资源简介 (共283张PPT)专题二 细胞代谢核心问题梳理核心概念落实核心素养达成专题作业本课结束0提示答案解析专题二 细胞代谢[核心素养] 1.阐明生命活动不仅具有物质基础，还需要能量驱动，而能量的供应和利用都离不开物质的变化(化学反应)，物质是能量的载体，能量是物质变化的动力，初步形成生物学的物质和能量观，并尝试运用这一观念解释细胞的生命活动。2.通过对光合作用与呼吸作用的探索，学会基于生物学事实和证据进行归纳与概括、批判性思维等方法。核心问题梳理考点1 物质的输入和输出1．发生渗透作用的条件是什么？提示：半透膜和半透膜两侧的溶液之间存在浓度差。2．扩散与渗透的区别与联系？提示：区别：扩散是指某些物质分子从高浓度向低浓度的运动，可以是气体、溶剂分子，也可以是溶质分子；而渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。联系：渗透需要半透膜，是扩散的一种特殊形式。3．动物细胞吸水和失水后分别会出现什么特征？提示：动物细胞失水会皱缩，吸水会膨胀甚至涨破。4．植物的原生质层包括哪些结构？提示：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。5．小分子物质如离子、水、葡萄糖等的吸收方式和大分子物质及颗粒性物质的吸收方式有什么不同？提示：小分子物质如离子、水、葡萄糖等的吸收方式为被动运输或主动运输；大分子物质及颗粒性物质的吸收方式为胞吞。6．同一种物质被细胞吸收的方式一定相同吗？提示：不一定相同，例如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输。7．钾离子外流及钠离子内流均是通道蛋白开启实现的，这是什么运输方式？提示：协助扩散。8．自由扩散、协助扩散、主动运输三种机制的运输速率取决于什么？(从浓度差、载体数量及能量角度分析)提示：自由扩散影响因素：细胞膜内外物质的浓度差。协助扩散影响因素：①细胞膜内外物质的浓度差；②细胞膜上载体蛋白的数量。主动运输影响因素：①细胞外物质浓度；②载体蛋白的数量；③能量。考点2 酶与ATP1．简述酶的定义、酶的作用和作用机理？提示：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。酶的作用是催化作用。作用机理是降低化学反应的活化能。2．同无机催化剂相比较，酶具有高效性的原因是什么？提示：同无机催化剂相比较，酶具有高效性的原因是降低化学反应活化能的作用更显著。3．高温、强酸、强碱及低温对酶活性的影响有什么不同？提示：高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温条件下酶活性被抑制，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶活性可以升高。4．影响酶促反应速率的因素都有哪些？提示：温度、pH、反应物浓度、酶浓度、酶的抑制剂等。5．写出ATP的结构简式？ATP与RNA的基本单位在结构上的相似点是什么？提示：A—P～P～P。ATP脱去两分子磷酸基团后是RNA基本结构单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。6．写出ATP生成反应式？一般情况下ATP水解后的产物是什么？如果彻底水解会产生什么？提示：ADP＋Pi＋能量ATP。一般情况下ATP水解后的产物是ADP、磷酸和能量。彻底水解的产物是腺嘌呤、核糖和磷酸。7．吸能反应与放能反应与ATP的合成与分解有什么关系？提示：吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。8．ATP在细胞中含量很少，但为什么还能保证生命活动的需要？提示：ATP虽然在生物体中含量很少，但其与ADP相互转化的速度很快，因此可以保证所需能量的持续供应。考点3 细胞呼吸与光合作用1．细胞呼吸的实质是什么？细胞呼吸属于吸能反应还是放能反应？细胞呼吸的重要意义是什么？提示：细胞呼吸的实质是细胞内有机物的氧化分解并且释放能量。细胞呼吸属于放能反应。重要意义：为生物体各项生命活动提供能量，同时也为体内的其他化合物的合成提供原料，还能维持恒温动物的体温。2．有氧呼吸三个阶段的场所分别是什么？各阶段物质变化以及产能情况如何？提示：阶段场所物质变化放能第一阶段细胞质基质C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]少量第二阶段线粒体基质2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O6CO2＋20[H]少量第三阶段线粒体内膜24[H]＋6O212H2O大量3．丙酮酸在什么条件下才能进入线粒体？进行有氧呼吸时葡萄糖中能量的去向是？提示：在氧气充足的条件下，丙酮酸才能进入线粒体。进行有氧呼吸时，葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失，少部分合成ATP。4．无氧呼吸的场所是什么？无氧呼吸第一阶段产生的[H]的去向？无氧呼吸的实质是什么？提示：无氧呼吸的场所是细胞质基质。无氧呼吸第一阶段产生的[H]与丙酮酸参与无氧呼吸第二阶段的反应。无氧呼吸的实质是有机物进行的不彻底的氧化分解。5．葡萄糖进行无氧呼吸过程中能量的去向？无氧呼吸两个阶段都能产生ATP吗？提示：大部分能量储存在酒精或者乳酸中，少部分能量释放出来，释放出来的能量大部分以热能的形式散失，少部分合成ATP。无氧呼吸只有第一阶段产生ATP。6．写出有氧呼吸、酒精发酵、乳酸发酵的反应式。提示：有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量；酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。7．影响呼吸作用的内因和外因主要是什么？提示：内因：同一生物不同生长发育时期呼吸速率不同；同一生物不同器官呼吸速率不同；不同生物呼吸速率不同。外因：温度、O2浓度、CO2浓度等。8．哪些生物无氧呼吸产生乳酸？哪些生物无氧呼吸产生酒精？提示：无氧呼吸产生乳酸的有：马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等植物器官的细胞、人等动物骨骼肌的肌细胞、乳酸菌等；无氧呼吸产生酒精的是大多数植物细胞、酵母菌等。9．真核细胞与原核细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸的场所的区别是什么？提示：真核细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，进行无氧呼吸的场所是细胞质基质；原核细胞有氧呼吸的场所为细胞质和细胞膜，无氧呼吸的场所是细胞质。10．有氧呼吸及无氧呼吸原理应用有哪些？(至少两条)提示：对有氧呼吸原理的应用：提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸；及时松土有利于植物根系生长；稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。对无氧呼吸原理的应用：包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸；利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒；利用葡萄糖通过乳酸菌发酵生产酸奶。11．简述滤纸条上色素带由上而下的色素种类、颜色以及主要吸收光谱？提示：滤纸条上色素带由上而下色素种类依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。颜色依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色。其中叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。12．请从反应场所、物质变化、能量转化等方面比较光反应与暗反应的区别与联系。提示：项目光反应暗反应区别场所类囊体的薄膜上叶绿体的基质中物质转化①水的光解：2H2O4[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋PiATP①CO2的固定：CO2＋C52C3②C3的还原：2C3C5和(CH2O)能量转化光能―→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能―→(CH2O)中稳定的化学能联系①光反应为暗反应提供[H]、ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋；②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应也无法进行13．为什么当细胞吸收二氧化碳减少时，最终也使氧气释放速度减慢？提示：细胞吸收CO2减少时，使暗反应速率降低，暗反应速率降低会使光反应速率降低，最终使氧气释放的速率减慢。14．影响光合作用的内因及外因各是什么？提示：内因是酶和色素；外因是光照强度、CO2浓度、温度、水分等。15．各种外因影响光合作用的原理是什么？提示：光照强度直接影响光反应过程；二氧化碳浓度直接影响暗反应；温度通过影响酶活性影响光合作用的光反应和暗反应两个过程；缺水主要通过气孔关闭影响暗反应过程，从而影响光合作用。16．植物出现光合午休现象的原因是什么？此时植物体内的C3、C5、ATP、[H]的含量短时间内如何变化？提示：中午温度升高，失水过多，导致气孔关闭，CO2吸收减少，光合速率下降。此时C3含量减少，C5、ATP、[H]含量增加。17．化能合成作用与光合作用的相同点和不同点分别是什么？提示：二者相同点：都能利用二氧化碳和水合成有机物。不同点：二者合成有机物时所利用的能源是不同的，光合作用利用的是光能，而化能合成作用利用的是化学能。考点4 细胞呼吸与光合作用的关系1．C、H、O元素在细胞呼吸与光合作用过程中的转化关系是怎样的？能量呢？提示：物质转化关系：C：CO2C3(CH2O)丙酮酸CO2O：H2OO2H2OCO2(CH2O)H：H2O[H](CH2O)[H]H2O能量转化关系：eq\a\vs4\al()2．如何判断总光合作用和净光合作用？(从氧气产生与释放、二氧化碳的吸收与固定、有机物的产生与积累的角度分析)提示：真正光合速率：氧气的产生量、二氧化碳的固定量或者是有机物的产生量；净光合速率：氧气的释放量、二氧化碳的吸收量或者有机物的积累量。3．光合作用与细胞呼吸产生的[H]是同一种物质吗？提示：不是。光合作用产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)；细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。核心概念落实知识点一 阐明细胞膜具有选择透过性[例1] (2020·北京四中高三期中)生长在盐碱地中的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述不正确的是( )A．Na＋进入液泡的过程属于主动运输B．Na＋进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性答案 C解析 液泡膜上的某种载体蛋白能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，属于主动运输，A正确；Na＋运输体现了液泡膜具有选择透过性，B正确；该载体蛋白作用的结果使细胞液浓度升高，有利于增强细胞吸水能力，从而有助于提高植物的耐盐性，C错误，D正确。[例2] (2020·全国卷Ⅱ)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是( )A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组答案 D解析 由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。知识点二 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白[例3] (2020·北京人大附中一模)研究发现协助物质进出细胞的转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，且载体蛋白协助物质进出细胞时可能消耗能量，也可能不消耗能量，而通道蛋白协助物质进出细胞时不消耗能量。下列有关物质进出细胞方式的叙述，不合理的是( )A．无转运蛋白参与的物质进出细胞方式都是自由扩散B．Na＋不能通过通道蛋白的协助逆浓度梯度运出细胞C．在主动运输中协助物质进出细胞的蛋白质是载体蛋白D．物质依靠通道蛋白进出细胞的方式属于被动运输答案 A解析 物质运输方式包括主动运输、协助扩散、自由扩散、胞吞、胞吐，无转运蛋白参与的可以是自由扩散、胞吞、胞吐，A错误；细胞内Na＋的浓度低于细胞外，只能通过主动运输运出细胞，需要消耗能量，不能通过通道蛋白进行，B正确；根据题干，载体蛋白协助物质进出细胞时可能消耗能量，通道蛋白不消耗，因此在主动运输中协助物质进出细胞的蛋白质是载体蛋白，需要消耗能量，物质依靠通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于被动运输，C、D正确。[例4] (2020·北京东城一模)柽柳属植物主要分布在我国荒漠、半荒漠地带，能在盐碱环境中正常生长，具有耐盐性。它能积累土壤中的无机盐离子，使其细胞液浓度高于土壤溶液。下列相关叙述，正确的是( )A．柽柳积累土壤中无机盐离子的过程不需要消耗ATPB．柽柳耐盐性的形成与环境因素有关，与遗传因素无关C．柽柳根细胞吸收无机盐离子和吸收水分子的方式不同D.进入冬季气温较低时柽柳吸收无机盐的能力会有所提高答案 C解析 积累土壤中的无机盐离子，使其细胞液浓度高于土壤溶液，为逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗ATP供能，A错误；柽柳耐盐性的形成与环境因素与遗传因素均有关，B错误；柽柳根细胞吸收无机盐离子为主动运输，吸收水分子的方式为自由扩散，C正确；冬季气温较低时，代谢减弱，呼吸减弱，能量减少，吸收无机盐的能力会有所降低，D错误。[例5] (2020·北京海淀期中)研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，4h后测定得到如图所示的磷吸收速率曲线。对本实验现象进行的下列分析，合理的是( )A．磷通过自由扩散进入大蒜根细胞B．磷吸收速率受到膜上载体数量制约C．磷吸收一定是逆浓度梯度的运输D．磷的吸收过程说明细胞膜具有流动性答案 B解析 分析曲线变化可知，随着磷酸盐浓度的增加，大蒜根细胞对于磷的吸收速率逐渐增加，达到一定值时不再继续增加，说明影响根细胞吸收磷的因素除磷酸盐浓度外，还有其他因素，排除自由扩散的可能性，可能是主动运输(逆浓度梯度运输)或者是协助扩散(顺浓度梯度运输)，两种方式均受到载体数量的限制，因此，磷吸收速率受到膜上载体数量制约，A、C错误，B正确；大蒜根细胞对磷的吸收说明细胞膜具有选择透过性，D错误。知识点三 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞[例6] (2020·山东滨州高三二模)寄生在人体肠道内的原生动物痢疾内变形虫无线粒体，能通过胞吐分泌蛋白酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞将肠壁细胞消化，并引发阿米巴痢疾，下列叙述错误的是( )A．痢疾内变形虫蛋白酶的分泌依赖于细胞膜的流动性B．痢疾内变形虫细胞膜上具有蛋白酶的载体C．痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞需要消耗能量D．痢疾内变形虫蛋白酶的加工需要内质网和高尔基体参与答案 B解析 胞吞、胞吐过程的实现都依赖于细胞膜的流动性，A正确；痢疾内变形虫分泌蛋白酶的方式是胞吐，因此细胞膜上不具有蛋白酶的载体，B错误；痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞需要消耗能量，C正确；痢疾内变形虫蛋白酶属于分泌蛋白，因此其合成和加工需要内质网和高尔基体参与，D正确。知识点四 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响[例7] (2020·北京房山一模)苹果削皮后，破损处细胞中的酚类物质在多酚氧化酶的作用下，与空气中的氧结合，产生能使植物细胞迅速变成褐色的醌类物质，以下说法不正确的是( )A．可利用双缩脲试剂鉴定多酚氧化酶的化学本质B．该酶促反应的底物是酚类物质和空气中的氧气C．将苹果块煮熟后放置在空气中会快速发生变色反应D．削皮后在其切面滴加富含柠檬酸的柠檬汁能延缓变色答案 C解析 大多数酶的化学本质为蛋白质，少数为RNA，蛋白质和双缩脲试剂会发生作用，产生紫色反应，故利用双缩脲试剂可鉴定多酚氧化酶的化学本质，若出现紫色反应，则说明多酚氧化酶的化学本质为蛋白质，A正确；由题干信息“破损处细胞中的酚类物质在多酚氧化酶的作用下，与空气中的氧结合，产生能使植物细胞迅速变成褐色的醌类物质”可知该酶促反应的底物是酚类物质和空气中的氧气，B正确；将苹果块煮熟后细胞中的多酚氧化酶的空间结构会因高温而被破坏，丧失生物活性，所以将苹果块煮熟后放置在空气中不会发生变色反应，C错误；柠檬汁中的柠檬酸能抑制多酚氧化酶的活性，使氧化过程变缓，延缓变色，D正确。[例8] (2020·山东日照高三校际联考)已知药物a能使淀粉酶和淀粉结合的机会减少，但不会影响淀粉酶活性；施加药物b能使淀粉酶活性丧失。如图为淀粉酶在不同处理条件下产物浓度随时间的变化曲线，其中乙组使用了少量药物a处理。据图分析不合理的是( )A．在0～t1时，甲、丙两组均可能使用了药物a处理B．在t1时，丙组可能适当提高了反应温度C．在t1后，甲、乙两组中的淀粉酶活性均小于丙组D．在t1后，甲组可能因使用药物b而导致曲线不再上升答案 C解析 在0～t1时，随着时间的推移，甲、乙、丙三组产物浓度逐步上升，且变化曲线一致，题中显示其中乙组使用了少量药物a处理，据此可推出甲、丙两组均可能使用了药物a处理，A正确；在t1后，甲组可能是加入了药物b导致酶失活，使产物浓度不再上升，丙组可能是适当提高温度使酶活性升高，也可能是增加了底物浓度使产物浓度升高，则甲组淀粉酶活性小于丙组，丙组的酶活性可能大于乙组，也可能等于乙组，B正确，C错误，D正确。[例9] (2020·河北衡水中学第二次月考)某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响，已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应，会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖，加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列操作错误的是( )A．设置一系列温度梯度，确定淀粉酶活性较强的温度范围B．将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理后再进行混合C．通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱D．混合保温一段时间后，在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况答案 D解析 探究温度对酶活性的影响实验中，通过设置一系列温度梯度进行实验，可以得到酶活性较高的温度范围，A正确；实验过程中需将酶和淀粉分别保温，达到一定温度后再混合，B正确；通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱，C正确；为防止在保温装置中酶继续催化淀粉水解，混合保温相同时间后应经高温处理等方式使酶灭活，终止反应，再加碘液检测淀粉水解情况，D错误。[例10] (2020·福建厦门一模)核酶是具有催化功能的RNA分子，在特异地结合并切割特定的mRNA后，核酶可以从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子，下列说法正确的是( )A．向核酶中滴加双缩脲试剂可以发生紫色反应B．与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可以反映核酶的高效性C．核酶具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响D．核酶与催化底物相结合时有氢键的形成，也有磷酸二酯键的断裂答案 D解析 根据题意可知，核酶是具有催化功能的RNA分子，因此不会和双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可反映核酶的催化性，B错误；核酸具有热稳定性，但是在高温条件下结构也会发生改变，因此核酶的活性也会受温度的影响，C错误；核酶与催化底物特异性结合时，核酶和mRNA之间有氢键形成，而切割mRNA分子时有磷酸二酯键的断裂，D正确。知识点五 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质[例11] ATP是细胞的直接能源物质。dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dA－P～P～P。下列有关分析错误的是( )A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成B．细胞内生成dATP时有能量的储存，常与放能反应相联系C．在DNA合成过程中，dATP是构成DNA的基本单位之一D．dATP具有两个高能磷酸键，可能为细胞的某些反应提供能量答案 C解析 根据题意，dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A正确；细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键，有能量的储存，常与放能反应相联系，B正确；组成DNA的基本单位是四种脱氧核苷酸，而dATP是三磷酸脱氧腺苷，不是构成DNA的基本单位，C错误；dATP含有两个高能磷酸键，可能为细胞的某些反应提供能量，D正确。[例12] (2020·山东青岛检测)在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶(AK)，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成ADP。该过程需要有Mg2＋的参与。下列有关叙述错误的是( )A．AMP在细胞中可作为合成RNA的原料B．无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用C．AK发挥作用时有高能磷酸键的形成D．线粒体中ATP合成的速率取决于AK的活性答案 D解析 AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，A正确；AK发挥作用使AMP形成ADP，该过程中形成了一个高能磷酸键，C正确；线粒体中ATP水解的速率取决于AK的活性，D错误。知识点六 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[例13] (2020·安徽省六校教育研究会高三第二次素质测试)光合作用的发现是众多科学家不断努力的结果。1937年，英国科学家希尔首次获得了离体叶绿体悬浮液，将此悬浮液(含水，不含CO2)与黄色的高铁(Fe3＋)盐混合，照光后发现叶绿体有气泡放出、溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)。在遮光下，则没有气泡产生，也没有颜色变化。下列叙述错误的是( )A．实验过程中可以检测到糖的生成B．实验表明氧气是叶绿体在光照的条件下产生的C．溶液颜色变化的原因是叶绿体在光照条件下生成的还原剂将Fe3＋还原为Fe2＋D．与恩格尔曼的水绵实验相比，希尔的实验排除了细胞内其他结构的影响答案 A解析 悬浮液中不含CO2，暗反应无法正常进行，糖类无法生成，A错误；实验现象是在照光后发现叶绿体有气泡放出、在遮光下没有气泡产生，说明氧气的产生一定要有光照，B正确；实验在光照条件下，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)，说明光反应阶段的产物[H]可以将Fe3＋还原为Fe2＋，C正确；希尔的实验将叶绿体离体，与细胞内其他结构分开，排除了其他结构在光合作用中可能造成的影响，D正确。[例14] (2020·天津等级考)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素答案 A解析 乙醇酸等同于光合作用暗反应产生的糖，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。[例15] (2020·北京等级性考试抽样测试)科研工作者为研究光照和CO2对植物细胞代谢的影响，将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，测定细胞悬浮液中溶解氧的量，结果如图所示。下列有关该实验装置中溶解氧变化原因的解释不正确的是( )A．第4分钟前的溶解氧的量下降是呼吸作用消耗所致B．第5至6分钟植物细胞光合作用强度大于呼吸作用强度C．第6至7分钟水中的CO2浓度限制了光合作用速率D．第9分钟后溶解氧的量不再增加的原因是温度较低答案 D解析 由题图可知，前4分钟处于黑暗环境中，细胞只进行呼吸作用，会消耗氧气，A正确；第5至6分钟密闭容器中溶解氧含量增加，因此第5至6分钟植物细胞光合作用强度大于呼吸作用强度，B正确；由曲线可知，第7分钟添加二氧化碳，二氧化碳浓度增大，光合作用速率加快，因此第6至7分钟水中CO2浓度限制了光合作用速率，C正确；根据提供信息可知，实验中温度是适宜的，因此第9分钟后溶解氧的量不再增加的原因不是温度较低，D错误。[例16] (2020·丰台区高三年级第二学期综合练习)西瓜在栽培中常受到弱光逆境胁迫，研究发现，5－氨基乙酰丙酸(ALA)处理暗适应的西瓜叶片后，弱光逆境下的西瓜叶片的净光合速率有所提高。(1)叶绿体中的________具有吸收、传递、转换光能的作用，转换后的光能可储存到________中，为暗反应中__________提供能量。(2)光能被吸收后有三个去路：①储存于光反应的产物中 ②以热的形式散失 ③以更长波长的叶绿素荧光散失实验研究中常用叶绿素荧光参数描述光合作用生理状况。其中F0是在只引发荧光不引起光反应的很弱的光照下测得的叶绿素荧光参数，F0的大小可以反映叶绿素含量的多少，Fm是在关闭光反应时的叶绿素的最大荧光参数；(Fm－F0)/Fm表示光反应的最大光能转换效率。经检测，ALA处理西瓜叶片叶绿素荧光数值如下表，遮荫显著影响西瓜叶片叶绿素荧光________(填“F0值”或“Fm值”)，说明遮荫条件下________含量增加，但ALA处理对西瓜叶片叶绿素荧光________(填“显著提高”“显著降低”或“无显著影响”)。处理F0Fm(Fm－F0)/Fm未遮荫0.31261.61870.8068遮荫0.36891.72710.7859ALA处理＋遮荫0.36341.67890.7831(3)用ALA处理西瓜，测定其净光合作用速率和胞间二氧化碳浓度，结果如下：实验结果说明，ALA的作用是____________________________________________________________。请结合以上研究分析遮荫条件下西瓜胞间二氧化碳浓度增加的可能原因是______________________________________________________________。(4)若要研究ALA对盐胁迫下的无土栽培的西瓜光合作用速率的影响，实验组的处理为________。A.正常营养液中加入氯化钠，保持其浓度为75mmol/LB．正常营养液中加入ALA，保持其浓度为50mg/LC．正常营养液中加入氯化钠(浓度保持在75mmol/L)和ALA(浓度保持在50mg/L)D．正常营养液中加入一定量的清水(5)研究发现ALA是叶绿素合成的前体，请结合以上研究判断ALA________(“是”或“不是”)植物激素，理由是____________________________________________________________。答案 (1)色素分子 ATP C3的还原 (2)F0值 叶绿素 无显著影响 (3)ALA可以减弱遮荫对净光合作用速率下降和胞间二氧化碳浓度升高的影响 遮荫条件下西瓜叶片的气孔开度不受影响，但遮荫条件影响了光反应，进而影响了暗反应，导致CO2的固定减弱，胞间二氧化碳浓度升高 (4)ABC (5)不是 因为ALA在植物细胞内参与了叶绿素的合成反应，不是作为信息分子调节细胞的生命活动解析 (1)叶绿体中的色素分子具有吸收、传递、转换光能的作用，光能被转换后变成活跃的化学能储存在ATP中，用于暗反应中C3的还原。(2)分析表格数据可知，遮荫条件与未遮荫相比，F0增大的更明显，由于F0的大小可以反映叶绿素含量的多少，故可说明遮荫条件下叶绿素的含量增加，ALA处理＋遮荫组与遮荫组相比，各组数值变化均不大，说明ALA处理对西瓜叶片叶绿素荧光无显著影响。(3)分析ALA对西瓜净光合作用速率影响的柱形图，由未遮荫与遮荫对照可知，遮荫导致西瓜叶的净光合速率下降，再由遮荫处理＋ALA处理与遮荫对照可知，ALA可以减弱遮荫对净光合作用速率下降的影响；分析ALA对胞间CO2浓度影响的柱形图，由未遮荫与遮荫对照可知，遮荫导致西瓜叶胞间CO2浓度升高，再由遮荫处理＋ALA处理与遮荫对照可知，ALA可以减弱遮荫对胞间CO2浓度升高的影响。遮荫条件下西瓜叶片的气孔开度不受影响，但遮荫条件影响了光合作用光反应，进而影响了暗反应，导致CO2的固定减弱，胞间CO2浓度升高。(4)若要研究ALA对盐胁迫下的无土栽培的西瓜光合作用速率的影响，实验组应分为三组进行相互对照，即正常营养液中加入氯化钠，保持其浓度为75mmol/L；正常营养液中加入ALA，保持其浓度为50mg/L；正常营养液中加入氯化钠(浓度保持在75mmol/L)和ALA(浓度保持在50mg/L)，故选A、B、C。(5)ALA在植物细胞内参与了叶绿素的合成反应，不是作为信息分子调节细胞的生命活动，不符合植物激素的概念，故不是植物激素。[例17] (2018·全国卷Ⅰ)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。回答下列问题：(1)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____________。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是__________________________________________________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。答案 (1)甲(2)甲 种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大(3)乙 (4)CO2解析 (1)由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大时甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。[例18] (2020·海淀区高三年级第二学期阶段性测试)德国景天可以生活在高温、干旱的环境中，科研人员对其进行了研究。(1)植物适应不同环境有不同代谢途径，图1为两类常见的碳固定模式。据图分析，模式一和二都在多种酶的催化作用下，将________转变成糖类。除此以外，模式一和模式二的整个光合作用过程还有许多共同点，请列举出其中的两点：___________________________________________。(2)为确定德国景天的碳固定模式，研究人员将德国景天分为甲、乙两组，一次性浇足水后，甲组正常浇水，乙组停止浇水，每隔10天，测定叶片的胞间CO2浓度和PEP羧化酶的活性，结果如图2。据实验结果分析，德国景天的碳固定模式为________________，请从下列证据中，选出所有支持判断的证据________。①甲组的胞间CO2浓度较高，且无明显变化②乙组胞间CO2浓度明显降低，且低于实验初期③甲组的PEP羧化酶活性较低，且无明显变化④乙组PEP羧化酶活性明显升高，且高于实验初期(3)综合上述研究，请对德国景天为何能适应高温、干旱作出解释：______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)CO2 都分解水产生氧气；暗(碳)反应都需要光反应提供ATP和[H]；都在叶绿体基质中进行暗(碳)反应；暗(碳)反应都包括CO2的固定和还原过程；都可将光能转变成化学能储存 (2)模式一、模式二 ①③、②④ (3)夜间气孔打开，PEP羧化酶活性高，固定CO2形成苹果酸，储存在液泡中；白天气孔关闭、减少水分散失，但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的二氧化碳，不影响光合作用进行解析 (1)不管哪种模式其本质都是在多种酶的催化作用下，将CO2转变成糖类。据图可知，模式一和模式二的整个光合作用过程有许多共同点，如都分解水产生氧气；暗(碳)反应都需要光反应提供ATP和[H]；都在叶绿体基质中进行暗(碳)反应；暗(碳)反应都包括CO2的固定和还原过程；都可将光能转变成化学能储存等。(2)实验结果显示，甲组的胞间CO2浓度较高，且无明显变化，并且甲组的PEP羧化酶活性较低，且无明显变化，因此根据①③可知德国景天在正常浇水的情况下会通过模式一固定二氧化碳，对于乙组来讲，随着干旱程度的加深，胞间CO2浓度明显降低，且低于实验初期，乙组PEP羧化酶活性明显升高，且高于实验初期，因此根据②④可推测当德国景天处于干旱环境中时，会通过模式二进行二氧化碳的固定，综合分析可知德国景天的碳固定模式为模式一、模式二，前者是在正常环境条件下固定二氧化碳的模式，后者是在高温、干旱条件下固定二氧化碳的模式，这种生理特性能够提高德国景天对不良环境的适应能力。[例19] (2020·河北衡水中学二调)为了探究低温对云南小粒咖啡和大粒咖啡两种作物光合速率的影响，科研人员连续三天对这两种咖啡幼苗进行夜间4℃低温处理，原地恢复4天后，测量两种咖啡的光合速率的变化，得到的实验结果如图所示。请回答下列问题：(1)经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是______________________________________。由图中数据可知，夜间低温处理对________咖啡的生长影响较大。(2)某同学认为夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法是否正确？________，请说明理由：________________________________________________________________。(3)经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为了验证夜间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在________(填“正常”或“夜间低温处理”)的环境中种植培养，若______________________________________________________________，则说明夜间低温处理只影响了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。答案 (1)夜间低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率 大粒 (2)不正确(或否) 夜间植物缺乏光反应提供的NADPH和ATP，暗反应几乎无法进行 (3)正常 培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同解析 叶绿素的合成需要光照，夜间低温处理后的幼苗，叶绿素含量减少，从而降低植物的光合速率。图中，夜间低温处理大粒咖啡光合速率相对小粒咖啡下降得更多，可见夜间低温对大粒咖啡的生长影响较大。[例20] (2020·福建福州一模)为研究某植物去果实后对叶片光合作用的影响，选取已结有多个果实的植株，去除不同比例果实，3天后测定叶片的光合速率以及蔗糖和淀粉含量，结果如图。(1)叶片光合作用暗反应中，经过二氧化碳的________和C3的________两个过程，产生了糖类等有机物。(2)该研究测定叶片光合作用速率时，要控制好__________________等无关变量(至少两个及以上)，以单位时间、单位面积的__________________代表净光合作用速率。(3)依上述结果可推测，叶片光合产物的积累会抑制光合作用。为验证推测，某同学利用去除全部果实的植株进行如下处理：剪除部分叶片，然后在适宜光照下检测叶片的光合速率，若检测结果是叶片光合速率上升，则支持上述推测。请问该实验思路应如何完善改进？__________________________________________________________________。答案 (1)固定 还原 (2)光照强度、温度、CO2浓度 CO2吸收量(或O2释放量) (3)不剪除叶片，将部分叶片遮光，测量未遮光叶片在适宜光照下的光合速率和光合产物含量，若光合速率上升，光合产物含量却减少，则支持上述推测解析 (1)叶片光合作用暗反应阶段包括CO2的固定和C3的还原两个阶段。(2)由图可知本实验的自变量是果实去除率，因此测定叶片光合作用速率时，要控制好光照强度、温度、CO2浓度等无关变量。可以用单位时间、单位面积的CO2吸收量或O2释放量代表净光合作用速率。(3)要验证叶片光合产物的积累是否会抑制光合作用，应遵循实验的对照原则和单一变量原则设计实验，去除植株上的果实并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光部分叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除全部果实的植株相比，如果未遮光叶片在适宜光照下光合速率上升，光合产物含量却减少，则支持上述推测。[例21] (2020·全国卷Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多答案 D解析 若二氧化碳的生成量等于酒精的生成量，则说明CO2都是无氧呼吸产生的，故细胞只进行无氧呼吸，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量等于生成的二氧化碳量，B正确；若细胞只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产生酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼吸产生乳酸，则消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量，D错误。[例22] (2020·湖南省湘潭市高三模拟)某同学将活酵母菌和淀粉溶液装进饮料瓶，预留1/3的空间后密封，观察酵母菌发酵的变化并用表格进行记录。下列分析正确的是( )条件原料变化产物呼吸作用场所酵母菌10g(25℃)淀粉溶液瓶子膨胀，溶液出现气泡，溶液变暖甲乙A.酵母菌一般不直接以淀粉作为呼吸作用的底物B．大量的O2使溶液出现气泡和瓶子膨胀C．有机物经酵母菌发酵后只转化为ATP和热能D．甲为酒精，乙为细胞质基质和线粒体答案 A解析 呼吸作用的底物一般是葡萄糖，酵母菌不能直接以淀粉作为呼吸作用的底物，A正确；溶液出现气泡和瓶子膨胀的原因是呼吸作用产生了大量的CO2，B错误；有机物经酵母菌发酵后，其释放的能量，一部分用于合成ATP，一部分转化为热能，其物质的变化是转化成了酒精和CO2，C错误；由于瓶子已密封又留有1/3空间，在刚开始时酵母菌可进行有氧呼吸与无氧呼吸，产物(甲)有水、酒精和CO2，呼吸作用场所(乙)为细胞质基质和线粒体，D错误。[例23] (2020·山东等级考一卷)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf?1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是( )A．有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质B．细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPD．若细胞中Apaf?1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡答案 C解析 有氧呼吸第一、二阶段均可产生[H]，场所分别为细胞质基质和线粒体基质，A正确；细胞色素c参与[H]与氧气的结合过程，该过程属于有氧呼吸第三阶段，B正确；细胞色素c功能丧失影响有氧呼吸第三阶段，但有氧呼吸前两阶段也产生ATP，C错误；由题意可知，细胞色素c可以与Apaf?1蛋白结合引起细胞凋亡，若Apaf?1蛋白功能丧失，其不能与细胞色素c结合，则无法引起细胞凋亡，D正确。 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖[例1] 完成下列物质出入细胞的运输方式表格。运输物质水进入肾小管细胞Na＋进入神经细胞氧进入肺泡细胞碘进入甲状腺滤泡上皮细胞唾液淀粉酶分泌出唾液腺细胞运输方式运输特点实例—葡萄糖进入红细胞答案 运输物质水进入肾小管细胞Na＋进入神经细胞氧进入肺泡细胞碘进入甲状腺滤泡上皮细胞唾液淀粉酶分泌出唾液腺细胞运输方式协助扩散协助扩散自由扩散主动运输胞吐运输特点顺浓度梯度进行，需要通道蛋白，不需要能量顺浓度梯度进行，需要载体蛋白，不需要能量顺浓度梯度进行，不需载体蛋白，不需要能量逆浓度梯度进行，需要载体蛋白，需要能量不需要载体蛋白，需要能量实例—葡萄糖进入红细胞甘油进入细胞K＋进入轮藻细胞神经细胞释放神经递质[例2] 请写出植物细胞中两个有酶催化、吸收能量的化学反应。答案 ADP合成ATP、NADP＋合成NADPH核心素养达成A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输C．H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供D．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞此题为高考常考信息题，且信息量较大，解这类题的方法：边读题边画关键信息，边将分析结果写在题干旁，然后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。1．提取有效信息，写出分析结果aⅠ H＋—ATPase是位于膜上的载体蛋白，可水解ATP，逆浓度梯度转运H＋，H＋跨膜方式为主动运输；bⅡ 细胞内H＋少；cⅢ 无光照时，H＋不发生转移，没有ATP水解，排除光照产生ATP的影响；dⅣ 蓝光照射时，H＋逆浓度梯度运出细胞，有ATP水解供能；eⅤ 抑制ATP水解，再用蓝光照射，H＋不发生转移H＋移动所需能量不是由蓝光直接提供的，而是由ATP水解直接提供。2．结合选项解题：由Ⅰ、Ⅳ知，A、B正确；由Ⅴ知，C错误；由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知，D正确。答案 C[练1] (相似情境)溶酶体酶具有细胞内消化功能，其膜上存在H＋－ATPase，下列叙述错误的是( )A．溶酶体能合成多种水解酶用于分解衰老的细胞器B．溶酶体内的水解酶泄露到细胞质基质中活性会降低C．细胞质基质中的H＋进入溶酶体需要消耗能量D．细胞可再利用溶酶体分解后的产物答案 A解析 溶酶体内的水解酶是蛋白质类的酶，是在核糖体上合成的，A错误；溶酶体内的pH与细胞质基质的pH不同，故溶酶体内的水解酶泄露到细胞质基质中活性会降低，B正确；从图中可以看出，细胞质基质中的H＋进入到溶酶体中需ATP水解提供能量，C正确；溶酶体分解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞，D正确。[练2] (相似情境)如图为植物体中生长素极性运输化学渗透模型示意图，其中a、b、c为细胞膜上三种蛋白质。IAA－和IAAH是生长素在细胞中的两种存在状态。下列叙述不正确的是( )A．IAA－借助蛋白质a输出细胞时的运输方式为协助扩散B．生长素进入细胞时的运输方式有被动运输和主动运输C.生长素有IAA－和IAAH两种存在状态的原因与c有关D．a、b、c在细胞膜上的分布决定了生长素的运输具有方向性答案 D解析 据图分析，细胞质的pH＝5，细胞壁中的pH＝7，细胞质中的IAA－通过蛋白质a运输进入细胞壁，然后与H＋结合形成IAAH，IAAH通过细胞膜进入另一个细胞的细胞质不需要载体蛋白的协助，方式为自由扩散，蛋白质c可以将H＋运出细胞，且能够催化ATP水解，说明运输方式为主动运输，也说明细胞外的H＋浓度高于细胞内，则蛋白质b将H＋运进细胞内的方式为协助扩散，其产生的动力为IAA运进细胞内提供能量，因此IAA通过蛋白质b进入细胞的方式为主动运输，A、B正确；生长素有IAA－和IAAH两种存在状态与细胞内外的pH有关，而蛋白质c可以将H＋逆浓度梯度运出细胞，因此生长素有IAA－和IAAH两种存在状态的原因与c有关，C正确；蛋白质c与生长素的运输没有直接关系，a、b(生长素的输出载体)决定生长素运输具有方向性，D错误。[练3] (陌生情境)细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如下图所示的结果。下列叙述错误的是( )A．甲图中H＋跨膜运输的方式是主动运输B．ATP合成酶不能将光能直接转化为ATP中的化学能C．ATP合成酶既具有催化作用也具有运输作用D．破坏跨膜H＋浓度梯度对ATP的合成无影响答案 D解析 图丙中合成ATP所需的H＋是顺浓度梯度运出细胞的，需要借助ATP合成酶，不需要能量，属于协助扩散，依赖于浓度梯度，因此破坏跨膜H＋浓度梯度会影响ATP的合成，D错误；分析图甲可知，H＋跨膜运输需要细菌紫膜质(一种膜蛋白)的协助，且从低浓度向高浓度运输，所以跨膜运输的方式为主动运输，A正确；由图乙知，仅有光能而膜内无H＋时，无ATP的产生，而图丙中有ATP的产生，所以ATP合成酶不能将光能直接转化为ATP中的化学能，而是将H＋势能转化为ATP中的化学能，B正确；由图丙可知，ATP合成酶可以催化ATP的生成，且H＋能通过ATP合成酶运出细胞，C正确。 (2020·北京等级考)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0，20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了( )A．悬液中酶的浓度B．H2O2溶液的浓度C．反应体系的温度D．反应体系的pH此题为曲线分析类试题，这类试题的解题方法为：一看横纵坐标。横坐标是自变量，纵坐标是因变量。曲线表示纵坐标随横坐标的变化而变化；二看曲线变化。分析同一条曲线升、降或平的变化及原因；三看特殊点。特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义；四看坐标系中有几条曲线。当有多条曲线时，应从两个方面分析：当横坐标相同时，对应的纵坐标之间的关系；当纵坐标相同时，对应的横坐标之间的关系。1．分析横纵坐标含义(1)横坐标：反应时间。(2)纵坐标：生成O2总量的相对值，即生成产物的量的相对值。2．分析坐标系中的两条曲线(1)曲线含义：随反应时间(横坐标)延长，产物量(纵坐标)的变化。(2)由于此题直接问的是两条曲线不同条件是什么，由第2组比第1组产物量增加，说明第2组反应物量增加。答案 B[练4] (2020·湖北八校一模)为探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，某研究小组制定了以下实验方案。实验方案：①取3支试管，分别加入2mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，然后加入1mL的缓冲液，再将它们分别置于温度为0℃、37℃、100℃的大烧杯中水浴保温。②向3支试管中加入已分别保温的1mL质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液，摇匀。③将3支试管继续水浴保温。④5min后分别滴加2滴试剂A，观察试管中颜色变化。请回答下列问题：(1)④中的试剂A应是________。(2)该实验的无关变量是________________________(答出两点)。(3)研究小组将以上实验记为实验一。同时还做了如下实验：将加入试管中的唾液淀粉酶溶液的量减半，重复上述实验，记为实验二。在相同时间内，分别测得两次实验中淀粉相对含量变化并绘制成如图所示的曲线。曲线________是实验二的结果，原因是________________________________________。(4)100℃时唾液淀粉酶失活的原因是______________________。答案 (1)碘液(2)pH、淀粉酶的浓度、淀粉溶液的浓度等(3)甲 甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少(合理即可)(4)高温破坏酶分子的结构解析 (1)唾液淀粉酶能催化淀粉水解，检测水解反应是否发生可以检测反应物或产物，但是斐林试剂在使用时需要水浴加热，会改变设定的温度从而影响酶的活性，因此该实验只能用碘液检测淀粉是否分解。(2)探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，实验的自变量是温度，因变量是酶的活性，无关变量是pH、淀粉酶的浓度、淀粉溶液的浓度等。(3)若将实验中所加的唾液淀粉酶溶液的量减半，则相同时间内淀粉的分解量会减少，淀粉剩余量多，因此曲线甲是实验二的结果。(4)唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，高温条件下蛋白质的空间结构被破坏，会变性失活，故100℃时唾液淀粉酶会失活。 (2020·山东等级考)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少此题为高考常考信息题，且信息量较小，解这类题的方法为：提取有效信息，将题干信息与所学生物学知识联系起来，再根据选项作答。不要过多纠结题干信息。1．已知信息：癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸供能。2．分析信息：癌细胞呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，以无氧呼吸为主。3．联系课本知识有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解4．根据题干及课本知识解题A项：由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能。B项：癌细胞中进行无氧呼吸时，只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP。C项：由题干信息可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用。D项：无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少。答案 B[练5] (相似情境)下图为人体细胞呼吸代谢途径示意图。请回答：(1)葡萄糖通过细胞膜上的[A]________协助进入细胞，在____________中生成丙酮酸、[H]并释放少量能量。(2)在氧气充足条件下，丙酮酸进入________被彻底氧化分解，释放大量能量；在缺氧条件下，丙酮酸被还原成[B]________。(3)正常细胞中的P53蛋白可以促进丙酮酸进入线粒体，从而维持细胞正常的代谢途径。癌细胞中的P53蛋白功能异常，使细胞呼吸代谢过程发生变化，产生大量B。据此推测癌细胞中________(填写序号，多选)。a．无氧呼吸速率增强b．积累了大量的丙酮酸c．对葡萄糖的摄取量增大d．有氧呼吸速率增强(4)根据癌细胞代谢过程变化，提出可能的治疗癌症的思路____________________________________。答案 (1)载体蛋白 细胞质基质 (2)线粒体 乳酸(3)ac (4)修复癌细胞内部P53蛋白质的功能等解析 (1)葡萄糖进入组织细胞时需要通过细胞膜上的载体蛋白协助，进入细胞后首先在细胞质基质中分解成丙酮酸、[H]并释放出少量能量。(3)癌细胞中的P53蛋白功能异常，使丙酮酸不能进入线粒体被彻底氧化分解，而是大量转化为乳酸，无氧呼吸速率增强，无氧呼吸产生的能量少，所以会使细胞对葡萄糖的摄入量增大。故a、c符合题意，b、d不符合题意。 (2020·全国卷Ⅱ)为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：(1)该实验所用溶液B应满足的条件是______________________________(答出2点即可)。(2)离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有________________________。(3)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，________(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是_________________________________________。第(3)题为分析原因类试题，为高考常考类型，这类题的解题方法是：首先理清已知条件与结果之间的逻辑关系，同时将所学的生物学的基本概念和原理与之联系，找到解决这类问题的知识载体。1．确定已知条件与结果(1)已知条件：叶绿体双层膜破裂，照光。(2)结果：是否有氧气释放。2．推理中间环节由结果往前推：氧气释放类囊体膜。3．语言描述：按已知条件→中间环节→结果顺序描述。叶绿体双层膜破裂不影响类囊体膜功能，类囊体膜是光合作用氧气产生的场所。答案 (1)pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同(2)细胞质基质组分和线粒体(3)有 类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能解析 (1)将正常叶片置于适量的溶液B中破碎细胞分离各种细胞器，为防止细胞器被破坏，应保证溶液B的pH与细胞质基质的相同，渗透压与细胞内的相同。(2)葡萄糖经有氧呼吸能被彻底氧化分解，在真核细胞中有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。(3)由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。[练6] (原因类练习)(2020·山东等级考)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是__________________________________________。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是___________________。(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或C5)(2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少解析 (1)叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物(或C5)。(2)据题干可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的含量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP＋不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)在植物中糖类的积累量＝产生量－消耗量，光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。(4)在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致CO2的吸收量减少，因此光合作用速率降低。[练7] (原因类练习)(2020·北京西城二模)蓝藻是一类分布广泛的原核生物。蓝藻细胞能够吸收水体中的CO2和HCO，使细胞中无机碳含量高出胞外500～1000倍以上，其过程如下图所示。回答下列问题：(1)向蓝藻培养液中加入一定量的放射性H14CO，胞内14C浓度增加的速率大于培养液中H14CO生成14CO2的速率，据图可知，原因是蓝藻细胞通过__________________方式吸收无机碳。随着光合作用的进行，请以14CO2为起点，用图示说明14C转移途径，终产物用(CH2O)表示____________________________。(2)将蓝藻从黑暗中转移至光照条件下，发现蓝藻吸入无机碳的速率增加，请根据上图对此现象进行解释____________________________________________。(3)在富营养化水体中，O2和CO2含量较低时，蓝藻仍能高效进行光合作用，在水体中占据优势。请依据上述研究内容说明蓝藻获得生存优势的原因是___________________________________________________________________。第(2)题为分析原因类试题，为高考常考类型，这类试题的解题方法为：首先理清已知条件与结果之间的逻辑关系，同时将所学的生物学的基本概念和原理与之联系，找到解决这类问题的知识载体。1．确定已知条件和结果已知条件：蓝藻从黑暗中转移至光照；蓝藻有两条吸收无机碳的途径。结果：蓝藻吸入无机碳速率增加吸收CO2和HCO增多。2．逻辑关系3．用生物学专有名词描述逻辑关系，不要出现自造词答案 (1)自由扩散和主动运输 (2)光照下蓝藻进行光合作用消耗CO2，导致胞内CO2浓度降低，需要(通过自由扩散)从外界吸收更多的CO2；同时因ATP产生量增加，主动运输吸收HCO的速率也加快(3)蓝藻具有两条无机碳的吸收途径，其中主动运输吸收HCO途径保证了在环境中CO2不足时细胞内的CO2供给，光合作用仍然能够正常进行(蓝藻可通过主动运输方式吸收并积累HCO)解析 (1)CO2跨膜运输的方式是自由扩散，由题干信息“蓝藻细胞内HCO的浓度比细胞外高500～1000倍”可知，蓝藻细胞通过主动运输的方式吸收HCO，因此综合分析蓝藻细胞通过自由扩散和主动运输吸收无机碳。光合作用暗反应中先进行CO2的固定生成C3，接着C3还原生成糖类、C5等有机物，所以放射性将先后出现在细胞中的C3、糖类、C5等有机物里。 (2019·全国卷Ⅰ)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的主要原因是________________________________。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。第(2)题为分析原因类试题，为高考常考类型，这类试题的解题方法为：首先理清已知条件与结果之间的逻辑关系，同时将所学的生物学的基本概念和原理与之相联系，找到解决这类问题的知识载体，然后运用生物学的专有名词答题，不要出现自造词。1．已知：干旱条件，ABA增高，叶片气孔开度减小。2．生物学原理：CO2影响植物的光合速率，叶片气孔开度大小决定植物体内CO2浓度。3．建立逻辑：干旱处理后，ABA增高，叶片气孔开度减小→植物体内CO2浓度降低→植物光合速率下降。第(3)题为写实验思路类题，为高考常考类型。解答此类题目时，应先分析题目中的实验目的，以确定实验的变量，设置出对照组和实验组。1．实验目的：验证干旱条件下气孔开度减少不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。2．确定实验变量，设置对照组和实验组(1)首先证明气孔开度不是由缺水直接引起的(2)然后确定气孔开度减少，是否由ABA引起eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(对照组：ABA缺失突变体、干旱、无ABA处理,实验组：ABA缺失突变体、干旱、ABA处理))3．语言描述：包括对照组和实验组的自变量、无关变量如何处理，因变量是怎样变化的。取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组不进行ABA处理，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。答案 (1)增强(2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。[练8] (2020·天津等级考)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。注：相对生物量＝单株干重/对照组(C1T1)单株干重。据图回答：(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统________和________中的重要作用。(2)本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为________________，仅温度升高对两种植物的影响分别为________________________________。(3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：________________________________________。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落________的速度与方向。第(3)题为设计实验思路类试题，这类题的解题方法为先分析题目中的实验目的，以确定实验的变量，设置出对照组和实验组。1．实验目的：验证温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。2．确定实验变量，设置对照组和实验组此实验为前后对照实验。3．语言描述：包括对照组和实验组的自变量、无关变量如何处理，因变量是怎样变化的。温室效应加剧前将紫羊茅和鬼箭锦鸡儿两种植物种在一起，测定两种植物生物量，温室效应加剧后，再测定两种植物生物量，然后比较温室效应加剧前后两种植物生物量的变化。答案 (1)物质循环 能量流动(2)促进两种植物生长 抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长(3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化 演替解析 (1)生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递，植物通过光合作用将大气中CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。(2)据图可知，相同条件下，提高CO2浓度，鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的相对生物量都可以提高，故仅CO2浓度的升高，可以促进两种植物的生长。若仅提高温度，在鬼箭锦鸡儿实验中，相同条件下常温组的相对生物量都高于高温组，而紫羊茅实验中，相同条件下高温组的相对生物量都高于常温组，因此，仅提高温度，会抑制鬼箭锦鸡儿的生长，而促进紫羊茅的生长。 阅读以下材料，回答(1)～(4)题。创建D1合成新途径，提高植物光合效率植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSⅡ的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧(ROS)的大量累积。相对于组成PSⅡ的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSⅡ得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSⅡ的修复，进而影响光合效率。叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbAmRNA的翻译过程，导致PSⅡ修复效率降低。如何提高高温或强光下PSⅡ的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领域科学家的问题。近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSⅡ的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量(干重)均有大幅提高，增产幅度在8.1%～21.0%之间。该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着温室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。(1)光合作用的________反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与________形成的复合体吸收、传递并转化光能。(2)运用文中信息解释高温导致D1不足的原因。(3)若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)对文中转基因植物细胞D1合成“双途径”的理解，正确的叙述包括________。A．细胞原有的和补充的psbA基因位于细胞不同的部位B．细胞原有的和补充的D1的mRNA转录场所不同C．细胞原有的和补充的D1在不同部位的核糖体上翻译D．细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所不同E．细胞原有的和补充的D1发挥的作用不同答案 (1)光 光合色素 (2)高温导致叶绿体内大量积累ROS，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏；ROS会显著抑制叶绿体基因组中编码D1的基因psbAmRNA的翻译过程，从而导致D1合成不足。(3)高温条件下，高温响应的启动子驱动的补充的psbA基因高表达，有助于提高植物在高温下PSⅡ的修复效率，从而提高植物对光能的利用率，提高光合效率，合成较多的有机物，以保证植物在高温条件下的产量；常温条件下，补充的psbA基因表达量较低，可避免物质与能量的浪费 (4)ABC解析 (1)在叶绿体的类囊体膜上进行的是光合作用的光反应阶段，光合色素可以吸收、传递并转化光能。(2)根据问题“高温导致D1不足”中的关键词“高温”“D1”，将答案区锁定在本文第一段和第二段，找到相关描述总结回答即可，关键点有2个：一是D1被破坏，二是D1合成被抑制。(3)本题关键是要分别分析高温条件下和常温条件下补充的psbA基因的表达情况。高温响应的启动子驱动psbA基因表达，保证psbA基因在高温条件下高表达，常温条件下低表达。高温条件下，补充的psbA基因高表达，可提高植物在高温下PSⅡ的修复效率，提高对光能的利用能力，保证高温下合成较多有机物，提高植物的产量；常温时低表达，可以避免物质和能量的浪费。(4)本题的题眼为“D1合成”，D1合成包括转录、翻译两个过程，原有的psbA基因位于叶绿体中，转录和翻译均在叶绿体中进行，补充的psbA基因位于核基因组中，即存在于细胞核中，其转录发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中的核糖体上，两者的合成途径不同，即“双途径”，A、B、C正确；细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所及发挥的作用相同，D、E错误。专题作业1——一、选择题(每道题只有一个选项符合题目要求)1．下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是( )A．植物细胞发生质壁分离复原是主动转运吸水的结果B．甘油通过细胞膜运输时膜上的载体蛋白空间结构发生改变C．细胞所需的离子都是通过主动转运进入细胞D．草履虫从周边环境中摄取食物不需要借助载体蛋白的转运答案 D解析 植物细胞发生质壁分离复原是渗透吸水的结果，A错误；甘油通过自由扩散进入细胞膜，故不需要载体蛋白的协助，B错误；形成电位时钾离子的外流和钠离子的内流，通过协助扩散的方式，C错误；草履虫从周边环境中摄取食物，是通过胞吞作用，故不需要借助载体蛋白的转运，D正确。2．下列关于酶的叙述，正确的是( )A．DNA在DNA酶的作用下可水解产生脱氧核苷酸B．细胞在衰老过程中，所有酶的活性都降低C．基因的表达需要酶，酶都是经过基因转录和翻译产生的D．一个细胞的生命各阶段酶的种类和数量不会发生改变答案 A解析 DNA酶是水解DNA的酶，DNA在DNA酶的作用下可水解产生脱氧核苷酸，A正确；细胞在衰老过程中，绝大多数酶的活性都降低，与细胞衰老有关的酶的活性增强，B错误；基因的表达需要酶，少数酶为RNA，只需要基因转录，不需要翻译，C错误；一个细胞的分化、成熟、衰老和凋亡的各个生命阶段，细胞中酶的种类和数量都会发生改变，D错误。3．下列关于酶和ATP的叙述，不正确的是( )A．酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化B．酶的高效性体现在同无机催化剂比降低活化能的作用更显著C．ATP脱去两个磷酸基团后成为组成DNA的基本单位之一D．人的成熟红细胞不能合成酶，但可以合成ATP答案 C解析 酶合成需要ATP水解提供能量，ATP合成需要ATP合成酶的催化，A正确；与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的效果更显著，酶具有高效性，B正确；ATP脱去2个磷酸基团后，形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，C错误；人体成熟的红细胞没有细胞核和核糖体，不能合成酶，但是可以进行无氧呼吸合成ATP，相关的酶在红细胞成熟前已经合成，D正确。4．如图表示动物细胞呼吸的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )A．1和2都具有双层生物膜B．1和2所含酶的种类相同C．2和3都能产生大量ATPD．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]答案 D解析 据图分析1、2、3分别代表细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，A错误；甲、乙分别代表丙酮酸和还原氢，D正确；1、2中发生的化学反应不同，故所含酶的种类不同，B错误；2中产生少量ATP，3中可产生大量ATP，C错误。5．正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )A．O2的产生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降答案 B解析 用黑布迅速将培养瓶罩上，光反应停止，氧气的产生停止，A正确；ATP和还原氢的产生停止，所以ATP/ADP比值和NADPH/NADP＋比值均下降，C、D正确；黑暗条件下，光合作用停止，CO2的固定停止，B错误。6．将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )A．黑暗条件下，①增大、④减小B．光照强度低于光补偿点时，①、③增大C．光照强度等于光补偿点时，②、③保持不变D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大答案 B解析 黑暗条件下，叶肉细胞只有呼吸作用，二氧化碳从细胞内向细胞外扩散，①增大，细胞表现为从环境吸收氧气，④减小，A正确；光强低于光补偿点时呼吸作用强度大于光合作用强度，二氧化碳从细胞内向细胞外扩散，①增大，胞内O2被消耗，③减小，B错误；光强等于光补偿点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，此时细胞既不吸收氧气也不释放二氧化碳，②、③保持不变，C正确；光强等于光饱和点时，光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气从细胞扩散到细胞外，④增大，胞内CO2被消耗，②减小，D正确。7．研究人员对枇杷植株在不同天气条件下净光合速率和气孔导度进行了测定，结果如下。下列有关叙述不正确的是( )A．阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致B．晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关C．两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关D．实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中答案 C解析 阴天时净光合速率下降的时间比气孔导度的下降时间晚，A正确；晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关，B正确；两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度有关，阴天中午时光照最强，净光合速率最高，而晴天中午因温度过高气孔关闭，净光合速率下降，低于中午前后的时段，C错误；实验结果显示枇杷植株在阴天的净光合速率比晴天高，故枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中，D正确。8.下图为测定光合作用的实验装置图，锥形瓶内装有水草和适宜浓度的Na2CO3/NaHCO3溶液。一段时间适宜强度的光照后，U形管左侧管内液面的高度变化和锥形瓶中液体的pH变化分别是( )A．升高、升高B．升高、降低C．降低、升高D．降低、降低答案 C解析 在一定温度、适宜浓度的Na2CO3/NaHCO3和适宜光照条件下，锥形瓶中的水草光合作用强度大于呼吸作用强度，水草释放氧气，消耗二氧化碳，产生的O2几乎不溶于水，故随着反应的进行，O2越来越多，其压强增大造成U形管左侧液面下降、右侧液面上升，瓶内的NaHCO3溶液可分解为光合作用提供CO2，导致锥形瓶内液体的pH升高。9．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，错误的是( )A．加入碳酸钙有助于保护叶绿素B．常用无水乙醇做溶剂来提取色素C．距离滤液细线最近的色素带是叶绿素bD．提取色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同答案 D解析 叶绿素分子不稳定，研磨过程中加入碳酸钙有助于保护叶绿素，A正确；色素能溶解在有机溶剂中，常用无水乙醇做溶剂来提取色素，B正确；距离滤液细线由远到近的色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，C正确；分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，D错误。二、非选择题10．科学家在研究钠离子通过细胞膜的运输方式时做了如下实验：向枪乌贼的神经细胞内注入微量的同位素24Na＋，在不同的条件下，分别检测神经细胞周围溶液中的24Na＋。实验方法和现象如表所示：(1)由实验1现象可知，神经细胞周围溶液中24Na＋来源于______________。(2)由实验2、3及其现象可知，24Na＋穿过神经细胞膜需要____________，据此可判断24Na＋通过神经细胞膜运出细胞的方式是__________。(3)由实验2和3可知甲药物的作用是____________________________。(4)实验4和5，除神经细胞周围溶液中没有出现24Na＋，其他生理活动未受到影响，可知乙药物的作用最可能是____________________________________。答案 (1)神经细胞内(2)消耗能量 主动运输(3)抑制神经细胞ATP的合成(4)抑制神经细胞的Na＋载体转运功能解析 (2)由实验2、3及其现象可知，实验2、3的自变量是是否加入了ATP，由此说明24Na＋穿过神经细胞膜需要消耗能量，运输方式是主动运输。(4)实验4和5中加入乙药物后，除神经细胞周围溶液中没有出现24Na＋，细胞其他生命活动没有受到影响，说明乙药物不影响ATP合成，乙药物最可能是抑制了Na＋载体的作用。11．蜂蜜中富含维生素、氨基酸与蛋白质、果糖与葡萄糖等营养物质。蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品质的重要指标。蜂蜜加工过程中，酶活性常常发生变化。科学家以新鲜椴树蜂蜜为实验材料，经过不同加工条件处理后，在相同条件下检测蜂蜜中的淀粉酶活性(淀粉酶活性以淀粉酶值表示，即1g蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化1%淀粉溶液的毫升数)，结果如下表所示。请回答：(1)本实验的目的是什么？可否使用双缩脲试剂检测蜂蜜中淀粉酶存在？为什么？(2)由该实验结果可得出什么结论？(3)在测定淀粉酶值时，是将一定体积的、加工后的蜂蜜与淀粉溶液及其他试剂混合，在适宜条件下反应一段时间后，根据淀粉的水解情况判定淀粉酶值。有人质疑“实验中淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不稳定而自发水解，不一定与蜂蜜中的淀粉酶有关。”针对此质疑，在测定淀粉酶值时，如何设计对照组实验？(4)国家标准规定合格的蜂蜜产品淀粉酶值应在8以上。根据上述实验结果，请提出加工蜂蜜的一条合理的具体建议。答案 (1)本实验探究的是加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性的影响。不能用双缩脲试剂检测蜂蜜中淀粉酶存在，因为蜂蜜中还会有其他蛋白质存在。(2)淀粉酶活性在加工温度较高和加工时间较长条件下会下降。(3)用等量的经高温处理的蜂蜜与淀粉溶液及其他试剂混合作对照，再用相同的方法测定淀粉酶值。(4)30℃、40℃条件下加工不超过3小时；50℃、60℃条件下加工不超过2小时；70℃条件下加工不超过1小时。12．为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、叶绿体中蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在______________________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积________的释放量。(2)光合作用过程中，CO2与C5结合生成________，消耗的C5由________经过一系列反应再生。(3)由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是_______________________________；另一方面是__________________________。(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是________________________________。答案 (1)光照强度、二氧化碳浓度 氧气(2)三碳化合物 三碳化合物(3)(叶绿体中)叶绿素含量较高，可以产生更多的[H]和ATP (叶绿体中)蛋白质含量较高，含有更多的参与光合作用的酶(和相关蛋白)(4)P2光合作用能力强，但是向籽实运输的光合作用产物少解析 (1)叶龄属于影响光合速率的内在因素，温度、CO2浓度和光照强度等属于影响光合速率的环境因素。由图1可知自变量是温度、幼苗品种，叶龄、CO2浓度和光照强度属于无关变量，应保持相同且适宜。可用单位时间、单位叶面积的O2释放量来代表净光合速率。(2)在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳与五碳化合物结合生成三碳化合物，然后三碳化合物在光反应提供的[H]和ATP的作用下，生成五碳化合物、有机物。(3)图中P1的叶片叶绿素含量较高，可以产生更多的[H]和ATP用于暗反应，同时其蛋白质含量较高，含有更多的参与光合作用的酶，所以其光合作用能力最强。专题作业2——一、选择题(每道题只有一个选项符合题目要求)1．甲学生实验一：取甲乙两份来自同一紫色洋葱鳞片叶外表皮的材料，它们的细胞大小、成熟度、生理状态等相同，将它们分别浸没在甲、乙两种溶液中，测得液泡直径随时间的变化情况，如实验一图所示。乙学生实验二：采用实验二图1所示装置(初始液面如图1，烧杯内的液体是水)，用甲、乙、丙、丁四种膜作材料，进行渗透实验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如实验二图2)，据图分析，下列有关叙述正确的是( )A．实验一乙溶液的浓度比甲溶液的大B．实验一2分钟时，甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值C．实验二用乙材料时，最终漏斗中液体浓度与烧杯中液体浓度一定相同D．实验二用丙材料时，蔗糖分子在曲线丙上升到出现拐点时才开始进行跨膜运输答案 B解析 分析题图可知，在2分钟之前，处于甲溶液中的洋葱表皮细胞液泡的直径减小的速度更快，因此甲溶液浓度大，A错误；2分钟时，处于甲、乙溶液中的洋葱表皮细胞的液泡直径减小，细胞液浓度与初始值相比增大，B正确；实验二用乙材料时，漏斗中的液体没有变化，说明膜材料是不透性的，漏斗内浓度高于烧杯，C错误；实验二用丙材料时，漏斗内液面先上升后下降，即先吸水后失水，说明蔗糖分子在曲线丙上升到出现拐点之前就开始进行跨膜运输，D错误。2．高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中的嗜热菌中提取了高温淀粉酶，有关高温淀粉酶的实验研究如图所示。(相对酶活性是酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。残余酶活性是指将酶在不同温度下保温足够长时间，然后在最适温度下测得的酶活性。)据图判断，下列叙述正确的是( )A.该酶只能在最佳温度范围内测出活性B．实验结果表明使用该酶的最佳温度是80℃C．曲线②各数据点的数据是在80℃时测得的D．低于最适温度下保温不影响残余酶的活性答案 C解析 酶活性受温度影响，在酶未失活的不同的温度下，都可以测定酶的活性，A错误；由曲线①可知，该酶的最适温度是80℃，但在曲线②中，温度超出70℃保存足够长的时间后，在最适宜温度下的酶活性会急剧下降，所以80℃不是该酶的最佳使用温度，B错误；曲线②残余酶活性是指将酶在不同温度下保温足够长时间，然后在最适温度下测得酶活性曲线，而由曲线①可知，该酶的最适温度是80℃，C正确；由图②残余酶活性随温度的变化曲线可知，将酶在不同温度下保温足够长时间，然后在最适温度下测得酶活性不同，D错误。3．柱花草的最适生长温度为25～28℃，与高温相比，其对低温胁迫较为敏感，易发生冷害。如表所示为科研人员在不同温度下测得的柱花草叶片光合作用速率等相关指标。下列分析错误的是( )A．本实验中的对照组是乙组，甲组、丙组为实验组B．6℃条件对柱花草生长的影响比36℃条件下的要大C．在6℃条件下，增加CO2浓度可明显提高柱花草的总光合速率D．与光合作用相比，温度对柱花草的呼吸作用无显著影响答案 C解析 分析题意可知，柱花草的最适生长温度为25～28℃，故三组实验中，乙组为对照组，甲组、丙组为实验组，A正确；与25℃条件下比较，6℃条件下净光合速率和总光合速率的下降均比36℃条件下显著，因而6℃条件对柱花草生长的影响更大，B正确；从表中可以看出，6℃处理条件下，影响光合速率的主要因素是CO2固定酶活性，即使增加CO2浓度，暗反应速率也不会明显增加，故增加CO2浓度不能明显提高总光合速率，C错误；根据表中数据及呼吸速率计算公式(即呼吸速率＝总光合速率－净光合速率)，可以得出三组不同温度处理下的呼吸速率几乎相等，则可说明温度改变对呼吸速率改变影响较小，D正确。4.将编号为甲、乙、丙的三个相同透光玻璃瓶放入池塘水深0.5m处，装入等量含有浮游植物的池塘水。甲瓶立即测定并记录水中氧含量，乙、丙瓶均密封，丙瓶装入不透光袋中，与乙瓶一同放回水深0.5m处，24h后测定并记录水中氧含量，得到表中结果。下列相关分析，正确的是( )玻璃瓶氧含量甲4mg乙5.2mg丙3.3mgA．24h后乙瓶中的二氧化碳含量高于开始时B．丙瓶浮游植物的线粒体中没有ATP产生C．乙瓶浮游植物24h光合作用产生的氧量为1.9mgD．乙瓶与甲瓶的氧含量差值为浮游植物呼吸消耗量答案 C解析 据表分析可知，乙瓶的含氧量升高，光合作用强度大于呼吸作用强度，24h后乙瓶中的二氧化碳含量低于开始时，A错误；丙瓶只能进行呼吸作用，浮游植物的线粒体中有ATP产生，B错误；乙瓶浮游植物24h净光合强度为5.2－4＝1.2(mg)，呼吸强度为4－3.3＝0.7(mg)，故光合作用产生的氧量为1.2＋0.7＝1.9(mg)，C正确；乙瓶与甲瓶的氧含量差值为浮游植物净光合量，D错误。5.研究发现，在线粒体内膜两侧存在H＋浓度差。H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质的同时，驱动ATP的合成(如图)。根据图示得出的下列结论中，错误的是( )A．ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道B．H＋可直接穿过内膜磷脂双分子层C．此过程发生在有氧呼吸第三阶段D．线粒体的内、外膜功能存在差异答案 B解析 H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质，说明ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道，A正确；H＋不能直接穿过内膜磷脂双分子层，需通过H＋通道才能通过，B错误；此过程发生在线粒体内膜，属于有氧呼吸第三阶段，C正确；线粒体的 展开更多...... 收起↑ 资源列表 专题2细胞代谢(283 张）.ppt 专题2细胞代谢.doc
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