第3讲 细胞的物质代谢-【名师带你过关】2026-2027学年高考生物一轮复习

该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞物质代谢核心考点，涵盖物质跨膜运输、酶与ATP、细胞呼吸及光合作用，按“原理-过程-应用”逻辑架构知识体系，通过课标解读、考点梳理、方法指导、真题训练及分层练习，帮助学生系统突破重难点。 资料突出科学思维与探究实践素养培养，如用“三看法”快速判定运输方式，结合质壁分离实验拓展应用训练科学探究能力，分层设计基础巩固、能力进阶、综合突破练习，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第三讲　细胞的物质代谢 课标解读 考查内容 题型特点 难度分析 1.阐明渗透作用条件与质壁分离原理、应用,能分析实验误差,落实科学探究素养。 2.辨析三种跨膜运输方式,从四个维度区分,理解细胞膜的选择透过性。 3.说明胞吞、胞吐的特点与适用范围,完善物质跨膜运输知识体系。 4.阐明酶的本质、作用机理与三大特性,培养演绎推理思维。 5.分析影响酶促反应速率的因素,能解读坐标曲线,落实科学思维。 6.掌握ATP的组成、结构与转化,明确其是细胞生命活动的直接能源物质。 7.梳理有氧呼吸三阶段的场所与物质、能量变化,阐明其本质与意义。 8.掌握无氧呼吸的过程、产物与类群,比较有氧与无氧呼吸的异同。 9.运用细胞呼吸原理分析生产生活实例,落实社会责任素养。 10.说出光合色素的种类、颜色与吸收光谱,理解其功能。 11.梳理光合作用探究历程,培养科学探究与创新思维。 12.阐明光合作用光反应与暗反应的场所、物质能量变化及二者依存关系。 13.分析影响光合速率的因素,能区分三类光合速率并完成相关计算。 14.运用光合作用原理分析农业增产措施,树立科学务农意识。 1.物质跨膜运输的方式(自由扩散、协助扩散、主动运输) 2.渗透作用的原理与应用(质壁分离及复原) 3.生物膜的流动镶嵌模型与物质运输的关系 1.广东卷:结合 “珠三角盐碱地植物细胞的吸水/失水” 考查质壁分离,或考查“岭南水果(香蕉)成熟过程中物质跨膜运输方式” 2.共性:选择题考查运输方式的判断,非选择题结合质壁分离实验考查对实验现象的分析 中等,广东卷重实际情境中的运输方式与渗透应用,需区分不同运输方式的能量和载体需求 1.跨膜运输:自由扩散(如 O2、CO2,顺浓度,无载体/能量),协助扩散(如葡萄糖进红细胞,顺浓度,需载体,无能量),主动运输(如离子,逆浓度,需载体/能量); 2.渗透作用:条件是半透膜+浓度差,植物细胞质壁分离(原生质层相当于半透膜,细胞液浓度 < 外界溶液浓度); 3.膜结构与运输:细胞膜流动性是物质运输的基础,载体蛋白的特异性决定了运输物质的种类。 考点一　细胞的吸水与失水原理 1.水进出细胞的原理 提醒:渗透平衡≠两侧溶液浓度相等:渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,而两侧溶液的浓度并不一定相同,两侧的液面高度也不一定相同。 2.渗透装置的变式分析:渗透平衡时液面高度分析 (1)半透膜只允许水分子通过 (2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜 渗透作用的现象分析 ①渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压,如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 ②漏斗内液面上升的原因:单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。 ③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,而渗透压越来越低,从而使水分子从漏斗内进入烧杯的速率加快,而水分子从烧杯进入漏斗的速率减慢,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到相对平衡。 ④若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。 3.动物细胞的吸水和失水 (1)原理 (2)现象 ①外界溶液浓度　　　　细胞质浓度→细胞吸水膨胀;  ②外界溶液浓度　　　　细胞质浓度→细胞失水皱缩;  ③外界溶液浓度　　　　细胞质浓度→水分子处于进出平衡状态,细胞形态不变。  4.成熟植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较 (2)植物细胞的吸水和失水 ①当　　　　　　　>　　　　　　时,细胞失水,发生　　　　　　现象。  ②当　　　　　　　<　　　　　时,细胞吸水,失水的细胞发生　现象。  提醒:线粒体、叶绿体等细胞器属于原生质层中的结构,细胞核不属于。 (3)探究植物细胞的吸水和失水 质壁分离和复原实验的四个关键点 (1)所选用材料的细胞液最好有颜色,以便于观察。 (2)单独观察处于质壁分离的静态图像,不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。 (3)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,质壁分离程度越大,植物细胞吸水能力越强;质壁分离复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度。 (4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的,最终表现为出或进的水分子多。 5.质壁分离与复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 半透膜和选择透过性膜的区别 (2025·北京)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3 g·mL-1蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是 (　　) A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞 B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞 C.图2,细胞失去的水分子是自由水 D.与图1相比,图2中细胞液浓度小 【答案】D 【解析】A.图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;B.细胞壁有保护和支撑的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;C.图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;D.与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度大,D错误。故选D。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·徐州一模)某生物兴趣小组为探究植物细胞质壁分离与复原现象, 选用三种不同的植物材料进行实验并记录相关数据, 结果如表所示。下列相关说法正确的是 (　　) 实验 材料 细胞液初 始浓度/ (mol·L-1) 蔗糖溶液 浓度/ (mol·L-1) 质壁分 离现象 质壁分 离复原 情况 紫色洋葱 鳞片叶外 表皮 0.3 0.45 明显 滴加清 水后能 复原 紫色洋葱 鳞片叶内 表皮 0.25 0.35 较不 明显 菠菜叶 肉细胞 0.2 0.3 有 A.三种材料中, 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离速度最快 B.蔗糖溶液浓度为0.3 mol·L-1时菠菜叶肉细胞不发生渗透作用 C.可用台盼蓝染液染色后观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离现象 D.若质壁分离后滴加清水不能复原说明细胞液浓度大于外界溶液浓度 2.(2025·浙江一模)在“观察植物细胞的质壁分离及复原现象”的活动中。下列相关叙述合理的是 (　　) A.制作临时装片时,先将撕下的表皮放在载玻片上,再滴一滴清水,盖上盖玻片 B.质壁分离复原过程中,细胞壁与细胞膜之间的液体浓度高于外界液体浓度 C.若用5 g·mL-1蔗糖溶液替换0.3 g·mL-1蔗糖溶液,可能观察不到质壁分离现象 D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态 能力进阶 1.(2025·河北三模)某实验小组将甲、乙两个液泡初始体积相等的洋葱鳞片叶细胞分别置于A、B两个烧杯中,两个烧杯装有等浓度的KNO3溶液,甲和乙两个细胞的液泡体积变化如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.初始状态下,甲、乙两细胞的细胞液浓度相等 B.t1时,乙细胞液的渗透压与外界溶液的相近 C.t1~t2,甲和乙的细胞吸水能力都逐渐增强 D.t2时,甲、乙的细胞液浓度和初始状态相等 2.(2025·衡水二模)将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种外界溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.此实验只能用紫色洋葱鳞片叶的外表皮作为实验材料,不能用内表皮 B.t1~t2时间内细胞处于质壁分离状态 C.外界溶液可能是质量浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液 D.t0~t1时间内,细胞吸水能力逐渐减弱 综合突破 1.(2025·宝鸡二模)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 的细胞液中蔗糖浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 D.水分交换平衡时,细胞 c 的细胞液浓度小于细胞 a 的细胞液浓度 2.(2025·巴中一模)水势是指单位体积水的自由能,水可以自发从高水势区域流向低水势区域。在研究细胞水平的水分转运时(忽略重力影响),溶液水势的计算公式为:水势=渗透势+静水压,渗透势反映溶质对水势的影响,溶质浓度越高,渗透势越低(纯水水势定义为零),施加压力可增大静水压以提高水势(标准大气压下敞口烧杯中溶液的静水压为零)。若将一个萎蔫的植物细胞置于0.1 mol·L-1的蔗糖溶液中,其发生的变化如图所示。下列有关说法正确的是 (　　) A.初始时蔗糖溶液的浓度比细胞液中大,水势相对更高,使细胞发生吸水 B.萎蔫细胞在吸水时水势不断变小,而蔗糖溶液的水势几乎没有变化 C.细胞吸水使原生质体膨胀,拉伸的细胞壁对细胞产生静水压,提高细胞水势 D.平衡状态时,蔗糖溶液与细胞液的浓度并不相等,故二者的水势也不相等 3.(2025·全国二卷)金黄色葡萄球菌(SA)是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加,出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌(MRSA),研究人员对其耐药机制进行探索。回答下列问题。 (1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和　　　　。SA分裂时,细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构,构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性,导致SA分裂产生的新壁出现孔洞,在低渗环境中细胞会因　　　　而死亡。  (2)检测发现,MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因,A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受,据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响,且P2a对甲氧西林亲和力较　　　　。在高浓度甲氧西林培养基中,只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显,而MRSA能正常分裂,新壁出现孔径较小的致密网状结构。  (3)为研究B+基因的功能,将SA突变为P1基因缺陷型菌株(P1-),进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株,各菌株繁殖速率如图1所示,结果表明,P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补,而A+基因无此作用,依据是    　。  图1 ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株,观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态,结果如图3,说明在P1缺乏时,B  　。  图2 图3 (4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+,请从①~⑥选择合适的菌株、基因与培养条件,进行转基因实验,验证推测。写出相应组合并预期实验结果:      　。  ①SA菌株　②P1-P2-菌株　③A+基因 ④B+基因　⑤高浓度甲氧西林 ⑥不用甲氧西林 考点二　物质跨膜运输方式与影响因素 1.物质进出细胞的方式 (1)被动运输 ①概念:物质以　　　　方式进出细胞,　　　　　　　消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。  ②类型 提醒:①带电粒子不能溶于磷脂,因此,即使是最简单的H+,也无法通过自由扩散方式进出磷脂双分子层。②无机盐离子的运输方式不一定是主动运输,如兴奋产生和恢复过程中的Na+内流和K+外流的方式均为协助扩散。 (2)主动运输 (3)胞吞、胞吐 2.协助扩散中转运蛋白的类型 3.影响物质跨膜运输速率因素的分析 (1)物质浓度 (2)O2浓度 (3)温度 1.同种物质的不同运输方式 物质 相应过程 运输方式 葡萄糖 进入红细胞 协助扩散 进入小肠绒毛上皮细胞 主动运输 肾小管重吸收葡萄糖 主动运输 Na+ 进入神经细胞 协助扩散 运出神经细胞 主动运输 (Na+—K+泵) K+ 进入神经细胞 主动运输 (Na+—K+泵) 运出神经细胞 协助扩散 2.主动运输的三种类型 注:协同转运类型中的转运蛋白有同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白。 3.胞吞、胞吐的易错点 (1)胞吐不是只能运输大分子物质,也可以运输小分子物质,如神经递质。 (2)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性,胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。 4.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 (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 三看法”快速判定物质出入细胞的方式 注:小分子神经递质出细胞的方式为胞吐。 离子泵 离子泵是膜运输蛋白之一,可看作一类特殊的载体蛋白,能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过细胞膜,同时消耗ATP释放的能量,属于主动运输。 离子泵的本质是水解ATP的酶。被活化的离子泵水解ATP,与水解产物磷酸根结合后自身发生构象的改变,从而将离子由低浓度处转运到高浓度处,这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度势能。 细胞内的离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。 (1)钠钾泵 (2)钙泵 钙泵是Ca2+激活的ATP酶,每水解一个ATP转运两个Ca2+到细胞外,形成钙离子浓度梯度。通常细胞质游离Ca2+浓度很低,胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离的Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。钙离子内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内,因此Ca2+是一种十分重要的信号物质。 (3)质子泵 (2025·浙江)人体细胞通过消耗 ATP 维持膜两侧Na+浓度梯度,细胞膜上的Na+-氨基酸共转运体能利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞,如图所示,下列叙述正确的是 (　　) A.Na+-氨基酸共转运体运输物质不具有特异性 B.氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输 C.使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率 D.适当增加膜两侧Na+的浓度差能加快氨基酸的运输 【答案】D 【解析】A.Na+-氨基酸共转运体运输物质具有特异性,A错误;B.氨基酸依赖转运体进入细胞是逆浓度梯度的过程,属于主动运输,B错误;C.人体细胞通过消耗呼吸作用产生的ATP维持膜两侧Na+浓度梯度,利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞,因此使用细胞呼吸抑制剂会影响氨基酸的运输速率,C错误;D.适当增加膜两侧Na+的浓度差会提高Na+的运输速率,同时也能加快氨基酸的运输,D正确。故选D。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·四川月考)哺乳动物红细胞的细胞膜上有一类跨膜的载体蛋白,可协助细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖;其细胞膜上还有一类被称为“通道”的转运蛋白,如水通道、Na+通道等,给特定分子或离子提供跨膜扩散的途径。下列叙述错误的是 (　　) A.载体蛋白在每次转运物质时,都会发生自身构象的改变 B.分子或离子通过转运蛋白时,均需与转运蛋白特异性结合 C.哺乳动物红细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖的方式属于协助扩散 D.水分子或Na+通过通道蛋白的跨膜运输均属于被动运输 2.(2025·云南模拟)心肌细胞的电活动依赖细胞膜上K+通道蛋白E,该蛋白异常会导致心律失常。蛋白E由4条肽链构成,最初合成的肽链在内质网经初加工成蛋白E前体,每条肽链的相对分子质量为135 kDa(E135)。蛋白E前体在高尔基体经再加工成成熟蛋白E,每条肽链的相对分子量质为155 kDa(E155)。成熟蛋白E插入到细胞膜上发挥作用。研究人员检测正常细胞和E基因突变细胞中这两种肽链的含量,突变细胞中未检测到E155,两种细胞中都检测到E135,且突变细胞的E135含量明显增多。不考虑有关蛋白E的其他合成途径,下列叙述正确的是 (　　) A.合成和加工肽链的结构中均含有磷脂和蛋白质 B.突变细胞的蛋白E前体可能大量滞留积累在内质网中 C.心律失常的患者细胞膜上的K+通道蛋白含量增多 D.K+与K+通道蛋白结合后顺浓度梯度运出心肌细胞 能力进阶 1.(2025·广州一模)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.水的吸收以自由扩散为主,水通道蛋白的协助扩散为辅 B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻 C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量降低,缓解腹泻,减少致病菌排放 D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运减少 2.(2025·楚雄模拟)H2O2过度积累会导致植物萎蔫甚至死亡。中国科学院谢旗团队研究高粱时发现,细胞内与耐碱显著相关的主效基因AT1的表达产物可以与通道蛋白 PIP2s相互作用,通过改变 PIP2s磷酸化水平调控H2O2的外流,从而改变细胞内的 H2O2含量,部分作用机理如下图所示。下列分析正确的是 (　　) 注:G蛋白是一类信号传导蛋白,主要由α、β、γ三个不同亚基组成; 表示抑制。 A.图中H2O2的跨膜运输方式为主动运输 B.AT1 与 G 蛋白结合后通过抑制 PIP2s 磷酸化来增强H2O2的外流 C.通过改造 AT1 可增强高粱的耐碱能力 D.PIP2s 的空间结构与磷酸化程度无关 综合突破 1.(2025·湖南一模)海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植。相关研究表明,渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下,下列叙述正确的是 (　　) A.水分子主要通过自由扩散的方式进入海水稻根细胞 B.渗透胁迫下,海水稻通过提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的渗透压 C.SOS1可以同时转运Na+和H+,两种物质运输方式相同 D.据图分析,海水稻根细胞解决上述问题的机制之一是通过NHX蛋白将Na+顺浓度运入液泡 2.(2025·遂宁一模)脲酶能将尿素分解成二氧化碳和氨,氨溶于水形成。过量的会导致土壤酸化,植物感知该种信号后发生了如图所示的生理变化。有关叙述不正确的是 (　　) A.H+被运出细胞的方式是主动运输 B.N不需要与AMTS结合,就可实现物质转运 C.施用适量的N可在一定程度上提升植物缓解土壤酸化能力 D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速率与二者在膜外的浓度呈正相关 考点三　酶与ATP 课标解读 考查内容 题型特点 难度分析 1.酶的特性与作用机理(高效性、专一性、作用条件温和) 2.ATP 的结构与功能(“能量通货”,与 ADP 相互转化) 1.广东卷:结合 “岭南特色作物(水稻)的光合作用效率” 考查光反应与暗反应关联,或考查“珠三角食品加工中酵母菌无氧呼吸(酿酒)” 的过程 2.共性:选择题考查酶特性或呼吸/光合阶段,非选择题结合曲线(如光照强度对光合速率的影响)考计算与分析 中偏难,广东卷注重农业或食品场景应用,需掌握呼吸与光合的物质能量变化逻辑 1.酶:高效性(比无机催化剂快),专一性(一种酶催化一种或一类反应),低温抑制、高温失活; 2.ATP:结构含腺苷+3 个磷酸基团,ATP→ADP 释放能量(用于生命活动),ADP→ATP 需能量(来自呼吸作用、光合作用); 3.细胞呼吸:有氧呼吸(共3个阶段,场所为细胞质基质+线粒体,产生大量 ATP),无氧呼吸(共2个阶段,场所为细胞质基质,产生少量 ATP,植物产生酒精,动物产生乳酸); 4.光合作用:光反应(类囊体,产生ATP、[H]、O2),暗反应(场所为叶绿体基质,CO2固定→C3还原,需光反应产物),总反应式:CO2+H2O→(CH2O)+O2。 重点1　酶的本质和作用 1.酶的本质与作用 (1)酶本质的探索历程 (2)酶的本质和功能 (3)酶的作用原理:  　。  ①表示无酶催化时反应进行所需的活化能的是　　　　　段。  ②表示有酶催化时反应进行所需的活化能的是　　　　　段。  ③酶降低的活化能是　　　　　段。  ④若将酶换为无机催化剂,则B在纵轴上向　　　　移动。  重点2　酶的特性及酶相关实验 一、酶的特性 1.酶的高效性 (1)酶的催化效率是　　　　　　的107~1013倍,原因是与无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应的活化能。  (2)酶高效性的曲线分析 ①与无机催化剂相比,酶的催化效率　。  ②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,　　　　(填“能”或“不能”)改变化学反应的平衡点。  2.酶的专一性 (1)每一种酶只能催化　　　　　　化学反应。  (2)酶专一性的曲线 加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,而一定范围内,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B对此反应无催化作用,酶A对此反应有催化作用,进而说明酶具有　　　　　性。  3.酶的作用条件较温和 在最适温度和pH条件下,酶的活性最高;　　　　　　　　　　　　等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活;　　　　条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。  二、影响酶促反应速率的因素分析 1.温度和pH对酶促反应速率的影响(如图所示) (1)甲、乙曲线分析 ①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,随温度(pH)的升高,酶的催化作用逐渐　。  ②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,温度升高酶可恢复活性,原因是低温　。  (2)丙曲线分析 ①纵坐标为反应物剩余量,反应物剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示最适pH约为7,原因是　。  ②反应溶液pH的变化　　　　　(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度。  (3)丁曲线分析:温度的变化　　　　　(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适pH。  2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响(如图所示) (1)甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而　　　　,当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再增加,原因是　。  (2)乙图:在底物足量、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成　　　　　(填“正比”或“反比”)。  (3)丙图:其他条件适宜的情况下,酶量增加,酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向　　　　　移动(对应　　　　点位置)。  酶的抑制剂 (1)竞争性抑制剂:竞争性抑制剂的结构与底物相似,可与底物竞争结合酶的活性部位。 (2)非竞争性抑制剂:非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,使酶分子结构发生变化,从而使酶的活性部位功能丧失。 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争,因此,其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消。 三、酶相关实验 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 水浴加热、　　　　　　　溶液和肝脏研磨液中的　　　　　　　　均可影响H2O2分解为H2O和O2的速率。  (2)实验步骤 试管编号 1 2 3 4 步骤1 向4支试管中分别加入2 mL　　　　　　　　　　,并放在试管架上  步骤2 不处理 放入　  左右的水 浴中加热 滴入2滴 　  滴入2滴 　  观察 试管内产生的气泡多少;试管内卫生香的复燃程度 (3)实验结果 1号和2号试管对比,单位时间内　　　　试管放出的气泡多;3号和4号试管对比,　    　。  (4)实验结论:加热、FeCl3溶液、过氧化氢酶都能　　　　　　　　　　　;与无机催化剂FeCl3溶液相比,过氧化氢酶的催化效率更高,即酶具有　　　　　　。  【实验分析】 (1)实验中使用的肝脏为什么是新鲜的? 　。  (2)实验中为什么把肝脏制备成肝脏研磨液?   　。  (3)实验中滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的滴管能否混用?为什么?   　。  (4)“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,自变量是　。  2.淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 (1)实验原理:淀粉和蔗糖都是　,  它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖,斐林试剂能与还原糖反应产生　　　　　　色沉淀。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。  (2)实验过程 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL - 注入蔗糖溶液 - 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 沸水浴煮沸1 min 实验现象 有砖红 色沉淀 没有砖红 色沉淀 (3)实验结论:酶具有　　　　　性。  (4)注意事项:探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中,不用碘液代替斐林试剂的原因是  　。  1.鉴定酶本质的方法 (1)“试剂检测法”探究酶的化学本质 (2)“酶解法”探究酶的化学本质 2.探究酶的催化作用 对照组:等量的同种底物+清水→反应速率慢或无反应。 实验组:等量的同种底物+等量的相应酶溶液→反应速率快。 3.探究酶高效性实验的设计方法 【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。 【设计方案】 4.探究酶专一性实验的设计方法 【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。 【设计方案】 方案一:酶相同,底物不同 方案二:底物相同,酶不同 实验组1 反应物1+酶溶液反应物被分解 实验组2 等量反应物2+等量相同酶溶液反应物不被分解 实验组1 反应物+酶溶液1反应物被分解 实验组2 等量相同反应物+等量酶溶液2反应物不被分解 3.探究温度对酶活性的影响(以唾液淀粉酶的催化作用为例) (1)反应原理 (2)鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响　　　　　　　　　,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。  (3)实验步骤 步骤 试管 1 试管 2 试管 3 试管 4 试管 5 试管 6 第一步 2 mL淀 粉溶液 + - + - + - 1 mL 淀粉 酶溶液 - + - + - + 第二步 分别保 温5 min 冰浴 水浴,37 ℃ 沸水浴 第三步 — 将试管2中 的溶液倒入 试管1中 混合 将试管4中 的溶液倒入 试管3中 混合 将试管6中 的溶液倒入 试管5中 混合 第四步 分别保 温2 min 冰浴 水浴,37 ℃ 沸水浴, 2 min后用 自来水冲凉 第五步 加入2滴碘液,观察颜色变化 注:0 ℃条件下,淀粉酶仍有一定活性,加入碘液后呈现的蓝色很浅,但与100 ℃条件下的棕黄色有较明显的区别。 (4)注意事项 ①在探究温度对酶活性的影响的实验中,不能选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料,原因是  　。  ②在探究温度对酶活性的影响实验中,底物和酶溶液应先分别在预设的温度下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。 ③若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,检测底物是否被分解的试剂宜选用碘液,不能选用斐林试剂,原因是  　。  4.探究pH对酶活性的影响(以过氧化氢酶的催化作用为例) (1)反应原理(用反应式表示):  　。  (2)鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用　　　　　　　　的情况来检验O2的生成速率。  (3)实验步骤 序号 实验操 作内容 试管1 试管2 试管3 1 肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴 2 注入等量 的不同pH 的溶液 1 mL pH=7 的缓 冲液 1 mL物质的 量浓度为 0.01 mol/L 的HCl溶液 1 mL物质 的量浓度为 0.01 mol/L 的NaOH 溶液 3 注入等量的 3%的H2O2 溶液 2 mL 2 mL 2 mL 4 观察实 验现象 有大量 气泡产生 有少量 气泡产生 有少量 气泡产生 5 将点燃的卫 生香插入试 管内液面的 上方 燃烧 剧烈 燃烧 较弱 燃烧 较弱 (4)注意事项 ①在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜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。 ②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设定为实验要求的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。 梯度法探究酶的最适温度或最适pH 1.探究酶的最适温度实验的设计方法 【设计思路】 在一定范围内,设计一系列温度梯度实验,其他条件相同且适宜,可得出最适温度的大致范围,再在此范围内减小梯度,进一步进行实验,直至得出最适温度。 【设计方案】 2.探究酶的最适pH实验的设计方法 【设计思路】 在一定范围内,设计一系列pH梯度实验,其他条件相同且适宜,可得出最适pH的大致范围,再在此范围内缩小梯度,进一步进行实验,直至得出最适pH。 【设计方案】 注:若要探究最适温度(最适pH),我们可以通过预实验,先在一定范围内设置一系列梯度温度(pH),然后在效果最佳的一组的两侧温度(pH)之间,缩小变量范围,并减小温度(pH)梯度,重做实验。 (2025·广西)研究人员探究了不同浓度的油菜蜂花粉多酚(以下简称“多酚”)和药物Q对胰脂肪酶活性的影响(图a);以及不同pH处理多酚后,多酚对该酶的酶促水解速率的影响(图b)。下列说法正确的是 (　　) A.单位时间内甘油的生成量,可作为以上实验的检测指标 B.在催化脂肪水解过程中,胰脂肪酶提供了大量的活化能 C.相同浓度下,药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果强于多酚 D.比较不同pH处理后的多酚,乙组对胰脂肪酶活性的抑制效果最弱 【答案】A 【解析】A.脂肪水解后的产物为甘油和脂肪酸,因此可以用单位时间内甘油的生成量,作为胰脂肪酶活性的检测指标,A正确;B.酶的作用机理为降低化学反应的活化能,而不是提供活化能,B错误;C.由图a可知,相同浓度下,药物Q处理后胰脂肪酶的相对活性高于多酚处理,因此药物Q对胰脂肪酶活性的抑制效果弱于多酚,C错误;D.在图b中,乙组酶促水解速率最低,说明乙组对胰脂肪酶活性的抑制作用最强,D错误。故选A。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·浙江一模)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.t1时若A组温度提高10 ℃,A组酶促反应速率会下降 B.t2时若向C组增加底物量,在t3时C组产物总量增加 C.t3时三个实验组中酶与底物结合速率均小于t1时 D.储存该酶时,为维持该酶较高活性,需在最适pH和40 ℃下保存 2.(2025·云南模拟)某同学进行“比较过氧化氢在不同条件下分解”的实验,在编号为①~④的4支试管中,分别加入2 mL过氧化氢溶液,不同实验处理及结果如下图。下列关于该实验的分析,正确的是 (　　) A.该实验的自变量是温度,因变量是气泡的数量 B.①号试管是空白对照,②~④试管都是实验组 C.①与②对照,说明加热可降低化学反应活化能 D.②与④对照,说明过氧化氢酶具有高效性 能力进阶 1.(2025·宁波一模)红茶的制作需要经过萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等多道工序,多酚氧化酶在此过程中催化茶多酚生成适量茶黄素,是其风味形成的关键。下列叙述正确的是 (　　) A.多酚氧化酶使茶多酚的氧化速率加快体现酶的高效性 B.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 C.发酵时多酚氧化酶提供大量活化能加快茶多酚氧化 D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶叶品质 2.(2025·四川一模)为研究非酿酒酵母对草莓果酒品质的影响,科研人员采用顺序接种方式,分别先接种非酿酒酵母(T.d、S.p、M.p、L.I),24 h 后再接种酿酒酵母(S.c)进行草莓酿造酒发酵,对照组(CK 组)只在实验开始时接种酿酒酵母(S.c),实验结果以与果酒风味成分形成有关的各种糖苷酶及总酚含量等指标呈现。下列推测或分析,合理的是 (　　) A.在发酵液中再添加底物可以提高酶活性 B.βD木糖苷酶越多总酚产量也会越高 C.S.p 通过增加酶产量来提高总酚含量 D.草莓果酒的品质与酵母接种顺序有关 综合突破 1.(2025·衡水二模)下图是人体胃酸分泌示意图。下列有关叙述正确的是 (　　) A.细胞无氧呼吸加强有利于胃酸的分泌 B.CA增加了CO2与H2O反应的活化能,且反应前后其化学性质不变 C.同时转运H+与K+的载体可能还具备ATP水解酶的作用 D.K+与细胞膜上的载体结合导致载体构象改变而运出细胞 2.(2025·六安模拟)肾小管近端小管前半段,对Na+的重吸收量最大。肾小管细胞膜上的载体蛋白在吸收Na+的同时,会运进葡萄糖和排出H+ 。进入细胞内的Na+,被细胞膜上的钠钾泵泵出至细胞间隙后再进入血液。细胞内的葡萄糖以协助扩散的方式运出,再回到血液中,其吸收过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.大量丢失水分且血钠含量较低时,醛固酮的分泌增加,小管液中的pH会升高 B.钠钾泵既能为ATP的水解提供活化能,又能主动运输Na+、K+ C.Na+与肾小管细胞膜上的载体蛋白结合后进入细胞的方式为主动运输 D.图中葡萄糖进入肾小管细胞时不直接消耗ATP,且相应载体蛋白的空间结构会发生改变 3.(2023·天津)瘿蜂是果蝇类害虫的寄生蜂,其幼蜂在正常寄主体内能正常发育并羽化为成蜂,且杀死寄主;但在肠道无菌的寄主体内无法发育至成蜂。回答下列问题: (1)在无菌寄主肠道引入不同种细菌,记录幼蜂寄生后的羽化率,结果如下图。可知,同时引入四种细菌显著提高了幼蜂羽化率。比较第　　　　列数据,可知在醋酸杆菌存在时,另三种细菌中　　　　　可进一步提高幼蜂羽化率。  (2)①正常寄主被幼蜂寄生后,胰岛素样肽基因的转录水平上升,体内脂质含量增加。果蝇的胰岛素样肽具有和哺乳类胰岛素类似的生理作用,可能促进　　　　物质转化合成脂质,也可能抑制脂质降解。  ②研究发现,正常寄主被幼蜂寄生后,脂肪酶活性受到抑制,说明幼蜂通过　　　　　　　　　　而使寄主积累脂质,满足幼蜂的生长发育。  ③为进一步研究正常寄主被幼蜂寄生后,脂质合成是否受影响,还需进行的实验是　　　　　　　　　。  重点3　ATP的结构和功能 1.ATP是一种高能磷酸化合物 2.ATP的合成和利用 (1)ATP的合成 (2)ATP的利用 ①ATP是细胞内的能量“货币” ②ATP供能机制 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。  细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程 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 叶绿体 产生ATP:光反应 消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等 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、翻译等 核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等 比较法辨析ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含义 (2024·安徽)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的,某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是 (　　) A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体 B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用 C.ATP 水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合,使其去磷酸化而有活性 D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化 【答案】D 【解析】A.由题图可知,细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞外侧的酶联受体,A错误;B.酶联受体位于质膜上,化学本质是蛋白质,能识别相应的信号分子,磷酸化的酶联受体具有催化作用,但不具有运输作用,B错误;C.ATP水解产生ADP和磷酸基团,磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性,C错误;D.细胞分化的实质是基因的选择性表达,故信号分子调控相关蛋白质,活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化,D正确。故选D。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·丹东模拟)细胞自噬是指细胞通过溶酶体降解退化的细胞结构,从而获得物质和能量的过程。研究发现,细胞自噬启动时,ATP含量先短暂下降,随后因细胞呼吸增强而快速回升。下列相关ATP的分析正确的是 (　　) A.细胞自噬获得的某些物质会促进溶酶体内ATP的产生 B.自噬细胞内的吸能反应必然伴随ATP的合成 C.细胞呼吸增强会使细胞内储存大量ATP D.ATP含量先短暂下降可能与细胞内营养物质不足有关 2.(2025·陕西三模)科学家研究蓝细菌光合作用时,利用同位素标记法追踪磷酸基团转移路径。实验发现:①光照下,放射性标记的磷酸基团首先出现在类囊体膜合成的ATP中;②阻断ATP合成后,暗反应中C3化合物(如3PGA)积累,而糖类合成减少。下列叙述错误的是 (　　) A.①证明光反应阶段合成的 ATP 中含有磷酸基团 B.②说明ATP 是光反应中固定 CO2的直接能源 C.缺乏ATP 导致C3无法还原生成糖类物质而积累 D.ATP 水解释放的能量部分供生命活动利用,部分以热能形式散失 能力进阶 1.(2025·山东一模)在细胞信号转导过程中存在一种分子开关机制,即通过蛋白激酶催化ATP水解使靶蛋白磷酸化,通过蛋白磷酸酶的催化作用使靶蛋白去磷酸化,从而调节蛋白质的活性。下列说法错误的是 (　　) A.蛋白激酶为靶蛋白的磷酸化降低活化能 B.靶蛋白磷酸化时被活化,去磷酸化时失活 C.靶蛋白磷酸化可以改变蛋白质构象从而改变其活性 D.靶蛋白磷酸化生成ADP,去磷酸化时不合成ATP 2.(2025·浙江一模)AMPK(AMP激活的蛋白激酶)作为细胞的核心能量传感器,其激活机制与下游调控是细胞维持能量稳态的关键。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AMPK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,AMPK催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B.AMPK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AMPK活性的调节属于正反馈调节 D.运动时肌细胞中AMP与AMPK结合增多,细胞呼吸速率加快 综合突破 1.(2025·重庆三模)图示为部分物质进出小肠上皮细胞的示意图。下列相关叙述错误的是 (　　) A.葡萄糖进入小肠上皮细胞直接依赖ATP供能 B.葡萄糖运出细胞的方式是协助扩散 C.推测图中Na+—K+泵具有运输和催化两种功能 D.小肠上皮细胞吸收葡萄糖和Na+能间接促进水吸收 2.(2025·湖北模拟)研究发现,奶牛感染金黄色葡萄球菌后,机体某些细胞会通过分泌外泌体参与免疫防御。测得奶牛外泌体对金黄色葡萄球菌胞内ATP含量的影响如下图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.金黄色葡萄球菌的细胞质和细胞核中都有ATP分布 B.金黄色葡萄球菌胞内生成大量ATP的场所为线粒体 C.500 μg· mL-1是外泌体抑制金黄色葡萄球菌的最适质量浓度 D.外泌体可能通过降低金黄色葡萄球菌胞内ATP含量抑制其生长 3.(2025·南通二模)三羧酸循环(TCA循环)是糖类、脂肪、蛋白质等物质分解代谢的最终共同途径。图1为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。回答下列问题: 图1 (1)生物通过　　　　等代谢中间物,将生物小分子的分解与合成代谢相互联系。在　　　　(填细胞结构名称)中,糖类酵解产生　　　　,脂肪分解产生　　　　,蛋白质分解产生氨基酸。这些物质最终都需转化为　　　　才能参加TCA循环。  (2)糖酵解和TCA循环产生的　　　　分解产生高能电子和H+。电子通过　　　　中的电子传递链,最终传递给　　　　。H+在膜间隙中聚集产生较高的化学势能,最终通过ATP合酶释放,ATP合酶的作用有　　　　。  (3)ATP合酶的结构与功能如图2所示。β亚基有β1~β3三个催化位点,每个位点可呈现三种构象,O为开放构象,T为紧密构象,L为松弛构象,其中　　　　构象能催化ADP和Pi合成ATP。H+势能推动γ亚基旋转,从而引起β亚基依次呈现　　　　(用字母和箭头表示)构象变化。  图2 (4)研究表明,大肠杆菌中每合成一个ATP分子的H+/ATP值约为3.3,即10个H+可推动γ亚基旋转一周。中心线粒体完成该过程需要8个H+,其H+/ATP值约为　　　　。  考点四　细胞的呼吸 重点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 提醒:对比实验中两组都是实验组,两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有:①探究酵母菌细胞呼吸的方式;②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验;③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验;④探究温度(pH)对酶活性的影响。 3.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌+　　　　　　溶液)。  (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生。 提醒: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。 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,在无氧条件下进行细胞呼吸产生　　　　　　　。  (2025·浙江)某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式,设置有氧组和无氧组,装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是 (　　) A.装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B.有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组均可检测到酒精 D.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3∶1 【答案】C 【解析】A.本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式,有氧气或无氧气是实验的自变量,而不是无关变量,A错误;B.有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解,所以既进行有氧呼吸(CO2的场所是线粒体基质),又进行无氧呼吸(产生CO2的场所是细胞质基质);无氧组只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质。所以有氧组产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质,无氧组是细胞质基质,B错误;C.有氧组虽然进行有氧呼吸,但也进行无氧呼吸(因为氧气不足),无氧呼吸会产生酒精;无氧组进行无氧呼吸,也产生酒精。所以有氧组和无氧组均能检测到酒精,C正确;D.有氧呼吸时,1分子葡萄糖产生6分子CO2;无氧呼吸时,1分子葡萄糖产生2分子CO2。由于有氧组同时进行有氧和无氧呼吸,所以有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少,那么有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6∶2=3∶1,D错误。故选C。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·宁波一模)纤维素的水解产物可用于生产乙醇。兴趣小组利用自制的秸秆纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并检测其无氧呼吸产物,实验装置如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.酵母菌无氧呼吸的场所在细胞质基质 B.甲瓶应封口放置一段时间再连通乙瓶 C.增加甲瓶的酵母菌数可以提高乙醇的最大产量 D.乙瓶溶液由蓝色变成黄色表明酵母菌已产生CO2 能力进阶 1.(2025·浙江一模)研究发现,敲除野生型酵母菌sqr基因后获得的突变型酵母菌中,线粒体出现碎片化现象,且线粒体数量减少。下列叙述错误的是 (　　) A.无氧条件下,突变型酵母菌糖酵解释放的能量大部分以热能散失 B.无氧条件下,野生型酵母菌比突变型酵母菌产生更多的ATP C.氧气充足时,野生型酵母菌种群增殖速率大于突变型酵母菌 D.氧气充足时,野生型酵母菌培养液过滤后,滤液中加入重铬酸钾酸溶液显橙色 综合突破 1.(2025·遂宁一模)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式,做了以下两组实验:用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,再吸入25 mL无菌氧气,密封;用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间,以下说法错误的是 (　　) A.该实验中,注射器A为实验组,注射器B为对照组 B.若注射器A中的气体体积大于25 mL,说明酵母菌进行了无氧呼吸 C.取少量注射器B中酵母菌培养液,用酸性重铬酸钾检测,溶液变为灰绿色,不一定是酒精 D.将注射器A中产生的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中,可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 重点2　细胞呼吸的方式与过程 1.细胞呼吸的实质及方式 (1)实质:细胞内的有机物　　　　　　　,并　　　　　　　　　。  (2)方式:　　　　　　和无氧呼吸。  2.有氧呼吸 (1)概念:细胞在　　　　的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物　　　　氧化分解,产生　　　　　,释放　　　　　,生成大量ATP的过程。  (2)过程 (3)写出有氧呼吸过程的总反应式(标出氧元素的来源与去路):　。  3.无氧呼吸 (1)概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过　　　　分解,释放　　　　能量的过程。  (2)过程 4.细胞呼吸的意义:为生物体　　　　　　,是生物体代谢的　　　　　　　　　。  5.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 1.判断细胞呼吸方式的三大依据 2.细胞呼吸的相关计算 (1)反应式 ①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。 ②无氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。 C6H12O62C3H6O3+少量能量。 (2)思路:根据有氧呼吸和无氧呼吸反应式中物质之间的数量关系,结合化学计算相关方法进行分析求解。 (3)相关物质间量的比例关系(以葡萄糖为底物): ①CO2释放总量=有氧呼吸释放CO2的量+无氧呼吸释放CO2的量。 ②O2吸收量=有氧呼吸释放CO2的量。 ③酒精产生量=无氧呼吸释放CO2的量。 ④有氧呼吸时:C6H12O6∶O2∶CO2=　　　　　　　　　　　　　　　　。  ⑤无氧呼吸时:C6H12O6∶CO2∶酒精=　　　　　　或葡萄糖∶乳酸=　　　　。  ⑥有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的量:有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=　　　　　　　　　　　　　。  ⑦有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的量:无氧呼吸消耗的葡萄糖量∶有氧呼吸消耗的葡萄糖量=　　　　　　　　　　　　　　。  (2025·贵州)R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是 (　　) A.R848能影响X精子的无氧呼吸 B.R848会导致X精子ATP生成量减少 C.R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D.R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的 【答案】C 【解析】A.葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段,为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程。R848抑制此过程,直接影响无氧呼吸,A正确;B.糖酵解和线粒体活性被抑制,导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少,B正确;C.线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段(电子传递链),减少O2的消耗量,因此R848会影响O2消耗量,C错误;D.X精子因ATP生成减少导致运动能力下降,可通过此差异筛选精子类型,D正确。故选C。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·资阳一模)我国科学家完成人类历史上第一次人工合成胰岛素的创举用了6年的时间,对于胰岛B细胞来说,这却是一件平常的事。下列关于胰岛B细胞说法错误的是 (　　) A.胰岛B细胞合成胰岛素过程所需能量仅由线粒体提供 B.细胞核控制胰岛素合成、加工和运输的过程 C.胰岛素的合成最先是在游离的核糖体上进行 D.胰岛B细胞高尔基体膜成分的更新速度比心肌细胞更快 能力进阶 1.(2025·深圳一模)探究肌细胞在耐力性运动训练(进行30分钟以上的低中强度运动)中出现的适应性变化,实验结果如图所示。下列分析错误的是 (　　) A.有氧呼吸是耐力性运动训练中能量供应的主要方式 B.停训1周后再恢复训练至少经4周才能使线粒体数量达到最大 C.训练后期线粒体数量达到最大时,机体不再产生乳酸 D.长期耐力性运动训练后,肌纤维周围毛细血管数量可能会增加 综合突破 1.(2025·四川一模)某运动营养实验室研发了一种新型补剂X,其核心成分可通过影响线粒体功能来调节细胞呼吸。为研究补剂X的作用,研究者将小鼠骨骼肌细胞分为对照组和实验组,在有氧条件下检测细胞呼吸的相关指标,结果如图所示。下列叙述或推测合理的是 (　　) 注:细胞呼吸的底物是葡萄糖;各组葡萄糖等量且起始浓度一致;酶乙是ATP合成酶,位于线粒体内膜上。 A.补剂X通过抑制有氧呼吸第一阶段,减少丙酮酸生成 B.实验组CO2释放量升高,说明补剂X促进无氧呼吸第二阶段 C.实验组酶乙活性升高,可加速有氧呼吸第三阶段的ATP生成 D.若将实验条件改为无氧,两组细胞产生的乳酸量会有显著差异 重点3　影响细胞呼吸的因素及其应用 1.影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用 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  2.影响细胞呼吸的内在因素:主要为细胞呼吸酶的数量;另外,ATP浓度可影响有氧呼吸第三阶段的酶活性,ATP浓度高会降低细胞呼吸速率。 种子萌发时吸水和呼吸方式的变化 (1)在种子萌发的第Ⅰ阶段,由于(吸胀)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(渗透吸水)。 (2024·甘肃)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】A.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;B.根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,B错误;C.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;D.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。故选B。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·肇庆一模)气调保鲜技术是指在冷冻贮藏的基础上,通过控制氮气、二氧化碳和氧气的比例来创造一个适合特定食品的包装条件,以减慢食品腐败的速度。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响,科研人员在0 ℃贮藏温度下进行实验,结果如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.据图可知,该实验的自变量为储藏时间和有无充入氮气 B.与实验组相比,对照组的樱桃果实进行无氧呼吸的时间晚 C.9d时,实验组樱桃果实细胞产生二氧化碳的场所为细胞质基质 D.若继续延长储藏时间,实验组的CO2释放速率不可能升高 能力进阶 1.(2025·丹东模拟)运动员在比赛前常会到缺氧的高原进行训练,以提高运动成绩。下表为某运动员在高原训练前后机体某些检测数据的变化情况,据表分析,下列说法正确的是 (　　) 项目 最大摄氧 量/L·min-1 运动后血液中乳 酸含量/mmol·L-1 高原训练前 2.67 12.3 高原训练后 2.88 8.2 A.高原缺氧环境会促进细胞膜上运输氧的转运蛋白增加 B.在高原缺氧环境中,丙酮酸不彻底氧化分解会导致[H]积累 C.据表可知,经过高原训练后,该运动员有氧呼吸能力增强 D.运动员血液中乳酸含量降低是因为乳酸作为主要能源物质被消耗 综合突破 1.(2025·北京模拟)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。下列说法不正确的是 (　　) A.p点为种皮被突破的时间点 B.阶段Ⅱ种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C.阶段Ⅲ种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D.q处种子产生的CO2量多于消耗的O2量 考点五　光合作用 重点1　捕获光能的色素和结构 一、实验:绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理 (1)提取原理:绿叶中的色素能溶解在有机溶剂　　　　　　　　　　中而不溶于水。  (2)分离原理:绿叶中不同色素在层析液中的　　　　不同,　　　　　　的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。  2.实验步骤 提醒:①要选择新鲜的绿色叶片,保证滤液中含有较多的叶绿素。②实验操作过程中,研磨要迅速、充分,防止乙醇过度挥发。 3.实验结果及分析 (1)滤纸条上4种色素的颜色不同,说明  　。  (2)滤纸条上的色素带依次分布,说明  　。  (3)滤纸条上的色素带宽窄不同,说明  　。  4.绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 二、捕获光能的色素和结构 1.捕获光能的色素的种类及吸收光谱 (1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。 (2)类胡萝卜素主要吸收　　　　　,叶绿素a和叶绿素b主要吸收　　　　　　　　　。研究表明:在遮光条件下,以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测:在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/叶绿素b　　　　　　　　,弱光下的吸收能力　　　　　　　　　　　　　　　,有利于提高植物的捕光能力,是对弱光环境的一种适应。  (3)图中暗带产生的原因是  　。  2.叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图 (2)结构与功能 3.证明叶绿体是光合作用场所的实验——恩格尔曼实验 (1)实验步骤及现象 ①极细光束照射水绵:需氧细菌只集中分布在叶绿体　　　　　　　　到的部位。  ②完全曝光:需氧细菌分布在叶绿体　　的部分。  ③用透过三棱镜的光照射水绵:大量的需氧细菌聚集在　　　　　　区域。  (2)实验结论:  　。  (3)实验分析 ①分析恩格尔曼实验在选材上的巧妙之处: 　。  ②分析恩格尔曼实验在实验设计上的巧妙之处: 　。  (2025·山东)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”,下列说法错误的是 (　　) A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 【答案】B 【解析】A.光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸,水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离,A正确;B.提取光合色素可以使用新鲜的绿叶,B错误;C.重复画线前需等待滤液细线干燥,否则会导致滤液细线变粗,最终导致分离的色素条带不清晰,C正确;D.提取光合色素一般用无水乙醇,若没有无水乙醇,可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代,D正确。故选B。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·齐齐哈尔开学考试)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是 (　　) A.用盖玻片蘸印法得到的滤液细线细、直、均匀,且操作简单 B.用纸层析法分离色素时,扩散最快的是胡萝卜素且其含量最低 C.若用韭黄进行实验可得到2条色素带,颜色分别为橙黄色和黄色 D.若用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于最上端 能力进阶 1.(2024·昆明三模)羽衣甘蓝的叶色丰富多变,是冬季重要的观叶植物。某同学将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1~5代表不同类型的色素。下列分析正确的是 (　　) A.5种类型的色素都能溶解在层析液中 B.色素3的条带颜色为黄绿色 C.液泡中含有大量自由水,所以色素5可能存在于植物的液泡中 D.5种类型的色素都能捕获和转化光能 综合突破 1.(2025·扬州模拟)将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是 (　　) A.色素5在层析液中的溶解度最小 B.蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中 C.色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光 D.缺镁会影响色素3和4的含量 重点2　光合作用的原理 1.重要科学史实回顾分析 重要实验 结论 1937年,希尔(英国)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或者其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气   1941年,鲁宾、卡门的实验。如下图所示   20世纪40年代,美国科学家卡尔文及其同事将小球藻装在一个密闭容器中,向其中通入14CO2,当反应进行到5s时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5s时,14C出现在一种三碳化合物(C3)中 C的转移路径是    1954年,美国科学家阿尔农发现,在光照下,叶绿体可以合成ATP。1957年,他发现这一过程总是与水的光解相伴随 2.光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用　　　　,将　　　　　　转化成储存着能量的　　　　　　,并且释放出　　　　的过程。  3.光合作用的反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2。 4.光合作用的过程 阶段 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: NADPH NADP++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+ 5.化能合成作用与光合作用的对比 项目 光合作用 化能合成作用 条件 光、色素、酶 酶 原料 CO2和H2O等无机物 产物 　　　　等有机物  能量来源 　　　　　　　  　　　　  生物种类 绿色植物、蓝细菌等 　　　　  环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)“过程法”分析各物质变化 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: (2)“模型法”表示C3和C5等物质含量变化 注:①以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。若时间延长,光照强度减弱,光反应减弱,暗反应也一定减弱,总光合强度也一定减弱;CO2不足,暗反应减弱,光反应也一定减弱,总光合强度也一定减弱。②以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,NADPH和ATP含量变化是一致的。③具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C3的还原,消耗于CO2的固定),才能避开试题陷阱。 1.连续光照和交替光照条件下有机物合成量的分析 (1)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。 (2)在总时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理单位光照时间有机物积累量要多。 2.光系统Ⅰ和光系统Ⅱ 植物光合作用的光反应大多是在光系统内进行的。光系统涉及两个反应中心:光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)。PSⅡ可利用光能推动一系列的电子传递反应。电子传递的结果:一方面引起水的裂解以及NADP+的还原,另一方面建立跨膜的H+浓度梯度,启动光合磷酸化形成ATP。 (2024·福建)叶片从黑暗中转移到光照下,其光合速率要先经过一个增高过程,然后达到稳定的高水平状态,这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态,壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系,科研人员将大豆叶片分为两组,A组不处理,B组用壳梭孢素处理,将两组叶片从黑暗中转移到光照下,测定光合速率,结果如图所示。 下列分析正确的是 (　　) A.0 min时,A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B.30 min时,B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C.30 min时,限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D.与A组叶片相比,B组叶片光合作用的光诱导期更长 【答案】B 【解析】A.题图横坐标是光照时间,在0 min之前,A和B两组已经黑暗了一段时间,而二者不是相同条件,B组已经用壳梭孢素处理,壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放,所以B组和A组胞间CO2浓度不相等,A错误;B.30 min时,B组的光合速率相对值高于A组,叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组,B正确;C.30 min时,限制A组光合速率的主要因素是气孔开放度,随着光照时间增加,A组光合速率相对值不再改变,限制因素不是光照时间,C错误;D.题意叶片从黑暗中转移到光照下,其光合速率要先经过一个增高过程,然后达到稳定的高水平状态,这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短,与A组叶片相比,B组叶片光合作用的光诱导期更短,D错误。故选B。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·阜阳月考)在长期的农业生产和生活实践中,劳动人民积累了丰富的田间管理经验和生活经验,如间作(同一生长期内,在同一块田地上间隔种植两种作物)、套种(一年内在同一块田地上先后种植两种作物)和轮作(在不同年份将不同作物按一定顺序轮流种植于同一块田地上)等,通过这些农业管理方式,可以有效利用土地资源,提高农作物的产量和品质。下列相关叙述错误的是 (　　) A.农业上采用轮作的方式可提高土壤中养分的利用率,减少病虫害发生 B.间作、套种都利用不同作物之间的互补效应来提高光能的利用率 C.“玉米带大豆,十年九不漏”,不同作物可通过间作提高产量 D.合理轮作、合理密植分别通过增加作物密度和调整种植顺序来提高产量 能力进阶 1.(2025·信阳一模)玉米叶肉细胞中的叶绿体较小且数目较少,但叶绿体内有基粒;相邻的维管束鞘细胞中叶绿体较大且数目较多,但叶绿体内没有基粒。玉米细胞除C3途径外,还有另一条固定CO2的途径,简称C4途径。如图研究发现,C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力强于Rubisco(RuBP羧化酶)。下列有关叙述错误的是 (　　) A.维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的 B.玉米叶片只能通过叶肉细胞捕获光能 C.玉米因C4途径的存在而更适应干旱环境 D.C4植物与C3合成有机物的途径都是通过卡尔文循环完成 综合突破 1.(2025·安徽期中)当光照过强,植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时,引起光能转化效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ,PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,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。中国科学院研究人员为研究铁氰化钾(MSDS,一种电子受体)对微藻光抑制现象的作用,进行了相关实验,结果如下图。下列说法错误的是 (　　) A.PSⅡ分解水产生的H+和电子与NADP+结合形成暗反应所需的NADPH B.光强度在Ⅰ1~Ⅰ2,对照组光合放氧速率不再上升与光能转化效率下降有关 C.在经光强度Ⅰ3处理的微藻中加入MSDS后,光合放氧速率无法恢复正常 D.上述实验结果说明MSDS可能通过释放电子降低PSⅡ受损来减轻微藻的光抑制 重点3　探究环境因素对光合作用强度的影响 1.光合作用强度 (1)概念:植物在　　　　　　内通过光合作用制造　　　　的数量。  (2)表示方法:用一定时间内　　　　　　　来定量表示。  2.影响光合作用强度的因素 3.控制影响光合作用实验自变量的方法 4.探究光照强度对光合作用强度的影响 (1)实验原理:抽去圆形小叶片中的气体后,叶片在水中　　　　,光照下叶片进行光合作用产生　　　　,充满细胞间隙,叶片又会　　　　。光合作用越强,单位时间内圆形小叶片上浮的数量　　　　。  (2)实验中变量分析 自变量 不同　　　　　  控制自变量 调节　　　　　　　　　进行控制  因变量   检测因变量 同一时间段内　　　　　　　　  对无关变量 进行控制 叶片大小、溶液的量等保持一致 (3)实验流程:取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。 (4)实验结果:在一定范围内,台灯与小烧杯的距离越近,单位时间内浮起的圆形小叶片也　　　　　　　　　　　　　。  (5)实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度也　　　　(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多,浮起的圆形小叶片也越多)。  重点4　影响光合作用的因素及应用 1.内部因素 (1)与植物自身的遗传特性有关,以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 注:影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 (3)叶面积指数 2.外部环境因素 (1)单因子变量对光合速率的影响 ①光照强度 ②CO2浓度 ③温度 ④水分或矿质元素 (2)多因子变量对光合速率的影响 光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 (1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。 (2)补偿点(B点)的移动 ①细胞呼吸速率增大,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。 ②细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。 (3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的改变,如增大光照强度(或增大CO2浓度)使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;反之,则移动方向相反。 气孔的结构及影响因素 1.气孔结构 气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气。气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。 2.影响气孔开闭的因素 (1)水分:干旱或蒸腾过强,失水多,导致气孔关闭。 (2)植物激素:细胞分裂素能促进气孔开放,而脱落酸却能引起气孔关闭。 (2025·全国卷)在一定温度下,生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.光照强度为a时,该植物的干重不会增加 B.光照强度从a逐渐增加到b时,该植物生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时,提高大田CO2浓度,CO2固定速率会增大 D.光照强度为b时,适当降低光反应速率,CO2固定速率会降低 【答案】C 【解析】A.光照强度为a时,光合速率等于呼吸速率,即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物,净光合速率=光合速率-呼吸速率,此时净光合为0,干重不会增加,A 正确;B.光照强度从a逐渐增加到b时,光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大,植物积累有机物越多,生长速率逐渐增大,B正确;C.光照强度小于b时,光照强度未达饱和的阶段,在光照强度为主要限制因素时,提高大田CO2浓度,CO2固定速率不会增大(因为光照不足,光反应提供的ATP和NADPH有限,限制暗反应);只有当光照强度饱和后,提高CO2浓度,CO2固定速率才会增大,C错误;D.光照强度为b时,光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率,提供的ATP和NADPH减少,会使暗反应中CO2固定速率降低,D正确。故选C。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·山东一模)生物实验中经常用到定性分析和定量分析,前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系。后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是 (　　) A.“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析不同光照强度下的光合作用速率 B.“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用CO2吸收量作为观测指标 C.“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件 D.“光合作用的探究历程”中的实验主要是定量分析,以探究光合作用的条件、原料和产物等 能力进阶 1.(2025·浙江一模)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料,其化学性质稳定。某细菌需在有氧条件下能降解对硝基苯酚并释放CO2。栅藻为真核生物,在特定条件下培养时,对硝基苯酚含量影响其光合放氧量情况如图1所示。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解能力,开展了对比试验,结果如图2所示。分析相关叙述正确的是 (　　) A.栅藻的光合放氧反应在细胞质基质中进行 B.对硝基苯酚能促进栅藻的光合放氧反应 C.细菌利用对硝基苯酚时,氧气是无关因子 D.细菌与栅藻共同合作可净化被污染水体 综合突破 1.(2025·宝鸡二模)科研人员将一盆绿萝放在透明且密闭的容器内,并在一定条件下培养,在不同温度下分别测定其黑暗条件下的CO2释放量和适宜光照下CO2吸收量并绘制曲线如图所示,图2表示绿萝叶肉细胞内的线粒体和叶绿体的关系。据图分析,正确的是 (　　) A.24 ℃适宜光照条件下,绿萝的CO2固定速率会大于60 mol/s B.在29 ℃时,绿萝的呼吸速率等于光合速率 C.植株的CO2吸收速率为零时,其叶肉细胞的状态如图2中③所示 D.在29 ℃且每天光照10小时的环境中,植株不能积累有机物 重点5　光合作用与细胞呼吸联系 1.光合作用与有氧呼吸的比较 项目 光合作用 有氧呼吸 物质 变化 无机物有机物 有机物无机物 能量 变化 光能→稳定的化学能(储能) 稳定的化学能→ATP中活跃化学能及热能(放能) 实质 合成有机物,储存能量 分解有机物,释放能量,供细胞利用 场所 一般为叶绿体 细胞质基质、线粒体 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 2.光合作用与有氧呼吸的联系 (1)物质联系 C:CO2(CH2O)丙酮酸CO2 H:H2ONADPH(CH2O)NADHH2O O:H2OO2H2OCO2(CH2O) (2)能量联系 (3)NADH(或[H])、NADPH、ATP 光呼吸及其与细胞呼吸的比较 1.光呼吸的起因 (1)卡尔文循环中固定CO2的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能)。 (2)Rubisco即RuBP羧化酶/加氧酶 ①高CO2浓度、低O2浓度时,进行羧化 C5+CO22C3C3进入卡尔文循环 ②低CO2浓度、高O2浓度时,进行加氧 C5+O2C2+C3C3进入卡尔文循环 2C2+O2C3+CO2 2.光呼吸的危害 (1)如果在较强光下,光呼吸加强,使得C5氧化分解加强,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。 3.光呼吸的意义 强光时,由于光反应速率大于暗反应速率,因此,叶肉细胞中会积累ATP和NADPH,这些 物质积累会产生自由基,尤其是超氧阴离子,这些自由基能损伤叶绿体,而强光下,光呼吸加强,会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH,从而减轻对叶绿体的伤害。 4.光呼吸与细胞呼吸的比较 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 叶绿体、线粒体等 细胞质基质、 线粒体 反应条件 光照 光或暗都可以 能量 消耗能量 产生能量 共同点 消耗O2、释放CO2 (2025·安徽)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,下列叙述错误的是 (　　) A.用打孔器打出叶圆片时,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以进行对比实验 C.用化学传感器监测光照时O2浓度变化,可计算出实际光合作用强度 D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,可能与其接受的光照强度不同有关 【答案】C 【解析】A.用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧气,依据单一变量原则,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉,A正确;B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以模拟不同的光照强度,该实验都是实验组,为对比实验,B正确;C.实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,用化学传感器监测光照时O2浓度变化,只可计算出净光合作用强度,无法得知呼吸强度,无法计算出实际光合作用强度,C错误;D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,说明光合作用强度不同,可能与其接受的光照强度不同有关,D正确。 故选C。 基础巩固 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·云南模拟)三七是一种中药材,被誉为“南国神草”,明代著名的药学家李时珍称其为“金不换”。三七属于阴生植物,规模化种植需要黑色遮阳网。为探究三七对光照强度的响应,某研究小组在一适宜温度下,测定大棚中三七植株的净光合速率(O2释放速率),结果如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.光照强度为a时,净光合速率为0,三七植株的干重不会增加 B.光照强度从a逐渐增加到b时,三七植株生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时,提高大棚内CO2浓度,CO2固定速率会增大 D.光照强度为b时,适当降低光反应速率,CO2固定速率会降低 能力进阶 1.(2025·宝鸡二模)某研究小组为测定不同光照条件下黑藻的光合速率,将等量且生理状态相同的黑藻植株,分装于6对黑白瓶(白瓶透光,黑瓶不透光)中,并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干净湖水,分别置于六种不同的光照条件下,24 h后6对黑白瓶中溶氧量变化情况(不考虑其他生物的影响)如下表,以下说法错误的是 (　　) 光照强度 (klx) 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量 (mg/L) -7 +0 +6 +8 +10 +10 黑瓶溶氧量 (mg/L) -7 -7 -7 -7 -7 -7 A.可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率 B.该实验条件下光照强度为a时白瓶中黑藻的光合速率等于其呼吸速率 C.白瓶中光照强度为d时,只降低CO2浓度,短时间内叶肉细胞中C5化合物含量减少 D.可以根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光强下黑藻的净光合速率 综合突破 1.(2025·宝鸡二模)科研人员将一盆绿萝放在透明且密闭的容器内,并在一定条件下培养,在不同温度下分别测定其黑暗条件下的CO2释放量和适宜光照下CO2吸收量并绘制曲线如图所示,图2表示绿萝叶肉细胞内的线粒体和叶绿体的关系。据图分析,正确的是 (　　) A.24 ℃适宜光照条件下,绿萝的CO2固定速率会大于60 mol/s B.在29 ℃时,绿萝的呼吸速率等于光合速率 C.植株的CO2吸收速率为零时,其叶肉细胞的状态如图2中③所示 D.在29 ℃且每天光照10小时的环境中,植株不能积累有机物 重点6　总光合速率、净光合速率和呼吸速率的辨析 1.绿色植物的叶肉细胞内外气体交换情况 ①图(1)表示黑暗中,只进行　　　　　　　　　;  ②图(2)表示细胞呼吸速率　　　　　　　　　光合作用速率;  ③图(3)表示细胞呼吸速率　　　　　　光合作用速率;  ④图(4)表示细胞呼吸速率　　　　　光合作用速率。  2.总光合速率、净光合速率和呼吸速率的辨析 (1)内在关系 ①细胞呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。 ②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。 ③总光合速率=　。  (2)判定方法 ①根据坐标曲线判定 a.当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值的绝对值代表细胞呼吸速率,该曲线代表净光合速率,如图甲。 b.当光照强度为0时,光合速率也为0,该曲线代表总光合速率,如图乙。 ②根据关键词判定 检测 指标 细胞呼 吸速率 净光合速率 总光合速率 CO2 释放量(黑暗) 吸收量(植物)、减少量(环境) 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗)、消耗量(黑暗) 释放量(植物)、增加量(环境) 产生量、生成量、制造量 有机 物 消耗量(黑暗) 积累量、增加量 产生量、生成量、制造量、合成量 3.常考曲线分析 ① ② ③ 自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 1.自然环境中一昼夜植物CO2吸收速率的变化曲线 a点:凌晨,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。 b点:有微弱光照,植物开始进行光合作用。 bc段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。 c点:光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ce段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。 d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象。 e点:光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ef段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。 fg段:没有光照,光合作用停止,只进行细胞呼吸。 bf段:制造有机物的时间段。 ce段:积累有机物的时间段。 一昼夜有机物的积累量=S1-(S2+S3),其中S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积。 2.密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线 注:分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时,应分析曲线变化趋势的快慢,也就是斜率。 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(曲线斜率下降)。 CD段:有微弱光照,植物开始进行光合作用,但光合作用强度小于细胞呼吸强度。 D点:光照增强,光合作用强度等于细胞呼吸强度。 DH段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。 H点:光合作用强度等于细胞呼吸强度。 HI段:光照继续减弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度,直至光合作用完全停止。 I点低于A点:一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用总量大于细胞呼吸总量,植物能正常生长(若I点高于A点,植物不能正常生长)。 重点7　光合速率的测定方法归纳 1.“液滴移动法”测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 ①甲装置中CO2缓冲液的作用是维持CO2浓度恒定,保证光合作用正常进行,乙装置中NaOH溶液的作用是吸收容器中的CO2。 ②测定原理: a.甲、乙两装置中红色液滴的移动均是由O2含量的变化引起的。 b.甲装置单位时间内红色液滴向右移动的距离为植物释放O2的速率,可代表净光合速率。 c.乙装置单位时间内红色液滴向左移动的距离为植物吸收O2的速率,可代表呼吸速率。 ③计算总光合速率:总光合速率=呼吸速率+净光合速率。 ④物理误差的校正:为防止环境气压、温度等物理因素所引起的误差,设置了对照组(图丙、丁),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,采用“同向相减,异向相加”的原则对实验结果进行校正。 2.黑白瓶法测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率 提醒:①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。②在没有初始值m0时,可利用计算出总光合速率。 3.半叶法测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率 提醒:①本方法又叫半叶称重法,即测定单位时间、单位叶面积干物质的产生总量,常用于大田农作物光合速率的测定。②本方法的要点是一半叶片遮光,另一半叶片照光,同时开始实验。③可选择在主叶脉两侧对称的多组叶圆片,烘干称重,分别求出WA和WB的平均值,以减小实验误差。 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来测定光合速率,如图所示以有机物的变化量表示(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。 光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制: ①增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色水生植物; ②减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水; ③除去容器中CO2——氢氧化钠溶液; ④除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中; ⑤除去叶中叶绿素——酒精隔水加热; ⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——置于黑暗环境中; ⑦如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。 (2025·全国卷)在一定温度下,生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.光照强度为a时,该植物的干重不会增加 B.光照强度从a逐渐增加到b时,该植物生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时,提高大田CO2浓度,CO2固定速率会增大 D.光照强度为b时,适当降低光反应速率,CO2固定速率会降低 【答案】C 【解析】A.光照强度为a时,光合速率等于呼吸速率,即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物,净光合速率=光合速率-呼吸速率,此时净光合为0,干重不会增加,A 正确;B.光照强度从a逐渐增加到b时,光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大,植物积累有机物越多,生长速率逐渐增大,B正确;C.光照强度小于b时,光照强度未达饱和的阶段,在光照强度为主要限制因素时,提高大田CO2浓度,CO2固定速率不会增大(因为光照不足,光反应提供的ATP和NADPH有限,限制暗反应);只有当光照强度饱和后,提高CO2浓度,CO2固定速率才会增大,C错误;D.光照强度为b时,光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率,提供的ATP和NADPH减少,会使暗反应中CO2固定速率降低,D正确。故选C。 综合突破 1.(2025·天津)为研究低氧条件下光合作用与呼吸作用的关系,采集某植物叶片,将叶柄浸入O后,放于氧气置换为18O2的密闭装置中,18O2浓度设正常(21%)和低氧(2%)两个水平,测定短时间内、不同光照条件下的净光合速率和呼吸作用速率。其中,净光合速率=光合作用速率-呼吸作用速率。结果如下: (1)光照条件下,密闭装置中18O2逐渐减少,而16O2逐渐增加,此时呼吸作用消耗的氧气来源于　　　　　和　　　　　　　　。设最初密闭装置中18O2的量为x μmol,120秒后测得18O2的量为y μmol,16O2的量为z μmol,叶片面积为a m2,则净光合速率为　　　　μmol/。  (2)低氧下,500 μmol PAR/光照强度下,叶片光合作用速率为　　　　μmol/。  (3)低氧在　　　　　　　　(填“光照”“黑暗”或“光照和黑暗”)条件下构成呼吸作用的限制因素。  (4)在两种氧浓度下,将叶片置于光照(强度为500 μmol PAR/)、黑暗各1小时后,测定叶片中的糖含量。请推测低氧对叶片糖积累是否有利,并给出相应理由:    　。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第三讲　细胞的物质代谢 考点一　细胞的吸水与失水原理 知识点全覆盖 1.水　溶剂　半透膜　浓度差　多　少　低　高 2.(1)①液面不变　②右侧液面升高　③左侧液面高于右侧 (2)①S1液面先升高,随后S2液面升高,最终高于S1液面 ②S1液面始终低于S2液面 3.(1)细胞膜　细胞质　(2)①<　②>　③= 4.(2)全透性　小　细胞质　 ①外界溶液浓度　细胞液浓度　质壁分离　②外界溶液浓度　细胞液浓度　质壁分离复原 (3)细胞壁　逐渐变小　分离　清水　逐渐变大　贴近 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 2 1 2 A D B B 【综合突破】 1.C　【解析】 A.细胞b体积增大,说明其初始细胞液浓度高于外界蔗糖溶液的浓度,导致细胞吸水,A不符合题意。B.细胞a体积未变,说明其初始细胞液浓度等于外界溶液的浓度;细胞b吸水,初始细胞液浓度最高;细胞c失水发生质壁分离,初始浓度最低。故初始细胞液浓度关系为b > a > c,B不符合题意。C.水分交换平衡时,细胞液总浓度等于外界溶液的浓度,但蔗糖未进入细胞,细胞液中不含蔗糖,即水分交换平衡时,细胞 c 的细胞液中蔗糖浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,C符合题意。D.在一定的蔗糖溶液中,细胞c发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,D不符合题意。故选C。 2.C　【解析】 A.将一个萎蔫的植物细胞置于0.1 mol·L-1的蔗糖溶液中,由于蔗糖溶液浓度比细胞液浓度低,蔗糖溶液的水势相对更高,所以细胞吸水,A错误;B.萎蔫细胞吸水时,蔗糖溶液由于不断失水,浓度增加,水势降低,B错误;C.细胞吸水使原生质体膨胀,对细胞壁产生压力,而拉伸的细胞壁产生静水压会抵消部分渗透压,提高细胞水势,C正确;D.平衡状态时,蔗糖溶液与细胞液的浓度并不相等,二者渗透压不等,但由于细胞壁会产生静水压,二者水势相等,D错误。故选C。 3.(1)拟核　吸水涨破 (2)低 (3)①相对繁殖速率:甲与对照组无差异,乙远大于对照组;丙远大于甲,和乙差异不大　②可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁 (4)甲组:①③④⑤(或②③④⑥);乙组:①④⑤(或②④⑥);预期结果:甲组正常分裂并形成致密网状结构,乙组无法分裂 【解析】 (1)细菌为原核生物,细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核。原核生物无成形细胞核,拟核是遗传物质储存的主要区域。用氧西林结合P1、P2并抑制其活性,新壁出现孔洞,低渗环境中细胞会因吸水涨破(细胞内渗透压高于外界,水分大量进入细胞导致破裂)而死亡。 (2)检测发现MRSA有额外A+基因,实验表明P2对甲氧西林亲和力低(若亲和力高,含 A+基因的SA新壁不会出现对甲氧西林耐受的情况)。在高浓度甲氧西林培养基中,只有含 A+基因的 SA 新壁有致密网状结构(A+基因使肽聚糖交联方式改变,形成抗甲氧西林的结构)。 (3)分析相对繁殖速率数据:导入B+基因的乙组P1-相对繁殖速率显著高于对照组P1-和只导入A+的甲组,和丙组没有明显差异,说明P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补,而A+基因无此作用。由图3可知,有诱导物时,即P1基因表达,新细胞壁会形成同心环结构;无诱导物时,P1基因不表达,缺乏P1,新细胞壁呈致密网状结构。可以说明,P1缺乏时,B+可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁。 (4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+。则实验的自变量为是否有A+基因,因变量为细胞是否正常分裂,无关变量保持相同且适宜。本实验为验证实验,有A+基因细胞分裂,则实验设计和预期结果如下:甲组:①③④⑤(或②③④⑥);乙组:①④⑤(或②④⑥);预期结果:甲组正常分裂并形成致密网状结构,乙组无法分裂。 考点二　物质跨膜运输方式与影响因素 知识点全覆盖 1.(1)①扩散　不需要　②转运蛋白　高　低　高　低　不需要　不消耗　(2)逆　载体蛋白　需要　低　高　载体蛋白 主动运输　代谢废物　对细胞有害 2.自身结合部位　自身构象　形状　不需要 3.(1)自由扩散　转运蛋白　协助扩散或主动运输　(2)自由扩散或协助扩散　主动运输　(3)流动性 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 2 1 2 B B B C 【综合突破】 1.B　【解析】 A.水分子可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入细胞,主要以协助扩散的方式进入海水稻根细胞,A错误;B.渗透胁迫下,海水稻可通过提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量,来提高细胞的渗透压,B正确;C.由图可知,SOS1可同时转运Na+和H+,两种物质运输方式不同,C错误;D.据题图可知,海水稻根细胞解决题述问题的机制是通过NHX将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,D错误。故选B。 2.D　【解析】 A.H+被运出细胞是逆浓度梯度进行的,且需要载体蛋白,消耗能量,因而其转运方式是主动运输,A正确。B.N是顺浓度梯度进行转运的,图中AMTS为离子通道,其转运N时不需要与N结合,AMTS构象不改变,为协助扩散方式,B正确。C.由题图可知,施用适量的N可与土壤中的H+结合运输到根细胞内,在一定程度上提升植物缓解土壤酸化能力,C正确。D.载体蛋白NRT1.1转运N时为主动运输,主动运输的速率与被转运物质的浓度无明显对应关系;转运H+时为协助扩散,在一定范围内转运速率与H+浓度呈正相关,D错误。故选D。 考点三　酶与ATP 重点1　酶的本质和作用 知识点全覆盖 1.(1)能　蛋白质　少数RNA (2)蛋白质　RNA　氨基酸或核糖核苷酸　细胞核　催化作用　生物体内外 (3)降低化学反应的活化能　①AC　②BC　③AB　④上 重点2　酶的特性及酶相关实验 知识点全覆盖 一、酶的特性 1.(1)无机催化剂　(2)①更高　②不能 2.(1)一种或一类　(2)专一 3.高温、过酸、过碱　低温 二、影响酶促反应速率的因素分析 1.(1)①增强　减弱　②未破坏酶分子的空间结构 (2)①pH=7时,反应物剩余量最少　②不影响　(3)不影响 2.(1)加快　酶数量有限　(2)正比　(3)右上方　b 三、酶相关实验 1.(1)FeCl3　过氧化氢酶 (2)过氧化氢溶液　90 ℃　FeCl3溶液　肝脏研磨液 (3)2号　都能产生大量气泡,都能使卫生香复燃,但一定时间内4号试管产生的气泡更多,卫生香燃烧得更剧烈 (4)加快过氧化氢的分解　高效性 【实验分析】 (1)为了保证酶的活性 (2)保证过氧化氢酶可以和底物充分接触,充分发挥酶的活性,提高反应速率 (3)不能,因为酶具有高效性,少量的酶混入FeCl3溶液也会干扰实验结果 (4)对过氧化氢溶液的处理方法 2.(1)非还原糖　砖红　(3)专一 (4)碘液只能检测淀粉是否被水解,而蔗糖分子无论是否被水解都不与碘液反应变色 3.(2)淀粉的水解 (4)①H2O2在常温下就能分解,在加热条件下分解会加快,从而影响实验结果 ③用斐林试剂鉴定时需要水浴加热,而本实验中需要严格控制温度 4.(1)2H2O22H2O+O2 (2)点燃的卫生香燃烧 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 2 1 2 C B D D 【综合突破】 1.C　【解析】 A.无氧呼吸的产物是乳酸,该过程会减少CO2的产生,进而抑制胃酸的分泌,A错误;B.酶的作用机理是降低化学反应的活化能,碳酸酐酶(CA)降低了CO2与H2O反应的活化能,且反应前后其化学性质不变,B错误;C.由图可知,同时转运H+与K+的载体要消耗ATP,推测其具备ATP水解酶的作用,C正确;D.由图可知,K+出细胞的运输方式为协助扩散,且载体是通道蛋白,物质经过通道蛋白不需要与通道蛋白结合,D错误。故选C。 2.D　【解析】 A.当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。肾小管细胞吸收Na+的同时排出H+,小管液中的pH会降低,A错误;B.钠钾泵能降低ATP水解所需的活化能,不能为ATP水解提供活化能,B错误。C.Na+通过钠钾泵运出细胞消耗ATP,说明是主动运输,则细胞外的Na+含量比细胞内高,因此Na+与肾小管细胞膜上的载体蛋白结合后进入细胞的方式为协助扩散,C错误。D.依题意,细胞内的葡萄糖以协助扩散的方式运出,可知细胞内葡萄糖含量比细胞外高。Na+通过钠钾泵运出细胞消耗ATP,说明是主动运输,则细胞外的Na+含量比细胞内高。由此可知,载体蛋白在吸收Na+时是协助扩散的方式,运进葡萄糖时是主动运输,细胞内外Na+浓度差为葡萄糖的运输提供能量。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,D正确。故选D。 3.(1)3~6　芽孢杆菌 (2)①糖类　②抑制寄主脂质降解　③比较寄生与非寄生情况下,正常寄主脂质合成相关酶活性(使用酶基因敲除、酶抑制剂等合理实验设计均可) 【解析】 (1)结合柱形图3~6可知,与柱形图3(仅有醋酸杆菌)相比,加入芽孢杆菌可一步提高幼蜂羽化率,加入红球菌、噬几丁质菌均会降低幼蜂羽化率。 (2)①研究发现幼蜂会分泌一种物质,类似于人体内胰岛素的作用,由于胰岛素具有降血糖作用,则其作用可以是促进糖类物质转化为脂质。②研究还发现,幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低,可通过抑制寄主脂质降解使寄主积累脂质。③研究幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响,自变量应为是否有幼蜂寄生,因变量为寄主体内脂质合成相关酶活性,可将生长状况相同的寄主动物随机分为两组,一组让幼蜂寄生,一组不做处理,比较寄生与非寄生情况下,正常寄主脂质合成相关酶活性(使用酶基因敲除、酶抑制剂等合理实验设计均可)。 重点3　ATP的结构和功能 知识点全覆盖 1.C、H、O、N、P　A-P~P~P　腺苷　磷酸基团　腺嘌呤 腺苷　腺嘌呤核糖核苷酸　ADP　ATP　特殊的化学键 2.(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体　有机物　 (2)①酶活性　磷酸化　空间结构　吸能　放能　②磷酸基团　空间结构　活性 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 2 1 2 D B B D 【综合突破】 1.A　【解析】 A.据图可知,葡萄糖进入小肠上皮细胞利用的是Na+浓度差形成的化学势能,未依赖ATP供能,A错误;B.葡萄糖运出细胞时顺浓度梯度,有转运蛋白参与,方式是协助扩散,B正确;C.推测图中Na+-K+泵可以运输Na+、K+,还可以催化ATP水解,故Na+-K+泵具有运输和催化两种功能,C正确;D.小肠上皮细胞吸收葡萄糖和Na+增加细胞内液渗透压,能间接促进水吸收,D正确。故选A。 2.D　【解析】 A.金黄色葡萄球菌属于原核生物,没有由核膜包被的细胞核,只有拟核区域,所以不存在细胞核中有ATP分布的情况,A错误。B.金黄色葡萄球菌是原核生物,没有线粒体这一细胞器,其细胞内生成ATP的主要场所是细胞质基质,B错误。C.仅从该图表来看,只呈现了外泌体质量浓度为0 μg/mL、250 μg/mL、500 μg/mL时对金黄色葡萄球菌胞内ATP含量的影响,没有设置更多浓度梯度进行实验,无法确定500 μg/mL就是外泌体抑制金黄色葡萄球菌的最适质量浓度,C错误。D.从图中可以看到,随着外泌体质量浓度升高,金黄色葡萄球菌胞内ATP相对含量降低。胞内ATP含量降低可能会影响金黄色葡萄球菌的生命活动,进而抑制其生长,D正确。故选D。 3.(1)丙酮酸、乙酰CoA　细胞质基质　丙酮酸　脂肪酸和甘油　乙酰CoA (2)NADH　线粒体内膜　O2　将H+由线粒体膜间隙转运至线粒体基质,催化ATP合成 (3)T　O→L→T (4)2.67 【解析】 (1)由图1可知,葡萄糖的代谢产物丙酮酸可以进入线粒体中进一步氧化分解。故结合题意可知,生物通过丙酮酸、乙酰-CoA等代谢中间物,将生物小分子的分解与合成代谢相互联系。在细胞质基质中,糖类酵解产生丙酮酸,脂肪分解产生脂肪酸和甘油,脂肪酸进一步分解产生乙酰-CoA,蛋白质分解产生氨基酸。这些物质最终都需转化为乙酰-CoA才能参加TCA循环。 (2)糖酵解和TCA循环产生的NADH(还原型辅酶Ⅰ)分解产生高能电子和H+,NADH是细胞呼吸过程中产生的重要还原型辅酶,可携带高能电子,电子通过线粒体内膜中的电子传递链,因为线粒体内膜上有一系列与电子传递相关的蛋白质复合体等结构,最终传递给O2,形成水,完成电子传递过程,ATP合酶的作用是将H+由线粒体膜间隙转运至线粒体基质,催化ADP和Pi合成ATP,从其功能和作用机制来看,ATP合酶既能催化ATP合成,又能让H+通过。 (3)由图2可知,T构象进行了ATP的催化合成,O构象进行了ATP的释放,而ATP的合成与释放是两个不同的过程,T构象状态下,催化位点的结构将ADP与Pi紧密结合,通过质子梯度提供的能量完成ATP的合成,O构象转变为开放态,ATP与酶的结合力显著减弱,导致产物释放。因此只有T构象可以合成ATP,O构象只负责释放。H+势能推动γ亚基旋转,引起β亚基依次呈现O→L→T构象变化。 (4)由图2可知,γ亚基旋转一周可释放3个ATP,并且题目中说明了大肠杆菌每合成一个ATP分子的H+/ATP值为3.3,所以才得出10个H+可推动γ亚基旋转一周(即3×3.3约等于10),题目中说中心线粒体完成该过程需要8个H+,也就是γ亚基旋转一周合成3个ATP需要8个H+,所以H+/ATP=8/3,约等于2.67。 考点四　细胞的呼吸 重点1　探究酵母菌细胞呼吸的方式 知识点全覆盖 1.异养兼性厌氧型 2.产生CO2的多少 3.(1)葡萄糖 4.高　低　灰绿 5.(1)有氧　无氧　(2)酒精和CO2 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 C B 【综合突破】 1.A　【解析】 A.本实验目的是探究酵母菌的呼吸方式,注射器A探究有氧呼吸,注射器B探究无氧呼吸,都是实验组,该实验是对比实验,A错误;B.若酵母菌只进行有氧呼吸,气体体积不变,而注射器A中的气体体积大于25 mL,说明酵母菌开始进行无氧呼吸(无氧呼吸产生CO2,导致气体体积增加),B正确;C.取少量注射器B中酵母菌培养液,用酸性重铬酸钾检测,溶液变为灰绿色,不一定是酒精,还可能是葡萄糖,所以要延长培养时间可确保葡萄糖被完全消耗,避免残留葡萄糖干扰酒精检测;D.将注射器A中产生的气体是二氧化碳,二氧化碳通入溴麝香草酚蓝溶液中,可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄,D正确。故选A 重点2　细胞呼吸的方式与过程 知识点全覆盖 1.(1)氧化分解　释放能量　(2)有氧呼吸 2.(1)氧　彻底　二氧化碳和水　能量 (2)细胞质基质　C6H12O62丙酮酸+4[H] 线粒体基质　2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H] 线粒体内膜　24[H]+6O212H2O (3) 3.(1)不完全　少量 (2)细胞质基质　乳酸　酒精和CO2 4.提供能量　枢纽 5.线粒体基质　线粒体内膜　细胞质基质　乳酸或酒精　没有 【重难点归纳】 1.有氧　有氧　无氧　乳酸　酒精　无氧　有氧 2.(3)④1∶6∶6　⑤1∶2∶2　1∶2　⑥3∶4或1∶1　⑦3∶1 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 A C 【综合突破】 1.C　【解析】 A.有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,产生的丙酮酸进入线粒体基质,实验组线粒体基质中丙酮酸含量降低,但CO2量增大,极可能是丙酮酸进入线粒体后消耗加快导致的,不是抑制有氧呼吸第一阶段导致的,A错误;B.小鼠骨骼肌细胞无氧呼吸不产生CO2,CO2仅来自有氧呼吸第二阶段,实验组CO2释放量升高,说明补剂X促进的过程之一是有氧呼吸第二阶段,而非无氧呼吸第二阶段,B错误;C.有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行,酶乙催化ATP生成,实验组线粒体内膜上酶乙活性升高,可加速有氧呼吸第三阶段的ATP生成,C正确;D.无氧条件下,细胞仅进行无氧呼吸,两组细胞呼吸底物(葡萄糖)初始浓度一致,且补剂X影响的是线粒体功能,对无氧呼吸过程无直接影响,故两组产生的乳酸量不会有显著差异,D错误。故选C。 重点3　影响细胞呼吸的因素及其应用 知识点全覆盖 1.酶活性　上　增大　抑制　干燥 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 D C 【综合突破】 1.C　【解析】 A.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;B.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;C.Ⅲ阶段种皮已经被突破,氧气浓度增大,乙醇脱氢酶活性降低,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低,C错误;D.q处种子无氧呼吸与有氧呼吸同时进行,无氧呼吸会产生二氧化碳,有氧呼吸消耗的氧气等于产生的二氧化碳,因此q处种子产生的CO2量多于消耗的O2量,D正确。故选C。 考点五　光合作用 重点1　捕获光能的色素和结构 知识点全覆盖 一、实验:绿叶中色素的提取和分离 1.(1)无水乙醇　(2)溶解度　溶解度高 2.二氧化硅　碳酸钙　有机溶剂　色素　纸层析　防止色素溶解到层析液中 3.橙黄　黄　蓝绿　黄绿 (1)不同色素吸收了不同波长的光 (2)滤液中的4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 (3)滤液中的4种色素含量不同,含量最少的色素带最窄,反之最宽 4.二氧化硅　色素(叶绿素)含量　碳酸钙　画滤液细线　层析液　细、齐、直 二、捕获光能的色素和结构 1.(2)蓝紫光　红光和蓝紫光　降低　增强 (3)对应的光被色素吸收 2.(1)光反应　暗反应　(2)外膜　内膜　叶绿体基质　暗反应　类囊体　色素　光反应　光合作用 3.(1)①被光束照射　②所有受光　③红光和蓝紫光 (2)叶绿体能吸收光能用于光合作用并释放氧气　叶绿体是光合作用的场所 (3)①选择水绵和需氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋带状,便于观察;用需氧细菌可以确定氧气释放多的部位 ②巧妙排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰;巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为有光照和无光照的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 D C 【综合突破】 1.B　【解析】 A.根据层析的结果,用层析液分离时不出现色素5,说明其在层析液中的溶解度最小,A正确;B.蒸馏水分离时,点样点不能触及蒸馏水,而是让滤纸的边缘接触蒸馏水,让蒸馏水在滤纸上慢慢扩散,B错误;C.1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度,推测是光合色素,因此它们依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,均可吸收蓝紫光,C正确;D.1、2、3、4依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,镁只参与构成叶绿素,故缺Mg会影响色素3和4的含量,D正确。故选B。 重点2　光合作用的原理 知识点全覆盖 1.离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气　光合作用释放的氧气全部来自水　 2.光能　二氧化碳和水　有机物　氧气 3.光　类囊体薄膜　基质　ATP和NADPH中的化学能　有机物中的化学能 5.糖类　光能　某些无机物氧化时释放的能量　硝化细菌 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 D A 【综合突破】 1.D　【解析】 A.光反应中,水分解为氧气、H+和电子,电子与H+、NADP+结合形成NADPH,该过程中光能转化为NADPH中活跃的化学能,A正确;B.由图可知光照强度从Ⅰ1到Ⅰ2的过程中,对照组微藻的光合放氧速率不变,光合作用利用的光能不变,但由于光照强度增加,因此光能转化效率下降,B正确;C.对照组在Ⅰ3光照强度下,微藻细胞中PSⅡ已经被累积的电子破坏,加入铁氰化钾后能减轻微藻的光抑制,但并不能恢复,光合放氧速率仍然较低,C正确;D.当光照强度过大时,加入铁氰化钾能够有效解除光抑制,原因是铁氰化钾能接收电子从而降低PSⅡ受损伤的程度,D错误。故选D。 重点3　探究环境因素对光合作用强度的影响 知识点全覆盖 1.(1)单位时间　糖类　(2)原料消耗或产物生成的数量 2.酶　CO2浓度　温度 4.(1)下沉　氧气　上浮　越多　(2)光照强度　光源与烧杯的距离　光合作用强度　叶片浮起的数量　(4)越多 (5)增强 重点4　影响光合作用的因素及应用 知识点全覆盖 1.(3)呼吸量 2.(1)①光反应　ATP及NADPH　细胞呼吸　=　>　光照强度　②暗反应　CO2补偿　光合速率与呼吸速率相等 进行光合作用所需CO2的最低浓度　CO2饱和　有机肥 CO2浓度　③酶的活性　增大　最适　酶的活性　光合速率与呼吸速率相等　昼夜温差　有机物积累　④原料　介质　气孔　CO2　(2)光照强度　CO2浓度　提高温度　CO2浓度　光照强度和CO2浓度 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 D D 【综合突破】 1.A　【解析】 A.二氧化碳固定量等于光照时CO2吸收速率加黑暗条件下CO2释放速率,实线24 ℃吸收速率约为52 mol/s加虚线24 ℃释放速率10 mol/s,故CO2固定速率62 mol/s,大于60 mol/s,A正确;B.光照时CO2吸收速率为净光合速率,黑暗条件下CO2释放速率为呼吸速率,根据图1可知,29 ℃两曲线相交,但二者对应数值不同,光合速率大于呼吸速率,B错误;C.由于植物体内存在不进行光合作用的细胞,因此当绿萝植株的CO2吸收速率(净光合速率)为零时,其叶肉细胞的净光合速率应该大于零,因此状态如图2中④所示,C错误;D.29 ℃时叶片的净光合速率约为38 mol/s,细胞呼吸速率约为18 mol/s,在每天光照10小时的环境中一昼夜有机物的积累量为38×10-18×(24-10)=128,因此在29 ℃且每天光照10小时的环境中植株叶片能积累有机物,D错误。故选A。 重点5　光合作用与细胞呼吸联系 知识点全覆盖 2.(3)光反应水的光解　还原C3 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 1 C C 【综合突破】 1.A　【解析】 A.二氧化碳固定量等于光照时CO2吸收速率加黑暗条件下CO2释放速率,实线24 ℃吸收速率约为52 mol/s加虚线24 ℃释放速率10 mol/s,故CO2固定速率62 mol/s,大于60 mol/s,A正确;B.光照时CO2吸收速率为净光合速率,黑暗条件下CO2释放速率为呼吸速率,根据图1可知,29 ℃两曲线相交,但二者对应数值不同,光合速率大于呼吸速率,B错误;C.由于植物体内存在不进行光合作用的细胞,因此当绿萝植株的CO2吸收速率(净光合速率)为零时,其叶肉细胞的净光合速率应该大于零,因此状态如图2中④所示,C错误;D.29 ℃时叶片的净光合速率约为38 mol/s,细胞呼吸速率约为18 mol/s,在每天光照10小时的环境中一昼夜有机物的积累量为38×10-18×(24-10)=128,因此在29 ℃且每天光照10小时的环境中植株叶片能积累有机物,D错误。故选A。 重点6　总光合速率、净光合速率和呼吸速率的辨析 知识点全覆盖 1.细胞呼吸　>　=　< 2.净光合速率+细胞呼吸速率 考点突破 基础巩固 能力进阶 1 2 1 2 A A D B 【综合突破】 1.(1)18O2(或光合作用)　光合作用(或18O2)　/ (2)10.7 (3)黑暗 (4)有利,因为光照时两种氧浓度下净光合速率相同,但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低 【解析】 (1)光照条件下,植物同时进行光合作用和呼吸作用:叶柄浸入O,光合作用光反应会产生18O2。呼吸作用消耗的氧气有两个来源:①18O2;② 光合作用。净光合速率是单位时间单位面积的氧气积累量:初始18O2为x μmol,120秒后18O2为y μmol,16O2为z μmol。总氧气积累量为(y+z-x) μmol(最终总氧气量y+z减去初始x)。时间为120秒,叶片面积为am2,因此净光合速率为(y+z-x)/(120×a) μmol/(m2·s)。 (2)从左侧 “光照强度-净光合速率” 图可知,低氧(2% O2)条件下,500 μmolPAR/(m2·s)时净光合速率为 10 μmol/(m2·s)。从右侧 “氧浓度-呼吸作用速率” 图可知,低氧(2% O2)黑暗条件下呼吸作用速率为 0.7 μmol/(m2·s)。光合作用速率=净光合速率+呼吸作用速率,因此光合作用速率为10+0.7=10.7 μmol/(m2·s)。 (3)光照条件下,21% 和 2% O2的呼吸作用速率几乎一致,说明低氧在光照下对呼吸无限制。黑暗条件下,21% O2的呼吸速率高于 2% O2,说明低氧在黑暗条件下限制了呼吸作用。 (4)光照时,两种氧浓度下净光合速率相同(由左侧图可知,500 μmol PAR/(m2·s)时净光合速率一致),说明光照下有机物积累量相同。黑暗时,低氧下呼吸作用速率更低(由右侧图可知,黑暗条件下低氧呼吸速率小于正常氧),说明黑暗下低氧消耗的有机物更少。综上,低氧对叶片糖积累有利,理由是:光照时两种氧浓度下净光合速率相同,但黑暗时低氧下呼吸作用速率更低,总有机物积累更多。 学科网（北京）股份有限公司 $