第三章细胞中能量的转换和利用单元复习课件-2023-2024学年高一生物（苏教版2019必修1）
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| 名称 | 第三章细胞中能量的转换和利用单元复习课件-2023-2024学年高一生物（苏教版2019必修1） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-15 08:18:40 | ||
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文档简介
(共87张PPT)
高中生物学
（苏教版2019）
第三章 细胞中能量的转换和利用
章末复习
本章知识网络
知识点一
酶与酶促反应
1.酶本质的探索历程
2.酶的本质
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
作用场所 细胞内、外或生物体外均可起作用 作用原理 降低化学反应活化能 来源 活细胞 生理功能 具有生物催化作用 3．酶的作用实质(1)酶促反应：指由酶催化的化学反应。(2)活化能：在一定温度下，分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量。
(3)酶催化作用实质：降低生化反应所需的活化能，使生化反应在较低能量水平上进行，从而加快生化反应。
4.酶的特性——高效性
比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：过氧化氢在水浴加热、FeCl3 溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。(2)实验步骤和实验现象：
步骤和现象
相同处理 向4支试管中分别加入2 mL过氧化氢溶液 不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液
现象 气泡 基本无 少 较多 很多
带火星卫生香 无复燃 有复燃 复燃性较强 复燃性很强
(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。
5.控制变量和对照实验(1)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。(3)无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。(4)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
6.酶具有专一性(1)含义：一种酶只能催化一种或一类生化反应。(2)专一性机制：酶催化作用的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关，当酶的活性中心与底物分子结合时，就启动了化学反应。
(3)证明酶具有专一性的实验。
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
37 ℃保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
实验结论 酶具有专一性 ①1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？提示：1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。②上述实验说明了什么？提示：淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。③上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解都不会使碘液变色。④肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？提示：不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的是一类反应，也说明其具有专一性。
7．探究温度对酶活性的影响：
步骤 试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
加入3%的可溶性淀粉溶液/mL 2 — 2 — 2 —
加入2%的淀粉酶溶液/mL — 1 — 1 — 1
不同温度下处理5 min 100 ℃(或0 ℃) 60 ℃ 0 ℃(或100 ℃) 将同一温度下的两种物质混合后保温5 min 滴加碘液 1滴 1滴 1滴 结果(现象) 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 酶的催化作用需在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性 (1)为什么要先将底物控制到预设温度，再混合反应？
酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一经混合就已发生反应，降低了实验的说服力。(2)分析实验结果，你有什么结论？
B试管中的淀粉被完全水解了，A、C试管中的淀粉没有被水解，说明酶活性受温度的影响。酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度偏高或偏低，都会影响酶活性。(3)能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否被水解了？
不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。(4)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
不能。在不同温度下过氧化氢本身就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。(5)如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度，重复进行上述实验。
8．探究pH对酶活性的影响：
步骤 试管编号 1 2 3
20%的肝脏研磨液/mL 1 1 1
蒸馏水/mL 1 — —
0.01 mol/L的氢氧化钠溶液/mL — 1 —
0.01 mol/L的盐酸溶液/mL — — 1
3%的过氧化氢溶液/mL 2 2 2
振荡试管 结果 有大量气泡产生 无明显气泡 无明显气泡
(1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系？提示：酶发挥催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。(2)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH 提示：不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。(3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？提示：不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
分析酶活性受温度和pH影响的曲线分析以下图示，回答相关问题：
(1)分析图1和图2，描述温度和pH是如何影响酶活性的？
在最适温度和pH条件下，酶的活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。(2)为什么酶制剂适宜在低温下保存？
温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在低温下，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。(3)胃蛋白酶进入小肠还能不能发挥催化作用，为什么？
不能，因为胃液的pH为2.0左右，小肠液的pH为7.8左右，胃蛋白酶进入小肠会失活。
典题应用
1．下列关于酶的叙述，正确的是( )A．酶彻底水解的产物都是氨基酸B．酶能为生物体内的化学反应提供能量C．酶通过降低或提高化学反应的活化能来提高化学反应速率D．酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能
答案 D解析 酶彻底水解的产物是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶不能为生物体内的化学反应提供能量，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，C错误。
典题应用
2.如图中Ⅰ代表无催化剂条件下的反应曲线，Ⅱ代表酶作催化剂条件下的反应曲线，E代表能量。则下列相关叙述正确的是( )
A．E1代表有催化剂条件下降低的活化能B．在反应物起始量相同的条件下，Ⅱ生成物比Ⅰ多C．若Ⅱ代表无机催化剂条件下的反应曲线，则E3减小D．E2和E4分别代表有催化剂和无催化剂时的反应活化能答案 C解析 E1代表没有催化剂条件下所需的活化能；催化剂只改变反应速率，不影响生成物的量，在反应物起始量相同的条件下，Ⅱ和Ⅰ生成物一样多；E3表示酶作催化剂时降低的活化能，同酶相比，无机催化剂降低活化能的作用较弱，如果Ⅱ代表无机催化剂条件下的反应曲线，则Ⅱ在活化状态时能量更高，则降低的活化能减少，即E3减小；E1和E2分别代表无催化剂和有催化剂时的反应活化能。
A．a与b的对照反映了无机催化剂的专一性特点B．a与c对照反映了酶的专一性特点C．c与b的对照可以说明酶具有高效性D．c的曲线可表示对照组答案 C解析 a为蒸馏水，b为FeCl3的催化作用，a与b的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，A错误；a为蒸馏水，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，蒸馏水不能催化过氧化氢的分解，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，a与c对照不能反映酶的专一性特点，B错误；b为FeCl3的催化作用，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性，该实验c的曲线可表示实验组，C正确、D错误。
典题应用
3.在3支试管中均加入等量的质量分数为5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的FeCl3溶液、鲜猪肝研磨液、蒸馏水，一段时间内测得底物含量变化如图。则下列表述正确的是( )
典题应用
4．如图所示为不同pH对作用于同一底物的两种酶活性的影响。下列有关叙述正确的是( )
A．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同B．酶1和酶2都能催化同一底物体现了酶的专一性C．在任何温度条件下，pH＝6时，酶2的活性高于酶1D．将酶1由pH＝8转移到pH＝3的环境中，酶活性逐渐上升答案 A解析 由图分析可知，在最适pH的两侧，在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同，A正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误；高温能使酶变性失活，若在高温环境条件下，pH＝6时，酶1和酶2都失去活性，则酶1的活性等于酶2，C错误；过酸、过碱都能使酶变性失活，pH＝8的环境下，酶1的空间结构被破坏，即使转移到pH＝3的环境中，酶的活性也不能恢复，所以将酶1由pH＝8转移到pH＝3的环境中，酶活性不变，D错误。
典题应用
5．下列有关酶的实验探究问题的叙述，错误的是( )A．一般不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，原因是H2O2受热易分解B．一般不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，原因是淀粉可在酸性条件下分解C．探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，选用斐林试剂鉴定实验结果D．探究酶活性影响因素的实验中，通过控制自变量不同，建立对照或对比实验答案 C解析 斐林试剂的检测需要水浴加热，故探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，不能选用斐林试剂鉴定实验结果，C错误。
知识点二
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
1．能源物质糖类、脂肪、蛋白质都富含能量。这些物质氧化分解释放的能量中有一部分用于产生ATP。
(1)中文名称：腺苷三磷酸。(2)结构简式：A—P～P～P。(3)符号含义：A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表特殊的化学键（磷酐键）
2．ATP的名称与简式
3．ATP的特点(1)由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酐键容易断裂。ATP分子末端的磷酐键断裂后，ATP转化为腺苷二磷酸(ADP)和游离的Pi(HPO42－)。(2)ATP是通过基团转移而不是简单的水解提供能量的，ATP转移的基团是一个磷酰基(—PO32－)，而不是磷酸基(—OPO32－)。(3)ATP在细胞内含量很低，但转化十分迅速。
4．ATP和ADP的相互转化
(1)ATP的合成反应①反应式：ADP＋Pi＋能量1(――→)ATP。②图中“能量1”为光合作用、细胞呼吸产生的能量。(2)ATP的水解反应①反应式：ATP(――→)ADP＋Pi＋能量2。②图中“能量2”为通过磷酰基转移提供的能量。
酶 Ⅰ
酶 Ⅱ
ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
酶的类型 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊的化学键中的能量
能量去路 储存于形成的特殊的化学键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
5．ATP的功能
（1）ATP利用的实例
（2）ATP供能的原理ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
（3）ATP是细胞内流通的能量“货币”
①化学反应中的能量变化与ATP的关系：
放能反应：一般与ATP的合成相联系
吸能反应：一般与ATP的水解相联系
②能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
6.细胞的能源物质归纳(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。
典题应用
6．ATP分子的结构可简写成A－P～P～P，下列相关叙述正确的是A．A代表腺嘌呤，T代表三，P代表磷酸基团B．“～”表示磷酐键，其断裂时需要吸收能量C．ATP是通过转移磷酸基(－OPO3(2－))提供能量的D．ATP是通过磷酐键断裂，直接释放大量能量的答案 B解析 “A”代表腺苷，A错误；“～”代表磷酐键，其断裂时需要先吸收能量使ATP分子处于活跃状态，然后在转变成ADP和Pi的过程中释放能量，B正确；ATP是通过转移磷酰基(－PO3(2－))提供能量的，而不是磷酸基(－OPO3(2－))，C错误；ATP分子水解，末端的磷酐键断裂，通过基团(—PO3(2－))的转移提供能量，D错误。
典题应用
7．ATP是驱动生命活动的直接能源物质。下列关于ATP的叙述正确的是( )A．ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量B．ATP能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的C．ATP是腺苷三磷酸的简称，其分子结构简写成A—T～P～PD．由于相邻的磷酸基团的相互排斥，使磷酐键容易断裂，因此ATP转化成ADP不需要酶参加
答案 B解析 ADP在酶的作用下，可以加上一个Pi，生成ATP，A错误；ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性，B正确；ATP是腺苷三磷酸的简称，ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，C错误；由于相邻的磷酸基团的相互排斥，使磷酐键容易断裂，但ATP转化成ADP也需要酶参加，D错误。
A．ATP的A表示腺苷，其元素组成有C、H、O、NB．管腔中氨基酸进入上皮细胞的方式为主动运输C．上皮细胞中氨基酸通过协助扩散进入肾小管周围组织液D．上皮细胞合成蛋白质的反应过程是一个放能反应过程答案 ABC解析 ATP的A表示腺苷，由腺嘌呤碱基和核糖组成，其元素组成有C、H、O、N，A正确；分析图示可知，管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度，需要载体蛋白，能量来自Na＋的浓度差，运输方式为主动运输，B正确；上皮细胞中氨基酸进入肾小管周围组织液为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，运输方式为协助扩散，C正确；上皮细胞在核糖体上合成蛋白质，该过程需要消耗能量，由ATP水解直接提供能量，是一个吸能反应过程，D错误。
典题应用
8．(多选)如图所示，为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的过程。下列相关叙述正确的是( )
知识点三
光合作用的认识过程与光合色素
年代 科学家 结论
1664 海尔蒙特 水分是植物建造自身的原料
1771 普利斯特利 植物可以更新空气
1779 英格豪斯 只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
1845 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来
1864 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉
1941 鲁宾、卡门 光合作用释放的氧来自水。
20世纪40代 卡尔文 CO2中的碳转变成有机物的碳
1.揭开光合作用之谜
19世纪60年代，俄国科学家通过光学仪器发现叶绿素的吸收光谱与光合作用的作用光谱相似
2.绿叶中色素的提取和分离
(1)提取绿叶中的色素
①原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
②实验步骤：
例1．下图是提取绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1)提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？
A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；
B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；
C是无水乙醇，作用是溶解色素。
(2)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
可能的原因有：①研磨不充分，色素未能充分提取出来；②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度低；③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子部分被破坏。
(2)分离绿叶中的色素
①原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
②实验步骤：
(3)制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？
剪去两角的作用是防止色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。(4)色素分离时，关键应注意层析液不要触及滤液细线，为什么？
滤液细线中的色素会被层析液溶解，滤纸条上分离不到色素带。
例2．下图是分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？
叶绿素a和胡萝卜素。(2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？
胡萝卜素和叶绿素b。(3)分子结构最相似的是哪两种色素？
叶绿素a和叶绿素b。(4)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
例3．结合分离到的色素在滤纸条上的分布情况图示分析下列问题：
3.绿叶中色素的种类及叶绿体的结构和功能1．色素的种类及吸收光谱(1)叶绿素a：蓝绿色，主要吸收蓝紫光和红光。(2)叶绿素b：黄绿色，主要吸收蓝紫光和红光。(3)胡萝卜素：橙黄色，主要吸收蓝紫光。(4)叶黄素：黄色，主要吸收蓝紫光。
典题应用
9.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是( )A．使用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸用于层析C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：
选B 在提取绿叶中的色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤；纸层析法分离滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线1～2次；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素。
典题应用
10.如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行实验的流程。相关叙述错误的是( )
A．纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同B．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色C．若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异都不大D．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
解析：选D 纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的，扩散速度快，A正确；结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色，分别是叶黄素和胡萝卜素，B正确；镁是叶绿素合成的必需元素，若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异都不大，C正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间，结果②吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，D错误。
知识点四
绿色植物光合作用的过程
1．叶绿体(1)结构
(2)功能：绿色植物进行光合作用的场所。(3)分布：一般分布在细胞质膜与液泡之间的细胞质中。在光照较弱时，汇集到细胞顶面，最大限度吸收光能；在光照强度很高时，移动到细胞侧面，以避免强光的伤害。
2．光合作用的过程(1)光反应阶段①场所：叶绿体的类囊体膜上。②条件：必须有光、叶绿体中的光合色素和酶。③过程a．水的裂解：H2O――→2H＋＋2e－＋2O2。
b．NADP＋的还原：NADP＋＋H＋＋2e－――→NADPH。
c．ATP的生成：ADP＋Pi＋能量――→ATP。
④能量转化
酶
光能
酶
(2)暗反应阶段①场所：叶绿体基质。②条件：有光无光均可，需要多种酶参与。③过程a．CO2的固定：CO2＋C5――→2C3。
b．C3的还原：2C3＋[H]+ATP――→(CH2O)＋C5。
④能量转化ATP和[H]中的化学能→糖分子中的化学能。
酶
酶
例1.如图表示光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图中所示生物膜的名称？
类囊体膜。(2)光反应过程将水分解成哪些物质？
O2、H＋和e－。(3)e－最终的去向？
被NADP＋接受形成NADPH。
(4)光反应过程中能量转换的具体过程？
光能转化成电能，最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。
(5)图中ATP合酶的作用有哪些？
顺浓度梯度运输H＋，催化ADP和Pi合成ATP。
例2.如图所示，在卡尔文循环中，CO2转变为磷酸丙糖(G3P)的过程分为CO2的固定、氧化还原反应和C5即二磷酸核酮糖(RuBP)的再生三个阶段。回答下列问题：
(1)CO2固定的实质？
一分子C5和CO2结合形成两分子的C3。(2)在氧化还原反应阶段，需要来自光反应的物质有哪些？
ATP和NADPH。(3)卡尔文循环输出的物质是什么？
三碳糖(G3P)。
3.光合作用过程中元素的去向分析
条件 C3 C5 NADPH([H])和ATP 模型分析
光照由强到弱，CO2供应不变 增加 减少 减少或没有
光照由弱到强，CO2供应不变 减少 增加 增加
光照不变，CO2由充足到不足 减少 增加 增加
光照不变，CO2由不足到充足 增加 减少 减少
4.环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化。
(2)物质含量变化：
5.化能合成作用
(1)化能合成作用
①概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
②实例：硝化细菌能利用土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)，进而氧化成硝酸(HNO3)。这两个化学反应中所释放的化学能将CO2和H2O合成为糖类，供自身利用。
(2)光合作用与化能合成作用的比较
项目 光合作用 化能合成作用
生物类型 绿色植物和光合细菌 硝化细菌等
能量来源 光能 体外物质氧化释放的化学能
相同点 能将无机物合成有机物，并储存能量
典题应用
11.下列有关光合作用的叙述，正确的是( )A．光反应完成能量转化过程，暗反应完成物质转变过程B．光反应在光下进行，暗反应在黑暗中进行C．光反应固定CO2，暗反应还原C3D．光反应产生ATP，暗反应消耗ATP答案 D解析 光反应和暗反应都可以完成能量的转化和物质的转变，A错误；光反应必须有光，暗反应有光无光均可，B错误；二氧化碳的固定和C3的还原均发生在暗反应阶段，C错误；光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能，暗反应阶段，ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，D正确。
12.如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情况，下列对这一环境因素改变的分析，正确的是( )A．突然停止光照
B．突然增加CO2浓度C．降低环境温度
D．增加光照强度
解析：选D 增加光照强度，光反应产生的NADPH和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。
知识点五
细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．细胞呼吸(1)概念：糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放出能量并生成ATP的过程。(2)本质：将储存在有机物中的能量转化为生命活动能直接利用的能量。(3)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
2．有氧呼吸(1)概念：在氧的参与下，细胞内的有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。(2)过程
(3)总反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O―→6CO2＋12H2O＋能量。
酶
3.无氧呼吸(1)概念：在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇(C2H5OH)和CO2，或分解为乳酸(C3H6O3)等物质，同时释放较少能量的过程。(2)场所：细胞质基质。(3)类型①产生乙醇发生生物：大部分植物、酵母菌
②产生乳酸发生生物：动物、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等
2．探究酵母菌的呼吸方式(1)实验原理①酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧生物。②CO2和酒精的检测
检测产物 所用试剂 现象
CO2 澄清的石灰水 变混浊
溴麝香草酚蓝溶液 由蓝色变为黄绿色
酒精 酸性重铬酸钾溶液 变成绿色
2．实验装置及实验分析
(1)本实验的自变量为氧气的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生。(2)甲装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所引起的。(3)甲装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？
保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。
(4)乙装置中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶？
B瓶刚封口后，有氧气存在，酵母菌进行有氧呼吸，一段时间后，B瓶中的氧消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
(5)将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因是什么？
①加热煮沸后，葡萄糖溶液中的细菌会被杀死，可排除其他微生物对实验结果的影响；
②加热煮沸时，可排出溶液中的O2；
③若不冷却直接加入，温度过高会将酵母菌杀死。
3.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。(3)在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
4．细胞呼吸产生能量的利用(1)细胞呼吸释放能量的去向一部分以热的形式散失，一部分主要储存在ATP中，供给生物体的各种生命活动。(2)ATP的利用①ATP为细胞的生命活动提供了动力。②利用ATP的实例
(1)“三看法”判断呼吸的类型
①一看反应物和产物。
Ⅰ消耗氧气或产物中有水，一定是有氧呼吸。
Ⅱ产物中有酒精或乳酸，一定是无氧呼吸。
②二看物质的量的关系。
Ⅰ无CO2产生：乳酸发酵。
Ⅱ不消耗O2，但产生CO2：酒精发酵。
Ⅲ消耗O2量＝产生CO2量：有氧呼吸。
Ⅳ消耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸、无氧呼吸。
5.细胞呼吸类型的判断与实验探究
根据产生CO2与消耗O2的多少，又分为以下三种情况：
V(CO2)/V(O2)＝4/3 有氧呼吸＝无氧呼吸
V(CO2)/V(O2)>4/3 有氧呼吸<无氧呼吸
V(CO2)/V(O2)<4/3 有氧呼吸>无氧呼吸
③三看反应的场所。Ⅰ真核生物体内若只在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸。
Ⅱ若有线粒体参与，则存在有氧呼吸。
典题应用
13.如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解。下列有关说法正确的是( )
A．葡萄糖在线粒体中经过程①②彻底氧化分解B．在②反应过程中，水和[H]既是产物又是反应物C．无氧条件下，发生在酵母菌细胞中的是过程③D．无氧呼吸产生ATP较少，原因是大部分能量以热能形式散失
答案 B解析 葡萄糖的彻底氧化分解依次发生在细胞质基质和线粒体中，A错误；②反应包括了有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，在第二阶段中消耗水，同时产生[H]，而在第三阶段中消耗[H]，产生水，因此在②反应过程中，水和[H]既是产物又是反应物，B正确；酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乙醇和二氧化碳，即无氧条件下发生在酵母菌细胞中的是过程①③，C错误；无氧呼吸产生ATP的量远远小于有氧呼吸，更多的能量储存在有机物如乙醇、乳酸中，D错误。
典题应用
14.下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是A．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等C．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式D．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2
答案 C
解析 CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄；在该实验中，温度、pH、培养液浓度等都属于无关变量，无关变量需保持相同且适宜；酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2生成，而CO2可使澄清石灰水变浑浊，因此通过观察澄清石灰水是否变浑浊不能判断酵母菌的呼吸方式；实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2。
知识点六
影响光合作用的环境因素
1．光合速率：可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。2．光照(1)验证光照强度影响光合作用的实验①自变量：光照强度；通过灯泡与黑藻之间的不同距离来控制。②无关变量：二氧化碳浓度等。③因变量：1 min内黑藻产生的气泡数。④实验结论：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而相应增加；当光照强度达到某一定值后，光合速率不再增加。
光照强度 曲线模型 模型分析 曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现
A点 只进行细胞呼吸，不进行光合作用 只在细胞质基质和线粒体 从外界吸收，向外界排出CO2
AB段(不含A、B点) 呼吸量>光合量 细胞质基质、线粒体、叶绿体 从外界吸收O2，向外界排出CO2
B点 光合量＝呼吸量 与外界不发生气体交换
B点之后 光合量>呼吸量 从外界吸收CO2，向外界释放O2。此时植物可更新空气
应用 ①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能 (2)探究光质对光合作用影响的实验①暗处理目的：消耗叶片内原有的淀粉。②自变量控制：不同颜色的光。蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光和绿光。③因变量检测：叶片在隔水加热的酒精中脱色，然后滴加碘液。④实验结论：植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多，光合速率更高。
3．CO2浓度：在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而增加；在CO2浓度达到某一定值后，光合速率不再增加。
原理 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成 曲线模型及分析 图1中A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的最低浓度。B和B′对应的点都表示CO2饱和点
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率 4．温度：通过影响酶活性而影响光合速率。
原理 温度通过影响酶的活性影响光合作用 曲线模型及分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点：酶的最适温度，光合速率最大BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量 5．无机盐(1)氮素：是蛋白质、核酸的组成成分，充足的氮素供应可以促进叶面积增大和叶数量增多。(2)镁：叶绿素的组成成分。
曲线模型 原理
矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
曲线分析 应用
在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降 在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率
典题应用
15.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。请据图判断，下列叙述错误的是( )
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
答案 D
解析 光照强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同；光照强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同，而温度不同；在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度升高而升高；光照强度在a～c之间时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，随光照强度增加，光合作用强度不再增加。
知识点七
影响细胞呼吸的环境因素
1．氧气
(1)曲线分析：由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸；②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸；④O2浓度为5%时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。
(2)应用
2.温度
(1)温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止
(2)应用
3.二氧化碳
(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜
4.水分
(1)在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止
(2)应用
典题应用
16.如图曲线①、曲线②描述的是环境因素与呼吸
作用的关系，下列叙述错误的是( )A．曲线①代表无氧呼吸，氧浓度为10%时无氧呼吸停止B．曲线②代表有氧呼吸，且在一定范围内随氧浓度增大，
呼吸作用强度不断增强C．图中曲线②最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制D．图中两曲线的交点说明，此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相同
解析：选D 随着氧浓度增大CO2的释放量降低，所以曲线①代表无氧呼吸，氧浓度为10%时CO2释放量为0，说明此时无氧呼吸停止；曲线②代表有氧呼吸，且在一定范围内随着氧浓度增大呼吸作用强度不断增强，但是当氧浓度达到一定值时，CO2释放量不再增加；图中曲线②最终趋于平衡，细胞呼吸强度不再增大，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制；图中两曲线的交点说明有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2量相等，此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1∶3。
知识点八
呼吸速率、净光合速率和总光合速率的比较
1．呼吸速率、净光合速率和总光合速率的表示方法(1)呼吸速率的表示方法：将植物置于黑暗环境中，测定单位时间实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。(2)净光合速率和真正光合速率①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量(或制造量)表示。
2．光合速率与呼吸速率的关系下图1表示光照强度与CO2的吸收速率的关系，图2表示线粒体与叶绿体的关系。
结合图2与图1中的曲线分析如下：(1)图1中A点光照强度为0，只进行呼吸作用，与图2中乙对应。OA代表呼吸速率。(2)图1中AB段由于光照强度较弱，光合速率小于呼吸速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图2中甲对应。(3)图1中B点表示光合速率与呼吸速率相等，表现为既不吸收CO2也不释放CO2，与图2中丙对应。B点对应的光照强度为光的补偿点。(4)B点以后，由于光照强度继续增大，光合速率大于呼吸速率，呼吸作用释放的CO2不能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收CO2，与图2中丁对应；C点以后，光照强度再增加，光合速率不再增大，C点对应的光照强度称为光的饱和点；OD为净光合速率。由以上分析可知：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
3．利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率
(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。(3)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素引起误差，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。
典题应用
A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只是线粒体B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2叶·h)C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点光照强度条件下11 h，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mgD．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将向右移，c点将向左下移动
17.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定的某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法错误的是( )
解析：选A 在a点所示条件下，细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；a点的纵坐标表示呼吸速率；c点光照强度下，11 h光照每100 cm2叶片CO2净吸收量为11×10＝110(mg)，晚上每100 cm2叶片细胞呼吸释放CO2的量为13×5＝65(mg)，一昼夜每100 cm2叶片CO2净吸收量为45 mg；将温度提高到30 ℃，真正光合速率降低，细胞呼吸速率增大，净光合速率降低，c点将向左下移，光补偿点(b点)将向右移。
高中生物学
（苏教版2019）
第三章 细胞中能量的转换和利用
章末复习
本章知识网络
知识点一
酶与酶促反应
1.酶本质的探索历程
2.酶的本质
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
作用场所 细胞内、外或生物体外均可起作用 作用原理 降低化学反应活化能 来源 活细胞 生理功能 具有生物催化作用 3．酶的作用实质(1)酶促反应：指由酶催化的化学反应。(2)活化能：在一定温度下，分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量。
(3)酶催化作用实质：降低生化反应所需的活化能，使生化反应在较低能量水平上进行，从而加快生化反应。
4.酶的特性——高效性
比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：过氧化氢在水浴加热、FeCl3 溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。(2)实验步骤和实验现象：
步骤和现象
相同处理 向4支试管中分别加入2 mL过氧化氢溶液 不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液
现象 气泡 基本无 少 较多 很多
带火星卫生香 无复燃 有复燃 复燃性较强 复燃性很强
(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。
5.控制变量和对照实验(1)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。(3)无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。(4)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
6.酶具有专一性(1)含义：一种酶只能催化一种或一类生化反应。(2)专一性机制：酶催化作用的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关，当酶的活性中心与底物分子结合时，就启动了化学反应。
(3)证明酶具有专一性的实验。
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
37 ℃保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
实验结论 酶具有专一性 ①1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？提示：1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。②上述实验说明了什么？提示：淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。③上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解都不会使碘液变色。④肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？提示：不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的是一类反应，也说明其具有专一性。
7．探究温度对酶活性的影响：
步骤 试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
加入3%的可溶性淀粉溶液/mL 2 — 2 — 2 —
加入2%的淀粉酶溶液/mL — 1 — 1 — 1
不同温度下处理5 min 100 ℃(或0 ℃) 60 ℃ 0 ℃(或100 ℃) 将同一温度下的两种物质混合后保温5 min 滴加碘液 1滴 1滴 1滴 结果(现象) 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 酶的催化作用需在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性 (1)为什么要先将底物控制到预设温度，再混合反应？
酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一经混合就已发生反应，降低了实验的说服力。(2)分析实验结果，你有什么结论？
B试管中的淀粉被完全水解了，A、C试管中的淀粉没有被水解，说明酶活性受温度的影响。酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度偏高或偏低，都会影响酶活性。(3)能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否被水解了？
不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。(4)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
不能。在不同温度下过氧化氢本身就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。(5)如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度，重复进行上述实验。
8．探究pH对酶活性的影响：
步骤 试管编号 1 2 3
20%的肝脏研磨液/mL 1 1 1
蒸馏水/mL 1 — —
0.01 mol/L的氢氧化钠溶液/mL — 1 —
0.01 mol/L的盐酸溶液/mL — — 1
3%的过氧化氢溶液/mL 2 2 2
振荡试管 结果 有大量气泡产生 无明显气泡 无明显气泡
(1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系？提示：酶发挥催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。(2)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH 提示：不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。(3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？提示：不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
分析酶活性受温度和pH影响的曲线分析以下图示，回答相关问题：
(1)分析图1和图2，描述温度和pH是如何影响酶活性的？
在最适温度和pH条件下，酶的活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。(2)为什么酶制剂适宜在低温下保存？
温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在低温下，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。(3)胃蛋白酶进入小肠还能不能发挥催化作用，为什么？
不能，因为胃液的pH为2.0左右，小肠液的pH为7.8左右，胃蛋白酶进入小肠会失活。
典题应用
1．下列关于酶的叙述，正确的是( )A．酶彻底水解的产物都是氨基酸B．酶能为生物体内的化学反应提供能量C．酶通过降低或提高化学反应的活化能来提高化学反应速率D．酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能
答案 D解析 酶彻底水解的产物是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶不能为生物体内的化学反应提供能量，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，C错误。
典题应用
2.如图中Ⅰ代表无催化剂条件下的反应曲线，Ⅱ代表酶作催化剂条件下的反应曲线，E代表能量。则下列相关叙述正确的是( )
A．E1代表有催化剂条件下降低的活化能B．在反应物起始量相同的条件下，Ⅱ生成物比Ⅰ多C．若Ⅱ代表无机催化剂条件下的反应曲线，则E3减小D．E2和E4分别代表有催化剂和无催化剂时的反应活化能答案 C解析 E1代表没有催化剂条件下所需的活化能；催化剂只改变反应速率，不影响生成物的量，在反应物起始量相同的条件下，Ⅱ和Ⅰ生成物一样多；E3表示酶作催化剂时降低的活化能，同酶相比，无机催化剂降低活化能的作用较弱，如果Ⅱ代表无机催化剂条件下的反应曲线，则Ⅱ在活化状态时能量更高，则降低的活化能减少，即E3减小；E1和E2分别代表无催化剂和有催化剂时的反应活化能。
A．a与b的对照反映了无机催化剂的专一性特点B．a与c对照反映了酶的专一性特点C．c与b的对照可以说明酶具有高效性D．c的曲线可表示对照组答案 C解析 a为蒸馏水，b为FeCl3的催化作用，a与b的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，A错误；a为蒸馏水，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，蒸馏水不能催化过氧化氢的分解，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，a与c对照不能反映酶的专一性特点，B错误；b为FeCl3的催化作用，c为猪肝中过氧化氢酶的催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性，该实验c的曲线可表示实验组，C正确、D错误。
典题应用
3.在3支试管中均加入等量的质量分数为5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的FeCl3溶液、鲜猪肝研磨液、蒸馏水，一段时间内测得底物含量变化如图。则下列表述正确的是( )
典题应用
4．如图所示为不同pH对作用于同一底物的两种酶活性的影响。下列有关叙述正确的是( )
A．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同B．酶1和酶2都能催化同一底物体现了酶的专一性C．在任何温度条件下，pH＝6时，酶2的活性高于酶1D．将酶1由pH＝8转移到pH＝3的环境中，酶活性逐渐上升答案 A解析 由图分析可知，在最适pH的两侧，在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同，A正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误；高温能使酶变性失活，若在高温环境条件下，pH＝6时，酶1和酶2都失去活性，则酶1的活性等于酶2，C错误；过酸、过碱都能使酶变性失活，pH＝8的环境下，酶1的空间结构被破坏，即使转移到pH＝3的环境中，酶的活性也不能恢复，所以将酶1由pH＝8转移到pH＝3的环境中，酶活性不变，D错误。
典题应用
5．下列有关酶的实验探究问题的叙述，错误的是( )A．一般不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，原因是H2O2受热易分解B．一般不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，原因是淀粉可在酸性条件下分解C．探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，选用斐林试剂鉴定实验结果D．探究酶活性影响因素的实验中，通过控制自变量不同，建立对照或对比实验答案 C解析 斐林试剂的检测需要水浴加热，故探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，不能选用斐林试剂鉴定实验结果，C错误。
知识点二
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
1．能源物质糖类、脂肪、蛋白质都富含能量。这些物质氧化分解释放的能量中有一部分用于产生ATP。
(1)中文名称：腺苷三磷酸。(2)结构简式：A—P～P～P。(3)符号含义：A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表特殊的化学键（磷酐键）
2．ATP的名称与简式
3．ATP的特点(1)由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酐键容易断裂。ATP分子末端的磷酐键断裂后，ATP转化为腺苷二磷酸(ADP)和游离的Pi(HPO42－)。(2)ATP是通过基团转移而不是简单的水解提供能量的，ATP转移的基团是一个磷酰基(—PO32－)，而不是磷酸基(—OPO32－)。(3)ATP在细胞内含量很低，但转化十分迅速。
4．ATP和ADP的相互转化
(1)ATP的合成反应①反应式：ADP＋Pi＋能量1(――→)ATP。②图中“能量1”为光合作用、细胞呼吸产生的能量。(2)ATP的水解反应①反应式：ATP(――→)ADP＋Pi＋能量2。②图中“能量2”为通过磷酰基转移提供的能量。
酶 Ⅰ
酶 Ⅱ
ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
酶的类型 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊的化学键中的能量
能量去路 储存于形成的特殊的化学键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
5．ATP的功能
（1）ATP利用的实例
（2）ATP供能的原理ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
（3）ATP是细胞内流通的能量“货币”
①化学反应中的能量变化与ATP的关系：
放能反应：一般与ATP的合成相联系
吸能反应：一般与ATP的水解相联系
②能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
6.细胞的能源物质归纳(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。
典题应用
6．ATP分子的结构可简写成A－P～P～P，下列相关叙述正确的是A．A代表腺嘌呤，T代表三，P代表磷酸基团B．“～”表示磷酐键，其断裂时需要吸收能量C．ATP是通过转移磷酸基(－OPO3(2－))提供能量的D．ATP是通过磷酐键断裂，直接释放大量能量的答案 B解析 “A”代表腺苷，A错误；“～”代表磷酐键，其断裂时需要先吸收能量使ATP分子处于活跃状态，然后在转变成ADP和Pi的过程中释放能量，B正确；ATP是通过转移磷酰基(－PO3(2－))提供能量的，而不是磷酸基(－OPO3(2－))，C错误；ATP分子水解，末端的磷酐键断裂，通过基团(—PO3(2－))的转移提供能量，D错误。
典题应用
7．ATP是驱动生命活动的直接能源物质。下列关于ATP的叙述正确的是( )A．ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量B．ATP能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的C．ATP是腺苷三磷酸的简称，其分子结构简写成A—T～P～PD．由于相邻的磷酸基团的相互排斥，使磷酐键容易断裂，因此ATP转化成ADP不需要酶参加
答案 B解析 ADP在酶的作用下，可以加上一个Pi，生成ATP，A错误；ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性，B正确；ATP是腺苷三磷酸的简称，ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，C错误；由于相邻的磷酸基团的相互排斥，使磷酐键容易断裂，但ATP转化成ADP也需要酶参加，D错误。
A．ATP的A表示腺苷，其元素组成有C、H、O、NB．管腔中氨基酸进入上皮细胞的方式为主动运输C．上皮细胞中氨基酸通过协助扩散进入肾小管周围组织液D．上皮细胞合成蛋白质的反应过程是一个放能反应过程答案 ABC解析 ATP的A表示腺苷，由腺嘌呤碱基和核糖组成，其元素组成有C、H、O、N，A正确；分析图示可知，管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度，需要载体蛋白，能量来自Na＋的浓度差，运输方式为主动运输，B正确；上皮细胞中氨基酸进入肾小管周围组织液为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，运输方式为协助扩散，C正确；上皮细胞在核糖体上合成蛋白质，该过程需要消耗能量，由ATP水解直接提供能量，是一个吸能反应过程，D错误。
典题应用
8．(多选)如图所示，为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的过程。下列相关叙述正确的是( )
知识点三
光合作用的认识过程与光合色素
年代 科学家 结论
1664 海尔蒙特 水分是植物建造自身的原料
1771 普利斯特利 植物可以更新空气
1779 英格豪斯 只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
1845 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来
1864 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉
1941 鲁宾、卡门 光合作用释放的氧来自水。
20世纪40代 卡尔文 CO2中的碳转变成有机物的碳
1.揭开光合作用之谜
19世纪60年代，俄国科学家通过光学仪器发现叶绿素的吸收光谱与光合作用的作用光谱相似
2.绿叶中色素的提取和分离
(1)提取绿叶中的色素
①原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
②实验步骤：
例1．下图是提取绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1)提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？
A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；
B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；
C是无水乙醇，作用是溶解色素。
(2)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
可能的原因有：①研磨不充分，色素未能充分提取出来；②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度低；③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子部分被破坏。
(2)分离绿叶中的色素
①原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
②实验步骤：
(3)制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？
剪去两角的作用是防止色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。(4)色素分离时，关键应注意层析液不要触及滤液细线，为什么？
滤液细线中的色素会被层析液溶解，滤纸条上分离不到色素带。
例2．下图是分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：
(1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？
叶绿素a和胡萝卜素。(2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？
胡萝卜素和叶绿素b。(3)分子结构最相似的是哪两种色素？
叶绿素a和叶绿素b。(4)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
例3．结合分离到的色素在滤纸条上的分布情况图示分析下列问题：
3.绿叶中色素的种类及叶绿体的结构和功能1．色素的种类及吸收光谱(1)叶绿素a：蓝绿色，主要吸收蓝紫光和红光。(2)叶绿素b：黄绿色，主要吸收蓝紫光和红光。(3)胡萝卜素：橙黄色，主要吸收蓝紫光。(4)叶黄素：黄色，主要吸收蓝紫光。
典题应用
9.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是( )A．使用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸用于层析C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：
选B 在提取绿叶中的色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤；纸层析法分离滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线1～2次；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素。
典题应用
10.如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行实验的流程。相关叙述错误的是( )
A．纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同B．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色C．若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异都不大D．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
解析：选D 纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的，扩散速度快，A正确；结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色，分别是叶黄素和胡萝卜素，B正确；镁是叶绿素合成的必需元素，若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果①和②差异都不大，C正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间，结果②吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，D错误。
知识点四
绿色植物光合作用的过程
1．叶绿体(1)结构
(2)功能：绿色植物进行光合作用的场所。(3)分布：一般分布在细胞质膜与液泡之间的细胞质中。在光照较弱时，汇集到细胞顶面，最大限度吸收光能；在光照强度很高时，移动到细胞侧面，以避免强光的伤害。
2．光合作用的过程(1)光反应阶段①场所：叶绿体的类囊体膜上。②条件：必须有光、叶绿体中的光合色素和酶。③过程a．水的裂解：H2O――→2H＋＋2e－＋2O2。
b．NADP＋的还原：NADP＋＋H＋＋2e－――→NADPH。
c．ATP的生成：ADP＋Pi＋能量――→ATP。
④能量转化
酶
光能
酶
(2)暗反应阶段①场所：叶绿体基质。②条件：有光无光均可，需要多种酶参与。③过程a．CO2的固定：CO2＋C5――→2C3。
b．C3的还原：2C3＋[H]+ATP――→(CH2O)＋C5。
④能量转化ATP和[H]中的化学能→糖分子中的化学能。
酶
酶
例1.如图表示光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图中所示生物膜的名称？
类囊体膜。(2)光反应过程将水分解成哪些物质？
O2、H＋和e－。(3)e－最终的去向？
被NADP＋接受形成NADPH。
(4)光反应过程中能量转换的具体过程？
光能转化成电能，最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。
(5)图中ATP合酶的作用有哪些？
顺浓度梯度运输H＋，催化ADP和Pi合成ATP。
例2.如图所示，在卡尔文循环中，CO2转变为磷酸丙糖(G3P)的过程分为CO2的固定、氧化还原反应和C5即二磷酸核酮糖(RuBP)的再生三个阶段。回答下列问题：
(1)CO2固定的实质？
一分子C5和CO2结合形成两分子的C3。(2)在氧化还原反应阶段，需要来自光反应的物质有哪些？
ATP和NADPH。(3)卡尔文循环输出的物质是什么？
三碳糖(G3P)。
3.光合作用过程中元素的去向分析
条件 C3 C5 NADPH([H])和ATP 模型分析
光照由强到弱，CO2供应不变 增加 减少 减少或没有
光照由弱到强，CO2供应不变 减少 增加 增加
光照不变，CO2由充足到不足 减少 增加 增加
光照不变，CO2由不足到充足 增加 减少 减少
4.环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化。
(2)物质含量变化：
5.化能合成作用
(1)化能合成作用
①概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
②实例：硝化细菌能利用土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)，进而氧化成硝酸(HNO3)。这两个化学反应中所释放的化学能将CO2和H2O合成为糖类，供自身利用。
(2)光合作用与化能合成作用的比较
项目 光合作用 化能合成作用
生物类型 绿色植物和光合细菌 硝化细菌等
能量来源 光能 体外物质氧化释放的化学能
相同点 能将无机物合成有机物，并储存能量
典题应用
11.下列有关光合作用的叙述，正确的是( )A．光反应完成能量转化过程，暗反应完成物质转变过程B．光反应在光下进行，暗反应在黑暗中进行C．光反应固定CO2，暗反应还原C3D．光反应产生ATP，暗反应消耗ATP答案 D解析 光反应和暗反应都可以完成能量的转化和物质的转变，A错误；光反应必须有光，暗反应有光无光均可，B错误；二氧化碳的固定和C3的还原均发生在暗反应阶段，C错误；光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能，暗反应阶段，ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，D正确。
12.如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情况，下列对这一环境因素改变的分析，正确的是( )A．突然停止光照
B．突然增加CO2浓度C．降低环境温度
D．增加光照强度
解析：选D 增加光照强度，光反应产生的NADPH和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。
知识点五
细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．细胞呼吸(1)概念：糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放出能量并生成ATP的过程。(2)本质：将储存在有机物中的能量转化为生命活动能直接利用的能量。(3)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
2．有氧呼吸(1)概念：在氧的参与下，细胞内的有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。(2)过程
(3)总反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O―→6CO2＋12H2O＋能量。
酶
3.无氧呼吸(1)概念：在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇(C2H5OH)和CO2，或分解为乳酸(C3H6O3)等物质，同时释放较少能量的过程。(2)场所：细胞质基质。(3)类型①产生乙醇发生生物：大部分植物、酵母菌
②产生乳酸发生生物：动物、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等
2．探究酵母菌的呼吸方式(1)实验原理①酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧生物。②CO2和酒精的检测
检测产物 所用试剂 现象
CO2 澄清的石灰水 变混浊
溴麝香草酚蓝溶液 由蓝色变为黄绿色
酒精 酸性重铬酸钾溶液 变成绿色
2．实验装置及实验分析
(1)本实验的自变量为氧气的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生。(2)甲装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所引起的。(3)甲装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？
保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。
(4)乙装置中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶？
B瓶刚封口后，有氧气存在，酵母菌进行有氧呼吸，一段时间后，B瓶中的氧消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
(5)将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因是什么？
①加热煮沸后，葡萄糖溶液中的细菌会被杀死，可排除其他微生物对实验结果的影响；
②加热煮沸时，可排出溶液中的O2；
③若不冷却直接加入，温度过高会将酵母菌杀死。
3.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。(3)在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
4．细胞呼吸产生能量的利用(1)细胞呼吸释放能量的去向一部分以热的形式散失，一部分主要储存在ATP中，供给生物体的各种生命活动。(2)ATP的利用①ATP为细胞的生命活动提供了动力。②利用ATP的实例
(1)“三看法”判断呼吸的类型
①一看反应物和产物。
Ⅰ消耗氧气或产物中有水，一定是有氧呼吸。
Ⅱ产物中有酒精或乳酸，一定是无氧呼吸。
②二看物质的量的关系。
Ⅰ无CO2产生：乳酸发酵。
Ⅱ不消耗O2，但产生CO2：酒精发酵。
Ⅲ消耗O2量＝产生CO2量：有氧呼吸。
Ⅳ消耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸、无氧呼吸。
5.细胞呼吸类型的判断与实验探究
根据产生CO2与消耗O2的多少，又分为以下三种情况：
V(CO2)/V(O2)＝4/3 有氧呼吸＝无氧呼吸
V(CO2)/V(O2)>4/3 有氧呼吸<无氧呼吸
V(CO2)/V(O2)<4/3 有氧呼吸>无氧呼吸
③三看反应的场所。Ⅰ真核生物体内若只在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸。
Ⅱ若有线粒体参与，则存在有氧呼吸。
典题应用
13.如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解。下列有关说法正确的是( )
A．葡萄糖在线粒体中经过程①②彻底氧化分解B．在②反应过程中，水和[H]既是产物又是反应物C．无氧条件下，发生在酵母菌细胞中的是过程③D．无氧呼吸产生ATP较少，原因是大部分能量以热能形式散失
答案 B解析 葡萄糖的彻底氧化分解依次发生在细胞质基质和线粒体中，A错误；②反应包括了有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，在第二阶段中消耗水，同时产生[H]，而在第三阶段中消耗[H]，产生水，因此在②反应过程中，水和[H]既是产物又是反应物，B正确；酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乙醇和二氧化碳，即无氧条件下发生在酵母菌细胞中的是过程①③，C错误；无氧呼吸产生ATP的量远远小于有氧呼吸，更多的能量储存在有机物如乙醇、乳酸中，D错误。
典题应用
14.下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是A．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等C．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式D．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2
答案 C
解析 CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄；在该实验中，温度、pH、培养液浓度等都属于无关变量，无关变量需保持相同且适宜；酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2生成，而CO2可使澄清石灰水变浑浊，因此通过观察澄清石灰水是否变浑浊不能判断酵母菌的呼吸方式；实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2。
知识点六
影响光合作用的环境因素
1．光合速率：可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。2．光照(1)验证光照强度影响光合作用的实验①自变量：光照强度；通过灯泡与黑藻之间的不同距离来控制。②无关变量：二氧化碳浓度等。③因变量：1 min内黑藻产生的气泡数。④实验结论：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而相应增加；当光照强度达到某一定值后，光合速率不再增加。
光照强度 曲线模型 模型分析 曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现
A点 只进行细胞呼吸，不进行光合作用 只在细胞质基质和线粒体 从外界吸收，向外界排出CO2
AB段(不含A、B点) 呼吸量>光合量 细胞质基质、线粒体、叶绿体 从外界吸收O2，向外界排出CO2
B点 光合量＝呼吸量 与外界不发生气体交换
B点之后 光合量>呼吸量 从外界吸收CO2，向外界释放O2。此时植物可更新空气
应用 ①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能 (2)探究光质对光合作用影响的实验①暗处理目的：消耗叶片内原有的淀粉。②自变量控制：不同颜色的光。蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光和绿光。③因变量检测：叶片在隔水加热的酒精中脱色，然后滴加碘液。④实验结论：植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多，光合速率更高。
3．CO2浓度：在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而增加；在CO2浓度达到某一定值后，光合速率不再增加。
原理 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成 曲线模型及分析 图1中A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的最低浓度。B和B′对应的点都表示CO2饱和点
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率 4．温度：通过影响酶活性而影响光合速率。
原理 温度通过影响酶的活性影响光合作用 曲线模型及分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点：酶的最适温度，光合速率最大BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量 5．无机盐(1)氮素：是蛋白质、核酸的组成成分，充足的氮素供应可以促进叶面积增大和叶数量增多。(2)镁：叶绿素的组成成分。
曲线模型 原理
矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
曲线分析 应用
在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降 在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率
典题应用
15.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。请据图判断，下列叙述错误的是( )
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
答案 D
解析 光照强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同；光照强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同，而温度不同；在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度升高而升高；光照强度在a～c之间时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，随光照强度增加，光合作用强度不再增加。
知识点七
影响细胞呼吸的环境因素
1．氧气
(1)曲线分析：由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸；②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸；④O2浓度为5%时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。
(2)应用
2.温度
(1)温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止
(2)应用
3.二氧化碳
(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜
4.水分
(1)在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止
(2)应用
典题应用
16.如图曲线①、曲线②描述的是环境因素与呼吸
作用的关系，下列叙述错误的是( )A．曲线①代表无氧呼吸，氧浓度为10%时无氧呼吸停止B．曲线②代表有氧呼吸，且在一定范围内随氧浓度增大，
呼吸作用强度不断增强C．图中曲线②最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制D．图中两曲线的交点说明，此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相同
解析：选D 随着氧浓度增大CO2的释放量降低，所以曲线①代表无氧呼吸，氧浓度为10%时CO2释放量为0，说明此时无氧呼吸停止；曲线②代表有氧呼吸，且在一定范围内随着氧浓度增大呼吸作用强度不断增强，但是当氧浓度达到一定值时，CO2释放量不再增加；图中曲线②最终趋于平衡，细胞呼吸强度不再增大，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制；图中两曲线的交点说明有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2量相等，此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1∶3。
知识点八
呼吸速率、净光合速率和总光合速率的比较
1．呼吸速率、净光合速率和总光合速率的表示方法(1)呼吸速率的表示方法：将植物置于黑暗环境中，测定单位时间实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。(2)净光合速率和真正光合速率①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量(或制造量)表示。
2．光合速率与呼吸速率的关系下图1表示光照强度与CO2的吸收速率的关系，图2表示线粒体与叶绿体的关系。
结合图2与图1中的曲线分析如下：(1)图1中A点光照强度为0，只进行呼吸作用，与图2中乙对应。OA代表呼吸速率。(2)图1中AB段由于光照强度较弱，光合速率小于呼吸速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图2中甲对应。(3)图1中B点表示光合速率与呼吸速率相等，表现为既不吸收CO2也不释放CO2，与图2中丙对应。B点对应的光照强度为光的补偿点。(4)B点以后，由于光照强度继续增大，光合速率大于呼吸速率，呼吸作用释放的CO2不能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收CO2，与图2中丁对应；C点以后，光照强度再增加，光合速率不再增大，C点对应的光照强度称为光的饱和点；OD为净光合速率。由以上分析可知：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
3．利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率
(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。(3)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素引起误差，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。
典题应用
A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只是线粒体B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2叶·h)C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点光照强度条件下11 h，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mgD．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将向右移，c点将向左下移动
17.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定的某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法错误的是( )
解析：选A 在a点所示条件下，细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；a点的纵坐标表示呼吸速率；c点光照强度下，11 h光照每100 cm2叶片CO2净吸收量为11×10＝110(mg)，晚上每100 cm2叶片细胞呼吸释放CO2的量为13×5＝65(mg)，一昼夜每100 cm2叶片CO2净吸收量为45 mg；将温度提高到30 ℃，真正光合速率降低，细胞呼吸速率增大，净光合速率降低，c点将向左下移，光补偿点(b点)将向右移。