1、第1讲酶和ATP考纲要求三年考情命题趋势1.酶在代谢中的作用2013全国、四川、安徽、江苏、海南2012北京、福建、广东、江苏、全国大纲2011全国大纲、天津、海南、江苏1.趋势分析：(1)酶的特性及影响因素常以曲线、图表形式或实验探究、分析评价形式进行考查。(2)ATP部分命题频率低，多融合到代谢(或生理)过程中与其他知识点一起考查。2备考指南：(1)复习时通过构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的数学模型加深对酶特性的理解。(2)联系细胞内稳定的能量供应系统复习ATP知识。2.ATP在能量代谢中的作用2013海南2012北京1酶与ATP在细胞代谢中有怎样的联系？2ATP与RNA的关系
2、是怎样的？考点一影响酶促反应的因素关于酶的叙述，正确的是()A低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构(2013全国，6B)B滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率，涉及“降低化学反应活化能”的原理(2013四川，4C)C激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢(2013安徽，2A)D酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011天津，1A)自主尝试_拓展酶促反应速率不同于酶活性：温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。【链接提升】与酶有关的图表、曲线解读1酶高效性的曲
3、线解读(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。2酶专一性的图示解读(1)图中A表示酶，B表示被催化的反应物。(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。3影响酶活性的曲线解读(1)在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的催化作用增强；超过酶的最适温度后，随着温度的升高，酶的催化作用减弱，酶只有在最适pH，催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都减弱。(2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。4反应物浓度和酶
4、浓度对酶促反应的影响解读(1)在其他条件适宜，酶浓度一定的条件下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快；但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)在反应物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应的反应速率与酶浓度成正比。跟踪训练1图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A图甲中物质a可以是麦芽糖也可以是乳糖B图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同C图乙中若曲线表示不同温度下酶促反应速率，则曲线温度曲线曲线D图乙中若曲线表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线酶浓度曲线曲线跟踪训练2对化学本质为蛋白质的酶而言，下
5、列符合其催化反应变化规律的曲线应是()考点二影响酶催化效率的因素的相关实验(2012高考大纲全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入
6、量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。提醒(1)探究pH对酶活性影响的实验设计中的易错点拨：探究不同pH对酶活性的影响时，要注意保证酶在最适温度下发挥作用，排除温度对酶活性的影响；必须将酶溶液的pH调整到实验要求的pH(加清水、加氢氧化钠溶液、加盐酸，或不同pH的缓冲溶液)，再让反应物与酶接触，方可证明环境过酸或过碱对酶活性的影响，避免在未达到预设的pH时反应物已与酶接触并发生反应。(2)当探究酶的最适温度时需要注意：在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜
7、选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。【链接提升】酶的本质、作用及特性的实验探究1酶是蛋白质的实验探究2酶的催化作用实验探究3酶的专一性探究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。(1)设计思路一：换反应物不换酶(2)设计思路二：换酶不换反应物4酶的高效性实验探究实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。5酶的适宜条件的探究实验的自变量(即单一变量)为温度或pH，因变量是反应物分解的速率或存在量。(1)适宜的温度：设计思路：(反应物t1)(酶溶液t1)，(反应物t2)(酶溶液t2)，(反应物t3)(酶溶
8、液t3)(反应物tn)(酶溶液tn)反应物分解的速率或存在的量。(2)适宜的pH：设计思路：(反应物pH1)(酶溶液pH1)，(反应物pH2)(酶溶液pH2)，(反应物pH3)(酶溶液pH3)(反应物pHn)(酶溶液pHn)反应物分解的速率或存在量。跟踪训练为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了相关实验，步骤和结果如表所示。请结合表格内容，分析并回答问题。方法步骤/试管编号12341% NaCl溶液(mL)11% CuSO4溶液(mL)11% Na2SO4溶液(mL)1蒸馏水(mL)1pH为6.8的缓冲液(mL)11111%淀粉溶液(mL)1111唾液淀粉酶溶液(mL)
9、1111各试管放入37 恒温水浴保温适宜时间取出试管，加入1%碘溶液0.1 mL观察结果无颜色变化深蓝色浅蓝色(1)实验中加入缓冲液的作用是_。(2)实验中设置4号试管的目的是_。实验中设置3号试管的目的是_。(3)分析实验结果可知：对唾液淀粉酶活性有影响的离子是_，其中对酶活性有抑制作用的离子是_，对酶活性有促进作用的离子是_。考点三ATP的合成与能量代谢(2013高考海南卷)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是()ADNA复制需要消耗能量B光合作用的暗反应阶段需要消耗能量C物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATPD细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生自主尝试_提醒ATP是“
10、能量货币”，任何耗能的生命活动都需要，因此可以说所有的细胞都可以合成ATP，但是不同细胞中ATP的合成场所是有差异的，特别要注意特殊细胞，如人体成熟红细胞只在细胞质基质中进行无氧呼吸合成ATP。蓝藻细胞可在细胞质基质和光合片层中进行有氧呼吸和光合作用，合成ATP。【链接提升】1不同结构中“A”的含义归纳2ATP在能量代谢中的转化和利用(1)能量代谢过程和利用(2)ATP与ADP转化发生的场所及相关生理过程转化场所ATPADPADPATP细胞膜葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输否细胞质基质许多生化反应的进行消耗ATP细胞呼吸产生ATP叶绿体暗反应消耗光反应产生的ATP光反应产生ATP线粒
11、体自身DNA复制消耗ATP有氧呼吸第二、三阶段产生ATP核糖体氨基酸合成蛋白质等消耗ATP否高尔基体植物细胞形成细胞壁，动物细胞形成分泌物等消耗ATP否内质网有机物的合成、运输等消耗ATP否细胞核DNA的复制、转录等消耗ATP否中心体形成纺锤体，牵引染色体移动等消耗ATP否特别提醒：光反应产生的ATP只用于暗反应。病毒的增殖过程消耗的ATP来自宿主细胞。跟踪训练1ATP是细胞的能量“通货”，下列说法正确的是()AATP脱去2个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一BATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性CATP的合成总是伴随有机物的氧化分解D黑暗条件下，植物细胞中只有线粒体可以产生A
12、TP跟踪训练2磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团，如三磷酸腺苷(ATP)就是由二磷酸腺苷(ADP)磷酸化而来。下列结构中不能发生ADP磷酸化的是()A细胞质基质 B叶绿体基质C叶绿体类囊体薄膜 D线粒体内膜1对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化(2013安徽，2D)()2酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(2013全国，6D)()3利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率，不涉及降低化学反应活化能(2013四川，4D)()4细胞中的内质网膜不能合成ATP(2012北京，1C)()5酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率(2011天津，1B)()6酶分子在催化反应
13、完成后立即被降解成氨基酸(2011海南，14D)()7高温和低温均能破坏酶的结构，使其失去活性(2009重庆，1A)()8适宜光照下，叶绿体和线粒体合成的ATP都需要O2(2009上海，24A)()9半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明半乳糖苷酶的催化作用具有稳定性(2008上海，13C)()10人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等(2008天津，6)()题型三实验分析类实验分析类试题，着重考查学生理解实验的选材原理与方法，经分析综合得出结论，并对相关结论进行解释与评价的能力。分析实验原理、完善实验步骤、分析实验过程及注
14、意事项，回答实验结论是实验考查的主要形式。(2013高考江苏卷)为了探究温度、pH 对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是(多选)()实验编号探究课题选用材料与试剂温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂A.实验B实验C实验 D实验自主尝试_【解题指导】上述各项实验是从选材及试剂的角度进行评价分析的。不妥之处：过氧化氢受热会分解，因此不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。不妥之处：蔗糖酶不能催化淀粉水解。不妥之处：
15、斐林试剂可与酸反应，影响物质检测。【方法总结】实验分析类的一般解题思路方法指导1从实验目的和实验材料入手，分析实验假设，并做出预期；2总结概括实验原理，研究分清自变量与因变量，联系基本知识，在自变量与因变量之间建立关联。1下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”有关分析合理的是()A本实验的因变量是不同的催化剂B本实验的无关变量有温度和酶的用量等C1号与3号、1号与4号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2下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是()选项实验目的主要实验步骤A酶催化具有高效性实验组：2 mL 3%H2O21 mL过氧化氢酶保温
16、5 min对照组：2 mL 3% H2O21 mL蒸馏水保温5 minB酶催化具有专一性实验组：2 mL 3%可溶性淀粉1 mL新鲜唾液保温5 min，斐林试剂检验对照组：2 mL 3%蔗糖溶液1 mL新鲜唾液保温5 min，斐林试剂检验C探究酶作用的适宜温度5 mL 3%可溶性淀粉2 mL新鲜唾液碘液每隔5分钟将溶液温度升高10 ，观察溶液蓝色变化DpH影响酶的催化活性向三支试管中依次各加入2 mL 3%可溶化淀粉、1 mL不同pH缓冲溶液和1 mL新鲜唾液，在适宜温度下保温5 min，斐林试剂检验3.(拓展)下列是生物研究中常用的实验方法，不正确的是()A研究细胞器结构和种类，采用差速离心
17、法和显微观察法B提取和分离叶绿体中的色素，采用研磨过滤法和纸层析法C探究酵母菌呼吸方式，采用对比实验法和产物检测法D观察植物细胞有丝分裂过程，采用活体染色法和持续的显微观察法4(拓展)在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：实验序号重复的mRNA序列生成的多肽中含有的氨基酸种类实验一(UUC)n，即UUCUUC丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸实验二(UUAC)n，即UUACUUAC亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是()A上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNAB实验一和实验二的密码子可能有：
18、UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUUC通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸D通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子5(2013高考新课标全国卷)已知大麦在萌芽过程中可以产生淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：试管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验步骤实验结果步骤1步骤21011带胚25 保温24 h后去除种子，在各试管中分别加入1 mL淀粉液25 保温10 min后各试管中分别加入1 mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅2011去胚30.210.8去胚40.410.
19、6去胚50.410.6不加种子注：实验结果中“”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。回答下列问题：(1)淀粉酶催化_水解可生成二糖，该二糖是_。(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_，这两支试管中淀粉量不同的原因是_。(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是_。(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_。完成作业：专题二第1讲答案专题二细胞的代谢第1讲酶和ATP 网络构建知识自填 1RNA2催化作用3专一性4显著降低活化能5APPP6ADPPi能量7细胞呼吸8直接能源物质【深度思考】1在细胞合成代谢中需要与物质
20、合成代谢有关的酶类，常需要ATP提供能量；在细胞分解代谢中需要与物质分解代谢有关的酶类，常伴随着ATP的合成；另外，ATP自身的合成与分解必须有酶的催化。2元素组成都是C、H、O、N、P。ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸。 核心考点重难突破 【例1】 【解析】酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一种可逆的过程，故A项错误；FeCl3起催化剂的作用，B项正确；激素不全是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢的，有的激素可以直接调节某一代谢过程，故C项错误；酶的化
21、学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，故D项错误。【答案】B【跟踪训练】1【解析】选D。乳糖分解产生一分子葡萄糖和一分子半乳糖，图中二糖分解产生的单糖相同，物质a不可能为乳糖；b为酶，其化学本质为蛋白质或RNA；酶在曲线对应的温度时活性较其他两个温度时强，根据温度对酶活性的影响曲线图分析，曲线温度不一定高于其他两个温度；曲线对应的酶促反应速率高于其他两条曲线，因此对应酶浓度也高于其他两条曲线。2【解析】选D。解题时需要注意纵坐标与横坐标表示的含义。当酶量加倍时，反应速率加快，但由于底物的量有限，最后产物量应相等。【例2】 【解析】(1)唾液淀粉酶的最适温度是37 左右，7
22、0 时酶会变性失活。(2)加入斐林试剂后，需要沸水浴加热才能看到砖红色沉淀。【答案】(1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 (2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色【跟踪训练】【解析】本实验的自变量为无机盐(NaCl和CuSO4)；各组加入的缓冲溶液是为了保持无关变量pH一致；4号试管加入的是蒸馏水，应为对照组；3号试管加入的是1% Na2SO4溶液，研究的是Na和SO对唾液淀粉酶活性的影响。由实验结果可以看出，1号试管淀粉被完全水解，唾液淀粉酶活性最高，2号试管唾液淀粉酶活性最低；3号和4号试管的实验
23、结果一样，说明Na和SO对唾液淀粉酶活性无影响。【答案】(1)维持反应液中pH的稳定(2)对照确定Na和SO对唾液淀粉酶活性是否有影响(3)Cl和Cu2Cu2Cl【例3】 【解析】物质通过协助扩散进出细胞需要载体，但不消耗能量，C错误。【答案】C【跟踪训练】1【解析】选B。ATP脱去2个磷酸基团后形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA的基本组成单位之一，A项错误。生物界都是通过ATP与ADP的相互转化为生命活动提供能量，B项正确。光合作用的光反应可将光能转化为ATP中活跃的化学能，该过程没有有机物的氧化分解，C项错误。黑暗条件下，植物细胞的细胞质基质中也可以产生ATP，D项错误。2【解析】选B。
24、ADP磷酸化形成ATP，叶绿体基质中不能合成ATP。【易错判断】1。对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。2。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解。3。没发生化学反应，也无催化剂的使用。4。内质网上不能产生ATP。5。酶通过降低活化能来提高化学反应速率，不能为反应物供能。6。酶作为催化剂在反应前后其化学性质不会改变，也不被立即降解成氨基酸。7。高温使酶的结构被破坏失去活性，低温使酶活性降低。8。叶绿体合成ATP不需要O2，线粒体基质中进行的有氧呼吸第二阶段也不需要O2。9。酶
25、的稳定性是指酶发挥作用前后的理化性质不变，酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。10。人在安静时只进行有氧呼吸，在剧烈运动时骨骼肌细胞可进行无氧呼吸来获得部分能量，而有氧呼吸与无氧呼吸消耗相同葡萄糖时产生ATP的量不相等。 题型归类技能强化 【例】ACD【特色训练】1【解析】选C。本实验的因变量是气泡的产生速率，即过氧化氢的分解速率，A项错误。温度是自变量，酶的用量是无关变量，B项错误。1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同，可分别构成对照实验，C项正确。2号在高温下反应加快，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态，D项错误。2【解析】选B。
26、酶具有高效性是酶与无机催化剂相比较而言的，用酶与蒸馏水做对照，只能证明酶具有催化作用，A错误；应设置多个试管，分别在不同的温度条件下分析比较，C错误；斐林试剂只能在碱性环境中起作用，而在酸性实验组中，斐林试剂会失去鉴定作用，D错误。3【解析】选D。实验方法的选取既要根据实验原理和实验目的，又要根据实验材料来确定。4【解析】选D。由题干信息知，多肽合成时需要以固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)作为模板，同时需要tRNA、核糖体、酶、ATP和游离的氨基酸等，如果细胞提取液中含有DNA和mRNA，会对实验结果造成影响，A正确。实验一中的(UUC)n序列中可能含有的密码子有UUC、UCU和CUU，实验
27、二中的(UUAC)n序列中可能含有的密码子有UUA、UAC、ACU、CUU，B正确。实验一和实验二中共同含有的密码子是CUU，而实验一和实验二中合成的多肽中共同含有的氨基酸是亮氨酸，所以可推测出CUU为亮氨酸的密码子，D错误。实验二中的(UUAC)n序列中可能含有的密码子种类有UUA、UAC、ACU、CUU四种，而合成的多肽中所含有的氨基酸只有亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸三种，说明mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸，C正确。5【解析】该实验的目的是验证GA可诱导种子发生淀粉酶。通过对表格中的实验分组和操作加以对比、分析得知，实验的变量是GA的浓度变化、是否加种子、种子是否带胚，试管中添加水
28、量不同的目的是保证试管中液体总体积不变。实验过程中，一定要遵循单一变量原则，选好对照组和实验组，如1和2、2和3、3和4、4和5等。在无关变量保持一致的条件下，根据因变量，即淀粉加碘液变蓝后颜色的深浅，确定淀粉剩余量的多少，从而推出含有淀粉酶量的多少，进而推出种子产生淀粉酶的场所和GA浓度对淀粉酶产生量的影响。(1)酶具有专一性，淀粉酶催化淀粉水解生成的二糖是麦芽糖。(2)试管1和试管2的实验中，单一变量为种子是否有胚，根据实验结果，试管1颜色比试管2浅，则试管1含有的淀粉少于试管2含有的淀粉，从而说明试管1产生了淀粉酶，可得出结论：有胚的种子能产生淀粉酶，并使淀粉水解。(3)没有GA溶液且种
29、子去胚的试管2，其实验结果和不含种子的试管5相同，说明没有淀粉酶的产生。含GA溶液且种子去胚的试管3的实验结果比试管2颜色浅，说明有淀粉酶产生，进而推出GA能诱导种子产生淀粉酶。(4)试管2、3、4里的种子都是去胚的，单一变量是GA的浓度，根据实验结果，发现随GA浓度升高，试管中含有的淀粉逐渐减少，说明试管中产生的淀粉酶逐渐增多。【答案】(1)淀粉麦芽糖(2)少带胚的种子保温后能够产生淀粉酶，使淀粉水解(3)诱导种子生成淀粉酶(4)GA浓度高对淀粉酶的诱导效果好第2讲光合作用和细胞呼吸考纲要求三年考情命题趋势1.光合作用的基本过程2013北京、全国大纲、海南2012山东、广东、福建、天津201
30、1浙江、福建、广东、江苏1.趋势分析：叶绿体色素的提取与分离实验常直接考查，而光合作用与细胞呼吸原理与应用考查常结合过程模型、曲线分析和生产生活应用进行。2备考指南：(1)利用光合作用图解或表解帮助理解光合作用中主要的生理变化以及光反应与暗反应之间的关系。(2)可通过表解对比法加深对有氧呼吸三个阶段的理解。(3)结合元素追踪法加深理解细胞呼吸过程中的元素去向。(4)结合同位素标记法理解光合作用中产物的元素来源问题。2.影响光合作用速率的环境因素2013山东、重庆、浙江、四川、江苏2012北京、江苏、浙江、广东2011全国课标、海南、广东、江苏、天津、安徽3.细胞呼吸2013全国、北京、安徽、福
31、建、四川、海南2012全国课标、山东、福建、江苏、天津、浙江2011海南、广东、天津、福建1以碳的转移为例，写出光合作用与细胞呼吸的联系。2光合作用与细胞呼吸是怎样完成能量转换的？考点一透彻分析光合作用与细胞呼吸的过程下列有关光合作用和细胞呼吸的相关叙述中，不正确的是()A有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(2013全国，3D)B叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP(2012全国大纲，2B)C离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成碳反应(暗反应)(2011浙江，1D)D有氧呼吸产生的H在线粒体内膜上与氧结合生成水(2010新课标卷改编，2B)自主尝试_提醒两个生理过程中特别注意的是
32、：植物吸收蓝紫光的百分比比红光高，但红光提供的能量多，白光中的绿光光合效率低，所以应是红光光合效率高。无光的情况下，CO2固定产生的C3达到饱和，会抑制该过程的进行。无氧呼吸第一阶段产生的H用作还原剂形成乳酸或酒精，第二阶段不产生ATP。水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。【链接提升】1物质转化关系(1)从反应式确定元素的来源和去向：光合作用总反应式：O2中氧原子全部来自水；CO2中碳经C3进入(CH2O)。有氧呼吸反应式：产生的H2O中的氧原子全部来自O2，与反应物H2O中氧原子无关。(2)光合作用与有氧
33、呼吸的物质转化：C：CO2C3C6H12O6C3H4O3CO2H：H2OHC6H12O6HH2OO：H2OO2H2O(3)H和ATP的来源、去向分析：光合作用有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物的C3还原除外)2.能量转化关系跟踪训练1下列物质转化过程会发生在人体内的是()AH2O中的O转移到O2中BCO2中的C转移到C6H12O6中CC6H12O6中的H转移到C2H5OH中DO2中的O转移到H2O中跟踪训练2如图表示某种生理作用的过程。其中甲、乙、丙代表有关生理过程发生
34、的场所，、代表有关物质。下列有关叙述中，正确的是()A该图表示光合作用的生理过程B酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙内发生生理过程C物质表示丙酮酸，物质表示ATPD丙表示线粒体内膜，该处能产生大量的ATP考点二分析影响光合作用和细胞呼吸的因素(2013高考重庆卷)图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是()At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 Bt2t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 Dt4后短暂时间
35、内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低自主尝试_【链接提升】1解读影响光合作用因素的相关曲线(1)光照强度(如图甲)原理：影响光反应阶段ATP、H的产生。分析(2)CO2浓度(如图乙)原理：影响暗反应阶段C3的生成。分析(3)温度(如图丙)原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。2分析影响细胞呼吸的因素影响因素比较内容温度氧气浓度水分影响原理影响酶的活性决定呼吸类型和强度自由水含量较高时呼吸旺盛坐标曲线实践应用在零上低温下贮存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中,增加昼夜温差以减少有机物的消耗,提高产量常利用降低氧的浓度抑
36、制细胞有氧呼吸、降低有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗跟踪训练(2013江苏省泰州中学高三期中考试)如图1为在光合作用的最适温度和最适光照条件下，测得的CO2浓度与某植物O2释放量的关系示意图，图2是在光合作用的最适温度和最适光照及黑暗条件下，CO2浓度分别为mc和md时测定的该植物体内C3和C5的含量，共获得a、b、c、d四条曲线，结果如图所示。请据图回答：(1)影响OA段长短的环境因素有_(至少答两点)，不同植物在相同条件下OA段长短不同，直接原因是_不同，根本原因是_。(2)C点与D点相比O2释放量较低，制约因素是_，
37、该因素值的降低_(会/不会)影响光反应的速率，理由是_。(3)当CO2浓度为mc时测定C3和C5的含量，获得的曲线是图2中的_，图1中曲线超过D点后变平的原因是受到_制约。考点三光合作用与细胞呼吸的相关测定某生物兴趣小组利用如图装置(若干个)开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。容器植物部位光质(光照强度相同且适宜)温度(C)两侧水柱高度差(mL/8 h)1天竺葵叶红252402天竺葵叶黄25303紫罗兰叶红251604紫罗兰叶黄2520请根据以上图表回答下列问题：(1)上表探究性实验课题中的自变量是
38、_。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是_。(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是_(填上升或下降)，植物的净光合作用速率是_mL/h。为了更准确的测定，应对实验结果进行校正(排除非生物因素对实验结果的影响)，如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来_ (大或小)。(3)利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是_。拓展(1)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，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。(2)测量呼吸速率时，如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置
39、及所测种子进行消毒处理。【链接提升】1光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物的生成量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。2表观光合速率与真正光合速率的辨别在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率表观光合速率呼吸速率，如图所示。3表观光合速率与真正光合速率的判定(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为表观光合速率，若是负值则为真正(实际)光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，
40、则为表观光合速率。(3)有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正(实际)光合速率。4呼吸速率将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。5有机物积累量的表示方法一昼夜有机物的积累量(用CO2的量表示)可用下式表示：积累量白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸释放的CO2量。6表观(净)光合速率的测定方法(如图)(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是表观(净)光合速
41、率。(3)条件：整个装置必须置于光下。跟踪训练取一植物形态、大小、生长状况相同的四片叶片按图示进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与无机盐的正常供应，气体的变化可以通过观察油滴的运动判断(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)。(1)在一定时间内，装置a中油滴不移动，则光合作用与细胞呼吸强度_(填“一定”或“不一定”)相等。(2)在适宜的光照下，在一段时间内装置b中油滴将向_移动，原因是_。(3)将装置c突然从光下移动到黑暗处，短时间内C3的含量_(填“升高”或“降低”)。(4)某同学想直接利用装置b、d证明光是光合作用的必要条件，是否可行？_，理由是_。 1.肺炎双球
42、菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(2013全国，3A)()2光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环(2013天津，3A)()3叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多(2012福建，1D)()4有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水(2010全国新课标，2B)()5破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖(2011海南，3C)()6与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短(2011浙江，1C)()7番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度和暗反应强度都降低(2011全国新课标，3B)()8乳酸杆菌在细胞质基质中产乳酸(2010北京，2B)()9光反应为暗反应提供的物质是
43、H和H2O(2010海南，4A)()10在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质和线粒体内膜(2010天津，1C)()题型四坐标曲线题坐标曲线图借助数学模型的方法来分析生物学现象，解释生命活动规律的各种变化过程。长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况，某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日，观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图。据图分析：(1)光合作用消耗ATP最快的时刻是_。根吸水能力最强的时刻是_。(2)直接引起蒸腾速率变化的生理指标是_；推测导致1200时光合速率出现低谷的环境因素主要是_(填“光照”或“CO2”)。(3)在1400时若适当提高C
44、O2浓度，短时间内叶绿体中H含量的变化是_。【解题指导】(1)首先分析横坐标和纵坐标的含义。横坐标：表示一天中的各时刻点。纵坐标：表示长叶刺葵的光合速率、蒸腾速率及气孔导度的相对值。(2)分析各曲线的变化趋势。如光合速率曲线：从8001000光合速率逐渐增强；在1000时，出现拐点开始下降；在1200光合速率出现低谷。(原因可能是光照因素引起，此时气孔导度大，CO2供应相对充足)(3)联系学过的知识点作答。如：光合作用消耗ATP最快的时刻，要联系光合速率最大时的点；根吸水能力最强的时刻要联系蒸腾速率最大时刻的点；体现蒸腾速率变化的生理指标应是气孔的大小，应从气孔导度曲线反映出来。【方法总结】坐
45、标曲线类的解题路线指导1识标：识别坐标图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标的关系，再结合教材，联系相关的生物学知识，从而正确把握坐标曲线。2明点：找出关键的点(起点、转折点和终点)及其表示的生物学意义。有时还可以添加辅助线，找出重要的点。3描线：揭示各段曲线的变化趋势及其含义。一般横坐标是自变量，纵坐标是因变量。坐标上的曲线实际上是“横坐标”对“纵坐标”的影响结果。描述曲线可以是“横坐标的变化对纵坐标如何影响”或反过来“纵坐标随横坐标的变化而如何变化”。4作答：由曲线联系相应的知识点，合理作答。1将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是()A图甲中的
46、光合作用开始于C点之前，结束于F点之后B到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高C图甲中的F点对应图乙中的g点D经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加2研究人员用菠萝和柳蜜桃为实验材料，测量在3065 范围内光合作用和呼吸作用速率，结果如图所示(注：以30 时记录的实验数据作为对照)。下列说法错误的是()A高温下两种植物的光合作用均受到抑制且菠萝更加敏感B当温度为45 时，两种植物均可生长C50 时菠萝细胞中产生ATP的场所是线粒体D两种植物在生长季节长期处于不致死的高温环境下，“果实”甜度会下降3(拓展)(2012高考江苏卷)糖耐量受损(IGT)的人表现为空腹血糖浓度正常、负荷(如饮
47、食)后血糖浓度升高异常。为了探究运动时IGT的干预情况，受试者于餐后进行中等强度持续运动30 min，定时采样测定血糖浓度及胰岛素含量，实验结果如图所示。由此可初步推测(多选)()A餐后60 min时，胰岛素分泌下降导致血糖浓度低于对照组B餐后适度运动可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰岛素升高幅度C餐后适度运动使IGT人群胰岛素分泌高峰提前，血糖浓度下降D餐后适度运动可以减轻IGT人群胰岛B细胞的分泌负担4(拓展)(2012高考安徽卷)留树保鲜是通过延迟采收保持果实品质的一项技术。喷施赤霉素和2,4D对留树保鲜柑橘的落果率和果实内源脱落酸含量的影响如图所示。下列有关分析不正确的是()A喷施赤霉素
48、和2,4D能有效减少留树保鲜过程中的落果B留树保鲜过程中赤霉素与2,4D对落果的调控有协同作用C喷施赤霉素和2,4D能延缓留树保鲜过程中果实脱落酸含量的升高D赤霉素、2,4D与内源脱落酸对落果的调控有协同作用5(2013高考四川卷) 将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是_，捕获光能的色素中含量最多的是_。(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与_结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供_。(3)光照强度低于8102 molm2s1时，影响转
49、基因水稻光合速率的主要因素是_；光照强度为(1014)102 molm2s1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是_。(4)分析图中信息。PEPC酶所起的作用是_；转基因水稻更适宜栽种在_环境中。完成作业：专题二第2讲答案第2讲光合作用和细胞呼吸 网络构建知识自填 1CO2H2O(CH2O)O22叶绿体类囊体薄膜上3H、ATP、多种酶4CO2的固定、C3的还原5C6H12O66O26H2O12H2O6CO2能量6细胞质基质和线粒体72C3H4O36H2O6CO220H能量(少)8细胞质基质【深度思考】1CO2的转化 2光能ATP中化学能(CH2O) 核心考点重难突破 【例1
50、】 【解析】酵母菌为兼性厌氧型微生物，进行有氧呼吸时，呼吸产物是CO2和水，进行无氧呼吸时，呼吸产物是酒精和CO2；黑暗条件下叶绿体不能合成ATP；暗反应需要的外部条件ATP、H及CO2；有氧呼吸的第三个阶段在线粒体内膜上完成。【答案】B【跟踪训练】1【解析】选D。A所述过程是水的光解，发生在光合作用光反应阶段，B所述过程发生在光合作用的暗反应阶段，都不会发生在人体内；C中的物质变化发生在无氧呼吸过程中，人体无氧呼吸只能产生乳酸；D中的物质变化发生在有氧呼吸过程中，人体能够进行有氧呼吸，所以D项正确。2【解析】选D。该图表示有氧呼吸过程；甲、乙分别表示细胞质基质、线粒体基质，酵母菌是真核生物，
51、可以在甲、乙中发生生理过程，乳酸菌是原核生物，只能在甲中发生生理过程；物质表示丙酮酸，物质表示H；丙表示线粒体内膜，在该处H和氧气反应生成水，同时产生大量能量，生成大量ATP。【例2】 【解析】水的光解发生在类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2t3，限制光合作用的是暗反应，要想提高光合速率，应提高CO2浓度，B项错误；t3t4，光合速率提高是因为暗反应增强，同时也促进了光反应的进行，光反应和暗反应是相互联系、相互依存的整体，C项错误；t4后短暂时间内，细胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi，但是因无光，不能合成ATP，所以ADP和Pi含量升高，且C3化合物还原后的直接产物也因不断消耗
52、而减少，D项正确。【答案】D【跟踪训练】【解析】本题利用坐标曲线图考查光合作用和细胞呼吸的关系，以及光合作用过程中C3和C5含量变化的相关知识。(1)O点时无光照，此时植物细胞只进行细胞呼吸，OA段表示细胞呼吸吸收的O2量，此时能够影响细胞呼吸的外界因素有温度、O2浓度、CO2浓度等。不同植物在相同条件下OA段长短不同，直接原因是线粒体的数量不同，根本原因是遗传物质(基因)的差异。(2)图1中C点与D点相比O2释放量还在增加，因此限制CD段的因素是横坐标所示因素即CO2浓度。该因素值的降低会使C3合成速率减慢，导致H和ATP积累，继而使光反应的速率降低，因此会影响光反应的速率。(3)观察图2曲
53、线，因黑暗条件下只进行暗反应，则C3含量增加，C5含量减少，可知曲线a、b表示C3含量变化，曲线c、d表示C5含量变化。又因mc时CO2浓度比md时低，则mc时暗反应固定的CO2比md时的少，故C3含量低，对应曲线b，此时光照适宜，产生的H和ATP不变，则mc时C5含量会比md时的高，对应曲线c。图1中曲线超过D点后变平，此时O2释放量不再增加，原因是受到酶活性和数量的制约。【答案】(1)温度、O2浓度、CO2浓度呼吸酶的活性(线粒体的数量)遗传物质(基因)的差异(2)CO2浓度会CO2浓度降低会使C3合成速率减慢，导致H和ATP积累，继而使光反应的速率降低(3)b和c酶活性和数量(叶绿体或色
54、素的数量)【例3】 【解析】(1)表中实验课题的自变量有两个，植物的种类和光质。研究不同植物的光合作用，根据单一变量原则，自变量为植物的种类，其他条件均适宜。红光更有利于植物的光合作用，所以最好选择的容器标号为1和3。(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，装置内不断产生氧气，会使U型管左侧液面上升。由表中容器1两侧液柱高度差为240 mL/8 h可知，每小时液柱差高度变化为30 mL。因为原来两液面高度相同，所以每小时氧气变化量为15 mL/h，此即净光合作用速率。如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，说明实验受温度、大气压的影响，原装置气体体积减小，则容器1校正之后的净光合速
55、率比原来大。(3)要测量天竺葵植株的呼吸速率，必须避免光合作用的发生，要对装置进行遮光处理。又因为呼吸作用中吸收氧气和放出二氧化碳的量相等，烧杯中盛放氢氧化钠溶液，吸收掉二氧化碳，则装置中氧气的变化量即为植物的呼吸速率。【答案】(1)植物的种类和光质1和3(2)上升15大(3)对装置进行遮光处理，烧杯中盛放氢氧化钠溶液(或能吸收CO2的液体)，测量单位时间内水柱移动的距离【跟踪训练】【解析】(1)若装置a植物在一段时间内进行有氧呼吸与光合作用，呼吸底物为糖类，光合作用吸收CO2体积等于释放O2体积，有氧呼吸吸收O2体积等于释放CO2体积，两种生理过程都不会引起气体体积改变，因此无法根据油滴是否
56、移动比较两个生理过程的强弱。(2)装置b中NaOH吸收CO2导致容器内无CO2，植物无法进行光合作用，但消耗氧气进行呼吸作用，导致容器内压强减小，油滴左移。(3)装置c从光下突然移到黑暗处，H和ATP的产生减少，C3的还原受阻，导致细胞内C3含量升高。(4)装置b和d中都有NaOH溶液，导致容器中无CO2，植物无法进行光合作用，因此不能用于探究光合作用的相关实验。【答案】(1)不一定(2)左b装置中不存在CO2，植物只进行细胞呼吸消耗O2，而释放的CO2被NaOH吸收，导致装置内气压变小，液滴左移(3)升高(4)不可行因为装置d与装置b中都不存在CO2，都不能进行光合作用【易错判断】1。肺炎双
57、球菌属于原核生物， 细胞中只有核糖体一种细胞器，与有氧呼吸有关的酶存在于细胞膜和细胞质基质中。2。光合作用可促进物质循环，但是能量不能循环。3。叶片黄化，说明叶片缺少叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片黄化，叶绿体对红光的吸收减少。4。有氧呼吸前两个阶段产生的H在线粒体内膜上与氧结合生成水。5。破伤风杆菌属于厌氧菌，在有氧条件下，其繁殖受抑制。6。植物在冬季光合速率低的主要原因是光照强度弱，气温低。7。由于叶绿素的合成需要镁元素，故在缺镁的培养液中番茄幼苗叶绿素合成受影响，所以光反应强度降低，导致H和ATP含量下降，进而使暗反应强度也跟着降低。8。乳酸杆
58、菌进行无氧呼吸，在细胞质基质中产生乳酸。9。光反应产生ATP，为暗反应提供能量；合成H，为暗反应提供还原剂。10。CO2的固定发生在暗反应阶段，场所为叶绿体基质；CO2的产生发生在有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体基质。 题型归类技能强化 【例】(1)10001200(2)气孔导度光照(3)降低【特色训练】1【解析】选C。图甲C点和F点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用开始于C点之前，结束于F点之后，A项正确。图乙中的d点之前，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度不断升高；d点之后到h点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，环境中CO2浓度不断降低；h点之后，呼吸作用强度大于光合
59、作用强度，环境中CO2浓度又开始不断升高，但不能升高到d点对应的CO2浓度，B项正确。在图甲中的F点，光合作用强度等于呼吸作用强度，对应图乙中的h点，C项错误。根据图甲可直接看出，玻璃罩内的CO2浓度降低，植物体的有机物含量会增加，D项正确。2C3【解析】选BCD。胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素。分析题图可以看出血糖浓度的降低先于胰岛素，故A的推测错误；运动组血糖比对照组血糖相对低，餐后相对对照组的胰岛素浓度，运动组的胰岛素分泌高峰提前，升高幅度降低，故B、C的推测正确；餐后适度运动，血糖浓度相对降低，由此可减轻IGT人群胰岛B细胞的分泌负担，故D的推测正确。4【解析】选D。由留树天数和落果率
60、的曲线信息可获知，随天数延长，落果率逐渐升高，且落果率由低到高的顺序为：赤霉素2,4D2,4D赤霉素赤霉素2,4D赤霉素2,4D，故C项正确；赤霉素、2,4D能防止落果，脱落酸促进落果，赤霉素、2,4D二者与脱落酸对落果的调控有拮抗作用，D项不正确。5【解析】(1)高等植物叶肉细胞的叶绿体是光合作用进行的场所。捕获光能的四种色素(叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素)中，叶绿素a的含量最多。(2)光合作用过程分为光反应和暗反应，光反应阶段中产生的H和ATP为暗反应中C3的还原提供还原剂和能量；暗反应阶段C5先与CO2结合生成C3，C3再在光反应提供的H和ATP作用下还原生成有机物。(3)在光照
61、强度低于8102 molm2s1时，转基因水稻的光合速率随光照强度的增强而增大，所以在此光照强度范围内，限制光合速率的主要因素为光照强度。光照强度增强，产生H、ATP增多，会提高C3还原生成有机物的速率；而气孔导度降低，细胞中CO2浓度下降，C3减少，会使C3还原为有机物的速率下降，正负影响相互抵消，光合速率可基本保持不变。(4)由图中转基因水稻和原种水稻气孔导度的差别可以判断PEPC酶会通过增大气孔导度而提高水稻在强光下的光合速率。由图分析，转基因水稻的光合速率在(814)102 molm2s1范围内随着光照强度的增强而逐渐增大，所以转基因水稻适合在强光下生长。【答案】(1)叶绿体叶绿素a(2)C5H和ATP(3)光照强度光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”)(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率强光