2025届高三二轮复习生物：细胞代谢课件

化学本质是蛋白质，不是纤维素 例5.（多选）下列关于生物膜的说法正确的有( ) A.构成高尔基体膜的脂质主要是磷脂、脂肪 B.用蛋白酶处理生物膜将改变其结构，但不影响选择透过性 C.糖被与细胞的保护、识别、免疫等有关 D.变形虫和草履虫的细胞膜的基本组成成分不同 E.叶绿体内膜和外膜属于生物膜系统，而类囊体薄膜不属于生物膜系统 F.分泌蛋白合成分泌越旺盛，高尔基体成分的更新速度越快 G.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出 H.大分子物质要经过载体蛋白的转运才能进入细胞 I.细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体 J.经过胞吐分泌的都是大分子物质 K.中心体的有无可作为判别褐藻和胚胎干细胞的依据 CF 磷脂和胆固醇 膜上的蛋白质会被分解 都是蛋白质和磷脂 属于 不是自由进出，具有选择透过性 胞吞 胞间连丝不需要受体 胞吐释放的神经递质是小分子 褐藻是低等植物，动物和低等植物都有中心体 6.(2014年江苏卷)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1~3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题:(1)图1表示的生理过程是　　 　　　,其主要的生理意义在于　　　　　　　。 (2)图2中存在3种信号分子,但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合,这说明　　　　　　　　 。 有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 受体蛋白具有特异性 (3)图3中ATP参与的主要生理过程是　　 　　。 (4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图　　　　(填图序号)中的膜结构。 (5)图1~3中生物膜的功能不同,从生物膜的组成成分分析,其主要原因是　　　　　 　　　。 (6)图1~3说明生物膜具有的功能有　　　　　　　　　(写出3项)。 暗反应中C3的还原 1、2 生物膜上的蛋白质的种类和数量不同 物质运输、信息交流、能量转换等 7.（2018全国I卷）生物膜的结构与功能存在密切的关系。下列有关叙述错误的是（ ） A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶 B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏 C.细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道 D.线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶 D 线粒体基质 溶酶体膜的成分可能被修饰(糖基化)， 使得水解酶不能对其发挥作用 为什么溶酶体膜不会被自身的水解酶分解？ ①分解衰老、损伤的细胞器； ②吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 溶酶体作用： 8．细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损、异常的蛋白质和衰老的细胞器进行降解的过程。被溶酶体降解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外(部分过程见下图)。回答下列问题： (1)细胞内衰老的线粒体可在自噬体内被降解，该过程利用了溶酶体中的________酶。若利用同位素标记法验证“自噬体中的酶来自于高尔基体”，则实验现象应为________________。 水解 被放射性标记的氨基酸依次出现在高尔基体、溶酶体、自噬体中 (2)研究表明，若抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明在肝癌发展期，细胞自噬会________(填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，结合图中自噬过程，推测其原因可能是________________。 促进 癌细胞可利用自噬过程的降解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要 (1)核膜具有流动性和 性,控制离子和小分子物质进出。 (2)核孔的作用: 的通道。 (3)核仁的作用: 的形成有关。 (4)细胞核的两大功能: 、 的控制中心。 选择透过 核质间物质交换和信息交流 与某种RNA的合成及核糖体 遗传信息库 细胞代谢和遗传 三、细胞核的结构和功能 补充：二轮大本P8 5．(2023·湖南卷)核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关。(√) 10．(2023·山东卷)原核细胞无核仁，不能合成rRNA。(×) 11．(2023·湖南卷)内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道。(√) DNA不能通过核孔 核糖体的形成离不开核仁（×） 原核细胞也有核糖体（rRNA和蛋白质） 糙面内质网能合成蛋白质，不过不是直接合成，由核糖体直接合成 1.请从细胞生命活动的角度分析,真核和原核细胞中都含有核糖体原因： 细胞的生长发育、遗传、代谢等生命活动都离不开蛋白质的参与,蛋白质是生命活动的主要承担者。核糖体是蛋白质合成的场所。 2．真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因是什么？ 真核细胞中的核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，导致抗体(蛋白质)的合成不能正常进行。 命题2 细胞的物质输入和输出 物质的量浓度相同的葡萄糖溶液和NaCl溶液，因NaCl溶液中含Na＋和Cl－，故NaCl溶液的渗透压较大。 8 (2022·全国甲卷，2)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　) A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 C 细胞b吸水，细胞液浓度大 小于 水分交换达到平衡时，细胞内外溶液浓度相同。但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，而细胞a未失水，因此水分交换平衡时，细胞液浓度：c＜a 例题：将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。 (1)细胞吸水大于失水是 组；蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度的是 组。 (2)花冠细胞液浓度介于 mol·L－1之间。 (3)若要进一步确定使花冠细胞吸水和失水基本相等的蔗糖溶液浓度，简要的操作步骤是： 再在0.4～0.5mol·L－1配制一系列等浓度梯度蔗糖溶液（自），重复该实验，测量实验后花冠细条长度（因）。当实验前长度与实验后长度比值为1的蔗糖溶液浓度即为使花冠细胞吸水和失水基本相等的蔗糖溶液浓度。 a、b、c d、e、f 0.4～0.5 2.物质进出细胞方式的判断方法 被动 胞吞和胞吐 主动运输 协助扩散 3.三种跨膜运输方式的曲线图及影响因素 协助扩散或主动运输 主动运输 无氧呼吸供能 转运蛋白数量有限 二 轮 专 题 复 习 11 参与主动运输的三种载体蛋白的比较 位于细菌细胞膜上 同时转运两种不同溶质。一种离子或分子顺浓度梯度转运；另外一种离子逆浓度梯度转运，不直接消耗ATP，利用的能量储存在顺浓度梯度转运的溶质的电化学梯度中 协同运输载体 二 轮 专 题 复 习 12 [归纳记忆]同一物质的不同运输方式 　 ②Na＋: 进入神经细胞: 运出神经细胞: ③K＋: 进入神经细胞: 运出神经细胞: 协助扩散，靠离子通道蛋白。 主动运输，Na＋—K＋泵 主动运输，Na＋—K＋泵 协助扩散，靠离子通道蛋白 1.探究是主动运输还是被动运输 2.探究是自由扩散还是协助扩散 呼吸抑制剂 主动运输 被动运输 蛋白质抑制剂或蛋白酶 协助扩散 自由扩散 探究物质扩膜运输方式 （2024·浙江高考）植物细胞胞质溶胶中的Cl-、NO3-通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（ ） A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度 B．通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C．Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 C 通过离子通道运输为协助扩散 由图可知，细胞液的pH3-6，胞质溶胶的pH7.5，说明细胞液的H+浓度高于细胞溶胶，若要长期维持膜内外的H+浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H+运输到细胞液中 不直接消耗ATP，直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度 使光合作用产物及时转移 15 （2024全国模拟）种植海水稻不仅能增加农作物产量，还能改善滩涂的土壤状况及盐碱地的土壤肥力。但盐碱地中过多的无机盐，不仅增大了土壤溶液的渗透压，使海水稻根吸水困难，产生渗透胁迫，还会使土壤呈碱性，出现碱胁迫。请结合资料和图回答下列问题。 资料：土壤中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原体也会感染海水稻植株，影响海水稻正常生长，而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。 (1)图中涉及的H+跨膜运输的方式为______。 (2)Na+在细胞质基质积累过多会对细胞产生毒害，海水稻如何缓解Na+的毒害？____________。 协助扩散、主动运输 Na+分别通过SOSⅠ和NHX逆浓度梯度被运至细胞外和液泡中，以缓解Na+造成的毒害 主动 协助 协助 协助 自由 胞吐 （2024全国模拟）资料：土壤中过量的钠盐会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原体也会感染海水稻植株，影响海水稻正常生长，而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。 (3)结合资料和图分析海水稻抵抗盐碱地各种胁迫和不利影响的机制。_______（答3点）。 (4)基于海水稻在盐碱地中抵抗渗透胁迫和离子毒害的机理，可以推测出海水稻根尖成熟区的细胞液浓度比一般水稻品种的高。请利用质壁分离实验的原理，设计实验进行验证，并写出实验设计思路：____________。 海水稻通过液泡膜上的转运蛋白NHX将细胞质基质中Na+运输到液泡中储存；海水稻通过细胞膜上的转运蛋白SOSⅠ将Na+从细胞质基质中运输到细胞外；海水稻通过胞吐的方式分泌出抗菌蛋白。 分别取海水稻和一般水稻品种的根尖成熟区的细胞，制成临时装片，配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。 （高考题重组，多选）关于酶的叙述，错误的是(　　) A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同 D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 E．水的跨膜运输、CO2的固定都需要酶的参与 F．酶催化效率高是因为其降低化学反应活化能的作用显著 G. 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是RNA。 BC E 二、酶和 一些酶的种类不同 酶本身是蛋白质，可被蛋白酶分解 低温使分子运动减弱,从而使酶和底物结合率降低,反应速率就降低,表现出来的就是酶活性降低 18 1. 酶的特性曲线 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______________。  ②图2中两曲线比较,表明酶具有______________。  高效性 专一性 例1.酶的抑制剂分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，其作用机理如下图甲所示，图乙表示在不同条件下底物浓度与反应速度的关系。 （1）乙图中曲线________表示非竞争性抑制剂和酶结合后的反应速率变化曲线，因为 c 非竞争抑制剂与酶结合后，使得酶活性位点的空间结构发生改变 ，使酶不能再与底物结合，增加底物浓度不能提高反应速度，对应乙图曲线c 2.乙图中b曲线表明，随着底物浓度升高，抑制剂抑制效力变得越来越小，其原因是 。 底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小 影响酶促反应速率的因素及其机理 空间结构 酶的保存：低温、最适pH 二 轮 专 题 复 习 21 (2022·广东高考)某同学对蛋白酶 𝐓𝐒𝐒 的最适催化条件开展初步研究， 结果见下表。下列分析错误的是( ) A.该酶的催化活性依赖于𝐂𝐚𝐂𝐥𝟐 B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度 C.该酶催化反应的最适温度为 𝟕𝟎 ℃ ，最适 𝐩𝐇 为9 D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 C　 组别 温度/ 降解率/% ① 9 90 38 ② 9 70 88 ③ 9 - 70 0 ④ 7 70 58 ⑤ 5 40 30 注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 温度梯度和 梯度都较大，不能说明最适温度为 、最适 为9 ②③ 3. 探究酶的相关实验 底物分 解速率 归纳关于酶实验 ①看到蔗糖，不能用碘液；②看到温度，不能用H2O2；③看到pH，不能用淀粉； ④看到蛋白酶，不能用双缩脲试剂检测。 ⑤pH和温度探究酶活性时，酶和底物接触前先处理好酶 二 轮 专 题 复 习 23 (2024浙江高考）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 B　 根据单位时间内产物生成量来计算酶活性。若苯丙氨酸消耗完，产物量相同。 （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（　　） 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 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 — — — — B　 ①②③④⑤⑥ 注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。 ②④，再①②④（两者均有） ③④⑤，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2 对比①③组S1、S2 需要检测Ce5-Ay3-Bi组 主要能源物质： 生物体内储能物质： 能量的根本来源： 太阳能 糖类 脂肪(植物：淀粉 动物：糖原） 生物体内的能源物质是： 糖类、脂肪、蛋白质 直接能源物质： ATP 能量 物质 呼吸作用的底物可以是糖类、脂肪、蛋白质，比较常见的是葡萄糖 4. ATP ~ ~ 组成元素 C、H、O、N、P 化学组成 1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团 结构简式 A－P~P~P 腺苷(A) 腺苷一磷酸（AMP） 腺苷二磷酸（ADP） 腺苷三磷酸（ATP） 结构特点 远离腺苷的特殊的化学键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成 两个特殊化学键 RNA基本单位之一 (腺嘌呤核糖核苷酸) 含量特点 在细胞中含量少，ATP与ADP的转化快 ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质 ATP特点：含量少，与ADP相互转化，不是可逆反应，处于动态平衡。生物界统一。 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP ATP ADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光能 (光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊化学键中的能量 能量去路 储存在特殊的化学键中，一般与细胞内放能反应相联系 用于各项生命活动，一般与细胞内吸能反应相联系 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 例 葡萄糖的氧化分解 蛋白质的合成、主动运输 【习题检测】 1.（2024·全国甲卷）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（ ） A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸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β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键. C　 ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸 C. ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量 1. 有氧呼吸：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，生成大量ATP的过程。 细胞质基质 C6H12O6 2C3H4O3＋4[H] 少量能量 线粒体基质 2C3H4O3＋6H2O 6CO2＋20[H] 大量能量 少量能量 线粒体内膜 24[H]＋6O2 12H2O 能量去路： 一部分能量储存在ATP中，大部分能量以热能形式散失。 判断：葡萄糖在线粒体中被氧化分解 错，线粒体膜没有葡萄糖的转运蛋白 （2024·重庆·高考真题）肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是（ ） A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成［H］ D 线粒体基质 有氧呼吸第一阶段和图中4步 图中未体现 （一）有氧呼吸的电子传递链 发生在线粒体的内膜上，不需要光，电子供体是NADH，电子受体是O2。 　 主动运输 主动运输 主动运输 协助扩散 练1：【2024天津阶段练习】已知DNP不影响电子传递，可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关叙述不正确的是（ ） A．图甲过程是有氧呼吸的第三阶段，与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多 B．有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气，4℃时线粒体内膜的电子传递受阻 C．高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达内外膜间隙，建立膜两侧H+浓度差 D．呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力，DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少 B 4℃时耗氧量更多，消耗葡萄糖的量也更多 由图乙可知，4℃与25℃+DNP处理的结果十分相似，推测两者可能有相似的有氧呼吸第三阶段。由于DNP不影响电子传递，故4℃时线粒体内膜上的电子传递无影响。 2. 无氧呼吸：细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。 能量去路：大部分存在酒精或乳酸中；释放的能量大部分热能散失；少部分储存在ATP中。 场所：细胞质基质 进行无氧呼吸的细胞： ①产物酒精和二氧化碳：大多数植物细胞无氧呼吸； ②产物乳酸：玉米胚、马铃薯块茎和甜菜块根等少数植物细胞、动物细胞及乳酸菌等无氧呼吸； ③无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等。 酒精发酵：C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 乳酸发酵：C6H12O6 2C3H6O3＋少量能量 第一阶段 葡萄糖 丙酮酸＋[H]＋少量能量 第二阶段 酒精发酵 [H]＋丙酮酸 ____________ 乳酸发酵 [H]＋丙酮酸 ______ 酒精＋CO2 乳酸 [H]的产生过程： 由氧化性辅酶Ⅰ(NAD+)转化 为还原性辅酶Ⅰ（NADH） （二）无氧呼吸和有氧呼吸的区别 思考1.无氧呼吸第二阶段不产生ATP，生物为什么要进行这个过程？ 2.请从丙酮酸的含量角度分析氧气能抑制无氧呼吸的原因： 3.氧气 （填“能”或“不能”）抑制哺乳动物成熟红细胞的无氧呼吸过程，简要阐述判断理由： 第二阶段消耗第一阶段产生的NADH并产生NAD+,为第一阶段提供足够的NAD+,保证无氧呼吸的顺利进行。 氧气促进有氧呼吸，有利于丙酮酸进入线粒体，导致细胞质基质中的丙酮酸含量降低，丙酮酸被NADH还原成酒精和CO2的过程减弱 哺乳动物成熟的红细胞没有线粒体，丙酮酸无法进入线粒体，丙酮酸的含量不会降低，因此氧气不会抑制哺乳动物成熟红细胞的无氧呼吸过程 不能 依据1——根据反应物和产物判断 1. 产生H2O→一定存在有氧呼吸 2.产生酒精或乳酸→一定存在无氧呼吸 3.无CO2释放→一定为产生乳酸 的无氧呼吸 依据2——根据物质的量的关系判断 不消耗O2，释放CO2→只进行产生酒精 的无氧呼吸 不消耗O2，不释放CO2→只进行产生乳酸 的无氧呼吸 CO2释放量=O2吸收量→只进行有氧呼吸 或同时进行有氧呼吸 和产生乳酸的无氧呼吸 CO2释放量＞O2吸收量→同时进行有氧呼吸 和产生酒精的无氧呼吸 CO2释放量＜O2吸收量→可能存在脂肪 的氧化分解，因为脂肪含H多O少，氧化分解时消耗O2更多。 CO2释放量=酒精产生量→只进行产生酒精 的无氧呼吸 依据3——根据场所判断只在细胞质基质中→无氧呼吸 ，有线粒体参与→存在有氧呼吸   拓展：区分有氧呼吸和无氧呼吸的依据 （2024陕西渭南模拟）体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动，有氧运动能增加心肺功能，如慢跑。无氧运动能增强肌肉力量，如短跑等。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。若呼吸底物仅为葡萄糖，下列有关说法正确的是（ ） A．骨骼肌在有氧运动中仅进行有氧呼吸，无氧运动中仅进行无氧呼吸 B．短跑过程中，肌肉细胞CO2的产生量大于O2消耗量 C．骨骼肌细胞有氧呼吸过程消耗水的场所是线粒体基质 D．耗氧量与乳酸生成量相等时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍 C 有氧呼吸—— 葡萄糖：O2: CO2=1:6:6 无氧呼吸—— 葡萄糖： CO2=1:2 葡萄糖： 酒精/乳酸=1:2 规律1：消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸产生的CO2（或消耗的O2）：无氧呼吸产生的CO2= 规律2：消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2：有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和= 。 在有氧运动和无氧运动中，骨骼肌都同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，只是二者的比例不同 3 等于，因为肌肉细胞不产生CO2 3:1 3:4 （2023山东高考改编）某植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法错误的是（　　） A．甲、乙曲线分别表示CO2释放量和O2吸收量 B．O2浓度由0到b的过程中，无氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低 C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D．O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 D a时：CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。 按有氧呼吸中葡萄糖 : O2 : CO2=1:6:6，无氧呼吸葡萄糖:CO2=1:2，算得葡萄糖的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。 而无氧呼吸消失点时，CO2的相对值为0.7，算得葡萄糖的相对消耗量为0.11，明显比a点时要低！ 【2022 广东高考】种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（ ） A．该反应需要在光下进行 B．TTF可在细胞质基质中生成 C．TTF生成量与保温时间无关 D．不能用红色深浅判断种子活力高低 B A、大豆种子充分吸水胀大，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需在光下进行 B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成 C、保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF D、相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低 练1：【2025内蒙古模拟】某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是（ ） A．途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B．途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C．酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D．生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 C 也可发生在好氧细菌 还有一部分以热能散失 途径二、三使酵母菌在无氧环境中也能生存 途径三为无氧条件，产生的ATP较少 2.某生物科技活动小组利用如图装置测量萌发小麦种子的呼吸速率，测试前打开A、B开关，待U形管两侧液面高度相等后，关闭A、B进行测试。下列有关分析正确的是（　　） A．小麦种子细胞中消耗O2和产生CO2只在线粒体内进行 B．一段时间后，U形管两侧液面的高度差表示种子呼吸产生CO2量 C．可用重铬酸钾来检测小麦种子呼吸过程中是否生成了酒精和CO2 D．增设将装置内小麦种子替换为等量煮熟小麦种子的对照组可使检测结果更准确 D 作用：排除物理误差（避免大气压变化引起的液滴移动） 消耗的O2量 无氧呼吸也可以产生二氧化碳，场所是细胞质基质 练3（2024 山东高考）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。下列说法错误的是（　　） 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 C A、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 C、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 D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，消耗等量葡萄糖，有氧呼吸产生的NADH是无氧呼吸的6倍，故此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 练4：【2024贵州高考】农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。 (1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有___________； 参与有氧呼吸的酶是___________（选填“甲”或“乙”）。 (2)在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是___________；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的___________倍。 (3)若水淹3d后排水，作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是___________（答出2点即可）。 需要氧气参与；有机物被彻底氧化分解；释放大量能量，生成大量ATP 乙 O2的含量 3 无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0~3d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失 有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2 [简单回顾] 光合作用的过程 C5又称RuBP或核酮糖-1，5-二磷酸 四、光合作用 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 光合色素的作用： 吸收、传递、转化光能 位于叶绿体的类囊体薄膜上 C3又称3-磷酸甘油酸，是光合作用的第一个产物 练1：【2020全国卷】为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题： （1）该实验所用溶液B应满足的条件是_____________（答出2点即可）。 （2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_____________。 （3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_____________。 pH 应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同 细胞质基质组分和线粒体 有 类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能 （2023 湖北高考）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（　　） A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获 D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 C　 增强　 LHCⅡ与PSⅡ的分离减少，增强捕获 练2：【2023河南郑州模拟改编】下图是某叶肉细胞进行光合作用的示意图，其中光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）主要由蛋白质和光合色素组成，Rubisco是催化C5固定CO2的酶。请回答下列问题。 (1)PSⅡ和PSI主要分布在叶绿体的 __________ 上，该结构含有的两类光合色素是 _____ ___________，这两类光合色素均在_ ____光区出现吸收高峰。 (2)过程①所产生的氧气量可用来表示光合作用的__________（填“净值”或“总值”），其进入该细胞的线粒体被利用至少需要穿过__________层磷脂分子。若图中C3含量突然下降，可能改变的外界条件是_____ _____或_____ _____。 类囊体薄膜 叶绿素和类胡萝卜素 蓝紫 总值 10 CO2浓度下降 光照强度增大 出类囊体薄膜1层膜+出叶绿体2层膜+进线粒体2层膜 (3)适量增施氮肥有利于提高光合作用速率，试从PSⅡ和PSI的物质组成上解释其原因________ ___。 (4)强光条件下，植物吸收的光能超过光合作用的利用量，过剩的光能，有时可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。据图分析，光抑制导致光合作用强度下降的原因可能是_____ _____。 PSII和PSI含有蛋白质和叶绿素，这两类物质的合成均需要N元素 强光导致PSII和PSI受损伤或叶绿体结构损伤 练2：【2023河南郑州模拟改编】下图是某叶肉细胞进行光合作用的示意图，其中光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）主要由蛋白质和光合色素组成，Rubisco是催化C5固定CO2的酶。请回答下列问题。 1. 淀粉在叶绿体中合成，光合产物主要以淀粉形式储存。 2. 蔗糖在叶绿体外的细胞质基质中合成。蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，通过筛管运输。 光合产物的储存与运输： 3. 不同产物形式的意义 ① 很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是： 淀粉不溶于水，能维持渗透压平衡，保持叶绿体正常形态，防止吸水涨破（山东三模） ② 蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是： 非还原糖较稳定(或蔗糖分子对渗透压的影响较小) 筛管运输有机物，导管运输水和无机盐 淀粉、纤维素不溶于水 储存与运输的需求不同，储存需要不溶，避免影响渗透压；运输需要可溶 练1：【2023全国甲卷节选】某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是__ ___。 黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH，所以无法形成糖类。 练2：【2024福建龙岩模拟】糖和淀粉是绿色植物光合作用的重要产物，二者都是由在卡尔文循环中产生的丙糖磷酸转化而成，其合成过程如图所示。其中磷酸转运体（TPT）在将丙糖磷酸运到细胞质基质的同时可将无机磷酸（Pi）运入叶绿体，且这种转运严格遵循1：1的反向交换原则。下列叙述正确的是（ ） A．由图中可知淀粉和蔗糖都是光合作用的产物， 合成场所都在叶绿体基质 B．TPT的化学本质为蛋白质，能结合Pi和丙糖磷酸， 说明不是所有的载体都有专一性 C．据图可知，当细胞质基质中的Pi水平降低时， 淀粉的合成会减少 D．根据光合作用过程并结合图，推测丙糖磷酸生成 蔗糖的过程需要细胞呼吸提供的ATP D 当细胞质基质中Pi水平降低时，会导致丙糖磷酸不能转运至细胞质基质，而使淀粉的合成增加 练3：【2023山东潍坊模拟】下图是棉花叶肉细胞的光合作用过程示意图，磷酸丙糖转运器的活性受光的调节，适宜光照条件下，其活性较高。 (2)由图分析可知，C3被还原为磷酸丙糖后，下一步利用的去向是___ 。 通常情况下，Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1反向交换方式进行转运。在环境条件由适宜光照转为较强光照时，短时间内磷酸丙糖的转运速率会__ _（填“升高”或“降低”），则更有利于__ __（填“淀粉”或“蔗糖”）的合成，原因是____。 转化为C5，或合成淀粉和蔗糖 降低 淀粉 由适宜光照转为较强光照时，磷酸丙糖转运器的活性降低，导致叶绿体内磷酸丙糖积累增多，从而促进淀粉合成； 另外由细胞质基质转入叶绿体的Pi减少，促进磷酸丙糖向产生Pi和淀粉的方向进行，这样更有利于淀粉的合成 练3：【2023浙江高考节选】叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率__________（填“升高”或“降低”）、果实中含13C光合产物的量__________（填“增加”或“减少”）。库源比降低导致果实单果重变化的原因是__________。 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 降低 增加 库源比降低，植株总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物量增多，因此单果重量增加。 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。 根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是__________。 (5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合格）的是哪一项？__________ A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土 减少果实数量，保留的果实能获得更多的光合产物 【解题程序与方法】 “现象——原因”类试题 条件 (起点） 过程 结果 / 条件 过程 结果 (终点） 内因 外因 现象 题干信息+生理过程（教材） 利用因果连环推理，做完美答案 变式训练（2017年全国1卷）（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是__________。 密闭、无O2 光照 光合作用 密室O2↑ O2 +【H】 ↑ 有氧呼吸↑ 直接原因且教材中核心主干知识详细叙述 甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。 4. 研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度。光合产物从“源”向“库”运输的物质形式主要是蔗糖，每运出一分子该物质相当于固定了____个CO2分子（常考填空） 以下为某实验数据，由此推测：去果处理降低了_____（填“库”或“源”）的大小，使叶片中______________积累，进而抑制了光合速率，请从暗反应阶段CO2供应的角度概述该抑制机制：_____（用文字和“→”表示） 组别 净光合速率 μmol·m-2·s-1 叶片蔗糖含量 mg·g-1FW 叶片淀粉含量mg·g-1FW 气孔开放程度mmol·m-2·s-1 对照组（留果） 5. 39 30. 14 60. 61 51. 41 实验组（去果） 2. 48 34. 20 69. 32 29. 70 库 保卫细胞中淀粉积累→气孔开放程度下降→CO2供应减少→抑制暗反应→光合速率降低 蔗糖和淀粉 12 蔗糖是二糖，可水解为葡萄糖和果糖（化学式均为C6H12O6) 练5：某研究小组选择健壮的、处于生长期的某种绿色植物进行了一系列探究实验： (1)分别选择该绿色植物不同比例的叶片进行完全遮光处理，在适宜光照下检测未遮光处理叶片的光合速率和淀粉含量，结果如下图所示。 ①本实验检测的是 (填“净光合速率”或“总光合速率”)。 ②该实验结果说明未遮光叶片的光合速率与其淀粉含量的关系是呈负相关。试分析随着遮光叶片比例上升，未遮光叶片淀粉含量下降的原因是 。 ③据此推测，摘除花、果实等非光合作用器官，叶片的光合速率 。 净光合速率 未遮光叶片中的淀粉输出量增加 降低 未遮光叶片能光合作用合成淀粉，而遮光叶片无法光合作用，变为需要有机物输入的器官，使未遮光叶片中的淀粉输出量增加，光合速率上升。 未遮光叶片中的淀粉输出量减少，光合速率下降 五、光（CO2）饱和点和光（CO2）补偿点 1.重要概念和题型表述 光饱和点是指 。 光补偿点是指 。 CO2补偿点是指 。 CO2饱和点是指 。 光合速率等于呼吸速率时的光照强度 光合速率达到最大时的最小光照强度 光合速率达到最大时的最小CO2浓度 光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度 五、光（CO2）饱和点和光（CO2）补偿点 2.补偿点和饱和点的移动情况 A点：代表呼吸强度变化， 只能上下移动（一般不考察，除非温度改变） C点：光饱和点只能左右移动， 有利于光合作用会右移 B点：光补偿点 有利于光合作用会左移 如提高CO2，B点 移，C点 移，D点 移。 若培养条件缺镁，B点 移，C点 移，D点 移。 左 右 右上 右 左 左下 练2：【2022江西三模】图3中光照强度为Z时，a、b植物积累葡萄糖速率之比为 _______ ，对a植物而言，假如白天和黑夜的时间各为12h，平均光照强度大于_______klx，该植物才能正常生长。若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度降低到25℃（其他条件不变），则图中M点的位置理论上的变化是_______。（右上移、右下移、左下移、左上移） 8：6 （或 4：3 ） Y 右上移 有利于光合作用时光饱和点会右移 净光合速率 CO2固定量：总光合速率 CO2吸收量：净光合速率 （1）ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 （1分），叶片主要吸收可见光中的 光。 一、试题解法 （2023广东卷）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图6。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。） 类胡萝卜素/叶绿素较高 蓝紫光和红 （2）光照强度逐渐增加达到2000μmolm-2s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 （2分）。 等于 呼吸速率较强 （4）试分析在0～50μmolm-2s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题: WT ygl 画图要点：需要用不同线型并且标注，WT的光补偿点是15，ygl的光补偿点是30 采分点：WT的呼吸作用强度小于ygl（1分），WT的光补偿点小于ygl（1分） （3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体 （2分），是其高产的原因之一。 光能利用率较高 图中的信息 一、试题解法 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl?（2分） 补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl（2分）           为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（2分） 采分点：必须提到两个品种。 如为什么WT的净光合速率在低光照强度比较高（0分） （4）试分析在0～50μmolm-2s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题: WT ygl 【细节综合题】如图为不同种植物在最适宜温度下的光补偿点与光饱和点的相对值 。下列叙述正确的是（ ） A． 植物Ⅰ在光补偿点时，叶肉细胞不释放氧气 B．增大CO2浓度， 植物Ⅰ的光补偿点减小，光饱和点增大 C．适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点 D．最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ 注意看清对象（植物还是叶肉细胞）！！！ 有利于光合作用，补偿点左移，饱和点右移（最大光合速率右上移） 注意题干特殊限制已有适宜条件 植物Ⅱ B 五、光（CO2）饱和点和光（CO2）补偿点 3.阳生植物与阴生植物的区别 阳生植物一般更高大，故其光补偿点较大 光饱和点较大 光合速率最大值也高 光照强度 CO2 吸 收 量 CO2 释 放 量 O 阴生植物 阳生植物 练4【2020全国Ⅰ卷】农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 ______ ，选择这两种作物的理由是 ___________________ 。 A和C 作物A长得高且饱和点高，可以利用上层光照进行光合作用，作物C长得矮且光饱和点低，与作物A间作，能利用下层弱光进行光合作用 六、“三率”的辨别和计算 项目 表示方法 O2 CO2 有机物 真正光合速率 O2的产生量 CO2的固定量 有机物的制造量 呼吸速率 （黑暗下测量……) O2的吸收量 CO2的释放量 有机物的消耗量 净光合速率 O2的释放量 CO2的吸收量 有机物的积累量 1. 三种速率的表示方式 例1：图甲中如果在C、F时刻，植株制造葡萄糖的速率相等，则C、F两点的呼吸强度的比较结果是___________；试分析原因 。 F>C C、F两点所制造的葡萄糖总量相等，即真光合速率相等， 真光合速率=净光合速率+呼吸速率， 由于F点净光合速率小，所以F呼吸速率大，故F>C。 ①操作图示 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)。 “叶圆片称重法”——测定有机物的变化量 呼吸速率＝ ; (x - y)/2S 净光合速率＝ ; 总光合速率＝ ; (z－y)/2S (x＋z－2y)/2S 一、“三率”的关系及测定 自然环境中一昼夜植物净光合速率曲线分析 1 呼吸＞光合 光合＞呼吸 ①c点和e点： 光合＝ 呼吸 ②oa： ③bc： ④hi： h i j ⑤je： 随光照强度增加，光合作用逐渐增强，释放的CO2减少，但光合＜呼吸 凌晨3-4点，温度降低，呼吸酶活性低呼吸作用减弱，释放的CO2减少 温度过高，蒸腾过强，气孔关闭，CO2摄入不足，暗反应受阻，光合减弱 光照强度逐渐减小，光合作用减弱 ⑥g： 光照强度降为0，光合作用停止 光合作用启动点 光合作用停止点 二、光合作用与细胞呼吸联系 呼吸＞光合 光合＞呼吸 S1 S2 S3 ⑥一昼夜积累的有机物为： S1—（S2+S3） 此值大于0时，植物可以生长，否则不生长 ⑦有机物积累最多的点： e点 自然环境中一昼夜植物净光合速率曲线分析 1 二、光合作用与细胞呼吸联系 密闭环境中一昼夜植物光合速率曲线的分析 2 呼＞光 呼＞光 光＞呼 D点和H点： 光合=呼吸 I点： 一昼夜后容器内剩余的CO2 经过一昼夜植物能否积累有机物： I点低于A点，总光合＞总呼吸， 能积累有机物，植物能生长 积累有机物最多的点： H点(CO2浓度最低） BC段： 温度降低，呼吸酶活性低 C点： 光合作用开始 FG： 光合午休 二、光合作用与细胞呼吸联系 【自然环境中一昼夜植物光合作用曲线】 【密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线】 能积累有机物的时间（光合速率大于呼吸速率） 净光合速率大于0，即c-g（不含c、g点） 曲线下降时，即C-G（不含C、G点） 4.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 【自然环境中一昼夜植物光合作用曲线】 【密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线】 开始进行光合作用的点 一昼夜能否积累有机物 b点 B点（在C点之前） 计算：P -( M + N )是否大于0 比较I点时CO2浓度是否比A点时低 4.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 【自然环境中一昼夜植物光合作用曲线】 【密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线】 有机物积累最少的点 有机物积累最多的点 c点 C点 g点 G点 4.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路 光反应（水光解） 还原C3 例1：如图为:某单细胞生物中进行的代谢过程图 ，图中序号代表细胞代谢的不同阶段。下列有关说法正确的是（　　） A． 过程①产生的C3可在NADPH和ATP的作用下被还原成C5 B． 过程④需要在叶绿体色素吸收光能的条件下才能进行，并产生O2 C． 图中产ATP的过程有①②③④，而消耗ATP的过程有⑤ D．图中一定发生在细胞质基质中的是过程 ①，一定在细胞器相关膜上进行的是过程③和④ C　 ①有氧呼吸第一阶段 C3也可以表示丙酮酸 ②有氧第二阶段 ⑥CO2的固定 ⑤C3的还原 不一定是叶绿体色素，蓝细菌中的藻蓝素也可以 不一定是细胞器相关膜，如好氧细菌的③过程，蓝细菌的④过程在细胞膜上 练1：【2022福建卷】(2)为测定两种培养模式的栅藻光合速率，有人提出可以向装置中通入C18O2，培养一段时间后检测18O2释放量。你认为该方法 _____（填“可行”或“不可行”），理由是_____。 不可行　 C18O2中的18O在暗反应中随C18O2转移到糖类等有机物中（ C18O2→C3→CH218O），光反应中释放的O2来自H2O，排出的气体中检测不到18O2 八、影响光合作用的因素 CO2浓度 水分 光 光质 光照强度 光照时间 光照面积 酶 色素 温度 矿质元素 气孔开闭情况 内因 外因 ①酶的种类、数量、叶绿素含量 ②叶面积指数 ③遗传特性（阴生、阳生植物） ①光照（强度、光质） ⑤矿质元素 ④水分 ②CO2浓度 ③温度 影响 因素 气孔是两个保卫细胞之间形成的的小孔 组成气孔的保卫细胞吸水膨胀，气孔张开，反之关闭。温度和水分都会影响气孔导度。 1.CO2浓度——气孔导度 光合午休现象的原因 夏季晴朗白天，正午温度过高，蒸腾作用增强（保卫细胞失水）叶片气孔导度下降，C02吸收不足。 看图，说说胞间CO2浓度大小哪些因素有关？ 气孔导度（主来源）、 净光合作用（去向） ①气孔限制因素：气孔导度小影响CO2进入细胞，导致胞间CO2浓度低。 ②非气孔限制因素：不缺CO2，胞间CO2浓度不低（酶活性、色素等因素） 【2024山东高考节选】(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__ ____。 高 突变体气孔导度更大,吸收的CO2多，而胞间CO2浓度更小，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高 【2024浙江卷】长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。 (2)以抗不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标，结果见右表。 注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。 据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是____。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈____趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由_________（气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是____。 光合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间CO2浓度 叶绿素含量 光合速率 1 蒸腾速率 0.95 1 气孔导度 0.99 0.94 1 胞间CO2浓度 -0.99 -0.98 -0.99 1 叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1 胞间CO2浓度 下降 非气孔限制因素 胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关 2. 光暗交替频率 光反应速度较快，可以产生较多的NADPH和ATP，光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累。在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光暗交替频率增大，能更好地利用光反应产生的NADPH和ATP， 。 使NADPH和ATP能够及时的利用和再生，从而促进了暗反应的进行。 【2015全国真题改编】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。 （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。 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90% 光照 基质 光照和黑暗交替频率 ATP和NADPH 练5【2024陕西渭南一模】叶绿体在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的_____（填“正面”或“侧面”）朝向光源，使其能接受较多的光照。在强光下，叶绿体以其椭球体的_____（填“正面”或“侧面”）朝向光源，其意义是_____ 。 光照对叶绿体运动的影响（属于光抑制的防线1） 正面 侧面 能避免叶绿体被灼伤 植物可通过叶片的整体移动来避免高光损伤，在强光照射下，叶绿体会从叶肉细胞表面移动到细胞侧壁，叶绿体的扁平面与光照方向平行，将光损伤降低至最小，该现象称为叶绿体的“回避反应”。 (2021·广东，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是 A.t2比t1具有更高的光饱和点 B.t1比t2具有更低的光补偿点 C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 D 自变量：叶绿体的受光面积（t1＞WT＞t2），其他（叶绿素含量、酶等都是无关变量） 条件相同，所以对光的利用率：t1＞t2，故随着光照强度增强，t1先达到饱和点，再增大关照强度，t1的光合速率不再增加，但此时t2尚未达到饱和点，光合速率继续增加，从而两者的光合速率差异缩小，D错误。 九、光呼吸 (1)发生条件:①干旱、炎热条件下，气孔关闭，阻止CO2进入叶片和O2逸出叶片。②RuBP羧化加氧酶具有双功能性。 高O2低CO2 O2与CO2竞争结合RuBP羧化加氧酶 Rubisco的催化方向取决于CO2与O2的浓度比： 当CO2比O2的浓度高时,Rubisco酶催化CO2与C5结合反应加强; 当CO2比O2的浓度低时,Rubisco酶催化O2与C5结合反应加强　 (2)发生场所：叶绿体、过氧化物酶体、线粒体。 2.光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。如何抑制？ 适当降低环境中O2浓度或 ，均可有效抑制光呼吸。 [常考]提高C02浓度为什么可以增产量？ 九、 光呼吸 提高C02浓度 ①暗反应原料 ②促进RuBP羧化加氧酶催化更多的C5与CO2结合,减少C5与O2的结合,从而降低光呼吸速率　 光呼吸的意义： ①防止强光对叶绿体的破坏：强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH（这些物质积累会产生自由基，自由基会损伤叶绿体），从而减轻对叶绿体的伤害。 ②消除乙醇酸(C2)，避免了乙醇酸(C2)积累，使细胞免受伤害。 ③光呼吸释放的CO2能被暗反应再利用，可以弥补CO2不足，维系暗反应。 ④光呼吸可以缓解光抑制 光抑制主要发生在PSⅡ，能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧使PSⅡ变性失活，使光合速率下降。光呼吸也能对光合器官起保护作用，避免产生光抑制，原因是：光呼吸可以消耗多余的NADPH，生成NADP+；消耗电子，减少对PSII的损伤。 比较项目 光呼吸 细胞呼吸 底物 C2化合物 糖类等有机物 发生部位 细胞质基质、线粒体 反应条件 光照 光或暗都可以 能量 产生能量 共同点 消耗O2、释放CO2 3. 光呼吸与细胞呼吸的比较 叶绿体、线粒体等 消耗能量 光呼吸危害：①一部分碳以CO2的形式散失，从而减少了光合产物的形成和积累。 ②光呼吸过程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的损耗。 总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率 C4植物 暗反应时CO2中的C首先转移到C4中，然后再转移到C3中。 固定CO2的酶为PEP羧化酶（与CO2的亲和力很强,比Rubisco对CO2的亲和力高出60多倍） 例如：玉米、甘蔗、高粱、苋菜等热带植物。 C3植物 暗反应（卡尔文循环）时CO2中的C直接转移到C3(3-磷酸甘油酸)中。 固定CO2的酶为Rubisco。 例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。 绿色植物光合作用暗反应过程中CO2的固定途径:C3途径、C4途径和CAM途径三种类型。 PEP羧化酶与CO2有很强的亲和力，可促使PEP把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来，并使C4化合物运输到维管束鞘细胞内，C4化合物分解释放出的CO2参与C3途径生成糖类等有机物,提高了C4植物固定CO2的能力。 C4途径 低浓度的 二氧化碳 高浓度的二氧化碳 C3途径 产物 PEP羧化酶:“二氧化碳泵” C4途径 若用14C标记CO2，则小麦植株中14C的转移途径为_______________________；玉米植株中14C的转移途径为： →14C3→(14CH2O) 14CO2→14C4→14CO2 14CO2→14C3→(14CH2O) 思考1.C4植物会出现光合午休吗？ 高温、干旱 2.相比于C3植物，C4植物更适应怎样的环境？ 不会，①C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2有很高的亲和力，能浓缩低浓度的CO2，从而增加细胞中CO2的浓度。 ②能通过C4途径把CO2储存起来形成C4,气孔关闭时，C4分解产生C02,用于光合作用，所以气孔关闭对玉米影响较小。 C4植物叶肉细胞中的叶绿体能进行光反应，但不能进行暗反应。C4植物有发达的维管束鞘细胞，暗反应发生在维管束鞘细胞的叶绿体中。 提醒：维管束鞘细胞的叶绿体无类囊体薄膜（基粒），不能进行光反应。 维管束鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束，从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用。 (1)玉米光合作用光反应的场所是_______________，依据结构决定功能，据图分析最可能的原因是_________________________________。 (2)某农业大棚中同时种植玉米与大豆，由于工作人员工作失误，未及时通风导致大棚中CO2浓度降低，________(填“玉米”或“大豆”)的生长受影响更大，判断的理由是__________________________。 【2022广东揭阳】研究玉米的叶片结构发现，玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，玉米细胞暗反应中碳同化的过程先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中，PEP可以利用低浓度的CO2，过程如图所示。玉米叶肉细胞能将CO2传递给维管束鞘细胞进行卡尔文循环，而在大多数植物(C3植物，例如大豆)中，CO2直接进入叶肉细胞进行卡尔文循环。回答下列问题： 叶肉细胞中的叶绿体 叶肉细胞中的叶绿体有类囊体薄膜，可进行光反应；维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体薄膜，不能进行光反应 大豆 玉米中的 PEP 可利用低浓度CO2，密闭大棚中，随植物光合作用的进行， CO2 浓度下降，当 CO2浓度下降到一定程度时，由于不能利用低浓度 CO2，大豆光合作用受抑制，其生长受影响更大 3.CAM途径 CAM植物（景天科植物）夜间气孔开放吸进CO2，CO2先被固定为草酰乙酸，再转化为苹果酸储存在液泡中（苹果酸增加，细胞液pH下降）。白天气孔关闭，苹果酸经脱羧反应转化为CO2，进入C3途径合成淀粉。常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等，无光合午休，可适应干旱炎热的环境。 三、C4植物和CAM植物及光呼吸特殊代谢类型 【2021全国乙卷】生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题： （3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果） 实验思路：白天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片， 测定叶肉细胞的pH； 预期结果：植物甲叶肉细胞pH 在夜间逐渐降低、白天逐渐升高 C4植物、CAM植物固定CO2的方式 相同： 不同点： C3植物 C4植物 CAM植物 C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起暂时固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。 都对CO2进行了两次固定； C4植物两次固定CO2在空间上错开； CAM植物两次固定CO2在时间上错开。 特征 C3植物 C4植物 CAM植物 与CO2结合的物质 CO2固定的最初产物 CO2固定的时间 光反应的场所 卡尔文循环的场所 有无光合午休 RuBP(C5) PEP PEP C3 C4 草酰乙酸 白天 白天 夜晚和白天 叶肉细胞的类囊体薄膜 叶肉细胞的 叶绿体基质 叶肉细胞的 叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体基质 有 无 无 核心●归纳 14. 玉米的光合作用既有C₄途径又有C₃途径 (如下图)，PEP羧化酶对CO₂具有较强亲和力。据图分析，下列说法正确的是 B A. 物质 B 为 C3 , 它和PEP 均可固定 CO₂ B.卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质 C. 为过程②提供能量的物质有 ATP 和 NADH D.在炎热夏季中午，叶肉细胞还可以生成淀粉 A NADPH 维管束鞘细胞 维管束鞘细胞的叶绿体基质 【2022广东揭阳】研究玉米的叶片结构发现，玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，玉米细胞暗反应中碳同化的过程先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中，PEP可以利用低浓度的CO2，过程如图所示。玉米叶肉细胞能将CO2传递给维管束鞘细胞进行卡尔文循环，而在大多数植物(C3植物，例如大豆)中，CO2直接进入叶肉细胞进行卡尔文循环。回答下列问题： (3)若从玉米叶肉细胞中提取叶绿体，置于明暗交替进行的环境中，发现NADPH的含量在一段时间内上升，请结合题干信息分析，该变化趋势的原因是_______________________。 (4)某生物兴趣小组在野外发现了一植物，利用本题所涉及的原理，通过显微镜观察的方法，判断该植物是C4植物，还是C3植物，请写出具体的实验步骤、实验结果及结论。__________________。 玉米叶肉细胞中的叶绿体在有光时，可进行光反应产生 NADPH ，而与暗反应有关的酶主要位于维管束细胞的叶绿体中，只提取出叶肉细胞中的叶绿体，不进行暗反应消耗 NADPH ，故一段时间内 NADPH 的量会上升 将这两种细胞分别用碘液染色后，制成临时装片，放置在显微镜下观察细胞的颜色。若叶肉细胞变蓝，则该植物为 C3植物；若维管束鞘细胞变蓝，则该植物为C4植物。 将该植物放置在适宜光照条件下一段时间，分别分离出叶肉细胞、维管束鞘细胞， $$