全国通用高考生物二轮专题讲义2代谢讲义Word版含答案 70页

专题二 代谢 串讲(一) 酶和ATP 第Ⅰ课时　基础自查——学生为主体·抓牢主干，以不变应万变 酶在代谢中的作用 ‎1．熟知酶的“一来源、一作用、二本质和三特性”(填图)‎ ‎2．理解关于酶的三类图像(填表)‎ 项目 图像 解读 酶的作用原理 ‎①由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能 ‎②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动 ‎③用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能 酶的特性 ‎①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明酶具有高效性 ‎②图2中两曲线比较表明酶具有专一性 影响酶促反应速率的因素 ‎①根据图1和图2可知温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率 ‎②根据图3可知，OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度 ‎3．归纳几种重要的酶及其作用(填表)‎ DNA聚合酶 催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于DNA复制及逆转录 RNA聚合酶 催化核糖核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于RNA合成(转录)及RNA复制 基因工程工具酶 ‎①限制酶：特异性识别和切割DNA分子(断开磷酸二酯键) ‎ ‎②DNA连接酶：连接任意两个互补的DNA片段 ‎③Taq DNA聚合酶：用于PCR中扩增目的基因 DNA解旋酶 用于DNA复制时打开双链间氢键 核酸水解酶 各种消化酶 可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等 细胞工程工具酶 纤维素酶、果胶酶(除去细胞壁)；胰蛋白酶或胶原蛋白酶(用于动物细胞培养)‎ ‎(1)光合作用中，催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上(√)‎ ‎(2019·海南卷，T‎3C)‎ ‎(2)发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性(×)‎ ‎(2019·江苏卷，T‎7A)‎ ‎(3)滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解及滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率均涉及“降低化学反应活化能”原理(2019·四川卷，T4改编)(√)‎ ‎(4)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用(√)‎ ‎(2019·江苏卷，T7B)‎ ‎(5)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温(2019·山东卷，T4D)(×)‎ ‎1．下列关于酶的说法正确的是(　　)‎ A．活细胞内合成酶必须有核糖体参与 B．一定范围内反应物的浓度只改变酶促反应速率，不改变酶的活性 C．酶为化学反应提供活化能从而提高反应速率 D．所有酶都通过胞吐的方式运出细胞发挥作用 解析：选B　酶的本质是蛋白质或RNA，本质是RNA的酶的合成不需要核糖体参与；在一定浓度范围内，酶促反应速率随反应物浓度的增大而增大，反应物不改变酶的活性；酶催化化学反应提高反应速率的原理是其能降低化学反应的活化能，而不是为化学反应提供活化能；有些酶存在于细胞内，如DNA聚合酶，不运出细胞。‎ ‎2．在低等植物细胞的中心体移向两极时，下列几种酶最活跃的是(　　)‎ A．RNA聚合酶和DNA聚合酶 B．解旋酶和淀粉合成酶 C．纤维素酶和果胶酶 D．ATP水解酶和ATP合成酶 解析：选D　低等植物细胞的中心体移向两极，表明细胞处于有丝分裂前期，中心体的移动会消耗能量，此时ATP水解酶和ATP合成酶很活跃；分裂前期，DNA高度螺旋，不能解旋，因此不能进行DNA复制、转录，RNA聚合酶、DNA聚合酶和解旋酶的活性都不会很高；淀粉合成酶主要存在光合作用很旺盛的细胞中，而这些细胞一般不进行细胞分裂；纤维素酶和果胶酶主要用于细胞壁的分解。‎ ‎3．如图是某研究小组利用过氧化氢酶探究过氧化氢的分解条件而获得的实验数据曲线，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．由图1可得出的实验结论是酶具有催化作用和专一性 B．图2曲线出现AB段的原因最可能是过氧化氢酶的数量有限 C．图3所示实验的自变量为溶液中过氧化氢量，因变量是酶的活性 D．用过氧化氢为实验材料探究温度对酶活性的影响也可得到图3所示结果 解析：选B　图1中通过过氧化氢酶与无机催化剂Fe3＋的催化效率对比说明酶具有高效性；图2曲线AB段表示随着过氧化氢浓度的升高，酶促反应速率不再加快，原因最可能是过氧化氢酶的数量有限；图3所示实验的自变量是pH，因变量是酶的活性，用溶液中过氧化氢的量表示；过氧化氢在加热条件下会分解，所以不能以过氧化氢为实验材料来探究温度对酶活性的影响。‎ ATP在能量代谢中的作用 ‎1．ATP与能量转换(填图)‎ ‎2．明辨四种结构中的“A”(填表)‎ ‎①ATP中的“A”为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)‎ ‎②DNA中的“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸 ‎③RNA中的“A”为腺嘌呤核苷酸 ‎④核苷酸中的“A”为腺嘌呤 ‎3．理清细胞内产生与消耗ATP的六类结构(填表)‎ 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段 叶绿体 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等 线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP∶DNA复制、转录等 ‎(1)DNA与ATP中所含元素的种类相同(√)‎ ‎(2019·全国卷Ⅰ，T‎1A)‎ ‎(2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(√)‎ ‎(2019·全国卷Ⅱ，T‎1C)‎ ‎(3)在生物体的活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(2019·四川卷，T1D)(×)‎ ‎(4)线粒体内膜、内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP ‎(2019·北京卷，T1改编)(×)‎ ‎(5)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需的能量由磷酸提供(×)‎ ‎(6)人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加(√)‎ ‎1．下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是(　　)‎ A．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加 C．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 D．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成 解析：选D　ATP去掉两个磷酸基团后，成为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ATP生成减少；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP；叶肉细胞的细胞质基质和线粒体可以进行呼吸作用，光下叶绿体进行光合作用，均可产生ATP。‎ ‎2．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)‎ A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用 B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP C．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用 解析：选B　呼吸作用产生的ATP可以用于各项生命活动；机体在睡眠时生命活动仍然进行，如细胞分裂、神经传导等，仍需要消耗ATP；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段均在细胞质基质中进行，均能合成ATP；植物根以主动运输方式吸收矿质离子所需的ATP由呼吸作用产生。‎ ‎3．如图1表示三磷酸核苷的结构，图2表示ATP在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．图1中①表示含氮碱基，若①为鸟嘌呤，则可表示GTP B．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能 C．UTP、GTP分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的 D．人体成熟红细胞没有线粒体，但能产生ATP 解析：选C　图1中①表示含氮碱基，若①为腺嘌呤，则表示ATP，若①‎ 为鸟嘌呤，则表示GTP，若①为尿嘧啶，则表示UTP。由图2可知，UTP和GTP分子中的高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的，而是由ATP将高能磷酸基转移给UDP或GDP，进而生成UTP或GTP的。 ‎ ‎[课时作业] 基础练，基稳才能楼高 ‎ 一、选择题 ‎1．下列关于新陈代谢与酶、ATP的关系的叙述，错误的是(　　)‎ A．酶的种类具有物种差异性，而ATP无物种差异性 B．酶、ATP都与新陈代谢密切相关，但两者的合成毫无关系 C．ATP是保证新陈代谢正常进行的直接能源物质 D．酶能促使新陈代谢正常进行 解析：选B　酶是蛋白质或RNA类物质，它们的合成与生物遗传物质有关，因而具有物种差异性；不同生物体内ATP的结构和功能是相同的，不具有物种差异性。ATP的合成和水解需要酶的催化，酶的合成需要ATP提供能量。ATP是生命活动正常进行的直接能源物质。新陈代谢是指细胞内一系列的生化反应，生化反应一般需要酶的催化，故酶能促进新陈代谢的正常进行。‎ ‎2．(2019·淄博二模)科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗 B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用 C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样 D．蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定 解析：选A　在黑暗中，蚜虫合成ATP时所需的能量来源于呼吸作用(包括有氧呼吸和无氧呼吸)，因此正常情况下会伴随着O2的消耗；根据题意可知，蚜虫合成ATP时所需能量不仅来自呼吸作用，还可来自类胡萝卜素吸收的光能；蚜虫做同一强度的运动时，无论在阳光下还是在黑暗中，ATP的消耗量是一样的；虽然蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，但是两种环境中都会发生ATP与ADP的相互转化并且处于动态平衡中，故其体内的ATP含量相对稳定。‎ ‎3．(2019届高三·衡水调研)如图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果。请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果(　　)‎ A．温度　　　　　　　　 　B．pH C．淀粉溶液量 D．唾液量 解析：选C　由柱形图可知，改变条件后相同时间内还原糖的生成量降低且达到最大还原糖生成量的时间不变，说明底物的用量不同，即实验中改变的因素是淀粉溶液量；改变温度、pH会降低反应速率，改变唾液量可能会使反应速率下降，从而使达到最大还原糖生成量所需时间延长，但最大生成量不变。‎ ‎4．研究人员以HCl溶液和淀粉酶为实验材料，探究它们对蛋白质和淀粉的催化水解作用，实验结果如图所示。有关分析错误的是(　　)‎ A．两图中，物质甲、乙分别为蛋白质和淀粉 B．图1、图2实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶 C．该实验可证明酶具有专一性和高效性 D．该实验可证明淀粉酶具有降低活化能的作用 解析：选D　酸能够催化多糖、蛋白质等物质水解，故能同时催化蛋白质和淀粉水解的是HCl溶液(图1)；酶(淀粉酶)具有专一性，只能催化一种物质(淀粉)水解(图2)，所以乙是淀粉，甲为蛋白质。对比两图中乙的分解速度可以看出，无机催化剂的催化效率远远低于酶；再结合图2分析可以明确C正确。本实验没有反映出酶具有降低活化能的作用。‎ ‎5．下列对酶、ATP、激素、神经递质、载体、抗体等物质的叙述，正确的有(　　)‎ ‎①控制酶合成的直接模板是信使RNA ‎②核酸内切酶与DNA酶作用的化学键相同 ‎③激素具有微量、高效、可重复使用的特点 ‎④神经递质发挥作用时，突触后膜电位会逆转 ‎⑤细胞膜上的载体与基因工程中的载体的本质相同 ‎⑥抗体对侵入人体细胞的抗原可“追踪”消灭 A．一项 B．两项 C．三项 D．四项 解析：选A　酶的本质是蛋白质或RNA，而控制RNA合成的模板应为DNA单链，①错误；核酸内切酶与DNA酶均作用于磷酸二酯键，②正确；激素发挥作用后将会被灭活，③错误；神经递质有兴奋性递质和抑制性递质，其中只有兴奋性递质才能使突触后膜的电位逆转，④错误；细胞膜上的载体的本质为蛋白质，而基因工程中载体的本质为DNA，⑤错误；抗体只能对内环境中的抗原起作用，⑥错误。‎ ‎6．酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是生命活动的直接能源物质。下图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法错误的是(　　)‎ A．绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP比线粒体内合成的用途单一 B．酶a～c催化的反应(底物的量相同)，产生⑤最多的是Ⅲ过程 C．若要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性 D．酶a～c催化的反应体现了酶的专一性 解析：选B　绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP只用于暗反应，而线粒体内合成的ATP用于各种生命活动；图中①是ADP、②是AMP、③是腺苷、④为磷酸、⑤为能量，Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，Ⅲ过程断裂的是普通化学键，Ⅲ 过程产生的能量最少；由图可知，ATP逐步水解过程中会不断产生酸性物质，因此要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性；酶a～c催化不同的反应，故体现了酶的专一性。‎ ‎7．(2019·北京海淀一模)下图的阴影部分表示在四种不同反应条件下能够发生化学反应的活化过氧化氢分子，四种反应条件是‎37 ℃‎、‎60 ℃‎、‎37 ℃‎下加入新鲜肝脏研磨液、‎37 ℃‎下加入FeCl3溶液。其中表示‎37 ℃‎下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是(　　)‎ 解析：选D　肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶的催化效率比无机催化剂FeCl3高。肝脏中过氧化氢酶的最适温度大约在‎37 ℃‎，所以‎37 ℃‎下加入新鲜肝脏研磨液的条件下反应速率最快，活化的过氧化氢分子最多，比较四个选项，D项最符合。‎ ‎8．下图1表示细胞中ATP反应链，图中a、b、c代表酶，甲、乙、丙代表化合物；图2表示酶活性与温度的关系。下列叙述错误的是(　　)‎ A．图1中的乙含有1个高能磷酸键，丙为腺嘌呤核糖核苷酸 B．神经细胞吸收K＋时，a催化的反应加速，c催化的反应被抑制 C．研究淀粉酶活性与温度的关系时，不可以选择斐林试剂作为检测试剂 D．图2中温度为m时比n时酶活性低，比较而言m比n更有利于酶的保存 解析：选B　图1中的乙是ADP，含有1个高能磷酸键，丙为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸；神经细胞吸收K＋的方式为主动运输，消耗ATP，a催化的反应加速，细胞内ATP与ADP的相互转化处于动态平衡状态，故c催化的反应也加速；研究淀粉酶活性与温度的关系时，不可以选择斐林试剂作为检测试剂，因为斐林试剂作为检测试剂时需水浴加热，影响实验结果；低温能抑制酶的活性，图2中温度为m时比n时酶活性低，此时更有利于酶的保存。‎ ‎9．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三组实验，各组温度条件均不同，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．若甲组温度低于乙组温度，则酶的最适温度不可能高于乙组温度 D．若甲组温度高于乙组温度，则酶的最适温度不可能高于甲组温度 解析：选C　在t时刻之后，甲组曲线不再上升，即产物浓度不发生变化，是由于受到底物数量的限制；出现丙组曲线的原因可能是温度过高，酶的活性丧失，如果在t时刻降低丙组的反应温度，酶的活性不能恢复，曲线不发生变化；图中甲组酶的活性大于乙组酶的活性，若甲组温度低于乙组，说明乙组的实验温度超过了酶的最适温度；若甲组温度高于乙组，则酶的最适温度可能高于甲组温度。‎ ‎10．下列关于ATP和RNA的叙述，错误的是(　　)‎ A．ATP水解去除两个磷酸基团后得到的产物为RNA的基本组成单位之一 B．细胞中RNA可为细胞代谢提供活化能，ATP可降低反应所需活化能 C．真核细胞中细胞呼吸合成的ATP可用于细胞核中合成RNA D．植物叶肉细胞的叶绿体中可以合成ATP，也可以合成RNA 解析：选B　ATP水解去除两个磷酸基团后得到腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一；细胞中ATP可为细胞代谢提供能量，细胞中RNA作为酶时可降低反应所需活化能；真核细胞中细胞呼吸合成的ATP可用于细胞核中合成RNA；光照下植物叶肉细胞的叶绿体中可以进行光反应合成ATP，叶绿体中含有的DNA可以转录产生RNA。‎ ‎11．下列各项曲线表示化学本质为蛋白质的酶催化反应变化规律，其中正确的是(　　)‎ 解析：选D　解题时需要注意纵坐标与横坐标表示的含义。选项A所示曲线应该表示反应速率随温度的变化；选项B表示的曲线随pH的变化应先升高后下降；选项C所示曲线中，当酶量加倍时，反应速率加快，但由于底物的量不变，所以最后产物量应相等。‎ ‎12．ATP既是“能量通货”，又可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子。为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24 h，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如图所示：‎ 下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．神经细胞中的ATP来自在线粒体中发生的有氧呼吸 B．该实验的自变量是X物质的浓度，因变量是细胞死亡的百分率和细胞内ATP的浓度 C．据图分析，细胞死亡率增加的直接原因是细胞内ATP浓度下降，能量供应减少 D．若将浓度为4 ng/mL的X物质注射到大鼠体内，其小肠的消化和吸收功能会受到抑制 解析：选A　神经细胞中的ATP主要来自有氧呼吸，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中。题中的自变量是X物质浓度，因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。ATP是生命活动的直接能源物质，据图分析，细胞内ATP浓度越大，细胞死亡率越小；当细胞内ATP的浓度减少时，细胞死亡率增加。食物在小肠内被消化需要消化酶催化，有些营养物质如氨基酸等通过主动运输方式在小肠内壁被吸收，主动运输需要消耗能量和载体蛋白。由图可知，X物质的浓度为4 ng/mL时，与对照组相比，细胞内ATP含量少，细胞死亡率升高；细胞死亡会影响消化酶的合成和分泌，同时ATP的含量减少会妨碍主动运输，进而会影响营养物质的吸收。‎ 二、非选择题 ‎13．解读与酶有关的曲线，回答下列问题：‎ ‎(1)酶的作用机理可以用图甲中________段来表示，如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________(填“上移”或“下移”)。‎ ‎(2)若该酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________，若胃蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速率将________，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)联系所学内容，分析图丙曲线，并回答：‎ ‎①对于曲线abc：若X轴表示pH，则Y轴可表示_____________；若X轴表示饭后时间，则Y轴可表示________。‎ ‎②对于曲线abd：若X轴表示反应物浓度，则Y轴可表示________________________________________________________________________；若X轴表示光照强度，‎ 则Y轴可表示______________________。‎ 解析：(1)酶促反应的原理是降低化学反应的活化能，可用图甲中的ab段来表示，酶的催化效率比无机催化剂高，将酶换成无机催化剂后，曲线应该向上移动。(2)酶的催化具有专一性，蛋白酶催化分解的底物应该是蛋白质，胃蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速率将不变，原因是胃蛋白酶的最适pH是2左右，pH为10时已经失活，再改变pH，反应速率不变。(3)①对于曲线abc，若X轴表示pH，则Y轴可表示酶的催化效率；若X轴表示饭后时间，则Y轴可表示血糖浓度。②对于曲线abd，若X轴表示反应物浓度，则Y轴可表示酶促反应速率；若X轴表示光照强度，则Y轴可表示光合速率。‎ 答案：(1)ab　上移　(2)蛋白质　不变　胃蛋白酶的最适pH是2左右，pH为10时已经失活，再改变pH，反应速率不变　(3)①酶催化速率(或酶活性)　血糖浓度　②酶促反应速率　光合速率 ‎14．(原创题)新的研究表明，专性嗜热菌株的嗜热酶在处理食品和造纸工业废水、芳香族化合物、氰药、重金属及其他有机难降解物质等方面具有重要作用。如图甲所示为降解污染物过程中由该酶催化的反应与未使用该酶的非催化反应的自由能变化情况。请据图回答问题：‎ ‎(1)化学反应时必定会经过一个过渡态——活化络合物。过渡态具有比反应物分子和生成物分子都要高的势能。催化剂的实质就是与反应物分子结合，改变过渡态的势能，图甲中a和b中为催化反应活化能的是____，酶可以很大程度地________反应活化能。‎ ‎(2)大多数酶属于蛋白质，少数酶属于________，影响其活性的因素主要有____________，所有的酶都________(填“有”或“没有”)调节生物体生命活动的作用。‎ ‎(3)细胞中的绝大多数生理过程靠ATP________(填“直接”或“间接”)提供能量。但也有例外，如在人体小肠绒毛细胞的细胞膜上，葡萄糖主动运输载体蛋白在Na＋顺浓度梯度从细胞外扩散到细胞内时，“捎带着”把葡萄糖转运到细胞内(如图乙)。所以，小肠绒毛细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖时，ATP________(填“直接”或“间接”)提供能量。‎ 解析：(1)根据题意及酶的作用可知，a为催化反应活化能，b为非催化反应的活化能。酶可以很大程度地降低过渡态的势能，所以可以大幅度地降低反应活化能。(2)酶是生物催化剂，其活性主要受温度和pH的影响，且大多数酶属于蛋白质，少数酶属于RNA。所有的酶都没有调节生物体生命活动的作用，只有催化作用。(3)小肠绒毛细胞以主动运输方式吸收葡萄糖时，利用的能量是Na＋顺浓度梯度的势能，而不是ATP直接供能。‎ 答案：(1)a　降低　(2)RNA　温度和pH　没有　‎ ‎(3)直接　间接 第Ⅱ课时　高考研究——教师为主导·锁定高考范围，备考更高效 生物体内的新陈代谢与ATP、酶有密切关系。下面甲图表示了细胞某些代谢过程与ATP的关系，乙图表示酶在化学变化中的作用。请分析回答：‎ ‎[问题设计]‎ ‎(1)酶绝大多数为蛋白质，少数为RNA，酶的作用原理是降低反应的活化能。‎ ‎(2)ATP中的“A”为腺苷，ATP彻底水解后生成的“A”表示腺嘌呤。‎ ‎(3)甲图中，若生物体为蓝藻，细胞消耗ADP的主要场所是细胞质。而在玉米体内，叶肉细胞通过生理过程①产生ATP的具体部位是叶绿体类囊体薄膜。‎ ‎(4)从太阳光能转变为骨骼肌收缩所需的能量，需要依次经过甲图中①②③④(填序号)过程。‎ ‎(5)乙图中，若表示过氧化氢酶作用于一定量的过氧化氢(温度和pH等条件都保持最适宜)时生成物量与反应时间的关系，在d时后曲线变成水平的主要原因是反应物已被消耗尽。‎ ‎(6)联系所学内容，分析图丙曲线，并回答：‎ ‎①对于曲线abc：若x轴表示pH，则y轴可表示酶催化速率(或酶活性)；若x轴表示饭后时间，则y轴可表示血糖浓度。‎ ‎②对于曲线abd：若x轴表示反应物浓度，则y轴可表示酶促反应速率；若x轴表示光照强度，则y轴可表示光合速率。‎ 高考地位 本专题在全国卷高考中一般会涉及1～2道考题，分值一般为6～10分 高考题型 选择题、非选择题均可能出现 高考热点 ‎1‎ 对酶的考查侧重于酶的本质、特性、影响酶活性的因素及相关曲线模型分析，尤其注重相关实验探究，对实验操作步骤、单一变量设置，以及自变量与因变量分析经常涉及 ‎2‎ 对ATP的考查，多结合代谢过程、耗能的具体生理过程考查ATP的来源、功能，也可从ATP的组成成分与其他有机分子的关系上进行命题 考点一　酶及其相关曲线分析 ‎1．(2019·全国卷Ⅱ)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是(　　)‎ A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶 B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是‎37 ℃‎ 解析：选C　盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀；真核细胞中DNA主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DNA分布，所以参与DNA合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中；酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用；唾液淀粉酶催化反应的最适温度为‎37 ℃‎左右，而该酶通常在低温下保存。‎ ‎2．(2019·全国卷Ⅱ)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(　　)‎ A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒 B．端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶 C．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA D．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长 解析：选C　端粒是染色体末端的DNA重复序列，大肠杆菌等原核生物拟核的DNA不能与蛋白质结合形成染色体，因此大肠杆菌拟核的DNA中没有端粒。端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的一种酶，RNA聚合酶催化合成的是RNA，所以端粒酶中的蛋白质不是RNA聚合酶。正常人细胞的每条染色体的两端都含有端粒DNA。在正常人体细胞中，端粒DNA可随着细胞分裂次数的增加而逐渐缩短。‎ ‎3．(2019·全国卷Ⅱ)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(‎20 ℃‎)、B组(‎40 ℃‎)和C组(‎60 ℃‎)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：‎ ‎(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。‎ ‎(2)在时间t1之前，如果A组温度提高‎10 ℃‎，那么A组酶催化反应的速度会________。‎ ‎(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是______________________________________。‎ ‎(4)生物体内酶的化学本质是________________________________________，其特性有 ‎________________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________(答出两点即可)。‎ 解析：(1)在‎60 ℃‎条件下，反应的最终产物浓度比‎20 ℃‎和‎40 ℃‎条件下小很多，说明酶在‎60 ℃‎条件下最终失活。‎20 ℃‎与‎40 ℃‎条件下相比，‎40 ℃‎时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明‎40 ℃‎条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高‎10 ℃‎变成‎30 ℃‎ ‎，由该酶活性随温度的变化规律可知，‎30 ℃‎条件下的该酶活性大于‎20 ℃‎条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等条件。‎ 答案：(1)B　(2)加快　(3)不变　‎60 ℃‎条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加　(4)蛋白质或RNA　高效性和专一性(其他合理答案可酌情给分)‎ ‎1．归纳记忆具有专一性(特异性)的物质 酶 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 载体 某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础 激素 激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体 tRNA tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 抗体 一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合 ‎2．澄清有关酶的五个理解误区 误认为“酶的本质是蛋白质”‎ 指正 实际上绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，进而引申为合成的原料有氨基酸、核糖核苷酸，合成的场所有核糖体、细胞核 误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”‎ 指正 实际上，活细胞都能产生酶 误认为“酶具有调节、催化等多种功能”‎ 指正 实际上酶是生物催化剂，只起催化作用 误认为“只在细胞内起催化作用”‎ 指正 实际上酶既可在细胞内发挥作用，也可在细胞外发挥作用 误认为“低温引起酶的变性失活”‎ 指正 实际上低温抑制酶的活性，不破坏酶的结构，但高温能使酶失活 ‎3．用“四看法”巧解酶促反应曲线类试题 明确坐标曲线中横纵坐标表达的含义，通过联想再现教材中涉及的与图像曲线相关的知识点，找出横纵坐标之间的内在联系是解答此类曲线题的关键，具体可用“四看法”分析：‎ ‎1．(2019·天津高考)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是(　　)‎ A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B．该体系中酶促反应速率先快后慢 C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的 D．适当降低反应温度，T2值增大 解析：选C　加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢；T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大。‎ ‎2.右图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是(　　)‎ A．若在b点增加酶的浓度，反应速率会减小 B．若在a点提高反应温度，反应速率会增大 C．若在c点增加反应物浓度，反应速率将增大 D．若在a点增加反应物浓度，反应速率将增大 解析：选D　b点以后反应速率不再随反应物浓度的增加而增大，因此b点的限制因素是酶的浓度，若在b点增加酶的浓度，反应速率会增大；该图描述的是在最适温度下反应物的浓度与反应速率的关系，所以再提高反应温度，酶的活性会降低，反应速率会减小；c点的限制因素是酶的浓度，所以在c点增加反应物的浓度，反应速率不变；ab段反应速率随反应物浓度的增加而增大，反应物浓度 是限制曲线ab段反应速率的主要因素，所以在a点增加反应物的浓度，反应速率会增大。‎ ‎3．图甲、图乙分别表示温度、pH与酶活性的关系。请据图分析，下列叙述错误的是(　　)‎ A．图甲中，a点所对应的温度为该酶的最适温度 B．图甲中，当温度超过‎50 ℃‎时，酶的空间结构可能被破坏 C．图乙中，曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH D．图乙中，曲线b、c所描述的两种酶不可能存在于同一生物体内 解析：选D　图甲中，a点酶的催化效率最高，因此a点所对应的温度就是酶的最适温度；从图甲曲线看，‎50 ℃‎时，反应速率为0，说明酶失去了活性，原因可能是高温使酶的空间结构遭到破坏；图乙表示pH与酶活性的关系，曲线b、c所表示的酶最适pH分别为2.0和8.0，说明不同酶有不同的最适pH；人体内胃蛋白酶的最适pH为1～2，而胰蛋白酶的最适pH为7.8～8.5。‎ 考点二　与酶相关的实验设计与探究 ‎1．(2019·全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，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→一段时间后检测产物的量 解析：选C　在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。‎ ‎2．(2019·全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：‎ ‎①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。‎ ‎②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。‎ ‎③将5支试管放入‎70 ℃‎恒温水浴中，保温时间相同且合适。‎ ‎④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。‎ ‎⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。‎ 上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。‎ ‎(1)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：因为题中已经提示不考虑试剂的浓度、剂量等，因此就不用去分析这些数据是否错误，找主要的错误即可。(1)酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而‎70 ℃‎恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终不同pH下的实验结果一样。(2)本题选择的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，斐林试剂鉴定还原糖必须要水浴加热，如果不加热，则任何一组都不会出现砖红色沉淀。‎ 答案：(1)③中‎70 ℃‎应改为‎37 ℃‎。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 ℃　(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色 ‎1．掌握有关酶的两类实验设计思路 ‎(1)验证类：‎ 实验名称 对照组 实验组 衡量标准 验证某种酶的本质是蛋白质或RNA 已知蛋白液＋双缩脲试剂 待测酶液＋双缩脲试剂 是否出现紫色 已知RNA＋吡罗红试剂 待测酶液＋吡罗红试剂 是否出现红色 验证酶具有催化作用 底物＋适量蒸馏水 底物＋等量的相应酶溶液 底物分解速率 验证酶具有专一性 底物＋相应酶液 同一底物＋不同酶液或不同底物＋相同酶液 底物是否分解 验证酶具有高效性 底物＋无机催化剂 底物＋等量的相应酶溶液 底物分解速率 ‎(2)探究类——探究酶的最适温度或最适pH：‎ ‎①实验设计思路：‎ ‎②实验设计程序：‎ ‎2．关注解答酶的验证、探究或评价性实验题的注意事项与解题策略 ‎(1)有关酶促反应实验的注意事项：‎ 反应物和酶的选择　‎ ‎①研究酶的适宜温度实验时，不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢的分解，因为过氧化氢在加热的条件下分解会加快 ‎②研究酶的适宜pH实验时，由于酸对淀粉有分解作用，并且碘液可与碱反应，所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，常选用过氧化氢和过氧化氢酶 检测时试剂的选择 ‎①研究温度对酶活性影响的实验时，鉴定淀粉是否分解用碘液，一般不选用斐林试剂，因为用斐林试剂检测需水浴加热，而该实验中需严格控制温度 ‎②若物质反应前后均能与试剂发生反应，例如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应，再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应，此类试剂不能选用 ‎③若物质反应前后均不能与试剂反应，例如蔗糖和水解后的单糖均不能与碘液反应，此类试剂也不能选用 ‎(2)有关酶的验证、探究或评价性实验题解题策略： ‎ 第一步 ‎⇩‎ 分析实验目的，确定自变量与因变量(检测指标)‎ 第二步 ‎⇩‎ 明确实验原理(新情景题的题干中会有提示，要注意提炼)‎ 第三步 ‎⇩‎ 准确书写实验步骤，注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤 第四步 如果是选择题，要依据实验原理、实验原则，利用所学的生物知识进行综合分析，然后作出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案 ‎1．某同学进行以下实验：在2支试管中分别加入等量2%可溶性淀粉溶液，再分别加入等量稀释10倍的唾液和未稀释的唾液，然后分别滴入1滴碘液，‎37 ℃‎恒温水浴条件下，观察蓝色消失所需的时间。结果所需时间几乎相等。这项实验的目的是验证(　　)‎ A．唾液含有淀粉酶　　　　　　 　B．淀粉遇碘变蓝 C．酶具有高效性 D．酶具有专一性 解析：选C　分析实验过程和实验结果可得出，经过稀释的唾液淀粉酶和未经稀释的唾液淀粉酶的催化速率几乎相同，体现了酶具有高效性。‎ ‎2．(2019·南京三模)下表是在其他条件均为最适情况下，探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果。以下分析正确的是(　　)‎ 实验一(乳糖浓度为10%)‎ 实验二(酶浓度为2%)‎ 酶浓度 相对反应速率 乳糖浓度 相对反应速率 ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎1%‎ ‎25‎ ‎5%‎ ‎25‎ ‎2%‎ ‎50‎ ‎10%‎ ‎50‎ ‎4%‎ ‎100‎ ‎20%‎ ‎65‎ ‎5%‎ ‎200‎ ‎30%‎ ‎65‎ A．实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大 B．实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大 C．实验二若将反应温度提高‎5 ℃‎，相对反应速率将增大 D．实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度 解析：选D　在底物足够多的情况下，酶促反应速率会随酶浓度增加而加快；当所有的酶都参与反应时，反应速率将达到最大；本实验结果是在其他条件均为最适情况下获得的，故再提高温度，反应速率会下降。‎ ‎1．(2019届高三·德阳二诊)科学家用含不同浓度NaF的水溶液喂养小白鼠，一段时间后，测量小白鼠细胞代谢产热量及细胞内的ATP浓度，分别获得细胞内的ATP浓度数据和产热量曲线。下列分析错误的是(　　)‎ 组别 NaF浓度 ‎(10－‎6 g/mL)‎ ATP浓度 ‎(10－4 mol/L)‎ A组 ‎0‎ ‎2.97‎ B组 ‎50‎ ‎2.73‎ C组 ‎150‎ ‎1.40‎ A．该实验的测量指标是细胞产热量和细胞内的ATP浓度 B．高浓度的NaF组产热量峰值和ATP浓度均低于对照组 C．NaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用 D．该实验采用了空白对照和相互对照 解析：选B　结合题意分析可知，该实验的测量指标有两个：细胞产热量和细胞内ATP的浓度；高浓度NaF组(即C组)的细胞产热量高于对照组(即A组)，细胞内ATP浓度低于对照组；从表格中数据分析可知，NaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用；该实验有空白对照组A组和不同浓度的NaF实验组(B组和C组)相互对照。‎ ‎2．(2019·泰安模拟)将牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同学用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固。将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁。观察结果如表：‎ 温度( ℃)‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ 结果 ‎15 min后仍未凝固 ‎14 min内完全凝固 ‎1 min内完全凝固 ‎14 min内完全凝固 ‎15 min后仍未凝固 根据以上结果，下列叙述错误的是(　　)‎ A．新鲜姜汁中含有能使可溶状态的牛奶凝固的酶 B．进一步测定最适温度，可设置‎60 ℃‎、‎65 ℃‎、‎75 ℃‎、‎80 ℃‎四个温度梯度 C．将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验的准确度 D．该实验说明酶需要适宜的温度，‎100 ℃‎时未凝固，是因为酶的活性已经丧失 解析：选B　据题意知，新鲜姜汁含有酶，能催化牛奶凝固；根据表格分析知，最适温度位于40～80 ℃之间，测定最适温度应在40～80 ℃之间缩小温度梯度，进行多组实验；将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能排除姜汁与牛奶混合时温度变化的影响，提高实验准确度。‎ ‎3.(2019·洛阳二模)如图表示某种酶在不同处理条件下催化某反应后，生成物的量与反应时间的关系。据图分析正确的是(　　)‎ A．若①②③表示温度，则一定是①＞②＞③‎ B．若①②③表示酶的浓度，则一定是①＞②＞③‎ C．若①②③表示pH，则一定是①＞②＞③‎ D．若①②③表示底物浓度，则一定是①＞②＞③‎ 解析：选B　温度对酶活性的影响存在最适温度，低于或高于最适温度，酶活性都降低；在底物量一定的情况下，酶浓度越大，相同时间内生成物的量越多；pH影响酶的活性也存在最适pH，低于或高于最适pH酶的活性都降低；根据题图可知，生成物的量最终相同，因此底物的量一定相同。‎ ‎4．为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是(　　)‎ 实验编号 探究课题 选用材料与试剂 ‎①‎ 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液 ‎②‎ 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ‎③‎ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ‎④‎ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂 A．实验①　　　　　　 　B．实验②‎ C．实验③ D．实验④‎ 解析：选B　实验①，过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响。实验③④，溶液的pH会影响淀粉的水解，实验③中蔗糖酶不会分解淀粉，并且碘液可与碱反应；实验④中斐林试剂可与酸反应。因此，一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。‎ ‎5.某科研小组对萝卜中的过氧化氢酶进行研究，用新鲜萝卜做如下实验：第一组将萝卜磨碎，制得提取液后立即冷藏，取几支试管，分别加入pH为3、5、7、9的过氧化氢溶液，‎30 ℃‎保温，然后在每支试管中加入4滴冷藏的提取液；第二组重复上述实验，但把提取液的添加量减半；第三组重复第一组实验，但在滴加提取液之前先对其进行‎80 ℃‎高温处理。然后将实验结果绘成如图所示的曲线，则表示一、二、三组实验结果的曲线分别是(　　)‎ A．a、b、c　　　　　　　 　B．a、c、b C．b、a、c D．c、b、a 解析：选C　第二组比第一组酶量减半，其他条件相同，此时反应速率比第一组小，所以第一组对应曲线b，第二组对应曲线a。第三组滴加提取液之前先对其进行‎80 ℃‎高温处理，酶变性失活，过氧化氢不会被催化分解，对应曲线c。‎ ‎6．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。请回答相关问题：‎ ‎(1)酶活性是指____________________________，该实验的自变量是________，以__________________________作为检测因变量的指标。‎ ‎(2)上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行________(填“对照”“对比”或“重复”)实验，得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在________和________的作用下水解的。pH为3条件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在常温常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)酶活性是指酶对化学反应的催化效率，据图示可知，横坐标为不同的pH，纵坐标为淀粉剩余量，故该实验的自变量是不同的pH，因变量是1 h后淀粉剩余量。(2)当实验结果与预期不符，需进行重复实验，观察结果。由于盐酸能催化淀粉水解，因此推测，该实验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下水解的，据图示可知pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等，但pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉水解干扰实验结果。(3)比较pH为1和pH为7的实验结果可知，pH为7条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量，故说明与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。‎ 答案：(1)酶对化学反应的催化效率　pH　1 h后淀粉剩余量　(2)重复　淀粉酶　盐酸　小于　pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果　(3)1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量 ‎[课时作业] 达标练，分层训练押高考 ‎ ‎1．如图是研究物质甲和物质乙对某种酶活性影响的变化曲线，下列叙述正确的是(　　)‎ A．物质甲能提高该化学反应的活化能 B．物质乙能提高该种酶的催化活性 C．减小底物浓度可以消除物质甲对该种酶的影响 D．增大底物浓度可以消除物质乙对该种酶的影响 解析：选D　在同一底物浓度下，加入酶和物质甲后反应速率比只加酶的反应速率大，说明物质甲提高了酶的催化活性，即降低了该化学反应的活化能；在底物浓度较低的情况下，同一底物浓度下，加入酶和物质乙后反应速率比只加酶的反应速率小，说明物质乙降低了酶的催化活性；当底物浓度较小时，加入酶和物质甲后反应速率比只加酶的反应速率大，说明减小底物浓度并不能消除物质甲对该种酶的影响；从图中可以看出，当底物浓度较大时，加入物质乙和酶时与只加酶的反应速率一样，说明增大底物浓度可以消除物质乙对该种酶的影响。‎ ‎2．某同学为了验证酶的相关特性及其作用底物情况进行了三组实验：实验一，某大分子物质甲与酶1混合，可得到中间产物乙；实验二，某大分子物质甲与酶1和酶2混合，可得到小分子物质a；实验三，某大分子物质甲与酶2混合，不能得到中间产物乙及小分子物质a。下列相关推理，错误的是(　　)‎ A．小分子a可能是大分子物质甲的基本组成单位 B．酶2的作用底物很可能是中间产物乙 C．由实验一和实验三可得出酶1具有专一性 D．由实验一、实验二和实验三不能得出酶具有高效性和温和性 解析：选C　分析实验一和实验二可知，小分子物质a可能是大分子物质甲的基本组成单位；结合实验一、实验二和实验三进行分析，酶1的作用底物是大分子物质甲，而酶2的作用底物不是大分子物质甲，酶2的作用底物很可能是中间产物乙；结合实验一和实验三进行分析可知，酶1的作用底物是大分子物质甲，但未涉及酶1对应的第二种底物，故不能推测酶1具有专一性；三组实验均未涉及无机催化剂，以及温度和pH等影响酶活性的因素，故不能得出酶具有高效性和温和性的结论。‎ ‎3.将萝卜磨碎制得提取液(含有过氧化氢酶)，取等量的提取液分别加入四支试管中，设定这四支试管中溶液的pH分别为3、5、7、9，再向这四支试管中加入等量的过氧化氢溶液，温度等条件相同且适宜，结果每支试管中都产生了气体。重复上述实验，只是把提取液的加入量减半。两次实验中反应相同时间后过氧化氢的剩余量如图所示。下列判断正确的是(　　)‎ A．这两次实验的差异是由pH不同造成的 B．曲线乙是第一次实验的结果 C．提取液的量会明显影响过氧化氢酶的最适pH D．用点燃的卫生香检验气体产生情况时，pH为7的一组中最容易熄灭 解析：选B　这两次实验的差异是由提取液的加入量不同造成的；曲线甲是第二次实验(酶量减半)的结果，而曲线乙是第一次实验的结果；提取液的量不会影响过氧化氢酶的最适pH；pH为7的一组中过氧化氢酶的催化效率最高，产生的气体最多，点燃的卫生香最不易熄灭。‎ ‎4．过氧化物酶能分解过氧化氢，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)‎ 管号 ‎1%焦性 没食子酸(mL)‎ ‎2%过氧化氢(mL)‎ 缓冲液(mL)‎ 过氧化物酶溶液(mL)‎ 白菜梗提取液(mL)‎ 煮沸冷却后的白菜梗提取液(mL)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ A．1号管为对照组，其余不都是实验组 B．2号管为对照组，其余都为实验组 C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 解析：选A　根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶变性失去活性，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。‎ ‎5.酶的活性除了受温度和pH等因素影响外，还会受到激活剂和抑制剂的影响，激活剂和抑制剂分别使酶的活性增强和减弱。如图是有关酶促反应的曲线图。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．如果曲线b是正常的酶促反应曲线，则添加激活剂和抑制剂的酶促反应曲线分别是曲线a和曲线c B．其他条件一定时，酶活性也会随底物浓度增大而增强 C．可通过改变激活剂和抑制剂的浓度来调节酶促反应速率 D．在反应结束前，随着时间的增加，三条曲线对应的酶促反应速率均逐渐减小 解析：选B　由图可知，在反应结束前，曲线a的酶促反应速率最大，曲线c的酶促反应速率最小，由此可判断添加激活剂和抑制剂的曲线分别是曲线a和曲线c；影响酶活性的因素主要有温度、pH等，底物浓度不是影响酶活性的因素；激活剂和抑制剂分别使酶的活性增强和减弱，可以通过改变激活剂或抑制剂的浓度来调节酶促反应速率；图中曲线的斜率代表酶促反应速率，随着时间的增加，三条曲线的斜率均逐渐减小，即三条曲线对应的酶促反应速率均逐渐减小。‎ ‎6．在研究溶菌酶的过程中，科研人员得到了多种突变酶，并测得50%的酶发生变性时的温度(Tm)，部分结果如表所示。下列有关叙述正确的是(　　)‎ 酶 半胱氨酸(Cys)的位置和数目 二硫键数目 Tm(℃)‎ 野生型T4‎ 溶菌酶 Cys51，Cys97‎ 无 ‎41.9‎ 突变酶C Cys21，Cys143‎ ‎1‎ ‎52.9‎ 突变酶F Cys3，Cys9，Cys142，Cys164‎ ‎3‎ ‎65.5‎ 注：Cys右上角的数字表示半胱氨酸在肽链中的位置。‎ A．突变酶F的最适温度为‎65.5 ℃‎ B．突变酶C的热稳定性提高与半胱氨酸的数目有关 C．突变酶中二硫键的形成与半胱氨酸的位置无关 D．溶菌酶热稳定性的提高可能与空间结构的改变有关 解析：选D　由题意可知，50%的突变酶F发生变性时的温度为‎65.5 ℃‎ ‎；突变酶C与野生型T4溶菌酶的半胱氨酸的数目相同，但突变酶C有二硫键，而野生型无二硫键，说明突变酶C的热稳定性提高可能与二硫键有关；对野生型T4溶菌酶、突变酶C和突变酶F进行对比分析可知，二硫键的形成与半胱氨酸的数目和位置有关；对表格数据综合分析可知，溶菌酶热稳定性的提高与半胱氨酸的位置、数目以及二硫键的数目均有关，从而推测其可能与空间结构的改变有关。‎ ‎7．下列实验设计最合理的是(　　)‎ 实验编号 研究课题 选用材料与试剂 实验1‎ 验证蛋白酶的催化作用 稀释蛋清液、新鲜蛋白酶溶液、双缩脲试剂 实验2‎ 探究温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂 实验3‎ 验证酶具有催化作用 新制的蔗糖酶溶液、新鲜的蔗糖溶液、斐林试剂 实验4‎ 探究pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 A．实验1　　　　　　 　B．实验2‎ C．实验3 D．实验4‎ 解析：选C　实验1所用的检测试剂不能是双缩脲试剂，因为蛋白酶本身作为蛋白质也会与双缩脲试剂反应呈紫色，且蛋白质的酶解产物有多肽时也会与双缩脲试剂反应呈紫色，故不合理。实验2中斐林试剂使用时需要水浴加热，加热过程中温度对酶活性有影响，从而影响实验结果，故不合理。实验3中蔗糖酶可使蔗糖水解成果糖和葡萄糖，蔗糖是非还原糖，果糖和葡萄糖是还原糖，用斐林试剂可检验蔗糖的水解情况，故合理。实验4中在碱性条件下，碘不会使淀粉变蓝；在中性和酸性条件下，碘才能使淀粉变蓝，因此不能用碘液作为探究pH对酶活性的影响实验的检验试剂，故不合理。‎ ‎8.右图中甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势。下列相关分析，正确的是(　　)‎ A．在A点适当提高温度或在B点适当增加酶的浓度，反应速率都将增大 B．图中E点代表该酶的最适pH，H点代表该酶的最适温度 C．短期保存该酶，适宜条件对应于图中的D、H两点 D．研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，均可得到上图曲线 解析：选C　首先根据曲线变化判断乙曲线代表温度对酶促反应的影响，丙曲线代表pH对酶促反应的影响。甲曲线是在最适温度下测定的，在A点提高温度，反应速率将降低；图中E点代表该酶的最适温度，H点代表该酶的最适pH；酶应该在最适pH、低温下保存；过氧化氢受热易分解，故当用过氧化氢酶研究温度对酶促反应速率的影响时，高温时反应速率不会为零。‎ ‎9．某同学为验证Cu2＋‎ 对唾液淀粉酶活性有抑制作用，进行如下实验，下列分析错误的是(　　)‎ 试管编号　‎ 实验步骤 甲 乙 ‎①1%淀粉溶液(mL)‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎②唾液淀粉酶溶液(mL)‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎③1%CuSO4溶液(mL)‎ ‎1‎ ‎/‎ ‎④pH 6.8缓冲液(mL)‎ ‎1‎ ‎？‎ ‎⑤各试管放入‎37 ℃‎恒温水浴保温适宜时间 ‎⑥取出试管，各加入1%碘溶液0.1 mL A．还应增设实验以排除SO的影响 B．步骤④乙试管加入的缓冲液的量应为1 mL C．实验的正确步骤应为③④②①⑤⑥‎ D．改变为正确步骤后预期甲试管为深蓝色，乙试管为浅蓝色或无色 解析：选B　实验设计需要遵循对照原则和单一变量原则，故本实验还应增设一组加入SO的对照实验以排除SO的影响；反应中需保持无关变量一致，甲组反应体系共4 mL，因此乙组中加入缓冲液的量应为2 mL；该同学的实验操作中，在加入Cu2＋之前淀粉和淀粉酶已经接触开始反应，影响实验结果，因此需在反应体系中先加入Cu2＋和缓冲液；Cu2＋会抑制唾液淀粉酶的活性，所以甲试管中的淀粉不能或部分被水解，加入碘液呈深蓝色，乙试管中的淀粉酶将淀粉大部分水解或完全水解，加入碘液后呈浅蓝色或无色。‎ ‎10．某同学探究了唾液淀粉酶活性的影响因素，相同反应体积酶促反应5 min后鉴定酶的活性，实验结果如图所示，其中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别表示pH、温度和稀释倍数对酶活性的影响，结合酶的特点，以下分析错误的是(　　)‎ A．实验可通过鉴定产物的生成量作为判断酶活性变化的依据 B．探究pH和温度对酶活性的影响时，唾液淀粉酶稀释倍数不宜过大 C．探究稀释倍数对唾液淀粉酶活性的影响时，pH和温度应控制在6.4和‎37 ℃‎左右 D．pH、温度过高或过低，都会使唾液淀粉酶变性失去活性 解析：选D　该同学的实验目的是探究影响唾液淀粉酶活性的因素，反应产物为还原糖，故可通过鉴定产物的生成量作为判断酶活性变化的依据；由图可知，唾液淀粉酶稀释倍数较大时酶促反应速率较小，且实验现象不太明显，故探究pH和温度对酶活性的影响时，唾液淀粉酶稀释倍数不宜过大；探究稀释倍数对唾液淀粉酶活性的影响时，pH和温度应控制在最适条件，即分别为6.4和‎37 ℃‎左右；温度过低时唾液淀粉酶的活性受到抑制，但并没有变性失去活性。‎ ‎11．如图是某课外活动小组在探究酶活性的影响因素时绘制的实验结果。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．实验的自变量是过氧化氢的分解速率，因变量是温度 B．‎100 ℃‎时过氧化氢剩余量最少，说明高温条件下酶没有失活 C．‎0 ℃‎时过氧化氢几乎没分解，说明此温度下酶的活性受到抑制 D．‎75 ℃‎时过氧化氢酶的活性高于‎50 ℃‎时过氧化氢酶的活性 解析：选C　本实验的自变量是温度，因变量是酶的活性；过氧化氢在受热条件下，分解速率加快，‎100 ℃‎时过氧化氢剩余量最少，是因为高温促使过氧化氢分解速率加快，不能说明高温条件下酶没有失活；‎0 ℃‎时过氧化氢几乎没有分解，说明此温度下酶的活性受到抑制；‎75 ℃‎时过氧化氢的剩余量低于‎50 ℃‎时过氧化氢的剩余量，是因为温度较高时，过氧化氢自身分解速率较快，而不是酶活性较强。‎ ‎12．某科研小组对过氧化氢酶的特性进行研究，相关实验结果如图所示(实验温度均保持在‎25 ℃‎，实验2在相同时间内测定结果)。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．酶和Fe3＋分别通过降低和提供化学反应的活化能来提高反应速率 B．实验1中需向加过氧化氢酶组和加Fe3＋组中加入体积相等、浓度不同的过氧化氢溶液 C．实验1的结果可以说明过氧化氢酶的催化作用具有专一性 D．引起实验2中a、b曲线出现差异的原因可能是酶浓度不同 解析：选D　酶是生物催化剂，Fe3＋是无机催化剂，都是通过降低化学反应的活化能来提高反应速率。由实验1结果分析可知，该实验的自变量是酶和无机催化剂，因变量的检测指标是O2产生量，因此该实验的目的是探究酶作用具有高效性；根据单因子变量原则，应加入体积相等、浓度相同的过氧化氢溶液。实验2中在相同温度、相同时间内测定过氧化氢的剩余量，a、b曲线出现差异是其反应速率不同，相同pH条件下反应速率不同的原因可能是酶浓度不同。‎ ‎13．某校研究性学习小组从芍药中提取出一种酶，为探究该酶催化分解的底物是葡萄糖还是蔗糖，该研究性学习小组的同学们做的实验是：在甲、乙两支试管中，分别加入适量且等量的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，然后再加入等量的该酶溶液，在相同且适宜的温度下保温5 min，最后用斐林试剂鉴定。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．与无机催化剂不同的是，该酶能通过降低活化能来提高化学反应速率 B．图中的斐林试剂是用‎0.1 g/mL的NaOH溶液和‎0.01 g/mL的CuSO4溶液配制的 C．若两只试管均出现砖红色沉淀，则说明该酶催化的底物是蔗糖 D．若该酶催化的底物是葡萄糖，则只有一只试管会出现砖红色沉淀 解析：选C　无机催化剂与酶都能通过降低活化能来提高化学反应速率，与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。斐林试剂是用‎0.1 g/mL的NaOH溶液和‎0.05 g/mL的CuSO4‎ 溶液配制的。葡萄糖属于还原糖，蔗糖不属于还原糖，若两只试管均出现砖红色沉淀，则说明该酶催化的底物是蔗糖；若两只试管均不出现砖红色沉淀，则说明该酶催化的底物是葡萄糖。‎ ‎14．某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到如图结果。下列分析正确的是(　　)‎ A．对照组中无该水解酶 B．Mn2＋能够直接降低反应过程所必需的活化能 C．该实验的因变量可以用单位时间内底物的减少量来表示 D．温度、pH等都是该实验的自变量 解析：选C　对照组中也有水解酶，只是没有加金属离子。Mn2＋提高了酶的相对活性，从而使酶更有效地降低反应所需的活化能，而Mn2＋本身不能降低反应过程所必需的活化能。该实验的自变量是加入不同的金属离子，温度、pH等都是该实验的无关变量，因变量是该水解酶的活性，可以用单位时间内底物的减少量来表示。‎ ‎15．图1和图2是某兴趣小组通过实验探究过氧化氢分解的条件而绘制的曲线图。请回答下列问题：‎ ‎(1)图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为______________、______________。‎ ‎(2)由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有________。‎ ‎(3)图2中限制ab段和bc段O2产生速率的主要因素是______________、____________________。‎ ‎(4)该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响酶活性的实验，探究经过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。关于变量的设置：取3支试管，编号为A、B、C，各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL；A和B作为对照组应分别在温度为________和________水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)这两个实验是探究过氧化氢在不同条件下的分解情况，所以对应的变化条件即为自变量。(2)分析图1可得出过氧化氢酶具有高效性的特点。(3)图2中ab段，随着过氧化氢浓度的增大，O2产生速率也不断增大，说明过氧化氢浓度是限制ab段O2产生速率的主要因素；bc段，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大，此时的主要限制因素为过氧化氢酶数量(浓度)。(4)根据实验目的，实验需分为三组，一组温度设定在t3，一组温度设定在t4，一组温度应从t4降到t3。‎ 答案：(1)催化剂种类　过氧化氢浓度　(2)高效性　‎ ‎(3)过氧化氢浓度　过氧化氢酶数量(浓度)　(4)t3　t4　先在温度为t4水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3水浴装置中保温适宜时间 串讲(二) 细胞呼吸与光合作用 第Ⅰ课时　基础自查——学生为主体·抓牢主干，以不变应万变 细胞呼吸的原理和过程 ‎1．理清有氧呼吸三个阶段的发生场所及物质和能量变化(填图)‎ ‎2．无氧呼吸的三个关键点探因 ‎(1)产物不同的原因：‎ ‎①直接原因是参与催化的酶不同。 ‎ ‎②根本原因是控制酶合成的基因不同。‎ ‎(2)只释放少量能量的原因：其余能量储存在分解不彻底的产物酒精或乳酸中。‎ ‎(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。‎ ‎3．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线 甲图 温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率 乙图 ‎①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。‎ ‎②010%时，只进行有氧呼吸。‎ ‎④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少 丙图 自由水含量较高时呼吸作用旺盛 丁图 CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用 ‎4．掌握判断细胞呼吸类型的两大方法 方法一：看反应物和产物　‎ ‎①消耗O2或产物中有H2O　‎ 一定存在有氧呼吸 ‎②产物中有酒精或乳酸 一定有无氧呼吸 ‎③无CO2产生 只进行无氧呼吸产生乳酸 ‎④不耗O2，但产生CO2‎ 只进行产生酒精的无氧呼吸 方法二：看物质的量的关系 ‎①消耗O2等于释放CO2　‎ 只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸 ‎②CO2释放量大于O2吸收量 既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸 ‎③CO2释放量小于O2吸收量 底物有脂肪被氧化分解 ‎(1)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高(2019·山东卷，T4B)(×)‎ ‎(2)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)‎ ‎(3)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)‎ ‎(4)人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(×)‎ ‎(2019·全国卷Ⅱ，T‎6C)‎ ‎(5)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(×)‎ ‎(6)及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(√)‎ ‎1．下图是细胞呼吸的过程图示，有关叙述正确的是(　　)‎ A．上述生理过程可以发生在同一细胞内 B．在人体内环境中可以发生①②③过程 C．①②③④都产生ATP，为生命活动供能 D．无线粒体的生物也可能发生①②过程 解析：选D　过程③和④分别为产乳酸、产酒精的无氧呼吸过程，不能发生在同一细胞内；图中①②③过程都发生在细胞内，内环境是细胞的生存环境；呼吸作用第一阶段(过程①)可产生少量能量，过程②可产生大量能量，过程③和④不产生能量；有些好氧菌无线粒体，但是可以进行有氧呼吸，可以发生①和②过程。‎ ‎2．下列关于生物体内有机物氧化分解过程及产物的描述，错误的是(　　)‎ A．有氧呼吸产生的[H]可在线粒体内与氧结合生成水 B．浇水过多的青菜根部细胞能通过无氧呼吸产生乳酸 C．大豆种子在萌发过程中有氧呼吸强度会逐渐增强，有机物总量逐渐下降 D．缺氧时，人体肌细胞细胞质基质产生的能量增多，线粒体产生的能量减少 解析：选B　有氧呼吸过程中前两个阶段产生的[H]在第三阶段与氧结合生成水，此过程发生在线粒体内膜上；浇水过多的青菜根部细胞通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；大豆种子在萌发过程中有氧呼吸强度会逐渐增强，因呼吸消耗有机物，大豆种子有机物总量逐渐下降；无氧呼吸是在细胞质基质内进行的，缺氧时无氧呼吸增强，细胞质基质产生的能量增多，而线粒体产生的能量减少。‎ ‎3.右图表示水稻根尖细胞呼吸与O2浓度的关系，相关说法正确的是(　　)‎ A．酵母菌的细胞呼吸和根尖细胞的呼吸类型相同 B．O2浓度为a时，Ⅰ、Ⅲ单位时间内产生的能量相等 C．根尖细胞呼吸作用产生的能量都会被细胞内的吸能反应利用 D．曲线Ⅲ中产生能量最多的场所主要是线粒体基质 解析：选A　酵母菌和根尖细胞均既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，且无氧呼吸产物都是酒精和CO2；O2浓度为a时，Ⅰ、Ⅲ单位时间内产生的CO2量相等，Ⅰ是无氧呼吸，产生能量少；根尖细胞呼吸作用产生的热能不能被吸能反应利用；曲线Ⅲ中产生能量最多的场所是线粒体内膜。‎ 光合作用的原理和过程 ‎1．熟知光合作用的两个阶段及联系(填图)‎ ‎2．牢记外界条件变化时，C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变化模式图(填空)‎ ‎(1)光照强度变化：‎ ‎(2)CO2浓度变化：‎ ‎3．透析影响光合作用的三大因素(据图填空)‎ ‎①原理：主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生。‎ ‎②分析P点后的限制因素：‎ ‎①原理：影响暗反应阶段 C3的生成。‎ ‎②分析P点后的限制因素：‎ ‎③CO2浓度过高会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用 主要影响暗反应，通过影响酶的活性而影响光合作用 ‎(1)证明光合作用所释放的O2来自于水与用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株所用核心技术相同(×)‎ ‎(2019·全国卷Ⅲ，T2改编)‎ ‎(2)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前高(2019·山东卷，T4D)(√)‎ ‎(3)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，短时间内叶绿体中C5和ATP含量都会升高(2019·山东卷，T25节选)(√)‎ ‎(4)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质(2019·天津卷，T1改编)(√)‎ ‎1．如图为高等绿色植物叶片光合作用图解，以下说法正确的是(　　)‎ A．①是光合色素，其中的叶绿素主要吸收绿光，所以植物叶片呈现绿色 B．②是O2，其含有的O来自水可用同位素标记法进行研究 C．③是三碳化合物，其与CO2的结合称为CO2的固定 D．④是ATP，其在叶绿体类囊体薄膜上被消耗 解析：选B　根据光合作用图解可知，①是光合色素，其中的叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色；②是O2，鲁宾和卡门用同位素标记法进行研究，证明了O2中的O全部来自水；③是三碳化合物，五碳化合物与CO2的结合称为CO2的固定；④是ATP，其在叶绿体类囊体薄膜上生成，在叶绿体基质中被消耗。‎ ‎2．在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是(　　 )‎ A．红光，ATP下降　　 　B．红光，未被还原的C3上升 C．绿光，[H]下降 D．绿光，C5上升 解析：选C　叶绿体中的色素对红光的吸收率高，光反应快，对绿光的吸收率很低，光反应慢；光反应快，ATP上升，C3被还原的量增多，剩余的少；绿光照射时，光反应速率降低，[H]产生变慢，C5下降。‎ ‎3．某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00‎ B．根吸水能力最强的时刻是12：00‎ C．直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗 D．影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度 解析：选C　光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00。蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00。蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗。据图可知，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度。‎ 光合作用与细胞呼吸的联系 ‎1．掌握光合作用与细胞呼吸过程图解(填空)‎ ‎(1)物质转变过程：‎ ‎①物质名称：a：叶绿素，b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。‎ ‎②生理过程及场所：‎ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 生理过程 光反应 暗反应 有氧呼吸第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸第三阶段 场所 叶绿体类 囊体薄膜 叶绿体基质 细胞 质基质 线粒 体基质 线粒 体内膜 ‎(2)相应元素转移过程分析：‎ ‎(3)能量转换过程：‎ ‎2．理解真正(总)光合速率、表观(净)光合速率与呼吸速率的关系(填图)‎ ‎3．剖析自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线(据图填空)‎ a点 凌晨3～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少 b点 上午5时左右，开始进行光合作用 bc段 光合作用小于细胞呼吸 c点 上午6时左右，光合作用等于细胞呼吸 ce段 光合作用大于细胞呼吸 d点 温度过高，部分或全部气孔关闭，出现“午休”现象 e点 下午6时左右，光合作用等于细胞呼吸 ef段 光合作用小于细胞呼吸 fg段 停止光合作用，只进行细胞呼吸 ‎4．密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线分析(据图填表)‎ 图中各点段含义及形成原因：‎ AB段 无光照，植物只进行呼吸作用 BC段 温度降低，呼吸作用减弱 CD段 ‎4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度 D点 光合作用强度＝呼吸作用强度 DH段 光合作用强度＞呼吸作用强度，其中FG段表示“光合午休”现象 H点 光合作用强度＝呼吸作用强度 HI段 光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止 ‎(1)CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中(×)‎ ‎(2) 若用含有18O的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有18O的物质有HO、18O2(√)‎ ‎(3)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP(×)‎ ‎(4)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(√)‎ ‎(5)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定(√)‎ ‎1．下列关于植物细胞内与能量转换有关的两种细胞器中进行的生理过程描述，正确的是(　　)‎ A．两种细胞器中水的消耗都发生在基质中 B．两种细胞器中产生的[H]可以相互利用 C．(CH2O)→[H]和[H]→(CH2O)发生在两种细胞器中 D．在这两种细胞器的有关生物膜结构上，都能产生ATP 解析：选D　植物细胞内与能量转换有关的细胞器是线粒体和叶绿体，线粒体中水的消耗发生在有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质，叶绿体中水的消耗发生在光反应阶段，场所为类囊体膜；两种细胞器中产生的[H]不是同一种物质，不能相互利用，线粒体中产生的[H]与O2结合生成水，叶绿体中的[H]参与C3的还原；(CH2O)→[H]表示细胞呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中；线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上都能产生ATP。‎ ‎2.‎ 当其他条件最适宜时，某植物的光合速率如右图所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A．‎20 ℃‎条件下，c点以后限制光合速率的因素是光照强度 B．若将CO2浓度降低，c点将向左移动 C．‎30 ℃‎条件下，5 klx时的总光合速率小于b点的总光合速率 D．研究光照强度对光合速率的影响时，温度应保持在‎40 ℃‎ 解析：选B　‎20 ℃‎条件下，c点以后光合速率不再随光照强度的增强而增大，此时光照强度不再是限制因素；若CO2浓度降低，达到光饱和点需要的光照强度降低，c点将向左移动；‎30 ℃‎条件下，5 klx时的总光合速率为6＋4＝10，b点的总光合速率为8＋2＝10，二者一样大；研究光照强度对光合速率的影响时，温度为无关变量，应保持在最适温度下，即‎30 ℃‎。‎ ‎3.某密闭温室大棚内CO2浓度的变化如图所示，其中b、c两点的温度相同。下列说法错误的是(　　)‎ A．b、c两点时温室大棚中的光照强度相同 B．经一昼夜后大棚内植物有机物积累量增加 C．经一昼夜后大棚内O2浓度增加 D．b、c两点时植物细胞的光合速率等于细胞呼吸速率 解析：选A　由图可知，一昼夜后大棚内CO2浓度下降，减少的CO2用于合成有机物，因此，经一昼夜后大棚内植物体内有机物积累量将增加。CO2浓度下降，说明光合速率大于细胞呼吸速率，因此大棚内O2浓度增加。b、c两点的温度相同，说明植物细胞呼吸速率相同，同时由于b、c两点时植物的光合速率等于细胞呼吸速率，说明b、c两点时植物的光合速率也相同，但c点时大棚内CO2浓度更低，说明c点时的光照强度必然大于b点时的光照强度。‎ ‎[课时作业] 基础练，基稳才能楼高 ‎ 一、选择题 ‎1．(2019·全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是(　　)‎ A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 解析：选C　提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中；叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收；叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光；叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，故黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色。‎ ‎2．下列有关细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)‎ A．若酸性重铬酸钾变为灰绿色，说明呼吸作用产生了酒精 B．人和酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的场所不同 C．有氧呼吸可产生[H]，也可消耗[H]‎ D．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸比有氧呼吸产生的[H]少 解析：选B　若酸性重铬酸钾变为灰绿色，说明细胞呼吸产生了乙醇；人和酵母菌无氧呼吸的场所相同，但人体细胞无氧呼吸产生乳酸，不产生二氧化碳；有氧呼吸的第一、第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]；由于无氧呼吸分解有机物不彻底，所以消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸比有氧呼吸产生的[H]少。‎ ‎3．(2019届高三·东北三省名校联考)下图是绿色植物叶肉细胞的部分代谢过程图解，相关叙述正确的是(　　)‎ A．过程①表示光合作用暗反应，无光条件下能正常进行 B．过程②发生在细胞质基质中，所有活细胞都能进行 C．过程③表示有氧呼吸第二阶段，无氧条件下能正常进行 D．过程③产生的[H]、ATP、CO2都用于过程①‎ 解析：选B　过程①表示光合作用的暗反应阶段，有光和无光在短时间内都可以进行，但是当暗反应将光反应提供的ATP和[H]消耗尽后，暗反应无法正常进行；过程②表示细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)的第一阶段，场所是细胞质基质，所有活细胞都能进行；过程③表示有氧呼吸的第二阶段，在无氧条件下，丙酮酸无法进入线粒体，在细胞质基质中被还原为酒精和H2O或乳酸；过程③产生的[H]在有氧呼吸第三阶段与O2结合生成水，ATP供给各种生命活动所需要的能量，而CO2则一部分供给光合作用，一部分释放到空气中。‎ ‎4．如图为人体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．①过程进行的场所一定为细胞质基质 B．在无氧条件下，图中的甲可表示酒精 C．图中的乙占释放的能量的少部分 D．②过程和③过程处于动态平衡之中 解析：选D　①过程表示细胞呼吸，有氧呼吸进行的场所为细胞质基质和线粒体，无氧呼吸进行的场所为细胞质基质；人体细胞进行无氧呼吸时产生乳酸，不产生酒精；乙为热能，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失；丙表示ADP，ATP和ADP的相互转化处于动态平衡之中。‎ ‎5．(2019·南通三模)下图为两种细胞器的结构模式图，相关叙述正确的是(　　)‎ A．甲细胞器能将葡萄糖分解为CO2和H2O B．高等植物细胞中两种细胞器都存在 C．两种细胞器的内膜面积都很大 D．两种细胞器内都含有DNA和RNA 解析：选D　甲为线粒体，能将丙酮酸分解为CO2和H2O，不能分解葡萄糖；只有能进行光合作用的高等植物细胞中两种细胞器才都存在，如叶肉细胞； 线粒体通过内膜向内折叠增大膜面积，增加酶的附着位点，叶绿体通过类囊体堆叠增大膜面积，增加色素含量，其内膜面积不增大；线粒体和叶绿体内都含有少量的DNA，也能转录合成RNA。‎ ‎6.长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A．Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率下降 B．Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率上升 C．Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同 D．细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点 解析：选D　Ⅰ阶段开始浸水，随着时间的推移，溶氧量逐渐减少，所以有氧呼吸速率下降；Ⅱ阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升；Ⅲ阶段细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且产生的酒精对细胞有毒害作用，导致呼吸速率下降；a点既有较弱的有氧呼吸，也有较弱的无氧呼吸，而b点进行较强的无氧呼吸，不进行有氧呼吸。‎ ‎7．(2019·德州一模)下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，有关说法正确的是(　　)‎ A．乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的 B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳化合物 C．甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同 D．丁中的能量可用于水和无机盐的吸收 解析：选C　从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是暗反应，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸产生的ATP不能用于光合作用的暗反应；光反应过程中产生的ATP用于还原三碳化合物，固定二氧化碳不需要ATP；光反应合成ATP所需的能量来源于光能，而丙过程合成ATP所需的能量来自有机物中的化学能；水通过自由扩散进出细胞，不消耗ATP。‎ ‎8.用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质 B．OA段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降 C．AB段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽 D．B点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无[H]和ATP的供应 解析：选C　叶肉细胞中固定CO2的场所是叶绿体基质；从题图分析，OA段三碳化合物的含量持续上升，说明消耗的五碳化合物越来越多，因此五碳化合物的含量有所下降；AB段三碳化合物浓度不变的原因是三碳化合物生成的量与被还原的量基本相等；黑暗条件下叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP等物质，导致三碳化合物还原受阻，其含量上升。‎ ‎9．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深‎0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如表所示(不考虑化能合成作用)：‎ 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 ‎4.9 mg ‎5.6 mg ‎3.8 mg 下列说法正确的是(　　)‎ A．丙瓶中浮游植物细胞产生[H]的细胞器是叶绿体和线粒体 B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为0.4 mg 解析：选B　丙瓶中浮游植物细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，由于无光照，没有H2O光解产生的[H]，故产生[H]的细胞器只有线粒体；本实验中氧气含量为甲瓶－丙瓶＝1.1 mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量；乙瓶－甲瓶＝0.7 mg，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量为1.1＋0.7＝1.8 mg；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，故乙瓶水样的pH比丙瓶的高。‎ ‎10．(2019·全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)‎ A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 解析：选A　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放O2。‎ ‎11．(2019·四川高考)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下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 解析：选D　与11：00时相比，13：00时CO2浓度低，叶绿体中合成C3的速率和C3含量均相对较低。14：00后叶片的Pn(净光合速率)下降，但仍然大于0，故植株积累有机物的量继续增加。17：00后叶片的Ci(胞间CO2浓度)快速上升，但光照减弱，光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少，导致暗反应速率降低。叶片的Pn(净光合速率)先后两次下降，第一次下降的主要原因是叶片气孔关闭，CO2浓度降低，导致暗反应受阻；第二次下降的主要原因是光照强度减弱，光反应减弱。‎ ‎12.植物的光合作用受温度和光照强度的影响，如图表示植物在三种不同光照强度下消耗CO2的情况。下列分析正确的是(　　)‎ A．在－5～‎0 ℃‎时，温度和光照强度都是限制光合作用的因素 B．在10～‎30 ℃‎时，温度是限制光合作用的主要因素 C．在光照强度相同的情况下，‎0 ℃‎时的光合作用强度一定小于‎15 ℃‎时的光合作用强度 D．在温度相同的情况下，4倍光照强度时的光合作用强度一定大于1倍光照强度时的光合作用强度 解析：选C　由图可知，在－5～0 ℃时，温度是限制光合作用的因素；在10～30 ℃时，光照强度是限制光合作用的主要因素；光照强度相同，‎0 ℃‎时植物体内光合作用酶的活性低于‎15 ℃‎时酶的活性，所以‎0 ℃‎时的光合作用强度一定小于‎15 ℃‎时的光合作用强度；由图可知在较低温度时，相同温度条件下，4倍光照强度和1倍光照强度下，光合作用强度相同，另外如果温度较高，蒸腾作用增强，植物会出现气孔关闭的现象，所以在温度相同的情况下，4倍光照强度时的光合作用强度不一定大于1倍光照强度时的光合作用强度。‎ 二、非选择题 ‎13．图1为番茄叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的部分生化反应示意图。据图回答下列问题：‎ ‎(1)图1中，甲所示生物膜存在于________(细胞器)中，乙所示生物膜的名称是________________。‎ ‎(2)在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培番茄(CO2充足)。测得图1中两种膜产生与消耗O2速率的变化曲线(如图2所示)。‎ ‎①5～8 h间，容器内的CO2含量将________，番茄植株干重将________。‎ ‎②9～10 h间，甲膜生成O2的速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是________；图1中，10 h时不再产生ATP的是____膜；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时__________成为ATP合成的唯一场所。‎ ‎③若在8 h时，将容器置于冰水浴中，请推测乙膜消耗O2的速率将会出现的变化及其原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________。‎ 解析：(1)根据发生的反应，可判断图1中甲是叶绿体中的类囊体薄膜，乙是线粒体内膜。(2)甲膜生成O2的速率即光合速率，乙膜消耗O2的速率即呼吸速率。①据图分析，5～8 h时，光合速率大于呼吸速率，故容器内的CO2含量将减少，番茄植株干重将增加。②9～10 h时，光合速率迅速下降，引起光合速率迅速下降的因素最可能是光照强度降低；10 h时光合速率为0，故此时类囊体薄膜不再产生ATP；若容器内的O2完全耗尽，植物只可进行无氧呼吸，产生ATP的唯一场所是细胞质基质。③8 h时若温度降低，低温抑制酶的活性，O2消耗速率将明显下降。‎ 答案：(1)叶绿体　线粒体内膜　(2)①减少　增加　②光照(强度)　甲　细胞质基质　③O2消耗速率(明显)下降，因为低温抑制了酶的活性 ‎14．将一长势良好的棉花植株放在室外密闭的玻璃罩内培养，图甲为其叶肉细胞中光合作用示意图，其中①～②为生理过程，a～i为物质名称；图乙表示玻璃罩内CO2浓度在夏季某一天的变化情况。请回答下列问题：‎ ‎(1)图甲中物质a分布在叶绿体的________________；过程②发生的场所是________________。‎ ‎(2)图乙中8时棉花叶肉细胞中发生图甲中的过程________(填“①”、“②”或“①和②”)；图乙中13～16时植株光合速率降低，从图甲反应过程分析其原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)图乙中D点时植株叶肉细胞中有机物积累量大于零的原因是________________________________________________________________________；‎ 图乙中棉花植株体内有机物积累量最多的时刻是________时(用图乙中时间点作答)。‎ ‎(4)若先将此棉花植株叶片在同温度下进行暗处理1 h，暗处理后植株叶片有机物的质量减少4 mg，随后立即再光照1 h，光照后比暗处理前有机物的质量增加3 mg。则此植株叶片光照1 h合成的有机物的质量为________。‎ 解析：(1)图甲中物质a是光合色素，其分布在叶绿体的类囊体薄膜上；过程②为光合作用暗反应阶段，其发生在叶绿体基质中。(2)图乙中8时棉花叶肉细胞中可进行光合作用，故8时棉花叶肉细胞中发生图甲中的过程①和②；图乙中13～16时植株光合速率降低，原因是植物“午休”时气孔关闭，图甲中CO2‎ 供应不足导致暗反应速率降低，进而使总光合速率降低。(3)图乙中D点时棉花叶肉细胞的有机物制造量等于全身细胞的有机物消耗量，故此时棉花叶肉细胞中有机物积累量大于零；图乙中棉花植株体内有机物积累量最多的时刻是容器中CO2浓度最低点，故18时棉花植株体内有机物积累量最多。(4)暗处理1 h后棉花植株叶片有机物的质量减少4 mg，说明植物呼吸1 h消耗有机物的质量为4 mg；光照1 h积累的有机物的质量为4＋3＝7(mg)，所以此植株叶片光照1 h合成有机物的质量为4＋7＝11(mg)。‎ 答案：(1)类囊体薄膜上　叶绿体基质　(2)①和②　植物“午休”时气孔关闭，图甲中CO2(g)供应不足导致暗反应(过程②)速率降低，进而使总光合速率降低(合理即可)　(3)此时棉花叶肉细胞的有机物制造量等于全身细胞的有机物消耗量，而其他细胞不能制造有机物(合理即可)　18　(4)11 mg 第Ⅱ课时　高考研究——教师为主导·锁定高考范围，备考更高效 如图甲为某绿色植物叶肉细胞内部分生理过程示意图，a～f均为气体物质；图乙表示在一定的光照强度和温度下，该植物光合作用增长率随CO2浓度变化的情况；丙图表示该植物细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答有关问题：‎ ‎[问题设计]‎ ‎(1)图甲中可表示O2的是a、d、e(填字母)。‎ ‎(2)图甲中b参与光合作用的暗反应阶段，该阶段发生的场所是叶绿体基质；O2参与有氧呼吸的第三阶段，该阶段发生的场所是线粒体内膜。‎ ‎(3)图甲中在黑暗条件下，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。‎ ‎(4)图甲中，若用‎14C标记CO2，则光合作用过程中‎14C的转移途径是CO2→C3→(CH2O)(或有机物)。‎ ‎(5)图乙中在D点时光合速率达到最大值，此时限制光合速率的主要环境因素是光强和温度；与D点相比，C点叶绿体中NADPH的含量较高(填“较低”“相等”或“较高”)。‎ ‎(6)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的1/13；图中无氧呼吸强度降为0时，其对应的O2浓度为I。‎ 高考地位 本专题在全国卷高考中会涉及1～2道考题，分值多数在9～13分之间 高考题型 以非选择题为主，选择题也会出现 高考热点 ‎1‎ 常结合坐标曲线或柱形图模型，考查光合作用、细胞呼吸的影响因素及其在生产实践中的应用，对总光合速率、净光合速率与呼吸速率的考查也较多，尤其是光合速率曲线中不同区段限制因子分析，光饱和点、补偿点移动等问题 ‎2‎ 对于呼吸、光合作用实验探究的考查则常侧重条件(如光照)控制，实验装置设计与分析，物理误差校正，实验结果分析与结论推导，同时也会考查分析NaOH、NaHCO3、蒸馏水等试剂的作用问题 考点一　综合考查光合作用与细胞呼吸内在关系 ‎(2019·全国卷Ⅱ)下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。‎ 据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是_______、_______、_______、_______，[H]代表的物质主要是_______。‎ ‎(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。‎ ‎(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是__________________________________________。‎ 解析：(1)由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。‎ 答案：(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或还原型辅酶Ⅰ)　(2)C和D　(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸 ‎1．从元素转移角度探究光合作用与细胞呼吸的联系 ‎(1)光合作用与细胞呼吸过程图解 ‎　　(2)结合上图分析较强光照下，放射性元素的转移过程：‎ 提供的标记物 最先出现放射性的物质 最终出现放射性的物质 ‎“对18O的示踪分析”的注意点 ‎18O2‎ 水(①途径)‎ ‎①→水→②→二氧化碳→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸 如果分析“首先出现在”“短时间出现在”，一般是要求我们分析第一步反应，不必沿箭头所指路线过多分析；如果是分析“在哪些物质中出现”，则需要我们沿箭头所指路线将所有可能出现的情况分析出来 HO 氧气(④途径) ‎ 水(蒸腾作用)‎ ‎④→氧气→⑦→①→水→②→二氧化碳→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸 C18O2‎ 三碳化合物 ‎(⑤途径)‎ ‎(一)⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸；‎ ‎(二)⑤→水→⑥→④→氧气 ‎14CO2‎ 三碳化合物 ‎(⑤途径)‎ ‎⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸 ‎(3)[H]的来源、去路过程图解：‎ ‎(4)列表比较[H]的来源和去向：‎ 生理过程 ‎[H]　　‎ 光合作用 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 来源 H2O光解产生 第一、二阶段 第一阶段 去向 还原C3‎ 还原O2，生成H2O 还原丙酮酸 ‎　2.从能量变化角度探究光合作用与细胞呼吸的关系 ‎(1)ATP的来源、去向过程图解：‎ ‎(2)列表比较ATP的来源与去路：‎ ‎　生理过程 ATP ‎　 ‎ 光合作用 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 来源 光反应产生 三个阶段都产生 只在第一阶段产生 去路 用于C3的还原 用于各项生命活动 ‎(植物的C3还原除外)‎ ‎1.右图是H元素随化合物在生物体内的转移过程，下面对其分析错误的是(　　)‎ A．H元素经①→②转移到葡萄糖中，经历了光反应和暗反应 B．H元素经④→③转移到水中，转变过程发生的主要场所为线粒体 C．H元素经④→⑤的过程一般在无氧条件下才能发生 D．图中产生ATP且能为其他的生命活动提供能量的是①③④‎ 解析：选D　①→②过程为光合作用，其中①为水光解产生[H]和ATP，为光反应，②为暗反应合成葡萄糖；④→③过程为有氧呼吸，发生场所主要为线粒体，还有细胞质基质；葡萄糖经④→⑤过程产生乳酸或酒精，为无氧呼吸，一般发生在无氧条件下；①过程光反应产生的ATP只能用于暗反应，不能为生物体的其他生命活动提供能量。‎ ‎2．下图表示绿色植物细胞部分结构中的某些代谢过程，图中①～⑦代表各种物质。有关叙述与事实不符的是(　　)‎ A．在有光的条件下，图中物质⑥可由⑤分解而来 B．图中④代表的是细胞生命活动可直接利用的一种能源物质 C．若该绿色植物长时间处于黑暗状态，则图中①→②→①的循环不能进行 D．进入相应结构的物质⑦中可能包含有图中的物质⑥‎ 解析：选B　据图分析，⑥是氧气，⑤是水，⑤→⑥‎ 是在类囊体膜上进行的水的光解过程；③代表ATP，是细胞生命活动的直接能源物质，而④代表的是ADP；若该绿色植物长时间处于黑暗状态，没有光反应所产生的[H]和ATP，暗反应无法进行；能进入线粒体的有丙酮酸、水和氧气。‎ ‎3．(2019·全国卷Ⅱ)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是(　　)‎ A．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 B．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 C．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 D．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 解析：选C　光合作用的光反应中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸；光合作用中叶绿素吸收光能的过程与酶的催化作用无关；乳酸是无氧呼吸的产物，在人体内不能继续分解供能，人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的；病毒无独立的代谢系统，病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供。‎ 考点二　光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用 ‎1．(2019·全国卷Ⅰ)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：‎ ‎(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是______________。‎ ‎(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高______________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。‎ ‎(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度低于a时，随光照强度的增加，光合作用强度逐渐升高，说明限制其光合作用强度的主要因素为光照强度。(2)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度高于b时，随光照强度的增加，光合作用强度不变，说明受其他环境因素的限制。由于光合作用需要不断消耗环境中的CO2，故提高CO2浓度可使b光照强度下甲组植物的光合作用强度升高。(3)由题目信息可知，乙组和甲组是同一种植物，只是环境中的光照强度不同，虽然乙组植物在低光照环境中的光合作用强度低，但其子代在模拟自然光照下其光合作用强度仍然能够升高，说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。‎ 答案：(1)光照强度　(2)CO2浓度　(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的 ‎2．(2019·全国卷Ⅱ)某植物净光合速率的变化趋势如下图所示。据图回答下列问题：‎ ‎(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为________。CO2浓度在a～b之间时，曲线____________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。‎ ‎(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是______________。‎ ‎(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。‎ ‎(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑________这一因素的影响，并采取相应措施。‎ 解析：(1)根据曲线图可知，当CO2浓度为a时，高光强下(曲线A)该植物的净光合速率为0；CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B和C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。(2)由图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大于c时，由于受光强的限制，光反应产生的[H]和ATP不足，暗反应受到限制，曲线B和C的净光合速率不再增加。(3)当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率均小于0，即该植物呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量时，还要考虑光强这一因素的影响。‎ 答案：(1)0　A、B和C　(2)光强　(3)大于　(4)光强 ‎1．掌握光合作用与细胞呼吸的计算方法 ‎(1)理清各量的关系：‎ ‎①光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的及从周围环境中吸收的(当光合速率大于呼吸速率时)。‎ ‎②光合作用释放O2的去向有两个：用于细胞呼吸及释放到周围的环境中(当光合速率大于呼吸速率时)。‎ ‎③光合作用制造的葡萄糖的去向有两个：用于细胞呼吸消耗及积累(当光合速率大于呼吸速率时)。‎ ‎④当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：光合作用实际产O2量＝实测的O2释放量＋呼吸作用消耗O2量；光合作用实际CO2消耗量＝实测的CO2吸收量＋呼吸作用CO2释放量；光合作用葡萄糖净产量＝光合作用实际葡萄糖生产量—呼吸作用葡萄糖消耗量。‎ ‎(2)看懂数据及其相互关系是解题的关键：‎ ‎①文字叙述式：利用一段文字直接给出有关数据。‎ ‎②表格式：在表格中给出相关数据。‎ ‎③坐标曲线式：利用坐标系中的曲线所表示的数值来代表CO2、O2的吸收或释放的量。‎ ‎2．掌握判断植物是否生长的方法 在相对密闭的环境中一昼夜CO2含量的变化曲线图分析(O2变化与CO2相反)：‎ ‎①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加(即植物生长)；‎ ‎②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；‎ ‎③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；‎ ‎④CO2含量最高点为C点(C′点)，CO2含量最低点为E点(E′点)。‎ 注：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有C(C′)、E(E′)点。②图中虚线与横轴围成的面积S2－(S1＋S3)的代数和即为净光合量，若该值＞0，则植物生长，若该值≤0，则植物不生长。‎ ‎3．巧用面积法分析光补偿点、饱和点的移动 据图可知OA表示呼吸作用释放的CO2，由光(CO2)补偿点(B)到光(CO2)饱和点(D)围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用的某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：‎ 条件改变 光(CO2)补偿点 光(CO2)饱和点 ‎△面积 适当提高温度 右移 左移 减小 适当增大光照强度 ‎(CO2浓度)‎ 左移 右移 增大 适当减少光照强度 ‎(CO2浓度)‎ 右移 左移 减小 植物缺少Mg元素 右移 左移 减小 注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。‎ ‎1.研究人员在不同光照强度下(其他条件恒定)测定某高等绿色植物的O2释放速率并绘制出如图所示的曲线。据图分析，下列叙述正确的是(　　)‎ A．b点时，该植物的O2释放速率为0的原因是该植物不进行光合作用 B．c点时，该植物叶肉细胞中产生O2的场所是叶绿体基质 C．d点时，该植物通过光合作用产生O2的速率是10 mg/h D．d点之后O2释放速率不再增加的原因可能是受温度、CO2浓度等的限制 解析：选D　b点时，该植物的O2释放速率为0的原因是光合作用产生O2的速率等于细胞呼吸消耗O2的速率；光合作用的光反应阶段产生O2，其场所为叶绿体类囊体薄膜；该植物通过细胞呼吸消耗O2的速率是5 mg/h，故d点时，该植物通过光合作用产生O2‎ 的速率是10＋5＝15(mg/h)；d点之后，可能受温度、CO2浓度等环境因素的限制，该植物的光合速率不再增加。‎ ‎2．某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究(均在最适温度下进行)，结果如图所示。相关分析合理的是(　　)‎ A．由图1可见呼吸底物为葡萄糖、O2浓度为A时，O2的吸收量等于CO2的释放量 B．图1中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性 C．由图2可见乙品种比甲品种呼吸速率低，且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中 D．图2中F点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 解析：选C　无氧呼吸不吸收O2，只释放CO2，底物为葡萄糖时有氧呼吸吸收的O2量与释放的CO2量刚好相等，O2浓度为A时，无氧呼吸和有氧呼吸CO2释放量相等，则O2的吸收量等于总CO2释放量的1/2；因研究是在最适温度下进行的，故图1中DE段CO2的释放量有所下降的原因不可能是温度抑制了酶的活性；图2中，分析曲线与纵轴的交点可知，乙品种比甲品种的呼吸速率低，且乙品种在较低的光照强度下其光合速率即达到最大值，故乙品种更适于生长在弱光环境中；图2中甲的叶肉细胞在F点只进行呼吸作用，故消耗ADP产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体。‎ ‎3．(2019·安庆五校联考)将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物光合作用吸收的CO2总量与呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是(　　)‎ 温度( ℃)‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎40‎ ‎45‎ 光照下CO2吸 收总量(mg/h)‎ ‎1.00‎ ‎1.75‎ ‎2.50‎ ‎3.25‎ ‎3.75‎ ‎3.50‎ 黑暗中CO2释 放量(mg/h)‎ ‎0.50‎ ‎0.75‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.25‎ ‎3.00‎ A．昼夜不停地光照，温度为‎20 ℃‎时该植物不能生长 B．昼夜不停地光照，温度为‎45 ℃‎时，最有利于有机物的积累 C．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在‎45 ℃‎条件下，不能正常生长 D．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在‎35 ℃‎条件下，能正常生长 解析：选D　光照下CO2吸收总量反映的是净光合作用，昼夜不停光照，温度为‎20 ℃‎时净光合速率大于0，植物能生长；昼夜不停地光照，‎40 ℃‎时，净光合作用最强，积累有机物最多；每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在‎45 ℃‎条件下，CO2净吸收量为3.50×12－3.00×12＝6.00(mg)；温度均保持在‎35 ℃‎条件下，CO2净吸收量为3.25×12－1.5×12＝21.00(mg)，植物均能正常生长。‎ 考点三　与光合作用及细胞呼吸的相关实验 ‎1．(2019·全国卷Ⅱ)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2‎ 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。‎ 试管编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯的距离(cm)‎ ‎20‎ 遮光*‎ ‎100‎ ‎80‎ ‎60‎ ‎40‎ ‎20‎ ‎50 min后试管中溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 ‎*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯‎100 cm 的地方。‎ 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：‎ ‎(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由________________________________________________________________________‎ ‎________________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是____________(填“可靠的”或“不可靠的”)。‎ ‎(2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)1号试管中没有加水草，50 min后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说明无关变量不会引起溶液颜色的变化，2至7号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中CO2含量减少了，无关变量对实验结果有影响，则说明2至7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管进行了遮光，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生CO2，而且与3号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度)相比，2号试管溶液中的CO2含量更多，颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下溶液中CO2含量没有变化，水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等，吸收与释放的CO2量相等。‎ 答案：(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案可酌情给分)　不可靠的　(2)黄色　水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管　(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等 ‎2．(2019·全国卷Ⅰ)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：‎ A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。‎ B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。‎ C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。‎ D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量______(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________________________________________________________________‎ ‎________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的____________。‎ ‎(2)A、B、C三组处理相比，随着____________________的增加，使光下产生的____________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。‎ 解析：(1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半，但C组光合作用产物的相对含量与D组相差很少，可以判断C组单位光照时间内植物合成有机物的量高于D组。C组和D组的结果对照说明黑暗处理时也能进行光合作用，即光合作用过程中某些反应不需要光照，该反应指的是暗反应，进行暗反应的场所是叶绿体基质。(2)比较A、B、C三组可以看出，三组的光照和黑暗交替频率不同，交替频率增加可使光照下产生的ATP和还原型辅酶Ⅱ及时利用和再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。‎ 答案：(1)高于　C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%　光照　基质 ‎(2)光照和黑暗交替频率　ATP和还原型辅酶Ⅱ ‎1．熟知对变量的控制手段 光照 光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制 CO2‎ 若确认CO2是光合作用的原料，应以CO2有无(如添加NaHCO3，还是添加NaOH设置对照实验)为变量 若确认CO2浓度对光合速率的影响，则应以不同浓度的CO2缓冲液为变量 温度 不同温度可用不同恒温装置控制 ‎2．掌握实验常用方法 ‎(1)酸碱指示剂显色法验证光合速率与呼吸速率：‎ 在NaHCO3溶液中，加入BTB等酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高，其颜色由蓝→绿→黄，在不同的光照强度下，观察其颜色变化。‎ ‎(2)叶圆片浮起法验证光合速率：‎ 在适宜浓度的NaHCO3溶液中，不同光照强度下，单位时间统计叶圆片浮起的数目。‎ ‎(3)净光合速率与呼吸速率测定的实验装置法：‎ 测定装置 测定方法及解读 a.测定呼吸强度：‎ Ⅰ.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2；‎ Ⅱ.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰；‎ Ⅲ.置于适宜温度环境中；‎ Ⅳ.红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量)‎ b.测定净光合速率：‎ Ⅰ.装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合需求；‎ Ⅱ.必须给予较强光照处理，且温度适宜；‎ Ⅲ.红色液滴向右移动(代表净光合速率)‎ ‎(4)梯度法：‎ 用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。‎ ‎1．(2019·衡水二调)关于下图所示的模拟实验的叙述，正确的是(　　)‎ A．甲不产生气泡，乙产生气泡 B．甲产生气泡，乙不产生气泡 C．甲和乙都产生气泡，气泡成分不同 D．甲和乙都产生气泡，气泡成分相同 解析：选C　甲试管内可以进行有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸分解为CO2，产生气泡，乙试管内可以进行光合作用产生O2，也能产生气泡。‎ ‎2．下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析错误的是(　　)‎ A．装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量 B．装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸 C．装置丙可用于探究萌发的种子呼吸作用是否产生二氧化碳 D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验 解析：选B　装置甲中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量；装置乙中NaOH可吸收呼吸产生的二氧化碳，则有色液滴移动的距离代表呼吸消耗的氧气量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸；装置丙中澄清石灰水可检测二氧化碳，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳；微生物也会进行呼吸作用，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验。‎ ‎3.现采用如右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(甲)，另一半不遮光(乙)，并采用适当的方法阻止甲、乙间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在甲、乙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，单位：mg/(dm2·h)。下列说法正确的是(　　)‎ A．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 B．(m2－m1)表示乙叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量 C．m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小 D．m1表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小 解析：选A　m1和m2只是表示某时刻被截取的部分的质量，而净光合作用和呼吸作用的大小是指一段时间内叶片质量的变化量。设甲、乙两部分在实验前的干重为x，则(m2－x)表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小，(x－m1)表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小，实际光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度。因此(m2－x)＋(x－m1)＝(m2－m1)，该值表示乙叶片被截取的部分在光照时间内光合作用制造的有机物总量，即实际光合作用强度。‎ ‎1．如图表示植物细胞代谢的过程，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．过程①表示渗透吸水，对④⑤⑥⑦⑧⑨过程研究，发现产生的能量全部储存于ATP中 B．过程④发生在细胞质基质，过程②产生的能量可用于矿质离子的吸收过程 C．过程③产生的C6H12O6中的氧来自水和CO2，过程⑧可在根尖细胞中发生 D．就整个植株来说，若过程②O2的释放量小于过程⑨O2的吸收量，则该植物体内有机物的量将减少 解析：选D　①表示细胞通过渗透作用吸水，⑤⑥表示无氧呼吸第二阶段，⑦⑧⑨表示有氧呼吸第二、第三阶段，对④⑦⑧⑨过程研究，发现产生的能量一部分储存于ATP中，其余以热能形式散失，而⑤⑥过程不产生能量；④表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质，②表示光反应阶段，光反应产生的ATP只能用于暗反应，不能用于植物对矿质离子的吸收；过程③产生的C6H12O6中的氧全部来自CO2，过程⑧(有氧呼吸的第二阶段)可在根尖细胞中发生；若图中过程②(光反应阶段)O2的释放量小于过程⑨(有氧呼吸的第三阶段)O2的吸收量，即净光合作用量<0，则该植物体内有机物的量将减少。‎ ‎2．(2019·北京高考)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是(　　)‎ A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B．净光合作用的最适温度约为‎25 ℃‎ C．在0～‎25 ℃‎范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D．适合该植物生长的温度范围是10～‎‎50 ℃‎ 解析：选D　从第二幅图的曲线中可以看出，光合作用的最适温度为‎30 ℃‎左右，呼吸作用的最适温度为‎55 ℃‎左右，因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高；从第一幅图的曲线中可以看出，净光合作用的最适温度为‎25 ℃‎左右；通过第二幅图的曲线，可以看出在0～25 ℃范围内，光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线；植物总光合作用大于呼吸作用时，即净光合作用大于0时，适合植物的生长，从图中可以看出，适合该植物生长的温度范围是－10～45 ℃。‎ ‎3．如图为某植物叶肉细胞在相同温度、不同光照强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生量的变化柱状图。下列相关叙述，正确的是(　　)‎ A．光照强度为a时，该植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器有两种 B．光照强度为b时，该植物叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 C．光照强度为c时，叶绿体消耗的CO2量与线粒体产生的CO2量相等 D．光照强度为d时，该植物叶肉细胞光合速率与呼吸速率的比为3∶4‎ 解析：选C　该植物叶肉细胞单位时间内的CO2释放量表示呼吸速率，单位时间内的O2产生量表示光合速率。光照强度为a时，该植物叶肉细胞CO2释放量的相对值为6，O2产生量的相对值为0，说明该植物叶肉细胞只进行呼吸作用，故a时该植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器只有线粒体；光照强度为b时，该植物叶肉细胞CO2释放量的相对值为3，即呼吸速率大于光合速率；光照强度为c时，该植物叶肉细胞O2产生量的相对值为6，而CO2释放量的相对值为0，说明叶绿体消耗的CO2量与线粒体产生的CO2量相等；光照强度为d时，该植物叶肉细胞光合速率的相对值为8，而呼吸速率的相对值为6，即光合速率与呼吸速率的比为4∶3。‎ ‎4.如图为某植物叶片衰老过程中光合作用和呼吸作用的变化曲线，下列分析正确的是(　　)‎ A．从第40 d开始叶片的有机物含量迅速下降 B．叶片衰老对植物来说只是消极地导致死亡的过程 C．据图推测叶片衰老时，叶绿体结构解体先于线粒体结构解体 D．57 d前呼吸作用较弱，所以叶片生命活动所需ATP有一部分由光合作用提供 解析：选C　从第40 d开始，虽然叶片光合作用强度开始下降、呼吸作用强度基本没有变化，但由于光合作用强度大于呼吸作用强度，叶片产生的有机物大于呼吸消耗的有机物，仍会输出有机物，因此40 d以后的一段时间内叶片有机物含量不会迅速下降；叶片衰老是正常的生命现象，不是消极的死亡过程；第40‎ ‎ d后，光合作用强度逐渐减小，可能是由于光合作用的场所叶绿体结构被破坏，到第60 d以后呼吸作用强度才开始下降，此时线粒体结构可能被破坏；光合作用光反应产生的ATP只能用于光合作用的暗反应，不能用于其他的生命活动，其他生命活动所需的ATP均来自细胞呼吸。‎ ‎5．将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化，结果如下表，分析表中数据可判定(　　)‎ 组别 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 温度(℃)‎ ‎25‎ ‎27‎ ‎29‎ ‎31‎ 暗处理后质量变化 (mg)‎ ‎－1‎ ‎－2‎ ‎－3‎ ‎－1‎ 光照后与暗处理前质量变化 (mg)‎ ‎＋3‎ ‎＋3‎ ‎＋3‎ ‎＋1‎ A．光照的1 h内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg B．光照的1 h内，第1、2、3组释放的氧气量相等 C．光照的1 h内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度 D．本实验中呼吸作用酶的适宜温度是‎25 ℃‎ 解析：选C　在第4组实验测定结果中，植物叶片每小时呼吸消耗葡萄糖的质量为1 mg，而2 h后重量增加1 mg，因此1 h内合成葡萄糖总量为1＋1×2＝3(mg)；由图中数据可得，第1组实验中，植物叶片在1 h内的净光合产量为3＋1＝4(mg)，第2组实验中，1 h内的净光合产量为3＋2＝5(mg)，第3组实验中，1 h内的净光合产量为3＋3＝6(mg)，因此第3组叶片净光合作用最强，释放的氧气量最多，第1组释放的最少；四组实验中，光照1 h后，与暗处理前相比，叶片重量均增加，说明光合作用强度均大于呼吸作用强度；本实验的温度梯度为‎2 ℃‎，表格中‎29 ℃‎时暗处理叶片重量减少最多，说明实验中与呼吸作用相关酶的适宜温度在‎29 ℃‎左右。‎ ‎6．下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的图解，其中Ⅰ～Ⅳ表示相关过程，a～e表示有关物质，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)Ⅰ为Ⅱ提供的d和e被用于Ⅱ中_____________过程。‎ ‎(2)Ⅲ过程发生的场所是______________。a物质可以在光合作用____________阶段被消耗，可以在有氧呼吸第______阶段产生。a中的氢元素最终来源于有氧呼吸反应物________(填物质名称)中的氢。‎ ‎(3)若为Ⅱ过程提供用‎14C标记的c物质后，检测到‎14C在光合作用中的转移途径为____________________，该种研究方法称为______________。图中c物质产生后进入相邻叶肉细胞中被利用至少穿过________层磷脂分子层。‎ ‎(4)若为该植物提供18O标记的O2，光照条件下放置一段时间后能在下列________(填字母)中检测到18O。‎ A．水　　　　　　 　B．二氧化碳 C．葡萄糖 D．丙酮酸 解析：(1)光反应过程为暗反应过程提供[H]和ATP，d和e分别是[H]和ATP，用于C3的还原。(2)有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，a是水分子，可以在光合作用的光反应阶段被消耗，可以在有氧呼吸第三阶段产生。有氧呼吸产生的水中的氢元素来源于第一、第二阶段的反应物，最终来源于有氧呼吸反应物葡萄糖和水。(3)‎14C在光合作用中的转移途径是14CO2→‎14C3→(14CH2O)，该种研究方法为同位素标记法。物质c为二氧化碳，产生后进入相邻叶肉细胞内被利用，要依次穿过线粒体双层膜、细胞膜、相邻细胞的细胞膜、叶绿体双层膜，共穿过6层膜，即12层磷脂分子。(4)在适宜光照条件下为植物提供含18O的O2，则18O2参与有氧呼吸第三阶段可生成HO，HO参与有氧呼吸第二阶段可产生C18O2，则C18O2参与光合作用生成的葡萄糖中也会检测到18O。葡萄糖又会分解为丙酮酸，故丙酮酸中也可检测到18O。‎ 答案：(1)C3的还原　(2)细胞质基质　光反应　三　葡萄糖和水　(3)14CO2→‎14C3→‎14C6H12O6　同位素标记法　12　(4)ABCD ‎[课时作业] 达标练，分层训练押高考 ‎ ‎1．以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实验结果的是(　　)‎ A．将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5 h，加碘液处理后溶液呈蓝色 B．在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，并加碘液处理叶片，变成蓝色 C．将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗(暗带)的区域主要是红光和蓝紫光区域 D．将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内，3 h后在叶内淀粉中可检验到‎14C的存在 解析：选A　叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行脱色处理；叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗；CO2是光合作用的原料，14CO2中的‎14C元素可转移到淀粉中，故产物中可检测到‎14C。‎ ‎2．下图甲、乙表示某植物叶肉细胞内光合作用与呼吸作用相关变化过程及其关系。有关叙述正确的是(　　)‎ A．图甲中①过程发生在线粒体基质中，②过程发生在叶绿体基质中 B．图甲中①④过程产生的ATP可作用于②过程等各项生命活动 C．图甲中①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气，①④过程都能产生[H]‎ D．图乙中两曲线的交点表示光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等 解析：选C　图中①发生于细胞质基质中，②发生于叶绿体基质中；图甲中①④过程产生的ATP不作用于②过程；图乙两曲线交点代表呼吸速率与净光合速率相等，而不是与总光合速率相等。‎ ‎3．下列是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述错误的是(　　)‎ A．提供15N标记的氨基酸给细胞，粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均将出现放射性 B．给水稻提供14CO2，则‎14C的转移途径大致是：14CO2→‎14C3→(14CH2O)‎ C．给水稻提供C18O2，则产生18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用 D．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到HO，呼出的二氧化碳也可能含有18O 解析：选C　粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所；光合作用暗反应中C原子的转移途径是CO2→C3→(CH2O)；给水稻提供C18O2，经光合作用会产生HO，HO再参与光反应即可产生18O2；小白鼠只能进行呼吸作用，吸入18O2后，经有氧呼吸第三阶段可产生HO，HO参与有氧呼吸第二阶段，可以产生C18O2。‎ ‎4．如图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示水稻CO2吸收速率与光照强度的关系。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率 B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2‎ C．图甲中的c点和图乙中的h点对应 D．图乙中，限制e、f、g点光合速率的因素主要是光照强度 解析：选B　分析图甲可知，光照强度为b时，CO2释放量与O2产生总量相等，都为3个单位，呼吸作用产生的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分再释放到外界，说明此时呼吸速率大于光合速率；由图甲可知，光照强度为d时，水稻叶肉细胞O2产生总量为8个单位，需要消耗的CO2也为8个单位，而图中光照强度为a时的CO2释放量即表示呼吸速率，为6个单位，所以光照强度为d时，单位时间内细胞还需从外界吸收2个单位的CO2；图甲中的c点和图乙中的f点对应，此时光合速率等于呼吸速率；图乙中，g点以后(包括g点)，光合速率不再随着光照强度的增强而增加，故限制g点光合速率的因素不是光照强度，可能是CO2浓度及温度等。‎ ‎5.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能 B．叶温在36～‎50 ℃‎时，植物甲的净光合速率比植物乙的高 C．叶温为‎25 ℃‎时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的 D．叶温为‎35 ℃‎时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0‎ 解析：选D　植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能；分析曲线可知，叶温在36～50‎ ‎ ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高；光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率，叶温为‎25 ℃‎时，植物甲的净光合速率小于植物乙的；叶温为‎35 ℃‎时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值相等，均大于0。‎ ‎6．图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(　　)‎ A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小 B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间 C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用 解析：选C　在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐增大；光合作用有最适温度，超过最适温度后，再提高温度光合速率反而下降，叶圆片上浮至液面的时间延长；c点以后，NaHCO3溶液浓度过高，导致叶肉细胞失水，使得细胞代谢水平下降；整个实验过程中叶圆片可以通过叶绿体产生的氧气进行有氧呼吸。‎ ‎7．下图为夏季某绿色植物连续两昼夜内CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1～S3表示曲线与时间轴围成的面积。下列对该植物的分析叙述正确的是(　　)‎ A．a点时植物开始进行光合作用 B．b点时该植物根尖分生区细胞消耗[H]的场所是线粒体和叶绿体 C．c点时光合作用消耗的CO2量与呼吸作用产生的CO2量相等 D．该植物两昼夜积累的有机物总量等于S1＋S3‎ 解析：选C　根据图示内容分析a点表示植物吸收CO2的量为0，即表示光合作用强度等于呼吸作用强度；植物根尖分生区细胞内没有叶绿体只含有线粒体，所以在b点只进行呼吸作用，消耗[H]的场所是线粒体；c点与a点的分析相同；S1＋S3表示白天积累的有机物总量。‎ ‎8．如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h内CO2的吸收量和释放量，光合速率和呼吸速率用单位时间内CO2的吸收量和CO2的释放量表示(图中a、b、c表示相应图形的面积)。下列表述不合理的是(　　)‎ A．在18：00时和6：00时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等 B．假设该植物在24 h内呼吸速率不变，最大光合速率为85 mg/h C．该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为a＋c－b D．中午12：00时左右，叶片上部分气孔关闭，光合速率下降，与植物光合速率最大时相比，此时该植物叶绿体内C5的含量下降 解析：选D　题图显示，在18：00时和6：00时，该植物在单位时间内CO2的吸收量＝CO2的释放量＝0，说明此时该植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等；假设该植物在24 h内呼吸速率不变，据图可知，在没有光照时，其呼吸速率为10 mg/h，最大净光合速率为75‎ ‎ mg/h，而最大光合速率＝呼吸速率＋最大净光合速率＝10＋75＝85(mg/h)；该植物上午积累的有机物为c，下午积累的有机物为a，晚上呼吸消耗的有机物为b，所以一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为a＋c－b；中午12：00时左右，叶片上部分气孔关闭，使植物从外界吸收的CO2减少，导致CO2的固定过程减弱，消耗的C5量减少，而C3的还原在一段时间内正常进行，仍然有C5的生成，所以C5的含量应上升。‎ ‎9．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乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　)‎ 物种 指标 马尾松 苦槠 石栎 青冈 光补偿点(μmol·m－2·s－1)‎ ‎140‎ ‎66‎ ‎37‎ ‎22‎ 光饱和点(μmol·m－2·s－1)‎ ‎1 425‎ ‎1 255‎ ‎976‎ ‎924‎ 光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。‎ A．光强大于140(μmol·m－2·s－1)，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体 B．光强小于1 255(μmol·m－2·s－1)，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度 C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量 D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增大 解析：选D　由表格可知光强140(μmol·m－2·s－1)正好是马尾松的光补偿点，当光强大于光补偿点时，光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞产生的O2不仅进入线粒体参与有氧呼吸，还有多余的O2释放到细胞外；光强1 255(μmol·m－2·s－1)正好是苦槠的光饱和点，当光强小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光强大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度；输入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而非生产者积累的有机物的能量总和。‎ ‎10．(2019·北京高考)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48 h后测定植株营养器官和生殖器官中‎14C的量。两类器官各自所含‎14C量占植株‎14C总量的比例如下图所示。‎ 与本实验相关的错误叙述是(　　)‎ A．14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B．生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官 C．遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D．实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响 解析：选C　14CO2‎ 进入叶肉细胞后，在叶绿体基质中通过光合作用的暗反应被转化为葡萄糖等光合产物；据图分析，生殖器官发育早期，营养器官中‎14C的量占植株‎14C总量的比例都远大于生殖器官，说明光合产物大部分被分配到营养器官；遮光70%条件下，生殖器官发育早期，营养器官中‎14C的量占植株‎14C总量的比例远大于生殖器官，说明分配到营养器官的光合产物量大于分配到生殖器官的；通过该实验可以研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响。‎ ‎11．甲、乙、丙、丁分别为绿色植物新陈代谢过程中有关变化的示意图，下列叙述错误的是(　　)‎ A．若图甲是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO的曲线，则影响a、b两点吸收量不同的因素是载体的数量和活性 B．若图乙表示野外松树光合作用强度与光照强度的关系，则当光照强度为b时，光合作用强度达到最大 C．若图丙表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2释放的影响，则为了有利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的O2通常调节到图中b点所对应的浓度 D．图丁表示豌豆种子萌发时吸水量随时间的变化关系，研究发现，在第Ⅱ阶段种子对O2的吸收量大大低于CO2的释放量，故第Ⅱ阶段细胞呼吸强度最弱 解析：选D　植物细胞吸收离子通过主动运输，而主动运输需要载体蛋白和能量，a、b两点O2浓度相同，则产生的能量相同，此时导致吸收量不同的原因是载体数量和活性；b是光饱和点，此时光合作用强度最大；b点情况下，呼吸作用最弱，消耗有机物最少，有利于蔬菜水果的保鲜储藏；第Ⅱ阶段O2的吸收量大大低于CO2的释放量，只能说明此时种子主要进行无氧呼吸，无法判断细胞呼吸强度。‎ ‎12．下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中，初始平均O2浓度与24 h后平均O2浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是(　　)‎ 水深(m)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 白瓶中O2浓度(g/m3)‎ ‎＋3‎ ‎＋1.5‎ ‎0‎ ‎－1‎ 黑瓶中O2浓度(g/m3)‎ ‎－1.5‎ ‎－1.5‎ ‎－1.5‎ ‎－1.5‎ A．水深‎1 m处白瓶中水生植物24 h产生的O2为‎3 g/m3‎ B．水深‎2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率 C．水深‎3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用 D．水深‎4 m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 解析：选D　根据题意可知，黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用，白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用，在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据即为正常的呼吸消耗量。由表中数据可知，在水深‎1 m处白瓶中水生植物产生的O2为3＋1.5＝4.5 (g/m3)；水深‎2 m处白瓶中水生植物光合速率为1.5＋1.5＝3.0[g/(m3·d)]，呼吸速率为 ‎1.5 g‎/(m3·d)；水深‎3 m处白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量，即‎1.5 g/m3；水深‎4 m处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用，故白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。‎ ‎13．(2019·天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是(　　)‎ A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型 B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型 C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度 解析：选D　光照强度低于P时，光反应强度受叶绿素含量影响较大，突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，故其光反应强度低于野生型。光照强度高于P时，暗反应强度受固定CO2酶的影响较大，突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，故其暗反应强度高于野生型。光照强度低于P时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度。P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，故光照强度高于P小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度。‎ ‎14．为探究不同波长的光和CO2浓度对葡萄试管苗光合作用的影响，用40 W的白色、红色和黄色灯管作光源，设置不同CO2浓度，处理试管苗并培养一段时间后，测定试管苗的净光合速率(净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率)，结果如图，回答问题：‎ ‎(1)光合作用中，催化三碳化合物还原的酶存在于____________中。‎ ‎(2)据图分析，a点的净光合速率大于c点，从光合作用的角度分析，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 在红光条件下，CO2浓度为300 μL·L－1时，对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。‎ ‎(3)为探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变，提出实验思路如下：分别取________和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上叶绿素a、叶绿素b色素带的______来判断叶绿素含量是否发生改变。‎ ‎(4)在温室中增施农家肥可以提高植物光合效率，其原因是：一方面农家肥含有__________________；另一方面农家肥中的有机物被分解者分解时会__________________________。‎ 解析：(1)三碳化合物的还原发生于暗反应阶段，场所是叶绿体基质，故催化三碳化合物还原的酶存在于叶绿体基质中。(2)叶绿体中的色素吸收红光多于黄光，红光条件下光合速率较大，故a点的净光合速率大于c点。在红光条件下，CO2浓度为300 μL·L－1时植株净光合速率为0，但植株有许多细胞不能进行光合作用，而所有细胞都需要进行呼吸作用，所以进行光合作用的细胞的光合速率大于呼吸速率，故光合作用细胞叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量。(3)要探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变，可以分别取白光(或自然光，作为对照)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并用纸层析法分离，通过比较滤纸条上叶绿素a、b色素带的宽窄(或叶绿素a、b色素带颜色深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变。(4)在温室中增施农家肥可以提高植物光合效率，其原因是农家肥中的有机物被分解者分解时会产生CO2为光合作用提供原料，同时农家肥含有多种植物生长必需的矿质元素。‎ 答案：(1)叶绿体基质　(2)叶绿体中的色素吸收红光多于黄光，a点真正光合速率更高，所以a点净光合速率大于c点　大于　(3)白光(或自然光)　宽窄(或颜色的深浅)　(4)大量的矿质元素　产生CO2为光合作用提供原料 第Ⅲ课时　大题增分——问题为主轴·找到失分点，才是增分点 ‎[典例]　(2019·江苏高考，T29,9分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：‎ ‎(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量CaCO3，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是光合色素溶解在乙醇中。‎ ‎(2)图1中影响光合放氧速率的因素有光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中溶解氧的干扰。‎ ‎(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是提供CO2。若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是增大后稳定(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。‎ ‎(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是光合产氧量与呼吸耗氧量相等；若在20 min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有①②③(填序号：①C5　②ATP　③[H]　④C3)，可推测20～25 min曲线的斜率为负值(填“正值”“负值”或“零”)。‎ ‎[三步答题示范]‎ 第一步：通读题目抓关键信息，能答的顺势答出来 第(1)小题第1空：空前的信息是试管中含有乙醇(实验试剂)，空后的信息是防止叶绿素降解(实验目的)，联想教材中的“色素提取”实验，此空应答“CaCO3”(注意分子式不要错写为“CaCO2”)；第2空：由空前信息乙醇中的果肉薄片变白，可以推出果肉中的色素“丢失”了，联想教材中的“色素提取”实验，很容易得出果肉薄片变白的原因是“光合色素溶解在乙醇中”，(此处“溶解”是关键字眼，答“丢失”不给分)。‎ 第(2)小题第1空：是对教材基础知识的考查，回忆影响光合作用的外界因素有哪些，不难答出“光照、温度、CO2浓度”(此处“CO2浓度”也可答为“NaHCO3浓度”)。第2空需要仔细分析，暂且放过。‎ 第(3)小题第1空，借题干图1信息，不难得出在反应室中加入NaHCO3的主要作用是“提供CO2”，第2空较难判断，暂且放过。‎ 第(4)小题难度较大，暂且放过。‎ 第二步：化第一步的答案为解题信息，再通读全题稳答中档题 第(2)小题第2空：据题干信息和图1装置可知，图1中的氧检测电极检测的是果肉薄片光合作用所释放的氧气速率，再结合第1空的答案可推知，测定光合放氧之前应排除反应液中“溶解氧”的干扰。‎ 第(3)小题第2空：依据前面的答案可知：CO2是光合作用的原料，NaHCO3能产生CO2，因此一定条件下光合作用随NaHCO3浓度增大而增强，但光合作用还受光照强度和温度的影响，因此提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是“增大后稳定”(不可答“先增大后稳定再下降”)。‎ 第三步：随着答案的不断被填出，题目信息越来越完整，集中精力拿下拉分题 第(4)小题是本题的拉分点，解答此小题需用到多方面的知识，综合性较强，难度较大，但也不是无法可解，解法如下：‎ 第1空：所给信息是曲线斜率代表放氧速率，据此分析，曲线斜率越大，则放氧速率越大，反之则越小。放氧速率代表净光合速率，当曲线斜率为零时，净光合速率为零，即“光合产氧量与呼吸耗氧量相等”。‎ 第2空：据光合作用的原理可知，停止光照，光反应不能进行，暗反应中C3的还原停止，短时间内C5、ATP、[H]将减少，C3将增加，即答案为“①②③”。具体分析如下：‎ 在CO2供应不变时，改变光照条件确定其对C3和C5含量变化的影响：‎ ‎①强→弱：ATP和[H]减少，C3还原减弱，C3消耗减少，C5产生减少，则C3含量增多，C5含量减少。‎ ‎②弱→强：ATP和[H]增多，C3还原增强，C3消耗增多，C5产生增多，则C3含量减少，C5含量增多。‎ 第3空：据第1空答案可知，20 min后停止光照，光合作用不再进行，但呼吸作用仍正常进行，即O2浓度下降，曲线的斜率为“负值”。‎ 感悟：这种答题方法既能提高速度，又能提高答题的准确度，并且通过再次通读全题，可省去传统的“答完题后再检查”的环节，这种方法的最大优点是，能得到的分数不会丢失，可以拿到的分数全部能拿到，大多数考生拿不到的分数，至少能得到一部分，拉分就是这样产生的。‎ ‎[课时作业] 大题练，确保高分冲名校 ‎ ‎[A卷]‎ ‎1．光合作用和细胞呼吸是绿色植物的两个非常重要的生理过程，请回答下列相关问题：‎ ‎(1)光合作用是一个氧化还原反应，其中被氧化的物质是________，氧化后的气体产物是________；被还原的物质是________，还原后的终产物是________，还原过程发生的场所是____________。‎ ‎(2)将一定量的小球藻放入清水中，并提供适宜的温度和光照，小球藻开始释放O2，但很快就会停止，原因是__________________。这个现象同时也说明了________为________的正常进行提供了物质基础。‎ ‎(3)将盛有适量小球藻和培养液的密闭容器放到黑暗的环境中，先通入18O2，然后给予适宜的光照，一段时间后，在小球藻合成的有机物中________(填“能”或“不能”)检测到18O，理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)光合作用的反应式为：CO2＋H2O(CH2O)＋O2，在光反应中，H2O被氧化，分解为[H]和O2，在暗反应中，CO2被固定后形成C3，C3在[H]和ATP的作用下被还原，经过一系列变化形成糖类，因此，CO2经光合作用被还原成有机物，暗反应阶段发生的化学反应是在叶绿体基质中进行的。(2)由于清水中CO2含量过低，小球藻不能长时间进行暗反应，而暗反应为光反应提供ADP、NADP＋等物质，因此光反应也会受到影响，最终导致整个光合作用不能持续进行。(3)由于18O2参与细胞呼吸形成HO，HO又可参与有氧呼吸第二阶段而形成C18O2，C18O2最终在叶绿体基质中经暗反应合成含有18O的糖类。‎ 答案：(1)H2O　O2　CO2　糖类(有机物)　叶绿体基质 ‎(2)清水中缺乏CO2　暗反应　光反应　(3)能　18O2经有氧呼吸产生的HO再用于有氧呼吸，可产生C18O2，C18O2用于光合作用可产生C6HO6(含18O的有机物)‎ ‎2．如图为植物叶肉细胞中两结构及物质转移示意图，下表为生理状况相同的幼苗在黑暗或3 klx光照、不同温度条件下O2的变化速率。结合所学知识，回答下列问题：‎ 温度(℃)‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎35‎ 光照下O2释放速率(mg/h)‎ ‎0.96‎ ‎1.73‎ ‎2.52‎ ‎3.24‎ ‎3.86‎ ‎3.1‎ ‎2.72‎ 黑暗下O2吸收速率(mg/h)‎ ‎0.46‎ ‎0.76‎ ‎0.98‎ ‎1.51‎ ‎2.45‎ ‎3.1‎ ‎3.29‎ ‎(1)图中结构甲中嵴的作用是______________________________，结构乙的囊状结构薄膜上发生的酶促反应是____________________。‎ ‎(2)图中a代表的物质是________，b__________(填“可以”或“不可以”)代表葡萄糖，因为__________________。‎ ‎(3)根据题表推测，图中结构甲中与呼吸作用相关的酶的最适温度________(填“低于”“等于”或“高于”)结构乙中与光合作用相关的酶的最适温度。为探究3 klx光照条件下幼苗生长的最适温度，应该设计的实验是__________________________________________________。‎ ‎(4)在3 klx光照、‎30 ℃‎条件下幼苗叶肉细胞中物质b的转移途径是____________________________。若每天用3 klx强度的光照射幼苗12 h，当温度为表中________ ℃时，幼苗生长最快。‎ 解析：(1)甲中嵴的作用是增大线粒体内膜面积，有利于有氧呼吸第三阶段酶的附着，乙是叶绿体，其囊状结构薄膜上发生的酶促反应是ADP＋PiATP等。(2)图中a代表CO2，b代表O2，b不可以代表葡萄糖，因为葡萄糖的分解发生在细胞质基质中。(3)图中结构甲即线粒体是有氧呼吸的主要场所，根据黑暗下O2吸收速率随温度的变化可知，与呼吸作用相关的酶的最适温度为‎35 ℃‎左右或‎35 ℃‎以上，结构乙即叶绿体中进行光合作用，光合速率＝光照下O2释放速率＋黑暗下O2吸收速率，计算可知，与光合作用相关的酶的最适温度为‎25 ℃‎左右，结构甲中与呼吸作用相关的酶的最适温度高于结构乙中与光合作用相关酶的最适温度。表中数据是在3 klx光照条件下测定的，因此探究3 klx光照条件下幼苗生长(有机物积累最多)的最适温度，应选择在20～30 ℃之间设置更小的温度梯度进行实验。(4)在3 klx光照、‎30 ℃‎条件下光合作用大于呼吸作用，所以物质b除供给结构甲外，还释放到细胞外。若每天用3 klx强度的光照射幼苗12 h，通过计算各组温度下一天净积累量，如‎20 ℃‎时一天积累有机物量可表示为(3.24－1.51)×12＝20.76 (mg)，比较可知‎20 ℃‎时积累有机物最多，幼苗生长最快。‎ 答案：(1)增大线粒体内膜面积　ATP的合成等 ‎(2)CO2　不可以　葡萄糖的分解发生在细胞质基质 ‎(3)高于　在20～‎30 ℃‎之间设置更小的温度梯度进行实验　(4)向甲和细胞外转移　20‎ ‎3．图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①～⑦代表各物质，甲、乙代表两种细胞器。图2表示该植物叶片CO2释放量与光照强度的关系，S代表有机物量。据图回答下列问题：‎ ‎(1)图1中，甲、乙两种细胞器的膜面积都很大，其中乙增加膜面积主要是通过________向内腔折叠形成___________________________________________________________。‎ ‎(2)若该绿色植物长时间处于黑暗状态中，则图1中“⑥→⑤→⑥”的循环能否进行？________，原因是___________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为‎25 ℃‎和‎30 ℃‎，图2为CO2浓度一定，环境温度为‎25 ℃‎时不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度。‎ a．图2中的A点时，图1中能产生ATP的细胞器有________；当光照强度处于图2中B～D时，光合作用有机物的净积累量为________(填“S‎1”‎“S‎2”‎或“S‎3”‎)。‎ b．当光照强度处于图2中的D点时，图1中物质⑦的去向是扩散到乙和________，D点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是________________。‎ 解析：(1)由图1可知，甲为叶绿体，乙为线粒体。线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，增大了内膜面积，有利于细胞呼吸的进行。(2)⑥→⑤为CO2的固定，黑暗状态中⑤→⑥过程因缺少光反应提供的ATP和[H]而无法正常进行，因此若该绿色植物长时间处于黑暗状态中图1中⑥→⑤→⑥不能正常进行。(3)a.A点时没有光照，不能进行光合作用，只进行细胞呼吸，故产生ATP的细胞器只有线粒体。当光照强度处于B～D时，有机物的净积累量＝光合作用产生量－呼吸作用消耗量，即图2中的S2。b.当光照强度处于图2中的D点时，光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用产生的O2除了扩散到乙中，还会释放到空气中。因为环境温度为光合作用的最适温度，而D点为光饱和点，此时影响光合作用的主要环境因素不再是光照强度，而是CO2浓度。‎ 答案：(1)内膜　嵴　(2)不能　缺少光反应提供的ATP和[H]　(3)a.乙(线粒体)　S2 　B．细胞外(外界、大气)　CO2浓度 ‎4．图1为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和酒精浓度的变化曲线图，图2为甲、乙两植物CO2吸收量随光照强度变化的曲线图。请据图回答：‎ ‎(1)图1中，AB段酵母菌呼吸作用发生的场所是____________________；BC段酵母菌呼吸的方式为____________________。‎ ‎(2)图1中，在T1～T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加的主要原因有____________________、______________________。‎ ‎(3)图2中，在A点时，乙植物细胞中可产生ATP的细胞器有____________________。若在F点突然停止光照，则短期内甲植物叶绿体中C3的含量将________。‎ ‎(4)图2中，当平均光照强度在B和D之间时，将甲、乙两植物放在光照和黑暗条件下各12 h。实验后，甲植物中有机物总量将________，乙植物中有机物总量将________。‎ 解析：(1)图1中，曲线AB段酵母菌只进行有氧呼吸，其呼吸作用发生的场所为细胞质基质和线粒体。曲线BC段酵母菌既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸。(2)在T1～T2时段，由于酵母菌只进行有氧呼吸变为既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，而无氧呼吸产生的能量少，同时酵母菌种群数量又增多，导致单位时间内酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加。(3)图2中A点表示乙植物光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度，此时乙植物细胞中产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体；若在F点突然停止光照，则短期内甲植物进行光反应的产物ATP和[H]减少，从而影响C3的还原，其叶绿体中C3含量将增加。(4)图2中，当平均光照强度在B和D之间时，对应甲植物的净光合速率最大值为(用CO2吸收量表示)1.5 mg·m－2·h－1左右，甲植物的呼吸速率为2 mg·m－2·h－1，故光照和黑暗各12 h后，甲植物中有机物总量将减少；同理分析可知，乙植物中有机物总量将增加。‎ 答案：(1)细胞质基质和线粒体　有氧呼吸和无氧呼吸　(2)酵母菌进行无氧呼吸产生的能量少　酵母菌种群数量增多　(3)线粒体、叶绿体　增加　(4)减少　增加 ‎5．图1是将适量的小麦种子置于密封的、有适量水的广口瓶内，在‎25 ℃‎条件下，瓶内CO2和O2含量变化示意图；图2是不同遮光处理对红掌(半阴生高等植物)净光合速率及其他指标的影响结果示意图(曲线叶绿素a/b表示叶绿素a含量与叶绿素b含量之比)。请回答下列问题：‎ ‎(1)提取红掌中的色素使用的试剂是____________；叶绿素主要吸收________________光，用于光合作用。‎ ‎(2)图1中，在O～t1期间，小麦种子的细胞呼吸方式是________________，在此过程中产生的某种代谢产物用酸性重铬酸钾溶液检测呈________色。在t1～t2期间，瓶内O2含量降低主要是由种子细胞进行____________引起的，该过程释放大量的CO2是在________(具体部位)中产生的。‎ ‎(3)图2中，当遮光比例达到10%以上时，随着遮光比例增加，叶绿素含量增大，其中________含量增加更多，以适应弱光环境。当遮光比例达到90%时，就植物体内能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量______(填“大于”“等于”“小于”或“无法判断”)细胞呼吸产生的CO2量。‎ ‎(4)根据遮光比例与红掌的植株干重关系可得出的结论是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由于叶绿体中的色素可溶于有机溶剂， 因此常用有机溶剂(如无水乙醇或丙酮)提取红掌中的色素。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，其中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。(2)分析图1可知，O～t1期间，密封广口瓶中O2含量没有变化，即小麦种子细胞未进行有氧呼吸，广口瓶内的CO2有少量增加的原因是小麦种子细胞进行无氧呼吸产生了CO2，此外，还产生了酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色，因此可以用酸性重铬酸钾溶液检测酒精。在t1～t2期间，瓶内O2含量降低，减少的O2主要用于种子细胞的有氧呼吸。有氧呼吸第二阶段产生CO2，发生在线粒体基质中。(3)图2中当遮光比例达到10%以上时，随着遮光比例增大，叶绿素含量增加，但叶绿素a含量与叶绿素b含量之比下降，说明叶绿素b含量增加更多。当遮光比例达到90%时，由于植物个体净光合速率等于0，对于该植物体内所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量。(4)根据题图曲线可知，随遮光比例的增大，植株干重先增大后逐渐减小，因此可得出适当遮光处理可提高植株干重的结论。‎ 答案：(1)无水乙醇(或丙酮或有机溶剂)　红光和蓝紫　(2)无氧呼吸　灰绿　有氧呼吸　线粒体基质 ‎(3)叶绿素b　大于　(4)适当遮光处理，可提高植株干重 ‎6．铁皮石斛为药用草本植物，图1为其叶肉细胞内的部分代谢过程；图2为某科研小组测定的其在光照和黑暗条件下的CO2吸收速率。请回答下列问题：‎ ‎(1)据图1分析，铁皮石斛进行光反应的场所是__________________，此过程把光能转化为储存在________中的化学能。研究发现铁皮石斛叶片变黄过程中叶绿素的含量明显减少，类胡萝卜素的含量基本不变，但黄叶基本不转化光能，由此推测________(色素)参与光反应中能量的转化。‎ ‎(2)铁皮石斛由光下进入暗处的短时间内叶肉细胞中C5的含量变化是________(填“增加”或“减少”)。据图2分析，铁皮石斛不同于一般植物的特点是________________________；但其在黑暗中并不能产生糖类等光合产物的原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验人员研究发现铁皮石斛的气孔在暗处开放。综合题图和上述结果推测，铁皮石斛在光照下吸收CO2不足，而暗处可以________________________________________________________________，进而提高光合速率。‎ 解析：(1)铁皮石斛在叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应，此过程把光能转化为储存在ATP中的化学能。(2)铁皮石斛由光下进入暗处，光反应提供的[H]和ATP减少，C3的还原减弱，则短时间内生成C5的量减少而消耗量不变，故其含量减少。在黑暗中铁皮石斛仍从外界吸收CO2，但在黑暗中不能进行光反应，导致缺乏由光反应提供的ATP和[H]，使暗反应不能进行，故铁皮石斛在黑暗中不能产生糖类等光合产物。(3)结合铁皮石斛在暗处气孔开放和图2，可推测铁皮石斛在光照下吸收CO2不足，而暗处可以吸收CO2并储存起来，为光照下进行光合作用提供充足的CO2，进而提高光合速率。‎ 答案：(1)(叶绿体)类囊体薄膜　ATP　叶绿素　(2)减少　CO2吸收速率始终大于零　黑暗中没有光反应提供的ATP和[H]　(3)吸收CO2并储存起来，为光照下进行光合作用提供充足的CO2‎ ‎7．图甲为某绿色植物叶肉细胞内发生的部分代谢，其中①～⑧表示不同生理过程；表乙列出了在不同光照强度与温度条件下该植物所在环境中O2的变化量。请回答下列问题：‎ O2变化量(mg/h)‎ 温度 ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎10 ℃‎ ‎－0.5‎ ‎＋3.0‎ ‎＋4.0‎ ‎20 ℃‎ ‎－1‎ ‎＋2.0‎ ‎＋5.0‎ 乙 ‎(1)图甲中的________(填数字序号)过程只能发生在生物膜上。该植物叶肉细胞在表乙中的0 klx光照条件下能发生图甲中的____________(填数字序号)过程。‎ ‎(2)CO2浓度属于表乙所示实验中的________变量。植物光合作用过程中CO2浓度突然降低将导致短时间内叶绿体中C3含量降低，结合图甲中⑤⑥过程分析原因：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)该植物在‎10 ℃‎、10 klx的条件下培养4 h共产生O2________mg。若此植物在‎20 ℃‎、5 klx的条件下培养4.8 h后转入‎10 ℃‎、黑暗环境中继续培养19.2 h，在此24 h中该植物不能正常生长，其原因为_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)图甲中必须在生物膜上进行的生理过程包括①(在类囊体薄膜上H2O光解产生O2的过程)和②(在线粒体内膜上[H]与O2结合产生H2O的过程)。植物叶肉细胞在表乙中的0 klx光照条件下不能进行光合作用，故只能发生图甲中的②③④⑦⑧过程。(2)CO2浓度属于表乙所示实验中的无关变量。植物光合作用过程中CO2浓度改变后，短时间内叶绿体中C3含量的变化情况要从C3的来源和去路两方面分析。(3)此植物在‎10 ℃‎、10 klx条件下的实际光合速率为4.5 mg/h，故该植物在此条件下培养4 h共产生O218 mg。此植物在‎20 ℃‎、5 klx条件下培养4.8 h积累的有机物量与在‎10 ℃‎、黑暗环境中培养19.2 h消耗的有机物量相等，故此种情况下该植物不能正常生长。‎ 答案：(1)①②　②③④⑦⑧　(2)无关　CO2浓度降低导致⑤过程减弱，使C3产生量减少，短时间内⑥过程正常进行而使C3消耗量不变(合理即可)　(3)18　植物积累有机物是生长的基础，而此24 h中该植物光照下积累的有机物量等于黑暗中消耗的有机物量(合理即可)‎ ‎8．下图1是某植物绿叶的叶肉细胞代谢过程图解，其中数字表示过程，甲、乙表示物质；图2是相关实验的简易装置图。请据图回答问题：‎ ‎(1)图1中甲表示的物质是____________________，如果突然降低CO2的浓度，短时间内甲物质含量会________(填“增加”“减少”或“不变”)。‎ ‎(2)如果叶肉细胞的呼吸速率大于光合速率，则过程⑤消耗的O2除了来自过程①外，还要__________________。过程⑤是在生物膜上进行的，该结构增加生物膜表面积的方式是________________________。‎ ‎(3)图2所示的实验操作方法，测定的速率是________________________(填“总光合速率”或“净光合速率”)，如果要测定呼吸速率，进行的操作是__________________________________。为了排除外界环境因素对该实验的影响，需要设置对照组，设置方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)图1中的甲物质是光反应产生的用于暗反应的物质——[H]和ATP。如果突然降低CO2‎ 的浓度，暗反应减弱，短期内[H]和ATP积累，其含量会增加。(2)过程⑤是有氧呼吸的第三阶段。如果叶肉细胞的呼吸速率大于光合速率，则用于有氧呼吸第三阶段的O2除了来自叶绿体的光合作用外，还有一部分要来自外界空气。有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜，该结构通过向内折叠成嵴来增加生物膜表面积。(3)图2所示的实验装置是在光下进行的，其中的CO2缓冲液可以使装置中的CO2浓度不变，所以该装置可以通过测量单位时间内O2的释放量来表示净光合速率。为了避免光合作用的影响，测定呼吸速率需要将该装置置于暗处，并将CO2缓冲液换为NaOH溶液。外界的温度和气压变化等会影响装置中有色液滴的移动，为了排除这方面造成的误差，要设置一个叶片为死亡状态的对照组。‎ 答案：(1)[H]和ATP　增加　(2)从外界吸收　向内折叠成嵴　(3)净光合速率　将该装置置于暗处，并将CO2缓冲液换为NaOH溶液　另设置一透明袋，其中叶片为死亡状态，其他与图2相同(合理即可)‎ ‎[B卷]‎ ‎1．将某植物置于密闭的容器中，测量其CO2的吸收量与光照强度的关系，结果如图1所示。请回答问题：‎ ‎(1)由图1可知，影响A、B两点光合速率的主要因素是__________________。与A点相比，B点所处条件光合作用合成有机物的量____________。‎ ‎(2)光照强度较弱的阴雨天时，适当降低温度，有利于大棚植物的产量，从图1分析，其原因是_________________________________________________。‎ ‎(3)图2是C点时植物体内有关的生理过程示意图，能产生ATP的过程有_____________(填图中标号)。图中会消耗H2O的过程除①外还有________(填图中标号)。‎ 解析：(1)A、B两点，A点的呼吸作用小于B点的呼吸作用，由于温度不同，导致光合作用不同，因此温度是影响A、B两点光合速率的因素，随着光照强度的增加，光合速率也增加，说明影响因素还有光照强度。(2)为提高产量，在连续阴雨天可适当降低大棚内的温度，降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗，提高净光合速率。(3)C点表示光合速率等于呼吸速率，因此能产生ATP的过程有呼吸作用的三个阶段和光合作用的光反应阶段，①表示光反应阶段，可以产生ATP，③④表示有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，都能产生ATP。光合作用的光反应阶段分解水、有氧呼吸第二阶段消耗水，故图中消耗H2O的过程除①外还有④。‎ 答案：(1)光照强度、温度　多　(2)适当降低温度利于降低呼吸作用强度，提高净光合速率　(3)①③④　④‎ ‎2．下图是某生物兴趣小组设计的测量某种阳生花卉光合速率的密闭装置。已知有三套完全相同的该装置，装置a置于适宜光照、‎25 ℃‎条件下，装置b置于自然环境下，装置c置于黑暗、‎25 ℃‎条件下，同时将生理状况一致的三盆植物分别置于三种环境的装置中，起始液滴对应的数据均为零，氧传感器(测定装置内的氧含量)数据显示屏上的数据均为E。测量数据的时间适宜且三套装置同时测量，并记录相关数据。回答以下问题：‎ ‎(1)装置a的液滴________(填“向左移”“向右移”或“不移动”)，测量数据可反映出____________的大小。‎ ‎(2)影响装置b光合速率的外界因素有______________。‎ ‎(3)装置c中植物细胞内能产生ATP的场所有______________________，该装置可用于测量________。‎ ‎(4)适宜时间后，装置a与装置c刻度尺上反映的数据分别为M、N，数据显示屏上的数据分别是P、Q，利用这两套装置测量该花卉的总光合速率时，下列可用的数据有________(填序号)。‎ ‎①M－N　②M＋N　③P－Q　④P＋Q　⑤P－Q－2E　⑥P＋Q－2E ‎(5)利用该装置探究光照强度对该花卉光合速率的影响时，无关变量是________。‎ 解析：(1)装置a置于适宜光照强度下，CO2浓度和温度恒定，光合速率应大于呼吸速率，故容器内气体总量会增加，液滴应向右移，测量的数据反映的是净光合速率。(2)装置b置于自然环境下，温度和光照强度是变化的，所以影响该植物光合作用的外界因素为温度和光照强度。(3)装置c置于黑暗条件下，不能进行光合作用，但可以进行呼吸作用，故产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体。可通过检测装置内O2的减少量来测量呼吸速率。(4)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，M可反映净光合速率，而N可反映呼吸速率，故总光合速率＝M＋N；P－E可反映净光合速率，E－Q可反映呼吸速率，故总光合速率＝(P－E)＋(E－Q)＝P－Q。(5)该套装置内CO2浓度等都是固定的，可变的只有温度和光照强度，其中光照强度是自变量，温度是无关变量。‎ 答案：(1)向右移　净光合速率　(2)温度和光照强度　(3)细胞质基质和线粒体　呼吸速率　(4)②③　(5)温度 ‎3．石斛是重要的药用植物，图甲表示石斛叶肉细胞内的部分代谢过程，图乙表示研究人员在适宜温度条件下对两种石斛光合作用特性的研究结果。请回答下列问题：‎ ‎(1)图甲中①过程发生的场所是____________。图甲中③过程需要________与CO2结合形成C3(X)。‎ ‎(2)图乙中A点条件下美花石斛体内能发生的图甲中的过程是________(填数字序号)。图乙中B点条件下春石斛叶肉细胞内的叶绿体释放出的O2的去向是________________。‎ ‎(3)若光照强度由100 Lux突然增加到200 Lux，则美花石斛叶肉细胞中C3(X)的含量短时间内会减少，请分析原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)从图乙中分析，这两种石斛中更适应阴生环境的是________。通过实验发现春石斛的光合色素含量高于美花石斛，图乙中体现的与之相符的实验结果是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)图甲中①过程是葡萄糖分解为丙酮酸的过程，该过程发生在细胞质基质中。图甲中③过程表示CO2的固定，该过程中CO2与C5(五碳化合物)结合形成C3(三碳化合物)。(2)图乙中A点条件下美花石斛体内同时进行光合作用与细胞呼吸，故能发生图甲中①②③④过程。图乙中B点条件下，春石斛的光合速率大于呼吸速率，因此，叶肉细胞内的叶绿体产生的O2一部分进入线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段，另一部分扩散到细胞外。(3)光照强度由100 Lux突然增加到200 Lux，短时间内美花石斛的光反应速率加快而暗反应速率保持稳定，因光反应增强能产生较多的[H]和ATP，使C3(X)的消耗量增加，而短时间内C5结合CO2产生C3(X)的速率不变，故C3(X)的含量在短时间内会减少。(4)图乙显示，在较弱的光照强度下，美花石斛的光合速率大于呼吸速率，而春石斛需要在较强的光照强度下光合速率才会大于呼吸速率，因此更适应阴生环境的是美花石斛。光合色素含量高，则光合速率可能也高，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。图乙显示，在相同光照强度下春石斛的总光合速率大于美花石斛，这可能与春石斛的光合色素含量较高有关。‎ 答案：(1)细胞质基质　C5(五碳化合物)　(2)①②③④　线粒体中和细胞外　(3)光照强度增加使光反应产生较多的[H]和ATP，导致C3(X)的消耗量增加，而短时间内C5结合CO2产生C3(X)的速率不变(合理即可)　(4)美花石斛　在相同光照强度下春石斛的总光合速率大于美花石斛 ‎4．(2019届高三·太原检测)下图甲、乙分别表示某植物体内的两种生理过程，图丙表示在CO2充足的条件下，该植物光合速率(mgCO2·cm－2·h－1)与光照强度、温度的关系。请据图回答下列有关的问题：‎ ‎(1)图甲中的物质a是________，图乙中消耗大量水的阶段是________(填图中字母)。‎ ‎(2)若某植物体的细胞通过图乙过程产生的1分子CO2，进入同一细胞中被利用，则在这一过程中该CO2分子至少通过________层生物膜。‎ ‎(3)图乙中产生大量ATP的场所是________；请结合教材知识再写出另一种(除图乙外)能产生CO2的细胞呼吸方式的总反应式：__________________________。‎ ‎(4)在图丙中，当温度为‎10 ℃‎时，如果将光照强度由4 klx瞬时提高至8 klx，此时该植物叶绿体内的C3含量将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。‎ ‎(5)若温度为‎20 ℃‎时，该植物的呼吸速率为a mgCO2·cm－2·h－1，则该植物在温度为‎20 ℃‎、光照强度为8 klx条件下放置11 h后每平方厘米的叶片光合作用制造的葡萄糖量为________mg。‎ 解析：(1)图甲表示光合作用，光反应生成[H]和ATP参与暗反应，故a是[H]。图乙为有氧呼吸过程，B为第二阶段，丙酮酸与大量水结合生成CO2。(2)CO2在线粒体基质中生成，其进入同一细胞的叶绿体需要通过线粒体和叶绿体的双层膜，共通过4层生物膜。(3)图乙所示有氧呼吸过程，第三阶段在线粒体内膜上进行，生成大量ATP。另一种产生CO2的细胞呼吸方式为植物无氧呼吸生成酒精和CO2的反应式。(4)图丙中，当温度为‎10 ℃‎ 时，如果将光照强度由4 klx瞬时提高至8 klx，由于4 klx已达到光饱和点，光合速率不变，故C3含量将基本不变。(5)图丙光照强度为0时光合速率为0，随着光照强度的增加，光合速率也增加，因此纵坐标表示实际光合速率。在温度为‎20 ℃‎、光照强度为8 klx条件下，实际光合速率为4 mgCO2·cm－2·h－1，放置11 h后总光合速率为4×11＝44 (mgCO2·cm－2·h－1)，根据光合作用总反应式，6 mol CO2对应1 mol葡萄糖，因此制造的葡萄糖量为(44×180)/(6×44)＝30 (mg)。‎ 答案：(1)[H]　B　(2)4　(3)线粒体内膜　C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2＋少量能量　(4)基本不变　(5)30‎ ‎5．某研究小组为了研究A、B两种植物的光合作用和呼吸作用设计了如图甲所示密闭实验装置，两组实验中所用器材完全相同，装置中A、B植物生长状况相同且质量相等，小烧杯中为足量CO2缓冲液，阀门1、2处于关闭状态。实验在适宜条件下进行(不考虑光照对呼吸的影响)，在有光条件下进行实验，每隔30 min测定一次，多次测量后得到结果如图乙所示，请回答下列问题：‎ ‎(1)实验过程中，突然降低光照强度，则ADP、C3和C5中________最先发生量的变化，其中__________的量短时间内会增加。‎ ‎(2)在测定两种植物的呼吸作用强度时，需要对实验做出相应的调整是____________________。‎ ‎(3)乙图中光照强度为c时，相同时间内A植物制造的O2量比B植物____(填“多”或“少”)。当光照强度为d时，每日连续光照12 h，一昼夜中B植物有机物积累量(用O2释放量表示)为________mg，两植物的O2释放量的差值为________mg。‎ 解析：(1)实验过程中，突然降低光照强度，光反应过程减弱，使光反应中生成的ATP和[H]的量减少，进而导致暗反应过程中C3的还原过程减弱，消耗的C3减少，剩余的C3增加，而ADP是合成ATP的原料，所以，在ADP、C3和C5中，最先发生量的变化的是ADP，其中C3和ADP的量短时间内会增加。(2)欲测定两种植物的呼吸作用强度，需要排除光合作用对实验结果的干扰，应对实验做出相应的调整，即在黑暗条件下测定，将CO2缓冲液换成NaOH溶液。(3)分析图乙可知，O2释放量表示净光合速率，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，A植物的呼吸速率为1 mg/h，B植物的呼吸速率为2 mg/h。当光照强度为c时，A、B两植物的净光合速率均为6 mg/h，实际光合速率分别为7 mg/h、8 mg/h，所以相同时间内A植物制造的O2量比B植物少。当光照强度为d时，B植物的净光合速率为8 mg/h，A植物的净光合速率仍为6 mg/h，每日连续光照12 h，一昼夜中B植物有机物积累量为8×12－2×12＝72 (mg)，同理，一昼夜中A植物有机物积累量为6×12－1×12＝60 (mg)，所以两植物的O2释放量的差值为72－60＝12 (mg)。‎ 答案：(1)ADP　C3和ADP　(2)在黑暗条件下测定，将CO2‎ 缓冲液换成NaOH溶液　(3)少　72　12‎ ‎6．请回答下列有关植物代谢的问题：‎ ‎(1)如图表示某绿色植物成熟的叶肉细胞内的部分代谢过程，其中①～④表示场所，X、Y表示物质。④表示的具体部位是______________，物质Y是______________。‎ ‎(2)在干旱初期，观察到植物叶面气孔开放程度减小，此时叶肉细胞内的C3含量/C5含量________(填“增大”“减小”或“不变”)，植物的光合速率下降。在干旱中期，由于植物叶肉细胞内________的合成受阻，叶片开始失绿。‎ ‎(3)某实验小组在不同的湿度下测定了某植物叶片的净光合速率和气孔导度(结果如图)。‎ 环境相对湿度为20%时，叶肉细胞产生的氧气的去路是________________。随着环境相对湿度的降低，叶片的净光合速率不断降低。根据图中信息，分析其原因可能是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由图可知，④中进行的过程为有氧呼吸的第二、三阶段，故场所是线粒体基质和线粒体内膜；③中进行的过程为有氧呼吸的第一阶段，产生[H]和丙酮酸，释放少量能量，物质Y是丙酮酸。(2)叶面气孔开放程度减小，CO2供应不足，CO2的固定受阻，而干旱初期C3的还原仍正常进行，使C3含量下降、C5含量上升，导致C3含量/C5含量减小，植物的光合速率下降。根据“叶片失绿”的信息，可知在干旱中期，植物叶肉细胞内叶绿素的合成受阻。(3)环境相对湿度为20%时，净光合速率大于0，此时光合作用大于呼吸作用，因此光合作用产生的氧气的去向是进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段和释放到外界环境中。随着环境相对湿度的降低，植物气孔导度降低，CO2供应不足，且参与光合作用的水分的吸收可能受阻，导致叶片的净光合速率不断降低。‎ 答案：(1)线粒体基质和线粒体内膜　丙酮酸　(2)减小　叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b)　(3)进入线粒体和扩散到空气(扩散到外界环境)　气孔导度下降导致CO2供应不足和水分供应不足 ‎7.‎ 研究人员将光照突然转换为黑暗条件，测得某植物CO2吸收速率随时间变化的趋势如图所示。据图回答下列问题：‎ ‎(1)光照条件下，植物叶肉细胞叶绿体内的ADP转移方向是________________________，光反应的产物是________________，暗反应的能量变化是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)t时刻由光照转入黑暗后，短时间内叶绿体中C5和NADP＋含量分别发生________(填“上升”“不变”或“下降”)。‎ ‎(3)t时刻后植物迅速由吸收CO2转变为释放CO2的状态。短时间内CO2释放速率达到________ μmol·m－2·s－1，随后逐渐减慢并达到相对稳定的水平。可以推测，该植物可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。该植物在光照条件下利用CO2的速率是________μmol·m－2·s－1。‎ 解析：(1)光照条件下，叶肉细胞进行光合作用，在叶绿体基质中进行的暗反应阶段消耗ATP形成ADP，ADP转移至类囊体薄膜上和Pi发生反应形成ATP，因此，叶肉细胞叶绿体内ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜；光反应发生的是水的光解，其产物有[H]和氧气，还有ATP；暗反应阶段将ATP和[H]中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能。(2)t时刻该植物由光照条件 转入黑暗后，光反应中ATP和NADPH的生成停止，叶绿体中ATP和NADPH的量减少，从而导致由C3还原形成的C5减少，短时间内C5的消耗不变，因此C5含量下降，此时光反应已停止，NADP＋不发生消耗，短时间内由于NADPH仍在参与C3的还原，转化生成NADP＋，因此，NADP＋的含量上升。(3)图中显示，t时刻后，在短时间内，植物释放CO2的速率达到7 μmol·m－2·s－1，随后逐渐减慢并达到相对稳定水平。植物在光照条件下利用CO2的速率为真正光合速率，等于净光合速率(5 μmol·m－2·s－1)与呼吸速率(7 μmol·m－2·s－1)之和，即12 μmol·m－2·s－1。‎ 答案：(1)从叶绿体基质向类囊体薄膜　ATP、[H]和氧气(缺一不可)　由(ATP、[H]中)活跃的化学能转化成有机物中稳定的化学能　(2)下降和上升　(3)7　12‎ ‎8．已知DCPIP(呈蓝色)是一种氧化剂，且DCPIP可被还原变成白色。某人欲探究水溶性物质X对光反应的影响，现有如下供选材料及试剂等，请帮助其完成实验过程。‎ 供选材料：叶绿体的类囊体薄膜(甲)、叶绿体基质(乙)、叶绿体悬浮液(丙)。‎ 供选试剂：0.1%的DCPIP溶液(试剂A)、细胞等渗溶液配制的X溶液(试剂B)、生理盐水(试剂C)、细胞等渗溶液(试剂D)。‎ ‎(1)分离叶绿体常用的方法是____________；在实验材料的选择上，有人建议他选择丙，试推断其理由：________________________________________________________________________________________。‎ ‎(2)根据实验目的，实验试剂应选择________________。‎ ‎(3)蓝色消失是因为光反应产生了________。实验中观察到有气泡产生，相关气体产生的具体部位是________________；在实验过程中不通入________(气体)，以防止暗反应消耗[H]影响实验观察。‎ 解析：(1)分离细胞中各种细胞器常用的方法是差速离心法；光合作用光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，因此不能选择乙，而丙与甲相比，丙的结构具有完整性，可保证光合作用的顺利进行。(2)根据题干信息可知，试剂A(DCPIP)可检测光反应的实验结果，试剂B属于自变量，而试剂D可排除无关变量的干扰，因此，应选择试剂A、B和D。(3)光反应的产物中有[H]，具还原性，它和氧化剂DCPIP反应会使DCPIP被还原后变为白色。实验中观察到的气泡是氧气，其产生部位是叶绿体的类囊体薄膜。因为光反应产生的[H]用于暗反应中C3的还原，为防止暗反应消耗[H]，实验过程中不通入CO2。‎ 答案：(1)差速离心法　光反应的场所为叶绿体类囊体薄膜，而且叶绿体只有保持结构的完整性，才能保证光合作用的顺利进行(答案合理即可)　(2)试剂A、试剂B和试剂D　(3)[H]　叶绿体的类囊体薄膜　CO2‎