叶绿素见光分解后只剩下1和2条带,分别为橙黄色、黄色,D错误。\n2.[2022陕西安康高三质检]如图甲是叶绿体结构示意图,图乙是绿叶中色素分离的结果(①~④代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列相关叙述错误的是()A.②上与光合作用有关的色素对绿光吸收最少B.利用无水乙醇提取色素的原因是色素易溶于乙醇C.图乙中四种色素在层析液中的溶解度大小是A>B>C>DD.若用黄化叶片做提取色素的实验,则B和C两条色素带颜色较浅答案2.D②上与光合作用有关的色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少,A正确;色素易溶于有机溶剂,故可用无水乙醇提取色素,B正确;溶解度越高,色素在滤纸上扩散得越快,故图乙中四种色素在层析液中的溶解度大小是A>B>C>D,C正确;黄化叶片中叶绿素含量较少,故若用黄化叶片做提取色素的实验,则C和D两条色素带颜色较浅,D错误。\n3.[2022山西长治二中高一上期末考试]某班学生以新鲜菠菜叶为材料进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了如图所示的4种不同的层析结果,下列分析最不合理的是()A.甲可能是误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是研磨时未加入CaCO3答案3.C光合色素不能溶于水,甲中没有色素带,可能是误用蒸馏水作提取液和层析液,A正确;乙中各色素的量均较少,可能是因为研磨时未加入SiO2,导致研磨不充分,提取到的色素含量少,B正确;正常情况下绿叶中叶绿素含量多于类胡萝卜素,与图丙结果不符,C错误;丁中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低,且含量较少,可能是因为研磨时未加入CaCO3,导致部分叶绿素被破坏,D正确。\n4.研究发现,光照较弱时,绿色植物叶肉细胞中的叶绿体会汇集到细胞顶面(受光面),以最大限度地吸收光能,保证光合作用的高效率,这种行为称作积聚响应;而光照强度很高时,叶绿体会移动到细胞侧面,以避免强光的伤害,这种行为称为躲避响应。下列相关说法错误的是()A.叶绿体在细胞中的移动可能是借助细胞质基质的流动实现的B.在叶绿体中,捕获光能的色素位于基粒的类囊体薄膜上C.将光照强度很高的红光改成同等强度的绿光时,叶绿体一定会出现躲避响应D.光照强度达到一定程度后,光合作用速率不变可能与叶绿体的躲避响应有关答案4.C由题意可知,绿色植物叶肉细胞中的叶绿体在弱光下可出现积聚响应,在强光下可出现躲避响应,这是绿色植物对环境的一种适应。叶绿体在细胞中的移动可能是借助细胞质基质的流动实现的,A正确;在叶绿体中,捕获光能的色素存在于基粒的类囊体薄膜上,B正确;叶绿体中主要的光合色素是叶绿素,而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光的吸收极少,故将光照强度很高的红光改成同等强度的绿光时,叶绿体可能不会出现躲避响应,C错误;光照强度达到一定程度后,光合速率不再增加,可能与光照过强,叶绿体出现躲避响应有关,D正确。\n课时2光合作用的原理和应用\n教材必备知识精练\n知识点1光合作用的原理1.科学是在实验和争论中前进的,光合作用原理的探究历程就是如此。在下面几个探索光合作用原理的实验中,相关叙述错误的是()A.希尔发现离体叶绿体在适当条件下可发生水的光解,产生氧气B.鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2OC.阿尔农发现在光照下,叶绿体可合成ATP,且这一过程总是与水的光解相伴随D.卡尔文利用同位素标记法探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的答案1.B鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2,B错误。\n知识点1光合作用的原理2.[2022福建泉州高三月考]1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气。下列叙述错误的是()A.若不加入铁盐或其他氧化剂,叶绿体在上述条件下也可以持续释放氧气B.在铁盐或其他氧化剂的作用下,叶绿体的类囊体薄膜上发生了水的光解C.该实验能够证明光合作用中水的光解和糖的合成是相对独立的反应阶段D.该实验结果不能证明叶绿体所释放的氧气中的氧元素全部来源于H2O答案2.A铁盐或其他氧化剂相当于光反应中的NADP+,不加铁盐或其他氧化剂时,由于悬浮液中缺少CO2,不能进行暗反应,NADP+不能得到补充,故在题述条件下,叶绿体不能持续进行光合作用的光反应,不能持续释放氧气,A错误;在铁盐或其他氧化剂的作用下,叶绿体的类囊体薄膜上发生了水的光解,B正确;希尔的实验中没有合成糖的必需原料——CO2,但依然能进行水的光解,因此该实验能够证明光合作用中水的光解和糖的合成不是同一个化学反应,即二者是相对独立的反应阶段,C正确;由于叶绿体中含有多种含氧的化学物质,因此实验结果不能证明叶绿体所释放的氧气中的氧元素全部来源于H2O,D正确。\n知识点1光合作用的原理3.卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2,再给予不同的光照时间后,从小球藻中提取并分析放射性物质。预测实验结果是()A.光照时间越长,C3的积累越多B.光照时间越长,C5的积累越多C.光照时间越长,带有放射性的物质种类越多D.无论光照时间长短,放射性物质都会集中分布在类囊体薄膜上答案3.C当光照时间达到一定长度时,光合作用速率达到平衡,此时小球藻(叶绿体)中C3和C5的含量相对稳定,其积累量不会随光照时间的延长而一直增加,A、B错误;随着光照时间的延长,14CO2通过暗反应等过程形成不同的化合物,从而使更多的物质含有14C(放射性物质),C正确;14CO2参与的暗反应的场所是叶绿体基质,因此放射性物质会较集中地分布在叶绿体基质中,D错误。\n知识点1光合作用的原理4.光合作用过程根据是否需要光能,可以概括地分为光反应阶段和暗反应阶段。下列关于光合作用的叙述正确的是()A.暗反应不需要光照,植物在没有光照的环境中也能大量合成(CH2O)B.光合作用产生O2和ATP的场所均是叶绿体基质C.停止光照或提高CO2浓度均可在短时间内使C3含量增加D.ADP在叶绿体中的移动方向是由叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质答案4.C暗反应不需要光照,但暗反应的发生需要光反应为其提供NADPH和ATP,故在没有光照的环境中光合作用不能持续进行,更不能大量合成(CH2O),A错误。光合作用产生O2和ATP的场所均是叶绿体的类囊体薄膜,B错误。停止光照,光反应停止,NADPH和ATP不再合成,C3的还原受阻,但短时间内CO2的固定仍在正常进行,故C3含量增加;提高CO2浓度,CO2的固定加快,形成的C3分子增多,但短时间内C3的还原仍在正常进行,故C3含量增加,C正确。ADP是合成ATP的原料,而光合作用中ATP的合成是在类囊体薄膜上进行的,ATP合成后在叶绿体基质中参与暗反应过程,生成ADP和Pi,故ADP在叶绿体中的移动方向是由叶绿体基质到类囊体薄膜,D错误。\n知识点1光合作用的原理5.如图为光合作用过程示意图,相关叙述正确的是()A.结构A中发生能量转化的场所是类囊体腔B.供给14CO2,14C在化合物中的出现顺序为CO2→C3→甲C.结构B中C5转化成C3过程中消耗ATP中的化学能D.如果突然增加CO2供应,短时间内C5的含量将会增加答案5.B图中结构A是基粒,在类囊体薄膜上可发生光能转化为活跃化学能的过程,A错误;供给14CO2,14C在化合物中的出现顺序为CO2→C3→甲(糖类),B正确;结构B是叶绿体基质,C5转化成C3的过程为CO2的固定过程,不消耗ATP,C3的还原过程消耗ATP中的化学能,C错误;如果突然增加CO2供应,则有利于CO2的固定过程,消耗的C5增多,而C3还原形成C5等的过程基本不受影响,所以短时间内C5的含量将会减少,D错误。\n知识点2光合作用原理的应用6.生长旺盛的叶片,剪成相同大小的小块,抽去叶内气体,做下列处理(如图所示),这4个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是()答案6.CA中温度适宜(25℃),有光照,但水为“煮沸过的自来水”,其中二氧化碳含量少,整体光合速率低,所以叶片光合作用产生氧气的速率低,叶片上浮慢;B中在0℃的条件下酶的活性很低,在光照条件下,叶片进行光合作用产生的氧气速率低,叶片上浮慢;C中温度适宜(25℃),在光照条件下,叶片能正常进行光合作用,产生氧气的速率比A、C快,叶片最先浮起;D中没有光照,叶片不能进行光合作用,不产生氧气,叶片小块不能浮起。\n知识点2光合作用原理的应用7.下列关于植物光合作用的叙述,错误的是()A.在大棚中施用农家肥可以提高CO2的含量,从而提高作物光合作用强度B.农业上合理密植主要是为了给农作物提供更多的O2C.大棚薄膜最好用无色透明的,这样有利于植物吸收更多的光能D.夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量答案7.B农家肥可以被微生物分解产生CO2,供给植物进行光合作用,A正确;合理密植主要是为了能充分利用光能,B错误;无色透明的薄膜有利于透过更多的光,C正确;夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照能提高光合作用强度,夜晚适当降低温度能降低细胞呼吸,该措施可以提高作物产量,D正确。\n知识点2光合作用原理的应用8.自然界中少数种类的细菌能利用体外环境中某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物,这种制造有机物的方式叫作化能合成作用。下列有关说法正确的是()A.和植物一样,这些细菌能利用光能合成有机物B.能进行化能合成作用的生物属于自养生物C.硝化细菌能利用还原亚硝酸和硝酸时释放的能量合成糖类D.化能合成作用过程中只有能量释放,没有能量储存答案8.B进行化能合成作用的细菌能利用无机物氧化时所释放的化学能合成有机物,故属于自养生物,A错误、B正确;硝化细菌将CO2和H2O合成为糖类所需的能量来自将氨氧化成亚硝酸以及将亚硝酸氧化成硝酸时释放出的化学能,C错误;化能合成作用将无机物氧化时释放的能量转化为有机物中的化学能并储存起来,D错误。\n知识点2光合作用原理的应用9.[2022福建福州高一上期末考试]某兴趣小组探究CO2浓度对不同叶龄的菠菜叶光合作用的影响,结果如下表,下列分析不合理的是()注:表中*表示未见上浮。A.光合作用产生的O2填充细胞间隙,当浮力大于重力时,叶片上浮B.叶圆片开始上浮所需的时间越长,表明其光合作用强度越大C.不同叶龄菠菜叶光合作用强度的差异与光合色素含量有关D.光照强度、温度属于无关变量,对实验结果也有影响答案9.B光合作用产生的氧气可用于呼吸作用,当光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量时,释放的氧气填充在细胞间隙,使叶片浮力增加,当浮力大于重力时,叶片上浮,A正确;叶圆片开始上浮所需的时间越长,说明其光合作用产生的氧气越少,即光合作用强度越小,B错误;光合色素可吸收、转化光能,不同叶龄菠菜叶的光合色素含量不同,因此光合作用强度也存在差异,C正确;该实验的目的为探究CO2浓度对不同叶龄的菠菜叶光合作用的影响,因此自变量为CO2浓度,而光照强度、温度属于无关变量,对实验结果也有影响,应保持相同且适宜,D正确。NaHCO3浓度叶圆片开始上浮时间(min)幼叶成熟叶0**1%21152%1483%1164%105\n知识点2光合作用原理的应用10.如图表示在光合作用的最适温度下测得的某种植物某种气体吸收量或释放量的变化。已知该种植物光合作用的最适温度与呼吸作用的最适温度不同,下列说法错误的是()注:不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式,单位的表示方法相同。A.B点时,叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体B.光照强度为8时,若适当提高CO2浓度,则C点可能下移C.若该植物为阴生植物,D点以后进一步提高光照强度,曲线可能会上升D.若将温度调整为呼吸作用的最适温度,则所得曲线与该曲线相比B点左移\n知识点2光合作用原理的应用答案10.D分析坐标曲线图可知,该曲线图可代表随光照强度的变化,该植物O2的吸收量的变化情况,横轴之上代表植物吸收O2,横轴以下代表植物释放O2;该曲线图也可代表随光照强度的变化,该植物CO2的释放量的变化情况,横轴之上代表植物释放CO2,横轴以下代表植物吸收CO2。B点时,该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等,此时叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体,A正确;光照强度为8时,光照强度已不是限制该植物光合作用的主要环境因素,此时限制该植物光合作用的主要外界因素是CO2浓度,若适当提高CO2浓度,则该植物可能达到的最大光合作用强度增大,C点下移,B正确;若该植物为阴生植物,D点后进一步提高光照强度,可能会对该植物造成伤害,其能够达到的最大光合作用强度下降,曲线上升,C正确;该实验结果是在光合作用的最适温度下测得的,若调整为呼吸作用的最适温度,则呼吸作用强度增大,若要使植物的光合作用强度等于呼吸作用强度,则所需的光照强度应增强,B点右移,D错误。\n知识点2光合作用原理的应用11.科研人员研究温度对甲、乙两种植物净光合速率的影响,得到的实验结果如图。据图推测下列叙述合理的是()A.甲植物和乙植物在30℃时,光合作用生成的有机物量相等B.温度为45℃时,甲植物和乙植物体内都有有机物积累C.50℃之前,限制乙植物净光合速率的主要外界条件是CO2浓度D.若将甲、乙植物同置于凉爽地带,则受影响较大的是甲植物答案11.B甲植物和乙植物在30℃时,净光合速率相等,即光合作用积累的有机物量相等,A错误;温度为45℃时,甲植物和乙植物的净光合速率都大于0,都有有机物积累,B正确;50℃之前,限制乙植物净光合速率的主要外界条件是温度,C错误;分析题图可知,乙植物喜高温,故若将甲、乙植物同置于凉爽地带,则受影响较大的是乙植物,D错误。\n知识点2光合作用原理的应用12.(不定项)某兴趣小组测试同一种植物的甲、乙两品种幼苗(大小、生理状态等均相同)分别置于CO2浓度等均完全相同的透明密闭装置内的净光合速率的大小关系,结果如图所示。据图分析,下列结论不合理的是()A.甲、乙两品种幼苗中对低CO2浓度的适应能力较强的是甲品种B.t2时刻,乙品种幼苗叶肉细胞的光合速率等于该细胞的呼吸速率C.t2时刻,CO2浓度是限制甲、乙两品种幼苗净光合速率的因素D.t1时刻,甲品种幼苗的净光合速率大于乙品种幼苗的净光合速率答案12.AB分析题图可知,两种植物幼苗所处的装置中的CO2处于稳定状态时,乙品种所处的装置中CO2浓度更低,说明乙品种幼苗可以在较低CO2浓度下生长,相对于甲品种而言,乙品种对低CO2浓度的适应能力较强,A不合理;t2时刻,装置内CO2浓度处于稳定状态,说明此时乙品种幼苗的净光合速率为0,即植物的光合作用强度等于呼吸作用强度,但由于植物体中不是所有细胞都能进行光合作用,故乙品种幼苗叶肉细胞的光合作用速率应大于该细胞的呼吸作用速率,B不合理;t2时刻,甲、乙两品种植物的净光合速率均为0,净光合速率为0是装置中CO2浓度降低导致的,因此,t2时刻,CO2浓度是限制甲、乙两品种幼苗净光合速率的因素,C合理;t1时刻,甲品种幼苗的净光合速率大于0,乙品种幼苗的净光合速率等于0,D合理。\n学科关键能力构建\n1.[2022山东聊城高三上期中考试]卡尔文用14CO2研究暗反应中C的转移路径时,得到以下实验资料:①将光照时间逐渐缩短至几分之一秒,发现90%的放射性物质是一种C3;②经过5s光照后,检测到含有放射性的C5和葡萄糖;③在光照适宜和CO2充足的条件下,C3和C5的含量很快达到稳定状态,含有放射性的糖类不断增加;④当停止光照时,C3明显增加,C5明显下降。下列说法错误的是()A.C3是CO2被固定的第一种被测产物可从资料①得出B.C3进一步反应生成C5和葡萄糖可从资料②得出C.C3是暗反应的中间产物,糖类是终产物可从资料③得出D.无光时暗反应可以持续进行可从资料④得出答案1.D根据资料①可知,光照时间缩短至几分之一秒时,发现90%的放射性物质是一种C3,说明C3是CO2被固定的第一种被测产物,A正确;根据资料②可知,经过5s光照后,检测到含有放射性的C5和葡萄糖,且C3是CO2被固定的第一种被测产物,说明C3进一步反应生成C5和葡萄糖,B正确;根据资料③可知,C3和C5的含量很快达到稳定状态,含有放射性的糖类不断增加,说明C3是暗反应的中间产物,糖类是终产物,C正确;根据资料④可知,当停止光照时,C3明显增加,C5明显下降,说明C3转化为C5需要依赖光反应的产物,因此无光时,暗反应不可以持续进行,D错误。\n2.[2022河南商丘高一上期末考试]中国科学家宣布将CO2合成了淀粉,该研究将CO2合成淀粉的过程分为了四个大模块:分别是以CO2制备甲醇的一碳反应C1模块、由甲醇制备3-磷酸甘油醛的三碳反应C3模块、由3-磷酸甘油醛制备6-磷酸葡萄糖的六碳反应C6模块以及由6-磷酸葡萄糖制备淀粉的n碳反应Cn模块。下列说法错误的是()A.人工将CO2合成淀粉的过程模拟了植物细胞光合作用中的暗反应阶段B.由甲醇制备3-磷酸甘油醛的三碳反应C3模块相当于暗反应中CO2的固定过程C.由3-磷酸甘油醛制备6-磷酸葡萄糖的六碳反应C6模块相当于C3的还原过程D.植物体内由6-磷酸葡萄糖合成淀粉的n碳反应发生在细胞质基质中答案2.D人工将CO2合成淀粉的过程模拟了光合作用的暗反应阶段,A正确;CO2的固定过程是指CO2被C5固定形成C3,因此C3模块相当于暗反应中CO2的固定过程,B正确;C3的还原过程是指C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下生成C5和糖类等有机物,因此由3-磷酸甘油醛制备6-磷酸葡萄糖的六碳反应C6模块相当于C3的还原过程,C正确;植物体内由6-磷酸葡萄糖合成淀粉的过程发生在叶绿体基质中,D错误。\n3.[2022河南焦作高一上期末考试]某研究小组欲探究环境因素对黑藻光合作用的影响,进行了如图所示实验,下列相关叙述错误的是()A.图示装置可测定黑藻的净光合速率,NaHCO3溶液可为黑藻提供CO2B.改变NaHCO3溶液的浓度或S的大小都可以影响装置内溶解氧的含量C.若用O培养黑藻足够长的时间,则可在NaHCO3溶液中检测到C18O2D.若溶解氧传感器测得溶液中溶解氧的含量不变,则说明黑藻不进行光合作用答案3.D图示装置测定的是O2的释放速率,可代表黑藻的净光合速率,其中NaHCO3溶液可为黑藻提供CO2,A正确;改变NaHCO3溶液的浓度会改变其为植物提供的CO2的浓度,改变S的大小即改变了光照强度,二者都可以影响光合速率,从而影响装置内溶解氧的含量,B正确;若用O培养黑藻足够长的时间,在有氧呼吸第二阶段O+丙酮酸→C18O2+[H],所以可以在NaHCO3溶液中检测到C18O2,C正确;若溶解氧传感器测得溶液中溶解氧的含量不变,说明黑藻不释放O2,即净光合速率为0,黑藻的光合速率等于呼吸速率,D错误。\n4.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度,将对称叶片的一半遮光(A),另一半不遮光(B),并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下放置一段时间,在A、B中截取对应部分相等面积的叶片,烘干称重,分别记作m1和m2。下列说法正确的是()A.m1表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小B.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小C.(m2-m1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量D.该方法在未测出呼吸作用强度的条件下,能测出实际光合作用的强度答案4.Dm1和m2只能表示某时刻叶片被截取的部分的质量,A、B错误;设A、B叶片被截取的部分在实验前的干重都为x,则m2-x表示被截取的部分在光照时间内净光合积累量,x-m1表示被截取的部分在光照时间内呼吸消耗量,光合作用制造的有机物总量=净光合积累量+呼吸消耗量=m2-m1,即表示实际光合作用强度,C错误;该方法在未测出呼吸作用强度的条件下,能测出实际光合作用的强度,D正确。\n5.如图1为适宜温度下小球藻光合速率与光照强度的关系;图2表示将小球藻放在密闭容器内,在一定温度条件下容器内CO2浓度的变化情况。下列有关说法错误的是()A.图1中光照强度为8时,叶绿体产生O2的最大速率为10B.图1中光照强度为2时,小球藻细胞的O2释放净量为0C.若图2实验中有两个小时处于黑暗中,则没有光照的时间段最可能是2~4hD.图2实验过程中,4~6h的平均光照强度大于8~10h的平均光照强度\n答案5.D由题可知,图1为适宜温度下小球藻光合速率与光照强度的关系,分析图1,纵轴为O2的释放速率,代表净光合速率,即真正光合速率与呼吸速率的差值;光照强度为0时,小球藻只进行呼吸作用,此时O2的吸收速率代表呼吸速率。图2表示将小球藻放在密闭容器内,在一定温度条件下容器内CO2浓度的变化情况,此密闭容器中CO2浓度的变化取决于容器中小球藻光合作用与呼吸作用强弱的变化,当小球藻光合速率大于呼吸速率时,容器内CO2浓度下降,当小球藻光合速率小于呼吸速率时,容器内CO2浓度上升。图1光照强度为8时,净光合速率为8,呼吸速率为2,则真正光合速率最大为10,叶绿体产生O2的最大速率为10,A正确;图1中光照强度为2时,光合速率与呼吸速率相等,净光合速率为0,此时小球藻细胞的O2释放净量为0,B正确;若图2实验中有两个小时处于黑暗中,则没有光照的时间段最应该为2~4h,因为在该时间段容器内CO2浓度上升较快,即呼吸作用与光合作用强度的差值最大,C正确;图2实验是在一定温度下进行的,故整个过程中呼吸速率可认为恒定,小球藻在4~6h的光合速率与呼吸速率相等,在8~10h的光合速率与呼吸速率也相等,但8~10h容器中的CO2浓度低于4~6h的,故4~6h的平均光照强度不会大于8~10h的,D错误。\n6.[2022湖南怀化高一上期末考试]甲图是绿色植物叶肉细胞内某些生理过程的物质变化,其中a、b、c表示物质,①~⑤表示生理过程。乙图是某科研小组在黄瓜幼苗光合作用的最适温度条件下,探究环境因素对其光合作用影响时所得到的实验结果。请回答:(1)甲图中物质a是,①过程发生的场所是。物质c是,⑤过程发生的场所是。(2)光照强度直接影响光合作用的(用甲图中数字回答)阶段,若将在阳光下正常生长的绿色植物移入暗室,短时间内细胞中C3的含量。(3)乙图中a点时CO2产生的场所是,黄瓜幼苗从点之后开始进行光合作用。(4)乙图中,若植物呼吸作用的强度不变,则d点CO2的固定速率为mg·h-1。(5)据乙图分析,p点之前限制黄瓜幼苗光合作用速率的因素是。CO2浓度为600mg·L-1时,d点对应的CO2吸收量高于c点,主要的影响因素是。(6)据实验结果分析,在黄瓜幼苗培育过程中,为促进幼苗快速生长,可以采取的措施有:。\n答案6.答案(1)O2类囊体薄膜　丙酮酸　线粒体内膜(2)①升高(3)线粒体基质m(4)140(5)CO2浓度和光照强度　光照强度(6)适当增加CO2浓度(增施农家肥)、适当补充光照解析(1)分析甲图可知:a为O2,①过程为光反应,场所为叶绿体类囊体薄膜,c为丙酮酸,⑤过程为有氧呼吸第三阶段,场所为线粒体内膜。(2)光照强度直接影响光合作用的光反应(①)阶段,将在阳光下正常生长的绿色植物移入暗室后,光反应立刻停止,导致C3的还原受阻,而其来源不变,所以短时间内C3含量升高。(3)乙图中a点时该植物只进行呼吸作用(有氧呼吸),所以此时CO2产生的场所是线粒体基质;根据乙图曲线分析可知,黄瓜幼苗从m点之后开始进行光合作用。(4)乙图的纵轴表示植物净光合速率的大小,CO2的固定速率(总光合速率)=净光合速率+呼吸速率,因此d点CO2的固定速率=120+20=140(mg·h-1)。(5)根据乙图曲线分析可知:p点之前限制黄瓜幼苗光合作用速率的因素是CO2浓度和光照强度。CO2浓度为600mg·L-1时,d点对应的CO2吸收量高于c点,此时CO2已饱和,故主要的影响因素是光照强度。(6)根据实验结果可知,CO2浓度和光照强度均会影响植物的光合作用,所以为促进幼苗快速生长,可以采取的措施有适当增加CO2浓度(增施农家肥)、适当补充光照。\n7.[2022辽宁六校协作体高一下开学考试]如图甲表示在最适温度下测得的该植物光照强度与光合速率的关系;图乙表示某绿色植物的细胞代谢情况;图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中,测得的室内二氧化碳浓度与时间的关系曲线。请分析回答:(1)图甲中的a点表示,c点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有。(2)图乙所示的该植物细胞代谢情况可对应图甲中点,也可以对应图丙中点(填图中字母)。(3)若图甲曲线表示该植物在25℃时的光照强度与光合速率的关系,并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃,那么在原有条件不变的情况下,将温度提高到30℃,理论上c点将(填“左移”“右移”或“不变”)。(4)由图丙可推知,密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是点。24时与0时相比,植物体内有机物总量的变化情况是(填“增多”“不变”或“减少”)。\n答案7.答案(1)细胞呼吸释放CO2的速率(细胞呼吸强度)细胞质基质、线粒体、叶绿体(2)cf和h(3)右移(4)h减少解析(1)图甲中a点对应的光照强度为0,不进行光合作用,故表示细胞呼吸强度;c点时光合速率=呼吸速率,即此时植物既进行光合作用又进行呼吸作用,产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。(2)图乙所示叶绿体所需CO2全由线粒体提供,线粒体所需O2全由叶绿体提供,说明此时光合速率等于呼吸速率,可对应图甲中c点,也可以对应图丙中f、h点。(3)该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃,c点时光合速率等于呼吸速率,当温度由25℃提高到30℃时,呼吸作用增强,光合作用减弱,要想使光合速率等于呼吸速率,只有增大光照强度,因而c点右移。(4)由图丙分析可知,f~h段,光合速率大于呼吸速率,密闭容器中氧气浓度不断增加,而h~j段,呼吸速率大于光合速率,容器中的氧气会逐渐被消耗而减少,因此h点时,容器中氧气浓度最高;24时与0时相比,24时密闭玻璃温室中的二氧化碳浓度增加,说明经过24小时后,全天的光合作用强度小于呼吸作用强度,因此植物体内的有机物总量将减少。\n8.[2022新高考八省八校高三联考]胡杨有着极强的抗逆能力,是典型的耐干旱、耐盐碱的重要林木之一。在干旱的荒漠地区,其对于维持荒漠地区的生态平衡起着关键的作用。气孔是植物叶片与外界进行气体交换和散失水分的主要通道。气孔张开的程度即气孔导度,是影响植物光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的主要因素。为了探究胡杨叶片的气孔限制情况,某研究团队在胡杨的生长季7月测定了相关因素,实验结果如图所示。回答下列问题:(1)胡杨叶片形态多变,在叶肉细胞中能够进行频繁的气体交换,其中能够发生在叶肉细胞生物膜上的是。A.O2的产生B.CO2的产生C.O2的消耗D.CO2的消耗(2)在上午8:00~10:00,胡杨叶片气孔导度增大,但胞间CO2浓度却下降了,请从两个角度分析胞间CO2浓度下降的原因:。(3)在晴朗的中午,植物光合作用会持续减弱,主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物气孔限制作用是指气孔导度减小,使CO2吸收减少,直接影响光合作用的过程,导致光合作用速率降低;植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高,导致相关酶的活性,最终使叶片的光合作用能力减弱。研究人员发现,在此时,植物的气孔限制作用占主导地位,出现这种现象的生理意义是。\n答案8.答案(1)AC(2)一是大气CO2浓度正在逐步减少,进入胞间的CO2减少;二是叶片的净光合速率升高,使叶片胞间CO2被加剧消耗(3)暗反应　降低　在晴朗的中午,光照过强,温度过高,植物蒸腾作用过强,植物通过关闭气孔来减少水分的散失,因此气孔限制作用更大解析(1)O2是光反应过程中水的光解产生的,场所是叶绿体类囊体薄膜;CO2是细胞有氧或无氧呼吸的第二阶段产生的,场所是线粒体基质或细胞质基质;O2的消耗发生在有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜;CO2的消耗发生在光合作用的暗反应阶段,场所是叶绿体基质。故选AC。(2)在上午8:00~10:00,胡杨叶片气孔导度增大,但胞间CO2浓度却下降了,主要有两个方面的原因,一是大气CO2浓度正在逐步减少,进入胞间的CO2减少;二是叶片的净光合速率升高,使叶片胞间CO2被加剧消耗。(3)CO2是光合作用暗反应的原料,植物气孔限制作用是指气孔导度减小,使CO2吸收减少,直接影响光合作用的暗反应过程,导致光合作用速率降低;温度影响酶的活性,植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度的不断升高,导致相关酶的活性降低,最终使叶片的光合作用能力减弱。在晴朗的中午,光照过强,温度过高,植物蒸腾作用过强,植物通过关闭气孔来减少水分的散失,因此在晴朗的中午,气孔限制作用更大,植物的气孔限制作用占主导地位。\n专项拓展训练3光合作用与呼吸作用综合\n1.如图是光合作用和细胞呼吸过程中某些物质相互转化的示意图,其中C1、C2、C3、C6分别代表物质中含有的碳原子个数。下列叙述错误的是()A.①、③过程均需要消耗光反应产生的ATPB.②过程既可以发生在细胞质基质中,也可以发生在线粒体基质中C.④过程中释放的能量大部分以热能形式散失D.⑤过程产生的C2可用酸性重铬酸钾检测答案1.A题中给出的示意图代表的是某些物质在光合作用和细胞呼吸中的相互转化过程,根据题意可知,C1代表CO2,C2代表酒精(C2H5OH),C3可能代表丙酮酸、暗反应的中间产物C3,C6可能代表葡萄糖(C6H12O6),因此,图中①、③可分别代表暗反应中CO2的固定和C3的还原,其中C3的还原过程需要消耗光反应产生的ATP,CO2固定的过程不需要,A错误;②过程可代表丙酮酸→CO2,若②过程属于无氧呼吸第二阶段,则其场所为细胞质基质,若②过程属于有氧呼吸第二阶段,则其场所为线粒体基质,B正确;④过程代表细胞呼吸第一阶段,该阶段释放少量能量,且释放的能量大部分以热能的形式散失,C正确;⑤过程产生的C2代表酒精,可与(橙色的)酸性重铬酸钾反应呈灰绿色,D正确。\n2.植物真正光合速率一般用单位时间内同化CO2的微摩尔数表示。将生长状况相同的某种植物在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光照强度适宜且不变),测定CO2浓度,得到如图数据。下列分析错误的是()A.在27℃、28℃和29℃时,该植物有机物积累量相等B.图示四个温度中,29℃时光合速率与呼吸速率均最大C.用本实验的光照强度持续光照,四个温度下该植物都能生长D.30℃时该植物经本实验的光照强度光照12h再暗处理12h后,没有有机物积累\n答案2.D由题干和图示可知,暗处理1h,此过程中该植物只进行呼吸作用,CO2浓度的增加量代表呼吸作用强度;再光照1h,此过程中植物既进行光合作用,又进行呼吸作用,光照后与暗处理前CO2浓度的减少量代表光合作用固定的CO2量(1h)-呼吸作用释放的CO2量(2h)。该植物在27℃、28℃和29℃时,经暗处理1h、光照1h,CO2的减少量均为60μmol,故在27℃、28℃和29℃时该植物有机物的积累量相等,A正确。总光合速率可用“光照后与暗处理前CO2浓度的减少量+2×暗处理后CO2浓度的增加量”表示,故在29℃时光合速率最大;暗处理1h后CO2浓度的增加量可代表呼吸速率,故在29℃时呼吸速率最大,B正确。因总光合速率可用“光照后与暗处理前CO2浓度的减少量+2×暗处理后CO2浓度的增加量”表示,呼吸速率可用“暗处理后CO2的增加量”表示,且净光合速率=总光合速率-呼吸速率,因此“光照后与暗处理前CO2浓度的减少量+暗处理后CO2浓度的增加量”可表示净光合速率,四个温度下,净光合速率均大于0,故用该实验的光照强度持续光照,四个温度下该植物都能生长,C正确。30℃时,该植物总光合速率=20+2×20=60(μmol/h),呼吸速率=20μmol/h,净光合速率为40μmol/h,则经12h光照和12h黑暗后,该植物CO2的净固定量为40×12-20×12=240(μmol),即有有机物积累,D错误。\n3.测定水中生物的光合速率常用黑白瓶法。白瓶就是透光瓶,里面的生物可进行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶,里面的生物只能进行呼吸作用。如表所示是某同学利用此种方法测得某池塘水样在不同光照强度下处理24小时之后的相关数据。其中水样中最初溶解氧的含量为10mg/L,黑白瓶所处的其他环境相同。请回答下列问题:(1)真核生物发生光合作用的场所是,呼吸作用产生ATP的场所是。(2)黑白瓶测定光合速率的原理是在相同条件下培养一定时间,根据黑瓶中含氧量的变化可以得知水中生物的,根据白瓶中含氧量的变化可以确定水中生物的,然后就可以计算出水中生物的。(3)分析表格数据可知,黑瓶中生物在24h内细胞呼吸消耗的O2量为mg/L。(4)当光照强度为cklx时,白瓶中生物在24h内产生的氧气量为mg/L。光照强度至少为klx时,该水样产氧量才能维持水中生物正常生活。光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333\n答案3.答案(1)叶绿体　细胞质基质、线粒体(2)呼吸速率　净光合速率　总光合速率(3)7(4)21a解析(1)叶绿体是真核生物发生光合作用的场所,细胞质基质和线粒体是呼吸作用产生ATP的场所。(2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率。根据题意可知,在相同条件下培养一定时间,根据黑瓶中含氧量的变化可以得知水中生物的呼吸速率,根据白瓶中含氧量的变化可以确定水中生物的净光合速率,然后就可以计算出总光合速率。(3)由于黑瓶中的生物只进行呼吸作用,故24h内该瓶中细胞呼吸消耗的氧气量为10-3=7(mg/L)。(4)光照强度为cklx时,白瓶中生物在24h内产生的氧气量=24-10+7=21(mg/L)。当光照强度为aklx时,白瓶中溶氧量不变,说明此时白瓶中生物产生的氧气量刚好用于所有生物的呼吸作用消耗,即光照强度至少为aklx时,该水样产氧量才能维持水中生物正常生活。练后反思(1)植物的光合速率,一般是指植物的总光合速率,也叫真正光合速率、实际光合速率;植物的净光合速率是光合作用速率和呼吸作用速率的差值。(2)总光合速率可以用叶绿体中CO2的吸收速率、O2的释放速率、有机物的合成速率来表示。呼吸速率可以用线粒体中CO2的释放速率、O2的吸收速率、有机物的消耗速率来表示。(3)光下植物吸收CO2的速率,以及释放O2的速率,可表示净光合速率。(4)光下只能测出植物的净光合速率,黑暗中只能测出植物的呼吸作用速率。\n4.图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图,其中①~④表示相关生理过程;图2表示该植物在最适温度、不同光照强度下净光合作用速率(用CO2吸收速率表示)的变化,净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。分析图示,回答下列问题:(1)图1中过程②属于有氧呼吸的第阶段,过程③发生的场所是。(2)图2中C点时该植物总光合作用速率(填“>”“=”或“<”)呼吸作用速率。B点对应的条件下,该植物能完成图1中的生理过程有(填序号)。(3)当光照强度突然增大,在其他条件不变的情况下,叶肉细胞中C3含量短时间内会(填“增加”“不变”或“减少”)。当光照强度为C点对应的光照强度时,限制光合作用速率不再增加的环境因素主要是。\n(4)如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4h,B点对应的条件下6h,接着放置在C点对应的条件下14h,则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为mg。(5)研究小组另选甲、乙两种植物,分别从两种植物上取多片彼此相似且等量的叶片,在最适温度条件下分别测定不同光照强度下甲、乙两植物叶片的CO2吸收速率,所得数据如表所示:从表中可以看出光照强度为klx时,甲、乙两叶片中叶绿体的CO2固定速率相等。光照强度/klx0135791113CO2吸收速率(μmol·m-2·s-1)叶片甲-50.551625293030叶片乙-41.55810121212\n答案4.答案(1)一、二　叶绿体类囊体薄膜(2)>①②③④(3)减少CO2浓度(4)260(5)1解析分析图1可知,图1中①③分别表示光合作用的暗反应和光反应,②④分别表示有氧呼吸第一、二阶段和有氧呼吸第三阶段。分析图2可知,图2表示光照强度对植物净光合速率的影响,其中A点由于没有光照,所以只进行细胞呼吸,B点对应的光照强度为光的补偿点,此点表示植物的光合速率等于呼吸速率,C点对应的光照强度为光饱和点,此时净光合速率达到最大。(1)图1中过程②表示有氧呼吸第一、二阶段;过程③表示光合作用的光反应阶段,发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。(2)图2中C点对应的光照强度为植物的光饱和点,此时植物的净光合速率>0,故该植物总光合作用速率>呼吸作用速率;B点对应的光照强度为光的补偿点,此点表示光合速率等于呼吸速率,即植物可同时进行光合作用和呼吸作用,故该植物能完成图1中的生理过程有①②③④。(3)当光照强度突然增大,则光反应增强,产生的NADPH和ATP增多,在其他条件不变的情况下,C3的还原加快,而CO2的固定速率基本不变,故叶肉细胞中C3含量短时间内会减少。C点对应的光照强度为植物的光饱和点,由于是在最适温度下进行的,故限制光合作用速率不再增加的环境因素主要是CO2浓度。(4)如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4h,B点对应的条件下6h,接着放置在C点对应的条件下14h,则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为14×20-5×4=260(mg)。(5)CO2固定速率表示总光合速率,CO2吸收速率表示净光合速率,光照强度为0时的CO2吸收速率可表示呼吸速率,总光合速率=净光合速率+呼吸速率。当光照强度为1klx时,甲的总光合速率(0.5+5)等于乙的总光合速率(1.5+4)。\n(1)为保证实验结果科学有效,在用不同浓度的CdCl2溶液处理石莼的过程中,除了每组实验所用的培养器材、石莼数量和生长发育状况要相同外,还需要控制(写出两个)等主要的无关变量相同且适宜。(2)在实验设置的浓度范围内,当Cd2+浓度高于10×10-6mol/L时,石莼有机物积累速率的变化趋势是,判断依据是。(3)研究发现金属镉并不会影响光合作用相关酶的活性,试推断随Cd2+浓度增加,石莼总光合速率变化的主要原因是,由此可知,金属镉的富集可能会直接影响光合作用的阶段。(4)研究发现,植物在受到轻度有害物质的刺激时,会通过加快细胞呼吸来补偿生理上受到的损害,以适应有害物质的刺激,称为伤呼吸。据图分析,能刺激石莼发生伤呼吸的Cd2+浓度范围是。5.[2022山东日照高三上开学考试]富含重金属镉(Cd)的污水进入沿岸水域,成为当前海洋污染的重要污染物之一。为研究镉污染对水生植物生长的影响,某科研小组以石莼(一种绿色海藻)为材料,用不同浓度的CdCl2溶液处理三天后,测得石莼叶肉细胞的总光合速率(μmolO2·mgFW-1·h-1)、叶绿素含量(μg·mgFW-1)和呼吸速率(μmolO2·mgFW-1·h-1)的数据如图所示。据图分析回答:\n答案5.答案(1)温度(水温)、光照强度(2)逐渐增加　净光合速率=总光合速率-呼吸速率,当Cd2+浓度高于10×1mol/L时,细胞呼吸速率下降的量大于总光合速率下降的量,即净光合速率逐渐变大,故有机物的积累速率逐渐增加(3)Cd2+浓度的增加会使叶绿素含量降低　光反应(4)小于15×1mol/L解析(1)该实验的自变量是CdCl2溶液的浓度,因变量是石莼叶肉细胞的总光合速率、叶绿素含量和呼吸速率,实验过程中为保证实验结果的准确性,应该保持各无关变量相同且适宜,如培养温度(水温)、光照强度等。(2)根据图示,当Cd2+浓度高于10×1mol/L时,总光合速率和细胞呼吸速率都在下降,而净光合速率=总光合速率-呼吸速率,由于细胞呼吸速率下降的量大于总光合速率下降的量,因此两者差值逐渐增大,即净光合速率逐渐增大,故石莼有机物积累速率逐渐增加。(3)根据题意,金属镉不影响光合作用相关酶的活性,结合图示分析,Cd2+浓度的增加会使叶绿素含量逐渐降低,由此可知,金属镉的富集可能会直接影响光合作用的光反应阶段,从而影响光合作用。(4)根据题意可知,石莼发生伤呼吸时的呼吸作用强度应该大于无有害刺激时的呼吸作用强度,据图可知当Cd2+浓度小于15×10-6mol/L时,会刺激石莼发生伤呼吸。\n易错疑难集训\n教材易混易错集训\n易错点1有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系1.对酵母菌进行处理,获得细胞质基质和线粒体。用超声波使线粒体破碎,线粒体内膜可自然反卷成小的膜泡,原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面。下列四支试管在适宜温度下不会产生CO2的是()A.葡萄糖+细胞质基质B.丙酮酸+细胞质基质C.葡萄糖+小膜泡D.丙酮酸+线粒体基质答案1.C葡萄糖+细胞质基质,在细胞质基质中可通过无氧呼吸产生CO2;丙酮酸+细胞质基质,在无氧呼吸的第二阶段产生CO2;葡萄糖+小膜泡,无法进行无氧呼吸与有氧呼吸的第一阶段和第二阶段,因此不会产生CO2;丙酮酸+线粒体基质,在线粒体基质内进行有氧呼吸的第二阶段,将丙酮酸转化为CO2。\n易错点1有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系2.细胞内可能发生如图所示的生理过程,下列说法正确的是()A.③过程的三个阶段产生的[H]最终与氧气反应生成水B.马铃薯块茎既能进行③过程,也能进行①过程C.产生相同能量时,③过程消耗的葡萄糖的量高于①或②过程D.真核细胞内③过程的第二阶段在线粒体内膜上完成答案2.B图中③表示有氧呼吸过程,该过程中第一和第二阶段产生[H],第三阶段[H]与O2结合生成水,A错误;图中①为产生乳酸的无氧呼吸过程,马铃薯块茎既能进行有氧呼吸也能进行产生乳酸的无氧呼吸,B正确;①、②过程分别为产生乳酸和酒精的无氧呼吸过程,因无氧呼吸过程中释放的能量少,故产生相同能量时,③过程消耗的葡萄糖的量低于①或②过程,C错误;真核细胞有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行,D错误。\n易错点1有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系3.甲种子萌发时释放CO2的量大于吸入O2的量,乙种子萌发时吸入O2的量大于释放CO2的量,最可能的原因是()A.甲的呼吸底物有糖类和脂肪,乙的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸并存B.甲的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸并存,乙的呼吸底物有糖类和脂肪C.甲只进行消耗糖类的有氧呼吸,乙的呼吸消耗脂肪的量大于糖类D.甲的呼吸消耗脂肪的量大于糖类,乙的无氧呼吸强度大于有氧呼吸强度答案3.B呼吸底物如果是葡萄糖,则有氧呼吸时吸入O2的量和释放CO2的量相等,无氧呼吸则只释放CO2,不消耗O2,甲种子萌发时释放CO2的量大于吸入O2的量,说明可能既有有氧呼吸,也有无氧呼吸;乙种子萌发时吸入O2的量大于释放CO2的量,说明呼吸底物不仅仅是葡萄糖,还可能有脂肪,因脂肪中氢含量多,故呼吸消耗的氧气多。\n易错点1有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系练后反思Ⅰ.(1)在真核细胞中,细胞质基质中可进行无氧呼吸整个过程和有氧呼吸的第一阶段,线粒体中进行有氧呼吸的第二、三阶段。(2)酵母菌的无氧呼吸产生酒精和CO2,乳酸菌和动物细胞的无氧呼吸产生乳酸。Ⅱ.细胞有氧呼吸和无氧呼吸的联系(1)有氧呼吸和无氧呼吸可发生在同一细胞内。第一阶段完全相同,产生的丙酮酸要进入线粒体内继续氧化分解必需的条件是有O2存在。(2)一般,高等动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。大多数高等植物细胞、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳(马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸)。(3)有氧呼吸的各个阶段都释放能量,能量释放最多的是第三阶段。无氧呼吸第一阶段释放能量,第二阶段无能量的释放。\n知识点2光合作用中各产物的动态变化规律4.将单细胞绿藻置于适宜的温度、光照以及充足的CO2条件下培养,经一段时间后,突然停止光照,则下列叙述不会发生的是()A.光反应停止,不能形成NADPH和ATPB.短时间内暗反应仍进行,CO2与C5继续结合形成C3C.短时间内绿藻体内C3的含量会上升D.短时间内绿藻体内积累了许多C5答案4.D光照突然停止,光反应不能进行,不能形成ATP和NADPH,短时间内在CO2充足的条件下,CO2继续与C5结合形成C3,但因NADPH及ATP供应不足,C3的还原受阻,无法合成C5,故细胞内C3含量增加,C5含量减少。\n知识点2光合作用中各产物的动态变化规律5.正在进行光合作用的植物,若突然降低植物周围环境中的CO2浓度,则短时间内,有关下列生理变化的叙述,正确的是()A.叶绿体中C5/C3的值上升B.叶绿体中ATP/ADP的值下降C.叶绿体中NADPH/NADP+的值下降D.光反应速率加快答案5.A突然降低植物周围环境中的CO2浓度,则暗反应中CO2的固定受阻,短时间内C3的还原仍在正常进行,叶绿体中C3减少,而C5积累,故叶绿体中C5/C3的值上升,A正确;叶绿体中C3减少,导致C3的还原变慢,NADPH和ATP的消耗减少,ATP/ADP和NADPH/NADP+的值上升,B、C错误;NADPH和ATP的消耗减少,光反应的产物积累,进一步导致光反应速率变慢,D错误。\n知识点2光合作用中各产物的动态变化规律6.[2021江苏盐城高一下开学考试]用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上,短期内检测到叶绿体中C3的含量下降,C5的含量上升。则NaHSO3溶液的作用可能是()A.促进叶绿体中CO2的固定B.促进叶绿体中ATP的合成C.抑制叶绿体中NADPH的形成D.抑制叶绿体中有机物的输出答案6.B解答本题时注意抓住题干中所给的信息,即“短期内检测到叶绿体中C3的含量下降,C5的含量上升”,再利用暗反应的过程图解来分析判断NaHSO3溶液的作用。若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定,则CO2被C5固定形成的C3增加,即消耗的C5增加,而短时间内C3被还原的速率基本不变,故C5的含量将减少,C3的含量将增加,A不符合题意;若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成,则被还原的C3增多,消耗的C3增加,生成的C5增多,而短时间内CO2被C5固定形成C3的速率基本不变,故C3的含量将减少,C5的含量将增加,B符合题意;若NaHSO3溶液抑制叶绿体中NADPH的形成,则被还原的C3减少,生成的C5减少,而短时间内CO2被C5固定形成C3的速率基本不变,故C3的含量将增加,C5的含量将减少,C不符合题意;若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出,则会导致暗反应中C3的还原过程变慢,生成的C5减少,而短时间内CO2被C5固定形成C3的速率基本不变,故C3的含量将增加,C5的含量将减少,D不符合题意。\n知识点2光合作用中各产物的动态变化规律7.向正进行光合作用的叶绿体悬液中分别加入a、b、c、d四种物质,则下列关于叶绿体中短时间内某些物质含量的变化,说法错误的是()A.若a能抑制ATP合成,则加入a可使C3含量上升B.若b能抑制CO2的固定,则加入b可使NADPH、ATP含量上升C.若c能促进NADPH和ATP的产生,则加入c可使C5含量下降D.若d能促进(CH2O)的合成,则加入d可使NADPH、ATP含量下降答案7.C若a能抑制ATP的合成,则叶绿体中C3的还原受阻,短时间内CO2的固定仍在正常进行,C3的来源正常,去路受阻,C3含量上升,A正确;若b能抑制CO2的固定,则CO2的固定受阻,C3含量下降,导致C3的还原受阻,NADPH和ATP的消耗量减少,NADPH和ATP的含量上升,B正确;若c能促进NADPH和ATP的产生,则C3的还原增强,短时间内CO2的固定仍在正常进行,C5的来源增多,去路正常,C5含量上升,C错误;因(CH2O)是C3还原的产物,若d能促进(CH2O)的合成,则C3的还原增强,NADPH和ATP的消耗量增加,NADPH和ATP的含量下降,D正确。\n知识点2光合作用中各产物的动态变化规律名师指导光合作用中各产物的动态变化常见的考点有以下几种:(1)光照减弱或停止:光影响光反应,光照减弱或停止,则光反应产物O2、NADPH、ATP减少,进而使暗反应中2C3→(CH2O)+C5过程也减弱,而CO2+C52C3过程基本不变,所以短时间内C3增多,(CH2O)合成减少,C5减少。(2)光照增强或突然提供光照:与上述相反,光反应产物O2、NADPH、ATP增多,进而使暗反应中2C3→(CH2O)+C5过程增强,而CO2+C52C3过程基本不变,所以短时间内C3减少,(CH2O)合成增多,C5增多。(3)CO2浓度降低或停止供应:CO2浓度首先影响暗反应,CO2浓度降低或停止供应,则CO2+C5→2C3过程减弱,而2C3(CH2O)+C5过程基本不变,所以短时间内C5增多,C3减少。(4)CO2浓度升高:CO2浓度首先影响暗反应,CO2浓度升高,则CO2+C5→2C3过程增强,而2C3(CH2O)+C5过程基本不变,所以短时间内C5减少,C3增多。\n常考疑难问题突破\n疑难点　光合作用的影响因素1.[2022湖北荆州沙市中学高一上期末考试](不定项)在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要植物幼苗的生理指标如表所示。下列分析正确的是()A.光照强度小于6千勒克斯时,构树幼苗叶肉细胞光合作用需要的CO2全部来自外界B.光照强度为10千勒克斯时,影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都为光照强度C.若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯,短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会减少D.在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中,胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树\n疑难点　光合作用的影响因素答案1.CD光补偿点为光合速率等于呼吸速率时的光照强度,光饱和点为光合速率达到最大时的最小光照强度。光照强度小于6千勒克斯时,构树幼苗叶肉细胞中光合作用强度小于呼吸作用强度,所以光合作用需要的CO2可由细胞呼吸提供,A错误。光照强度为10千勒克斯时,还未达到构树的光饱和点,构树幼苗光合速率未达到最大值,影响构树幼苗光合速率的环境因素是光照强度;光照强度为10千勒克斯时,已达到刺槐的光饱和点,刺槐幼苗光合速率已达到最大值,此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素不再是光照强度,B错误。若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯,光反应增强,C3的还原加快,C3会减少,C正确。由于胡颓子和香樟的光补偿点和光饱和点均较低,在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中,胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树,D正确。\n疑难点　光合作用的影响因素2.[2022福建泉州高三月考]取某种植物生长状态一致的新鲜叶片用打孔器打出圆片,平均分成四组,分别置于相同的密闭装置内。在其他条件相同且适宜的情况下,分别置于不同温度下(T1<T2<T3<T4)。测量各装置内O2的变化量,结果如下表,下列叙述错误的是()A.在实验设定的温度范围内,呼吸作用强度随着温度的升高而升高B.在实验的四种温度下,该植物在T3温度下经光合作用制造的有机物的量最多C.光照相同时间,T4温度下装置内O2的释放量与细胞呼吸消耗的O2量相等D.若均给予14小时光照、10小时黑暗,则该植物在四种温度条件下均有有机物积累温度T1T2T3T4光照下O2的增加量(mg/h)2.76.012.512.0黑暗下O2的消耗量(mg/h)2.04.08.012.0\n疑难点　光合作用的影响因素答案2.B由表可知,在实验设定的温度范围内,随着温度的升高,黑暗下O2的消耗量逐渐增加,即呼吸作用强度随着温度的升高而升高,A正确;光照下O2的增加量可代表净光合速率,黑暗下O2的消耗量可代表呼吸速率,根据总光合速率=净光合速率+呼吸速率,可知T4温度下,植物的总光合速率最大,即经光合作用制造的有机物的量最多,B错误;在相同光照时间下,T4温度下光照下O2的增加量=黑暗下O2的消耗量,即T4温度下装置内O2的释放量与细胞呼吸消耗的O2量相等,C正确;一昼夜植物有机物的积累量可用“光照时间×净光合速率-黑暗时间×呼吸速率”表示,据此可知,T1温度下,该数值为14×2.7-10×2>0,T2温度下,该数值为14×6-10×4>0,T3温度下,该数值为14×12.5-10×8>0,T4温度下,该数值为14×12-10×12>0,因此该植物在四种温度条件下有机物的积累量均大于0,即均有有机物积累,D正确。\n疑难点　光合作用的影响因素3.某实验小组为了探究不同颜色的光对光合作用的影响,利用图1所示的装置进行实验,O2传感器能监测密闭锥形瓶内的O2浓度。实验小组分别用红光和绿光照射甲、乙两个锥形瓶,两锥形瓶中的同种绿色植物的生理状况和初始质量完全一样,保持适宜的温度,两个锥形瓶中的O2浓度变化曲线如图2所示。请回答下列问题:(1)植物叶肉细胞产生O2的具体场所是。(2)C点后,乙锥形瓶中的O2浓度不再变化的原因是。16min时,甲、乙锥形瓶中植物干重较大的是。(3)实验小组在16min后给予白光照射,发现甲瓶中的O2浓度不变,乙瓶中的O2浓度上升。则16min时限制甲锥形瓶中植物光合速率的主要环境因素是,乙瓶中O2浓度上升的原因是。(4)现有载有水绵和好氧型细菌的临时装片、红光源和绿光源,请设计实验验证植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率,简要写出实验方案和预期实验结果与结论。实验方案:。预期实验结果与结论:。\n疑难点　光合作用的影响因素答案3.答案(1)(叶绿体的)类囊体薄膜(2)此时光合速率和呼吸速率相等　甲(3)CO2浓度　植物对绿光吸收较少,而对白光中的蓝紫光和红光吸收较多,因此由绿光改为白光照射后,植物吸收光能增多,光合作用增强,O2浓度上升(合理即可)(4)将临时装片置于没有空气的黑暗环境中,分别用同等强度的红光束和绿光束照射水绵,观察好氧型细菌的分布情况　好氧型细菌更多地聚集在红光束照射的部位,证明植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率解析分析题意和题图:图1中光照下测得的密闭容器内O2浓度变化量可表示净光合速率。由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少,所以在红光下植物光合速率大于呼吸速率,容器内O2浓度增加,在绿光下植物光合作用较弱,呼吸速率大于光合速率,所以容器内O2浓度在减少。图2中曲线甲代表红光下的净光合速率变化,曲线乙代表绿光下的净光合速率变化。(1)植物叶肉细胞中O2产生于光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体类囊体薄膜上。(2)C点之前,由于光合速率小于呼吸速率,乙锥形瓶内O2量在减少,C点后,乙锥形瓶中的O2浓度不再变化,说明此时光合速率和呼吸速率相等。0~16min,甲瓶内O2浓度先增加后保持稳定,瓶内植物体内有有机物积累,而该时间段内,乙瓶内O2浓度先降低后保持稳定,瓶内植物体内有机物被消耗,故16min时甲瓶中植物干重较大。\n疑难点　光合作用的影响因素答案(3)实验小组在16min后给予白光照射,发现甲瓶中的O2浓度不变,说明在适宜温度下制约甲瓶植物光合速率的主要环境因素应是CO2浓度;而乙瓶中的O2浓度上升,原因是绿光照射时,植物对绿光吸收最少,植物光合作用较弱,释放的O2较少,改为白光照射后,植物吸收大量的蓝紫光和红光,吸收的光能增多,光合作用的强度增强,释放的O2增多,因此乙瓶中O2浓度上升。(4)现有载有水绵和好氧型细菌的临时装片、红光源和绿光源,验证植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率,可将临时装片置于没有空气的黑暗环境中,分别用同等强度的红光束和绿光束照射水绵,观察好氧型细菌的分布情况。若好氧型细菌更多地聚集在红光束照射的部位,即可证明植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率。\n章末培优专练\n综合素养创新应用\n本章的主要知识包括酶和ATP、细胞呼吸和光合作用等。要求能从物质与能量视角,探索光合作用与呼吸作用,阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。常涉及的核心素养有生命观念(分析ATP、叶绿体、线粒体等的结构与功能,建立结构与功能观;分析光合作用和细胞呼吸中的能量转化,建立物质与能量观等)、科学思维(认识酶的作用特性及影响酶作用的因素;了解ATP的结构特点和ATP与ADP相互转化的能量供应机制;阐述光合作用和呼吸作用的过程及场所;用图表等方式解释光合作用和呼吸作用在物质和能量转化中的联系等)、科学探究(探究酶的特性和影响酶活性的因素;探究酵母菌细胞呼吸的方式;分离和提取绿叶中的色素;探究影响动植物呼吸作用、光合作用的因素等)、社会责任(阐明影响光合作用的内外因素及其在生产实践中的应用;了解人工控制细胞呼吸的相关措施及在生产生活中的应用实例等)。\n1.细胞代谢中某种酶1与其底物、产物的关系如图所示,下列有关叙述错误的是()A.酶1与产物B结合后失活,说明酶的功能由其空间结构决定B.酶1的变构位点和活性位点的结构产生的直接原因在于特定的氨基酸序列C.酶1有两种底物且能与产物B结合,故酶1不具有专一性D.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A答案1.C图示显示,酶1与产物B结合后,酶1因结构的改变而失活,据此推测:酶的功能由其空间结构决定,A正确;酶1的变构位点和活性位点具有特定的结构,直接原因在于该部位特定的氨基酸序列,B正确;酶的专一性体现在一种酶只能催化一种或一类化学反应,由图示可知,酶1只催化两种底物合成产物A的反应,故酶1具有专一性,C错误;产物A在酶2的催化下转化为产物B,产物B浓度过高时与酶1结合而导致酶1的失活,从而减少产物A的生成,当产物B浓度低时,产物B脱离酶1,使酶1活性恢复,可见,酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A,D正确。素养点评本题主要考查酶的结构及其作用特性等知识,解题时要能根据图示分析酶发挥作用的结构变化,这体现了结构与功能观,渗透了生命观念素养;同时,还要能根据所学知识,理解酶的作用特性,渗透了归纳总结等科学思维素养。\n2.[2022江苏海安高三上学业质量监测](不定项)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图所示,下列相关叙述正确的是()A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力\n答案2.ABD分析题图可知,图示为发生在线粒体内膜上的过程,表示有氧呼吸的第三阶段,该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段,A正确;在电子传递链中,有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气,生成水,B正确;据图可知,电子传递过程中逐级释放的能量推动H+从线粒体基质跨过线粒体内膜到达另一侧,C错误;电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,该浓度差产生的电化学势能为ATP的合成提供了驱动力,D正确。素养点评本题以线粒体内膜上的电子传递链为素材,考查细胞呼吸的相关机制,解题时要能根据题图,分析细胞呼吸过程中电子的传递过程,体现综合性和创新性,渗透了生命观念、科学思维素养。\n3.[2022广东惠州高三调研]经研究发现,原本生活在干旱地区的多肉植物,其CO2固定过程非常特殊,被称为景天酸代谢途径。这类植物光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用过程中起到重要作用。相关过程如图所示。据图分析,下列说法错误的是()A.进行景天酸代谢的植物白天进行光反应,积累ATP和NADPH,晚上进行暗反应合成有机物B.图示的代谢方式可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水,从而使该类植物适应干旱环境C.与常见的C3代谢途径植物相比,夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物D.在原生地环境中,多肉植物液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化\n答案3.A分析题图可知,进行景天酸代谢途径的植物,夜晚气孔打开,吸收CO2用于合成苹果酸,苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,同时进行光反应和暗反应,在光照条件下,光反应生成ATP和NADPH用于暗反应,且暗反应所需的CO2来源于苹果酸分解和细胞呼吸;由于白天气孔关闭,可有效避免植物蒸腾过度导致脱水,因此进行景天酸代谢途径的植物更适应干旱环境,A错误,B正确。由于景天酸代谢途径植物晚上气孔张开,不断吸收CO2用于合成苹果酸,减少了空气中的CO2,因此,与常见的C3代谢途径植物相比,夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物,C正确。多肉植物在晚上吸收CO2生成苹果酸进入液泡中(液泡中的pH降低),白天苹果酸分解产生CO2用于暗反应(液泡中的pH升高),因此多肉植物的液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化,D正确。素养点评本题以多肉植物的景天酸代谢途径为情境,考查多肉植物在干旱环境中的光合作用过程,解题时需注意根据题图理解苹果酸在景天酸代谢途径中的作用,并据此了解多肉植物对干旱环境的适应性,体现了综合性和应用性,渗透了生命观念、科学思维素养。\n4.[2022福建福州高三上期末考试]1894年,科学家提出了“锁钥”学说,认为酶具有与底物相结合的互补结构;1958年,又有科学家提出“诱导契合”学说,认为在与底物结合之前,酶的空间结构不完全与底物互补,在底物的作用下,可诱导酶出现与底物相结合的互补空间结构,继而完成酶促反应。为验证上述两种学说,科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(S酶)进行研究。该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU,且与两者结合的催化中心位置相同。科研人员进行了4组实验,绘制出反应曲线,如图所示。注:SCTH表示催化CTH反应后的S酶,SCU表示催化CU反应后的S酶。(1)酶活性易受和等条件的影响,实验中应维持适宜的反应环境。(2)“诱导契合”学说在“锁钥”学说的基础上提出:酶与底物结合时,会发生相应改变。(3)为更直观的呈现实验过程和结果,科研人员用字母和箭头表示反应简式(P表示反应产物),则实验①可以表示为:S酶+CTH→SCTH+P。请参照实验①的写法,写出实验③的反应简式:。(4)根据上述学说内容,对比①和②两组实验结果,出现该结果的原因可能是,该结果支持学说。(5)为进一步探究实验④SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性,还是出现空间结构的固化,请设计一个补充实验,写出实验思路。。\n答案4.答案(1)温度pH(2)(酶的)空间结构(3)SCU+CTH→SCU+P(或SCU+CTH→SCTH+P)(4)S酶的空间结构可以在不同底物的诱导下发生相应改变,以适应与不同底物的结合　诱导契合(5)用SCTH和CTH进行反应(加入CTH),检测反应产物的生成量解析(1)酶活性易受温度和pH等条件的影响,温度过高或过低,pH过大或过小都会影响酶的活性。(2)“诱导契合”学说认为,在与底物结合之前,酶的空间结构不完全与底物互补,在底物的作用下,可诱导酶出现与底物相结合的互补空间结构,继而完成酶促反应,即酶与底物结合时,酶的空间结构会发生相应改变。(3)由图可知,实验③是SCU和CTH反应,SCU能催化CTH,所以反应式是SCU+CTH→SCTH+P,酶在反应中不消耗,所以也可以写成SCU+CTH→SCU+P。(4)由①②组实验可知,S酶既可以催化CTH发生反应也可以催化CU发生反应,说明S酶的空间结构可以在不同底物的诱导下发生相应改变,以适应与不同底物的结合,该结果支持“诱导契合”学说。(5)反应④SCTH不能催化CU水解,原因可能是SCTH失去活性,或者出现空间结构的固化。用SCTH和CTH进行反应(加入CTH),检测反应产物的生成量,如果SCTH能催化CTH水解,那么酶没有失活,即SCTH出现空间结构的固化,如果SCTH不能催化CTH水解,则SCTH失活。素养点评本题以酶的“诱导契合”学说为情境,考查酶的相关知识。解题的关键是准确获取题干信息,理解“诱导契合”学说的机制,体现了基础性、综合性和创新性,渗透了生命观念、科学思维、科学探究素养。\n5.温室效应是全球环境变化研究的热点问题之一。有专家据现有资料预测,大气中CO2浓度到下世纪中后期将是现在的两倍。研究人员对玉米和大豆所处环境的CO2浓度分别进行如下控制:甲组为大气CO2浓度(375μmol·mol-1)、乙组模拟倍增的CO2浓度(750μmol·mol-1)、丙组是倍增后恢复到大气CO2浓度(先在倍增CO2浓度下生活60天,再转入大气CO2浓度下生活),两种作物的三种处理均设置重复组,测得实验结果如下表。请分析回答:注:水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率。(1)实验中设置重复组的目的是。(2)植物叶肉细胞中能够消耗水并伴随ATP生成的部位是(填细胞结构)。项目甲组乙组丙组玉米大豆玉米大豆玉米大豆净光合速率(μmol·m-2·s-1)29.8821.2430.9533.7925.3318.24蒸腾速率(mmol·m-2·s-1)3.186.011.695.903.186.01水分利用效率(mmol·mol-1)9.403.5318.315.737.973.03\n(3)CO2浓度倍增条件下,玉米和大豆的净光合速率均升高,可能的原因是。若CO2浓度倍增时,光合速率并未倍增,此时限制光合速率增加的内因可能是(写出两点即可)。(4)净光合速率提高和蒸腾速率降低均会使水分利用效率升高,根据表中甲、乙两组数据分析,玉米和大豆对水分的利用效率升高的主要原因分别是、。(5)有人认为:化石燃料的使用能增加大气CO2浓度,有利于提高农作物的光合速率,对农业增产有利,因此没有必要限制化石燃料的使用。请你对此观点作出简要评述。\n答案5.答案(1)减少实验误差,使实验结果更准确(2)叶绿体、线粒体(3)CO2浓度升高使暗反应中CO2的固定增强,C3的还原增强,提高了光合作用速率NADPH和ATP的供应限制;固定CO2的酶活性不够高;C5的再生速率不足;有机物在叶绿体中积累较多等(写出两点即可)(4)降低了蒸腾速率　提高了净光合速率(5)此观点不合理。首先,不能只从光合作用效率提高的角度来看待温室效应,大气CO2浓度升高后造成温室效应,会导致大气温度升高,从而引发冰川融化、海平面上升等环境问题。其次,影响光合作用的因素不只是CO2浓度,还有光照强度、温度、水分和酶活性等其他因素。大气CO2浓度升高及温度升高,可能使某些酶的含量和活性降低;高温会引起蒸腾作用增强从而影响水分利用效率,还会引起细胞呼吸增强而消耗更多的有机物。因此温室效应不一定能提高作物的产量。(合理即可)解析(1)实验中应遵循平行重复原则,设置重复组的目的是减少实验误差,使实验结果更准确。(2)叶绿体类囊体薄膜上进行的光反应包括水的光解和ATP合成等过程;线粒体基质中进行的有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水反应生成CO2和[H],同时合成ATP。(3)解“原因类”试题的方法之一是“析因果,建联系”,在本题中,“因”是CO2浓度倍增,而“果”是净光合速率升高,在“因”和“果”之间建立联系,即CO2浓度倍增→CO2固定增强→暗反应增强→光合速率增强。限制光合速率的因素包括内因和外因两个方面,本题要求的内因可以从NADPH和ATP的供应、光合作用相关酶的含量或活性、C3和C5的转化,以及光合作用的产物积累等角度进行分析。\n答案(4)根据题干信息“水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率”可知,玉米和大豆对水分利用效率的变化,可以从净光合速率和蒸腾速率两个角度进行分析,不难发现,在甲、乙两组数据中,对于玉米而言,乙组的净光合速率与甲组相近,而蒸腾速率低于甲组,说明玉米主要通过降低蒸腾速率来提高水分利用效率;对于大豆而言,乙组的净光合速率高于甲组,而蒸腾速率与甲组相近,说明大豆主要通过提高净光合速率来提高水分利用效率。素养点评本题从温室效应出发,考查CO2浓度变化对植物光合作用的影响。解题时要能结合所学知识,从题中实验结果分析出相关结论,渗透了演绎推理等科学思维素养;同时,让学生在做题过程中了解温室效应对生态环境的影响,引导学生关注生态问题,渗透了社会责任素养。\n高考真题同步挑战\n1.[2021海南生物·11,3分]某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是()A.该酶可耐受一定的高温B.在t1时,该酶的催化反应速率随温度升高而增大C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同答案1.D据图可知,该酶在70℃条件下仍具有一定的活性,故该酶可以耐受一定的高温,A正确;据图可知,在t1时,该酶在70℃时的催化反应速率>60℃时的催化反应速率>50℃时的催化反应速率>40℃时的催化反应速率,即在t1时,该酶的催化反应速率随温度升高而增大,B正确;由题图可知,在不同温度下,该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同,C正确;相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率可能相同,如达到最大反应速率后,继续增加反应时间,该酶的催化反应速率不发生改变,D错误。\n2.[2021湖南生物·5,2分]某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是()A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响答案2.B某些蛋白质在特定氨基酸位点发生磷酸化后可作为信号分子参与细胞信号传递,去磷酸化后蛋白质又可以重新恢复,该过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点,A项正确;磷酸化和去磷酸化发生在特定氨基酸位点上,该位点的氨基酸一旦缺失,将会影响细胞信号传递,B项错误;由图可知,蛋白质在发生磷酸化的过程中有ATP的参与,C项正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应都是由酶催化的,酶活性受温度的影响,D项正确。\n3.[2020全国卷Ⅰ理综·2,6分]种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是()A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多答案3.D在反应底物是葡萄糖的情况下,细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2,其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等,有氧呼吸不产生乙醇,因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等,说明细胞只进行无氧呼吸,A项正确;根据有氧呼吸反应式,在反应底物是葡萄糖的情况下,若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,B项正确;根据无氧呼吸反应式,在反应底物是葡萄糖的情况下,若细胞无氧呼吸产物是乳酸,则不需要消耗O2也不产生CO2,C项正确;有氧呼吸中,吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,而无氧呼吸不消耗O2,但可能产生CO2,若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等,D项错误。\n4.[2021湖南生物·7,2分]绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度答案4.A绿色植物在光下可进行光合作用,弱光条件下植物没有O2的释放,此时光合作用强度可能小于或等于呼吸作用强度,A项错误;在光合作用的暗反应阶段,CO2首先和C5结合形成C3,C3在NADPH和ATP的作用下被还原,B项正确;植物开花期光合作用的产物优先供应生殖器官的生长,若剪掉部分花穗,光合产物输出受阻,叶片的光合速率会暂时下降,C项正确;合理密植可为农作物提供充足的光照和CO2,增施的有机肥被微生物分解后可为农作物提供CO2和无机盐,二者均能提高农作物的光合作用强度,D项正确。\n5.[2021北京生物·3,2分]将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后,测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率,结果如图。由图不能得出的结论是()A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能D.HT植株表现出对高温环境的适应性答案5.B由图可知,CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致,A正确。CO2吸收速率代表净光合速率,而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等,但呼吸速率未知,故35℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较,B错误。由图可知,50℃时HT植株的净光合速率大于0,说明能积累有机物,而CT植株的净光合速率小于0,说明不能积累有机物,C正确。由图可知,在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零,能积累有机物,进行生长发育,体现了HT植株对高温环境的适应性,D正确。\n6.[2021湖北生物·21,13分]使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,乙物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,现提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。(1)实验设计思路取支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加入等量,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。(2)实验预期结果与结论若出现结果①:。结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。若出现结果②:。结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。\n若出现结果③:。结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。若出现结果④:。结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。答案6.答案(除标明外,每空2分)(1)3蒸馏水、甲物质溶液、乙物质溶液(3分)(2)①首次测定时,蒸馏水组酶A活性显著高于甲、乙物质溶液组;再次测定时,三组酶A活性基本无差异②两次测定都是蒸馏水组酶A活性显著高于甲、乙物质溶液组③首次测定时,蒸馏水组酶A活性显著高于甲、乙物质溶液组;再次测定时,蒸馏水组与甲物质溶液组酶A活性无差异且高于乙物质溶液组④首次测定时,蒸馏水组酶A活性显著高于甲、乙物质溶液组;再次测定时,蒸馏水组与乙物质溶液组酶A活性无差异且高于甲物质溶液组解析根据题意可知,酶的可逆抑制剂与酶可逆结合,酶的活性能恢复,酶的不可逆抑制剂与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复。已知甲、乙两种物质对酶A的活性有抑制作用,欲探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,则自变量应该为加入的物质类型,且需要设置空白对照(蒸馏水组),以排除其他因素的干扰。\n7.[2021山东生物·21,8分]光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示,SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。(1)光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的中。正常进行光合作用的水稻,突然停止光照,叶片CO2释放量先增加后降低,CO2释放量增加的原因是。(2)与未喷施SoBS溶液相比,喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度(填“高”或“低”),据表分析,原因是。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物,农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度,据表分析,应在mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。SoBS浓度(mg/L)0100200300400500600光合作用强度(CO2μmol·m-2·s-1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸强度(CO2μmol·m-2·s-1)6.46.25.85.55.24.84.3\n答案7.答案(1)基质(1分)光照停止,产生的ATP、NADPH减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多(2分)(2)低(1分)喷施SoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸(及呼吸作用)释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加、释放量减少。此时,在更低的光照强度下,两者即可相等(2分)(3)100~300(2分)解析(1)由题意“光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5”可知,光呼吸中C5与O2结合发生的场所和光合作用中C5与CO2结合发生的场所相同,都发生在叶绿体的基质中。正常进行光合作用的水稻,突然停止光照,则光反应产生的ATP、NADPH减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多。(2)据表分析,与未喷施SoBS溶液相比,喷施100mg/LSoBS溶液后,水稻叶片光合作用固定的CO2增加,光呼吸(及呼吸作用)释放的CO2却减少,即叶片的CO2吸收量增加、释放量减少。此时,在更低的光照强度下,两者即可相等。(3)结合题中信息可知,表中光合作用强度用固定的CO2量表示,即代表的是总光合作用强度。因此,本题可用表格中光合作用强度和光呼吸强度的差值代表净光合作用强度的大小,而净光合作用强度越大,越有利于作物增产。根据表格分析可知,当SoBS溶液浓度在100mg/L和300mg/L之间时,光合作用强度和光呼吸强度的差值较大,且大于未喷施SoBS溶液的,说明利于作物增产的最适SoBS浓度在100~300mg/L之间。\n8.[2021湖南生物·18,12分]图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:(1)图b表示图a中的结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会(填“加快”或“减慢”)。(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。\n注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。据此分析:①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是。②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下,更有利于,从而提高光反应速率。③以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释:。\n答案8.答案(除标明外,每空1分)(1)类囊体膜NADPH(或还原型辅酶Ⅱ)(2分)减慢(2)①FecyFecy是亲水性物质(电子受体),叶绿体A双层膜结构完整,Fecy不容易进入叶绿体参与光反应;叶绿体B双层膜局部受损,进入叶绿体的Fecy数量增多,从而明显提高了光反应速率。而DCIP为亲脂性物质,叶绿体双层膜是否完整对其进入叶绿体的影响无明显差异,光反应速率无明显变化(2分)②类囊体膜上光合色素吸收光能、光能转化为电能和电子传递(2分)③ATP合成需要类囊体膜结构完整,以便水光解的电子传递和H+跨膜运输,形成跨膜H+动力势(或浓度差,或电化学势);结构破坏程度越高,跨膜H+动力势(或浓度差,或电化学势)越低,ATP合成越少(产生效率越低)(3分)解析(1)光反应发生在叶绿体的类囊体膜上,即图b表示图a中的类囊体膜。光反应过程中,色素吸收的光能最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中的电子去路受阻,电子传递速率会减慢。(2)①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果,实验一中叶绿体B双层膜局部受损时,以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜结构完整时,实验二中叶绿体B双层膜局部受损时,以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜结构完整时无明显差异,说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下,更有利于类囊体膜上的色素吸收光能、光能转化为电能和电子传递,从而提高光反应速率。③根据实验结果,再结合图b分析可知,ATP合成需要类囊体膜结构完整,以便水光解的电子传递和H+的跨膜运输,形成跨膜H+动力势;结构破坏程度越高,跨膜H+动力势越低,ATP合成越少。\n全章综合检测\n一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列关于酶的叙述,正确的是()A.过氧化氢酶适于在较低温度和适宜的pH条件下进行保存B.酶比无机催化剂催化效率高的原因是酶可与底物特异性结合C.具有专一性的胃蛋白酶不能催化食物中多种蛋白质的水解D.一种酶在不同pH条件下催化同一种化学反应的最适温度不同答案1.A高温、过酸、过碱容易使酶失活,所以过氧化氢酶应在低温和适宜的pH条件下进行保存,A正确;酶比无机催化剂催化效率高的原因是酶降低活化能的作用更显著,B错误;胃蛋白酶具有专一性,它能催化食物中多种蛋白质的水解,而不催化其他反应,如多糖的水解,C错误;一种酶在不同pH条件下催化同一种化学反应的最适温度相同,D错误。\n2.为了研究温度对某种酶活性的影响,设置甲、乙、丙三个实验组,各组温度条件不同,其他条件相同且适宜,测定各组在不同反应时间内的产物浓度,结果如图。以下分析正确的是()A.在t时刻之后,甲组曲线不再上升,是由于受到酶数量的限制B.在t时刻降低丙组温度,将使丙组酶的活性提高,曲线上升C.若甲组温度小于乙组温度,则该酶的最适温度不可能大于乙组温度D.若甲组温度大于乙组温度,则该酶的最适温度不可能大于甲组温度答案2.C在t时刻后,甲组曲线不再上升,是由于底物被彻底分解,A错误;丙组温度过高,在t时刻酶已失活,降低温度,酶的活性不能提高,B错误;若甲组温度小于乙组温度,图中曲线说明乙组已超过最适温度,故该酶的最适温度不可能大于乙组温度,C正确;若甲组温度大于乙组温度,该酶的最适温度可能大于甲组温度,也可能小于或等于甲组温度,D错误。\n3.20世纪60年代,医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。如图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列说法错误的是()A.应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值再将相应的淀粉酶溶液和淀粉溶液混合B.pH为13的实验组调到pH为7后淀粉含量基本不变C.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同D.根据上述实验结果无法推出淀粉酶的最适pH为7答案3.C实验的自变量是不同pH,即每个实验组的pH应保持相对稳定,因此,每个实验组的淀粉溶液和淀粉酶溶液在混合之前,应保持pH一致,A正确;由题中柱形图可知,当pH=13时,淀粉剩余量为100%,说明在pH=13的条件下淀粉酶已经永久失活,所以把pH为13的实验组调到pH为7后,其淀粉的含量基本不变,B正确;虽然pH为3和9的两支试管中,1h后淀粉剩余量相同,但pH为3的试管中,参与淀粉水解过程的除了淀粉酶之外,还有“酸”,因此,pH为3的试管中淀粉酶的活性低于pH为9的试管中淀粉酶的活性,C错误;分析题图可知,pH为7时淀粉剩余最少,淀粉酶活性较高,但不一定是最适pH,D正确。\n4.[2022湖北荆州沙市中学高一上期末考试]研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是()A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成了ATPB.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内答案4.B根据题意,该实验只能说明被32P标记的磷酸中的磷可以进入ATP,不能说明细胞内全部ADP都转化成了ATP,A错误;据题干“结果发现……几乎一致”,可推出32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等,B正确、C错误;ATP与ADP相互转化主要发生在细胞质中,D错误。\n5.如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是()A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATPD.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2答案5.D题图中①②过程为无氧呼吸,①④③过程为有氧呼吸,a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精,D正确;催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中,A错误;无氧呼吸的第一阶段也产生[H],B错误;①②过程表示无氧呼吸,其中e为酒精,C错误。\n6.[2022广东惠州高三调研]在2021年东京奥运会男子100米半决赛中,苏炳添以半决赛第一的成绩闯入决赛并打破亚洲纪录,成为中国首位闯入奥运会男子100米决赛的运动员。下列叙述正确的是()A.在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉的能量供应直接来自葡萄糖B.运动员在参加短跑比赛时细胞内ATP的含量远高于参加长跑比赛时细胞内ATP的含量C.不同运动状态下肌肉细胞呼吸方式不同,说明同一种酶可以催化不同反应D.在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉细胞中CO2的产生场所只有线粒体基质答案6.DATP为直接能源物质,因此在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉的能量供应直接来自ATP,A错误;细胞内ATP含量相对稳定,运动员在参加短跑比赛时细胞内ATP的含量不会远高于参加长跑比赛时细胞内ATP的含量,B错误;酶具有专一性,同一种酶只能催化同一种或者同一类反应,C错误;人肌肉细胞的无氧呼吸不会产生CO2,所以在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉细胞中CO2的产生场所只有线粒体基质,D正确。\n7.如图表示某植物种子在萌发过程中不同阶段CO2释放速率的变化曲线。下列叙述错误的是()A.第Ⅰ阶段,种子吸水后代谢增强,细胞呼吸释放的CO2增多B.第Ⅱ阶段,种子细胞呼吸释放的CO2主要来自线粒体基质C.第Ⅲ阶段,种子细胞呼吸增强的原因可能是种皮破裂,有氧呼吸强度逐渐增强D.第Ⅳ阶段,种子细胞呼吸减弱的原因可能是细胞呼吸缺乏底物答案7.B第Ⅰ阶段,种子吸水后代谢增强,细胞呼吸释放的CO2增多,A正确;第Ⅱ阶段,种子细胞主要进行无氧呼吸,释放的CO2主要来自细胞质基质,B错误;第Ⅲ阶段,种子细胞呼吸增强的原因可能是种皮破裂,有氧呼吸强度逐渐增强,C正确;第Ⅳ阶段,种子细胞呼吸减弱的原因可能是细胞呼吸缺乏底物,D正确。\n8.[2022山东潍坊五县市高三联考]某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下,通过控制氧气浓度的变化,得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线,实验结果如图所示,t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验,实验装置和条件不变,得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是()A.t1时刻,氧气浓度较高,酵母菌细胞中只有线粒体可以产生CO2B.如果改变温度条件,t1会左移或右移,但是S1和S2的值始终相等C.若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1,则0~t1时间段酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为2∶1D.若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合,则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等\n答案8.Dt1时刻,酒精产生速率为0,Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,说明酵母菌只进行有氧呼吸,无氧呼吸消失,酵母菌细胞中只有线粒体可以产生CO2,A正确;如果改变温度条件,酶的活性会升高或降低,t1会左移或右移,0~t1时间段产生的CO2总量=S1+S2+S3+S4,无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同,即无氧呼吸产生的CO2量=S2+S3,有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量,即有氧呼吸产生的CO2量=S2+S4,0~t1时间段产生的CO2总量=无氧呼吸产生的CO2量+有氧呼吸产生的CO2量,即S1+S2+S3+S4=S2+S3+S2+S4,S1和S2的值始终相等,B正确;由上述分析可知,S1=S2,若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1,则S4∶S2=8∶1,有氧呼吸产生的CO2量=S2+S4=9S2,无氧呼吸产生的CO2量=S2+S3=1.5S2,有氧呼吸产生的CO2量∶无氧呼吸产生的CO2量=6∶1,有氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生6molCO2,无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2molCO2,因此0~t1时间段酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为2∶1,C正确;乳酸菌进行无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸,酵母菌无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精,若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ完全重合,说明0~t1时间段酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等,但酵母菌同时进行有氧呼吸,故0~t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌,D错误。\n9.[2022福建福州八县市高三上期中联考]迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标,可用于色素的鉴定。以新鲜菠菜绿叶为材料进行色素的提取和分离实验,得到表中结果。下列相关叙述,错误的是()注:迁移率=色素移动距离/层析液移动距离。A.可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠代替无水乙醇B.新鲜菠菜绿叶的色素提取液呈绿色主要是由于存在色素3、4C.4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素1、2、3、4D.迁移率为0.95和0.53的色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光答案9.D绿叶中色素的提取和分离实验中,如果没有无水乙醇,可以用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替,A正确;色素提取液呈绿色主要是由于含有叶绿素a和叶绿素b,两者在层析液中的溶解度较低,扩散距离较近,可对应表中的3、4,B正确;各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同,溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢,则4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素1、2、3、4,C正确;迁移率为0.95和0.53的色素分别对应胡萝卜素和叶黄素,两者主要吸收可见光中的蓝紫光,D错误。层析液色素1色素2色素3色素4移动距离/cm8.007.604.241.600.80迁移率—0.950.530.200.10\n10.如图所示为甘蔗某一叶肉细胞内的一系列反应过程,下列有关说法正确的是()A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光B.过程②发生在叶绿体基质中,过程④释放的能量可用于叶肉细胞的主动运输C.过程①产生CO2,过程②消耗CO2,过程③既产生CO2、也消耗CO2D.若过程①②的速率大于过程③的速率,则甘蔗的干重就会增加答案10.B过程①、②分别表示光反应和暗反应,过程③表示细胞呼吸,过程④表示ATP的利用。叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A错误。光合作用只消耗CO2,呼吸作用只产生CO2,C错误。仅某一个叶肉细胞中光合作用速率大于呼吸作用速率,整个甘蔗的干重不一定会增加,D错误。\n11.如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5浓度的变化趋势,该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是()A.图中物质甲转变成乙一定需要消耗光反应提供的ATPB.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件一定是降低了光照强度C.Ⅱ阶段甲上升一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累D.若改变的环境条件是降低CO2浓度,则Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段的低答案11.D光合作用过程中,若降低光照强度,ATP与NADPH生成量减少,C3还原受阻,短时间内C3的合成量不变,最终导致C3含量上升,C5的含量下降,此时甲是C3,乙是C5;若降低CO2浓度,CO2的固定量减少,C3的合成量减少,去路暂时不变,导致C3含量下降,C5含量上升,此时甲是C5,乙是C3。若甲是C3,乙是C5,甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP和NADPH;若甲是C5,乙是C3,甲转变成乙需要消耗CO2,A错误。Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度或降低CO2浓度,B错误。根据分析,Ⅱ阶段甲上升不一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累,C错误。低CO2浓度下的光饱和点也低,D正确。\n12.[2021河南南阳高二下期末考试]某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图分析,下列叙述错误的是()A.CO2浓度大于c时,限制曲线B和C净光合速率增大的主要环境因素是光强B.当CO2浓度为a时,高光强下该植物产生的氧气会进入线粒体及释放到大气中C.据图可推测,与高光强相比,低光强能增强该植物对低CO2浓度环境的适应D.据图推测,可通过适当增大CO2浓度和光强来提高温室中该种植物的产量答案12.C分析坐标曲线可知,CO2浓度大于c时,曲线B和C的净光合速率不会随着CO2浓度的升高而增大,即CO2浓度已不再是限制曲线B和C净光合速率增大的主要环境因素,此时限制曲线B和C净光合速率增大的主要环境因素是光强,A正确;当CO2浓度为a时,高光强下该植物净光合速率为0,即光合速率等于呼吸速率,该植物与外界环境的氧气交换净量为0,但由于该植物和外界之间时刻有O2的进出,所以产生的O2会进入线粒体用于有氧呼吸及释放至大气中,B正确;由图可知,高光强下该植物的CO2补偿点更低,故高光强比低光强更能够增强该植物对低CO2环境的适应,C错误;据图可知,可通过适当增大CO2浓度和光强来提高温室中该种植物的产量,D正确。\n13.三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是()A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度答案13.D与11:00时相比,13:00时胞间CO2浓度较低,叶绿体中合成C3的速率相对较低,A错误;14:00后,叶片的净光合速率下降,但净光合速率仍然大于0,植株还在积累有机物,故植物积累有机物的量还在增加,B错误;17:00后胞间CO2浓度快速上升,是由于光照减弱,ATP、NADPH产生减少,C3的还原减弱,暗反应速率也降低,C错误;叶片净光合速率第一次下降是由于胞间CO2浓度降低,第二次下降是由于光照强度减弱,D正确。\n14.[2022四川内江六中高三月考]如图表示蝴蝶兰在正常条件下和长期干旱条件下CO2吸收速率的日变化曲线,据图分析,下列叙述正确的是()A.长期干旱条件下,叶肉细胞在10~16时不能进行光合作用B.正常条件下,12时CO2吸收速率最快,此时植株干重达到一天中最大C.正常条件下,叶肉细胞在0~6时和20~24时不能产生ATPD.长期干旱条件下,蝴蝶兰可能通过夜间吸收CO2以适应环境答案14.D长期干旱条件下,叶肉细胞在10~16时CO2的吸收速率降为0,净光合速率为0,即光合速率等于呼吸速率,此时也在进行光合作用,A错误;正常条件下,12时CO2吸收速率最快,表明此时有机物积累最快,但是之后有机物还在积累,植株干重在20时之前与横轴的交点处达到最大,B错误;正常情况下,叶肉细胞在0~6时和20~24时可通过呼吸作用产生ATP,C错误;图中可以看出,长期干旱条件下,蝴蝶兰可在夜间吸收CO2并储存在细胞中,而在白天温度较高时关闭气孔防止水分过度蒸发,以适应干旱环境,D正确。\n二、选择题:本题共4小题,每小题3分,共12分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。15.除了温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会影响酶的催化效果。图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加适量不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法错误的是()A.非竞争性抑制剂抑制酶活性的机理与高温、低温抑制酶活性的机理相同B.据图可推测,竞争性抑制剂因与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点C.底物浓度相对值大于15时,限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度D.曲线乙和曲线丙分别是添加了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的结果\n答案15.A由图可知,图中非竞争性抑制剂和酶的活性位点外的其他部位结合,从而抑制酶将底物分解为产物,高温通过破坏酶的空间结构使酶失活,低温只能降低酶活性,但不改变酶的空间结构,A错误。由图可知竞争性抑制剂因与底物有相似的结构而与底物竞争酶的活性位点,B正确。由图可知底物浓度相对值大于15时,限制曲线甲的因素不是横轴所表示的底物浓度而可能是酶的数量,C正确。添加竞争性抑制剂后,在底物浓度足够大时,底物与酶的活性位点结合的概率增大,几乎可以达到原来的反应速率,对应曲线乙;添加非竞争性抑制剂后,酶的催化作用受到抑制,即使在底物浓度足够大时也达不到原来的反应速率,对应曲线丙,D正确。\n16.[2022辽宁沈阳重点高中联合体高一联考]2,4-二硝基苯酚(DNP)能抑制线粒体内膜合成ATP,但不影响此部位[H]与O2的结合以及能量的释放。将部分酵母菌破碎后获取线粒体和细胞质基质,进行如表所示各组实验。下列有关叙述正确的是()A.丙组和丁组的葡萄糖分解后释放出的能量是不一样多的B.乙组和丁组都可以进行无氧呼吸,两组产生的酒精量基本相同C.甲组、丙组和戊组中产生的丙酮酸都能在线粒体中分解产生CO2D.丙组和戊组都可以进行有氧呼吸,丙组产生的H2O、CO2和ATP的量都多于戊组组别反应条件甲1mol葡萄糖+线粒体+充足氧气乙1mol葡萄糖+细胞质基质+缺乏氧气丙1mol葡萄糖+完整酵母菌+充足氧气丁1mol葡萄糖+完整酵母菌+缺乏氧气戊1mol葡萄糖+完整酵母菌+充足氧气+DNP\n答案16.AB分析表格:甲组中线粒体不能直接利用葡萄糖,因此不会发生呼吸作用;乙组和丁组都可以发生无氧呼吸,产物是酒精和二氧化碳;丙组和戊组都可以发生有氧呼吸,产物是二氧化碳和水,但由于戊组加入了DNP,因此该组形成的ATP比丙组少。丙组和丁组的差别在于是否有氧气,即丙组中进行的是有氧呼吸,丁组中进行的是无氧呼吸,则反应完成后,丙组葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量,而丁组葡萄糖中的能量大多数储存在酒精中,少数释放出来,释放的能量中一部分以热能的形式散失,一部分储存在ATP中,即两组释放的能量不一样多,A正确;乙组和丁组中进行的是无氧呼吸,反应完成后乙组和丁组产生了酒精,由于底物量相同,两组产生的酒精量也基本相同,B正确;由于线粒体不能直接利用葡萄糖,因此甲组不能产生丙酮酸,也不会发生丙酮酸进入线粒体进一步氧化分解产生CO2的过程,而丙组和戊组中产生的丙酮酸都能在线粒体中分解产生CO2,C错误;丙组和戊组都具备有氧呼吸的条件,且底物量相同,因此反应完成后丙组和戊组产生相同数量的H2O和CO2,但戊组加入的2,4-二硝基苯酚(DNP)会抑制线粒体内膜合成ATP,因此丙组产生的ATP的量多于戊组,D错误。\n17.[2021山东临沂高一上期末考试]为研究有机物的积累对苹果叶片光合作用的影响,研究人员将B组苹果叶片上下的枝条进行环割处理(如图1)以阻断有机物的运输,A组不作处理。然后在白天不同时间测定两组叶片净光合速率的变化,实验结果如图2所示。下列说法正确的是()A.5时B组苹果叶片叶肉细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体B.分析图2可知,13时B组苹果叶片内有机物的含量最高C.7时后B组净光合速率明显低于A组,说明叶片中有机物积累会抑制光合作用的进行D.图2A、B两组曲线的两个峰值中,下午的峰值均比上午低,可能与上午光合作用较强,积累了有机物有关\n答案17.ACD5时B组净光合速率为0,即光合速率与呼吸速率相等,此时B组叶肉细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体,A正确;11~13时,B组叶片的净光合速率已小于0,这段时间光合速率小于呼吸速率,有机物被不断消耗,故13时B组苹果叶片内有机物的含量并非最高,B错误;根据题意分析,B组苹果叶片上下的枝条进行环割处理,其光合产物不能及时输出,7时后B组净光合速率明显低于A组,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行,C正确;若上午光合作用较强,积累了有机物,而有机物的积累会抑制下午光合作用的进行,从而会导致A、B两组曲线中,下午的峰值比上午低,D正确。\n18.[2022湖南名校联合体联考]将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中,测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度,得到如图所示的结果。下列叙述错误的是()A.若每天的日照时间相同,则该植物在15℃的环境中生长最快B.若每天的日照时间相同,该植物在5℃的环境中比在25℃的环境中生长更快C.若每天的日照时间为12h,则该植物在35℃的环境中无法长时间生存D.由图可知,该植物光合作用的最适温度比细胞呼吸作用的最适温度低\n答案18.B据图分析可知,在15℃时,光合作用与细胞呼吸强度差值最大,故有机物积累速率最大,植物生长最快,A正确;植物在5℃的环境中的净光合速率小于在25℃的环境中的净光合速率,因此在每天的日照时间相同的前提下,该植物在5℃的环境中比在25℃的环境中生长更慢,B错误;若每天的日照时间为12h,在35℃时,该植物光合作用制造的有机物总量小于细胞呼吸消耗的有机物总量,故该植物无法长时间生存,C正确;据图分析可知,光合作用的最适温度在15~25℃范围内,呼吸作用的最适温度大于25℃,故该植物光合作用的最适温度比细胞呼吸作用的最适温度低,D正确。\n三、非选择题:本题共5小题,共60分。19.(11分)在农业生产中,人们发现麦穗发芽会影响小麦的产量和品质。某兴趣小组为探究麦穗发芽率与淀粉酶活性的关系,进行了相关实验。请补充实验方案并回答问题。实验材料及用品:萌发时间相同的A品种和B品种小麦种子提取液(不含淀粉)、恒温水浴锅、缓冲液、碘液、蒸馏水、一系列不同浓度的淀粉溶液等。(1)实验步骤:①取三组试管,每组若干支,分别标为甲、乙、丙。②在每组的每支试管中分别加入1mL缓冲液。③向甲组的每支试管中加入0.5mLA品种小麦种子提取液,向乙组的每支试管中加入0.5mL,向丙组每支试管加入等量的蒸馏水。④在甲、乙、丙三组的每支试管中分别加入1mL,摇匀,在相同且适宜温度下保温。⑤处理相同时间后,终止反应,冷却至常温,分别加入适量,观察记录颜色变化情况。(2)实验结果:三组试管均变蓝,且蓝色由深到浅依次为丙组>乙组>甲组,说明。该兴趣小组的另一实验表明,处理相同的时间,A品种小麦的麦穗发芽率高于B品种,通过这两个实验能推测出的结论是。(3)某同学按(1)中方案进行了实验,实验结果却是甲、乙两组都没有变蓝,而丙组显示蓝色。试分析可能的原因是。\n答案19.答案(除标明外,每空2分)(1)③B品种小麦种子提取液④一定浓度的淀粉溶液⑤碘液(1分)(2)A品种小麦的淀粉酶活性高于B品种　淀粉酶活性越高,麦穗发芽率越高(3)使用的淀粉溶液浓度偏小或反应时间太长,淀粉被消耗完(合理即可)解析本实验的自变量是不同品种发芽小麦种子的提取液(不含淀粉)中淀粉酶的活性,步骤③中甲、乙两组分别加入不同品种的小麦种子的提取液,丙组可加入等量的蒸馏水作为空白对照。淀粉遇碘变蓝,蓝色深浅与淀粉酶活性有关。淀粉酶活性越高,淀粉分解越快,蓝色越浅。\n20.(11分)马拉松是一项高负荷、高强度、长距离的竞技运动。如图表示甲、乙两名运动员在不同运动强度下,摄氧量与血液中乳酸含量的变化情况。回答下列问题:(1)据图分析,当甲、乙运动员的摄氧量为2~3L/min时,骨骼肌细胞的呼吸方式是,骨骼肌细胞中产生ATP最多的场所是。(2)马拉松运动过程中,人体细胞中生成乳酸的场所是,该过程的化学反应式可以概括为。与有氧呼吸相比,骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少,葡萄糖中能量的主要去向是。(3)据图分析,运动员(填“甲”或“乙”)更适合从事马拉松运动。图中结果表明,随着运动强度不断增加,运动员的摄氧量和血液中乳酸含量都在增加,请你对此现象作出合理的解释:。\n答案20.答案(除标明外,每空1分)(1)有氧呼吸和无氧呼吸(2分)线粒体内膜(2)细胞质基质C6H12O62C3H6O3+能量存留在乳酸中(3)乙(2分)运动强度增加,细胞对能量需求越来越大,有氧呼吸逐渐增强使摄氧量逐渐增加,但有氧呼吸还不能完全满足能量需求,无氧呼吸也随之增强,无氧呼吸增强导致产生的乳酸增多(3分)解析(1)据图分析,当甲、乙运动员的摄氧量为2~3L/min时,骨骼肌细胞既有有氧呼吸又有无氧呼吸,骨骼肌细胞中产生ATP最多的是有氧呼吸第三阶段,其场所是线粒体内膜。(2)人体细胞中生成乳酸的场所是细胞质基质。与有氧呼吸相比,骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少,主要原因是葡萄糖中的能量没有彻底释放出来,大部分还存留在乳酸中。(3)由图中曲线可以看出,相同运动强度、摄氧量时,乙产生的乳酸比甲少,因此乙比甲更适合从事马拉松运动。\n21.(14分)[2021新高考八省(市)联考广东生物]光补偿点指同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中产生的CO2等量时的光照强度,光合速率随光照强度增加而增加,当达到某一光照强度时,光合速率不再增加,该光照强度称为光饱和点。如表所示为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。注:光补偿点和光饱和点单位是μmol·m-2·s-1,最大净光合速率单位是μmolCO2·m-2·s-1。灌浆期幼穗开始积累有机物,谷粒内含物呈白色浆状;蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。回答下列问题:(1)从表中的数据推测,品种能获得较高产量,理由是。(2)据表分析水稻叶片在衰老过程中光合作用强度的变化趋势为。(3)根据该实验的结果推测,从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片中的叶绿素含量变化有关。请设计实验验证该推测(简要写出实验设计思路、预测实验结果并给出结论)。生长期光补偿点光饱和点最大净光合速率甲乙甲乙甲乙灌浆期68521853197621.6727.26蜡熟期75721732136519.1712.63\n答案21.答案(除标明外,每空2分)(1)乙　在灌浆期,乙品种的最大净光合速率比甲品种的大,能积累更多有机物(4分)(2)逐渐下降(3)实验设计思路:取适量的灌浆期和蜡熟期的水稻叶片,进行色素的提取,然后用纸层析法进行色素的分离,观察并对比叶绿素条带的宽度。预测实验结果和结论:灌浆期水稻叶片的叶绿素条带比蜡熟期水稻叶片的叶绿素条带宽,证明从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率降低与叶片中的叶绿素含量下降有关。(6分)解析(1)由题表信息可知,灌浆期开始积累有机物,而乙品种在灌浆期的最大净光合速率比甲品种的大,能积累更多有机物。(2)据表分析可知,植物由灌浆期到蜡熟期,光补偿点升高,光饱和点及最大净光合速率均下降,推测水稻叶片在衰老过程中光合作用强度逐渐下降。\n22.(12分)[2022江苏泰州高三调研]异戊二烯能清除活性氧,降低高温、强光等环境因素对类囊体膜造成的伤害。如图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程,其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题:(1)A、B代表的细胞器分别是,A中合成NADPH的场所是,B中[H]还原O2的场所是。(2)由图可知,光合作用可为异戊二烯的合成提供(物质)。(3)高温下呼吸链受抑制,耗氧量下降,异戊二烯合成量增加,据图分析,异戊二烯合成量增加的主要原因是高温下叶片呼吸作用降低,使向叶绿体输送的数量增加,增加了异戊二烯的合成。\n(4)为进一步验证高温使呼吸链被抑制,导致异戊二烯合成量增多,科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验,完成下表。预期实验结果:⑤。实验步骤实验步骤要点配制溶液配制缓冲液,均分为3组,第1组加适量①,第2、3组不加材料选择切取②一致的叶片,分为3组进行实验处理将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中,第1、2组分别置于③下,第3组置于常温下测定相关数值一段时间后,测定3组叶片的④\n答案22.答案(除标明外,每空1分)(1)叶绿体、线粒体　叶绿体的类囊体薄膜　线粒体内膜(2)3-磷酸甘油醛(3)磷酸烯醇式丙酮酸(4)①呼吸链抑制剂(2分)②生长健壮、长势③常温、高温(2分)④异戊二烯的含量⑤第1、2组异戊二烯合成量相当,均高于第3组解析(1)A中发生CO2的固定和C3的还原,说明其是叶绿体;B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解,是有氧呼吸的第二、三阶段,说明其是线粒体;A中在类囊体薄膜上进行光反应时合成NADPH;B中[H]还原O2,是有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上进行。(2)由图可知,光合作用可为异戊二烯的合成提供3-磷酸甘油醛。(3)高温下叶片呼吸作用降低,丙酮酸消耗减少,使磷酸烯醇式丙酮酸向叶绿体输送的数量增加,增加了异戊二烯的合成。(4)该实验的目的是验证高温使呼吸链被抑制,导致异戊二烯合成量增多。根据实验设计可知,第1组加入了呼吸链抑制剂,第2组进行了高温处理,第3组既未加呼吸链抑制剂,也未进行高温处理,属于对照组。该实验为验证实验,因此预期实验结果为第1、2组中异戊二烯合成量相当,均高于第3组。\n23.(12分)[2021新高考八省(市)联考辽宁生物]在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物,其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题:(1)旗叶是小麦最重要的“源”。与其他叶片相比,旗叶光合作用更有优势的环境因素是。在旗叶的叶肉细胞中,叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为阶段提供了更多的场所。(2)在光合作用过程中,光反应与暗反应相互依存,依据是。“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的和,另一部分输送至“库”。(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种,科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明该指标对籽粒产量的影响越大。\n不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性*气孔导度表示气孔张开的程度。①气孔导度主要影响光合作用中的供应。以上研究结果表明,在期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,有效的增产措施是。②根据以上研究结果,在小麦的品种选育中,针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶的品种进行进一步培育。(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,以下研究思路合理的是(多选)。A.阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化B.阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化C.使用O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物所占的比例D.使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物所占的比例\n答案23.答案(除标明外,每空1分)(1)光照强度　光反应(2)光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+(2分)呼吸作用　生长发育(3)①CO2灌浆前　合理灌溉②叶绿素含量高(4)ABD(2分)解析(1)与其他叶片相比,旗叶位于植株的最上部,能充分接受光照。类囊体是光合作用光反应的场所,旗叶叶肉细胞的叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为光反应阶段提供了更多的场所。(2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,这两个阶段相互影响、相互依存,光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。叶肉细胞通过光合作用制造的有机物一部分用于“源”(叶片)自身的呼吸作用和生长发育,另一部分输送至“库”。(3)①气孔是气体进出叶片的主要途径,气孔导度主要影响光合作用中CO2的供应。表中数据显示,在灌浆前期气孔导度和胞间CO2浓度与籽粒产量的相关性均最大,说明这一时期需要较多的CO2,此时的旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,所以应在灌浆前期合理灌溉,避免因干旱造成减产。②根据表格分析,在小麦的灌浆后期和末期,籽粒产量与气孔导度和胞间CO2浓度的相关性下降,而与叶绿素含量的相关性增加,因此针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。(4)阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化,若籽粒的产量有所下降,说明旗叶为籽粒提供有机物,A合理;如果旗叶和籽粒之间有“源”“库”关系,阻断籽粒有机物的输入,旗叶会因有机物积累引起光合作用速率下降,B合理;使用O浇灌小麦,O会进入小麦全身细胞,无法确定籽粒中含18O的有机物是否来自旗叶,C不合理;使用14CO2饲喂旗叶,旗叶进行光合作用将14C固定在有机物中,检测籽粒中含14C的有机物所占的比例,可以证明旗叶是否为籽粒提供有机物,D合理。