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高考生物二轮复习专题突破
专题二　细胞代谢
[课标内容]　1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受环境因素(如pH和温度)的影响。2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。3.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。4.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
梳理核心知识
提示　深思1：核糖体、细胞核；酶也可在细胞外(如血浆、组织液等)、体外发挥作用。
深思2：高温和pH的高低对酶的活性影响具有不可逆性，低温一方面抑制微生物对酶的破坏及酶自身的分解，另一方面对酶活性的抑制可恢复。
深思3：ATP水解释放的能量可直接用于各种吸能的生化反应。
深思4：ATP是一种物质，其内含有能量，水解时特殊的化学键断裂释放的能量可供生命活动利用。
深思5：都存在，无氧呼吸只在第一阶段产能，这一阶段也就是有氧呼吸第一阶段。
深思6：光反应产生的ATP主要用于暗反应，细胞呼吸产生的ATP主要用于除暗反应外的其他生命活动，二者一般不可混用。
1.实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量，除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。
2.与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高，但本身并不被消耗，并不为化学反应提供物质和能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。
3.一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
4.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。
5.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，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。
6.对比实验是设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响。
7.有氧呼吸过程中物质和能量的变化,（1）各反应物参与的阶段：葡萄糖参与第一个阶段，H2O参与第二个阶段，O2参与第三个阶段。,（2）各生成物产生阶段：[H]在第一个阶段和第二个阶段产生，CO2在第二个阶段产生，H2O在第三个阶段产生。,（3）能量变化的特点：三个阶段都产生能量，但大量的能量在第三个阶段产生。
8.松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2浓度上升。
9.恩格尔曼实验巧妙之处：
(1)实验材料选择妙：用水绵作实验材料。水绵的叶绿体呈带状，便于观察。
(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境排除了环境中光线和氧气的影响，从而确保实验的准确性。
(3)观测指标设计妙：通过需氧细菌的分布，能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位。
(4)实验对照设计妙：进行黑暗＋极细光束照射和曝光的对比实验，从而明确实验结果是由光照引起的。
10.C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1，5－二磷酸(RuBP)。光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
1.判断有关细胞代谢中酶和ATP的说法的正误
(1)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘液也可用斐林试剂检测。(×)
(2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(×)
(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解。(×)
(4)唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37 ℃。(×)
(5)一个ATP中含有两个特殊化学键，且都容易形成和水解。(×)
(6)酶催化的化学反应都需要ATP。(×)
(7)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)
(8)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)
2.判断有关细胞呼吸与光合作用的说法的正误
(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。(×)
(2)线粒体将葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。(×)
(3)无氧呼吸不需要O2参与，最终有[H]的积累。(×)
(4)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。(√)
(5)无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。(×)
(6)暗反应中14C的转化途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)。(×)
(7)夏季晴天，植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。(×)
(8)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度降低，暗反应强度也降低。(√)
(9)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。(√)
1.设计简单的实验验证从刀豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　向等量的脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质
2.酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存的原因是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　在0～4 ℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存
3.水淹的植物或无氧储藏的水果容易死亡或烂掉的原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　供氧不足，植物细胞进行无氧呼吸产生酒精过多，对植物细胞起毒害作用
4.给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了HO，有氧呼吸第二阶段利用HO生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物(CHO)
5.光照下卡尔文向小球藻悬液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物
6.夏季晴天，植物光合作用会出现“午休”现象的原因是　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　由于光照强，温度过高，植物由于蒸腾作用过强导致失水过多，气孔部分关闭，使CO2固定减少，光合作用效率下降
7.土壤板结时光合速率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞呼吸产生的ATP减少，影响了矿质元素的吸收，从而影响了光合色素和酶的合成，光合作用减弱
8.在光合作用强度与光照强度关系的曲线图中判断阴生和阳生植物的理由是　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
有机肥能提高农作物产量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　阴生植物达到光合作用强度的最大值时所需的光照强度比阳生植物要弱　有机肥在土壤中被微生物分解，产生N、P等无机肥供植物根吸收，同时又产生二氧化碳供植物进行光合作用
1.(2021·全国甲卷，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(　　)
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
答案　B
解析　酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存和繁殖，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合题意；酵母菌在无氧条件下进行发酵，产生CO2和乙醇，C不符合题意；酵母菌有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和乙醇，两个过程都有CO2产生，D不符合题意。
2.(2020·北京卷，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(　　)
A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度
C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
答案　B
解析　提高酶的浓度能够提高反应速率，但不能提高生成氧气的总量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快反应速率，但不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，但不能提高产物的量，D错误。
3.(2020·全国卷Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是(　　)
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
答案　D
解析　在反应底物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2，其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等，有氧呼吸不产生乙醇，因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等，说明细胞只进行无氧呼吸，A正确；根据有氧呼吸反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，B正确；根据无氧呼吸反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞无氧呼吸产物是乳酸，则不需要消耗O2也不产生CO2，C正确；在反应底物是葡萄糖的情况下，有氧呼吸中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等，D错误。
4.(2021·选择性考试广东卷，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是(　　)
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2结合
答案　D
解析　由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体的基质中，A错误，D正确；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。
5.(2020·海南学业水平选择性考试，21)在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。
(1)据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度________。
(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10～14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是______________________________
_____________________________________________________________________。
(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是_______________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)光照强度　降低　(2)B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低　(3)C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C的净光合作用降低，产量下降，因此C的蔬菜产量低于B
解析　(1)光合作用强度在一定范围内随光照强度的增加而增加，与10时相比，7时光照强度弱，此时，影响光合作用的主要因素是光照强度。从图中分析可知，10时到12时光合作用强度在降低。
(2)光合作用强度在一定范围内随光照强度的增加而增加，当光照强度持续增大且温度上升，会使植物叶片部分气孔关闭，导致植物从外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用速率降低。
(3)当温度升高后，与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净光合速率降低，蔬菜的有机物积累减少，产量降低。
微专题1　酶和ATP
1.酶的知识归纳
提醒：①过酸、过碱或温度过高，会使酶(蛋白质类)的空间结构遭到破坏，但滴加双缩脲试剂依然会产生紫色。
②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物，如胃蛋白酶或脂肪酶作为催化剂可分解蛋白质或脂肪，它们自身又可作为反应的底物被其他蛋白酶水解。
2.酶的特性及影响酶活性的因素曲线分析
提醒：①同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如呼吸酶或ATP合成酶。
②底物浓度和酶的浓度都是通过影响反应物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的。
3.酶的特性相关探究实验
提醒：检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。
4.以ATP为核心，构建能量转化模型
提醒：①ATP产生量与O2供给量间的关系
②除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等能进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。
考向1　围绕ATP的结构与功能，考查科学思维能力
1.(2021·1月八省联考湖南卷，3)ATP是细胞生命活动的能量“通货”。下列叙述错误的是(　　)
A.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP
B.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同
C.光合作用和呼吸作用都产生ATP，所需的ADP可共用
D.ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成
答案　A
解析　糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存大量能量，而不是储存大量ATP，A错误；等量的葡萄糖通过酒精发酵产生的ATP比有氧呼吸的少，B正确；ADP是合成ATP的原料，在光合作用和呼吸作用产生ATP过程中可共用，C正确；ATP与ADP可相互转化，一为水解反应，一为合成反应，所需酶不同，D正确。
2.(2021·山师大附中调研)如图1是细胞中某种小分子化合物的结构模式图，其中①～③代表化学键，④和⑤代表化学基团；图2表示哺乳动物成熟红细胞内ATP产生量与O2供给量的关系。下列叙述正确的是(　　)
A.图1中②处的化学键比①处的更稳定
B.图1中的⑤处为碱基，且该碱基是RNA所特有的
C.据图2可知，哺乳动物的成熟红细胞不能进行细胞呼吸
D.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP
答案　A
解析　图1所示的物质可以是ATP，特殊化学键①容易形成也容易水解，特殊化学键②比特殊化学键①更稳定，A正确；若图1中的⑤处是碱基A(腺嘌呤)，腺嘌呤是DNA和RNA共有的碱基，B错误；哺乳动物的成熟红细胞可以进行无氧呼吸，C错误；哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗ATP，D错误。
考向2　结合与酶有关的实验，考查科学探究能力
3.(2021·西工大附中调研)实验材料的选择与实验目的相匹配是实验成功的关键。下列关于酶实验的选材与实验目的不相匹配的是(　　)
A.利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和碘液验证酶的专一性
B.利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响
C.利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液和氯化铁溶液验证酶的高效性
D.利用淀粉酶、淀粉、不同pH的缓冲液探究pH对酶活性的影响
答案　D
解析　用同一种酶催化不同底物，或者用不同种类的酶催化同种底物，都能验证酶的专一性，A正确；利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响，自变量是重金属离子的有无，B正确；利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液(过氧化氢酶)和氯化铁溶液(无机催化剂)验证酶的高效性，C正确；酸也能催化淀粉水解，探究pH对酶活性的影响不能用淀粉，D错误。
4.(2021·广东中山市调研)已知药物a能使淀粉酶和淀粉结合的机会减少，但不会影响淀粉酶活性；施加药物b能使淀粉酶活性丧失。图为淀粉酶在t1时不同处理条件下产物浓度随时间的变化曲线，其中乙组使用了少量药物a处理。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A.淀粉酶的用量及底物含量是该实验的无关变量
B.丙组既没有使用药物a，也没有使用药物b
C.如果增加酶的数量，可提高乙组产物产生速率
D.经高温或低温处理也可得到与甲组一样的效果
答案　D
解析　三组实验中酶的用量及底物含量是无关变量，应保持一致，A正确；已知乙组使用了少量药物a，丙组的反应速率高于乙组，所以丙组应该是既没有使用药物a也没有使用药物b，B正确；因为药物a是减少了淀粉酶和淀粉的结合机会，所以增加乙组酶的数量可以提高产物的产生速率，C正确；甲组后来反应停止，应该是使用了药物b使酶失活，高温可以使酶失活，但低温不会，所以低温处理后的效果和甲组的不一样，D错误。
微专题2　光合作用与细胞呼吸的关系
1.光合作用与细胞呼吸的过程图解
2.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
提醒：①如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据代表总光合速率。
②整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。
③叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。
考向1　借助光合作用与细胞呼吸的联系，考查分析判断能力
1.(2021·哈师大附中调研)叶肉细胞中的水能参与多种代谢反应，水中氧原子也可随代谢转移至丙酮酸分子中。其转移途径不包括(　　)
A.H2O经呼吸作用转移至CO2
B.CO2经光合作用转移至葡萄糖
C.葡萄糖经呼吸作用转移至丙酮酸
D.H2O经光合作用转移至O2，再经呼吸作用转移至CO2
答案　D
解析　据题意，在适宜的光照下，叶肉细胞既进行光合作用，又进行有氧呼吸。结合有氧呼吸和光合作用过程进行分析，水既可以是光合作用光反应的原料，也可以是有氧呼吸第二阶段的原料，则从两条转移途径分析：第一条从参与光合作用开始分析，水参与光合作用光反应将氧原子转移到氧气，而氧气参与有氧呼吸第三阶段形成水，其氧原子转移过程总结为：水氧气水，不能转移至丙酮酸；第二条从有氧呼吸开始分析，水参与有氧呼吸的第二阶段，将氧原子转移至二氧化碳，再参与光合作用暗反应，与五碳化合物结合形成三碳化合物，最终形成葡萄糖(C6H12O6)，再经呼吸作用第一阶段形成丙酮酸，其氧原子转移过程总结为：水二氧化碳葡萄糖丙酮酸。故该转移途径包含A、B、C三项过程，不包含D项过程。特别提醒，丙酮酸虽然是含有三个碳原子的化合物，但不参与光合作用暗反应过程。
2.(2021·豫南九校联考)如图所示为某高等植物叶肉细胞内有关细胞器的代谢活动，下列相关叙述不正确的是(　　)
A.甲可以调节细胞内的环境
B.乙为叶绿体，a在类囊体薄膜上形成，用于B的还原
C.若G与F是同一种物质，则G在丙的基质中产生
D.无光条件下，乙不能产生ATP但能产生E，而丙能产生ATP
答案　D
解析　根据各细胞器的结构特点及物质变化可判断甲、乙、丙分别为液泡、叶绿体和线粒体，液泡具有调节细胞内环境的作用，A正确；根据题图中的箭头指向推知a为NADPH和ATP，它们是在类囊体薄膜上形成的，可用于C3的还原，B正确；若G与F是同一种物质，根据图中信息判断G与F都是CO2，在线粒体中CO2是在线粒体基质中产生的，C正确；无光条件下，暗反应不能正常进行，叶绿体不能产生E，但线粒体能产生ATP，D错误。
考向2　借助光合作用与细胞呼吸的应用，考查社会责任
3.(2021·南昌市摸底测试)细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列分析错误的是(　　)
A.种子储存时应先晒干，降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸速率
B.水稻田要定期排水以防止根因为缺氧而腐烂
C.用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的大量繁殖
D.利用乳酸菌制作酸奶时，应先通气，后密封，利于乳酸菌发酵
答案　D
解析　储存前将种子晒干，可以降低细胞中的自由水含量，从而降低细胞呼吸速率，A正确；对水稻田定期排水可以防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精(对植物细胞有毒害作用)，B正确；用透气的纱布包扎伤口，可以抑制厌氧菌的大量繁殖，C正确：乳酸菌为厌氧菌，利用乳酸菌制作酸奶时，开始时就应密封，这样有利于乳酸菌发酵，D错误。
　(1)解答此类试题的关键是理解不同因素对细胞呼吸的影响。O2促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸；温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性；水分主要通过自由水含量影响代谢过程，进而影响细胞呼吸。
(2)要学会在不同的情境中找出影响细胞呼吸的主要因素。如中耕松土和防止水淹导致的作物根系腐烂，都是从O2影响植物根系细胞呼吸入手；晒干后保存作物种子是从自由水含量影响种子代谢入手；冷藏保鲜则是从温度影响酶的活性入手。
4.(2021·西安高新一中调研)夏季大棚种植，农民经常在傍晚进行如下劳作：①延长2 h人工照光；②熄灯后，要打开门和所有通风口透气半小时以上；③关上门和通风口。下列对上述做法的生物学原理的分析，错误的是(　　)
A.①增加光能，延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量
B.②起到降氧、降温、降湿度的作用，这都对抑制细胞呼吸减少有机物的消耗有利
C.与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强
D.③的作用是积累棚内CO2浓度以抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利
答案　C
解析　延长2 h人工照光，可以增加光能，延长光合作用时间，提高有机物的制造量，提高光合产量，A正确；②熄灯后，要打开门和所有通风口透气半小时以上，可以起到降氧、降温、降湿度的作用，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，B正确；与①时的状态相比，②③时呼吸作用受抑制，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误；③关上门和通风口，棚内CO2浓度会升高，会抑制细胞呼吸，又由于CO2是光合作用的原料，因此对下一天的光合作用有利，D正确。
微专题3　影响光合作用和细胞呼吸的因素
1.掌握影响细胞呼吸的“四类”曲线
提醒：①不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
②线粒体能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解。
③对于细胞呼吸来说，有H2O生成一定在进行有氧呼吸，有CO2生成一定不是产生乳酸的无氧呼吸。有酒精生成的细胞呼吸，一定在进行无氧呼吸，动物细胞无氧呼吸不会产生酒精。
2.把握影响光合作用因素的3类曲线
提醒：①光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。
②叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。
③蓝细菌没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。
④光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的NADPH和ATP还可以维持一段时间的暗反应，但在无光条件下暗反应不可以长期进行。
考向1　围绕光合作用的影响因素，考查科学思维能力
1.(2021·河南名校联盟)如图表示在自然条件下，甲、乙两种植物的CO2吸收量在不同光照强度下的变化情况，下列有关说法错误的是(　　)
A.连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物
B.BC段，限制甲、乙两种植物光合速率的环境因素不同
C.D点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等
D.若提高外界环境的CO2浓度，则A、B两点都可能向左移动
答案　C
解析　与乙植物相比，甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大，故连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物，A正确；BC段，限制甲、乙两种植物光合速率的主要环境因素分别是光照强度、光照强度外的其他因素，B正确；D点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等，但甲、乙两种植物进行光合作用消耗的CO2量不一定相等，故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量不一定相等，C错误；在自然条件下，提高外界环境的CO2浓度，则A、B两点都可能向左移动，D正确。
2.(2021·华中师大附中质检)将长势相似的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小、密闭的透明玻璃罩A、B中，甲给予适宜强度的光照，乙遮光(黑暗)处理，其他条件相同。下列分析正确的是(　　)
A.A玻璃罩中的CO2含量将持续降低
B.B玻璃罩中植株的干重将持续降低
C.甲、乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所均不同
D.甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的呼吸作用强度
答案　B
解析　在适宜强度的光照下，A玻璃罩中的植物，起始时光合作用强度大于呼吸作用强度，A玻璃罩中的CO2浓度逐渐降低，随着CO2浓度的降低，光合作用强度逐渐减弱，直至与呼吸作用强度相等，此后A玻璃罩中的CO2含量保持稳定，A错误；乙植株遮光处理，只能进行呼吸作用，消耗有机物，B玻璃罩中植株的干重将持续降低，B正确；甲植株既能进行光合作用也能进行呼吸作用，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，乙植株只能进行呼吸作用，叶肉细胞中产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体，C错误；在某一时刻，甲植株的光合作用强度可能会等于乙植株的呼吸作用强度，D错误。
考向2　光(或CO2)补偿点、饱和点的移动，考查分析问题的能力
3.(2021·山东济南调研)光补偿点是指植物的光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。光饱和点是指植物的光合速率达到最大时所需要的最小光照强度。下表为三种植物的光补偿点[单位：(μmol·m－2·s－1)]和光饱和点[单位：(μmol·m－2·s－1)]，其他环境条件相同且最适宜。下列相关叙述错误的是(　　)
植物种类 植物甲 植物乙 植物丙
光补偿点 140 68 39
光饱和点 1 450 1 260 980
A.三种植物中，最适合在较强的光照环境中生长的是植物甲
B.若适当提高温度，则植物丙的光饱和点将变大
C.100(μmol·m－2·s－1)的光照强度下，植物乙的有机物积累量比植物甲的多
D.光照强度长期低于光补偿点，不利于植物的正常生长
答案　B
解析　植物甲的光补偿点和光饱和点都最大，所以三种植物中，适合在较强的光照环境中生长的是植物甲，A正确；若适当提高温度，则植物丙的光饱和点将变小，B错误；100(μmol·m－2·s－1)的光照强度下，植物乙的有机物积累量为正值，而植物甲的为负值，C正确；光照强度长期低于光补偿点，不利于植物的正常生长，D正确。
4.(2021·湖南长郡中学调研)植物光合作用受到多种环境因素的影响，现将某绿色植物置于密闭的容器中，测量其光合作用强度(用单位时间CO2吸收量表示)与光照强度、温度等因素的关系，结果如图所示。回答下列相关问题：
(1)在温度为22 ℃，光照强度为1 klx时，该植物叶肉细胞的光合作用强度________(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的呼吸作用强度，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)A点时该植物产生ATP的结构是________，B点时适当提高CO2浓度，则B点会________(填“左”或“右”)移。
(3)C点光合作用强度与D点相比，是D点的________倍。E点时，该植物固定的CO2来源于_________________________________________________________。
(4)某科研小组发现蓝光在促进气孔开放方面具有更强的作用。据此分析，与红光相比，蓝光照射下植物的光饱和点________(填“更高”或“更低”)。
答案　(1)大于　该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的呼吸速率，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率(合理即可)
(2)细胞质基质和线粒体　左
(3)3/4　外界环境和细胞呼吸产生
(4)更高
解析　(1)温度为22 ℃，光照强度为1 klx时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度，但叶肉细胞的光合作用强度几乎就是植物体的光合作用强度，而叶肉细胞的呼吸作用强度远小于植物体的呼吸作用强度。(2)黑暗状态下植物只能通过呼吸作用产生ATP，产生ATP的结构是细胞质基质和线粒体；因B点是光补偿点，当升高CO2浓度时，光合作用增强而呼吸作用几乎不变，因此达到光补偿点需要的光照强度会降低，B点左移。(3)C点植物光合作用强度可表示为33.6，D点可表示为44.8，因此C点光合作用强度是D点的3/4；在光饱和点时，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此固定的CO2有两个来源，既需要细胞呼吸产生的，也需要从外界吸收。(4)因蓝光促进气孔开放的效果更强，植物可吸收的CO2也就更多，因此对应的光饱和点也就更高。
　环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系
(1)光补偿点的两种生理状态
①整个植株：光合作用强度＝细胞呼吸强度。
②叶肉细胞：光合作用强度>细胞呼吸强度。
(2)光补偿点、光饱和点移动方向
①光补偿点的移动
a.呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。
b.呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。
②光饱和点的移动
相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时，光饱和点C点应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。
微专题4　光合作用与细胞呼吸的实验设计
1.控制变量的方法
2.呼吸速率和净光合速率测定的常用方法
(1)液滴移动法(气体体积变化法)
提醒：①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，此即“总光合速率”。
②物理误差的校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与两装置相比，不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。
(2)黑白瓶法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，题中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
1.(2021·河北衡水金卷)用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜(白天12 h、夜晚12 h)后取出玻璃瓶，分别测定乙、丙两瓶中的氧气含量，结果如表(不考虑化能合成作用及水深对温度的影响)。下列有关分析合理的是(　　)
分组 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙
含氧量(mg) 4.9 5.6 3.8
A.根据实验的结果无法计算出植物的实际光合速率
B.乙瓶中的植物一昼夜通过光合作用产生了0.7 mg的氧气
C.白天正午时刻乙瓶中植物的叶肉细胞产生ATP最快的场所是线粒体内膜
D.如果丙瓶放在水深1 m处进行实验，则丙瓶的含氧量较0.5 m处基本不变
答案　D
解析　根据甲瓶、丙瓶可以计算出植物的呼吸速率，根据甲瓶、乙瓶可以计算出植物的净光合速率，二者相加就是实际光合速率，A错误；乙瓶中的植物一昼夜增加的氧气量是0.7 mg，实际通过光合作用产生的氧气量需加上一昼夜呼吸消耗的氧气量，B错误；白天正午时刻乙瓶中的植物光合速率大于呼吸速率，所以产生ATP最多的场所是叶绿体类囊体薄膜，C错误；丙玻璃瓶不透光，所以该瓶不受光照强度的影响，瓶子放在更深处光照强度会降低，但不影响丙瓶的细胞呼吸，所以丙瓶中的含氧量基本不变，D正确。
2.(2021·四川绵阳市诊断)为了探究CO2浓度对幼苗生长的影响，把培养在营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个玻璃容器内(如图所示)，其中A不密封，B、C密封。B内培养皿中盛有NaOH溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。回答下列问题：
(1)配制培养幼苗的营养液时，除了要添加该植物生长发育所必需的各种矿质离子外，还应该注意控制营养液的__________________________________________。
(2)CO2中的碳元素在暗反应过程中的转移途径是___________________________
_____________________________________________________________________。
(3)从理论上讲，持续培养，预期的实验结果是：
①A中幼苗生长旺盛；
②B中幼苗的有氧呼吸逐渐减弱，最终死亡，原因是_________________________
_____________________________________________________________________，
植物细胞有氧呼吸所需的有机物和氧气减少；
③C中幼苗________(填“能”或“不能”)正常生长发育。
(4)根据实验，在温室大棚中栽培作物时可通过_____________________________
______________________________________________________________________(答出一种措施即可)来增产。
答案　(1)浓度适宜　(2)CO2→C3→(CH2O)　(3)②缺乏CO2，不能进行光合作用　③不能　(4)适时通风透气(增加CO2的浓度)
解析　(1)配制培养植物幼苗的营养液时，要注意控制营养液的浓度，营养液的浓度要适宜。(2)在暗反应阶段，CO2与C5结合生成C3，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原，经过一系列变化，形成糖类(CH2O)，因此，CO2中的碳元素在暗反应过程中的转移途径是CO2→C3→(CH2O)。(3)②B中的NaOH溶液可吸收容器内的CO2，导致幼苗缺少光合作用的原料，不能进行光合作用，幼苗进行有氧呼吸时需要消耗有机物和容器内的氧气，致使植物体内的有机物逐渐减少，容器内的氧气浓度逐渐降低直至为0，最终导致幼苗死亡；③C中幼苗在光照充足、温度适宜的环境中生长，植物光合作用强度大于呼吸作用强度，使得容器内的CO2含量逐渐下降，光合作用强度逐渐下降，直至与呼吸作用强度相等，植物无有机物的积累，因此，C中幼苗不能正常生长发育。(4)从该实验可以看出植物进行光合作用需要一定浓度的CO2，在温室大棚中栽培作物时可以通过适时通风来增加大棚内的CO2浓度，进而增加植物的光合作用强度，以达到增产目的。
3.(2021·山西师大附中调研)某兴趣小组的同学在科研工作者的指导下，对某种有重要经济价值的植物进行了研究，并做了下列实验(叶绿体悬浮液是将叶绿体溶解于0.5 mol/L蔗糖溶液中制成)。
组别 加入试剂 处理方法
试管1 1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL 光照
试管2 1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL 黑暗
试管3 1% DCPIP 0.5 mL和0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL 光照
注　DCPIP是一种氢受体，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色，反应式为DCPIP(蓝色)＋H2ODCPIP H2(无色)＋1/2 O2；不考虑叶绿体颜色的干扰。
回答下列问题：
(1)一段时间后，各试管用离心机离心5分钟。
①观察结果：离心后试管1、2、3内上清液的颜色依次是____________________。试管2呈现该颜色的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
②该实验说明光合作用的条件是_________________________________________。
(2)欲探究光合作用中CO2的利用场所及利用情况，常采用________法，以下为某小组同学进行的实验：
①将试管1内的叶绿体取出放到蒸馏水中，让叶绿体吸水涨破，然后进行离心，得到上清液和沉淀物，分别置于两支试管中，其他条件都适宜。
②___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
③通过检测相关产物进行结果的判定。若________________________，则说明CO2的利用场所在叶绿体基质中。
答案　(1)①无色、蓝色、蓝色　黑暗条件下，水不能光解，无法将DCPIP还原成DCPIP H2(合理即可)　②光照和叶绿体
(2)同位素标记　②分别给上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO2，反应一定时间(合理即可)　③只有盛有上清液的试管中能检测到含有14C的光合产物
解析　(1)①分析表格实验，试管1中能进行光合作用，试管2和试管3中不能进行光合作用。进行光合作用的光反应阶段时会产生NADPH，DCPIP接受NADPH会从蓝色变为无色，所以离心后试管1、2、3内上清液的颜色依次是无色、蓝色、蓝色。试管2为黑暗条件，水不能光解，无法将DCPIP还原成DCPIP H2。②试管1和试管2相比，能说明光合作用需要光照，试管1和试管3相比，能说明光合作用需要叶绿体。(2)探究光合作用中CO2的利用场所及利用情况，常采用同位素标记法。将叶绿体破碎并离心后，上清液为叶绿体基质，沉淀物为叶绿体双层膜、基粒等。光合作用过程中CO2的利用发生在暗反应过程，需要光反应提供的NADPH和ATP，因此需要分别给上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO2，反应一定时间。若结果中只有盛有上清液的试管中能检测到含有14C的光合产物，则说明CO2的利用场所在叶绿体基质中。
高考命题热点聚焦2　光合作用与细胞呼吸在生产生活实践中的应用
2021年2月教育部发布通知：高考命题要优化情境设计，增强试题开放性、应用性和灵活性，充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用，引导减少“死记硬背”和“机械刷题”现象。应用性强调生物学与生产、生活实际的联系，引导考生自觉地从生物学视角思考生活中的相应问题，综合运用所学知识解决生产、生活实际及科学研究等情境中的问题。
材料一　光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。下图为光呼吸和光合作用的关系图。
光呼吸与光合作用的关系
材料二　玉米植株中固定CO2的酶的能力要远远大于水稻植株中相应的酶，因此玉米的光合效率大于水稻，特别是在低CO2浓度的环境中，这种差别更为明显。下图是玉米CO2的同化过程，首先在叶肉细胞中由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)把CO2固定成四碳化合物(草酰乙酸)，草酰乙酸的进一步反应产物可转运到玉米的维管束鞘细胞中释放出CO2，而释放出的CO2又可与RuBP(核酮糖二磷酸)结合进入卡尔文循环(见下图)。
(2020·全国卷Ⅰ，30)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有____________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________________________________________________________
________(答出1点即可)。
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的最小光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/(μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
答案　(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用　(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
解析　(1)除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素和光等的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于植物根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时常适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的渗透压，防止作物因过度失水而死亡。(3)为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物(作物A)；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物(作物C)。
1.(2021·江淮十校联考)光合作用和呼吸作用是植物重要的生命活动，在农业生产中利用光合作用和呼吸作用的原理，可以达到增产的目的，请回答下列相关问题。
(1)可以通过多种措施达到水稻的增产，例如施用农家肥，其原理是____________________，研究发现，水稻幼苗在无光下，叶片发黄，推测原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
若想绘制光合色素的吸收光谱，则应以波长为横坐标，以光合色素的________为纵坐标，所得曲线就是光合色素的吸收光谱。
(2)以黑藻、NaHCO3、聚光灯等为实验材料，研究光的波长对黑藻光合速率的影响。如果用不同颜色的玻璃纸罩住聚光灯，研究发现用绿色玻璃纸罩住的实验组气泡的产生量最少，原因是______________________________________________
_____________________________________________________________________。
若将装置密封，最终溶液的pH保持不变，此时光反应和暗反应速率与实验开始时相比分别________(填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)大棚蔬菜的种植中，适当增加昼夜温差也是增产的措施之一，其原理是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)农家肥含有大量微生物和有机物，分解产生二氧化碳，可提高大棚中二氧化碳浓度，从而提高农作物的产量(或者回答：经微生物分解增加CO2浓度和无机盐离子)(答案合理即可)　水稻幼苗在无光条件下不能合成叶绿素(答案合理即可)　吸收光能的百分比
(2)光合色素对绿光的吸收最少，光合作用产生的氧气最少　下降、下降
(3)白天适当增温，光合作用强度大，夜间温度低，呼吸作用消耗的有机物减少，植物积累的有机物增多(答案合理即可)
解析　绿色玻璃纸只允许绿光透过，光合色素对绿光的吸收最少，所以光合作用产生的氧气最少，气泡最少：若装置密封，溶液的pH保持稳定，光合速率等于呼吸速率，光合速率与开始相比下降，所以光反应和暗反应均下降；大棚蔬菜种植时白天适当增加温度，利于光合作用的进行，夜间降低温度，可以降低呼吸作用的强度，总体上有利于植物有机物的积累，利于增产。
2.(2021·河北唐山一中期中)与花生不同，玉米固定CO2后首先会形成C4，因此被称为C4植物。C4植物含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，科学家形象地把这种作用比喻为“CO2泵”。如图所示为在某地夏季天气晴朗的时候测得的玉米和花生光合速率变化曲线，请分析回答：
(1)研究光合作用暗反应阶段中CO2的固定机制时，可采用的研究方法是_____________________________________________________________________。
(2)花生叶肉细胞中的CO2在________中与C5结合后被固定下来，该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗NADPH。
(3)图示中花生在13：00时出现了“光合午休”现象，这可能是由于此时光照温度过高，______________________________________________________________，
导致花生光合速率明显下降，玉米无“光合午休”的原因可能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)生物在长期进化中形成的特定功能往往与特定环境相适应，据此分析玉米产地的气候条件一般是________________。
答案　(1)同位素标记法　(2)叶绿体基质　不需要　(3)蒸腾作用散失水多，部分气孔关闭，植物吸收的CO2减少(答案合理即可) 　玉米含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，在进入植物体内的CO2减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增大，光合作用增强(答案合理即可)　(4)高温、光照强等(答案合理即可)
解析　(1)研究CO2的固定机制时，需要研究CO2的转移途径，可采用同位素标记法进行研究。(2)花生叶肉细胞中的CO2在叶绿体基质中与C5结合后被固定下来，该过程不消耗NADPH，NADPH和ATP参与C3的还原。(3)“光合午休”现象可能是由于光照过强，温度过高，蒸腾作用散失水分过多，气孔关闭，植物吸收的CO2减少，导致花生光合速率明显下降；玉米没有“光合午休”现象，结合题干信息分析，原因可能是玉米含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，在进入植物体内的CO2减少的情况下可以维持细胞内较高CO2浓度，此时光照强度增大，光合作用增强。(4)由于玉米是C4植物，能在较低的CO2浓度条件下固定并利用CO2进行暗反应且无“光合午休”，据此推测玉米产地的气候条件一般是高温、光照强等。
3.(2021·广东茂名一模)轮作一般是指在同一田块上有顺序地在不同季节或不同年度轮换种植不同作物的种植方式。豆科植物苜蓿是优良的牧草，农民将其引入小麦的作物体系形成草田轮作系统，这可以减少化肥的使用和增加农作物产量。回答以下问题：
(1)施氮肥可促进小麦叶肉细胞中________________________(写出两种)等含氮物质的合成，从而可提高植物的光反应速率；但施肥过多反而会降低小麦的光合速率，其原因可能是____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)研究发现，施氮肥对苜蓿—小麦轮作系统的小麦光合速率的增强效果并不明显，原因是____________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
由此可见，该轮作系统可以减少农田氮肥的施用。
(3)轮作时，对于作物品种的选择，除考虑经济效益和社会需要外，还需考虑不同作物在_____________________________________________________________
______________________________________________________________________(写出两条即可)等方面的差异。
答案　(1)光合色素、酶、NADP＋、ADP(写出两种即可)　施肥增加了土壤溶液的浓度，植物失水过多而导致气孔关闭，从而降低了小麦的光合速率(答案合理即可)
(2)苜蓿是豆科植物，与其根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，增加了土壤中氮元素含量
(3)对无机盐(矿质元素)种类的需求；抵抗病虫害能力(答案合理即可)
解析　(1)光合色素、酶、NADP＋、ADP等物质中均含有氮元素，氮肥中含有氮元素，可被小麦根细胞吸收，促进小麦叶肉细胞中光合色素、酶、NADP＋、ADP等含氮物质的合成，从而可提高植物的光反应速率；但施肥过多反而会降低小麦的光合速率，其原因可能是施肥增加了土壤溶液的浓度，植物失水过多而导致气孔关闭，进而降低小麦光合速率。(2)由题意可知，苜蓿是豆科植物，与其根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，这增加了土壤中氮元素含量，因此种植过苜蓿的土壤中氮元素含量较多，施氮肥对轮作中小麦光合速率增强效果不明显。(3)轮作时，对于作物品种的选择，除考虑经济效益和社会需要外，还需考虑不同作物在对无机盐(矿质元素)种类的需求、抵抗病虫害能力等方面的差异。
捕捉高考共鸣点(一)　长句应答　满分突破
[命题专家悟规律]
从近三年全国卷考情看，非选择题简短填空大幅减少，代之以长句作答(即要求回答“功能”“原因”“作用”“目的”“思路”“实验设计方案”等)，而且作答范围从以往的主干——“代谢、调节、遗传、生态”为主调的传统模式，扩展为几乎“全覆盖”，这无疑对考生语言表达能力提出了更高要求。因此，在二轮复习时，务必对这一高考重点、难点给予重视和强化。
共鸣点1　教材原文作答类
1.(2020·全国卷Ⅰ，29)高尔基体参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程，其具体功能是对蛋白质进行加工修饰。(必修①P52)真核细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。(必修①P43)
2.[2020·全国卷，32(1)]生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
(必修②P84)
3.[2020·全国卷Ⅱ，31(2)]当进行较长时间剧烈运动时，人体还会出现其他一些生理变化。例如，与运动前相比，胰岛A细胞的分泌活动会加强，分泌胰高血糖素，该激素具有促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖(答出2点即可)等生理功能，从而使血糖水平升高。(选择性必修①P57)
4.[2020·全国卷Ⅱ，30(2)(3)]给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激，产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳；同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素，进而促进乳腺排乳。回答下列问题：
(2)上述排乳调节过程中，存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内，这两种调节方式之间的关系是有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节；内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。(选择性必修①P62)
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等，组成乳糖的2种单糖是葡萄糖和半乳糖。(必修①P24)牛奶中含有人体所需的必需氨基酸，必需氨基酸是指人体细胞自身不能合成，必须从食物中获取的氨基酸。(必修①P30“与社会联系”)
5.[2019·海南卷，27(1)]自由扩散的含义是物质通过简单的扩散方式进出细胞。(必修①P66)
6.[2019·全国卷Ⅰ，31(2)]种间竞争通常是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。
　对于概念、原理、作用等基础知识设问的此类试题，答案一般直接来源于教材，要求考生尽量用教材原话作答，只有按照教材的语言组织答案才能得满分。
共鸣点2　科学思维类(原因分析类)
7.[2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需浇水，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。
8.[2020·全国卷Ⅱ，30(2)(3)]为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：
(2)离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，________(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(2)细胞质基质组分和线粒体　(3)有　类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体薄膜的功能
9.[2019·全国卷Ⅰ，29(2)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会降低，出现这种变化的主要原因是气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少。
　这类试题设问的方式一般有以下几种：
“……合理的解释是________”“……原因是________”“……其机理是________”“……判断的依据是________”等。这类试题一般已知某一特定外界条件的改变，然后要求考生回答某一生理过程发生什么样的改变，最后要求考生回答该生理过程发生改变的原因。原因是指造成某种结果或引起另一件事情发生的条件。在解释已知条件与结果之间的逻辑关系(原因)时，首先要明确问题的条件是什么，在该条件下指向结果是什么，相关的逻辑推理关系和过程是什么等。其答题模板可归纳整理为：“因为……导致……，于是……，所以……”，其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干中的结果，“导致……，于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答题既准确又规范，难点是要运用教材相关知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。
根据上述答题模板，2019年全国卷Ⅰ第29题第(2)问对干旱处理后该植物的光合速率会降低的主要原因的回答为：因为干旱处理导致气孔开度减小，于是光合作用所需的CO2减少，所以该植物的光合速率降低。又如，2020年全国卷Ⅱ第30题第(3)问可以回答为：因为类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，所以叶绿体破裂不影响类囊体薄膜的功能。因此叶绿体外表的双层膜破裂后，再照光仍有氧气释放。当然，不能机械地照搬这一答题模板，而是要根据不同的试题情境适当修改，使语句通顺，既简洁又规范。
共鸣点3　实验探究类
10.[2019·全国卷Ⅰ，29(3)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
答案　取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
11.(2017·全国卷Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案　(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；若乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。
　如果是验证类或是探究类实验，实验思路要说明自变量如何操作，无关变量的控制，因变量如何检测。
复习备考中，考生要熟悉教材基本实验的基本操作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。
[跟踪训练]
1.(2021·河北衡水金卷)轮作是用地、养地相结合的一种措施，是在同一田块上顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物，最终达到增产、增收的目的。回答下列问题：
(1)《齐民要术》中记载了“谷田必须岁易”“凡谷田、绿豆、小豆底为上”。
①已知谷类作物对氮和硅的吸收量较多，豆科作物对钙的吸收量较多。谷类作物吸收的氮可用于合成的有机小分子物质是________(填两种即可)；豆科作物的根吸收无机盐后，促进其吸水，理由是_______________________________________
_____________________________________________________________________；
谷类和豆科作物从土壤中吸收各种无机盐的量不同的原因是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②豆科作物可以提高土壤中氮的含量，豆科和谷类作物残留的茎叶、根茬可以增进土壤肥力，理由是____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
综上分析，谷类和豆科这两类作物轮换种植的目的是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)《农政全书》中有关于稻、棉水旱轮作的记载：“种棉二年，翻稻一年，草根溃烂，土气肥厚，虫螟不生”。通过水旱轮作，达到减少草害、提高土壤肥力、控制虫害的目的。“草根溃烂”的原因是__________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)①叶绿素、氨基酸、核苷酸、磷脂(任意两种即可)　吸收无机盐后，根细胞渗透压升高，促进根渗透吸水　根细胞运输各种无机盐的载体蛋白的种类和数量不同　②与豆科作物互利共生的根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮的养料，豆科和谷类作物残留的茎叶、根茬经土壤中微生物的分解，将有机物分解为无机物，如无机盐，提高土壤肥力　保证土壤养分的均衡利用，调节和提高土壤肥力
(2)植物的根浸于水中，进行无氧呼吸产生酒精，导致腐烂
解析　(1)①植物体中的含氮有机小分子物质有叶绿素、氨基酸、核苷酸、磷脂等。豆科植物的根吸收无机盐后，根细胞渗透压升高，促进根渗透吸水。植物根细胞吸收无机盐的方式是主动运输，需要载体蛋白，由“谷类作物对氮和硅的吸收量较多，豆科作物对钙的吸收量较多”可知，谷类和豆科作物从土壤中吸收各种无机盐的量不同的原因是根细胞运输各种无机盐的载体蛋白的种类和数量不同。②根瘤菌可以将空气中的氮气转变为含氮的养料，豆科和谷类作物残留的茎叶、根茬经土壤中微生物的分解，将有机物分解为无机物，如无机盐，从而提高土壤肥力。综合①②分析，谷类和豆科这两类作物轮换种植的目的是保证土壤养分的均衡利用，调节和提高土壤肥力。(2)“草根溃烂”的原因是植物的根长时间浸于水中，进行无氧呼吸产生酒精，导致腐烂。
2.(2021·襄阳五中调研)研究表明，植物叶片中气孔的运动与K＋、糖类等含量有关。图l为某植物叶片中保卫细胞的结构，保卫细胞吸水后气孔张开，图2是适宜温度下，该植物的气孔开度(即气孔张开的程度)与保卫细胞内K＋和糖类含量的关系。据图回答下列相关问题。
图1
图2
(1)图中的保卫细胞和表皮细胞在形态结构和功能上有差异的根本原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)若图1中保卫细胞逆浓度梯度吸收细胞外的K＋，细胞液浓度在这一过程中的变化情况是________________________，从而会导致气孔开度________________。请用箭头在图1中画出该过程中H2O的移动方向(画出具体的位置)。
(3)图2中气孔开度在7：00～9：00、1 2：00～1 3：00两个时间段都增加，其主要原因分别是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)从光合产物的生成和输出的角度分析，16：00～1 8：00保卫细胞内糖类含量下降的原因分别为________________和________________。
答案　(1)基因选择性表达　(2)增大　增大　如图
(3)保卫细胞内K＋含量的增加、保卫细胞内糖类含量的增加
(4)光合作用强度降低，糖类的生成量减少　保卫细胞中生成的糖类向表皮细胞等不能进行光合作用的细胞运输
解析　(1)图中保卫细胞和表皮细胞属于同一植物的细胞，基因相同，二者形态结构、功能不同，其根本原因是基因选择性表达。(2)保卫细胞逆浓度梯度吸收
K＋，细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强，保卫细胞吸水后气孔张开，从而使气孔开度增大。保卫细胞吸水时，H2O从该细胞外进入细胞内，然后进入液泡，据此画图。(3)结合图形分析，7：00～9：00保卫细胞内的K＋含量增大，细胞吸水增多，导致气孔开度增大，而12：00～13：00保卫细胞内糖类含量增多，细胞吸水增多，导致气孔开度增大。(4)16：00～18：00，光照强度逐渐减弱，光合作用强度降低，气孔开度降低也可能进一步使光合作用强度降低，糖类的合成速率逐渐下降，导致细胞中糖类的生成量减少；另外，该植物中还存在一些不能进行光合作用的细胞(如表皮细胞)，保卫细胞中通过光合作用产生的糖类运输到不能进行光合作用的细胞，会导致保卫细胞内糖类含量降低。
专题强化练
A卷(时间：40分钟　满分：100分)
一、微专题强化练
微专题1　酶和ATP
1.(2021·东北育才中学联考)人的唾液中含有唾液淀粉酶，胃液中含有胃蛋白酶，而在吞咽过程中唾液淀粉酶会进入胃液。下列有关唾液淀粉酶、胃蛋白酶的叙述，正确的是(　　)
A.两者的分泌均与核糖体有关
B.两者均在人体内环境中发挥作用
C.唾液淀粉酶可在胃中持续发挥作用
D.控制两者合成的基因可出现在同一细胞中
答案　D
解析　唾液淀粉酶、胃蛋白酶的化学本质均为蛋白质，其合成与核糖体有关，而分泌与高尔基体有关，A错误；胃液和唾液均不属于人体的内环境，B错误；由于胃液偏酸性，而唾液淀粉酶发挥作用的适宜环境接近中性，故唾液淀粉酶在胃液中不能发挥作用，C错误；在同一细胞中均存在控制两者合成的基因，D正确。
2.(2021·河南百校联盟改编)下列关于植物体内ATP的叙述，正确的是(　　)
A.ATP产生的场所是叶绿体和线粒体
B.ATP形成过程中所需能量均来自光能
C.种子萌发时，ATP的合成总是伴随着有机物的分解
D.ATP分子中含有两个特殊化学键，但只有一个能断裂释放能量
答案　C
解析　植物细胞内产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体，A错误；能进行光合作用的植物细胞在光合作用和呼吸作用过程中均可形成ATP，不能进行光合作用的植物细胞也可通过呼吸作用形成ATP，光合作用过程中形成ATP的能量来自光能，而呼吸作用过程中形成ATP的能量来自分解的有机物中的化学能，B错误；种子萌发过程中形成ATP所需的能量只能来自有机物分解，C正确；ATP分子中含有两个特殊化学键，特殊化学键均能断裂释放能量，D错误。
3.(2021·湘豫名校联考)某实验小组为了探究茶多酚对淀粉酶活性的影响，在若干支试管中分别加入等量的淀粉酶和等体积但不同浓度的茶多酚，混合一段时间后再加入等量的淀粉，一段时间后测得各试管中还原糖的相对含量，结果如图所示。下列相关说法错误的是(　　)
A.该实验的自变量是加入的等体积茶多酚的浓度
B.该实验也可以以淀粉的剩余量作为检测指标
C.茶多酚的浓度越高，对淀粉酶的抑制作用就越弱
D.若人食用茶多酚，则可能导致其餐后血糖浓度降低
答案　C
解析　该实验的自变量是加入的等体积茶多酚的浓度，A正确；题图中的检测指标为还原糖的相对含量，也可以以淀粉的剩余量作为检测指标，B正确；由图可知，随着茶多酚的浓度升高，还原糖的相对含量减少，说明茶多酚的浓度越高，对淀粉酶的抑制作用就越强，C错误；分析题图可知，茶多酚能降低还原糖的相对含量，若人食用茶多酚，则可能导致其餐后血糖浓度降低，D正确。
微专题2　光合作用与细胞呼吸
4.(2021·广东肇庆检测)细胞呼吸的原理在生产和生活中得到了广泛的应用。下列有关叙述错误的是(　　)
A.包扎伤口时选用透气的创可贴，抑制厌氧微生物的繁殖，利于伤口的愈合
B.及时将花盆里板结的土壤松土，利于植物根系生长和对无机盐离子的吸收
C.现代发酵工业生产青霉素、味精等产品利用的是微生物细胞呼吸原理
D.利用麦芽、粮食、酵母菌及发酵罐，在氧气充足情况下可生产各种酒
答案　D
解析　包扎伤口时选用透气的纱布或创可贴，可防止某些厌氧微生物的繁殖导致伤口感染，有利于伤口的愈合，A正确；花盆里的土壤板结后，空气不足，影响植物根系生长，需要及时松土透气，以利于植物根系生长和对无机盐离子的吸收，B正确；工业上生产青霉素、味精等产品，是根据微生物细胞呼吸原理，利用现代发酵技术来实现规模生产的，C正确；利用麦芽、粮食、酵母菌及发酵罐，生产各种酒必须控制好通气量，D错误。
5.(2021·山西师大附中调研)在光照条件下，绿色植物的叶绿体能将水分解释放氧气，并将产生的H＋泵到类囊体腔中，形成膜内外的浓度梯度，H＋从浓度较高一侧通过膜上ATPase(ATP合成酶)穿梭时，催化ADP生成ATP。下列有关叶绿体中此生理过程的叙述正确的是(　　)
A.在光照条件下，合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能
B.在光照条件下，合成ATP的原料只有ADP
C.叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光
D.ATPase具有催化和运输的功能
答案　D
解析　由题干信息可知，在光照条件下，合成ATP的能量来自H＋顺浓度梯度扩散时产生的能量，A错误；合成ATP的原料有ADP和Pi，B错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，C错误；ATPase具有催化ATP合成的功能，也是H＋跨膜运输的载体，D正确。
6.(2021·河北邢台调研)为探究酵母菌的细胞呼吸，将部分酵母菌破碎，并做差速离心处理，再将只含有酵母菌线粒体的沉淀物分别放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三只试管中，分别进行如下操作，氧的消耗量如下表所示。已知DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水的过程没有影响，但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散。下列叙述错误的是(　　)
组别 加入物质 氧的消耗量
Ⅰ 丙酮酸 较大
Ⅱ 葡萄糖 几乎为零
Ⅲ 细胞质基质和葡萄糖 较大
A.试管Ⅰ中可以发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段
B.试管Ⅱ中只发生有氧呼吸的第一、二阶段，因此未消耗氧气
C.试管Ⅲ与试管Ⅰ中释放能量的反应阶段不完全相同
D.在试管Ⅲ中加入适量的DNP会减少ATP的合成
答案　B
解析　在试管Ⅰ中加入丙酮酸，丙酮酸可以进入线粒体中发生有氧呼吸的第二和第三阶段，因此氧气的消耗量较大，A正确；试管Ⅱ中加入葡萄糖，葡萄糖不能进入线粒体，因此不能发生反应，所以氧气消耗几乎为零，B错误；有氧呼吸分为三个阶段，三个阶段都能释放能量，试管Ⅰ是有氧呼吸的第二和第三阶段释放能量，试管Ⅲ是有氧呼吸的三个阶段都能释放能量，因此试管Ⅲ与试管Ⅰ中释放能量的反应阶段不完全相同，C正确；DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水的过程没有影响，但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，因此试管Ⅲ中加入适量DNP会减少ATP的合成，D正确。
7.(2021·河南百校联盟)为研究补水对某高等植物成熟叶片中光合色素含量的影响，研究人员进行了相关实验，并测定叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量(单位：mg/g)，实验结果如表所示。下列相关分析正确的是(　　)
分组 处理 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素
甲组 自然条件 0.3 0.4 0.1
乙组 补充水分 1.1 0.5 0.1
A.光合色素参与的生理过程需要消耗大量ATP
B.光合色素吸收的光能能将水分解成氧气和H＋
C.补充水分能降低叶绿素/类胡萝卜素的比值
D.用纸层析法提取光合色素后再分析其含量
答案　B
解析　光合色素参与的生理过程是光反应，光反应产生ATP，不消耗ATP，A错误；光合色素吸收的光能能将水分解成氧气和H＋，B正确；由表中信息可知，补充水分能提高叶绿素含量，而类胡萝卜素含量没有改变，因此补充水分能提高叶绿素/类胡萝卜素的比值，C错误；用无水乙醇法提取光合色素后再分析光合色素含量，D错误。
8.(2021·山东百所名校联考)下列关于植物细胞光合作用和呼吸作用过程中[H]或NADPH的来源和去路的叙述，正确的是(　　)
选项 生理活动 [H]或NADPH的来源 [H]或NADPH的去路
A 黑藻叶肉细胞光合作用 类囊体薄膜上水的光解 叶绿体基质中C5的还原
B 洋葱鳞片叶表皮细胞有氧呼吸 细胞质基质中葡萄糖分解及线粒体中丙酮酸和水反应 线粒体基质中与O2反应生成H2O
C 马铃薯块茎细胞无氧呼吸 细胞质基质中葡萄糖分解 细胞质基质中用于生成乳酸
D 豌豆根尖细胞无氧呼吸 细胞质基质中葡萄糖分解 线粒体基质中生成酒精、CO2
答案　C
解析　黑藻叶肉细胞光合作用产生的NADPH用于叶绿体基质中C3的还原，A错误；洋葱鳞片叶表皮细胞有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与O2反应生成H2O，B错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的[H]在细胞质基质中用于生成乳酸，C正确；豌豆根尖细胞无氧呼吸产生的[H]用于在细胞质基质中生成酒精和CO2，D错误。
9.(2021·西安铁一中调研)迎春在我国种植广泛、易取材，其叶片可用作生物学观察实验材料。下列说法错误的是(　　)
A.选用迎春叶表皮细胞，在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒
B.选用迎春叶表皮细胞，经醋酸洋红染色后不能观察到细胞中的染色体
C.选用迎春叶片叶肉细胞，经研磨后可用无水乙醇提取细胞中的光合色素
D.选用迎春叶片叶肉细胞，经30%蔗糖溶液处理后可用显微镜观察质壁分离过程
答案　A
解析　叶绿体基粒属于亚显微结构，需要用电子显微镜才能观察到，普通高倍光学显微镜观察到的结构为显微结构，不能看到叶绿体基粒，A错误；迎春叶表皮细胞是高度分化后的细胞，不能进行细胞分裂，则迎春叶表皮细胞经醋酸洋红染色后不能观察到细胞中的染色体，B正确；迎春叶片中的光合色素分布于叶肉细胞叶绿体中，经研磨后可用无水乙醇提取细胞中的光合色素，C正确；用30%蔗糖溶液处理会导致细胞失水而发生质壁分离，迎春叶片叶肉细胞为成熟的植物细胞，且原生质层因含叶绿体呈现绿色，故可在显微镜下观察到质壁分离，D正确。
微专题3　影响光合作用和细胞呼吸的因素
10.(2021·沈阳市质检)随着全球气候变暖，干旱灾害经常发生，严重影响了农作物产量。下列有关植物缺水对光合作用影响的叙述错误的是(　　)
A.缺水初期由于气孔开度降低，CO2供应不足
B.植物过度缺水会使光反应产生的NADPH、ATP减少
C.植物过度缺水会影响植物体内与光合作用有关酶的活性
D.植物严重缺水不会直接破坏叶绿体的结构或致叶片变黄
答案　D
解析　缺水初期由于气孔开度降低，CO2供应不足，从而降低光合作用效率，A正确；当水分亏缺严重时，植物细胞会因缺水使光反应产生的NADPH、ATP减少，B正确；严重缺水会影响植物体内与光合作用有关酶的活性，降低光合作用效率，C正确；严重缺水会破坏叶绿体的结构，光合色素含量减少，叶片变黄，D错误。
11.(2021·四川遂宁模拟)如图表示在最适温度下，A、B两种植物随着光照强度的变化CO2吸收速率的变化曲线。下列分析正确的是(　　)
A.光照强度为a时，植物B叶肉细胞和外界没有气体交换
B.与植物B相比，植物A更适合生活在光照较弱的环境中
C.光照强度为d时，限制植物A和B光合速率的环境因素相同
D.光照强度为c且每天6 h光照时，植物B能够积累有机物
答案　D
解析　光照强度为a时，植物B整体净光合速率为0，但叶肉细胞净光合速率却大于0，故其和外界有气体交换，A错误；与植物B相比，植物A的光补偿点和光饱和点都较高，更适合生活在光照较强的环境中，B错误；光照强度为d时，限制植物A光合速率的环境因素主要是光照强度，而限制植物B光合速率的环境因素是除光照强度以外的其他因素，C错误；光照强度为c且每天6 h光照时，4n×6＞n×(24－6)，故植物B能够积累有机物，D正确。
12.(2021·郑州外国语学校模拟)某实验小组利用如图所示的装置探究了在不同通气条件下酵母菌的细胞呼吸方式，取三组完全相同的装置，分别在不同通气条件下放置5 h后，检测A瓶中是否有葡萄糖或酒精产生，实验结果如下表所示(各装置的初始条件完全相同)。下列说法正确的是(　　)
组别 条件 放置时间 有无葡萄糖产生 有无酒精产生
甲 持续通气 5 h 无 无
乙 通气50 min 5 h 无 有
丙 不通气 5 h 无 有
A.乙组适用于探究酵母菌的有氧呼吸
B.可用重铬酸钾或溴麝香草酚蓝溶液来检测酒精
C.和丙组相比，乙组释放的CO2的量更少
D.实验结束后，三组中甲组的实验装置的温度最高
答案　D
解析　乙组的通气时间为50 min，且有酒精生成，不适合用于探究酵母菌的有氧呼吸，A错误；重铬酸钾可用来检测酒精，溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2，B错误；丙组中酵母菌只进行无氧呼吸，乙组中酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，故乙组释放的CO2的量比丙组的多，C错误；与无氧呼吸相比，有氧呼吸释放的能量更多，故实验结束后，三组中甲组的实验装置的温度最高，D正确。
二、专题综合提升
13.(2021·华中师大附中调研)卡尔文循环是所有植物光合作用的基本途径，大致可分为3个阶段，羧化阶段、还原阶段和更新阶段，如图所示为卡尔文循环过程，结合所学知识，回答下列问题：
(1)据图分析，在羧化阶段的物质RuBP为一种________碳化合物，1分子RuBP能与1分子的CO2结合生成________分子的3 磷酸甘油酸，该过程发生的场所是_____________________________________________________________________。
(2)卡尔文循环过程中，碳的固定发生在________阶段中，而光反应产生能量的利用发生在________阶段中。
(3)若将该植物从光下移到黑暗条件下，叶绿体中RuBP的含量短时间的变化是________，原因是______________________________________________________
______________________________________________________________________(结合图示回答)。
答案　(1)五　2　叶绿体基质
(2)羧化　还原、更新
(3)减少　植物从光下移到黑暗中，光照强度减弱，ATP和NADPH生成减少，经还原阶段、更新阶段生成的RuBP的量减少，但RuBP的消耗量不变
解析　(1)在羧化阶段，RuBP与CO2结合，而光合作用过程中二氧化碳与五碳化合物结合生成三碳化合物，故RuBP为一种五碳化合物。1分子五碳化合物能与1分子的CO2结合生成2分子三碳化合物，即3 磷酸甘油酸，这属于暗反应的过程，发生在叶绿体基质中。(2)光合作用过程中C存在于CO2中，光反应产生的能量存在于ATP和NADPH中，据图分析可知碳的固定发生在羧化阶段过程中，而光反应产生能量的利用发生在还原阶段和更新阶段。(3)解答本题应联系光合作用光反应、暗反应的具体过程，结合本题图示回答问题。植物从光下移到黑暗中，由于光照强度减弱，ATP和NADPH的生成减少，经还原阶段、更新阶段生成的RuBP的量减少，但消耗量不变，所以BuBP的量会减少。
14.(科学探究)(2021·1月八省联考广东卷，18)光补偿点指同一叶片在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度；光合速率随光照强度增加，当达到某一光照强度时，光合速率不再增加，该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。
表　甲、乙两个水稻品种灌浆期和蜡熟期光合作用相关指标的比较
光补偿点/(μmol·m－2·s－1) 光饱和点/(μmol·m－2·s－1) 最大净光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)
生长期 甲 乙 甲 乙 甲 乙
灌浆期 68 52 1 853 1 976 21.67 27.26
蜡熟期 75 72 1 732 1 365 19.17 12.63
注：灌浆期幼穗开始有机物积累，谷粒内含物呈白色浆状；蜡熟期米粒已变硬，但谷壳仍呈绿色。
回答下列问题：
(1)从表中的数据推测，________品种能获得较高产量，理由_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)据表分析水稻叶片在衰老过程中光合作用的变化趋势为_____________________________________________________________________。
(3)根据该实验的结果推测，从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关。请设计实验验证该推测(简要写出实验设计思路、预测实验结果并给出结论)。
答案　(1)乙　在灌浆期，乙品种的最大净光合速率比甲大，可积累的有机物多
(2)下降
(3)实验设计思路：取等量的同种水稻在灌浆期和蜡熟期的叶片，分别测定其叶绿素含量。
预期实验结果：处于灌浆期的水稻叶片的叶绿素含量高。
实验结论：从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率下降是由于叶片中叶绿素含量下降造成的。
解析　(1)从表中的数据推测，灌浆期幼穗开始有机物积累，而乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲植物，故乙品种可积累的有机物多，能获得较高产量。(2)据表分析可知，植物由灌浆期到蜡熟期，甲、乙品种的光补偿点增大，光饱和点降低，最大净光合速率均在下降，即水稻叶片在衰老过程中光合作用下降。(3)分析题意可知，该实验目的是验证植物由灌浆期到蜡熟期，叶片的叶绿素含量减少导致净光合速率下降。实验设计思路如下：取等量的同种水稻在灌浆期和蜡熟期的叶片，分别测定其叶绿素含量。预期实验结果和结论：处于灌浆期的水稻叶片的叶绿素含量高，说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降是由于叶片的叶绿素含量下降导致的。
B卷(时间：40分钟　满分：100分)
一、微专题强化练
微专题1　酶和ATP
1.(2021·山东烟台调研)下列关于生物体内酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A.乳酸菌和破伤风杆菌进行细胞呼吸各阶段均能生成ATP
B.正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率高于其合成速率
C.酶是通过为化学反应提供所需能量来加快生物化学反应速率的
D.胰腺的内、外分泌部合成和分泌蛋白质过程中均需要ATP的参与
答案　D
解析　乳酸菌和破伤风杆菌都属于厌氧型生物，只能进行无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段不能产生ATP，A错误；ATP在正常细胞中的含量保持动态平衡，正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率等于其合成速率，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来加快生物化学反应速率，C错误。
2.(2021·广东佛山调研)某小组为研究温度对酶的影响，在t1、t2、t3温度下，分别用淀粉酶水解淀粉，保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c，且b＞a＞c，温度各升高相同幅度，重复上述实验，测定生成物的量分别为a′、b′、c′，且a′＞a，b′＞b，c＞c′。下列相关分析正确的是(　　)
A.该淀粉酶的最适温度在t1～t2之间
B.当温度为t1时，可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性
C.当温度在t2～t3之间时，随温度升高酶的活性降低
D.b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变
答案　D
解析　高温能降低酶的活性，可能是部分酶的空间结构发生改变导致的，D正确。
3.(2021·四种成都七中诊断)在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.AB时间段内，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量
B.若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则B点会向右上方移动
C.若在D点时加入适量的淀粉酶，则曲线的走势不会发生改变
D.BC时间段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低
答案　B
解析　若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则酶促反应速率会加快，底物会更早出现不足，因此B点会向左上方移动，B错误。
微专题2　光合作用与细胞呼吸
4.(2021·华师一附中调研)肌质网是心肌细胞内的一种特殊的内质网，肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶催化ATP水解时，会将细胞质基质中的Ca2＋转运到肌质网基质中，从而调节心肌细胞内Ca2＋的浓度，以维持心肌正常的收缩与舒张。当人剧烈运动时，其心肌缺氧，肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶的活性会降低。下列相关分析错误的是(　　)
A.Ca2＋－ATP酶将Ca2＋转运到肌质网的过程需要消耗能量
B.当人剧烈运动时，其心肌肌质网基质中Ca2＋的浓度会有所降低
C.有氧运动可能会使肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶的活性升高
D.老年个体心肌肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶的活性较高
答案　D
解析　肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶催化ATP水解时，会将细胞质基质中的Ca2＋转运到肌质网基质中，说明该过程为主动运输过程，需要消耗ATP，A正确；人进行剧烈运动时，会引起心肌肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶活性降低，转运的Ca2＋减少，导致肌质网基质中的Ca2＋浓度降低，B正确；有氧运动会增强心肌的供氧能力，使肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶的活性升高，C正确；老年个体的细胞普遍衰老，细胞呼吸速率减慢，心肌肌质网膜上的Ca2＋－ATP酶活性降低，D错误。
5.(2021·广东肇庆检测)美洲合欢和月季属于阳生植物，喜阴花和沿阶草属于阴生植物。下图是阳生植物和阴生植物叶片中叶绿素含量的示意图，已知叶绿素a和叶绿素b在蓝紫光区的最大吸收峰值比在红光区的高，且叶绿素b吸收蓝紫光的能力更强。下列有关叙述错误的是(　　)
A.阳生植物和阴生植物的出现可能与长期的自然选择有关
B.美洲合欢和月季中叶绿素a和叶绿素b的含量都高，使其可以吸收较多的蓝紫光和红光
C.若对月季进行适当遮光处理，则其叶片中的叶绿素含量会减少，以适应弱光环境
D.据上图可知，与阴生植物相比，阳生植物叶片中叶绿素a与叶绿素b的比值较大
答案　C
解析　阳生植物和阴生植物的出现可能与长期的自然选择有关，A正确；美洲合欢和月季中叶绿素a和叶绿素b的含量都高，使其可以吸收较多的蓝紫光和红光，B正确；若对月季进行适当遮光处理，则其叶片中叶绿素含量会增多，以适应弱光环境，C错误；据题图可知，与阴生植物相比，阳生植物叶片中叶绿素a与叶绿素b的比值较大，D正确。
6.(2021·1月八省联考福建卷，4)下列关于我国传统黄酒发酵的叙述，错误的是(　　)
A.黄酒中的酒精是糖类经酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物
B.在黄酒的酿造过程中酵母菌的有氧和无氧呼吸都会发生
C.酵母菌发酵生成的酒精会抑制发酵容器中微生物的生长
D.酒精生成过程合成ATP的能量来自于丙酮酸中的化学能
答案　D
解析　酒精是糖类经酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物，A正确；在黄酒的酿造过程中，初期通入一定量的氧气促进酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，然后隔绝空气，使酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精，B正确；酵母菌发酵过程中产生的酒精和酸性环境会抑制发酵容器中微生物的生长，C正确；无氧呼吸过程中只有第一阶段释放能量，合成ATP，第二阶段不生成ATP，即酒精生成过程合成ATP的能量不能来自于丙酮酸中的化学

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