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第三单元　单元检测
(时间：90分钟　分值：100分)
一、单项选择题(本题包括15小题，每小题2分，共30分)
1．下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的从体内转化而来　③凡是活细胞都能产生酶　④绝大多数酶是蛋白质　⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用　⑨酶只在细胞内发挥作用
A．①②⑤ B．③⑦⑨ C．③④⑧ D．④⑤⑥
2.
图中a、b、c曲线表示某种酶在不同处理条件下，催化某反应过程中生成物的量和反应时间的关系。解读此图可获得的信息是(　　)
A．b曲线的处理条件是此酶催化反应的最适条件
B．三条曲线的差异不可能是由于pH不同造成的
C．三条曲线的差异可能是反应底物的量不同造成的
D．三条曲线的差异可能是处理温度的不同造成的
3．甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。据图判断下列叙述中不正确的是(　　)
A．甲图表明当反应物浓度超过某一浓度时，反应速率受酶浓度的制约将不再上升
B．乙图中a点以后，随温度升高酶的活性下降
C．丙图可以表示胃蛋白酶催化反应的速率曲线
D．三图说明反应物浓度、温度、pH对应速率均有影响
4．(2011·九江模拟)酶在酶促反应中能催化特定的底物反应，与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。下列与图示反应类型相符的生理过程是(　　)
A．核糖体上多肽链的合成
B．叶绿体内二氧化碳的固定
C．线粒体内[H]的氧化
D．肝细胞内过氧化氢的分解
5．(2010·海淀期末)下图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是(　　)
A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速率加快
C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
6．下列关于ATP的叙述，错误的是(　　)
A．ATP分子中的“A”指腺嘌呤
B．ATP分子中含有两个高能磷酸键
C．有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP
D．ATP转化为ADP时要消耗水
7．(2010·上海卷，18)如图为线粒体的结构示意图，其中不可发生的反应是(　　)
A．②处发生三羧酸循环
B．①处产生ATP
C．②处产生二氧化碳
D．③处发生H＋与O2的结合反应
8．下述内容为叶绿体和线粒体所共有的是(　　)
①具有双层膜结构　②都含少量DNA和RNA，相同种类和数量的酶　③都增大了膜面积，有利于代谢反应的顺利进行　④生命活动都在生物膜上进行　⑤生命活动中能产生ATP
A．①②③④⑤ B．①③⑤
C．①④⑤ D．①②⑤
9．利用酵母菌酿酒时，如果发酵容器中存在氧气，会导致酒精产生停止，这就是所谓的“巴斯德效应”。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是(　　)
A．酒精＋O2→丙酮酸　细胞质基质
B．丙酮酸＋O2→CO2　线粒体基质
C．[H]＋O2→H2O　线粒体内膜
D．H2O→O2＋[H]　类囊体膜
10．(2009·天津理综，6)按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。
实验材料 取样 处理 分组 培养液 供氧情况
适宜浓度酵母菌液 50 mL 破碎细胞(细胞不完整) 甲 25 mL 75 mL 无氧
乙 25 mL 75 mL 通氧
50 mL 未处理 丙 25 mL 75 mL 无氧
丁 25 mL 75mL 通氧
下列叙述正确的是(　　)
A．甲组不产生CO2而乙组产生
B．甲组的酒精产量与丙组相同
C．丁组能量转换率与丙组相同
D．丁组的氧气消耗量大于乙组
11．(2011·无锡月考)某同学画了一个人体内的部分代谢过程示意图，请指出图中产生ATP的途径及一处错误的地方分别是(　　)
A．①②③④、人体内无③过程
B．①②③④、人体内无②过程
C．①③④、人体内无③过程
D．①③④、人体内无②过程
12．下图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下的植物光合作用效率)。以下对该图的分析错误的是(　　)
A．图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光
B．总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收
C．图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用
D．总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收的光能都能参加光合
作用
13．(2010·徐州模拟)为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列分析错误的是(　　)
0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0%
3℃ 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3
10℃ 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9
20℃ 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 66.2
30℃ 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6
A.根据变化规律，表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱
14．某同学从杨树叶中提取分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是(　　)
15．(2010·浙江三校联考)呼吸底物不是糖时，有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的体积并不相等，利用如图所示装置两套，设为甲、乙，测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，下列构思可以达到实验目的的是(　　)
A．甲装置烧杯中盛放清水，在光照下测定O2释放量，乙装置在黑暗下测定CO2释放量
B．甲装置烧杯中盛放清水，测定CO2释放量，乙装置换成CO2吸收剂，测定O2消耗量
C．甲装置烧杯中盛放清水，测定气体体积变化量，乙装置换成CO2吸收剂，测定O2消耗量
D．甲装置烧杯中盛放CO2缓冲剂(可吸收和放出CO2)，测定气体体积变化量，乙装置换成CO2吸收剂，测定O2消耗量
二、多项选择题(本题包括5小题，每小题3分，共15分)
16．下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)的变化曲线图，有关叙述正确的是(　　)
A．图①虚线可表示酶量增加一倍后，底物浓度和反应速率的关系
B．图②虚线可表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与时间的关系
C．图③不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线表示过氧化氢酶的催化效率
17．下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法，不正确的是(　　)
A．细胞耗能时总是与ATP的水解反应相联系，细胞释放能量时总是伴随ATP的合成
反应
B．ATP中的A代表腺嘌呤，T代表三个，～代表高能磷酸键，P代表磷酸基团
C．光反应过程中，叶绿体中ADP由类囊体膜向叶绿体基质运动，ATP则向相反方向
运动
D．运动细胞有氧呼吸过程中，产生大量ATP的阶段需要氧气参与
18．(2011·常州联考)如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中正确的是(　　)
A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃时，a点上移，b点左移，d点下移
D．当植物缺镁时，b点将向右移
19．如图为探究不同光照强度和温度对植物光合作用的影响的实验数据图，下列有关本实验的操作和叙述正确的是(　　)
A．本实验应选用同一种植物进行实验
B．实验过程中应保证水和二氧化碳的供应充足
C．40℃时光照强度越大，光合作用速率越高
D．温度越高，光合作用速率越高
20．某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24 h测定，得到如图所示的曲线，以下说法正确的是(　　)
A．图中d点光合速率最大，e点有机物积累最多
B．c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率
C．d、e之间的区段光合速率小于呼吸速率
D．进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
21．(10分)为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：
试管 底物和试剂 实验条件
1 1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水 37℃水浴；pH＝1.5
2 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 37℃水浴；pH＝8
3 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 ①
4 1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶 0℃水浴：pH＝1.5
(1)请完成实验设计：①应为__________________。
(2)3、4号试管为一组对照实验，本实验中要探究的自变量是______，请为该组实验拟定一个课题名称_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。
(3)本实验的因变量可以通过观察____________________________________来确定。
(4)在2、3号试管所研究的问题中，温度属于______变量。
22．(10分)回答下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验中的问题：
(1)某同学的操作程序如下：
①将5 g新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨。
②用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画1～2次；
③将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。
结果实验失败，请指出其错误所在：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
(2)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。色素层析结果如图，请根据实验结果填写下表：
组别 滤纸条编号 判断依据
绿叶组
嫩黄叶组
(3)秋天，北方树叶大都由绿变黄，其原因是占四种色素总量80%的________和________分解，从而显示出__________和________的颜色。
23．(10分)(2011·连云港联考)下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构。请据图作答：
(1)上图中，反应过程①的场所是____________________________，反应过程④的场所是________________。
(2)结构a中发生的能量转换过程是________________________________________ _____________。在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有______________________________________ __________________________________。
(3)叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是______________。
(4)干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程____受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程____受阻。
24．(10分)(2010·上海卷，六)分析有关植物光合作用的资料，回答问题。
在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。
光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司) 光饱和时光照强度(千勒克司) 光饱和时CO2吸收量 (mg/100 cm2叶·小时) 黑暗条件下CO2释放量 (mg/100 cm2叶·小时)
A植物 1 3 11 5.5
B植物 3 9 30 15
(1)与B植物相比，A植物是在______光照条件下生长的植物，判断的依据是______________________________________________________。
(2)当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率__________，造成这种现象的实质是__________跟不上____反应。
(3)当光照强度为9千勒克司时，B植物的总光合速率是____(mgCO2/100 cm2叶·小时)。当光照强度为3千勒克司时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为____(mgCO2/100 cm2叶·小时)。
光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期，如图①。
(4)若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如图②，则留 下叶片的光合速率______，原因是________________________________________________________。
25．(15分)下图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况；图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图丙是某兴趣小组将该植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答：
(1)图甲所示的该植物细胞代谢情况可用图乙的________________点表示。
(2)图乙中的a点表示__________________________________________________ ______________________。
当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时，叶绿体中ATP的移动方向是________________________________。
(3)在光照强度大于________klx时，植物才会表现出生长现象。在相同温度下，将该植物的叶片置于8 klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100 cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为________mg。
(4)若图乙曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点如何变化？________。
(5)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是________点，光合速率与呼吸速率相等的点是____________，j点与e点相比植物体内有机物含量发生了什么变化？________。
(6)某生物小组的同学为了研究叶绿体色素对不同波长光的吸收情况，设计了一个小试验，具体步骤如下：
①从室外选取4株生长发育状况一致的天竺葵，制作4个能装下天竺葵的相同规格的黑色硬纸盒，每个纸盒内分别装上不同颜色(红、黄、绿、蓝)功率相同的彩灯；
②将4株天竺葵分别放入4个黑色纸盒中，在相同适宜的条件下，接通电源，光照4小时。
③从4株经光照后的天竺葵上同时各取一片叶片放入培养皿中，滴加等量碘液；
④观察并比较各培养皿中叶片的颜色变化。
请你指出以上实验步骤中存在的明显不足并作修改：
________________________________________________________________________。
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1．C　[酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，即酶大多数是蛋白质类物质，少数为RNA，它只有催化功能，在个体发育中起调控作用的是激素。]
2．D　[三种处理条件下生成物的最大生成量一样，说明三种条件下反应底物的量相等；该图形中影响达到最大生成量所用时间的因素可能是酶的剂量、温度和pH，其中温度和pH影响酶的活性。比较a、b、c三条曲线可知a曲线最先到达最大生成量，所以在a曲线的处理条件下，酶的活性相对较高，但不能说明此条件为最适条件。]
3．C　[胃蛋白酶的最适pH为1.5，显然丙图曲线不能表示胃蛋白酶催化反应的速率变化。]
4．D　[题图显示底物与酶结合后分解，是分解反应。选项A、B、C中都是物质的合成。]
5．C　[土豆片中的过氧化氢酶能重复利用，只要有H2O2，反应就能进行。气体量不再增加的原因是H2O2已分解完。]
6．A　[ATP分子中的“A”指腺嘌呤和核糖构成的腺苷。]
7．B　[本题考查线粒体的结构和功能。据图分析，①为线粒体外膜，②为线粒体基质，③为线粒体内膜。能产生ATP的场所是线粒体内膜和线粒体基质，线粒体外膜不产生ATP。]
8．B　[叶绿体和线粒体中进行的代谢反应不同，含有的酶的种类和数量就不会相同；②的叙述是错误的，光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行，不在膜上；④的叙述是错误的，叶绿体、线粒体都具有双层膜结构，线粒体通过内膜折叠形成嵴，叶绿体通过片层结构薄膜重叠形成基粒，增大了生物膜面积。]
9．C　[从题中信息可以看出，有氧气参与时，酒精的产生将停止，也就是说“巴斯德效应”的发生与否取决于是否有氧气的参与。在细胞呼吸中，有氧气参与的过程是有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜，反应是[H]＋O2→H2O。]
10．D　[酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。]
11．D　[题图中产生ATP的过程是有氧呼吸和无氧呼吸，而人体无氧呼吸不能产生酒精。]
12．C　[图示中，叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；总吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。]
13．C　[本题考查学生从表格中获取有效信息的能力。比较相同温度下，O2含量为20.0%和40.0%时的CO2释放量可见，氧气达到一定浓度后，再改变O2含量，对细胞呼吸影响不大，C项错误。]
14．A　[本题考查叶绿体中不同色素的吸收光谱。叶绿体中含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b四种色素，其中胡萝卜素主要吸收红光，叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，其中叶绿素b的吸收波峰主要在450～500 nm之间，叶绿素a的吸收波峰主要在400～450 nm和650～700 nm之间。]
15．C　[该实验的目的是测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值。因为种子不能进行光合作用，所以可以在光下进行该实验。两套装置，一套测定装置内总气体体积的变化，该装置烧杯中要放清水；另一套装置中放吸收二氧化碳的液体如NaOH溶液，以测定种子呼吸的耗氧量。测出两个数据后就可以进一步得出种子呼吸释放的二氧化碳量。]
16．ABD　[图③可以表示当底物的量一定时，在反应开始后的一段时间内，随着反应的进行，底物不断减少，反应速率逐渐降低。]
17．BC　[ATP水解释放能量，与需能过程相联系，细胞释放能量时则伴随ATP的合成；ATP中的A代表腺苷；光反应过程在类囊体薄膜上进行，生成ATP，所以需要ADP，故叶绿体中的ADP从叶绿体基质向类囊体薄膜运动，光反应生成的ATP用于暗反应，暗反应发生的场所为叶绿体基质，故ATP向相反方向运动。]
18．ABD　[a点只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体；在C选项中，当温度提高到30℃时，呼吸作用强度增加，而光合作用强度下降，所以a点上移，b点右移，d点上移。]
19．ABC　[本实验的自变量是温度和光照强度，因此植物的种类、水和二氧化碳浓度属于无关变量，必须严格控制；由实验数据图可知，40℃时光照强度越大，光合作用速率越高；当光照强度一定时，在一定温度范围内，温度越高，光合作用速率越高，超过最适温度以后，光合作用速率不再增加。]
20．AB　[题图中d点CO2的吸收速率最大，光合速率也最大，e点温室内CO2的含量最低，说明植物积累的有机物最多；cd区段，光照强度不断增强，光合作用不断增强，结合CO2吸收速率的变化，可分析出光合速率大于呼吸速率；de区段CO2的吸收速率仍为正值，说明此段中光合速率仍大于呼吸速率，只是幅度越来越小；细胞呼吸在全天各个时段都能进行。]
21．(1)37℃水浴；pH＝1.5　(2)温度　探究温度对胃蛋白酶活性的影响　(3)相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)　(4)无关
解析　本题主要考查学生对实验方案的分析能力及对实验变量的掌握情况。据表分析可知，本实验意在探究温度、pH对酶活性的影响，实验设计时应遵循对照原则和单因子变量原则，所以试管3的实验条件①应为37℃水浴，pH＝1.5。实验过程中的自变量是指人为改变的变量，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量，无关变量是指对实验结果能造成影响的一些可变因素，必须严格控制。3、4号试管中的自变量为温度，该对照实验应为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。随着实验中温度或pH的变化，相同时间内瘦肉块的变化为因变量，2、3号试管可作为研究pH对胃蛋白酶活性的影响的一组对照，其中温度为无关变量。
22．(1)①不应用完整叶片，而应去掉叶柄后剪碎
②不应连续迅速重复画线，而应待干燥后重复画线
③不应摇晃以免层析液没及滤液细线
(2)
A 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B 叶绿素a带和叶绿素b带较窄
(3)叶绿素a　叶绿素b　胡萝卜素　叶黄素
解析　菠菜叶柄含粗纤维多，色素含量相对少，所以应去掉叶柄。而画滤液细线时如连续迅速重复画线，会造成细线过宽，影响色素的分离。将滤纸条放入层析液中后，为避免层析液没及滤液细线，不应晃动烧杯或滤纸。
23．(1)叶绿体的类囊体薄膜　线粒体基质
(2)光能转变成活跃的化学能，再转变成稳定的化学能(或光能转变成有机物中稳定的化学能)　G＝I、D＝K
(3)⑤　(4)②　①
解析　a为叶绿体，①是光反应，场所是类囊体薄膜，②是暗反应，场所是叶绿体基质，A是ATP，B是ADP，C是[H]，D是氧气，F是C5，G是二氧化碳，E是C3。b是线粒体，③是呼吸作用第一阶段，④是有氧呼吸第二阶段，⑤是有氧呼吸第三阶段，H是丙酮酸，L是水，I是二氧化碳，J是[H]，K是氧气。
叶绿体中发生光能转变成活跃的化学能，再转变成稳定
化学能的过程。光照强度恰为补偿点时，光合作用与呼吸作用强度相等，G＝I、D＝K成立。有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合，产生大量ATP。干旱缺水，造成叶片气孔关闭，CO2摄取不足，影响②暗反应进行。连续阴雨天，光照不足影响光反应①。
24．(1)弱光　因为A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物)
(2)不再增加　暗反应　光
(3)45　1.5　(4)增加　枝条上仅剩一张叶片，总光合产物减少，但结果期的植物对营养的需求量大，因此叶中光合作用产物会迅速输出，故光合速率增加
解析　由表中可以看出A植物达到光补偿点或饱和点所需的光照强度比B植物所需光照强度低，因此A与B相比较而言，A植物所需光照强度弱 。(2)本题考查了植物光合作用的影响因素和光反应、暗反应间的关系。当光照强度达到9千勒克司时，达到B植物对光的最大要求。光照强度继续增加，光反应会继续加快，但暗反应已达到最大值，不会继续增加，从而影响了光合作用的强度。(3)本题考查了光合作用过程中呼吸作用和光合作用间的关系。光饱合时，B植物光合作用所需要的二氧化碳等于光照下吸收的二氧化碳的量与呼吸作用释放量的和，为30＋15＝45。3千勒克司时，A植物固定CO2的量为11＋5.5＝16.5，B植物固定CO2的量为15，二者差值为1.5。(4)本题考查了光合作用速率的影响因素。其他叶片摘除后，结果期植物需要的大量营养由一个叶片提供，光合作用产物会迅速输出，从而光合速率增加。
25．(1)d　(2)在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用　从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质
(3)2　162　(4)右移　(5)h　f、h　减少
(6)①不足：没有对所有材料编号；修改：将四组实验装置以及培养皿等编号。②不足：没有进行饥饿处理；修改：将天竺葵放置在黑暗处24小时。③不足：没有说明叶片选取是否一致；修改：选取叶龄相同、大小相似的叶片
一、有关酶问题的归纳(1、2)
1．酶知识的正误辨析
正确说法 错误说法
产生场所 凡是活细胞都能产生(不考虑人的成熟红细胞) 具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质 有机物(或多数是蛋白质，少数为RNA) 蛋白质
基本单位 氨基酸或核糖核苷酸 氨基酸
合成场所 核糖体或细胞核 核糖体
作用场所 既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用
温度影响 低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高温使酶变性失活 低温引起酶变性失活
作用 酶只起催化作用 酶具有调节、催化等多种功能
来源 生物体内合成 有的来源于食物
2.酶与激素的比较
酶 激素
来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等
生物功能 催化作用 调节作用
共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
二、真光合作用与净光合作用的比较(14、18、20、24)
真光合作用就是植物的光合作用(只是光合作用，不包括呼吸作用)，体现了植物有机物的制造量。
净光合作用指真光合作用与呼吸作用的差值，体现了植物有机物的积累量。
二者的关系：真光合作用＝净光合作用＋呼吸作用。
可借助曲线图加以理解：如图所示，当光照强度为0时，实线表示CO2吸收量为负值，可知实线表示的是植物的净光合作用，则虚线表示真光合作用。
在解光合作用和呼吸作用题时，能够正确区分真光合作用和净光合作用是解题的关键。
三、坐标曲线题解题技巧(3、12、14、16、17、19、20)
学习中要注意对常见的坐标曲线进行归纳，分析比较不同曲线的变化趋势及其所蕴含的生物学含义，这样在遇到此类题型时就不会因为陌生而产生解题障碍。常见的坐标曲线图主要有：
1．不同方式跨膜运输速率受有关因素影响的变化曲线
图中①表示自由扩散，②表示协助扩散或主动运输，③表示自由扩散或协助扩散，④表示主动运输。其中就④而言，当O2浓度为零时，由于细胞可通过无氧呼吸获得所需能量，因而主动运输可以进行，即曲线不经过原点；若横坐标表示能量(ATP)或细胞呼吸，则运输速率曲线应经过原点。
2．酶促反应速率受温度、pH、底物浓度、酶浓度影响的变化曲线
其中，温度过高及过酸过碱时，酶分子因被破坏而丧失活性且不可恢复；低温时酶的活性受到抑制，但温度恢复正常后酶活性又可恢复正常。
3．光合作用受CO2浓度、光照强度影响的变化曲线
甲图中，a点表示没有进行光合作用，b点后光合作用强度不再增加。乙图中，a点时没有光照，细胞只进行呼吸作用；曲线ab段光照较弱时，呼吸作用大于光合作用；光照强度为b时，呼吸作用等于光合作用，b点也叫光补偿点；光照强度大于b时，呼吸作用小于光合作用；当光照强度达到c点后，增加光照强度，光合作用强度不再增加，c点也叫饱和点。
4．呼吸作用受O2浓度影响的变化曲线
曲线②代表无氧呼吸强度，a点为无氧呼吸消失点，曲线③代表有氧呼吸强度，曲线①代表有氧呼吸和无氧呼吸强度之和。
5．与光合作用有关的含有多个自变量的坐标曲线图有：
四、体验批阅(25)
【答卷投影】 【我来批阅】
【名师点评】 【规范解答】
1.审题指导：(1)题干中关键信息解读：①“图丙是密闭容器内CO2浓度的变化”，不是CO2的吸收或释放量，而是积累量。②图示中包含大量信息，需解读出来：甲图中识别准叶绿体和线粒体两种细胞器，并看清O2、CO2两种气体的去向；乙图表示的是光合作用吸收的CO2的净量，且呼吸作用放出的CO2为6；丙图指环境中CO2的积累量，理解f、h的含义。(2)题目中关键信息解读：第(4)小题，图乙的曲线温度为25℃，光合作用最适温度为25℃，若将温度提高到30℃，光合作用下降，呼吸作用增强，c点应右移。2.解题突破：(1)图甲中显示细胞需从外界补充CO2，向外界排出O2，说明光合作用强度大于呼吸作用，故应对应乙图中的d点。(2)第(3)小题中8 klx光照下CO2的数值等于12为净量，光合作用消耗的CO2为总量＝(12＋6)×9＝162 mg；若求最终的净量，应为12×9－6×15＝18 mg。(3)将丙曲线转化成比较熟悉的CO2吸收量与时间的关系，并将该曲线的各点与之对应，会发现f、h为曲线与横轴的交点——光合作用＝呼吸作用的点，f时有机物最少，h时有机物最多，e点和j点的位置高低决定一天后有机物的变化情况。3.错因归类(1)审题导致失误①考生未能透过关键信息“光合作用所消耗的CO2的量”区分开光合作用净量和总量，而错答了净量。②考生由于未抓住丙图的题干关键词“室内的CO2浓度”，将其错误的理解为“光合作用的强度”而导致将“密闭玻璃温室中氧气浓度最大点”答为“f点”，“光合速率与呼吸速率相等的点”错答为“e、g、i”；“j点与e点相比植物体内有机物含量变化”错答为“增加”。③考生审题粗心，只注意到指出不足而未作修改。(2)分析推断能力不强导致失误①因考生未能判断准图甲所示生理状态，错误的将其理解为光合作用强度和细胞呼吸强度相等而填写了图乙中的c点，其实依据图甲中的关键点“释放氧气”可判断图甲所示生理状态为光合作用强度大于细胞呼吸强度，应该对应图乙中的d点。②考生未能理解c点代谢特点和c点移动变化的原因，而错答为“左移”。(3)知识盲点：考生由于对图乙中曲线含义和叶绿体中ATP的产生与消耗场所记忆不准确，而将“乙中的b点时，叶绿体中ATP的移动方向”答错。(4)实验设计基本步骤和原则不熟练：由于对变量分析不到位，未排除原有淀粉对新生成淀粉的干扰，没有找出“未饥饿处理”的不足。 (1)d　(2)在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用　从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质　(3)2　162　(4)右移　(5)h　f、h　减少(6)①不足：没有对所有材料编号；修改：将四组实验装置以及培养皿等编号。②不足：没有进行饥饿处理；修改：将天竺葵放置在黑暗处24小时。③不足：没有说明叶片选取是否一致；修改：选取叶龄相同、大小相似的叶片
度
温
量
放
释
CO2
量
含
O2学案14　光合作用与细胞呼吸题型探究与集训
命题导向预测　光合作用和细胞呼吸在高考卷中的题型多种多样，大多数是知识综合理解加实际应用类型。
1．试题利用实验数据、图表、曲线等形式创设新情境，考查光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素、相关实验及在生产实践中的作用。2.命题点可能以人类科技成果作为情境，考查考生获取信息、理解信息的综合能力，考查考生分析、推理、评价及实验探究能力。
题型一　光合作用和细胞呼吸过程图解的理解
解此类试题时必须注意以下技巧和方法：
(1)抓好基础，培养识图能力：注重基础知识，掌握基本概念、基本原理是解图解题的基础和关键。
(2)找出隐含条件，培养逆推能力：图解题中的已知条件一般包含在文字叙述、图解中。一些比较有技巧的题都巧妙地将信息隐藏在图解中而不会太明显，这就要求同学们能利用逆推法，即要解决问题必须已知哪些条件，再从图解中透过现象看本质，从中找出所需的已知条件。
1．结构图解
探究示例1 图中为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中正确的是(　　)
A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D．以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
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2．柱状图解
探究示例2 (2011·淮安一模)将生长状况相同的等量某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如下数据。由此可以得出的结论是(　　)
A．该植物在27℃时生长得最快，在29℃和30℃时将不表现为生长现象
B．该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温度中都是29℃
C．27℃、28℃、和29℃光合作用制造的有机物的量相等
D．30℃时，光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物，都是1 mg/h
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3．代谢图解
探究示例3 (2011·枣庄高三年级调研考试)如图表示某高等植物体内的生理过程，有关分析正确的是(　　)
A．阶段Ⅰ生成的NADPH将作为还原剂固定二氧化碳
B．能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅱ、Ⅲ
C．过程⑤可为细胞吸收Mg2＋等离子提供动力，而不是过程④
D．过程④、⑤进行的场所有细胞质基质和线粒体
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4．(仪器、试剂)装置图解
探究示例4 (2010·盐城质检)把经过相同时间饥饿处理且长势相近的同种植物放在相同的透明玻璃钟罩内(密封)，玻璃钟罩内的烧杯中放有等量的不同物质，如下图所示。探究光合作用是否需要CO2，以及探究CO2浓度对光合速率的影响的实验装置分别是(　　)
A．①②；③④ B．①③；①④
C．①④；②③ D．③④；①③
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题型二　光合作用和细胞呼吸过程表格的理解
一、表格题的一般解题步骤
首先，要仔细阅读并理解表格材料，明确该表格反映的是什么信息。其次，要对表格材料进行综合分析，并能准确把握表格及题干间的内在联系。第三，要将材料中的问题与教材知识有机结合起来加以论证。最后，对材料分析及与原理结合论证的过程进行画龙点晴的总结，以收到首尾呼应的答题效果。
二、表格题的分类
1．数据表格
(1)数据对比。在这类题目中有众多的数据，但大多数只起陪衬作用，而起关键作用的往往只是其中的个别数据，判断这些数据差异形成的原因就成为分析的要点。
(2)单(多)因子变量数据分析。
探究示例5 一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列叙述错误的是(　　)
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量(mol) 0.9 1.3 1.5 3.0
产生C2H5OH的量(mol) 0.9 0.7 0.6 0
A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸
B．氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol
C．氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵
D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸
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2．材料表格
探究示例6 分别在A、B、C三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。(注：“＋”表示加，“－”表示不加)
处理 A B C
SiO2(少量) ＋ ＋ ＋
CaCO3(少量) － ＋ ＋
95%乙醇(10 mL) ＋ － ＋
蒸馏水(10 mL) － ＋ －
试回答：
(1)A处理得到的溶液颜色是________，原因是______________________________。
(2)B处理得到的溶液颜色是_________，原因是____________________________。
(3)C处理得到的溶液颜色是__________，原因是____________________________。
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题型三　光合作用和细胞呼吸过程坐标图的理解
生物坐标曲线图题分为单一曲线图题和复合曲线图题，此类题能全面考查同学们的综合素质，一直是高考命题的重点和热点。
一、识图与析图
一是识图。关键是三看：一看变量(x、y轴)表示的意义，找出两者之间的大致关系；二看曲线中的特殊点(起点、拐点、顶点、终点、交叉点)表示的意义；三看曲线的走向、变化趋势，对有些曲线还要明白切线斜率的含义。二是析图。分析图中为什么会有这种变化趋势：如果同一坐标系中有多条曲线，解题时要明确每条曲线的含义、变化及其原因，以及与此曲线代表的生命现像相关的因素有哪些等。
二、生物坐标图的绘制
常用的方法是描点法。首先确定几个关键点，再围绕点绘曲线。具体步骤为：①为每组数据选取合适的轴，通常以x轴表示条件(自变量)，以y轴表示实验结果(因变量)；②选取适合而易于使用的标度，充分利用图纸；③清晰标注两坐标的含义并注明单位；④标出各点；⑤以能穿过最多点的直线或光滑的曲线连接各点；⑥标注图像的标题。
1．单一曲线图题
探究示例7 如图为某植物在一定CO2浓度下温度与光合作用速率的关系曲线。根据曲线分析，下列选项不正确的是(　　)
A．图中C点对应的温度表示该植物在此条件下光合作用的最适温度
B．图中CD段下降的原因可能是随着温度的升高，酶活性降低
C．在C点对应的温度下，如果增加环境中CO2浓度，C点可能会上移
D．在BC段，限制光合作用速率的因素除了温度之外还有光照强度
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2．复合曲线图题
探究示例8 农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，将实验结果绘制成如下曲线。据此提出以下结论，你认为合理的是(　　)
A．光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度
B．阴影部分表示5～35℃时蔬菜的净光合速率小于零
C．光照越强，该蔬菜新品种的产量越高
D．温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30℃
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题型四　细胞呼吸和光合作用的相关实验
1．细胞呼吸实验的类型
(1)探究细胞呼吸强度的实验：常用下面的实验装置探究植物或动物细胞的有氧呼吸强度，用NaOH溶液吸收细胞呼吸产生的CO2，瓶内气体减少量即为O2的消耗量，代表呼吸强度。乙瓶为对照。
(2)探究细胞呼吸方式的实验：除了教材实验外，常用下面的实验装置来探究植物细胞或酵母菌的细胞呼吸方式。装置1红色液滴左移表明细胞呼吸吸收了O2。装置2红色液滴右移表明细胞进行了无氧呼吸，因为有氧呼吸O2的吸收量与CO2的释放量相等，无氧呼吸不吸收O2但释放CO2。
(3)探究细胞呼吸过程场所的实验(一般是探究第二阶段的场所)：常见方法是用离心的方法把动物细胞的细胞质基质和线粒体分开，分别加入丙酮酸，检测CO2的产生。
2．光合作用实验
(1)实验类型
①与光合作用发现有关的经典实验：柳树增重实验；萨克斯验证光合作用产物——淀粉的实验(经常考查暗处理的目的、酒精脱色处理的目的、照光与遮光对照、碘液的检验鉴定等)；恩格尔曼的实验(现象及结论、实验材料的优点、实验的巧妙之处)；鲁宾、卡门的实验(技术手段——放射性同位素标记法)。②教材实验——色素的提取与分离。③影响因素——光照、CO2、温度等。
(2)实验试剂及作用
①NaHCO3→提供CO2，②石腊→密封，③油层→密封，④开水冷却→排除水中气体。
(3)实验材料及方法
①绿色叶片、黑藻等——观察气泡(即O2)冒出的速率。
②打孔器打取小的圆形叶片——观察叶片上浮的速率和数量。
3．解决此类问题要从以下几方面入手：
(1)明确实验目的。(2)根据实验目的确定实验类型，即是验证实验还是探究实验。(3)根据实验的目的和给定的实验条件确定实验的变量，要遵循单一变量原则、条件一致且适宜性原则等。
1．如图表示真核细胞呼吸的部分过程，下列相关判断中正确的是(多选)(　　)
A．①过程中产生的H2O中的氧全部来自O2
B．人体细胞在缺氧状态下可以进行过程②
C．过程①产生的CO2中的氧，一半来自C6H12O6，一半来自H2O
D．消耗等质量的C6H12O6，通过①过程产生的ATP多于②和③，②和③释放的能量
相等
2．(2010·湖南重点高中二次联考)乙图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图甲)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(　　)
A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用
3．(2010·镇江调研)分析下列甲、乙、丙三图，下列说法正确的是(　　)
A．若图甲曲线表示阴生植物光合作用速率受光照强度的影响，则阳生植物的曲线与其比较，b点向左移，c点向右移
B．图乙中t2℃时植物净光合作用强度最大
C．若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表胡萝卜素
D．用塑料大棚种植蔬菜时，应选用蓝紫色或红色的塑料大棚
4．图一是测定金鱼藻光合作用的实验装置，表中数据是在适宜(恒定)温度条件下，改变灯与烧杯的距离测得的金鱼藻放出的气泡数，如表所示，据此提出以下结论，合理的是(　　)
灯与烧杯的距离(cm) 5 10 15 20 25 30 35 40 45
气泡数(个/min) 18 18 15 10 8 6 4 2 0
A.从表中可以得出的结论是光合速率始终随光照强度的增大而增大
B．当灯与烧杯间的距离为45 cm时，呈现如图二所示的量变关系
C．光反应中产生的ATP可以用于金鱼藻细胞分裂时所需的直接能源物质
D．在黑暗中，图二中的细胞器都将停止生理活动
5．(2010·泰州模拟)下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围。下列分析正确的是(多选)(　　)
A．甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量
B．乙图中d点与c点相比，相同时间内叶肉细胞中C3的生成量多
C．图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度
D．丙图中，随着温度的升高，曲线走势将稳定不变
6．如图曲线表示农田中昼夜温度变化(Ⅰ)，光照强度变化(Ⅱ)，植物吸收CO2的变化(Ⅲ)。请判断下列说法中，不正确的是(　　)
A．在曲线Ⅲ与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量
相等
B．a点的形成是由夜间的低温造成的
C．在时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成终止
D．若能保证水分的供应，则可使曲线Ⅲ与时间轴所围成的面积增大
7．下列与绿色植物新陈代谢有关的叙述中，正确的是(　　)
A．阳生植物的暗反应可以在有光的条件下进行，阴生植物的暗反应只能在黑暗的条件下进行
B．大豆根吸收无机盐所需的ATP直接来源于光合作用
C．向水果贮存仓中充入N2和CO2的主要目的是抑制无氧呼吸，减少有机物的消耗，延长水果的仓储时间
D．从植物体内提取的叶绿素溶液，即使给予适宜的温度、光照和CO2，也无法检测到有氧气生成
题 号 1 2 3 4 5 6 7
答 案
8.如图甲表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和细胞呼吸过程，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，图乙表示环境因素对小麦光合作用速率的影响。请回答：
(1)图甲中①过程进行的场所是____________________，②过程进行的场所是__________________。
(2)在有氧呼吸的第一阶段，除产生了[H]、ATP外，还有________的生成；①过程产生的O2用于相邻细胞的②过程，至少经过____层生物膜结构。
(3)若将该植物从CO2浓度为0.03%的环境中转移到CO2浓度为1%的环境中，在其他条件不变的情况下，叶绿体中C5的含量将______。
(4)在植物的无土培养液中加入HO，在温室大棚的CO2中检测到放射性的18O，这是因为水参与了__________________过程；如在温室大棚的O2中检测到放射性的18O，这是因为水参与了____________________过程。
(5)乙图Q点高CO2浓度条件下，若要进一步提高小麦光合作用速率，可采取的措施是___________________。
(6)干旱初期，小麦光合作用速率下降的主要原因可以用乙图来说明，其具体解释是________________________。
9．1880年恩格尔曼以水绵为实验材料，证明了叶绿体是光合作用的场所，氧气是由叶绿体产生的。事实上黑藻也是进行光合作用实验的好材料。下面是用黑藻验证光合作用需要CO2的实验。请分析回答：
材料：黑藻，无水乙醇，碘液，小试管，脱脂棉，吸水纸，滴管，烧杯，蒸馏水，碳酸氢钠等。
实验步骤：(1)将蒸馏水煮沸后冷却备用。煮沸的目的是___________________ _____________。
(2)取甲、乙两试管，分别向两支试管中放一枝茎长为5 cm 的经遮光处理的黑藻，并向两试管中注满上述蒸馏水，乙试管中加入少量碳酸氢钠，目的是____________________。甲中不加，作为______。将两试管用橡皮塞塞紧。再将两试管放在盛有清水的烧杯中，以避免阳光照射时试管中水温过高而影响黑藻的生理活性。
(3)将装置放在阳光下照射2～3小时，然后取出黑藻，分别经无水乙醇脱色、漂洗、滴加碘液处理。
(4)预期实验结果
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(5)结论：___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。
专题学案14　光合作用与细胞呼吸题型探究与集训
课堂活动区
题型一
探究示例1　C　[a表示叶绿体吸收CO2，b表示释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C 18O2作原料进行光合作用，18O的转移途径为：C18O2C6HO6C18O2，在较强光照下，光合作用大于呼吸作用，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用。以HO作原料进行光合作用，其18O全部生成18O2，在较强呼吸强度下，18O2主要被线粒体利用进行有氧呼吸。]
探究示例2　B　[在4个温度中，29℃暗处理后，有机物减少最多，说明呼吸作用最旺盛，此时此组叶片含有机物最少，而光照1 h(光照强度相同)后，有机物含量最多，说明光合作用制造的有机物最多。]
探究示例3　C　[本题考查光合作用与细胞呼吸的比较。据图分析可知Ⅰ阶段代表光合作用的光反应阶段，Ⅱ阶段代表暗反应阶段，Ⅲ阶段代表细胞呼吸过程。阶段Ⅰ生成的NADPH作为还原剂还原CO2；Ⅱ阶段在叶肉细胞的叶绿体基质中进行，Ⅲ阶段的部分过程在细胞质基质中进行；过程④只在细胞质基质中进行。]
探究示例4　A　[本题考查与光合作用有关的探究实验，正确确定单一变量是解答本题的关键。探究光合作用是否需要CO2，单一变量是有无CO2，所以可以用装置①(有CO2)和装置②(无CO2)进行实验。探究CO2浓度对光合速率的影响，单一变量是CO2浓度，所以可以用装置③(浓度较低)和装置④(浓度较高)进行实验。]
题型二
探究示例5　C　[如果无C2H5OH，只有CO2产生，则说明酵母菌只进行有氧呼吸，如氧气浓度为d时的呼吸方式。如果产生的CO2和C2H5OH摩尔数相等，则说明酵母菌只进行无氧呼吸，如在氧气浓度为a时的呼吸方式。如果产生的CO2的摩尔数大于C2H5OH的摩尔数，说明酵母菌同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式，如氧气浓度为b和c的呼吸方式。氧气浓度为b时，通过无氧呼吸产生的CO2为0.7 mol，剩余的0.6 mol是有氧呼吸方式产生的。氧气浓度为c时，有氧呼吸产生0.9 mol的CO2，消耗0.15 mol葡萄糖，无氧呼吸消耗0.3 mol葡萄糖，故C错误。]
探究示例6　(1)黄绿色　部分叶绿素受到破坏　(2)几乎无色　叶绿素不溶于水　(3)深绿色　大量叶绿素溶于乙醇中
题型三
探究示例7　D　[本题考查影响光合作用的因素。在BC段，影响光合作用速率的因素包括温度，但由于题干中没有提到光照强度，故D项结论无法得出。]
探究示例8　D　[题图中反映出光合作用酶的最适温度在25～30℃之间，没有反映出呼吸作用酶的最适温度，不能得出A项结论。阴影部分表示5～35℃时蔬菜光合作用量减去呼吸作用量，即净光合量，很明显是大于零的。植物有光饱和点时，光照强度大于光饱和点时，光合作用不再增强，产量不再提高。在25～30℃时，净光合量最大，蔬菜产量最高，因此，温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30℃。]
课后练习区
1．ABC　[①是有氧呼吸，②和③表示两种类型的无氧呼吸。①过程中产生的H2O中的氧全部来自O2(第三阶段[H]、O2结合产生水)。人体细胞只能进行产生乳酸的无氧呼吸。有氧呼吸的产物CO2产生于第二阶段，其中的氧一半来自C6H12O6，一半来自水。分解等质量的C6H12O6，有氧呼吸释放的能量最多，但两种类型的无氧呼吸释放的能量并不相等。]
2．C　[在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶片上浮的时间缩短，说明产生氧气的速率加快，光合作用的速率也加快，A错。叶片细胞只要有活性，就一定进行呼吸作用，D错。在一定范围内适当提高温度或增大光照强度或增大NaHCO3溶液浓度会提高光合作用速率。]
3．B　[阳生植物需要较强的光照才能使光合作用强度与呼吸作用强度相等，所以甲图中的b点应该右移；净光合作用强度＝总光合作用强度－呼吸作用强度，根据图示可知，温度为t2℃时，植物净光合作用强度约为6个相对单位，值最大；胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故C错误；有色塑料大棚透光率差，光合作用强度低，故用塑料大棚种植蔬菜时，应选用无色塑料大棚。]
规律方法　光照强度与光合速率的关系曲线图中各点含义
(1)补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合作用增大(减小)，而呼吸作用不受影响，则补偿点应左移(右移)；若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用增大(减小)，则补偿点应右移(左移)。
(2)饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小)，则饱和点应右(左)移。
4．B　[由表格数据可知，灯与烧杯的距离在5～10 cm之间时，随着光照强度的增大，光合速率不再增大，故A项错误。当灯与烧杯间的距离为45 cm时，气泡数为0，说明此光照条件下，光合作用速率等于呼吸作用速率，细胞内CO2和O2实现了自给自足，故B项正确。光反应产生的ATP只能用于暗反应中C3的还原，故C项错误。在黑暗中，线粒体仍能进行呼吸作用，故D项错误。]
5．ABC　[在一定温度范围内，随着温度的升高，光合速率逐渐增强；当温度到达一定程度时，光合速率不会继续升高；温度过高时，酶失活，光合速率下降。]
6．C　[b点开始有光照，到f点无光照，b～f段制造有机物；c点和e点光合强度等于呼吸强度；a点呼吸作用减弱是夜间低温引起的；保证水分供应，能防止气孔关闭，提供更多CO2，积累更多有机物。]
7．D　[阴生植物的暗反应也需要光反应提供的[H]和ATP，故A错；大豆根吸收的无机盐所需的ATP来源于根的细胞呼吸，故B错；充N2和CO2是为了减少O2，抑制有氧呼吸，故C错。]
特别提醒　生物新陈代谢类型中的几项根本区别
(1)自养型与异养型的根本区别：能否直接利用无机物合成自身有机物。
(2)光合作用与化能合成作用的根本区别：将无机物合成有机物需要的能量来源不同。利用光能将无机物合成有机物的为光合作用；利用周围物质氧化分解释放的化学能将无机物合成有机物的为化能合成作用。
(3)寄生与腐生的根本区别：是否从活的生物体内获取营养物质。一种生物从另一种生物的体内或体表，吸取营养维持生存的生活方式为寄生。一种生物依靠分解其他动植物尸体获得营养，其生活方式为腐生。营腐生、营寄生生活的生物都属于异氧型。
(4)需氧型与厌氧型的根本区别：分解自身有机物是否需要氧气。
8．(1)叶绿体类囊体的薄膜　线粒体内膜　(2)丙酮酸　6
(3)下降　(4)有氧呼吸第二阶段　光合作用的光反应　(5)适当调节环境温度　(6)干旱初期，小麦叶片气孔逐渐关闭，导致体内二氧化碳浓度降低，光合速率下降
解析　叶绿体是光合作用的场所，水光解产生O2，发生在类囊体薄膜上；有氧呼吸的第三阶段产生水，该过程发生在线粒体内膜上；若叶绿体产生的氧气进入相邻细胞的线粒体中 需穿过2层叶绿体膜、2层细胞膜、2层线粒体膜；在植物的无土培养液中加入HO，在温室大棚的CO2中检测到放射性的18O，是因为水参与了有氧呼吸的第二阶段，若在温室大棚的O2中检测到放射性的18O，是因为水参与了光合作用的光反应；在光照一定的情况下，影响光合作用的主要因素是二氧化碳的浓度和温度；干旱时小麦光合作用速率下降的主要原因是叶片气孔逐渐关闭，导致体内二氧化碳浓度降低，光合速率下降。
9．(1)除去溶解于水中的气体，特别是CO2
(2)补充CO2　对照
(4)①甲试管中的黑藻叶片不变蓝，即没有生成淀粉，是因为试管中缺少CO2
②乙试管中的黑藻叶片变蓝，即生成了淀粉，是因为试管中有CO2　(5)实验证明光合作用需要CO2
解析　因验证的是光合作用需要CO2，所以应除去蒸馏水中的CO2，排除干扰变量。NaHCO3分解释放CO2，供光合作用利用，甲组不加，作为空白对照。光合作用的产物是淀粉，遇碘液变蓝色，如果不变蓝，则说明因缺少CO2没有进行光合作用，反之，则说明进行了光合作用。
实验链接　与光合作用相关的实验的注意事项
(1)鉴定光合作用是否产生了淀粉，需事先将植物做“饥饿”处理以消耗原有淀粉，排除原有产物对实验结果的干扰。宜将光合作用后的叶片做“脱色”处理，以消除色素对显色反应(淀粉遇碘变蓝色)的干扰。
(2)若实验中的单一变量是光时，宜设置是否给予光照(遮光与否)的对照组。
(3)NaHCO3溶液作为CO2的缓冲液，可使密闭容器内CO2深度保持稳定；NaOH溶液作为CO2的吸收剂，可去除空气中的CO2。学案12　能量之源——光与光合作用
考纲要求　1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。3.叶绿体色素的提取和分离。
一、捕获光能的色素和结构
1．捕获光能的色素
(1)实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)
①可以利用________提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许________和碳酸钙，其中前者有助于________，后者可防止在研磨中________被破坏。
②分离的原理是利用色素在层析液中的________不同，________的在滤纸上扩散的快，反之则慢。
(2)色素的种类和吸收光谱
色素种类 颜色 吸收光谱 滤纸条上位置
叶绿素(约占3/4) 叶绿素a ____ 主要吸收________ 中下层
叶绿素b ____ ______
类胡萝卜素(约占1/4) 胡萝卜素 ____ 主要吸收______ ______
叶黄素 ____ 中上层
2.叶绿体的结构和功能
(1)结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内部的基粒是由________堆叠而成的。
(2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于________，
与光合作用有关的酶分布在__________和________。
(3)功能：进行________的场所。
二、光合作用的过程和应用
2．光合作用的过程
(1)光反应：①场所：叶绿体的____________上。②条件：____、色素、酶、水等。③物质变化：将水分解为________和________，将ADP和Pi合成________。④能量变化：光能转变为活跃的________。
(2)暗反应：①场所：叶绿体的__________________中。②条件：________、[H]、ATP、CO2等。
③物质变化
CO2的固定：C5＋CO2________。
C3的还原：2C3＋[H] ________。
④能量变化：ATP中活跃的化学能转变为__________。
3．光合作用的应用：(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造________的数量。(2)影响光合作用强度的因素包括空气中________的浓度、土壤中________和矿质元素的多少、光的________以及温度的高低等。
4．化能合成作用：(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些________氧化时所释放的能量来制造________的合成作用。(2)实例：硝化细菌能利用__________氧化成__________和________时所释放的化学能，将________和________合成________。
探究点一　光合作用的过程
1．完善光合作用的图解
2．区别光反应和暗反应
项目 光反应 暗反应
条件 ________________ 不需叶绿素和光，需要多种酶、ATP、[H]、CO2
场所 叶绿体的类囊体薄膜 ____________
物质转化
①水的光解2H2O→4[H]＋O2②ATP的形成ADP＋Pi＋能量________ ③CO2的固定CO2＋C5________④C3的还原2C3______
能量转化 光能→________________ ATP中活跃的化学能→________________
实质 光能转变为化学能，并放出O2 ________________
思维拓展
1．暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长，故晚上一般认为只进行呼吸作用，暗反应不进行。
2．相同时间内，光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累的多，因为[H]、ATP基本不积累，利用充分；但一直光照会造成[H]、ATP的积累，利用不充分。
3．光合作用只有植物的绿色细胞和光合细菌能进行，但细胞呼吸则是所有活细胞都能进行的。
4．光合作用中光反应产生的ATP只供暗反应利用，而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。
5．光合作用的光反应中产生的[H]来自水的光解，用于暗反应中C3的还原以生成(CH2O)；有氧呼吸中产生的[H]来自第一、二阶段有机物的氧化，用于第三阶段与O2结合生成H2O，并产生大量ATP。
6．原核生物虽无叶绿体或线粒体，但也有的可进行光合作用(如蓝藻)或有氧呼吸(如蓝藻、根瘤菌等)。
探究示例1 (2009·安徽理综，1)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
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探究点二　影响光合作用的因素及其在生产上的应用
1．光照强度
(1)曲线分析：①A点：光照强度为0，此时只进行__________，释放的CO2量可表示此时________的强度。
②AB段：随光照强度增强，光合作用强度________，CO2释放量________，这是因为________________________________________________。
③B点所示光照强度为__________。此点的代谢特点是：___________ _____________________。光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长。
④BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点所示光照强度为________。
(2)应用：阴生植物的B点________，C点________，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用________；适当________光照强度可增加大棚作物产量。
2．CO2浓度
(1)曲线分析：①图1中A点表示________________________________的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的________。
②图1和图2中的B和B′点都表示________。
(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高____________。
3．温度
(1)曲线分析：温度主要是通过影响与________________________而影响光合作用速率。
(2)应用：依据此曲线分析冬天温室栽培应该_______________ _________________________________________________________________，从而保证植物有机物的积累。
思维拓展　在分析以上单因子对光合作用的影响时，不仅要关注曲线的走势，还要注意几个关键点，尤其是补偿点和饱和点，以及饱和点前和饱和点后的主要限制因子。一般来说，饱和点前的限制因子就是横坐标表示的因子，饱和点后的限制因子主要是横坐标表示的因子以外的因子。
探究示例2　(2011·南京模拟)下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是(　　)
A．①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低
B．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C．④图中Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D．②图中Y因素最有可能代表光照强度
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实验探究　绿叶中色素的提取与分离实验
1．实验原理
(1)各种色素都能溶解在____________________中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。
(2)各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度________：溶解度________的色素分子随层析液在滤纸上扩散得________，反之则________，所以不同色素可以在滤纸上因________________而分开，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。
2.实验流程
观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图：
思维拓展
1．提取绿叶中色素的关键
(1)叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分以保证提取较多的色素。
(2)滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以防止滤液挥发。
(3)称取绿叶的质量和加入无水乙醇的体积要适当，以保证提取液的浓度。
2．分离绿叶中色素的关键
(1)滤液细线不仅要细、直，而且要含有较多的色素，因此要在滤液干后，重复画1～2次。
(2)滤纸上的滤液细线不能触及(或没入)层析液，否则会使滤液中的色素溶解于层析液中，滤纸条上得不到色素带，使实验失败。
3．要提取绿色植物叶肉细胞叶绿体中的色素，至少要破坏1层细胞膜、2层叶绿体膜，共3层生物膜(3层磷脂双分子层或6层磷脂分子)。要将叶肉细胞中色素完全提取，还需加上1层液泡膜。
探究示例3 (2010·南通模拟)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是(　　)
A．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)
C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光
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题组一　光合作用的色素和过程
1．下列关于叶绿体中色素的叙述，正确的是(多选)(　　)
A．色素的提取与分离实验中滤纸条上的色素带从上到下最宽的是第3条
B．研磨液要用滤纸过滤，盛放滤液的小试管要及时用棉塞塞紧
C．叶绿体中的色素只分布在类囊体薄膜上
D．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光
2．下图表示德国科学家萨克斯的实验，叶片光照24 h后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明(　　)
①光合作用需要二氧化碳　②光合作用需要光　③光合作用需要叶绿素　④光合作用放出氧气　⑤光合作用产生淀粉
A．①② B．③⑤ C．②⑤ D．①③
3．(2011·苏州模拟)如图为叶绿体亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述，不正确的是(　　)
A．①和②均为选择透过性膜
B．光反应的产物有O2、[H]、ATP等
C．③上的反应需要光，不需要酶，④上的反应不需要光，需要多种酶
D．光能转变为活跃的化学能在③上进行，活跃的化学能转变为稳定的化学能在④中
完成
4．(2010·汕尾调研)下列关于光合作用的叙述中，正确的是(　　)
A．暗反应在细胞质基质中进行
B．光合作用产生的葡萄糖中的碳和氧都来自于二氧化碳
C．光反应产生的ATP可以用于暗反应，也可以用于其他生命活动
D．光反应只进行能量代谢，不进行物质代谢；暗反应则刚好相反
题组二　影响光合作用的因素
5．(2011·西安安铁一中高三期中)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是(　　)
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
6．如图表示叶片光合速率与叶肉细胞间隙中CO2浓度的关系，下列有关叙述正确的是(多选)(　　)
A．BC段的斜率与叶绿体内固定CO2的酶活性呈正相关
B．温室效应能提高植物光合速率
C．当CO2浓度低于b时，植物不进行光合作用
D．当CO2浓度高于s时，Pm值主要受光反应速率的限制
7．(2010·广州调研)下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是(　　)
A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中
B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段
C．③是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)
D．④是ATP，在叶绿体基质中生成
题 号 1 2 3 4 5 6 7
答 案
8.请回答与光合作用有关的问题：(1)甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如下图所示，据图回答：
①强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是______________。
②乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是____(a、b、c、d)。
③当光照强度从a到b时，____植物光合作用强度增加的最快。
(2)植物光合作用产生的O2来自H2O，还是来自CO2？请写出简单实验思路证明你的结论。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
学案12　能量之源——光与光合作用
课前准备区
一、1.(1)①无水乙醇　二氧化硅　研磨充分　色素
②溶解度　溶解度大
(2)蓝绿色　黄绿色　红光和蓝紫光　最下层　橙黄色　黄色　蓝紫光　最上层
2．(1)类囊体　(2)类囊体薄膜上　类囊体薄膜　基质中　(3)光合作用
二、2.(1)①类囊体薄膜　②光能　③O2　[H]　ATP
④化学能
(2)①基质　②酶　③2C3　(CH2O)＋C5　④有机物中稳定化学能
3．(1)糖类　(2)CO2　水分　强弱
4．(1)无机物　有机物
(2)氨　亚硝酸　硝酸　CO2　H2O　糖类
课堂活动区
探究点一
1．2H2O　色素　CO2　ADP＋Pi　CH2O
2．需叶绿素和光、酶、水　叶绿体的基质　ATP　2C3　(CH2O)＋C5＋H2O　ATP中活跃的化学能　(CH2O)中稳定的化学能　同化CO2形成(CH2O)
探究示例1　D　[叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上，H2O在光下分解的过程也是在类囊体薄膜上进行的，CO2的固定和淀粉的合成发生在暗反应中，在叶绿体的基质中进行。]
探究点二
1．(1)①细胞呼吸　细胞呼吸　②逐渐增强　逐渐减少　细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用　③光补偿点　光合作用强度等于细胞呼吸强度　④光饱和点
(2)前移　较低　光能　提高
2．(1)①光合作用速率等于细胞呼吸速率时　最低浓度　②CO2饱和点
(2)光能利用率
3．(1)光合作用有关酶的活性
(2)白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸
探究示例2　D
实验探究
1．(1)有机溶剂(无水乙醇等)
(2)不同　大　快　慢　扩散速度不同
2．5 g　SiO2　CaCO3　无水乙醇　尼龙布　棉塞塞严　干燥　试管长和宽　剪去两角　剪去两个角　毛细吸管　待滤液干　滤液细线　软木塞　层析液　橙黄色　黄色　蓝绿色　黄绿色
探究示例3　B　[本题考查对绿叶中色素的提取和分离实验的理解。根据图示中不同色素的扩散距离可以判断出乙为叶绿素a，甲为叶绿素b，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素。A项加入碳酸钙的目的是保护色素，防止色素被破坏；C项在层析液中溶解度最大的是胡萝卜素；D项丙、丁主要吸收的是蓝紫光；衰老叶片中叶绿素被破坏，使得叶片中(甲＋乙)＜(丙＋丁)，所以B项正确。]
思路导引　解答该题要从以下方面入手：①熟习色素提取与分离的方法、原理、注意事项，②色素的种类及可吸收的主要色素，③落叶、衰老叶片色素含量的变化。
构建知识网络
①叶绿体　②叶绿体类囊体薄膜　③光、色素、酶　④水的光解和ATP的形成　⑤光能转变为ATP活跃化学能　⑥叶绿体基质　⑦多种酶　⑧CO2的固定　⑨ATP中活跃化学能转变为(CH2O)为中稳定化学能　⑩[H]、ATP　 ADP＋Pi　 光照、CO2、温度、水、矿质元素等
课后练习区
1．ACD　[研磨液要用脱脂棉进行过滤，而不能用滤纸，若用滤纸，色素分子不能通过滤纸而沾在滤纸上，得不到含有色素的滤液。]
2．C　[光照一段时间，叶片裸露的部分进行光合作用，脱色后用碘液处理变蓝，说明有淀粉生成；有锡箔覆盖的位置因无光照，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘液处理不变蓝，说明光合作用需要光，没有光就不能进行光合作用。]
方法点拨　由萨克斯的实验设计，可得出两上实验结论：(1)光是光合作用的必要条件(叶片遮光部分为实验组，见光部分为对照组)。
(2)淀粉是光合作用的产物(叶片遮光部分为对照组，见光部分为实验组)。
所以表面看是由一组对照实验得出了两个结论，实质上仍为一组对照实验只能得出一个结论。
3．C　[光反应阶段中，ATP的生成需要酶。]
4．B　[本题考查对光合作用过程的理解。A项暗反应的场所是叶绿体基质；C项光反应产生的ATP只用于暗反应，为C3还原提供能量，不能用于其他生命活动；D项光反应、暗反应过程都存在能量代谢和物质代谢。]
5．D　[在二氧化碳浓度和温度一定的情况下，植物光合作用的强度随光照强度的增加而增强，达到一定的光照强度后，光合作用速率不再随光照强度的增强而加快。分析图中曲线可知：曲线Ⅰ、Ⅱ的差异是温度不同，而其他条件相同，说明Ⅰ、Ⅱ曲线的差异是由温度不同而造成的；曲线Ⅱ、Ⅲ的差异是由二氧化碳浓度的不同造成的。]
规律方法　坐标曲线图中限制因素的判断：在曲线上升阶段，其限制因素为横坐标所表示的因子；当曲线达到最大值后，限制因素就要从内部因素和外部因素两个方面考虑。
6．ABD　[CO2浓度低于b时，植物的光合速率小于呼吸速率，故C错。]
7．B　[根据光合作用图解可知，图中①是光合色素，分布在叶绿体类囊体薄膜上；②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段，与有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]结合生成水，释放大量的能量；③是三碳化合物，在由光反应阶段提供的[H]和ATP的作用下还原为(CH2O)；④是ATP，在叶绿体类囊体薄膜上生成。]
8．(1)甲　c　甲
(2)来自于H2O　分别将C18O2和HO提供给两组植物，分析两组植物光合作用释放的O2，若18O2仅在HO
组植物中产生，即可证明上述结论
解析　(1)①依题意，在强光下甲植物光合作用强度较乙、丙植物高，因此，甲固定CO2的能力最强。②随着光照强度的增强，乙植物在c光照强度时达到最大光合作用强度。③在a点，三种植物的光合作用强度相同，而b点时，甲的光合作用最大，所以甲植物光合作用强度增加的最快。
(2)首先分别标记CO2和H2O中的氧将其提供给两组植物作为光合作用的原料，分析两组植物光合作用释放的O2。
规律方法　影响光合作用的外界因素
(1)影响光合作用的主要因素有光照强度、CO2浓度和温度等。
(2)分析光照强度、CO2浓度、温度与光合速率的变化曲线及其应用。
①曲线图
②图形分析：在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含量或强度等。
③应用：温室栽培时，在一定的光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，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。学案11　细胞的能量“通货”——ATP
ATP的主要来源——细胞呼吸
考纲要求　1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。2.细胞呼吸(Ⅱ)。3.探究酵母菌的呼吸方式。
一、细胞的能量通货——ATP
1．ATP的结构和功能
(1)结构：ATP是__________的英文名称缩写，其结构简式是__________，一个ATP分子中含有一个腺苷，三个________，两个__________，ATP分子中大量的化学能储存在__________中。
(2)功能：ATP是细胞内的一种________化合物，直接给细胞生命活动提供能量。
想到了吗　ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么？是组成哪种化合物的基本单位之一？
　
2．ATP与ADP的相互转化
(1)相互转化的反应式为：ADP＋Pi＋能量ATP。
(2)ATP形成的能量来源
①在动物、人、真菌和大多数细菌中，ATP来自于______________释放的能量。
②绿色植物的________和________都形成ATP。
3．ATP的利用
(1)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由______直接提供能量的。
(2)细胞的吸能反应一般与________的反应相联系，放能反应一般与________的反应相联系，即能量通过ATP而转化。
4．ATP中能量的应用
二、探究酵母菌的呼吸方式
1．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于________菌。
2．检测CO2的产生：可使用澄清石灰水或______________水溶液，CO2可使后者发生的颜色变化是________________________。
3．检测酒精的产生：可使用橙色的________溶液，在酸性条件下其与酒精发生化学反应，变成________。
三、有氧呼吸
1．反应式：_________________________________________________________________
2．过程
四、无氧呼吸
1．反应式
(1)分解成酒精的反应式为：________________________________________________ ________________________。
(2)转化成乳酸的反应式为：________________________________________________ ________________________。
2．过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同，第二阶段的产物是________________，其全过程都在__________中进行。
思考　(1)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？
　
(2)呼吸作用分阶段进行有什么意义？
　
探究点一　ATP与ADP的相互转化
1．识别ATP结构式中各部分名称。
2．完成ATP与ADP的相互转化表
ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP ______________
酶 __________ __________
能量来源 光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸) 储存于__________中的能量
能量去路 储存于形成的__________中 用于____________
反应场所 __________________________ 生物体的需能部位
思维拓展　ATP与ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，但物质是可循环利用的。
探究示例1 ATP是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述中，不正确的是(　　)
A．ATP可以水解，为细胞提供能量，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
C．在ADP与ATP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用
D．主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是ATP
听课记录：　
　
探究点二　有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析
1．完善有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
思维拓展
1．有氧呼吸过程中H2O既是反应物(第二阶段利用)，又是生成物(第三阶段生成)，且生成的H2O中的氧全部来源于O2。原核细胞虽然没有线粒体，但是也可进行有氧呼吸。
2．有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。
3．无氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。
探究示例2 (2010·镇江模拟)提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量较小，同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是(　　)
A．有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段
B．线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖
C．葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸
D．水是在细胞质基质中生成的
实验探究　探究酵母菌的呼吸方式
1．实验原理
(1)酵母菌代谢特点：酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，可通过________测定酵母菌在有氧和无氧条件下的____________来确定____________________。
(2)产物检测
①检测CO2的产生：CO2可使____________变混浊，也可使________________由蓝变绿再变黄。
②检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在________条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成________。
2．实验流程
实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
思维拓展
1．将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊完全是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
2．B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完毕后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
探究示例3 下图为“探究酵母菌的呼吸作用方式”的实验装置图，请据图分析：
(1)A瓶加入的试剂是______________，其目的是______________________ ____________________________。
(2)C瓶和E瓶加入的试剂是__________________________，其作用是____________________。
(3)图中装置有无错误之处，如果有，请在图中加以改正。
(4)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是
________________________________________________________________________。
(5)请写出连通后D瓶中的反应式_______________________________________ _________________________________。
听课记录：　
　
题组一　ATP的相关知识
1．下列有关ATP的叙述，正确的是(　　)
A．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．ADP转化为ATP时，只需要Pi和能量
C．所有生物体内ADP转化成ATP所需的能量都来自呼吸作用
D．ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化
2．(2011·泰州质检)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是(多选)(　　)
A．ATP中远离腺苷的磷酸基团容易水解
B．32P标记的ATP是新合成的
C．ATP是细胞内的直接能源物质
D．该过程中ATP既有合成又有分解
3．(2009·上海卷，24)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是(　　)
A．适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2
B．只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供O2和ATP
C．无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP
D．叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应
题组二　细胞呼吸
4．(2010·课标全国卷，2)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是(　　)
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
5．下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是(　　)
A．①②④中能量数值最大的是②
B．③代表的物质是氧气
C．产生①②的场所是线粒体
D．部分原核生物能完成图示全过程
6．一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量(mol) 0.9 1.3 1.5 3.0
产生酒精的量(mol) 0.9 0.7 0.6 0
A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸
B．氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol
C．氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵
D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸
7．(2011·南京调研)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可用为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系，以下叙述正确的是(　　)
A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱
B．b点有氧呼吸强度大于a
C．为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至c点
D．c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
题组三　应用提升
8．下列各项应用中，主要利用无氧呼吸原理的是(　　)
A．利用葡萄、粮食和酵母菌制酒
B．提倡慢跑等健康运动
C．稻田定期排水
D．光下适当增加作物环境中的二氧化碳浓度
9．四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窑中，贮藏时间可以达到4～5个月之久；哈尔滨等地利用大窑套小窑的办法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”说法正确的是(　　)
A．自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但其易受外界环境的影响
B．自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的二氧化碳抑制自身的呼吸作用
C．在密闭环境中，二氧化碳浓度越高，贮藏效果越好
D．在自体保藏法中如能控温1～5℃，贮藏时间会更长
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答 案
10.如图表示ATP水解产生ADP的过程。请回答下列问题：
(1)图中A代表______，P代表__________，如果ATP脱去两个磷酸基团后可作为某种遗传物质基本单位中的一种，其名称是_____________。
(2)图中①为__________，②为______________________的过程，除了主动运输、肌肉收缩需要这个过程外，再举两例说明ATP的利用________________________。
(3)图示过程中未标出的另一种反应物是______，催化该过程的酶与催化ATP生成的酶不相同，催化ATP生成的酶在高等植物细胞中主要分布在______________。
(4)人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3s以内的能量供应。牙买加女飞人谢莉一安弗雷泽(如右图)10秒78获得北京奥运会100米短跑冠军，她在这短短十多秒内，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示：
b→c过程中，ATP含量增加，说明__________加强，从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明____________________________________。
学案11　细胞的能量“通货”——ATP
ATP的主要来源——细胞呼吸
课前准备区
一、1.(1)三磷酸腺苷　A—P～P～P　磷酸基团　高能磷酸键　高能磷酸键　(2)高能磷酸
想到了吗　腺嘌呤核糖核苷酸；RNA。
2．(2)①细胞呼吸　②光合作用　细胞呼吸
3．(1)ATP　(2)ATP水解　ATP合成
二、1.兼性厌氧　2.溴麝香草酚蓝　由蓝变绿再变黄
3．重铬酸钾　灰绿色
三、1.C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
2．细胞质基质　葡萄糖丙酮酸＋[H]＋ATP　少量　线粒体基质　丙酮酸＋H2OCO2＋[H]＋ATP　少量　线粒体内膜　[H]＋O2H2O＋ATP　大量
四、1.(1)C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量
(2)C6H12O62C3H6O3＋少量能量
2．酒精和CO2或乳酸　细胞质基质
思考　(1)直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是控制酶合成的DNA不同。
(2)可使能量逐步释放，对保持生物体的体温稳定有重要意义。
课堂活动区
探究点一
1．①高能磷酸键　②腺嘌呤　③核糖　④腺苷　⑤腺嘌呤核糖核苷酸　⑥ADP
2．ATPADP＋Pi＋能量　ATP合成酶　ATP水解酶　高能磷酸键　高能磷酸键　各项生命活动　细胞质基质、线粒体、叶绿体
探究示例1　C　[合成ATP所需的能量，对于植物来说主要来自光合作用和呼吸作用，对于动物来说主要来自呼吸作用。]
探究点二
1．热能　ATP　2C2H5OH＋2CO2＋能量　6H2O　12H2O　6CO2
2．O2、酶和适宜的温度　O2　酶和适宜的温度　细胞质基质　线粒体　细胞质基质　CO2和H2O　CO2、酒精或乳酸　彻底　完全　有机物　能量　ATP　一
探究示例2　D　[有氧呼吸的第一步在细胞质基质中进行，第二、三步在线粒体中进行，第三步[H]与氧气结合，才有水的生成。 ]
实验探究
1．(1)定性　细胞呼吸产物　酵母菌细胞呼吸的方式　(2)①澄清的石灰水　溴麝香草酚蓝溶液　②酸性　灰绿色
2．酵母菌使葡萄糖产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸产物是什么　酵母菌培养液　CO2　编号为1、2　重铬酸钾　都变浑浊，且甲中混浊程度高且快　多而快　橙色变成灰绿色　不变色　酒精
探究示例3　(1)NaOH溶液　使进入B瓶的空气先经过NaOH处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰
(2)澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)　检测CO2的产生
(3)如图所示
(4)D瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完，再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸所产生的
(5)C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量
解析　酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生CO2和H2O；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。甲、乙装置分别用于检测有氧和无氧条件下是否产生CO2。(1)A瓶加入NaOH溶液，可吸收空气中的CO2，避免对实验结果的干扰。(2)C、E瓶用于检测CO2的产生，可用澄清石灰水(有CO2产生时溶液变混浊)或溴麝香草酚蓝水溶液(有CO2产生时溶液颜色由蓝变绿再变黄)。(3)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，这是为了消耗掉瓶中的O2，创造无氧环境。(4)酵母菌在无氧条件下的呼吸产物是酒精和CO2。
构建知识网络
有氧呼吸　叶绿体、细胞质基质、线粒体　有O2，细胞质基质和线粒体　无O2，细胞质基质
课后练习区
1．D　逐项分析如下：
选项 内容指向·联系分析
A ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成
B ADP转化为ATP除需要Pi和能量外，还需酶的催化
C 绝大多数生物体内ATP中的能量来自呼吸作用，绿色植物还可以通过光合作用合成ATP
D ATP与ADP的相互转化时刻不停地在细胞内进行，以保证生命活动的顺利进行
方法技巧　关于ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结。“一”指一个ATP分子含一个腺苷，“二”指一个ATP分子含两个高能磷酸键，“三”指一个ATP分子含三个磷酸基团。
2．ABD　[本题主要考查了ATP的结构及特性，分析如下：
题干中没有信息支持“ATP是细胞内的直接能源物质”的观点。]
实验链接　同位素标记法的实验应用
(1)概述：用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以明白化学反应的详细过程的方法。
(2)方法应用：用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。实例如下：
①标记特征元素，研究物质的结构，如例题中，用32P标记磷酸分子，证明ATP中远离腺苷的高能磷酸键易分解又易合成，进而证明ATP既有合成又有分解。
②标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程。
3．D　[光照下叶绿体是通过光反应产生ATP，不需要O2，线粒体进行有氧呼吸需要丙酮酸和O2。]
4．D　[丙酮酸是呼吸作用的中间产物，无氧呼吸的终产物为酒精和二氧化碳或乳酸，A选项错误；有氧呼吸产生的[H]是在线粒体内膜上与氧结合生成水的，B选项错误；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程中并无[H]的积累，C选项错误；脂肪分子中O的含量远远少于糖原，而H的含量多于糖原，所以相同质量的脂肪和糖原，脂肪有氧氧化分解时所需要的O2多，放出的能量也多。]
5．D　[题干以图解方式呈现有氧呼吸的三个阶段，据图解可推知①②④分别是三个阶段中的能量值，③代表H2O，⑤代表O2。A不正确，因为第三阶段产生的能量最多；C不正确，因为第一阶段是在细胞质基质中完成的。原核生物有的利用细胞膜内侧附着的酶结构完成有氧呼吸全过程。]
6．C　[无氧呼吸时，酵母菌产生的酒精与CO2的摩尔数相等。氧浓度为b时，共产生CO2 1.3 mol，其中无氧呼吸产生0.7 mol，则有氧呼吸产生0.6 mol；a浓度时，所有CO2都是无氧呼吸产生的，没有进行有氧呼吸；氧浓度为c时，产生酒精0.6 mol，则无氧呼吸放出的CO2为0.6 mol，而CO2释放总量为1.5 mol，因此有氧呼吸放出的CO2为0.9 mol，根据无氧呼吸反应式可知，0.3 mol葡萄糖用于无氧呼吸，根据有氧呼吸反应式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖量为0.15 mol，则酒精发酵所占比例为×100%＝67%；d浓度时，不产生酒精，说明不进行无氧呼吸。]
规律方法　呼吸作用方式的判断
(1)如果某生物产生CO2的量和消耗O2的量相等，则该生物进行有氧呼吸；
(2)如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行无氧呼吸；
(3)如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则两种呼吸方式都进行；
(4)如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或生物已死亡；
(5)无氧呼吸的产物中没有水，如果在呼吸作用的产物中有水，一定是进行了有氧呼吸 。
7．B　[只进行有氧呼吸时，呼吸熵为1，若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，呼吸熵大于1，且无氧呼吸比重越大，呼吸熵越大。b点有氧呼吸大于a点。c点时，只进行有氧呼吸，有机物消耗量多，不利于水果保存。c点以后呼吸熵恒为1，并不表明呼吸强度不再变化。]
8．A　[酵母菌利用葡萄、粮食进行无氧呼吸产生酒精。慢跑和稻田定期排水都是利用了细胞的有氧呼吸。光下适当增加CO2浓度可促进作物的光合作用。]
9．ABD　[密闭环境中，二氧化碳浓度越高，有氧呼吸被抑制地越彻底，但无氧呼吸的强度会增大，无氧呼吸消耗的有机物会更多，其产物酒精还会伤害植物细胞。]
方法点拨　水果、蔬菜、粮食的储存条件
粮食的贮藏条件为：低温、低氧、干燥，以降低细胞呼吸对有机物的消耗，还要定期通风，排热排湿；水果蔬菜的储存要考虑保鲜，其储存条件为：低温、低氧，适宜的湿度。
10．(1)腺苷　磷酸基团　腺嘌呤核糖核苷酸　(2)高能磷酸键　高能磷酸键水解释放的能量　大脑思考、细胞内的各种吸能反应(生物发电、C3的还原等)　(3)水　叶绿体类囊体薄膜上、细胞质基质和线粒体　(4)细胞呼吸　ATP与ADP之间的相互转化十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，维持生物体内部的稳定供能环境学案13　细胞的能量供应和利用知识归纳与拓展
命题规律　从近三年高考生物试题看，酶和ATP的知识点主要侧重于考查酶的特性及影响酶活性的因素的实验设计和曲线分析、ATP的形成与利用等方面，且所占分值比重较大。细胞呼吸的知识点主要侧重于考查细胞呼吸的种类、过程、场所、条件及能量应用。另外， 酵母菌的呼吸特点及呼吸方式的实验探究也逐渐成为命题的热点。光合作用的知识点主要侧重于考查光合作用探究历程中的经典实验及分析，光反应与暗反应的场所、条件、物质与能量转换，影响光合速率的因素，叶绿素的种类、作用及提取与分离过程中的注意事项。命题的角度往往是联系生活实际综合考查影响细胞呼吸、光合作用、影响酶活性的因素及其在农业生产实践中的应用，且多以图表、曲线及实验信息题的形式呈现，着重考查学生的识图及分析、判断能力。命题的形式既有选择题，也有简答题，但往往以简答题为主。简答题常将三者联系在一起综合考查。
命题趋势　预计2012年本专题的知识将继续联系生产生活实际，以实验分析或图表、曲线的形式综合考查，试题灵活性强，分值稳定，难度系数维持在0.62左右。
一、完成与酶有关的实验设计的思路总结
实验名称 实验组 对照组 实验组衡量标准
验证酶的本质 酶是蛋白质 待测酶溶液＋双缩脲试剂溶液 标准______溶液＋双缩脲试剂溶液 是否出现____
酶是RNA 待测酶溶液＋吡罗红试剂 标准____溶液＋吡罗红试剂 是否出现____
验证酶的专一性 底物＋相应酶液 另一底物＋________或同一底物＋__________ 底物是否被分解
验证酶的高效性 底物＋相应酶液 底物＋____ 底物分解速率
探究酶的最适温度 ________梯度下，其他条件相同的处理后的底物和酶混合 底物的________或底物的______
探究酶的最适pH 不同pH梯度下，其他条件____的处理后的底物和酶混合 底物的分解速率或底物的剩余量
探究示例1 (2009·全国Ⅱ理综，32)请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液、斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙代表试管标号，请用这些符号完成下表中的实验设计。
　　溶液试管　　 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉溶液
甲 ＋ － ＋ －
(2)实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
(3)结果预测：___________________________________________________________ _____________。
(4)结论：_________________________________________________________________ _______。
(5)在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而其他条件不变，重做上述实验，出现砖红色的试管中，颜色会比37℃时浅，其原因是___________ _________________________。
二、ATP与ADP的相互转化
探究示例2 (2011·常州调研)下列关于生物体内ATP的叙述，不正确的是(　　)
A．ATP是细胞内的直接供能物质
B．ATP的腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成
C．ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
D．ATP与ADP的相互转化过程中，物质和能量都可循环利用
听课记录：　
　
三、光合作用与呼吸作用的比较
1．有氧呼吸与光合作用的关系表填充
探究示例3 (2010·南京测试)下图表示光合作用和呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法错误的是(　　)
A．②过程需多种酶参与，且需ATP供能
B．适宜条件下，③过程在活细胞中都能进行
C．⑤过程产生的能量最多
D．①③④过程产生的[H]都能与氧结合产生水
听课记录：　
　
2．叶绿体处于不同条件下，C3、C5、[H]、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化
探究示例4 (2011·苏州质检)如图表示同一植物在不同条件下进行光合作用时有关中间产物的量的变化情况。下列判断中正确的是(　　)
A．曲线a可表示C5量的变化
B．曲线a可表示还原氢量的变化
C．曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化
D．曲线b可表示C3量的变化
听课记录：　
　
四、关于总光合量与净光合量的比较、分析与计算
1．曲线及其解读
绿色植物每时每刻都在进行________，当在光下测定植物光合强度时，由于植物的细胞呼吸同时进行，因而实际测得的数值应为________与________的代数和。如图所示：
2．相关计算
植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝________________________________________。
②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)＝_____________________ ___________________________。
③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)＝_________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。
探究示例5 下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所在部位的面积，下列说法中不正确的是(　　)
A．S1＋S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量
B．S2＋S3表示玉米光合作用产生的有机物总量
C．若土壤中缺Mg，则B点右移，D点左移
D．S2－S3表示玉米光合作用有机物的净积累量
听课记录：　
　
1．下图表示水稻淀粉酶在不同温度下催化效率的部分曲线，下表表示人体胃、小肠中消化液的成分、pH及部分酶的最适pH。则下列相关叙述正确的是(　　)
器官 消化液名称 pH 消化液成分
胃 胃液 1～2 胃酸(HCl)、胃蛋白酶(最适pH为1.8左右)
小肠 胰液、胆汁 7～8 碳酸氢钠、胆盐、多种消化酶(最适pH为8.0左右)
A.水稻淀粉酶在30℃时催化效率高 ，因此该酶的最适温度为30℃
B．水稻淀粉酶在a点与b点的空间结构不同
C．胃酸会随着胃液进入小肠，故胃蛋白酶进入小肠后仍能催化蛋白质的分解
D．胃酸的进入改变了小肠中的pH，因此小肠中的消化酶将失去活性
2．下列有关ATP的叙述正确的是(多选)(　　)
A．蓝藻细胞没有线粒体，不能产生ATP
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP
D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质
3．关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是(　　)
A．无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源
B．有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP
C．线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧
D．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
4．下图表示在不同条件下，酶催化反应速率(或生成物)的变化情况。有关叙述正确的是(多选)(　　)
A．图①能用来表示反应物浓度变化与反应时间的关系
B．图②虚线表示增加酶浓度后，其他条件不变时，生成物量与反应时间关系的变化
情况
C．若图②中的实线表示过氧化氢酶对H2O2分解的催化效率，则虚线表示Fe3＋的催化
效率
D．图②也可以用来表示处理温度不同的情况下，反应速率与时间的关系
5．(2011·南京模拟)下列关于叶绿体和线粒体比较的叙述，正确的是(　　)
A．叶绿体中可发生CO2→C3→C6H12O6的过程，线粒体中可发生C6H12O6→C3→CO2的过程
B．ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生
C．光能转变成化学能发生的场所是叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中
D．都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行
6．(2011·南通调研)把离体叶绿体加入到含ADP、磷酸、NADP＋等物质的溶液中，用如图所示的条件进行光合作用，实验后绘成曲线，该曲线表示(　　)
A．有机物合成量 B．O2释放量
C．ATP、NADPH的数量 D．CO2吸收量
7．(2010·连云港模拟)将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中，研究在10℃、20℃的温度条件下，分别置于黑暗和5 klx、10 klx条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示(横坐标为时间，单位：小时)。对以上结果分析正确的是，该叶片(　　)
A．20℃时的呼吸速率是10℃时的4倍
B．在10℃、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3 mg
C．在5 klx光照下，10℃时积累的有机物比20℃时少
D．在20℃、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是6 mg
8．(2009·浙江理综，4)下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8
答 案
9.(2011·江苏四市调研)下图为某绿色植物叶肉细胞内部分生理过程示意图，a～f均为气体物质。据图分析回答有关问题：
(1)图中可表示氧气的是______(填字母)
(2)b参与光合作用的________阶段，该阶段发生的场所是______________；氧气参与有氧呼吸的第____阶段，该阶段发生的场所是__________________。
(3)在黑暗条件下，叶肉细胞产生ATP的场所有________________。
(4)若用14C标记CO2，则光合作用过程中14C的转移途径是____________________。
10．(2010·广州一模)研究人员利用番茄植株进行了两组实验，实验一、二的结果分别用图中的(1)、(2)表示，请据图回答问题：
(1)实验一除满足植物对水和无机盐的需要外，还必须在适宜的__________________等外界条件下进行。
(2)实验一的自变量是______，图(1)中a点条件下番茄植株相对生长速率低于b点的主要原因是____________________________________________________________________ ______________。日温26℃、夜温20℃一定是番茄植株生长的最适温度组合吗？________，理由是________________________________________。
(3)图(2)表示一个种植有番茄植株的密闭容器内O2含量的变化，据图分析：
①番茄植株光合作用释放的O2量和细胞呼吸消耗的O2量相等的点是______。
②该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？________，理由是__________________________________________________。
③根据图(2)在图(3)中以A为起点画出该密闭容器内CO2含量变化的曲线。
专题学案13　细胞的能量供应和利用知识归纳与拓展
课堂活动区
一、蛋白质　紫色　RNA　红色　相同酶液　另一种酶液　无机催化剂　不同温度　分解速率　剩余量　相同
探究示例1　(1)
乙 － ＋ － ＋
丙 ＋ － － ＋
丁 － ＋ ＋ －
(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间　③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间　④观察实验现象并记录实验结果
(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和唾液淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀。
(4)酶的催化作用具有专一性
(5)20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
解析　本实验考查学生的实验设计能力。要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，其自变量应为两种酶，因变量应为是否有砖红色沉淀生成。甲、丁对照说明蔗糖酶只催化蔗糖分解而不催化淀粉分解，体现了蔗糖酶的专一性。乙、丙对照说明淀粉酶只催化淀粉分解而不催化蔗糖分解，体现了淀粉酶的专一性。动物体内酶的最适温度是37℃，温度下降，酶活性降低。
二、光合作用　光能　有氧或无氧　化学能　光反应　暗反应　暗反应
探究示例2　D　[在ATP与ADP的相互转化过程中，物质是循环的，能量的来源和去向不同，能量不能循环。]
三、1.叶绿体　线粒体　光、色素、酶　酶、有光无光　CO2＋H2O　CO2＋H2O　化学能　ATP　有机物　能量　物质和能量　供能　细胞呼吸　光合作用　光合作用　有氧呼吸
探究示例3　D　[①～⑤过程分别表示光反应、暗反应、有氧呼吸第一、二、三阶段。②过程需多种酶参与，且需要光反应过程产生的ATP供能。③过程是有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程，任何活细胞内都可以发生。⑤过程中[H]、氧结合，产生大量的能量。①过程产生的[H]当作暗反应过程中的还原剂，不与氧结合。]
2．减少　增加　减少　增加　增加　增加　增加　下降　增加
探究示例4　C　[突然停止光照，C3量会增加(曲线a)，C5和三磷酸腺苷量都会减少(曲线b)。]
四、1.细胞呼吸　光合作用　细胞呼吸　CO2　O2　＞　＝　＞
2．①实测植物氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量　②实测植物CO2吸收量＋细胞呼吸CO2释放量　③光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成葡萄糖量)－细胞呼吸葡萄糖消耗量
探究示例5　D　[图示中，S1＋S3表示二氧化碳的释放量，可表示玉米在该光照强度范围内呼吸作用消耗的有机物量。S2＋S3表示光合作用利用的二氧化碳量，可表示光合作用产生的有机物总量。S2表示玉米光合作用有机物的净积累量。B点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，缺Mg时，光合作用强度减弱，达到同样的光合强度需要较强的光照，B点右移；最大光合强度减少，D点左移。]
课后练习区
1．B　[据图分析，淀粉酶在45℃时催化效率最高，故最适温度为45℃，故A错；胃蛋酶的最适pH为1.8左右，小肠胰液的pH为7～8，胃蛋白酶进入小肠后会失活，故C错；小肠中的消化酶活性降低，但不会失活，故D错。]
2．BCD　[蓝藻细胞虽没有线粒体，但可以进行有氧呼吸，能产生ATP。]
规律方法　ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，但它在不同物质中表示的含义不同，如图所示：
ATP中的A为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)；DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸；RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸；核苷酸中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。
3．B　[无氧条件下，细胞的无氧呼吸也能产生ATP。叶绿体合成ATP不需要氧。细胞质中消耗的ATP来源于线粒体和细胞质基质，叶绿体产生的ATP只参与光合作用的暗反应。]
4．ABD　[酶比无机催化剂的效率高，故C项中虚线表示过氧化氢酶对H2O2分解的催化效率，实线表示Fe3＋的催化效率。]
5．D　[本题考查叶绿体和线粒体的结构和功能。线粒体中只能发生C3→CO2的过程，即有氧呼吸的第二阶段，C6H12O6→C3的过程发生在细胞质基质，A错；在线粒体中伴随有氧呼吸第三阶段水的生成能产生ATP但不产生[H]，而是消耗[H]，B错；化学能转变成光能发生在某些能发光的生物的发光细胞的细胞质基质，而不是线粒体，C错；叶绿体通过类囊体，线粒体通过嵴增大膜面积，膜上分布较多酶，有利于新陈代谢高效而有序地进行，D对。]
　模型构建　细胞呼吸与光合作用过程的关系
6．C　[据图中所示条件和曲线走势可知，该物质的生成必须在有光的条件下，因此应该是光反应的产物；而且加入二氧化碳后，该物质被消耗，因此该曲线表示的应是NADPH、ATP的数量。]
7．D　[20℃时呼吸速率为2 mg/2 h＝1 mg/h,10℃时为1 mg/2 h＝0.5 mg/h，为2倍。
10℃、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的O2量为6 mg/2 h＋1 mg/2 h＝3.5 mg。5 klx光照下，10℃时积累的有机物为6 mg/2 h＝3 mg/h,20℃时为4 mg/2 h＝2 mg/h。20℃、
10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是(10 mg＋2 mg)/2 h＝6 mg/h。故只有D项正确。 ]
规律方法　光合作用计算规律
对于绿色植物来说，在进行光合作用的同时，还在进行呼吸作用。因此，光下测定的值为净光合速率，而实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。一般以光合速率和呼吸速率(即单位时间单位叶面积吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量来表示植物光合作用和呼吸作用的强度，并以此间接表示植物合成和分解有机物的量的多少。)
(1)光合作用实际产氧量＝实测的O2释放量＋呼吸作用消耗O2量
(2)光合作用实际消耗CO2量＝实测的CO2消耗量＋呼吸作用的CO2释放量
(3)光合作用葡萄糖净产生量＝光合作用葡萄糖实际产生量－呼吸作用葡萄糖消耗量(呼吸速率可在黑暗条件下测得)
8．D　[低氧和零上低温有利于水果的保鲜，故A错；C6H12O6的分解首先在细胞质基质中进行，故B错；细胞呼吸过程中，化学能大部分以热能散失，少部分转化成ATP中的化学 能，故C错。]
9．(1)ade　(2)暗反应　叶绿体基质　三　线粒体(内膜上)
(3)细胞质基质和线粒体　CO2→C3→有机物(或葡萄糖)
10．(1)光照强度和CO2浓度　(2)夜温　a点的夜温过低，导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行　不一定　没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验
(3)①B、C　②否　密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物
③见下图：
解析　(1)图(1)所示的实验中，自变量是夜温，光照强度、CO2浓度等都属于无关变量，无关变量要适宜且相同。
(2)夜温过低会降低酶的活性，从而导致细胞新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动。图1所示的实验结果是日温恒定在26℃的条件下进行的，日温改变时会改变植物的生长速率，所以还需在其他温度组合的条件下进一步探究，才能确定番茄植株生长的最适温度组合。
(3)密闭容器中O2的含量达到最高点或最低点，表明植物光合作用吸收的O2量和细胞呼
吸释放的O2量相等。通过比较A点和D点的O2含量，就可推知番茄植株通过细胞呼吸
消耗的有机物总量是否多于光合作用合成的有机物总量。第三单元　细胞的能量供应和利用
学案10　降低化学反应活化能的酶
考纲要求　1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。2.探究影响酶活性的因素。
一、酶的作用和本质
1．酶在细胞代谢中的作用
(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的________的统称，是细胞生命活动的基础。
(2)活化能：分子从________转变为容易发生化学反应的________所需要的能量。
(3)酶的作用机理：降低化学反应的________，且与无机催化剂相比，酶________________的作用更显著，催化效率更高。
2．酶的本质：酶是________产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是________，少数是________。
知道吗　酶在化学反应中，能不能增加生成物的量？
　
3．关于实验变量
(1)变量：实验过程中可以变化的因素。
(2)自变量：人为改变的变量。
(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。
(4)无关变量：除________外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。
4．对照实验：除了一个因素以外，其余因素都________的实验。它一般要设置________和________。
二、酶的特性
1．高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
2．专一性：每一种酶只能催化__________化学反应。
3．作用条件较温和
(1)最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显________。
(2)过酸、过碱或高温下，酶________。
思考　胃蛋白酶在肠道内还会有作用吗？
　
探究点一　酶的本质和作用
1．完成下表并理解酶的本质及生理作用。
化学本质 绝大多数是______ 少数是______
合成原料 ______ __________
合成场所 ______ ______
生理作用 ____________
来源 一般来说，______都能产生酶
作用场所 ____内、外或______外均可
2.分析下列示意图，探讨以下几个问题：
(1)活化能指什么？
　
(2)酶催化作用的本质是什么？
　
(3)酶与无机催化剂相比有哪些相同之处？
　
　
思维拓展
1．证明酶是蛋白质的其他证据
(1)酶经酸、碱水解后的最终产物是氨基酸。
(2)酶是具有一定空间结构的生物大分子，凡是能使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活。
(3)酶和蛋白质一样，具有不能通过半透膜的胶体性质。
(4)酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。
(5)与蛋白质的相对分子质量相似、结构相似。
(6)在物理、化学因素的作用下，也可变性沉淀。
2．证明酶是RNA的其他证据
将某种酶液用核糖核酸酶处理，根据酶液是否被水解予以判断 。
探究示例1 (2010·上海卷，17)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是(　　)
A．酶和激素都是蛋白质
B．酶和激素都与物质和能量代谢有关
C．酶和激素都由内分泌细胞分泌
D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用
听课记录：　
　
探究点二　酶的催化特性及影响酶促反应的因素
1．酶的高效性的实验验证
(1)实验原理
①________________________________________________________________________。
②H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件下气泡产生的________或卫生香燃烧的________不同。
(2)实验过程
(3)实验结论
酶具有________，与无机催化剂相比，酶的催化效率________。
2．酶的专一性的验证实验
(1)实验原理
①还原糖＋斐林试剂―→________________
②用________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定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而验证酶的________。
(2)实验程序
序号 项目 试管
1 2
1 注入可溶性淀粉 2 mL ____
2 注入蔗糖溶液 ____ ____
3 注入新鲜______溶液 2 mL振荡 2 mL振荡
4 50℃温水保温 5 min 5 min
5 加斐林试剂 1 mL振荡 1 mL振荡
6 将试管下部放入____热水中 2 min 2 min
7 观察实验结果 ______ ______
结论 ______只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
思维拓展　(1)选择好检测反应物的试剂。如验证酶的专一性，反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶溶液，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
(2)保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好本实验的关键。
3．观察下列变化曲线，回答下列问题：
(1)在低于最适温度(pH)的条件下，随着温度(pH)升高，酶促反应速率________，表明酶的活性________。超过最适温度(pH)，随着温度(pH)升高，酶促反应速率________，表明酶的活性________。温度过高(pH过低或过高)，酶的活性________。
(2)温度过低，酶的活性________(低，丧失)；而pH值过低，酶的活性________。
(3)两条酶促变化速率变化曲线表明，酶所催化的化学反应一般是在____________条件进行的。
思维拓展　底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的主要限制因素是酶浓度和酶数量。
(2)在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
探究示例2 下图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图二的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图，则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是(　　)
A．曲线1 B．曲线2 C．曲线3 D．曲线4
听课记录：　
　
实验探究　影响酶活性的条件
1．温度对酶活性的影响
(1)实验原理
②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解程度。滴加碘液，根据________________________来判断酶的活性。
(2)设计思路
(3)实验设计程序
2．pH对酶活性的影响
(1)实验原理
①2H2O2________
②pH可影响酶活性，从而影响O2的产生情况，可根据__________ ______________________________________来判断pH对酶活性的影响。
(2)实验设计思路
→
(3)实验设计程序
取n支试管→分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液→用________________调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)→分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的____________→用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。
思维拓展　操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加氢氧化钠、加盐酸)，然后再加入反应物(如可溶
性淀粉液)。不能在加入酶后，先加入反应物，再加入盐酸或氢氧化钠，这样容易使反应物在酶的作用下水解，无法证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。
探究示例3 取3支试管分别加入等量的淀粉酶溶液，分为A、B、C 3组，并分别调整到0℃、25℃、100℃，然后在每支试管中加入温度分别为0℃、25℃、100℃的等量淀粉溶液，保持各组温度30 min后，继续进行实验。下列关于该实验的说法，合理的是(　　)
A．若向3支试管中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都可能出现蓝色
B．若向3支试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段时间，试管都不出现砖红色沉淀
C．该实验的对照组是A组，实验组是B、C两组
D．只要在0℃和100℃之间每隔10℃设置一个实验组，就可确定该反应的最适温度
听课记录：　
　
题组一　酶的本质及作用
1．(2011·盐城月考)下列关于酶的叙述，正确的是(多选)(　　)
A．酶提供反应开始时所必需的能量
B．酶是由活细胞产生的，在生物体内外都能发挥作用
C．酶的化学本质并非都是蛋白质
D．一个酶分子只起一次作用，然后就被破坏了
2．(2009·重庆理综，1)下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
3．(2010·上海生物，22)如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是(　　)
A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速率加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C．若E3的催化速率比E4快，则D的产量比E多
D．若E1的催化速率比E5快，则B的产量比A多
4．通常正常动物细胞中不具有的酶是(　　)
A．复制DNA所需的酶
B．转录合成RNA所需的酶
C．翻译合成蛋白质所需的酶
D．逆转录合成DNA所需的酶
5．下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是(　　)
题组二　酶的特性及影响酶促反应的因素
6．(2011·宿迁模拟)如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释正确的是(多选)(　　)
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
7．(2010·南通模拟)如图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是(　　)
题组三　应用提升
8．将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会(　　)
A．提高淀粉酶活性
B．改变可溶性糖分子结构
C．防止玉米粒发芽
D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶活性
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8
答 案
9.某洗衣粉的包装袋上印有如下说明：
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水内数分钟，使用温水效果更佳。
注意：切勿用于丝织及羊毛衣料，用后彻底洗手。
请回答下列问题：
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下实验：
　组别处理 　 A组 B组
1 加入一定浓度的该洗衣粉溶液 加入经煮沸并冷却的相同浓度的该洗衣粉溶液(与A组等量)
2 加入相同的涂有蛋白膜的胶片
3 置于适宜且相同的温度条件下
质检局做该实验的目的是________________________，可通过观察_________ _________________予以确认。
(2)某中学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上表中的材料及方法进行了有关实验，并把实验结果以曲线图A、B的形式表示了出来。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为____，溶化洗衣粉的水温应低于________。
②在0℃和75℃时，酶的催化效率基本降为零，用语言描述0℃～45℃时酶催化效率的变化趋势：____________________。
③请在B图中画出75℃至45℃的催化效率变化曲线。这样画的理由是________________________________。
④该学生在实验过程中可通过直接测定不同温度下________________________来表示酶催化效率的高低。
(3)该加酶洗衣粉用后要彻底洗手，其主要原因是_____________________________。
(4)推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉的意义主要在于__________________。
10．(2009·全国卷Ⅰ，32)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5%的FeCl3溶液、0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。
(1)实验步骤
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(2)实验结果预测及结论
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是______________________________________。由此可得出的结论是_____________________。
(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2的释放速率最快的是______________________，原因是 _____________________________________________ ___________________________。
学案10　降低化学反应活化能的酶
课前准备区
一、1.(1)化学反应　(2)常态　活跃状态　(3)活化能　降低活化能
2．活细胞　蛋白质　RNA
知道吗　不能。酶只是降低活化能，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不会使生成物的量增加。
3．(4)自变量
4．保持不变　对照组　实验组
二、2.一种或一类
3．(1)降低　(2)失活
思考　不会。人体内胃蛋白酶的最适pH在2.0左右，但它流入肠道后会自动丧失其功能，因为肠内的 pH为碱性。
课堂活动区
探究点一
1．蛋白质　RNA　氨基酸　核糖核苷酸　核糖体　细胞核　生物催化作用　活细胞　细胞　生物体
2．(1)分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)降低化学反应的活化能。
(3)①在反应前后，本身的化学性质和数量都保持不变；②降低化学反应的活化能，加快化学反应速率；③缩短达到平衡的时间，但不改变反应的平衡点。
探究示例1　B　[本题考查酶和激素的区别。绝大多数酶是蛋白质，少量是RNA，激素有的是蛋白质(多肽)，有的是脂质(固醇)；酶能催化有关生理反应，参与能量代谢，激素可以调节能量代谢；绝大多数酶在细胞内发挥作用，只有少部分分泌到细胞外发挥作用，激素都分泌到细胞外发挥作用；绝大多数酶在细胞内起作用，不进入血液，激素则通过体液运输到达靶细胞发挥作用。]
探究点二
1．(1)①2H2O22H2O＋O2↑　②多少　剧烈程度　(2)大而多　迅速剧烈　小而少　不剧烈
(3)高效性　更高
2．(1)①砖红色Cu2O↓　②淀粉酶　专一性
(2)无　无　2 mL　淀粉酶　60℃　有砖红色沉淀　无砖红色沉淀　淀粉酶
3．(1)升高　升高　降低　降低　丧失
(2)低　丧失
(3)比较温和的
探究示例2　B　[本题考查温度对酶活性的影响。酶不改变化学反应的平衡点，故A、D错误。从图一中可以看到，温度为2a时的酶促反应速率比a时要高，所以温度为2a时的曲线比图二中的a曲线先达到最大值，根据图二可以看出只有曲线2符合。]
实验探究
1．(1)①蓝色　无蓝色出现　②是否出现蓝色及蓝色的深浅　(2)是否出现蓝色及蓝色深浅　(3)相应温度　碘液
2．(1)①2H2O＋O2　②点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少　(2)pH1　pH2　pHn　检测O2产生的多少和速率或卫生香燃烧情况　(3)盐酸或NaOH溶液　肝脏研磨液
探究示例3　A　[本题考查温度对酶活性影响的实验。若向3支试管中加入碘液，A试管由于酶活性较低、C试管由于酶活性丧失，有淀粉存在会出现蓝色，B试管也有可能因淀粉没有完全水解而出现蓝色；加入斐林试剂水浴加热后，A、B两试管出现砖红色沉淀；本实验中的3组实验相互对照，每一组都是实验组，又是另两组的对照组。]
构建知识网络
①蛋白质　②RNA　③催化作用　④降低活化能　⑤高效性、专一性作用条件较温和　⑥温度、pH、酶浓度、底物浓度等
课后练习区
1．BC　逐项分析如下：
选项 内容指向·联系分析
A 酶在细胞代谢中的作用是降低化学反应的活化能，而不是提供能量
B 酶是活细胞产生的，只要条件适宜，不管在体内还是体外均可发挥作用
C 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
D 酶是一种生物催化剂，起催化作用时，反应前后其性质和数量保持不变，可反复利用
2.C　[只有在高温下，酶的结构被破坏失去活性时不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA；细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候，有作用于DNA的解旋酶。此题为容易题，识记类。]
3．C　[据题干信息可以看出：若E1催化的反应被抑制，则A转化为B的速率将会减慢，故A选项错误；虽E5催化的反应被抑制，但由于B还能继续转化为C，故B的积累并没有达到较高水平，所以B选项错误；若E3催化速率比E4快，则C更多地转化为D，D的产量比E多，故C选项正确；若E1催化速率比E5快，则A更多地转化为B，但又由于B还会转化成C，故B的产量不一定比A多，所以D选项错误。]
4．D　[正常的细胞可以完成DNA的复制、转录和翻译等生理过程，所以，细胞中含有复制、转录和翻译所需要的酶。而逆转录酶是一些特殊的RNA病毒所具有的，只有当这类病毒浸染到动物细胞后，细胞才会具有，正常的动物细胞不具有逆转录酶。]
5．C　[活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。酶可以降低活化能，使反应更容易进行。]
6．ACD　[此图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素，不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应 速率，所以A、C正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。]
规律方法　温度和pH对酶的影响不同，如图所示：
　温度引起的酶活性变化曲线是不对称的，因为只有高温会引导起酶变性，使酶失去活性。pH引起的酶活性变化曲线是对称的，因为pH过高或过低都会引起酶失活。
7．A
实验链接　(1)变量：实验过程中可以变化的因素。
(2)因变量：随自变量的变化而变化的变量。
(4)无关变量：不是要研究的因素，但对实验结果会造成影响，这样的变量称为无关变量。
(5)实验原则：实验设计时，除自变量外，其余因素都保持不变的设计为对照实验，对照实验贯彻了三大原则：单因子变量原则；等量原则。
(6)实验组与对照组：接受自变量处理的实验为实验组；没接受自变量处理的实验为对照组。
8．D　[刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理后酶失活，可保持甜味。]
9．(1)检查该洗衣粉中是否含有蛋白酶　一段时间内A组中胶片上蛋白膜消失情况
(2)①45℃　75℃　②在0℃～45℃内，随温度的升高，酶的催化效率逐渐增强　③略(与横坐标相重叠)　酶的结构已被破坏(或酶的活性已丧失，不能恢复)　④胶片上蛋白膜完全消失所需时间的长短
(3)以防加酶洗衣粉中的蛋白酶损伤皮肤
(4)减少对环境的污染
解析　由于酶需要在适宜的温度条件下发挥催化作用，因此可设置常温和高温条件作为对照来检测洗衣粉中是否含有蛋白酶。蛋白酶能催化蛋白质的水解，因此洗衣粉中的蛋白酶会损伤皮肤的角质层。减少含磷洗衣粉的使用，可以减少对环境的污染。
10．(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间
②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液
③观察各试管中释放气泡的快慢
(2)加过氧化氢酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管　酶具有催化作用且具有高效性
(3)加FeCl3溶液的试管　在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性
解析　该题要同时验证酶具有催化作用和高效性，因此应遵循对照原则、科学性原则和单一变量原则。由实验目的可分析得知本实验中自变量为蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液，因变量为气泡产生的快慢，而实验原理，题干中已经有所描述。在具体步骤的设计中要注意：①编号；②注意等量原则；③适宜温度(37℃)。整个实验中，不同处理的试管中O2释放最快的是加酶溶液的试管，其次是加FeCl3溶液的试管，再次是加蒸馏水的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性。若将恒温水浴改为80℃，重做实验，则必然会导致过氧化氢酶因高温变性而失去活性，因此释放O2最快的是加FeCl3溶液的试管。
实验链接　设计实验的一般思路，首先找出并分析实验目的，获取实验变量和实验类型，然后设计实验步骤，在步骤设计中遵循基本实验原则，最后预期实验结果。验证性实验只有一种预期结果，而探究性实验则需要做各种可能的结果分析。一切实验都要在可行性的条件下进行，如用碘液检测蔗糖是否水解是不可行的。

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