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复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
阶段排查4
第5章　细胞的能量供应和利用
1．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。 (　　)
提示：只要条件适宜，酶在生物体外仍有催化活性。
2．酶提供了反应过程所必需的活化能。 (　　)
提示：酶的作用机理是降低反应的活化能。
3．“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物。 (　　)
×
×
√
4．探究pH对酶活性的影响时，实验材料不能选择淀粉，因为淀粉在酸性条件下易分解。 (　　)
5．溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。 (　　)
6．在0 ℃时，酶的空间结构被破坏。 (　　)
提示：在0 ℃时，酶的活性很低，但空间结构未破坏。
7．1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。 (　　)
提示：ATP由1分子核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸组成。
√
√
×
×
8．洋葱鳞片叶内表皮细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体等。 (　　)
提示：洋葱鳞片叶内表皮细胞不含叶绿体，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
9．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。 (　　)
10．细胞中需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 (　　)
提示：NADPH也可以直接供能。
×
√
×
11．制作酸奶的过程中，乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2。 (　　)
提示：乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸。
12．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多。 (　　)
提示：无氧呼吸第二阶段无能量释放，每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同。　
13．橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生反应，变成灰绿色。 (　　)
×
×
√
14．破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中。 (　　)
提示：破伤风芽孢杆菌为厌氧菌。
15．细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来。 (　　)
16．无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。 (　　)
提示：低氧和零上低温环境有利于水果保鲜。
17．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰值。 (　　)
×
√
×
√
18．光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质中。 (　　)
提示：光合作用的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中。
19．光照强度、光质均影响光合作用。 (　　)
20．自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。 (　　)
提示：硝化细菌利用化学能把无机物转变成有机物。
×
√
×
21．小鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到O，呼出的CO2也可能含有18O。 (　　)
22．若用含有18O的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有18O的物质有O、18O2、C18O2。 (　　)
23．ATP和NADPH在叶绿体中随水的分解而产生，ATP和NADH在线粒体中随水的生成而产生。 (　　)
提示：在线粒体中水的生成为有氧呼吸的第三阶段，该阶段消耗NADH和产生ATP，但不产生NADH。
√
√
×
24．暗反应中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。 (　　)
提示：暗反应中14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)。
25．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程。 (　　)
26．夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。 (　　)
提示：夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是气孔关闭。
×
√
×
27．绿色植物在生长过程中，光合作用产生的ATP的量远大于细胞呼吸产生的ATP的量。 (　　)
28．如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率也相同。 (　　)
提示：由于不知道它们的呼吸速率大小，所以它们在光补偿点时实际光合作用速率不一定相同。
29．水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子。 (　　)
30．光合作用的产物均为淀粉。 (　　)
提示：光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。
31．降低环境中CO2浓度时，短时间内植物叶绿体中C3/C5的值变小。 (　　)
√
×
√
×
√
1．无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别在于______________
_________________________________________________________。
提示：无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能，只是酶降低活化能的作用更显著
2．测定酶的最适温度的实验思路是___________________________
_________________________________________________________。
提示：在一定的温度范围内，设置多个不同的温度梯度，分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值，峰值所对应的温度为最适温度，否则继续扩大温度范围，直到测出峰值
3．新采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味的原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：加热会破坏将可溶性糖(甜)转化为淀粉(不甜)的酶
4．若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜用碘液，不能选用斐林试剂的原因是_________________________________________________________。
提示：用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中温度为自变量，需严格控制
5．探究温度对酶活性的影响时，不应选用过氧化氢溶液作为反应底物，因为_________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：过氧化氢很不稳定，遇热会分解
6．ATP在生物体内含量较少，但生物体对 ATP 的需求量很大，生物体解决该矛盾的方法： ____________________________________
_________________________________________________________。
提示：细胞内ATP与ADP的转化速率较快，因此能够满足生物体对 ATP的需求量
7．植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“通货”，由此说明____________________________________________
_________________________________________________________。
提示：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源
8．探究酵母菌的呼吸方式实验中，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，原因是____________________________
_________________________________________________________。
提示：葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化
9．无氧呼吸只释放少量能量的原因是________________________
_________________________________________________________。
提示：无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，大量能量储存在氧化分解不彻底产物(酒精或乳酸)中
10．向只含有线粒体和葡萄糖的试管中通入氧气，结果没有 CO2和H2O 产生，其原因是________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：葡萄糖不能进入线粒体，线粒体中呼吸的底物为丙酮酸，丙酮酸才可以进入线粒体发生化学反应
11．夏季雨水过多时，农作物出现烂根现象的主要原因是________
_________________________________________________________。
提示：水淹造成土壤中缺乏氧气，无氧呼吸产生的酒精会对根细胞产生毒害作用，导致农作物出现烂根现象
12．新鲜蔬菜水果放在冰箱冷藏室中，能延长保鲜时间的原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：低温抑制酶的活性，降低细胞呼吸作用，使有机物分解速率减慢，进而延长保鲜时间
13．叶绿素比类胡萝卜素在滤纸条上扩散慢的原因是____________
_________________________________________________________。
提示：叶绿素在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素
14．黑暗中培养的幼苗叶片黄化的原因是______________________
_________________________________________________________。
提示：黑暗中叶绿素无法合成，而且叶绿素会逐渐分解，最终显现出较稳定的类胡萝卜素的黄色
15．鲁宾和卡门实验的思路是________________________________
_________________________________________________________。
提示：用18O分别标记二氧化碳和水，再分别培养两组植物，最终产生含18O标记的氧气只来自标记水的那一组
16．某种树木树冠下层叶片比上层叶片光合作用强度低的主要原因是_______________________________________________________。
提示：上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，光合作用强度低
17．干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是_________________________________________________________。
提示：为减少蒸腾作用导致的水分散失，气孔大量关闭，二氧化碳吸收量减少
18．科学研究发现光反应和暗反应之间存在时间上的 “延搁”，因此，相对于一直保持光照的条件，提高单位光照时间内制造有机物的量可采取的措施是________________________________________
_________________________________________________________。
提示：以适当的频率进行光照和黑暗交替处理
19．萌发种子干重减少的原因是______________________________
_________________________________________________________。
提示：种子呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用
20．光下培养密闭容器中的植物，容器中二氧化碳浓度先下降后不变的原因是_______________________________________________。
提示：开始时，光合作用吸收二氧化碳量大于细胞呼吸释放二氧化碳量，随着容器中二氧化碳浓度降低，光合作用减弱，直至光合作用吸收的二氧化碳量与细胞呼吸释放的二氧化碳量达到动态平衡
章末滚动检测(三)　(第1～5章)
一、选择题
1．拟南芥植物的根中有一种共生细菌，该细菌能提高拟南芥的耐盐能力。区分共生细菌与拟南芥根细胞的依据是(　　)
A．是否有细胞壁 B．是否有染色体
C．是否有叶绿体 D．是否有核糖体
√
B　[共生细菌与拟南芥根细胞都具有细胞壁，无法将两者区分开，A错误；共生细菌是原核生物不具有染色体，拟南芥根细胞是真核细胞，细胞中有染色体，因此根据有无染色体结构，将二者区分开，B正确；共生细菌是原核生物，没有叶绿体，拟南芥根细胞也没有叶绿体，无法将两者区分开，C错误；共生细菌与拟南芥根细胞都具有核糖体，无法将两者区分开，D错误。]
2．营养学家对一些食物中的蛋白质含量进行了测定，得出以下数据。下列相关描述正确的是(　　)
食物名称 黄豆 绿豆 猪肉 羊肉 豆油
每100 g食物中蛋 白质的含量/g 35.1 21.6 13.2 18.1 未检出
A．羊肉比猪肉蛋白质含量高，推测羊肉比猪肉更有营养价值
B．豆油中没检测到蛋白质，说明提取豆油的豆类细胞中不含蛋白质
C．黄豆蛋白质含量最高，说明黄豆细胞中含量最多的化合物是蛋白质
D．不同食品营养价值不同，平衡膳食更利于人体健康
√
D　[营养价值并不取决于蛋白质含量的高低，A错误；豆油中未检测到蛋白质，并不能说明提取豆油的豆类细胞中不含蛋白质，B错误；黄豆细胞中，含量最多的化合物是水，C错误；不同食品含有的物质含量并不相同，营养价值也有差别，平衡膳食更利于人体健康，D正确。]
3．下列关于水的生理功能的叙述，不正确的是(　　)
A．自由水是细胞内物质的良好溶剂
B．结合水是细胞结构的重要组成成分
C．水溶液可运输代谢废物到排泄器官
D．水分解能释放能量供生命活动需要
√
D　[生物体的水分解不能为细胞的生命活动提供能量。]
4．自古以来民间有食用鱼鳔的习俗，为探究鱼鳔的营养价值，对每100 g鱼鳔所含的无机盐进行测定。下列对测定结果的预测不正确的是(　　)
A．各种无机盐的比例均小于2%
B．无机盐中C、H、O的含量最高
C．可测出Na、K等无机盐的含量
D．不同无机盐的含量有所差异
√
B　[无机盐仅占细胞鲜重的1%～1.5%，A正确；C、H、O是构成细胞的主要元素，不属于无机盐，B错误；可以测出Na、K等无机盐的含量，且不同无机盐的含量有所差异，C、D正确。]
5．(2025·贵州卷)正常情况下，有效磷浓度低于植物根细胞内的磷浓度，某些解磷真菌能分泌酸性酶将土壤中的有机固态磷转化为有效磷，利于植物吸收。植物吸收的磷主要储存于液泡中，缺磷时液泡中的磷可进入细胞质基质。下列叙述错误的是(　　)
A．正常情况下植物根细胞吸收有效磷需要消耗能量
B．无机磷从液泡进入细胞质基质需要蛋白质参与
C．植物吸收的磷可参与构成细胞的生物膜系统
D．解磷真菌分泌酸性磷酸酶的过程使细胞膜面积减少
√
D　[正常情况下，有效磷浓度低于根细胞内的磷浓度，吸收方式为逆浓度梯度的主动运输，需载体和能量，A正确；据题干信息可知，无机磷从液泡(高浓度)到细胞质基质(低浓度)为协助扩散，需转运蛋白参与，B正确；磷是磷脂、核酸等的组成元素，生物膜含磷脂，故植物吸收的磷可参与构成生物膜系统，C正确；解磷真菌分泌酸性磷酸酶的方式为胞吐，胞吐通过囊泡与细胞膜融合释放物质，此过程会使细胞膜面积暂时增加，而非减少，D错误。]
6．(2025·陕晋青宁卷)高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是(　　)
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
√
C　[高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”，不能降解蛋白质，A错误；合成新的分子伴侣所需能量也能由细胞质基质提供，B错误；分子伴侣蛋白的形成需要核基因指导、核糖体合成、内质网加工，C正确；UPR能改善高温胁迫导致的错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累的状况，阻碍UPR会减弱植物对高温胁迫的耐受性，D错误。]
7．在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡体积会随外界溶液浓度的变化而改变，如图所示。①②时刻滴加的溶液是(　　)
A．均为清水
B．均为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液
C．0.3 g·mL-1的蔗糖溶液、清水
D．清水、0.3 g·mL-1的蔗糖溶液
√
C　[质壁分离的现象为液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深。图中①处滴加溶液后，液泡的体积逐渐变小，细胞发生渗透失水，因此该处细胞外溶液浓度大于细胞液中的浓度，即①处滴加的是
0.3 g·mL-1蔗糖溶液；②处滴加溶液后，液泡的体积逐渐变大，细胞发生渗透吸水，此时细胞液浓度大于外界溶液的浓度，因此②处可能滴加的是清水，即C正确。]
8．如图表示H＋和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析下列处理可使蔗糖进入细胞速率加快的是(　　)
A．降低细胞外蔗糖浓度
B．降低细胞中H＋的浓度
C．降低ATP合成酶活性
D．降低共转运蛋白数量
√
B　[据图可知，H＋通过质子泵运出细胞需要消耗ATP，说明是逆浓度梯度进行的，即H＋分布是细胞外浓度高于细胞内，而蔗糖的跨膜运输是借助H＋浓度势能实现的，故降低细胞中H＋浓度能够加大势能，从而使蔗糖进入细胞速率加快，而降低细胞外蔗糖浓度不利于蔗糖运输，A错误，B正确；降低ATP合成酶活性会影响H＋跨膜运输进而影响蔗糖运输，C错误；蔗糖跨膜运输需要转运蛋白协助，降低膜上共转运蛋白数量会导致蔗糖运输减慢，D错误。]
9．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，生物体内的化学反应能够在较为温和的条件下进行，与酶的作用密不可分。下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A．酶的空间结构不会因过酸、过碱而遭到破坏
B．酶在催化化学反应前后其本身的性质发生改变
C．酶活性的最适温度一般不是储存该酶的适宜温度
D．酶的专一性体现在一种酶只能催化一种化学反应
√
C　[高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活，A错误；酶是有催化作用的有机物，酶在催化化学反应前后其本身的性质不会发生改变，B错误；酶制剂适宜在低温下保存，酶活性的最适温度一般不是储存该酶的适宜温度，C正确；酶的专一性体现在一种酶只能催化一种或一类化学反应，D错误。]
10．切开的苹果一会儿就变黄甚至变褐色是因为苹果白色果肉中的酚类物质在空气中被酚氧化酶加速氧化成黄褐色的醌类物质。为探究不同温度对两种酚氧化酶的活性的影响，某研究小组设计了实验，结果如下图。下列叙述正确的是(　　)
A．本实验的自变量只有温度，因变量是酚剩余量
B．据图分析，相同温度条件下酶A的活性更高
C．由图可知，切开的苹果放在冰箱冷藏条件下可
减缓变色
D．若要探究酶B的最适温度，可在20～30 ℃之间设置多个温度梯度
√
C　[本实验的目的是探究不同温度对两种酚氧化酶的活性的影响，因此本实验的自变量为温度和酶种类，因变量为酶活性，相应的衡量指标为酚剩余量，A错误；根据图示结果可知，相同温度条件下酶B的活性更高，因为酶B催化下酚剩余量均少于酶A催化条件下，B错误；由图可知，在低温条件下，两种酶催化情况下的酚剩余量较多，因而推测，切开的苹果放在冰箱冷藏条件下可减缓变色，C正确；结合图示可知，若要探究酶B的最适温度，可在30～50 ℃之间设置多个温度梯度，重复实验，D错误。]
11．ATP是细胞中的直接能源物质，下图为ATP合成及水解示意图。下列有关说法正确的是(　　)
A．图中过程①和过程②需要的酶
的种类相同
B．ATP与ADP的相互转化只发生在真核细胞中
C．过程②为ATP的水解过程，常伴随着吸能反应
D．光合作用的两个阶段都会发生过程①
√
C　[图中过程①为ATP合成的过程，需要ATP合成酶，过程②为ATP水解的过程，需要ATP水解酶，A错误；ATP与ADP的相互转化发生在真核细胞和原核细胞中，B错误；过程②为ATP水解的过程，释放出能量，常伴随着吸能反应，C正确；①为ATP合成的过程，光合作用的光反应阶段会发生过程①，而暗反应阶段会发生过程②，D错误。]
12．(2025·江苏卷)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　)
A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同
B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与
C．呼吸作用都能产生[H]和ATP
D．无氧呼吸的产物都有CO2
√
C　[人体细胞和酵母细胞中，细胞呼吸第一阶段都是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]并释放少量能量，其场所都是细胞质基质，A错误。有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，这一阶段不需要氧气直接参与，B错误。无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，第一阶段都会产生[H]和少量ATP，有氧呼吸第二阶段也会产生[H]和ATP，因此人体细胞和酵母细胞呼吸作用都能产生[H]和ATP，C正确。人体细胞无氧呼吸的产物有乳酸，没有CO2；酵母细胞无氧呼吸的产物有酒精和CO2，D错误。]
13．(2025·贵州卷)R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是(　　)
A．R848能影响X精子的无氧呼吸
B．R848会导致X精子ATP生成量减少
C．R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量
D．R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的
√
C　[葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段，为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程。R848抑制此过程，直接影响无氧呼吸，A正确；糖酵解和线粒体活性被抑制，导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少，B正确；线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段(电子传递链)，减少O2的消耗量，因此R848会影响O2消耗量，C错误；X精子因ATP生成减少导致运动能力下降，可通过此差异筛选精子类型，D正确。]
14．如图为高等植物光合作用过程图解，其中①②③④表示物质，Ⅰ、Ⅱ表示过程。下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅱ发生于叶绿体基质中；
过程Ⅰ发生于叶绿体类囊体薄膜上
B．图示①～④依次为NADH、ATP、
CO2、(CH2O)
C．弱光条件下植物没有释放O2，但植物可进行光合作用
D．在水稻开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
√
B　[过程Ⅱ为暗反应，该过程发生于叶绿体基质中；过程Ⅰ为光反应，该过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，A正确；图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、(CH2O)，B错误；弱光条件下植物没有释放O2，但植物可进行光合作用，只是光合速率小于或等于呼吸速率，C正确；禾谷类作物开花期，光合作用产生的有机物主要运输到花穗，若剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降，D正确。]
15．科学家在厌氧型光合细菌中发现了一种利用菌绿素的原始光合作用机制，其基本原理如图所示。该细菌的光合作用与高等植物相比，下列叙述错误的是(　　)
A．ATP的合成同样依赖色素分子吸收光能
B．菌绿素和叶绿素同样位于类囊体薄膜
C．(CH2O)的合成都需要ATP和NADPH的参与
D．该细菌不释放O2是因为NADPH的H来自H2S
√
B　[高等植物光合作用过程中，ATP的合成依赖光合色素吸收光能，识图分析可知，厌氧型光合细菌中ATP的合成同样依赖色素分子(菌绿素)吸收光能，A正确；菌绿素是厌氧型光合细菌中分布的色素，细菌属于原核生物，没有叶绿体，也没有类囊体薄膜存在，高等植物的叶绿素位于类囊体薄膜上，B错误；高等植物暗反应过程中C3还原需要ATP和NADPH的参与，生成(CH2O)，图中厌氧型光合细菌(CH2O)的合成也需要ATP和NADPH的参与，C正确；识图分析可知，图中H2S转变为的过程中合成了NADPH，因此该细菌不释放O2是因为NADPH的H来自H2S，D正确。]
16．用下图所示的装置Ⅰ可以测定萌发种子的呼吸速率，用装置Ⅱ可以测定植物的呼吸速率和光合速率。下列叙述错误的是(　　)
A．测定萌发种子的呼吸速率时，溶液X应为NaOH溶液
B．为排除物理因素的影响，应补充一组装置Ⅲ，在其烧杯中放等量煮熟的种子
C．测植物呼吸速率时，应对装置Ⅱ进行遮光处理
D．溶液Y是CO2缓冲液，单位时间内Ⅱ中红色液滴的移动距离代表植物产生O2的速率
√
D　[测定萌发种子的呼吸速率时，溶液X应为NaOH溶液，以吸收细胞呼吸释放的CO2，A正确；为排除物理因素对结果的影响，减小实验误差，应补充一组装置Ⅲ，并在其烧杯中放等量煮熟的种子作为对照组，B正确；测植物呼吸速率时，为排除光合作用对实验结果的影响，应对装置Ⅱ进行遮光处理，C正确；溶液Y是CO2缓冲液，单位时间内Ⅱ中红色液滴的移动距离代表植物释放O2的速率，D错误。]
17．(不定项)下图为人体内两种重要生物大分子A与B的化学组成关系，相关叙述中正确的是(　　)

A．a的种类有21种， b的种类有4种
B．A在高温下空间结构及肽键会被破坏，B是所有生物的遗传物质
C．a由肠腔进入小肠上皮细胞的方式是主动运输
D．B和核糖核酸的区别只表现在五碳糖不同
√
√
AC　[A和B是构成染色体的主要成分，则A是蛋白质，B是DNA，A(蛋白质)的基本单位a是氨基酸，B(DNA)的基本单位b是四种脱氧核苷酸。组成蛋白质的基本单位a氨基酸约有21种，b是组成DNA的脱氧核苷酸，其种类有4种，A正确；A是蛋白质，在高温下空间结构会被破坏，但肽键不会被破坏，B是大多数生物的遗传物质，如RNA病毒的遗传物质为RNA，B错误；a是氨基酸，由肠腔进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，C正确；B为DNA，其与核糖核酸的区别表现在五碳糖和含氮碱基(前者含T，后者含U)不同，D错误。]
18．(不定项)(2025·云南卷)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体，操作流程如图。下列说法正确的是(　　)

A．缓冲液可以用蒸馏水代替
B．匀浆的目的是释放线粒体
C．差速离心可以将不同大小的颗粒分开
D．该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
√
√
√
BCD　[缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定，保持线粒体的正常结构和功能，蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡，导致线粒体吸水胀破，所以缓冲液不可以用蒸馏水代替，A错误；匀浆是通过机械等手段破坏橘子果肉细胞的结构，使细胞破裂，从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来，所以匀浆的目的是释放线粒体，B正确；差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异，在不同转速下进行离心，从而将不同大小的颗粒分开，C正确；线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所，丙酮酸的氧化分解发生在线粒体中，所以该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解，D正确。]
19．某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入
25 mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是(　　)
A．当观察到注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸
B．反应初期注射器A中的酵母菌的线粒体基质会消耗水并产生CO2
C．充分反应后取B中的适量液体，滴加少量酸性重铬
酸钾溶液，溶液由橙色变为灰绿色
D．该实验设置了有氧和无氧两种条件，其中有氧条件
为实验组，无氧条件为对照组
√
D　[若酵母菌只进行有氧呼吸，气体体积不变，而注射器A中的总体积大于50 mL，说明酵母菌进行了无氧呼吸，A正确；反应初期注射器A中含有氧气，酵母菌进行有氧呼吸，线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时，会消耗水并产生CO2，B正确；注射器B中酵母菌无氧呼吸产生了酒精，酒精可以与酸性重铬酸钾反应，使颜色由橙色变为灰绿色，C正确；该实验设置了有氧和无氧两种条件，两组均为实验组，D错误。]
20．(不定项)研究表明，癌细胞和正常细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞主要是通过无氧呼吸产生ATP。下图显示了癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，①～④代表不同过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．癌细胞的④过程发生在线粒体
B．癌细胞的③过程产生少量ATP
C．若研制药物抑制癌细胞代谢途径，可选择作用于①过程
D．有氧条件下，癌细胞通过①过程吸收的葡萄糖比正常细胞多
√
√
BC　[癌细胞仍可以进行有氧呼吸，④过程表示有氧呼吸第二、三阶段，场所在线粒体，A正确；据题干癌细胞在有氧条件下以无氧呼吸为主，无氧呼吸都只在第一阶段释放少量能量并生成少量ATP，在生成乳酸的阶段没有产生ATP，B错误；在有氧条件下，癌细胞主要进行无氧呼吸，为减少对正常细胞的影响，可通过抑制③过程实现对癌细胞的抑制，C错误；癌细胞主要进行无氧呼吸，但是产生的ATP与正常细胞无明显差异，可推理出癌细胞需要消耗更多的葡萄糖，D正确。]
二、非选择题
21．(10分)酶是细胞代谢正常进行的必要条件之一。某生物兴趣小组进行了以下有关酶的探究实验。请回答相关问题：
实验甲：探究温度对酶活性的影响。
实验乙：探究pH对酶活性的影响。
实验丙的实验流程及现象
A组：淀粉＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→不出现砖红色沉淀
B组：蔗糖＋蔗糖酶→斐林试剂鉴定→出现砖红色沉淀
(1)实验室有过氧化氢酶与唾液淀粉酶，可提供给兴趣小组进行实验甲、乙的探究，实验乙应该选择的酶是_______________，与无机催化剂相比，该酶______________________，因而催化效率更高。
(2)实验甲、乙共同的无关变量是______________________________
(答出两点)等。
过氧化氢酶
降低活化能的作用更显著
酶浓度、底物浓度、反应时间
(3)实验丙的实验目的是____________________________。有同学认为，实验结果检测时，除了上述检测方法之外，也可以选择碘液作为检测试剂，你是否同意该同学的观点，并说明理由： __________
__________________________________________________________________________________________________________________。
验证酶具有专一性
不同意，蔗糖及水解产物均与碘液没有显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否分解(或碘液不能检测蔗糖是否水解)
[解析]　(1)实验乙的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，由于淀粉在酸性条件下能水解，会对实验结果造成干扰，所以应选择过氧化氢酶，而不是唾液淀粉酶。与无机催化剂相比，过氧化氢酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著，具有高效性。(2)根据分析可知，实验甲的自变量是温度，实验乙的自变量是pH，两个实验的无关变量包括酶浓度、反应时间、底物浓度等，在实验中，要保证无关变量相同且适宜。(3)根据分析可知，实验丙证明了酶具有专一性，因此实验丙的实验目的是验证酶具有专一性；不同意该同学用碘液作为实验丙检测试剂的观点，因为蔗糖及其水解产物均不与碘液发生显色反应，因此不能用碘液检测蔗糖是否分解。
22．(12分)广东是荔枝的主要产地。荔枝品种丰富，目前主栽品种有糯米糍、妃子笑等。为提高荔枝的产量和品质提供指导依据，研究人员测定了两品种荔枝在盛花期白天的净光合速率，结果如图所示。
回答下列问题。
(1)白天荔枝叶肉细胞产生ATP的场所有________________________
__________，C3的还原过程需要接受________________等物质释放的能量。
(2)两个品种的荔枝在11：30时净光合速率都明显下降，原因是__________________________________________________________
________________________________________________________。
细胞质基质、叶绿体、
ATP、NADPH
线粒体
中午光照过强，温度高，会导致荔枝的气孔关闭，导致CO2供应减少，从而抑制了荔枝的光合作用
(3)据图分析，________(填“能”或“不能”)判断糯米糍一整天有机物的积累量更多，理由是__________________________________
_____________________________________________________________________________________。
不能
题中没有两个品种夜晚的呼吸速率信息，仅靠8：30到16：30的净光合速率，不能判断糯米糍一整天有机物的积累量更多
(4)为进一步探究影响糯米糍和妃子笑产量的因素，研究者通过相关实验研究发现在13：30－16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时引起光合速率下降的原因可能是___________________________________________________________(答出3点即可)。
光照强度降低、温度降低、与光合作用有关酶的活性降低
[解析]　(1)白天叶肉细胞可同时进行有氧呼吸和光合作用，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体；NADPH和ATP可以为C3的还原过程提供能量。(2)11：30时温度过高，为降低蒸腾作用，植物叶片上部分气孔关闭，CO2供应减少而导致光合速率降低。(3)一整天有机物的积累量需要考虑24小时的光合作用与呼吸作用，题中没有两个品种夜晚的呼吸速率信息，仅靠8：30到16：30的净光合速率，不能判断糯米糍一整天有机物的积累量更多。(4)在13：30－16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时需要考虑其他影响光合作用的因素，例如光照强度降低、温度降低、与光合作用有关酶的活性降低。
23．(14分)为探究光照强度对不同植物幼苗光合作用能力的影响，某生物兴趣小组做如下实验，将生长状况相同的不同植物的幼苗分成A、B两组，分别栽种在温度适宜，其他条件均相同的环境中，测定结果如图所示。
(1)该实验的自变量是____________________________________。
(2)如果在光照强度为300 lx的条件下培养这两组幼苗，则这两组幼苗的生长速度理论上相等，理由是____________________________
________________________________________________________。
(3)当光照强度为1 500 lx时，限制A组和B组幼苗光合作用强度的环境因素主要是____________________、______________。
光照强度和不同植物幼苗
光照强度为300 lx时，A、B组幼苗的净光合速率相等(或积累的有机物的量相等)(3分)
二氧化碳浓度
光照强度
(4)为进一步研究B组植物的生理活动，该生物兴趣小组分别设置了不同温度的8个大棚，CO2浓度及其他外界条件相同且适宜，测得该植物的净光合速率和黑暗条件下的呼吸速率相对值如下表。请回答下列问题：
温度(℃) 20 25 30 35 40 45 50 55
净光合速 率相对值 2 4 5 3 0 －4 －3 －2
呼吸速率 相对值 2 3 3.5 4.5 5 4.5 3 2
若大棚中每天光照、黑暗各12 h，则8个大棚中的植物能够正常生长的是温度为____________________________的几个大棚。温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是______________________________________________________。
25 ℃、30 ℃
有关光合作用的酶与有关呼吸作用的酶的最适温度不同(3分)
[解析]　(1)据图可知，该实验的自变量是光照强度和不同植物幼苗。(2)当光照强度为300 lx时，A、B两组幼苗的净光合速率相等，所以如果在光照强度为300 lx的条件下培养这两组幼苗，则这两组幼苗的生长速度理论上是相等的。(3)当光照强度为1 500 lx时，A组幼苗已达光合作用最大值，此时限制因素主要是二氧化碳浓度；而限制B 组幼苗的环境因素是光照强度。(4)根据题意分析，若大棚中每天光照、黑暗各12 h，那么只有12小时光合作用净量大于12小时呼吸量时，植物才能够正常生长。分析表格数据可知，只有温度为25 ℃、30 ℃的两个大棚符合该条件。温度影响酶的活性，因此温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，原因是有关光合作用的酶与有关呼吸作用的酶的最适温度不同。
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复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
素能提升课2　科学探究中的变量控制与对照实验
提升点1　科学探究中的变量控制
实验过程中的变化因素称为变量。在生物实验设计中对变量的确立、操控是实验成功与否的关键。
(1)变量类型
自变量 又称实验变量，是研究者主动操控的，即实验所探究的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量，坐标中横轴标识一般为自变量
因变量 又称反应变量，是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，应具有可测性和客观性，坐标中纵轴标识一般为因变量
无关 变量 无关变量又称干扰变量、控制变量，是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。实验时一般需控制无关变量适宜且相同
(2)变量控制
①单一变量原则
即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。
②等量原则
在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量对实验的影响，而且不同的实验组中无关变量应完全相同且适宜，这样就可排除无关变量对实验的干扰，排除实验偶然性，提高实验的准确率。
1．某同学为探究酶的特性，进行了一系列相关实验，结果如下表所示，下列叙述正确的是(　　)
实验步骤 试管
1 2 3 4 5 6
1 向试管内加入可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL
2 向试管内加入植物淀粉酶 2滴 2滴 2滴
实验步骤 试管
1 2 3 4 5 6
3 将试管分别放到不同温度的水浴保温5分钟 0 0 50 50 100 100
4 将试管1和2，3和4，5和6中溶液混合，继续在原温度下保温5分钟
5 分别滴加碘液，并观察颜色变化
√
A．本实验的自变量是底物的有无、温度、酶的有无
B．本实验可以用斐林试剂检测还原糖的生成量，比较各温度下砖红色颜色深浅
C．会对实验结果产生重大影响的无关变量有淀粉的浓度、酶的浓度，如果淀粉用量过少，可以适当延长反应时间，以观察到最佳实验现象
D．沸水浴组滴加碘液后，颜色为蓝色，将该反应体系的温度降至适宜温度继续反应，颜色无变化
D　[本实验的自变量为温度，因变量为淀粉被分解的速率，A错误；由于用斐林试剂检测还原糖的生成量时需要水浴加热，会改变实验初始的预设温度，影响实验结果的观察，因此不能用斐林试剂检测还原糖的生成量，B错误；酶具有高效性，如果淀粉用量过少，可以适当缩短反应时间，以观察到最佳实验现象，C错误；由于高温会使酶的活性丧失，因此沸水浴组滴加碘液后，颜色为蓝色，将该反应体系的温度降至适宜温度继续反应，颜色无变化，D正确。]
2．消化酶的研究为鲍鱼的快速健康养殖提供了参考。研究人员从鲍鱼的肠道和肝胰脏中获取淀粉酶进行相关实验，结果如图1、图2所示。请回答下列问题：
(1)图1中实验的自变量是_________________________，因变量是________________。在30 ℃至40 ℃范围内，________________中淀粉酶活性较高。
(2)由图2可知淀粉酶的最适pH在________左右，pH为2时，淀粉酶活性低的原因是_________________________________。实验中的“淀粉酶活性”可以用______________________________________为指标进行测量。
温度和酶的来源
淀粉酶的活性
肠道
7.2
pH过低破坏酶的空间结构
单位时间内淀粉的分解量或分解产物的生成量
(3)图3为肠道中淀粉酶在35 ℃时催化的反应物浓度随时间变化的曲线，请在图3上画出同等条件下肝胰脏中淀粉酶催化的反应曲线。
(4)图2中实验设计的pH梯度________(填“适合”或“不适合”)直接用于“pH对胃蛋白酶活性影响”的实验研究。研究人员发现在相同条件下纤维素酶的活性较高，这可能与鲍鱼喜食富含________的藻类有关。
不适合
纤维素
[解析]　(1)分析图1的实验结果可知，实验目的是探究温度对肠道和肝胰脏中淀粉酶活性的影响，自变量是温度和酶的来源，因变量是淀粉酶的活性。在30 ℃至40 ℃范围内，肠道中淀粉酶活性高于肝胰脏中淀粉酶活性。
(2)据图2可知，曲线最高点淀粉酶活性最大，故淀粉酶的最适pH是7.2左右；淀粉酶是蛋白质，pH为2时，pH过低，破坏酶的空间结构使酶的活性降低。酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，曲线中的“淀粉酶活性”可以用单位时间内淀粉的分解量或分解产物的生成量为指标进行测量。
(3)35 ℃时，肠道淀粉酶活性高于肝胰脏淀粉酶活性，与肠道相比，肝胰脏中淀粉酶催化等量反应物完全分解所需时间更长。反应曲线见答案(略)。
(4)胃蛋白酶的最适pH是1.5左右，实验设计的pH梯度下胃蛋白酶几乎无活性，不适合直接用于“pH对胃蛋白酶活性影响”的实验研究。纤维素酶的活性高，说明鲍鱼喜食富含纤维素的藻类，需要大量分解纤维素。
3．某小组进行“探究pH对酶的影响”的一系列活动。实验一：“探究pH对过氧化氢酶的影响”，设置了pH为5.0、6.0、7.0和8.0的四个组，实验结果如下表所示。
不同pH、不同时间收集到的气体体积表(mL)
　　pH 时间/s　　 5.0 6.0 7.0 8.0
30 8 10 10 10
60 9 10 10 10
90 10 10 10 10
120 10 10 10 10
(1)能否用各组实验完全结束后收集到的气体体积作为因变量检测指标，并说明理由？
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)实验结果并不理想，可通过______________(填“增大”或“减小”)底物浓度；或____________(填“增大”或“减小”)酶的量等措施加以改进。
不能，实验中H2O2的量是一样的，故各组实验完全结束后收集到的气体体积也是一样的，无法作为因变量反映酶的活性强弱
增大
减小
(3)若实验中只有一套实验装置，每次实验后，先用蒸馏水充分冲洗反应室，然后用___________________________再冲洗一遍。
实验二：“探究pH对不同蛋白酶的影响”，对木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶进行了相关实验，结果如图所示：
与反应液相同pH的缓冲液
(4)本实验的自变量为______________。
(5)据图可知，_______________酶更适宜作为食品添加剂，理由是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
pH、酶的种类
木瓜蛋白
胃蛋白酶和胰蛋白酶的活性均会随着pH的改变而改变，而木瓜蛋白酶的活性不随pH的变化而变化
[解析]　(1)分析表格可知，pH为实验的自变量，底物过氧化氢为本实验的无关变量，每组过氧化氢溶液的浓度和用量均相同，故各组实验完全结束后收集到的气体体积也是一样的，无法作为因变量反映酶的活性强弱。
(2)实验效果不理想是因为pH在6.0、7.0、8.0下，30 s内气体的产生量相同反应很快完成，因此可以采用增大底物浓度的办法，使不同pH下不同活性的酶所催化产生的气体量出现差异，增大区分度；同理，应减小酶的用量来增大区分度。
(3)若实验中只有一套实验装置，每次实验后，先用蒸馏水充分冲洗反应室，然后用与反应液相同pH的缓冲液再冲洗一遍，这是因为缓冲液能够保持反应体系的pH稳定，避免上一次实验的残留液对下一次实验的pH造成干扰。
(4)分析所给的曲线图可知，本实验的自变量为pH和酶的种类。
(5)分析曲线图可知，胃蛋白酶和胰蛋白酶的活性均会随着pH的改变而改变，而木瓜蛋白酶的活性不随pH的变化而变化，故木瓜蛋白酶更适宜作为食品添加剂，催化效果稳定。
提升点2　对照实验
1．含义
除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。
2．对照实验的类型
(1)空白对照：自然状态下，即不做任何处理，或除实验变量外，其他处理与实验组完全相同(如生理盐水、酒精溶剂、假手术等)。
(2)自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行，观察实验处理前后现象的变化。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。
(3)相互对照：几个实验组相互对比，其中每一组既是实验组也是其他实验组的对照组。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响未知的情况下使用，通过相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。
(4)条件对照：给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，给定的处理因素正是为了保证实验中，对照组和实验组相比，只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。
1．关于酶及其特性的实验设计，下列叙述不正确的是(　　)
A．验证酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和斐林试剂等设计对照实验进行验证
B．验证酶的高效性，可通过设置自身对照，比较盛有H2O2的试管中加入过氧化氢酶前后，H2O2分解速率的变化来进行验证
C．探究pH对酶活性影响的实验中，简要流程可以是将酶加入各组试管→调节各试管酶液的pH→向各试管加入底物→混匀并进行保温→观察结果
D．探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，pH为无关变量
√
B　[淀粉酶可以将淀粉水解为还原糖，而不能将蔗糖水解，斐林试剂和还原糖在水浴条件下生成砖红色沉淀，所以可以用淀粉酶、淀粉、蔗糖和斐林试剂等设计对照实验进行验证酶的专一性，A正确；酶的高效性是和无机催化剂相对而言的，故在验证酶的高效性的实验中，应该使用无机催化剂作为对照，B错误；探究pH对酶活性影响的实验中，简要流程可以是将酶加入各组试管→调节各试管酶液的pH→向各试管加入底物→混匀并进行保温→观察结果，C正确；探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，pH为无关变量，要保证pH相同且适宜，D正确。]
2．生物学是一门重视实验的科学。图1和图2是某兴趣小组根据实验绘制的“影响H2O2分解速率”的曲线图，图3是该兴趣小组绘制的“温度对麦芽糖酶活性影响”的曲线图。请回答下列问题：
(1)酶具有高效性的原因是___________________________________
_____________________________________________________。
图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为________________________、___________________________。
(2)图2酶促反应中限制bc段O2产生速率的主要因素是_________________________。由图3可得出酶具有的特性是_______________。酶活性可用________________________________
______________表示。
与无机催化剂相比，酶降低活化能的
作用更显著
催化剂的种类和反应时间
H2O2浓度(或过氧化氢浓度)
过氧化氢酶量(浓度)
作用条件温和
在一定条件下酶所催化某一化学反
应的速率
(3)该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响麦芽糖酶活性的实验，探究经过温度t4处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平。他们进行了如下实验：取3支试管，分别编号为A、B、C，各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL；关于自变量的设置：A和B作为对照组应分别在温度为______________的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为_______________________________
_________________________________________________________。
t3、t4
先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间
(4)麦芽糖酶可以催化麦芽糖水解为葡萄糖，但实验结果不能用斐林试剂检测，原因是__________________________________________
_________________________________________________________。
麦芽糖和葡萄糖均为还原糖，它们均能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀
(5)另外班上有其他兴趣小组做了以下实验：实验研究钙对小鼠的影响
①选择生理状况相同的健康小鼠若干只，随机均分成甲、乙两组；
②甲组小鼠饲喂适量无钙的饲料，并提供不含钙离子的饮用水；乙组小鼠___________________________________________________。
③将甲、乙组小鼠放在相同且适宜的环境中饲养一段时间，并随时观察其生理状况；
④实验现象：甲组小鼠出现肌肉抽搐现象，乙组小鼠正常生长。
饲喂等量相同的饲料，并提供等量富含钙离子的饮用水
[解析]　(1)与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，体现出酶具有高效性。分析图1可知，两条曲线的形成是加入的催化剂的种类及反应时间的不同，图2是酶促反应速率随底物浓度的变化而变化的曲线，所以图1、图2所代表的实验中，实验自变量依次为催化剂的种类和反应时间、H2O2浓度。
(2)图2中bc段，随着过氧化氢浓度的增大，O2产生速率不再增大，说明过氧化氢酶浓度是限制bc段O2产生速率的主要因素；图3是研究温度影响麦芽糖酶活性的实验，温度过高或过低酶活性均较低，且高温下可能会失活，故由图3可得出酶具有作用条件温和的特性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
(3)由于实验目的是研究经过温度t4处理的酶，当温度降低到t3时，其活性是否可以恢复到较高水平，故根据实验目的，实验需分为三组，一组温度设定在t3，一组温度设定在t4，一组温度应从t4降到t3，故A和B作为对照组应分别在温度为t3、t4 的水浴装置中保温适宜时间，C作为实验组的处理为先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间，后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间。
(4)由于麦芽糖和葡萄糖均为还原糖，它们均能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，故不能用斐林试剂检测麦芽糖酶是否催化麦芽糖水解为葡萄糖这一实验结果。
(5)本实验研究钙对小鼠的影响，实验过程遵循单一变量原则，甲组小鼠饲喂适量无钙的饲料，并提供不含钙离子的饮用水；则对乙组小鼠的处理为饲喂等量相同的饲料，并提供等量富含钙离子的饮用水。
3．为了检测淀粉酶对糖甲、糖乙、糖丙的作用，设计了如下图所示的实验，5 min后检测每支试管中的原料和产物，结果如下表：
试管1 试管2 试管3
产物 无 无 有
原料 有 有 无
(1)酶起催化作用的原理是________(填“降低”或“提供”)化学反应活化能。
(2)该实验需将三支试管均置于相同温度中的目的是_____________________________________________。
(3)本实验的结论是_________________________________。
降低
排除无关变量(温度)对实验结果的干扰
酶具有专一性
(4)请从下面所给的实验材料中选择合适的材料并利用实验室中的相关设备，设计实验探究温度对淀粉酶活性的影响。
实验材料：糖甲溶液；糖乙溶液；糖丙溶液；淀粉酶；冰水；常温水；沸水；碘液；斐林试剂等。
实验步骤：
①取六支洁净的试管，向三支试管中均加入1 mL淀粉酶溶液，编号为A、B、C。另三支试管均加入2 mL________溶液，编号为E、F、G；
糖丙
②将A、E号试管放入冰水中，B、F号试管放入常温水中，C、G号试管放入沸水中，保温一段时间；
③将编号A、B、C的试管内的溶液分别注入E、F、G三支试管中，摇匀；
④向E、F、G三支试管中分别加入等量且适量_______________，摇匀，观察颜色变化。
碘液
(5)若上述实验用H2O2做底物，淀粉酶改成新鲜肝脏研磨液，请分析能否达成实验目的并说明理由： ______________________________
_________________________________________________________。
不能，H2O2的分解本身受到温度的影响，温度升高时其分解速率加快
[解析]　(1)酶具有催化作用，其催化作用的原理是降低化学反应活化能，即酶是通过降低化学反应的活化能来加快反应速率的。
(2)温度在本实验属于无关变量，该实验需将三支试管均置于相同温度中的目的是保证实验设计中的单一变量原则，排除无关变量(温度)对实验结果的干扰，对于无关变量的处理原则是保证无关变量相同且适宜。
(3)本实验的设计思路是同一种酶对不同的底物的催化情况，结果是淀粉酶能催化糖丙的分解，但不能催化糖甲和乙的分解，因而实验结果说明淀粉酶具有专一性，或者酶具有专一性。
(4)因为淀粉酶能催化糖丙的水解，另三支试管均加入2 mL糖丙溶液。本实验的目的是探究温度对淀粉酶活性的影响，反应速率的测量指标应该是蓝色褪去的快慢，因此向E、F、G三支试管中分别加入等量且适量碘液，摇匀，观察颜色变化。
(5)若上述实验用H2O2做底物，淀粉酶改成新鲜肝脏研磨液，则不能达到验证温度对酶催化作用影响的目的，因为H2O2本身的分解就受到温度的影响，因而无法证明是温度对H2O2本身的影响，还是温度通过影响酶实验对酶促反应速率的影响。
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复习任务群一
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把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第3节　细胞呼吸的原理和应用
第1课时　细胞呼吸的方式与有氧呼吸
课 标 要 求
1．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。
2．实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。
知识点1　探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌的代谢类型：在________和________的条件下都能生存，属于____________菌。
(2)细胞呼吸方式的判断：以________为反应物时，在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的____不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
有氧
无氧
兼性厌氧
葡萄糖
产物
2．提出问题
(1)酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下进行的？
(2)酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产生的CO2是否一样多？
3．作出假设
酵母菌在无氧条件下进行葡萄糖发酵产生酒精，酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生大量的CO2。
4．实验设计
(1)酵母菌培养液的配制：酵母菌＋质量分数为5%的___________。
(2)检测CO2的产生
①方法：澄清石灰水或____________________。
②装置如图所示：
葡萄糖溶液
溴麝香草酚蓝溶液
NaOH溶液
(3)检测酒精的产生：从A、B锥形瓶各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的2支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g____________的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
重铬酸钾
提示：由于葡萄糖也能与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。
为什么酵母菌的培养时间应适当延长？
(4)实验现象
①甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，但______装置浑浊程度高。
②2号试管中溶液变成__________，1号试管不变色。
甲
灰绿色
5．实验结论
(1)酵母菌在______________条件下都能进行细胞呼吸。
(2)细胞呼吸产物
有氧和无氧
大量CO2
酒精和少量CO2
基于对酵母菌细胞呼吸方式的探究的认识，判断下列表述是否正确。
1．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，必须保证酵母菌是新鲜且有活性的。 (　　)
2．只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。 (　　)
提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。
3．根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。 (　　)
4．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 (　　)
提示：酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。
√
×
√
×
任务一　实验条件的控制和实验结果分析
下面是用于探究酵母菌细胞呼吸方式的备选装置。
酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③
酵母菌培养液④
酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦
质量分数为10%的NaOH溶液⑧
注：箭头表示气流方向。
(1)探究酵母菌有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的组装装置分别是________和________。
(2)本实验的自变量是________，控制自变量的方法是有氧条件：____________________；无氧条件：____________________。
(3)本实验的因变量是什么？如何检测因变量？请完善下表。
因变量 检测方法
___________ 澄清石灰水变混浊的程度
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
___________ ________________________________________________
(4)本实验的无关变量有________________(答出两点即可)，控制方法是________________。
(5)⑧装置中的质量分数为10%的NaOH溶液的作用是_________________________________________________________。
(6)本实验________(填“有”或“没有”)实验组和对照组区分，理由是______________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：(1)⑧→①→③　②→③　(2)有无氧气　用橡皮球(或气泵)充气　装有酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间　(3)CO2产生的多少　溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短　是否有酒精产生　橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色。可通过观察溶液颜色是否变化来确定　(4)温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等　保持相同且适宜　(5)吸收空气中的二氧化碳，排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰　(6)没有　该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照
[深化归纳]
1．酵母菌呼吸方式探究实验两条注意事项
(1)进行实验前必须检验装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中导致实验失败。
(2)酒精检测时，是将酸性重铬酸钾溶液滴加至取出的部分酵母菌培养液滤液中，不是滴加至全部的酵母菌培养液滤液中。
2．对照实验和对比实验
实验类型 比较项目
对照组 实验组 实验结论 举例
对照实验 有 有 一般是一个 探究淀粉酶的专一性
对比实验 无 有 出现多个结论 探究酵母菌细胞的呼吸方式
3．实验拓展
(1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需要有“死种子”作对照。
(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但死亡的植株或幼苗作对照。
对点练习
1．为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　)
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．是否产生CO2是判断酵母菌细胞不同呼吸方式的依据
√
C　[酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A选项错误；氧气的有无是自变量，B选项错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C选项正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，是否产生CO2不是判断酵母菌细胞不同呼吸方式的依据，D选项错误。]
2．(链接P91探究实践)某生物实验小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式，设置了如图甲、乙两套装置，下列有关该实验的叙述正确的是(　　)
A．甲装置是实验组，乙装置是对照组
B．质量分数为10%的NaOH溶液的作
用是除去空气中的杂菌
C．可用溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的
时间长短判断CO2的多少
D．在锥形瓶B中加入酸性重铬酸钾后溶液变成灰绿色即可证明有酒精产生
√
C　[甲组是有氧条件，乙组是无氧条件，两组互为对照，都是实验组，A错误；质量分数为10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，B错误；溴麝香草酚蓝溶液遇CO2后由蓝变绿再变黄，可用溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短判断CO2的多少，C正确；葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。故在锥形瓶B中加入酸性重铬酸钾后溶液变成灰绿色不一定证明有酒精产生，D错误。]
知识点2　有氧呼吸
1．呼吸作用的实质
细胞内的有机物____________，并释放________。呼吸作用也叫____________。
氧化分解
能量
细胞呼吸
2．有氧呼吸
(1)主要场所——线粒体

①a．________；b．________；c．______；d．________。
②线粒体增大膜面积的方式：___________________________________。
③有氧呼吸的酶分布在_________________________________________。
外膜
内膜
嵴
基质
内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴
细胞质基质、线粒体的内膜上和基质中
(2)反应式
________________________________________________________。
(3)过程(如图)
C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
ⅰ．写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段。
①____________；②____________；③____________。
ⅱ．写出a、b、c、d代表的物质。
a．__________；b．__________；c．________；d．______。
ⅲ．三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是_____(填图中序号)。
ⅳ．写出图中①②③所处的场所。
①______________；②______________；③______________。
第一阶段
第二阶段
第三阶段
丙酮酸
[H]
CO2
O2
③
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
(4)能量转化
ATP
热能
提示：还原型辅酶Ⅰ　NADH
(P93相关信息)细胞呼吸中的[H]实际是______________，简称________。
葡萄糖为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
提示：线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。
(5)概念
细胞在______的参与下，通过__________的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生________________，释放能量，生成大量__________的过程。
(6)有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点
①有氧呼吸过程温和。
②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应____________。
③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在__________中。
氧
多种酶
二氧化碳和水
ATP
逐步释放
ATP
提示：真核细胞不一定都能进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。
2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。 (　　)
提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
基于对有氧呼吸原理的认识，判断下列表述是否正确。
1．真核细胞都能进行有氧呼吸。 (　　)
×
×
3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。 (　　)
4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。 (　　)
提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。 (　　)
提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
√
×
×
任务二　分析有氧呼吸的过程
材料1　将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液(细胞质基质)和沉淀物(线粒体)两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入3支试管内，往3支试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。
组别 自变量 实验结果
1号 线粒体 葡萄糖的量不变，没有荧光
2号 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，微弱荧光出现
3号 线粒体和细胞质基质 葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强荧光出现
材料2　使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。
组别 自变量 实验结果
4号 只含线粒体膜状结构 丙酮酸的量不变，没有荧光出现
5号 只含线粒体基质 丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现
6号 有线粒体膜状结构和基质 丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现
材料3　超声波震碎了线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后来被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
提示：荧光素和荧光素酶的作用是检测ATP含量的多少。
2．由材料1的实验结果可知：物质发生了什么变化？这些变化发生的部位能量又有什么变化？
提示：葡萄糖在细胞质基质中被分解成了丙酮酸，并且有少量ATP生成；在线粒体内丙酮酸被分解产生了CO2，并且有大量ATP生成。
1．材料1、2中的荧光素和荧光素酶有什么作用？
3．由材料2分析丙酮酸在哪个部位被分解？从实验结果可得到的推论是什么？
提示：在线粒体基质中丙酮酸被分解。推论1：丙酮酸分解发生在线粒体基质中，并且产生CO2，释放少量能量；推论2：线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构上继续发生反应合成较多的ATP。
4．通过材料3的上述事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？
提示：在线粒体内膜上发生了[H]的氧化，即[H]和氧气发生反应。
[深化归纳]
1．有氧呼吸的过程中各元素的去向分析
2．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
物质 来源 去路
[H] C6H12O6和H2O 第三阶段与O2结合生成水
ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动
3．能量代谢
有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
对点练习
1．细胞生命活动需要能量，如图为细胞内有机物分解并释放能量的过程图，①②③代表场所，甲、乙代表物质。下列叙述错误的是(　　)
A．甲、乙分别代表[H]、丙酮酸
B．①和②所含酶的种类不同
C．②为线粒体基质，其进行的反应需要水
D．③中产生的ATP比①②中之和还要多
√
A　[分析题图可知，甲物质表示丙酮酸，乙物质表示[H]，A错误；①为细胞质基质，进行有氧呼吸第一阶段，②为线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段，①和②所含酶的种类不同，B正确；②为线粒体基质，在②中进行有氧呼吸第二阶段，该阶段的反应需要消耗水，C正确；③为线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段，能产生大量的ATP，比①②中之和还要多，D正确。]
2．如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段的反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是(　　)
A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行
B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处
C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应
D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中
√
D　[图甲中2→3过程表示细胞呼吸的第一阶段，而活细胞都能进行细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)，A正确；图甲中3→6过程表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处，B正确；图乙中③处为线粒体内膜，是进行有氧呼吸第三阶段的场所，发生[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4表示水，C正确；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用，D错误。]
易错提醒
(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。
(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。
(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。
1．对比实验：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的实验。
2．有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
3．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
4．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色。
5．有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
6．有氧呼吸的三个阶段发生的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
课时分层作业(17)　细胞呼吸的方式与有氧呼吸
题组一　细胞呼吸的方式
1．下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的分析，错误的是(　　)
A．实验的自变量是氧气的有无
B．溴麝香草酚蓝溶液可用来检测酒精
C．将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰
D．将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件
√
B　[由于酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，所以实验的自变量是氧气的有无，A正确；溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2，而酒精需要用酸性重铬酸钾溶液检测，B错误；将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰，C正确；将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件，就可以确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的，D正确。]
2．关于“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验，下列说法正确的是
(　　)
A．通气条件下的酵母菌培养液与酸性重铬酸钾溶液可能会发生颜色反应
B．细胞呼吸产生的CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由黄变绿再变蓝
C．实验中所用澄清石灰水的浓度对实验结果的观察无影响
D．将盛有酵母菌培养液的锥形瓶装满能更快地观察到实验现象
√
A　[由于葡萄糖能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，故通气条件下若酵母菌培养液中的葡萄糖没有耗尽也可能会发生颜色反应，A正确；细胞呼吸产生的CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B错误；实验中所用澄清石灰水的浓度过高或过低都会影响到对实验结果的观察，C错误；将盛有酵母菌培养液的锥形瓶装满不能更快地观察到实验现象，因为这样会导致酵母菌的生长受到限制，影响实验结果，D错误。]
3．如图所示，装置1和装置2用于探究酵母菌细胞呼吸的方式。下列叙述错误的是(　　)
A．装置1中H2O2溶液和猪肝研磨液混合，可以为酵母菌提供氧气
B．装置1中溴麝香草酚蓝溶液变色，说明酵母菌未发生无氧呼吸
C．装置2应静置一段时间后，再将软管插入溴麝香草酚蓝溶液中
D．装置1和装置2之间形成相互对照，因变量是CO2的产生速率
√
B　[H2O2溶液分解可产生氧气，猪肝研磨液含有过氧化氢酶， 故装置1中H2O2溶液和猪肝研磨液混合，可以为酵母菌提供氧气，A正确；溴麝香草酚蓝溶液用于检测二氧化碳的有无，酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸都可产生二氧化碳，装置1中溴麝香草酚蓝溶液变色，不能说明酵母菌未发生无氧呼吸，B错误；分析装置2：营造无氧环境，酵母菌进行无氧呼吸，由于装置内存在一部分空间，含有氧气，故装置2应静置一段时间后(耗尽装置中的氧气，确保检测产物来自无氧呼吸)再将软管插入溴麝香草酚蓝溶液中，避免酵母菌进行有氧呼吸的产物对无氧呼吸的产物的检测造成干扰，C正确；装置1和装置2之间形成相互对照，因变量是CO2的产生速率，D正确。]
题组二　有氧呼吸
4．如图为有氧呼吸的过程示意图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中d为O2，参与了有氧呼吸第三阶段
B．a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体继续进
行有氧呼吸
C．b为[H]，有氧呼吸的三个阶段都能产生
D．e为H2O，氧原子全部来自d
√
C　[由题图可知，d为O2，参与了有氧呼吸的第三阶段，A正确；题图中a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸的第二阶段，B正确；题图中b为[H]，在有氧呼吸的第一、二阶段产生，第三阶段消耗，C错误；题图中e为H2O，是有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合形成的，所以其中的氧原子全部来自O2，D正确。]
5．在真核细胞有氧呼吸的三个阶段中，属于第二和第三阶段共同点的是(　　)
①都需要氧气参与　②都能生成ATP　 ③都能产生[H]　④都发生在线粒体中
A．①③　　　 B．①④
C．②④ D．③④
√
C　[①有氧呼吸的第三阶段需要氧气参与，第二阶段不需要，①错误；②有氧呼吸第二和第三阶段都能生成ATP，②正确；③有氧呼吸第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，③错误；④有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜，④正确。]
6．下图为绿色植物细胞内进行的某生理代谢过程示意图，a～c表示过程，①②表示物质，下列叙述错误的是(　　)

A．图中a过程进行的是有氧呼吸的第一阶段
B．图中b过程能产生大量ATP
C．图中c过程的场所在线粒体内膜
D．图中①②两物质依次是H2O和O2
√
B　[分析题图可知，a是有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，A正确；图中b过程代表有氧呼吸第二阶段，只能产生少量ATP，B错误；图中c过程代表有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体内膜，C正确；图中①参与有氧呼吸第二阶段，是H2O，②参与有氧呼吸第三阶段，是O2，D正确。]
7．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段
B．Cytc所处的位置为细胞膜外
C．只有线粒体基质能产生NADH
D．H＋借助F0和F1，以主动运输的方式进入膜内
√
A　[图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程，有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段，A正确；Cytc所处的位置为线粒体内膜的外侧，B错误；有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，也能产生NADH，C错误；H＋借助F0和F1进入膜内，不消耗ATP且合成ATP，不是主动运输，D错误。]
8．2，4-二硝基苯酚(DNP)是一种有毒的化学物质，在酸性环境中，它能结合并携带质子顺浓度梯度跨过线粒体内膜，从而破坏膜内外质子的浓度梯度，使能量以热能形式散失。DNP曾被不良商家作为减肥药售卖，下列说法错误的是(　　)
A．推测DNP可能是一种脂溶性物质
B．ATP的生成依赖于线粒体内膜两侧的H＋浓度差
C．服用DNP后，细胞主要通过消耗更多的葡萄糖以维持ATP的浓度
D．服用DNP后，机体的汗腺分泌可能会增加
√
C　[DNP全称是2，4-二硝基苯酚，是一种有毒的化学物质，携带质子跨过线粒体内膜，而线粒体内膜的基本支架是磷脂双分子层，判断DNP可能是一种脂溶性物质，A正确；根据题干信息：DNP破坏膜内外质子的浓度梯度，使能量以热能形式散失，ATP合成减少，由此判断：ATP的生成依赖于线粒体内膜两侧的H＋浓度差，氢离子顺浓度梯度产生的电化学势能，用于合成ATP，B正确；由DNP曾被不良商家作为减肥药可知：服用DNP后，细胞主要通过消耗更多的脂肪以维持ATP的浓度，C错误；服用DNP后，有机物氧化分解释放出的能量以热能形式散失的比例增加，产热增多，使得机体的汗腺分泌可能会增加，增加散热，从而维持机体体温相对稳定，D正确。]
9．(不定项)如图为某真核细胞有氧呼吸的基本流程图，下列相关叙述不正确的是(　　)

A．阶段a不能发生在硝化细菌中
B．阶段b等同于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行
C．阶段c中的能量均储存在ATP中，最终用于各项生命活动
D．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的
√
√
√
ABC　[阶段a为有氧呼吸第一阶段，能发生在硝化细菌中，A错误；阶段b属于有氧呼吸第二阶段的一部分，在线粒体基质中进行，B错误；阶段c中释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分储存在ATP中，用于各项生命活动，C错误；物质①为CO2，产生于有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，所以其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，D正确。]
10．(不定项)关于同位素标记法研究动物体细胞有氧呼吸的过程，下列叙述错误的是(　　)
A．用18O标记葡萄糖，产物H2O中能检测到放射性
B．用18O标记氧气，能检测到的产物只有O
C．用14C标记葡萄糖，产物CO2中能检测到放射性
D．用14C标记葡萄糖，在线粒体中能检测到放射性
√
√
AB　[用18O标记葡萄糖，在有氧呼吸过程中，葡萄糖中的18O进入CO2，不进入H2O，H2O中的氧来源于O2，因此产物CO2能检测到放射性，产物H2O中不能检测到放射性，A错误；O2参与有氧呼吸第三阶段生成H2O，用18O标记O2，产物O中能检测到放射性O参与有氧呼吸第二阶段，其场所为线粒体基质，生成产物C18O2，因此在线粒体基质生成的产物C18O2中也能检测到放射性，B错误；用14C标记葡萄糖，葡萄糖中的14C进入丙酮酸中，进而进入CO2中，产生CO2的场所是线粒体基质，故在线粒体中能检测到放射性，C、D正确。]
11．(13分)超重的乙同学为了减肥，在购买饮料时挑选了标有“0脂肪”字样的含蔗糖饮料，但连续饮用一个月后，体重反而增加了，通过翻查资料发现，糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来，其联系的示意图如下(编号表示过程，字母表示物质)，请分析：
(1)④过程中大部分化学能转化成________，对于人体来说，这部分能量转化的生物学意义是__________________________________。
(2)当摄入葡萄糖等有机物过多时，A________(填名称)会转化为甘油和脂肪酸再通过反应合成脂肪，从而使甲同学体重增加。
(3)脂肪是人体健康所必需的。脂肪是细胞内良好的____________物质，如果细胞中含有脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成____________。
热能
有利于维持体温的相对稳定
丙酮酸
储能
橘黄色
(4)除了注意合理膳食外，适量的有氧运动(主要以有氧呼吸提供运动中所需能量的运动方式)也能减肥，请据图分析，进行有氧运动有助减肥的科学原理(原因)是有氧运动消耗能量增多，因而可_________________________________________________________________________，最终导致合成脂肪较少。
促进丙酮酸进入线粒体氧化分解，进而减少其转化为甘油和脂肪酸(3分)
[解析]　(1)分析图可知，④过程消耗氧气，同时产生大量水，为有氧呼吸的第三阶段，其中大部分化学能转化成热能，对于人体来说，这部分能量转化的生物学意义是有利于维持体温的相对稳定。(2)分析图可知，A为在细胞质基质中分解葡萄糖产生的丙酮酸，A丙酮酸会转化为甘油和脂肪酸再通过反应合成脂肪，从而使甲同学体重增加。(3)脂肪是人体健康所必需的。脂肪是细胞内良好的储能物质，如果细胞中含有脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。(4)分析图可知，进行有氧运动有助于减肥的科学原理(原因)是有氧运动消耗能量增多，因而可促进丙酮酸进入线粒体氧化分解，进而减少其转化为甘油和脂肪酸，最终导致合成脂肪较少。
(教师用书独具)
1．下图表示醋酸杆菌呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中发生②和③的场所分别是线粒体基质和线粒体内膜
B．若为醋酸杆菌提供18O2，则可检测到放射性的O和C18O2的产生
C．物质甲产生于细胞质基质，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质
D．物质乙指还原性辅酶Ⅱ，记作[H]，过程①中物质乙的生成量少于过程②
√
C　[醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，A错误；18O没有放射性，B错误；物质甲为丙酮酸，产生于细胞质基质，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，C正确；物质乙指还原性辅酶Ⅰ，记作[H](NADH)，D错误。]
2．下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，不正确的是(　　)
A．选择酵母菌为实验材料，是因为其为兼性厌氧菌
B．可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间，检测CO2的产生情况
C．通入装置中的空气，要先通过盛有澄清石灰水的锥形瓶
D．在检测培养液中无氧呼吸产生的酒精时，要适当延长培养时间
√
C　[酵母菌是真菌，是兼性厌氧性生物，因此可以选择酵母菌探究细胞呼吸方式，A正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，且CO2越多，溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间越短，可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间，检测CO2的产生情况，B正确；通入装置中的空气，要先通过盛有氢氧化钠的锥形瓶，排除空气中的CO2对实验结果的干扰，C错误；由于葡萄糖会影响酒精的检测，因此，可适当延长酵母菌培养时间，以耗尽培养液中的葡萄糖再进行鉴定，避免对酒精的鉴定造成影响，D正确。]
3．如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答下列问题：
(1)写出①②③所代表的物质名称：①________________________，②_____________，③_____________。
(2)④⑤⑥中合成ATP最多的是_____________。
(3)有氧呼吸中氧的作用是___________________________________
_________________________________________________________。
(4)有氧呼吸的主要场所是____________，进入该场所的呼吸底物是___________。
丙酮酸
水
二氧化碳
⑥
与[H]结合生成水，同时生成大量的能量
线粒体
丙酮酸
(5)上图中请写出有氧呼吸总的反应方程式：
________________________________________________________。
C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
[解析]　(1)①是呼吸作用第一阶段与[H]同时产生的产物，表示丙酮酸；②是[H]与氧气结合的产物，表示水；③是有氧呼吸第二阶段的产物，表示二氧化碳。(2)④⑤⑥分别是有氧呼吸的第一阶段、第二阶段和第三阶段，其中合成ATP最多的是⑥有氧呼吸第三阶段。(3)在有氧呼吸第三阶段，[H]和O2结合产生H2O，释放大量能量。(4)有氧呼吸的主要场所是线粒体，进入该场所的呼吸底物是丙酮酸。(5)有氧呼吸总的反应方程式为：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
谢 谢！(共114张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第4节　光合作用与能量转化
第2课时　光合作用的原理
课 标 要 求
说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
知识点1　探索光合作用原理的部分实验
1．光合作用的概念和反应式
(1)概念：绿色植物通过__________，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出________的过程。
(2)化学反应式：______________________________________。
叶绿体
氧气
CO2＋H2O(CH2O)＋O2
2．探索光合作用原理的部分实验
毒害
不能
水的光解
H2O
CO2
14CO2
ATP
水的光解
提示：不能。因为悬浮液中还有其他物质也有氧元素，希尔反应未排除这一点。
希尔反应能否说明植物光合作用中的氧气中的氧元素全部来自水？为什么？
提示：蓝细菌可进行光合作用，体内没有叶绿体。
2．希尔反应是离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生O2的化学反应。 (　　)
基于对光合作用探究历程的认识，判断下列表述是否正确。
1．光合作用的场所是叶绿体。 (　　)
3．鲁宾和卡门利用放射性同位素18O标记CO2和H2O，证明了光合作用产物O2来源于H2O。 (　　)
提示：18O为稳定性同位素，不具有放射性。
4．光合作用的产物一定是氧气和葡萄糖。 (　　)
提示：光合作用的产物为氧气和糖类(CH2O)。
×
√
×
×
任务一　光合作用过程中O2产生的探索
1．希尔实验
(1)希尔反应中在离体叶绿体悬浮液中加入了氧化剂，这样做的目的是_________________，用化学反应式表示为_____________。
(2)希尔的实验说明水的光解产生氧气，能否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
提示：(1)结合H2O分解产生的2H＋和2e－　NADP＋＋2H＋＋2e－NADPH＋H＋
(2)希尔反应能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，因为悬浮液中没有合成糖的另一种必需原料——CO2，说明水的光解并非必须与糖的合成相关联。
2．1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成O和。然后，进行了两组实验：
推测该实验的实验结果和结论。
提示：实验结果：A为O2，B为18O2；实验结论：该实验可以证明光合作用产生的O2来自H2O，不来自CO2。
任务二　探究碳的转移途径
材料　卡尔文用小球藻进行实验，将其装在一个透明的密闭容器中，他向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5 s时，14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中，将反应时间缩短到0.5 s时，14C出现在一种三碳化合物(C3)中。经9年左右的时间，他终于弄清了光合作用中暗反应的循环途径。
分析材料可知，14C的转移途径是什么？
提示：14CO2→14C3→(14CH2O)＋14C5。
任务二　光合作用中能量的转化
1．阿尔农实验1
(1)实验过程：离体叶绿体，加入ADP、Pi，给予光照。发现叶绿体生成ATP，且同时水光解产生________。
(2)实验结论：光照下，______________________。
提示：(1)氧气
(2)水光解产生氧气的同时ADP和Pi合成ATP
提示：(1)叶绿体
(2)黑暗条件下，CO2合成糖类需要ATP和NADPH
2．阿尔农实验2
(1)实验过程：离体叶绿体，在黑暗条件下，供给ATP、NADPH和CO2，发现离体________中有糖类生成。但在没有ATP、NADPH供给的情况下不能合成糖类。
(2)实验结论：_________________________________________。
[深化归纳]
1．希尔反应的意义
希尔用离体叶绿体做实验，使得研究水平从细胞水平进入细胞器水平，证明了光合作用在叶绿体中进行；植物放出的氧是水在光下被分解产生的，这种水的光氧化反应与CO2的还原可分开进行，因而划分出光反应和暗反应两个阶段；发现了光反应中有光诱导的电子传递和水的光解及O2释放；发现了水在光反应中起到的是供氢体和电子供体的双重作用。
2．鲁宾和卡门实验的设计方法及变量分析
(1)鲁宾和卡门设计实验的对照方法：相互对照。
(2)鲁宾和卡门实验的自变量为被标记的C18O2和O，因变量是产生O2的情况。
对点练习
1．光合作用的科学研究经历了漫长的探索过程，众多科学家作出了重要贡献。下列说法错误的是(　　)
A．希尔反应能说明植物光合作用中水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应
B．卡尔文根据实验结果推测出CO2中C的转移途径为CO2→C3→(CH2O)→C5
C．鲁宾和卡门用同位素示踪的方法发现了光合作用中氧气来自水
D．阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现该过程总与水的光解相伴随
√
B　[希尔实验的悬浮液中只有水，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，A正确；卡尔文为研究光合作用中碳的去向，在充足的光照条件下向小球藻的培养液中通入14C标记的CO2，每隔一定时间取样，并提取样品中的标记化合物，卡尔文根据上述实验结果推测出CO2中C的转移途径为CO2→C3→(CH2O)或C5，B错误；鲁宾和卡门运用同位素示踪的方法标记O：他们分别向小球藻提供含18O的水和含18O的CO2，进行对比实验，发现了光合作用中氧气来自水，C正确；阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，D正确。]
2．1941年，鲁宾和卡门为了研究光合作用产生的氧气是否来自水，设计了如图A的装置，得到了图B所示的氧气中18O百分比的三个实验结果。下列叙述正确的是(　　)
A．该实验的自变量为18O标记的反应物类型
B．该装置加NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的稳定
C．实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的气体，阀门2要保持关闭
D．科学家可根据在水与氧气中18O的百分比的一致性就得出“氧气来自水”的结论
√
C　[该实验的自变量为18O标记的水和碳酸氢盐的比值，A错误；该装置加NaHCO3溶液的目的是给小球藻的光合作用提供CO2，B错误；实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的氧气，阀门2要保持关闭，C正确；该实验中存在18O标记的碳酸氢盐，虽然实验结果显示“水与氧气中18O的百分比具有一致性”，但并不能说明氧气中的18O来自水，即不能得出“氧气来自水”的结论，D错误。]
知识点2　光合作用的原理
1．填写阶段名称及序号代表的物质
Ⅰ__________；Ⅱ__________；
①_______；②__________；
③______________；④_______；
⑤_______。
光反应
暗反应
O2
ATP
NADPH
C5
C3
2．光反应阶段
(1)场所：______________。
(2)叶绿体中色素吸收的光能有两方面用途
①将水分解为氧和H＋，H＋与氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成____________________________。
②使ADP与Pi反应形成__________。
类囊体薄膜
还原型辅酶Ⅱ(NADPH)
ATP
3．暗反应阶段
(1)场所：______________。
(2)过程
①CO2的固定：CO2与C5结合，形成_______。
②C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受_________________释放的能量，并且被_____________还原。
③C3有两个去向：转化为_______；形成C5，继续参与________。
叶绿体基质
C3
ATP和NADPH
NADPH
糖类
暗反应
4．光反应与暗反应之间的联系

光反应为暗反应提供______________________，暗反应为光反应提供__________________________。
NADPH和ATP
NADP＋、ADP和Pi
提示：NADPH从类囊体薄膜移向叶绿体基质，ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。
叶绿体中NADPH和ADP的移动方向分别是怎样的？
1．(P104相关信息)C3是一种三碳化合物——3-磷酸甘油酸，C5是五碳化合物——核酮糖-1，5-二磷酸，简称为________。
提示：RuBP
2．(P104相关信息)光合作用的产物有__________，其中________可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
提示：淀粉和蔗糖　蔗糖
2．光合作用制造的有机物中的氧来自水。 (　　)
提示：光合作用制造的有机物中的氧来自CO2。
3．光合作用的光反应阶段完成了光能到活跃化学能的转换。 (　　)
基于对光合作用原理的认识，判断下列表述是否正确。
1．光合作用的光反应和暗反应阶段在叶绿体的不同部位进行。
(　　)
4．影响光反应的因素不会影响暗反应。 (　　)
提示：影响光反应的因素也会影响暗反应。
√
×
√
×
任务四　分析光能的吸收、传递和转化
如图为放大的类囊体薄膜结构模式图。PSⅡ和PSⅠ是色素和一些蛋白形成的色素复合体，上面的色素可以吸收光能，分解水产生O2、H＋和e－。
提示：水分解成O2和H＋　ADP和Pi反应生成ATP
2．水分解为O2和H＋的同时，被叶绿素夺去e－。e－经传递，可用于______________________。
提示：NADP＋与H＋结合形成NADPH
1．叶绿体中光合色素吸收的光能，有两个用途：一是将________________，二是提供能量促使________________。
任务五　分析光反应和暗反应的关系
材料　在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量。在自然界里，则是万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应，图示为某一高等植物光合作用的过程图解。在暗反应阶段，唯一催化CO2固定形成C3的酶称为Rubisco。
提示：不能。因为在黑暗条件下不能进行光反应，暗反应缺少光反应提供的NADPH和ATP。
1．暗反应不直接依赖光，那么暗反应能较长时间在黑暗条件下进行吗？
提示：(1)物质变化
①水的光解：2H2O4H＋＋4e－＋O2
②NADPH的形成：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH
③ATP的生成：ADP＋Pi＋能量ATP
(2)能量变化：光能转化为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中，均用于暗反应。
2．光合作用的光反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
提示：(1)物质变化
①CO2的固定：1分子CO2＋1分子五碳化合物→2分子三碳化合物。
②三碳化合物的还原：在酶的催化下，三碳化合物接受ATP、NADPH释放的能量并被NADPH还原形成五碳化合物和糖类等。
(2)能量变化：ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能。
3．光合作用的暗反应阶段发生的物质变化和能量变化有哪些？
4．当光反应的产物和CO2充足时，在黑暗条件下，暗反应进行的速度也比光照条件下慢，请依据材料信息中Rubisco提出一种可能的原因。
提示：在黑暗条件下，Rubisco降低活化能的效果降低(Rubisco的激活需要光)。
5．夏季中午，气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体中C3和C5会发生怎样的变化？
提示：C3含量减少，C5含量增加。
[深化归纳]
1．光合作用中元素的转移
(1)
(2)
2．环境条件骤变对光合作用中间代谢产物含量瞬间影响的分析
(1)过程分析法：下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化。
(2)“模型法”表示C3和C5的含量变化起始值C3高于C5(约是其2倍)。
对点练习
1．(链接P103图5-14)如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是(　　)
A．光合作用光反应阶段产生NADPH的场所是结构A
B．蓝细菌细胞内不含该结构，也能进行光合作用
C．ATP在结构A上产生，在结构B中被消耗
D．与光合作用有关的酶只分布在B处
√
D　[图中A为类囊体薄膜，B为叶绿体基质，光合作用光反应阶段产生NADPH，其场所为叶绿体类囊体薄膜，即图中结构A，A正确；蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，但含有光合色素和与光合作用有关的酶，也能进行光合作用，B正确；A为类囊体薄膜，B为叶绿体基质，光反应阶段在结构A中产生的ATP在暗反应中被利用，暗反应场所是结构B，C正确；与光合作用有关的酶分布在A类囊体薄膜上和B叶绿体基质中，D错误。]
2．在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。
回答下列问题：
(1)图中物质A是________(填“C3”或“C5”)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________；
将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
C3
暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍
当CO2浓度突然降低时，C5的再生速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________(填“低”或“高”)。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的________(填“高”或“低”)，其原因是_________________________________________________________。
高
低
CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和NADPH少
[解析]　(1)CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，导致C3的量减少，确定物质A是C3，物质B是C5。(2)CO2浓度为1%时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5的再生速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。(3)CO2浓度为0.003%时，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，根据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3的量应是C5的量的2倍。(4)CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，因为暗反应减弱，所需的ATP和NADPH减少，光反应强度减弱。
方法技巧 判断C3、C5等物质含量变化的分析思路
叶绿体内相关物质含量变化可通过对物质的来源和去路是否平衡进行分析。
(1)来源去路，则物质含量相对稳定。
(2)来源不变，去路增加，或来源减少，去路不变，则物质含量减少。
(3)来源不变，去路减少，或来源增加，去路不变，则物质含量增加。
1．光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化
碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2．光合作用的化学反应式：
CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
3．光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。
4．光合作用中的物质转变：
(1)14CO2―→14C3―→(14CH2O)和14C5。
O―→18O2。
5．光合作用的能量转变：光能―→ATP和NADPH中活跃的化学能―→有机物中稳定的化学能。
课时分层作业(20)　光合作用的原理
题组一　光合作用的探究历程
1．下列关于光合作用探究历程的说法，错误的是(　　)
A．恩格尔曼的实验直接证明叶绿体吸收光能并释放氧气
B．希尔的实验说明水的光解产生氧气，且氧气中的氧元素全部来自水
C．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程总是与水的光解相伴随
D．卡尔文用14C标记CO2，探明了CO2中的碳转化为有机物中碳的途径
√
B　[恩格尔曼的实验通过观察需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气，A正确；希尔反应是指离体叶绿体在适当(铁盐或其他氧化剂、光照)条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，但不能证明氧气中的氧元素全部来自水，B错误；阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确；卡尔文用14C标记的CO2探明了CO2中的碳在光合作用中的转移途径，D正确。]
2．下图表示较强光照、温度相同且水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关实验结论不正确的是(　　)
A．Y2的质量大于Y3的质量
B．④中小球藻的质量大于
①中小球藻的质量
C．②中水的质量大于④中水的质量
D．试管①的质量大于试管②的质量
√
C　[Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3的质量，A正确；④中小球藻含有O)，而①中小球藻含有(CH2O)，故④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量，B正确；②与④中H2O均被18O标记，单位时间内等量小球藻消耗等量的水，剩余水的质量也相等，C错误；在试管①和②中原有质量相等的情况下，②中释放的是18，而①中释放的是O2，故剩余质量①大于②，D正确。]
题组二　光合作用的原理
3．下图为光合作用过程的示意图，甲、乙、丙是相关的结构，a～e是相关物质，下列说法错误的是(　　)
A．b是O2，可参与有氧呼吸的第三阶段
B．c是CO2，利用CO2的场所是丙
C．甲是类囊体，其薄膜上的光合色
素将光能转化成化学能储存在e和f中
D．暗反应必须在黑暗条件下进行
√
D　[由题图可知，b是O2，可以进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确；c是CO2，丙是叶绿体基质，CO2固定的场所是叶绿体基质，B正确；甲是类囊体，类囊体薄膜上的光合色素吸收光能，将光能转化成化学能储存在e(ATP)和f(NADPH)中，C正确；无论有无光照，暗反应都可以进行，黑暗条件下，由于没有持续的光反应提供的ATP和NADPH等，暗反应将不能持续进行，D错误。]
4．如图示某植物叶肉细胞光合作用的过程，a－g表示相关物质，①－②表示生理过程。下列叙述错误的是(　　)

A．叶绿体中的a主要吸收蓝紫光与红光
B．①必须有光才能进行，②必须无光才能进行
C．适宜光照条件下c从类囊体运输到叶绿体基质
D．停止光照，短时间内f含量增多，g含量减少
√
B　[叶绿体中的a(光合色素)主要吸收蓝紫光与红光，A正确；①为光反应阶段，必须有光才能进行，②为暗反应阶段，有光无光均可进行，B错误；c为光反应的产物之一ATP，适宜光照条件下c从类囊体运输到叶绿体基质，用于暗反应中C3的还原，C正确；停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，短时间内二氧化碳的固定不变，C3还原量减少，短时间内f(C3)含量增多，g(C5)含量减少，D正确。]
5．下图为植物细胞光合作用过程的图解，下列相关叙述错误的是(　　)

A．图中A物质包含叶绿素和类胡萝卜素，具有吸收光能的作用
B．图中B代表O2，可供植物呼吸所用；C代表ATP，可供植物主动运输所用
C．图中C的运动方向，是从叶绿体的基粒到叶绿体基质
D．图中F过程将储存在ATP中的化学能转化为有机物中的化学能
√
B　[绿叶中色素包括叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，具有吸收光能的作用，A正确；图中B代表 O2 ，光反应阶段产生的O2可以释放到叶绿体外，供植物呼吸所用，C代表ATP，光反应阶段产生的ATP只供给暗反应利用，不能供植物主动运输所用，B错误；ATP是在光反应阶段产生，供给暗反应利用，则ATP 运动方向是从叶绿体的基粒到叶绿体基质，C正确；F表示暗反应阶段，暗反应过程将ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能储存起来，D正确。]
6．在适宜条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用相同强度的绿光照射，短时间内相关物质的变化，不会发生的是(　　)
A．O2释放减慢　 B．C3含量下降
C．NADPH含量下降 D．C5含量下降
√
B　[光源由白光变为相同强度的绿光后，光反应速率变慢，所以水的光解变慢，O2释放减慢，A不符合题意；光反应为暗反应提供NADPH、ATP去还原C3，光反应减弱后，导致C3的还原减弱，则C3消耗量减少，C3含量相对增多，B符合题意；由于光反应变慢，所以水的光解变慢，产生的NADPH减少，导致NADPH含量下降，C不符合题意；光反应为暗反应提供NADPH、ATP去还原C3，光反应减弱后，导致C3的还原减弱，则C5生成量减少，而C5固定CO2生成C3的过程不受影响，所以C5含量下降，D不符合题意。]
7．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
√
D　[Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；Rubisco催化二氧化碳的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。]
8．以小球藻为实验材料进行以下实验：给小球藻悬浮液通入14CO2，光照一定时间(从1 秒到数分钟)后分别杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅30秒的时间，CO2已经转化为许多种化合物。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该实验是通过改变光照时间来探究碳转移途径的
B．各种含14C物质出现的顺序可以说明暗反应产物出现的顺序
C．要确定CO2转化成的第一个产物应尽可能延长光照时间
D．该实验用了放射性同位素示踪法
√
C　[根据题意可知，该实验在不同的时间杀死小球藻，统计碳转移途径，A正确；碳是有机物最基本的元素，14C可以标记暗反应产物出现的顺序，B正确；仅30秒的时间，CO2已经转化为许多种化合物，因此，要确定CO2转化成的第一个产物应尽可能缩短光照时间，C错误；该实验用14C标记CO2来研究C的转移途径，运用了放射性同位素示踪法，D正确。]
9．(不定项)对正在进行光合作用的植物，若突然降低植物周围环境中的CO2浓度，则短时间内，下列有关生理变化的叙述，正确的是
(　　)
A．叶绿体中C5/C3的值上升
B．叶绿体中ATP/ADP的值下降
C．NADPH/NADP＋的值下降
D．光反应速率变慢
√
√
AD　[在植物光合作用时突然降低 CO2 浓度，这将抑制暗反应中CO2的固定，导致C3减少，短时间内C5增多，故叶绿体中C5/C3的值上升，A正确；C3减少，则C3的还原变慢，消耗的ATP和NADPH变少，故叶绿体中ATP/ADP的值上升，NADPH/NADP＋的值上升，B、C错误；暗反应过程受抑制，进而影响光反应过程，光反应变慢，D正确。]
10．(不定项)磷酸丙糖是光合产物中最先产生的糖，下图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．突然降低光照强度，短时间内a物质含量下降
B．磷酸丙糖合成淀粉时产生的Pi可用于合成ATP
C．该植物通过光合作用产生淀粉和蔗糖的部位不同
D．蔗糖的运输受阻会导致磷酸丙糖的合成加快
√
√
√
ABC　[a物质为ATP和NADPH，突然降低光照强度，光反应产生ATP和NADPH的速率减慢，短时间内，暗反应消耗ATP和NADPH的速率不变，因此，突然降低光照强度，短时间内a物质(ATP和NADPH)含量下降，A正确；Pi和ADP是合成ATP的原料，磷酸丙糖合成淀粉时产生的Pi，可以用于光反应中ATP的合成， B正确；从图中可以看出，淀粉是在叶绿体基质(暗反应场所)中合成的，蔗糖是在细胞质基质中由磷酸丙糖转化合成的，所以该植物通过光合作用产生淀粉和蔗糖的部位不同，C正确；蔗糖的运输受阻，会导致细胞质基质中磷酸丙糖积累，会抑制暗反应，使磷酸丙糖的合成减慢，D错误。]
11．(13分)番茄叶肉细胞光合作用的部分过程如图1所示，序号表示过程，Rubisco是①过程需要的酶；甲、乙是参与②过程的两种物质，其中乙是一种还原剂。回答下列问题。
(1)图1中的Rubisco位于叶绿体_____________________________；
为②过程提供能量的是______________。
(2)某科研人员将一株番茄放入密闭玻璃罩中，给予适当光照和适量含有14C的CO2，则14C在光合作用中的转移途径是_______________
_________________________(结合图1，用文字/字母和箭头回答)；若实验持续30分钟后补充含有14C的CO2，则短时间内3-磷酸甘油酸的含量将______________(填“减少”“不变”或“增加”)。
基质
甲、乙
14CO2→3-磷酸
甘油酸→(14CH2O)(3分)
增加
(3)O2和CO2竞争性与Rubisco结合，进而进行光呼吸，主要过程如图2所示。

光呼吸可以为光合作用提供________________________，从改变环境条件的角度提出一个能降低水稻光呼吸速率的建议：________________________________________________。
3-磷酸甘油酸和CO2
适当增加环境中的CO2浓度
[解析]　(1)图1中的Rubisco催化CO2固定，CO2固定发生在叶绿体基质，因此Rubisco位于叶绿体基质；甲、乙是参与②过程的两种物质，其中乙是一种还原剂，说明甲是ATP，乙是NADPH，ATP和NADPH都能为②过程提供能量。
(2)据图1可知，CO2能与核酮糖-1，5-二磷酸结合形成3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸能被还原形成(CH2O)和核酮糖-1，5-二磷酸，因此14C在光合作用中的转移途径是14CO2→3-磷酸甘油酸→(14CH2O)；若实验持续30分钟后补充含有14C的CO2，则CO2的供应量增加，CO2固定速率增加，短时间内3-磷酸甘油酸(即C3)的含量将增加。
(3)据图2可知，光呼吸是O2与核酮糖-1，5-二磷酸在Rubisco作用下形成3-磷酸甘油酸和CO2的过程，因此光呼吸可以为光合作用提供3-磷酸甘油酸和CO2。由于O2与核酮糖-1，5-二磷酸及CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合都需要Rubisco参与，即O2和CO2竞争性与Rubisco结合，因此从改变环境条件的角度提出一个能降低水稻光呼吸速率的建议：适当增加环境中的CO2浓度，这样就能减少O2与核酮糖-1，5-二磷酸结合，进而降低光呼吸速率。
(教师用书独具)
1．2020年马克斯·普朗克联同多位科学家在《科学》上发文，他们通过将菠菜的“捕光器”与9种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体。这种叶绿体可在细胞外工作、收集阳光，并利用由此产生的能量将CO2转化成富含能量的分子。有机物的转化过程如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．物质X是NADH，CO2浓度下降物质X的含量上升
B．通过添加不同的酶可能会制备出合成不同有机物的叶绿体
C．“捕光器”上的光合色素只能将光能转化为ATP中活跃的化学能
D．叶肉细胞和人造叶绿体合成等量的有机物时向外界释放的O2量相等
√
B　[由图可知，物质X表示NADPH，CO2浓度下降导致CO2固定受到抑制，生成的C3减少，C3的还原变慢，则物质X的含量上升，A错误；通过将菠菜的“捕光器”与9种不同生物体的酶结合起来，制造了人造叶绿体，说明通过添加不同的酶可能会制备出合成不同有机物的叶绿体，B正确；“捕光器”上的光合色素能将光能转化为ATP和物质X(NADPH)中的化学能，进行光反应，C错误；叶肉细胞和人造叶绿体合成等量的有机物时向外界释放的O2量相比，由于人造叶绿体不存在呼吸作用消耗O2，故人造叶绿体释放的O2多，D错误。]
2．开发生物燃料替代化石燃料，可实现节能减排。下图为生物燃料生产装置示意图，据图分析合理的是(　　)

A．光照时，微藻光反应产生ATP和NADH供给暗反应
B．图中①为CO2，外源添加可增加产物生成量
C．图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质
D．若夜间停止光照，微藻细胞内的ATP合成将停止
√
B　[光照时，微藻产生ATP和NADPH供给暗反应，A不合理；图中①为CO2，外源添加CO2可促进海洋微藻的光合作用，进而增加产物生成量，B合理；图中②为呼吸作用产生的酒精等有机物质，C不合理；夜间停止光照，微藻细胞内可以通过呼吸作用合成ATP，D不合理。]
3．下图是光合作用过程示意图(字母代表物质)，图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的高质子(H＋)浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物细胞造成损伤。
(1)图中的A是__________，C是__________，D是__________。
(2)叶绿素a分布于______________上，主要吸收____________光。
(3)若反应Ⅱ中E浓度突然降低至一半，短时间内C5的含量将_______。如果追踪E中碳元素的去向，常用________________法。
(4)过度光照将会激活膜蛋白PSBS，直接抑制反应Ⅰ中______________反应，会导致电子不能传递给____________(填字母)，所以过量的光能将不能转变为化学能。
O2
ATP
NADP＋
类囊体薄膜
红光和蓝紫
升高
同位素示踪
水的光解
D
[解析]　(1)叶绿体中光合色素吸收的光能将H2O分解为氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，故A为O2。在ATP合成酶的作用下，能在跨膜H＋浓度梯度的推动下合成ATP，故C是ATP。D和H＋可形成NADPH，因此D是NADP＋。
(2)叶绿素a分布于叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收红光和蓝紫光。
(3)在暗反应中，E是CO2，CO2的浓度突然降低至一半，C5的消耗量减少，短时间内C5合成量不变，故C5的含量将升高，如果追踪E中碳元素的去向，常用同位素示踪法。
(4)激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，因此过度光照将会激活膜蛋白PSBS，直接抑制反应Ⅰ中水的光解。电子、H＋与NADP＋结合，形成NADPH，电子在类囊体膜上的传递减少，会抑制电子、H＋与NADP＋结合的过程，即导致电子不能传递给D，所以过量的光能将不能转变为化学能。
1．(2025·北京卷)如图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是(　　)
周末自主检测(6)　细胞呼吸和光合作用的过程
选项 部位1 部位2 部位3 部位4
A 大量 少量 少量 无
B 大量 大量 少量 无
C 少量 大量 无 少量
D 少量 无 大量 大量
√
C　[由题图可知，部位1是线粒体基质，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质进行，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和NADH，并产生少量的ATP；部位2是线粒体内膜，在线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段，前两个阶段产生的NADH经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时产生大量的ATP；部位3是线粒体外膜，不产生ATP；部位4是细胞质基质，进行有氧呼吸第一阶段，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的ATP。故选C。]
2．(2025·河南卷)甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是(　　)
A．酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气
B．低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率
C．酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段
D．呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量
√
B　[酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误；在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，减少甜菜产量，D错误。]
3．(2025·海南卷)某团队研究了水淹对植物A根系呼吸作用的影响，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图中两种酶的催化反应均发生在线粒体中
B．图中水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越慢
C．水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸
D．图中酶促反应产生的ATP逐渐增加
√
C　[乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶均为无氧呼吸所需的酶，无氧呼吸的场所是细胞质基质，因此图中两种酶的催化反应均发生在细胞质基质中，A错误；结合图示分析，水淹一定时间内，乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶比活力在增大，说明图中水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越快，B错误；结合图示可知，植物A根系呼吸作用过程中涉及乳酸脱氢酶和乙醇脱氢酶，说明水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸，C正确；图中所示的两种酶参与的是无氧呼吸的第二阶段，该阶段没有ATP产生，D错误。]
4．某同学测得不同O2浓度下酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量如图。下列叙述错误的是(　　)

A．O2浓度为a时，葡萄糖的氧化分解不彻底
B．O2浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍
C．O2浓度为c时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
D．O2浓度为d时，产生的CO2全部来自线粒体
√
C　[O2浓度为a时，酵母菌释放二氧化碳，不吸收氧气，说明酵母菌只进行无氧呼吸，无氧呼吸过程中有机物的氧化分解不彻底，产生酒精和二氧化碳，A正确；O2浓度为b时，CO2释放量为8个单位，O2吸收量为3个单位，则有氧呼吸释放CO2 3个单位，无氧呼吸释放CO2 5个单位，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖为2.5个单位，有氧呼吸所消耗的葡萄糖为0.5个单位，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍，B正确；O2浓度为c时，O2吸收量为4个单位，有氧呼吸释放的CO2量为4个单位，无氧呼吸释放的CO2量为1个单位，C错误；O2浓度为d时，CO2释放量等于O2吸收量，酵母菌只进行有氧呼吸，产生的CO2全部来自线粒体基质，D正确。]
5．(2025·山东卷)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是(　　)
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
√
B　[“绿叶中色素的提取和分离”实验中，分离色素时使用干燥的定性滤纸可以确保层析液在滤纸上均匀扩散，形成整齐的色素带，A正确。提取色素时一般不需要对绿叶进行烘干，B错误。重复画线前需等待滤液细线干燥，否则分离的色素带会出现重叠、不整齐等现象，C正确。可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇，D正确。]
6．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．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2+和光照
B．H2O在光下分解为NADPH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——淀粉是在叶绿体基质中合成的
√
D　[只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。]
7．如图是光合作用的光反应示意图，据图分析下列叙述错误的是(　　)
A．由图可知PS Ⅰ和PS Ⅱ位于类囊体的薄膜上
B．从物质变化的角度分析，光反应为暗
反应提供了ATP、NADPH
C．由图可知电子(e－)的最初供体为H2O
D．从图中ATP的产生机制可判断膜内H＋
浓度小于膜外
√
D　[图中PS Ⅰ和PS Ⅱ可吸收光能，说明二者分布于类囊体的薄膜上，A正确；光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，B正确；由图可知，电子(e－)来自H2O的分解，即电子(e－)的最初供体为H2O，C正确；由图可知，H＋由膜内向膜外运输的同时合成ATP，说明膜内的H＋浓度高于膜外，膜两侧H＋的电化学梯度为合成ATP提供能量，D错误。]
8．(不定项)(2025·黑、吉、辽、蒙卷)如图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是(　　)
A．①发生在细胞质基质，②和③
发生在线粒体
B．③中NADH通过一系列的化学
反应参与了水的形成
C．无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行
D．无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中
√
√
AB　[分析可知，图示表示植物细胞有氧呼吸的三个阶段，①②③分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段，所以①发生在细胞质基质，②发生在线粒体基质，③发生在线粒体内膜，A正确；过程③：NADH＋O2→H2O＋大量能量，即NADH经过一系列反应参与了水的形成，B正确；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段物质变化相同，所以无氧条件下，①能正常进行，②和③不能进行，C错误；无氧条件下，NADH参与无氧呼吸第二阶段：丙酮酸＋NADH→乳酸或酒精＋CO2，该过程无能量释放，没有ATP合成，因此，无氧条件下，①产生的NADH中的能量没有转移到ATP中，D错误。]
9．(不定项)如图是某植物细胞进行光合作用的过程，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．光合作用产物Ⅱ中的O部分来自水
B．物质Ⅰ在暗反应中可充当还原剂，但不能供能
C．若外界中物质Ⅲ浓度适当升高，物质Ⅰ的含量
会暂时降低
D．给植物提供O，一段时间后放射性会出现在O2中
√
√
√
ABD　[光合作用产物Ⅱ为光反应阶段水光解产生的O2，其中的O全部来自水，A错误；物质Ⅰ为NADPH，可以在暗反应中充当还原剂，也能为暗反应供能，B错误；若外界中物质Ⅲ(CO2)浓度升高，C3合成增多，C3转化成有机物时会消耗更多的物质Ⅰ(NADPH)，而光反应强度暂时不变，因此物质Ⅰ的含量会暂时下降，C正确；18O 属于稳定同位素，18O2不具有放射性，D错误。]
10．(15分)火龙果营养价值较高，在生产实践中进行夜间补光可使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同光质和补光时间对火龙果成花的影响，结果如下图。
请回答下列问题：
(1)捕获光能的色素分布在叶绿体的____________上，吸收的光能转化为________________(填物质名称)中的化学能，以驱动暗反应的进行。
(2)由实验结果可知，最佳补光方案为_________________________。
类囊体薄膜
ATP和NADPH
红光＋蓝光下每天补光6小时
(3)有兴趣小组推测补光时间长短会影响叶片中光合色素的含量，为验证该推测是否正确，可选取若干等量的______________________
____________________火龙果叶片，研磨后可用____________(填试剂名称)对其进行提取，再利用________法进行分离，比较不同条件下色素的含量。
同一光照强度相同光质不同补光时间
无水乙醇
纸层析
[解析]　(1)捕获光能的色素具有吸收、传递、转化光能的作用，分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光合色素在光反应中起作用，光反应中发生水的光解、ATP和NADPH的生成，光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，以驱动暗反应的进行。
(2)据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光＋蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光＋蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间为6小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。
(3)本实验目的是验证补光时间长短会影响叶片中光合色素的含量，补光时间长短属于自变量，光合色素的含量属于因变量，实验思路为：可选取若干等量的同一光照强度相同光质(无关变量相同且适宜)不同补光时间(自变量处理)火龙果叶片，研磨后可用无水乙醇(光合色素能溶解在无水乙醇中)对其进行提取，再利用纸层析法(各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢)进行分离，比较不同条件下色素的含量。
(教师用书独具)
1．细胞呼吸原理广泛应用于日常生活或生产实践中。下列有关采取的措施和对应目的的叙述错误的是(　　)
选项 应用 措施 目的
A 作物栽培 对土壤进行深耕 促进根部对无机盐的吸收
B 包扎伤口 用透气的纱布敷药包扎 避免伤口细胞缺氧而坏死
C 酿酒 初期通气处理 增强代谢，促进菌种繁殖
D 花生播种 浅播 为脂类分解提供充足氧气
√
B　[作物栽培，需要对土壤进行深耕，促进根部细胞进行有氧呼吸，促进生长和对无机盐的吸收，A正确；用透气的纱布敷药包扎伤口，可增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，从而抑制厌氧菌的大量繁殖，B错误；酿酒是利用酵母菌的呼吸作用，酵母菌是兼性厌氧微生物，在初期通气处理，促进酵母菌进行有氧呼吸，增强代谢，促进菌种繁殖，C正确；花生等油料种子中脂肪含量高，且脂肪碳氢比例高，所以需要浅播种子，为脂类物质分解提供充足氧气，D正确。]
2．农业生产有时为了解决蔬菜、水果的滞销问题，需要将发育完成、质量不再增加的果实采摘下来贮藏，待其逐渐成熟后再销售。为此，有科研人员探究了不同气体条件下贮藏的番茄果实(果皮绿色时采摘)在成熟过程中CO2生成速率的变化情况(番茄储存时间过长能闻到“酒味”)，实验结果如图。
(1)该探究实验的自变量有CO2浓度、______________________。
(2)番茄果实成熟过程中，有氧呼吸产生CO2的场所是_____________，该阶段的反应式为__________________________
_______________________(可不体现数量关系)。
O2浓度和采摘后的天数
线粒体基质
C3H4O3(丙酮酸)＋H2O
―→[H]＋CO2＋少量能量
(3)该实验也可根据CO2使________________溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标，检测呼吸作用强度，但不能用CO2的释放作为判断番茄果实细胞呼吸类型的指标，理由是__________________
_________________________________________________________。
溴麝香草酚蓝
番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2
(4)与对照组相比，实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是_______________________________________________________。
请据此研究结果，提出延迟番茄果实成熟的合理方法：
_________________________________________________________。
采摘后呼吸速率下降时间晚于对照组，回升后没有出现明显峰值
提高CO2浓度和降低O2浓度
[解析]　(1)由图可知，该探究实验的自变量有CO2浓度、O2浓度、采摘后的天数。
(2)有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和还原性氢，同时释放少量的能量，该过程发生在线粒体基质，该阶段的反应式可表示为C3H4O3(丙酮酸)＋H2O―→[H] ＋CO2＋少量能量。
(3)可根据CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标，检测呼吸作用强度，但不能用CO2的释放作为判断番茄果实细胞呼吸类型的指标，因为番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2。
(4)据图可知，与对照组相比，实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是采摘后呼吸速率下降时间晚于对照组，回升后没有出现明显峰值。采摘后呼吸高峰出现得越晚，越能延迟番茄果实成熟，越耐贮藏，因此据表可知，实验组即提高CO2的浓度、降低O2的浓度，呼吸高峰出现得较晚，可以延迟番茄果实成熟。
谢 谢！(共83张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
第1课时　酶的作用和本质
课 标 要 求
说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，少数酶是RNA。
知识点1　酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢
化学反应
酶
细胞生命活动
2．比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
FeCl3溶液
过氧化氢
(2)实验步骤和实验现象
步骤 试管
相同处理 向4支试管中分别加入_____ mL过氧化氢溶液
不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液
现象 气泡 基本无 ______ 较多 ________
点燃的 卫生香 / / 复燃不明显 _____
______
2
少
很多
复燃
明显
(3)实验结论：酶具有________作用，与无机催化剂相比，____________更高。
催化
催化效率
(P77探究·实践)为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
提示：细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
3．酶的作用机理
(1)活化能：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________。
(2)酶的作用机理：通过降低化学反应所需要的__________，从而加快反应速率。
(3)与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用__________，催化效率更高。
能量
活化能
更显著
(4)数学模型

表示使用无机催化剂的是_____，不使用催化剂的是_____，使用酶作催化剂的是_____，使用酶作催化剂时，酶所降低的化学反应的活化能是__________。
E1
E2
E3
E2－E3
提示：否。酶只是缩短了化学反应达到平衡所需的时间，并不能改变化学反应的平衡点。
酶能否增加化学反应中产物的总量？理由是什么？
4．控制变量和设计对照实验
(1)自变量：人为控制的对实验对象____________的因素叫作自变量。
(2)因变量：因__________改变而变化的变量叫作因变量。
(3)无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成________的可变因素，叫作无关变量。
(4)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都____________，并将结果进行________的实验叫作对照实验。
进行处理
自变量
影响
保持一致
比较
提示：酶在生物体内有催化作用，没有调节作用。
2．加热能够促进H2O2分解，是因为加热使H2O2得到了能量。 (　　)
基于对酶在细胞代谢中的作用的理解，判断下列表述是否正确。
1．酶在生物体内有催化和调节作用。 (　　)
3．肝脏研磨液要研磨充分，以便过氧化氢酶充分释放。 (　　)
4．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。 (　　)
提示：酶通过降低活化能提高化学反应效率，但不为反应物供能。
5．对照实验中，除自变量外，其他无关变量都应保持相同且适宜。 (　　)
×
√
√
×
√
任务一　实验过程及结果分析
分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，探究有关问题：
1．本实验的自变量有哪些？实验中滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，为什么不能共用一个滴管？
提示：本实验的自变量有温度、催化剂的种类；若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验结果的准确性。
提示：因变量是过氧化氢的分解速率；一定时间内产生气泡的数目。
2．本实验的因变量是什么？如何表示？
3．本实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？
提示：无关变量有过氧化氢的浓度、实验室湿度、反应时间以及FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度等；无关变量的处理原则是相同且适宜。
提示：加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率最高。
4．2、3、4号三支试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，说明了什么？
提示：加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管作对照；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。
5．有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2 mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是什么？
任务二　通过模型建构分析酶的作用机理
如图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。据图回答下列问题：
1．图中的a＋b表示的含义是什么？
提示：在无催化剂的条件下，物质A生成物质P所需要的活化能。
2．图中酶降低的活化能如何表示？
提示：图中的b表示酶降低的活化能。
3．若将曲线Ⅰ改为无机催化剂催化的该反应，则b值如何变化？
提示：b值将变小。
[深化归纳]
1．实验设计中的对照实验及其结论
对照实验 结论
1号与2号 加热能促进过氧化氢分解
1号与3号 FeCl3能催化过氧化氢的分解
1号与4号 肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解
1号、3号 与4号 FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3中的Fe3+
2．加热与加催化剂的作用机理比较
(1)加热：给化学分子提供能量。
(2)酶与无机催化剂的共性
①降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。
②反应前后性质、数量不变。
③只改变反应速率，不改变反应平衡点。
对点练习
1．(链接P77探究·实践)如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析正确的是(　　)
A．本实验的自变量只是催化剂的不同
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C．1号与2号试管、1号与4号试管可分别构成对照实验
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
√
C　[1号试管是对照组，2号、3号和4号试管分别进行的操作是加热、加无机催化剂、加酶，这些处理就是自变量，因此该实验的自变量是温度和催化剂的种类，A错误；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，过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间、酶的用量等是无关变量，而温度是自变量之一，B错误；1号与2号试管对照，可说明加热能促进过氧化氢分解，1号与4号试管对照，可说明过氧化氢酶能催化过氧化氢分解，C正确；1号、2号试管对比，加热是提供能量，不是降低反应的活化能，D错误。]
2．(链接P78图5-1)如图表示酶促反应和非酶促反应能量曲线，下列叙述正确的是(　　)
A．曲线a代表酶促反应，曲线b代表非酶促反应
B．AD段可表示酶降低的活化能
C．AC段表示没有酶催化下化学反应所需能量
D．相同反应物浓度下，有酶催化产物浓度更高
√
C　[曲线a代表非酶促反应，曲线b代表酶促反应，A错误；AB段可表示酶降低的活化能，AC段表示没有酶催化下化学反应所需能量，BC表示有酶催化时所需的活化能，AB段表示有酶催化时酶降低的活化能，B错误，C正确；相同反应物浓度下，有酶条件下单位时间内催化产物浓度更高，但最后反应完全和无酶催化产物浓度一致，D错误。]
知识点2　酶的本质
1．关于酶本质的探索
活细胞
某些物质
死亡
某些物质
蛋白质
RNA
2．酶的本质
(1)产生场所：__________。
(2)生理作用：____________。
(3)化学本质：有机物，绝大多数是________，少部分是________。
活细胞
催化作用
蛋白质
RNA
提示：“酒母”的主要成分就是现在所说的酵母。
2．酶的基本组成单位是氨基酸。 (　　)
提示：酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
基于对酶本质的探索的认识，判断下列表述是否正确。
1．1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”的主要成分就是现在所说的酒精。 (　　)
×
×
3．具有分泌功能的细胞才能产生酶。 (　　)
提示：酶是由活细胞产生的有机物。
4．酶是活细胞产生的，只能在细胞内起催化作用。 (　　)
提示：酶也可以在细胞外发挥催化作用。
5．脲酶能催化尿素分解成氨和二氧化碳。 (　　)
×
×
√
任务三 酶的本质的实验拓展
1．美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶，并证明了脲酶是蛋白质。请说明验证“脲酶是蛋白质”的实验思路。
提示：向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．为了探究酶的化学本质，某同学做了如下实验：甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所示，请思考：甲、乙两种酶的化学本质是否相同？为什么？
提示：不相同。观察曲线图可知：甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的水解，则甲酶的化学本质是RNA；乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶的化学本质为蛋白质。
3．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2+的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明RNaseP酶中起催化作用的是____________(填“RNA”“蛋白质”或“RNA和蛋白质”)。
提示：RNA
任务四 酶的相关知识归纳
化学本质 绝大多数是________ 少数是______
合成原料 氨基酸(21种) 核糖核苷酸(4种)
组成元素 C、H、O、N，有的含有S C、H、O、N、P
合成场所 ________ 主要是细胞
核(真核生物)
提示：蛋白质　RNA　核糖体　催化作用　降低化学反应的活化能
来源 活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)
作用场所 细胞内、细胞外、生物体外
生理功能 ________
作用机理 ________________
酶的底物 酶促反应的反应物
[深化归纳]
鉴定酶本质的实验原理和方法
(1)试剂鉴定法：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。
(2)酶解鉴定法
对点练习
1．(链接P79思考·讨论)下列有关酶本质的探索过程的叙述，错误的是(　　)
A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
B．毕希纳发现某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用
C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解
D．切赫和奥尔特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质
√
D　[切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能，D错误。]
2．下列有关酶的叙述正确的是(　　)
①是由有分泌功能的细胞产生的
②有的从食物中获得，有的在体内转化而来
③活细胞一般都能产生酶
④酶都是蛋白质
⑤有的酶不是蛋白质
⑥酶在代谢中有多种功能
⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用
⑧酶只是起催化作用
A．①②③　　B．④⑤⑥　　C．③⑤⑧　　D．⑥⑦⑧
√
C　[酶是由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。食物中的酶进入消化道便被分解了，②错误；就酶的化学本质而言，多数是蛋白质，少数是RNA，④错误，⑤正确；就酶作用的场所而言，有胞内酶和胞外酶，活细胞一般都能产生酶，①错误，③正确；酶只起催化作用，酶在代谢中只有催化一种功能，没有调控作用，⑥⑦错误，⑧正确。]
易错提醒 有关酶的四个易错点
(1)酶并不都是蛋白质，有的酶是RNA。
(2)酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外都可以发挥作用。
(3)酶作用的实质是降低了化学反应的活化能，不是提供能量。
(4)酶并不是具有分泌功能的细胞才能产生，一般来说，活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，但含有酶)。
1．细胞代谢是细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生
命活动的基础。
2．活化能：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。
3．加热使反应物获得了能量，反应速率加快。
4．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。
5．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。
课时分层作业(14)　酶的作用和本质
题组一　酶在细胞代谢中的作用
1．酶为生活添姿彩，如溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。下列关于酶的叙述，错误的是(　　)
A．酶是活细胞产生的有机物
B．酶在细胞内外都能起作用
C．酶能调节细胞的生命活动
D．酶能降低化学反应的活化能
√
C　[酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，A正确；酶在细胞内外都能起作用，B正确；酶通过降低化学反应的活化能而对相应的化学反应起催化作用，不起调节作用，C错误；酶通过降低化学反应的活化能而对相应的化学反应起催化作用，D正确。]
2．如图是某兴趣小组利用相关装置进行一系列的实验来研究酶的特点的示意图。下列说法错误的是(　　)
A．本实验探究酶具有高效性的特点
B．FeCl3溶液和肝脏研磨液作用原理相同
C．甲、乙锥形瓶中保持溶液的pH相同即可
D．此实验的因变量可以是O2产生的速率
√
C　[在该实验中，通过比较FeCl3(无机催化剂)和肝脏研磨液(含有过氧化氢酶)对H2O2分解的催化作用来探究酶的高效性，A正确；FeCl3溶液和肝脏研磨液的作用原理相同，即降低化学反应的活化能，B正确；甲、乙锥形瓶中不仅要保持溶液的pH相同且适宜，还需要保持其他无关变量相同且适宜，如温度等，C错误；可以通过观察O2产生的速率来探究不同催化剂对H2O2分解的影响，O2产生的速率可以作为该实验的因变量，D正确。]
3．反应物A在无酶催化条件和有酶催化条件下生成产物P所需的能量变化如图，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．加热加压可使反应物分子更容易从初态转变为
活化态
B．b－c表示在有酶催化条件下，反应物A生成产物
P所需要的活化能
C．若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状不发生改变
D．曲线Ⅱ可表示最适酶促条件下的曲线，该反应只能在细胞内进行
√
D　[加热加压可使底物分子获得能量，从而使底物分子从初态转变为活化态，A正确；b－c表示在有酶催化的条件下，该化学反应所需要的活化能，B正确；如果增加反应物A的量，酶的活性不会改变，则图中曲线的原有形状不会发生改变，C正确；酶在细胞内和细胞外都能催化化学反应，D错误。]
4．无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是(　　)
A．反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化
B．和无机催化剂不同，酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能
C．与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著
D．通过加热也可以提高化学反应的速率，但原理与催化剂的不同
√
D　[无机催化剂和酶反应前后自身均不发生变化，两者催化化学反应的机理相同，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的效果更显著，加热提高化学反应速率的原理是提高分子的活化能，使有效的分子数增多，D正确。]
题组二　酶的本质
5．下列有关酶的叙述正确的是(　　)
A．只有具有分泌功能的细胞才能产生酶
B．绝大多数酶的化学本质是蛋白质
C．酶只能在细胞内起作用
D．少数DNA也具有生物催化功能
√
B　[酶是活细胞产生的，没有分泌功能的细胞也可以产生酶，A错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，B正确；只要条件适宜，酶在细胞内外都可以起作用，C错误；少数酶的化学本质是RNA，故少数RNA也具有生物催化功能，D错误。]
6．关于酶本质的探索，下列相关叙述错误的是(　　)
A．巴斯德提出发酵是纯化学过程，与生命活动无关
B．李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质
C．毕希纳从酵母菌细胞中获得了含有酶的提取液
D．萨姆纳用多种方法证明了脲酶是蛋白质
√
A　[在巴斯德之前，许多科学家认为发酵是纯化学过程，与生命活动无关，而巴斯德认为发酵需要活酵母菌细胞的参与，A错误。]
7．超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质，能清除氧自由基，延缓细胞衰老。SOD分子含两条或四条肽链，其活性中心都含有金属离子。下列相关叙述错误的是(　　)
A．金属离子存在与否直接影响SOD的功能
B．SOD具有催化功能
C．SOD可以口服，达到延缓衰老的作用
D．SOD能与双缩脲试剂发生紫色反应
√
C　[SOD分子含两条或四条肽链，其活性中心都含有金属离子，故金属离子存在与否直接影响SOD的功能，A正确；超氧化物歧化酶(SOD)具有催化作用，B正确；SOD的本质为蛋白质，若口服，会被酶分解，C错误；SOD的本质为蛋白质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。]
8．乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶是人肝脏解酒过程中必需的酶，其作用过程如下图。乙醇会麻痹神经，乙醛会使血管舒张，下列相关叙述正确的是(　　)
乙醇乙醛二氧化碳和水
A．这两种酶能提供能量，使乙醇和乙醛分解
B．两种酶相互配合将血液中的乙醇降解完全
C．部分人群饮酒后不会脸红是因为乙醇脱氢酶活性低
D．饮酒迅速脸红的人体内可能缺乏乙醛脱氢酶
√
D　[酶能降低化学反应的活化能，不能提供能量，A错误；两种酶在肝脏细胞中起作用，血液中的乙醇要被肝脏细胞吸收后才能被降解，B错误；部分人群饮酒后不会脸红说明体内无乙醛积累，是因为乙醇脱氢酶活性低或两种酶活性都很高，C错误；饮酒后迅速脸红的人可能体内缺少乙醛脱氢酶，导致乙醛积累使血管舒张，D正确。]
9．(不定项)幽门螺杆菌(Hp)可引发胃炎、慢性咽炎和口腔溃疡等消化性疾病，临床上可通过13C尿素呼气试验来检测Hp感染情况。受试者口服13C标记的尿素胶囊后，尿素可被Hp产生的脲酶催化分解为NH3和13CO2，定时收集受试者吹出气体并测定其中是否含有13CO2可检测Hp感染情况。下列叙述不正确的是(　　)
A．感染者呼出的13CO2是由人体细胞呼吸产生的
B．Hp的遗传物质是DNA，彻底水解可得到4种小分子物质
C．脲酶在催化尿素分解后，仍能与双缩脲试剂产生紫色反应
D．脲酶是一种分泌蛋白，需要经过内质网和高尔基体的加工
√
√
√
ABD　[据题干可知，幽门螺杆菌能产生脲酶，可将受试者口服的13C标记的尿素分解为NH3和，因此感染者呼出的13CO2不是由人体细胞呼吸产生的，A错误；幽门螺杆菌为细胞生物，其遗传物质是DNA，彻底水解可得到6种小分子物质，分别是4种含氮碱基、脱氧核糖和磷酸，B错误；酶反应前后性质和数量不变，脲酶化学本质为蛋白质，因此脲酶在催化尿素分解后，仍能与双缩脲试剂产生紫色反应，C正确；幽门螺杆菌为原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体，D错误。]
10．(16分)1897年德国化学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子物质和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。回答下列问题：
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子物质和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。
(1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是________________；__________________________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子物质和离子存在于酵母菌、________和________中。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用____________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是不是必需的，可增加一组实验，该组的处理是_____________________________________
_________________________________________________________。
葡萄糖溶液＋酵母汁
葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液
酵母汁
B溶液
双缩脲
葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液
(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是_____________________________________________，
以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)__________________________________________________
_________________________________________________________。
保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
[解析]　(1)本实验的目的是验证无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵，并且乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子物质和离子辅助。为证明上述结论，需要分组验证酵母汁、A溶液、B溶液与葡萄糖溶液的相互作用关系，因此，除表中所示分组外，还应设计葡萄糖溶液＋酵母汁和葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液两组实验。由题意可知，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子物质和离子辅助，上述物质主要存在于酵母菌、酵母汁及B溶液中。
(2)双缩脲试剂可用来检测含有肽键的物质，因此，确定B溶液中是否含有多肽，可用双缩脲试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是不是必需的，可将该物质去除，与含有该物质的组别进行对照，具体设计为葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液。
(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH，以确保酶的活性。
(4)若检测某液体中是否含有活细胞，可依据活细胞的细胞膜具有选择透过性、活细胞能够增殖等原理进行，具体操作及原理如下：①染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；②酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖。
(教师用书独具)
1．绝大多数酶的本质是蛋白质，其作用机理是酶的活性部位与底物结合后起催化作用，有的抑制剂与底物结构类似，能与酶活性部位结合，但不破坏酶活性部位。下图是某种酶活性部位的形成过程，下列相关说法正确的是(　　)
A．肽链折叠过程发生在核糖体中
B．酶活性部位具有特异识别功能
C．高温能使必需基团的肽键断裂
D．不破坏活性部位酶就能起作用
√
B　[氨基酸脱水缩合的场所在核糖体，肽链折叠过程一般发生在内质网和高尔基体，A错误；由题意可知，酶的作用机理是酶的活性部位与底物结合后起催化作用，有的抑制剂与底物结构类似，能与酶活性部位结合，故酶活性部位具有特异识别功能，B正确；高温一般使氢键断裂，C错误；有些抑制剂与底物结构类似，能与酶活性部位结合，但不破坏酶活性部位，这种情况下酶不能起作用，D错误。]
2．成书于1716年的《康熙字典》收录了酶字，对“酶”的解释为“酒母也”；酶本质的发现经历了几代人的努力。下列有关酶本质的探索发现过程的叙述，错误的是(　　)
A．巴斯德和李比希关于“糖类是怎么变成酒精的”观点都有其局限性
B．萨姆纳从刀豆种子中提取出纯酶，并进一步证明了少数酶不是蛋白质
C．毕希纳将从酵母菌细胞中提取到的、能将糖液变成酒的物质称为酿酶
D．施旺发现，胃腺分泌物与盐酸混合物对肉类的分解能力明显高于盐酸
√
B　[巴斯德认为只有活细胞才能参与发酵过程，忽视了物质的作用，德国化学家李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，显然二者的观点具有局限性，A正确；酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶，又用多种方法证明了脲酶是蛋白质，没有证明少数酶不是蛋白质，B错误；德国化学家毕希纳证明活细胞中的某些物质也可引起发酵，并把能将糖液转变成酒的物质称为酿酶，C正确；德国科学家施旺通过实验发现，将盐酸与胃腺分泌物中的一种物质混合后，该混合物对肉类的分解作用远大于盐酸的单独作用，后来证明这种物质就是胃蛋白酶，D正确。]
3．为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是(　　)
A．实验②
B．实验①
C．实验①、实验②都能
D．实验①、实验②都不能
√
A　[双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，1号试管反应结束后试管中还剩余蛋白酶，导致1、2号试管加入双缩脲试剂后都呈紫色，所以实验①无法达到目的；实验②可以通过观察3、4号试管中蛋白块的变小或消失来达到实验目的，所以A正确。]
4．酶是生物催化剂，为研究其催化生物化学反应过程中的特点，活动小组进行如下实验。下列相关叙述错误的是(　　)
试管编号 3% H2O2 清水 3.5% FeCl3 新鲜肝脏 研磨液 5%
HCl
1 2 mL 2滴 2滴 － －
2 2 mL 4滴 － － －
3 2 mL 2滴 － 2滴 －
4 2 mL － － 2滴 2滴
注：实验室中可使用3.5% FeCl3作为催化剂完成上述化学反应。
A．试管1和3的实验结果证明酶具有高效性
B．试管3和4的实验结果证明酸性条件会影响酶的催化作用
C．各试管中试剂添加顺序都应按表中从左往右依次添加
D．各组实验应该保持相同且适宜的温度条件
√
C　[试管1中加入的FeCl3溶液是可以使过氧化氢分解的催化剂，而试管3中加入的新鲜肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，利用这两支试管作对比，可以证明酶的催化效率比FeCl3要高，A正确；试管3和试管4的不同之处是试管3加入了水，试管内为中性环境，而试管4加入了盐酸溶液，试管内环境是酸性的，两者对比可以说明酸性环境对酶活性的影响，B正确；由于过氧化氢与FeCl3或新鲜肝脏研磨液接触后将立即反应，所以应遵守最后加入FeCl3或新鲜肝脏研磨液的原则，除此之外其他液体的添加顺序对实验结果不产生影响，不需要严格按照自左至右的顺序添加，且对于试管4来说，按照自左至右的顺序添加将使得实验结果不准确，C错误；该实验的自变量是催化剂的种类或pH，所以温度等其他无关变量应保持相同且适宜，D正确。]
5．已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如下表所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
第1组 第2组 第3组
乙醛脱氢酶 1 mL 1 mL 1 mL
加入试剂种类 蛋白酶1 mL RNA酶1 mL ？
乙醛 1 mL 1 mL 1 mL
保温 适宜温度保温5 min
碳酸氢钠溶液 2 mL 2 mL 2 mL
A．第3组为对照组，“？”为加入蒸馏水1 mL
B．若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡
C．若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA
D．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用
√
A　[本实验的目的是探究乙醛脱氢酶的化学本质，即探究乙醛脱氢酶是蛋白质还是RNA，则自变量为加入试剂种类，结合表格可知，第3组为对照组，实验中要保持单一变量原则，因此“？”为加入生理盐水1 mL，A错误；若乙醛脱氢酶的成分是蛋白质，则第1组中的乙醛脱氢酶会被蛋白酶分解，从而使碳酸氢钠不能产生二氧化碳，则第1组没有气泡产生，而第2、3组中的乙醛脱氢酶没有被分解，因此碳酸氢钠能产生二氧化碳，则第2、3组会产生气泡，B正确；若第1组能产生气泡，说明乙醛脱氢酶的化学本质不是蛋白质，因此乙醛脱氢酶的化学本质为RNA，C正确；本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用，否则水解反应无法发生，则无法达到探究的目的，D正确。]
6．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。
组别 甲中溶液(0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa)
0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝脏 提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列叙述错误的是(　　)
A．实验应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
B．Ⅰ组200 s时补充肝脏研磨液，相对压强会继续增大
C．250 s时Ⅰ组反应已结束，而Ⅱ组和Ⅲ组仍在进行
D．实验结果可以说明酶的催化作用具有高效性
√
B　[据表分析可知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，A正确；Ⅰ组200 s时压强已经达到最大，说明反应已经完成，底物消耗完，补充肝脏研磨液，相对压强也不会改变，B错误；三组中的H2O2溶液均为2 mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250 s之前Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0 kPa，故250 s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C正确；对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。]
谢 谢！(共29张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
素能提升课3　植物光合速率和呼吸速率的关系及测定
提升点1　植物光合速率和呼吸速率的关系
1．表示方法及相互关系
(1)细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
(2)净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
(3)真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。
2．判定方法
(1)根据坐标曲线判定
①当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。
②当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。
(2)根据叶绿体与线粒体之间气体交换图判断
(3)根据关键词判定
检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率
CO2 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
O2 吸收量(黑暗) 释放量 产生量
有机物 消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量
(4)根据实验条件判定
实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
1．用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行光合作用实验：已知叶片实验前重量，在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，再立即光照1 h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下表所示结果。仅考虑表中的四个温度，下列相关叙述错误的是(　　)
组别 甲 乙 丙 丁
温度/℃ 27 28 29 30
暗处理后重量变化/mg －1 －2 －3 －1
光照后与暗处理前相比重量变化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
√
A．27 ℃与30 ℃时，该植物的真正光合速率不相同
B．若每天光照12 h，该植物在29 ℃条件下不能正常生长
C．该植物在28 ℃时，光照1 h能制造7 mg有机物
D．温度可通过影响酶活性来影响细胞的光合速率
B　[暗处理1 h后重量减少量，即为其每小时的呼吸速率；光照1 h后与暗处理前相比重量变化＝每小时总光合速率－2×每小时呼吸速率，27 ℃该植物的真正光合速率(即每小时总光合速率)＝3＋2×1＝5 mg；30 ℃该植物的真正光合速率(即每小时总光合速率)＝1＋2×1＝3 mg，即27 ℃与30 ℃时，该植物的真正光合速率不相同，A正确。该植物在29 ℃ 条件下每小时总光合速率＝3＋2×3＝9 mg，每小时的呼吸速率＝3 mg，若每天光照12小时，则一天的净光合量＝一天总光合量－一天呼吸量＝12×每小时总光合速率－24×每小时的呼吸速率＝12×9－24×3＝36 mg，由于一天的净光合量大于0，说明植物可以积累有机物，可以正常生长，B错误。该植物在28 ℃条件下每小时总光合速率＝3＋2×2＝7 mg，即其光照1 h能制造7 mg有机物，C正确。植物光合速率需要酶的催化，温度会影响酶活性，进而影响细胞的光合速率，D正确。]
2．葡萄和草莓都是人们喜爱的水果，如图表示25 ℃时，葡萄和草莓在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线。据图回答以下问题：
(1)据图可知，__________更应该种植在阳光充足的地方，在M点对应条件下，葡萄的真正光合速率为________________(用CO2吸收量表示)。已知葡萄光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25 ℃和
30 ℃，若将环境温度由25 ℃改变为30 ℃，其他条件不变，则P点向________移动，M点向________移动。
葡萄
10 mg·m-2·h-1
右
左下
(2)在25 ℃的环境中，若白天和黑夜的时间各为12 h，白天平均光照强度为Y klx，则草莓一天中单位面积叶片积累的葡萄糖约为________mg。(保留小数点后两位)
(3)在草莓的大棚种植中，若要提高草莓的产量，则可以采取的措施是__________________________________________________(答出2点即可)。
40.91
适当增加光照时间、增施有机肥、夜间适当降低温度
[解析]　(1)据题图可知，X是草莓的光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，N点是草莓的光饱和点，与草莓相比，葡萄的光补偿点和光饱和点都比草莓的高，因此葡萄更应该种植在阳光充足的地方。植物的真正光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，故在M点对应条件下，葡萄的真正光合速率＝葡萄的呼吸速率＋葡萄的净光合速率＝2＋8＝10 mg·m-2·h-1。P点表示呼吸速率与光合速率相同，若将环境温度改变为30 ℃，细胞呼吸速率增加，需要更强的光照才能达到CO2吸收量平衡，所以P点将右移动，M点向左下移动。
(2)据题图可知，草莓的呼吸速率为1 mg·m-2·h-1，净光合速率为
6 mg·m-2·h-1，白天和黑夜的时间各为12 h，白天平均光照强度在Y klx，则草莓一天的CO2吸收量＝12×6－12×1＝60 mg，根据光合作用的总反应式可知，消耗6 mol CO2会产生1 mol葡萄糖，则草莓一天中单位面积叶片积累的葡萄糖为(180×60)/(6×44)≈40.91 mg。
(3)适当增加光照时间来增加光合作用合成有机物的量，增施有机肥增加CO2浓度来提高光合作用强度，从而提高有机物的合成量，夜间适当降低温度可以降低呼吸速率，减少有机物的消耗量，故这些措施均可提高草莓的产量。
提升点2　植物光合速率和呼吸速率的测定
1．装置中溶液的作用
在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。
2．测定原理
(1)在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
(2)在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
3．测定方法
(1)将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。
(2)将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
(3)根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
4．物理误差的校正
为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
1．图示实验装置是研究环境因素对植物光合作用影响的经典装置。下列对实验过程中装置条件及实验结果的叙述，错误的是(　　)
A．为了实验的准确性，应设置一组容器内放置一盆
等体积死植株的对照组
B．若X溶液为CO2缓冲液，液滴移动距离可表示植株
的净光合强度
C．若X溶液为CO2缓冲液并遮光处理，液滴移动距离可表示植株的有氧呼吸强度
D．若X溶液为NaOH溶液并将植株换为消毒的萌发种子，则该装置可用来判断种子的呼吸方式
√
D　[为了实验的准确性，应设置一组容器内放置一盆等体积死植株的对照组，排除环境因素(如气压、气温等)对实验的影响，A正确；若X溶液为CO2缓冲液，瓶内O2的增加会导致液滴移动，且液滴移动的距离表示的是植株的净光合强度(O2的释放速率)，B正确；若X溶液为CO2缓冲液并遮光处理，则此时植株不能进行光合作用、只能进行呼吸作用，有氧呼吸消耗O2，产生等量的CO2被缓冲液吸收，即O2的减少会导致液滴左移，故液滴移动距离可表示植株的有氧呼吸强度，C正确；若X溶液为NaOH溶液并将植株换为消毒的萌发种子，无法判断种子具体的呼吸方式，D错误。]
2．图1中的甲表示光照强度对净光合速率的影响曲线图，图1中的乙表示温度对净光合速率和呼吸速率的影响曲线图，图2表示探究与光合作用相关的实验装置示意图。据图回答下列问题。
(1)据图1可知，在相应的温度条件下，苹果树幼苗的呼吸速率________________(填“大于”“等于”或“小于”)梨树幼苗的呼吸速率，光照强度大于b时，限制光合速率的主要环境因素是__________________。一般条件下，苹果树幼苗生长速率大于梨树幼苗，原因是______________________________________________
_________________________________________________________。
小于
温度和CO2浓度
相同光照强度下，苹果树幼苗吸收CO2的速率(或净光合速率)大于梨树幼苗
(2)据图1中的乙分析，最适合植物生长的温度是_______________，温度从30 ℃升至35 ℃后，植物的呼吸速率、实际光合速率和生长速率的变化情况：___________________________。
25 ℃
升高、不变、降低
(3)利用图2所示的装置______________(填“能”或“不能”)一次测定出植株的实际光合速率。假设CO2浓度改变不影响呼吸速率，用该装置可以验证适宜浓度的CO2范围内，随着CO2浓度的升高光合速率逐渐增大，请简述实验处理方法及实验结果： __________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
不能
处理方法：用图中的装置设置A、B、C三组，装置内NaHCO3溶液的浓度适宜且大小为A>B>C，其他条件适宜且相同，一段时间后测定装置内的气体增加量；实验结果：气体增加量的大小关系为A>B>C
[解析]　(1)图1甲中坐标曲线的起点表示呼吸速率，起点越靠下说明呼吸速率越大，据图可知，苹果树幼苗的呼吸速率小于梨树幼苗。当光照强度大于b时，限制光合速率的主要环境因素是温度和CO2浓度。植物的生长速率取决于净光合速率，从图1甲中可以看出，相同光照强度下，苹果树幼苗吸收CO2的速率(或净光合速率)大于梨树幼苗，所以苹果树幼苗的生长速率大于梨树幼苗。
(2)据图1中的乙可知，在25 ℃时植物的净光合速率最大，所以该温度下植物生长速率最快。实线表示呼吸速率，虚线表示净光合速率，二者之和为实际光合速率，所以温度从30 ℃升至35 ℃后，植物的呼吸速率、实际光合速率和生长速率的变化情况为升高、不变、降低。
(3)由于实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，但在光照下植物同时进行光合作用和细胞呼吸，所以用图2所示的装置不能一次测定出植株的实际光合速率。装置中的NaHCO3溶液的浓度大小可以调整CO2浓度，所以用该装置可以验证适宜浓度的CO2范围内，随着CO2浓度的升高光合速率逐渐增大，具体操作方法及实验结果如下：处理方法：用图中的装置设置A、B、C三组，装置内NaHCO3溶液的浓度适宜且大小为A>B>C(模拟CO2浓度的不同)，其他条件适宜且相同，一段时间后测定装置内的气体(O2)增加量；实验结果：气体增加量的大小关系为A>B>C。
谢 谢！(共90张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第1节　降低化学反应活化能的酶
第2课时　酶的特性和影响酶活性的条件
课 标 要 求
说明酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
知识点1　酶具有高效性和专一性
1．高效性
(1)含义：与______________相比，酶的催化效率更高。
(2)意义：保证了____________快速有序地进行；保证了细胞内____________的稳定。
无机催化剂
细胞代谢
能量供应
提示：与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著。
酶具有高效性的实质是什么？
2．专一性
(1)含义：每一种酶只能催化______________化学反应。
(2)实验验证
①实验原理：淀粉和蔗糖都是__________糖。它们在酶的催化作用下都能水解成__________，在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用____________鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
一种或一类
非还原
还原糖
斐林试剂
②方法步骤
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
热水浴加热约2 min
实验现象 ___________________ _____________________
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
(3)实验结论：淀粉酶只能催化________水解，而不能催化________水解，酶具有__________。
淀粉
蔗糖
专一性
(P81探究·实践)在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要？
提示：有必要。可以排除无关变量，如淀粉酶的活性、浓度、加热时间、斐林试剂等因素的影响。
2．每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (　　)
3．能够催化酶水解的酶是蛋白酶。 (　　)
基于对酶的高效性和专一性的认识，判断下列表述是否正确。
1．细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性有关。 (　　)
提示：酶的化学本质是蛋白质或RNA，催化其水解的酶是蛋白酶或RNA酶。
4．二肽酶能够催化多种二肽水解，说明不是所有的酶都具有专一性。 (　　)
提示：二肽酶能催化多种二肽水解，而不能催化多肽水解，说明酶具有专一性。
√
√
×
×
任务一　酶专一性实验的变量分析及鉴定试剂的选择等
1．根据教材“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，分析回答下列有关问题：
(1)该实验的自变量和因变量分别是什么？
(2)该实验能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
(3)写出该实验的其他设计思路。
(4)若本实验的2号试管也产生了砖红色沉淀，原因是什么？(至少答两点)
提示：(1)自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。(2)不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。(3)探究不同种类的酶能否催化一种底物的水解。(4)蔗糖溶液放置时间太长，易被溶液中的微生物分解成葡萄糖和果糖，影响实验结果；试管不干净，且试管编号要醒目；蔗糖溶液中有还原糖或淀粉。
2．如图可以解释酶具有专一性及其原理，据图分析各字母代表什么意义。
提示：图中A表示酶，B表示被A催化分解的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。
[深化归纳]
1．酶的高效性及实验设计
(1)实验组：底物＋酶→底物分解速率(或产物生成速率)。
(2)对照组：底物＋等量无机催化剂→底物分解速率(或产物生成速率)。
(3)酶具有高效性的曲线(如图)
2．酶的专一性及实验设计
(1)设计思路
验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
(2)设计方案
项目 方案一 方案二
对照组 实验组 对照组 实验组
材料 底物相同(等量) 与酶相对 应的底物 另外一
种底物
试剂 与底物相 对应的酶 另外 一种酶 同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性
(3)酶具有专一性的曲线(如图)
对点练习
1．细胞代谢离不开酶的作用，如图是蔗糖酶催化蔗糖水解的示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．该反应体现了酶具有高效性
B．蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖
C．蔗糖水解后蔗糖酶会失去活性
D．蔗糖酶为蔗糖水解提供活化能
√
B　[由题可知，蔗糖酶催化蔗糖的水解，体现了酶的专一性，A错误；蔗糖在蔗糖酶的作用下，可水解为1分子葡萄糖和1分子果糖，B正确；由图可知，该模型中的蔗糖酶与底物蔗糖结合后形状稍有改变，但是反应完成后可以恢复，该模型说明酶反应前后化学性质不会改变，C错误；酶具有降低化学反应活化能的作用，蔗糖酶可以降低蔗糖水解所需的活化能，不能提供活化能，D错误。]
2．(2025·江苏卷)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 ℃水溶加热，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
√
C　[本实验的目的是探究淀粉酶是否具有专一性，酶的种类应相同且为淀粉酶，所以丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，A不合理。第二次60 ℃水浴加热是为了让斐林试剂与还原糖在该温度下发生显色反应，B不合理。乙组加入的是淀粉溶液和蒸馏水，没有淀粉酶催化，若出现砖红色沉淀，说明淀粉溶液中含有还原糖；若没有出现砖红色沉淀，说明淀粉溶液中不含还原糖，C合理。甲组中淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖，还原糖与斐林试剂发生作用会产生砖红色沉淀；由于淀粉酶具有专一性，丙组中淀粉酶不能催化蔗糖水解，蔗糖不属于还原糖，其不会与斐林试剂发生作用并产生砖红色沉淀，D不合理。]
知识点2　酶的作用条件较温和
1．酶活性及其表示方法
(1)酶活性：酶催化______________________称为酶活性。
(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的________表示。
特定化学反应的能力
速率
2．酶的作用条件较温和
酶所催化的化学反应一般是在比较________的条件下进行的。科学家采用定量分析的方法，分别得到了酶的活性受温度和pH影响的示意图。
温和
(1)酶活性受温度影响示意图(如图)

在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而________；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而________。
加快
下降
(2)酶活性受pH影响示意图(如图)
在一定条件下，酶活性最大时的pH称
为该酶的最适pH。pH偏高或偏低，酶
促反应速率都会________。
(3)过酸、过碱或温度过高时，酶失活的
原因是________________________；酶制剂适宜在________下保存的原因是___________________________________________________
______________________________。
下降
酶的空间结构遭到破坏
低温
在0 ℃左右时，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会升高
(4)动物体内的酶最适pH大多在6.5～8.0，但胃蛋白酶的最适pH为________。
1.5
1．(P84相关信息)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为1.5左右，唾液淀粉酶进入胃后因pH过低而失活
2．(P85概念检测)新采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃水中处理2分钟，可较好保持甜味的原因是________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：加热破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
3．细胞代谢有序进行的原因
(1)原因：细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与____________________有关。
(2)实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在__________内，与呼吸作用有关的酶分布在______________和线粒体内，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，互不干扰。
酶在细胞中的分布
叶绿体
细胞质基质
提示：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。
2．过酸或过碱及温度过高或过低都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 (　　)
提示：温度过低不会使酶的空间结构遭到破坏，不会使酶永久失活。
基于对影响酶活性的因素的认识，判断下列表述是否正确。
1．酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应。 (　　)
×
×
3．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组。 (　　)
提示：探究酶催化作用的最适pH时，应在过酸到过碱之间按一定的梯度设置多组实验。
4．反应底物的浓度越大，酶的活性越高。 (　　)
提示：增大反应底物的浓度只能提高反应速率，不能提高酶的活性。
5．在温度影响酶的活性的实验中，若某两支试管的反应速率相同，在其他条件均相同的条件下，不能判断这两支试管所处的环境温度一定是相同的。 (　　)
×
×
√
任务二　探究温度、pH对酶活性的影响
材料1　新买的果蔬放在冰箱中冷藏保鲜、用加酶洗衣粉时最好用温水处理洗涤衣物、发烧后往往食欲不振，这些现象都与酶的活性有关。下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对淀粉酶活性影响的实验步骤和pH对过氧化氢酶活性影响的实验步骤。
实验1　探究温度对淀粉酶活性的影响
步骤 试管
1 1′ 2 2′ 3 3′
淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL －
淀粉酶溶液 － 1 mL － 1 mL － 1 mL
不同温度下处理5 min 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃
将同一温度下的两种物质混合后保温5 min
滴加碘液 1滴 1滴 1滴
结果(现象) 变蓝 不变蓝 变蓝
实验2　探究pH对过氧化氢酶活性的影响
步骤 试管编号
1 2 3
20%的肝脏研磨液 1 mL 1 mL 1 mL
蒸馏水 1 mL － －
0.01 mol/L的氢氧化钠溶液 － 1 mL －
0.01 mol/L的盐酸溶液 － － 1 mL
3%的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL
振荡试管
结果 有大量气泡产生 无明显气泡 无明显气泡
材料2　为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图所示。
提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。
2．能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？
提示：不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化氢的分解本身受温度影响，在高温时分解速率加快，影响对实验结果的分析。
1．同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？
提示：不能。因为加热会改变反应体系的温度，从而给实验引入额外变量。
3．在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？
4．实验2中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH
提示：不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。
提示：不能。因为调节pH所营造的酸性环境会干扰斐林试剂(碱性)对淀粉分解的检测，碱性条件下会干扰碘液与淀粉的蓝色反应，斐林试剂的碱性会影响淀粉酶的活性。
5．实验2能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？
6．在时间t1之前，若A组温度提高10 ℃，则A组酶催化反应的速度会如何变化？
提示：加快。
提示：不变。60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加。
7．如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量如何变化？并说明理由。
[深化归纳]
1．探究影响酶活性的实验设计思路
(1)分组编号：将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。
(2)控制变量：控制影响酶活性的条件(如温度、pH等)，即首先将底物、酶液分别处理到预设的条件下。
(3)进行反应：让酶液与底物混合，仍在预设的条件(如温度、pH等)下反应，无关变量保持相同。
(4)结果检测：检测实验的因变量，观察并记录实验结果，推出结论。
2．温度、pH对酶活性的影响
(1)图甲曲线分析
①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
(2)图乙曲线分析
纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为较适宜的pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
3．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
(2)图乙：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。
对点练习
1．图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，下列叙述正确的是(　　)
A．温度降低时，e点不移，d点右移
B．H2O2量增加时，e点不移，d点左移
C．pH＝c时，e点为0
D．pH＝a时，e点下移，d点左移
√
A　[温度降低时，过氧化氢酶的活性降低，产生O2的总量不变，反应速率减慢，d点右移，A正确；H2O2量增加，产生的O2量增加，e点上移，d点右移，B错误；pH＝c时，酶失活，但H2O2在常温下也会分解，e不为0，C错误；pH＝a时，酶的活性低于pH＝b时的活性，反应速率较慢，d点右移，e点不动，D错误。]
易错警示
(1)适当增加酶的浓度会提高反应速率，但生成物的量不会增加；在一定条件下，若适当增加反应物的浓度，提高反应速率的同时生成物的量也增加。
(2)不同因素影响酶促反应速率的本质不同
①温度和pH通过影响酶的活性而影响酶促反应速率。
②底物浓度和酶浓度通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
③抑制剂、激活剂也影响酶的活性。
2．(2025·浙江1月卷)取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。
组别 1 2 3 4 5
温度(℃) 27 37 47 57 67
滤液变澄清时间(min) 16 9 4 6 50 min未澄清
据表分析，下列叙述正确的是(　　)
A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B．组3滤液变澄清的时间最短，酶促反应速率最快
C．若实验温度为52 ℃，则滤液变澄清的时间为4～6 min
D．若实验后再将组5放置在57 ℃，则滤液变澄清的时间为6 min
√
B　[滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，A错误；组3滤液变澄清的时间最短，酶促反应速率最快，B正确；若实验温度52 ℃更接近酶的最适温度，滤液变澄清的时间将小于4 min，C错误；若实验后再将组5放置在57 ℃，由于酶已经高温失活，滤液不会变澄清，D错误。]
1．无机催化剂催化的化学反应范围比较广，但一种酶只能催化一种或一类化学反应。
2．细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。
3．许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，但酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
4．过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，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会升高。
5．酶制剂适宜在低温下保存。
课时分层作业(15)　酶的特性和影响酶活性的条件
题组一　酶的特性及相关实验设计
1．某类酶作用的模型如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．该模型中A代表酶，B代表底物，C和D代表产物
B．该模型可以用来解释酶的专一性和高效性
C．酶能够为化学反应提供能量，从而加快反应速率
D．酶发挥作用后，结构将发生改变，不能被再次利用
√
A　[由图可知，该模型中A代表酶，B代表底物，C和D代表产物，A正确；图中模型可用来解释酶的催化具有专一性，不能解释高效性，B错误；酶作用的机理是降低化学反应的活化能，不是提供能量，C错误；根据试题的分析，图中A表示酶，反应前后结构不发生变化，D错误。]
2．(2025·北京卷)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20 min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60 ℃以上热水。下列叙述错误的是(　　)
A．该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物
B．洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解
C．减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度
D．水温过高导致酶活性下降
√
A　[酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，洗衣粉中的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶无法分解纤维素，A错误；洗涤前浸泡衣物有利于酶与污渍中的蛋白质等有机物充分结合，催化其分解，B正确；减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度，加快酶与衣物中有机物污渍的反应速率，有利于特别脏的衣物的清洗，C正确；水温过高会导致酶的空间结构遭到破坏，使酶的活性下降，甚至永久失活，D正确。]
3．某同学取两支洁净的试管，编号为1和2，然后按照下表中序号①到③的要求操作。下列相关叙述错误的是(　　)
序号 项目 试管1 试管2
① 注入可溶性淀粉溶液 2 mL —
② 注入蔗糖溶液 — ？
③ 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
A．该实验可用于验证淀粉酶具有专一性
B．“？”处注入蔗糖溶液的量应为2 mL
C．两支试管内的液体混匀后，应置于淀粉酶的最适温度下反应相同时间
D．该实验可用碘液对结果进行检测
√
D　[试管1中加入可溶性淀粉和淀粉酶，试管2中加入蔗糖和淀粉酶，目的是验证淀粉酶具有专一性，A正确；本实验的自变量是底物不同，无关变量应保持相同且适宜，因此“？”处注入蔗糖溶液的量应为2 mL，B正确；温度、时间为本实验无关变量，应相同且适宜，因此两支试管内的液体混匀后，应置于淀粉酶的最适温度下反应相同时间，C正确；该实验不能用碘液，碘液不能检测蔗糖是否被水解，D错误。]
4．下列关于探究酶特性的实验，叙述正确的是(　　)
A．若探究pH对酶活性的影响，可选择淀粉作为酶促反应底物
B．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测
C．若用H2O2和过氧化氢酶来探究酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
√
C　[若探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，因变量是酶活性，若让淀粉与淀粉酶为实验材料，淀粉在酸性条件下会分解，干扰实验结果，A错误；斐林试剂检测还原糖需要进行水浴加热，会改变反应的温度，因此如果探究温度对淀粉酶活性的影响，应选择碘液检测实验结果，B错误；酶的高效性是和无机催化剂相对而言的，因此如果探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照，C正确；由于蔗糖无论是否发生水解，都不与碘液反应，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘液检测实验结果，D错误。]
题组二　探究影响酶活性的条件
5．下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。下列相关叙述错误的是(　　)
A．在a点增加反应物浓度，反应速率会加快
B．在b点加入同种少量的酶，反应速率会加快
C．在c点限制反应速率的因素是温度
D．在a点开始温度升高10 ℃，反应速率会变慢
√
C　[由图可知，b点前的限制因素是反应物浓度，在a点随着反应底物浓度的增加，反应速率加快，A正确；b点时反应速率达到了最大，限制因素可能是酶的量或活性，加入同种少量的酶，反应速率会加快，由于该曲线是最适温度下获得的，故限制因素不是温度，B正确，C错误；由于曲线是在最适温度下测得的，所以如果a点时温度升高10℃，则酶的活性降低，反应速率会变慢，D正确。]
6．(2025·贵州卷)科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．该实验中，酶的用量、pH、处理时间和
初始底物浓度相同且适宜
B．该实验中，温度高于60 ℃后酶变性导致
反应速率下降
C．该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响
D．进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度
√
C　[探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量，无关变量应相同且适宜，A正确；酶在高温条件下会变性失活，从图中可以看出，温度高于60 ℃后，反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确；在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误；由图可知，该酶的最适温度在50～60 ℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度，D正确。]
7．某实验小组设计下图装置进行酶活性的探究。下列叙述正确的是(　　)

A．若将恒温水浴温度改为80 ℃，可探究温度对酶活性的影响
B．若向肝脏研磨液中加入一定浓度的HCl溶液，可探究pH对酶活性的影响
C．将肝脏研磨液换成清水，可探究酶的高效性
D．肝脏研磨液中的过氧化氢酶为H2O2分解提供能量
√
B　[80 ℃高温会使过氧化氢酶失活，同时 H2O2在高温下会自发分解，无法单独探究温度对酶活性的影响，A错误；向肝脏研磨液中加入HCl溶液，可改变反应的pH环境，通过观察氧气产生量(量筒中液体体积变化)能探究pH对过氧化氢酶活性的影响，B正确；探究酶的高效性，应将肝脏研磨液(含酶)与无机催化剂(如 FeCl3溶液)对比，而非清水(无催化作用)，C错误；酶的作用是降低反应的活化能，而非为反应提供能量，D错误。]
8．(不定项)为探究温度对酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该实验不宜选用过氧化氢酶为材料
B．乙组为对照组，甲组和丙组为实验组
C．若t1时将甲组的温度提高5 ℃，则该组酶催化反应的速率将提高
D．若t2时向丙组反应体系中再加入1倍底物，则t3时产物总量将增加
√
√
AC　[过氧化氢酶催化的底物是过氧化氢，而过氧化氢在高温下会自行分解(温度越高，分解速率越快)，会干扰实验结果(无法区分是温度对酶活性的影响，还是对底物自身分解的影响)。因此，该实验不宜选用过氧化氢酶为材料，A正确。实验的自变量是温度，应设置多个实验组(不同温度组)，无单独的对照组(各组互为对照)。因此，“乙组为对照组” 的表述错误，B错误。由图可知，在20 ℃(甲组)、40 ℃(乙组)、60 ℃(丙组)三个温度中，40 ℃(乙组)时酶的活性最高，说明该酶的最适温度在40 ℃左右。t1时甲组温度为20 ℃，低于最适温度，在一定范围内，随着温度升高，酶活性增强，反应速率加快，所以若t1时将甲组的温度提高5 ℃，则该组酶催化反应的速率将提高，C正确。对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，丙组的酶在60 ℃条件下已经失活，所以如果在时间t2时，向丙组反应体系中再加入1倍底物，其他条件保持不变，在t3时，丙组产物的总量不变，D错误。]
9．(13分)某研究对来自某嗜热短芽孢杆菌的蛋白酶TSS降解Ⅰ型胶原蛋白的催化条件开展研究，部分实验分组方案及结果见下表：
组别 pH 温度(℃) CaCl2 降解率(%)
① 9 90 ＋ 38
② 9 70 ＋ 88
③ 9 70 － 0
④ 7 70 ＋ 58
⑤ 7 40 ＋ 43
⑥ 5 40 ＋ 30
注：“＋/－”分别表示“有/无”，添加少量CaCl2，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
回答以下问题：
(1)蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白水解的机制是______________________，结合①②的相关变量分析，自变量是_________，无关变量有______________________________________
_________________________________(写出两项)。
(2)比较_______________组的结果，可以判断该酶的催化活性依赖于 CaCl2，第②组和第④组的结果比较说明________________条件下蛋白酶 TSS活性较强。
降低化学反应的活化能
温度
Ⅰ型胶原蛋白的含量、蛋白酶TSS的浓度和体积、pH(答出两项即可)
②③
碱性(或pH为9)
(3)经实验确定TSS是Ca2+依赖的蛋白酶，最适温度和最适pH分别是70 ℃和pH＝9。为进一步研究NaCl浓度对蛋白酶TSS的活性影响，请写出简要实验设计思路： _________________________________
__________________________________________________________
________________________________________________________。
在添加少量CaCl2的基础上，设计一系列NaCl浓度梯度的组别，在pH＝9和70 ℃的条件下，用蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白，测定Ⅰ型胶原蛋白的降解率(3分)
[解析]　(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，故蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白水解的机制是降低化学反应的活化能。分析表格，实验①②的自变量是温度不同(90 ℃和70 ℃)；无关变量有Ⅰ型胶原蛋白的含量、蛋白酶TSS的浓度和体积、pH等，无关变量应保持等量且适宜。
(2)要得出该酶的催化活性依赖于CaCl2，则实验的自变量应为CaCl2的有无， ②③对比可知，没有CaCl2就不能降解Ⅰ型胶原蛋白，故该酶的催化活性依赖于CaCl2；②组和第④组的自变量是pH的不同，其中第②组的降解率高于第④组，说明碱性条件下蛋白酶 TSS活性较强。
(3)分析题意，本实验目的是探究NaCl浓度对蛋白酶 TSS 的活性的影响，则实验的自变量是NaCl的有无，因变量是蛋白酶TSS的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：在添加少量 CaCl2的基础上，设计一系列 NaCl浓度梯度的组别，在pH＝9和70 ℃的条件下，用蛋白酶TSS催化Ⅰ型胶原蛋白，测定Ⅰ型胶原蛋白的降解率。
(教师用书独具)
1．真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行实验，结果如下图。相关叙述不正确的是(　　)
A．植酸酶在活细胞中产生，可在细胞外发
挥作用
B．真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，
才能转运到细胞外
C．该实验的自变量是pH，温度属于无关变量
D．植酸酶A比植酸酶B更适合添加在家畜饲料中
√
C　[植酸酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，可在细胞内或细胞外发挥作用，A正确；植酸酶为分泌蛋白，真菌合成的植酸酶需要经高尔基体对其进行加工和转运，才能分泌到细胞外，B正确；由图可知，该实验的自变量是pH和植酸酶的种类，温度属于无关变量，C错误；由图可知，与植酸酶B相比，植酸酶A在较低pH下活性较高，因为胃液的pH较低，在此条件下植酸酶A的相对活性较高，故更适合添加在家畜饲料中，D正确。]
2．传统的含磷洗衣粉会对水体造成污染，使用加酶洗衣粉可以减少对水体的污染。为探究某品牌加酶洗衣粉中淀粉酶作用的适宜温度和pH，某科研小组做了相关实验，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该实验中温度和溶液pH都是自变量
B．根据实验结果可知，使用该洗衣粉时
水温最好控制在20～30 ℃
C．该实验中淀粉的分解速率可以用碘液
进行检测
D．该洗衣粉中添加的淀粉酶可以加快衣物中各种污渍的分解
√
D　[该实验的自变量为温度和pH，A正确；20～30 ℃淀粉完全分解所需时间最短，说明酶的活性最高，使用该洗衣粉时水温最好控制在20～30 ℃，B正确；淀粉与碘液发生蓝色反应，该实验中淀粉的分解速率可以用碘液进行检测，C正确；淀粉酶不能分解油渍，D错误。]
3．为探究“影响人胶原蛋白酶活性的条件”，某生物兴趣小组设计了如表所示的实验。下列说法错误的是(　　)
试管 底物和试剂 实验条件
1 蛋白质X＋4 mL胶原蛋白酶 37 ℃水浴；pH＝7
2 蛋白质X＋4 mL胶原蛋白酶 ①；pH＝3
3 蛋白质X＋4 mL胶原蛋白酶 0 ℃水浴；pH＝②
A．①处为37 ℃水浴处理，②处为7
B．本实验的自变量是温度和酸碱度
C．充足反应后加入双缩脲试剂，溶液呈现紫色的试管是1和3
D．为更好的实现实验目的，应增加设置其他温度和pH的试管进行实验
√
C　[根据单一变量原则，实验方案①②处分别为37 ℃ 水浴、7，A正确；根据表格可知，本实验的自变量是温度(37 ℃和0 ℃)和pH(3和7)，因变量是蛋白质块大小的变化或蛋白块消失所需的时间，无关变量有胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质X的用量、保温时间等，无关变量要保持相同且适宜，B正确；双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，不管1、2、3中的蛋白质X是否被分解，1、2、3中的胶原蛋白酶本身也是蛋白质，因此用双缩脲试剂检验上述3组实验后的溶液，溶液呈现紫色的试管有1、2、3，C错误；本实验只有37 ℃和0 ℃、pH为3和7，为更好的实现实验目的，应增加设置其他温度和pH的试管进行实验，D正确。]
4．(不定项)某兴趣小组将一定量的甲、乙两种物质加入同一试管中，将其置于最适温度条件下，然后在T1时刻加入适量的酶M，测得甲、乙两种物质的浓度变化如图所示。下列分析不正确的是(　　)
A．甲、乙两种物质在酶M的作用下可以相互转化
B．反应进行到T1以后酶M的活性逐渐降低
C．升高或降低pH都有可能改变T1～T2的时长
D．适当降低反应温度会使反应结束时乙的总量减少
√
√
√
ABD　[在酶M的作用下，甲物质可形成乙物质，但不能说明乙物质可形成甲物质，A错误；T1之前，甲和乙两种物质的浓度不变，说明二者没有反应，在T1时加入适量的酶M后，甲物质可转化为乙物质，甲物质逐渐减少，不能说明反应进行到T1以后酶M的活性逐渐降低，B错误；升高或降低pH都有可能改变酶M的活性，进而改变T1～T2的时长，C正确；适当降低反应温度会使酶M的活性降低，反应速率减小，反应完成所需要的时间延长，但反应结束时乙的总量不会减少，D错误。]
5．某生物实验小组在探究酶的专一性时，按照以下表格的操作步骤进行实验，分析表格数据，完成有关问题：
　　　试管 操作　　　　　 ① ② ③
pH为6.8的缓冲液 1 mL a 1 mL
淀粉溶液 2 mL 2 mL b
淀粉酶溶液 1 mL
蔗糖酶溶液 1 mL
反应温度 37 ℃
碘液 2 mL
颜色及现象 变蓝 不变蓝 变蓝
(1)请分析本实验的变量：
①自变量：________________；
②因变量：________________；
③无关变量：_______________________________________________等。(填两项即可)
(2)无关变量的控制：表格中的序号a和b应为________、________，试总结实验中无关变量的控制原则是_____________。
(3)对照实验的分析：说明淀粉酶对淀粉有水解作用的两组实验是________，说明蔗糖酶不能水解淀粉的两组实验是________，证明酶具有专一性的实验是____________。
酶的种类
淀粉是否水解
温度、pH、酶的量、淀粉溶液的量(填两项即可)
1 mL
2 mL
相同且适宜
①②
①③
①②③
[解析]　(1)本实验的目的是探究酶的专一性，由表格分析可知，自变量是酶的种类，因变量是淀粉是否水解，通过是否出现蓝色来进行观测。实验中可以影响实验结果的其他变量有温度、pH、酶的量、淀粉溶液的量等，属于无关变量，应保持相同且适宜。(2)根据无关变量相同且适宜原则，a应为1 mL，b应为2 mL。(3)通过①与②可以证明淀粉酶能催化淀粉水解；通过①和③能证明蔗糖酶不能催化淀粉水解，而通过①②③可以证明淀粉只能被淀粉酶催化水解，从而证明酶具有专一性。
6．淀粉酶可将淀粉水解为还原糖，物质A与淀粉的结构相似。某兴趣小组为研究淀粉浓度对酶促反应速率的影响，进行了相关实验，除淀粉浓度不同，三组实验的其他条件均相同，实验结果如图所示。回答下列问题：
(1)酶的化学本质是______________，酶催化作用的机理是______________________________。
(2)由反应结果可知淀粉浓度为0.6 mg·mL-1时，反应进行到12 min后，速率______________(填“达到最大”或“接近于零”)。有同学推测该实验中淀粉浓度过高可能会改变淀粉酶的空间结构，据图可知，判断依据是___________________________________________
_________________________________________________________。
蛋白质或RNA
降低化学反应的活化能
接近于零
淀粉浓度为1.4 mg·mL-1反应组的酶促反应速率低于1.0 mg·mL-1反应组的
(3)若往装置中添加一定量物质A，则淀粉水解的反应速率会下降，可能的原因是______________________________________________
_________________________________________________________。
(4)假设该实验所处的环境温度为a，若逐渐升高温度，则酶促反应速率先增大后减小，从所处温度范围的角度考虑，出现这种变化的原因是____________________________________________________
______________________________________________________________________________________。
物质A与淀粉结构相似，物质A与淀粉竞争酶分子，导致部分酶分子不能正常行使功能
a小于该淀粉酶的最适温度，且随着温度的升高，在a至最适温度范围内，酶促反应速率逐渐增大，当超过最适温度时，酶促反应速率逐渐减小
[解析]　(1)酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA；酶是生物催化剂，能降低化学反应的活化能。(2)由反应结果可知淀粉浓度为0.6 mg·mL-1时，反应进行到12 min后，速率接近于零，还原糖的含量不再增加；淀粉浓度为1.4 mg·mL-1反应组的酶促反应速率低于1.0 mg·mL-1反应组的，因此该实验中淀粉浓度过高可能会改变淀粉酶的空间结构。(3)物质A与淀粉结构相似，物质A与淀粉共同竞争酶分子，导致部分酶分子不能正常行使功能，若往装置中添加一定量物质A，则淀粉水解的反应速率会下降。(4)a小于该淀粉酶的最适温度，且随着温度的升高，在a至最适温度范围内，酶促反应速率逐渐增大，当超过最适温度时，酶促反应速率逐渐减小。
谢 谢！(共79张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第3节　细胞呼吸的原理和应用
第2课时　无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用
课标 要求
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。
知识点1　无氧呼吸
1．场所：______________。
2．过程
(1)第一个阶段：与____________的第一个阶段完全相同。
(2)第二个阶段：__________在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成__________________，或者转化成乳酸。
细胞质基质
有氧呼吸
丙酮酸
酒精和二氧化碳
3．反应式
(1)C6H12O6______________________＋少量能量
(2)C6H12O6_______________________________＋少量能量
4．能量转化
(1)能量释放阶段：只在第______阶段释放出少量的能量，生成少量__________。
(2)大部分能量去向：存留在______________中。
2C3H6O3(乳酸)
2C2H5OH(酒精)＋2CO2
一
ATP
酒精或乳酸
提示：参与无氧呼吸第二阶段的酶不同。
无氧呼吸第二阶段的产物不同的直接原因是什么？
5．无氧呼吸的概念：指细胞在____________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过__________分解，释放________能量的过程。
6．细胞呼吸的概念：指有机物在细胞内经过一系列的____________，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成__________的过程。
7．细胞呼吸的意义
(1)为生物体提供________。
(2)生物体代谢的________。
没有氧气
不完全
少量
氧化分解
ATP
能量
枢纽
2．无氧呼吸是不彻底的氧化分解，大部分能量没释放出来，所以无氧呼吸释放的能量较少。 (　　)
3．人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。 (　　)
基于对无氧呼吸过程的认识，判断下列表述是否正确。
1．不同细胞无氧呼吸的产物不一定相同。 (　　)
提示：人体细胞在无氧呼吸时的产物是乳酸。
4．蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 (　　)
5．动物细胞无氧呼吸产物为乳酸，植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳。 (　　)
提示：有些植物细胞无氧呼吸产物为乳酸。
√
√
×
√
×
任务一　分析无氧呼吸的过程
材料1　结合教材内容并构建无氧呼吸过程的模型如图所示：
材料2　1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。
材料3　有氧呼吸的生物，如植物的根在水淹的情况下能进行短暂的无氧呼吸，人在剧烈运动时，骨骼肌细胞也能进行无氧呼吸。
提示：酒精(或C2H5OH)。①②。
1．材料1中a表示的物质是什么？若骨骼肌细胞进行暂时的无氧呼吸，则应为图示的哪几个过程？(用数字符号表示)
2．据材料2分析，在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向及葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？
提示：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而葡萄糖氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。
提示：需氧型生物保留无氧呼吸的意义是细胞在暂时缺氧时，可以通过无氧呼吸来合成ATP，为生物体的生命活动提供能量，降低因ATP合成量减少而对生物体造成的伤害。
3．试从生物进化的角度说明需氧型生物保留无氧呼吸方式的意义。
提示：②⑤⑧⑨　①③④⑥⑦
4．将下面生物按照无氧呼吸类型进行分类：
①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞　⑤酵母菌　⑥乳酸菌　⑦玉米的胚　⑧苹果　⑨玉米的根(水淹) 　
产酒精和二氧化碳的是________；产乳酸的是____________。
[深化归纳]
1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解
2．有氧呼吸与无氧呼吸的异同点
对点练习
1．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，
其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质
a、d分别是丙酮酸和O2
√
D　[题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。]
2．将酵母菌置于浓度适宜的葡萄糖溶液中进行培养，在不同O2浓度下测得的酵母菌细胞呼吸产物的相对含量如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．O2浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸
B．O2浓度为b时，细胞有氧呼吸消耗的
葡萄糖比无氧呼吸消耗的少
C．O2浓度为c时，最有利于酵母菌的生
存和繁殖
D．O2浓度增加会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降
√
C　[O2浓度为a时，酵母菌产生的CO2含量与酒精含量相同，说明酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；O2 浓度为b时，CO2产生量为12.5，酒精产生量为6.5，说明酵母菌无氧呼吸CO2产生量为6.5，消耗葡萄糖的量为3.25，有氧呼吸CO2产生量为6，消耗葡萄糖的量为1，故细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少，B正确；O2 浓度超过d时，酵母菌只进行有氧呼吸，产生大量能量，最有利于酵母菌的生存和繁殖，C错误；O2 浓度增加会使有氧呼吸增强，同时会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降，D正确。]
方法技巧 判断细胞呼吸方式的三大依据
知识点2　细胞呼吸原理的应用
1．对有氧呼吸原理的应用
(1)提倡慢跑等有氧运动，使细胞进行有氧呼吸，避免____________________。
(2)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止________________________。
(3)利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
肌细胞产生大量乳酸
幼根因缺氧变黑、腐烂
2．对无氧呼吸原理的应用
(1)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(2)破伤风芽孢杆菌可通过____________大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的____________；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
无氧呼吸
无氧呼吸
提示：促进土壤中根系细胞有氧呼吸第三阶段的进行，从而产生大量能量，有利于无机盐的吸收。
给板结的土壤及时松土的主要目的是什么？
2．无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。 (　　)
提示：无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
3．无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸。 (　　)
基于对细胞呼吸原理的应用的认识，判断下列表述是否正确。
1．无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。 (　　)
提示：无氧呼吸的产物是乳酸或酒精和二氧化碳。
√
×
×
4．葡萄糖经无氧呼吸后释放的能量大部分以热能的形式散失。 (　　)
5．储存蔬菜、水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸。 (　　)
提示：若隔绝O2，细胞无氧呼吸会加强，不利于蔬菜、水果的储存，而应低氧储存。
√
×
任务二　环境因素对细胞呼吸的影响
材料1　苹果中含有丰富的营养成分，既可作为日常水果食用也可用来酿造果酒。为保持苹果的口感和营养以及满足持续供应，通常在苹果采摘后放在气调保鲜库中保鲜。某同学在网上查询了苹果气调保鲜库的参数如下表所示：
温度/℃ 湿度RH/% O2/% CO2/%
20～25 85～95 2～5 2～5
材料2　如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响。
提示：温度数值太高，应改为0 ℃以上低温。
2．结合材料1的相关信息，你认为气调保鲜库保鲜苹果时应设定的外界环境条件是什么？依据的原理是什么？
提示：(0 ℃以上)低温、高浓度 CO2、低浓度O2能降低苹果细胞呼吸，减少有机物消耗；高湿度能抑制苹果的水分蒸发，保持苹果的新鲜度。
1．上表中有一项参数的数值明显有误，请指出来并加以纠正。
提示：O2浓度和温度。
4．试分析洋葱根尖细胞有氧呼吸的最适温度。
提示：分析图示可知，在20 ℃、30 ℃、35 ℃三个温度条件下，
30 ℃条件下氧气充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适温度在20 ℃和35 ℃之间。
3．图中与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有哪些？
[深化归纳]
环境因素对细胞呼吸的影响及应用
影响因素及图示 原理 应用
温度会影响酶的活性 低温下储藏水果、蔬菜、粮食，减少有机物消耗；温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累
影响因素及图示 原理 应用
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根死亡
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 在水果、蔬菜保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗
影响因素及图示 原理 应用
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率 粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗；干种子萌发前进行浸泡处理
对点练习
1．下图表示某植物的非绿色器官在不同O2浓度下的CO2释放量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是(　　)

A．R点时刻该植物器官的无氧呼吸最弱，P点时只进行有氧呼吸
B．若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放CO2多
C．若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多
D．储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度保持在0～A范围
√
C　[R点时刻该植物器官的CO2释放量最少，说明呼吸作用最弱，此时既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，P点时CO2释放量等于O2吸收量，说明只进行有氧呼吸，A错误；若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸的CO2释放量和无氧呼吸的CO2释放量相等，由于无氧呼吸大部分能量储存在产物酒精或乳酸中，未被释放出来，因此A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，B错误，C正确；储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度保持在A，此时呼吸作用最弱，有机物消耗最少，D错误。]
2．科研人员探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细
胞质基质、线粒体、叶绿体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗
O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和
15 ℃的慢，因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
√
B　[果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，密闭罐中CO2浓度会增加，B正确，C错误；酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。]
易错提醒
(1)O2浓度对细胞呼吸和有氧呼吸的影响不同：O2浓度对细胞呼吸的影响曲线是先降低后增加最后平稳，而对有氧呼吸的影响曲线是先增加后平稳。
(2)蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。
(3)种子储藏时应保持干燥，而蔬菜和水果储藏时应保持一定的湿度。
1．无氧呼吸：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不
完全分解，释放少量能量的过程。
2．细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
3．产生CO2的不只是有氧呼吸，无氧呼吸产生酒精的过程中也有CO2的产生。
4．真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
5．所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。
课时分层作业(18)　无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用
题组一　无氧呼吸
1．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．种子库中储存的风干种子不进行细胞呼吸
B．是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C．无氧呼吸第二阶段没有[H]的积累
D．若某污染物抑制了植物有氧呼吸的各个阶段，则对无氧呼吸没有影响
√
C　[种子库中储存的风干种子丢失了自由水，但仍保持活性，能进行细胞呼吸，只是细胞呼吸速率慢，A错误；有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸都会产生二氧化碳，因此是否产生二氧化碳不是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别，B错误；无氧呼吸第二阶段为丙酮酸和[H]在酶的作用下进行反应，故没有[H]的积累，C正确；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同，若污染物抑制植物有氧呼吸的各个阶段，则对无氧呼吸也有影响，D错误。]
2．如图表示细胞无氧呼吸的过程，①②依次代表两个阶段。下列相关叙述错误的是(　　)
A．过程②只释放少量的能量
B．过程①②发生的场所都是细胞质基质
C．两个②过程产物不同，原因是发挥催化作用的酶不同
D．与有氧呼吸相比，若释放等量的能量，无氧呼吸消耗的葡萄糖更多
√
A　[无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，过程②不产生能量，A错误；过程①②分别是无氧呼吸的第一阶段和第二阶段，均在细胞质基质中进行，B正确；两个②过程丙酮酸被分解成不同的产物，是因为不同细胞中参与第二阶段的酶不同，C正确；无氧呼吸属于有机物不彻底氧化分解，最终产生的酒精和乳酸仍含有大部分能量，而有氧呼吸属于有机物的彻底氧化分解，故与有氧呼吸相比，若释放等量的能量，无氧呼吸消耗的葡萄糖更多，D正确。]
3．有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼。有氧运动可避免出现骨骼肌无氧呼吸导致的肌肉酸胀乏力现象。为保持身体健康，越来越多的人开始注重有氧运动。下列有关叙述正确的是(　　)
A．细胞进行有氧呼吸的场所是线粒体
B．剧烈运动时，骨骼肌细胞只进行有氧呼吸
C．无氧呼吸产生酒精导致肌肉出现酸胀乏力感
D．无氧呼吸有助于短距离跑步冲刺的发力提速
√
D　[细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，第一阶段在细胞质基质进行，第二、三阶段在线粒体内进行，A错误；剧烈运动时，骨骼肌细胞仍主要进行有氧呼吸，还可进行无氧呼吸补充细胞内能量供应，B错误；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，C错误；无氧呼吸供能快，有助于短距离跑步冲刺的发力提速，D正确。]
4．(2025·山东卷)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　)
A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料
B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料
C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH
D．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失
√
B　[有氧呼吸第一阶段是1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量；第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，这两个阶段都不需要O2作为原料，A错误。有氧呼吸第二阶段的原料有丙酮酸和水，B正确。无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同；第二阶段是丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸，第一阶段产生NADH，第二阶段不产生NADH，但会消耗NADH，C错误。无氧呼吸过程中，葡萄糖分子中的能量大部分储存在乳酸或酒精中，只有少量以热能形式散失或转化为ATP，D错误。]
题组二　影响细胞呼吸的因素及应用
5．细胞呼吸的原理在我们的生活和生产实践中有着广泛的应用，下列叙述错误的是(　　)
A．“中耕松土”有利于植物根部细胞呼吸
B．提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸导致的肌肉酸痛
C．包扎伤口需选用透气的敷料，以避免人体伤口细胞无氧呼吸导致愈合较慢
D．夜间适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗的有机物从而使作物增产
√
C　[“中耕松土”有利于植物根部细胞呼吸，A正确；提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸导致的肌肉酸痛，B正确；包扎伤口需选用透气的敷料，以避免破伤风芽孢杆菌等厌氧菌在伤口处大量繁殖，C错误；夜间适当降低温度，可通过减少细胞呼吸消耗有机物的方式使作物有机物积累，以达到增产目的，D正确。]
6．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　　)
A．耐低氧的水稻种子撒播于农田，灌水覆盖，可以有效防治鸟害、鼠害
B．油菜种子播种时宜浅播，原因是萌发时需要消耗大量氧气
C．小麦种子入库储藏时，在无氧和低温条件下储藏时间延长
D．苹果表面涂一层果蜡，可以减缓苹果的水分流失和呼吸作用，延长其保鲜期
√
C　[耐低氧的水稻种子撒播于农田，灌水覆盖，减少氧气的接触，同时可以有效防治鸟害、鼠害，A正确；油菜种子播种时宜浅播，是因为油菜种子中富含脂肪，而脂肪中含有的C和H多，O少，萌发时需要消耗大量氧气，B正确；小麦种子入库储藏时，需要在低氧和低温环境储存，C错误；苹果表面涂一层果蜡，可以减缓苹果的水分流失和呼吸作用，减少有机物的消耗，延长其保鲜期，D正确。]
7．种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5% TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚显现红色。下列叙述正确的是(　　)
A．种胚红色越深，其种子活力越低
B．TTF生成速率与保温的温度有关
C．无氧条件下，种子中不会产生TTF
D．TTF只能在细胞质基质中生成
√
B　[在相同时间内，种子活力越高，呼吸作用越强，产生的[H]越多，生成的TTF越多，红色越深，因此，可根据相同时间内红色深浅判断种子活力高低，A错误；细胞呼吸过程中产生[H]，而温度影响细胞呼吸酶的活性，故TTF生成速率与保温的温度有关，B正确；无氧条件也产生[H]，故无氧条件下，种子中会产生TTF，C错误；细胞呼吸过程中，有氧呼吸第一阶段、第二阶段均可以产生[H]，所以TTF既可以在细胞质基质生成，也可以在线粒体基质中产生，D错误。]
8．无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸胀乏力，乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．无氧运动时丙酮酸转化为乳酸可为
肌细胞迅速供能
B．肌糖原在有氧条件和无氧条件下都
能氧化分解提供能量
C．肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程
属于吸能反应
D．肌细胞中有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
√
A　[丙酮酸转化为乳酸是无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，所以不能为肌细胞供能，A错误；在高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，在有氧条件和无氧条件下肌糖原都能氧化分解提供能量，B正确；乳酸分子中所含能量小于葡萄糖分子中所含能量，肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程属于吸能反应，该过程通常与ATP的水解相联系，C正确；在有氧条件下，肌细胞中有氧呼吸产生的[H]与O2结合生成水，释放大量能量，无氧呼吸产生的[H]把丙酮酸还原成乳酸，D正确。]
9．(不定项)恒温条件下，测得某密闭容器中苹果细胞呼吸强度(用一定时间内CO2的释放量来表示)随O2浓度的变化情况如下图，下列有关说法正确的是(　　)
A．在该温度下，苹果只进行无氧呼吸
释放的CO2比只进行有氧呼吸多
B．O2浓度大于18%后，O2不再是有氧
呼吸的限制因素
C．O2浓度为6%时，苹果细胞只进行有氧呼吸
D．随着O2浓度的增加，CO2的释放量先减少后增加再保持稳定
√
√
√
ABD　[分析图形可知，单纯无氧呼吸(O2浓度为0)时释放的CO2为20 mg/(100 g·d)，而有氧呼吸最旺盛时(O2浓度大于或等于18%)释放的CO2约为18 mg/(100 g·d)，说明在该温度下，苹果只进行无氧呼吸释放的CO2比只进行有氧呼吸多，A正确；O2浓度大于18%后，CO2释放量不再随O2浓度的变化而变化，O2不再是有氧呼吸的限制因素，B正确；O2浓度为6%时，由表中数据不能得出氧气的吸收量，故不知其和CO2释放量的对比关系，故不能判定呼吸类型，C错误；由图中数据变化可知CO2释放量随着O2浓度的增加先减少后增加，最后保持稳定，D正确。]
10．(不定项)为研究影响线粒体耗氧速率的因素，按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质，测定氧气浓度的变化，结果如图(注：图中呼吸底物是指在细胞呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析正确的是(　　)
A．过程①有水的生成
B．加入的呼吸底物是葡萄糖
C．过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足
D．过程②比⑤耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足
√
√
√
ACD　[线粒体是有氧呼吸第二和第三阶段的场所，其中第三阶段有水的生成，因此过程①有水的生成，A正确。线粒体不能直接利用葡萄糖，只能将丙酮酸进一步氧化分解，因此加入的呼吸底物应该是丙酮酸，B错误。过程④氧气浓度降低的速率较慢，但加入ADP后，过程⑤氧气浓度的下降速率加快，说明④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足，C正确。分析题图可知，过程②加入ADP后，氧气浓度下降较慢，加入底物后氧气浓度下降速度加快，由于氧气的作用是与[H]结合生成水，因此限制过程②氧气浓度降低的因素可能是[H]；加入ADP后，过程⑤氧气浓度降低的速度加快，说明该过程限制氧气与[H]结合的因素是ADP的量，因此②比⑤耗氧速率低的主要原因是底物([H])不足，D正确。]
11．(13分)科研小组研究了低氧胁迫对某种植物根细胞呼吸作用的影响。取该种植物甲、乙两个品种，分别在正常通气和低氧条件下进行实验，并在一周后测定根系中乙醇的含量，结果如下表所示。回答下列问题：
品种甲 品种乙
正常通气一周后乙醇含量(μmol·g-1) 2.5 2.5
低氧处理一周后乙醇含量(μmol·g-1) 6 4
(1)该植物根细胞进行有氧呼吸第一阶段中，1分子的葡萄糖分解成2分子的_________________，产生少量的_____________________。
(2)该植物根细胞进行无氧呼吸第二阶段中，丙酮酸在相关酶的催化作用下分解成______________________________________，在无氧呼吸过程中__________(填“有”或“无”)NADH的积累。
丙酮酸(1分)
NADH和能量
二氧化碳和乙醇
无
(3)低氧处理条件下，甲品种比乙品种对氧气浓度变化的敏感性_______，判断依据是________________________________________
_________________________________________________________。
(4)借鉴该实验结果，在农业生产上，农田要适时排水的目的是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
更强
在低氧条件下甲品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比乙品种多，品种甲根系中乙醇含量的上升幅度较大
促进根的有氧呼吸，防止无氧呼吸产物积累对根造成伤害(如乙醇会导致烂根)
[解析]　(1)有氧呼吸第一阶段中，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH和能量。(2)该植物根细胞进行无氧呼吸第二阶段中，丙酮酸在相关酶的催化作用下分解成二氧化碳和乙醇，无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH，故在无氧呼吸过程中无NADH的积累。(3)在低氧条件下甲品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比乙品种多，品种甲根系中乙醇含量的上升幅度较大，故品种甲对氧气浓度的变化较为敏感。(4)农田要适时排水的主要目的是促进根的有氧呼吸，防止无氧呼吸产物积累对根造成伤害(如乙醇会导致烂根)。
(教师用书独具)
1．在无氧条件下，乳酸积累过多会引起机体酸中毒。研究发现，金鱼体细胞中存在产乳酸和产酒精两种无氧呼吸途径。下列有关叙述错误的是(　　)
A．金鱼体细胞产生乳酸或酒精的场所都是细胞质基质
B．推测金鱼体细胞中的产酒精途径有利于避免酸中毒
C．金鱼体细胞有氧呼吸时既有水的参与也有水的生成
D．检测到金鱼有CO2的呼出表明其细胞内有酒精的生成
√
D　[无氧呼吸的场所在细胞质基质，A正确；在无氧条件下，乳酸积累过多会引起机体酸中毒，细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，避免细胞酸中毒，B正确；有氧呼吸第二阶段有水参与，第三阶段有水生成，C正确；检测到金鱼有CO2的呼出，其细胞内可能进行产酒精的无氧呼吸，也有可能进行有氧呼吸，D错误。]
2．为解决草莓易腐烂、不耐储藏的问题，科研人员在储藏温度为0 ℃的条件下研究了O2浓度[对照组(CK组)和实验组O2浓度分别为21%、2%]对草莓果实储藏的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．O2在线粒体内膜上参与草莓果实的细胞呼吸
B．由图可知，降低环境中的O2浓度，草莓果实
呼吸速率将降低
C．除控制O2浓度和温度外，控制湿度也可延长
草莓的储藏时间
D．据图推测，O2浓度为0时，草莓果实呼吸速率更低，更利于储藏
√
D　[O2参与植物细胞有氧呼吸的第三阶段，该阶段的反应场所是线粒体(内膜)，A正确；实验组(O2浓度为2%)比对照组(CK组)(O2浓度为21%)的呼吸速率降低的更多，降低环境中的O2浓度，草莓果实呼吸速率将降低，B正确；除控制O2浓度和温度外，从降低呼吸速率的角度考虑，控制适宜的湿度也可以延长草莓储藏时间，C正确；O2浓度为0时，草莓果实进行无氧呼吸，不利于储藏，D错误。]
3．如图表示细胞呼吸的相关生理过程，Ⅰ～Ⅴ表示过程，M、P代表物质，下列有关叙述正确的是(　　)
A．物质M为丙酮酸，与过程Ⅲ相关的
酶分布在线粒体基质中
B．过程Ⅰ、Ⅳ、Ⅱ表示有氧呼吸三个
阶段，其中过程Ⅳ产生的[H]全部来自M
C．葡萄糖中储存的能量大多在过程Ⅰ中以热能的形式释放
D．酵母菌无法进行过程Ⅴ，因其体内缺乏相关的酶
√
D　[由图可知，M为丙酮酸，过程Ⅲ表示丙酮酸产生酒精和CO2的无氧呼吸，场所是细胞质基质，A错误；过程Ⅰ表示葡萄糖分解成丙酮酸，Ⅱ表示有氧呼吸第三阶段，Ⅳ表示有氧呼吸第二阶段，其中过程Ⅳ有氧呼吸第二阶段产生的[H]来自M丙酮酸和水，B错误；葡萄糖中储存的能量少数在过程Ⅰ中释放，且一部分以热能的形式释放，一部分储存在ATP中，C错误；酵母菌是兼性厌氧菌，无氧呼吸产生酒精和CO2，不能产生乳酸即Ⅴ，因为其体内缺乏相关的酶，D正确。]
7．某植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖。下列说法错误的是(　　)
A．甲、乙、丙曲线分别表示CO2释放总量、
O2吸收量、无氧呼吸产生CO2量
B．O2浓度由0到a的过程中，无氧呼吸释放
CO2的速率逐渐降低
C．O2浓度由0到a的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D．面积S1与面积S2不相等
√
D　[S1和S2都可以表示无氧呼吸产生CO2量减去左侧相同的面积，故S1与S2相等。]
4．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和酒精的含量，结果如下表所示。请回答下列问题：
实验处理 正常通气 品种A 正常通气 品种B 低氧 品种A 低氧
品种B
丙酮酸 (μmol·g-1) 0.18 0.19 0.21 0.34
酒精 (μmol·L-1) 2.45 2.49 6.00 4.00
(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的场所是_________________，丙酮酸转变为酒精的过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)该实验的自变量是____________________。由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为__________________。
(3)实验结果表明，品种A耐低氧能力比品种B________(填“强”或“弱”)。
细胞质基质
不能
黄瓜品种和通气情况
有氧呼吸和无氧呼吸
强
[解析]　(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的过程属于细胞呼吸的第一阶段，其场所是细胞质基质。在供氧不足时，细胞进行无氧呼吸，其中丙酮酸转变为酒精的过程属于无氧呼吸的第二阶段，此阶段不释放能量，所以不能生成ATP。(2)由表中信息可知，该实验的自变量是黄瓜品种和通气情况。正常通气情况下，黄瓜根系细胞也产生少量的酒精，说明此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。(3)实验结果表明，在低氧条件下，品种A产生的丙酮酸比品种B产生的少，而品种A产生的酒精比品种B产生的多，所以品种A耐低氧能力比品种B强。
5．某实验小组欲利用核桃幼苗研究氮素形态对根系呼吸速率的影响，在其他条件相同且适宜的情况下，通过调整营养液中—N与—N的比例，共设置A(100%∶0%)、B(75%∶25%)、C(50%∶50%)、D(25%∶75%)、E(0%∶100%)5个氮素形态，连续每月测定并统计一次。进行氮素形态处理前对栽培基质浇灌大量清水，最后测定实验结果如图所示。回答下列问题：
(1)有氧条件下，根细胞呼吸作用的整个过程是__________________
_________________________(用反应式简式表示)。检测呼吸速率时，常用的指标是_________________________________________。
C6H12O6＋6H2O＋6O2
6CO2＋12H2O＋能量
单位时间内二氧化碳的释放量或氧气消耗量
(2)每次进行氮素形态处理前要对栽培基质浇灌大量清水，这样做的目的是_____________________________________________________________
__________________________。由实验结果可知，随着处理时间的延长，核桃幼苗根系呼吸速率的变化是________________。推测与单独施用—N相比，单独施用—N的核桃幼苗根系呼吸速率________(填“更快”或“更慢”)。
(3)在农业生产上，要提高根系细胞呼吸速率，除实验研究的措施外，种植户还可采取的措施有___________________________________________
____________________________________________(答两点)。
确保栽培基质中的N浓度与营养液的浓度梯度一致(避免氮素在栽培基质中的累积影响实验结果)
先上升后下降
更快
大田种植时，适时松土、适量浇水等；大棚种植时，适当控制温度等
[解析]　(1)有氧条件下，根细胞呼吸作用的方式为有氧呼吸，其反应式如下所示：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。可用单位时间内二氧化碳的释放量或氧气消耗量来表示呼吸速率。(2)为了避免氮素在栽培基质中的累积影响实验结果，每次进行氮素形态处理前要对栽培基质浇灌大量清水。由实验结果可知，随着处理时间的延长，核桃幼苗根系呼吸速率先上升后下降。由题意和比较题图中不同月份的A组和E组的实验数据可知，与单独施用—N相比，单独施用—N的核桃幼苗根系呼吸速率更快。(3)在农业生产上，要提高根系细胞呼吸速率，在大田种植时，应适时松土、适量浇水等；在大棚种植时，应适当控制温度等。
谢 谢！(共103张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第2节　细胞的能量“货币”ATP
课标 要求
解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
知识点1　ATP是一种高能磷酸化合物
1．ATP的结构
(1)中文名称：______________。
(2)结构简式：__________________。
(3)符号含义：A代表________，P代表____________，“～”代表____________________。
腺苷三磷酸
A—P～P～P
腺苷
磷酸基团
一种特殊的化学键
2．ATP的特点
(1)不稳定：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得________________有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的____________。
(2)高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达__________ kJ，所以说ATP是一种__________________。
末端磷酸基团
转移势能
30.54
高能磷酸化合物
3．ATP的功能
ATP能够直接给细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的________________。
4．ATP的供能机理：ATP在______的作用下水解时，脱离下来的________________挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
直接能源物质
酶
末端磷酸基团
提示：腺嘌呤核糖核苷酸。
ATP分子去掉远离A端的两个磷酸基团后，剩余部分是什么物质？
提示：ATP结构组成中的五碳糖为核糖。
2．ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。 (　　)
基于对ATP的结构及功能的认识，判断下列表述是否正确。
1．ATP含有3个磷酸基团、一个脱氧核糖、一个腺嘌呤。 (　　)
3．ATP水解的过程就是释放能量的过程。 (　　)
4．糖类、脂肪中储存的化学能，不能直接给细胞生命活动提供能量。 (　　)
×
√
√
√
任务一　分析ATP的结构及特点
1929年，费斯克和罗曼分别在肌肉中发现了一种焦磷酸盐与腺苷酸联系的化合物。1934年，罗曼又发现，1份这种化合物会被分解成1份腺苷一磷酸(AMP)和2份磷酸(Pi)。1935年，罗曼进一步确定了这种化合物的分子结构为腺苷三磷酸。1948年，托德首次用化学方法人工合成了ATP。下图是ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。
1．ATP的元素组成是什么？
提示：C、H、O、N、P。
2．ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？
提示：不是。ATP中的“A”为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，而碱基中的“A”为腺嘌呤。
3．若β位和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质与核酸有何关系？
提示：形成的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。
提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
4．为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？
提示：ATPADP＋Pi(磷酸)＋能量。
5．写出ATP水解的反应式。
6．ATP完全水解的产物有哪些？
提示：ATP完全水解的产物有腺嘌呤、核糖、磷酸。
[深化归纳]
1．ATP的分子组成(如图)
(1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。
(2)AMP是RNA的基本组成单位之一。
(3)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示两个特殊的化学键，“3”表示3个磷酸基团。
2．巧记能源物质的三个“一”与一个“二”
对点练习
1．(链接P86相关信息)ATP是细胞的直接能源物质，如图为ATP的结构式(注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理)，下列相关叙述正确的是(　　)
A．ATP断裂两个“～”后，是某些酶的基本组成单位
B．ATP末端磷酸基团(Pγ)转移，可与放能反应相联系
C．ATP中的五碳糖是核糖，与脱氧核糖的区别在C3
D．ATP是腺苷三磷酸的缩写，其中A为腺嘌呤
√
A　[ ATP断裂两个“～”后为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位，酶的化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA，A正确；ATP末端磷酸基团转移，往往伴随着能量的释放，可与吸能反应相联系，B错误；ATP中的五碳糖是核糖，核糖与脱氧核糖的区别在于C2上，核糖的C2上是羟基，脱氧核糖的 C2上是氢，C错误；ATP是腺苷三磷酸的缩写，其中A 为腺苷，D错误。]
2．科学家发现，小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述，不正确的是(　　)
A．ATP是生物体内的直接能源物质
B．图中的a是构成RNA的基本单位之一
C．图中的A代表腺嘌呤，b、c为特殊的化学键
D．ATP的“A”与RNA中的碱基“A”表示同一种物质
√
D　[ATP可为生命活动提供能量，是生物体内的直接能源物质，A正确；图中的a是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，B正确；图中的A代表腺嘌呤， b、c为特殊的化学键，其中b、c中储存能量，C正确；ATP中的“A”是腺苷，包括腺嘌呤和核糖，而构成RNA中的碱基“A”是腺嘌呤，说明两者表示的不是同一种物质，D错误。]
知识点2　ATP和ADP的相互转化及ATP的利用
1．ATP与ADP可以相互转化
(1)图中字母A、B代表的物质分别是________、__________。
磷酸
ADP
(2)能量1的来源
①绿色植物：______________________。
②动物、人、真菌和大多数细菌：____________。
(3)写出ATP合成的反应式：____________________________。
光合作用和呼吸作用
呼吸作用
ADP＋Pi＋能量ATP
2．转化特点
(1)ATP与ADP的相互转化____________地发生并且处于____________之中。
(2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的__________。
时刻不停
动态平衡
统一性
3．ATP的利用
(1)ATP的利用
主
动运输
物质
合成
思考
1．(P89小字内容)萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有____________，在________提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素。
提示：荧光素和荧光素酶　ATP
2．(P89拓展应用)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“货币”，这说明了____________。
提示：生物界的统一性
(2)ATP为主动运输供能的机理
催化ATP水解
磷酸基团
磷酸化
4．ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)许多吸能反应与______________的反应相联系，由ATP水解提供能量。
(2)许多放能反应与________________相联系，释放的能量储存在ATP中。
(3)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP水解
ATP的合成
提示：催化ATP水解，运输Ca2+。
从Ca2+的转运过程看，Ca2+的载体蛋白具有哪些作用？
2．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的相互转化难以达到动态平衡。 (　　)
提示：ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生，并处于动态平衡之中，人在饥饿时也是如此。
3．根细胞产生ATP的生理过程为呼吸作用和光合作用。 (　　)
基于对ATP和ADP的相互转化及ATP的利用的认识，判断下列表述是否正确。
1．ATP能够及时转化成ADP，这有效地保证了细胞内能量的供应。 (　　)
提示：根细胞产生ATP的生理过程不包括光合作用。
4．ATP释放的能量可用于细胞吸收胆固醇。 (　　)
提示：细胞吸收胆固醇是通过自由扩散进行的，不消耗能量。
5．胞吞需ATP水解时释放的能量。 (　　)
√
×
×
×
√
任务二　分析ATP与ADP之间的相互转化
1．ATP与ADP间的相互转化是细胞内的供能机制，其过程如图所示。
(1)A1和A2分别起什么作用？
(2)ATP、ADP之间的相互转化过程是可逆的吗？
提示：(1)A1催化ATP的合成，是ATP合成酶；A2催化ATP的水解，是ATP水解酶。
(2)不可逆。ATP转化为ADP和ADP转化为ATP时所需要的酶是不同的，反应场所不完全相同，在该转化过程中物质是重复利用的，能量不可逆。
2．ATP在细胞内的含量是很少的，每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，而一个正常成年人在静止状态下24 h，将有40 kg的ATP发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的。
提示：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。
[深化归纳]
ATP与ADP相互转化过程的比较
对点练习
1．(链接P87图5-4)以下是萤火虫体内细胞能量代谢中ATP与ADP相互转化示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．①过程的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量
B．②过程所释放的Pi和能量可以用于过程①
C．细胞中的许多吸能反应与②过程相联系
D．正在发光的萤火虫②过程反应速率明显大于①过程
√
C　[①是ATP的合成过程，该过程所需的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量，但是题干说是萤火虫，萤火虫不会利用光能，A错误；②过程释放的能量可以转化为多种形式，供生命活动需要，但不可用于过程①，B错误；②是ATP的水解，该过程可释放能量，细胞中的许多吸能反应与②过程相联系，C正确；生物体内ATP的合成和分解处于平衡状态，②过程反应速率和①过程基本相等，D错误。]
2．蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)

A．伴随蛋白质磷酸化形成的ADP可进一步水解作为构建DNA分子的单体
B．蛋白质被磷酸化激活的过程中，周围环境中会积累ADP和磷酸分子
C．蛋白磷酸酶为蛋白质的去磷酸化过程提供化学反应的活化能
D．在蛋白激酶的作用下Ca2+载体蛋白的空间结构发生变化， Ca2+逆浓度梯度释放出细胞
√
D　[伴随蛋白质磷酸化形成的ADP可进一步水解形成腺嘌呤核糖核苷酸，是构建RNA分子的单体，A错误；蛋白质被磷酸化激活的过程中，ATP水解产生的磷酸分子转移到蛋白质上，变成有活性的蛋白质，ADP和ATP转化迅速，ADP不会积累，B错误；酶通过降低化学反应的活化能提高化学反应速率，而不是为化学反应提供能量，C错误；Ca2+逆浓度梯度释放出细胞需要能量和载体蛋白，因此需要蛋白激酶的作用使ATP水解供能，同时无活性载体蛋白变成有活性载体蛋白，空间结构发生变化，D正确。]
1．ATP的结构简式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷
酸基团，～代表一种特殊的化学键。
2．ATP与ADP相互转化的反应式是ATP ADP＋Pi＋能量。
3．细胞内ATP与ADP的相互转化，体现了生物界的统一性。
4．在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量对于绿色植物来说，既可以来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量；对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。
5．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
课时分层作业(16)　细胞的能量“货币”ATP
题组一　ATP的结构与功能
1．下图是ATP的分子结构简式，下列叙述错误的是(　　)
A．甲是腺苷，乙是脱氧核糖
B．丁代表一种特殊的化学键，其连接的末端磷酸基团具有较高的转移势能
C．ATP的组成元素有C、H、O、N、P
D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”不是同一种物质
√
A　[由题图可知，甲是腺嘌呤，乙是核糖，A错误；丁代表一种特殊的化学键，这种化学键不稳定，所连接的末端磷酸基团具有较高的转移势能，B正确；ATP的组成元素有C、H、O、N、P，C正确；ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，而构成RNA中的碱基“A”是腺嘌呤，二者不是同一种物质，D正确。]
2．ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的叙述，错误的是(　　)
A．活细胞均可合成ATP
B．ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．细胞中的ATP不稳定，容易水解
D．正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
√
B　[对于绿色植物来说，ATP合成所需的能量既可以来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量；对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ATP合成所需的能量来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。]
3．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。下列相关叙述错误的是(　　)
A．ATP分子结构简式中的“A”表示腺嘌呤
B．放能反应与ATP的合成相联系
C．ATP水解产生的磷酸基团可使蛋白质因磷酸化而发生空间结构的改变
D．剧烈运动时，细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态
√
A　[ATP分子结构简式中的“A”表示腺苷，包括腺嘌呤和核糖，A错误；放能反应一般伴随着ATP合成，释放的能量储存在ATP末端的那个特殊的化学键中，B正确；ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团与蛋白质结合，使蛋白质发生磷酸化，从而使其空间结构发生变化，C正确；剧烈运动时，ATP消耗增多，ATP的合成也会相应增多，即细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态，D正确。]
4．ATP可为代谢提供能量，也可为RNA的合成提供原料，ATP结构如图所示，图中“～”表示特殊化学键，下列叙述正确的是(　　)

A．光合作用可将光能转化为ATP
B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C．α和β位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂
D．ATP转化为ADP可为离子的协助扩散提供能量
√
B　[光合作用可将光能转化为ATP中活跃的化学能，A错误；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为RNA合成提供能量，故α和β位磷酸基团之间的特殊化学键能在细胞核中断裂，C错误；ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，协助扩散不需要能量，D错误。]
题组二　ATP与ADP的相互转化和利用
5．萤火虫的发光过程中，存在着如下图所示的ATP与ADP相互转化。图中A、B代表化合物，a、b代表酶，下列叙述正确的是(　　)
A．A代表ADP，可以进一步水解
B．组成A化合物的元素是C、H、O、P
C．萤火虫发光过程所需的能量可直接来自能量2
D．许多放能反应与图中由A到B的反应相联系
√
C　[题图为ATP与ADP的相互转化，A能释放能量2，A是ATP，A错误；A为ATP，其含有的元素有C、H、O、N、P，B错误；萤火虫发光过程所需的能量直接来自ATP水解释放的能量2，C正确；由A到B的过程是ATP释放能量的过程，很多吸能反应与该过程有关，D错误。]
6．如图是细胞中ATP－ADP循环示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
B．肌肉收缩过程中发生过程甲，不发生乙过程
C．剧烈运动需要消耗大量ATP，细胞内要储存大量ATP
D．能量①可来自光能，但能量②不能转化为光能
√
A　[甲过程是 ATP 的合成，乙过程是 ATP 的水解，原核细胞和真核细胞都需要 ATP 供能，因此都能发生 ATP 的合成与水解，A正确；肌肉收缩需要 ATP 供能(发生乙过程，ATP 水解)，同时细胞会通过甲过程(ATP 合成)补充消耗的 ATP，因此肌肉收缩过程中甲、乙过程均会发生，B错误；ATP 在细胞内的含量很少，但 ATP 与 ADP 的转化速率快，可满足剧烈运动的能量需求，细胞不会储存大量 ATP，C错误；能量①可来自光能(如光合作用)，能量②(ATP 水解的能量)也能转化为光能(如萤火虫发光)，D错误。]
7．荧光检测是一种自然发光反应，通过荧光素酶与ATP进行反应(如下)，可根据荧光强度检测食品、化妆品中的细菌等微生物的数量，15 s内即得到反应结果。下列叙述错误的是(　　)
荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP(腺苷一磷酸)＋PPi＋H2O＋荧光
A．该实验中ATP释放的能量来自断裂的特殊化学键
B．ATP的组成元素与细菌的遗传物质组成元素不相同
C．荧光检测的原理基于同种细菌细胞内ATP的量基本相同
D．所测的荧光强度与样品中细菌的数量呈正相关
√
B　[ATP中含有2个特殊化学键，ATP分解后最终生成AMP，释放的能量来自断裂的特殊化学键，A正确；ATP的组成元素是C、H、O、N、P，细菌的遗传物质是DNA，组成元素也是C、H、O、N、P，两者组成元素相同，B错误；由于同种细菌细胞内ATP的量基本相同，故才可根据荧光强度估测细菌等的数量，C正确；所测的荧光强度反映了ATP总量，所以与样品中细菌的数量呈正相关，D正确。]
8．(不定项)如图是细胞中的能量货币ATP的“循环”示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中①过程消耗的能量1可来自光能，②过程释放的能量2可转化成光能
B．吸能反应与ATP的水解反应相联系，ATP水解时末端磷酸基团易脱离
C．ATP和ADP相互转化的过程中，物质和能量都是可以循环利用的
D．代谢旺盛的细胞内ATP的含量多，代谢缓慢的细胞内ADP的含量多
√
√
AB　[图中①过程为合成ATP的过程，消耗的能量1可来自光能或化学能，②过程为ATP的水解过程，释放的能量2可转化成光能，A正确；ATP水解通常与吸能反应相关联，ATP水解时末端磷酸基团易脱离，B正确；在ATP与ADP的相互转化过程中，物质可以循环利用，能量不可以，C错误；ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，可以为生命活动提供能量，D错误。]
9．(不定项)磷酸肌酸(C～P)是动物和人的肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物，其分解释放的能量比ATP水解释放的还多。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到 ADP分子上，从而生成ATP和肌酸(C)。细胞中的肌酸积累时，会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP。ATP和磷酸肌酸相互转化的过程如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
磷酸肌酸(C～P)＋ADP ATP＋肌酸(C)
A．与运动员相比，一般人肌细胞磷酸肌酸的含量较多
B．人在剧烈运动时，肌细胞内磷酸肌酸的数量会剧烈变化
C．磷酸肌酸分子中的磷酸基团可来自ATP
D．磷酸肌酸去磷酸化时会伴随着ATP的水解
√
√
√
ABD　[磷酸肌酸(C～P)是动物和人的肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物，其分解释放的能量比ATP水解释放的还多，因此可推测与一般人相比，运动员肌细胞磷酸肌酸的含量较多，A错误；细胞中的肌酸积累时，会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP，因此人在剧烈运动时，肌细胞内磷酸肌酸的数量会发生变化，但由于磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到 ADP分子上，从而生成ATP和肌酸(C)，因此肌细胞内磷酸肌酸的数量不会剧烈变化，B错误；根据反应式可知，细胞中的肌酸积累时，会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP，因此磷酸肌酸分子中的磷酸基团可来自ATP，C正确；磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到ADP分子上，从而生成ATP和肌酸(C)，因此磷酸肌酸去磷酸化时会伴随着ATP的合成，D错误。]
10．(15分)细胞正常生命活动与酶和ATP密切相关。如图是在ATP合成酶的作用下细胞内合成ATP的过程示意图。回答下列问题：
(1)分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是________，判断的依据是__________________________________________________。
(2)ATP在细胞内的作用是______________________________；推测好氧细菌细胞的____________上存在该酶，理由是______________
_________________________________________________________。
协助扩散
顺浓度梯度，需载体蛋白协助且不消耗能量
生命活动的直接能源物质
细胞膜
因为该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，而好氧细菌的膜结构只有细胞膜
(3)图中H＋顺浓度通过ATP合成酶时，伴随着ATP的合成，说明ATP合成酶作为一种重要的膜蛋白兼具_______________的功能。
(4)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质——GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：____________________________________
________________________________________________________。
催化和运输
GTP含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量(3分)
[解析]　(1)分析此图可知：H＋跨越该膜的过程中是顺浓度梯度进行的，需要载体(ATP合成酶)的协助且不消耗能量，其运输方式是协助扩散。(2)ATP在细胞内的作用是生命活动的直接能源物质；由于该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，好氧细菌能进行有氧呼吸产生ATP，而好氧细菌的膜结构只有细胞膜，故推测好氧细菌细胞的细胞膜上存在该酶。(3)由图示可知，H＋顺浓度通过ATP合成酶，说明此酶具有运输功能，同时该酶也可以催化ATP的合成。(4)由于GTP(鸟苷三磷酸)含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的特殊的化学键容易水解断裂，其化学结构与ATP相似的物质，故GTP也能为细胞的生命活动提供能量。
(教师用书独具)
1．相对于细胞外液而言，大部分动物细胞内部的Na＋浓度很低，而K＋浓度很高，细胞通过主动地泵出Na＋和泵入K＋，来维持这种浓度差异。运输这两种离子跨膜的是钠钾泵，运输过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．钠钾泵的化学本质是蛋白质，且具有ATP水解酶的作用
B．在转运Na＋和K＋的过程中，钠钾泵的空间结构会发生变化
C．钠钾泵既能运输Na＋又能运输K＋，所以没有特异性
D．低温、低氧会影响钠钾泵运输钠钾离子
√
C　[钠钾泵的化学本质是蛋白质，据图可知钠钾泵能水解ATP，故具有ATP水解酶的作用，A正确；钠钾泵在转运Na＋和K＋的过程中，会发生磷酸化和去磷酸化，空间结构都会发生变化，B正确；钠钾泵运输Na＋和K＋都依靠特异性的空间结构，具有特异性，C错误；钠钾泵运输钠钾离子属于主动运输，需要消耗能量，低温、低氧会影响呼吸作用，使能量释放减少，因此低温、低氧会影响钠钾泵运输钠钾离子，D正确。]
2．细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP三种腺苷磷酸之间的关系式来表示，称为能荷。能荷＝([ATP]＋1/2[ADP])/([ATP]＋[ADP]＋[AMP])。[ATP]＋[ADP]＋[AMP]指总腺苷酸系统(ATP、ADP和AMP的总和)的浓度；[ATP]＋1/2[ADP]指ATP及相当ATP的浓度。高能荷时，ATP生成过程被抑制，ATP的利用过程被激发；低能荷时，其效应相反。下列相关叙述正确的是(　　)
A．ATP中的“A”代表腺苷，远离“A”的两个磷酸基团具有相同的转移势能
B．用32P标记的AMP，可以作为标记DNA的基本组成单位
C．活细胞代谢过程中，能荷值不会持续趋向于“0”或“1”
D．人体红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程都会引起细胞能荷减小
√
C　[ATP中的“A”代表腺苷，远离“A”的末端磷酸基团具有较高的转移势能，A错误；用32P标记的AMP，可以作为标记RNA的基本组成单位，B错误；当细胞内的所有腺苷酸充分磷酸化为ATP，其能荷值最大为1，当细胞内所有腺苷酸去磷酸化为AMP时，能荷值为0，据此推测能荷数值的变动范围在0～1之间，能荷值不会持续趋向于“0”或“1”，C正确；人体红细胞吸收葡萄糖的过程是协助扩散，不消耗ATP，不会导致细胞能荷减小，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程，消耗ATP，会引起细胞能荷减小，D错误。]
3．下列有关ATP的叙述错误的是(　　)
A．ATP的合成与分解需要不同酶的催化
B．ATP的化学元素组成和RNA相同，ATP中的腺苷包括脱氧核糖与腺嘌呤
C．图中两次ATP的合成，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D．图中两次ATP的水解，后者释放的能量可用于各项生命活动
√
B　[每一种酶只能催化一种或一类化学反应，ATP的合成与分解是不同反应，需要不同的酶催化，A正确；ATP的化学元素组成和RNA相同，ATP中的腺苷包括核糖与腺嘌呤，B错误；人体细胞不能进行光合作用，图中两次ATP的合成，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生，C正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者释放的能量可用于各项生命活动，D正确。]
4．下图是ATP为主动运输供能示意图，以下说法不合理的是(　　)

A．该载体蛋白磷酸化后导致其空间结构改变
B．参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种催化ATP水解的酶
C．ATP在酶的作用下水解时，脱离的磷酸基团挟能量与该载体蛋白结合
D．由于ATP分子中磷酸基团的相互吸引，因此ATP的结构非常稳定
√
D　[由图可知，该载体蛋白磷酸化后导致其空间结构改变，将Ca2+运输至另一侧，A合理；参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，酶活性就被激活了，B合理；ATP在酶的作用下水解时，脱离的磷酸基团挟能量与该载体蛋白结合，即载体蛋白的磷酸化，C合理；ATP分子中由于相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得ATP的结构非常不稳定，D不合理。]
5．摘取若干萤火虫的发光器，干燥研成粉末，分两等份分别装入试管中，再加入等量水混合，可以观察到两试管均发出荧光。约过15 min荧光消失，再将ATP溶液加入A试管，将等量的葡萄糖溶液加入B试管，结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A．据实验可知发光器的粉末中含有ATP
B．ATP可水解为一个磷酸和一个腺苷
C．以上实验说明ATP是直接的能源物质
D．萤火虫发光是将化学能转化成光能
√
B　[加入发光器粉末和水混合后发出荧光，且加入ATP溶液后荧光又恢复，说明发光器的粉末中含有ATP，A正确；ATP的中文名称是腺苷三磷酸，可水解为一个腺苷和三个磷酸，B错误；根据实验结果说明，荧光消失后加入葡萄糖，荧光没有再次出现，说明葡萄糖不是生命活动的直接能源物质，加入ATP后荧光又恢复，说明ATP是直接的能源物质，C正确；萤火虫发光过程是将ATP中活跃的化学能转变成光能的过程，这一过程转变成的光能所需的能量是由ATP 水解直接提供，D正确。]
1．酶分子中能够直接与底物分子结合并催化底物发生反应的部位称为酶的活性中心。下列说法错误的是(　　)
A．不同种类的酶具有不同的活性中心
B．活性中心可为底物发生反应提供活化能
C．温度过高可通过改变活性中心的空间结构而影响酶活性
D．加入能与活性中心结合的其他物质可降低酶的催化效率
周末自主检测(5)　细胞代谢中的酶和ATP
√
B　[酶的专一性由其活性中心的结构决定，不同酶活性中心结构不同，故不同种类酶的活性中心不同，A正确。酶的作用是降低反应的活化能，而非提供活化能。活性中心通过结合底物形成酶－底物复合物来降低活化能，B错误。温度过高会改变酶的空间结构(包括活性中心)，导致酶活性降低或失活，C正确。若其他物质与活性中心结合(如竞争性抑制剂)，会阻碍酶与底物结合，从而降低酶的催化效率，D正确。]
2．酶为生活添姿彩，其应用很广泛。下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
A．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎作用
B．通常在酶的最适温度下保存酶制剂
C．酶能够为化学反应提供活化能
D．探究温度对酶活性的影响，可用H2O2作底物
√
A　[溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，在临床上常与抗生素复合使用，A正确；通常在低温条件下保存酶制剂，B错误；酶能够降低化学反应所需的活化能，C错误；温度本身影响H2O2的分解，因此不能探究温度对H2O2酶活性的影响，D错误。]
3．嫩肉粉是以木瓜蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法最佳的是(　　)
A．炒肉的过程中加入
B．肉炒熟后起锅前加入
C．用沸水溶解后与肉片混匀
D．炒前室温下与肉片混匀
√
D　[炒肉过程中加入，高温会使蛋白酶失去活性，A错误；肉炒熟后起锅前温度也很高，此时加入蛋白酶，蛋白酶的活性会降低，甚至失去活性，B错误；用沸水溶解后，高温会使蛋白酶失去活性，C错误；室温下与肉片混匀，让蛋白酶促进蛋白质水解的反应进行一段时间后，再炒熟，效果好，D正确。]
4．已知刚刚收获的甘薯块不太甜，而刚刚收获的新鲜糯玉米很甜，前者在冬天贮存一段时间会迅速变甜，后者采摘后立即放入
85 ℃水中处理2分钟，可较好地保持甜味，下面分析正确的是(　　)
A．前者储存一段时间，部分淀粉被酶水解
B．后者高温提高了淀粉酶的活性
C．后者改变了糖分子结构
D．低温和高温都能破坏相关酶的空间结构
√
A　[刚刚收获的甘薯含有的淀粉多，储存一段时间后，淀粉酶促进淀粉分解成小分子的糖，如麦芽糖，麦芽糖具有甜味，A正确；加热破坏了可溶性糖转化成淀粉的酶的活性，使单糖和二糖，如麦芽糖得以保存，所以，加热后保持了糯玉米的甜味，加热不能提高酶的活性，B错误；利用高温破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性，从而使可溶性糖能较长时间存在于玉米中，糖分子结构实际未改变，C错误；低温不能破坏酶的空间结构，D错误。]
5．在其他条件不变的前提下，图中虚线能正确表示生成物量在增大酶浓度后的变化的是(　　)
A　　　 　 　B　　　 　C　　　 　　D
√
B　[在一定时间范围内，随着时间的推移，生成物的量增加，由于底物的数量是有限的，到达一定时间后，生成物的量不再增加；酶浓度增加后，可加快化学反应的速率，但总生成物量不变。综上所述，B符合题意，A、C、D不符合题意。]
6．某小组进行下列探究活动，实验方案如下表所示。
组别 甲 乙 丙 丁
1%淀粉溶液3 mL ＋ － ＋ －
2%蔗糖溶液3 mL － ＋ － ＋
唾液淀粉酶溶液1 mL － － ＋ ＋
蒸馏水1 mL ＋ ＋ － －
37 ℃水浴10 min，分别加入检测试剂2 mL，摇匀，热水浴2 min，观察并记录颜色变化
注：①“＋”表示加入，“－”表示不加入；②检测试剂为斐林试剂。
下列关于该实验的分析，正确的是(　　)
A．37 ℃水浴10 min，目的是让酶促反应充分进行
B．甲、乙两组是对照组，可证明酶的催化具有高效性
C．本实验无需调节pH，因为pH不是本实验的无关变量
D．本实验可选用碘液作为检测试剂，则无需热水浴2 min这一操作
√
A　[底物和酶混合后，37 ℃水浴10 min，目的是让酶促反应充分进行，A正确；甲、乙两组是对照组，可证明无酶时淀粉和蔗糖均不分解，不能证明酶的催化具有高效性，B错误；pH是本实验的无关变量，实验时无关变量要相同且适宜，本实验需调节pH，使其处于最适状态，C错误；碘遇淀粉变蓝，无论蔗糖是否水解，均不能与碘液发生颜色变化，因此本实验不能选用碘液作为检测试剂，D错误。]
7．ATP是细胞生命活动的直接能源物质。一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5 kg的ATP转化成ADP，释放出能量供运动之需。下列关于ATP的叙述正确的是(　　)
A．ATP中的“A”代表腺嘌呤，“P”代表磷酸基团
B．细胞中会储存大量的ATP，以满足机体运动时对能量的需求
C．动物细胞中合成ATP的能量来源与绿色植物细胞完全相同
D．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等分子磷酸化
√
D　[ATP中的“A”代表腺苷，腺苷由腺嘌呤和核糖组成，A错误；对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，以满足机体运动时对能量的需求，细胞中不会储存大量的ATP，B错误；动物细胞中合成ATP的能量来源是呼吸作用，而绿色植物细胞合成ATP的能量来源是呼吸作用和光合作用，因此两者不完全相同，C错误；ATP中远离腺苷的特殊的化学键易断裂释放能量，水解释放的磷酸基团可使蛋白质等分子磷酸化，D正确。]
8．(不定项)在洗涤剂中添加碱性纤维素酶可大大提高对衣物的洗涤效果。研究人员从某芽孢杆菌菌株中分离纯化出一种碱性纤维素酶，探究其催化作用的最适pH和温度，结果如图。下列关于纤维素酶的叙述，正确的是(　　)
A．在碱性过强时酶活性较低
B．在50 ℃左右时催化作用最强
C．不同温度下最适pH略有差异
D．30 ℃下的空间结构被破坏
√
√
√
ABC　[由图可知，在碱性过强时酶活性较低，A正确；由图可知，当温度为50 ℃左右时，碱性纤维素酶的活性最高，催化作用最强，B正确；由图分析可知，不同温度下，该酶的最适 pH 有差异，如温度在30 ℃时，最适pH为8左右，如温度在50 ℃时，最适pH为7左右，C正确；酶的催化活性受温度的影响，低温可以降低酶的活性，但是不会破坏酶的空间结构，D错误。]
9．(不定项)血红素是血红蛋白的组成成分，其合成的简要过程如图所示，其中甲、乙和丙代表不同的物质，酶X能催化甲和乙转变为丙，“(－)”表示抑制作用。下列叙述正确的是(　　)

A．酶X降低了甲和乙反应的活化能
B．与甲、乙结合后，酶X会发生不可逆的结构变化
C．血红素浓度过高会抑制酶X的活性
D．随着甲和乙的浓度提高，酶X催化反应的速率不断提高
√
√
AC　[酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；酶与底物结合是可逆的，反应完成后酶会恢复原状，B错误；据图可知，血红素浓度过高会抑制酶X 的活性，从而使血红素浓度维持在相对稳定的状态，C正确；一定范围内，反应速率会随底物浓度增加而提高，但达到酶饱和后速率不再变化，此外血红素的浓度会限制速率持续提高，D错误。]
10．(15分)有些物质会对酶产生抑制作用，引起酶活性降低或丧失，这类物质统称为酶抑制剂。图1是酶抑制剂的两种作用机制(Ⅰ和Ⅱ)。已知抑制剂A是酶M的抑制剂，为研究其对酶M活性的影响，科研人员在酶量一定且环境适宜的条件下，检测了加入抑制剂A对酶M酶促反应速率的影响，结果见下图2。请回答下列问题：
(1)酶是大分子物质，组成酶的基本单位是____________________。当底物与酶的活性中心结构互补时，酶才能发挥作用，这决定了酶具有__________。
(2)酶能提高酶促反应速率的原因是___________________________。
图2中当底物浓度达到一定值时，对照组的酶促反应速率不再随底物浓度增加而升高的原因是________________________________。
氨基酸或核糖核苷酸
专一性
酶降低了化学反应所需的活化能
体系中的酶量一定，酶已经饱和
(3)据图1和图2可知，抑制剂A的作用机制应为________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，判断的理由是_____________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
Ⅱ
机制Ⅱ中的抑制剂可通过与酶的特定部位结合，改变酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合，使体系中能发挥作用的酶量减少，当酶饱和时酶促反应速率相比对照组会降低(或该抑制剂对酶促反应速率的影响未随底物浓度的增加而消失)
[解析]　(1)大部分酶是蛋白质，少部分酶是RNA，因此组成酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。当底物与酶的活性中心结构互补时，酶才能发挥作用，这决定了酶具有专一性。(2)酶能提高酶促反应速率的原因是酶降低了化学反应所需的活化能。由于体系中的酶量一定，当底物浓度达到一定值时，酶达到饱和，此时即使再增加底物浓度，酶促反应速率也不再升高。(3)机制Ⅱ中的抑制剂可通过与酶的特定部位结合，改变酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合，使体系中能发挥作用的酶量减少，当酶饱和时酶促反应速率相比对照组会降低。因此据图1和图2可知，抑制剂A的作用机制应为Ⅱ。
(教师用书独具)
α-淀粉酶和γ-淀粉酶都能催化淀粉水解产生还原糖，为确定其中哪种酶更适合用来开展“探究温度对酶活性的影响”的实验，某兴趣小组进行了以下探究活动：
①取12支试管，分别加入1 mL质量分数为3%的淀粉溶液，随机分成A、B、C、D四组，每个组3支试管编号1、2、3；
②分别往每组的1、2、3号试管中加入对应温度下的不同物质，反应一段时间后用碘液进行检测，结果如下表所示；
组别 反应温度/℃ 实验结果
1号试管 (①_____) 2号试管(加入0.5 mL α-淀粉酶溶液) 3号试管(加入0.5 mLγ-淀粉酶溶液)
A 0 ＋＋＋＋ － ＋＋＋
B 25 ＋＋＋＋ － ＋＋＋
C 60 ＋＋＋＋ － －
D 85 ＋＋＋＋ － ＋＋
注：“＋”表示溶液显蓝色，其数目多少表示蓝色的深浅；“－”表示溶液不变蓝。
③实验重复多次，结果相同。
请根据以上操作及实验结果，回答下列问题：
(1)①的处理为___________________，起_______________作用，本实验的自变量有____________________________。
加入0.5 mL蒸馏水
(空白)对照
反应温度、酶的种类
(2)本实验中的碘液可以用斐林试剂代替吗？____________。请结合所学知识，阐述理由： _____________________________________
_________________________________________________________。
(3)由实验结果可知，__________(填“α-淀粉酶”或“γ-淀粉酶”)更适合用来开展“探究温度对酶活性的影响”实验，判断依据是__________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
不可以
斐林试剂需要50～65 ℃水浴加热使用，会对实验造成干扰(或斐林试剂的使用有温度的限制，会对实验造成干扰)
γ-淀粉酶
3号试管的实验结果各组间差异较大，说明γ-淀粉酶对温度更敏感，更适合用作实验材料；而2号试管的实验结果各组间差异不明显，说明α-淀粉酶对温度不敏感，不适合作实验材料
[解析]　(1)该实验的实验目的是确定α-淀粉酶和γ-淀粉酶中的哪种酶更适合用来开展“探究温度对酶活性的影响”，2、3号试管分别加入等量的两种酶溶液，为实验组，则1号试管为对照组，实验处理为加入0.5 mL蒸馏水，起对照作用。自变量是人为控制的对实验对象进行处理的因素，据表格知，本实验的自变量为反应温度、酶的种类。(2)该实验的自变量之一是温度，而斐林试剂使用时需要水浴加热，因此不能作为检测试剂。(3)由表格数据可知：3号试管的实验结果各组间差异较大，说明γ-淀粉酶对温度更敏感，更适合用作实验材料；而2号试管的实验结果各组间差异不明显，说明α-淀粉酶对温度不敏感，不适合作实验材料，所以γ-淀粉酶更适合用来开展“探究温度对酶活性的影响”实验。
谢 谢！(共89张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第4节　光合作用与能量转化
第1课时　捕获光能的色素和结构
课 标 要 求
1．说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。
2．实验：提取和分离叶绿体色素。
知识点1　绿叶中色素的提取和分离
1．提取绿叶中的色素
(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂____________中。
无水乙醇
(2)实验用品及作用(连线)
　　　　　　
①无水乙醇　　　　　 a．过滤
②SiO2 b．溶解色素、提取色素
③CaCO3 c．有助于研磨得充分
④单层尼龙布 d．防止研磨中色素被破坏
提示：①—b　②—c　③—d　④—a
(3)实验步骤
SiO2和CaCO3
无水乙醇
单层尼龙布
2．分离绿叶中的色素
(1)实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素__________不同，溶解度______的随层析液在滤纸上扩散得______，反之则慢。
溶解度
高
快
(2)实验步骤
剪去两角
毛细吸管
一到两
滤液细线
滤液细线
四
(3)实验结果及分析
3．色素的吸收光谱
(1)光谱：阳光是由________________组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。
(2)色素的吸收光谱
不同波长的光
①吸收范围：可见光的波长是_____________________；一般叶绿体中的色素只吸收__________，对红外光和紫外光不吸收。
②色素功能：叶绿素主要吸收________________，类胡萝卜素主要吸收__________。
400～760 nm
可见光
蓝紫光和红光
蓝紫光
1．(P99旁栏思考)植物工厂不用绿光作为补充光源的原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线几乎不能被光合色素吸收，无法用于光合作用中制造有机物
2．(P99学科交叉)波长小于400 nm的光是紫外光，波长大于760 nm的光是红外光，可见光的波长是400～760 nm。一般情况下，光合作用所利用的光都是________。
提示：可见光
基于对绿叶中色素的提取和分离实验的认识，判断下列表述是否正确。
1．色素在层析液中的溶解度越大，在滤纸上的扩散速度越快。 (　　)
2．研磨时加入碳酸钙的目的是保护色素。 (　　)
3．研磨时加入二氧化硅有利于充分研磨。 (　　)
4．分离绿叶中的色素用的是层析液。 (　　)
√
√
√
√
提示：色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
6．绿叶中色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 (　　)
5．色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。 (　　)
提示：绿叶中色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同。
×
×
任务一　实验过程和结果分析
下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
提示：有助于研磨得充分　防止研磨中色素被破坏　无水乙醇
1．提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，其作用是____________；B是碳酸钙，作用是______________________；C是________，作用是溶解色素。
2．制备滤纸条时，剪去两角的目的是______________。画滤液细线的要求是______________________。
提示：防止色素带不整齐　细、齐、直，还要重复画几次
提示：防止滤液细线中的色素被层析液溶解，不能在滤纸条上扩散
3．色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，原因是_______________________________。
4．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们得到的实验结果对应的图中滤纸条依次为：__________。
试剂 甲 乙 丙 丁
无水乙醇 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
提示：②④①③
任务二　色素的吸收及应用
1．在人工精密控制光照、温度、CO2浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
提示：用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成减产；人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光或红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。
2．阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(从“蓝紫光或红光”“白光”中选择)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？
[深化归纳]
绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
1．收集到的滤液中绿色过浅原因分析
(1)未加二氧化硅，研磨不充分。
(2)使用放置数天的菠菜叶，滤液中色素(叶绿素)太少。
(3)一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。
(4)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
2．滤纸条色素带重叠：滤液细线画得过粗。
3．滤纸条看不见色素带
(1)忘记画滤液细线。
(2)滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
4．滤纸条上色素带不直
(1)滤纸条未剪去两角，滤液沿两侧扩散过快。
(2)滤液细线画得不直。
对点练习
1．如图表示“绿叶中色素的提取和分离”实验中的部分操作过程。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图为提取绿叶中的色素过程，可使用75%的乙醇提取色素
B．向研钵中加入的B是CaCO3，有助于研磨得充分
C．将研磨液进行过滤时，需要在漏斗基部放一块滤纸
D．实验材料A为新鲜的绿叶，经过滤得到的滤液C仍能吸收光能
√
D　[提取色素常用的有机溶剂是无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替，A错误。向研钵中加入CaCO3可防止研磨中色素被破坏；向研钵中加入二氧化硅有助于研磨得充分，B错误。将研磨液进行过滤时，漏斗基部放一块单层尼龙布，不能放滤纸，因为滤纸会吸附色素，C错误。实验材料A为新鲜的绿叶，经过滤得到的滤液C中含有光合色素，仍能吸收光能，D正确。]
2．为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用石油醚混合液进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(　　)
A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深
B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成
C．四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ
D．色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚混合液，
会缩短得到四条色素带的时间
√
B　[根据题图来看：强光照导致该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；强光照和正常光照相比，叶绿素含量明显降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ，C错误；色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚混合液，色素会溶解在其中，结果是难以得到四条色素带，D错误。]
3．(链接P99图5-12)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光合作用
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
√
A　[类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以其在蓝紫光区吸收的光能可用于光合作用，A错误；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；由于作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；根据吸收光谱可知，叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。]
知识点2　叶绿体的结构适于进行光合作用
1．叶绿体的形态：一般呈扁平的__________或________。
2．叶绿体的结构(如图)
椭球形
球形
(3)恩格尔曼的实验：需氧细菌只向__________被光束照射到的部位集中。
双层膜
基质
基粒
类囊体
光合作用
叶绿体
提示：增加膜面积，有利于吸收光能。
叶绿体中有如此众多基粒的意义是什么？
3．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础
(1)在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的____________。
(2)在______________和________________，还有许多进行光合作用所必需的酶。
色素分子
类囊体膜上
叶绿体基质中
2．吸收光能的有关色素分布在叶绿体的内膜上。 (　　)
提示：吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上。
3．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。 (　　)
基于对叶绿素结构与功能的认识，判断下列表述是否正确。
1．叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用。 (　　)
提示：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，对绿光吸收最少。绿光因吸收少被反射，我们便看到植物呈绿色。
4．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光。 (　　)
√
×
×
√
任务三　分析叶绿体的功能
材料1　德国科学家恩格尔曼在1881年做了探究叶绿体功能的实验。(如图所示)
材料2　下图是恩格尔曼实验装置改装示意图。
1．实验1中，需氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，如果把装置放在光下，细菌则分布在所有受光的部位。该实验可以得出什么结论？
提示：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．据实验1设计一个对照实验，验证需氧细菌聚集在水绵被光束照射的部位不是由于细菌趋光而引起的。要求简要写出实验设计思路。
提示：把载有死水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射临时装片，一段时间后观察装片中需氧细菌分布情况(或将实验组中的水绵换成等量死亡的水绵，其他条件与实验组相同)。
3．观察实验3的装置示意图，光线通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围需氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。
提示：光线通过叶绿体色素提取液后，红光和蓝紫光被吸收，水绵光合作用微弱，产生O2较少，因此需氧细菌分布无显著变化。
[深化归纳]
1．叶绿体结构与功能的适应
(1)叶绿体基质和类囊体上含有与光合作用有关的酶。
(2)类囊体薄膜上分布有捕获光能的色素，且类囊体堆叠成基粒，增大了叶绿体内部的膜面积，为酶和色素提供了更多的附着位点。
2．恩格尔曼实验——实验设计的“四妙”
(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。
(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。
(3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。
(4)实验对照设计得妙：进行黑暗和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。
对点练习
1．(链接P100图5-13)叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是(　　)
A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠成嵴
B．图乙来自图甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子
C．叶绿体的结构，需用光学显微镜观察
D．恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光
能用于光合作用放氧
√
D　[由题意可知，图甲表示叶绿体结构模式图，叶绿体中，叶绿体基粒由类囊体堆叠形成，增大了膜面积，A错误；图乙中含有光合色素，来自图甲中的③结构，上面除了色素分子外，也有与光合作用有关的酶，B错误；叶绿体的结构，需用电子显微镜观察，C错误；恩格尔曼利用需氧细菌和水绵的叶绿体(螺旋带状分布)证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，D正确。]
2．(链接P100思考·讨论)1881年，恩格尔曼利用载有水绵和需氧细菌的临时装片进行实验，实验组在黑暗中用极细光束照射，对照组放置在光下，以分析叶绿体的功能。下列叙述错误的是(　　)
A．可用需氧细菌在临时装片中的分布确定叶绿体释放氧气多的部位
B．需氧细菌用空气中的O2进行有氧呼吸，为水绵光合作用提供CO2
C．极细光束照射到的部分和未照射到的部分可以构成一组对照实验
D．将临时装片完全暴露在光下，可以进一步验证实验组所得出的结果
√
B　[需氧细菌会集中在氧气多的地方，故可用需氧细菌在临时装片中的分布确定叶绿体释放氧气多的部位，A正确；恩格尔曼的实验需要排除空气中O2的影响，故需氧细菌不能用空气中的O2进行有氧呼吸，B错误；用极细的光束照射水绵的叶绿体，曝光部位是水绵在自然状态下的生长状态，故为对照组，未曝光的部位是人为处理后(黑暗)的条件，故应为实验组，可以更加准确地判断产生氧气的部位是叶绿体，从而得出叶绿体是光合作用的场所的结论，C正确；如将装片完全曝光，则好氧型细菌集中在叶绿体所有受光部位周围，则可进一步对实验结果进行验证：好氧细菌只集中在叶绿体照光部位，说明这些部位释放了氧气，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体，D正确。]
1．无水乙醇能提取绿叶中的色素，原理是绿叶中的色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。
2．层析液可分离色素，原理是不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
3．二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。
4．层析后滤纸条自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
5．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
6．参与光合作用的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶则分布于类囊体薄膜和叶绿体基质中。
课时分层作业(19)　捕获光能的色素和结构
题组一　绿叶中色素的提取和分离
1．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验中原理和步骤的叙述，错误的是(　　)
A．提取色素时加入二氧化硅使研磨更充分
B．常用无水乙醇提取光合色素
C．色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高扩散得越快
D．研磨液过滤时，需要在玻璃漏斗的基部放一层滤纸
√
D　[提取色素时加入二氧化硅有助于研磨得充分，A正确；光合色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，常用无水乙醇提取光合色素，B正确；不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高扩散得越快，C正确；滤纸会吸附色素，研磨液过滤时需要在玻璃漏斗的基部放一块单层尼龙布，不能用滤纸，D错误。]
2．生物学兴趣小组在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，将菠菜绿叶剪碎放入研钵，加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，迅速充分研磨后过滤。在滤纸条上画滤液细线后插入层析液中，一段时间后观察，滤纸条上出现4条色素带。下列相关叙述，正确的是(　　)
A．在滤纸条上扩散最快的是胡萝卜素
B．加入二氧化硅是为了防止色素被破坏
C．加入碳酸钙是为了充分研磨
D．滤纸条上由下至上第2条色素带是黄绿色的叶绿素a
√
A　[胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快，位于滤纸条最上方，A正确；二氧化硅的作用是使研磨更充分，B错误；碳酸钙的作用是防止叶绿素被液泡中的有机酸破坏，C错误；滤纸条由下至上的色素带顺序为叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙黄色)，第2条应为蓝绿色的叶绿素a，D错误。]
题组二　捕获光能的色素
3．植物的叶片不透光，多数叶片呈绿色。下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述，不正确的是(　　)
A．植物呈绿色是由于叶绿素能有效吸收绿光
B．叶绿体中的色素与液泡中的色素性质及功能均不相同
C．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
D．叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同
√
A　[植物呈绿色是由于叶绿体色素对绿光吸收最少，反射最多，A错误；叶绿体中的色素是脂溶性的，部分色素可吸收、传递和转换光能，液泡中的色素是水溶性的，不具有利用光能的作用，B正确；构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收，C正确；叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同，D正确。]
4．不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。如图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。在适当遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加，叶绿素a/叶绿素b的值会降低。下列叙述错误的是(　　)
A．可以使用无水乙醇提取绿叶中的色素
B．①表示类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光
C．②表示叶绿素a，遮光条件下部分叶绿素a转化成叶绿素b
D．③表示叶绿素a，强光条件下部分叶绿素b转化成叶绿素a
√
C　[绿叶中的光合色素，易溶于有机溶剂，可以使用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；根据吸收光谱，①主要吸收蓝紫光，表示类胡萝卜素，③表示叶绿素a，②表示叶绿素b，遮光条件下叶绿素a/叶绿素b的值会降低，部分叶绿素a转化成叶绿素b，强光条件下部分叶绿素b会转化成叶绿素a，B、D正确，C错误。]
题组三　叶绿体的结构适于进行光合作用
5．下列事实或依据中，不能支持叶绿体是光合作用的场所这一结论的是(　　)
A．类囊体堆叠形成基粒，增大叶绿体的膜面积
B．类囊体的薄膜上分布着许多吸收光能的色素分子
C．叶绿体具有膜结构，能把叶绿体与细胞质基质分隔开
D．类囊体薄膜和叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶
√
C　[许多类囊体堆叠形成基粒，增大叶绿体的膜面积，为光合作用所需要的色素和酶的附着提供了广阔的膜面积，因而叶绿体可作为光合作用的场所，A不符合题意；类囊体的薄膜上分布着许多吸收光能的色素分子，因而叶绿体可以作为光合作用的场所，B不符合题意；叶绿体有双层膜结构，能把叶绿体与细胞质基质分隔开，这是细胞器膜的功能，不支持叶绿体是光合作用的场所，C符合题意；类囊体薄膜和叶绿体基质中含有与光合作用有关的酶，因此叶绿体可以作为光合作用的场所，D不符合题意。]
6．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与需氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是(　　)
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
√
B　[水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则需氧细菌会在装片中均匀分布，无法根据需氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。]
7．树林中健康的叶片被病虫害影响会导致叶片枯黄或者脱落，吸收光能的能力就会下降。以这种变化为主要原理，可使用航空遥感监测技术。通过监测下列哪种波段的光吸收能力的变化，可以了解病虫害的实际症状(　　)
A．绿光　　B．蓝紫光　　C．红外光　　D．紫外光
√
B　[叶绿素主要吸收的是红光和蓝紫光，因此可以通过监测红光和蓝紫光波长的光吸收能力的变化，了解病虫害的实际症状，B正确，A、C、D错误。]
8．(不定项)在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法正确的是(　　)
A．提取色素时加入少许CaCO3保护色素和少许SiO2有助于充分研磨
B．若提取的是缺镁叶片中的色素，则①②两圈色素环颜色较淡
C．①②两个色素环的色素主要吸收蓝紫光
D．①色素环呈现橙黄色，③色素环呈现蓝绿色
√
√
√
ACD　[提取色素时加少许SiO2可使研磨更充分，加少许CaCO3可保护色素，A正确；镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两个色素环即③④颜色较淡，B错误；①②两圈色素是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，C正确；①色素环是胡萝卜素，呈橙黄色，③色素环是叶绿素a，呈蓝绿色，D正确。]
9．(不定项)两个小组的同学以叶色接近的新鲜菠菜叶为材料进行光合色素的提取和分离实验，分别得到如图1和图2所示的结果。下列关于该结果的分析，正确的是(　　)
A．提取绿叶中色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
B．距离点样处最远的条带呈现出黄绿色
C．出现图1所示结果的原因是研磨时未加CaCO3
D．出现图2所示结果的原因可能是研磨时未加入SiO2
√
√
CD　[提取绿叶中色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，A错误；距离点样处最远的条带在层析液中的溶解度最大，应是橙黄色的胡萝卜素，B错误；距离点样处的距离由近及远的条带分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素，图1所示的结果中叶绿素的量明显少，因此出现该结果的原因可能是研磨时未加CaCO3，C正确；因为两个小组的同学以叶色接近的新鲜菠菜叶为材料，图2的结果显示各种色素含量都少，出现该结果的原因可能是研磨时未加入SiO2，D正确。]
10．(15分)1880年，德国科学家恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌X的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵探究叶绿体的功能。某实验小组根据恩格尔曼在探究叶绿体的功能实验的基础上进一步开展探究实验，将载有水绵和需氧细菌X的临时装片放置在密闭且透明的小室中，再用自然光透过三棱镜照射临时装片，细菌X在不同光区的聚集情况如下图所示。请回答下列问题：
(1)恩格尔曼选用水绵和需氧细菌作实验材料探究叶绿体的功能是取得成功的重要原因之一，理由是_____________________________
_______________________________________________________________________。
首先将临时装片放在没有空气的黑暗环境中，目的是_________________________________________________________。
水绵细胞中的叶绿体呈带状，自然形成对照；需氧细菌聚集的部位代表氧气丰富，指示光合作用的场所
使需氧细菌X均匀分布
(2)根据实验结果分析，细菌X主要密集分布在波长为400～450 nm和650～700 nm的光区，原因是_______________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
水绵光合色素主要吸收红光(650～700 nm)和蓝紫光(400～450 nm)进行光合作用，在这些光区产生的氧气相对较多，所以需氧细菌主要密集分布在这些光区
(3)有另外的实验小组从绿叶中提取了类胡萝卜素，请设计一组实验来验证类胡萝卜素主要吸收蓝紫光(用以上实验为对照组，补充完整以下实验方案)
实验步骤：在三棱镜之前放置装有足够量____________________的试管，再用自然光透过试管和三棱镜照射载有水绵和需氧细菌的临时装片；
预期结果：与对照组相比，若________________________________
_____________________，则可验证类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
类胡萝卜素提取液
实验组细菌X主要密集分布在波长为650～700 nm的光区
[解析]　(1)水绵细胞中的叶绿体呈带状，自然形成对照；需氧细菌聚集的部位代表氧气丰富，指示光合作用的场所。将临时装片放在没有空气的黑暗环境中，使需氧细菌X均匀分布，避免对实验结果造成干扰。(2)水绵光合色素主要吸收红光(650～700 nm)和蓝紫光(400～
450 nm)进行光合作用，在这些光区产生的氧气相对较多，所以需氧细菌主要密集分布在这些光区。(3)自然光透过装有类胡萝卜素提取液的试管时，蓝紫光被吸收，使水绵主要吸收红光进行光合作用，在650～700 nm光区产生氧气相对较多，细菌X在此区域密集分布。
(教师用书独具)
1．某实验小组用新鲜菠菜为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，得到的实验结果如图所示(A、B是滤纸条上的标记)。下列叙述正确的是(　　)

A．第Ⅱ条色素带表示的色素呈蓝绿色，其含量最多
B．第Ⅳ条色素带表示的色素在层析液中的溶解度最低
C．若植物缺失第Ⅲ条色素带，则对红光的吸收明显减少
D．将滤纸条放入层析液时，层析液的液面应该没过B处
√
A　[图中第Ⅱ条色素带表示叶绿素a，呈蓝绿色，其含量最多，A正确；第Ⅳ条色素带扩散距离最远，说明其在层析液中的溶解度最高，B错误；第Ⅲ条色素带表示叶黄素，叶黄素主要吸收蓝紫光，对红光不吸收，缺失叶黄素会导致植株对蓝紫光吸收能力减弱，C错误；层析液的液面应低于滤纸条上的滤液细线，防止色素溶解到层析液中，D错误。]
2．科研人员探究补充蓝光对平谷大桃叶片色素含量的影响，结果如下表。下列分析不正确的是(　　)
叶绿素a(mg/g) 叶绿素b(mg/g) 叶绿素a＋b(mg/g)
实验组 2.6 0.9 3.5
对照组 2.3 0.7 3.0
A．用乙醇或丙酮提取和分离叶绿素
B．蓝光处理使叶绿素a、b含量都增加
C．秋冬季节，叶片变黄过程中吸收明显减少的光是红光和蓝紫光
D．蓝光处理使叶绿素a/b的比值减小
√
A　[光合色素溶于有机溶剂，所以可用乙醇或丙酮等有机溶剂提取光合色素，不同色素在层析液中溶解度不同，所以在滤纸上的扩散速度不同，因此可以用层析液分离叶绿素，A错误；根据表格分析，实验组中叶绿素a和叶绿素b含量都增加，B正确；秋冬季节，叶片变黄是由于叶绿素被分解，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以该过程中吸收明显减少的光是红光和蓝紫光，C正确；蓝光处理使叶绿素a/b的比值由2.3/0.7变为2.6/0.9，该值变小，D正确。]
3．如图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置，层析后得到①②③④四种不同的色素带，其中主要吸收红光和蓝紫光的是(　　)
A．①②　　　 B．②③
C．①④ D．③④
√
D　[分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，故图中的①②③④分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，其中主要吸收红光和蓝紫光的是③④，D正确。]
4．叶绿素a(C55H72O5N4Mg)头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列相关叙述正确的是(　　)
A．叶绿素a的尾部主要嵌在叶绿体的内膜中
B．镁元素在植物体内主要以叶绿素a等化合物的形式存在
C．常用无水乙醇作层析液分离出绿叶中的叶绿素a
D．叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度
√
D　[叶绿素a的尾部具有亲脂性特点，而生物膜的基本支架由磷脂双分子层构成，故叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中，A错误；镁元素在细胞中主要以离子的形式存在，B错误；叶绿素a易溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇提取，而不是用无水乙醇作为层析液，C错误；叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度，D正确。]
5．(不定项)红叶李是一种观叶植物，满山红叶时观赏价值最高。红叶李叶的颜色由花色素苷与叶绿素的比值决定。研究人员通过对红叶李进行不同时间的遮光处理，探究影响红叶李叶片中色素含量的原因，实验结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光
B．实验中影响花色素苷与叶绿素比值的因素只有透光率
C．观赏价值最高时，红叶李叶片对红光和蓝紫光的吸收量减少
D．透光率为40%时，遮光时间越长越利于提高红叶李的观赏价值
√
√
√
ABD　[叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；分析柱形图可知，花色素苷与叶绿素的比值随着透光率的降低、遮光时间的延长而变化，影响花色素苷与叶绿素比值的因素有透光率和遮光时间，B错误；红叶李叶肉细胞中的色素分布在叶绿体、液泡，叶片发绿时观赏价值下降，观赏价值最高时，叶片对红光和蓝紫光的吸收量下降，使其呈现艳丽的色彩，C正确；透光率为40%时，遮光时间越长，花色素苷与叶绿素的比值越低，观赏价值越低，D错误。]
6．如图表示某生物学兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程。请回答下列问题：
(1)该实验中用来提取色素的试剂是__________，分离色素的方法是_________________，色素能在滤纸条上分离的原因： __________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)该实验的结果①：韭菜的色素带有4条，从下到上分别是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色，而韭黄的色素带是________________
_________________________________________________________。
无水乙醇
纸层析法
不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢
只有黄色和橙黄色2条(或色素带只有2条，从下到上分别是黄色、橙黄色)
红光区域
差异都不大
(3)对韭黄和韭菜滤液吸收光谱进行比较，结果②显示它们吸收光谱最明显的差异出现在___________________________________。
若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和结果②______________。
红光区域
差异都不大
[解析]　(1)光合色素可以溶解在无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中色素。绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。这样绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开，这种分离色素的方法叫纸层析法。
(2)光下生长的韭菜，其叶绿体中含有四种色素：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)；避光生长的韭黄，其叶绿体内只含有两种色素：胡萝卜素、叶黄素，而韭黄的色素带的颜色只有黄色和橙黄色(或色素带只有2条，从下到上分别是黄色、橙黄色)。
(3)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，因此结果②显示它们吸收光谱最明显的差异出现在红光区域。镁是叶绿素合成的原料，缺镁会使新的叶绿素分子的合成受阻，因此若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果差异都不大。
7．科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移向氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所示：
(1)请描述B实验下细菌的分布情况：_________________________，
如此分布是因为光合作用释放了________。
(2)该实验证实了光合作用的场所是________，吸收光能的色素和与光合作用有关的酶分别分布在______________________________、____________________________________。
(3)恩格尔曼进行C实验的目的是______________________________
________________，在______________________点的细菌特别多。
细菌集中在叶绿体周围
O2
叶绿体
类囊体的薄膜上
类囊体的薄膜上和叶绿体基质中
找出不同颜色的光对光合作用的
影响
红光点和蓝光
[解析]　(1)白光的光质较为均匀，需氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。(2)通过螺旋状的叶绿体与需氧细菌的关系可以看出进行光合作用的位置在叶绿体上，色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体薄膜上，有的分布在叶绿体基质中。(3)C实验中自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光点和蓝光点的需氧细菌远远多于绿光点的。
谢 谢！(共139张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第5章　细胞的能量供应和利用
第4节　光合作用与能量转化
第3课时　光合作用原理的应用
课标 要求 活动：探究不同环境因素对光合作用的影响。
知识点1　探究光照强度对光合作用强度的影响
1．实验原理
(1)叶片细胞间隙含有空气，上浮叶片________
O2充满细胞间隙，叶片________。
(2)根据单位时间________________________，探究____________与光合作用强度的关系。
下沉
上浮
圆形小叶片上浮的数量
光照强度
2．实验步骤
打出圆形小叶片(30片)：用__________(直径为0.6 cm)在生长旺盛的绿叶上打出圆形小叶片
↓
抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、圆形小叶片)抽出叶片内气体(O2等)，操作如下图所示：
↓
打孔器
黑暗
CO2
3．实验现象
在弱光、中光、强光的照射下，圆形小叶片浮起的数量依次________。
4．实验结论
在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断________(圆形小叶片中产生的O2多，浮起的多)。
增多
增强
基于对探究光照强度对光合作用强度影响的实验的认识，判断下列表述是否正确。
1．此实验的因变量是单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量。 (　　)
提示：此实验的因变量为光合作用强度。
2．所选叶片必须生长旺盛、新鲜。 (　　)
3．可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。 (　　)
4．应在同一时间内观察并记录圆形小叶片上浮的数量。 (　　)
×
√
√
√
任务一　实验材料的选择与处理等
1．利用打孔器对绿叶进行打孔时为什么要避开大的叶脉？
提示：因为大的叶脉处叶肉细胞少，不利于细胞间隙中气体的逸出，影响实验结果的准确性。
提示：防止实验前叶片进行光合作用，干扰实验结果。
2．用打孔器处理好的叶片在排气、沉水实验前为什么需放置在暗处？
3．分析叶片上浮的原因。
提示：光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2积累，使叶片上浮。
提示：使圆形小叶片内的气体逸出；使处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水而全部沉到水底。
任务二　实验操作的目的
1．注射器内吸入清水，用手指堵住注射器前端的小孔，缓缓拉动活塞，此操作的目的是什么？
2．台灯与烧杯中间放置盛水的玻璃柱，此实验操作有何目的？
提示：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯水温产生影响。
[深化归纳]
1．探究光照强度对光合作用强度的影响的实验变量分析
(1)自变量及设置方法
①自变量：光照强度。
②设置方法：通过台灯距离实验材料的远近来设置。
(2)因变量及观测指标
①因变量：光合作用强度。
②观测指标：观测单位时间内被抽取空气的圆形小叶片上浮的数量。
2．探究影响光合作用强度的因素实验设计
对点练习
1．某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，
结果如图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放
氧气的速率
C．四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
√
B　[本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。]
2．用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片并用气泵抽出叶片内气体，然后将处理好的等量的叶圆片分别转至含有等浓度的NaHCO3溶液的多个培养皿中，然后给予一定的光照，在相同且适宜的条件下，测量不同温度下的叶圆片全部上浮至液面所用的平均时间，如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．叶圆片上浮的原因是光合作用产生氧气充满细胞间隙
B．光照强度、NaHCO3溶液的浓度属于实验的无关变量
C．图乙中ab段，净光合速率随着水温的增加逐渐增大
D．温度只会对叶圆片光合作用的光反应阶段造成影响
√
D　[根据叶圆片上浮的原理可知，叶圆片上浮的原因是光合作用产生氧气充满细胞间隙，且上浮的速度与净光合速率的大小有关，A正确；本实验中自变量是温度的不同，而光照强度、NaHCO3溶液的浓度属于实验的无关变量，B正确；ab段，随着水温的增加，叶圆片上浮需要的时间缩短，说明氧气释放速率加快，净光合速率逐渐增大，C正确；温度会通过影响酶活性来影响细胞代谢，因此，温度不只会对叶圆片光合作用的光反应阶段造成影响，也会对暗反应过程造成影响，D错误。]
3．某兴趣小组以绿叶和黄叶两种青菜叶片为实验材料，探究光照强度对光合作用的影响，结果如下表所示。下列推测不合理的是(　　)
光照强度 7 min内叶圆片上浮的数量
绿叶 黄叶
A 1 0
B 3 1
C 5 1
A．环境温度属于无关变量，对实验结果无明显影响
B．青菜叶圆片上浮的数量与叶绿素的含量有关
C．相同光照强度下，绿叶光合作用强度高于黄叶
D．该实验可证明光合作用的强度受内外因素的影响
√
A　[探究光照强度对光合作用强度的影响，则光照强度是自变量，光合作用强度是因变量，其余变量是无关变量，但无关变量(如温度)对实验结果有影响，A不合理。]
知识点2　影响光合作用强度的环境因素及应用
1．光合作用强度
(1)概念：简单地说，就是指植物在____________内通过光合作用__________________。
(2)意义：直接关系________________，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。
单位时间
制造糖类的数量
农作物的产量
(3)表示方法
单位时间内光合作用
糖类
二氧化碳
氧气
2．影响光合作用强度的环境因素
(1)确定依据：根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料
——_____________，动力——________，都是影响光合作用强度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。
水、CO2
光能
(2)举例分析：环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响_________________而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的______________的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响__________的因素(如温度)，也是影响因子。
CO2的供应量
形成和结构
酶活性
(P105旁栏思考)植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用，观察到的O2产生量实际是O2的________。
提示：释放量
提示：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解，释放出热量和CO2，提高了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行，另外还生成各种无机盐，增加了土壤的肥力。
在北方的冬暖大棚中施用有机肥为什么能提高大棚蔬菜的产量？
3．化能合成作用
(1)概念：利用体外环境中的某些__________氧化时所释放的能量来制造__________。
(2)实例：硝化细菌能利用_________氧化释放的化学能将________________合成糖类，供自身利用。
无机物
有机物
NH3
CO2和H2O
基于对影响光合作用强度的环境因素及应用的认识，判断下列表述是否正确。
1．光合作用强度的影响因素有CO2浓度、温度和光照强度等外界因素。 (　　)
2．温度对光合作用强度的影响主要是影响酶的活性。 (　　)
3．真正光合速率常用单位面积、单位时间O2产生量，CO2固定量或有机物产生量表示。 (　　)
√
√
√
4．绿色植物和硝化细菌都为自养生物，都可通过光合作用制造有机物。 (　　)
提示：硝化细菌通过化能合成作用制造有机物。
×
任务三　环境因素对光合速率的影响
材料1　科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。
材料2　下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。
材料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光照强度)见下表。
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
1．材料1中，光照强度为a时，造成曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度差异的原因是什么？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什么？试解释其作用原理。
提示：CO2浓度不同。曲线Ⅰ和Ⅱ的CO2浓度相同，光照强度为b时，光合作用强度存在差异的原因是温度不同。温度影响与光合作用有关酶的活性，进而影响光合作用强度。
提示：光照强度，该因素的增强促进了光合作用中光反应阶段，从而为暗反应阶段提供更多的ATP和NADPH。
3．材料2中，BC段光合作用强度下降的主要原因是什么？
提示：气孔部分关闭，CO2吸收量减少，导致光合作用中的CO2固定受阻，从而影响光合作用。
2．材料2中，引起AB段光合作用不断增强的主要环境因素及作用机理分别是什么？
提示：A和C。作物A光饱和点高且长得高，可以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。
4．分析材料3表中数据，从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的是哪两种作物？说出选择这两种作物的理由。
[深化归纳]
1．光照强度对光合速率的影响
(1)原理：光照是光合作用的动力，为光合作用提供能量，主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生，进而影响暗反应阶段。
(2)曲线分析
(3)应用
①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能。
2．CO2浓度对光合速率的影响
(1)原理：CO2为光合作用提供原料，主要通过影响暗反应阶段，制约C3的生成进而影响光合作用强度。
(2)曲线
(3)应用：温室中适当增加CO2浓度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其风”，多施有机肥来提高CO2浓度。
关 键 点 A CO2的补偿点：光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度
A′ 进行光合作用所需的最低CO2浓度
B和B′ CO2饱和点
走势分析 图1和 图2　 一定范围内，光合作用强度随CO2浓度的增大而增强，但当CO2达到一定的浓度时，光合作用强度不再增强
3．温度对光合速率的影响
(1)原理：通过影响酶活性进而影响光合作用。
(2)曲线
①AB段：随着温度升高，光合作用强度增强。
②B点：光合作用最适温度下的光合作用强度。
③BC段：随着温度升高，光合作用强度减弱。
④温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。
(3)应用
①适时播种。
②温室栽培植物时，白天将温度调到光合作用的最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温度，以降低呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4．水及无机营养对光合速率的影响
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。
②N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。
(2)应用
①合理施肥。
②预防干旱，合理灌溉。
5．多因子变量对光合速率的影响
(1)曲线分析
P点：限制光合速率的因素主要为横坐标所表示的因子，随着此因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：横坐标所表示的因子不再是限制光合速率的因素，限制因素主要为各曲线所表示的因子。
(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
思维拓展 影响光合作用的因素除了环境因素还有内因
(1)与植物自身的遗传特性有关。
(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶等也会影响光合作用。
A．乙图中D点与C点相比，相同时间内叶肉细胞中C5的生成量较多
B．图中M、N、P点的主要限制因素分别是CO2浓度、温度、光照强度
C．丙图中，随着温度的继续升高，曲线走势将稳定不变
D．甲图中M至A点范围内，限制光合速率的因素为CO2浓度
对点练习
1．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内。下列分析正确的是(　　)
√
A　[乙图中D点与C点相比温度相同，但D点光照强，光反应产生较多的ATP和NADPH，C3的还原加快，叶肉细胞中C5的生成量较多，A正确；图中M、N、P点的主要限制因素分别是光照强度、光照强度和温度，B错误；温度上升到一定程度，与光合作用有关的酶变性失活，光合速率会下降，C错误；甲图中M至A点范围内，随着光照强度的增大，光合速率增大，所以限制光合速率的因素为光照强度，D错误。]
2．为了探究土壤干旱对某种植物光合速率的影响。实验开始时土壤水分适宜，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。请回答问题：
(1)测定叶绿素含量时先将叶片粉碎，后用乙醇溶解得到________________，可根据色素的____________，应选择________光照射该液体以测定叶绿素的吸光度。由图可知，实验组第8天所测得的吸光度比第6天的值要________________。
(2)从能量变化的角度看，光反应时水中的氢在光下将NADP＋还原为NADPH的反应为________反应，NADPH可为暗反应提供________________。
色素提取液
吸收光谱
红
低
吸能
还原剂和能量
(3)实验组植物在第2－4天时，光合速率逐渐降低，可能的原因是__________________________________________________________
_________________________________________________________，
第4天后光合速率的降低还与_________________________有关。
停止浇水，使得植物因缺水导致气孔关闭，CO2的吸收量下降，影响了暗反应，从而使得光合速率下降
叶绿素的含量下降
[解析]　(1)测定叶绿素含量首先需要将叶片粉碎，然后加入碳酸钙、二氧化硅和乙醇等溶解得到色素提取液。因为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，要测定叶绿素的吸光度应排除类胡萝卜素的影响，因此应选择红光测定吸光度。图中显示实验第8天比第6天叶绿素的含量低，因此可得出第8天测得的吸光度较低。
(2)在光反应过程中，由NADP＋还原为NADPH需光能，因此是一种吸能反应；NADPH可为暗反应过程中三碳化合物的还原提供还原剂和能量。
(3)实验中第2－4天，分析图中的数据可以发现叶绿素的含量没有明显降低，因此可推测此时光合速率下降与停止浇水有关，可能是停止浇水，使得植物因缺水导致气孔关闭，CO2的吸收量下降，影响了暗反应，从而使得光合速率下降。第4天以后发现叶绿素的含量下降，因此光合速率下降可能还与叶绿素含量下降有关。
知识点3　光合作用和细胞呼吸的关系
任务四 分析光合作用和细胞呼吸的关系
1．给植物全部供给18O2，则不久后发现植物合成的淀粉中含有18O，结合光合作用和细胞呼吸的关系加以分析。
提示：18O2参与有氧呼吸的第三阶段，与[H]结合生成O，植物体内的水分子中可能含有18O，含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段，与丙酮酸反应产生含18O的CO2，含18O的CO2通过光合作用合成淀粉，淀粉可能含有18O。
2．图1表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，找出图1在图2中的位置。
提示：AB之间。
3．如图3所示为较强光照射下，叶肉细胞中结构模式图以及细胞中O2释放量和CO2吸收量的情况。
探究实践中测得的光合作用强度是否为叶片的实际光合作用强度？试结合上述图解分析原因。
提示：否。探究实践中测得的光合作用强度是叶片光合作用强度与细胞呼吸强度的差值。
[深化归纳]
1．光合作用与细胞呼吸的过程图解
2．物质转化关系
(1)C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2
(2)O：H2OO2H2OCO2(CH2O)
(3)H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O
3．能量转化关系
对点练习
1．下图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．Ⅲ在第二阶段消耗水，第三阶段产生水
B．若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将减少
C．Ⅰ过程中产生的O2参与Ⅲ的第二阶段反应
D．物质X是从叶绿体的基质移向类囊体薄膜的
√
A　[图中Ⅲ表示有氧呼吸，其第二阶段消耗水，第三阶段产生水，A正确；Ⅰ为光合作用的光反应，Ⅱ为光合作用的暗反应，Ⅲ为有氧呼吸的代谢过程，若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将增加，B错误；Ⅰ表示光合作用光反应，产生的O2参与Ⅲ有氧呼吸的第三阶段，C错误；物质X是ATP，从叶绿体类囊体薄膜移向叶绿体的基质，D错误。]
2．图1表示某植物叶肉细胞中发生的某些生理过程，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示物质，①～⑥表示气体的转移途径，图2表示该植物在不同光照强度下光合作用速率(用CO2吸收速率表示)的变化。请据图回答：
(1)图1中物质Ⅰ分子结构简式为_______________________，物质Ⅲ生成的具体场所是_________________，葡萄糖初步分解的场所是_________________。
(2)该植物处于图2中B点状态时，该植物叶肉细胞光合作用葡萄糖的生成速率______________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用葡萄糖的分解速率。如果该植物处于图2中A点状态时，图1中气体转移途径有_________________(用序号表示)。
A—P～P～P
线粒体内膜
细胞质基质
大于
③⑤
(3)菜农们常采用夜间降低大棚温度的方法提高蔬菜的产量，试说明这样做的科学依据是________________________________________
_________________________________________________________。
有些农民急功近利，将夜间温度降低到10 ℃以下，其结果是大棚蔬菜的产量反而下降很多，请你分析可能的原因： _______________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
夜间适当降温，降低了夜间呼吸作用强度，减少夜间有机物的消耗，有利于有机物的积累
降温程度过大，影响植物对矿质元素的吸收，影响某些酶、色素等有机物的合成，进而影响白天光合作用
[解析]　(1)光合作用的光反应能为暗反应提供NADPH和ATP，ATP的分子结构简式为A—P～P～P。Ⅲ表示水，产生水的是有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜，葡萄糖初步分解的场所是细胞质基质。(2)B点表示光补偿点，此时对于整个植株来说，植物的光合作用等于呼吸作用，但该植株还有一些细胞不能进行光合作用，因此叶肉细胞光合作用葡萄糖的生成速率大于呼吸作用葡萄糖的分解速率。该植物处于A点状态时，植株只能进行呼吸作用，故图1中气体转移途径有③⑤。(3)夜间适当降温，降低了夜间呼吸作用强度，减少夜间有机物的消耗，有利于有机物的积累，故可以通过夜间降低大棚温度的方法提高蔬菜的产量；将夜间温度降低到10 ℃以下，会影响植物对矿质元素的吸收，影响某些酶、色素等有机物的合成，进而影响白天光合作用。
1．光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
2．化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
3．光照强度直接影响光反应速率，光反应产物中NADPH与ATP的数量会影响暗反应速率。
4．温度通过影响光合作用过程，特别是暗反应中酶的催化效率，从而影响光合作用强度。
5．CO2是暗反应的原料，CO2的浓度直接影响暗反应速率。
6．水分是光合作用的原料之一，缺少时可使光合速率下降。
课时分层作业(21)　光合作用原理的应用
题组一　探究环境因素对光合作用的影响
1．关于探究光照强度对光合速率的影响实验叙述错误的是(　　)
A．实验过程中注射器的作用是排出小圆片内的气体
B．可以通过观察小圆片上浮所需要的时间来反映光合速率
C．实验的自变量是光照强度，可在相同的距离下放置不同瓦数的灯泡
D．如果升高环境温度，小圆片上浮时间会缩短
√
D　[如果升高环境温度，有可能会使酶的活性下降而导致光合速率下降，小圆片上浮时间会延长，D错误。]
2．将金鱼藻放在盛有质量分数为0.2%的碳酸氢钠溶液的试管中，将试管放在离白炽灯不同距离处，观察试管中每分钟产生的气泡数并记录数据，如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．光照强度为实验自变量，水温为无关变量
B．图中数据为每个条件下做重复实验取得的平均值
C．在一定范围内，试管和灯泡的距离与每分钟产生
的气泡数呈负相关
D．将这个试管放在黑暗处，气体产生情况与试管与灯泡的距离为60 cm时一样
√
D　[本实验自变量为光照强度，根据单一变量原则，可知水温为无关变量，可在灯和试管中间放置盛水的玻璃柱，吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响，A正确；为防止偶然因素对实验结果的干扰，每个条件下需做重复实验，图中数据为每个条件下做重复实验取得的平均值，B正确；由图可知，在一定范围内，试管与灯泡的距离越远，气泡产生速率越低，每分钟产生的气泡数越少，试管和灯泡的距离与每分钟产生的气泡数呈负相关，C正确；与灯泡的距离为60 cm时气泡产生速率不为0，将这个试管放在黑暗处，金鱼藻不进行光合作用，氧气(气泡)产生速率为0，两者不一样，D错误。]
题组二　光合作用原理的应用
3．农谚是我国劳动人民从事农业生产过程中的智慧结晶和经验总结，其中蕴含着很多的生物学原理。下列关于农谚的解释错误的是(　　)
A．“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——缺镁会影响叶绿素的合成
B．“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”——农家肥主要给农作物提供生长所需的有机物
C．“春生夏长，秋收冬藏”——光照强度是影响作物在夏季生长的主要环境因素之一
D．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”——昼夜温差会影响植株内有机物的积累
√
B　[镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁会影响叶绿素的合成，A正确；“田里无粪难增产”，说明粪(有机肥)可增产，原因是有机肥被分解者分解后可为农作物提供无机盐和CO2，植物不能直接吸收有机物，B错误；光照强度影响光合作用速率，是影响作物在夏季生长的主要环境因素之一，C正确；昼夜温差会影响到光合作用和呼吸作用有关酶的活性，从而影响植株内有机物的积累，D正确。]
4．植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳和营养液成分等条件下生产蔬菜和其他植物。下列有关植物工厂的叙述，错误的是(　　)
A．采用人工技术补充红光或蓝紫光
B．使用水雾喷洒或通风措施均可降低室温
C．采用自动化手段保持室内昼夜温度恒定
D．营养液的循环流动有利于矿质元素的吸收
√
C　[植物工厂采用人工技术补充红光或蓝紫光可以提高光合速率，同时也能提高农作物品质，A正确；植物工厂需要保持适宜的温度，使用水雾喷洒或通风措施均可降低室温，B正确；保持昼夜恒温不利于作物产量的提高，应该白天温度适当高点，提高光合作用速率，晚上适当降低温度，减弱呼吸作用，有利于提高作物产量，C错误；营养液的循环流动有利于矿质元素的吸收，D正确。]
题组三　光合作用和细胞呼吸的综合
5．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和
30 ℃，如图表示 25 ℃时光合速率与光照强度的关系。若温度升到30 ℃(二氧化碳浓度不变)，理论上，图中相应点A、B、D的移动方向分别是(　　)
A．下移、右移、上移
B．上移、左移、下移
C．上移、左移、上移
D．下移、右移、下移
√
D　[由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和
30 ℃”可知，温度升到30 ℃，细胞呼吸强度升高，A点下移；光合速率减慢，所以D点时吸收的CO2量减小，D点下移；B点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，即光补偿点，温度升到30 ℃，细胞呼吸强度增强，光合作用强度降低，在除光照强度外其他条件不变的情况下要再达到光补偿点，需增加光照强度，即B点右移。]
6．将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，在适宜条件下测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的净光合速率(净光合速率＝总光合速率－呼吸速率)，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．两组植株固定CO2的最大速率相同
B．50 ℃时CT植株不能进行光合作用
C．35 ℃时两组植株单位时间内积累的有机物相等
D．CT植株在高温环境中能够更好地生长
√
C　[CO2吸收速率代表净光合速率，由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，即CT植株和HT植株的净光合速率最大值基本一致，两组植株呼吸速率未知，所以两组植株固定CO2的最大速率不一定相同，A错误；50 ℃时CT植株净光合速率为0，但呼吸速率不为0，且总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以50 ℃时CT植株能进行光合作用，B错误；由图可知35 ℃时两组植株的净光合速率相等，所以35 ℃时两组植株单位时间内积累的有机物相等，C正确；由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境较适应，D错误。]
√
7．(不定项)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙两种植物中，甲植物更适合在林下种植
B．当种植密度过大时，甲植物净光合速率下降幅
度较乙大
C．当光照强度为b时，甲植物光合速率与乙植物光合速率相等
D．当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是甲
√
BD　[乙植物与甲植物相比，光饱和点和光补偿点更小，更适合在林下种植，A错误；种植密度大意味着叶片相互遮挡，光照强度减弱，从图像分析在光照强度减弱过程中甲的净光合速率减弱更为明显，B正确；光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，当光照强度为b时，甲植物净光合速率与乙植物净光合速率相等，由于甲、乙植物呼吸速率的大小关系未知，所以无法确定此时甲、乙植物光合速率是否相等，C错误；当光照强度大于a时，乙植物即将达到光饱和点，而甲光合速率仍随光照增强在不断增加，且相同的光照强度下，甲的净光合速率大于乙，故甲植物对光能的利用率高于乙植物，D正确。]
√
8．(不定项)为探究影响光合速率的因素，研究人员将某品种的玉米苗植株置于20 ℃条件下培养，其余培养条件及实验结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A．该实验的自变量是土壤含水量
B．制约B点CO2吸收速率的因素只有光照强度
C．D点与C点CO2吸收速率有差别的原因是施肥与否
D．土壤含水量在40%～60%的条件下施肥的效果较好
√
√
ABC　[结合题意及图示可知，本实验有光照强度、是否施肥、土壤含水量三个自变量，A错误；制约B点CO2吸收速率的因素有光照强度，此外可能还有土壤含水量，B错误；D点与C点CO2吸收速率有差别的原因是土壤含水量的不同，C错误；据图可知，同一光照强度下，土壤含水量在40%～60%的条件下施肥，CO2吸收速率最大，说明此时施肥效果较好，D正确。]
9．(12分)某科研小组，研究不同光照强度和不同光质对温室蔬菜光合作用的影响，结果如图1和图2。图1是在光合作用最适温度(25 ℃)下，测定的不同光照强度下蔬菜的氧气释放量，呼吸速率的最适温度为35 ℃。图2是不同光质条件下测得的气孔导度、胞间CO2浓度和光合速率，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。
(1)据图1分析，在光照强度为6 klx时的光合速率为_______mg·g-1
·L-1·h-1，在此光照条件下，每天光照时间大于________h才能正常生长。
(2)若温室温度升高到35 ℃，则A点和B点的移动情况为___________________________________。
0.6
8
A点右移，B点向左下方移动
(3)据图2分析，蓝光照射下测得的胞间CO2浓度比红光照射下测得的结果低，其原因是_________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________；
若用蓝光照射绿色植物转变为用红光照射，叶绿体中C5的浓度将______(填“增大”“不变”或“减小”)。
蓝光比红光时的气孔导度大，进入的CO2多，但蓝光比红光时的光合速率大，消耗的CO2更多，因此蓝光下的胞间CO2浓度低
减小
(4)温室种植常在阴雨天采用人工光源提供光照，根据上图中的结果分析，对温室蔬菜种植提出合理的建议： _____________________
_________________________________________________________。
适当补充一定强度的蓝光；在晴朗的夏季中午要适当遮光
[解析]　(1)据图1分析，在光照强度为6 klx时，呼吸速率为0.2 mg·g-1
·L-1·h-1，净光合速率为0.4 mg·g-1·L-1·h-1，则总光合速率为0.2＋0.4＝0.6 mg·g-1·L-1·h-1，每天呼吸消耗能量为0.2×24＝4.8 mg·
g-1·L-1，则光合积累量必须大于4.8 mg·g-1·L-1，植物才能生长，在光照强度为6 klx时，光照时间4.8÷0.6＝8 h才能正常生长。
(2)呼吸速率的最适温度为35 ℃。图1是在光合作用最适温度(25 ℃)下的测量结果，若温室温度升高到35 ℃，则光合速率下降，呼吸速率上升，达到光饱和点的光照强度降低，则A点右移，B点向左下方移动。
(3)据图2分析，蓝光比红光时的气孔导度大，进入的 CO2多，但蓝光比红光时的光合速率大，消耗的CO2更多，因此蓝光下的胞间CO2浓度低。由于只有叶绿素吸收红光，叶绿素和类胡萝卜素都吸收蓝紫光，所以若蓝光照射绿色植物转变为用红光照射，光反应下降，为暗反应提供的ATP和NADPH减少，C3的还原减少，叶绿体中C5的浓度将减小。(4)据图2可知，蓝光组的光合速率最大，所以在阴雨天可以适当补充蓝光，增加光合速率；晴朗的中午光照太强，会出现光合午休现象，则需要适当遮光。
√
(教师用书独具)
1．下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是(　　)
D　[在一定浓度范围内，随CO2浓度的升高，光合作用速率不断升高，达到一定浓度后，再增大CO2浓度，光合作用速率也不再升高，A正确；在一定范围内，光合作用速率随光照强度的增加而增加，达到光饱和点后，再增大光照强度，光合作用速率不再随之增加，相同光照强度下，温度不同，光合作用速率可能也不相同，B、C正确；温度会通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用，高温使酶失活而导致光合作用强度下降，所以是一条先升高后下降的曲线，D错误。]
√
2．珙桐是国家一级保护植物，自然条件下成苗率低。为促进珙桐繁育，科研人员研究不同遮阴程度对幼苗光合速率的影响，结果如下图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．三组幼苗应置于相同环境温度
B．光合速率受到光照强度的影响
C．中度遮阴吸收的二氧化碳最多
D．轻度遮阴条件最适宜培育幼苗
D　[科研人员研究不同遮阴程度对幼苗光合速率的影响，唯一变量是光照强度，其他条件应该相同且适宜，所以三组幼苗应置于相同环境温度，A正确；不同遮阴程度下，幼苗CO2吸收量不同，说明珙桐的光合速率受到光照强度的影响，B正确；从图中可以看出，中度遮阴条件下，CO2吸收量(净光合速率)最多，C正确；光合作用的实质是制造有机物，把光能转变为化学能储存在有机物中，结合题图可知，中度遮阴条件下，植物积累的有机物更多，最适宜培育幼苗，D错误。]
√
3．在某些农村许多农户都是将玉米与大豆间作在一起，还流行这么一句话：“种植玉米搭配豆，汤汤水水都不漏。”玉米的植株比较高大，叶片较长，适合稀植，不太适合密植。大豆株高一般在30～90 cm，喜光，但也稍耐阴，下列相关叙述错误的是(　　)
A．玉米单作种植密度过高易造成通风不良，种植密度低又可能使土壤养分得不到充分利用
B．将大豆间作于两行玉米之间，可以提高农田阳光、土壤矿质营养的利用率
C．大豆与玉米间作可能比大豆单作的单株平均光合速率低
D．同等光照强度下，玉米与大豆的光合速率一般相同
D　[由题意可知，玉米植株较高，叶片较长，若种植密度过高则可能导致田间内部密不透风，若种植密度过低，则其根只能吸收植株周围小范围的营养，会造成土壤矿质营养的浪费，A正确；若将大豆间作于两行玉米之间，则既可以吸收玉米叶片间洒落下的光照，又可以充分利用玉米行间土壤矿质营养，因而可提高农田阳光、土壤矿质营养的利用率，B正确；大豆喜光，但也耐阴，若将大豆植于玉米田下，则单株平均受光减弱，推测其平均光合速率比单作降低，C正确；不同植物对光的利用能力一般不同，所以同等光照强度下，玉米和大豆的光合速率往往不同，D错误。]
4．兴趣小组通过实验探究光强对洋葱生长的影响，实验时设置5种光照强度的LED红蓝光，对“紫玉”洋葱和“金冠”洋葱进行相同时间的处理，图1和图2分别为“紫玉”洋葱和“金冠”洋葱地上部分的质量。下列相关叙述正确的是(　　)
√
A．该实验的自变量是洋葱的品种
B．光照强度越大，“金冠”洋葱的产量一定越高
C．5种光照强度的红光与蓝光比例应保持一致
D．“紫玉”洋葱的最适光照强度为500 μmol/(m2·s)
C　[该实验的自变量是洋葱的品种和光照强度，A错误；在一定范围内，光照强度越大，“金冠”洋葱的地上部分产量越高，B错误；除了实验的自变量和因变量以外，其他条件(无关变量)应保持一致，5种光照强度的红光与蓝光比例应保持一致，C正确；由图可知，就地上部分而言，“紫玉”洋葱的最适光照强度为300 μmol/(m2·s)，D错误。]
√
5．夏季晴朗的一天，甲、乙两种农作物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．甲种农作物在a点开始进行光合作用
B．乙种农作物b点时有机物的积累量最多
C．农作物乙在bc段和de段CO2吸收速率下降的原因不同
D．c点提高环境中CO2浓度可以使乙种农作物光合作用增强
C　[由图分析可知，a点时甲种农作物光合速率与呼吸速率相等，所以甲种农作物在a点之前就开始进行光合作用，A错误；乙农作物有机物积累量最多是18时，因为6～18时光合速率大于呼吸速率，一直积累有机物，B错误；bc段光合速率下降是由于中午气温较高导致蒸腾作用剧烈，植物防止水分过多蒸发将气孔关闭，导致CO2供应不足，暗反应减弱，de段光合速率下降的原因为光照强度减弱，即农作物乙在bc段和de段CO2吸收速率下降的原因不同，C正确；c点提高环境中CO2浓度，由于气孔关闭，也不能使乙光合作用增强，D错误。]
√
6．下图是以O为线索绘制的植物叶肉细胞中发生的物质转化关系。下列有关叙述正确的是(　　)

A．①过程需经过CO2固定和C3还原阶段
B．②过程与丙酮酸转化为CO2同时消耗[H]
C．③过程需要叶绿素，但不需要酶参与
D．④过程需要的[H]来自线粒体中的葡萄糖
A　[①过程需经过CO2固定和C3还原阶段，A正确；②过程是在水的参与下，经过有氧呼吸第二阶段产生CO2的过程，反应物为丙酮酸和水，产物为CO2、[H]和少量能量，因此并不消耗[H]，B错误；③过程为水的光解，该过程需要叶绿素吸收光能，且需要酶催化，C错误；葡萄糖不能进入线粒体即线粒体中不存在葡萄糖，D错误。]
7．叶面积指数是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数，叶面积指数越大说明叶片交错程度越大。下图1表示植物的叶面积指数与呼吸量、干物质量(有机物积累量)和光合作用实际量的关系，下图2表示某干旱地区棉花单叶光合速率和群体光合速率的日变化。据图分析回答下列问题：
(1)若图1中的阴影的面积代表植物的呼吸量，则曲线甲代表___________________。据图1可知，一片棉花田的叶面积指数大约为____________(填数值)时，最有利于该棉田获得最大收获量。由此给人们种植棉花时的启示是____________。
(2)图2显示单叶光合作用在正午后出现_______________现象，出现这一现象的原因是___________________________________________
_________________________________________________________。
光合作用实际量
8
合理密植
光合午休
叶片气孔关闭引起CO2供应不足，直接导致了暗反应减弱
[解析]　(1)图中阴影部分＝光合作用实际量－净光合作用量(有机物积累量)，表示的是植物的呼吸作用消耗量(呼吸量)，则曲线甲代表光合作用实际量，曲线乙代表净光合作用量(有机物积累量)；据图1可知：叶面积指数小于8时，干物质量不断增加，叶面积指数大于8后，随着叶面积指数增加，因呼吸作用不断加强，干物质量不仅不再增加，反而下降。因此，叶面积指数为8时，最有利于棉田获得最大收获量。由此给人们种植棉花时的启示是合理密植。(2)单叶光合作用在正午后叶片气孔关闭引起CO2供应不足，直接导致了暗反应减弱，从而导致光合速率减弱，即出现光合午休现象。
8．为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是__________________
__________________________________________________________；
C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。
高于
C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
光照
基质
(2)A、B、C三组处理相比，随着_________________________的增加，使光下产生的________________________能够及时利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
光照和黑暗交替频率
ATP和NADPH
[解析]　(1)光合作用的过程根据是否必须有光的参与可以划分为光反应和暗反应，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其物质变化包括水的光解和ATP的合成，生成的NADPH和ATP，用于叶绿体基质中的暗反应。C组光照时间为67.5 s，D组光照时间为135 s，即C组只用了D组一半的光照时间，但光合作用产物的相对含量却是D组的94%，由此可推知单位光照时间内，C组合成的有机物量高于D组合成的有机物量。(2)本题探究不同光照处理对植物光合作用的影响。在其他条件和处理相同的情况下，A、B、C三组实验的自变量是光照与黑暗交替的频率，因变量是光合作用产物的相对含量。由A、B、C三组实验结果可看出，随着光照与黑暗交替频率的增加，光合作用产物相对含量增加。C组光照与黑暗交替频率较高，光反应所生成的NADPH和ATP能够及时地利用与再生。
1．(2025·安徽卷)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是(　　)
A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度
D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
√
周末自主检测(7)　细胞呼吸和光合作用的综合
C　[打孔时避开大的叶脉是因为叶脉中没有叶绿体，而光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行，所以为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确。调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离相当于在控制实验的自变量——光照强度，以进行对比实验，B正确。实际光合作用强度即总光合作用强度，指净光合作用强度＋呼吸作用强度，只测出光照时O2浓度变化无法计算出实际光合作用强度，C错误。该实验是用烧杯中叶圆片上浮的速度来表示光合作用的强度的，D正确。]
2．(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(　　)
A．增加叶片周围环境CO2浓度
B．将叶片置于4 ℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
√
A　[二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片改变光的颜色可能会降低光照强度，从而使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。]
3．在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升
高而下降的原因是气孔关闭
B．在高光强下，M点右侧CO2吸收速率
下降仅与光合酶活性减弱相关
C．该植物长期处于图中两个CP点对应条件下，不能正常生长
D．图中M点处叶肉细胞的叶绿体基质中CO2的固定速率最高
√
C　[植物光合作用所需的二氧化碳可来自呼吸作用和外界吸收，低光强下，随温度升高呼吸速率上升的幅度大于光合速率上升的幅度，最终导致净光合速率即CO2吸收速率降低，A错误；酶活性的发挥需要适宜条件，在高光强下，随着温度升高，光合作用相关酶的活性增强，但在M点右侧，光合作用相关酶的活性下降，气孔开放度降低均有可能导致CO2吸收速率下降，B错误；图中CP点代表CO2吸收速率为0，即该植物净光合速率为0，没有有机物积累，因此不能正常生长，C正确；图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，CO2的固定速率是真实光合速率，D错误。]
4．如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是(　　)
A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，
乙表示较低温度
B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，
乙表示较低CO2浓度
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
√
D　[光合作用具有最适温度，在最适温度下净光合速率最高，高于或低于该温度净光合速率均有所下降，因此不能确定甲、乙两条曲线温度的高低，A不符合题意；横坐标是温度，则随着温度的升高净光合速率会表现为先升高后降低的趋势，B不符合题意；色素主要吸收红光和蓝紫光，即净光合速率与光波长没有正相关的关系，并且不能确定两条曲线的温度大小，C不符合题意；若横坐标是光照强度，较高浓度的CO2有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D符合题意。]
5．(2025·河北卷)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是(　　)
A．类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O
B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2
C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2
D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物
√
A　[光反应发生在类囊体膜上，水分解产生氧和H＋；暗反应发生在叶绿体基质，该过程发生CO2的固定和C3的还原，生成有机物；有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，该阶段丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，[H]和氧气结合形成水。A错误，B、C、D正确。]
6．某密闭装置中含有绿色植物，向该装置通入一定量的18O2，一段时间后进行检测。不考虑无氧呼吸，理论上在装置和植物体中可检测到含18O的物质有(　　)
①葡萄糖　②丙酮酸　③CO2　④O2　⑤H2O
A．①③④　　　 B．①④⑤
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
√
D　[葡萄糖中的氧来自光合作用暗反应固定的CO2，由于呼吸作用产生的CO2含有18O(来自O与丙酮酸反应)，这些CO2被光合作用利用后，生成的葡萄糖会含有18O，①正确；丙酮酸的氧来自葡萄糖分解，若新生成的葡萄糖含有18O(由标记的CO2合成)，其分解产生的丙酮酸也会含有18O，②正确；CO2中的氧可来自有氧呼吸第二阶段中O的分解，③正确；O2的来源包括通入的18O2和光反应中O的光解，④正确；⑤H2O中的氧来自线粒体有氧呼吸第三阶段，18O2参与生成O，⑤正确。]
7．(不定项)光合作用强度受环境因素的影响，车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用
最适温度升高
C．CO2浓度为200 μL·L-1时，温度对光合速率影
响小
D．10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
√
√
√
ABC　[由题图可知，当CO2浓度为200 μL·L-1时，最适温度约为25 ℃，当CO2浓度为370 μL·L-1时，最适温度约为30 ℃，当CO2浓度为1 000 μL·L-1时，最适温度大于30 ℃，表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确；当CO2浓度为200 μL·L-1时，光合速率随温度的升高变化不大，C正确；由题图可知，10 ℃条件下，CO2浓度为370 μL·L-1和1 000 μL·L-1时，光合速率基本相同，推测10 ℃条件下，光合速率不会随CO2浓度的升高而持续提高，D错误。]
8．(不定项)如图所示为在温度适宜的条件下，光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列叙述正确的是(　　)
A．曲线中a点转向b点时，光反应增强，暗反应增强
B．曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5的含量降低
C．曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，
与光照强度无关
D．在一定范围内增加光照和CO2浓度有利于提高光合速率
√
√
√
ACD　[曲线中a点转向b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应还原C3，暗反应增强，A正确；曲线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2与C5固定生成C3的反应减弱，C5消耗减少，而C5还在正常的生成，因此叶绿体中C5的含量升高，B错误；曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，也可能是其他条件，与横坐标的影响因素无关，C正确；ab段影响光合作用速率的主要因素是光照强度，随着光照强度的增强，光合速率提高，b点与d点相比，随着二氧化碳浓度的增加，光合速率增加，所以在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合速率，D正确。]
9．(12分)香蕉是华南地区重要的经济作物。香蕉对氮肥利用率低，大量施用硫酸铵等传统氮肥会加剧土壤酸化。缓释氮肥通过微生物的分解作用而缓慢释放养分可提高氮肥的利用率。科研人员用香蕉幼苗进行了相关研究，结果如下表所示。
组别 气孔导度/(mol·m-2·s-1) 叶面积/(dm2) 叶绿素含量/(mg/dm2) 净光合速率/(μmolCO2·m-2·s-1)
硫酸铵组 0.09 116.2 4.9 5.09
缓释氮组 0.23 141.5 4.8 8.97
注：气孔导度越大，气孔开放程度越高。
(1)适时松土有利于香蕉根系吸收氮肥，原因是松土可以改善土壤的________供应，促进作物根系的_____________________作用。
(2)在进行香蕉叶片色素的提取过程中，加入碳酸钙的作用是_________________________________________，提取的原理是________________________________________________________。
(3)香蕉幼苗可利用氮肥中的氮元素合成______________等为暗反应阶段提供能量的有机物。
氧气
呼吸(或有氧呼吸)
保护色素(或防止研磨中色素被破坏)
色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
ATP、NADPH
(4)分析表中数据可知，缓释氮组净光合速率明显________(填“高”或“低”)于硫酸铵组，分别从光反应和暗反应角度分析其原因： _____________________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
(5)香蕉种植选用缓释氮肥的优点有____________________________
__________________________________________(写出两点即可)。
高
缓释氮肥通过提高叶面积，从而提高总叶绿素含量，进而增强对光的吸收、转化，最终直接促进光反应；通过提高气孔导度增加CO2供应，直接促进暗反应
减少氮肥使用、减轻土壤酸化、提高香蕉产量等
[解析]　(1)适时松土可以改善土壤的氧气供应。氧气是有氧呼吸的原料，氧气增多可促进作物根系的呼吸作用。呼吸作用过程中分解有机物释放的能量，可以用于香蕉根系细胞吸收氮肥。
(2)碳酸钙通过中和研磨液中的H＋，从而防止研磨过程中色素被破坏。色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
(3)ATP和NADPH是光合作用的产物，也是反应物，二者组成元素中均含有N，可利用氮肥中的氮元素合成ATP和NADPH等为暗反应阶段提供能量的有机物。
(4)分析表中数据可知，缓释氮组净光合速率明显高于硫酸铵组，因为缓释氮肥通过提高叶面积，从而提高总叶绿素含量，进而增强对光的吸收、转化，最终直接促进光反应；通过提高气孔导度增加CO2供应，直接促进暗反应。
(5)香蕉种植选用缓释氮肥的优点有减少氮肥使用、减轻土壤酸化、提高香蕉产量等。
(教师用书独具)
1．(2025·新课标卷)在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加
B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长
速率逐渐增大
C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大
D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低
√
C　[光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，此时净光合速率为0，干重不会增加，A正确。光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确。光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大(因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应)；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误。光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH最多。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。]
2．某生物学兴趣小组欲测定温度对植物光合作用速率的影响，他们将生长状况相同的同种植物随机均分为4组进行实验，在不同的温度下测定叶片质量变化(均考虑为有机物的质量变化)。如图表示在不同温度下，测定某植物叶片质量变化情况的操作流程及结果。如果每天10小时光照，植物长势最好的温度是(　　)
A．13 ℃　　　B．14 ℃ C．15 ℃　　 D．16 ℃
√
B　[据图分析：呼吸作用速率＝单位时间内无光处理前后质量减少量＝M－(M－X)＝X，因此X表示呼吸作用速率，净光合作用速率＝单位时间内有光处理前后质量增加量＝(M＋Y)－(M－X)＝Y＋X，因此Y＋X表示净光合作用速率。真正的光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝X＋Y＋X＝2X＋Y。其中，长势最好指的是净光合最高，每天有24小时，10小时光照，14小时黑暗，综合一天有机物累积量：10(X＋Y)－14X，代入数据可知，当温度为14 ℃，结果为22，此时长势最好。]
3．图甲是真核细胞中能够进行的某些代谢过程简图，图乙表示在CO2浓度一定且环境温度为25℃，不同光照强度条件下测得的小麦植株的光合作用强度。请据图分析回答问题：
(1)图甲中①生理过程在细胞内进行的场所是____________，光反应为暗反应提供了________和________，后者其作用主要是作还原剂且为_________________________。
(2)图甲中过程④________(填“能”或“不能”)发生在人体细胞中。在图甲①②③④过程中，有ATP产生的过程是_______________
(填序号)。
叶绿体
ATP
NADPH
C3的还原提供能量
不能
①②③④
(3)在图乙中B点时，小麦叶肉细胞的光合作用强度________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用强度，C点时，该植物的总光合速率为________(mg·dm-2叶·h-1)(用CO2吸收量表示)。
(4)此实验中小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为
25 ℃和30 ℃，C点时影响光合作用的主要的外界因素是____________；如果将实验中的环境温度25℃改为30℃，图乙中的B点将________(填“左移”或“右移”)。
大于
20
CO2浓度
右移
[解析]　(1)图甲中①是光合作用过程，光合作用的场所是叶绿体；光反应为暗反应提供了ATP和NADPH，其中NADPH主要是作还原剂且为C3的还原提供能量。
(2)人体内细胞无氧呼吸为乳酸途径，不产生酒精，所以图甲中过程④不能发生在人体细胞中；分析题图，①表示光合作用，②表示有氧呼吸，③表示乳酸途径的无氧呼吸，④表示酒精途径的无氧呼吸，故①②③④过程均有ATP产生。
(3)图乙中B点时，植物的光合速率＝呼吸速率，但由于植物还存在不能进行光合作用的部位，故小麦叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度；C点时植物的净光合速率是15 mg/(dm2叶·h)，呼吸速率是
5 mg/(dm2叶·h)，故植物的总光合速率为20 mg/(dm2叶·h)。
(4)分析题意，此实验中环境温度为25 ℃，即小麦进行光合作用的最适温度，C点时光照强度达到饱和点，光照强度不是其限制因素，故C点时影响光合作用的外界因素主要是CO2浓度；将实验中的温度25 ℃改为
30 ℃，呼吸作用增强，光合作用减弱，植物需要更强的光照强度才能达到与呼吸速率相等的状态，所以光补偿点B点将右移。
谢 谢！

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