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(共91张PPT)
第一部分　专题二
细胞代谢
产
生
网络构建
细胞代谢
条件
酶
ATP
为酶合成供能
反应前后分子结
构和性质不变
为ATP转化提供条件
催
化
本质
有机物
蛋白质(大多数)
RNA(少数)
作用
催化作用
特性
①_______
专一性
作用条件较温和
机理
②_____________
_______________
影响因素
温度、pH、底物
浓度、酶浓度等
而加热可提
供活化能
联系激素、神经递质、细胞因子、抗体的本质、来源及作用比较
元素组成
③_________________
简式
A—P~P~P(各符号的含义)
联系与RNA的关系
转化
ATP
酶1
酶2
ADP+Pi+能量
含量很少,
但转化迅速
再生
途径
细胞
呼吸
光合
作用
化能合成作用
硝化细菌
人和动物等
绿色植物、光合细菌
意义
是驱动细胞生命活动的直接能源物质
高效性
显著降低化学
反应的活化能
C、H、O、N、P
光合作用
细胞呼吸
光、色素、酶等
总反
应式
光合作用
探索光合作用原理的部分实验分析
光反应
条件
场所
物质变化
能量变化
⑤_______________________
水的分解和ATP、NADPH形成
光能 ATP和NADPH中的化学能
暗反应
条件
场所
NADPH、ATP、多种酶
⑥______________
物质变化
CO2的固定：CO2+C5 2C3
酶
C3还原:2C3 (CH2O)+C5
NADPH、ATP
酶
能量变化
NADPH、ATP中的化学能
(CH2O)中的化学能
影响因素
光照强度、CO2浓度、温度等
实验
探究环境因素对光合作用强度的影响
CO2+H2O (CH2O)+O2
光能
叶绿体
O2
CO2
光合速率和呼吸速率的测定
④_____________________________
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体基质
细胞呼吸
光合作用和细胞呼吸在生产、生活中的应用及实例
联系两过程中物质、能量转化关系
光合作用和细胞呼吸在生产、生活中的应用及实例
联系两过程中物质、能量转化关系
有氧呼吸
细胞呼吸
场所
⑦___________ (第一阶段)和线粒体(第二、三阶段)
总反应式
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
三个阶段反应式
C6H12O6 2C3H4O3+4[H]+能量(少量)
酶
2C3H4O3+6H2O 6CO2+20[H]+能量(少量)
酶
24[H]+6O2 12H2O+能量(大量)
酶
实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式(实验步骤、现象及相应产物的检测)
无氧呼吸
总反应式
场所
⑧____________
影响因素
温度、O2浓度、H2O等
联系粮食、果蔬储存
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
酶
或C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
酶
联系果酒的制作及酒精的检测
细胞质基质
细胞质基质
联系泡菜的制作
O2
CO2
光合作用
光合速率和呼吸速率的测定
考点2　细胞呼吸和光合作用
考点1　细胞代谢的条件——酶和ATP
内容索引
考点1　细胞代谢的条件
——酶和ATP
必备整合　细胞内代谢反应的基本原理
1.酶、激素、抗体与神经递质的比较
主干整合
2.酶的特性及相关探究实验
深度思考
(1)酶具有高效性的机理是___________________________________
______________。
(2)专一性实验中不宜选用碘液的原因是_____________________。
(3)探究pH对酶活性的影响时，不宜选用淀粉酶和淀粉，因为____
_____________________________________。
与无机催化剂相比，能够显著降低化学
反应的活化能
无法检测蔗糖是否水解
酸性
条件下淀粉也会发生分解，影响实验结果
3.影响酶促反应速率的因素及其机理
4.NTP、dNTP和ddNTP之间的关系
5.ATP的来源与去路
6.ATP产生速率与O2供给量间的关系
1.D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2＋条件)下，测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势如图。下列叙述正确的是
A.升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率
B.D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强
C.若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍
D.2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高
√
案例分析
由题干信息可知，实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误；
解析
果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物(D-果糖)的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误；
Co2＋可协助酶Y催化反应，但Co2＋不是酶，将Co2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误；
转化率＝产物量/底物量×100%，反应2 h时，500 g·L－1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量＝底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。
思维延伸
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1。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。请判断与填充：
(1)与第1组相比，第2组实验可能提高了H2O2溶液的浓度(　　)
(2)第1组中1时与2时酶促反应速率大小关系为 。第1组实验中，反应时间大于2时，生成 O2总量不再增加，推测其原因是
。
√
1时大于2时
反应体系中的过氧化氢已被消耗完，反应停止
思维延伸
(3)若两组实验结果如图2，且已知马铃薯过氧化氢酶最适pH在7.0左右，最适温度在30 ℃左右，则第2组实验可能做的改变是_________
______________________________________。
提高了悬液中酶的浓度或改变了反应体系中的温度
2.为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液
② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？
③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液
B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
√
丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，因为验证淀粉酶专一性需遵循单一变量原则，即保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶溶液则无法证明淀粉酶的作用特性，A不合理；
第一次水浴加热是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴加热是斐林试剂与还原糖反应的条件，B不合理；
解析
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液
② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？
③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 乙组(淀粉溶液＋蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能是底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉溶液中是否含有还原糖，C合理；
甲组(淀粉溶液＋淀粉酶溶液)水解产物为葡萄糖(还原糖)，与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色，丙组(蔗糖溶液＋淀粉酶溶液)无水解产物，故丙组溶液呈现蓝色，D不合理。
解析
步骤 甲组 乙组 丙组
① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液
② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？
③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 3.ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是
A.肌肉的收缩
B.光合作用的暗反应
C.Ca2＋载体蛋白的磷酸化
D.水的光解
√
肌肉收缩需要ATP水解供能，A不符合题意；
光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP)，B不符合题意；
ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca2＋载体蛋白磷酸化需要ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意；
水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。
解析
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现
了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
4.某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是
√
如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；
进行细胞信息传递的某些蛋白质需要磷酸
解析
化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；
温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。
1.科研人员用甲～丁四个肽段设计纤维素酶，为研究这些肽段不同组合方式构建成的纤维素酶的活性，研究者制备了分别含W1～W4四种纤维素的凝胶。纤维素可被某种染料染成红色，但其分解产物不能被染色，实验结果如图所示。下列分析错误的是
靶向锤炼
A.肽段乙—丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性
B.肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性
C.肽段丙—丁对肽段乙功能的影响与底物种类有关
D.肽段丁会影响该酶对底物W1、W2的催化活性
√
肽段甲—乙—丙—丁构建成的纤维素酶可催化W1～W4四种纤维素，甲构建成的纤维素酶可催化W1、W2，肽段乙—丙—丁构建成的纤维素酶可催化W3、W4，且肽段甲单独起作用与肽段甲—乙—丙—丁对W2的催化作用相同(无色框宽度相同)，故可表明肽段乙—丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性，A正确；
解析
对比甲—乙—丙—丁和乙—丙—丁的无色框的宽窄可知，肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性，B正确；
单独的肽段丙和丁分别构建成的纤维素酶不能催化W1～W4四种纤维素，结合肽段乙构建成的纤维素酶和肽段乙—丙—丁构建成的纤维素酶催化纤维素的情况可知，肽段丙—丁对肽段乙功能的影响与底物种类有关，C正确；
图示不能单独看出肽段丁是否影
响该酶对底物W1、W2的催化活
性，D错误。
解析
2.某研学小组为探究温度对淀粉酶催化淀粉水解的影响，进行了如表所示的实验，用DS试剂[主要成分为3,5-二硝基水杨酸(黄色)，其与还原糖会发生反应并生成3-氨基-5-硝基水杨酸(棕红色)]检测，并在540 nm波长下测定溶液的吸光度值(OD540，其与还原糖的量成正比)。据表分析，下列叙述错误的是
组别 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 0 22 35 45 65 85
颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋
OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45
注：“＋”越多表示溶液颜色越深。
A.为保证淀粉和淀粉酶充分反应，需在反应液中添加ATP
B.22 ℃到45 ℃，溶液中还原糖含量随温度升高递增
C.85 ℃组溶液颜色比65 ℃组浅，即85 ℃组酶活性降低
D.第1组和第6组试管的吸光度值都较低，但原因不同
√
组别 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 0 22 35 45 65 85
颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋
OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45
淀粉在淀粉酶的催化下充分水解的过程中不需要消耗ATP，因此，为保证淀粉和淀粉酶充分反应，不需在反应液中添加ATP，A错误；
从表格数据看，22 ℃～45 ℃时，随着温度升高，OD540值增大，因为其与还原糖的量成正比，因此可说明，在该温度范围内，溶液中还原糖含量随温度升高递增，B正确；
解析
组别 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 0 22 35 45 65 85
颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋
OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45
85 ℃组颜色比65 ℃组浅，OD540值小，说明还原糖生成量少，但是比0 ℃的高，说明酶没有完全失活，可能是酶的活性降低，C正确；
组别1(0 ℃，低温抑制酶活性，结构未变)和组别6(85 ℃，高温使酶的空间结构发生改变，活性降低)，吸光度值较低的原因不同，D正确。
解析
组别 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 0 22 35 45 65 85
颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋
OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45
3.由ATP参与的肌动蛋白和肌球蛋白相互作用可以引起肌细胞收缩。肌球蛋白的头部有ATP的结合位点，当ATP与其位点结合时，其头部从肌动蛋白丝脱离；没有结合时，其头部与肌动蛋白紧密结合。随着ATP供能，肌球蛋白头部构象发生变化，使其从肌动蛋白亚基上脱离，并与细丝前方的另一个肌动蛋白亚基再结合，从而引起肌细胞收缩。关于肌细胞收缩，下列叙述正确的是
A.肌细胞内储备有大量可用于肌细胞收缩的ATP
B.肌细胞收缩中ATP引发了肌球蛋白构象的改变
C.ATP分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂
D.肌动蛋白与肌球蛋白相互作用是一组放能反应
√
ATP在体内含量少，但转化迅速，肌细胞内不会储存大量ATP，A错误；
根据题干信息“随着ATP供能，肌球蛋白头部构象发生变化”可知，肌细胞收缩过程中ATP引发了肌球蛋白构象的改变，B正确；
ATP分子中远离腺苷的特殊化学键在供能时会发生断裂，C错误；
肌动蛋白与肌球蛋白相互作用，需要ATP供能，是一组吸能反应，D错误。
解析
4.ATP水解酶是一类功能相同的酶，来自不同生物的ATP水解酶在结构上并不完全相同。某研究小组提取到三种生物的ATP水解酶，在酶的最适条件下探究三种ATP水解酶的催化能力，实验结果如图。下列叙述错误的是
A.酶降低化学反应活化能的能力与酶的结构密切相关
B.三种酶达到最大反应速率一半时的ATP浓度相对值相同
C.该实验中每一组的pH、温度等条件都应设置为相同
D.实验中ATP浓度在一定范围内与反应速率呈正相关
√
酶空间结构发生改变，与底物结合，降低化学反应活化能，酶降低化学反应活化能的能力与酶的结构密切相关，A正确；
据图分析，三种酶达到最大反应速率一半时的ATP浓度相对值相同，约为1左右，B正确；
解析
据图分析，此实验的可变因素有ATP的浓度相对值和酶的种类，在酶的最适条件下探究三种ATP水解酶的催化能力，不同的酶有其对应的最适温度和pH，因此不一定相同，C错误；
随着ATP浓度的增加，反应速率增加，当ATP浓度增加至5以上时，反应速率不变，因此实验中ATP浓度在一定范围内与反应速率呈正相关，D正确。
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考点2　细胞呼吸和光合作用
必备整合　细胞内代谢反应的基本原理
1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较
(1)从物质变化方面分析
主干整合
易错辨析
①储藏温度降低会抑制细胞呼吸酶的活性，从而降低线粒体中葡萄糖氧化分解的速度(　　)
②剧烈运动时，人体骨骼肌细胞消耗的O2的量少于产生的CO2量
(　　)
③人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖(　　)
×
×
√
(2)从能量变化方面分析
①有氧呼吸的三个阶段均能释放能量，生成ATP，其中第三阶段释放的能量最多。
②无氧呼吸仅在第一阶段生成少量ATP。
深度思考
酵母菌经无氧呼吸分解的葡萄糖中的能量去向有哪些？
提示：一部分释放出来，另一部分存留在酒精中，释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分转移到ATP中。
2.细胞呼吸的影响因素
(1)氧气浓度
深度思考
图中数据可知，O2浓度为 a 时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖共计 ，而b点时只有有氧呼吸，其消耗的葡萄糖约为 ，葡萄糖消耗速率更 。
0.2
0.12
小
(2)温度、二氧化碳浓度和含水量
3.绿叶中色素的提取和分离实验要点
4.光合作用的原理
深度思考
(1)光合色素的主要功能是吸收、传递、转化光能，其吸收的光能有两个方面的用途：一是____________________________________
_________________________________________________________________________；二是在有关酶的作用下，提供能量促使ATP的合成。
(2)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以 的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致
。 是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。
淀粉
将水分解产生氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋与氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)
叶绿体吸水涨破
蔗糖
非还原糖性质较稳定
深度思考
(3)NADPH的作用是_________________________________________
_____________。
(4)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖，原因是________________
________________________________________________。
作为活泼的还原剂，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用
黑暗条件下不能进行光反应，不能产生暗反应所需要的ATP和NADPH
5.影响光合作用的因素
(1)单因子对光合速率的影响
深度思考
①图1和图2的原理分别是___________________________________
______________________。
②图1和图2中限制D点的外因分别是______________和__________
______。
③图1和图2中限制D点的内因有______________________________
______________。
影响光反应阶段ATP和NADPH的生成；影响暗反应中C3的生成
温度、CO2浓度
温度、光照
强度
色素含量和种类、酶的数量和活性、C5的含量
(2)多因子对光合速率的影响
6.光合作用的日变化曲线
深度思考
(1)图1中de段和fg段下降的原因分别是__________________________
_________；___________________
_______________。
(2)图2中植物体光合与呼吸速率相等点有 ，净光合速率大于0的区段为 ，一昼夜后植物的干重变化为 。
c和g点
由于气孔部分关闭，二氧化碳吸收减少
由于光照强度减弱，二氧化碳吸收减少
cg
增加
7.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
8.光补偿点、光饱和点的移动
深度思考
(1)光补偿点对应的两种生理状态
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)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
条件 B点(补偿点) C点(饱和点)
适当增大CO2浓度(光照强度) ______ ______
适当减小CO2浓度(光照强度) ______ _______
土壤缺Mg2＋ ______ ______
注：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
＝
＞
左移
右移
右移
左移
右移
左移
深度思考
(3)D点：代表饱和点对应的最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向 移动；反之，移动方向相反。
右上方
1.种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是
A.p点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧
呼吸
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
√
案例分析
√
√
由图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；
解析
Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；
Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；
q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。
2.为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT，模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。
回答下列问题：
(1)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸_____，原因是________________________________________________
___________________________________________________________________。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为_______中储存的能量。
增强
在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行
NADH
据题干信息和图1可知，低氧条件下，与野生型组相比，NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行第二阶段：丙酮酸和水反应生成二氧化碳(无机物)、NADH(储存大量能量)并释放出少量的能量(绝大部分以热能形式散失，少量用于合成ATP)，其中的化学能大部分被转化为NADH中储存的能量。
解析
(2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积(图2a)；当加入F、G或H时，E也同样累积(图2b)。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：_____________________。
假设物质H能转化为A
丙二酸的加入会导致E积累：分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E，表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性。故提出：假设物质H能转化为A。
解析
(3)科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是_________
_______________________________________________________________________________________。
低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了更多的有机物，需要更多的光合产物输出
低氧条件下，与野生型相比，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了更多的有机物，则NtPIP基因过量表达株需要更多的光合产物输出；对于植株来说，进行光合作用的细胞主要是叶肉细胞，而进行呼吸作用的细胞是整个植株所有的细胞，因此低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型，由此才能满足低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强。
解析
(4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质(最终电子受体)是________，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是_____。
NADP＋
H2O
光反应中水在光下分解为H＋、O2和e－，e－经传递最终与H＋和NADP＋结合生成NADPH，因此，光反应中最终的电子供体是H2O，最终的电子受体是NADP＋。
解析
3.对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚(40 mg·L－1)的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题：
(1)栅藻的光合放氧反应部位是________(填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚______栅藻的光合放氧反应。
叶绿体
抑制
栅藻是真核生物，进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，对光合放氧的抑制作用增强。
解析
(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是______。
氧气
由题意可知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比，Ⅰ组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌＋氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，Ⅰ组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，故细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。
解析
(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min后，推测该培养液pH会______，培养液中对硝基苯酚相对含量____________。
升高
基本不变
图b中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯酚含量为40 mg·L－1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20 mg·L－1时，栅藻光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b可知，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。
解析
(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是________
______________________________________________________________________________________________________。
栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用
由Ⅲ组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。
解析
4.某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题：
(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是_____________，原因是________________________________
_________________________________________________________。
红光和蓝紫光
光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
(2)光照t时间时，a组CO2浓度_____(填“大于”“小于”或“等于”)b组。
大于
b组O2浓度高于a组，说明光合速率大于呼吸速率，整体表现为吸收CO2，释放O2。因此，a组CO2浓度大于b组。
解析
(3)若延长光照时间，c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是____组，判断依据是_______________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
b
密闭容器中，c的O2浓度不再增加，说明此时由于CO2不足，导致光合速率减弱，光合速率等于呼吸速率；a组O2浓度等于初始浓度，也意味着光合速率等于呼吸速率；而b组此时的光合速率仍然大于呼吸速率。综上所述，b组的光合速率最大
(4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
升高
d组O2浓度等于c组是由于密闭容器中CO2的限制，此时光合速率等于呼吸速率，打开容器之后，提供了更多的CO2，此时即便以c组的光照强度继续照光，仍然可以使幼苗的光合速率上升，大于呼吸速率。
解析
思维延伸
(1)某同学认为t时间内，a组中幼苗叶肉细胞光合作用速率大于其呼吸作用速率，判断的理由是_______________________________
____________________________________。
(2)光照t时间后，给d组提供原有CO2浓度2倍的环境，并以c组光照强度继续照光，经检测幼苗光合速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能是___________________________________
_________________________________________________________________________(列举3条)。
此时植物的光合速率＝呼吸速率，但植物中含有不能进行光合作用的部位
光反应产生的NADPH和ATP有限；叶绿体基质中固定二氧化碳的酶数量有限；有机物在叶绿体中积累过多，限制暗反应
思维延伸
(3)有时光照很强，ATP 和 NADPH的合成速率却未明显增加，推测可能的原因及过程：_______________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
CO2吸收量较低、CO2供应量不足或光合产物运输受阻等原因导致暗反应利用的ATP和NADPH有限，生成的ADP、NADP＋有限，导致光反应原料不足，光反应合成ATP和NADPH的速率受限
1.ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。科研人员探究Ca2＋对淹水胁迫辣椒幼苗根无氧呼吸的影响，一个辣椒幼苗细胞内可能存在的部分代谢途径如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述错误的是
靶向锤炼，
A.检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成
B.辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C.与淹水组相比，Ca2＋影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成
的伤害
D.ADH和LDH催化反应释放的能量，大部分以热能形式散失，少部分合成ATP
√
√
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸过程，都会产生CO2，故检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成，A正确；
由图甲可知，辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH，ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。故辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸既能产生乳酸，也能产生乙醇，B错误；
解析
由图乙可知，与淹水组相比较，Ca2＋能减弱LDH的活性，增强ADH的活性，结合图甲可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2＋影响ADH、LDH 的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害，C正确；
ADH和LDH参与的是无氧呼吸第二阶段的化学反应，该阶段不会释放能量，能量转移到了不彻底的氧化产物乙醇和乳酸中，D错误。
解析
2.处于北极的一种金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种“分解葡萄糖产生乙醇(－80 ℃不结冰)”的奇异代谢过程，该金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述错误的是
A.过程③⑤都只能在极度缺氧环境中才会发生
B.可用酸性重铬酸钾溶液检测过程⑤产生的酒精
C.过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP最多
D.无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，可以缓解[H]积累所引起的酸中毒
√
√
√
过程⑤是无氧呼吸第二阶段产生酒精的过程，是在缺氧或氧气不足情况下发生的，但不是只能在极度缺氧环境中才发生，且过程③在有氧条件下也能发生，A错误；
解析
过程①是细胞呼吸的第一阶段，能产生少量ATP，过程②是无氧呼吸产生乳酸的第二阶段，不产生ATP，过程③是细胞呼吸的第一阶段，能产生少量ATP，过程⑤是无氧呼吸产生酒精的第二阶段，不产生ATP，C错误；
无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，即由产生乳酸变为产生酒精，能缓解乳酸积累引起的酸中毒，且无氧呼吸过程没有[H]积累，D错误。
3.如图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的是
A.图中能产生ATP 的结构有细胞
质基质和线粒体
B.图中 浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体基质>类囊体腔
C.水光解产生的H＋可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量
D.光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境
√
观察题图可知，图中能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误；
解析
从图中离子运输方向判断， 进入细胞是主动运输，从细胞质基质进入叶绿体也是主动运输，所以浓度大小为细胞外<细胞质基质<叶绿体基质，类囊体腔中未显示 相关运输，无法与其他部位比较，B错误；
水光解产生的H＋可进一步形成NADPH，为暗反应提供还原剂和能量，而NADH是细胞呼吸过程产生的，C错误；
从图中可知，光反应产生的O2和H＋能促进细胞外的 运输到叶绿体基质中转化为CO2，确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境，D正确。
4.某生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B，A植株左上角有适宜光源，B植株无光源，中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换)(如图甲)。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养，测定培养过程A植株的光合速率与呼吸速率，得到图乙曲线L1。不考虑温度、水分等因素的影响，下列叙述错误的是
A.a点对应的时刻为测定的起始时刻
B.ab、cd段限制光合速率的因素均
为CO2浓度
C.b点为撤去挡板的时刻
D.c点时A植株光合速率等于B植株
√
观察图乙，a点之前没有对A植株的光合速率与呼吸速率进行测定相关操作，所以a点对应的时刻为测定的起始时刻，A正确；
解析
ab段挡板存在，A植株的光合作用消耗CO2，导致容器内CO2浓度逐渐降低，限制光合速率，b点挡板撤去后，B植株细胞呼吸释放的CO2被A植株利用，但随CO2消耗，cd段CO2浓度再次成为限制因素，因此ab、cd段均受CO2浓度限制，B正确；
ab段，A植株光合速率逐渐降低，由于有适宜光源，因此ab段A植株光合速率下降的原因是容器内CO2浓度逐渐降低，在b点之后，
解析
光合速率又逐渐上升，说明b点对应撤去挡板的时刻，C正确；
挡板打开后，B植株有光照，但因为距离远，光照强度小于A植株，所以c点时A植株光合速率大于B植株，D错误。　　　　
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