专题三 细胞的能量供应和利用-备战2025年高考生物真题题源解密（新高考通用）

专题三 细胞的能量供应和利用 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 酶和ATP部分以选择题为主，考查酶的概念、本质、特性及影响酶活性的实验设计；该部分内容的命题以非选择题为主，属于年年必考的题目。试题情境多样，以下两种居多，一是大学教材中有氧呼吸和光合作用过程的文字或图解，二是科学家所做的一种或多种环境因素对两过程影响的实验数据表或坐标曲线图，考察呼吸作用和光合作用过程和对图表数据的分析推理。针对核心素养的考察，主要是建立对立统一结构决定功能的观点，建立细胞呼吸和光合作用在生产实践中应用的社会责任。主要考察逻辑推理与论证、科学探究、图表分析等能力。 考向一 酶的作用、本质和特性 2024·广东·T15 2024·河北·T2 2022·湖南·T3　2022·重庆·T7 考向二 酶的相关探究实验 2024·浙江·T17 2022·全国乙·T4　2022·广东·T13　2021·湖北·T21 考向三 ATP的结构和利用 2021·北京·T1　2021·海南·T14 2021·海南·T14　2021·湖南·T5 考向四 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2022·河北·T4　2022·重庆·T12　2021·全国甲·T2　2021·福建·T7 考向五 有氧呼吸和无氧呼吸 2024·广东·T5 2023·全国乙·T3　2023·山东·T4　2023·北京·T2　2022·北京·T3　2022·江苏·T8　　 考向六 细胞呼吸的影响因素及其应用 2024·山东·T16 2023·山东·T17　2022·重庆·T10　2021·湖北·T10　2021·湖南·T12　2021·河北·T14 考向七 捕获光能的色素 2024·广东·T3 2023·江苏·T12　2023·全国乙·T2　2023·辽宁·T21　2023·海南·T16 2023·广东·T18　2023·全国甲·T29 考向八 光合作用的原理 2024·广东·T2 2024·安徽·T16 2024·新课标·T29 2023·湖北·T8　2023·江苏·T19　2022·重庆·T23 2021·广东·T12　2021·湖南·T18　2021·河北·T19 考向九 光合作用强度影响因素 2024·广东·T20 2024·河北·T19 2024·全国甲·T29 2023·北京·T3　2023·湖北·T11　2023·重庆·T19　2023·山东·T21　2023·广东·T18　2022·山东·T21　2022·广东·T18　2022·辽宁·T22　2022·江苏·T20 试题精讲 考向一 酶的作用、本质和特性 1.（2024·广东·高考真题）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（　　） 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ — — Ay3-Bi-CB — — ++ +++ Ay3 — — +++ ++ Bi — — — — CB — — — — 注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 【答案】B 【解析】由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。 2．（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（    ） A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 【答案】D 【解析】一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。 考点解读 1.酶的本质和作用 （1）产生部位：活细胞内产生（除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶） （2）作用场所：细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 （3）酶的本质：大多数酶是蛋白质，少数是RNA 合成原料是氨基酸或核糖核苷酸 （4）合成场所是细胞核或核糖体(真核生物) （5）酶的功能：生物催化剂，酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变 （6）作用机理：降低化学反应的活化能 （酶不能提供能量） 2.鉴定酶的本质 A.设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。 B.方案: 甲酶：核酶，化学本质为RNA 乙酶：化学本质为蛋白质 酶本质的探究，采取减法原理 用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。 3.酶、激素、抗体和神经递质比较 化学本质 来源不同 作用机理不同 作用的去向不同 酶 绝大多数为蛋白质，少数为RNA 几乎所有活细胞均产生 唯一功能为降低化学反应的活化能，即催化功能 作为催化剂，在发挥作用前后数量及其化学性质不变，且可反复多次使用 激素 蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等 一般由内分泌细胞产生 改变靶细胞原有的生理活动，起调节作用 发挥作用后被灭活 抗体 全为蛋白质 只由浆细胞产生 与特定抗原特异性结合，一般形成沉淀等，被某些免疫细胞吞噬消化 发挥作用后被吞噬消化 神经递质 乙酰胆碱、多巴胺、NO、甘氨酸等 由神经细胞（突触前神经元）产生 与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜膜电位改变（兴奋或抑制） 被降解或被突触前神经元回收 考向二 酶的相关探究实验 1.（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。 下列叙述错误的是（    ） A．低温提取以避免PAL 失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 【答案】B 【解析】温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL 失活，A正确；因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误；④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同，C正确；pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 考点解读 1.酶的特性及相关探究实验 2.实验注意事项 （1）在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料：因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果，所以不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。 （2）在探究pH对酶活性的影响实验中，不能选用淀粉和淀粉酶作为实验材料：因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。 （3）在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，宜选用蛋白块(填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，同时探究酶活性的观测指标是相同时间内蛋白块体积的变化。 （4）在探究温度对酶活性的影响实验中，先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。 （5）在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的 最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。 （6）若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂的原因：因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 考向三 有氧呼吸和无氧呼吸 1.（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（    ） A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 【答案】B 【解析】大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。 2．（2024·安徽·高考真题）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中 ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（    ） A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 【答案】D 【解析】细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误； 运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中 ATP减少，ADP和AMP会增多，从而 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中 ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。 3．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　） A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP 【答案】D 【解析】有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。 考点解读 1.有氧呼吸过程的总结 （1）[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。 （2）有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在第三阶段，CO2的产生发生在第二阶段。因此，CO2中的氧来自葡萄糖和水，生成物水中的氧来自O2。 （3）有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是第三阶段。能产生[H]的步骤有第一、二阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放大量能量。 （4）在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为细胞质基质、线粒体基质到线粒体内膜；而NAD＋相反。 2.无氧呼吸与有氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 考向四 细胞呼吸的影响因素及其应用 1．（2024·山东·高考真题）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A．p点为种皮被突破的时间点 B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 【答案】ABD 【解析】由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。 考点解读 呼吸作用影响因素及应用 （1）温度：影响酶活性。应用于保鲜和提高产量(夜间适当降低温度)。 （2）O2浓度：O2促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。常见应用有：选用透气的消毒纱布包扎伤口、中耕松土、慢跑、稻田定期排水。 影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 ①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。 ②0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 ③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。 ④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。 （3）含水量：自由水的相对含量会影响细胞代谢速率。常应用于种子的保存和播种。 （4）CO2浓度：过多会抑制细胞呼吸的进行。应用在蔬菜和水果保鲜中，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 考向五 捕获光能的色素 1.（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道 【答案】C 【解析】本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；由于滤纸条不会相互影响，层析液从成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 考点解读 1.实验原理 ①提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂（无水乙醇），而不溶于水 ②分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 2.结果分析 ①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。 ②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。 ③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。 ④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。 3.实验出现异常现象的原因分析 收集到的滤液绿色过浅-----①未加二氧化硅，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 滤纸条色素带重叠------- ①滤液细线不直；②滤液细线过粗 滤纸条无色素带---①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 考向六 光合作用的原理 1.（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　　） A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA 【答案】D 【解析】由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP+和H+转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，ABC错误。 2．（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：① ；② 。 【答案】(1) ATP 和 NADPH 核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等 (2) 减法原理 加法原理 (3) 增大 与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用 与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率 【解析】（1）在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸（C5）和淀粉等。 （2）与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC 敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE 为 OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。 （3）题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT 组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT 组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 3．（2024·全国·高考真题）某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是 ，原因是 。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）b组。 (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是 组，判断依据是 。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 （填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】(1) 红光和蓝紫光 光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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)大于 (3) b 再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率 (4)升高 【解析】（1）光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜两大类，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，属于可见光。 （2）植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度少于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。 （3）再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。 （4）光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化，c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。 4．（2024·全国·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 【答案】(1) 不相等 温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 (4)光合速率和呼吸速率差值 【解析】（1）该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 （2）在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。 （3）温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。 （4）为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 考点解读 光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程模型 实质 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 时间 短促，以微秒计 较缓慢 条件 色素、光、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质转化 ①水的光解： 2H2O4H＋＋O2； ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP； ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋NADPH ①CO2的固定： CO2＋C52C3； ②C3的还原： 注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。 能量转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 关系 在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体薄膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H＋等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分 考向七 光合作用强度的影响因素 1.（2024·湖北·高考真题）植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 组别 光照处理 首次开花时间 茎粗（mm） 花的叶黄素含量（g/kg） 鲜花累计平均产量（） ① 光照8h/黑暗16h 7月4日 9.5 2.3 13000 ② 光照12h/黑暗12h 7月18日 10.6 4.4 21800 ③ 光照16h/黑暗8h 7月26日 11.5 2.4 22500 A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高 B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理 D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 【答案】C 【解析】由表中数据分析可知，三组中，第①组首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但在三组中产量最低，A错误；由题干信息可知，植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关，根据表格数据分析，第①组光照处理中的黑暗时长最长，花的叶黄素含量最低，而第③组光照处理中的黑暗时长最短，但花的叶黄素含量却不是最高的，说明植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长不是呈负相关，B错误；由表中信息可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，植物甲的花品质最好，第③组光照处理，鲜花累计平均产量最高，说明植物甲的花产量最高，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确；由表中数据分析可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，但鲜花累计平均产量却不是最高，说明植物甲花的产量不是最高，所以植物甲花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关，D错误。 2．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和 （填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据 （填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。 【答案】(1)CO2的固定 (2) 细胞质基质 线粒体基质 (3) 光呼吸 呼吸作用 7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程 不能 总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率， (4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 【解析】（1）在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 （2）有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 （3）由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。 （4）由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 3．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 【答案】(1) 蓝光 类囊体薄膜 C5 糖类 紫外光 (2) 无水乙醇 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用 【解析】（1）叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊 体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 （2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。 （3）据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 考点解读 影响光合作用强度的因素 (1)影响光合作用强度的内部因素：色素的含量、酶的含量和活性、叶龄等。 (2)影响光合作用强度的环境因素：光照强度、二氧化碳浓度、温度、水分等。只要影响到原料(CO2、水)、能量的供应(动力—光能)，都可能是影响光合作用强度的因素。 考向一 ATP的结构和利用 1．（2022·浙江·高考真题）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是（    ） A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键 C．在水解酶的作用下不断地合成和水解 D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 【答案】D 【分析】ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构 式可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，ATP分子中大量的能量就储存在特殊的化学键中。ATP可以水解，这实际上是指ATP分子中特殊的化学键水解。 【解析】A、1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误； B、ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键，B错误； C、ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误； D、吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP，D正确。 故选D。 2．（2021·海南·高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（    ） A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 【答案】B 【分析】ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P，A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团，“～”表示高能磷酸键。 【解析】A、根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误； B、根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确； C、根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误； D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 故选B。 3．（2021·北京·高考真题）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（　　） A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成 C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量 【答案】B 【分析】A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP中有1个腺苷，3个磷酸基团，2个高能磷酸键，结构简式为A-P～P～P。 【解析】A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确； B、在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误； C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确； D、ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。 故选B。 4．（2021·湖南·高考真题）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递 D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 【答案】B 【分析】分析图形，在信号的刺激下，蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，使蛋白质的空间结构发生改变；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落，形成去磷酸化的蛋白质，从而使蛋白质空间结构的恢复。 【解析】A、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确； B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误； C、根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确； D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。 故选B。 考向二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 【答案】C 【分析】探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量；氧气的有无是自变量；需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多。 【解析】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A错误； B、氧气的有无是自变量，B错误； C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确； D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。 故选C。 2．（2022·重庆·高考真题）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（    ） 酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③ 酵母菌培养液④ 酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦ 质量分数为10%的NaOH溶液⑧ 注：箭头表示气流方向 A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③ C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 【答案】B 【分析】酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型。 （1）在有氧条件下，反应式如下：能量； （2）在无氧条件下，反应式如下：能量。 【解析】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，先用NaOH去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的浓度，通气体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧→①→③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②→③，B正确，ACD错误。 故选B。 3．（2022·江苏·高考真题）下列有关实验方法的描述合理的是（    ） A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液 B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象 C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应 D．用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式 【答案】B 【分析】1、叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态； 2、探究酵母菌细胞呼吸方式中，产生的二氧化碳可以用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水检测，酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液检测（由橙红色变成灰绿色）。 【解析】A、提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素，A错误； B、黑藻叶片含有叶绿体，呈绿色，所以适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片可以先在显微镜下观察叶绿体的运动情况，观察细胞质的流动，同时黑藻叶片是成熟的植物细胞，可以发生质壁分离，以叶绿体为观察指标，B正确； C、检测样品中的蛋白质时，双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应，不需要加热，C错误； D、酵母菌呼吸产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，不能用来检测酒精含量，D错误。 故选B。 4．（2022·河北·高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　） A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体 B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色 【答案】B 【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。 2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【解析】A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误； B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确； C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误； D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。 故选B。 1.ATP的组成及结构 (1)组成 (2)ATP在生物体内的含量很少，但可以随时与ADP相互转化。 (3)合成ATP的途径有呼吸作用、光合作用及化能合成作用。 (4)ATP水解常伴随吸能反应，由ATP水解提供能量；ATP合成可在线粒体、叶绿体、细胞质基质中发生，常伴随放能反应，释放的能量储存在ATP中。 (5)ATP与DNA、RNA的联系 ①元素种类相同。 ②ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，但在不同物质中“A”的含义不同，如图所示： 2.细胞内产生与消耗ATP的生理过程 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； 消耗ATP：一些需能反应 叶绿体 产生ATP：光反应；消耗ATP：暗反应，自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 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 3.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量) O2 CO2 有机物 真正光合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率 净光合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸 速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 4.呼吸作用与光合作用的联系 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率；光合作用有机物的制造量＝光合作用有机物的积累量＋呼吸作用有机物的消耗量；光合作用固定的CO2量＝从外界吸收的CO2量＋呼吸作用释放的CO2量。常见呈现形式如图所示： a．A点：光照强度为0，只有呼吸作用，细胞表现为对外释放CO2。 b．AB段(不包括B点)：光合速率<呼吸速率，细胞表现为对外释放CO2。 c．B点：对应的光照强度称为光补偿点，光合速率＝呼吸速率，细胞表现为既不对外释放CO2，也不从外界吸收CO2。 d．B点以后：光合速率>呼吸速率，细胞表现为从外界吸收CO2。 e．C点：对应的光照强度称为光饱和点，光合速率达到相应条件下的最大值。 f．光饱和点以前光合速率的限制因素主要为横坐标表示的因素；光饱和点以后光合速率的限制因素为除横坐标以外的因素。 5.测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 方法1　测定装置中气体体积变化 (1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。 (2)测定原理 ①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。 ②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (3)测定方法 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。 (4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 方法2　“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 方法3　“黑白瓶法”测定溶氧量的变化 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。 方法4　叶圆片称重法——测定有机物的变化量 本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率＝(z－y)/2S； 呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 方法5　叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。 方法6　间隔光照法——比较有机物的合成量 光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的NADPH和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下，光照、黑暗交替进行条件下制造的有机物相对多。 6.密闭容器内一昼夜CO2浓度变化曲线 AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸 BC段：温度降低，细胞呼吸减弱 CD段：C点后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<细胞呼吸强度 D点：光合作用强度＝细胞呼吸强度 DH段：光合作用强度>细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象 H点：光合作用强度＝细胞呼吸强度，有机物积累最多 HI段：光照继续减弱，光合作用强度<细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止 I点 ：I点低于A点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物能生长。 7.光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题 (1)光(CO2)补偿点的移动 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 (2)光(CO2)饱和点的移动：相关条件的改变，使光合速率增大时，光(CO2)饱和点C点应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。 (3)阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点和饱和点都应向左移动。 1．（2024·山东聊城·三模）植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列说法错误的是（    ） 条件及产物 组别 果胶 多聚半乳糖醛酸酶 Ca2+ Mn2+ 55℃ 半乳糖醛酸 ① + + - - + ② + + + - ③ + + - + - +++ ④ + + - - + ++ 注：“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①～③组在常温下实验 A．分析①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子的影响 B．分析①④组可知，其自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量 C．55℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度 D．该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 【答案】D 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。2、酶的特性。①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】A、由①②③条件为离子不同，因变量为半乳糖醛酸的量，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，A正确； B、由①④组条件只有温度不同，自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性，检测指标为半乳糖醛酸的量，B正确； C、55℃温度下，半乳糖醛酸的含量低于组③，说明55℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度，C正确； D、多聚半乳糖醛酸酶只能催化果胶的分解，具有专一性，D错误。 故选D。 2．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（    ）   A．水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数 B．先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始 C．各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜 D．该实验装置也可用来验证酶具有高效性 【答案】B 【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度 (pH)前，随着温度(pH)的升高，酶活性增强；到达最适温度(pH) 时，酶活性最强，超过最适温度(pH)后，随着温度(pH) 的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。 【详解】A、水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确； B、先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误； C、本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确； D、可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类不同，即在缓冲液中加入氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。 故选B。 3．（2024·山东青岛·三模）小麦的穗发芽会影响其产量和品质，某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加等量的蒸馏水研磨，制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下表（“＋”数目越多表示蓝色越深）。下列说法正确的是（    ） 步骤 红粒管 白粒管 对照管 加样 0.5mL提取液 0.5mL提取液 A 加缓冲液（mL） 1 1 1 加淀粉溶液（mL） 1 1 B 37℃保温适当时间后终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色 观察显色结果 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋＋ A．表中A和B分别是0.5mL淀粉酶和1mL淀粉溶液 B．研究表明白粒小麦中的淀粉酶活性比红粒小麦低 C．根据实验推测，一定范围内淀粉酶活性越低，小麦穗的发芽率越低 D．若减小淀粉溶液浓度，为保持显色结果不变，则保温时间应延长 【答案】C 【分析】本实验目的是：探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，本实验的自变量为红、白粒小麦种子中的淀粉酶，因变量是淀粉酶活性，观测指标是：淀粉剩余量（用碘液鉴定），实验结果显示：红粒小麦的淀粉酶活性较低，由“引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”，可以推测淀粉酶活性越低，穗发芽率越低，据此答题。 【详解】A、本实验目的是：探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，实验自变量为红、白粒小麦种子中的淀粉酶，作为对照组，表中A和B分别是0.5mL蒸馏水和1mL淀粉溶液，A错误； B、红粒管显色结果比白粒管深，这说明白粒小麦中的淀粉酶活性比红粒小麦高，B错误； C、红粒小麦的淀粉酶活性较低，由“引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”，可以推测一定范围内淀粉酶活性越低，小麦穗的发芽率越低，C正确； D、若减小淀粉溶液浓度，为保持显色结果不变（剩余淀粉量不变），则保温时间应缩短，使分解量减少，D错误。 故选C。 4．（2024·黑龙江·三模）在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．a点时酶促反应速率最大，所有酶都与淀粉结合 B．d点时酶促反应速率为零，所有淀粉均被酶分解 C．若增加淀粉酶的量并重复实验，a点将上移 D．bc段，随着反应的进行淀粉酶活性逐渐下降 【答案】D 【分析】1、酶的特性是高效性、专一性和作用条件较温和。 2、酶具有高效性的原因是：与无机催化剂相比，酶降低反应活化能的作用更显著。 3、过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构被破坏而永久失活。 4、在一定的低温下，酶的活性低，但空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。 【详解】A、反应刚开始，由于酶量较少，所有酶都与淀粉结合，此时反应速率最大，A正确； B、d点时酶促反应速率为零，原因是所有淀粉均被酶分解，B正确； C、若增加淀粉酶的量并重复实验，结合的淀粉增多，起始反应速率还会增大，a点将上移，C正确； D、化学反应前后，酶的化学性质和用量不变，淀粉酶的活性不会下降，D错误。 故选D。 5．（2024·湖北·一模）盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用，AT1蛋白可通过调节细胞膜上PIP2s蛋白的磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．PIP2s蛋白磷酸化后，其空间结构会发生改变 B．抑制AT1基因表达，可提高植物的耐盐碱能力 C．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，可减轻H2O2对细胞的毒害 D．植物细胞大量失水后胞内渗透压升高，吸水能力增强 【答案】C 【分析】根据图示可知，PIP2s蛋白磷酸化后外排H2O2的能力增强，以帮助细胞抵抗盐碱胁迫。AT1通过抑制PIP2s蛋白磷酸化而抑制细胞外排H2O2，从而引起细胞死亡。AT1蛋白缺陷，可以提高PIP2s蛋白磷酸化，促进细胞外排H2O2，从而提高植物的抗氧化胁迫能力，提高成活率。 【详解】A、PIP2s蛋白是载体蛋白，磷酸化后空间结构会改变，A正确； B、根据图示可知，AT1蛋白缺陷，可以提高PIP2s蛋白磷酸化，促进细胞外排H2O2，从而提高植物的抗氧化胁迫能力，提高植物成活率。因此，抑制AT1基因表达，可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力，B正确； C、据题图示可知，AT1通过抑制PIP2s蛋白磷酸化而抑制细胞外排H2O2，导致抗氧化胁迫能力弱，从而引起细胞死亡，C错误； D、植物细胞大量失水后，渗透压升高，吸水能力增强，D正确。 故选C。 6．（2024·辽宁·二模）亲核蛋白是指在细胞质内合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白经核孔进入细胞核的过程如图所示，其中核输入受体α亚基、β亚基、Ran均为相关蛋白质（GTP、GDP分别类似于 ATP、ADP）。下列相关叙述正确的是（    ） A．呼吸酶和ATP 合酶等亲核蛋白可通过该方式进入细胞核 B．受体α亚基与β亚基先结合为二聚体再与亲核蛋白结合 C．胞质纤维与核输入受体α亚基结合介导亲核蛋白的入核 D．β亚基与Ran的结合与分离过程中可能发生了磷酸化 【答案】B 【分析】亲核蛋白是在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。核孔是该类物质进入细胞核的通道，这种运输过程需要消耗能量。亲核蛋白可能参与遗传信息的复制和转录过程。 【详解】A、呼吸酶和ATP 合酶在细胞质和细胞器内发挥作用，不属于亲核蛋白，A错误； B、分析题图可知，受体α亚基与β亚基先结合为二聚体再与亲核蛋白结合，B正确； C、分析题图可知，胞质纤维与受体α亚基与β亚基和亲核蛋白结合介导亲核蛋白的入核，C错误； D、分析题图可知，Ran与核输入受体β亚基的结合过程需要GTP提供能量，β亚基与Ran的结合可能发生了磷酸化，β亚基与Ran的分离过程中可能发生了去磷酸化，D错误。 故选B。 7．（2024·黑龙江·三模）下列关于ATP和酶的叙述，正确的是（    ） A．一个ATP脱去两个磷酸后会产生一个腺苷 B．ATP水解与合成时的放能和吸能是可逆的 C．即使条件适宜，酶在体外也不可能发挥催化作用 D．ATP水解产生的磷酸可使载体蛋白发生磷酸化 【答案】D 【分析】酶的本质是有机物，大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA，高温、强酸、强碱会使蛋白质的空间结构发生改变而使酶失去活性。 ATP中文名叫腺苷三磷酸，结构式简写A-P～P～P，其中A表示腺苷，T表示三个，P表示磷酸基团，几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解，由ADP合成ATP 所需能量，动物来自呼吸作用，植物来自光合作用和呼吸作用，ATP可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。 【详解】A、一个ATP脱去三个磷酸才能产生一个腺苷，A错误； B、ATP水解与合成时的放能和吸能是不可逆的，B错误； C、酶作用的条件比较温和，只要条件适宜，在体外也能发挥催化作用，C错误； D、主动运输过程中，ATP水解产生的磷酸可使载体蛋白发生磷酸化，使载体蛋白的空间结构发生改变，D正确。 故选D。 8．（2024·湖北·三模）耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。坚持耐力性运动训练，肌纤维中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是（    ） A．肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体 B．若肌细胞进行有氧呼吸作用产生30mol的CO2，则需消耗5mol葡萄糖 C．推测每周坚持耐力性运动会使无氧呼吸增强，线粒体数量减少 D．线粒体中丙酮酸分解生成CO2和H2O的过程需要O2的参与 【答案】B 【分析】有氧呼吸的过程： 第一阶段：在细胞质基质中进行，反应式：C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量； 第二阶段：在线粒体基质中进行，反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量 ； 第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量。 【详解】A、肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，A错误； B、有氧呼吸的方程式为：C6H12O6+6O2+6H206CO2+12H2O+能量，故肌细胞进行有氧呼吸作用产生30mol的CO2，则需消耗5mol葡萄糖，B正确； C、依据题干信息，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，线粒体是有氧呼吸的主要场所，故推测每周坚持耐力性运动会使线粒体数量先增多后保持相对稳定，C错误； D、丙酮酸分解生成CO2发生在有氧呼吸第二阶段，不需要O2的参与；有氧呼吸第三阶段生成H2O的过程，需要O2的参与，D错误。 故选B。 9．（2024·山东青岛·三模）细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程，下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是（    ） A．糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中，可以提供少量能量 B．在真核细胞中，丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2 C．三羧酸循环存在有氧呼吸过程中，该过程不需要水的参与 D．电子传递链主要分布于线粒体内膜，消耗O2并产生大量ATP 【答案】D 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、糖酵解为呼吸作用的第一阶段，可以生成少量ATP，既可以发生在无氧呼吸过程中，也可以发生在有氧呼吸过程中，A错误； B、在很多植物细胞中，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，即丙酮酸也可以在细胞质基质当中被分解成酒精和CO2，B错误； C、三羧酸循环是有氧呼吸的第二阶段，该过程需要水的参与，C错误； D、电子传递链在有氧呼吸的第三阶段，场所在线粒体内膜，需要消耗O2并产生大量ATP，D正确。 故选D。 10．（2024·广东珠海·三模）花盆的土壤板结后，可以通过松土来促进植物根系生长，下列说法错误的是（    ） A．松土加快了植物根系细胞分解有机物 B．松土加快了植物根系细胞吸收无机物 C．松土加快了植物根系细胞吸收CO2，使其暗反应增强 D．松土加快了植物根系细胞中还原型辅酶I与氧气的结合 【答案】C 【分析】土壤松土，促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量。 【详解】A、松土可增加根系周围溶氧量，促进根系细胞有氧呼吸，即加快了植物根系细胞分解有机物，A正确； B、松土可促进根系细胞有氧呼吸，为根系主动运输吸收无机物提供更多的能量，因此松土加快了植物根系细胞吸收无机物，B正确； C、根系细胞不能吸收CO2进行光合作用暗反应，C错误； D、松土可促进根系细胞有氧呼吸，即有氧呼吸第三阶段还原型辅酶I 与氧气结合会加快，D正确。 故选C。 11．（2024·黑龙江·三模）如图为萤火虫发光的原理，研究人员根据该原理设计出了ATP快速荧光检测仪，用来快速检测食品表面的微生物。下列相关叙述正确的是（    ） A．该检测仪主要检测厌氧微生物数量 B．萤火虫产生的CO2均来自有氧呼吸 C．萤火虫细胞中储存有大量的ATP为荧光素发光提供能量 D．食品表面的微生物数量与检测仪显示的荧光强度成正比 【答案】D 【分析】ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸，后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。 【详解】AD、依题意可知，该检测仪主要检测生活在食品表面的好氧菌的数量，厌氧菌在有氧条件下不能生存，好氧微生物代谢可以产生ATP，能为荧光素转化为荧光素酰腺苷酸供能，食品表面微生物越多，产生的ATP越多，发出的荧光越强，A错误，D正确； B、据图可知，萤火虫发光过程中也能产生CO2，B错误； C、ATP在细胞中的含量很少，C错误。 故选D。 12．（2024·贵州黔南·二模）春笋被誉为春天里的“菜王”，不论是用于炒肉还是炒蛋都相当美味。黔南的崇山峻岭之中，分布着各种春笋，新采摘的春笋在几天内就会产生酒味并腐烂。为探究延长春笋储存时间的方法，研究员使用消毒液浸泡春笋后，分别在正常空气和高氧环境中进行储存，发现高氧环境中春笋产生的酒精少，腐烂程度更低。下列叙述错误的是（　　） A．正常空气中，春笋细胞内线粒体不能将葡萄糖氧化分解成CO2和水 B．可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况 C．高氧环境中储存的春笋细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质 D．使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表明微生物对实验结果的影响 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成ATP的过程。 2、无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 【详解】A、线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]，丙酮酸和[H]在线粒体中继续氧化分解成CO2和水，A正确； B、在酸性条件下，酒精可使橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色，故可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况，B正确； C、高氧环境中春笋产生的酒精少，即高氧环境中存在有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质和细胞质基质，C错误； D、因为微生物也要进行呼吸作用，会对实验有干扰，因此要排除这一无关影响，使用消毒液浸泡竹笋减少了竹笋表面微生物对实验结果的影响，D正确。 故选C。 13．（2024·辽宁·一模）如图为某兴趣小组对探究酵母菌细胞呼吸的实验装置进行的改进，锥形瓶中装有正常生长的酵母菌及足量培养液。下列有关叙述错误的是（    ） A．该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响 B．甲、乙的作用分别为除去空气中二氧化碳和检测二氧化碳 C．关闭阀门进行实验并检测是否产生酒精，可在乙中加酸性重铬酸钾溶液 D．与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长 【答案】C 【分析】分析题图：图示为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置，打开阀门进行实验，则探究酵母菌的有氧呼吸；若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸。试管装有的溴麝香草酚蓝溶液用于鉴定呼吸作用产生的二氧化碳，无氧呼吸产生的酒精用酸性的重铬酸钾溶液进行鉴定。 【详解】A、恒温水浴锅能够改变温度，因此该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响，A正确； B、甲中装有质量分数为10%的NaOH溶液，其作用是除去空气中的二氧化碳，乙中装有澄清石灰水，其作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳，B正确； C、若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，无氧呼吸的产物酒精在锥形瓶中产生，因此可从锥形瓶吸取少量发酵液加入试管中，再加入酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生，C错误； D、打开阀门进行实验，则探究酵母菌的有氧呼吸；若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，消耗相同质量的葡萄糖，有氧呼吸释放二氧化碳的速率更快，因此与打开阀门相比，关闭阀门时乙（乙中装有澄清石灰水，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊）中发生相同的颜色变化所需时间更长，D正确。 故选C。 14．（2024·重庆·三模）关于“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列叙述合理的是（    ） A．Mg是叶绿体中色素分子必不可少的组成元素 B．用纸层析法分离色素时，扩散最快的是胡萝卜素且含量最低 C．叶绿素b位于滤纸条最下方，因为其在提取液中的溶解度最低 D．若用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 【答案】B 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】A、镁是叶绿素分子的组成元素，胡萝卜素和叶黄素不含有镁，A错误； B、用纸层析法分离色素时，扩散最快（扩散距离越远）的是胡萝卜素且含量最低（条带最窄），B正确； C、叶绿素b位于滤纸的最下方，是因为它在层析液中的溶解度最低，C错误； D、花青素是水溶性色素，用层析液层析时不易在滤纸条上扩散，D错误。 故选B。 15．（2024·广东深圳·二模）某兴趣小组合作完成“绿叶中色素的提取和分离”实验，主要步骤包括：色素的提取→滤纸条制备→画滤液细线→色素的分离。下列叙述正确的是（　　） A．色素的提取：用无水乙醇和层析液进行色素提取 B．滤纸条制备：滤纸条一端剪去两角并在另一端底部画细线 C．画滤液细线：防止滤液细线过粗一般只画一次 D．色素的分离：离滤液细线最远的是橙黄色的条带 【答案】D 【分析】光合色素的提取和分离实验中，提取主要使用的是无水乙醇，由于色素容易溶解在无水乙醇中，常常使用无水乙醇来提取，而分离主要使用层析液，是由于不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液扩散的快。 【详解】A、光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，常用无水乙醇提取光合色素，A错误； B、制备滤纸条时，将干燥的定性滤纸一端剪去两角，并在距此端1cm处用铅笔画一条细横线，B错误； C、为保证更多的光合色素沉积在滤液细线处，画滤液细线时，应用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一条直的滤液细线，待滤液干后，再重复画一两次，C错误； D、色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，距离滤液细线最远的为溶解度最大的色素，是橙黄色的胡萝卜素，D正确。 故选D。 16．（2023·山东潍坊·三模）将酵母菌破碎后，离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，取以上材料进行实验，结果如表。下列说法错误的是（    ） 试管 有氧条件下 呼吸产物 I 上清液+葡萄糖溶液 少量CO2、酒精 Ⅱ 上清液+沉淀物+丙酮酸溶液 ? Ⅲ 上清液+沉淀物+葡萄糖溶液 CO2、H2O A．上清液中不含与有氧呼吸有关的酶 B．O2的存在会导致与无氧呼吸有关的酶失活 C．“?”处的产物应该是CO2和H2O D．有氧呼吸和无氧呼吸不能在酵母菌细胞内同时进行 【答案】ABD 【分析】酵母菌属于兼性厌氧菌，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。 【详解】A、有氧呼吸、无氧呼吸第一阶段场所都是在细胞质基质中进行，A错误； B、有氧呼吸和无氧呼吸的酶不同，O2的存在会抑制与无氧呼吸有关酶的活性，不会导致无氧呼吸有关酶活性丧失，B错误； C、沉淀物中含有与有氧呼吸第二、三阶段有关的酶，丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段，产物是CO2和H2O，C正确； D、酵母菌能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。在特定条件下，酵母菌可以在同一细胞中同时进行无氧呼吸和有氧呼吸。当环境中无氧气时，酵母菌主要进行无氧呼吸，产生酒精和少量的二氧化碳。随着氧气浓度的增加，无氧呼吸开始受到抑制，强度逐渐减小，而有氧呼吸开始进行，强度逐渐增强。当氧气浓度达到某一特定值时，无氧呼吸完全被抑制，酵母菌只进行有氧呼吸，D错误。 故选ABD。 17．（2024·吉林·二模）腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。分析并回答下列问题。 (1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是 。ATP的水解一般与 （吸能反应/放能反应）相联系。 (2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量的 ，在适宜条件下进行反应；②记录 并计算ATP含量；③测算出细菌数量。 (3)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图1。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图2所示。      ①据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型）的抑制作用逐渐减小。据图2分析，两种抑制剂降低酶促反应速率的原因分别是 。 ②结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。 【答案】(1) 化学能→光能 吸能反应 (2) 荧光素和荧光素酶 发光强度 (3) 抑制剂I 竞争性抑制剂与底物竞争结合位点，非竞争性抑制剂改变酶结构，使酶的活性降低，从而降低反应速率 竞争 【分析】ATP又叫腺苷三磷酸，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P；A表示腺苷、T表示三个、P表示磷酸基团；“～”表示特殊化学键；ATP是生命活动能量的直接来源，ATP来源于光合作用和呼吸作用；放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。 【详解】（1）根据荧光素接受细菌细胞 ATP 中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光可知，“荧光素-荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能，最终发出荧光；放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。 （2）“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是： ①将泡菜研磨后进行离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。 （3）依据图1可知，抑制剂I所示曲线，随着底物浓度的升高，抑制剂的抑制作用逐渐减小，结合图2可知，该抑制剂发挥作用时，只是与底物竞争酶的活性中心，并没有改变酶的结构，属于竞争性抑制剂；而抑制剂Ⅱ所示曲线表示酶促反应速率降低，可知该抑制剂属于非竞争性抑制剂，改变了酶的结构，使酶的活性降低，酶促反应速率减慢。 ②结合图1和图2，可知，抑制剂Ⅰ 不改变酶的结构，属于竞争性抑制剂。 18．（2024·辽宁·二模）细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐步氧化分解并释放能量合成ATP的一系列过程。根据是否有 O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。回答下列问题： (1)如图为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。若只考虑脂肪时，由图推知，人体运动强度为 时，骨骼肌的耗氧量最多；与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是 ；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导，推测原因是 。请你结合该图给减肥人士一些运动建议： （答一点）。 (2)某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图所示组装装置1和装置2，并进行实验。若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。   ①若O2浓度为0，则装置1和装置2的液滴移动情况分别为 ，此时细胞呼吸的场所为 。 ②若逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时 ；若 ，此时酵母菌只进行有氧呼吸。 【答案】(1) 中 脂肪中O元素含量少，H元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多 高强度运动时肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能分解供能，因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量 进行较长时间的中低强度的运动 (2) 不移动、右移 细胞质基质 有氧呼吸强度＜酒精发酵强度 装置1液滴左移距离继续增大，装置2液滴右移距离为0 【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。 【详解】（1）据图可知，若只考虑脂肪时，人体运动强度为中度时，骨骼肌消耗的脂肪占比最多，故骨骼肌的耗氧量最多；与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是脂肪中O元素含量少，H元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多；在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导的原因主要在于高强度运动情况下，肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能被分解供能，因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量，而肝糖原在能量供应不足时，能够及时转化为葡萄糖，氧化分解；据图可知，在中低强度下，脂肪酸和脂肪的占比较多，故减肥人士可进行较长时间的中低强度运动。 （2）①当O2浓度为0时，装置1和装置2均进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，区别在于装置1中烧杯内是NaOH，可以吸收CO2，所以装置1红色液滴不移动；装置2中是蒸馏水，不能吸收CO2，会引起装置内压强的变化，红色液滴向右移动。 ②有氧呼吸过程中每分解1分子葡萄糖，消耗1分子的氧气，产生6分子的CO2，无氧呼吸过程中每消耗1分子葡萄糖，产生2分子CO2，装置1中红色液滴移动的距离反映了有氧呼吸O2的消耗量，而装置2中红色液滴移动的距离反映了CO2产生量与O2消耗量的差值，即无氧呼吸CO2的释放量，所以逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，则说明了有氧呼吸强度<酒精发酵强度；当酵母菌只进行有氧呼吸时，则装置1红色液滴左移的距离逐渐增大，装置2则不移动，或者说右移距离为0。 19．（2024·山东济宁·三模）持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。 (1)持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于 （填“红光”、“蓝紫光”或“白光”）下测定吸光度，使用该种光源的原因是 。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是 （答出2点）。 (2)强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSII中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→ →蛋白降解。 (3)强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是 。 【答案】(1) 红光 叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰 对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物 (2)D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化 (3)切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等 【分析】叶片中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，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。 【详解】（1）叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰；据图可知，第二道防线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物 （2）科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。说明D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→蛋白降解 （3）强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等，所以D1蛋白含量没有明显变化。 20．（2024·云南大理·三模）研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还包含另一条借助交替氧化酶（AOX）的途径。请回答下列问题： (1)交替氧化酶（AOX）分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与NADH生成 ，并使细胞呼吸释放的能量更多地以热能的形式散失，生成ATP所占的比例 （填“升高”或“降低”）。在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会 （填“增强”或“减弱”），有利于提高花序温度，吸引昆虫传粉。 (2)进一步研究表明，AOX途径可能与光合作用有关，科研人员对此进行深入研究。 ①在光合作用过程中，光能被分布于叶绿体 上的光合色素吸收，并转变为ATP中的化学能，经过暗反应，能量最终被储存在 中。 ②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组，用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧、然后将4组叶片离体、叶柄插入盛满水的试管中，左侧置于正常光照下，右侧置于正常光照或高光下（图1）40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率（图2）。 根据 组的实验数据可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射、叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。实验说明，AOX途径可以 。 【答案】(1) 水（或水和氧化型辅酶I） 降低 增强 (2) 类囊体薄膜 （糖类等）有机物 BD 提高光合色素的光能捕获效率，有利于光合作用的进行，在周围受到高光照射的叶片组织中的作用更显著 【分析】1、捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中叶绿素a、叶绿素b统称叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光；叶黄素、胡萝卜素统称为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。 2、细胞呼吸过程中产生的能量大部分以热能形式散失，其它部分储存在ATP中。 【详解】（1）交替氧化酶（AOX）分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与NADH生成水，并使细胞呼吸释放的能量更多地以热能的形式散失，导致生成ATP所占的比例减小。同时有利于提高花序温度，吸引昆虫传粉，故在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会增加。 （2）①光合作用过程中，光能被分布于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素吸收，并转变为ATP中活跃的化学能，经过暗反应，可将ATP中活跃的化学能转移到糖类等有机物中形成稳定的化学能。 ②B、D组的变量为叶片右侧是否有高光照射，由图2实验结果可知，D组在叶片右侧高光条件下，叶片左侧的光合色素捕获光能的效率降低，由此可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射，叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。A、B组的单一变量是叶片左侧是否抑制AOX途径，B组未使用AOX途径抑制剂，实验结果显示B组叶片左侧光合色素捕获光能的效率高于A组，同理C、D组的单一变量是叶片左侧是否抑制AOX途径，D组未使用AOX途径抑制剂，实验结果显示D组叶片左侧光合色素捕获光能的效率高于C组的，且二者的差值大于A、B组的差值，故可说明，AOX途径可以提高光合色素光能捕获效率，利于光合作用进行，在周围受到高光照射的叶片组织中作用更明显。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题三 细胞的能量供应和利用 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 酶和ATP部分以选择题为主，考查酶的概念、本质、特性及影响酶活性的实验设计；该部分内容的命题以非选择题为主，属于年年必考的题目。试题情境多样，以下两种居多，一是大学教材中有氧呼吸和光合作用过程的文字或图解，二是科学家所做的一种或多种环境因素对两过程影响的实验数据表或坐标曲线图，考察呼吸作用和光合作用过程和对图表数据的分析推理。针对核心素养的考察，主要是建立对立统一结构决定功能的观点，建立细胞呼吸和光合作用在生产实践中应用的社会责任。主要考察逻辑推理与论证、科学探究、图表分析等能力。 考向一 酶的作用、本质和特性 2024·广东·T15 2024·河北·T2 2022·湖南·T3　2022·重庆·T7 考向二 酶的相关探究实验 2024·浙江·T17 2022·全国乙·T4　2022·广东·T13　2021·湖北·T21 考向三 ATP的结构和利用 2021·北京·T1　2021·海南·T14 2021·海南·T14　2021·湖南·T5 考向四 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2022·河北·T4　2022·重庆·T12　2021·全国甲·T2　2021·福建·T7 考向五 有氧呼吸和无氧呼吸 2024·广东·T5 2023·全国乙·T3　2023·山东·T4　2023·北京·T2　2022·北京·T3　2022·江苏·T8　　 考向六 细胞呼吸的影响因素及其应用 2024·山东·T16 2023·山东·T17　2022·重庆·T10　2021·湖北·T10　2021·湖南·T12　2021·河北·T14 考向七 捕获光能的色素 2024·广东·T3 2023·江苏·T12　2023·全国乙·T2　2023·辽宁·T21　2023·海南·T16 2023·广东·T18　2023·全国甲·T29 考向八 光合作用的原理 2024·广东·T2 2024·安徽·T16 2024·新课标·T29 2023·湖北·T8　2023·江苏·T19　2022·重庆·T23 2021·广东·T12　2021·湖南·T18　2021·河北·T19 考向九 光合作用强度影响因素 2024·广东·T20 2024·河北·T19 2024·全国甲·T29 2023·北京·T3　2023·湖北·T11　2023·重庆·T19　2023·山东·T21　2023·广东·T18　2022·山东·T21　2022·广东·T18　2022·辽宁·T22　2022·江苏·T20 试题精讲 考向一 酶的作用、本质和特性 1.（2024·广东·高考真题）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（　　） 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ — — Ay3-Bi-CB — — ++ +++ Ay3 — — +++ ++ Bi — — — — CB — — — — 注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 2．（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（    ） A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 考点解读 1.酶的本质和作用 （1）产生部位：活细胞内产生（除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶） （2）作用场所：细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 （3）酶的本质：大多数酶是蛋白质，少数是RNA 合成原料是氨基酸或核糖核苷酸 （4）合成场所是细胞核或核糖体(真核生物) （5）酶的功能：生物催化剂，酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变 （6）作用机理：降低化学反应的活化能 （酶不能提供能量） 2.鉴定酶的本质 A.设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。 B.方案: 甲酶：核酶，化学本质为RNA 乙酶：化学本质为蛋白质 酶本质的探究，采取减法原理 用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。 3.酶、激素、抗体和神经递质比较 化学本质 来源不同 作用机理不同 作用的去向不同 酶 绝大多数为蛋白质，少数为RNA 几乎所有活细胞均产生 唯一功能为降低化学反应的活化能，即催化功能 作为催化剂，在发挥作用前后数量及其化学性质不变，且可反复多次使用 激素 蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等 一般由内分泌细胞产生 改变靶细胞原有的生理活动，起调节作用 发挥作用后被灭活 抗体 全为蛋白质 只由浆细胞产生 与特定抗原特异性结合，一般形成沉淀等，被某些免疫细胞吞噬消化 发挥作用后被吞噬消化 神经递质 乙酰胆碱、多巴胺、NO、甘氨酸等 由神经细胞（突触前神经元）产生 与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜膜电位改变（兴奋或抑制） 被降解或被突触前神经元回收 考向二 酶的相关探究实验 1.（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。 下列叙述错误的是（    ） A．低温提取以避免PAL 失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 考点解读 1.酶的特性及相关探究实验 2.实验注意事项 （1）在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料：因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果，所以不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。 （2）在探究pH对酶活性的影响实验中，不能选用淀粉和淀粉酶作为实验材料：因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。 （3）在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，宜选用蛋白块(填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，同时探究酶活性的观测指标是相同时间内蛋白块体积的变化。 （4）在探究温度对酶活性的影响实验中，先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。 （5）在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的 最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。 （6）若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂的原因：因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 考向三 有氧呼吸和无氧呼吸 1.（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（    ） A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 2．（2024·安徽·高考真题）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中 ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（    ） A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 3．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　） A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP 考点解读 1.有氧呼吸过程的总结 （1）[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。 （2）有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在第三阶段，CO2的产生发生在第二阶段。因此，CO2中的氧来自葡萄糖和水，生成物水中的氧来自O2。 （3）有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是第三阶段。能产生[H]的步骤有第一、二阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放大量能量。 （4）在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为细胞质基质、线粒体基质到线粒体内膜；而NAD＋相反。 2.无氧呼吸与有氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 考向四 细胞呼吸的影响因素及其应用 1．（2024·山东·高考真题）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A．p点为种皮被突破的时间点 B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 考点解读 呼吸作用影响因素及应用 （1）温度：影响酶活性。应用于保鲜和提高产量(夜间适当降低温度)。 （2）O2浓度：O2促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。常见应用有：选用透气的消毒纱布包扎伤口、中耕松土、慢跑、稻田定期排水。 影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 ①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。 ②0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 ③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。 ④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。 （3）含水量：自由水的相对含量会影响细胞代谢速率。常应用于种子的保存和播种。 （4）CO2浓度：过多会抑制细胞呼吸的进行。应用在蔬菜和水果保鲜中，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 考向五 捕获光能的色素 1.（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道 考点解读 1.实验原理 ①提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂（无水乙醇），而不溶于水 ②分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 2.结果分析 ①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。 ②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。 ③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。 ④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。 3.实验出现异常现象的原因分析 收集到的滤液绿色过浅-----①未加二氧化硅，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 滤纸条色素带重叠------- ①滤液细线不直；②滤液细线过粗 滤纸条无色素带---①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 考向六 光合作用的原理 1.（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　　） A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA 2．（2024·安徽·高考真题）为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率（umol.m2.s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为 。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 （填科学方法）。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：① ；② 。 3．（2024·全国·高考真题）某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是 ，原因是 。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）b组。 (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是 组，判断依据是 。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 （填“升高”“降低”或“不变”）。 4．（2024·全国·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 考点解读 光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程模型 实质 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 时间 短促，以微秒计 较缓慢 条件 色素、光、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质转化 ①水的光解： 2H2O4H＋＋O2； ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP； ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋NADPH ①CO2的固定： CO2＋C52C3； ②C3的还原： 注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。 能量转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 关系 在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体薄膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H＋等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分 考向七 光合作用强度的影响因素 1.（2024·湖北·高考真题）植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 组别 光照处理 首次开花时间 茎粗（mm） 花的叶黄素含量（g/kg） 鲜花累计平均产量（） ① 光照8h/黑暗16h 7月4日 9.5 2.3 13000 ② 光照12h/黑暗12h 7月18日 10.6 4.4 21800 ③ 光照16h/黑暗8h 7月26日 11.5 2.4 22500 A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高 B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理 D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 2．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自 和 （填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据 （填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。 3．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 考点解读 影响光合作用强度的因素 (1)影响光合作用强度的内部因素：色素的含量、酶的含量和活性、叶龄等。 (2)影响光合作用强度的环境因素：光照强度、二氧化碳浓度、温度、水分等。只要影响到原料(CO2、水)、能量的供应(动力—光能)，都可能是影响光合作用强度的因素。 考向一 ATP的结构和利用 1．（2022·浙江·高考真题）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是（    ） A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键 C．在水解酶的作用下不断地合成和水解 D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 2．（2021·海南·高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（    ） A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 3．（2021·北京·高考真题）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（　　） A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成 C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量 4．（2021·湖南·高考真题）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递 D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 考向二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 2．（2022·重庆·高考真题）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（    ） 酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③ 酵母菌培养液④ 酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦ 质量分数为10%的NaOH溶液⑧ 注：箭头表示气流方向 A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③ C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 3．（2022·江苏·高考真题）下列有关实验方法的描述合理的是（    ） A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液 B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象 C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应 D．用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式 4．（2022·河北·高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　） A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体 B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色 1.ATP的组成及结构 (1)组成 (2)ATP在生物体内的含量很少，但可以随时与ADP相互转化。 (3)合成ATP的途径有呼吸作用、光合作用及化能合成作用。 (4)ATP水解常伴随吸能反应，由ATP水解提供能量；ATP合成可在线粒体、叶绿体、细胞质基质中发生，常伴随放能反应，释放的能量储存在ATP中。 (5)ATP与DNA、RNA的联系 ①元素种类相同。 ②ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，但在不同物质中“A”的含义不同，如图所示： 2.细胞内产生与消耗ATP的生理过程 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； 消耗ATP：一些需能反应 叶绿体 产生ATP：光反应；消耗ATP：暗反应，自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 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 3.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量) O2 CO2 有机物 真正光合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率 净光合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸 速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 4.呼吸作用与光合作用的联系 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率；光合作用有机物的制造量＝光合作用有机物的积累量＋呼吸作用有机物的消耗量；光合作用固定的CO2量＝从外界吸收的CO2量＋呼吸作用释放的CO2量。常见呈现形式如图所示： a．A点：光照强度为0，只有呼吸作用，细胞表现为对外释放CO2。 b．AB段(不包括B点)：光合速率<呼吸速率，细胞表现为对外释放CO2。 c．B点：对应的光照强度称为光补偿点，光合速率＝呼吸速率，细胞表现为既不对外释放CO2，也不从外界吸收CO2。 d．B点以后：光合速率>呼吸速率，细胞表现为从外界吸收CO2。 e．C点：对应的光照强度称为光饱和点，光合速率达到相应条件下的最大值。 f．光饱和点以前光合速率的限制因素主要为横坐标表示的因素；光饱和点以后光合速率的限制因素为除横坐标以外的因素。 5.测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 方法1　测定装置中气体体积变化 (1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。 (2)测定原理 ①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。 ②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (3)测定方法 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。 (4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 方法2　“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 方法3　“黑白瓶法”测定溶氧量的变化 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。 方法4　叶圆片称重法——测定有机物的变化量 本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率＝(z－y)/2S； 呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 方法5　叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。 方法6　间隔光照法——比较有机物的合成量 光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的NADPH和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下，光照、黑暗交替进行条件下制造的有机物相对多。 6.密闭容器内一昼夜CO2浓度变化曲线 AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸 BC段：温度降低，细胞呼吸减弱 CD段：C点后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<细胞呼吸强度 D点：光合作用强度＝细胞呼吸强度 DH段：光合作用强度>细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象 H点：光合作用强度＝细胞呼吸强度，有机物积累最多 HI段：光照继续减弱，光合作用强度<细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止 I点 ：I点低于A点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物能生长。 7.光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题 (1)光(CO2)补偿点的移动 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 (2)光(CO2)饱和点的移动：相关条件的改变，使光合速率增大时，光(CO2)饱和点C点应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。 (3)阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点和饱和点都应向左移动。 1．（2024·山东聊城·三模）植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列说法错误的是（    ） 条件及产物 组别 果胶 多聚半乳糖醛酸酶 Ca2+ Mn2+ 55℃ 半乳糖醛酸 ① + + - - + ② + + + - ③ + + - + - +++ ④ + + - - + ++ 注：“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①～③组在常温下实验 A．分析①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子的影响 B．分析①④组可知，其自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量 C．55℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度 D．该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 2．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（    ）   A．水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数 B．先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始 C．各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜 D．该实验装置也可用来验证酶具有高效性 3．（2024·山东青岛·三模）小麦的穗发芽会影响其产量和品质，某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加等量的蒸馏水研磨，制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下表（“＋”数目越多表示蓝色越深）。下列说法正确的是（    ） 步骤 红粒管 白粒管 对照管 加样 0.5mL提取液 0.5mL提取液 A 加缓冲液（mL） 1 1 1 加淀粉溶液（mL） 1 1 B 37℃保温适当时间后终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色 观察显色结果 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋＋ A．表中A和B分别是0.5mL淀粉酶和1mL淀粉溶液 B．研究表明白粒小麦中的淀粉酶活性比红粒小麦低 C．根据实验推测，一定范围内淀粉酶活性越低，小麦穗的发芽率越低 D．若减小淀粉溶液浓度，为保持显色结果不变，则保温时间应延长 4．（2024·黑龙江·三模）在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．a点时酶促反应速率最大，所有酶都与淀粉结合 B．d点时酶促反应速率为零，所有淀粉均被酶分解 C．若增加淀粉酶的量并重复实验，a点将上移 D．bc段，随着反应的进行淀粉酶活性逐渐下降 5．（2024·湖北·一模）盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用，AT1蛋白可通过调节细胞膜上PIP2s蛋白的磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．PIP2s蛋白磷酸化后，其空间结构会发生改变 B．抑制AT1基因表达，可提高植物的耐盐碱能力 C．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，可减轻H2O2对细胞的毒害 D．植物细胞大量失水后胞内渗透压升高，吸水能力增强 6．（2024·辽宁·二模）亲核蛋白是指在细胞质内合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白经核孔进入细胞核的过程如图所示，其中核输入受体α亚基、β亚基、Ran均为相关蛋白质（GTP、GDP分别类似于 ATP、ADP）。下列相关叙述正确的是（    ） A．呼吸酶和ATP 合酶等亲核蛋白可通过该方式进入细胞核 B．受体α亚基与β亚基先结合为二聚体再与亲核蛋白结合 C．胞质纤维与核输入受体α亚基结合介导亲核蛋白的入核 D．β亚基与Ran的结合与分离过程中可能发生了磷酸化 7．（2024·黑龙江·三模）下列关于ATP和酶的叙述，正确的是（    ） A．一个ATP脱去两个磷酸后会产生一个腺苷 B．ATP水解与合成时的放能和吸能是可逆的 C．即使条件适宜，酶在体外也不可能发挥催化作用 D．ATP水解产生的磷酸可使载体蛋白发生磷酸化 8．（2024·湖北·三模）耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。坚持耐力性运动训练，肌纤维中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是（    ） A．肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体 B．若肌细胞进行有氧呼吸作用产生30mol的CO2，则需消耗5mol葡萄糖 C．推测每周坚持耐力性运动会使无氧呼吸增强，线粒体数量减少 D．线粒体中丙酮酸分解生成CO2和H2O的过程需要O2的参与 9．（2024·山东青岛·三模）细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程，下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是（    ） A．糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中，可以提供少量能量 B．在真核细胞中，丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2 C．三羧酸循环存在有氧呼吸过程中，该过程不需要水的参与 D．电子传递链主要分布于线粒体内膜，消耗O2并产生大量ATP 10．（2024·广东珠海·三模）花盆的土壤板结后，可以通过松土来促进植物根系生长，下列说法错误的是（    ） A．松土加快了植物根系细胞分解有机物 B．松土加快了植物根系细胞吸收无机物 C．松土加快了植物根系细胞吸收CO2，使其暗反应增强 D．松土加快了植物根系细胞中还原型辅酶I与氧气的结合 11．（2024·黑龙江·三模）如图为萤火虫发光的原理，研究人员根据该原理设计出了ATP快速荧光检测仪，用来快速检测食品表面的微生物。下列相关叙述正确的是（    ） A．该检测仪主要检测厌氧微生物数量 B．萤火虫产生的CO2均来自有氧呼吸 C．萤火虫细胞中储存有大量的ATP为荧光素发光提供能量 D．食品表面的微生物数量与检测仪显示的荧光强度成正比 12．（2024·贵州黔南·二模）春笋被誉为春天里的“菜王”，不论是用于炒肉还是炒蛋都相当美味。黔南的崇山峻岭之中，分布着各种春笋，新采摘的春笋在几天内就会产生酒味并腐烂。为探究延长春笋储存时间的方法，研究员使用消毒液浸泡春笋后，分别在正常空气和高氧环境中进行储存，发现高氧环境中春笋产生的酒精少，腐烂程度更低。下列叙述错误的是（　　） A．正常空气中，春笋细胞内线粒体不能将葡萄糖氧化分解成CO2和水 B．可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况 C．高氧环境中储存的春笋细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质 D．使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表明微生物对实验结果的影响 13．（2024·辽宁·一模）如图为某兴趣小组对探究酵母菌细胞呼吸的实验装置进行的改进，锥形瓶中装有正常生长的酵母菌及足量培养液。下列有关叙述错误的是（    ） A．该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响 B．甲、乙的作用分别为除去空气中二氧化碳和检测二氧化碳 C．关闭阀门进行实验并检测是否产生酒精，可在乙中加酸性重铬酸钾溶液 D．与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长 14．（2024·重庆·三模）关于“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列叙述合理的是（    ） A．Mg是叶绿体中色素分子必不可少的组成元素 B．用纸层析法分离色素时，扩散最快的是胡萝卜素且含量最低 C．叶绿素b位于滤纸条最下方，因为其在提取液中的溶解度最低 D．若用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 15．（2024·广东深圳·二模）某兴趣小组合作完成“绿叶中色素的提取和分离”实验，主要步骤包括：色素的提取→滤纸条制备→画滤液细线→色素的分离。下列叙述正确的是（　　） A．色素的提取：用无水乙醇和层析液进行色素提取 B．滤纸条制备：滤纸条一端剪去两角并在另一端底部画细线 C．画滤液细线：防止滤液细线过粗一般只画一次 D．色素的分离：离滤液细线最远的是橙黄色的条带 16．（2023·山东潍坊·三模）将酵母菌破碎后，离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，取以上材料进行实验，结果如表。下列说法错误的是（    ） 试管 有氧条件下 呼吸产物 I 上清液+葡萄糖溶液 少量CO2、酒精 Ⅱ 上清液+沉淀物+丙酮酸溶液 ? Ⅲ 上清液+沉淀物+葡萄糖溶液 CO2、H2O A．上清液中不含与有氧呼吸有关的酶 B．O2的存在会导致与无氧呼吸有关的酶失活 C．“?”处的产物应该是CO2和H2O D．有氧呼吸和无氧呼吸不能在酵母菌细胞内同时进行 17．（2024·吉林·二模）腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。分析并回答下列问题。 (1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是 。ATP的水解一般与 （吸能反应/放能反应）相联系。 (2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量的 ，在适宜条件下进行反应；②记录 并计算ATP含量；③测算出细菌数量。 (3)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图1。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图2所示。      ①据图1分析，随着底物浓度升高， （填抑制剂类型）的抑制作用逐渐减小。据图2分析，两种抑制剂降低酶促反应速率的原因分别是 。 ②结合图1和图2分析抑制剂Ⅰ属于 性抑制剂。 18．（2024·辽宁·二模）细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐步氧化分解并释放能量合成ATP的一系列过程。根据是否有 O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。回答下列问题： (1)如图为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。若只考虑脂肪时，由图推知，人体运动强度为 时，骨骼肌的耗氧量最多；与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是 ；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导，推测原因是 。请你结合该图给减肥人士一些运动建议： （答一点）。 (2)某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图所示组装装置1和装置2，并进行实验。若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。   ①若O2浓度为0，则装置1和装置2的液滴移动情况分别为 ，此时细胞呼吸的场所为 。 ②若逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时 ；若 ，此时酵母菌只进行有氧呼吸。 19．（2024·山东济宁·三模）持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。 (1)持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于 （填“红光”、“蓝紫光”或“白光”）下测定吸光度，使用该种光源的原因是 。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是 （答出2点）。 (2)强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSII中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→ →蛋白降解。 (3)强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是 。 20．（2024·云南大理·三模）研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还包含另一条借助交替氧化酶（AOX）的途径。请回答下列问题： (1)交替氧化酶（AOX）分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与NADH生成 ，并使细胞呼吸释放的能量更多地以热能的形式散失，生成ATP所占的比例 （填“升高”或“降低”）。在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会 （填“增强”或“减弱”），有利于提高花序温度，吸引昆虫传粉。 (2)进一步研究表明，AOX途径可能与光合作用有关，科研人员对此进行深入研究。 ①在光合作用过程中，光能被分布于叶绿体 上的光合色素吸收，并转变为ATP中的化学能，经过暗反应，能量最终被储存在 中。 ②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组，用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧、然后将4组叶片离体、叶柄插入盛满水的试管中，左侧置于正常光照下，右侧置于正常光照或高光下（图1）40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率（图2）。 根据 组的实验数据可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射、叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。实验说明，AOX途径可以 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$