第5章 细胞的能量供应和利用（复习讲义）（9知识13拓展7题型）生物人教版必修1

该高中生物学复习讲义通过知识图谱、对比表格及思维导图系统构建细胞能量供应与利用的知识体系，梳理酶的本质与特性、ATP的结构与转化、细胞呼吸及光合作用的过程与影响因素，突出物质与能量观，明晰重难点内在联系。 讲义亮点在于“考点题型突破”设计，如依托教材实验考查酵母菌呼吸方式，借助数学模型分析光合速率变化，培养科学思维与探究实践能力。综合练习分层设置，基础题巩固知识，提升题拓展思维，助力教师实施精准教学，支持学生自主复习。

第5章 细胞的能量供应和利用（复习讲义） 目录 1.单元目标聚焦·明核心：了解课标要求，识记核心考点 2.知识图谱梳理·固基础：掌握知识网络、明晰知识串联 3.教材要点精析·夯重点：必背知识要点、掌握教材重点 要点一 降低化学反应活化能的酶 1.酶的作用和本质【拓展01】关于酶的几种错误说法 2.酶的特性【拓展02】探究酶的最适温度实验设计 【拓展03】探究pH的最适温度实验设计 要点二 细胞的能量“货币”ATP 1.ATP的结构和功能【拓展01】NTP家族和dNTP家族 2.ATP与ADP的相互转化及ATP利用 【拓展02】ATP与ADP的相互转化 要点三 细胞呼吸的原理和应用 1.细胞呼吸的方式 2.有氧呼吸与无氧呼吸 【拓展01】有氧呼吸的发生场所和产物 【拓展02】无氧呼吸的能量供应意义及对植物体的危害 【拓展03】细胞呼吸方式的判断 3.影响细胞呼吸的外部因素及其应用 要点四 光合作用与能量转化 1.捕获光能的色素和结构 【拓展01】叶绿体色素提取和分离异常实验现象分析 2.光合作用的原理和应用 【拓展02】恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 【拓展03】光能的去向和电子传递 【拓展04】“过程推理”分析光合作用各物质变化 【拓展05】“数学模型”表示C3和C5等物质含量变化 4.考点题型突破·拓思维：梳理常考题型、通关章节重难 题型一 以酶促反应考查酶的本质和作用 题型二 依托ATP的水解与合成考查ATP的结构和功能 题型三 依托教材实验考查酵母菌的呼吸方式 题型四 引入种子萌发过程分析细胞呼吸方式的变化 题型五 借助生产实践考查细胞呼吸的影响因素 题型六 引入物理模型和实验数据考查光合作用的过程及影响因素 题型七 以数学模型分析光合速率的变化 5.综合高效练习·提能力：练习解题思维、提升解题能力 课标要求 核心考点 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pH和温度等)的影响。 2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 3.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。 4.探究﹡实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 5.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，转换并储存为糖分子中的化学能。 1.酶的作用、本质和特性。 2.ATP的结构和作用。 3.有氧呼吸、无氧呼吸的过程及影响因素。 4.光合作用的过程及影响因素。 要点一 降低化学反应活化能的酶 一、酶的作用和本质 1.酶的作用原理 酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较，如图所示： （1）共性：►具催化作用，用量少 ►反应前后酶的性质和数量均没有变化 ►可降低反应的活化能 （2）不同：酶的催化效率更高，即高效性。 2．酶的化学本质 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核（真核生物） 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 作用场所 细胞内、外及生物体内、外 【拓展01】关于酶的几种错误说法 二、酶的特性 1.高效性 Ⅰ.设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。 Ⅱ.设计方案 项目 实验组 对照组 反应物 等量的同一种底物（如H2O2） 催化剂 与底物相对应的酶溶液（过氧化氢酶） 无机催化剂（Fe3+） 现象 反应速度很快，或反应用时短 反应速度缓慢，或反应用时长 结论 酶具有高效性 Ⅲ.曲线模型： ►与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，酶的催化效率更高。 ►酶只能缩短达到化学平衡所需的 时间 ，不能改变化学反应的 平衡点 。 Ⅳ.实验验证 对照组：反应物+无机催化剂→反应物分解速率加快。 实验组：反应物+等量酶溶液→反应物分解速率更快。 实验中自变量是催化剂 种类，因变量是 反应物分解速率 。 实验结论：酶的催化效率远 大于 无机催化剂的催化效率。 2.专一性：每一种酶只能催化 一种 或 一类 化学反应。 Ⅰ.设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。 Ⅱ.设计方案 项目 方案一 方案二 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 同种底物(等量) 与酶相对应的底物 另外一种底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量) 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 Ⅲ.曲线模型： ►加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应 无 催化作用。 ►而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性 。 Ⅳ.实验验证：用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。 3.作用条件温和：最适宜条件下酶的活性 最大 ，改变温度或pH都会使酶活性 降低 。 ►在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用 增强 ，超过这一范围，酶的催化作用逐渐 减弱 。 ►原因：过酸、过碱、高温都会使酶变性 失活 ，而低温只是 抑制 酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 ►从丙图可以看出：反应溶液pH的变化 不 影响酶作用的最适温度。 ►用梯度法确定酶的最适温度和pH 设计思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论——酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。 【思考01】探究淀粉酶催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解的专一性实验中，应该用什么试剂检测？ 提示：用斐林试剂，不能用碘液，因为蔗糖是否水解，用碘液都不会变色。 【思考02】用淀粉酶探究温度对酶活性的影响实验中，应该用什么试剂检测？ 提示：用碘液，不能用斐林试剂，因为斐林试剂检测需要加热，影响实验结果。 【拓展02】探究酶的最适温度实验设计 （1）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，不能用过氧化氢酶，因为过氧化氢受热会分解，影响实验结果。 （2）变量分析：自变量是温度，因变量是淀粉的水解程度（以淀粉的剩余量为鉴定指标），无关变量是pH等要相同且适宜。 （3）操作提醒：一定先将酶和底物分别在相应的温度下处理后，再混合，不能先混合后再温度处理（即先处理再混合）。 【拓展03】探究酶的最适pH实验设计 （1）建议用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，不能用淀粉酶，因为淀粉酸性条件下会水解，影响实验结果。 （2）变量分析：自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率（以O2的产生速率表示），无关变量是温度等要相同且适宜。 （3）操作提醒：一定先将酶液分别在相应的pH下处理后，再与底物混合，不能先混合后再pH处理（即先处理再混合）。 要点二 细胞的能量“货币”ATP 1、 ATP的结构和功能 1. ATP是一种高能磷酸化合物 【思考】ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？ 提示：腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。 【拓展01】NTP家族和dNTP家族 如果将ATP中的A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子后组成dNTP家族，即dATP（脱氧腺苷三磷酸）、dTTP（脱氧胸苷三磷酸）、dGTP（脱氧鸟苷三磷酸）、dCTP（脱氧胞苷三磷酸）,以上均为高能化合物。 2、 ATP与ADP的相互转化及ATP利用 1.ATP与ADP的相互转化 方向 ADP转化为ATP ATP转化为ADP 反应式 酶 ADP+Pi+能量 ATP 酶 ATP ADP+Pi+能量 所需酶 合成酶 水解酶 能量来源 光合作用、呼吸作用 一种特殊的化学键（～）【磷酸酐键】 能量去路 储存于一种特殊的化学键（～） 光反应阶段合成的ATP主要用于暗反应 呼吸作用产生的ATP用于各项生命活动 关系 ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。 转化式：ADP＋Pi＋能量 ATP 2.ATP的利用 （1）ATP为主动运输供能（如图） ①胞内Ca2＋与膜上Ca2＋载体蛋白的相应位点结合，载体蛋白的酶活性被激活。 ②ATP水解，使Ca2＋载体蛋白磷酸化。 ③Ca2＋载体蛋白的空间结构发生变化，将Ca2＋释放到膜外（2）ATP供能机制 （2）ATP为吸能反应供能 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。 【拓展03】 ATP与ADP的相互转化 （1）ATP分子中，远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新生成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。ATP在细胞内含量不多，但可迅速转化循环利用。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。 （2）ATP水解释放的能量是储存于一种特殊的化学键（～）中的化学能，可直接用于各项生命活动；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的光能。 （3）吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解功能；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 要点三 细胞呼吸的原理和应用 一、细胞呼吸的方式 1. 探究酵母菌细胞呼吸的方式 （1）实验原理 （2）实验思路——对比实验 3．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生 4．实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 5.实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下产生酒精和CO2。 【思考01】对比实验中两组是否都是实验组？ 提示：两组都是实验组，两组之间相互对照。 【思考02】检测酵母菌无氧呼吸产生酒精时，为什么应将酵母菌的培养时间适当延长？ 提示：由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 二、有氧呼吸与无氧呼吸 1．有氧呼吸 (1)概念：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，生成大量ATP的过程。 (2)过程 (3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) (4)能量的去路与特点 ①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 ②特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 2．无氧呼吸 (1)概念：无氧呼吸是指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。 (2)过程 (3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 (4)无氧呼吸过程中能量的去路 ①大部分储存在酒精或乳酸中。 ②释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 3．无氧呼吸与有氧呼吸的比较 项目 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 4．细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 5．细胞呼吸的生物学意义 (1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 (2)是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 【拓展01】有氧呼吸的发生场所和产物 (1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸，其发生场所是细胞质基质和细胞膜。 (2)无线粒体的真核生物(或细胞)不能进行有氧化呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞等只能进行无氧呼吸。 (3)人体内产生的CO2都是有氧呼吸产生的，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 【拓展02】 无氧呼吸的能量供应意义及对植物体的危害 （1）能量供应意义：①生物在缺氧环境下，可以通过无氧呼吸释放少量能量维持生命活动。 ②无氧呼吸产生ATP的速度非常快，可以使肌肉在短暂的剧烈活动期间获得所需能量。 （2）对植物体的危害：①无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。 ②利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物维持正常的生命活动需要消耗更多的有机物。 【拓展03】细胞呼吸方式的判断 3、 影响细胞呼吸的外部因素及其应用 因素 原理 曲线 应用 温度 主要影响酶活性 ①零上低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗；②温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累 O2浓度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 ①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡；②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等 CO2浓度 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 水 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 ①粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗；②干种子萌发前进行浸泡处理 【思考】储存蔬菜、水果与储存种子应分别满足那哪些条件？ 提示：①蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧、高CO2”的条件下保鲜。 ②种子应在“零上低温、干燥、低氧、高CO2”的条件下储存。 要点四 光合作用与能量转化 一、捕获光能的色素和结构 1．绿叶中色素的提取和分离 2．色素的分布和作用 (1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。 (2)作用：吸收、传递、转化光能。 (3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 3．叶绿体的结构和功能 【拓展01】叶绿体色素提取和分离异常实验现象分析 【拓展02】恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 二、光合作用的原理和应用 1.光合作用原理的探索 2．光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程模型 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光的关系 必须在光下进行 不直接依赖光 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：H2O2H＋＋O2＋2e－ ②NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ③ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定：CO2＋C52C3 ②C3的还原：2C3C5＋(CH2O) ③ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量 ④NADPH的分解：NADPHNADP＋＋H＋＋2e－ 能量转化 光能→ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能→有机物中的化学能 联系 ①光反应为暗反应提供ATP和NADPH； ②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋ 3.影响光合作用的主要外部环境因素及其应用 （1）光照强度 （2）CO2浓度 （3）温度 【拓展03】光能的去向和电子传递 (1)叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O的分解和NADPH的合成；一方面用于ATP的合成。 (2)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子，电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH，NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。 【拓展04】“过程推理”分析光合作用各物质变化 【拓展05】“数学模型”表示C3和C5等物质含量变化 题型一 以酶促反应考查酶的本质和作用 【例1】已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2.某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ） 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1mL 1mL 1mL 加入试剂种类 蛋白酶1mL RNA水解酶1mL ？ 乙醛 1mL 1mL 1mL 保温 适宜温度保温5min 碳酸氢钠溶液 2mL 2mL 2mL A．若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA B．第3组为对照组，“？”为加入蒸馏水1mL C．若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡 D．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用 【答案】A 【解析】若第1组（蛋白酶处理）能产生气泡，说明乙醛脱氢酶未被蛋白酶破坏，其化学本质不是蛋白质，但无法直接证明是RNA，还需结合第2组（RNA水解酶处理）的结果。若第2组不产气泡，才能说明酶是RNA。仅凭第1组结果无法单独证明，A错误；第3组为对照组，需保持酶活性，应加入等量蒸馏水1mL以排除试剂体积对实验的干扰，B正确；若酶本质是蛋白质，第2组（RNA水解酶处理）不会破坏其活性，第3组（未处理）正常反应，两组均能催化乙醛分解生成乙酸，与碳酸氢钠反应产生CO₂，C正确；本实验在体外进行，需保证酶在细胞外仍具有催化活性，D正确。 解题方法点拨 （1）酶的本质大部分蛋白质，少部分RNA，通过降低反应活化能提高反应速率，其活性受温度与PH的影响。蛋白质单体为氨基酸，RNA单体为核糖核苷酸。 （2）检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。 （3）酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。　 【变式1-1】核酶是具有催化功能的小分子RNA，可切割RNA序列，而RNA酶是可催化RNA水解的一种蛋白质。下列叙述正确的是（ ） A．核酶和RNA酶的基本单位都是核糖核苷酸 B．RNA酶可以与双缩脲试剂反应生成紫色物质 C．核酶可被蛋白酶水解而导致空间结构被破坏 D．核酶能为切割RNA提供所需能量，RNA酶不能 【答案】B 【解析】核酶是一种小分子RNA，组成核酶的基本单位是核糖核苷酸，RNA酶化学本质是蛋白质，基本单位是氨基酸，A错误；RNA酶的化学本质是蛋白质，可以与双缩脲试剂反应生成紫色物质，B正确；根据酶的专一性可知，核酶化学本质是RNA，不能被蛋白酶水解，C错误；核酶作为生物催化剂，能降低化学反应的活化能，但不能为化学反应提供能量，D错误。 【变式1-2】如图三条曲线分别表示温度、pH和底物浓度对蛋白酶酶促反应速率的影响。下列叙述正确的是（ ） A．酶促反应速率可以用单位时间内与酶结合的底物数量来表示 B．b～c反应速率不再增加是因为酶的数量有限 C．d～e酶的空间结构逐渐形成，e～f酶的空间结构逐渐遭到破坏 D．人的唾液淀粉酶的最适pH低于胃蛋白酶 【答案】B 【解析】酶促反应速率的衡量指标是“单位时间内底物消耗量或产物生成量”，而非“与 酶结合的底物数量”（结合的底物未必发生催化反应），A错误；分析图可知，甲曲线代表底物浓度对蛋白酶酶促反应速率的影响，在一定范围内，随着底物浓度的增大，反应速率加快，b～c段速率不再增加是因酶的数量有限，B正确；对比乙、丙曲线左侧起点可以判断出乙曲线代表温度对反应速率的影响，d～e段升温时酶活性升高，是因为低温下被抑制的活性恢复，此时酶的空间结构在低温下未被破坏；e～f段酶活性下降是因高温破坏酶的空间结构，C错误；人的唾液淀粉酶最适pH约6.8，胃蛋白酶最适pH约1.5，因此唾液淀粉酶的最适pH高于胃蛋白酶，D错误。 题型二 依托ATP的水解与合成考查ATP的结构和功能 【例2】如图为ATP与ADP的相互转化，下列叙述正确的是(　　) A．ATP经酶水解后的产物是合成DNA的原料之一 B．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 C．ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内 D．ATP与ADP的相互转化使得细胞可以大量储存ATP 【答案】B 【解析】ATP经酶水解后的产物可以是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，A错误； ATP与ADP间相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，C错误；ATP在细胞中的量很少，不能大量储存，D错误。 解题方法点拨 ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P代表磷酸基团。ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与蛋白质等分子结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是蛋白质等分子的磷酸化。 【变式1-1】ATP上三个磷酸基团所处的位置可以用α、β、γ表示(A－Pα～Pβ～Pγ)。蛋白激酶能将ATP上的一个磷酸基团转移到载体蛋白的特定位置，同时产生ADP。若用32P验证蛋白激酶的上述功能，32P应位于ATP的位置是(　　) A．α位 B．β位 C．γ位 D．β位和γ位 【答案】C 【解析】ATP水解释放能量断裂的是末端的那个特殊的化学键，ATP中远离腺苷的化学键断裂后可产生ADP，故蛋白激酶可以催化ATP最末端的磷酸基团转移到载体蛋白的特定位置，同时产生ADP，则带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。 【变式1-2】 Mg2＋不仅参与ATP转化为ADP的过程，同时Mg2＋还能作为涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应的辅助因子(注：NTP包括ATP、CTP、GTP、UTP；dNTP包括dATP、dCTP、dGTP、dTTP)。下列说法正确的是(　　) A．ATP和dATP的区别在于五碳糖不同 B．较少量的Mg2＋便可满足题干反应的需求，因此Mg2＋属于微量元素 C．一分子dGTP脱去两个磷酸基团后可形成一分子鸟嘌呤核糖核苷酸 D．心肌细胞ATP含量很多，以保证所需能量的持续供应 【答案】A 【解析】ATP和dATP的区别在于五碳糖不同，ATP含有的五碳糖是核糖，而dATP含有的五碳糖是脱氧核糖，A正确；Mg2＋ 属于大量元素，B错误；一分子dGTP脱去两个磷酸基团后，形成一分子鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误；ATP在细胞中含量少，但与ADP的转化速度快，能保证所需能量的持续供应，D错误。 题型三 依托教材实验考查酵母菌的呼吸方式 【例3】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(　　) 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 【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的生成，要注意通气体的管子应该长进短出，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。 【归纳总结】　教材实验中的“显色”反应 【变式1-1】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 【解析】酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；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；在等量葡萄糖的条件下，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，大部分能量储存在酒精中，释放能量少，D错误。 【变式1-2】如图是测定活细胞呼吸类型的实验装置，请分析下列各项叙述，错误的是(　　) A．若实验材料是酵母菌与葡萄糖混合液，装置1红色液滴左移，装置2红色液滴不移动，则只进行了有氧呼吸 B．若实验材料是酵母菌与葡萄糖混合液，装置1红色液滴不移动，装置2红色液滴右移，则只进行了无氧呼吸 C．若实验材料是马铃薯块茎，装置1红色液滴左移，装置2红色液滴不移动，则只进行了有氧呼吸 D．若实验材料是马铃薯块茎，装置1红色液滴不移动，装置2红色液滴也不移动，则只进行了无氧呼吸 【答案】C 【解析】马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，不消耗O2，也不产生CO2，若实验材料是马铃薯块茎，装置1的红色液滴左移，说明呼吸过程消耗O2，装置2的红色液滴不移动，不能判断马铃薯块茎是否进行无氧呼吸，故不能说明马铃薯块茎只进行有氧呼吸，C错误。 题型四 引入种子萌发过程分析细胞呼吸方式的变化 【例4】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 【答案】C 【解析】由图可知，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，乙醇脱氢酶活性下降，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化学反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。 【归纳总结】种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线 (1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于吸水，呼吸速率上升。 (2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。 (3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水。 【变式1-1】关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 【答案】B 【解析】有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的参与，第三阶段需要氧气作为原料，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应，产生二氧化碳和NADH，释放少量能量，B正确；无氧呼吸第一阶段产生NADH，C错误；经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或酒精中，D错误。 【变式1-2】关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 【答案】C 【解析】葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，人体细胞和酵母菌的场所相同，A错误；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，O2参与的是有氧呼吸第三阶段(与[H]结合生成水)，B错误；人体细胞和酵母菌有氧呼吸各阶段均能产生ATP，第一、第二阶段能产生[H]，第三阶段利用[H]，无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP(后续被消耗)，因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP，C正确；人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸，不产生CO2，而酵母菌无氧呼吸的产物为CO2和酒精，D错误。 题型五 借助生产实践考查细胞呼吸的影响因素 【例5】某种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，下列说法正确的是(　　) A．甲曲线表示O2吸收量 B．O2浓度为b时，该器官仍然进行无氧呼吸 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 【答案】C 【解析】分析题图可知，甲曲线表示CO2释放量，乙曲线表示O2吸收量，A错误；O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等，而且细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时该器官只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B错误；O2浓度为0时，该器官只进行无氧呼吸，O2浓度为a时，该器官同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，O2浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸，故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，C正确；O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，据图，此时气体交换相对值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C6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸C6∶CO2＝1∶2，算得C6(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，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6的相对消耗量约为0.117，比a点时要低。所以a点时葡萄糖的消耗速率不是最小，D错误。 解题方法点拨 （1）确定两曲线的含义：先分析甲、乙曲线的起点，根据无氧时只进行无氧呼吸，可以确定甲曲线表示CO2释放量，乙曲线表示O2吸收量. （2）确定无氧呼吸速率：某O2浓度时，甲、乙曲线的差值即是无氧呼吸速率。 （3）计算葡萄糖消耗速率：依据比例，有氧呼吸C6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸C6∶CO2＝1∶2进行计算。 【变式1-1】Crabtree效应具体表现为当酿酒酵母胞外葡萄糖浓度大于0.15 g/L时，即使氧气供应充足，酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中，丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，进而生成CO2和乙醇；丙酮酸脱氢酶则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列叙述错误的是(　　) A．可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇，溶液颜色会变为灰绿色 B．发生Crabtree效应的酵母菌的繁殖速率在短期内可能会受到抑制 C．丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径中，葡萄糖中的能量大部分存留在乙醇中 D．丙酮酸脱氢酶在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质 【答案】D 【解析】橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色，A正确；发生Crabtree效应的酵母菌产生的能量少，繁殖速率在短期内可能会受到抑制，B正确；丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，进而生成CO2和乙醇，属于无氧呼吸第二阶段，能量大部分储存在乙醇中，C正确；丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸生成CO2和NADH，该过程为有氧呼吸第二阶段，发生场所是线粒体基质，D错误。 【变式1-2】玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 【答案】B 【解析】玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，说明细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度运输，液泡中H＋浓度高，故正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；如果玉米根部短时间水淹，根部O2含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，因此检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；无氧呼吸第二阶段不产生ATP，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]量与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]量相同，D错误。 题型六 引入物理模型和实验数据考查光合作用的过程及影响因素 【例6】如图1为大豆叶肉细胞中某生理过程图解。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质与光合色素组成的两个光系统，A、B、C、D代表不同的物质。回答下列问题： (1)图中的磷脂双分子层构成的膜属于________________的膜。若经提取后需要分离膜上的光合色素，需要使用的试剂是________。图中物质A表示________________，物质D表示______。 (2)CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花为实验材料，分别进行三种不同实验处理：甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)，乙组提供CO2浓度倍增环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率，结果如图2所示。回答下列问题： ①随着CO2浓度增加，几种作物的光合作用速率增大，出现这种变化的原因是__________________________；在CO2浓度倍增条件下，几种作物的光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的内在因素可能是____________________(答出1点即可)。 ②丙组的光合作用速率比甲组____，其原因可能是作物长期处于高浓度CO2环境中而____________了固定CO2的酶的活性或含量。 【答案】(1)类囊体(或叶绿体基粒)　层析液　NADPH(或还原型辅酶Ⅱ)　ATP　(2)①CO2浓度增加导致暗反应速率加快　细胞内酶的数量(或色素的含量)　②低　降低(或抑制) 【解析】(1)图中磷脂双分子层构成的膜属于类囊体(或叶绿体基粒)的膜，通常用层析液分离膜上的光合色素，图示的光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，水光解产生O2和H＋，光反应还产生了NADPH和ATP，用于暗反应阶段C3的还原过程，所以A为NADPH，D为ATP。 (2)①CO2是光合作用(暗反应阶段)的原料，在光照充足的情况下，在一定范围内，CO2浓度越高，暗反应速率越快，光合作用速率也越快。②丙组在CO2浓度倍增环境中培养了60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度，但是其光合速率低于甲组(提供的是大气CO2浓度)，可能的原因是作物长期处于CO2浓度倍增环境中使得作物固定CO2的酶的活性或含量降低，当恢复大气CO2浓度后，已降低的酶活性未能恢复，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。 【归纳总结】对光合作用过程图解的解读 （1）叶绿体中ADP和Pi的含量是相对稳定的。光反应阶段利用光能、ADP和Pi合成的ATP在暗反应阶段中被利用，同时产生的ADP和Pi,再用于合成ATP。 （2）叶绿体中C5的含量也是相对稳定的。在CO2的固定中消耗C5形成C3，形成的C3在还原过程中又形成了C5。 （3）光反应停止后，C3的还原停止，CO2的固定在消耗完还未被利用的C5后也就停止了。当停止供应CO2,还未被利用的C3被还原后，暗反应就停止了，此时，光反应在利用完暗反应产生的还未被利用的ADP和Pi合成ATP后，光反应也就停止了。 【变式1-1】下图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是(    ) A．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量 B．供给14CO2其放射性出现的顺序为CO2→C3→甲 C．光合作用过程中ADP和Pi从B向A处移动 D．NADPH产生于A处，在暗反应中起还原作用 【答案】A 【解析】类囊体薄膜为光反应发生的场所，其中的能量变化主要是光能转变为ATP中的化学能，水在叶绿体中分解产生氧气不需要ATP提供能量，A正确；题图中甲表示(CH2O)，根据暗反应过程可知，供给14CO2，14CO2与C5反应生成C3，C3被还原产生甲即（CH2O），故放射性出现的顺序为CO2→C3→甲，B正确；光合作用过程中，光反应阶段合成ATP，暗反应阶段消耗ATP产生ADP和Pi，所以ADP和Pi从B向A处移动，C正确；NADPH产生于A处即光反应阶段，在B处即暗反应中起还原作用，D正确。 【变式1-2】将某绿藻细胞悬浮液放入密闭玻璃瓶中，保持适宜的pH和温度，在不同条件下记录该容器内氧气量的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（       ） A．第0～4分钟，产生ATP的场所是线粒体、叶绿体和细胞质基质 B．第5～7分钟，氧气量增加的速率减小，是因为呼吸作用消耗容器中的氧气 C．第7分钟，添加一定量CO2后，绿藻细胞内C5含量短时间内会下降 D．第9～12分钟，密闭容器中氧气浓度不再升高，说明绿藻没有进行光合作用 【答案】C 【解析】据图可知，第0～4分钟，没有光照，绿藻只进行呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，A错误；第4分钟光照开始，开始进行光合作用，消耗了密闭容器中的二氧化碳，随着二氧化碳的消耗，第5～7分钟光合速率在减小，氧气量增加的速率减小，B错误；第7分钟，添加一定量CO2后，CO2浓度增大，CO2固定的速率加快，短时间内消耗C5增多，但C3的还原产生C5不变，因此细胞内C5含量短时间内会下降，C正确；第9～12分钟，密闭容器中氧气浓度不变，说明光合作用产生氧气的速率与呼吸作用消耗氧气的速率相等，D错误。 题型七 以数学模型分析光合速率的变化 【例6】光合作用强度受环境因素的影响，车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C．CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小 D．10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 【答案】D 【解析】由题图可知，当CO2浓度为200 μL·L－1时，最适温度约为25 ℃，当CO2浓度为370 μL·L－1时，最适温度约为30 ℃，当CO2浓度为1 000 μL·L－1时，最适温度大于30 ℃，表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确；当CO2浓度为200 μL·L－1时，光合速率随温度的升高变化不大，C正确；由题图可知，10 ℃条件下，CO2浓度为370 μL·L－1和100 μL·L－1时，光合速率基本相同，推测10 ℃条件下，光合速率不会随CO2浓度的升高持续提高，D错误。 【归纳总结】多因子变量对光合速率的影响 ①曲线分析 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。 Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。 ②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。 【变式1-1】下图是夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片的光合作用强度和呼吸作用强度的曲线图。分析曲线图判断，下列说法正确的是（       ） A．BC段和DE段光合作用强度不断下降的原因相同 B．A点和E点时叶肉细胞内消耗[H]的场所是叶绿体基质 C．该植株在中午12时的净光合作用强度大于0 D．C点时该植株叶绿体内C5相对含量可能高于B点 【答案】D 【解析】BC段光合作用强度不断降低，原因是部分气孔关闭，叶片吸收的二氧化碳减少，DE段光合作用强度不断下降的原因是光照强度不断减弱，A错误；图中A点和E点都是两曲线的交点，说明此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，细胞内消耗[H]的场所有叶绿体基质，线粒体内膜，B错误；整株植物的净光合作用强度等于叶片光合作用强度减去整株植物的呼吸作用强度，图中曲线仅显示植物叶片的呼吸作用强度大小，植物的非叶片部分也进行呼吸作用，其大小未知，因此无法判断，C错误；与B点相比，C点时二氧化碳供应不足，二氧化碳的固定减少，故植株叶绿体内C5相对含量较高，D正确。 【变式1-2】为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．此实验共有两个自变量：光照强度和施肥情况 B．d点比b点CO2吸收量高，原因是光照强度大 C．在土壤含水量为40%～60%的条件下施肥效果明显 D．制约c点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量 【答案】A 【解析】本实验有光照强度、施肥情况、土壤含水量三个自变量，A错误；c点土壤含水量较少，光合作用强度较低，增大土壤含水量可提高其CO2吸收量，因此c点条件下限制玉米光合作用强度的主要因素是土壤含水量，D正确。 1．关于酶本质的探索，下列相关说法错误的是（ ） A．巴斯德提出酿酒时糖类变为酒精需要有活细胞参与 B．李比希认为酵母菌中某物质在酵母菌死亡裂解后才能引起发酵的观点不正确 C．毕希纳从细胞中获得了含有酶的提取液并对酶进行鉴定 D．萨姆纳提取出脲酶结晶证明脲酶的化学本质是蛋白质 【答案】C 【解析】巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，糖类变酒精需要有活细胞参与，A正确；李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，且这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用，这一观点是错误的，引起发酵的物质在活的酵母菌中也可以发挥作用，B正确；毕希纳虽然从细胞中获得了含有酶的提取液，但是提取液中还含有许多其他物质，无法直接对酶进行鉴定，C错误；萨姆纳在刀豆种子中提取出脲酶结晶，并证明脲酶的化学本质是蛋白质，D正确。 2．胃蛋白酶是由胃部细胞分泌至胃液中的消化酶，下列叙述错误的是（ ） A．胃蛋白酶的基本单位是氨基酸 B．高尔基体参与胃蛋白酶的加工过程 C．胃蛋白酶可以催化淀粉酶的水解 D．胃蛋白酶应在中性pH、低温条件下保存 【答案】D 【解析】胃蛋白酶的本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，A正确；胃蛋白酶为分泌蛋白，其加工需经内质网和高尔基体，B正确；淀粉酶是蛋白质，胃蛋白酶在胃液酸性环境中可催化其水解，C正确； 胃蛋白酶的最适pH为强酸性（约1.5），保存时若置于中性pH会导致其空间结构破坏，正确的保存条件应为低温和酸性环境，而非中性pH，D错误。 3．图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法正确的是（ ） A．绝大多数酶是蛋白质，通过为反应体系提供能量而起催化作用 B．非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、过酸对酶活性抑制的机理相同 C．底物浓度相对值小于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度 D．曲线乙和曲线丙分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果 【答案】B 【解析】酶的作用是降低反应活化能，而非提供能量，A错误；非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、过酸对酶活性影响的机理相同，都是改变酶的空间结构，B正确；底物浓度相对值小于15时，曲线甲反应速率随底物浓度增加而上升，限制因素是底物浓度，而非酶浓度，C错误；图②中，曲线乙最终反应速率和曲线甲相同，所以曲线乙是添加竞争性抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，曲线丙最终反应速率低于曲线甲，所以曲线丙是添加非竞争性抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，D错误。 4．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，萤火虫尾部发光器的发光机理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．萤火虫尾部的发光细胞产生的荧光素酶在生物体外没有催化活性，不能被使用 B．荧光素接受ATP供能后被激活，O2不足时，可以由葡萄糖直接供能 C．萤火虫发光需要荧光素酶和ATP的参与，这两者都具有高效性和专一性 D．ATP和ADP相互转化的机制在所有生物的细胞内都一样，体现了生物界的统一性 【答案】D 【解析】在适宜条件下，荧光素酶可以在体外发挥催化作用，A错误；葡萄糖氧化分解释放能量生成的ATP才能用于各项生命活动，B错误。 5．磷酸肌酸是主要存在于肌肉细胞中的一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP。下列说法错误的是(　　) A．磷酸肌酸转移磷酸基团是放能反应 B．ATP合成不一定需要游离的磷酸 C．肌肉细胞中磷酸肌酸和ATP含量都比较高，都能为肌肉运动直接供能 D．磷酸肌酸这种转移机制对维持细胞中ATP的含量相对稳定有重要意义 【答案】C 【解析】磷酸肌酸能在肌酸激酶催化下，将其磷酸基团转移至ADP分子上，生成ATP，据此推测磷酸肌酸转移磷酸基团时释放能量，用于合成ATP，且ATP合成不一定需要游离的磷酸，A、B正确；ATP能为肌肉运动直接供能，磷酸肌酸不能，细胞中ATP含量低，但人体消耗多，主要是依赖于ATP与ADP之间的快速转化，C错误。 6. 如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测 O2浓度的变化。下列叙述错误的是(　　) A．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响 B．加入 NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的 CO2 C．拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的 O2浓度高于单色光下的O2浓度 D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度 【答案】B 【解析】自然光经滤光片处理可得到单色光，故该实验可探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入NaHCO3溶液是为密闭装置提供光合作用需要的CO2，B错误；相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用强度大，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下的O2浓度，C正确；若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行细胞呼吸，氧气传感器可测出O2的消耗情况，从而测定金鱼藻的细胞呼吸强度，D正确。 7. 酵母菌利用葡萄糖发酵过程中的部分生理过程如图所示，A~E表示相应化学物质，①~④表示相关生理过程，下列说法错误的是（　　） A．如果有酒味，是酵母菌进行了过程①②产生了E所致 B．把酵母菌破碎离心后得到只含酵母菌细胞器的沉淀，加入发酵液，在有氧条件下能持续产生CO2但不能产酒精 C．图中②③④过程发生场所分别为酵母菌细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质 D．若通入18O标记的D 至发酵液中，一段时间后会在 B 中检测到18O 【答案】B 【解析】如果有酒味，说明酵母菌进行了无氧呼吸，即过程①②，产生了酒精（E），A正确；把酵母菌破碎离心后得到只含细胞器的沉淀，由于葡萄糖不能直接进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体完成后续有氧呼吸过程，无氧呼吸和有氧呼吸都需要细胞质基质，而此时细胞质基质已不存在，故有氧条件下不能产生CO2，在无氧条件下也不能产酒精，B错误；②表示无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质，③有氧呼吸第三阶段和④有氧呼吸第二阶段分别在线粒体内膜和线粒体基质内发生，C正确；若通入18O标记的氧气（D），参与有氧呼吸第三阶段生成水，水又可参与有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，一段时间后会在二氧化碳（B）中检测到18O，D正确。 8. 如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，测得的CO2释放量和O2吸收量的变化情况（假设只由葡萄糖提供能量）。下列相关分析正确的是（    ） A．当O2浓度为a时只有无氧呼吸，最适于储藏该植物器官 B．当O2浓度为b时无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的1.5倍 C．当O2浓度为c时无氧呼吸最弱，有酒精或乳酸产生 D．当O2浓度为d时只进行有氧呼吸，释放的能量最多 【答案】D 【解析】分析题图可知：氧气浓度为a时，CO2释放量较大，O2的吸收量为0，说明该植物器官细胞只进行无氧呼吸，该点不适宜贮藏该植物器官，贮存该植物器官应选择CO2释放量最低的点，A错误；由题图知：氧气浓度为b时，细胞有氧呼吸消耗的O2量是3，产生的二氧化碳是3，则无氧呼吸释放的二氧化碳是8﹣3=5，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖（消耗1mol葡萄糖生成2molCO2）∶有氧呼吸消耗的葡萄糖（消耗1mol葡萄糖生成6molCO2）为（5÷2）∶（3÷6）=5∶1，即无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍，B错误；氧气浓度为c时，细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2，即细胞进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，O2浓度为d时，细胞呼吸产生的二氧化碳等于吸收的氧气，说明细胞只进行有氧呼吸，故氧浓度为d 时，无氧呼吸最弱（为0），C错误；氧气浓度为d时，细胞呼吸产生的CO2和吸收O2的量相等，说明细胞只进行有氧呼吸，释放的能量也最多，D正确。 9.下图表示某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的主要过程，其中甲~丁表示生理过程发生的场所，a~e表示物质，相关叙述错误的是（       ） A．甲和丙中产生的[H]代表不同的物质 B．乙、丁分别表示线粒体基质和叶绿体基质 C．物质d、e均以自由扩散的方式穿越生物膜 D．给植物提供18O标记的c，18O会出现在e中 【答案】B 【解析】甲发生了光反应，产生的[H]为NADPH，丙发生有氧呼吸第一阶段，产生的[H]为NADH，A正确； 乙中进行有氧呼吸的第二、三阶段，为线粒体基质和线粒体内膜，丁发生了光合作用暗反应，为叶绿体基质，B错误；d为氧气，e为二氧化碳，均以自由扩散的方式穿越生物膜，C正确；给植物提供18O标记的c水，参与有氧呼吸第二阶段18O会出现在e二氧化碳中，D正确。 10. 如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平（其他条件不变），则a、b在叶绿体中的含量变化将会是（       ） A．a上升、b下降 B．a、b都上升 C．a、b都下降 D．a下降、b上升 【答案】B 【解析】a、b分别是NADPH和ATP，c是二氧化碳。在适宜条件下栽培的小麦，突然将c二氧化碳降低至极低水平（其他条件不变），三碳化合物不能生成，原有的三碳化合物继续还原生成五碳化合物，直至全部消耗，所以会导致五碳化合物积累，含量增加；三碳化合物减少。由于三碳化合物含量减少，导致消耗的NADPH和ATP减少，而光照强度不变，故短时间内NADPH和ATP的生成量不变，所以NADPH和ATP含量增加，即B正确，ACD错误。 11.下图是科研小组在探究环境因素对某植物完整幼苗光合作用影响时所得的实验结果。下列说法正确的是（    ） A．环境中CO2浓度为a点时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体 B．环境中的CO2浓度为n点时，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 C．限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度和CO2浓度 D．在相同的CO2浓度下，d点有机物的积累速率大于c点 【答案】D 【解析】环境中CO2浓度为a点时，二氧化碳为0，但光照强度不为0，光合作用光反应仍能进行，光反应可以产生ATP，所以叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，产生ATP的细胞器为线粒体和叶绿体，A错误；环境中的CO2浓度为n点时，植物对于外界环境二氧化碳的吸收量为0，说明此时植物的呼吸作用强度等于光合作用强度，但所有植物细胞都进行呼吸作用产生二氧化碳，而只有植物的叶肉细胞能够固定二氧化碳进行光合作用，因此，对于叶肉细胞，此时光合速率大于呼吸速率，B错误；由图可知，bc段此时随二氧化碳浓度增加，但植物二氧化碳吸收量并没有增加，即光合速率没有提高，故限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度，而不是CO2浓度，C错误；据图分析，在相同的CO2浓度下，d点的光照强度大于c点，此时d点的光合速率大于c点，而两者呼吸速率相同，所以d点有机物的积累量大于c点，D正确。 12.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（       ） A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等 B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 【答案】A 【解析】总光合速率=净光合速率+呼吸速率，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等，都为3.0+3.5=6.5，A正确；图中光照条件下二氧化碳的吸收量表示净光合，结合图示可知在在25℃条件下，植物的净光合速率最大，因此光照相同时间，在25℃条件下植物积累的有机物的量最多，B错误；结合图示可知35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等，显然不能得出温度高于25℃时光合作用制造的有机物的量开始减少的结论，C错误；两曲线的交点表示光合作用积累的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等，即光合作用制造的是呼吸作用消耗的有机物的二倍，D错误。 13．某小组同学为探究不同条件下过氧化氢的分解情况进行了如下实验，表格中展示不同组处理情况。 组号 体积分数为3%的 过氧化氢溶液 实验处理 现象 1 2mL 不处理 几乎无气泡 2 2mL 加2滴FeCl3溶液 气泡较多 3 2mL 加2滴新鲜猪肝研磨液 大量气泡 4 2mL 加2滴煮熟的猪肝研磨液 a 5 2mL 加2滴蒸馏水 b 回答下列问题。 (1)新鲜猪肝研磨液中含过氧化氢酶，其化学本质是 ，上述第2组和第3组对比，可说明与无机催化剂相比酶具有 的特性。 (2)第3组和第4组对比可探究的问题是 ，预测现象a是 。 (3)第5组可以作为第2、3组的 。若要探究温度对酶活性的影响， （填“能”或“不能”）以过氧化氢作为实验材料进行探究，原因是 。 【答案】(1) 蛋白质 高效性（或酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著） (2) 高温是否会影响酶的活性 几乎无气泡 (3) 对照组 不能 加热会导致过氧化氢分解 【解析】（1）过氧化氢酶的化学本质是蛋白质。比较2和3试管，2试管加入的FeCl3溶液是无机催化剂，3试管加入的是酶，会看到3试管中产生气泡更快，说明与无机催化剂相比，酶具有高效性。 （2）第3组加2滴新鲜猪肝研磨液，第4组加2滴煮熟的猪肝研磨液，唯一的差别是温度的变化，所以第3组和第4组对比可探究高温是否会影响酶的活性，由于高温会使酶失活，不能催化过氧化氢的分解，所以预测现象a几乎无气泡。 （3）第5组加入的是蒸馏水，可以作为第2、3组的对照组，探究催化剂的作用。由于加热会导致过氧化氢分解，所以不能用过氧化氢作为实验材料探究温度对酶活性的影响。 14.钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养，过程如图所示。回答下列问题： (1)图中膜结构应为_________(填“线粒体内膜”“类囊体膜”或“细胞膜”)，物质X表示_______。人体骨骼肌细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________，其释放的能量一部分用于生成________，另一部分以________的形式散失。 （2）据图分析，钩虫贪铜菌在进行化能自养时，若膜上氢化酶活性被抑制，物质X的含量会________(填“升高”“降低”或“不变”)，其原因是_________________________________________________。 (3)两种途径产生的乙酰辅酶A既可进一步彻底分解，又可合成PHA。从细胞能量供应和利用的角度分析，这两种去向的意义是_________________________________________。 【答案】(1)细胞膜　C5　内膜　ATP　热能 (2)降低　抑制膜上氢化酶活性会阻断电子传递链，导致无法形成H＋浓度梯度，使ATP合成受阻，进而不能使C3还原为C5　 (3)乙酰辅酶A彻底分解生成ATP供能；合成PHA可储存能量，适应营养匮乏环境 【解析】(1)钩虫贪铜菌是一种细菌，属于原核生物，没有线粒体和叶绿体，因此图中的膜结构为细胞膜。图中X和CO2可形成C3，可知X为C5。人体骨骼肌细胞是真核细胞，耗氧场所是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，释放的能量去向是储存在ATP中和热能散失。 (2)钩虫贪铜菌在进行化能自养时，抑制膜上氢化酶活性会阻断电子传递链，导致无法形成H＋浓度梯度，ATP合成受阻，进而不能使C3还原为C5，导致物质X(C5)含量降低。 (3)乙酰辅酶A能彻底分解生成ATP供能，同时乙酰辅酶A可作为原料合成PHA，储存能量，适应营养匮乏环境。 15.研究发现，光照过强会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。光抑制的原因一般认为在强光下由于NADP+不足，导致电子积累，产生大量的活性氧，这些活性氧攻击叶绿素和PSⅡ反应中心（如图甲），从而损伤光合结构。光合作用中的Rubisco是一种双功能酶，在光下它既能催化RuBP(C5)与CO2反应进行光合作用，又能催化C5与O2反应产生CO2进行光呼吸（如图乙）。光呼吸可对光合结构起保护作用，减弱光抑制。回答下列问题： （1）PSⅡ位于植物细胞的_______上。光反应阶段发生的能量变化是_______。 （2）强光照射往往会导致环境温度升高，植物光呼吸增强，结合图乙分析，光呼吸增强的原因是_______，同时光呼吸也可有效减弱光抑制，主要原因是_______。 （3）研究发现，H2S能调控植物生长发育以及参与抗性调节。为研究外源低浓度的H2S（由化合物NaHS提供）对水稻幼苗强光抑制下的保护作用，请简要写出实验设计思路。______________。 【答案】（1） 类囊体薄膜 光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能 （2） 温度升高导致部分气孔关闭，CO2供应不足，且光反应较强O2浓度升高，C5与O2结合增强 光呼吸增强，消耗NADPH增多，可缓解NADP+不足，避免电子积累引起的光合结构损伤 （3）选取生理状态相同的水稻幼苗若干随机均分为甲、乙两组，甲组利用普通培养液强光照下培养，乙组培养液中添加适量的NaHS并在强光照下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后检测两组水稻的光合速率 【解析】（1）PSⅡ能吸收光能，故其位于植物细胞的类囊体薄膜上。光反应阶段发生的能量变化是光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。 （2）温度升高导致部分气孔关闭，CO2供应不足，且光反应较强O2浓度升高，C5与O2结合增强，进而引起光呼吸增强。光呼吸增强，消耗NADPH增多，可缓解NADP+不足，避免电子积累引起的光合结构损伤，同时光呼吸也可有效减弱光抑制。 （3）为研究外源低浓度的H2S（由化合物NaHS提供）对水稻幼苗强光抑制下的保护作用，设计如下方案：选取生理状态相同的水稻幼苗若干随机均分为甲、乙两组，甲组利用普通培养液强光照下培养，乙组培养液中添加适量的NaHS并在强光照下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后检测两组水稻的光合速率。 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 项目 错误说法 正确理解 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 化学本质 蛋白质 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 温度影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用 如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： $ 第5章 细胞的能量供应和利用（复习讲义） 目录 1.单元目标聚焦·明核心：了解课标要求，识记核心考点 2.知识图谱梳理·固基础：掌握知识网络、明晰知识串联 3.教材要点精析·夯重点：必背知识要点、掌握教材重点 要点一 降低化学反应活化能的酶 1.酶的作用和本质【拓展01】关于酶的几种错误说法 2.酶的特性【拓展02】探究酶的最适温度实验设计 【拓展03】探究pH的最适温度实验设计 要点二 细胞的能量“货币”ATP 1.ATP的结构和功能【拓展01】NTP家族和dNTP家族 2.ATP与ADP的相互转化及ATP的利用 【拓展02】ATP与ADP的相互转化 要点三 细胞呼吸的原理和应用 1.细胞呼吸的方式 2.有氧呼吸与无氧呼吸 【拓展01】有氧呼吸的发生场所和产物 【拓展02】无氧呼吸的能量供应意义及对植物体的危害 【拓展03】细胞呼吸方式的判断 3.影响细胞呼吸的外部因素及其应用 要点四 光合作用与能量转化 1.捕获光能的色素和结构 【拓展01】叶绿体色素提取和分离异常实验现象分析 2.光合作用的原理和应用 【拓展02】恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 【拓展03】光能的去向和电子传递 【拓展04】“过程推理”分析光合作用各物质变化 【拓展05】“数学模型”表示C3和C5等物质含量变化 4.考点题型突破·拓思维：梳理常考题型、通关章节重难 题型一 以酶促反应考查酶的本质和作用 题型二 依托ATP的水解与合成考查ATP的结构和功能 题型三 依托教材实验考查酵母菌的呼吸方式 题型四 引入种子萌发过程分析细胞呼吸方式的变化 题型五 借助生产实践考查细胞呼吸的影响因素 题型六 引入物理模型和实验数据考查光合作用的过程及影响因素 题型七 以数学模型分析光合速率的变化 5.综合高效练习·提能力：练习解题思维、提升解题能力 课标要求 核心考点 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pH和温度等)的影响。 2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 3.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。 4.探究﹡实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 5.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，转换并储存为糖分子中的化学能。 1.酶的作用、本质和特性。 2.ATP的结构和作用。 3.有氧呼吸、无氧呼吸的过程及影响因素。 4.光合作用的过程及影响因素。 要点一 降低化学反应活化能的酶 一、酶的作用和本质 1.酶的作用原理 酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较，如图所示： （1）共性：►具 作用，用量少 ►反应前后酶的性质和数量均没有变化 ►可降低反应的 （2）不同：酶的催化效率更高，即高效性。 2．酶的化学本质 化学本质 绝大多数是 少数是 合成原料 合成场所 主要是细胞核（真核生物） 来源 一般来说， 都能产生酶 作用场所 细胞内、外及生物体内、外 【拓展01】关于酶的几种错误说法 二、酶的特性 1.高效性 Ⅰ.设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与 )催化底物的反应速率进行比较，得出结论。 Ⅱ.设计方案 项目 实验组 对照组 反应物 等量的同一种底物（如H2O2） 催化剂 与底物相对应的酶溶液（过氧化氢酶） 无机催化剂（Fe3+） 现象 反应速度很快，或反应用时短 反应速度缓慢，或反应用时长 结论 酶具有高效性 Ⅲ.曲线模型： ►与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，酶的催化效率更高。 ►酶只能缩短达到化学平衡所需的 ，不能改变化学反应的 。 Ⅳ.实验验证 对照组：反应物+无机催化剂→反应物分解速率加快。 实验组：反应物+等量酶溶液→反应物分解速率更快。 实验中自变量是 种类，因变量是 。 实验结论：酶的催化效率远 大于 无机催化剂的催化效率。 2.专一性：每一种酶只能催化 或 化学反应。 Ⅰ.设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。 Ⅱ.设计方案 项目 方案一 方案二 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 同种底物(等量) 与酶相对应的底物 另外一种底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量) 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 Ⅲ.曲线模型： ►加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应 催化作用。 ►而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有 。 Ⅳ.实验验证：用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。 3.作用条件温和：最适宜条件下酶的活性 ，改变温度或pH都会使酶活性 。 ►在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用 ，超过这一范围，酶的催化作用逐渐 。 ►原因：过酸、过碱、高温都会使酶变性 ，而低温只是酶的活性 ，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 ►从丙图可以看出：反应溶液pH的变化 影响酶作用的最适温度。 ►用梯度法确定酶的最适温度和pH 设计思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论——酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。 【思考01】探究淀粉酶催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解的专一性实验中，应该用什么试剂检测？ 【思考02】用淀粉酶探究温度对酶活性的影响实验中，应该用什么试剂检测？ 【拓展02】探究酶的最适温度实验设计 （1）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，不能用过氧化氢酶，因为过氧化氢受热会分解，影响实验结果。 （2）变量分析：自变量是温度，因变量是淀粉的水解程度（以淀粉的剩余量为鉴定指标），无关变量是pH等要相同且适宜。 （3）操作提醒：一定先将酶和底物分别在相应的温度下处理后，再混合，不能先混合后再温度处理（即先处理再混合）。 【拓展03】探究酶的最适pH实验设计 （1）建议用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，不能用淀粉酶，因为淀粉酸性条件下会水解，影响实验结果。 （2）变量分析：自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率（以O2的产生速率表示），无关变量是温度等要相同且适宜。 （3）操作提醒：一定先将酶液分别在相应的pH下处理后，再与底物混合，不能先混合后再pH处理（即先处理再混合）。 要点二 细胞的能量“货币”ATP 1、 ATP的结构和功能 1. ATP是一种高能磷酸化合物 【思考】ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？ 【拓展01】NTP家族和dNTP家族 如果将ATP中的A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子后组成dNTP家族，即dATP（脱氧腺苷三磷酸）、dTTP（脱氧胸苷三磷酸）、dGTP（脱氧鸟苷三磷酸）、dCTP（脱氧胞苷三磷酸）,以上均为高能化合物。 二、ATP与ADP的相互转化及ATP的利用 1.ATP与ADP的相互转化 方向 ADP转化为ATP ATP转化为ADP 反应式 酶 ADP+Pi+能量 ATP 酶 ATP ADP+Pi+能量 所需酶 合成酶 能量来源 一种特殊的化学键（～） 能量去路 储存于一种特殊的化学键（～） 光反应阶段合成的ATP主要用于暗反应 呼吸作用产生的ATP用于各项生命活动 关系 ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。 转化式：ADP＋Pi＋能量 ATP 2.ATP的利用 （1）ATP为主动运输供能（如图） ①胞内Ca2＋与膜上Ca2＋载体蛋白的 结合，载体蛋白的 被激活。 ②ATP水解，使Ca2＋载体蛋白 。 ③Ca2＋载体蛋白的 发生变化，将Ca2＋释放到膜外。 （2）ATP为吸能反应供能 ATP水解释放的________________使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，________________发生变化，________也被改变，因而可以参与特定的化学反应。 【拓展03】 ATP与ADP的相互转化 （1）ATP分子中，远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新生成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。ATP在细胞内含量不多，但可迅速转化循环利用。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。 （2）ATP水解释放的能量是储存于一种特殊的化学键（～）中的化学能，可直接用于各项生命活动；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的光能。 （3）吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解功能；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 要点三 细胞呼吸的原理和应用 一、细胞呼吸的方式 1. 探究酵母菌细胞呼吸的方式 （1）实验原理 （2）实验思路——对比实验 3．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生 4． 实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度______/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度______/慢 出现______色 5.实验结论 (1)酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下产生 。 【思考01】对比实验中两组是否都是实验组？ 【思考02】检测酵母菌无氧呼吸产生酒精时，为什么应将酵母菌的培养时间适当延长？ 二、有氧呼吸与无氧呼吸 1．有氧呼吸1.概念：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______________________，释放能量，生成______________的过程。 2.过程 (3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) (4)能量的去路与特点 ①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以 形式散失，少部分储存在 中。 ②特点：在温和的条件下进行，能量 释放，彻底氧化分解。 2．无氧呼吸 (1)概念：无氧呼吸是指细胞在 参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 分解，释放 能量的过程。 (2)过程 (3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 (4)无氧呼吸过程中能量的去路 ①大部分储存在 或 中。 ②释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 3．无氧呼吸与有氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 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 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 4．细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 5．细胞呼吸的生物学意义 (1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 (2)是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 【拓展01】有氧呼吸的发生场所和产物 (1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸，其发生场所是细胞质基质和细胞膜。 (2)无线粒体的真核生物(或细胞)不能进行有氧化呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞等只能进行无氧呼吸。 (3)人体内产生的CO2都是有氧呼吸产生的，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 【拓展02】 无氧呼吸的能量供应意义及对植物体的危害 （1）能量供应意义：①生物在缺氧环境下，可以通过无氧呼吸释放少量能量维持生命活动。 ②无氧呼吸产生ATP的速度非常快，可以使肌肉在短暂的剧烈活动期间获得所需能量。 （2）对植物体的危害：①无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。 ②利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物维持正常的生命活动需要消耗更多的有机物。 【拓展03】细胞呼吸方式的判断 三、影响细胞呼吸的外部因素及其应用 因素 原理 曲线 应用 温度 主要影响 　 ①零______低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗；②温室栽培中________昼夜温差，增加有机物积累 O2浓度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 ①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡；②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等 CO2浓度 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会________细胞呼吸的进行 对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 水 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 ①粮食储藏要求________，减少有机物消耗；②干种子萌发前进行浸泡处理 【思考】储存蔬菜、水果与储存种子应分别满足那哪些条件？ 要点四 光合作用与能量转化 一、捕获光能的色素和结构 1．绿叶中色素的提取和分离 2．色素的分布和作用 (1)分布：叶绿体 上。 (2)作用：吸收、传递、转化光能。 (3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对 的吸收量大，类胡萝卜素对 的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量 。 3．叶绿体的结构和功能 【拓展01】叶绿体色素提取和分离异常实验现象分析 【拓展02】恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 二、光合作用的原理和应用 1.光合作用原理的探索 2．光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程模型 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光的关系 必须在 下进行 不直接依赖光 场所 在叶绿体内的 上进行 在叶绿体 中进行 物质转化 ①水的光解：H2O2H＋＋O2＋2e－ ②NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ③ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定：CO2＋C52C3 ②C3的还原：2C3C5＋(CH2O) ③ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量 ④NADPH的分解：NADPHNADP＋＋H＋＋2e－ 能量转化 光能→ ATP和NADPH中的化学能→ 联系 ①光反应为暗反应提供ATP和NADPH； ②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋ 3.影响光合作用的主要外部环境因素及其应用 （1）光照强度 （2）CO2浓度 （3）温度 【拓展03】光能的去向和电子传递 (1)叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O的分解和NADPH的合成；一方面用于ATP的合成。 (2)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子，电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH，NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。 【拓展04】“过程推理”分析光合作用各物质变化 【拓展05】“数学模型”表示C3和C5等物质含量变化 题型一 以酶促反应考查酶的本质和作用 【例1】已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2.某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ） 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1mL 1mL 1mL 加入试剂种类 蛋白酶1mL RNA水解酶1mL ？ 乙醛 1mL 1mL 1mL 保温 适宜温度保温5min 碳酸氢钠溶液 2mL 2mL 2mL A．若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA B．第3组为对照组，“？”为加入蒸馏水1mL C．若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡 D．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用 【变式1-1】核酶是具有催化功能的小分子RNA，可切割RNA序列，而RNA酶是可催化RNA水解的一种蛋白质。下列叙述正确的是（ ） A．核酶和RNA酶的基本单位都是核糖核苷酸 B．RNA酶可以与双缩脲试剂反应生成紫色物质 C．核酶可被蛋白酶水解而导致空间结构被破坏 D．核酶能为切割RNA提供所需能量，RNA酶不能 【变式1-2】如图三条曲线分别表示温度、pH和底物浓度对蛋白酶酶促反应速率的影响。下列叙述正确的是（ ） A．酶促反应速率可以用单位时间内与酶结合的底物数量来表示 B．b～c反应速率不再增加是因为酶的数量有限 C．d～e酶的空间结构逐渐形成，e～f酶的空间结构逐渐遭到破坏 D．人的唾液淀粉酶的最适pH低于胃蛋白酶 题型二 依托ATP的水解与合成考查ATP的结构和功能 【例2】如图为ATP与ADP的相互转化，下列叙述正确的是(　　) A．ATP经酶水解后的产物是合成DNA的原料之一 B．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 C．ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内 D．ATP与ADP的相互转化使得细胞可以大量储存ATP 【变式1-1】ATP上三个磷酸基团所处的位置可以用α、β、γ表示(A－Pα～Pβ～Pγ)。蛋白激酶能将ATP上的一个磷酸基团转移到载体蛋白的特定位置，同时产生ADP。若用32P验证蛋白激酶的上述功能，32P应位于ATP的位置是(　　) A．α位 B．β位 C．γ位 D．β位和γ位 【变式1-2】 Mg2＋不仅参与ATP转化为ADP的过程，同时Mg2＋还能作为涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应的辅助因子(注：NTP包括ATP、CTP、GTP、UTP；dNTP包括dATP、dCTP、dGTP、dTTP)。下列说法正确的是(　　) A．ATP和dATP的区别在于五碳糖不同 B．较少量的Mg2＋便可满足题干反应的需求，因此Mg2＋属于微量元素 C．一分子dGTP脱去两个磷酸基团后可形成一分子鸟嘌呤核糖核苷酸 D．心肌细胞ATP含量很多，以保证所需能量的持续供应 题型三 依托教材实验考查酵母菌的呼吸方式 【例3】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(　　) 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 【变式1-1】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 【变式1-2】如图是测定活细胞呼吸类型的实验装置，请分析下列各项叙述，错误的是(　　) A．若实验材料是酵母菌与葡萄糖混合液，装置1红色液滴左移，装置2红色液滴不移动，则只进行了有氧呼吸 B．若实验材料是酵母菌与葡萄糖混合液，装置1红色液滴不移动，装置2红色液滴右移，则只进行了无氧呼吸 C．若实验材料是马铃薯块茎，装置1红色液滴左移，装置2红色液滴不移动，则只进行了有氧呼吸 D．若实验材料是马铃薯块茎，装置1红色液滴不移动，装置2红色液滴也不移动，则只进行了无氧呼吸 题型四 引入种子萌发过程分析细胞呼吸方式的变化 【例4】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 【变式1-1】关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 【变式1-2】关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 题型五 借助生产实践考查细胞呼吸的影响因素 【例5】某种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，下列说法正确的是(　　) A．甲曲线表示O2吸收量 B．O2浓度为b时，该器官仍然进行无氧呼吸 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 【变式1-1】Crabtree效应具体表现为当酿酒酵母胞外葡萄糖浓度大于0.15 g/L时，即使氧气供应充足，酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中，丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，进而生成CO2和乙醇；丙酮酸脱氢酶则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列叙述错误的是(　　) A．可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇，溶液颜色会变为灰绿色 B．发生Crabtree效应的酵母菌的繁殖速率在短期内可能会受到抑制 C．丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径中，葡萄糖中的能量大部分存留在乙醇中 D．丙酮酸脱氢酶在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质 【变式1-2】玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 题型六 引入物理模型和实验数据考查光合作用的过程及影响因素 【例6】如图1为大豆叶肉细胞中某生理过程图解。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质与光合色素组成的两个光系统，A、B、C、D代表不同的物质。回答下列问题： (1)图中的磷脂双分子层构成的膜属于________________的膜。若经提取后需要分离膜上的光合色素，需要使用的试剂是________。图中物质A表示________________，物质D表示______。 (2)CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花为实验材料，分别进行三种不同实验处理：甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)，乙组提供CO2浓度倍增环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率，结果如图2所示。回答下列问题： ①随着CO2浓度增加，几种作物的光合作用速率增大，出现这种变化的原因是__________________________；在CO2浓度倍增条件下，几种作物的光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的内在因素可能是____________________(答出1点即可)。 ②丙组的光合作用速率比甲组____，其原因可能是作物长期处于高浓度CO2环境中而____________了固定CO2的酶的活性或含量。 【变式1-1】下图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是(    ) A．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量 B．供给14CO2其放射性出现的顺序为CO2→C3→甲 C．光合作用过程中ADP和Pi从B向A处移动 D．NADPH产生于A处，在暗反应中起还原作用 【变式1-2】将某绿藻细胞悬浮液放入密闭玻璃瓶中，保持适宜的pH和温度，在不同条件下记录该容器内氧气量的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（       ） A．第0～4分钟，产生ATP的场所是线粒体、叶绿体和细胞质基质 B．第5～7分钟，氧气量增加的速率减小，是因为呼吸作用消耗容器中的氧气 C．第7分钟，添加一定量CO2后，绿藻细胞内C5含量短时间内会下降 D．第9～12分钟，密闭容器中氧气浓度不再升高，说明绿藻没有进行光合作用 题型七 以数学模型分析光合速率的变化 【例6】光合作用强度受环境因素的影响，车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C．CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小 D．10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 【变式1-1】下图是夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片的光合作用强度和呼吸作用强度的曲线图。分析曲线图判断，下列说法正确的是（       ） A．BC段和DE段光合作用强度不断下降的原因相同 B．A点和E点时叶肉细胞内消耗[H]的场所是叶绿体基质 C．该植株在中午12时的净光合作用强度大于0 D．C点时该植株叶绿体内C5相对含量可能高于B点 【变式1-2】为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．此实验共有两个自变量：光照强度和施肥情况 B．d点比b点CO2吸收量高，原因是光照强度大 C．在土壤含水量为40%～60%的条件下施肥效果明显 D．制约c点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量 1．关于酶本质的探索，下列相关说法错误的是（ ） A．巴斯德提出酿酒时糖类变为酒精需要有活细胞参与 B．李比希认为酵母菌中某物质在酵母菌死亡裂解后才能引起发酵的观点不正确 C．毕希纳从细胞中获得了含有酶的提取液并对酶进行鉴定 D．萨姆纳提取出脲酶结晶证明脲酶的化学本质是蛋白质 2．胃蛋白酶是由胃部细胞分泌至胃液中的消化酶，下列叙述错误的是（ ） A．胃蛋白酶的基本单位是氨基酸 B．高尔基体参与胃蛋白酶的加工过程 C．胃蛋白酶可以催化淀粉酶的水解 D．胃蛋白酶应在中性pH、低温条件下保存 3．图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法正确的是（ ） A．绝大多数酶是蛋白质，通过为反应体系提供能量而起催化作用 B．非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、过酸对酶活性抑制的机理相同 C．底物浓度相对值小于15时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度 D．曲线乙和曲线丙分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果 4．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，萤火虫尾部发光器的发光机理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．萤火虫尾部的发光细胞产生的荧光素酶在生物体外没有催化活性，不能被使用 B．荧光素接受ATP供能后被激活，O2不足时，可以由葡萄糖直接供能 C．萤火虫发光需要荧光素酶和ATP的参与，这两者都具有高效性和专一性 D．ATP和ADP相互转化的机制在所有生物的细胞内都一样，体现了生物界的统一性 5．磷酸肌酸是主要存在于肌肉细胞中的一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，将自身的磷酸基团转移到ADP分子中合成ATP。下列说法错误的是(　　) A．磷酸肌酸转移磷酸基团是放能反应 B．ATP合成不一定需要游离的磷酸 C．肌肉细胞中磷酸肌酸和ATP含量都比较高，都能为肌肉运动直接供能 D．磷酸肌酸这种转移机制对维持细胞中ATP的含量相对稳定有重要意义 6. 如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测 O2浓度的变化。下列叙述错误的是(　　) A．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响 B．加入 NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的 CO2 C．拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的 O2浓度高于单色光下的O2浓度 D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度 7.酵母菌利用葡萄糖发酵过程中的部分生理过程如图所示，A~E表示相应化学物质，①~④表示相关生理过程，下列说法错误的是（　　） A．如果有酒味，是酵母菌进行了过程①②产生了E所致 B．把酵母菌破碎离心后得到只含酵母菌细胞器的沉淀，加入发酵液，在有氧条件下能持续产生CO2但不能产酒精 C．图中②③④过程发生场所分别为酵母菌细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质 D．若通入18O标记的D 至发酵液中，一段时间后会在 B 中检测到18O 8.如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，测得的CO2释放量和O2吸收量的变化情况（假设只由葡萄糖提供能量）。下列相关分析正确的是（    ） A．当O2浓度为a时只有无氧呼吸，最适于储藏该植物器官 B．当O2浓度为b时无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的1.5倍 C．当O2浓度为c时无氧呼吸最弱，有酒精或乳酸产生 D．当O2浓度为d时只进行有氧呼吸，释放的能量最多 9.下图表示某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的主要过程，其中甲~丁表示生理过程发生的场所，a～e表示物质，相关叙述错误的是（    ） A．甲和丙中产生的[H]代表不同的物质 B．乙、丁分别表示线粒体基质和叶绿体基质 C．物质d、e均以自由扩散的方式穿越生物膜 D．给植物提供18O标记的c，18O会出现在e中 10.如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平（其他条件不变），则a、b在叶绿体中的含量变化将会是（       ） A．a上升、b下降 B．a、b都上升 C．a、b都下降 D．a下降、b上升 11.下图是科研小组在探究环境因素对某植物完整幼苗光合作用影响时所得的实验结果。下列说法正确的是（    ） A．环境中CO2浓度为a点时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体 B．环境中的CO2浓度为n点时，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 C．限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度和CO2浓度 D．在相同的CO2浓度下，d点有机物的积累速率大于c点 12.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（       ） A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等 B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 13．某小组同学为探究不同条件下过氧化氢的分解情况进行了如下实验，表格中展示不同组处理情况。 组号 体积分数为3%的 过氧化氢溶液 实验处理 现象 1 2mL 不处理 几乎无气泡 2 2mL 加2滴FeCl3溶液 气泡较多 3 2mL 加2滴新鲜猪肝研磨液 大量气泡 4 2mL 加2滴煮熟的猪肝研磨液 a 5 2mL 加2滴蒸馏水 b 回答下列问题。 (1)新鲜猪肝研磨液中含过氧化氢酶，其化学本质是 ，上述第2组和第3组对比，可说明与无机催化剂相比酶具有 的特性。 (2)第3组和第4组对比可探究的问题是 ，预测现象a是 。 (3)第5组可以作为第2、3组的 。若要探究温度对酶活性的影响， （填“能”或“不能”）以过氧化氢作为实验材料进行探究，原因是 。 14.钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养，过程如图所示。回答下列问题： (1)图中膜结构应为_________(填“线粒体内膜”“类囊体膜”或“细胞膜”)，物质X表示_______。人体骨骼肌细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________，其释放的能量一部分用于生成________，另一部分以________的形式散失。 （2）据图分析，钩虫贪铜菌在进行化能自养时，若膜上氢化酶活性被抑制，物质X的含量会________(填“升高”“降低”或“不变”)，其原因是_________________________________________________。 (3)两种途径产生的乙酰辅酶A既可进一步彻底分解，又可合成PHA。从细胞能量供应和利用的角度分析，这两种去向的意义是_________________________________________。 15.研究发现，光照过强会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。光抑制的原因一般认为在强光下由于NADP+不足，导致电子积累，产生大量的活性氧，这些活性氧攻击叶绿素和PSⅡ反应中心（如图甲），从而损伤光合结构。光合作用中的Rubisco是一种双功能酶，在光下它既能催化RuBP(C5)与CO2反应进行光合作用，又能催化C5与O2反应产生CO2进行光呼吸（如图乙）。光呼吸可对光合结构起保护作用，减弱光抑制。回答下列问题： （1）PSⅡ位于植物细胞的_______上。光反应阶段发生的能量变化是_______。 （2）强光照射往往会导致环境温度升高，植物光呼吸增强，结合图乙分析，光呼吸增强的原因是_______，同时光呼吸也可有效减弱光抑制，主要原因是_______。 （3）研究发现，H2S能调控植物生长发育以及参与抗性调节。为研究外源低浓度的H2S（由化合物NaHS提供）对水稻幼苗强光抑制下的保护作用，请简要写出实验设计思路。______________。 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 项目 错误说法 正确理解 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 化学本质 蛋白质 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 温度影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用 如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： $