专题二 细胞的物质和能量代谢-【衡中学案】2025年高考生物二轮总复习学案

025 专题二 细胞的物质和能量代谢 〈课标自省明确备考方向 2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 2.2.1 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如H和温度等）的影响 2.2.2 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转 2.2.3 换并储存为糖分子中的化学能 2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量 〈融会贯通 构建知识网络 量白质 为ATP转化 →元素组成：® RNA 有机物←一 本质 提供条件 →简式：A一P~P~P 为酶合 催化作用 作用← 成供能 水解酶 ① →转化：ATP ADP+P+能量 ATP 合成瓯 专一性 特性 烟胞呼吸 )人和劫物等 作用条件较温和 条件 化 生 再生途径 光合作用 >球色植物、光合细菌 团 机理← 国胞 代谢 意义：生物体绝大多数生命活动的直接能源物质 温度、pH,底物浓度，晦浓 影响 度等 因素 《总反应式 有 包反应式CH0+60,+6H,0s6C0,+2H,0+能量 ⊙ 场断)0 和线拉体 光、色本，晦 条件 三个 CH0.9→2C,H,0,+4H1+能量少量 叶球体类囊体的涛膜上 ←场所 吸 阶段 反 物质变化应 反应武 2C,H0,+6H,0s→6C0,+20[hH1+能量少量) 水的光群和A1P、NDH形成← 02、 2 今24[H1+60,的→12H,0+能量（大量） NADPH、ATP,多种晦 条件 1作 00 无 ←场所 用 反 CHe0.s,2C,h0H(@特+2C0,+能量少量) 自 反 或CH,0每→2C,H0,(倪酸)片能量少量) C0的国定.同 ←物质变化 场历 光、C02浓度、温度等 ←影响因素 彩响因素 温度、02浓度，H,0等 概盒裤析筛查知识漏洞 1.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP。 ( 2.ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 3.ATP与ADP相互转化速率快，且转化过程主要发生在细胞核内。 4.吸能反应一般与ATP的合成反应相联系。 5.人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”，该酶的合成需要mRNA、RNA和RNA的 参与。 6.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。 7.探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应设置0℃、37℃和100℃三个温度梯度进行实验，并记录实验数据。 8.制作酸奶的过程中，乳酸菌可产生大量的丙酮酸和C02。 9.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可以产生大量ATP。 026 10.探究酵母菌细胞呼吸的方式时，检测指标可以是酵母菌培养液的浑浊程度。 11.叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶。 12,纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。 ( 13.测得的某植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率。 14.弱光条件下植物没有O,的释放，说明未进行光合作用。 15.在光补偿点时，植物的净光合速率等于呼吸速率。 16.在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，加入NaHCO,溶液是为了吸收细胞呼吸释放的C02。( 17.光照越弱，阴生植物光合作用越强：光照越强，阳生植物光合作用越强。 ) 18.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。 19.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度。 ( 20.干旱初期，植物缺水主要影响光合作用的光反应。 涤控教材练习长句描述 1检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块而不能用双缩脲试剂的原因是： 2.细胞内的吸能反应和放能反应与ATP合成和水解有怎样的联系？ 3,溶菌酶具有抗菌消炎的作用，原因是 4.松土能增进肥效的原因是 5.细胞呼吸过程产生的NADH不能用于光合作用的暗反应，原因是 6.由于 ,因此检测酵母菌无氧呼吸产生酒精时应将酵母菌的培 养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖 7.生活在土壤中的硝化细菌能 这两 个化学反应中释放出的化学能，就被硝化细菌用来 8.如果对恩格尔曼的第二个实验进行改进，用透过三棱镜的光先通过叶绿体色素提取液，再照射到载有水绵和需 氧细菌的临时装片上，一段时间后，需氧细菌分布有何特点？ 〈重难盘查突破核心考点 核心考点一酶在细胞代谢中的作用 1酶的来源、作用、本质和特性 活细胞产生←来源 原科虚基酸 降低及应的活化能←原 雀化作用 ←作用 绝大多数是蛋白质合成 本质 场所核粉体 高蚊性 ← 原料核糖核苷酸 专一性 特性 今→少数是RNA合 场所 主要是翅胞核 作用条件较温和 (真核生物) 2.与酶有关的三类曲线 (1)酶的作用原理曲线（如图） A尤征化剂证化 无机能 ①酶的作用原理是降低反应的活化能。 化剂作化 ②表示无催化剂催化时反应进行所需要的活化能的是d段。 终态 ③表示有无机催化剂催化时反应进行所需要的活化能的是bd段，表示有酶催化时反应 反应物A }产物P 进行所需要的活化能的是cd段。 反成过轻 027 ④无机催化剂降低的活化能是ab段，酶降低的活化能是a心段，故酶降低活化能的作用更显著。 (2)酶的特性曲线（如图） ①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有高加入到加人无机伴化剂 A 效性。 不加催化润 ②图2中两曲线比较，说明酶其有专一性。 到书 (3)影响酶促反应速率的因素曲线 反应物张 图1 倒2 ①温度和pH 30)1 11 H=3 479 pll=7 0 最适H H 图甲和图乙显示，温度过高、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是使酶的活性降低，并未破坏酶的空间结构，条 件适宜时酶活性可恢复。 从图丙和图丁可以看出，反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的 最适温度(pH)。 ②反应物浓度和酶浓度 图甲中，OP段的限制因素是反应物浓度：图乙中，反应物充足，其他 条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 反应物浓度 酶浓度 甲 3.酶的特性及相关探究实验 淀粉与淀粉酶在不同温度条件下反应，川院液检测而不温度对 实验 高效性 过氧化氢分别在过氧化氢鸦和上e+的信化 能用斐林试剂（因需要水浴加热） 辞活性 的影响 探究 作用下分解，观察气泡产牛的快慢或多少 DH对 过氧化氧与过筑化氢码反应，检测0产生的快悦或多少 酶的 ,酶活性 专一性 淀粉、熊分刑在唾液淀粉酶的催化作：用 不能选用淀粉和淀粉因酸会催化淀粉门身水解) 的影响 特性 下分解。用空林试剂检测 真题感悟 常考题型一酶的本质、作用和特性 例1。(D,河北卷)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 例2广东套)现有一种天然多特降解酷，其肤链由4段序列以C5-A43-所-CB方式连接面成。所 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 () 纤维素类底物 褐藻酸类底物 肽链 W Wz s S Ce5-Ay3 -Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 ++ Ay3-Bi-CB ++ +++ Ay3 +++ ++ Bi CB 028 注：一表示无活性，+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C5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 例 3.(2024·湖南卷)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并 提出解决方法。下列叙述错误的是 () A.限制酶失活，更换新的限制酶 B.酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换为正常质粒DNA D.酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 例4：广东卷)中国制茶工之源远流长。红茶制作包括麦周，揉轮发醇，高温干绿等工序，其间多酚氧 化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是 () A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触 B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C.发酵时有机酸含量增加不会影响多份氧化酶活性 D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 )解题攻略 应用“四看法”分析萄促反应曲线 一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量间的关系。 二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在 分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，曲线未达到平衡时，限制因素是横坐标所表示的因素：当曲线达到平衡 状态后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。 三看特殊点：找出曲线的起点、终点，项点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义。 四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。 常考题型二酶的影响因素及相关实验分析 例5。(：新江！月卷)红豆衫细胞内的装丙氨酸解氨酶(PL)能催化苯丙氢酸生成桂皮酸，进而促进装形 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。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0mL 1.0mL ② HCl溶液(6mo/L) 0.2mL ③ PAL酶液 1.0mL 1.0mL ④ 试管1加0.2mLH,0.2支试管置于30℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液(6mo/L) 0.2mL ⑥ 试管2加0.2mLH20。测定2支试管中的产物量 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H,0补齐反应体系体积 D.⑤加入HCI溶液是为了终止酶促反应 列6。(2023·湖南卷」食品保存有干制腌制，低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（】 A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C.低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 ●029 例 7.(2023·浙江1月卷)某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃ 水浴12min,酶活性丧失50%：己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min.酶活性仅丧失 3%。该同学研究的因素是 A.温度 B.底物 C.反应时间 D.酶量 例 8.(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组 分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验（表中“+”表示有，“-”表示无）。 实验组 ① ② ④ 5 底物 + + RNA组分 蛋白质组分 低浓度Mg2· 高浓度Mg2 产物 根据实验结果可以得出的结论是 A.酶P必须在高浓度Mg2·条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高 C.在高浓度Mg+条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg+条件下蛋白质组分具有催化活性 解题玫略 1,“四步法”分析酶的实验题 (1)分析实验目的，确定自变量与因变量（检测指标）。 (2)明确实验原理（新情境题的题干中会有提示，要注意提炼）。 (3)准确书写实验步聚，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。 (4)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。 2.检测试剂的选择 (1)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糟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，则此类试剂不能选用。 (2)若物质反应前后均不能与试剂反应，例如蔗糖和水解后形成的单糖均不能与碘液反应，此类试剂也不能选用。 核心考点二ATP在细胞代谢中的作用 1.明辨ATP的结构及拓展 A PP-P-- G-GTP 核糖腺球吟 孩携A改变 CCTP 腺A) U…UTp 腺片一硫的 改变 -AMP 《腺嗥呤核塘核苷酸，RNA的基本组成单位之一)PP~P GdGTP 家苷二磷较—ADP A改变 C.dCTP 核据 TdTTP 腺苷三磷镀一ATP 脱氧联三磷皱(dATP】 (1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基团。 (2)ATP中含有两个特殊的化学键，其中远离腺苷的特殊化学键容 ATP:A-P-P-P 核苦酸：气●入 A:联甘 A:腺喋哈 易水解与合成。 TACG DNA: (3)辨析几种不同物质中A的含义 ATGC RNA:AUGC A:踉嘌呤脱氧核苷酸A:腺噪呤核松被苷酸 030 2.能量转换过程和ATP的产生与消耗 发L于川绿体类囊体溥膜上 植物 光反应：光能 色素吸收，传递、转化 ATP和NADPIE中的化学能 主要去路 暗反应C的还原 热能 散失 机械能如肌肉收缩) 氧化分解 细菌 细胞呼吸有机物 (有02或无0】 能量 化学能 ATP 电能（神经传导、生物发电） 真菌 物质运输所需能量主动运输) 发生于细胞质基质和线粒休巾 动物 原核牛物发车于细胞质中和细胞膜) 光能〔董火虫发光) 物质合成所瑞能苹等 3.细胞中ATP产生速奉与0，供给量之间关系的曲线解读 A点：在无氧条件下，朋细胞可通过无节呼吸分解有机物，AI1生速率慢 一-……AB段：随着)2供给量增多.有氧呼吸明显川强.ATP产速率逐新1快 B÷C BC段O,供给量超过定范围后.ATP的°生速率不再端加此时的限制因素可能是前等 0,供给金 (1)当横坐标表示呼吸作用强度时，ATP产生速率的变化曲线应该从原点开始。 (2)哺乳动物成熟的红细胞中，ATP的产生速率几乎与O2供给量无关。 】真题惑悟 常考题型一ATP的结构、来源和利用 例一2：全国甲卷T可为代谢提铁能量，也参与A的合成，AP结构？B& 如图所示，图中~表示特殊化学键，下列叙述错误的是 (）PPP 腺嘌呤 A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 核 B.用a位”P标记的ATP可以合成带有”P的RNA C.B和y位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂 D.光合作用可将光能转化为化学能储存于B和γ位磷酸基团之间的特殊化学键 例2(：老京卷AP是细胞的能量“酒货“关于AP的凤述结误的是 A.含有CH、ONP 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 例 3.(2022·江苏卷)下列关于细胞代谢的叙述正确的是 A.光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C.蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D.供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP 例 .(2022·浙江1月卷)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（特殊化学键） 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 )解题攻略 细胞内产生与消耗ATP的常见结构 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:光反应阶段 消耗ATP:暗反应阶段、自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 ●031 线粒体 产生ATP:有氧呼吸第二，三阶段 消耗ATP:自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等 常考题型二ATP与ADP相互转化过程 商卷)研究人员将P标记的磷酸注人活的离体肝细胞，1~2mm后 ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被”P标记，并测得ATP与注入的P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.P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C.”p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 例 6.(浙江卷)ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是 A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B.ATP一ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D.ATP分子中的2个特殊化学键不易断裂水解 例 7.(上海卷)下列化学反应属于水解反应的是 () ①核酸→核苷酸②葡萄糖→丙酮酸③ATP→ADP A.①② B.①3 C.②③ D.①23 例 8.(全国I卷)在有关DNA分子的研究中，常用”P来标记DNA分子，用a、By表示ATP或dATP(d表示 脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A一P。~PB~P,或dA一P。~Pg~P,)。回答下列问题： (1)某种酶可催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若用该酶把”P标记到DNA 末端上，那么带有”P的磷酸基团应在ATP的 (填“a”“B”或“y”)位上。 (2)若用带有”P的dATP作为DNA生物合成的原料，将”P标记到新合成的DNA分子上，则带有”P的磷 酸基团应在dATP的 (填“au”“B”或“y”)位上。 】解题玫略 解答ATP相关问题时注意点 I.ATP,磷脂及核酸的组成元素相同，都是C、H、0、N、P。ATP中含有的五碳糖为核糖。 2.一个ATP分子含有两个特殊化学键，ATP中远离腺苷的那个特殊化学键容易形成和断裂。 3.吸能反应往往需要消耗ATP,放能反应往往产生ATP,人在运动状态下ATP和ADP的相互转化速率大于安静 状态下的转化速率。 4.物质出入细胞时，协助扩散不消耗ATP,主动运输、胞吞和胞吐消耗ATP。 5.生命活动所需要的ATP主要来自有氧乎吸。 6.无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量储存在不彻底的氧化产物（乳酸或酒精）中，没有释放出来 核心考点三光合作用和细胞呼吸的物质和能量转化 1,光合作用和细胞呼吸过程 (1)物质转变过程 光斗a →H,0 (GΠ，0) I1,0) 内酮酸 11,0 NADP ① ② ③ ① ⑤ 图中b~h表示的物质依次是O2、ATP、ADP,NADPH,Cs、CO2、Cs ①~⑤表示的生理过程的具体场所依次是类囊体薄膜、叶绿休基质、细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。 032 (2)相应元素转移过程 元素 转移过程 C C02 暗反应 叶绿体基质 (CH-O) 有氧呼吸第一阶段丙附酸 细胞质基质 有氧呼吸第二阶俊C0, 线粒体基质 0 H20 光反应 炎体第膜丫0， 有氧呼吸第三阶俊.T1,0 线粒体内膜 H H,0 光反应 筋反应 有氧呼吸 NADPH 叶绿体基质 (CH0) 第一，二阶段1 山有氧呼吸第三阶段、 H,0 (3)能量转化过程 光能 光反应 ATP和NADPI中活暗反应 有机物中稳 热能 跃的化学能 定的化学能 ATP中活跃的化学能 川」各项生命活动 光合作用 细胞呼骏 2.外界条件变化时，C,、C、NADPH、ATP物质的量的变化模式图 (1)光照强度变化 必 光照弱 --C..ADP.NADP 弱 光照强、ADPH.Cs,AP(CH,O)合成址 -NADPH、Cs,TP.(CH,O合成量 .C、ADP、ADP 雨间 时阿 (2)C0,浓度变化 0 ACO:CO. 元，不足 不允员.C,CH,,合成量、ADP.NADP -Cs,NADPH、ATP C、(CHO)合成量、ADP、NADP NADPH.Cs.ATP 1 时间 时向 】真题宽悟 常考题型一细胞呼吸的过程 三竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花 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 例 2.(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(P℉K1)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，PK1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PK1活性的调节属于正反馈调节 D,运动时肌细胞中AMP与P℉K1结合增多，细胞呼吸速率加快 033 例 3.(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧并个 条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO,的速率随时间的变化趋势 如图所示。下列相关叙述错误的是 A.在时间a之前，植物根细胞无CO,释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 三 B.a-b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO,的过程 时何 C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 例 4.(2024·山东卷改编)种皮会限制02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三 川耗氧量 氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇习 脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说 法错误的是 ( 乙醇脱氣酶活性 A.P点为种皮被突破的时间点 B.Ⅱ阶段种子内O,浓度降低限制了有氧呼吸 时间 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 】解题攻略 对细胞呼吸的场所、过程、条件要精确把握 1,原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 2.有氧呼吸的第一、二阶段不需要02，只有第三阶段需要02。 3.如果某生物无0，的吸收和C0,的释放，则该生物只进行无氧呼吸（产物为乳酸）或已死亡。 4.无氧呼吸的产物中没有水，如果细胞呼吸的产物中有水，则一定是进行了有氧呼吸。 5.由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生C02,故不能依据有无C0,的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式。 6.无线粒体的真核细胞（或生物）只能进行无氧呼吸，如哺乳动物的成熟红细胞：原核细胞无线粒体，但大多数可 进行有氧呼吸。 常考题型二光合作用的过程 例.(2024·广东卷)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，其细胞内存在由阿 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 例。(24·河北卷)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜错随辅助林木有苗。为探究不同颜色覆膜对发 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索的含 量，结果如图、表所示。 ■门秋 40 ■蓝漠 ■绿膜 30 叶绿素含量 类胡萝卜素 覆膜处理 20 (mg/g） 含量(mg/g) 10/ 白膜 1.67 0.71 2 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 紫外光 蓝光 绿光 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C,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 034 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)。 例 7.(2024·山东卷)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽 粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转 化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天 后植株的胞间CO,浓度和气孔导度如表所示，其中Lv为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植 物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蓝糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 木处理 +Lov +Lov+KT 检测指标 植株 14天 21天28天 胞间CO,浓度 野生型 140 151 270 (4molC02·mol') 突变体 110 140 205 气孔导度 野生型 125 95 41 (malH20·m2.s1) 突变体 140 112 78 1少2多 1D23 野生型 突变休 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有 结合细胞分裂素的作用，据图分 析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的 光饱和点 (填“高”或“低”)，理由是 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因 是 例 .(2023·湖南卷)下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO,的K.为 450mol·L'(K.越小，酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化RBP与CO2反应，进行卡尔文循环， 又可催化RBP与O,反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O,并释放CO,的反应）。该酶的酶促反 应方向受C0,和O,相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束椭，其中叶肉细胞叶绿 体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中 利用PEPC酶(PEPC对CO,的K为7umal·L)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4,固 定产物C,转运到维管束鞘细胞后释放C0,再进行卡尔文循环。回答下列问题： 水稻 CO 光呼吸 川肉细胞 玉米 CO. 维管束特扣胞 叶肉釦胞 Rubisco C +一4 缺体 PEPC RuBp PEP 卡尔文 CO.C ADP 循环 3-源酸廿油酸 PEP -NADPII 卡尔文 ATP ATP A1Ψ 3-碎酸廿油醛) NADP ADP+Pi (CHO)日“浓度降低，pH上升：停止光照后胞外H通过协助扩散进10，提示：×可以通过澄清石灰水的浑浊程度判断CO,产生量 人细胞内，胞外H浓度降低，但不会低于胞内的日浓度，D 的多少 错误。 :1.提示：×水光解发生于叶绿体的类章体等膜上 3.C两种质子泵既能运输H,还能催化ATP的合成或分解，所12.提示：V 以两种质子系既有运输功能也有催化功能，A正确：V型质子13.提示：V 泵水解AP消耗能量将H'进行逆浓度运输，则转运H的方I4.提示：×弱光条件下如果光合作用速率小于呼吸作用速 式为主动运输，B正确：耐盐植物的液泡膜上的H'-ATPase质 率，也不会有0释放。 子泵和N川反向运输体系的活性随盐度升高而上调。八a15,提示：×在光补偿，点时，植物的总（实际）光合递率等于呼 能够借锄H电化学梯度进入液泡，以减少Na对细胞质基质 吸速率 的伤害，所以耐盐植物通过V型和F型质子系来维持细胞质基16.提示：×加入NHC0,溶液的目的是为叶肉细胞提供C0,。 质内的低N'水平，C错误：耐盐植物根尖细胞中，F型质子泵I7,提示：×阴生植物和阳生植物光合作用强度都是在一定范 分布在线粒体内膜上，催化ATP的合成，D正确。 国内随光照强度增强而增强 4.C该质子泵可同时运输H和K,但不能运输其他物质，因18.提示：V 此具有选择性，A错误；该质子泵能催化ATP水解，也能运输19.提示：V H和K,因此是具有催化和运输功能的载体蛋白，B错误： 20.提示：×缺水会导致气孔开度变小，进而影响C0,的吸收， 该质子泵能将细胞内的H泵出，使胃酸增加，因此胃酸过量 从而影响暗反应的进行 分泌时可用质子泵抑制剂进行调控，C正确：K·和H进出细 深挖教材练习长句描述 胞时，会与H·-K·-ATP酶结合，导致质子泵结构发生改 1,因为蛋白膺本身也是蛋白质，所以不能选用双缩脲试剂鉴定 变，D错误。 2.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能 5.(1)P(2)a细胞膜内外两侧的Na浓度差形成的势能 量：放能反应一般与AP的合成相联系，释放的能量储存在 (3)运输Na、K和催化ATP水解 ATP中。也就是说，能量通过AP分子在吸能反应和放能反 【解析】(1)根据P侧含有燕蛋白可知，P为细胞外侧。(2) 应之间流通 当蛋白S将N阳顺求度梯度远输进入上皮知胞时，葡萄糖伴 :3.溶随酶能够溶解细菌的细胞壁，杀死细菌 随Na也进入细胞，葡蓟糖进入小肠上皮绍胞的方式为偶联 4.松土能促进植物根细胞的细胞呼吸，促进根对土壤巾矿质元 转运蛋白参与的主动运输，类似图【中的a过程。该过程中， 素的吸收 简葡糖主动运输所需的能量来自细胞膜内外两侧的Na浓度 5.细胞呼吸过程产生的NADH又叫还原型辅酶I,光合作用暗 差形成的势能。(3)根据Na-K'系的a亚基上既有Na'、 反应需要的是还原型辅酶Ⅱ(NADPH),它们是两种不同的 K的结合位点，又具有ATP水解酶的活性可知，Na-K·系 物质 可以参与Na'、K·的运输，也可以催化ATP的水解 6.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化 专题二细胞的物质和能量代谢 7.将土壤中的氨(NH,)氧化成亚硝酸(HNO,),进而将亚硝酸氧 融会贯通构建知识网络 化成硝酸(HNO,)将二氧化碳和水合成糖类 8.三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和 ①高效性②显著降低活化能g3C,H、O、N,P 蓝紫光，故先透过三棱镜，再通过叶绿体色素提取液后照射到 ④0，+0(aHo)+0 水绵临时装片上的光中红光和蓝紫光较弱，水绵不同部位的 ⑤叶绿体基质⑥C,的还原⑦细胞质基质⑧细胞质基质 光合作用强度相差不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周 概念辨析 筛查知识漏洞 国需氧细菌分布无显著差别 1.提示：V 重难盘查突破核心考点 2提示：×ATP中含2个特殊化学健。 核心考点一 3.提示：×ADP转化为ATP只发生在细胞质中，细胞质是细例1.D一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物， 袍代谢的主要场所，固此ATP转化为ADP主要发生在细胞 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 质中。 应物过氧化氢就是无机物，A错误：胃蛋白酶应在酸性，低温 4.提示：×吸能反应一般与ATP的水解反应相联系 下保存，B错误：醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒 5.提示：V 体结构，C错误：成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解 6.提示：×如果条件适宜，酶在细胞内外均可发挥作用。 纤维索的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶， 7.提示：×探究温度对唾液淀粉酶活性的影响时，可选择这三 D正确。故选D。 个温度进行实脸，但是探究最适温度时，应当选择更小的温度例2.B由表可知，C5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具 梯度才能保证实验结果更加准确 有催化褐藻酸类底物的活性，A3与Ce5催化功能不同. 8.提示：×乳酸简的呼吸作用中不产生二氧化碳 Ay3-B所i-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就 9.提示：×根据数材中的光和色素吸收光谱可知，类胡萝卜素 不能催化纤维素类底物，当Ay3与C5同时存在时催化纤维 不吸救红光 素类底物的活性增强，所以A3与C5可能存在相互影响，A 323 正确：由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S,与核心考点二 S,说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误：由表可知，例1.CATP为直接能源物质，y位磷酸基团脱离ATP形成ADP Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bmi-CB相比，去除Ce5后.催化 的过程释放能量，可为离子主动运输等生命活动提供能量，A 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 正确：ATP分子水解两个特殊化学键后，得到RNA的基本单 活性与Ce5无关，C正确：需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活 位之一（腺嘌吟核糖核苷酸），故用α位”P标记的ATP可以 性，才能判断该衢对纤维素类底物的催化活性是否与CB相 合成带有”P的RNA,B正确：ATP可在细胞核中发挥作用，如 关，D正确。故选B 为RNA合成提供能量，故B和Y位磷酸基团之间的特殊化学 例3.B限制失活会使DNA完全不被码切，此时应更换新的 健能在细胞核中斯裂，C错误：光合作用光反应，可将光能转 限制酶，A正确：酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调 化为活跃的化学能储存于ATP的特殊化学键中，故光合作用 整反应条件如温度和pH等，调整酶的用量没有作用，B错误： 可将光能转化为化学能储存于B和Y位磷酸基团之间的特殊 质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶 化学键.D正确。故选C。 无法进行切割.此时应更换为正常质粒，C正确：质粒DNA上例2.BATP中含有腺原玲，核糖与磷酸基团，故元素组成为C 酶切位点被甲基化修饰，会导致对D八A甲基化敏感的限制酶 H、O、N、P,A正确：在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成 无法进行鼻切.此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制南.D ATP,B错误：ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正 正确。故选B。 确：ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D 例4.C红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其择放的多酚氧化 正确。 酶与茶多酚接触，A正确：发酵过程的实质就是酶促反应过：例3.B光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合 程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化雨保持最 作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生 大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确：酶的作用条件较温 的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误：供氧不足时，酵母 和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错 菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和 误：高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破环而失活，以防 氧化碳，B正确：蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但能进行 止过度氧化影响茶品质，D正确。故选C 有氧呼吸，C错误：供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧 例5，B温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免 化[H]产生大量ATP,D错误。故选B. PAL失活，A正确：因为试管2在②中加人了HC,南已经变性例4.D一个ATP分子中含有一个腺苷（一个腺瞟呤和一个核 失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误：④加H,0,补齐了② 糖)，3个磷酸基团，其有2个高能磷酸键（特殊化学键），A错 试管1没有加人的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无 误，B错误：前具有专一性，ATP与ADP循环转化所需酶的种 关变量相同，C正确：H过低或过高酶均会失活，⑤加人HCI 类不相引同.ATP水解酶催化ATP水解，ATP合成酶催化ATP 溶液是为了终止酶促反应，D正确。故选B。 的合成C错误：吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反 例6.C干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和紧 应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的 殖，进而延长食品保存时间，A正确：腌制过程中漆加食盐、糖 纽带就是ATP,D正确。 等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确：：例5.B根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转 低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好， 化成ATP,A错误：根据题意“结果发现ATP的末端磷酸基团 一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误：高温处理可杀死食 被”P标记，并测得ATP与注入的”P标记磷酸的放射性强度 品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的南类，降低酶类对 儿乎-一致。“说明P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射 食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。故选C 性，B正确：根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端 例7.B由题干分析，己糖激南溶液置于45℃水浴12mn,酶活 磷酸基团.C错误：该实验不能说明转化主要发生在细胞核 性丧失50%；己糖激南溶液中加人过量底物后置于45℃水浴 内，D错误 12mi,酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否例6.CATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中 加入底物。所以研究的因素是底物，B正确：由题干可知，两： 的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP一ADP 组实验的反应时间均为12mn温度均为45℃且酶量一致，所 循环使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并 以研究的因素不是温度、反应时间和酶量，A、C、D错误。故 且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解时远离腺苷的特殊化 选B。 学键断裂，形成ADP和P,同时释放能量，C正确：ATP分子中 例8.C由①组可知，酶在低浓度Mg·条件下也有产物生成，说 含有2个特殊化学键，远离腺苷的特殊化学键很容易水解，D 明并非一定要在高浓度Mg·条件下才具有催化活性，A错 错误。 误：由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分的酶，其催例7.B核酸在水解酶的作用下水解为核酸的基本组成单位核 化活性在低浓度Mg+和高浓度Mg·条件下，均无产物生成， 苷酸：葡萄糖经过呼吸作用第一阶段转变为丙削酸：ATP通过 说明在两种条件下都没有催化活性，B错误：由第④组和第⑤ 水解，远离A的特殊化学键断裂，释放能量。 组对比可知，在高浓度Mg·条件下，第④组有产物生成，第⑤例8.(1)y(2)a 组没有产物生成，说明RNA组分具有催化活性，蛋白质组分 【解析】(I)ATP水解产生ADP时，断开远离腺苷的特殊化 没有催化活性，C正确，D错误。 学健，也就是将y位磷酸基团水解下来。所以ATP的一个磷 324 酸基因转移到DNA末瑞上，同时产生ADP时，应当是Y位磷 NADP和HT转化为NADP州，用于暗反应，有氧呼吸的第一 酸基因发生了转移。(2)ATP作为DNA生物合成的原料时， 阶段和第二阶段都可以生成NADH,而DNA存在于蓝细菌的 会脱掉远离腺并的两个磷酸基因，如果需要将”P标记到新合 拟核中，D正确，A,BC错误。故选D 成的DNA分子上，则P的磷酸基团应在dATP的a位上才能例6.(1)蓝类囊体海膜C,糖类紫外光 保留下来，进入DNA中， (2)无水乙醇叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光， 核心考点三 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 例1.B大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相 卜素的干扰 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 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对 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， 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 4正确：根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误：浇水 覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利于幼苗进行 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 光合作用 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 【解析】(1)叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个 细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。故 基粒都由一个个司拼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构 选B。 称为类食体。吸收光能的4种色素就分布在类食休的尊膜 例2.D细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙醒酸，需要一系 上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝 列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是 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 其中的一个关键酶，因此P℉K1不能催化葡萄糖直接分解为 差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸散的光能用于 丙酮酸，A错误：由题意可知，当ATP/AP浓度比变化时，两 暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C:,在酶 者会与℉K1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞 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 呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP 被还原的C1,经过一系列变化，又形成C,。据图可知，与白膜 结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误：由 覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地域弱幼 题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供 受到的辐射。(2)嫌叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙 求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误：运动时肌细胞 醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素和 消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而 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 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量 收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的千扰，测定叶绿素含量时， 增多，从而维持能最供应，D正确。故选D。 应选捧红光而不能选择蓝紫光。(3)据图可知，与覆盖其他 例3，C植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化 色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在 碳释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题 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 意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据 数据分析，与覆盖白膜和绿摸比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜 此推知在时间4之前，只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确：0a 素含量都更高，有利于幼苗进行光合作用。 阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a~b时间例7.(1)ATP,NADH叶绿素合成更多，且叶绿素降解慢 内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和C0,的过程，是植：(2)高突变体植株胞间C0,浓度低，气孔导度大，固定C0 物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B正确：无论是 能力强 产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少 (3)突变体植株蔗糖转化酶活性高，更多的莲糖转化为单糖 量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产 运输到籽粒的蔗糖减少 生酒精时生成的AP和产生乳酸时相同，C错误：酒精跨膜运 【解析】(I)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C, 输方式是自由散，该过程不需要消耗ATP,D正确。故选C 的还原。对比野生型和突变型不同条件下类震体膜蛋白稳定 例4.C由图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量 性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生 急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种 型，突变型细胞分氢素合成增加，而细胞分裂素可促进叶绿素 皮被突破的时间点，A正确：Ⅱ阶段种子内O浓度降低限制 的合成，同时叶绿素的降解可能更慢，故与野生型相比，开花 了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供 后突变体叶片变黄的速度慢。(2)据表可知，开花14天后突 应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正 变体的气孔导度大于野生型，但突变体的胞间CO,浓度低于 确：Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合 野生型，且突变依的呼吸代谢不受影响，说明突变体光合作用 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 更强，消耗的C02更多，因此突变体达到光饱和点需要的光照 吸被氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式 强度更高。(3)据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶 可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。故 活性更高，而蔬糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体内盖 选C 糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各 例5.D由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层 处，因此突变体向外运输的蔗糖减少，导致籽粒淀粉会量低 膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行例8。(1)3-磷酸甘油醛陈糖韧皮部 光合作用时，光反应阶段可以将ADP和转化为ATP,(2)高于在干早，高光照条件下玉米可以将光合产物及时 325- 转移：玉米的PEPC酶对CO,的亲和力比水稻的Rubisco酶更 应①是C0,的固定过程。(2)有氧呼吸的第一、二，三阶段的 高：玉米能通过PEPC南生成C4,使维管束鞘内的CO,浓度高 场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼 于外界环境，抑制玉米的光呼吸 吸第一阶段是葡蓟糖分解成两酮酸和NADH,合成少量ATP: (3)酶的活性达到最大，对CO,的利用率不再提高：受到ATP 第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少 以及NADPH等物质含量的限制：原核生物和真核生物光合作 量ATP,以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NAD川的场所是 用机制有所不同 细胞质基质、线粒体基质。(3)由图1可知，在线粒体中进行 【解析】(1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然C0的 光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2 围定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的 的来源除了有外暴环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7 卡尔文循环图解，可以看出CO,固定的直接产物是3-碎酸甘 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 油酸，然后直提被还原成3-磷酸甘油醛。3一藓酸甘油醛在 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 叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，菲糖是植 释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1 物长距离运输的主要糖类，燕辣在长距离运榆时通过韧皮部。 和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速 (2)千旱、高光强时会导致植物气扎关闭，吸收的C0,减少，而 幸，呼吸速来为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的 五米的PEPC酶对CO,的亲和力比水稻的Rubisco酶更高：玉 横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸達率，故据图3 米能通过PEPC酶生成C:,使雏管来鞘内的CO,浓度高于外 中的数据不能计算出林系I的总光合速率。(4)由图2、图3 界环境，抑制玉米的光呼吸：且五米能将叶辣体内的光合产物 可知，与株系2与T相比，转基因株系1的净光合遮率最 通过韧皮部及时转移出细胞。因此在干旱，高光照强度环境 大，因此选择转基图株系1进行种植，产量可能更具优势。 下，玉来的光合作用强度高于水稻。(3)将蓝铜简的C0,浓缩：例4.(1)高遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的C02浓度， (2)糖类等有机物 而植物的光合作用强度受到很多因素的影响：在光饱和条件 (3)培养条件A组遮光比例探究能提高作物产量的具 下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达 体的最适遮阴比例是多少 到最大，对CO,的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH 【解析】(1)分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素 等物质含量的限制，也可能是因为蓝如菌是原核生物，水稻是 含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下 真核生物，二者的光合作用机制有所不同。 植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。(2)比较国b 核心考点四 中B1组叶绿素含量为5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶 例1.D高温使呼吸码的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养 绿素含量为4.2：B1组的净光合速率为20.5，B2组的净光合 分，A正确：高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物 速率为7.0，B组的平均净光合递率为(20.5+7.0)/2= 合成减少，B正确：高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发 13.75,高于A组的11.8，推别B组可能会积累更多的糖类等 生菱驀，C正确：高温使作物叶绿素降解，光反应生成的 有机物，因而生长更快。(3)为了排徐无关变量对实验结果 NADPH和ATP诚少，D错误。故选D 的干扰，实验材料应选择前期培养条件一致、生长状态相似的 例2.A措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作 某玉米品种幼苗进行实验，在重复实脸中以A组作为对照组， 物开花的关系，④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的 B组和C组作为实险红，并保证除遮阴比例外其他环境条件 关系，A正确：措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细 一致：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需娶探 胞呼吸，降低有机物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高能 究能提高作物产量的具体的最适遮阴比例是多少 量利用率，促进光合作用，B错误：措施②春化处理是为了促例5.(1)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇 进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C错 (2)C,ATP和NADPH研究光合产物从源分配到库生成过 误：措施①的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度， 程：研究净光合积累有机物的量 ④光周期处理，日的是促进或抑制植物开花，D错误。故 (3)降低增加库源比降低，植株总的叶片光合作用制造 选A。 的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重 例3.(1)C0的固定 量增加 (2)细胞质基质线粒体基质 (4)离叶片越近的果实分配到的有机物越多.即库与源距离 (3)光呼吸呼吸作用7一10时，随着光照强度的增加，株 越近，库得到的有机物越多 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 (5)C 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 【解析】(1)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇，因此用乙醇 过程不能总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速 作为提取液。(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供 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 应C02,”C0先与叶绿体内的C,结合而被固定，形成的产物 二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率 还原为糖需接受光反应合成的ATP和NADPH中的化学能， (4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 合成的糖分子运输到某实等库中。在本实验中，远用CO,的 【解析】(1)在光合作用的暗反应迹程中，C02在特定酶的作 原因有研究光合产物从源分配到库生成过程，研究净光合积 用下，与C结合形成两个C,这个过程称作C02的因定，故反 累有机物的量等。(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着孩 326 枝物库源比降低，叶净光合速率降低：果实中含C光合产物： 高的品种能产生更多的能量雏持生命活动的进行，更加耐渍 的量增加：库源比降低导致果实单果重变化的原因是拉株总 害。(2)由表可知，叶绿素含量与胞间C0浓度的相关系数为 的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机 负值，说明二者呈负相关。光合远率与蒸腾速幸的相关系数 物量增多，因此单果重量增加。(4)根据表2实验结采，从库 为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸跨速率呈下 与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是高叶片 降趋势。由于胞间CO,浓度与光合速率和气孔导度呈负相 越近的果实分配到的有机物慧多，即库与源距离越近，库得到 关，即虽然气孔导度下降，但胞间C0上升，说明光合速率下 的有机物越多。(5)综合上迷实验结果，从调整库源比分析， 降主要由非气孔限制因素导致的。(3)脱落酸具有诱导气孔 能捉高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能 关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应，防 提高果实产量，故选C。 止有毒物质积界，提高植物对清害的耐受力。渍害发生后，有 核心考点五 些植物根系细胞通过调亡（程序性死亡），从而形成腔隙，进 例1.A二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境C0,浓 一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，笼解渍害 度可增加单位时间单位叶面积的氧气释效量，A符合题意：降 例4.(1)不相等温度a和。时的呼吸速率不相等 低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面： (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根 积的氧气释放量.B不符合题意：给光源加滤光片改变光的颜 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 色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低，比如将 干重减少 蓝紫光改变为绿光会降低光合速率，C不符合题意：移动冷光 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，C0,供应不足，暗反应速案 源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶 降低：温度过高，导致离的活性降低，使暗反应速率降低 面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作 (4)光合速率和呼吸速率差值 用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。故 【解析】(1)该植物叶片在温度难和心时的光合速率相等，但 选A 由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 例2，(1)红光和蓝紫光高等植物叶绿体中的叶绿素进和叶绿 (2)在温度时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于梳 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 物有些细胞不进行光合作用如根部铜胞，因此该植物体的干 紫光 重会减少。(3)温度想过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔 (2)大于 关闭，使C0,供应不足，暗反应速率降低：同时使酶的活性降 (3)b在密闭容器中，a组O,浓度与初始0，浓度M相同，说 低，导致C02因定速率减授，C,还原递率减慢，进而使暗反应 明光合速举等于呼吸速率：心，d组延长光照时间0，浓度不再 速率降低。(4)为了最大程度地菽得光合产物，农作物在温 增加，说明光合速率也等于呼吸速率：b组时光合速率大于呼 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 吸速率。综上所述.b组的光合作用速率最大 率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 (4)升高 例5.(1)能量渗透 【解析】(1)光合色素为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要 (2)与CK组相比，A,B,C组使用的是红光和蓝紫光，光合色 吸放蓝常光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)b组氧 素主要吸收红光和蓝紫光，A、B、C组吸收的光更充分，光合作 气求度高于组，说明光合作用大于呼吸，整体表见为吸收二 用速率更高，植物干重更高红光：蓝光=3：2当光质配 氧化碳，释放氧气。因此，日组二氧化碳浓度大于b组。 比为B组（红光：蓝光=3：2）时，植物叶绿素和氮含量都比 (3)密闭容器中，·的0浓度不再增加，说明此时，由于C02不 A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）高，有利 足，导致光合作用减弱等于呼吸作用。a组0浓度等于初始 于植物的光合作用，净光合速率更大，积累的有机物更多 求度，也意味着光合作用等于呼吸作用。而b组，此时光合作 (3)在25℃时提高C0,浓度光合速率增加幅度最高升高温 用仍然大于呼吸作用。综合来看，b组的光合作用速率最大。 度减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生 (4)d组O,浓度等于心组是由于密闭容器中C0,的跟制，此时 【解析】(1)植物进行光合作用需要在光服下进行，光为生 光合作用速率等于呼吸速率，打开客器之后，提供了更多的 菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控生策的形态建成。 CO,此时即便以的光照强度仍然可以使得光合速率上升大 生菜吸收营养液中含意的离子满是其对氯元素雷求，若营养 于呼吸作用速率。 液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高于细胞液浓度，根 例3.(1)三细胞质基质葡萄糖分解（糖酵解）耐渍害 细胞会周渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜 (2)胞间0，浓度下降非气孔限制因素胞间C0浓度 菱蒿。(2)分析图乙可知，与CK组相比，A,B、C组的干重都 与光合速率和气孔导度是负相关 校高。结合题意可知，CK组使用的是白光照射，而A、B、C如 (3)脱落酸程序性死亡（细胞凋亡） 使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故 【解析】(1)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧 A,BC组吸收的光更充分，光合作用速率更高，积累的有机物 呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵（无氧呼吸）的 量更多，植物千重更高。由图乙可知，当光质配比为B组（红 场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH,该过 光：蓝光=3：2)时，植物的千重最高：结合图甲可知，B组植 程需要NAD参与，所以氨接受体(NAD)再生，有利于萄萄 物叶绿素和氟含量都比A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红 糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越光：蓝光=2：1)高，有利于植物充分吸收光能用于光合作 327 用，即B组枝物的光合作用速单大于A组（红光：蓝光=1： 图可知PEP我化可利用大气中较低浓度的CO,,固定CO 2)、C组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高，植物 的能力比RBP骏化酶强。类食体薄膜是光反应场所，叶绿 千重最大，最有利于生莱产量的增加。(3)由图可知，在25℃ 依基质是睛反应场所，维管束鞘细胞的叶绿体只进行暗反应， 时，提高C02浓度时光合速率增幅最高，图此，在25℃时，提 推测其叶绿体结构上的特点是不含类量体。(3)根据题干， 高C0,浓度对提高生莱光合速率的效果最佳。植物工厂利用 GOC能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成C0,,并且通过抑 君秆发酵生产沼气，冬天可燃浇沼气以提高C0,浓度，还可以 制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基图的表达，抑制乙醇酸向外 升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步 转运，增加叶策体内的乙醇酸含量，从而转化出更多的C02, 提高。从农业生态工程角度分析，优点还有减少环境污染，实 所以G0C型水稻增加了乙醇酸利用率，减少了叶绿体中C0 现能量多级利用和物质循环再生等 的损失，但并没有直接加速C,再生C和影响酶活性，故B、D 热点情境直击高考方向 错误，速A、C。基于上述研究成果，通过增加C0,的含量和固 命题热点二 定，可提高光合速率，因此可通过改造农作物的BBP挽化酶 1.B“大豆干花湿荚，亩收石八：大豆干荚湿花，有秆无瓜”，说 基因，增强C0,的固定能力：将人工设计的代谢途径引入农作 明植物在不同的生长发育时期对水分的要求不相同，合理灌 物中等措施改造农作物以提高产量。(4)相比于传统污水处 溉可以提高作物产量，A正确：“不稀不稠，一拃出头”，说明合 理系统，新型污水处理系统使用蓝细蓝，蓝细菌可以进行光合 理密植是增加作物总产量的有效途径，在一定范围内，增加密 作用释放氧气，代替传统污水处理系统中曝气装置的提供氧 度，扩大叶面积，光合产物增加，产量上升，但叶片单位面积光 气（空气）的作用。“碳中和”是指环境中二氧化碳的排放总 合作用合成有机物的量不变，即提高农作物种植密度，可提高 量等于吸收总量，在该系统中体现为微生物严生CO2,蓝细菌 光合作用总产量，但光合作用速率不变，B带误：“白天热来夜 可吸收微生物产生的C0,。在生产、生活中，人类燃烧化石燃 间冷，一棵豆儿打一捧”说明白天温度适宜，光照强，有利于植 料，自然界生物的呼吸都会产生二氧化碳，通过植树造林可以 物进行光合作用，产生大量的有机物，夜晚温度降低后，植物 吸收二氧化碳，通过减少化石燃料燃烧可以降低碳的排放量 的细胞呼吸降低，减少有机物的消耗，所以温差大有利于有机5.(1)不同层次土壤内的水分，养分（无机盐）、光能、空间 物积累，增加产量C正确：”豆锄三遍”是给豆类松土和除去 (2)ATP,光合色素，酶，NADPH等 杂草，松土有利于根的有氧呼吸，避免无氧呼吸产生有害物 (3)间作时光饱和点和最大C0,吸收速率都大于单作时 质，除去杂草可减少杂草与黄豆竞争光照等，D正确 (4)①南豆12与C品种玉米②d 2,C用动物自身的细胞膜包封植物类囊体，免疫系统能够识别 【解析】(1)玉米和大正的根系深浅不一，深根系作物与浅 是自身物质，可以有效地避免免疫排斥，A正确：类囊体能够 根系作物搭配，在土壤中各取所需，可以充分利用土壤中的养 被衰老的软骨细胞摄取，涉及了膜融合，体现生物膜具有流动 分和水分，促进作物生长发育，达到降耗增产的目的：植株应 性，B正确；类囊体产生的ATP和NADPH是细胞再生修复不 高矮搭配，这样才有利于通风透光，使太阳光能得以充分利 可或缺的能量来源，C错误：动物细胞能量不足是组织衰老和 用。(2)作物可利用氯元素合成与光合作用有美的化合物有 退行性疾病发生的关键原因，因此该研究结合光疗，可为退行 ATP、光合色素、酶，NADPH等。(3)据图可知，间作时光他和 性骨关节炎等疾病的治疗提供新的思路，D正确。 点和装大C0吸收速率都大于单作时，因此推测间作玉米对 3.B不同柏物对光的波长和光照强度的需求不同.可根据植物 二氧化碳和光能的利用率较高。(4)①要选择大豆产量最高 生长特点调控光的波长和光照强度，A正确：为了保证植物的 的组，应比较各组之间的净光合速率，由表可得，南豆12与C 根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物 品种玉米相间种枝时，大正的净光合速率较高，因此应选择的 根部细胞的细胞液浓度，B错误：适当提高白天的温度可以促 种植组合是南豆12与C品种玉米。②弱光环境下，光合作 进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降 用减弱最主要的原因是光反应减弱，导致水的光解反应减弱 温则可以降低其细胞呼吸，使其少分解有机物，因此合理控制 和ATP的生成减少，并不是由于蒸腾速率降低所致：随着遮 昼夜温差有利于提高作物产量，C正确：适时通风可提高生产 光程度的增加，光反应越来越弱，净光合速率下降，导致胞间 系统内的CO浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。 CO,浓度增加，、e错误，b、d正确 4.(1)具有类粪体，其上分布有光合作用所需的色素和酶 命题新情境二 ATP,NADPH 1.(1)不同液池晚上储存苹果酸，H降低，白天苹果酸分解， (2)更强不含类囊体 pH升高 (3)AC改造农作物的R▣BP羧化酶基因，增强CO,固定能 (2)苹果酸的分解、细胞有氧呼吸PEP和C 力：将人工设计的代谢路径引入到农作物中，提高农作物的光 (3)晚上气孔开放，从外界吸收C0,白天气孔关闭，降低蒸腾 合效率 作用，减少水分的散失 (4)提供氧气（空气）蓝细菌吸收微生物产生的C0植树 (4)A 造林、减少化石燃料燃烧 【解析】(1)多肉植物的液泡晚上储存苹果酸，H降低，白 【解析】(1)叶绿体中有很多类案体，类囊体薄膜是光合作 天草果酸分解，H升高，所以多肉植物液泡的pH白天和晓上 用的场所，其上分布有光反应所雪的色素和醉。光能可转化 不同。(2)多肉植物细胞中苹果酸的分解、细胞有氧呼吸都可 为ATP、NADPH中的化学能，参与暗反应中C,的还原。(2)由 以释放C02,为植物光合作用提供CO2,据图可知，PEP与CO2 328