2019屆高考生物二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二 細(xì)胞的代謝學(xué)案.docx

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專(zhuān)題二　細(xì)胞的代謝 第3講　酶與ATP 　1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)　2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ) ◎ (1)在生物體的活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進(jìn)行。() (2)加入呼吸抑制劑可使細(xì)胞中ADP生成減少，ATP生成增加。() (3)含有兩個(gè)高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一。() (4)酶通過(guò)提供反應(yīng)所需的能量來(lái)提高反應(yīng)速率。() (5)酶活性最高時(shí)的溫度并不適合該酶的長(zhǎng)期保存。(√) (6)人體內(nèi)所有酶的最適pH都接近于中性。() (7)影響酶促反應(yīng)速率的溫度和底物濃度機(jī)理是一樣的。() (8)脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2。 (√) (9)用淀粉和淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，既可用斐林試劑也可用碘液。() (10)過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高、過(guò)低，都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。() ,◎ 1．加熱、無(wú)機(jī)催化劑和酶均能加快化學(xué)反應(yīng)速率，說(shuō)出它們的區(qū)別。 提示：加熱只是為反應(yīng)提供能量，并不降低活化能。無(wú)機(jī)催化劑和酶都能降低反應(yīng)所需的活化能，只是酶所降低的活化能更顯著。 2．寫(xiě)出測(cè)定酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路。 提示：在一定的溫度范圍內(nèi)，設(shè)置多個(gè)不同溫度的梯度，分別測(cè)定酶活性。若所測(cè)得數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，峰值即為最適溫度，否則繼續(xù)擴(kuò)大溫度范圍，直到測(cè)出峰值。 3．ATP和酶在成分上有聯(lián)系嗎？說(shuō)明理由。 提示：ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后成為RNA的基本組成單位之一，某些RNA也具有催化作用，即少數(shù)酶是RNA。 1．(2014全國(guó)大綱卷)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用 B．機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP，睡眠時(shí)則不消耗ATP C．在有氧與缺氧的條件下，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP D．植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來(lái)源于呼吸作用 解析：選B　睡眠時(shí)機(jī)體也在進(jìn)行生命活動(dòng)，消耗ATP。 2．(2013全國(guó)Ⅱ，T6)關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 B．低溫能降低酶活性的原因是破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C．酶通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速度 D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物 解析：選B　低溫只能降低酶的活性，并沒(méi)有改變酶的空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度回到最適溫度時(shí)，酶的催化效率仍然可以達(dá)到最大；而在高溫、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的情況下，則會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致酶活性的降低甚至喪失，所以B錯(cuò)誤。 3．(2016全國(guó)Ⅰ，T29(1)、(2))在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來(lái)標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的________(填“α”、“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的________(填“α”、“β”或“γ”)位上。 解析：(1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。ATP水解時(shí)，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，產(chǎn)生ADP和Pi，釋放的能量用于生物體的生命活動(dòng)。據(jù)此并結(jié)合題意可知：若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的γ位上。 (2)dA－Pα～Pβ～Pγ(d表示脫氧)脫去Pβ和Pγ這兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，余下的結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之一。因此，若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的α位上。 答案：(1)γ　(2) α 4．(2016全國(guó)Ⅱ，T29)為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。回答下列問(wèn)題： (1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是________組。 (2)在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)________。 (3)如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)，C組產(chǎn)物總量________，原因是_________________________________。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是_________________________________， 其特性有_________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。 解析：(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，40℃時(shí)產(chǎn)物濃度增加最快，說(shuō)明酶的活性最高，而B(niǎo)組控制的溫度是40℃。(2)A組控制的溫度是20℃。在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10℃，因酶的活性增強(qiáng)，則A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(3)對(duì)比分析圖示中的3條曲線可推知，在時(shí)間t2時(shí)，C組的酶在60℃條件下已經(jīng)失活，所以在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時(shí)，C組產(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專(zhuān)一性，酶的作用條件較溫和。 答案：(1)B (2)加快 (3)不變　60℃條件下，t2時(shí)酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性和專(zhuān)一性 考點(diǎn)一　ATP在代謝中的作用 1．ATP結(jié)構(gòu)的組成與特點(diǎn) (1)1分子ATP＝1分子腺苷＋3分子磷酸基團(tuán)。 (2)ATP中含有兩個(gè)高能磷酸鍵，其中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵容易水解與合成。 2．ATP與能量轉(zhuǎn)換 3．ATP與DNA、RNA的聯(lián)系 ATP與DNA、RNA、核苷酸的結(jié)構(gòu)中都有“A”，但在不同物質(zhì)中表示的含義不同，如圖所示： (1)ATP≠能量，ATP是一種高能磷酸化合物，是一種儲(chǔ)能物質(zhì)，不能將兩者等同起來(lái)。 (2)生命活動(dòng)需要消耗大量能量，但細(xì)胞中ATP含量很少。其供應(yīng)依賴(lài)于ATP與ADP間快速轉(zhuǎn)化。 (3)ATP合成時(shí)可產(chǎn)生水，ATP水解時(shí)需耗水。 (4)除光能、有機(jī)物中化學(xué)能之外，硝化細(xì)菌等化能合成作用的細(xì)菌可利用體外無(wú)機(jī)物(如NH3)氧化時(shí)所釋放能量來(lái)合成ATP。 題型1　涉及ATP的結(jié)構(gòu)及其與ADP相互轉(zhuǎn)化的考查 1．下列有關(guān)植物細(xì)胞能量代謝的敘述，正確的是(　　) A．含有兩個(gè)高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一 B．加入呼吸抑制劑可使細(xì)胞中ADP生成減少，ATP生成增加 C．無(wú)氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^(guò)程中伴隨有ATP的合成 D．光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中都有ATP合成 解析：選D　ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，成為腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一；呼吸抑制劑抑制呼吸作用，會(huì)使ATP生成減少；無(wú)氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP；葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體可以進(jìn)行呼吸作用，光下葉綠體進(jìn)行光合作用，均可產(chǎn)生ATP。 2．如圖1表示三磷酸核苷的結(jié)構(gòu)，圖2表示ATP在能量代謝中的作用。據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．圖1中①表示含氮堿基，若①為鳥(niǎo)嘌呤，則可表示GTP B．ATP中的能量可以來(lái)源于光能和化學(xué)能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能 C．UTP、GTP分子中的高能磷酸鍵是直接由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的 D．人體成熟紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體，但能產(chǎn)生ATP 解析：選C　圖1中①表示含氮堿基，若①為腺嘌呤，則表示ATP，若①為鳥(niǎo)嘌呤，則表示GTP，若①為尿嘧啶，則表示UTP。由圖2可知，UTP和GTP分子中的高能磷酸鍵不是由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的，而是由ATP將高能磷酸基轉(zhuǎn)移給UDP或GDP，進(jìn)而生成UTP或GTP的。 題型2　涉及ATP的實(shí)驗(yàn)分析與探究 3．ATP既是“能量通貨”，又可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子。為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24 h，然后測(cè)量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如圖所示： 下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．神經(jīng)細(xì)胞中的ATP來(lái)自在線粒體中發(fā)生的有氧呼吸 B．該實(shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量是細(xì)胞死亡的百分率和細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度 C．據(jù)圖分析，細(xì)胞死亡率增加的直接原因是細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少 D．若將濃度為4 ng/mL的X物質(zhì)注射到大鼠體內(nèi)，其小腸的消化和吸收功能會(huì)受到抑制 解析：選A　神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自有氧呼吸，有氧呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中。題中的自變量是X物質(zhì)濃度，因變量是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，據(jù)圖分析，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度越大，細(xì)胞死亡率越?。划?dāng)細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度減少時(shí)，細(xì)胞死亡率增加。食物在小腸內(nèi)被消化需要消化酶催化，有些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如氨基酸等通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸方式在小腸內(nèi)壁被吸收，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量和載體蛋白。由圖可知，X物質(zhì)的濃度為4 ng/mL時(shí)，與對(duì)照組相比，細(xì)胞內(nèi)ATP含量少，細(xì)胞死亡率升高；細(xì)胞死亡會(huì)影響消化酶的合成和分泌，同時(shí)ATP的含量減少會(huì)妨礙主動(dòng)運(yùn)輸，進(jìn)而會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 4．ATP是細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，回答下列問(wèn)題： (1)ATP的合成一般與________反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，生物體對(duì)ATP的需求較大，細(xì)胞內(nèi)ATP的含量________(填“較多”或“較少”)，能滿足生物體對(duì)ATP的需求的主要原因是________________。 (2)植物葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場(chǎng)所有______________，其中________是活細(xì)胞產(chǎn)生ATP的共有場(chǎng)所。 (3)利用“熒光素－熒光素酶生物發(fā)光法”對(duì)市場(chǎng)中臘肉含細(xì)菌多少進(jìn)行檢測(cè)步驟如下： 第一步：將臘肉研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(jì)(測(cè)定發(fā)光強(qiáng)度的儀器)反應(yīng)室內(nèi)，加入適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進(jìn)行反應(yīng)； 第二步：記錄發(fā)光強(qiáng)度并計(jì)算ATP含量； 第三步：測(cè)算出細(xì)菌數(shù)量。 ①熒光素接受________提供的能量后就被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。 ②根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算出生物組織中ATP的含量，原因是發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。 ③根據(jù)ATP含量進(jìn)而測(cè)算出細(xì)菌數(shù)量的依據(jù)是每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP含量________________。 解析：(1)ATP的合成一般與放能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，生物體對(duì)ATP的需求較大，細(xì)胞內(nèi)ATP的含量較少，ATP與ADP的轉(zhuǎn)化速率快能滿足生物體對(duì)ATP的需求。 (2)植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的葉綠體通過(guò)光合作用合成ATP，葉肉細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體通過(guò)細(xì)胞呼吸合成ATP，其中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是活細(xì)胞產(chǎn)生ATP的共有場(chǎng)所。 (3)熒光素接受ATP提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光，由于發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量成正比，因此可以根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度計(jì)算出生物組織中ATP的含量。由于每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP含量大致相同且相對(duì)穩(wěn)定，所以根據(jù)ATP含量進(jìn)而測(cè)算出細(xì)菌數(shù)量。 答案：(1)放能　較少　ATP與ADP的轉(zhuǎn)化速率較快　(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　 (3)①ATP?、谡取、鄞笾孪嗤蚁鄬?duì)穩(wěn)定 考點(diǎn)二　酶在代謝中的作用 1．理清酶的來(lái)源、作用、本質(zhì)及其特性 2.把握與酶有關(guān)的三類(lèi)曲線解讀 (1)酶的作用原理曲線： ①由圖可知，酶的作用原理是降低反應(yīng)的活化能。 ②若將酶變?yōu)闊o(wú)機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能。 (2)酶的特性曲線： ①圖1中加酶的曲線和加無(wú)機(jī)催化劑的曲線比較，表明酶具有高效性。 ②圖2中兩曲線比較，表明酶具有專(zhuān)一性。 (3)影響酶促反應(yīng)速率的因素曲線： ①分析圖1和圖2：溫度和pH通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率。 ②分析圖3：OP段的限制因素是底物濃度，P點(diǎn)以后的限制因素則是酶濃度。 (1)反應(yīng)速率≠化學(xué)平衡 酶只是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，所能催化的是本來(lái)就能發(fā)生的反應(yīng)，提高了反應(yīng)速率，縮短了到達(dá)平衡點(diǎn)的時(shí)間，而平衡點(diǎn)的大小只能由底物的量來(lái)決定。 (2)酶促反應(yīng)速率≠酶活性 溫度和pH是通過(guò)影響酶的空間結(jié)構(gòu)改變酶的活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率；而底物濃度和酶濃度是通過(guò)影響底物與酶的接觸面積而影響反應(yīng)速率。 題型1　涉及酶的本質(zhì)、作用及特性的考查 1．(2017全國(guó)Ⅱ，T3)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　　) A．在細(xì)胞中，核外沒(méi)有參與DNA合成的酶 B．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒(méi)有催化活性 C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法 D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃ 解析：選C　線粒體和葉綠體中也有合成DNA的酶，A錯(cuò)誤；只要給予適宜的溫度和pH，活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外仍然有催化活性，B錯(cuò)誤；向某些蛋白質(zhì)溶液中加入某些無(wú)機(jī)鹽溶液后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種作用叫做鹽析，可在胃蛋白酶的提取液中加濃(NH4)2SO4使蛋白質(zhì)凝聚沉淀，C正確；酶在低溫環(huán)境中保存，D錯(cuò)誤。 2．(2018湖南懷化期末)關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　) A．淀粉酶經(jīng)高溫烘干制成粉劑不會(huì)改變淀粉酶活性 B．酶提供了反應(yīng)過(guò)程所必需的活化能 C．蛋白酶在適宜的條件下能破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞膜 D．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸 解析：選C　酶在高溫下空間結(jié)構(gòu)會(huì)改變，A錯(cuò)誤；酶降低了反應(yīng)過(guò)程所必需的活化能，而不是提供活化能，B錯(cuò)誤；植物細(xì)胞的細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)，蛋白酶在適宜的條件下能破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞膜，C正確；酶分子在催化反應(yīng)前后的質(zhì)和量均不變，D錯(cuò)誤。 3．(2018廣東深圳第一次調(diào)考)下列有關(guān)酶的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．加熱和酶都能加快H2O2分解的速率，但作用機(jī)理不同 B．酶遇雙縮脲試劑呈紫色 C．酶通過(guò)形成酶－底物復(fù)合物來(lái)催化化學(xué)反應(yīng) D．高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)導(dǎo)致蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)改變而失活 解析：選B　加熱和酶都能加快H2O2分解的速率，但是作用機(jī)理不同，加熱是提供化學(xué)反應(yīng)的活化能，催化劑(過(guò)氧化氫酶)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，A正確；酶的化學(xué)本質(zhì)是有機(jī)物，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，其中蛋白質(zhì)類(lèi)的酶遇雙縮脲試劑呈紫色，B錯(cuò)誤；酶具有專(zhuān)一性，通過(guò)形成酶－底物復(fù)合物來(lái)催化化學(xué)反應(yīng)，C正確；高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)破壞蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶喪失活性，D正確。 題型2　玩轉(zhuǎn)與酶有關(guān)的坐標(biāo)曲線題 4．如圖是某研究小組利用過(guò)氧化氫酶探究過(guò)氧化氫的分解條件而獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．由圖1可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是酶具有催化作用和專(zhuān)一性 B．圖2曲線出現(xiàn)AB段的原因最可能是過(guò)氧化氫酶的數(shù)量有限 C．圖3所示實(shí)驗(yàn)的自變量為溶液中過(guò)氧化氫量，因變量是酶的活性 D．用過(guò)氧化氫為實(shí)驗(yàn)材料探究溫度對(duì)酶活性的影響也可得到圖3所示結(jié)果 解析：選B　圖1中通過(guò)過(guò)氧化氫酶與無(wú)機(jī)催化劑Fe3＋的催化效率對(duì)比說(shuō)明酶具有高效性；圖2曲線AB段表示隨著過(guò)氧化氫濃度的升高，酶促反應(yīng)速率不再加快，原因最可能是過(guò)氧化氫酶的數(shù)量有限；圖3所示實(shí)驗(yàn)的自變量是pH，因變量是酶的活性，過(guò)氧化氫在加熱條件下會(huì)分解，所以不能以過(guò)氧化氫為實(shí)驗(yàn)材料來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響。 5．(2018河北邯鄲1月質(zhì)檢)圖中甲曲線表示在最適溫度下α－淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與淀粉濃度之間的關(guān)系，乙、丙兩曲線表示α－淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率隨溫度或pH的變化，下列相關(guān)分析正確的是(　　) A．乙、丙兩曲線橫軸對(duì)應(yīng)的影響因素分別為溫度和pH B．分析曲線可知，e、g兩點(diǎn)所示條件是短期內(nèi)保存該酶的最適條件 C．d、f兩點(diǎn)所示的α－淀粉酶活性一致，該酶的空間結(jié)構(gòu)都遭到破壞 D．若在a點(diǎn)升溫或在bc段增加淀粉的濃度，都將使反應(yīng)速率增大 解析：選A　高溫、過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶失活，據(jù)此可推知：乙曲線表示該酶促反應(yīng)速率隨溫度的變化趨勢(shì)，丙曲線表示該酶促反應(yīng)速率隨pH的變化趨勢(shì)，因此乙、丙兩曲線橫軸對(duì)應(yīng)的影響因素分別為溫度和pH，A正確；e點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫軸數(shù)值表示該酶的最適溫度，g點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫軸pH數(shù)值對(duì)該酶而言屬于過(guò)酸，該酶的空間結(jié)構(gòu)在一定程度上被破壞，因此e、g兩點(diǎn)所示條件不是短期內(nèi)保存該酶的最適條件，B錯(cuò)誤；d、f兩點(diǎn)所示的α－淀粉酶活性一致，但d點(diǎn)(低溫)時(shí)該酶的空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有遭到破壞，f點(diǎn)(高溫)時(shí)該酶的空間結(jié)構(gòu)已遭到破壞，C錯(cuò)誤；圖中甲曲線表示在最適溫度下α－淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與淀粉濃度之間的關(guān)系，若在a點(diǎn)升溫，酶的活性減弱，反應(yīng)速率將減小，bc段限制酶促反應(yīng)速率的因素是α－淀粉酶的濃度，增加淀粉的濃度，不會(huì)使反應(yīng)速率增大，D錯(cuò)誤。 6．(2018陜西咸陽(yáng)二模)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時(shí)加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。 下列敘述正確的是(　　) A．酶C為該反應(yīng)過(guò)程提供能量 B．適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，T2值增大 C．T2后反應(yīng)體系中酶活性降低 D．該體系中酶促反應(yīng)速率不變 解析：選B　據(jù)圖分析，將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時(shí)加入酶C。加入酶C后，A濃度逐漸降低，B濃度逐漸升高，說(shuō)明酶C催化物質(zhì)A生成了物質(zhì)B。酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但是不能為該反應(yīng)過(guò)程提供能量，A錯(cuò)誤；圖示是在最適溫度條件下進(jìn)行的，若適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，則酶活性降低，酶促反應(yīng)速率減慢，T2值增大，B正確；T2后反應(yīng)體系中酶活性不變，由于反應(yīng)物的減少導(dǎo)致反應(yīng)速率降低，C、D錯(cuò)誤。 借助酶的特性及影響因素強(qiáng)化科學(xué)探究 [典例]　(2016全國(guó)Ⅰ，T3)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(　　) A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 B．加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 D．加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 解析：選C　依題意可知，該實(shí)驗(yàn)的pH為無(wú)關(guān)變量，為了排除無(wú)關(guān)變量的干擾，應(yīng)控制相同且適宜的pH，而緩沖液有維持反應(yīng)液的pH恒定的作用，因此需最先加入；酶具有高效性，所以在控制pH恒定的條件下，應(yīng)先加入底物后加入酶，讓酶促反應(yīng)在適宜的溫度條件下進(jìn)行，一定時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量。綜上所述，A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。 1．依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x取實(shí)驗(yàn)材料和檢測(cè)指標(biāo) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)材料 檢測(cè)指標(biāo)(試劑) 備注 高效性 過(guò)氧化氫與過(guò)氧化氫酶、Fe3＋ O2產(chǎn)生的快慢或多少 酶與無(wú)機(jī)催化劑對(duì)比 專(zhuān)一性 淀粉、蔗糖與淀粉酶 斐林試劑 不能用碘液 溫度對(duì)酶活性的影響 淀粉和淀粉酶 碘液 不能用斐林試劑 pH對(duì)酶活性的影響 過(guò)氧化氫與過(guò)氧化氫酶 O2產(chǎn)生的快慢或多少 不選用淀粉和淀粉酶 2．探究酶的最適溫度或最適pH的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序 3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)探究酶的高效性時(shí)，應(yīng)設(shè)置“無(wú)機(jī)催化劑”作對(duì)照組。 (2)驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性，既可用同一種酶(如淀粉酶)作用于不同的底物(如淀粉和蔗糖)，也可以用不同的酶(如淀粉酶和蛋白酶)作用于同一底物(如淀粉)。 (3)驗(yàn)證酶活性受溫度和酸堿度影響時(shí)，要先讓酶和底物均達(dá)到相應(yīng)的條件后再讓二者相遇，且不宜用H2O2探究酶活性受溫度的影響。 (4)檢驗(yàn)蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的分解時(shí)應(yīng)選用蛋白塊，通過(guò)觀察其消失情況得出結(jié)論，不能用雙縮脲試劑鑒定。 [訓(xùn)練1]　某同學(xué)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：在2支試管中分別加入等量2%可溶性淀粉溶液，再分別加入等量稀釋10倍的唾液和未稀釋的唾液，然后分別滴入1滴碘液，37 ℃恒溫水浴條件下，觀察藍(lán)色消失所需的時(shí)間。結(jié)果所需時(shí)間幾乎相等。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證(　　) A．唾液含有淀粉酶　　　 B．淀粉遇碘變藍(lán) C．酶具有高效性 D．酶具有專(zhuān)一性 解析：選C　分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出，經(jīng)過(guò)稀釋的唾液淀粉酶和未經(jīng)稀釋的唾液淀粉酶的催化速率幾乎相同，體現(xiàn)了酶具有高效性。 [訓(xùn)練2]　(2018山東濰坊一模)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類(lèi)有機(jī)物，在細(xì)胞代謝中發(fā)揮重要的作用。請(qǐng)回答與酶有關(guān)的問(wèn)題： (1)真核細(xì)胞內(nèi)酶的合成場(chǎng)所有________，細(xì)胞內(nèi)酶的合成________(填“能”或“不能”)影響生物的性狀。 (2)酶的特性可通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。現(xiàn)有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的麥芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水；半透膜(只允許水分子通過(guò))；長(zhǎng)頸漏斗、燒杯、底部中央可放置半透膜的U型管各一個(gè)。請(qǐng)根據(jù)滲透作用的原理、選用一套裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能支持酶的催化作用具有專(zhuān)一性，要體現(xiàn)等量原則等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。請(qǐng)寫(xiě)出最合理的實(shí)驗(yàn)思路及實(shí)驗(yàn)預(yù)期。 _______________________________________________________________________________________。 解析：(1)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，其合成場(chǎng)所是核糖體；少數(shù)酶是RNA，其合成場(chǎng)所是細(xì)胞核。酶可以通過(guò)影響細(xì)胞代謝，從而影響生物的性狀。(2)實(shí)驗(yàn)中滲透壓的大小取決于溶質(zhì)微粒的數(shù)目，因此與物質(zhì)的量濃度有關(guān)。蔗糖酶溶液可以分解蔗糖、不能分解淀粉、麥芽糖。實(shí)驗(yàn)思路是在放置半透膜的U型管兩側(cè)放置不同的溶液，從而根據(jù)液面的變化判斷出酶的催化作用。但質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%淀粉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%蔗糖溶液的溶質(zhì)微粒數(shù)目不相等，即兩者的初始液面不一致。因此U型管一側(cè)放置適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%蔗糖溶液、一側(cè)放置等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%麥芽糖溶液，這樣初始液面兩者一致，然后在兩側(cè)各加等量的蔗糖酶溶液，適宜溫度下一段時(shí)間后，觀察兩側(cè)液面的變化。若蔗糖溶液一側(cè)液面明顯升高，則支持酶的催化作用具有專(zhuān)一性。 答案：(1)細(xì)胞核、核糖體　能　(2)實(shí)驗(yàn)思路：在底部中央放置半透膜的U型管兩側(cè)分別加入等量的蔗糖溶液和麥芽糖溶液，再在兩側(cè)各加等量的蔗糖酶溶液，適宜溫度下一段時(shí)間后，觀察兩側(cè)液面的變化。實(shí)驗(yàn)預(yù)期：蔗糖溶液一側(cè)液面明顯升高，則支持酶的催化作用具有專(zhuān)一性(或： 麥芽糖溶液一側(cè)液面明顯降低，則支持酶的催化作用具有專(zhuān)一性。) 第4講　光合作用與細(xì)胞呼吸 　1.光合作用的基本過(guò)程(Ⅱ)　2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)　3.細(xì)胞呼吸(Ⅱ) ◎ (1)有機(jī)物分解釋放的能量只有小部分用于合成ATP。(√) (2)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水。() (3)人體細(xì)胞中CO2來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。() (4)無(wú)氧呼吸的最終產(chǎn)物是丙酮酸。() (5)無(wú)氧呼吸兩個(gè)階段都能產(chǎn)生ATP。() (6)徹底氧化相同質(zhì)量的脂肪和糖類(lèi)，消耗的氧氣量相同。() (7)葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光。(√) (8)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。() (9)葉綠體和線粒體中含有DNA、RNA和核糖體。(√) (10)一般情況下暗反應(yīng)停止光反應(yīng)不會(huì)變化。() (11)北方中午光合速率下降主要由水分缺乏引起。() (12)在葉肉細(xì)胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。(√) (13)光合作用過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP。() (14)冬季植物光合速率低主要原因是光照時(shí)間短。() (15)光照較弱時(shí)，葉肉細(xì)胞中可能沒(méi)有淀粉的積累。(√) (16)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降溫，可以提高作物產(chǎn)量。(√) ◎ 1．水果、蔬菜和種子的貯存條件有哪些不同？為什么？ 提示：(1)蔬菜和水果應(yīng)貯存在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下。(2)種子應(yīng)貯藏在“零上低溫、干燥、低氧”條件下。兩種貯存手段均需降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特點(diǎn)需要一定的濕度才能保持新鮮度，故二者在貯藏條件上存在差異。 2．夏季晴朗的白天的中午，下午的黃昏光合作用都會(huì)減弱，說(shuō)出其中的原因。 提示：夏季晴朗的白天的中午，有些植物會(huì)關(guān)閉氣孔，這直接限制暗反應(yīng)；下午的黃昏光照較弱，直接限制的是光反應(yīng)。 3．寫(xiě)出魯賓－卡門(mén)實(shí)驗(yàn)的思路。 提示：分別用同位素標(biāo)記二氧化碳和水中的氧，再分別培養(yǎng)兩組植物，最終檢測(cè)什么產(chǎn)物中含有標(biāo)記氧。 1．真題重組判正誤 (1)(2017全國(guó)Ⅲ，T2B)葉肉細(xì)胞中光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(√) (2)(2016全國(guó)Ⅰ，T1D)在葉綠體中可進(jìn)行CO2的固定但不能合成ATP() (3)(2014全國(guó)Ⅱ，T6D)病毒核酸的復(fù)制需要宿主細(xì)胞的呼吸作用提供能量(√) (4)(2014全國(guó)Ⅱ，T6B)光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與(√) (5)(2014全國(guó)Ⅱ，T6A)磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物(√) 2．(2018全國(guó)Ⅲ，T5)下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．植物在黑暗中可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B．食物鏈上傳遞的能量有一部分通過(guò)細(xì)胞呼吸散失 C．有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸 D．植物光合作用和呼吸作用過(guò)程中都可以合成ATP 解析：選C　植物在黑暗中有氧時(shí)可進(jìn)行有氧呼吸，無(wú)氧時(shí)可進(jìn)行無(wú)氧呼吸，A正確；食物鏈上的營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量有三個(gè)去向：呼吸散失、傳遞給下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(除了最高營(yíng)養(yǎng)級(jí))和被分解者分解利用，B正確；有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物分別是CO2和H2O、CO2和酒精，某些組織或器官是乳酸，C錯(cuò)誤；植物光合作用的光反應(yīng)階段和呼吸作用過(guò)程中都可以合成ATP，D正確。 3．(2016全國(guó)Ⅱ，T4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 解析：選C　葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機(jī)溶劑中，A正確；鎂屬于組成細(xì)胞的無(wú)機(jī)鹽，可以以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進(jìn)而參與葉綠素的合成，B正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光，可見(jiàn)光不包括紅外光和紫外光，C錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗，因沒(méi)有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類(lèi)胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來(lái)，因而葉片呈黃色，D正確。 4．(2014全國(guó)Ⅰ，T2)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．O2的產(chǎn)生停止　　　 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降 解析：選B　用黑布將培養(yǎng)瓶罩上，光反應(yīng)停止，氧氣的產(chǎn)生停止， A正確；同時(shí)NADPH和 ATP 的產(chǎn)生停止，使暗反應(yīng) C3 的還原速度減慢，從而導(dǎo)致二氧化碳的固定減慢，B錯(cuò)誤；ADP生成 ATP減少，使ATP/ADP 比值下降，C 正確；NADPH的產(chǎn)生減少，NADPH/NADP比值下降，D 正確。 5．(2015全國(guó)Ⅰ，T29)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。 D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。 回答下列問(wèn)題： (1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量_________________________________ (填“高于”、“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是____________________________________________________________； C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的_________________________________。 (2)A、B、C三組處理相比，隨著________的增加，使光下產(chǎn)生的________能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 解析：(1)光合作用的過(guò)程依據(jù)是否必須有光的參與可以劃分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上，其物質(zhì)變化包括水的光解和ATP的合成，生成[H]和ATP，用于葉綠體基質(zhì)中暗反應(yīng)。C組光照時(shí)間為67.5s，D組光照時(shí)間為135s，即 C組只用了D組一半的光照時(shí)間，但光合產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%，由此可推知C組合成的有機(jī)物量高于D組合成的有機(jī)物量。(2)本題探究不同光照處理下對(duì)植物光合作用的影響。在其他條件和處理相同的情況下，A、B、C三組實(shí)驗(yàn)的自變量是光照與黑暗交替的頻率，因變量是光合產(chǎn)物的相對(duì)含量。由A、B、C三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，隨著光照與黑暗交替頻率的增加，光合作用產(chǎn)物相對(duì)含量增加。C組光照與黑暗交替頻率較高，光反應(yīng)所生成的[H]和ATP能夠及時(shí)的利用及時(shí)的再生。 答案：(1)高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率　ATP和[H](或者ATP和還原型輔酶II) 6．(2018全國(guó)Ⅰ，T30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。 回答下列問(wèn)題： (1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是________。 (2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是_________________________________。 (3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是_________________________________。 (4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。 解析：據(jù)圖可知，甲植物的凈光合速率變化幅度明顯大于乙植物，因此可以得出甲植物對(duì)光能的利用率明顯高于乙植物。且乙植物的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)都比較低，屬于陰生植物，甲植物屬于陽(yáng)生植物。 (1)由圖分析可知，當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，相同光照強(qiáng)度下，甲植物的凈光合速率大于乙，有機(jī)物的積累較多，對(duì)光能的利用率較高。 (2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度相對(duì)較弱，光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，因此種植密度過(guò)大，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。 (3)從圖中可以看出，乙植物的光飽和點(diǎn)以及光補(bǔ)償點(diǎn)都比甲植物低，適合在光照強(qiáng)度相對(duì)更弱的環(huán)境中生長(zhǎng)，林下的光照強(qiáng)度更低，因此更適合在林下種植的是植物乙。 (4)夏日晴天中午12：00時(shí)，植物為了減少蒸騰作用對(duì)水分的散失，葉片上的部分氣孔會(huì)關(guān)閉，導(dǎo)致細(xì)胞間的二氧化碳的含量下降，從而引起光合速率下降。 答案：(1)甲　(2)甲　光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大　(3)乙　(4)CO2 7．(2016全國(guó)Ⅲ，T29)為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對(duì)濕度對(duì)A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長(zhǎng)狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長(zhǎng)作為對(duì)照組，另4組在人工氣候室中生長(zhǎng)作為實(shí)驗(yàn)組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對(duì)照組相同。于中午12︰30測(cè)定各組葉片的光合速率，各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示： 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組一 實(shí)驗(yàn)組二 實(shí)驗(yàn)組三 實(shí)驗(yàn)組四 實(shí)驗(yàn)處理 溫度/℃ 36 36 36 31 25 相對(duì)溫度/% 17 27 52 52 52 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 光合速率/mg CO2dm－2h－1 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7 回答下列問(wèn)題： (1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測(cè)中午時(shí)對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是________，其依據(jù)是____________；并可推測(cè)，________(填“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)在實(shí)驗(yàn)組中，若適當(dāng)提高第________組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是_________________________________。 (3)小麥葉片氣孔開(kāi)放時(shí)，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過(guò)程________(填“需要”或“不需要”)載體蛋白，________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。 解析：(1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，相同溫度條件下，小麥光合速率隨相對(duì)濕度的增加而明顯加快，但相對(duì)濕度相同時(shí)，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯，由此可推知中午時(shí)對(duì)小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對(duì)濕度；并可推測(cè)，增加麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)比較實(shí)驗(yàn)組二、三、四可推知，小麥光合作用的最適溫度在31 ℃左右，而第四組的25 ℃還遠(yuǎn)低于最適溫度，所以在實(shí)驗(yàn)組中，若適當(dāng)提高第四組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。 (3)CO2是以自由擴(kuò)散方式進(jìn)入葉肉細(xì)胞的，所以該過(guò)程不需要載體蛋白，也不需要消耗ATP。 答案：(1)濕度(或答相對(duì)濕度)　在相同溫度條件下，相對(duì)濕度改變時(shí)光合速率變化較大　增加 (2)四　該實(shí)驗(yàn)組的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度 (3)不需要　不需要 8．(2018全國(guó)Ⅲ，T29)回答下列問(wèn)題： (1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的________上，該物質(zhì)主要捕獲可見(jiàn)光中的________。 (2)植物的葉面積與產(chǎn)量關(guān)系密切，葉面積系數(shù)(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質(zhì)積累速率之間的關(guān)系如圖所示，由圖可知：當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí)，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均________。當(dāng)葉面積系數(shù)超過(guò)b時(shí)，群體干物質(zhì)積累速率降低，其原因是_________________________________。 (3)通常，與陽(yáng)生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度________(填“高”或“低”)。 解析：(1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)是葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素，分布在葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上，葉綠體上的色素主要捕獲紅光和藍(lán)紫光； (2)由圖可知：當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí)，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均上升；當(dāng)葉面積系數(shù)大于b時(shí)，由于群體光合速率不變，而群體呼吸速率仍在上升，導(dǎo)致群體凈光合速率降低，干物質(zhì)積累速率下降； (3)由于陰生植物的呼吸作用強(qiáng)度小于陽(yáng)生植物，即陰生植物通過(guò)呼吸作用放出的CO2比陽(yáng)生植物少，因此陰生植物光合作用吸收CO2量與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比陽(yáng)生植物低。 答案：(1)類(lèi)囊體膜　藍(lán)紫光和紅光　(2)增加　群體光合速率不變，但群體呼吸速率仍在增加，故群體干物質(zhì)積累速率降低　(3)低 考點(diǎn)一　細(xì)胞呼吸 1．理清細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來(lái)源和去路 來(lái)源 去路 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 [H] 葡萄糖和水 葡萄糖 與O2結(jié)合生成H2O 還原丙酮酸 ATP 三個(gè)階段都產(chǎn)生 只在第一階段產(chǎn)生 用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 2．判斷細(xì)胞呼吸類(lèi)型的五大方法(以葡萄糖為底物) (1)產(chǎn)生CO2量＝消耗O2量→有氧呼吸。 (2)不消耗O2，產(chǎn)生CO2→無(wú)氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (3)釋放CO2量>吸收O2量→同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (4)不吸收O2，不釋放CO2→乳酸發(fā)酵或細(xì)胞已經(jīng)死亡。 (5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸發(fā)酵。 3．影響細(xì)胞呼吸的“四類(lèi)”曲線 (1)甲圖：溫度通過(guò)影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性來(lái)影響呼吸速率。 (2)乙圖：①圖中O2濃度為0時(shí)，并非細(xì)胞呼吸強(qiáng)度為0，而是只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，大于0小于10%時(shí)兩種呼吸類(lèi)型均有，大于等于10%時(shí)只進(jìn)行有氧呼吸。 ②圖中AB＝BC，但是氧濃度為C點(diǎn)時(shí)，無(wú)氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的速率并不相同。 ③圖中R點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸釋放出的CO2總量最小，由此可知，在貯藏種子或蔬菜水果保鮮時(shí)應(yīng)保持低溫、低氧而非無(wú)氧。 (3)丙圖：自由水含量較高時(shí)細(xì)胞呼吸旺盛。 (4)丁圖：CO2是細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞呼吸具有抑制作用。 (1)細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是氧化分解有機(jī)物，釋放能量，無(wú)論是否有氧氣的參與，都是生物氧化過(guò)程。 (2)細(xì)胞呼吸的底物是有機(jī)物而并不只是糖類(lèi)，糖類(lèi)是主要的能源物質(zhì)。 (3)線粒體只能利用丙酮酸，不能吸收利用葡萄糖。 (4)真核生物細(xì)胞并非都能進(jìn)行有氧呼吸，如蛔蟲(chóng)細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。 (5)原核生物無(wú)線粒體，但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸，如藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等，因?yàn)槠浼?xì)胞中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶。 題型1　涉及有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的考查 1．(2018山東泰安期末)下圖是人體內(nèi)不完整的細(xì)胞呼吸示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 B．在有氧條件下，過(guò)程②③將受到抑制 C．①③④與①②過(guò)程相比，能夠徹底分解有機(jī)物 D．過(guò)程③產(chǎn)生的ATP最多，過(guò)程④需要水的參與 解析：選C　人體細(xì)胞有氧呼吸會(huì)產(chǎn)生CO2，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，在有氧呼吸第二階段會(huì)產(chǎn)生CO2，其場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；在有氧條件下，無(wú)氧呼吸過(guò)程②會(huì)受到抑制，③過(guò)程為有氧呼吸的第二階段，不受影響，B錯(cuò)誤；①③④為有氧呼吸，①②為無(wú)氧呼吸，有氧呼吸能徹底氧化分解有機(jī)物，C正確；過(guò)程④為有氧呼吸的第三階段，產(chǎn)生的ATP最多，過(guò)程③為有氧呼吸的第二階段，需要水的參與，D錯(cuò)誤。 2．(2018河南洛陽(yáng)一質(zhì)檢)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作為描述細(xì)胞呼吸過(guò)程中氧氣供應(yīng)狀態(tài)的一種指標(biāo)。下圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過(guò)程中氧分壓與呼吸熵的關(guān)系。以下敘述中，正確的是(　　) A．呼吸熵越大，細(xì)胞有氧呼吸越強(qiáng)，無(wú)氧呼吸越弱 B．B點(diǎn)有氧呼吸的強(qiáng)度大于A點(diǎn)有氧呼吸的強(qiáng)度 C．為了減少有機(jī)物的損耗，最好將氧分壓調(diào)至C點(diǎn) D．C點(diǎn)以后，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不再隨氧分壓的變化而變化 解析：選B　由題意可知呼吸熵越大，細(xì)胞無(wú)氧呼吸越強(qiáng)，有氧呼吸越弱，A錯(cuò)誤；B點(diǎn)呼吸熵大于1，但比A點(diǎn)要低，B點(diǎn)的有氧呼吸強(qiáng)度要大于A點(diǎn)有氧呼吸的強(qiáng)度，B正確；C點(diǎn)時(shí)呼吸熵為1，說(shuō)明完全進(jìn)行有氧呼吸，為了減少有機(jī)物的損耗，應(yīng)是在低氧條件下，C錯(cuò)誤；C點(diǎn)后在一段范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨氧分壓增強(qiáng)而增強(qiáng)，但到一定程度后不再增加，D錯(cuò)誤。 題型2　涉及細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)分析與探究 3．(2018河北承德聯(lián)校期末)某小組利用下圖所示裝置測(cè)定清水浸泡后萌發(fā)種子的細(xì)胞呼吸速率，已知KOH溶液能吸收CO2。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．U型管中水柱的變化反映的是種子吸收的O2量和釋放的CO2量之差 B．若U型管中水柱高度達(dá)到平衡后不再變化，則說(shuō)明該萌發(fā)的種子不再進(jìn)行細(xì)胞呼吸 C．若用該裝置測(cè)定葉片的細(xì)胞有氧呼吸速率，則應(yīng)該將裝置至于黑暗環(huán)境中 D．若用該裝置測(cè)量乳酸菌的細(xì)胞呼吸速率，則應(yīng)將KOH溶液換為蒸餾水 解析：選C　U型管中水柱的變化反映的是種子有氧呼吸消耗的O2量，A錯(cuò)誤；若U型管中水柱高度達(dá)到平衡后不再變化，說(shuō)明裝置內(nèi)氧氣消耗完畢，種子可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸，B錯(cuò)誤；用該裝置測(cè)定葉片的細(xì)胞有氧呼吸速率，應(yīng)該將裝置至于黑暗環(huán)境中，以避免光合作用的干擾，C正確；乳酸菌的細(xì)胞呼吸不產(chǎn)生氣體，將KOH溶液換為蒸餾水，不會(huì)出現(xiàn)水柱高度的變化，D錯(cuò)誤。 4．(2018山西太原期末)選取體長(zhǎng)、體重一致的斑馬魚(yú)隨機(jī)均分成對(duì)照組和訓(xùn)練組，其中訓(xùn)練組每天進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練(持續(xù)不斷驅(qū)趕斑馬魚(yú)游動(dòng))，對(duì)照組不進(jìn)行。訓(xùn)練一段時(shí)間后，分別測(cè)量?jī)山M斑馬魚(yú)在靜止時(shí)及相同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后的肌肉乳酸含量，結(jié)果如下圖。下列敘述正確的是(　　) A．乳酸是由丙酮酸在線粒體基質(zhì)中轉(zhuǎn)化形成的 B．靜止時(shí)斑馬魚(yú)所需ATP主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成 C．運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可降低無(wú)氧呼吸在運(yùn)動(dòng)中的供能比例 D．運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可降低斑馬魚(yú)靜止時(shí)的無(wú)氧呼吸強(qiáng)度 解析：選C　乳酸是由葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化形成的，A錯(cuò)誤；靜止時(shí)斑馬魚(yú)所需ATP主要由有氧呼吸提供，線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，B錯(cuò)誤；訓(xùn)練組運(yùn)動(dòng)后乳酸含量較低，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可降低無(wú)氧呼吸在運(yùn)動(dòng)中的供能比例，C正確；訓(xùn)練組靜止時(shí)乳酸含量與對(duì)照組相同，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不影響斑馬魚(yú)靜止時(shí)的無(wú)氧呼吸強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。 5．科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍(lán)莓果實(shí)的CO2生成速率的變化，結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。 (1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下果實(shí)的CO2生成速率較低，主要原因是________；隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的________濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)________濃度變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。 (2)某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)如下方案： ①稱(chēng)取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí)，分別裝入甲、乙兩個(gè)容積相同的瓶?jī)?nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲(chǔ)存，每隔一段時(shí)間測(cè)定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算CO2生成速率。 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠，請(qǐng)給出兩條建議，以完善上述實(shí)驗(yàn)方案(不考慮溫度因素)。 a．_________________________________； b．_________________________________。 解析：(1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下的CO2生成速率較低，主要原因是溫度較低導(dǎo)致酶的活性較低，呼吸速率較慢，所以其主要原因是低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性；隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸，該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)O2濃度變化來(lái)計(jì)算細(xì)胞呼吸速率。(2)根據(jù)單一變量原則，控制唯一變量而排除其他無(wú)關(guān)變量的干擾從而驗(yàn)證唯一變量的作用，所以，選取的果實(shí)成熟度也應(yīng)一致；根據(jù)可重復(fù)性原則，同一處理在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)稱(chēng)為重復(fù)。重復(fù)的作用有二，一是降低實(shí)驗(yàn)誤差，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的代表性；二是估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差的大小，判斷實(shí)驗(yàn)可靠程度，所以，每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 答案：(1)低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性　CO2　O2　(2)a.選取的果實(shí)成熟度應(yīng)一致　b．每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)二　光合作用 1．光合作用的兩個(gè)階段及聯(lián)系 2.外界條件變化時(shí)，C5、C3、[H]、ATP等物質(zhì)量的變化模型構(gòu)建 (1)光照強(qiáng)度變化： (2)CO2濃度變化： 3．分析影響光合作用的3類(lèi)曲線 (1)光照強(qiáng)度(如圖1) ①原理：主要影響光反應(yīng)階段ATP和[H]的產(chǎn)生。 ②分析P點(diǎn)后的限制因素 (2)CO2的濃度(如圖2) ①原理：影響暗反應(yīng)階段C3的生成。 ②分析P點(diǎn)后的限制因素 (3)溫度：通過(guò)影響酶的活性而影響光合作用(如圖3)。 (1)葉綠體中的色素能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能，不能制造能量。 (2)藍(lán)藻沒(méi)有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍(lán)素，能進(jìn)行光合作用。 (3)葉綠體和線粒體中含有DNA、RNA和核糖體。 (4)液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。 (5)光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)不會(huì)立刻停止，因?yàn)楣夥磻?yīng)產(chǎn)生[H]和ATP還可以維持一段時(shí)間的暗反應(yīng)。 題型1　涉及光合色素及光合作用過(guò)程的考查 1．(2017全國(guó)Ⅲ，T3)植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．類(lèi)胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示 D．葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 解析：選A　類(lèi)胡蘿卜素不吸收紅光，主要吸收藍(lán)紫光，A錯(cuò)誤；吸收光譜就是通過(guò)不同色素對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制的，B正確；光合作用光反應(yīng)階段色素對(duì)光的吸收會(huì)直接影響到暗反應(yīng)階段對(duì)CO2的利用，所以光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來(lái)表示，C正確；葉綠素可以吸收紅光，類(lèi)胡蘿卜素不吸收紅光，只能吸收藍(lán)紫光，葉片在640～660 nm 波長(zhǎng)光下釋放 O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D正確。 2．(2018福建福州檢測(cè))關(guān)于光合作用探究歷程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．饑餓處理后，天竺葵葉片曝光部分可向遮光部分運(yùn)輸小分子有機(jī)物 B．受到均勻光照，好氧菌分布在水綿帶狀葉綠體所有受光照部位 C．改變水中HO的所占比例，小球藻釋放的氧氣中18O2的所占比例也隨之改變 D．供給小球藻14CO2，葉綠體內(nèi)含14C的三碳化合物和五碳化合物不斷積累 解析：選D　葉片被遮光以后，不能進(jìn)行光合作用，仍然要進(jìn)行呼吸作用，呼吸作用需要的小分子有機(jī)物(如葡萄糖)，是由曝光部分運(yùn)輸而來(lái)，A正確；如果實(shí)驗(yàn)用臨時(shí)裝片完全暴露在光下，即受到均勻光照后，好氧細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位的周?chē)?，由此說(shuō)明了氧是由葉綠體釋放出來(lái)的、葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，B正確；因?yàn)楣夂献饔卯a(chǎn)生的氧氣來(lái)自水的光解，因此，改變水中HO的所占比例，小球藻釋放的氧氣中18O2的所占比例也隨之改變，C正確；在光合作用的暗反應(yīng)階段，14CO2與五碳化合物在相應(yīng)酶的作用下被固定形成C3化合物，進(jìn)而在ATP和[H]的作用下生成糖類(lèi)等有機(jī)物，因此14C先后出現(xiàn)在三碳化合物與糖類(lèi)中，不會(huì)出現(xiàn)在五碳化合物中且含14C的三碳化合物不會(huì)不斷積累，D錯(cuò)誤。 3．(2018湖北孝感期末)用一定濃度的NaHSO3溶液噴灑到小麥的葉片上，短期內(nèi)檢測(cè)到葉綠體中C3的含量下降， C5的含量上升。 NaHSO3溶液的作用可能是(　　) A．促進(jìn)葉綠體中CO2的固定 B．抑制葉綠體中C3的還原 C．促進(jìn)葉綠體中ATP的合成 D．抑制葉綠體中有機(jī)物的輸出 解析：選C　若NaHSO3溶液促進(jìn)葉綠體中CO2的固定，則CO2被C5固定形成的C3增加，消耗的C5增加，故C5的含量將減少，C3的含量將增加，A錯(cuò)誤；若NaHSO3溶液抑制葉綠體中C3的還原，則C3被還原生成的C5減少，消耗的C3減少，而CO2被C5固定形成的C3的過(guò)程不變，故C5的含量將減少，C3的含量將增加，B錯(cuò)誤；若NaHSO3溶液促進(jìn)葉綠體中ATP的合成，則被還原的C3增加，生成的C5增加，而CO2被C5固定形成的C3的過(guò)程不變，故C5的含量將增加，C3的含量將減少，C正確；若N