第3课时 细胞呼吸的方式和过程
学习目标 1.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸类型(重点)。2.描述有氧呼吸的过程(重、难点)。
考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．细胞呼吸
(1)概念：是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。
(2)类型：________________。
2．探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌是一类________________，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于______________，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
(2)科学的研究方法——对比实验
设置两个或两个以上的________，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，这样的实验叫作对比实验，也叫________________实验。
(3)实验过程及结果
①连接装置(甲为有氧呼吸实验装置，乙为无氧呼吸实验装置)
注意 B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
②实验结果和结论
观察项目 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置
澄清石灰水出现混浊所需时间及混浊程度比较
溴麝香草酚蓝溶液变色情况比较
酸性重铬酸钾检验情况比较
实验结论 酵母菌在有氧条件下进行 ，产生大量的 酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的
(4)本实验为对比实验，分析各种变量：
①自变量为________________。
②因变量为________________________________。CO2的鉴定：CO2可使______________变混浊，也可使_____________溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定：酒精与橙色的_____________溶液在________条件下发生化学反应，变成________色。
③无关变量：____________________等，要遵循________原则。
(1)源于必修1 P91：由于____________________________________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。
(2)源于必修1 P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有________(填序号)。
①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1．配制酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入新鲜酵母菌，煮沸的目的是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．教材“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置中：为什么B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关分析错误的是( )
A．质量分数为10%的NaOH溶液能够吸收空气中的CO2
B．可用溴麝香草酚蓝溶液代替澄清的石灰水来检测呼吸产物CO2
C．与B瓶酵母菌相比，A瓶中酵母菌的细胞呼吸需要水的参与，而且也有水的生成
D．B瓶酵母菌细胞呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
2.(2023·河北唐县高三模拟)酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是( )
A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生
B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化
C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完
D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定
考点二 细胞呼吸的方式和过程
1．有氧呼吸
(1)过程图解
(2)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源和去向)
(3)有氧呼吸过程的总结
①[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
②有氧呼吸过程中，水的利用发生在________阶段，水的产生发生在________阶段，氧的利用发生在________阶段，CO2的产生发生在________阶段。因此，CO2中的氧来自__________，生成物水中的氧来自________。
③有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是________阶段。能产生[H]的步骤有________阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放________________。
④在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为_____________、_____________到_____________；而NAD＋相反。
2．无氧呼吸
(1)过程
(2)不同生物无氧呼吸产物类型及原因
3．无氧呼吸与有氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场所 细胞质基质
条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶
物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成 或酒精和CO2
能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放 能量，产生少量ATP
特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制
联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP
(1)源于必修1 P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过____________过程联系起来。
(2)源于必修1 P96“思维训练”：科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的________________，二者在共同繁衍的过程中，________________进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
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，比如慢跑、骑自行车等。在有氧运动时，体内积存的糖分会被氧化而消耗，同时脂肪也会加快“燃烧”，是健康的减肥方法，并且能增加心肺功能。无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动，例如，举重、百米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率，增加肌肉新陈代谢率，提高身体免疫力。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。
1．有氧呼吸与有机物在体外燃烧有什么不同？对生物体有何意义？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．无氧呼吸过程中能量的去路有哪些？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4．若分解底物均为葡萄糖，则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量，是否正确？为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是( )
A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18O
B．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色
C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质
D．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
4．(多选)下列有关细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述中，不正确的是( )
A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能形式散失
B．剧烈运动时，人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质
C．进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体
D．无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累
归纳总结 细胞呼吸的3点注意
(1)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(3)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
考点三 细胞呼吸类型的判断及相关计算
1．判断细胞呼吸方式的三大依据
2．细胞呼吸反应中各物质量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②无氧呼吸
______________________________________；C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝________。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝________。
欲确认某植物种子的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示：
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是__________________，根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。
(2)装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用__________________________________。
(3)实验结果分析
判定呼吸方式时，底物一般是葡萄糖。分析如下：
装置1 装置2 结果
着色液滴左移 着色液滴不动
着色液滴不动 着色液滴右移
着色液滴左移 着色液滴右移
着色液滴不动 着色液滴不动
(4)为了排除环境因素对实验结果的干扰，需要设置对照实验，该对照组的设置方法是_____________________________________________________________________________。
(5)若装置1、2中的着色液滴均左移，则可能的原因是_____________________________。
5．有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如图所示。据图中信息推断，正确的是( )
A．当O2浓度为a时，酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
B．当O2浓度为c时，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸
C．当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸方式有所不同
D．a、b、c、d不同O2浓度下，细胞呼吸各阶段都能产生[H]和ATP
6．为探究酵母菌的细胞呼吸方式而设计的实验装置如图。下列有关分析错误的是( )
A．若装置1和装置2有色液滴均不移动，则表明酵母菌无生命力
B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中有色液滴不移动，装置2中有色液滴向右移动
C．装置1和装置2酵母菌培养液中酵母菌的数量会影响有色液滴的移动
D．若装置1和装置2有色液滴向左、右移动距离均为3个单位，则两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖2个单位
1．(2022·山东，4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
2．(2022·江苏，8)下列关于细胞代谢的叙述正确的是( )
A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
3．(多选)(2022·江苏，15)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP
4．(2020·山东，2)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ATP
C．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
5．(2022·河北，4)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体
B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
6．(2020·全国Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
1．判断关于酵母菌呼吸方式的叙述
(1)探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2( )
(2)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的( )
(3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用重铬酸钾溶液鉴定二氧化碳的含量( )
2．判断关于有氧呼吸和无氧呼吸过程的叙述
(1)乳酸菌的细胞质中能产生[H]、ATP和CO2等物质( )
(2)细胞内生成的NAD＋参与葡萄糖转化成丙酮酸的反应( )
(3)若某真核细胞没有线粒体，则该细胞不能进行有氧呼吸( )
(4)无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中( )
(5)小白鼠吸入18O2后，尿中的水可能含18O，呼出的CO2也可能含18O( )
(6)丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解释放的能量都可用于ATP的合成( )
3．填空默写
(1)(必修1 P93)有氧呼吸：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把_____________，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(2)请写出有氧呼吸和无氧呼吸的反应式。
①有氧呼吸：___________________________________________________________________。
②产酒精的无氧呼吸：___________________________________________________________。
③产乳酸的无氧呼吸：___________________________________________________________。
第3课时 细胞呼吸的方式和过程
考点一 归纳
1．(1)氧化分解 ATP (2)有氧呼吸和无氧呼吸
2．(1)单细胞真菌 兼性厌氧菌 (2)实验组 相互对照
(3)②短且混浊程度较大 长且混浊程度较小 变黄且时间短 变黄且时间长 不变色 由橙色变成灰绿色 有氧呼吸 CO2 酒精 CO2
(4)①氧气的有无 ②CO2产生的速率；酒精产生的速率 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝 重铬酸钾 酸性 灰绿 ③温度、试剂用量 等量
教材隐性知识 (1)葡萄糖也能与酸性重铬酸钾
(2)①②③
拓展
1．一方面杀死葡萄糖溶液中的微生物，可以排除其他微生物对实验结果的影响，另一方面也可以排出溶液中的O2。
2．消耗完B瓶中的O2，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
突破
1．D [B瓶酵母菌进行的是无氧呼吸，其细胞呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中，D错误。]
2．B [该装置的B瓶中可加入澄清石灰水，根据是否变混浊检测CO2的产生；培养一段时间后，从A瓶中取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生；斐林试剂可检测葡萄糖的有无，故可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完；酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，故应适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行酒精的鉴定。]
考点二 归纳
1．(1)细胞质基质 C6H12O62丙酮酸＋4[H]＋能量 线粒体基质 2丙酮酸＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量 线粒体内膜 24[H]＋6O212H2O＋能量
(2)
(3)②第二 第三 第三 第二 葡萄糖和水 O2 ③第三 第一、二 大量能量 ④细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
2．(1)乳酸 酒精和CO2 (2)乳酸 基因 酒精和CO2
3．细胞质基质和线粒体 乳酸 少量
教材隐性知识 (1)细胞呼吸 (2)需氧细菌 需氧细菌
拓展
1．(1)与体外燃烧相比，有氧呼吸过程温和，能量经过一系列的化学反应逐级释放；有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失。(2)对生物体的意义：使有机物中的能量逐步转移到ATP中，逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用，而且有利于维持细胞的相对稳定状态。
2．在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
3．(1)大部分储存在酒精或乳酸中。(2)释放的能量中大部分以热能形式散失。(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。
4．不正确，由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2，只有有氧呼吸才能产生CO2，因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
突破
3．C
4．ABD [无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要储存在酒精或乳酸中，释放的能量的主要去向是以热能形式散失，A错误；人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，B错误；进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体，如蓝细菌，无线粒体，因有与有氧呼吸有关的酶，可进行有氧呼吸，C正确；无氧呼吸和有氧呼吸过程中都没有[H]积累，D错误。]
考点三 归纳
1．有氧 乳酸 无氧呼吸 脂质
2．(1)②C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
(2)③3∶4 ④3∶1
拓展
(1)吸收二氧化碳 (2)消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值 (3)只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸 只进行产生酒精的无氧呼吸
既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸 细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸
(4)在装置中装入煮熟的种子，其他条件不变 (5)种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪
突破
5．C [分析曲线可知，O2浓度为a时，产生酒精的量与释放二氧化碳的量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，A错误；当O2浓度为c时，无氧呼吸产生的酒精量为6 mol，根据无氧呼吸反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3 mol，此时有氧呼吸产生的二氧化碳量为15－6＝9(mol)，则有氧呼吸消耗的葡萄糖是1.5 mol，所以用于无氧呼吸的葡萄糖占2/3，B错误；O2浓度为b时，酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，O2浓度为d时，不产生酒精，只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，C正确；有氧呼吸过程中各阶段都能产生ATP，但第三阶段不能产生[H]，而进行无氧呼吸时，第二阶段不能产生[H]和ATP，D错误。]
6．D [若装置1中液滴向左移动3个单位的距离，则其有氧呼吸消耗葡萄糖0.5个单位，装置2中液滴向右移动3个单位，说明释放的二氧化碳量与消耗氧气量的差值为3，则无氧呼吸消耗葡萄糖1.5个单位，装置1中酵母菌也可能会进行无氧呼吸而消耗葡萄糖，因此两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖可能会大于2个单位，D错误。]
重温高考 真题演练
1．C
2．B [光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳，B正确；蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但可以进行有氧呼吸，C错误；供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP，D错误。]
3．BC [由题图分析可知，三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗O2，A错误；物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。]
4．B
5．B [能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾与酒精发生化学反应，呈现灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。]
6．D [有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。据此推理，若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，A正确；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乙醇、CO2的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D错误。]
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)√ (3)×
2．(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
3．(1)葡萄糖等有机物彻底氧化分解 (2)①C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
②C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
③C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量长句表达(二) 细胞代谢中的原因分析
1．(分析原因类)(2022·全国甲，29节选)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是______________________________________________________________(答出1点即可)。
2．(分析原因类)(2021·全国甲，30节选)某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA－Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)。该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是_________________
______________________________________________________________________________。
3．(2022·全国乙卷，29节选)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题：
(1)(分析原因类)O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是____________
_______________________________________________________________________________。
(2)(说明依据类)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是_________________________________________________________。
此类题目属于非选择题中的“科学思维”的特征设问，此类题目在语言表达题型中所占比例很高，其设问方式一般有以下几种：“……合理的解释是________”“……判断的依据是________”“……其原因是____________________” “……其机理是________”等。这些试题旨在考查考生在新情境条件下对知识体系的掌握程度，也是对《高考评价体系》中的关键能力和学科素养进行考查，是真正素质考查的体现。
一、原因类试题的类型
1．解释已知条件与结果之间的逻辑关系，该类试题一般已知某一特定外界条件的改变，然后要求考生回答某一生理过程发生什么样的改变，最后要求考生回答该生理过程发生改变的原因。例如，(2019·全国Ⅰ，29)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___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
2．没有对应的外界条件，要求考生直接解释某一生理现象出现的原因。例如，(2020·全国Ⅰ，30)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是__________________________
________________________________________________________________(答出1点即可)。
第一类原因类试题所占比重更大，分值也更大，难度也更高，考生往往不知道如何组织文字，很难把要点答全，也会因为答案不准确、不规范而失分。
二、解题策略
1．解释已知条件与结果之间逻辑关系——因果桥法
分析高考题中长句描述题的标准答案就会发现，其实答案用词的出处一般有两个：一是命题者在描述题干时的信息，二就是教材中的重要概念、原理等。
例1 (2022·全国甲，29节选)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是________________________________________________________________。
答案 C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
例2 (2018·全国Ⅰ，30节选)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：
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_______________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
答案 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
2．不同情境的解题策略
(1)从分子和分母两方面分析比例变化
例3 (2019·全国Ⅰ，37节选)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/L)。
回答下列问题：若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会______________，其原因是_____________________________________________。
答案 下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖
(2)从来源和去路两方面分析物质含量变化
例4 (2020·山东，24节选)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是___________________________
______________________________________________________________________________。
答案 长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量
(3)要从正面回答而不要从反面回答
例5 (2017·全国Ⅰ，37节选)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是____________________________________________________________________________。
答案 尿素 其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用
剖析 为了筛选可分解尿素的细菌，培养基中应该以尿素作为唯一氮源。不选择其他两组的原因不能从反面回答，如“培养基中应该以尿素作为唯一氮源”，而应该从正面回答选择其他两组带来的负面影响，即“因为其他两组都含有NH4NO3，导致能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，所以不能起到筛选作用”。
(4)既要解释前者又要解释后者
例6 (2019·全国Ⅰ，38节选)目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_________________________________________________________。
答案 TaqDNA聚合酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
剖析 部分考生只回答了使用酶的原因“TaqDNA聚合酶热稳定性高”，而没有回答不使用大肠杆菌DNA聚合酶的原因“大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活”。当解释“不是……而是……”“只能……而不能……”“用……而不用……”等原因时，既要解释前者又要解释后者。
(5)运用“只有……才能……”的方式解释原因
例7 (2022·广东，21节选)研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是___________________________________________________________________________。(答一点即可)
答案 某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)
1．对于植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度不一定相等，理由是________________________________________________________________。
2．绝大多数的多肉植物有一种特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，固定CO2产生苹果酸储存在液泡中(如图一)；白天气孔关闭，苹果酸脱羧释放CO2，用于光合作用(如图二)。夜间多肉植物细胞内的pH会下降，原因是_____________________________________________。
3．在决定小麦产量的灌浆期，若遭遇连续高温和强光的双重胁迫，会导致光合系统破坏，造成产量下降。光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合物，分布于叶绿体类囊体膜中，叶绿体psbA基因编码的 D1蛋白是 PSⅡ反应中心的重要蛋白。
(1)科研人员发现一种碳纳米荧光材料，能吸收紫外光并将其转换为蓝紫光，用该材料处理叶绿体后，极大地提高了光合作用效率，分析其原因是_________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)科研人员以正常植株和突变植株(psbA基因过量表达)为材料进行实验，发现在炎热晴朗的夏季，两种类型的植株都出现光合“午休”现象，且突变植株的光合“午休”现象弱，分析其原因是_______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
4．(2022·湖南，17)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题：
(1)在此条件下，该水稻种子__________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻______(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是__________________
________________________________________________________________(答出两点即可)。
若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害，减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有__________特性。
长句表达(二) 细胞代谢中的原因分析
考题示例
1．自身呼吸消耗或建造植物体结构
2．dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一
3．(1)主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白达到饱和 (2)甲的NO最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗氧气多
强化训练
1．植物细胞有细胞壁的支持和保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度
2．夜间多肉植物细胞固定CO2产生苹果酸；夜间多肉植物细胞呼吸产生CO2形成H2CO3
3．(1)蓝紫光更容易被叶绿体中的色素吸收，加快了光反应速率，为暗反应提供充足的NADPH和ATP (2)D1蛋白含量升高，PSⅡ活性升高，光反应速率升高
4．(1)能 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2)不能 光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花 (3)耐受酒精毒害微专题一 实验技能专题
一、实验设计遵循的原则
1．科学性原则
(1)选材科学性：如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料，因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。
(2)实验方法科学性：如使用双缩脲试剂时应先加入A液，再加入B液。
2．单一变量原则和等量原则
二者是完全统一的，只不过强调的侧重点不同，前者强调的是自变量的单一性即实验组和对照组相比只能有一个变量，而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量，必须严格控制在适宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。
3．平行重复原则
为减小实验误差应进行多次实验，如探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中，每次计数都要重复至少3次。
4．对照原则(为使实验结果更有可信度，需设置对照组)
(1)空白对照：即对照组不做任何变量处理。如探究胰岛素的生理作用实验中，对小鼠进行饥饿处理后，注射胰岛素的为实验组，注射等量生理盐水的为对照组。
(2)自身对照：即对照组和实验组在同一实验对象上进行，不再设置新的对照组，如观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，质壁分离状态与自然状态形成对照。
(3)条件对照：即给对照组施加变量处理，但这种处理不是实验假设所定的。如探究甲状腺激素的生理作用实验中，实验组为饲喂甲状腺激素，空白对照为饲喂等量生理盐水，可以再增加一组对照组，饲喂甲状腺激素抑制剂，即条件对照，这样可以增加实验的说服力。
(4)相互对照：即不单独设对照组，而是几个实验组之间相互进行对照。如探究温度、pH对酶活性影响的实验中，各组既是实验组，又是其他组的对照组。
二、实验设计的基本方法
实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。
1．实验目的
(1)验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证……”即为该实验的实验目的。
(2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。
典题1 科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题：
实验目的：___________________________________________________________________。
2．实验假设
假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。
典题2 当环境中存在一定浓度的某些致突变物时，会导致染色体断裂，不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而是在细胞质基质中形成椭圆形异常结构，称为微核，微核与主核有相同染色效果，但体积较小(如图所示)。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是________
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
3．实验原理
实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。
典题3 为验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验，某同学的实验方案如下：
(1)将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。
(2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。
(3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用，则该实验的原理是____________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
思维导图
4．实验思路
思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。
典题4 (2019·全国Ⅰ，29节选)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。
有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
典题5 (2021·山东，23)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：_______________________________________________________。
实验现象：________________________________________________________。
5．实验步骤
步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。实验步骤设计的一般程序：
注意 自变量的处理方法
(1)“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺。
(2)“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。
典题6 现有新发现的一种感染人体A细胞的病毒C，请利用所提供的材料用具，设计两种方法探究病毒C的遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具：一定数量的无放射性的A细胞、无放射性的A细胞培养液，含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的A细胞的培养液、含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的A细胞的培养液、无放射性的病毒C等。
实验步骤：
第一步：取一定数量的A细胞分成等量的甲、乙两组，用含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养甲组的A细胞，用______________________________________________培养乙组的A细胞。
第二步：将____________________平均分成两份，分别感染甲、乙两组培养的A细胞。
第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测_______________________。预期结果及结论：
①若___________________________________________________________________________，则病毒C是DNA病毒。
②若__________________________________________________________________________，则病毒C是RNA病毒。
6．实验结果和结论
实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法：
(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。
(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。
(3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。
(4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。
典题7 褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素，能够调节机体免疫和睡眠作用。某研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究，结果如表。回答下列问题：
测定 组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性(相对值) 抗体生成细胞数量(相对值)
对照组 1 1 1
低剂量组 1.31 1.62 1.05
高剂量组 1.05 1.16 1.03
(1)实验前，小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处，调节着小鼠自身免疫功能。据表中信息分析，褪黑素可能作用的细胞有_______________________________________________(答出两点即可)。
(2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明NK淋巴细胞能参与________免疫过程。据表结果分析，褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其________有关。
(3)综合上述分析，推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是_________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)研究发现，褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具，设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具：睡眠情况相同的健康小鼠若干只，一定剂量的褪黑素溶液，生理盐水，计时器等。
实验设计思路：________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
预期结果及结论：______________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
三、实验方案评价与修订试题的解答思路
典题8 研究者以小鼠为实验材料，探讨动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。回答下列问题：
(1)向正常小鼠VMN区神经元中转入基因表达载体，指导合成的蛋白会被光激活，进而激活氯离子通道蛋白，使氯离子流入细胞内。
①当向VMN区神经元照光后，VMN区神经元____________(填“不兴奋”或“兴奋”)。
②研究者用胰岛素处理小鼠，创设低血糖条件，照光一段时间，检测小鼠的血糖含量，发现VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复。
(2)进一步研究VMN区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠)，指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋。以S鼠为实验材料，验证正常血糖浓度下，若VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高这一推测。
①实验方案：对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠，适宜的光照VMN区神经元一段时间；实验组用血糖含量正常的S鼠，适宜的光照VMN区神经元一段时间。随时间推移检测两组鼠的血糖含量。
请指出实验方案不当之处，并做修正：_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②支持推测的结果是：___________________________________________________________。
微专题一 实验技能专题
典题1 探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)
典题2 磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关
典题3 体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过注射葡萄糖来缓解
典题4 实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述经干旱处理的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。
解析 本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。
典题5 实验思路：取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理(或做假手术处理)；B组切除肾上腺；C组束缚(或做假手术并束缚)；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化 实验现象：A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白
典题6 含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的培养液 无放射性的病毒C 子代病毒的放射性 ①甲组产生的子代病毒C有放射性，而乙组产生的子代病毒C无放射性 ②甲组产生的子代病毒C无放射性，而乙组产生的子代病毒C有放射性
典题7 (1)脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞
(2)细胞 剂量 (3)褪黑素通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力(合理即可) (4)将小鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服一定剂量的褪黑素溶液，乙组口服等量的生理盐水，在相同环境中饲养，记录两组小鼠每天的睡眠时长 若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长，则褪黑素能延长小鼠睡眠时间；反之褪黑素能缩短小鼠睡眠时间
典题8 (1)①不兴奋 (2)①该实验方案的自变量设置不对，对照组应用血糖含量正常的S鼠，VMN区神经元不照光 ②两组鼠初始血糖含量相同，一段时间后，与初始血糖含量相比，对照组无明显差异，实验组显著升高第三单元 细胞的能量供应和利用
第1课时 降低化学反应活化能的酶
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，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
考点一 酶的作用和本质
1．细胞代谢
(1)细胞代谢概念：细胞中每时每刻都进行着________________，统称为细胞代谢。
(2)主要场所：________________。
2．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解(见教材P77)
(1)方法步骤
(2)实验过程的变量及对照分析
(3)实验结论
3．酶的催化作用机理
(1)活化能：分子从常态转变为_____________________的活跃状态所需要的能量称为活化能。
(2)酶催化作用的原理：________________________的活化能。
(3)意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。
4．酶本质的探究历程(连线)
5．酶的本质和作用
项目 内容 解释
产生部位 内产生 除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶
作用场所 可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用 可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能由细胞合成
酶的本质 大多数酶是 ，少数是 合成原料是 ，合成场所是___________(真核生物)
酶的功能 生物催化剂 酶只起 功能，且反应前后酶的 和_________不变
作用机理 降低化学反应的_____ 酶不能提供能量
源于必修1 P80“拓展应用”：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考回答下列问题：
(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？说出理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)乙酶活性改变的机理是什么？其活性能否恢复？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．分析酶的作用原理曲线
(1)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是________段。
(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是________段。
(3)表示酶降低的活化能是________段。
1．(多选)(2022·江苏盐城高三模拟)某课外兴趣小组用图示实验装置验证酶的高效性。下列有关叙述正确的是( )
A．两个装置中的过氧化氢溶液要等量且不宜过多
B．需同时挤捏两支滴管的胶头，让肝脏液和FeCl3溶液同时注入试管中
C．肝脏液中的过氧化氢酶、FeCl3都可以提高该反应的活化能
D．左边移液管内红色液体上升的速度比右边慢，最终液面比右边低
2．酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是( )
A．酶脱离生物体以后无法起作用
B．在酶的最适温度下储存酶
C．酶通过提供化学反应活化能加快反应速率
D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶
归纳总结 典型酶的种类和作用
酶的名称 酶的作用
淀粉酶 催化淀粉水解为麦芽糖
麦芽糖酶 催化麦芽糖水解为葡萄糖
蛋白酶 催化蛋白质水解为多肽
脂肪酶 催化脂肪水解为脂肪酸和甘油
DNA酶 催化DNA水解为脱氧核苷酸
DNA聚合酶 催化DNA复制产生子代DNA
RNA聚合酶 催化DNA转录产生RNA
纤维素酶 分解纤维素
果胶酶 分解果胶
逆转录酶 催化RNA形成DNA单链
DNA连接酶 将两个DNA片段的黏性末端或平末端连接起来
限制酶 识别DNA中特定的核苷酸序列并使磷酸二酯键断裂
酪氨酸酶 催化酪氨酸合成黑色素
解旋酶 催化DNA复制过程中DNA碱基间氢键的断裂
考点二 酶的高效性和专一性
1．酶具有高效性
(1)定义：与________________相比，酶降低活化能的作用________，催化效率更高。
(2)意义：使细胞代谢快速进行。
(3)曲线分析
①曲线分析：酶对应曲线_____，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线_____(填字母)。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率________。
2．酶具有专一性
(1)定义：每一种酶只能催化________________化学反应。
(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验步骤及结果
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
②实验结论：_______________________________________________________________。
(3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
(1)源于必修1 P84“相关信息”：已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)源于必修1 P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的________，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
1．同种酶有时会催化不同的反应，是不是就说明酶不具有专一性？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用的实验中能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？为什么？验证酶的专一性的另一思路是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(2023·江苏涟水县高三期中)“投弹手甲虫”遇到危险时，会瞬间从尾部喷出温度近100 ℃的气体攻击和吓唬靠近它的捕食者，如图所示。该行为主要体现了酶( )
A．具有专一性 B．具有可调节性
C．具有高效性 D．易受外界环境影响
4．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定
B．酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列
C．酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性
D．酶1与产物b的相互作用可以防止细胞生产过多的产物a
考点三 探究影响酶活性的条件
1．酶促反应一般是在________________的条件下进行的。
2．酶活性
(1)定义：酶催化特定______________________的能力。
(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。
3．探究温度和pH对酶活性的影响
(1)探究温度对酶活性的影响
①反应原理
蓝色________无蓝色出现
②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响________________，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)探究pH对酶活性的影响
①反应原理：2H2O22H2O＋O2。
②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用________________________的情况来检验O2的生成速率。
(3)实验步骤和结果
①探究温度对酶活性的影响
取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实 验 步 骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5 min 放入100 ℃热水中水浴5 min
三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四 取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象
实验结论 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度 都会影响酶的活性
②探究pH对酶活性的影响
试管编号 试管1 试管2 试管3
实验 步骤 一 2滴过氧化氢酶溶液
二 1 mL蒸馏水 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸 1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液
三 2 mL质量分数为3%的过氧化氢溶液
实验现象
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方) 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
实验结论 pH会影响酶的活性，酶的活性有适宜的pH范围
4.影响酶促反应速率的因素的曲线分析
(1)温度和pH对酶促反应速率的影响
①在最适宜的温度(B)和pH(E)条件下，酶的活性________。温度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE)，酶活性都会明显________。
②过酸(D)、过碱(F)或温度过高(C)，都会使________________遭到破坏，使酶________________；而在低温(A)下，酶的活性明显降低，但酶的________________稳定，在适宜的温度下酶的活性可以__________。因此，酶可以在________下保存。
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度____；不同温度条件下，酶最适pH________，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①图甲，在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而__________，但当底物达到一定浓度后，受__________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________。
(3)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因，果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间。抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制，图甲为两种抑制剂的作用机理模型，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，柠檬酸对PPO活性的影响为曲线c对应情况。
(1)竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)非竞争性抑制剂引起酶活性降低的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)据图乙分析柠檬酸属于哪种酶抑制剂？其与高温等因素对酶的影响是否相似？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
5．如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是( )
A．酶B和酶C的最适温度相似，但最适pH一定不同
B．图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同
C．图乙中d点，酶B和酶C的空间结构都有一定程度的破坏
D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人体的内环境中
6．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。下列分析正确的是( )
A．实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃
B．实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响
C．20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度会增加
D．60 ℃条件下，t2时增加底物的量不会改变产物浓度
归纳总结 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”
1．(2022·广东·13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
2．(2022·湖南，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
3．(2017·江苏，17)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是( )
A．碱性纤维素酶对污布类型2 的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
4．(2020·海南，8)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是( )
A．都可通过体液运输到全身
B．都在细胞内发挥作用
C．发挥作用后都立即被灭活
D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
5．(2021·湖北，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖
B．麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成
C．55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长
D．麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低
1．判断关于酶的催化作用和本质的叙述
(1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用( )
(2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成( )
(3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与( )
(4)酶是在核糖体上合成的生物大分子( )
2．判断关于酶具有高效性和专一性的叙述
(1)比较H2O2在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性( )
(2)一种化合物只有一种酶的结合位点是酶专一性的基础( )
(3)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验( )
(4)酶催化化学反应时空间结构不会发生改变( )
3．判断关于酶的作用条件较温和的叙述
(1)在“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH条件再加入底物( )
(2)可用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等来探究pH对淀粉酶活性的影响( )
(3)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同( )
(4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存( )
(5)胃蛋白酶在中性水溶液中空间结构会发生变化( )
4．填空默写
(1)(必修1 P78)活化能：________________________________________所需要的能量。
(2)(必修1 P78)与无机催化剂相比，酶________________的作用更显著，催化效率更高。
(3)(必修1 P81)酶是______产生的具有______作用的有机物，其中绝大多数酶是________。
(4)(必修1 P82)酶的专一性是指：________________________________。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的________是分不开的。
(5)(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在________________的条件下进行的。
(6)(必修1 P84)________________________________，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构________，因此，酶制剂适宜在________下保存。
第1课时 降低化学反应活化能的酶
考点一 归纳
1．(1)许多化学反应 (2)细胞质基质
2．(1)几乎不分解 对照 少量 促进过氧化氢 发亮 过氧化氢酶 燃烧猛烈
(2)①实验对象 温度和催化剂 ②H2O2分解速率 气泡产生的多少 ③实验结果
(3)加热 催化作用 高效性
3．(1)容易发生化学反应 (2)降低化学反应 (3)温和
4．①－e ②－a ③－c ④－d ⑤－b
5．活细胞 蛋白质 RNA 氨基酸或核糖核苷酸 细胞核或核糖体 催化 数量 化学性质 活化能
教材隐性知识 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。
拓展
1．(1)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降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。
(2)乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复。
2．(1)AC (2)BC (3)AB
突破
1．AB [新鲜肝脏中的过氧化氢酶、FeCl3都可以降低该化学反应的活化能，C错误；由于过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3，所以左边移液管内红色液体上升的速度比右边快，由于过氧化氢的量相等，产生的氧气一样多，最终两侧移液管中的液面等高，D错误。]
2．D [只要条件适宜，生物体中的酶可以在体外发挥作用，A错误；酶需要在低温下储存，B错误；酶通过降低反应的活化能加快反应速率，C错误；唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，可以被蛋白酶水解，D正确。]
考点二 归纳
1．(1)无机催化剂 更显著 (3)①A C ②更高
2．(1)一种或一类 (2)②淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性
教材隐性知识 (1)不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 (2)细胞壁
拓展
1．酶的专一性指的是酶可以催化一种或一类化学反应，不同的化学反应可能是同类的化学反应，故仍说明酶具有专一性。
2．不能；碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。可以用同一种底物、不同的酶进行实验验证，如用淀粉酶、蔗糖酶水解淀粉。
突破
3．C
4．C [同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同，B正确；从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性，C错误；酶1与产物b结合使酶1无活性，合成产物a的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物a，D正确。]
考点三 归纳
1．比较温和
2．(1)化学反应 (2)速率
3．(1)①麦芽糖 ②淀粉的水解 (2)②带火星的卫生香燃烧
(3)①呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色 过高或过低 ②有大量气泡产生 无明显气泡产生 无明显气泡产生
4．(1)①最高 降低 ②酶的空间结构 永久失活 空间结构 升高 低温 不变 也不变 (2)①加快 酶数量 ②正比 (3)酶 反应物
拓展
(1)竞争性抑制剂的分子结构与底物的非常相近，可以与底物竞争酶活性部位来影响催化效果。
(2)非竞争性抑制剂与酶结合后，诱导酶的空间结构发生改变，使酶失去活性。
(3)非竞争性抑制剂；相似。
突破
5．C
6．D [实验结果表明在三组设定的温度中40 ℃时酶活性最高，但不能说明酶的最适温度是40 ℃，A错误；实验过程中pH是无关变量，必须保持相同，如果pH变化会对实验产生影响，B错误；20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度不再增加，因为此时反应物已经消耗完，C错误；60 ℃条件下，t2前酶已经失活，所以t2时增加底物的量不会改变产物浓度，D正确。]
重温高考 真题演练
1．C [分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。]
2．B
3．C [由实验结果可知，由于没有设置对照，不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误；由于存在多个变量，不能说明不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力，B错误；通过实验数据比较可知，碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C正确；通过实验结果不能得出加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力的结论，D错误。]
4．D [胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥作用，B错误；胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错误；胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。]
5．C [在麦芽中存在麦芽糖，A错误；麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，B错误；麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高，D错误。]
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2．(1)× (2)× (3)× (4)×
3．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
4．(1)分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态
(2)降低活化能 (3)活细胞 催化 蛋白质 (4)每一种酶只能催化一种或一类化学反应 专一性 (5)比较温和
(6)过酸、过碱或温度过高 稳定 低温微专题二 提高农作物产量
中国这样一个接近15亿人的发展中大国，粮食一直是“天字第一号”的大问题。中国科学院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平是杂交水稻育种的开拓者，在为我国和世界解决粮食安全问题上做出了卓越的贡献。近两年国际粮价大涨，世界粮食储备降到了30年来的最低点，特别是由于战争，进一步诱发多个国家的粮食危机，甚至损害了经济增长并危及政治安全，在这种背景下，中国对粮食安全的担忧大为增加。
命题点有：控制影响作物光合作用和细胞呼吸的环境因素(光照、二氧化碳、水、肥、矿质元素、轮作、间作、补光调温)、先进的育种技术、植物生长调节剂、科学防治害虫提高作物产量。
连作：是指一年内或连年在同一块田地上连续种植同一种作物的种植方式。连作的缺点是会使土壤养分不能满足同种蔬菜的需要，易受病虫害；同时同一蔬菜作物分泌物累积过多，会影响同种蔬菜根系的发展，植株不能正常生长，使产量降低。只有同一种或同一类蔬菜相隔2～3年或更长一些时间以后再种在同一块田地上才能避免这种情况的发生。
轮作：在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。轮作可避免连作的缺点，使作物根系发达，生长健壮，病害较少。
间作：指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。采用间作要考虑浅根作物和深根作物、早熟品种和晚熟品种以及不同作物种类对土壤养分的需求不同等因素。
套作：又称套种，是指在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的一种种植方式。
混种：指在同一块地同时混播几种作物，如胡萝卜与小白菜混播，小白菜出土快而胡萝卜出土较慢，小白菜可起遮荫作用，使胡萝卜苗生长良好。
补光增温，是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供给温室植物生长发育所需光源，并通过一定的技术手段来适当增加温室内的温度，来提高作物的产量。
农业病虫害可以使用农业防治的方法，种植作物时轮作，提前对土壤消毒杀菌，使用腐熟有机肥，栽培时科学管理。也可以使用物理防治，比如日光曝晒、黑光灯诱杀、建造障壁、高压等。还可以使用生物防治，主要有捕食性生物、寄生性生物、病原微生物。或可以使用化学防治，选择农药来喷雾或浇灌，效果较好。
跟踪训练
1．(2023·江苏南通高三期中)下列有关农谚的解释，错误的是( )
选项 农谚 解释
A 白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧 适当提高昼夜温差，有利于有机物的积累，增加产量
B 稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜 不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量
C 地尽其用用不荒，合理密植多打粮 提高农作物种植密度，可提高光合作用速率，增加产量
D 锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产 施用有机肥可为农作物提供CO2和无机盐，增加产量
2.(多选)(2023·江苏泰州高三检测)农谚有云“麦连十年没几颗，棉连十年无花朵”，指在同一块土地上连续多年只种小麦或棉花，其产量常逐年下降。同一种或同一科作物在同一块地连续种三茬或三年以上称为重茬，下列相关叙述正确的是( )
A．重茬会导致专一性侵害某种农作物的害虫和病菌大量繁殖
B．某些农作物根部被共生固氮菌感染引发根瘤会导致产量下降
C．小麦重茬时与其外形相似的伴生杂草大量繁殖，且不易被发现和清除
D．轮作倒茬可以缓解由于重茬引起的土壤中某种矿质元素含量降低的现象
3．(多选)(2023·江苏苏州高三模拟)科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法正确的是( )
A．CO2浓度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．bc段适时通风、mn段适时遮阴可有效缓解Pn下降
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照强度逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
4．在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是( )
盐浓度/ (mmol·L－1) 最大光合速率/ (μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率/ (μmol CO2·m－2·s－1)
0(对照) 31.65 1.44
100(低盐) 36.59 1.37
500(中盐) 31.75 1.59
900(高盐) 14.45 2.63
A.细胞中大多数无机盐以化合物形式存在
B．植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸产生的CO2量来测定
C．与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多
D．高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降
5．(2023·河北保定高三模拟)给农作物施肥的同时，往往需要适当浇水。下列关于浇水原因的分析，错误的是( )
A．肥料中的矿质元素需要溶解在水中才能被农作物根系吸收
B．防止土壤溶液浓度过高造成农作物缺水萎蔫，甚至死亡
C．农作物对水的吸收与对无机盐的吸收是同一个生理过程
D．供水充足时蒸腾作用旺盛，能促进矿质元素由导管向上运输
6．(多选)(2023·河北张家口高三检测)温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下措施能提高作物产量的是( )
A．增加光照强度
B．增加室内CO2浓度
C．减小室内昼夜温差
D．采用绿色玻璃盖顶
7．甜瓜是新疆重要的经济作物。图1为甜瓜叶绿体内进行的光合作用过程。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将磷酸丙糖不断运出叶绿体用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运回叶绿体。温室种植甜瓜常需要补光以增加产量。图2表示三种不同补光条件下甜瓜光合速率的曲线图。请回答下列问题：
(1)图1中，场所Ⅰ处影响光合速率的内因主要有__________和与光反应有关的酶等；场所Ⅱ的名称是__________。
(2)图1中，物质D是__________________，物质B的去向是进入__________和大气中。若其他条件不变，CO2供应突然减少，则短时间内物质E的相对含量将__________。
(3)据图1分析，若磷酸转运器的活性受抑制，则甜瓜的光合速率将__________。
(4)据图2分析，__________更有利于提高甜瓜的产量，其原因是该措施能直接促进光合作用________阶段的效果更显著。
(5)随着温室甜瓜补光天数的增加，发现有些甜瓜出现叶面发黄的现象，从而降低了甜瓜的光合速率。瓜农经多年种植发现用苦豆子作为绿肥可解决这一问题。研究人员测定了不同苦豆子绿肥施用量下甜瓜的单果重及粗蛋白、Vc(维生素C)含量，M0～M4组分别是每株0 g、
100 g、200 g、300 g、400 g的绿肥施用量，结果如图3所示。据此分析，甜瓜品质最佳的苦豆子绿肥施用量是______________组。
8．(2020·全国Ⅰ，30)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有___________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是______________________(答出1点即可)。
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________________________________________________________________________，选择这两种作物的理由是_____________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
微专题二 提高农作物产量
跟踪训练
1．C
2．ACD [固氮菌可以固氮，提供氮素，有利于作物的生长，提高产量，B错误。]
3．BCD [日出后光照强度逐渐增大，ab段、lm段油桃固定CO2的速率逐渐增大，因此Pn随光照增强而增加，A错误；大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因环境温度过高导致部分气孔关闭，吸收CO2减少所致，适时通风可增加CO2浓度，适时遮阴可降低气孔的关闭，从而有效缓解Pn下降，B正确；ef段、op段Pn下降是因为傍晚光照强度减弱引起的，C正确；适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥可增加CO2浓度，均是提高大田作物产量的重要措施，D正确。]
4．D
5．C [自由水是良好的溶剂，肥料中的矿质元素需要溶解在水中才能被农作物根系吸收，A正确；土壤溶液的浓度过高会造成农作物失水，作物萎蔫，甚至死亡，B正确；农作物对水的吸收与对无机盐的吸收是相对独立的过程，不是同一个生理过程，C错误；水作为溶剂，参与无机盐的运输，供水充足时蒸腾作用旺盛，能促进矿质元素由导管向上运输，D正确。]
6．AB [光是植物进行光合作用的必要条件，在一定范围内，增大光照强度有利于促进光合作用，从而提高作物产量，A正确；CO2是光合作用的原料，适当增加温室内的CO2浓度，可以提高作物产量，B正确；温度通过影响光合作用和细胞呼吸相关酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累量，白天适当提高温度有利于提高光合作用强度，晚上适当降低温度有利于减弱呼吸作用强度，因而适当增大昼夜温差，能提高有机物的净积累量，从而提高作物产量，C错误；由于光合色素对绿光吸收最少，如果采用绿色玻璃盖顶，光合作用强度降低，不利于积累有机物，D错误。]
7．(1)光合色素 叶绿体基质 (2)NADPH和ATP 线粒体 减少 (3)降低 (4)红光补光 光反应 (5)M3(或300 g/株)
解析 (1)Ⅰ处为光反应，影响Ⅰ处光合速率的内因主要有光合色素和与光反应有关的酶等。场所Ⅱ为暗反应的场所，为叶绿体基质。(2)物质D可用于暗反应，为ATP和NADPH，物质B为O2，可以进入线粒体被利用，也可以排放到外界大气中。若其他条件不变，CO2供应突然减少，则短时间内E(C3)的合成减少，而C3的消耗不变，因此短时间内物质E(C3)的相对含量减少。(3)据图1可知，若磷酸转运器的活性受抑制，叶绿体内磷酸丙糖的浓度增加，从叶绿体外运进的磷酸减少，淀粉积累增多，从而导致卡尔文循环被抑制，甜瓜的光合速率将降低。(4) 据图2可知，红光补光条件下CO2的吸收速率更大，则更有利于提高甜瓜的产量，红光补光直接影响光合作用的光反应阶段。(5)由图3可看出，当施肥量为300 g/株时，Vc和粗蛋白含量最高，单果重也相对较高，所以甜瓜品质最佳的苦豆子绿肥施用量是M3组。
8．(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼吸
(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 (3)A和C 作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用第7课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析
课标要求 1.熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。2.通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。
考点一 光合作用与有氧呼吸的关系
1．光合作用与有氧呼吸的关系
(1)图解光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系
(2)光合作用和细胞呼吸的比较
比较项目 光合作用 细胞呼吸
代谢类型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或异化作用)
发生范围 含叶绿体的植物细胞； 、光合细菌等 所有活细胞
发生场所 叶绿体(真核生物)；细胞质(原核生物) 有氧呼吸：_______________(真核生物)；细胞质(原核生物) 无氧呼吸：细胞质基质
发生条件 只在光下进行 有光、无光都能进行
物质变化 无机物有机物 有机物无机物
能量变化 光能→化学能 化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质 无机物有机物；储存能量 有机物无机物(或简单有机物)；释放能量
能量转化的联系
元素转移的联系 C：CO2(CH2O)→ →CO2 O：H2OO2→_____ H：H2OH＋→NADPH(CH2O)→[H]→H2O
过程联系
2.真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率
(1)光合速率与呼吸速率的常用表示方法
项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)
O2 CO2 有机物
真正光合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2_________速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物_____速率
净光合速率 植物有机物的____速率 植物或叶片或叶肉细胞O2_____速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2 速率 有机物积累速率
呼吸 速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率
(2)曲线模型及分析
①植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为________速率(A点)。
②植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为________速率。
③真正光合速率＝________速率＋________速率。
3．测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
方法1 测定装置中气体体积变化
(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，保证了容器内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。
方法2 “半叶法”测定光合作用有机物的产生量
将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。
方法3 “黑白瓶法”测定溶氧量的变化
黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。
方法4 叶圆片称重法——测定有机物的变化量
本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
方法5 叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率
本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。
方法6 间隔光照法——比较有机物的合成量
光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的NADPH和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下，光照、黑暗交替进行条件下制造的有机物相对多。
1．如果用18O标记土壤中的水，那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有18O？如果有，写出18O的转移途径。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，分析其最可能的转移途径是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．(多选)(2023·江苏南通高三期末)如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，下列有关说法不正确的是( )
A．过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程②释放的能量用于C3的还原
C．过程③既产生[H]也消耗[H]
D．若过程①②的速率大于过程③的速率，则甘蔗植株的干重一定增加
2．如图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下)，下列说法不正确的是( )
A．可以判断d点开始进行光合作用
B．降低土壤中的Mg2＋浓度，一段时间后d点将向右移
C．提高大气中的CO2浓度，e点将向右下移
D．该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4
考点二 光合作用与细胞呼吸综合应用
1．自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线
(1)曲线各点的含义及形成原因分析
①a点：凌晨3时～4时，温度降低，________________________，CO2释放减少。
②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
③bc段：光合作用强度________细胞呼吸强度。
④c点：上午7时左右，光合作用强度________细胞呼吸强度。
⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
⑥d点：温度过高，部分__________________，出现“光合午休”现象。
⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
⑧ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
(2)绿色植物一昼夜内有机物的“制造”“消耗”与“积累”
2．密闭容器内一昼夜CO2浓度变化曲线
曲线 模型
模型分析
AB段 无光照，植物___________
BC段 温度降低，细胞呼吸减弱
CD段 C点后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<细胞呼吸强度
D点 光合作用强度 细胞呼吸强度
DH段 光合作用强度>细胞呼吸强度。其中FG段表示“ ”现象
H点 光合作用强度＝细胞呼吸强度，有机物积累______
HI段 光照继续减弱，光合作用强度<细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止
I点 I点低于A点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度 ，即总光合量 总呼吸量，植物 生长。
方法技巧 巧据小室内CO2(或O2)的“初测值”与“末测值”确认植物是否生长(注意：植株≠叶肉细胞)
密闭小室中气体变化是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合与细胞呼吸综合影响的结果。
3．光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题
(1)光(CO2)补偿点的移动
①呼吸速率增加，其他条件不变时，光(CO2)补偿点应________，反之________。
②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。
(2)光(CO2)饱和点的移动：相关条件的改变，使光合速率________时，光(CO2)饱和点C点应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。
(3)阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点和饱和点都应________移动。
4．植物“三率”的含义、关系及判定
(1)微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
(2)常考曲线分析
①
②
③以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标：
科研人员将绿色的甲植物
放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化如图所示。
(1)________时容器中的二氧化碳浓度最大。
(2)如果叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，小麦叶片光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是________________。
(3)B点时，容器内氧气量不再增加的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．玻璃温室里栽培植物，对室内空气中CO2含量进行了24小时测定，图中曲线能正确表示测定结果的是(横轴为时间，纵轴为CO2浓度)( )
4．下面甲、乙两图分别表示一天内某丛林水分的失与得(A、B)和CO2的吸收与释放(m、N、L)的变化情况(S代表面积)。请据图分析，下列说法错误的是( )
A．若SB－SA>0，则多余的水分用于光合作用等生理过程
B．若SB－SA>0，且Sm－SN－SL>0，则丛林树木净光合作用大于0
C．从暗反应的角度考虑，若在一昼夜内SN＋SLD．若SB－SA<0，仅从环境推测，当日气温可能偏高或土壤溶液浓度偏低
1．(2022·全国乙，2)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是( )
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
2．(2021·北京，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，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光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( )
A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C．50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
3．(2018·江苏，29)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为_________________________，其中大多数高等植物的______________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在________________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在____________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为________后进入乙，继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括____________(填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成
4．(2022·江苏，20)图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①～⑦表示代谢途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸(C2)，C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题：
(1)图Ⅰ中，类囊体膜直接参与的代谢途径有__________(从①～⑦中选填)，在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是________________。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的__________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b(图Ⅱ)。
①曲线a,0～t1时(没有光照，只进行呼吸作用)段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于__________。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是_________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，从而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的__________价值。
1．判断关于光合作用与细胞呼吸关系的叙述
(1)线粒体、叶绿体都能产生ATP，且均可用于各项生命活动( )
(2)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程( )
(3)用HO浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O( )
(4)整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和细胞呼吸强度相等( )
(5)植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)( )
2．填空默写
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。分析曲线图并回答下列问题：
(1)7～10时的光合作用强度不断增强的原因是________________________。
(2)10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是_________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)14～17时的光合作用强度不断下降的原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)从图中可以看出，限制光合作用的因素有________________________________________
______________________________________________________________________________。
(5)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的措施有____________________
______________________________________________________________________________。
第7课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析
考点一 归纳
1．(2)蓝细菌 细胞质基质、线粒体 光反应 暗反应 热能 丙酮酸 H2O
2．(1)产生(生成) 产生(制造、生成) 积累 释放 吸收 黑暗 (2)①呼吸 ②净光合
③呼吸 净光合
拓展
1．有，H218O经过光合作用的光反应转移给18O2，H218O经过有氧呼吸的第二阶段转移给C18O2。
2．有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了H218O，有氧呼吸第二阶段利用H218O生成C18O2, C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物(CH218O)。
突破
1．AD [过程①表示光反应，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，而胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，A错误；过程②表示暗反应，只发生在叶绿体基质中，暗反应中释放的能量用于C3的还原，B正确；③是细胞呼吸过程，有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]，用于第三阶段与氧气发生反应，因此过程③既产生[H]也消耗[H]，C正确；如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，过程①②的速率大于过程③的速率，由于甘蔗植株部分细胞只进行细胞呼吸，甘蔗植株的干重不一定增加，D错误。]
2．A
考点二 归纳
1．(1)①细胞呼吸强度减弱 ③小于 ④等于 ⑥气孔关闭
2．只进行细胞呼吸 ＝ 光合午休 最多 减少 大于 能
3．(1)①右移 左移 (2)增大 (3)向左
拓展
(1)5 min (2)6×10－8 mol/min (3)容器内CO2浓度降低，导致光合速率等于呼吸速率，O2含量不再增加。
突破
3．D
4．D [分析题图可知，SB是植物细胞吸收的水分，SA是植物通过蒸腾作用散失的水分，SB－SA>0，多余的水分用于光合作用等生理过程，A正确；SB－SA>0，代表植物细胞吸收的水分大于蒸腾作用散失的水分，Sm－SN－SL>0，代表有机物的积累量大于0，B正确；若在一昼夜内SN＋SL重温高考 真题演练
1．D
2．B [CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。35 ℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较，B错误。]
3．(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体膜上 基质中
(3)丙酮酸 基质中 内膜上 (4)①②④
解析 (1)图中甲是叶绿体，是进行光合作用的场所。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，可以吸收光能，并将光能转变为化学能；叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。(2)光反应在叶绿体的类囊体膜上进行，参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后，转运到叶绿体的类囊体膜上组装；CO2的固定发生在叶绿体基质中，催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。(3)图中乙为线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所。氧气充足时，光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2，同时产生[H]和ATP；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段，即和O2反应生成水，同时产生大量ATP。叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH，NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。(4)由图示可知，乙(线粒体)产生的ATP能够进入甲(叶绿体)，所以在线粒体中合成的ATP可以用于C3的还原，同时还能用于内外物质的运输、酶的合成等。水的光解不需要ATP。
4．(1)①⑥ 叶绿素a和叶绿素b (2)过氧化氢 (3)①光呼吸 ②光合作用强度等于呼吸作用强度 (4)直接
五分钟 查落实
1．(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．(1)光照强度逐渐增大 (2)此时温度很高，蒸腾作用加强导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制 (3)光照强度不断减弱 (4)光照强度、温度、CO2 (5)可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度；“正其行、通其风”，增施有机肥增大CO2浓度第5课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
课标要求 1.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。2.活动：提取和分离绿叶中的色素。
考点一 捕获光能的色素
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)实验原理
试剂 原理
提取 绿叶中的色素溶于 ，而不溶于水
分离 各种色素在 中的 不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得 ，反之则慢
(2)实验步骤
(3)实验结果分析
色素种类 颜色 吸收光谱
类胡萝卜素(含量约占1/4) 橙黄色 主要吸收_______
叶黄素
叶绿素(含量约占3/4) 蓝绿色 主要吸收________
叶绿素b
结果分析：
①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有________色素。
②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量________。色素带最宽的是____________，最窄的是________________，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
③色素带扩散速度与________有关，扩散速度越快说明溶解度越________。
④相邻两条色素带之间距离最远的是__________________，最近的是______________。
2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出：
(1)叶绿体中的色素只吸收________，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对________________的吸收量大，类胡萝卜素对________的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
源于必修1 P99“图5－12”“旁栏思考”
(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a________(填“宽”或“窄”)。
(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b________，弱光下的吸光能力________，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．下列关于植物细胞中光合色素的说法，正确的是( )
A．光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上
B．Mg是构成叶绿素所必需的微量元素
C．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色
D．用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散快
2．(2020·江苏，6)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是( )
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
归纳总结 实验出现异常现象的原因分析
异常现象 原因分析
收集到的滤液绿色过浅 ①未加二氧化硅，研磨不充分； ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少； ③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)； ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
滤纸条色 素带重叠 ①滤液细线不直； ②滤液细线过粗
滤纸条无 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
考点二 叶绿体的结构和功能
1．叶绿体的结构和功能
(1)叶绿体立体结构
光合色素分布于________________上。光合作用的酶分布于________________________。
(2)叶绿体的功能：进行光合作用的场所。
(3)叶绿体中色素的功能：________、________、________光能。
2．叶绿体功能的实验验证
(1)资料1：(必修1 P100)
①实验者：德国科学家________________。
②实验结论
a．叶绿体能________用于光合作用放________。
b．叶绿体主要吸收______________________________________________。
(2)资料2(必修1 P101)：在叶绿体的类囊体膜上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
该资料说明光合作用的有关生化反应在________中进行。
(3)总结：在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的________________，在________________________________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。______________是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。
1．恩格尔曼实验设计的巧妙之处
(1)实验材料用__________________________，水绵的叶绿体呈________________分布，便于观察，用需氧细菌可确定__________________的部位。
(2)没有空气的黑暗环境排除了____________的干扰。
(3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为______和________的部位，相当于一组对比实验。
(4)临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
2．一般植物的叶片在春夏季节为绿色，而在秋季呈现黄色。出现这一现象的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．下列关于叶绿体的叙述，正确的是( )
A．叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积
B．类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原
C．类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光
D．叶绿体基质中NADP＋能形成NADPH
4．光合作用的原理是很多科学家通过实验发现的，光合作用探索历程中的部分经典实验的分析及拓展如图1、2所示。下列相关叙述正确的是( )
A．图1所示实验的目的是探究光合产物中O2的来源，其中乙组为对照组
B．卡尔文探究暗反应的过程与图1所示的实验均采用了同位素示踪法
C．图2所示实验中需氧细菌主要分布于接受光照的水绵细胞各个部位
D．图2所示实验需要把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在含有空气的黑暗环境中
考点三 光合作用的原理
1．探索光合作用原理的部分实验
年份 科学家 发现
19世纪末 — 普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖
1928 — 发现 对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过________转化成糖
1937 英国植物学家希尔 发现 ，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应
1941 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来源于H2O： H218O＋CO2→植物→18O2； H2O＋C18O2→植物→O2
1954 美国科学家______ 发现在光照下，叶绿体可合成 。1957年，他发现该过程总是与 相伴随
2.光合作用的概念及反应式
(1)光合作用的概念：绿色植物通过________，利用________，将________________转化成储存着能量的________，并且释放出________的过程。
(2)反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2
3．光合作用的过程
项目 光反应 暗反应
过程模型
实质 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物
时间 ，以微秒计 较_____
条件 色素、光、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可
场所 在叶绿体内的 上进行 在叶绿体 中进行
物质转化 ①水的光解： _______________________； ②ATP的合成： ________________________； ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋NADPH ①CO2的固定： __________________； ②C3的还原： 注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。
能量转化 光能→______________________ ATP和NADPH中活跃的化学能→_____________________
关系 在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体薄膜上的色素捕获后，将水分解为_________等，形成 ，于是光能转化成__________________；____________驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。可见光反应和暗反应紧密联系，能量转化与物质变化密不可分
(1)源于必修1 P104“相关信息”：________是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，________是指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)。
(2)源于必修1 P104“相关信息”：光合作用的产物有一部分是________，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入________，再通过韧皮部运输到植株各处。
(3)源于必修1 P104正文拓展：光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物，可能的实验思路是___________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)源于必修1 P106“小字部分”：光合作用和化能合成作用的比较
项目 光合作用 化能合成作用
条件 光、色素、酶 酶
原料 CO2和H2O等无机物
产物 等有机物
能量来源 某些无机物氧化时释放的能量
生物种类 绿色植物、蓝细菌等 、硫细菌等
4.环境改变时光合作用各物质含量的变化
(1)“过程法”分析各物质变化
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等物质含量变化
5．光合作用的意义
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。________________是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
“二氧化碳人工合成淀粉”入选2021年度中国生命科学十大进展，中科院研究人员受到了自然光合作用的启发，在太阳能分解水的技术上，开发出了高效的化学催化剂，再利用“光能→电能→化学能”的能量转变方式，将二氧化碳固定还原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物(C1)。在这个步骤中，光能的能量转化效率超过10%，远超自然光合作用的能量利用效率(2%)。完整的人造淀粉合成代谢路线(ASAP)如图所示：
1．图示模拟的是光合作用的什么过程？人工合成淀粉过程和自然光合作用下关于二氧化碳的固定是否相同，为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．图中显示CO2还原需要人工提供的能量来自________________。植物叶肉细胞中碳的还原所需要能量由________________提供。
3．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程中糖类的积累量等于植物吗？为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4．从生态环境的角度阐述人工合成淀粉的意义。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
5．(多选)(2023·河北张家口高三模拟)1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中产生的氧气的来源，实验部分过程及结果如右图所示。下列叙述正确的是( )
A．18O不具有放射性，是稳定的同位素，可用于示踪物质运行和变化规律
B．另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O，CO2换成C18O2，其余不变
C．该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水
D．实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，没有完整的叶绿体
6．科学家在我国腾冲热泉中分离得到硫细菌，这些细菌通过氧化硫化物和还原CO2来制造有机物。下列关于硫细菌的叙述，错误的是( )
A．硫细菌和硝化细菌的同化作用类型均为自养型
B．硫细菌能利用化学能将CO2和水合成糖类
C．硫细菌拟核中含有环状DNA
D．硫细菌的生物膜系统实现细胞的区室化和功能专一化
1．(2019·江苏，17)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是( )
A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b
2．(2019·海南，9)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是( )
A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
3．(2021·江苏，20)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图表示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题：
(1)叶绿体在___________上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是____________。
(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳化合物，继而还原成三碳糖(C3)，为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生________；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了__________个CO2分子。
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的__________中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为________中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是：取培养10～14 d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定并计算光合放氧速率(单位为μmolO2·mg－1chl·h－1，chl为叶绿素)。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组 ①__________________________________________
②______________________________________________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③______________________________________________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
4.(2020·江苏·27)大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：
(1)在叶绿体中，光合色素分布在____________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和________。
(2)上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3－磷酸甘油酸(PGA)的酶在________________中，PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于____________。
(3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成____________键。
(4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自________；根瘤中合成ATP的能量主要源于________的分解。
(5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
1．判断关于捕获光能的色素和结构的叙述
(1)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( )
(2)用纸层析法分离色素后得到的色素带的宽度，反映了色素在层析液中溶解度的大小( )
(3)实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好( )
(4)叶绿体中类囊体堆叠可以增大CO2固定和C3还原场所的面积( )
(5)散布在细胞质基质中的叶绿体，其形态和分布是静止不动的( )
2．判断关于光合作用的过程的叙述
(1)植物细胞产生的O2只能来自光合作用( )
(2)希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程( )
(3)鲁宾和卡门设计对比实验证明了光合作用释放的氧气来自水( )
(4)阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随( )
(5)C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C从CO2开始先后经C3、C5最后形成糖类( )
(6)光合作用暗反应阶段既不消耗H2О也不产生H2O ( )
(7)硝化细菌可将环境中的NH3氧化释放的能量直接用于自身各项生命活动( )
3．填空默写
(1)(必修1 P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：________(含量约占3/4)和__________(含量约占1/4)，其中前者包含________________(蓝绿色)和________________(黄绿色)。后者包含________________(橙黄色)和________(黄色)。
(2)(必修1 P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收________________，胡萝卜素和叶黄素主要吸收________。
(3)(必修1 P101)叶绿体是________________的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的________________，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的________。
(4)请根据光合作用的基本过程，填充下图：
请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：______________________________。
第5课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
考点一 归纳
1．(1)无水乙醇 有机溶剂 层析液 层析液 溶解度 快 (2)二氧化硅 碳酸钙 扩散均匀 (3)胡萝卜素 黄色 蓝紫光 叶绿素a 黄绿色 蓝紫光和红光 ①四种 ②越多 叶绿素a 胡萝卜素 ③溶解度 高 ④胡萝卜素和叶黄素 叶绿素a和叶绿素b
2．叶绿素b 叶绿素a (1)可见光 (2)红光和蓝紫光 蓝紫光
教材隐性知识 (1)宽 (2)降低 增强
(3)这种波长的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光合作用中合成有机物。
拓展
1．这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。
2．最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，因为它可以使各种颜色的光通过；补充光源可选择红光或蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。
突破
1．A
2．B [无水乙醇常作为提取叶绿体色素的溶剂，A项正确；研磨时要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止叶绿素被破坏，B项错误；研磨时添加石英砂，有助于使研磨得充分，有助于色素的提取，C项正确；画滤液细线时要做到细、直、齐，减少样液扩散，以保证滤纸条上形成的色素带清晰、整齐，D项正确。]
考点二 归纳
1．(1)外膜 内膜 类囊体 基质 基粒 类囊体薄膜 叶绿体基质、基粒(或类囊体膜)
(3)吸收 传递 转化
2．(1)①恩格尔曼 ②a.吸收光能 氧 b．红光和蓝紫光 (2)叶绿体 (3)色素分子 类囊体膜上和叶绿体基质 色素和酶
拓展
1．(1)水绵和需氧细菌 螺旋带状 释放氧气 (2)氧气和光 (3)有光照 无光照
2．春夏季节叶片中的叶绿素含量较多，叶绿素对绿光吸收较少，绿光大部分被反射出来，所以叶片会呈现绿色。而到了秋季，叶片中主要是类胡萝卜素，故而呈现黄色。
突破
3．C [叶绿体中众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积，A错误；CO2分子的固定和还原属于暗反应，发生在叶绿体基质中，相关酶分布在叶绿体基质中，B错误；类囊体薄膜上的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光，C正确；NADP＋与H＋结合形成NADPH发生在光反应过程中，场所是叶绿体的类囊体薄膜，D错误。]
4．B [图1所示的两组实验均为实验组，对照方法为相互对照，为对比实验，A错误；图2所示实验中需氧细菌主要分布于水绵细胞接受光照的叶绿体部分，C错误；图2所示实验需要把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，这样才能显示需氧细菌的移动情况，D错误。]
考点三 归纳
1．甲醛 光合作用 希尔反应 同位素示踪 阿尔农 ATP 水的光解
2．(1)叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气
3．短促 缓慢 类囊体薄膜 基质 2H2O4H＋＋O2 ADP＋Pi＋能量ATP CO2＋C52C3 ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 O2和H＋ ATP和NADPH ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH
教材隐性知识 (1)C3 C5 (2)淀粉 筛管 (3)不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物 (4)糖类 光能 硝化细菌
5．光合作用
拓展
1．暗反应；不相同；人工合成淀粉过程中二氧化碳固定还原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物，而自然光合作用下二氧化碳固定合成的是三碳化合物。
2．H2、ATP NADPH、ATP
3．不等于；因为人工合成淀粉过程中没有呼吸作用消耗糖类。
4．有助于避免使用农药和化肥对环境等负面影响；从实现碳中和角度来说可以直接减少空气中的CO2等。
突破
5．AC [另一组实验及结果图应为：将H218O换成H2O、CO2换成C18O2、18O2换成O2，其余不变，B错误；小球藻是真核生物，不同于蓝细菌，具有完整的叶绿体，含有叶绿素和类胡萝卜素，D错误。]
6．D
重温高考 真题演练
1．D [研磨时加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A错误；光合作用色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液由有机溶剂配制而成，B错误；层析液易挥发，故层析分离时烧杯上要加盖，C错误；对照图示结果分析可知，该种蓝细菌中没有叶黄素和叶绿素b，D正确。]
2．B
3．(1)类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素 (2)C5 12
(3)NADPH ATP (4)①在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 ②减少叶片差异造成的误差 ③叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量)
4．(1)类囊体薄膜 C5 (2)叶绿体基质 细胞质基质 (3)肽
(4)光能 糖类 (5)非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对小)
解析 (1)在叶绿体中，吸收光能的光合色素分布在光反应的场所——类囊体的薄膜上；CO2的固定是CO2＋C52C3，故直接参与CO2固定的化学物质有H2O和C5。(2)CO2的固定发生在暗反应过程中，所以催化固定CO2形成PGA的酶应存在于暗反应的场所——叶绿体基质中。PGA还原成TP运出叶绿体后合成蔗糖，所以催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中。(3)氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键的方式合成蛋白质。(4)叶绿体中光反应合成ATP的能量来自光能。根瘤中合成ATP的能量主要来源于呼吸作用中糖类的分解。(5)与葡萄糖相比，蔗糖为二糖，对渗透压的影响相对较小，而且为非还原糖，性质较稳定，所以蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物。
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2．(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)×
3．(1)叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 (2)蓝紫光和红光 蓝紫光 (3)进行光合作用 色素分子 酶 (4)O2 ATP NADPH NADP＋ C5
(5)6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O第6课时 光合作用的影响因素及其应用
课标要求 探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。
考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响
1．光合作用强度
(1)概念：植物在______________内通过光合作用制造________的数量。
(2)表示方法：用一定时间内________________________来定量表示。
2．探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中______，光照下叶片进行光合作用产生________，充满细胞间隙，叶片又会______。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量________。
(2)实验中变量分析
自变量 不同_________
控制自变量 调节 进行控制
因变量
检测因变量 同一时间段内__________
对无关变量进行控制 等保持一致
(3)实验流程
取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。
(4)实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也________。
(5)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________(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多，浮起的圆形小叶片也越多)。
(6)注意事项
①打孔时要避开________________，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。
②为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入________________溶液中。
3．影响光合作用强度的因素
(1)影响光合作用强度的内部因素：________的含量、________的含量和活性、叶龄等。
(2)影响光合作用强度的环境因素：________________________________________。只要影响到________(CO2、水)、________________(动力—光能)，都可能是影响光合作用强度的因素。
1．在教材“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，叶片上浮的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．在“探究光照强度对光合作用强度的影响实验”中，若改用普通灯泡(钨丝)作为光源，应注意什么，怎样改进？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以LED灯作为光源，移动LED灯调节其与大试管的距离，分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
B．A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度
C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用
D．若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动
2．如图为“探究影响植物光合速率的因素”实验装置图，下列关于该图的说法正确的是( )
A．用盛水玻璃柱吸收灯光热量是使光均匀照射水藻
B．向光源方向移动试管，试管内的水温不会有显著变化
C．该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率
D．改变盛水玻璃柱与灯的距离可以用来探究光照强度对光合作用的影响
考点二 光合作用的影响因素及其应用
1．外部环境因素
(1)光照强度
①原理：光照强度通过影响植物的__________反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度________，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
②曲线分析
项目 生理过程 气体交换 生理状态模型
A点 只进行_____作用 吸收O2、释放CO2
AB段 呼吸作用_____光合作用 吸收O2、释放CO2
B点 呼吸作用 光合作用 不与外界进行气体交换
B点以后 呼吸作用 光合作用 吸收CO2、______
③应用：温室生产中，适当增强____________，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
(2)CO2浓度
①原理：CO2影响__________反应阶段，制约________的形成。
②曲线分析
图1中________点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的__________浓度。B点和B′点都表示CO2________点。
③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等________CO2浓度，提高光合速率。
(3)温度
①原理：温度通过影响________________影响光合作用。
②曲线分析
AB段 在B点之前，随着温度升高，光合速率________
B点 酶的________温度，光合速率最大
BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率________，50 ℃左右光合速率几乎为零
③应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当__________温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
(4)水分
①原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的________，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
②曲线分析
图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了________的供应。
(5)矿质元素
①原理：N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响________的合成，从而影响光合作用。
②应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用效率。
2．内部因素
(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(3)植物叶面积指数
3．多因子变量对光合速率的影响
提醒 A点之前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为光照强度、CO2浓度和光照强度；B点之后：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素。
农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的光合作用等生理活动，也可以影响环境。如中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施。轮作是指在同一块田地上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。间作套种是指在同一土地上按照不同比例种植不同种类农作物的种植方式。
1．中耕松土能促进植物生长的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．缺磷影响光合作用的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．轮作的好处有哪些？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4．玉米和大豆的根系深浅不同，植株高矮不同。玉米间作套种大豆可充分利用哪些资源提高农作物产量？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(多选)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。请分析下列操作不正确的是( )
A．矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，体现了水的流动性
B．给农田施加尿素的主要目的是利于植物合成糖类、脂肪等化合物
C．向农田中施加农家肥，不仅可为植物的光合作用提供CO2，还可为植物的生长提供一定的无机盐
D．在酸化土壤中，无机盐多以离子形式存在，有利于农作物的生长和发育
4．(2023·河北保定高三模拟)图1表示玉米光合作用和有氧呼吸过程中的部分物质变化，图2表示玉米在充足CO2、不同温度和不同光照强度下的光合速率。下列相关叙述正确的是( )
A．图1中，在生物膜上进行的过程有①②③，⑤过程需要消耗ATP
B．图1中，若叶肉细胞内②过程与④过程的速率相等，则玉米植株可正常生长
C．图2中，P点对应的光照强度下，限制玉米光合速率的主要环境因素是CO2浓度
D．图2中，若环境中CO2浓度降低，则曲线上的Q点将向左下方移动
核心归纳 关于环境因素影响光合速率的两点提醒
温度改变对光合作用的影响 当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量比参与光反应的多
CO2浓度对光合作用的影响 CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用
1．(多选)(2022·湖南，13)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是( )
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
2．(2018·江苏，18)下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
3．(2021·辽宁，2)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是( )
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
4．(2021·河北，19)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度/ (mmol·m－2·s－1) 85 65 196
叶绿素含量/ (mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性/ (μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度。
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括_______________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动__________________两种物质的合成以及________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到______分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是__________________________________________________。
5．(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会__________(填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明_________________
_______________________________________________________________________________。
(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的____________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明_____________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为_____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。
1．判断关于环境因素对光合作用强度的影响的叙述
(1)水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用( )
(2)若适当升高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则光补偿点应相应地向右移动( )
(3)农作物栽种密度越大，接受光照的叶面积也越大，单位面积产量越高( )
(4)阴雨天，菠菜叶肉细胞叶绿体中光反应速率下降、暗反应速率基本不变( )
2．判断关于光合作用原理的应用的叙述
(1)农作物的合理密植的原理要用到叶面积系数，该系数既影响光能利用率又影响总呼吸速率
( )
(2)玉米和大豆间作，减少了氮肥的使用量、降低了单位面积的总产量( )
(3)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量( )
(4)农业生产常采用强光植物和弱光植物高矮间作的方法提高农田的光能利用率( )
(5)当棉桃被摘掉后，靠近棉桃的叶片光合作用速率下降( )
3．填空默写
(1)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_______________________
______________________________________________________________(答出1点即可)。
(2)请分析下图中限制P点和Q点光合速率的因素。
如图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为_________________，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高______________________的方法。
第6课时 光合作用的影响因素及其应用
考点一 归纳
1．(1)单位时间 糖类 (2)原料消耗或产物生成的数量
2．(1)下沉 氧气 上浮 越多 (2)光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起数量 叶片大小、溶液的量 (4)越多 (5)增强 (6)①大的叶脉 ②NaHCO3
3．(1)色素 酶 (2)光照强度、二氧化碳浓度、温度、水分等 原料 能量的供应
拓展
1．叶片光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，会释放O2，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
2．若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，应在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。
突破
1．D [若培养液中缺镁，叶绿素合成受阻，光合速率减弱，而呼吸速率不变，需要增大光照强度来增大光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即B点向左移动，D错误。]
2．B
考点二 归纳
1．(1)①光 加快 ②呼吸 大于 等于 小于 释放O2
③光照强度 (2)①暗 C3 ②A 最低 饱和 ③增大 (3)①酶的活性 ②增大 最适 减小 ③降低 (4)①介质 ②CO2 (5)①叶绿素
2．(1)< < (2)活性 活性 (3)不再增加 合理密植
拓展
1．(1)减少杂草与农作物对水分、矿质元素和光的竞争。(2)增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼吸，进而促进根细胞对无机盐的吸收。
2．缺磷植株照光后叶片中ATP和NADPH的含量明显下降，暗反应速率随之降低，从而使光合作用受到影响。
3．防止土壤养分失衡。
4．不同层次土壤内的水分、养分(无机盐)、光能、空间等。
突破
3．ABD [农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的主要原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，体现了水的功能之一水是良好的溶剂，A错误；给农田施加尿素的主要目的是利于植物合成蛋白质、核酸、ATP等含氮化合物，糖类和脂肪元素组成都是C、H、O，不含N，B错误；向农田中施加农家肥，农家肥中的有机物可被土壤微生物分解成二氧化碳和无机盐，故其不仅可以为植物的光合作用提供CO2，还可以为植物的生长提供一定的无机盐，C正确；酸化土壤会影响植物根细胞的代谢活动，不利于农作物的生长发育，D错误。]
4．D
重温高考 真题演练
1．AD [夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而非叶绿体内膜上，C错误；夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。]
2．D [随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，甲、乙温度的高低，A错误；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率应先升高后降低，B错误；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C错误；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光强度足够强时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D正确。]
3．B
4．(1)细胞内良好的溶剂；能够参与生化反应；能为细胞提供液体环境；能运送营养物质和代谢废物 吸收 (2)镁 ATP和NADPH 水 C5(或RuBP) (3)气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
解析 (1)根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg等，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，完成的反应是水光解产生NADPH和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5(RuBP)分子上，反应形成的C3被还原为糖类。(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。
5．(1)增大 (2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小 (3)①实验组的净光合速率均明显小于对照组 ②长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异 (4)基因A过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
解析 (1)限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。(3)据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，可以使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较基因A过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)×
2．(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√
3．(1)施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收 (2)横坐标所表示的因子 图示中的其他因子第2课时 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。
考点一 ATP的结构
1．写出图中标出的“A”的含义：
①________；②________；③_____________；④_____________。
2．向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就能发生收缩。请你解释这种现象的原因？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，如图代表ATP的结构。下列叙述错误的是( )
A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
2．(多选)(2023·江苏高邮高三模拟)下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是( )
A．酶与ATP的合成都需要模板
B．酶的合成需要ATP直接提供能量
C．ATP与绝大多数酶的组成元素相同
D．能合成酶的细胞一定能产生ATP
考点二 ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
1．ATP与ADP可以相互转化
(1)ATP的水解：需要水解酶的参与。
(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的参与。
(1)源于必修1 P87“图5－4”：人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：________________________________________________。
(2)源于必修1 P89“拓展应用”：在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：____________________________________________________。
2．ATP的利用
(1)ATP的主要功能
①ATP是细胞内的一种__________________，是细胞生命活动所需能量的____________。
②ATP是细胞内流通的能量“货币”：吸能反应一般与ATP____________的反应相联系，由ATP水解提供能量。放能反应一般与ATP的________相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
(2)ATP供能机制
①ATP为主动运输提供能量的过程
参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化_________。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了
在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的______________脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着____________，这就是______________________
载体蛋白磷酸化导致其_______________发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外
②ATP供能机制
ATP水解释放的________________使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，________________发生变化，________也被改变，因而可以参与各种化学反应。
氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3到6分钟就会死亡。一个正常人体内ATP和ADP总量很少，基本保持一定，约2～6 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48 kg。
(1)以上资料说明了ATP有什么特点？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)氰化钾主要作用于什么细胞器？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)ATP与ADP的相互转化是不是可逆反应？请分析原因。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．如图是生物界中能量“货币”ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．图中的M指的是腺苷，N指的是核糖
B．暗反应中ATP用于固定CO2和还原C3
C．ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要
D．食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解，释放能量并生成ATP
4．根据所消耗能量的来源不同，主动运输分为三种类型，如图a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。下列相关说法错误的是( )
A．图中属于膜外侧的是P侧
B．a类型主动运输可能不消耗能量
C．b类型所需ATP可以产生于细胞质基质、线粒体
D．蓝细菌有可能存在c类型的主动运输
归纳总结 总结细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段； 消耗ATP：一些需能反应
叶绿体 产生ATP：光反应；消耗ATP：暗反应，自身DNA复制、转录和蛋白质合成等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段； 消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
1．(2022·浙江1月选考，3)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
2．(2021·北京，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是( )
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
3.(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
4．(2019·天津，2)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
5．(2020·全国Ⅲ，29)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 (1)______ 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反应名称 (2)______ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 (3)________ 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 (4)______ (5)______
1．判断关于ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的叙述
(1)腺嘌呤可以存在于DNA、RNA、ATP和某些酶分子中( )
(2)AMP(腺苷一磷酸)可为人体细胞RNA的自我复制提供原料( )
(3)ATP是细胞内唯一的直接供能物质( )
(4)一分子AMP中只有一个特殊的化学键( )
2．判断关于ATP与ADP可以相互转化的叙述
(1)酶的水解需要ATP供能， ATP 的水解需要酶的催化( )
(2)ATP水解酶合成和发挥作用时都伴随ADP的生成( )
(3)人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP( )
3．判断关于ATP的利用的叙述
(1)分泌蛋白排到细胞外和神经细胞吸收K＋的过程均可由ATP直接供能( )
(2)细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量( )
(3)ATP分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解( )
4．填空默写
(1)(必修1 P86) ATP是细胞内的一种________________。
(2)(必修1 P87)ATP与ADP的相互转化是________________并且处于动态平衡之中的。
(3)(必修1 P89)许多吸能反应与______________的反应相联系；许多放能反应与______________相联系。
第2课时 细胞的能量“货币”ATP
考点一 归纳
C、H、O、N、P A－P～P～P 腺苷 磷酸基团 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 ADP ATP 特殊的化学键
拓展
1．腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸
2．生物体的能源物质有糖类、脂肪和蛋白质。糖类是主要的能源物质，然而各种能源物质释放的能量在用于生命活动之前都要转移到ATP中，由ATP直接供应生命活动的需要。由此说明葡萄糖虽然是能源物质，但是不能被肌肉直接利用。
突破
1．A [①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。]
2．BD [ATP的合成不需要模板，A错误；ATP是直接能源物质，用于各项生命活动，包括酶的合成，B正确；ATP的元素组成是C、H、O、N、P，而绝大多数酶是蛋白质，元素组成是C、H、O、N等，C错误；能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞不一定能合成酶，D正确。]
考点二 归纳
1．(2)细胞质基质、线粒体、叶绿体 细胞质基质、线粒体 有机物中的化学能
教材隐性知识 (1)ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中
(2)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
2．(1)①高能磷酸化合物 直接来源 ②水解 合成
(2)①ATP水解的酶 末端磷酸基团 能量的转移 载体蛋白的磷酸化 空间结构 ②磷酸基团 空间结构 活性
拓展
(1)ATP的特点是在生物体内含量少，转化快，且对体内稳定的供能有重要意义。
(2)线粒体。
(3)不是。从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
突破
3．D
4．B [由于图中P侧有糖蛋白，所以属于膜外侧的是P侧，A正确；X物质运输是顺浓度梯度，属于协助扩散，Y物质是由低浓度向高浓度一侧运输，应属于主动运输，Y与X通过同一个载体运输，可知Y转运所需的能量来源于X通过载体蛋白顺浓度梯度运输产生的势能，B错误；b方式是消耗ATP的主动运输，消耗的ATP来自呼吸作用，而呼吸作用发生的场所是细胞质基质和线粒体，C正确；蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，有可能存在c类型的主动运输，D正确。]
重温高考 真题演练
1．D [1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键，B错误；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误；吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP，D正确。]
2．B [ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。]
3．B
4．B [唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的能量，A项不符合题意；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量，B项符合题意；光反应阶段中水在光下分解产生NADPH和氧气，不需要消耗ATP水解释放的能量，C项不符合题意；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸在酶的催化作用下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D项不符合题意。]
5．(1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能 (4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
解析 (1)(2)由反应物是葡萄糖，终产物除ATP外，还有乙醇和CO2，可知该过程是无氧呼吸，发生的场所(反应部位)是细胞质基质。(3)(4)由场所是叶绿体的类囊体薄膜和反应名称为光合作用的光反应，可知该过程合成ATP的能量来源是光能，终产物除ATP外，还有O2和NADPH。(5)由反应部位是线粒体，反应物是丙酮酸等，反应名称为有氧呼吸的部分过程，可知该过程是有氧呼吸的第二和第三阶段，终产物除ATP外，还有CO2、H2O。
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)× (3)× (4)×
2．(1)× (2)√ (3)×
3．(1)√ (2)× (3)√
4．(1)高能磷酸化合物 (2)时刻不停地发生 (3)ATP水解 ATP的合成第4课时 细胞呼吸的影响因素及其应用
课标要求 1.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。2.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。
1．温度
(1)影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响________________而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。
(2)应用：①低温储存食品。
②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。
③温水和面发得快。
2．氧气
(1)影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行________________。
②0③O2浓度≥10%时，只进行__________________________。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗________。
(2)应用：①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧储存粮食、水果和蔬菜。
④选用透气的消毒纱布包扎伤口。
⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生__________________。
⑥稻田定期排水，防止______中毒，烂根死亡。
3．CO2浓度
(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会______(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。
4．含水量
(1)一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越________，细胞呼吸越强。
(2)应用：①粮食储存前要进行晒干处理。
②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
1．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．酿酒业常用的菌种是酵母菌，在利用酵母菌酿酒时，发酵池往往封入一部分空气，为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．研究小组通过实验探究适宜温度条件下某绿色植物呼吸速率受氧气浓度的影响，结果如图所示。据图分析正确的是( )
A．A点时细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质
B．P点无氧呼吸和有氧呼吸相等，CO2生成量等于O2吸收量
C．欲测定该绿色植物呼吸作用受氧气浓度的影响应遮光处理
D．储存蔬果最好选择无氧条件，以降低有氧呼吸消耗有机物
2．下列有关细胞呼吸的原理及其应用的说法，正确的是( )
A．用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵
B．稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害
C．中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，有利于根部细胞对矿质离子的吸收
D．用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细胞缺氧死亡
3．(2023·江苏涟水县高三期中)下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是( )
A．制作酸奶时，应通入空气使乳酸菌快速繁殖
B．种子储藏前，应晒干以减少自由水含量降低代谢
C．温室种植蔬菜，适当提升夜间温度可以提高产量
D．人体进行有氧运动，可防止无氧呼吸产生的酒精造成的损害
1．(多选)(2022·山东，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2，结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )
A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少
2．(2021·湖南，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
3．(2021·湖北，10)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
4．(2020·浙江7月选考，6改编)下列关于细胞的有氧呼吸与无氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．细胞的无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸的多
B．细胞的无氧呼吸在细胞质基质和线粒体嵴上进行
C．细胞的有氧呼吸与无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
5．(2018·全国Ⅲ，5)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
1．判断关于细胞呼吸的原理应用的叙述
(1)制作面包和酿酒时都使用酵母菌，但两过程中细胞呼吸的主要方式并不相同( )
(2)向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，降低温度可降低其耗氧速率( )
(3)“正其行，通其风”，主要为植物提供更多的O2以提高细胞呼吸效率( )
(4)密封塑料袋中储藏的马铃薯块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂( )
(5)中耕松土能提高土壤养分的利用率，促进根系的生长( )
(6)储藏水果、蔬菜时需要零上低温，且氧气含量越低越好( )
(7)不刷牙，乳酸杆菌等厌氧菌进行无氧呼吸后会产生酸性物质导致牙齿受到损坏( )
2．填空默写
结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：
(1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖________(填“是”或“不是”)一样多，理由是________________________________________________________。
(2)在保存蔬菜、水果时，应选择________点对应的O2浓度，理由是_______________________
_______________________________________________________________________________。
(3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
第4课时 细胞呼吸的影响因素及其应用
归纳
1．(1)酶的活性
2．(1)①无氧呼吸 ③有氧呼吸 ④最少 (2)⑤乳酸 ⑥酒精
3．(1)抑制
4．(1)旺盛
拓展
1．密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
2．黎明时分水中的溶解氧不足，水体表层的溶解氧相对较高，因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。
3．酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸并繁殖获得大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无氧呼吸产生酒精。
突破
1．C
2．C [谷氨酸棒状杆菌在有氧的情况下可以生产味精，A错误；稻田定期排水，可防止根细胞因无氧呼吸产生酒精而中毒变黑、腐烂，B错误；中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，释放大量的能量，有利于根部细胞吸收矿质离子(根部细胞吸收矿质离子的方式为主动运输，需要消耗能量)，C正确；包扎伤口时选用透气的消毒纱布，主要是为了防止厌氧菌(如破伤风杆菌)的繁殖，D错误。]
3．B [乳酸菌属于厌氧生物，进行无氧呼吸产生乳酸，因此制作酸奶时，需要严格控制无氧环境，A错误；种子在储藏前，晒干能够减少自由水含量，抑制细胞呼吸，降低代谢，减少有机物的消耗，B正确；温室种植蔬菜时，在夜间植物只进行细胞呼吸消耗有机物，因此应适当降低夜间温度以提高产量，C错误；人体进行无氧呼吸时会产生乳酸，D错误。]
重温高考 真题演练
1．BCD [与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给O2，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多地用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；DNP使H＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。]
2．B
3．C [常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物多，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制细胞呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C错误；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变，密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。]
4．C
5．C [植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行，氧气充足时进行有氧呼吸，氧气缺少时进行无氧呼吸，A项正确；在食物链中，输入某一营养级的能量，一部分用于此营养级生物自身的生长、发育和繁殖等生命活动，另一部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失，B项正确；有氧呼吸的产物是水和CO2，无氧呼吸的产物是酒精和CO2或者是乳酸，C项错误；无氧呼吸的第一阶段、有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，光合作用的光反应阶段有ATP产生，D项正确。]
五分钟 查落实
1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√
2．(1)不是 根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3 (2)R 此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少 (3)在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱
