专题二 细胞的代谢
[A卷·基础达标练]
1．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于( )
A．组织液中甘油的浓度
B．细胞膜上的载体蛋白数量
C．线粒体中呼吸作用的强度
D．液泡中物质的浓度
解析：选A 人体组织细胞吸收甘油的方式属于扩散，其吸收量与组织液中甘油的浓度有关。组织液中甘油浓度高时扩散得快，吸收得多；浓度低时，扩散得慢，吸收得少。
2．下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A．人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过厌氧呼吸产生ATP
B．在平静和剧烈运动状态时，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡
C．ATP是生命活动的直接能源物质，其中两个高能磷酸键都易断裂、易形成
D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
解析：选C ATP是生命活动的直接能源物质，ATP中有两个高能磷酸键，但只有远离A的那个高能磷酸键易断裂、易形成。
3．肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对RNA酶敏感，对蛋白酶不敏感。下列叙述错误的是( )
A．肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合
B．肽酰转移酶存在于核糖体中
C．肽酰转移酶对高温不敏感
D．肽酰转移酶是具有催化活性的RNA
解析：选C 氨基酸在核糖体上经过脱水缩合形成肽键，因此肽酰转移酶存在于核糖体中，并能够催化氨基酸脱水缩合。由于该酶对蛋白酶不敏感而对RNA酶敏感，因此该酶的本质不是蛋白质，而是RNA。
4．下图分别表示温度、pH与酶活性的关系，有关叙述错误的是( )
A．曲线a上的B点对应的温度表示该酶的最适温度
B．人体内胃蛋白酶的活性与曲线b部分相似
C．曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH
D．酶的活性随温度的升高而增强
解析：选D 在一定温度范围内，酶的活性随温度的升高而增强，超过这一范围，酶的活性随温度的升高而减弱，甚至变性失活。
5．如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化。下列有关叙述错误的是( )
A．图①虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度与反应速率的关系
B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系
C．图③不能表示在反应开始的一段时间内，反应速率与时间的关系
D．若图②中的实线表示二氧化锰的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
解析：选C 图③表示在反应开始时，反应速率较快，随着反应的进行，底物越来越少，反应速率会逐渐减小。
6．对化学本质为蛋白质的酶而言，下列符合其催化反应变化规律的曲线应是( )
解析：选D 温度与反应速率的关系如选项A曲线所示；过酸或过碱都会造成酶失活，从而影响反应速率；一般而言，当酶量加倍时，反应速率加快，但由于底物的量是一定的，最后产物量应相等。
7．在需氧呼吸过程中，Pi消耗最多的阶段是( )
A．葡萄糖转变为丙酮酸和[H]
B．丙酮酸与H2O结合
C．丙酮酸转变成CO2和[H]
D．[H]和氧结合生成水
解析：选D 在需氧呼吸的整个过程中，第三阶段[H]和氧结合生成H2O的过程产生大量能量，此时转化成ATP的数量最多，因此，消耗的Pi也增多。
8．叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体的结构与功能的叙述，正确的是( )
A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B．H2O在光下分解的过程发生在叶绿体基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体膜中
D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
解析：选D 叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜中；H2O的光解发生在类囊体膜上；碳反应包括CO2的固定和三碳酸分子的还原，都在叶绿体基质中进行。
9．下图哪支试管中氧气含量下降得最快( )
解析：选A 试管A中水草不能进行光合作用，无氧气产生，而小鱼和水草都要进行呼吸作用消耗氧气，故其氧气含量下降得最快。
10．下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述，错误的是( )
A．可以用95%的乙醇提取叶绿体中的色素
B．叶绿体中的色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同
C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理
D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠
解析：选C 在“光合色素的提取与分离”实验中，研磨前要向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入2～3 mL 95%的乙醇。
11．图1是“质壁分离和复原实验”的部分操作图，图2是“叶绿体中色素分离”的结果，以下相关叙述错误的是( )
A．盖玻片下最好是成熟的植物组织细胞
B．实验中用吸水纸引流常需要重复几次
C．图2中b代表的是叶绿素b
D．出现图2结果的原因可能是研磨时没加碳酸钙
解析：选C 用于“质壁分离和复原实验”的植物细胞，应该是成熟的植物细胞；图1实验中用吸水纸引流重复几次的目的是，让材料充分浸润在蔗糖溶液或清水中；图2中b代表的是胡萝卜素；图2实验正常情况下所得到的结果应是叶绿素的量多，从图2滤纸条上看，叶绿素量反而少，说明研磨时，可能没加碳酸钙，叶绿素被破坏。
12．下列关于人体中ATP和ADP循环的叙述，正确的是( )
A．图中过程Ⅰ消耗水，过程Ⅱ产生水
B．图中过程Ⅰ与Ⅱ反应迅速，体现酶的专一性
C．图中过程Ⅰ为水解过程，释放的能量用于碳反应
D．图中过程Ⅱ可在线粒体、叶绿体和细胞溶胶中进行
解析：选A 图中过程Ⅰ为ATP的水解过程，消耗水，过程Ⅱ为ATP的合成过程，产生水；图中过程Ⅰ与Ⅱ反应迅速，体现了酶的高效性；图中过程Ⅰ为ATP水解过程，人体内ATP水解释放的能量用于各种生命活动，植物细胞光反应产生的ATP用于碳反应；人体细胞无叶绿体。
13．下图为某物质进入细胞的相关图示，从图中可获取的信息错误的是( )
A．甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体蛋白协助，所以此图表示扩散过程
B．甲图中随着物质浓度的降低，物质转运的速率会越来越快
C．甲图中箭头表示细胞外物质浓度高于细胞内时物质的转运方向
D．乙图表示物质的转运速率与物质浓度成正比关系
解析：选B 从图中可知，该物质的转运方式为扩散，扩散的速率与物质的浓度成正比，随着物质浓度的降低，扩散的速度会越来越慢。
14．下列关于细胞代谢的叙述，错误的是( )
A．人体内乳酸再转变成葡萄糖的过程需要消耗能量
B．葡萄糖被需氧呼吸分解释放的能量大部分以热能的形式散失
C．O2进入肝脏细胞的线粒体能使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降
D．酶与底物结合后会发生一定的形状变化，且这种变化是可逆的
解析：选C 人体细胞厌氧呼吸的产物是乳酸，乳酸经过细胞代谢再合成葡萄糖的过程是耗能过程；需氧呼吸过程中葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分转移到ATP中；O2进入肝细胞的线粒体参与需氧呼吸的第三阶段，释放大量的能量，一部分能量用于合成ATP，同时ATP水解形成ADP，ATP与ADP处于动态平衡之中；酶与底物结合后会发生一定的形状变化，且这种变化是可逆的。
15．如图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是( )
A．实验的自变量是1 h后淀粉剩余量，因变量是pH
B．pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活
C．pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性
D．与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用要弱
解析：选C 本实验的自变量是pH，因变量是1 h后淀粉剩余量；pH为1时有淀粉水解，这是盐酸催化淀粉水解的结果，过酸条件下酶失活；pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基本相等，而由于淀粉在酸性条件下易水解，因此pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性；与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用要强。
16．下列有关酶的实验设计思路，叙述正确的是( )
A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘碘化钾溶液验证酶的专一性
C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
解析：选C 过氧化氢的分解受温度影响，所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时，不可采用碘碘化钾溶液检测，应该选用本尼迪特试剂，因为碘-碘化钾不能检测蔗糖是否被水解；酶的高效性是相对无机催化剂而言的，所以研究酶的高效性时，应用酶和无机催化剂的催化效率对比；胃蛋白酶的适宜pH是1.5～2.0，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时，pH不能设置成3、7、11。
17．将少许的二氧化锰和鸡肝匀浆分别加入到等量等浓度的过氧化氢溶液中，检测两者产生的气体量。下列有关该实验结果的预测，正确的是(注：实线为加入二氧化锰产生氧气的速率，虚线为加入鸡肝匀浆产生氧气的速率)( )
解析：选A 由于酶具有高效性，加入鸡肝匀浆的过氧化氢溶液中产生氧气的速率较加入二氧化锰的过氧化氢溶液中产生氧气的速率快，加入鸡肝匀浆的过氧化氢溶液较加入二氧化锰的过氧化氢溶液达到化学反应平衡点所需的时间也较短，二者相对产氧速率随时间变化的曲线与A图曲线相符。
18．CO2浓度、光强度、温度是最常见的影响光合作用强度的因素，某学习兴趣小组用真空渗水法探究影响某植物光合作用的因素，实验结果总结如表所示。为探究CO2浓度对光合作用的影响，应将组3中的温度控制为( )
组别
实验条件
30 min内上浮叶圆片平均数(片)
温度
光强度
NaHCO3浓度
组1
10 ℃
40 W白炽灯
1%
3
组2
10 ℃
100 W白炽灯
1%
5
组3
？
100 W白炽灯
1%
8
组4
25 ℃
100 W白炽灯
4%
10
组5
15 ℃
60 W白炽灯
0%
0
A.25 ℃ B．20 ℃
C．15 ℃ D．10 ℃
解析：选A 为探究CO2浓度对光合作用的影响，根据实验的单一变量原则，应将组3中的温度控制为25 ℃。
19．甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种易化扩散方式，其中通道介导的扩散比载体介导的快1 000倍。下列有关叙述正确的是( )
A．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的
B．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性
C．甲、乙两种方式中只有甲属于被动转运
D．物质主要以通道介导的方式进出细胞
解析：选B 载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，而是可以移动的，具有流动性；载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性；甲、乙两种方式都是物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助，均属于被动转运中的易化扩散；大多数物质主要以主动转运的方式进出细胞。
20．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，下列有关叙述正确的是( )
A．反应①②③④都可在人体细胞中进行
B．③过程不产生ATP
C．反应①②必须都在有氧条件下进行
D．上述反应均在线粒体内完成
解析：选B 人体细胞不能进行反应③；只有反应②在有氧条件下进行；反应①③④都在细胞溶胶中进行。
21．下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为ATP中的化学能
D．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
解析：选D 低氧、零上低温有利于水果保鲜；C6H12O6分解成丙酮酸发生在细胞溶胶中；细胞呼吸将化学能转变为热能和ATP中的化学能。
22．下图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的生化反应。下列有关叙述错误的是( )
A．图甲、乙中的两种生物膜分别存在于叶绿体和线粒体中
B．图乙中的NADH主要来自葡萄糖的分解
C．甲、乙两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATP
D．影响甲、乙两种膜上生化反应的主要环境因素分别是光照和温度
解析：选B 图甲中色素分子吸收光可将H2O光解产生NADPH和O2，表明该生物膜为叶绿体类囊体膜；由图乙中NADH＋O2→H2O，表明图乙为线粒体内膜，图乙中的NADH主要来自丙酮酸的分解。
[B卷·强化提能练]
一、选择题
1．(2017·浙江4月选考)下列关于细胞中吸能反应和放能反应的叙述，错误的是( )
A．糖的氧化反应是放能反应
B．光合作用的碳反应是吸能反应
C．ATP是吸能反应和放能反应的纽带
D．氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应
解析：选D 氨基酸合成蛋白质的过程是吸能反应。
2．(2018·宁波十校联考)下列关于生物体内酶的叙述，正确的是( )
A．低温能破坏酶的分子结构从而抑制酶的活性
B．酶的合成不一定在核糖体上进行
C．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同
D．对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化
解析：选B 低温不会破坏酶的分子结构；酶的合成不一定在核糖体上进行，因为少数酶的本质是RNA(称之为核酶)，是转录的产物；同一个体各种体细胞酶的种类、数量不完全相同；对于一个细胞来说，在不同的生命时期，其酶的种类和数量也会发生变化。
3．如图为某同学构建的需氧呼吸过程图，④⑦均为水，下列叙述正确的是( )
A．催化②→③过程的酶存在于线粒体内膜上
B．产生的⑧主要用于合成ATP
C．③必定全部释放到大气中
D．⑥可来自叶绿体
解析：选D ②→③过程为需氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中和嵴上；需氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失，少部分贮存在ATP中；对于植物，③还可以被叶绿体吸收；⑥为氧气，可来自叶绿体。
4．下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．糖酵解仅在有氧条件下才能进行
B．催化柠檬酸循环的酶均分布在线粒体基质中
C．产生CO2的场所是线粒体
D．催化O2还原为H2O的酶均镶嵌在线粒体内膜上
解析：选D 酵母菌为兼性厌氧型生物，有氧条件下进行需氧呼吸，缺氧条件下进行酒精发酵，但厌氧呼吸和需氧呼吸都进行糖酵解过程，其场所均在细胞溶胶中；需氧呼吸的柠檬酸循环阶段所需要的酶分布在线粒体基质和嵴上；酵母菌的厌氧呼吸和需氧呼吸都能产生CO2，故产生CO2的场所是细胞溶胶和线粒体；需氧呼吸的第三阶段为电子传递链，需要消耗O2，场所在线粒体内膜上，故催化O2还原为H2O的酶均镶嵌在线粒体内膜上。
5．市场上流行的直饮机的核心部件是逆渗透膜，它利用逆渗透原理，通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度一侧，理论上在较高浓度侧的所有细菌及不纯杂物、可溶性固体物和对人体有害的有机物和无机物均不能渗入高精密的逆渗透膜，示意图如图所示。根据上述信息判断，下列有关叙述正确的是( )
A．逆渗透过程与渗透作用的差异是前者需要消耗能量
B．逆渗透膜也具有细胞膜的识别功能
C．逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性控制有害物质
D．逆渗透膜祛除有害物质的能力胜过生物膜，可放心饮用
解析：选A 逆渗透过程需通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度一侧，形成水压需要能量，故逆渗透作用消耗能量；直饮机上的逆渗透膜不含蛋白质，不具识别功能；逆渗透膜祛除有害物质的能力有一定的限度，未必胜过生物膜。
6．(2017·浙江11月选考)在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH＝4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH＝8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是( )
A．实验中溶液的H＋均来自于水的裂解
B．黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP
C．光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H＋浓度较高
D．若使类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，ATP生成量不变
解析：选C 本实验在黑暗条件下进行，而水的裂解需要光照；黑暗条件下，光反应不能进行，叶绿体不能产生ATP；由题干可知，在类囊体内H＋浓度大于外面的缓冲液时会有ATP产生，光反应要产生ATP也应如此；根据实验结果，H＋与ATP的产生有关。
7．下图表示高等植物光合作用与细胞呼吸过程中物质变化的关系，有关叙述正确的是( )
A．②过程消耗的ATP来自①③④⑤过程产生的ATP
B．①、②过程在叶绿体中进行，③④⑤过程在线粒体中进行
C．①过程产生的NADPH参与②过程，③和④过程产生的NADH与氧结合产生水
D．高等植物所有的细胞都可以进行①～⑤过程
解析：选C ②过程消耗的ATP只来自①过程；③过程在细胞溶胶中进行；并非高等植物所有的细胞都可以进行光合作用，如高等植物的根尖细胞就不能进行光合作用。
8．如图为光合作用和呼吸作用之间的能量、物质转化图解。下列对该图的分析正确的是( )
A．从能量分析，“光能”最终要变成“供生命活动需要的能量”，其途径为：光能→ATP等中的化学能→C6H12O6中的化学能→ATP中的化学能→供生命活动需要的能量
B．从物质分析，光合作用光反应阶段产生的氢只来自水，而呼吸作用产生的氢只来自丙酮酸
C．从图中可知，光合作用产生的有机物C6H12O6并不需要穿膜，可直接进入线粒体被分解
D．在整个植株有机物积累为0时，绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物与通过呼吸作用消耗的有机物是相等的
解析：选A 细胞呼吸第二阶段(柠檬酸循环)中有H2O的参与，产生的NADH中的氢来自糖酵解和丙酮酸的分解；C6H12O6是大分子，不能直接穿膜进入线粒体，经过糖酵解后形成丙酮酸才能进入线粒体参与需氧呼吸第二阶段——柠檬酸循环；在整个植株有机物积累为0时，绿色植物的所有含有叶绿体的细胞通过光合作用产生的有机物与整个植株所有的细胞通过呼吸作用消耗的有机物是相等的。
9．叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化。为探究ATP形成的原动力，贾格道夫等科学家在黑暗中进行了如下实验。图中平衡的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液相同。下列有关分析正确的是( )
A．类囊体在pH为4的条件下被破坏
B．在黑暗中进行实验的原因是避免光照产生O2
C．叶绿体合成ATP需要酸性环境
D．ATP的合成与膜两侧的pH差有关
解析：选D 如果类囊体在pH为4的条件下被破坏，则在pH平衡前就不会产生ATP；实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响；根据实验结果可知，叶绿体合成ATP需要pH差；从实验结果看出，pH平衡前，加入ADP和Pi能够产生ATP，而平衡后加入ADP和Pi，不能产生ATP，说明叶绿体中ATP形成的原动力来自类囊体膜两侧的pH差。
10．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是( )
A．该实验可探究不同单色光对光合作用强度的影响
B．加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2
C．拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度
D．若将此装置放在黑暗处，用NaOH溶液代替NaHCO3溶液，可测定金鱼藻的呼吸作用强度(不考虑NaOH对金鱼藻生理活动的影响)
解析：选B 从图示可知，实验自变量为不同的单色光，探究的是不同单色光对光合作用强度的影响；密闭装置中加入NaHCO3溶液是为金鱼藻光合作用提供CO2；自然光照下产生的O2量是7种单色光照下产生的O2量之和，比单色光照下的O2量多；此装置放在黑暗处，用NaOH溶液代替NaHCO3溶液，可测定金鱼藻的呼吸作用强度。
11．(2018·宁波九校联考)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。下列分析正确的是( )
A．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累有机物的量最多
B．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造有机物的量与30 ℃相等
C．如果该植物原重x kg，置于暗处4 h后重(x－1)kg，然后光照4 h后重(x＋2)kg，则总光合速率为3/4 kg/h
D．若将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水，则在黑暗条件下可测得B曲线
解析：选B 在25 ℃时，CO2吸收量最大，即光合作用净合成量最大，积累的有机物最多；在光照时间相同的情况下，30 ℃时光合作用的总量为3.50(净合成量)＋3.00(呼吸消耗量)＝6.50 (mg/h)，35 ℃时光合作用的总量为3.00(净合成量)＋3.50(呼吸消耗量)＝6.50 (mg/h)，二者相同；总光合速率应为{(x＋2)－(x－1)＋[x－(x－1)]}/4＝1 (kg/h)；B曲线是在不同温度下测得CO2的释放量的曲线。
12．适宜的光照、温度条件下，在0.003%CO2和1%CO2两种不同环境中某植物叶肉细胞卡尔文循环中三碳酸和RuBP微摩尔浓度的变化趋势如图所示。据图分析合理的是( )
A．ab段碳反应速率越来越小
B．bc段甲物质浓度降低是因为生成速率变小
C．cd段光合作用较弱是因为光反应产物不足
D．ae段叶肉细胞的光饱和点稳定不变
解析：选B ab段甲、乙两物质的量相对稳定，碳反应速率不变；二氧化碳含量变小，底物不足会导致二氧化碳的固定速率减慢，生成物三碳酸(甲物质)的含量下降；cd段光合作用较弱是因为碳反应的原料二氧化碳不足；不同环境条件下，叶肉细胞的光饱和点不同。
13．甲、乙、丙、丁分别为绿色植物新陈代谢过程中有关变化的示意图，下列叙述错误的是( )
A．图甲是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲线。影响a、b两点吸收量不同的因素是载体的数量和活性
B．图乙表示野外松树光合作用强度与光强度的关系。当光强度为b时，光合作用强度达到最大
C．图丙表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2释放的影响。为了利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的氧气通常调节到图中b点所对应的浓度
D．图丁表示豌豆种子萌发时吸水量随时间的变化关系。研究发现，在第Ⅱ阶段种子对O2的吸收量大大低于CO2的释放量，故第Ⅱ阶段细胞呼吸强度最弱
解析：选D 胡萝卜从KNO3溶液中吸收K＋和NO为主动转运过程，既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助，在a、b两点含氧量相同，提供的能量相同，因此两点对离子吸收量不同的因素只能是载体的数量和活性；由图乙可知，b时光强度已达到光饱和点，光合作用强度已达到最大；由图丙可知，b点时呼吸作用最弱，消耗的有机物最少，所以此时的氧气浓度最有利于贮藏蔬菜和水果；图丁中第Ⅱ阶段O2的吸收量大大低于CO2的释放量，只能说明此时种子主要进行厌氧呼吸，无法判断呼吸作用的强弱。
二、非选择题
14．某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，请分析回答下列问题：
(1)实验1、2、3中的自变量分别为________________________________。
(2)实验1的目的是探究________________________________________________________________________。
(3)实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是___________________________________。
(4)实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为________________________________________________________________________。
实验还证实，当pH小于d或大于f时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)从三个实验的结果图中可以看出，实验1、2、3的自变量分别是催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH。(2)实验1过氧化氢酶和无机催化剂FeCl3的作用结果进行对照，说明了过氧化氢酶具有高效性。(3)实验2的结果显示，在ab段对应的浓度范围内，O2产生速率随着过氧化氢溶液浓度的增大而增大，而当过氧化氢溶液达到b对应的浓度以后，O2产生速率不再增加，bc段O2产生速率不再增加的原因最可能是过氧化氢酶的数量有限。(4)在pH为e时，溶液中剩下的过氧化氢的量最少，说明在这一pH下过氧化氢酶的活性最高；过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏，使酶永久失活。
答案：(1)催化剂的种类、过氧化氢溶液的浓度、pH
(2)酶的高效性
(3)在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大 过氧化氢酶的数量有限
(4)e 过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏
15．甲图表示绿色植物叶肉细胞中的部分结构，①～⑥表示物质；乙图表示该植物叶片CO2吸收量随光强度逐渐增加的变化曲线，S1、S2、S3分别表示所属范围的面积；丙图表示在恒温密闭玻璃温室内，连续48 h测定室内CO2浓度及植物CO2的吸收速率。据图回答下列问题：
(1)叶绿体中的色素分布于________上。提取绿叶中的色素时，为保护色素，要加入的化学药品是________，其中叶绿素主要吸收________________光。
(2)甲图中，在供给植物CO2后的60 s内，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7 s后的代谢产物多达12种，而5 s内的代谢产物主要是一种物质，该物质最可能是________(填图中序号)。
(3)若该绿色植物长时间处于黑暗状态，则甲图①→②→①的循环__________(填“能”或“不能”)进行，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)当光强度处于乙图中的D点时，甲图中⑥的去向是________________________。
(5)乙图中O～D间此幼苗呼吸作用消耗有机物的量为________，光合作用有机物的净积累量为________。(用S1、S2、S3表示)
(6)丙图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间有____个，叶绿体吸收CO2速率最大的时刻是第______ h，前24 h比后24 h的平均光强度________。
(7)如果使用相同强度绿光进行实验，丙图中c点的位置将________(填“上移”“下移”或“不变”)。
解析：(1)叶绿体中的色素分布于类囊体(基粒)膜上，提取色素时为保护色素，往往要加入碳酸钙；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(2)甲图中①为RuBP，②为C3，③为ATP及NADPH，④为ADP＋Pi，⑤为水，⑥为氧气。CO2最先和RuBP结合形成C3化合物，所以②(C3)是最早出现放射性的物质。(3)如果该植物长期处于黑暗状态，因为缺少光反应产生的NADPH和ATP，则卡尔文循环不能进行。(4)当植物处于乙图中D点时，植物光合作用大于呼吸作用，故甲图中光合作用产生的⑥(氧气)一方面满足线粒体需氧呼吸的需求，另一方面扩散到外界环境。(5)根据乙图，光强度为0时，绿色植物只进行细胞呼吸，故A点表示呼吸作用的强度，随着光强度的增加呼吸强度是不变的，所以O～D时间段内，呼吸作用消耗的总量就是横线下面矩形的面积，即S1＋S3；S1表示光强度由O→B时光合作用的净积累量(为负)；S2表示光强度由B→D时的光合作用有机物的净积累量；S1＋S3表示O→D时段绿色植物呼吸作用消耗的有机物量；S2＋S3表示光合作用产生的有机物总量。所以当光强度由O→D时，绿色植物呼吸作用消耗的有机物量为S1＋S3，光合作用的净积累量为S2－S1。(6)图中细线是在恒温密闭环境中测得的CO2吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收CO2，此时光合作用所需的所有CO2全由呼吸作用提供，所以此时呼吸速率与光合速率相等。即在6、18、30、42时，呼吸速率与光合速率相等；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是36 h，因此，叶绿体利用CO2速率最大的时刻是36 h时；由曲线图看出，前24 h比后24 h的平均CO2吸收速率低，因此，前24 h比后24 h的平均光强度弱。(7)因为植物对绿光几乎不吸收，若用相同强度绿光进行实验，则植物光合作用强度下降，而呼吸作用强度不变，故室内CO2浓度上升，即c点上移。
答案：(1)类囊体(基粒)膜 CaCO3 红光和蓝紫
(2)② (3)不能 没有光反应提供的ATP和NADPH，碳反应不能进行 (4)扩散到线粒体和外界
(5)S1＋S3 S2－S1 (6)4 36 弱 (7)上移
课件115张PPT。 温度通过影响与细胞呼吸有关_________来影响呼吸速率
2.乙图：
(1)O2浓度＝0时，只进行_________
(2)0(3)O2浓度≥10%时，只进行________
(4)O2浓度＝5%时，有机物消耗最少1.甲图： 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，甚至死亡
4.丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有____作用3.丙图：
“课下检测·双级提能”见“专题(二)”
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专题二细胞的代谢
一、学前自检——对应考纲查缺漏
1．物质出入细胞的方式
(1)动、植物细胞吸水和失水的原因分别是什么？洋葱表皮细胞为什么会发生质壁分离和质壁分离复原？(b)
(2)渗透、被动转运和主动转运有何异同点？(b)
(3)胞吞和胞吐的过程是怎样的？(a)
2．酶和ATP
(1)酶的化学本质、基本组成单位和合成场所分别是什么？(b)
(2)酶的特性有哪些？设计实验验证酶特性的基本思路是什么？影响酶促反应的因素有哪些，是怎样影响的？(c)
(3)ATP的结构及与RNA的关系是怎样的？(a)
(4)ATP的合成场所、过程及利用是怎样的？(b)
3．细胞呼吸和光合作用
(1)需氧呼吸的过程、场所是怎样的？(b)
(2)需氧呼吸与厌氧呼吸有怎样的区别与联系？(b)
(3)影响细胞呼吸的因素有哪些，在农业生产中有哪些应用？(b)
(4)光合色素种类有哪些？它们是如何分布的，有怎样的功能？(a)
(5)光反应与碳反应有怎样的区别和联系？(b)
(6)影响光合作用的因素有哪些？(c)
(7)光合作用与细胞呼吸有怎样的区别与联系？(c)
(8)总光合速率、表观光合速率、呼吸速率三者之间有怎样的关系？如何进行相关计算？(c)
二、构建体系——依据网络串知识
三、澄清误区——突破迷点强认知
1．判断有关酶和ATP叙述的正误
(1)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构(×)
(2)产生酶的细胞一定能产生激素(×)
(3)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同(√)
(4)DNA与ATP中所含元素的种类相同(√)
(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(×)
2．判断有关物质出入细胞方式叙述的正误
(1)质壁分离过程中水分子的移动只能是单向进行(×)
(2)海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离(√)
(3)胞吐过程一定会发生分泌泡与质膜(细胞膜)的融合(√)
(4)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白协助(×)
(5)激素必须通过主动转运进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节(×)
(6)相对分子质量较小的物质或离子都可以通过扩散进入细胞(×)
(7)RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的方式属于胞吐或胞吞(×)
3．判断有关细胞呼吸与光合作用叙述的正误
(1)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞溶胶高(×)
(2)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧时(×)
(3)厌氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程(×)
(4)人剧烈运动时产生的CO2是需氧呼吸和厌氧呼吸共同的产物(×)
(5)O2浓度为零时，细胞呼吸强度等于零(×)
(6)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(√)
(7)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢(×)
(8)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应过程(√)
(9)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和碳反应强度都降低(√)
(10)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中三碳酸分子和RuBP的含量都迅速增加(×)
(11)延长光照时间能提高光合作用强度(×)
(12)CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中(×)
(13)光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP(×)
(14)适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量(×)
(15)光合速率受到光强度、温度和CO2浓度等因素的影响(√)
4．据ATP与ADP在生物体内的转化图示，判断下列叙述的正误
(1)如果发生在绿色植物体内，①②③代表光合作用，④⑤⑥代表细胞呼吸(×)
(2)如果在一个正常生长的绿色植物体内，①过程总量一定大于⑤过程总量(√)
(3)如果发生在一个稳定生态系统中，则⑤贮存的能量就是生物细胞呼吸释放的部分能量(√)
考点一ATP和酶
(一)ATP
1．ATP的结构、功能、转化及形成途径
(1)模型图示
(2)相关说明
①ATP≠能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。因此线粒体不仅可分解有机物，也能合成有机物(ATP)。
②ATP转化为ADP需消耗水，ADP转化为ATP可产生水。
③不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是转化非常迅速及时。
④不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解，事实上，ATP与ADP转化总处于动态平衡中——耗能较多时ATP水解迅速，但其合成也迅速。
⑤细胞中直接能源物质是ATP；主要能源物质是糖类；主要贮能物质是油脂。
2．ATP产生量与O2供给量的关系分析
(1)①图甲中A点表示在无氧条件下，细胞可通过厌氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
②AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过需氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。
③BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
(2)图乙可表示哺乳动物成熟红细胞，其ATP来自厌氧呼吸，与O2无关。
3．与ATP产生和消耗有关的细胞结构及生理过程
转化场所
常见的生理过程
质膜
消耗ATP：主动转运、胞吞、胞吐
细胞溶胶
产生ATP：细胞呼吸糖酵解阶段
叶绿体
产生ATP：光反应
消耗ATP：碳反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
线粒体
产生ATP：需氧呼吸的柠檬酸循环、电子传递链阶段
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
(二)酶
1．必记常考的七类酶
(1)DNA聚合酶——参与DNA复制及逆转录，催化脱氧核苷酸间缩聚形成3',5'-磷酸二酯键。
(2)RNA聚合酶——参与RNA合成(转录)及RNA复制，催化核糖核苷酸间缩聚形成3',5'-磷酸二酯键。
(3)基因工程工具酶
①限制性核酸内切酶：特异性切割DNA分子(断开3',5'-磷酸二酯键)。
②DNA连接酶：连接两个DNA片段。
③Taq DNA聚合酶(耐高温)：PCR技术中用于目的基因扩增。
(4)DNA解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键打开。
(5)核酸水解酶
可用于遗传物质化学本质探究(如艾弗里实验曾用DNA酶)
(6)各种消化酶——可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。
(7)细胞工程工具酶：纤维素酶、果胶酶(除去细胞壁)、胰蛋白酶(动物细胞培养)。
2．酶促反应相关曲线综合分析
图
示
解
读
①分析甲、乙图可知：在最适温度(pH)之前，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，酶促反应速率加快，超过这一范围酶促反应逐渐减弱
②分析甲、乙图可知：过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，酶促反应速率为0；而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性，故低温时酶促反应速率大于0
③分析丙图可知：反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH
④分析丁图可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度
⑤戊图中，酶量一定时，在一定底物浓度范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加
⑥己图中，在底物充足时，酶浓度越高，酶促反应速率越快
3.酶相关实验的综合分析
(1)验证类——验证酶的作用特点及本质
实验目的
自变量
实验组
对照组
验证酶具有催化作用
相应酶液的有无
底物＋相应酶液
底物＋等量蒸馏水
验证酶的高效性
催化剂的种类(无机催化剂和酶)
底物＋相应酶液
底物＋无机催化剂
验证酶的专一性
不同的底物或不同的酶液
底物＋相应酶液
同一底物＋另一酶液或另一底物＋同一酶液
验证某种酶是蛋白质
待测酶液和标准蛋白质溶液
待测酶液＋双缩脲试剂
标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂
(2)探究类——探究酶的最适温度或最适pH
①实验设计思路
②实验设计程序
(3)辨清与酶相关实验设计的六个易错点
①根据实验目的，有些实验需设置相互对照，设两个或两个以上实验组。如探究酶作用的最适温度(或pH)时，应按一定的自变量梯度设置多个实验组，通过对比实验结果找出酶的最适温度(或pH)。
②若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测底物是否被水解的试剂宜选用本尼迪特试剂，不能选用碘碘化钾溶液，因为碘碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。
③若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘碘化钾溶液，不应该选用本尼迪特试剂，因本尼迪特试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。另外在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。
④在探究酶的最适温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
⑤在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶和底物分别置于不同pH条件下，然后再将同一pH条件下处理的底物和酶液混合，而不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠调节pH。
⑥探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。
题点(一) 考查ATP的结构、功能
[例1] ATP是细胞的能量“通货”，是生命活动的直接能源物质，如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列叙述错误的是( )
A．图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B．图2中进行过程①时，图1中的c断裂并释放能量
C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性
D．夜间有O2存在时，图2中过程②主要发生在线粒体
[解析] 图1中的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键；图2中进行过程①时，图1中的c(高能磷酸键)断裂水解并释放能量；ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性；线粒体是需氧呼吸的主要场所，因此夜间有O2存在时，图2中过程②主要发生在线粒体中。
[答案] A
不同化合物中“A”的区别和联系
ATP中的A为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，DNA分子中含有的A为DNA的基本单位(即图中④号圆圈内)腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子中含有的A为RNA的基本单位(即图中⑤号圆圈内)腺嘌呤核糖核苷酸，核苷酸中的A(即图中②号和③号圆圈内)为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。
[针对训练]
1．酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是生命活动的直接能源物质。如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法正确的是( )
A．②代表的物质是ADP，③是腺嘌呤核糖核苷酸
B．释放能量最少的过程是Ⅲ
C．若要探究酶b的最适pH，应在中性左右设置实验自变量
D．植物叶肉细胞中，线粒体内合成的ATP比叶绿体内合成的ATP用途单一
解析：选B 图示中①为ADP，②为AMP，③为A(腺苷)，④为磷酸，⑤为水解过程中释放的能量，酶a、酶b和酶c分别为将ATP逐步水解的酶，ATP中腺苷(A)与第一个磷酸基团连接的是普通化学键，含有的能量最少(与高能磷酸键相比)，所以释放能量最少的过程是Ⅲ。水解过程会产生磷酸，所以若要探究酶b的最适pH，实验自变量应在偏酸性范围内。植物叶肉细胞中，叶绿体内合成的ATP用于碳反应，能量转移到有机物中；而线粒体内合成的ATP可用于植物体的各项生命活动。
题点(二) 借助图示考查酶的特性和影响因素
[例2] 如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述，错误的是( )
A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH
B．甲曲线中，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同
C．乙曲线中，D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
D．丙曲线中，G点时对应因素升高，酶的活性不能到达H点
[解析] 低温时酶的活性很低，但是酶并不失活，高温使酶的空间结构发生改变，酶失活，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，从图中来看，影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH；甲曲线表示底物浓度与反应速率的关系，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同，A点的限制因素是底物浓度，B点达到饱和，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度；乙曲线是温度对酶活性的影响，D点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构并没有被破坏，温度恢复，酶的活性即可恢复，F点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度降低，酶的空间结构也不能恢复；丙曲线是pH对酶活性的影响，G点对应的因素是pH过低，酶的空间结构发生改变，pH升高，酶的活性不能到达H点。
[答案] C
具有专一性的物质总结
(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点上切割DNA分子。
(2)载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体蛋白不同，载体蛋白的专一性是细胞膜选择透性的基础。
(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
(4)tRNA：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
[针对训练]
2．在3支试管中均加入等量的体积分数为5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、唾液，一段时间内测得底物含量变化如图所示。则关于该图的表述正确的是( )
①曲线b表示二氧化锰的催化作用，曲线a与b的对照反映了无机催化剂的专一性特点
②曲线c表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，a与c对照反映了酶的专一性特点
③曲线c与b的对照可以说明酶的高效性
④曲线a不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶－底物复合物
A．①② B．③④
C．①②④ D．②③④
解析：选D 曲线a表示唾液淀粉酶的催化作用，曲线b表示二氧化锰的催化作用，曲线a与b的对照不能反映无机催化剂的专一性特点，①错误；曲线c表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用，唾液中的淀粉酶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，曲线a与c对照反映了酶的专一性特点，②正确；曲线b与曲线c对照，可以说明酶具有高效性，③正确；由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶－底物复合物，底物的量没有减少，④正确。
题点(三) 考查酶促反应的相关实验分析
[例3] (2016·浙江4月选考)为研究酶的特性，进行了下列实验，基本过程和结果如表所示。
步骤
基本过程
试管A
试管B
①
加入淀粉溶液
3 mL
－
②
加入蔗糖溶液
－
3 mL
③
加入新鲜唾液
1 mL
1 mL
④
37 ℃保温15 min，
加本尼迪特试剂
2 mL
2 mL
⑤
沸水浴2～3 min，观察
红黄色沉淀
无红黄色沉淀
据此分析，下列叙述错误的是( )
A．实验的自变量是底物
B．检测指标是颜色的变化
C．酶的作用具有高效性
D．37 ℃是该酶作用的适宜温度
[解析] 对试管A、B唯一的不同操作是加入的底物不同，故自变量是底物；实验根据溶液是否产生红黄色沉淀作为检测指标，来判断唾液是否将底物水解产生还原糖；酶的作用具有高效性，但据本实验无法得出这一结论；唾液中的酶发挥作用的适宜温度是37 ℃，实验设置在此温度下进行，有利于发挥酶的活性，使反应更加顺利地进行。
[答案] C
[针对训练]
3．下面是有关某种淀粉酶E的实验，处理方式及结果如下。根据结果判断下列叙述正确的是( )
试管Ⅰ
试管Ⅱ
试管Ⅲ
pH
8
8
7
温度(℃)
60
40
40
淀粉酶
1 mL
1 mL
1 mL
淀粉
1 mL
1 mL
1 mL
A.本实验的自变量是温度和pH，因变量为淀粉的相对含量
B．E在作用40 min后便会失去活性
C．E较适合在40 ℃和pH为8的环境下作用
D．三支试管中E的空间结构均发生了改变
解析：选A 根据试题分析可知：试管Ⅱ和试管Ⅲ的pH不同，试管Ⅰ和试管Ⅱ的温度不同，本实验的自变量是温度和pH，因变量是淀粉的相对含量；试管Ⅰ、Ⅱ对照可说明60 ℃时淀粉酶已失活，较适温度为40 ℃，且在Ⅲ曲线中，淀粉酶E在作用40 min后，淀粉已完全水解；试管Ⅱ、Ⅲ对照可说明在pH为7的条件下，酶活性很强，故E较适合在40 ℃和pH为7的环境下作用；试管Ⅰ、Ⅱ对照可说明60 ℃时(试管Ⅰ)淀粉酶已失活，高温、过碱使酶的空间结构破坏，故试管Ⅰ中酶的空间结构发生改变。
考点二物质出入细胞的方式
1．质膜“选择透性”的物质基础
物质跨膜运输与膜的流动性及选择透性有关，选择透性的物质基础主要与质膜上载体蛋白的种类和数量有关，其次与“脂双层”有关——它可优先允许脂质分子自由通过。
2．有关物质进出细胞的概念辨析
(1)膜受体≠膜载体：前者与“信号分子”有关，后者与“物质跨膜运输”有关。
(2)摩尔浓度≠质量浓度：溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但摩尔浓度是10%蔗糖溶液的小，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
(3)渗透平衡≠浓度相等：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，此时膜两侧溶液的浓度未必相等，如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡，但浓度总不会相等。
(4)人工膜≠生物膜：生物膜具有选择透性；人工膜具有半透性，物质能否通过取决于孔径大小。
(5)渗透≠渗透作用≠渗透现象
①概念：水分子通过膜的扩散称为渗透；渗透作用是指水分子从其水分子数相对较多的一侧通过膜进入水分子数相对较少的一侧。由于渗透作用，通过一定的装置可以观察到渗透现象。
②渗透作用发生的条件：a.具有半透膜；b.半透膜两侧溶液具有浓度差；c.表现出水分子的移动方向：浓度低→浓度高(顺着水分子的相对含量的梯度)。
③膜两侧有浓度差时的渗透为渗透作用；分子的运动是绝对的，半透膜两侧的水分子对等运动时，达到平衡状态，不称为渗透作用。
3．物质出入细胞方式比较
小分子和离子跨膜转运
图示
特点
(1)扩散
①高浓度→低浓度
②不消耗能量
③不需要载体蛋白
(2)易化扩散
①高浓度→低浓度
②不消耗能量
③需要载体蛋白
(3)主动转运
①低浓度→高浓度
②消耗能量
③需要载体蛋白
大分子和颗粒物质进出细胞
特别提醒：
①扩散和易化扩散的动力是浓度差
②易化扩散和主动转运中载体蛋白能发生可逆性形变
③主动转运和胞吞、胞吐的动力是ATP(能量)
④主动转运是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
4．影响物质跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的范围内)
(2)氧气浓度
(3)温度
5．物质出入细胞方式的判断
(1)结合实例直接进行判断
转运方式
实例
扩散
水、气体(O2、CO2等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等)的跨膜转运
易化扩散
葡萄糖进入红细胞等
主动转运
无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等逆浓度梯度进出细胞
胞吞、胞吐
巨噬细胞吞噬抗原及细胞碎片等、分泌蛋白的分泌
(2)根据分子大小与对载体蛋白、能量的需要进行判断
(3)根据转运方向判断
逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运，顺浓度梯度的跨膜运输为被动转运。
6．有关物质跨膜转运的五点核心提醒
(1)质壁分离与复原过程中水分子的移动是向的，总结果是向的。在植物细胞失水达到平衡状态时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等；而吸水达到平衡状态时，细胞液浓度大于外界溶液浓度。
(2)跨膜转运是由物质直接穿过细胞膜完成，动力来自物质浓度差或ATP供能，不但说明细胞膜具有控制物质出入细胞的功能，也体现了细胞膜具有选择透性。
(3)载体蛋白转运物质过程中形状会发生改变，但不一定都会消耗能量，如易化扩散中载体蛋白形状的变化。
(4)胞吞和胞吐是借助膜的融合完成的，其动力来自ATP供能，能说明细胞膜具有控制物质出入细胞的功能，体现了细胞膜具有一定的流动性。
(5)物质进出细胞核并非都通过核孔：核孔是RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的通道；小分子进出细胞核一般为跨膜转运(也可通过核孔)，都具有选择性。
题点(一) 考查物质运输的方式
[例1] (2018·新高考联盟联考)钠钾泵是一种转运蛋白，面向细胞质一侧有一个ATP结合位点和三个钠离子结合位点，面向细胞外侧有两个钾离子结合位点。利用ATP供能，实现钠钾离子的逆浓度转运。下列相关叙述错误的是( )
A．通过该转运蛋白转运钠钾离子的方式为主动转运
B．该转运蛋白在转运过程中会发生可逆的形变
C．该过程为反极化状态的产生积累了离子浓度差
D．转运过程不可能造成质膜内外产生电位差
[解析] 钠钾泵利用ATP供能，实现钠钾离子的逆浓度转运；在转运过程中转运蛋白可与离子结合发生可逆的形状变化；钠钾离子的逆浓度转运为反极化状态的产生积累了离子浓度差。
[答案] D
[针对训练]
1．主动转运消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等，小肠上皮细胞跨膜转运葡萄糖的过程如图所示，判断下列叙述正确的是( )
A．由图可知，葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式是主动转运
B．图中同向转运蛋白可同时转运Na＋和葡萄糖，所以该载体蛋白不具有特异性
C．人体的体温发生变化时，不会影响Na＋进出小肠上皮细胞
D．小肠上皮细胞Na＋排出的方式和神经细胞K＋外流的方式不同
解析：选D 葡萄糖进入小肠上皮细胞，为低浓度至高浓度，是主动转运，但出小肠上皮细胞为易化扩散；图中同向转运蛋白可同时转运Na＋和葡萄糖，Na＋的转运为葡萄糖进入小肠上皮细胞提供能量，载体蛋白具有特异性；人体的体温发生变化时，影响细胞膜上的分子运动，进而影响Na＋进出细胞的速率；小肠上皮细胞Na＋排出的方式为主动转运，神经细胞K＋外流的方式为被动转运。
题点(二) 考查质壁分离和质壁分离复原实验
[例2] 以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，观察植物细胞质壁分离现象。下列叙述正确的是( )
A．细胞在发生质壁分离时能观察到紫色中央液泡逐渐增大
B．滴加清水后，质壁分离的细胞又复原，说明此细胞是活细胞
C．用任何浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液都不能引起细胞质壁分离
D．滴加质量浓度0.5 g/mL的蔗糖溶液比0.3 g/mL蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间长
[解析] 质壁分离时紫色中央液泡是逐渐减小的；滴加清水后，质壁分离的细胞又复原，说明细胞膜有流动性，那么细胞也就有活性；用高于细胞液浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液也可以引起细胞质壁分离，但是分离后可以自动复原；滴加质量浓度0.5 g/mL的蔗糖溶液比0.3 g/mL蔗糖溶液吸水更强，所以质壁分离时间短。
[答案] B
[针对训练]
2．用2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸润某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体相对体积变化情况如图所示。下列叙述错误的是( )
A．该细胞不可能是根尖分生区的细胞
B．ab段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大
C．bc段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡
D．用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液，可得到类似的结果
解析：选C 能发生质壁分离的细胞是具有大液泡的成熟植物细胞，根尖分生区细胞是未成熟的植物细胞，因此该细胞不可能是根尖分生区细胞；ab段原生质体相对体积不断减小，说明细胞液浓度逐渐增大；bc段由于乙二醇进入细胞内，导致质壁分离复原；用一定浓度的KNO3溶液处理该细胞，由于K＋和NO能通过主动转运进入细胞内，因此也会发生质壁分离后自动复原。
考点三光合作用与细胞呼吸
(一)光合作用和细胞呼吸的联系
1．光合作用和细胞呼吸中物质变化联系
C
O
H
2.光合作用与细胞呼吸的能量转换联系
[特别提醒]
①厌氧呼吸只在第一阶段生成ATP，第二阶段不生成ATP，需氧呼吸第三阶段生成ATP最多。
②葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞溶胶中分解为丙酮酸才进入线粒体被分解。
③光合作用过程在叶绿体类囊体膜上消耗H2O，在叶绿体基质中产生H2O；需氧呼吸过程在线粒体基质中(第二阶段)消耗H2O，在线粒体内膜上(第三阶段)产生H2O。
(二)影响光合作用的三类因素
1．光强度
①原理分析：光强度通过影响光反应阶段，制约ATP和NADPH的产生，进而制约碳反应阶段
②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或CO2浓度等
2．CO2浓度
①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响碳反应阶段，制约三碳酸的生成
②图像分析：图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大
③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率
3．温度
①原理分析：温度通过影响酶活性进而影响光合作用
②图像分析：低温导致酶活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内随着温度的升高，酶活性升高，进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低
③应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累
4．改变条件后C3、RuBP、NADPH、ATP的含量及C6H12O6合成量变化
分析光强度和CO2浓度突然改变后C3、RuBP、NADPH、ATP的含量及C6H12O6合成量的动态变化时要将光反应和碳反应过程结合起来分析，从具体的反应过程提炼出模型：“来路→某物质→去路”，分析其来路和去路的变化来确定含量变化。如下面四幅模型图：
(三)影响细胞呼吸的四类因素
1.甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率
2.乙图：
(1)O2浓度＝0时，只进行厌氧呼吸
(2)0(3)O2浓度≥10%时，只进行需氧呼吸
(4)O2浓度＝5%时，有机物消耗最少
3.丙图：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，甚至死亡
4.丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用
(四)光合速率与呼吸速率相关曲线解读
1．夏季的一昼夜CO2的吸收和释放变化曲线图解
曲线的各点(段)含义及形成原因分析如下：
①a点：凌晨温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少
②b点：开始进行光合作用
③bc段：光合作用强度细胞呼吸强度
④c点：光合作用强度细胞呼吸强度
⑤ce段：光合作用强度细胞呼吸强度
⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象
⑦e点：光合作用强度细胞呼吸强度
⑧ef段：光合作用强度细胞呼吸强度
⑨fg段：光合作用停止，只进行细胞呼吸
2.在密闭的环境中—昼夜CO2含量的变化曲线图解(O2变化与CO2相反)
(1)曲线解读
①A～D测得玻璃罩里CO2含量上升，是由于呼吸作用光合作用
②D～H测得CO2含量下降，是由于呼吸作用光合作用
③D、H两点光合速率呼吸速率，即光补偿点
④FG段变缓的原因：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象，CO2吸收减少
⑤BD段变缓的原因：凌晨气温较低，植物呼吸作用较弱，产生的CO2较少，玻璃罩内CO2浓度增加较慢
(2)图中植物生长与否的判断
①若I点低于A点，说明一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用呼吸作用，植物生长
②若I点高于A点，说明光合作用呼吸作用，植物体内有机物总量减少，植物不能生长
③若I点等于A点，说明光合作用呼吸作用，植物体内有机物总量不变，植物不生长
[特别提醒]
①区分图1与图2中纵坐标的含义，前者表示细胞吸收或释放CO2的量，后者表示容器内CO2浓度，两者变量不同。
②图2中的D、H点是曲线的拐点，表明光合作用强度等于细胞呼吸强度，代表光补偿点，分别对应于图1中的c、e点。
③曲线的坡度表示反应速率的大小，坡度越大，表明光合速率或呼吸速率越大。
3．用“面积法”快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变
△BCD
面积
光(CO2)
补偿点
光(CO2)
饱和点
适当提高温度
减小
右移
左移
适当增大光
强度(CO2浓度)
增加
左移
右移
适当减少光
强度(CO2浓度)
减小
右移
左移
植物缺少
Mg元素
减小
右移
左移
[特别提醒] 适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
(五)光合速率与呼吸速率的测定
1．测定装置
2．测定方法及解读
(1)测定呼吸速率
①装置的烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。
②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。
③置于适宜温度环境中。
④红色液滴向左移动，单位时间内移动距离代表O2消耗速率。
[特别提醒] 呼吸状况探究实验材料的选择
①若探究“种子”呼吸状况不必遮光，但需“死种子”作对照。
②若探究“植物(或幼苗)”呼吸状况，应做遮光处理，以防止光合作用干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。
(2)测定表观光合速率
①装置的烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液 (如NaHCO3溶液)，用于保证容器内CO2浓度不变。
②给予光照处理，保持适宜的温度。
③红色液滴向右移动，单位时间内移动距离代表O2释放速率。
3．光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧
(1)实验设计中的三个关键点
①变量的控制手段，如光强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。
②对照原则的应用。不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为净光合作用强度值。
(2)典型的方法
①“黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，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光合作用强度值。
②梯度法：用一系列不同光强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
[特别提醒] 解答光合作用与细胞呼吸实验探究题时务必要关注的信息：是加“NaOH”还是“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。
题点(一) 考查光合作用的过程和影响因素
[例1] (2016·浙江4月选考)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下，请回答：
(1)该膜是________膜，其上含有色素和催化光反应的________。光反应中，色素吸收的光能转变为ATP等物质中的________。
(2)光反应的产物除图中所示的物质外，还有电子和________。ATP为碳反应提供了能量和________。
(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于________的液面，滤纸条上最宽色素带所含的色素是________。
[解析] (1)光反应的场所是叶绿体的类囊体膜；类囊体膜上含有各种光合色素和光反应所需要的酶；色素吸收的光能通过光反应过程转移到ATP、NADPH等物质中以化学能形式贮存。(2)光反应的产物之一是NADPH；ATP除了为碳反应供能外，还为碳反应提供磷酸基团，用于三碳酸还原为三碳糖的过程中。(3)滤液细线不能触及层析液，以免滤液细线上的色素溶解在层析液中而无法沿着滤纸条向上扩散，从而无法分离形成不同的色素带；色素含量越多则色素带越宽，叶绿体中含量最多的色素是叶绿素a。
[答案] (1)类囊体 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素a
[针对训练]
1．(2018·宁波模拟) 两棵基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示，在相同自然条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。下列说法正确的是( )
A．ab段和cd段，曲线下降的原因相同
B．e点时，气孔关闭导致光合作用基本停止
C．一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物多
D．14点时，装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高
解析：选C ab段下降是因为密闭玻璃罩内CO2浓度下降，碳反应速率下降，cd段下降是因为光强度下降，光反应速率下降；e点氧气释放速率大于0，说明光合速率大于呼吸速率；有机物的积累量可以根据氧气的释放量多少来体现，丙、丁两图中横轴以下的面积相同，而图丁横轴以上的面积大于图丙，所以氧气的净释放量(横轴以上面积－横轴以下面积)大于图丙，说明乙植物积累的有机物比甲多；图甲中14点时CO2不足，CO2的固定速率减弱，而C3的还原速率不变，导致C3含量降低。
题点(二) 考查细胞呼吸的过程和影响因素
[例2] (2018·吴越联盟期中)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如图所示。下列叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ是糖酵解，该过程的产物X为3-磷酸甘油酸
B．过程Ⅱ是柠檬酸循环，有关的酶只存在于线粒体基质中
C．过程Ⅲ是电子传递链，该过程产生大量的ATP
D．过程Ⅰ和Ⅱ为过程Ⅲ提供[H]和ATP
[解析] 过程Ⅰ是糖酵解，产物X是丙酮酸；过程Ⅱ是柠檬酸循环，主要发生在线粒体基质中，有少量的酶分布在嵴上，所以与柠檬酸循环有关的酶多数分布在线粒体基质中；过程Ⅲ是电子传递链，该过程产生大量的ATP；过程Ⅰ和Ⅱ为过程Ⅲ提供[H]，与氧结合生成水和ATP。
[答案] C
[针对训练]
2．“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列叙述正确的是( )
A．ab段为需氧呼吸，bc段为需氧呼吸和厌氧呼吸，cd段为厌氧呼吸
B．运动强度大于c后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C．厌氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余贮存在ATP中
D．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
解析：选D 从图中乳酸含量和O2消耗速率变化可判断，ab段为需氧呼吸，bc段开始出现厌氧呼吸，cd段需氧呼吸和厌氧呼吸并存，但bc段需氧呼吸占优势，cd段需氧呼吸强度不再增加，厌氧呼吸强度逐渐上升；运动强度大于c后，虽然厌氧呼吸增强，但人体厌氧呼吸不产生CO2，需氧呼吸中CO2的产生量等于O2消耗量；厌氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍贮存部分能量；运动强度长时间超过c点，厌氧呼吸产生的乳酸增加，使肌肉酸胀乏力。
题点(三) 考查光合作用和细胞呼吸关系
[例3] 以某株植物为实验材料，下列关于细胞代谢相关曲线的描述，正确的是( )
A．图1中，两曲线的交点对应的是表观(净)光合速率为0时的温度
B．图2中，C点对所有进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量等于这些细胞呼吸产生的CO2量
C．图3中a、b两点为光合速率和呼吸速率相等的点
D．若呼吸作用的原料全部为葡萄糖，则图1中30 ℃时10 h需消耗葡萄糖15 mg
[解析] 图1中，虚线表示表观光合速率，实线表示呼吸速率；图2中C点表示整个植物体光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量，但对于进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量；图3中a、b两点都表示CO2浓度变化的转折点，此时光合速率等于呼吸速率；由图1可知，30 ℃时植物呼吸作用每小时产生3 mg CO2，根据呼吸作用的总反应式可知：6CO2―→C6H12O6，设1 h需消耗葡萄糖x mg，则(6×44)/3＝180/x，x≈2.045 mg/h，则10 h需消耗葡萄糖20.45 mg。
[答案] C
(1)光强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起可作为呼吸强度指标。
(2)光照下吸收CO2量应为净光合量。
(3)光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。
(4)答题时务必关注题干信息中诸如“恒温”“最适温度”等关键信息。
[针对训练]
3．(2018·绍兴适应性考试)将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境相同。获得实验结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A．图乙中的c点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的①
B．图甲中的F点对应图乙中的h点，此时细胞内的叶肉细胞气体交换状态对应图丙中的③
C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内CO2浓度最高，此时细胞内的叶肉细胞气体交换状态对应图丙中的③
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
解析：选A 图甲中的C点光合速率等于呼吸速率，对应图乙中的d点，气体交换状态为图丙中的③；图甲中的F点光合速率等于呼吸速率，对应图乙中的h点，气体交换状态为图丙中的③；d点之后，光合作用强于细胞呼吸，玻璃罩内CO2浓度降低，故d点CO2浓度最高。由图甲可知，经过一昼夜后密闭的玻璃罩内CO2浓度降低，故有机物含量增加。
题点(四) 考查光合作用与细胞呼吸的相关计算
[例4] 某同学选取甲、乙两个相同的透明玻璃缸，同时都加入等量的池塘水、小球藻、水草及小鱼等，随即均被密封，实验在温度适宜的暗室中进行。从距玻璃缸0.5 m处先后用不同功率的灯泡给予1 h光照，下表为不同光照1 h后缸内氧气浓度的相对变化量。
项目
15 W
20 W
25 W
30 W
35 W
40 W
45 W
…
甲缸
(不遮光)
－6
－4
－2
0
＋2
＋5
＋10
…
乙缸
(完全遮光)
－10
－10
－10
－10
－10
－10
－10
…
下列有关叙述，错误的是( )
A．该实验的目的是探究不同光强对光合作用的影响
B．甲缸在30 W灯泡照光时氧气产生量与消耗量相等
C．随光照增强，甲缸内生产者的光合作用不断增强
D．乙缸用来测定玻璃缸内生物细胞呼吸的耗氧量
[解析] 甲、乙两个相同的透明玻璃缸，控制的自变量是有无光照，1 h后氧气浓度的相对变化量反映的分别是净光合速率和呼吸速率；甲缸(不遮光)7组用不同功率的灯泡给予光照，控制的自变量是光照的强度；甲缸在30 W灯泡照光时，1 h后氧气浓度的相对变化量为0，氧气产生量与消耗量相等；从此表中现有数据可以看出，随光照增强，一定范围内随光照增强生产者的光合作用不断增强，但超过一定范围光合作用不再随光照增强而增强；乙缸由于完全遮光，属于对照组，故可以用来测定玻璃缸内生物细胞呼吸的耗氧量。
[答案] C
[针对训练]
4．如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：
(1)从图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为_______，光合速率可表示为________。在13～16 ℃之间，随着温度的升高，呼吸作用强度________(填“增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)恒定在上述________ ℃温度下，维持10 h光照，10 h黑暗，该植物叶片增重最多，增重了________ mg。
解析：(1)呼吸速率可用单位时间有机物的减少量来表示，所以是X/h。净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上呼吸消耗有机物的量，所以是(Y＋2X)/h。在13～16 ℃之间，随着温度的升高，呼吸作用强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也逐渐增强。(2)单位时间的净光合速率的积累量是Y＋X，10 h的积累量是10(Y＋X)，再黑暗10 h，只有呼吸，消耗的有机物的量是10X，则剩余的有机物的量是10Y，据此题图可知在14 ℃时增重最多，增加的量是30 mg。
答案：(1)X/h (Y＋2X)/h 增强 增强 (2)14 30
题点(五) 考查细胞呼吸类型判断和实验探究
[例5] 将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1 h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：
O2浓度变化量
0
1%
2%
3%
5%
O2吸收量(mol)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
CO2释放量(mol)
1
0.8
0.6
0.5
0.4
O2浓度变化量
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量(mol)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2释放量(mol)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
下列有关叙述正确的是( )
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5%～25%时，分别进行厌氧呼吸和需氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞需氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行厌氧呼吸时，产生乳酸和CO2
[解析] 苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%时既进行需氧呼吸也进行厌氧呼吸，在O2浓度为5%～25%时只进行需氧呼吸；分析表格中不同的O2浓度可知，O2浓度为5%时CO2释放量最少，此时只进行需氧呼吸，消耗的有机物最少，是贮藏苹果的最佳O2浓度；当O2浓度大于20%以后，再增加O2浓度，苹果果肉细胞需氧呼吸不再增强，产生的ATP数量不再增多；苹果果肉细胞进行厌氧呼吸时，产生酒精和CO2，不产生乳酸。
[答案] B
细胞呼吸类型的判断(以葡萄糖为底物)
(1)产生CO2量＝消耗O2量→需氧呼吸。
(2)不消耗O2，产生CO2→厌氧呼吸(酒精发酵)。
(3)释放CO2量>吸收O2量→同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸(酒精发酵)。
(4)不吸收O2，不释放CO2→乳酸发酵或细胞已经死亡。
(5)有水生成一定是需氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。
[针对训练]
5．(2018·金华联考)下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析错误的是( )
A．装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量
B．装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行需氧呼吸
C．装置丙可用于探究萌发的种子呼吸作用是否产生二氧化碳
D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验
解析：选B 甲装置中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量；装置乙中NaOH可吸收呼吸产生的二氧化碳，则有色液滴移动的距离代表呼吸消耗的氧气量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行需氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行需氧呼吸；装置丙中澄清石灰水可检测二氧化碳，因此该装置可用于探究萌发的种子呼吸作用是否产生二氧化碳；微生物也会进行呼吸作用，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验。
