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

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專題二　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)酶通過提供反應(yīng)所需的能量來提高反應(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酶活性的影響時(shí)，既可用斐林試劑也可用碘液。() (10)過酸、過堿或溫度過高、過低，都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。() ,◎ 1．加熱、無機(jī)催化劑和酶均能加快化學(xué)反應(yīng)速率，說出它們的區(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．寫出測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，分別測定酶活性。若所測得數(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，直到測出峰值。 3．ATP和酶在成分上有聯(lián)系嗎？說明理由。 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．酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(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Ⅰ，T29(1)、(2))在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(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)?；卮鹣铝袉栴}： (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Ⅱ，T29)為了研究溫度對某種酶活性的影響，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?；卮鹣铝袉栴}： (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________。 (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)開始的一段時(shí)間內(nèi)，40℃時(shí)產(chǎn)物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B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)的速度會加快。(3)對比分析圖示中的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)物總量也不會增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性和專一性 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，是一種儲能物質(zhì)，不能將兩者等同起來。 (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)菌可利用體外無機(jī)物(如NH3)氧化時(shí)所釋放能量來合成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．無氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^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，會使ATP生成減少；無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為鳥嘌呤，則可表示GTP B．ATP中的能量可以來源于光能和化學(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分子。為了研究X物質(zhì)對動(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受到抑制 解析：選A　神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自有氧呼吸，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??；當(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，有些營養(yǎng)物質(zhì)如氨基酸等通過主動(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)胞死亡會影響消化酶的合成和分泌，同時(shí)ATP的含量減少會妨礙主動(dòng)運(yùn)輸，進(jìn)而會影響營養(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)，回答下列問題： (1)ATP的合成一般與________反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，生物體對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的場所有______________，其中________是活細(xì)胞產(chǎn)生ATP的共有場所。 (3)利用“熒光素－熒光素酶生物發(fā)光法”對市場中臘肉含細(xì)菌多少進(jìn)行檢測步驟如下： 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ATP的需求。 (2)植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的葉綠體通過光合作用合成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穩(wěn)定，所以根據(jù)ATP含量進(jìn)而測算出細(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Ψ€(wěn)定 考點(diǎn)二　酶在代謝中的作用 1．理清酶的來源、作用、本質(zhì)及其特性 2.把握與酶有關(guān)的三類曲線解讀 (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，但會提供活化能。 (2)酶的特性曲線： ①圖1中加酶的曲線和加無機(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通過影響酶的活性來影響酶促反應(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決定。 (2)酶促反應(yīng)速率≠酶活性 溫度和pH是通過影響酶的空間結(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改變淀粉酶活性 B．酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能 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)會改變，A錯(cuò)誤；酶降低了反應(yīng)過程所必需的活化能，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．酶通過形成酶－底物復(fù)合物來催化化學(xué)反應(yīng) D．高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會導(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)類的酶遇雙縮脲試劑呈紫色，B錯(cuò)誤；酶具有專一性，通過形成酶－底物復(fù)合物來催化化學(xué)反應(yīng)，C正確；高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會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氧化氫酶探究過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一性 B．圖2曲線出現(xiàn)AB段的原因最可能是過氧化氫酶的數(shù)量有限 C．圖3所示實(shí)驗(yàn)的自變量為溶液中過氧化氫量，因變量是酶的活性 D．用過氧化氫為實(shí)驗(yàn)材料探究溫度對酶活性的影響也可得到圖3所示結(jié)果 解析：選B　圖1中通過過氧化氫酶與無機(jī)催化劑Fe3＋的催化效率對比說明酶具有高效性；圖2曲線AB段表示隨著過氧化氫濃度的升高，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，過氧化氫在加熱條件下會分解，所以不能以過氧化氫為實(shí)驗(yàn)材料來探究溫度對酶活性的影響。 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、過酸、過堿都會使酶失活，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，丙曲線表示該酶促反應(yīng)速率隨pH的變化趨勢，因此乙、丙兩曲線橫軸對應(yīng)的影響因素分別為溫度和pH，A正確；e點(diǎn)對應(yīng)的橫軸數(shù)值表示該酶的最適溫度，g點(diǎn)對應(yīng)的橫軸pH數(shù)值對該酶而言屬于過酸，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，不會使反應(yīng)速率增大，D錯(cuò)誤。 6．(2018陜西咸陽二模)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Ⅰ，T3)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(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)間后檢測產(chǎn)物的量 解析：選C　依題意可知，該實(shí)驗(yàn)的pH為無關(guān)變量，為了排除無關(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)材料和檢測指標(biāo) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)材料 檢測指標(biāo)(試劑) 備注 高效性 過氧化氫與過氧化氫酶、Fe3＋ O2產(chǎn)生的快慢或多少 酶與無機(jī)催化劑對比 專一性 淀粉、蔗糖與淀粉酶 斐林試劑 不能用碘液 溫度對酶活性的影響 淀粉和淀粉酶 碘液 不能用斐林試劑 pH對酶活性的影響 過氧化氫與過氧化氫酶 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“無機(jī)催化劑”作對照組。 (2)驗(yàn)證酶的專一性，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)蛋白酶對蛋白質(zhì)的分解時(shí)應(yīng)選用蛋白塊，通過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．酶具有專一性 解析：選C　分析實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出，經(jīng)過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)生的一類有機(jī)物，在細(xì)胞代謝中發(fā)揮重要的作用。請回答與酶有關(guān)的問題： (1)真核細(xì)胞內(nèi)酶的合成場所有________，細(xì)胞內(nèi)酶的合成________(填“能”或“不能”)影響生物的性狀。 (2)酶的特性可通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證?，F(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)；長頸漏斗、燒杯、底部中央可放置半透膜的U型管各一個(gè)。請根據(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。請寫出最合理的實(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)，其合成場所是核糖體；少數(shù)酶是RNA，其合成場所是細(xì)胞核。酶可以通過影響細(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一性。) 第4講　光合作用與細(xì)胞呼吸 　1.光合作用的基本過程(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來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。() (4)無氧呼吸的最終產(chǎn)物是丙酮酸。() (5)無氧呼吸兩個(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，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)生場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。(√) (13)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(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減弱，說出其中的原因。 提示：夏季晴朗的白天的中午，有些植物會關(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．寫出魯賓－卡門實(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，最終檢測什么產(chǎn)物中含有標(biāo)記氧。 1．真題重組判正誤 (1)(2017全國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Ⅱ，T6A)磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物(√) 2．(2018全國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)行無氧呼吸 B．食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失 C．有氧呼吸和無氧呼吸的產(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，無氧時(shí)可進(jìn)行無氧呼吸，A正確；食物鏈上的營養(yǎng)級同化的能量有三個(gè)去向：呼吸散失、傳遞給下一個(gè)營養(yǎng)級(除了最高營養(yǎng)級)和被分解者分解利用，B正確；有氧呼吸和無氧呼吸的產(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)階段和呼吸作用過程中都可以合成ATP，D正確。 3．(2016全國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光，可見光不包括紅外光和紫外光，C錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長的植物幼苗，因沒有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D正確。 4．(2014全國Ⅰ，T2)正常生長的綠藻，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Ⅰ，T29)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(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)物的相對含量為94%。 D組(對照組)：光照時(shí)間為135s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。 回答下列問題： (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Ⅰ，T30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示。 回答下列問題： (1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對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)，如果種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度相對較弱，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)度相對更弱的環(huán)境中生長，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水分的散失，葉片上的部分氣孔會關(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Ⅲ，T29)為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為對照組，另4組在人工氣候室中生長作為實(shí)驗(yàn)組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。于中午12︰30測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 回答下列問題： (1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測中午時(shí)對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，________(填“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對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)小麥葉片氣孔開放時(shí)，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過程________(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濕度的增加而明顯加快，但相對濕度相同時(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)對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度；并可推測，增加麥田環(huán)境的相對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，所以該過程不需要載體蛋白，也不需要消耗ATP。 答案：(1)濕度(或答相對濕度)　在相同溫度條件下，相對濕度改變時(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Ⅲ，T29)回答下列問題： (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b時(shí)，群體干物質(zhì)積累速率降低，其原因是_________________________________。 (3)通常，與陽生植物相比，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)是葉綠素和類胡蘿卜素，分布在葉綠體的類囊體薄膜上，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)度小于陽生植物，即陰生植物通過呼吸作用放出的CO2比陽生植物少，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)度比陽生植物低。 答案：(1)類囊體膜　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的來源和去路 來源 去路 有氧呼吸 無氧呼吸 有氧呼吸 無氧呼吸 [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”曲線 (1)甲圖：溫度通過影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性來影響呼吸速率。 (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)行無氧呼吸，大于0小于10%時(shí)兩種呼吸類型均有，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，無論是否有氧氣的參與，都是生物氧化過程。 (2)細(xì)胞呼吸的底物是有機(jī)物而并不只是糖類，糖類是主要的能源物質(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，如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸。 (5)原核生物無線粒體，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的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 B．在有氧條件下，過程②③將受到抑制 C．①③④與①②過程相比，能夠徹底分解有機(jī)物 D．過程③產(chǎn)生的ATP最多，過程④需要水的參與 解析：選C　人體細(xì)胞有氧呼吸會產(chǎn)生CO2，無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，在有氧呼吸第二階段會產(chǎn)生CO2，其場所為線粒體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；在有氧條件下，無氧呼吸過程②會受到抑制，③過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為無氧呼吸，有氧呼吸能徹底氧化分解有機(jī)物，C正確；過程④為有氧呼吸的第三階段，產(chǎn)生的ATP最多，過程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，說明裝置內(nèi)氧氣消耗完畢，種子可以進(jìn)行無氧呼吸，B錯(cuò)誤；用該裝置測定葉片的細(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、體重一致的斑馬魚隨機(jī)均分成對照組和訓(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)趕斑馬魚游動(dòng))，對照組不進(jìn)行。訓(xùn)練一段時(shí)間后，分別測量兩組斑馬魚在靜止時(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)練可降低斑馬魚靜止時(shí)的無氧呼吸強(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)斑馬魚所需ATP主要由有氧呼吸提供，線粒體是有氧呼吸的主要場所，B錯(cuò)誤；訓(xùn)練組運(yùn)動(dòng)后乳酸含量較低，說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可降低無氧呼吸在運(yùn)動(dòng)中的供能比例，C正確；訓(xùn)練組靜止時(shí)乳酸含量與對照組相同，說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不影響斑馬魚靜止時(shí)的無氧呼吸強(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)儲存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的________濃度越來越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過檢測________濃度變化來計(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)容積相同的瓶內(nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲存，每隔一段時(shí)間測定各瓶中的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)儲存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸，該實(shí)驗(yàn)還可以通過檢測O2濃度變化來計(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程的考查 1．(2017全國Ⅲ，T3)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．類胡蘿卜素在紅光區(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測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D．葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 解析：選A　類胡蘿卜素不吸收紅光，主要吸收藍(lán)紫光，A錯(cuò)誤；吸收光譜就是通過不同色素對不同波長光的吸收值來繪制的，B正確；光合作用光反應(yīng)階段色素對光的吸收會直接影響到暗反應(yīng)階段對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的變化來表示，C正確；葉綠素可以吸收紅光，類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)關(guān)于光合作用探究歷程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(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，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圍，由此說明了氧是由葉綠體釋放出來的、葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所，B正確；因?yàn)楣夂献饔卯a(chǎn)生的氧氣來自水的光解，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]的作用下生成糖類等有機(jī)物，因此14C先后出現(xiàn)在三碳化合物與糖類中，不會出現(xiàn)在五碳化合物中且含14C的三碳化合物不會不斷積累，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的過程不變，故C5的含量將增加，C3的含量將減少，C正確；若N