课件26张PPT。第五章细胞的能量供应和利用本章整合网 络 构 建直 击 高 考1．(2019·全国卷Ⅲ，4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱A[解析] 根据题意分析，种子萌发时，吸水膨胀，种皮变软，呼吸作用逐渐增强，将储藏在子叶或胚乳中的营养物质逐步分解，转化为可以被细胞吸收利用的物质，所以种子萌发过程中，呼吸作用强度增加，而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。综上所述，B、C、D不符合题意，A符合题意。2．(2019·全国卷Ⅱ，2)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )
A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度升高会增加酸味的产生
[解析] 马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，无葡萄糖，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二阶段转化成乳酸，B正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段，会生成少量ATP，C错误；马铃薯块茎储存时，氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸，酸味会减少，D错误。B3．(2019·全国卷Ⅰ，3)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自( )
A．水、矿质元素和空气 B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤 D．光、矿质元素和空气
[解析] 黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自水、矿质元素、空气。综上所述，B、C、D不符合题意，A符合题意。A4．(2018·全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。
(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是甲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。
(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12?00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。乙CO2 5．(2018·全国卷Ⅱ)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：(1)从图可知，A叶片是树冠________填(“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是_____________________________________________________。
(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是________。
[解析] (1)由两曲线可知，在A叶片的净光合速率达到最大时，所需的光照强度低于B叶片，更适合下层。(2)放氧速率不变，说明光反应没有变化，只能是暗反应受到抑制。(3)光合色素是脂溶性的，能溶于有机溶剂，常用无水乙醇。下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 暗无水乙醇 6．(2018·全国卷Ⅲ)回答下列问题
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的________________上，该物质主要捕获可见光中的____________________。类囊体薄膜上 红光和蓝紫光 (2)植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是____________________________________________________________________ ____________________________________________。
(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________(填“高”或“低”)。升高 叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率升高，因此群体 净光合速率降低，干物质积累速率降低 低[解析] (1)光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，主要吸收蓝紫光和红光。(2)净光合速率＝光合速率－呼吸速率。当叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率升高，因此群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。(3)阴生植物与阳生植物相比，更能适应低光照强度，在净光合作用速率为零时，所需光照强度更低。O2 NADP＋ ADP＋Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) (2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________________________。
[解析] (1)图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶I(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。C和D 在缺氧条件下进行无氧呼吸 8．(2017·全国卷Ⅰ)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_________________________________________________________________________________________________________。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2 浓度降低，光合速率也随之降低 大于0 (2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_______________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________。 甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加第五章 第1节
一、选择题
1．(2019·陕西渭南韩城高一期末)在唾液淀粉酶催化淀粉水解实验中，将唾液稀释十倍与用唾液原液实验效果基本相同，这表明酶具有( C )
A．专一性 B．作用条件较温和
C．高效性 D．稳定性
[解析] 将唾液稀释十倍与用唾液原液实验效果基本相同，所以说明酶具有高效性。A、B、D不符合题意。本题选C。
2．(2019·湖北襄阳高一期末)下图表示一个反应过程，图中的黑球表示两个相同的单糖，则下图中的a、b、c分别表示( B )
A．淀粉、淀粉酶、葡萄糖
B．麦芽糖、麦芽糖酶、葡萄糖
C．蔗糖、蔗糖酶、果糖
D．乳糖、乳糖酶、葡萄糖
[解析] 淀粉属于多糖，由很多葡萄糖分子组成，A错误；麦芽糖是二糖，由2个葡萄糖分子组成，因此a是麦芽糖，b是麦芽糖酶，c是葡萄糖，B正确；蔗糖是二糖，由1分子果糖和1分子葡萄糖构成，水解后的2个单糖不同，C错误；乳糖由1分子葡萄糖和1分子半乳糖组成，水解形成的2个单糖不同，D错误。
3．(2019·湖南省隆回县高一期末)我国工业酶技术获得了国家的重视，下列有关酶的叙述不正确的是( B )
A．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸
B．有酶参与的反应能释放出更多的能量
C．人体中的酶的活性受温度、pH等的影响，且一定条件下在体内、体外都可起催化作用
D．如果某种淀粉酶在pH＝5和8时活性相同，则该酶的最适pH介于5和8之间
[解析] 酶大部分是蛋白质、少量是RNA，故某种酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A正确；有酶参与的反应不一定能释放出更多的能量，如无氧呼吸过程和一些水解反应，释放能量很少，B错误；生物体中的酶的活性都受温度、pH等的影响，且一定条件下在体内、体外都可起催化作用，C正确；在一定温度范围内，酶活性随温度的升高，酶活性增强，达到最适温度后，随温度继续升高，酶活性急剧减弱，直至失活，所以如果某种淀粉酶在pH＝5和8时活性相同，则该酶的最适pH介于5和8之间，D正确。
4．(2019·广东潮州高一期末)关于酶的叙述，错误的是( A )
A．酶通过提供能量和降低化学反应的活化能来提高化学反应速率
B．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
C．酶是活细胞产生的
D．同一种酶可以存在于不同的活细胞中
[解析] 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率， A错误。酶有催化功能，酶在被分解时作为底物，B正确。酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，C正确。不同的活细胞进行相同的代谢活动，需要相同的酶催化，如呼吸作用相关酶等，D正确。
5．(2019·北京延庆区高一期末)能够促使过氧化氢酶水解的是( B )
A．淀粉酶 B．蛋白酶
C．脂肪酶 D．麦芽糖酶
[解析] 过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，所以水解过氧化氢酶的酶是蛋白酶。
6．(2019·安徽省安庆市高一期末)下列关于酶的叙述，正确的是( D )
A．酶适合在最适温度下保存
B．酶的产生需要核糖体、内质网和高尔基体参与
C．酶具有高效性、专一性，但没有多样性
D．酶既可以作为反应的催化剂，也可以作为另一个反应的底物
[解析] 酶适合在低温条件下保存，A错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，对于蛋白质类的酶，胞外酶需要内质网和高尔基体的加工；胞内酶在细胞内发挥作用，一般不需要内质网、高尔基体的加工，B错误；一种酶只能催化一种或一类化学反应即专一性，因此酶也有多样性，C错误；酶本身可作为催化剂催化化学反应，也可以作为反应物被相关的酶水解，D正确。
7．(2019·山东省潍坊市高一期末)下列与酶相关的叙述，正确的是( A )
A．酶可在核糖体或细胞核中合成
B．具有分泌功能的细胞才能产生酶
C．酶可以调节细胞生命活动
D．酶应在最适温度和pH条件下保存
[解析] 本质是蛋白质的酶在核糖体合成，本质是RNA的酶主要在细胞核中合成，A正确；活细胞均能产生酶，B错误；酶只有催化作用，C错误；酶应在低温和最适pH条件下保存，D错误。故选A。
8.(2019·湖北襄阳高一期末)下列与酶有关的实验，其中设计思路正确的是( B )
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
C．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响
[解析] 探究温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同，过氧化氢在自然条件下可以缓慢分解，加热可加快过氧化氢的分解，因此不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，若研究酶的高效性，自变量是催化剂的种类，鲜猪肝研磨液含有的过氧化氢酶和氧化铁溶液中含有的Fe3＋均能催化过氧化氢水解产生水和氧气，因此可通过观察单位时间内气泡的产生量来推知酶的高效性，B正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类的化学反应，利用淀粉遇碘液变蓝的原理来检测的是底物淀粉的剩余量，但不能检测底物蔗糖是否被淀粉酶水解，所以不能利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性，C错误；胃蛋白酶的最适pH为1.5，因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对活性酶的影响，D错误。
9．(2019·江苏省镇江市高一期末)胃蛋白酶在pH由2上升到10的过程中，其活性变化情况为( C )
[解析] 胃蛋白酶的最适pH是1.5～2.2，当pH逐渐升高时，胃蛋白酶的活性逐渐降低，且在pH为10的溶液中，由于碱性过大而使得胃蛋白酶失去活性。因此，将溶液pH由2上升到10的过程中，胃蛋白酶的活性逐渐降低直至0，故选C。
10．(2019·山东省菏泽市高一期末)酶作为生物催化剂，其作用的实质是( D )
A．降低化学反应的动能
B．提高化学反应的速率
C．催化化学反应的进行
D．降低化学反应的活化能
[解析] 酶的作用是催化作用，可以提高化学反应速率，缩短达到平衡的时间，酶起催化作用的实质是降低化学反应的活化能。综上所述，A、B、C错误，D正确。故选D。
11．(2019·吉林省五地六校)如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是( C )
A．酶的形状在催化过程中会发生改变
B．底物与酶特定部位的结合具有专一性
C．此图可表示1分子蔗糖经酶催化后产生2分子葡萄糖的过程
D．图示过程能够保证酶保持较高的催化活性
[解析] 由图可知，酶在化学反应过程中，结构会发生变化，但数量不变，A正确；由图可知，底物需要与酶特定的位点结合，具有专一性，B正确；蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，C错误；酶具有高效性，D正确。故选C。
12．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至1.5，保存于37 ℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是( C )
A．唾液淀粉酶、淀粉、胃淀粉酶、水
B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽水
C．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
D．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
[解析] 不同的酶具有不同的最适pH，唾液淀粉酶的最适pH为7左右，胃蛋白酶的最适pH在1.5左右，酶在过酸或过碱条件下，都会永久性失活，不可恢复；根据题意可知，将混合液调至pH＝1.5时，唾液淀粉酶完全丧失活性，其本质又是蛋白质，因此在胃蛋白酶作用下，被分解成多肽，所以在溶液中最终会有淀粉、胃蛋白酶、多肽和水存在。
二、非选择题
13．(2019·北京东城高一期末)为了从三种微生物中获取碱性淀粉酶，某兴趣小组制备了三种微生物的淀粉酶提取液进行实验(溶液中酶浓度相同)，实验步骤和结果如下表所示：
试管编号
实验步骤
试管1
试管2
试管3
pH＝8缓冲液(mL)
1
1
1
甲提取液(mL)
0.8
乙提取液(mL)
0.8
丙提取液(mL)
0.8
淀粉溶液(mL)
2
2
2
各试管放入45 ℃的恒温水浴中保温适宜时间
取出上述三支试管，冷却后滴入碘液
颜色深浅程度
＋＋
－
＋
(“＋”表示颜色变化的深浅，“－”表示不变色)
(1)该实验的自变量是淀粉酶的种类(不同来源的淀粉酶),_无关变量有各组间pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等(写出两种)。
(2)本实验应增加一组对照实验，对照组应加入pH＝8的缓冲液1 mL和蒸馏水0.8_mL、淀粉溶液2_mL，对照组的颜色变化深浅程度为＋＋＋(用“＋”或“－”表示)。
(3)根据上述结果，三种淀粉酶中活性最强的是乙。
(4)本实验还可以用斐林试剂检测生成物来判断实验结果。若用该试剂检验，还需要(水浴)加热处理。
[解析] (1)该实验的目的是比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性，因而实验的自变量是不同的淀粉酶，其他如pH、温度、提取液的量和浓度都为无关变量，应相同且适宜。
(2)根据对照实验的基本原则，应增加的对照组中应加入pH＝8的缓冲液1 mL和蒸馏水0.8 mL、淀粉溶液2 mL，对照组由于没有加入淀粉酶，淀粉不会被分解，因此加入碘液时颜色最深，深度应大于1、2、3组，故深度可为＋＋＋。
(3)由表中实验结果可知，第二组不变蓝，说明淀粉完全被水解，因此三种淀粉酶中活性最强的是乙。
(4)由于淀粉的水解产物为麦芽糖，是一种还原糖，可用斐林剂检测生成物来判断实验结果。若用该试剂检验，还需要(水浴)加热处理。
14．(2019·陕西渭南韩城高一期末)图甲表示过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙与图丙(曲线Ⅰ)分别表示在最适温度、最适pH条件下，氧气产生量与时间、过氧化氢浓度之间关系，请据图回答下列问题：
(1)过氧化氢酶的催化效率不一定(填“一定”或“不一定”)高于无机催化剂。图甲中，pH为B(填图中字母)时，过氧化氢酶的活性最高。
(2)图甲中，pH为C时，酶失去活性，是由于酶的空间结构被破坏。pH由C降到A的过程中，过氧化氢酶活性将保持不变。
(3)若适度升温，图乙中M点的移动方向为右移。
(4)图丙中，若在O点增加底物量(填“适度升温”或“增加底物量”)，就会形成曲线Ⅱ。
[解析] (1)酶的催化需要适宜的条件，条件不合适的情况下，过氧化氢酶的催化效率不一定高于无机催化剂。图甲中pH为B时，过氧化氢酶的活性最高，此时的pH为最适pH。
(2)甲图中，pH为C时，由于酶的空间结构已被破坏，永久性的失去活性，降到A的过程中，过氧化氢酶活性不会恢复。
(2)图乙表示的是最适温度下的反应曲线，适当升温，酶的活性降低，达到反应平衡点所需要的时间增加，所以图乙中M点的移动方向为右移。
(4)图丙中曲线Ⅱ表示产物增加，可以适当增加底物量来达到目的。
第五章 第1节
一、选择题
1．(2019·江苏省泰州中学)蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化脂肪的水解。这一事实说明( A )
A．酶具有专一性 B．酶作用条件温和
C．酶具有高效性 D．酶具有催化作用
[解析] 酶的催化作用特点具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应，因此蛋白酶只能催化蛋白质的水解，不能催化脂肪的水解说明了酶具有专一性，A符合题意，B、C、D不符合题意。
2．有关酶的发现过程叙述错误的是( D )
A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
B．毕希纳发现某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用
C．萨姆纳从刀豆种子中提纯出的结晶可以催化尿素分解
D．切赫和奥特曼证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质
[解析] 巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。因此巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性，A正确。毕希纳把酵母细胞放在石英砂中研磨，得到不含酵母细胞的提取液，最后该提取液能够将葡萄糖发酵为酒精，说明某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，B正确。萨姆纳的实验中，在用丙酮作溶剂的提取液中出现了结晶，该结晶能够催化尿素分解成氨和二氧化碳，C正确。切赫和奥特曼发现少数RNA具有生物催化功能，D错误。
3．(2018·湛江一中期末)下列关于酶的叙述正确的是( A )
A．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
B．一个细胞中酶的种类和数量始终不会改变
C．酶通过提供化学反应的活化能提高反应速度
D．低温破坏了酶的空间结构而使酶的活性降低
[解析] 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，A正确；比如说哺乳动物的红细胞刚产生时有线粒体，线粒体内部就有相应的酶，但红细胞成熟后没有线粒体，相应的酶就没有了，B错误；酶通过降低化学反应的活化能加快生化反应速度，C错误；低温不会破坏酶的空间结构，D错误。
4．下图是温度影响某种酶活性的曲线图，据图分析正确的是( B )
A．A点时酶的结构被破坏
B．B点时酶的活性最高
C．随温度升高酶活性增强
D．C点时酶对生化反应有抑制作用
[解析] A点是因为低温抑制了酶的活性，但酶的结构不会被破坏，一旦温度升高到适宜温度时酶活性会恢复，A错误。由图可知B点时酶活性最高，B正确。在最适温度之前随着温度升高酶活性增强，但超过最适温度后随着温度升高酶活性降低，甚至失活，C错误。C点时酶活性虽然不是特别高，但对生化反应仍是催化作用，而不是抑制，D错误。
5．胃液中的蛋白酶，进入小肠后，催化作用大大降低，这是由于( D )
A．酶发挥催化作用只有一次
B．小肠内的温度高于胃内的温度
C．小肠内的pH比胃内的pH低
D．小肠内的pH比胃内的pH高
[解析] 胃蛋白酶适于在胃内的酸性环境下发挥作用，小肠内的pH比胃内的pH高，会导致胃蛋白酶变性失活，选D。
6．在实验中需要控制各种变量，其中人为改变的变量是( B )
A．因变量 B．自变量
C．无关变量 D．控制变量
[解析] 在实验中，需要控制相应的一些变量，以免影响实验结果。其中，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量；除自变量外，对实验结果造成影响的一些可变因素称为无关变量；而人为改变的变量称为自变量。
二、非选择题
7．(2019·河北省承德市联校高一上学期期末) 请用以下实验材料和用具，设计实验来验证蔗糖酶和淀粉酶的催化具有专一性。实验材料与用具：蔗糖溶液、淀粉溶液、蔗糖酶溶液、淀粉酶溶液、斐林试剂、水浴锅、试管等。
(1)实验步骤：
溶液试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
淀粉酶溶液
甲
＋
－
＋
－
乙
－
a
－
＋
丙
＋
－
－
b
丁
－
＋
c
－
注：“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液
①按照上表中的设计，取试管、加溶液，混匀后将试管放置在37 ℃恒温水浴锅中保温一段时间。
②补充完整表格中的操作：a＋、b＋、c＋。(填“＋”或“－”)
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，水浴加热一段时间。
④观察现象并记录实验结果。
(2)预测实验现象：甲、乙试管中均出现砖红色沉淀，丙、丁试管中均不出现砖红色沉淀。实验结论：酶的催化作用具有专一性。
[解析] (1)②本题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，通过实验目的和实验材料分析出实验的自变量是底物不同、酶种类不同，根据单一变量原则和对照性原则可知，表格中a、b、c都为“＋”。③检测底物是否被水解，需在各试管中分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，水浴加热一段时间。(2)根据实验过程预测实验结果，在只有含蔗糖和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉和淀粉酶溶液的乙试管出现砖红色沉淀，而丙、丁试管不应该出现砖红色沉淀。根据以上实验结果，说明酶的催化作用具有专一性。
课件62张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶新 旧 脉 络学习目标
1．举例说明酶在细胞代谢中的作用、本质。(重点)
2．通过阅读分析“关于酶本质的探索”资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的。
3．阐述酶的特性。(重点)
4．学会分析实验中的自变量、因变量、无关变量等。(难点)
核心概念
细胞代谢 酶 活化能 高效性 专一性基 础 知 识细胞中 化学反应 细胞生命活动 水浴加热 FeCl3溶液 过氧化氢酶 2 mL过氧化氢溶液 90℃ 水浴 2滴 肝脏研磨 气泡数量 燃烧程度 (3)实验结果：________________________________________。
(4)实验结论：
________在常温常压下，可以高效地完成对化学反应的________。4号试管产生的气泡最多，卫生香燃烧猛烈 酶 催化 人为改变 氯化铁溶液 肝脏研磨液 自变量 过氧化氢分解速率 实验结果 知识贴士
(1)一般实验中“验证××”“探究××”，其中“××”就是自变量。
(2)自变量与因变量具有前因后果关系，实验的目的往往是探究或验证自变量对因变量的影响。
(3)无关变量的判断技巧：一是外界环境，如温度、pH等；二是材料本身，比如本实验的肝脏研磨液的新鲜程度等。(2)对照实验
①含义：除了一个因素以外，其余因素都保持________的实验。
②分为：________和________。
③1号试管在实验中的作用：________。说明在正常条件下3% H2O2不易分解，是比较稳定的，从而说明正是由于加热或催化剂的作用使它快速分解。不变 对照组 实验组 对照实验 二、酶的本质和作用原理无机催化剂 细胞代谢 一种或一类 细胞代谢 最适温度 最高 ②温度____________，酶活性降低。
③温度________，酶会失活。偏高或偏低 过高 (2)pH对酶活性的影响及曲线：
①P表示酶促反应的________，此时酶活性________。
②pH_____________，酶活性降低。
③pH_____________，酶会失活。最适pH 最高 偏高或偏低 过高或过低 1．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。( )
2．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( )
3．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。( )
4．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外。( )
5．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将逐渐增强。( )
6．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。( )√判断题×××××7．高温、低温都可使酶活性降低，二者的作用实质不同。( )
8．在做温度影响酶的活性的实验中，若某两支试管的反应速率相同，在其他条件均相同的条件下，可判断这两支试管所处的环境温度也一定是相同的。( )
9．如果以淀粉为底物，以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验，则酶促反应的速率既可以通过碘液检测淀粉的分解速率，也可以通过斐林试剂检测淀粉水解产物的生成速率。( )
10．每一种酶只能催化一种或一类化学反应。( )√××√课 内 探 究1．酶的概念和作用知识点1 酶的本质和作用
1．我们吃芹菜时，无论咀嚼多长时间，都感觉不到甜，而吃馒头时，咀嚼时间长了就会有甜味，你知道是什么原因吗？
提示：芹菜中含大量纤维素，馒头中主要成分为淀粉，人的唾液中含淀粉酶而不含纤维素酶，而酶具有专一性，淀粉酶可将淀粉分解为具有甜味的麦芽糖，却不能将纤维素分解。
2．酶是否只能在活细胞内起作用？举例说明。
提示：不是，酶既可以在细胞内起作用，也可以在细胞外起作用，如消化酶等。 (2019·山东省潍坊市期中)细胞代谢离不开酶。下列叙述正确的是( )
A．酶既可以作为催化剂，又可以作为反应底物
B．活细胞产生的酶在生物体外没有活性
C．酶通过为化学反应提供能量发挥催化作用
D．不同的活细胞中含有的酶完全不同A典例 1 [解析] 酶既可以作为催化剂，又可以作为反应底物，例如，唾液淀粉酶作为催化剂，能够催化淀粉水解成还原糖，唾液淀粉酶也可以作为反应底物，被蛋白酶催化水解，A正确；若条件适宜，活细胞产生的酶在生物体外也有活性，B错误；酶通过降低化学反应的活化能而发挥催化作用，C错误；不同的活细胞中含有的酶不完全相同，D错误。
【规律总结】 有关酶的四个易错点
(1)酶并不都是蛋白质，有的酶是RNA。
(2)酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外都可以发挥作用。
(3)酶作用的实质是降低了化学反应的活化能，不是提供能量。
(4)酶并不是具有分泌功能的细胞才能产生，活细胞一般都能产生酶。〔变式训练1〕 (2019·北京市东城区期末)右图表示的是某类酶作用的模型。有关叙述正确的是( )
A．酶只能在活细胞中发挥催化作用
B．图中模型可用来解释酶的催化具有高效性
C．图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化
D．如果C、D表示两个单糖分子，则B表示麦芽糖分子C[解析] 酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，既可以在细胞内也能在细胞外发挥作用，A错误；图中模型可用来解释酶的催化具有专一性，B错误；据图分析，图中A在化学反应前后化学性质不变，表示酶，C正确；麦芽糖是由两分子相同的葡萄糖组成的，D错误。知识点2 酶的特性及相关实验分析(2)实例——“比较过氧化氢在不同条件下的分解”
①步骤与结果分析：(2)实例——探究不同温度对酶活性的影响知识贴士
有关酶实验设计的两点提醒
(1)探究不同温度对酶活性的影响时，在加入酶之前，应将底物在各自温度下处理至少5分钟，确保试管内外温度一致。
(2)探究不同pH对酶活性的影响时，可将过氧化氢酶和H2O2溶液分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。
1．人体口腔内的唾液淀粉酶进入胃之后还能继续发挥作用吗？为什么？
提示：不能。因为胃内pH很低，导致唾液淀粉酶失活。
2．在最适的pH或温度下酶促反应一定能进行吗？
提示：不一定。例如在最适pH条件下，将温度调至100 ℃，那么即使在最适pH时，多数酶也会丧失活性，反应不能进行。
3．持续发烧不退有时会危及人的生命，你知道其中的原因吗？
提示：酶的影响因素发生很小的变化时，酶活性就会发生很大的改变。人体中酶的最适温度一般为37 ℃，当人体体温高于或低于这个温度时，机体中酶活性就会大大降低，细胞内的各种生物化学反应就不能正常进行了。 (2019·江苏省徐州市高一)在右图所示的实验中，下列叙述错误的是( )
A．本实验要注意控制环境温度
B．本实验的自变量是催化剂的种类
C．本实验能说明酶的催化具有专一性
D．两试管的气泡生成的速率不同C典例 2 [解析] 本实验是验证酶的高效性的实验，自变量是催化剂的种类，温度是无关变量，且过氧化氢的分解受温度的影响很大，因此要注意控制环境温度，A、B正确； 本实验用酶与无机催化剂对照，说明了酶的催化作用具有高效性，C错误；由于酶具有高效性，因此在其他条件都相同的条件下，加入过氧化氢酶的试管内的气泡生成速率明显大于加入氯化铁的试管，D正确。【规律总结】 有关影响酶促反应速率的因素的三点提醒
(1)酶催化反应时，最适温度和最适pH不会相互影响。
(2)酶量的增加会提高酶促反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点；适当增加反应物浓度，既改变了反应速率，也改变了反应的进程。
(3)不同因素影响酶促反应的速率的本质不同。
①温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。
②底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。〔变式训练2〕 (2019·山东省德州市高一)为探究酶的某种特性，现用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(两者都是非还原糖)以及淀粉酶溶液、斐林试剂等材料进行了如下实验，下列叙述正确的是( )
A．实验的自变量是淀粉酶溶液
B．实验的无关变量有温度、pH等
C．实验结果的检测可用碘液代替斐林试剂
D．实验目的是探究酶的高效性B[解析] 据表格内容可知，本实验的两个试管中所用的酶是相同的，而底物不同，因此该实验是探究酶的专一性，自变量是底物的种类即淀粉溶液与蔗糖溶液，A、D错误；据A的分析可知，该实验的目的是探究酶的专一性，因此实验的自变量是底物的种类，因变量是反应产物是否与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，其它变量包括温度、pH、溶液的体积等都属于无关变量，B正确；碘液与蔗糖及蔗糖水解后的产物都不发生反应，用碘液无法检测蔗糖是否被水解，因此不能用碘液代替斐林试剂，C错误。指 点 迷 津与酶有关的曲线解读
1．酶高效性的曲线(如图中甲)
(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学反应平衡点所需的时间，不会改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。2．酶专一性的曲线(如图中乙)
(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化A反应物参加的反应。
(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化A反应物参加的反应。 图甲是过氧化氢酶活性(v)受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时过氧化氢分解产生的O2量随时间(t)的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是( )
A．pH＝a时，e点下移，d点左移
B．适当降低温度，e点不移，d点右移
C．pH＝c时，e点为0
D．过氧化氢量增加，e点不移，d点左移B典例 3 [解析] pH由b→a时，酶的活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但pH改变不会改变化学反应的平衡点，故e点不移，d点右移，A项错误；图乙是在最适温度下绘制的，若温度降低，则酶活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但温度降低不会改变化学反应的平衡点，故d点右移，e点不移，B项正确；pH＝c时，过碱条件破坏酶的空间结构使酶失活、不能催化过氧化氢水解，但过氧化氢在常温下也能分解，所以e点不为0，C项错误；过氧化氢量增加时，达到化学反应平衡所需时间延长，且化学反应的平衡点升高，即e点上移，d点右移，D项错误。【解题探究】
(1)酶促反应的结果是改变了达到化学反应平衡所需的________，即改变了________，但不影响反应的平衡点，即不影响________的量。
(2)最适条件下改变影响酶活性的因素，会导致达到化学反应平衡所需的时间________，但不影响反应的平衡点。
【互动探究】
(1)若图乙曲线为pH＝a条件下绘制，当pH＝b时，d点和e点如何移动？
提示：pH升高，酶活性增强，化学反应速率加快，达到反应平衡的时间缩短，但不改变化学反应的平衡点，故d点左移、e点不移。时间 反应速率 生成物 延长 (2)若增加酶的浓度，图乙曲线中d点和e点如何移动？
提示：增加酶的浓度，反应速率加快，但不影响化学反应的平衡点，故d点左移、e点不移。
【规律方法】 分析影响酶促反应速率因素的曲线图的一般方法
(1)识标：理解图中纵坐标和横坐标的含义，一般横坐标表示温度、pH、反应时间等，纵坐标表示反应速率等。
(2)明点：分析图中起止点和最高点的含义，一般起点为零，最高点表示最适温度或pH，酶的活性最大，止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。
(3)析图：根据相关原理判断曲线的变化情况，具体看曲线是上升还是下降，从而确定酶促反应速率的变化趋势。 (2019·河南省三门峡市高一)将某种酶运用到工业生产前，需测定使用该酶的最佳温度范围。下图中的曲线①表示在各种温度下该酶活性相对于最高酶活性的百分比。将该酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，即下图中的曲线②，由此得到的数据为酶的热稳定性数据。据此作出的判断，正确的是( )
A．曲线①可知65 ℃是该酶活性最高的温度
B．曲线②的各数据点是在对应温度下测得的
C．该酶的热稳定性在70 ℃之后急剧下降
D．该酶使用的最佳温度是80 ℃C典例 4 [解析] 由曲线①可知，该酶活性最高的温度是80 ℃，A项错误；由于曲线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，而酶活性最高的温度为80 ℃，因此曲线中数据均为80 ℃下测得的数据，B项错误；曲线②显示，该酶的热稳定性从30 ℃开始不断下降，在70 ℃后急剧下降，C项正确；酶的最佳温度可以认为是既能使酶具有高的催化活性，又能维持较长时间的稳定，所以该酶使用的最佳温度范围是60 ℃～70 ℃，D项错误。学 霸 记 忆1．细胞代谢是细胞中化学反应的总称。
2．酶是生物催化剂，其催化原理是降低化学反应的活化能。
3．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
4．酶的特性是高效性、专一性和作用条件的温和性。
5．酶具有高效性的原因是：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
6．过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构被破坏而失活。
7．在一定的低温下，酶的活性被抑制，但空间结构稳定，在适宜温度下其活性可恢复。训 练 巩 固课 时 作 业第五章 第2节
一、选择题
1．(2019·陕西渭南韩城高一期末)下图为ATP的结构模式图，下列叙述错误的是 ( D )
A．ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
B．b和c表示高能磷酸键
C．c比b更容易断裂
D．ATP中的a代表腺嘌呤
[解析] ATP中含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；b和c表示高能磷酸键，B正确；c比b更容易断裂，C正确；a表示腺嘌呤核糖核苷酸，D错误。故选D。
2．(2019·陕西渭南韩城高一期末)据测定，世界著名重量级拳王——霍利菲尔德平均每次出拳的力量高达200磅，能引起如此之高的拳击力量的直接供能物质是( A )
A．人体细胞内的 ATP B．饮食中的 ATP
C．人体细胞内的糖类 D．人体细胞内的脂肪
[解析] 生物体中直接能源物质是ATP，选A。
3．(2019·湖北襄阳高一期末) ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的叙述，正确的是( A )
A．与DNA、RNA相同，组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P
B．ATP的结构简式为A－P～P～P，其中A由腺嘌呤和脱氧核糖结合而成
C．动物细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体
D．细胞内的化学反应有些是需要能量的，有些是释放能量的，吸能反应一般与ATP的合成相联系
[解析] DNA、RNA和ATP的组成元素都是C、H、O、N、P，A正确；ATP的结构简式为A－P～P～P，其中A由腺嘌呤和核糖结合而成，B错误；动物细胞中没有叶绿体，C错误；细胞内的化学反应有些是需要能量的，有些是释放能量的，吸能反应一般与ATP的水解相联系，D错误。
4．(2019·安徽省安庆市高一期末)下图表示ATP的结构，相关说法正确的是 ( D )
A．b键断裂后形成ADP和Pi
B．图中的3表示ATP中的“A”
C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位
D．a中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能
[解析] b是高能磷酸键，断裂后形成AMP和Pi，A错误；图中的3表示腺嘌呤，ATP中的“A”代表腺苷，B错误；由1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位，C错误；合成ATP的途径主要有光合作用和呼吸作用，ATP可用于各项生命活动，如肌肉收缩，生物发光、发电等，因此a中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能，D正确。
5．(2019·天津滨海新区高一期末)下列关于ATP分子的叙述，正确的是( D )
A．ATP分子中的A表示的是腺嘌呤
B．ATP分子中只含有C、H、O三种元素
C．ATP是细胞内的一种低能磷酸化合物
D．ATP分子的结构式可以简写成A－P～P～P
[解析] ATP分子中的A表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A错误；ATP的组成元素为C、H、O、N、P，B错误；ATP是细胞中的高能磷酸化合物，C错误；ATP的结构简式为A－P～P～P，D正确。
6．(2019·山东省潍坊市高一期末)下列有关ATP的叙述，错误的是( C )
A．ATP的元素组成与DNA相同
B．ATP分子组成中含有糖类
C．ATP依次水解掉三个磷酸基团的过程释放的能量相同
D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性
[解析] ATP由三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺嘌呤构成，元素组成为C、H、O、N、P，DNA是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基构成，组成元素也为C、H、O、N、P。ATP的元素组成与DNA相同，均为C、H、O、N、P，A正确；ATP分子组成中含有核糖，B正确；ATP含有2个高能磷酸键和一个普通磷酸键，C错误；ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性，D正确。故选C。
7．(2019·北京延庆区高 一期末)《晋书·车胤传》有“映雪囊萤”的典故，记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的故事。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是( C )
A．淀粉 B．脂肪
C．ATP D．蛋白质
[解析] 淀粉是植物细胞的储能物质，脂肪是动植物细胞共有的储能物质，蛋白质是生命活动的承担者，一般不作能源物质。细胞中的直接能源物质是ATP，ATP中的化学能可以转变成光能、电能等。故萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是ATP，故选C。
8．(2019·陕西富平县高一期末)据图判断，下列叙述错误的是 ( D )
A．细胞内催化甲→ATP过程所需酶与酶1空间结构不同
B．乙不含高能磷酸键，是RNA基本单位之一
C．丙为腺苷，丁可用于某些脂质合成
D．ATP为生命活动供能需经过图示整个过程
[解析] 细胞内甲→ATP过程为ATP的合成过程，所需酶为ATP合成酶，与酶1(ATP水解酶)空间结构不同，A正确；乙为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，不含高能磷酸键，是RNA基本组成单位之一，B正确；丙物质为腺苷，丁为磷酸，可用于磷脂的合成，C正确；ATP为生命活动供能过程为ATP的水解过程，需经过图示ATP→甲的过程，D错误。
9．ATP是生物体内能量流通的“货币”，下列关于ATP的说法中不正确的是( A )
A．能产生ATP的细胞一定能合成酶
B．ATP中的能量可来自糖类等有机物，也可转移到糖类等有机物中
C．吸能反应一般与ATP水解的反应相联系
D．生命活动的不断进行需要ATP与ADP不断地进行相互转化
[解析] 哺乳动物成熟的红细胞能通过无氧呼吸产生ATP但不再合成酶，A错误；ATP中的能量可来自糖类等有机物的氧化分解，也可转移到糖类等有机物中，B正确；吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，C正确；生命活动的不断进行需要ATP与ADP不断地进行相互转化，D正确。
10．下列过程中会使细胞中ADP的含量相对增加的是( D )
①肾小管上皮细胞重吸收原尿中的葡萄糖 ②氧气进入红细胞中与血红蛋白结合变为氧合血红蛋白 ③葡萄糖进入红细胞 ④K＋、Na＋进入小肠绒毛上皮细胞
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
[解析] 使ADP的含量增加，即消耗能量，ATP水解产生ADP。①中重吸收葡萄糖和④中K＋、Na＋进入小肠绒毛上皮细胞是主动运输，消耗能量。②中氧气进入红细胞是自由扩散，③中葡萄糖进入红细胞是协助扩散，不消耗能量。故D项正确。
二、非选择题
11．某研究性学习小组利用荧光素－荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。
实验步骤：
一、ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10 min，冷却至室温，离心，取上清液。
二、ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。
请回答：
(1)步骤一中的沸水浴处理，使酶的空间结构 被破坏而失活。
(2)步骤二注入的物质中，属于反应物的是荧光素；分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能(和热能)。
(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。
①学习小组配制了1×10－8 mol/L ATP标准液、70 mg/L荧光素溶液(过量)和浓度分别为0、10、20、30、40、50、60_mg/L荧光素酶溶液进行实验。
②结果表明：图中e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，这是因为ATP全部水解(或ATP数量限制)。
[解析] (1)沸水浴处理时，高温能够使酶分子空间结构被破坏，使酶的活性永久丧失。
(2)根据实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光。所以，步骤二注入的物质中，属于反应物的是荧光素，分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能和热能。
(3)由图解的横坐标可知实验中荧光素酶溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60 mg/L，结果表明：图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，表明达到e点所对应的荧光素酶浓度时，ATP已经全部水解，即使继续增加酶浓度，由于受ATP数量限制，发光强度也不再增加，因此e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
12．在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，其分子结构式如下：
(1)从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上，某同学参加100 m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示，试回答：
①由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。
②由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的生成和分解是同时进行的。
(3)某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后，才能进行实验。
②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)，观察肌肉收缩
与否以后，再滴加ATP溶液__(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。
③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？结果不可靠，原因是如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象。
[解析] (1)从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)①ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。
②肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的生成和分解是同时进行的。
(3)①必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后，才能进行实验，排除原有ATP对实验结果的影响。
②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP溶液。
③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果不可靠，原因是如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象。
第五章 第2节
一、选择题
1．ATP中大量化学能储存在( D )
A．腺苷内
B．磷酸基团内
C．腺苷和磷酸基团连接的键内
D．高能磷酸键内
2．下面有关ATP和ADP的描述中，正确的一项是( C )
A．ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量
B．ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量
C．ATP和ADP的相互转化都需要酶的参加
D．ATP转化为ADP不需要酶参加
[解析] ATP分子结构简式为A－P～P～P，不可以再加一个Pi；一般情况下，在酶的作用下，ATP可以脱下一个磷酸变成ADP，断裂一个高能磷酸键，故A、B项错误；ATP与ADP的相互转化需要不同的酶催化，因此D项也不正确。
3．下列有关ATP的叙述，正确的是( D )
A．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．ADP转化为ATP时，只需要Pi和能量
C．所有生物体内ADP转化成ATP所需能量都来自呼吸作用
D．ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化
[解析] 选项A，ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成；选项B，ADP转化为ATP除需要Pi和能量外，还需酶的催化；选项C，绝大多数生物体内ATP中的能量来自呼吸作用，绿色植物还可以通过光合作用合成ATP；选项D，ATP与ADP的相互转化时刻不停地在细胞内进行，以保证生命活动的顺利进行。
4．对“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的一项是( B )
A．反应向左进行和向右进行时所需的酶都是一样的
B．反应向右进行时释放能量，向左进行时贮存能量
C．整个反应是一个动态平衡的过程，所需条件都相同
D．植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程都一样
[解析] 生物体进行的“ATPADP和Pi＋能量”的过程和“ADP＋Pi＋能量ATP”的过程是两个截然不同的生理过程，它们发生的场所、所需的酶是不同的，所以A项错；也因为两个过程是在不同的场所、不同的酶作用下完成的，故C项也不对；植物细胞可以通过光合作用产生ATP和消耗ATP，也可以通过细胞呼吸产生ATP，而动物细胞不能进行光合作用，主要进行细胞呼吸，所以D项也不对。
5．(2019·北京东城高一期末)萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的是( C )
A．脂肪 B．光能
C．ATP D．葡萄糖
[解析] 生物生命活动所需直接能源物质是来自ATP。故选C。
二、非选择题
6．根据ATP与ADP相互转变的反应条件、能量来源和反应场所的不同，回答下列问题。
(1)ADP转变成ATP时，属于合成反应，需要的酶属于合成酶，所需能量是太阳能或化学能，其合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。
(2)ATP转变成ADP时，属于水解反应，需要的酶属于水解酶，所释放的化学能来自高能磷酸键，其水解场所是每个活细胞内。
(3)化学中可逆反应的特性是：可逆反应是在相同条件下同时发生的。因此ATP与ADP可相互转变，而能量则不可逆。
[解析] (1)ADP与Pi转变成ATP时，属于合成反应，自然需要ATP合成酶，合成ATP所需的能量来源有两个。一是太阳能：在叶绿体中，光合作用把太阳能转变成ATP中活跃的化学能。二是有机物中稳定的化学能：在细胞质基质和线粒体中呼吸作用氧化分解有机物释放。(2)ATP转变成ADP时，属于水解反应，在任何活细胞中都能发生，其反应式是：ATPADP＋Pi＋能量，所释放的化学能来自高能磷酸键。(3)化学中可逆反应的特性是：可逆反应是在相同条件下同时发生的。因此ATP与ADP可相互转变，而能量不可逆。
课件45张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“通货”——ATP新 旧 脉 络学习目标
1．说出ATP的化学组成和特点。(重点)
2．掌握ATP与ADP的相互转化，理解转化过程中物质及能量的变化。(难点)
3．阐明ATP在能量代谢中的作用。
核心概念
ATP 高能磷酸键 吸能反应 放能反应基 础 知 识一、ATP的结构和特点3.特点：
(1)ATP与ADP相互转化时刻不停地发生并且处于________中。
(2)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的________。动态平衡 共性 三、ATP的利用
1．实例： 2．ATP是细胞内流通的能量“通货”：1．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。( )
2．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( )
3．ATP能够及时转化成ADP，这有效地保证了细胞内能量的供应。( )
4．ATP在细胞内含量并不高，活细胞都能产生ATP，也都会消耗ATP。( )
5．ATP含有3个高能磷酸键，但是只有一个高能磷酸键会发生断裂。( )
6．ATP中的A不代表腺嘌呤，当脱去两个磷酸后，形成的物质为RNA的基本单位之一。( )√判断题×√√×√7．酶的合成需要ATP供能，此ATP来自于光合作用和呼吸作用。 ( )
8．酶的催化反应都需要消耗ATP。( )
9．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。( )
10．活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。( )×√××课 内 探 究1．ATP的组成知识点1 ATP的结构和生理功能3．ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
4．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质需转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。知识贴士
①DNA和RNA的组成中的A表示腺嘌呤这种碱基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。
②每个ATP分子中只含有2个高能磷酸键(～)，其中只有远离腺苷的高能磷酸键易断裂或合成。
1．ATP中去除两个磷酸基团后是构建哪种物质的基本单位？
提示：RNA。
2．ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？
提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤＋核糖)；在碱基中，“A”代表腺嘌呤。 (2019·山东省潍坊市高一)右图为ATP分子结构式。下列相关叙述错误的是( )
A．图中五碳糖为核糖
B．图中虚线框中的基团是腺苷
C．该分子中有2个高能磷酸键
D．该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸B典例 1 [解析] ATP中的“A”代表腺苷，是由核糖和腺嘌呤组成，因此图中五碳糖为核糖，A正确；图中虚线框中的基团是腺嘌呤，B错误；ATP分子中有2个高能磷酸键，C正确；ATP分子水解掉两个磷酸基团后，剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。
〔变式训练1〕 有人把ATP比作细胞的能量“通货”，说明ATP是细胞生命活动的( )
A．直接能源 B．储备能源
C．间接能源 D．主要能源A知识点2 ATP与ADP间的相互转化知识贴士
ATP为生命活动提供的是化学能
ATP是细胞内的直接供能物质，但并非所有的生命活动所需的能量都是由ATP提供的，如植物对水分的吸收和运输，其动力来自叶片蒸腾作用产生的拉力。
1．人们不论在运动时还是休息时，细胞内时刻进行着ATP与ADP的相互转化，这种转化属于可逆反应吗？
提示：不属于，所需酶及场所等不同。
2．ATP在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2～10 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h将有40 kg的ATP发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？
提示：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。 以下对生物体ATP的叙述中，正确的是( )
A．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
B．动物细胞中，产生ATP的过程为呼吸作用
C．ATP失去两个磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核苷酸
D．ATP和ADP的相互转化是两个完全可逆的过程B典例 2 [解析] ATP(三磷酸腺苷)和ADP(二磷酸腺苷)是两种不同的物质，A错误；细胞呼吸可以产生能量，用于合成ATP，B正确。ATP失去两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，C错误。ATP和ADP的相互转化，从物质来讲是可逆的，但从能量、场所、酶来讲是不可逆的，D错误。〔变式训练2〕 (2019·山东省德州市高一) 有关ATP的叙述错误的是( )
A．ATP中的能量可来源于光能、化学能
B．ATP是由三个磷酸基团和一个腺嘌呤构成
C．有机物的氧化分解一般与ATP的合成相联系
D．ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界共性B[解析] 形成ATP可通过呼吸作用和光合作用，通过呼吸作用合成ATP，其能量来源于化学能；通过光合作用合成ATP，其能量来源于光能。故ATP中的能量可以来源于光能、化学能，A正确；ATP是由三个磷酸基团和一个腺苷构成，B错误；有机物氧化分解产生的能量一部分用于ATP的合成，因此有机物的氧化分解一般与ATP的合成相联系，C正确；细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，从一个侧面说明了生物界具有统一性，D正确。指 点 迷 津一、ATP和ADP的相互转化是不可逆的
1．ATP与ADP的相互转化(3)从能量来源上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能；而合成ATP的能量主要来源于化学能和光能，即二者的能量来源不同。
提示：判断一个化学反应是不是可逆反应，不仅要看反应物和生成物是否相同，还要看反应的条件、场所是否相同。典例 3 D [解析] 该反应为ATP与ADP的相互转化，存在着能量的释放和储存，A正确；ATP释放的能量用于各项生命活动，保证了生命活动顺利进行，B正确；体内ATP的含量较少，可与ADP迅速转化，持续不断地在生物活细胞中进行，C正确；此过程物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，D错误。 (2019·河南省洛阳市高一) 在如图所示的四种化合物的化学组成中，与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是( )
A．①—腺嘌呤核糖核苷酸
B．②—腺苷
C．③—腺嘌呤脱氧核苷酸
D．④—腺嘌呤D典例 4 [解析] 因为ATP是由腺苷和3个磷酸基团构成的，腺苷是由一分子腺嘌呤和一分子核糖构成，①图中圈出的是ATP中的一分子腺苷，A错误；②图代表DNA，构成DNA的含有A的是腺嘌呤脱氧核苷酸，B错误；③图代表的是RNA，构成RNA的单位之一是腺嘌呤核糖核苷酸，C错误；④图指的是核苷酸，一分子的核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成，所以④图指的是腺嘌呤，D正确。学 霸 记 忆训 练 巩 固课 时 作 业第五章 第3节 第1课时
一、选择题
1．(2019·天津滨海新区高一期末)与无氧呼吸相比，下列关于有氧呼吸特点的叙述错误的是( B )
A．生成大量ATP B．产生乳酸、酒精等物质
C．需要多种酶参与 D．葡萄糖等有机物彻底氧化分解
[解析] 与无氧呼吸相比，有氧呼吸释放大量的能量，合成大量的ATP，A正确；有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，而乳酸、酒精是无氧呼吸的产物，B错误；与无氧呼吸相比，有氧呼吸三个阶段需要多种酶的催化，C正确；有氧呼吸过程中葡萄糖等有机物是彻底氧化分解的，而无氧呼吸过程中葡萄糖分解是不彻底的，D正确。
2．(2019·北京东城高一期末)下列可准确判断酵母菌呼吸作用方式的是( C )
A．有无二氧化碳的生成 B．有无乳酸的生成
C．有无酒精的形成 D．有机物的消耗量
[解析] 酵母菌细胞有氧呼吸与无氧呼吸都能产生二氧化碳，A错误；酵母菌细胞有氧呼吸与无氧呼吸均不能产生乳酸，B错误；酵母菌有氧呼吸的产物中无酒精，无氧呼吸的产物中有酒精，C正确；有机物的消耗量与温度、氧气浓度等多方面因素有关，不能根据有机物的消耗量判断细胞呼吸方式，D错误。
3．(2019·广东潮州高一期末)如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是( C )
A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质
B．过程①②③④中均有ATP生成
C．过程①②③均能发生在酵母细胞中
D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
[解析] 过程②和④都是无氧呼吸的第二阶段，催化过程②④的酶都分布于细胞质基质中，过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，催化过程③的酶分布于线粒体基质中和线粒体内膜上，A错误；过程①是细胞呼吸的第一阶段，过程①③中均有ATP生成，B错误；酵母菌是兼性厌氧菌，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，因此过程①②③均能发生在酵母细胞中，C正确；过程③中的二氧化碳产生于有氧呼吸的第二阶段，其场所是线粒体基质，D错误。
4．(2019·北京东城高一期末)细胞呼吸的实质是( C )
A．分解有机物，贮藏能量 B．合成有机物，贮藏能量
C．分解有机物，释放能量 D．合成有机物，释放能量
[解析] 细胞呼吸的实质为有机物的氧化分解，将有机物中的稳定化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能，答案为C。
5．(2019·北京延庆区高一期末) 细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程( A )
A．不产生CO2 B．必须在有O2条件下进行
C．在线粒体内进行 D．反应速度不受温度影响
[解析] 葡萄糖分解为丙酮酸为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，不产生CO2，A正确；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同，都是葡萄糖分解产生丙酮酸和还原氢，并释放少量能量，不需要氧气的参与，B错误；细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生于细胞质基质，C错误；细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程需要酶的催化，因此反应速率受温度、pH等影响，D错误。
6．(2019·山东省潍坊市高一期末)右图表示人体内葡萄糖代谢的部分过程。下列分析正确的是( D )
A．四个过程均有ATP产生
B．①②过程产生[H]，③过程消耗[H]
C．只有氧气充足时才会发生①②③代表的呼吸作用过程
D．部分植物器官中也能发生这四个过程
[解析] ④无氧呼吸的第二阶段无ATP产生，A错误；③呼吸作用的第一阶段、①有氧呼吸的第二阶段产生[H]，②有氧呼吸的第三阶段消耗[H]，B错误；只要有氧气就可以发生①②③代表的有氧呼吸过程，C错误；植物细胞有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，部分器官如甜菜的块根、马铃薯的块茎经过无氧呼吸会产生乳酸，D正确。故选D。
7．(2019·北京延庆区高一期末)在干燥的大米和面粉中生活的“米虫”一生都不需要“饮水”，也吃不到含水量丰富的食物，可它们仍能正常生活，其原因是米虫( D )
A．生命活动不需要水 B．从空气中吸收水
C．消化淀粉时产生水 D．利用代谢产生的水
[解析] 正常生物的生命活动都离不开水，A错误；米虫生活在干燥的大米和面粉中，无法从空气中吸水，B错误；消化淀粉时需要消耗水，不能获得水，C错误；细胞在有氧呼吸过程中分解1分子葡萄糖时，消耗6分子的水，但是能够产生12分子的水，因此其水分来自利用细胞有氧呼吸产生的水，D正确；故选D。
8．(2019·陕西富平县高一期末)下列有关呼吸作用的叙述，错误的是( A )
A．植物体的呼吸作用仅在有光条件下进行
B．哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸
C．蛔虫寄生于人体小肠中，只进行无氧呼吸
D．长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸的产物
[解析] 植物体的光合作用必须在有光条件下才能进行，呼吸作用有光无光均可，A错误；哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，B正确；蛔虫生活在无氧的环境中，故为无氧呼吸，C正确；人的有氧呼吸可以产生二氧化碳，无氧呼吸的产物只有乳酸，故长跑时，呼吸作用产生的二氧化碳全部来自有氧呼吸，D正确。故选A。
9．(2019·江苏省镇江市高一期末)乳酸菌无氧呼吸过程不能产生的物质是( D )
A．[H] B．丙酮酸
C．乳酸 D．酒精
[解析] [H]是乳酸菌无氧呼吸第一阶段的产物之一，A正确；丙酮酸是乳酸菌无氧呼吸第一阶段的产物之一，B正确；乳酸是乳酸菌无氧呼吸的最终产物，C正确；乳酸菌无氧呼吸不能产生酒精，D错误。
10．(2019·湖北黄石市高一期末)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的分析，错误的是( D )
A．实验过程中氧是引起酵母菌呼吸方式不同的外界因素
B．培养液中葡萄糖浓度过高会影响酵母菌的繁殖和生长
C．在有氧和无氧条件下培养酵母菌的培养液温度都升高
D．酵母菌细胞呼吸的产物都能用酸性重铬酸钾溶液鉴定
[解析] 自变量是有无氧气，A正确；培养液中葡萄糖浓度过高会导致酵母菌过度失水死亡，B正确；有氧呼吸和无氧呼吸均可产生能量，故培养酵母菌的培养液温度都升高，C正确；酵母菌细胞无氧呼吸的产物酒精能用酸性重铬酸钾溶液鉴定，有氧呼吸产物不能用其鉴定，D错误。故选D。
11．(2019·吉林省五地六校)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图，相关叙述正确的是( A )
A．条件X下葡萄糖中能量的去向有三处
B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解，并产生CO2和水
C．试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液
D．物质a产生的场所为线粒体基质
[解析] 根据产物酒精判断条件X为无氧，无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒精中，一部分储存在ATP中，一部分以热能形式散失，A正确；线粒体不能利用葡萄糖，B错误；试剂甲为酸性重铬酸钾溶液，C错误；图中无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质，有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质，D错误。
12．(2019·山东省菏泽市高一期末)下列对细胞的有氧呼吸场所的叙述，最准确的是( D )
A．细胞膜
B．细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质
D．细胞膜和细胞质基质或细胞质基质和线粒体
[解析] 原核生物不含有进行有氧呼吸的主要结构—线粒体，但它的细胞膜和细胞质中含有与有氧呼吸有关的酶，所以场所在细胞膜和细胞质基质；真核细胞有氧呼吸场所是细胞质基质和线粒体。综上所述，D正确，A、B、C错误。故选D。
二、非选择题
13．(2019·湖北襄阳高一期末)为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图甲、乙中a～f所示装置(呼吸底物是葡萄糖)。请据图回答问题：
(1)图甲中能够验证酵母菌进行有氧呼吸的装置是c→a→b(用字母按顺序表示)，可用图丙中的①④③过程表示(用标号表示)。
(2)图乙中，X烧杯中放置的是NaOH溶液。如果装置e的液滴不移动，装置f的液滴右移，则此时酵母菌进行的呼吸方式是无氧呼吸。
(3)图丙是酵母菌的呼吸过程，产生物质B的过程场所是细胞的细胞质基质和线粒体(或线粒体基质)，物质E可用酸性的重铬酸钾试剂检测，其中释放能量最多的是③(填序号)。
[解析] (1)根据酵母菌的呼吸方式及题图分析可知图甲中能够证明酵母菌有氧呼吸的装置是c→a→b ，图丙中的①④③代表有氧呼吸的三个阶段。(2)图乙中，e装置中X溶液是NaOH溶液，其作用是吸收二氧化碳；如果e的液滴不移动，f的液滴右移，说明酵母菌进行的是无氧呼吸。(3)图丙中物质B是二氧化碳，若是有氧呼吸第二阶段产生，发生于线粒体基质；若是无氧呼吸产生，则发生于细胞质基质。物质E是无氧呼吸产生的酒精，在酸性条件下可以用重铬酸钾试剂进行检测；图中③过程表示有氧呼吸第三阶段，是有氧呼吸释放能量最多的阶段。
14．(2019·陕西富平县高一期末)倭蜂猴是中国体型最小的一种原猴类。倭蜂猴食性较杂，人工饲养条件下，倭蜂猴喜食蝗虫、蜚蠊等昆虫和鹌鹑等动物活体，也爱吃软甜多汁的水果，如巴蕉、香蕉、龙眼、荔枝等。请回答下列问题：
(1)倭蜂猴是恒温动物，其维持体温所需的热量主要来自有氧呼吸。该过程将有机物氧化分解释放的能量除了以热能形式散失，还有部分以活跃的化学能形式储存在ATP(填物质名称)中。
(2)葡萄糖分解成丙酮酸发生的场所是细胞质基质，该阶段同时产生少量的[H]参与有氧呼吸第三阶段水的生成。
(3)写出倭蜂猴以葡萄糖为底物进行有氧呼吸的总反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
(4)巴蕉、香蕉、龙眼、荔枝等水果要低温保鲜，其主要原理是低温抑制酶的活性，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗。
[解析] (1)有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。
(2)呼吸作用第一阶段，葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸和[H]，同时产生少量的能量。[H]在有氧呼吸的第三阶段与氧气结合形成水。
(3)有氧呼吸的原料是葡萄糖、氧气和水，产物是二氧化碳和水，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
(4)水果保鲜要在低温的环境中，是因为低温条件下，酶活性较弱，呼吸强度下降，有机物的消耗减少。
第五章 第3节 第1课时
一、选择题
1．(2019·湖北省十堰市高一)下图甲、乙是探究酵母菌细胞呼吸方式的两套实验装置图，下列分析错误的是( A )
A．可通过观察澄清的石灰水是否变混浊来探究酵母菌的细胞呼吸方式
B．若换用溴麝香草酚蓝水溶液来检测，两组实验中溴麝香草酚蓝水溶液都会由蓝变绿再变黄
C．实验过程中，甲组装置中石灰水的混浊程度可能比乙组的明显
D．上述两组实验均为实验组，属于对比实验
[解析] 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以不能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，A错误；甲(有氧呼吸)、乙(无氧呼吸)两组装置均可以产生CO2，故若换用溴麝香草酚蓝水溶液来检测，两组实验中溴麝香草酚蓝水溶液都会由蓝变绿再变黄，B正确；装置甲中酵母菌主要进行有氧呼吸，装置乙中酵母菌主要进行无氧呼吸，而有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸多，因此装置甲中石灰水的混浊程度比装置乙高，C正确；对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。根据概念可知探究酵母菌细胞呼吸的方式属于对比实验，由于甲乙两组都未知实验结果，因此都为实验组，D正确。
2．下列选项中，不属于有氧呼吸与无氧呼吸的共同点的是( C )
A．所产能量大多数都以热能形式散失
B．都伴随有[H]的产生和消耗
C．都伴随有水的生成
D．都需要多种酶的催化
[解析] 有氧呼吸与无氧呼吸所产能量大多数都以热能形式散失，A不符合题意，动物细胞内产生[H]的过程为有氧呼吸的第一、二阶段和无氧呼吸的第一阶段，消耗[H]的过程为有氧呼吸的第三阶段和无氧呼吸的第二阶段，B不符合题意；有氧呼吸第三阶段会有水生成，而无氧呼吸过程中不产生水，C符合题意；有氧呼吸与无氧呼吸过程都是一系列的酶促反应，都需要多种酶参与，D不符合题意。
3．(2019·江苏省泰州中学高一)与无氧呼吸相比，苹果的果皮细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸特有的终产物是( D )
A．丙酮酸 B．酒精
C．CO2 D．H2O
[解析] 丙酮酸是有氧呼吸与无氧呼吸都有的中间产物，A错误；无氧呼吸的产物可能是酒精，但有氧呼吸一定不产生酒精，B错误；有氧呼吸过程产生二氧化碳，无氧呼吸过程也可能产生二氧化碳，C错误；有氧呼吸过程产生水，无氧呼吸过程一定不产生水，D正确。
4．下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是( C )
A．葡萄糖→丙酮酸 B．丙酮酸→酒精＋CO2
C．ADP＋Pi＋能量→ATP D．H2O→[H]＋O2
[解析] 在细胞质基质中，葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸，同时释放能量并合成ATP。在线粒体内，丙酮酸彻底氧化分解释放出能量并合成ATP。
5．如图表示细胞内物质转化的部分过程，以下有关叙述不正确的是( B )
A．图中的[H]主要在线粒体内产生
B．图中物质①是O2
C．用18O标记葡萄糖，产物水中检测不到放射性
D．图示过程会释放热能
[解析] 有氧呼吸中[H]主要是在第二阶段线粒体基质中产生；图中物质①是H2O，参与有氧呼吸第二阶段；产物H2O中的氧来自氧气，葡萄糖中的18O最终进入CO2中；图示过程会释放热能。
二、非选择题
6．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，请据图回答：
(1)图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。
(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中
①③过程。
(4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1?3。
[解析] (1)根据细胞呼吸过程中的物质变化可判断，A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
(2)图中①是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段，不需要氧气参与，②是有氧呼吸第二、三阶段，其中第三阶段需要在有氧条件下完成，③和④表示无氧呼吸过程，其中能够在人体细胞进行的是①②④。
(3)苹果贮藏久了，内部果肉细胞会进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，即图中①③过程。
(4)有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量，无氧呼吸的反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量，如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1?3。
课件46张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶新 旧 脉 络学习目标
1．说出线粒体的结构和功能。(重点)
2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。(重点)
3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。(难点)
4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。(难点)
核心概念
细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵第1课时 探究酵母菌细胞呼吸方式和有氧呼吸与
无氧呼吸的过程基 础 知 识一、细胞呼吸
1．概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的
________，生成_____________________，释放出能量并生成________的过程。
2．实质：氧化分解________，释放能量。氧化分解 二氧化碳或其他产物 ATP 有机物 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式三、细胞呼吸的方式
1．有氧呼吸无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵 细胞质基质 [H]＋丙酮酸 乳酸 第一阶段 少量ATP 酒精或乳酸 1．探究酵母菌的呼吸方式时，不能用澄清的石灰水来检测CO2的产生，但可以用重铬酸钾来检测乙醇。( )
2．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。( )
3．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。( )
4．无氧呼吸能产生ATP、但没有[H]的生成过程。( )
5．有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。( )
6．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。( )
7．呼吸作用产生的能量均以热能释放。( )×判断题××××××课 内 探 究知识点1 探究酵母菌的呼吸方式2．探究过程3．实验分析及拓展
(1)实验分析
①通入甲中A瓶的空气需先通过NaOH溶液的目的是保证进入A瓶的气体中不含有CO2，保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。
②乙中B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。
(2)不同材料呼吸实验的设计
①若探究种子呼吸状况则不必遮光，但需“死种子”作对照。
②若探究“植株或幼苗”呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。知识贴士
酵母菌是兼性厌氧生物，是因为它既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，而人体中的某些细胞既能进行有氧呼吸也能短暂的进行无氧呼吸，但人只能是需氧型生物，所以生物异化作用类型的区分，不是以能否进行有氧、无氧呼吸为依据的，而是以在有氧或无氧的条件下能否正常生存为依据的。
1．利用课本酵母菌呼吸方式实验装置，设计实验，探究有氧呼吸与无氧呼吸比较能量释放的多少？
提示：在A、B瓶增加温度计，加入等量的酵母菌、葡萄糖培养液等，相同条件下观察比较温度计刻度上升情况。
2．酿酒业常用的菌种是酵母菌，发酵池往往封入一部分空气，为什么？
提示：酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，大量繁殖获得大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无氧呼吸产生酒精。 (2019·江苏省泰州中学高一)利用右图所示装置探究酵母菌的无氧呼吸，正确的操作方法是( )
A．A瓶密封后，应该立即连通B瓶
B．A瓶先敞口，培养一段时间，再连通B瓶
C．A瓶密封后，培养一段时间，再连通B瓶
D．实验后，在B瓶中加入重铬酸钾检验有无酒精产生C典例 1 [解析] A瓶密封后，锥形瓶内仍有少量氧气，所以不能立即连通B瓶，A错误；探究酵母菌的无氧呼吸的条件是无氧，所以A瓶先敞口培养一段时间不符合要求，B错误；A瓶密封后，培养一段时间，以便消耗掉瓶中的氧气，再连通B瓶，确保产生的二氧化碳都是无氧呼吸产生的，C正确；实验过程中，二氧化碳通过导管进入B瓶，酒精仍在A瓶中，所以实验结束后，在A瓶中加入重铬酸钾检验酒精，D错误。〔变式训练1〕 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．二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水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混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
[解析] 酵母菌呼吸产物CO2可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液来检测，实验现象分别是澄清石灰水变混浊、溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄；酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2，因此不能根据CO2的产生与否来判断细胞呼吸方式；实验过程中需将葡萄糖溶液煮沸，目的是灭菌和去除溶液中的O2，减小实验的误差，此外还需保持无关变量温度、pH、培养液浓度等适宜。C1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解知识点2 有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较3.与无氧呼吸有关的几个易错点
(1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(2)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2；有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸；高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
(3)无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于还原丙酮酸。
(4)无氧呼吸只在第一阶段释放能量。知识贴士
(1)有氧呼吸和无氧呼吸总反应式中的能量不能写成ATP，因为大部分能量以热能形式散失。
(2)1 mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870 kJ的能量，其中1161 kJ的能量储存在ATP中，其余的以热能形式散失。
(3)1 mol葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94 kJ，生成乳酸释放的能量为196.65 kJ，其中都有61.08 kJ的能量转移到ATP(生成2 mol ATP)中，其余部分以热能的形式散失。
(4)无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段没有能量释放。而有氧呼吸三个阶段均释放能量。
1．有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？其消耗发生在哪个阶段？
提示：有氧呼吸过程中第一、二阶段有[H]产生，其去向是与第三阶段的氧气结合形成水。
2．有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里？有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来？
提示：有氧呼吸的生成物CO2中的C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和水。有氧呼吸的生成物H2O中的O来自氧气。
3．为什么不同生物无氧呼吸产物不同？
提示：不同生物无氧呼吸的酶不同，产物不同。4．无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？
提示：无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸和酒精中。
5．(实践应用)剧烈运动后的肌肉酸疼是怎样造成的？
提示：剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸，造成肌肉酸疼。 人体有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处是( )
①都有葡萄糖分解成丙酮酸的阶段 ②所需的酶基本相同
③都是氧化分解有机物，释放能量的过程 ④都产生CO2
⑤都产生了[H]
A．①③⑤ B．①③④
C．①③④⑤ D．①②③④⑤A典例 2 [解析] ①有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖分解成丙酮酸，①正确；②有氧呼吸与无氧呼吸的反应过程不同，酶的作用具有专一性，因此酶不同，②错误；③不论是有氧呼吸还是无氧呼吸，本质是氧化分解有机物释放能量的过程，③正确；④人的有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，④错误；⑤有氧呼吸与无氧呼吸过程中都有[H]的产生，⑤正确。综上所述①②③④⑤中人体有氧呼吸和无氧呼吸的相同的是①③⑤。【规律方法】 有关细胞呼吸过程的三点提醒
(1)产生CO2的不只是有氧呼吸，无氧呼吸产生酒精的过程中也有CO2的产生。
(2)有氧呼吸过程中生成的水和反应物中的水其来源和去向不同，所以不是同一分子。
(3)不是所有植物的无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜根等植物组织的无氧呼吸产物为乳酸。〔变式训练2〕 (2019·湛江一中)下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．人在剧烈运动时，人体产生的CO2主要来自于无氧呼吸
B．人在憋气时有氧呼吸停止
C．肺炎双球菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所在线粒体基质
D．无氧呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H]
[解析] 人体无氧呼吸的产物是乳酸，没有二氧化碳，A错误；人在憋气时，体内绝大部分细胞仍在进行有氧呼吸，B错误；肺炎双球菌是原核生物，细胞中没有线粒体，C错误；无氧呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H]，D正确。D〔变式训练3〕 图一表示细胞内糖分解代谢过程，其中序号表示细胞呼吸的阶段；图二表示某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势。据图回答下列问题：
(1)图一中方框内物质名称是________；有氧呼吸的途径是________(填序号)。
(2)图一中能够产生[H]的阶段是________(填序号)；过程③发生的场所是_____________。
(3)图二中在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，在细胞中发生的部位是____________。
(4)图二中从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是___________________________________________________。丙酮酸 ①③④ ①③ 线粒体基质 无氧 细胞质基质 减少 种子进行呼吸作用消耗有机物，使有机物总量减少 [解析] (1)图一中方框内物质是细胞呼吸第一阶段的产物丙酮酸；第二阶段丙酮酸分解为CO2，第三阶段是前两个阶段产生的[H]和氧气结合生成水，有氧呼吸途径对应于图1中的①③④。(2)图一中①③阶段产生[H]；过程③为有氧呼吸第二阶段，发生于线粒体基质。(3)图二中在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，但氧气吸收速率较低，呼吸作用的主要方式是无氧呼吸，发生于细胞质基质。(4)图二中从第12 h到胚根长出期间，种子呼吸作用消耗有机物，使有机物总量减少。学 霸 记 忆训 练 巩 固课 时 作 业第五章 第3节 第2课时
一、选择题
1．(2019·湖北襄阳高一期末)关于种子或食物储存的说法中，正确的是( D )
A．食品包装上的“胀袋勿食”是指微生物进行乳酸发酵产气
B．晒干后的种子在贮存时不进行细胞呼吸
C．可以采用低氧、零下低温和干燥的方法来保存水果
D．真空包装熟牛肉抑制了微生物的有氧呼吸
[解析] 食品包装上的“胀袋勿食”是指微生物进行酒精发酵产气，乳酸发酵只产生乳酸，不产生气体，A错误；种子库中贮存的风干种子代谢较弱，但仍能进行细胞呼吸，B错误；水果、蔬菜储藏需要(零上)低温、低氧、湿度适中的方法，这样可以降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，达到长时间储藏、保鲜的效果，C错误；真空包装熟牛肉抑制了微生物的有氧呼吸，D项正确。
2．(2019·北京东城高一期末)收获的小麦种子长时间储藏、保鲜所需要的条件为( A )
A．低温、干燥、低氧 B．低温、湿度适中、低氧
C．高温、干燥、高氧 D．高温、湿度适中、高氧
[解析] 小麦种子保存条件是低温、低氧、干燥，故A正确。
3．(2019·北京延庆区高一期末)结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是( D )
A．包扎伤口选用透气的创可贴
B．花盆中的土壤需要经常松土
C．真空包装食品以延长保质期
D．采用快速短跑进行有氧运动
[解析] 用透气的消毒纱布包扎伤口构成有氧环境，从而抑制厌氧型细菌的繁殖，A正确；定期地给花盆中的土壤松土能增加土壤中氧气的量，增强根细胞的有氧呼吸，释放能量，促进对无机盐的吸收，B正确；真空包装可隔绝空气，使袋内缺乏氧气，可以降低细胞的呼吸作用，减少有机物的分解，C正确；快速短跑时肌肉细胞进行无氧运动，所以提倡慢跑等健康运动有利于抑制肌细胞无氧呼吸产生过多的乳酸，D错误。
4．(2019·山东省菏泽市高一期末)下列实例没有利用细胞呼吸原理的是( D )
A．利用高粱或玉米和酵母菌酿酒
B．盆栽花卉需要适时松土透气
C．低温、低氧条件下，水果、蔬菜的保存期可延长
D．在H2O2溶液中加入过氧化氢酶，会使之分解加快
[解析] 利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理可将高粱或玉米用来酿酒，A不符合题意；盆栽花卉需要适时松土透气有利于根的有氧呼吸，B不符合题意；低温、低氧条件下，水果、蔬菜的呼吸作用减弱，保存期可延长，C不符合题意；过氧化氢酶可以促进H2O2的分解，是酶促反应，与细胞呼吸无关。D符合题意。故选D。
5．(2019·湖北襄阳高一期末)如图表示一植物的非绿色器官在不同的氧浓度下气体交换的相对值的变化，下列有关叙述正确的是( B )
A．图中曲线QR区段下降的主要原因是氧气浓度增加，有氧呼吸受抑制
B．Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸
C．若图中的AB段与BC段的距离等长，此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无氧呼吸
D．氧浓度应调节到Q点的对应浓度，更有利于水果的运输
[解析] 图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制，A错误；纵轴上Q点时没有消耗氧气，但产生了CO2，说明细胞只进行了无氧呼吸，P点产生的CO2与消耗的氧气相等，说明P点时细胞只进行有氧呼吸，是无氧呼吸消失点，B正确；若图中的AB段与BC段的距离等长，说明无氧呼吸产生的CO2等于有氧呼吸产生的CO2，那么无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍，C错误；在长途运输新鲜蔬菜时，将氧浓度调节到R点的对应浓度，此时蔬菜的有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少，D错误。
6．(2019·北京延庆区高一期末)酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的共同终产物是( A )
A．二氧化碳 B．水
C．酒精 D．乳酸
[解析] 酵母菌进行有氧呼吸的终产物是二氧化碳和水，进行无氧呼吸的终产物是酒精和二氧化碳，所以酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的共同终产物是二氧化碳，A项正确，B、C、D项错误。
7．(2019·湖北黄石市高一期末)为研究不同浓度的Ca2＋对油菜种子萌发的影响，某团队在黑暗和适宜条件的情况下进行了相关实验，实验结果如下表所示。
Ca2＋浓度(%)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
1.0
呼吸强度(CO2 mg·h－1)
0.67
1.08
1.36
1.64
1.56
0.93
0.88
0.33
发芽率(%)
54
74
87
93
88
68
62
17
下列有关分析，错误的是( D )
A．钙对油菜种子的萌发必不可少
B．在一定Ca2＋浓度范围内处理油菜种子能提高发芽率
C．在实验过程中，处理的油菜种子中有机物的种类可能增加
D．用不同浓度的Ca2＋处理油菜种子，均可提高呼吸强度
[解析] 由图可知，钙对油菜种子的萌发必不可少，A正确；由图可知，在一定Ca2＋浓度范围内处理油菜种子能提高发芽率，B正确；在实验过程中，处理的油菜种子中有机物的种类可能增加，C正确；浓度1.0的Ca2＋处理油菜种子，会降低呼吸强度，D错误。故选D。
8．如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述不正确的是( C )
A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度
B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性
C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强
D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜
[解析] B点所对应的温度下细胞呼吸最强，A正确；酶的活性受温度的影响，B正确；随氧气浓度的增加，有氧呼吸逐渐加强，无氧呼吸逐渐减弱，C错误；在E点下细胞呼吸消耗的有机物最少，因此在该氧气浓度下更有利于贮藏水果和蔬菜，D正确。
二、非选择题
9．(2019·北京延庆区高一期末)中山杉树干挺直，树形美观，耐淹性极强，为研究其耐淹性机理，科研人员将中山杉幼苗进行水淹处理，一段时间后测定幼苗细胞中相关酶的活性，淀粉和可溶性糖的含量。请回答问题：
(1)中山杉细胞存在如图所示的代谢途径，酶a和酶b存在的部位是细胞质基质。
(2)据图分析，水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，说明根和叶的无氧呼吸速率增强，中山杉无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO2。
(3)科研人员检测中山杉细胞中淀粉和可溶性糖的含量，结果如下表。
(注：总糖量＝淀粉＋可溶性糖)
组别
处理
总糖量相对值
根系中糖类物质含量(mg/g)
根系
叶片
淀粉
可溶性
对照
不做处理，正常生长
65.4
41.1
65.1
1.8
水淹
植株幼苗浸于水中
95.7
68.7
92.8
3.7
据表分析，水淹时根系总糖量增高，水淹期间中山杉的根、叶间糖的转运方向为由叶转运向根。糖类是主要的能源物质，因此根系积累淀粉和可溶性糖可帮助中山杉在退水后快速恢复生长。
[解析] (1)图所示的是无氧呼吸代谢途径，无氧呼吸整个过程都在细胞质基质中进行，酶a和酶b作用于无氧呼吸的第二阶段，存在于细胞质基质中。
(2)据图分析，水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，说明根和叶的无氧呼吸速率增强，中山杉无氧呼吸进行的是酒精发酵，故生成的最主要代谢产物为酒精和二氧化碳。
(3)通过表中数据分析可得，水淹时根系总糖量增高，水淹期间中山杉的根、叶间糖的转运方向为由叶转运向根。糖类是主要的能源物质，因此根系积累淀粉和可溶性糖可帮助中山杉在退水后快速恢复生长。
第五章 第3节 第2课时
一、选择题
1．密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得容器中的氧气减少24 mL，二氧化碳增加48 mL，则一小时内酵母菌无氧呼吸所消耗的葡萄糖是有氧呼吸的( D )
A．1/3倍 B．1/2倍
C．2倍 D．3倍
[解析] 有氧呼吸消耗的葡萄糖为X，根据有氧呼吸的反应式可知，消耗的氧气是6X，释放的二氧化碳为6X。无氧呼吸消耗的葡萄糖为Y，产生的二氧化碳为2Y，根据题意可以得出关系式：，解得，所以无氧呼吸所消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍。
2．不同种类的生物在不同的条件下呼吸方式不同。下列对生物细胞呼吸方式的判断，错误的是( D )
A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸
B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞可能只进行有氧呼吸
D．若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡
[解析] 当以葡萄糖为呼吸底物进行有氧呼吸时，细胞吸收O2量等于产生CO2量，若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则产生CO2>吸收O2。当产物是乳酸时，细胞既不吸收O2，也不释放CO2。
3．储藏苹果时既要保持其口感又要减少水分的消耗，下列最适宜的储藏条件是( C )
A．高CO2浓度、低氧浓度和零下低温
B．低CO2浓度、高氧浓度和零下低温
C．低氧浓度、高CO2浓度和零上低温
D．完全无氧、高CO2浓度和零上低温
[解析] 储藏苹果时，细胞呼吸速率低有机物消耗最少时最佳，故应选低氧、高CO2和零上低温，零下低温会引起冻伤。
4．按下表设计进行实验，分组后，在相同且适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。
实验材料
取样
处理
分组
培养液
供氧情况
适宜浓度酵母菌液
50 mL
破碎细胞(细胞不完整)
甲
25 mL
75 mL
无氧
乙
25 mL
75 mL
通氧
50 mL
未处理
丙
25 mL
75 mL
无氧
丁
25 mL
75 mL
通氧
下列叙述正确的是( D )
A．甲组不产生CO2而乙组产生
B．甲组的乙醇产量与丙组相同
C．丁组能量转换率与丙组相同
D．丁组的氧气消耗量大于乙组
[解析] 酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和乙醇。依题意知，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲、乙两组都产生CO2；由于甲组细胞不完整，甲组的乙醇产量较丙组少；丁组能量转换率较丙组高；丁组的氧气消耗量大于乙组。
二、非选择题
5．下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的CO2的释放量与O2吸收量的变化，请据图解答以下问题：
(1)O点时，该器官的呼吸作用类型是无氧呼吸。
(2)在O2浓度为b%以下时(不包括O点)，该器官的呼吸类型是无氧呼吸与有氧呼吸，原因是
CO2的释放量大于O2的吸收量。
(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合，该器官的呼吸类型是有氧呼吸，原因是O2的吸收量与CO2的释放量相等。
(4)由该曲线提示的原理，我们在进行水果和种子贮藏时，应该取O2浓度值为P点对应的O2浓度，理由是果实和种子通过呼吸作用消耗的有机物最少。
[解析] 在无氧的条件下(O点)，植物体只能进行无氧呼吸，且产物是酒精和CO2。Q点因产生的CO2量和吸收的O2量相等，联系有氧呼吸的知识可知Q点及曲线上Q点右侧各点只进行有氧呼吸。P点处机体的无氧呼吸及有氧呼吸均较弱，分解有机物相对较少，有利于果实和种子的贮藏。
课件39张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸第2课时 影响细胞呼吸的因素、应用及曲线分析基 础 知 识一、细胞呼吸原理的应用
1．有氧呼吸原理的应用举例
(1)包扎伤口时，需要选用________的消毒纱布。
(2)对花盆里的土壤经常进行________。
(3)对稻田进行________。
2．无氧呼吸原理的应用举例
利用麦芽、葡萄、粮食等与________发酵生产各种酒。透气 松土透气 定期排水 酵母菌 1．有氧呼吸三个阶段所需要的酶是相同的。( )
2．苹果储存久了会有酒味产生。( )
3．无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行。( )
4．破伤风杆菌适宜生活在有氧的环境中。( )
5．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。( )
6．无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。( )×判断题√√×√×课 内 探 究一、影响细胞呼吸速率的内因知识点1 影响细胞呼吸的因素及其应用(4)应用
①作物栽培中，采取中耕松土，防止土壤板结等措施，都是尽量使O2浓度位于E点之上，保证根细胞的正常呼吸，有利于肥料的吸收。
②生产中利用低氧(A点的浓度)抑制细胞呼吸、减少对有机物的消耗来延长蔬菜、水果、粮食的保存时间。
3．CO2：增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 。
4．水：水既是细胞呼吸的原料，也是产物，细胞呼吸过程必须在有水的环境中才能完成。一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。
应用：粮油种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子呈风干状态，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗；同时防止微生物大量繁殖而使种子变质。
果蔬的储存方式与粮食的储存方式有什么不同？
提示：果蔬储存：零上低温、低氧、高CO2、一定湿度。粮食储存；低温、低氧、高CO2、干燥。 (2019·江苏省徐州市高一)下列关于细胞呼吸原理在生活、生产中应用的叙述，错误的是( )
A．施肥的同时结合松土，有利于根吸收矿质元素离子
B．适当降低温度和氧浓度，有利于果蔬储藏
C．用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的大量繁殖
D．给含有酵母菌的发酵液连续通气，可以提高产酒量D典例 3 [解析] 植物根吸收矿质离子的方式是主动运输，需消耗能量，施肥同时结合松土，有利于根细胞的有氧呼吸，A项正确；适当降低温度和氧浓度，能降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗，故有利于果蔬储藏，B项正确；用透气的纱布包扎伤口，能给伤口创设一个有氧环境，防止厌氧菌的繁殖，C项正确；酵母菌酿酒过程中前期充入氧气，有利于酵母菌的繁殖，使细胞数目增多，而后期要创设无氧环境，让其进行无氧呼吸产生酒精，D项错误。 〔变式训练4〕 下列叙述符合生物学原理的是( )
A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境
B．快速登山时，人体的能量主要来自有机物分解产生二氧化碳的过程
C．蔬菜在低氧、干燥、低温的环境中，可延长保鲜时间
D．淀粉经发酵可产生酒精，是通过乳酸菌的无氧呼吸实现的
[解析] 水稻根部主要进行的是有氧呼吸，A错误；蔬菜储藏环境应该是低氧、零上低温和具有一定湿度，C错误；淀粉经发酵可产生酒精，是通过酵母菌发酵实现的，D错误；快速登山也是有氧运动，人体的能量供应主要来自有氧呼吸将有机物分解成二氧化碳和水的过程，B正确。B1．曲线分析知识点2 呼吸作用的曲线分析及计算 如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下的有氧呼吸和无氧呼吸过程中CO2的释放量，据图判断下列分析正确的是( )
A．图中乙曲线在b时无氧呼吸最强
B．图中甲曲线表示在不同O2浓度下无氧呼吸过程中CO2的释放量
C．O2浓度为d时该器官的细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D．若甲代表的细胞呼吸方式在O2浓度为b时消耗了A mol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式在O2浓度为b时消耗的葡萄糖为A/2 molB典例 4 [解析] 图中乙曲线表示有氧呼吸中CO2的释放量随O2浓度的变化；图中甲曲线表示无氧呼吸中CO2的释放量随O2浓度的变化。当O2浓度为b时，无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量是相同的，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的1/3；当O2浓度为d时，无氧呼吸已经停止，只进行有氧呼吸。〔变式训练5〕 如图甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是( )
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C．甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生B[解析] 甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段之间；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(图甲中的c点)的氧浓度；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生。〔变式训练6〕 酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸。将酵母菌在含有培养液的密闭的锥形瓶中，测得CO2的释放量是O2吸收量的2倍。则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为( )
A．1?6 B．1?3
C．1?2 D．1?0
[解析] 假设O2的吸收量为1 mol，则因有氧呼吸释放的CO2量与吸收的O2量相同，所以有氧呼吸产生的CO2量也为1 mol，又由题干可知，CO2的释放量是O2吸收量的2倍，所以共释放CO2的量为2 mol，那么无氧呼吸释放CO2的量则为1 mol。又由有氧呼吸与无氧呼吸的反应式可知，有氧呼吸产生1 mol CO2需要消耗1/6 mol葡萄糖，而无氧呼吸产生1 mol CO2需要消耗1/2 mol葡萄糖，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为(1/6) ?(1/2)＝1?3。B指 点 迷 津细胞呼吸方式的判断
1．判定指标
CO2释放量、O2消耗量以及酒精产生量。
2．判定原理
呼吸底物是葡萄糖时，若只进行有氧呼吸，则O2消耗量?CO2产生量＝1?1；若只进行产生酒精的无氧呼吸(酒精发酵)，则O2消耗量?CO2产生量?酒精产生量＝0?1?1，若只进行产生乳酸的无氧呼吸(乳酸发酵)，则无O2的消耗和CO2的产生。3．判定方法(底物为葡萄糖) (2018·湖北省十堰市高一)下表表示苹果在储存过程中，有关气体变化的情况。下列分析正确的是( )B典例 5 [解析] 氧浓度为a时，O2消耗速率为0，故只进行无氧呼吸，产物是酒精与二氧化碳，A错误；浓度为a时，1.2 mol/min是无氧呼吸CO2产生速率，根据无氧呼吸的反应式可计算出其细胞呼吸消耗葡萄糖的速率为1.2×1/2＝0.6 mol/min；氧浓度为b时，细胞呼吸产生二氧化碳量最少，此时细胞呼吸最弱，消耗的葡萄糖最少，B正确；氧浓度为c时，据表格数据可知，有氧呼吸O2的消耗速率为0.7 mol/min，则有氧呼吸CO2产生速率为0.7 mol/min，无氧呼吸产生CO2的速率为1.3－0.7＝0.6 mol/min，C错误；氧浓度为d时，O2的消耗速率为1.2 mol/min，则有氧呼吸消耗葡萄糖的速率为1.2×1/6＝0.2 mol/min，此时无氧呼吸CO2产生速率为1.6－1.2＝0.4 mol/min，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率为0.4×1/2＝0.2 mol/min。故氧浓度为d时，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量等于无氧呼吸消耗的葡萄糖的量，D错误。学 霸 记 忆训 练 巩 固课 时 作 业第五章 第4节 第1课时
一、选择题
1．(2019·北京延庆区高一期末)北方秋季，银杏、黄栌、红枫等树种的叶片由绿变黄或变红，一时间层林尽染，分外妖娆。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的色素是( C )
A．叶黄素 B．花青素
C．叶绿素 D．胡萝卜素
[解析] 决定树叶颜色的是叶绿素和花青素，当叶绿素比较多的时候叶子是深绿色，比较少的时候是嫩绿色，花青素多了就会发红，发紫。叶绿素的形成主要与光照有关，而北方秋季，银杏、黄栌等树种的叶片由绿变黄或变红，一时间层林尽染，分外妖娆，说明叶的色素中最易受低温伤害而被破坏的是叶绿素，故选C。
2．(2019·陕西富平县高一期末)某同学在进行“叶绿体色素的提取与分离”实验时，进行了以下操作。该同学的操作中正确的是( D )
A．将新鲜菠菜叶片烘干粉碎后放入研钵中，加入95%乙醇后直接进行研磨
B．将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处直接用毛细吸管重复画横线
C．为增强实验效果，将滤液细线画粗些并进行多次重复
D．将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，滤液细线不能浸入层析液
[解析] 叶片剪碎后，应该加入二氧化硅(研磨充分)、碳酸钙(保护色素)，然后再加入无水乙醇研磨，A错误；制备滤纸条后，画滤液细线时应该先用铅笔画线，B错误；画滤液细线时，尽量画的又细又直，避免色素带重叠，影响实验观察，C错误；分离色素时，层析液不能接触滤液细线，否则会导致实验失败，D正确。故选D。
3．(2019·河南平顶山期末)利用乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后，将叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如下图左所示)，将滤纸点样点以下部分浸入层析液后，最终滤纸条上各色素正确位置应为 ( C )
A．A B．B
C．C D．D
[解析] 叶绿体中的四种色素，在层析液中的溶解度由小到大依次为叶绿素b＜叶绿素a＜叶黄素＜胡萝卜素。溶解度越大，随层析液在滤纸条上扩散的速率越快，所形成的色素带距离点样处越远，据此依题意并分析各选项的实验结果可知：滤纸条从下到上的色素名称分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，C正确，A、B、D均错误。
4．下列关于叶绿体色素的叙述，错误的是( D )
A．叶绿素中含有镁元素
B．被叶绿素吸收的光能可用于水的光解和ATP的合成
C．绿叶中叶绿素和胡萝卜素的含量不同
D．可利用无水乙醇分离4种叶绿体色素
[解析] 组成叶绿素的化学元素是C、H、O、N、Mg，A正确；叶绿素吸收光能后使水光解，同时在叶绿体基粒上将光能转化为电能，在电能的作用下将ADP合成ATP，B正确；绿叶中色素含量是叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素，C正确；色素溶于有机溶剂，可用无水乙醇提取色素，分离色素用层析液，D错误。
5．(2019·江苏省镇江市高一期末)在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中，加入碳酸钙的目的是( D )
A．溶解色素 B．使研磨更加充分
C．分离色素 D．防止色素被破坏
[解析] 在绿叶中色素的提取和分离的实验中，溶解色素的是无水乙醇或丙酮，A错误；实验中加入二氧化硅的目的是使研磨更加充分，B错误；分离色素的是层析液，C错误；加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏，D正确。
6. (2019·山东省菏泽市高一期末)在提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴适量的层析液，色素随层析液扩散得到如右图所示结果。图中1、3两条色素带依次代表的色素是 ( A )
A．胡萝卜素、叶绿素a B．叶黄素、叶绿素b
C．叶绿素b、叶黄素 D．叶绿素a、胡萝卜素
[解析] 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b在层析液溶解度由高到低，故扩散速度逐渐下降，圆形滤纸最外层的色素带说明相应色素扩散速度最快，最里边的扩散的最慢，所以1、2、3、4四条色素带依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。综上所述，B、C、D不符合题意，A符合题意。故选A。
7．(2019·北京延庆区高一期末)纸层析法可分离光合色素，以下分离装置示意图中正确的是( C )
[解析] 层析液是由2份丙酮和1份苯混合而成，具有一定的毒性，但它容易挥发，因此用橡皮塞塞紧瓶口，A错误；滤液细线触到层析液，则色素溶解在层析液中，滤纸条上得不到色素带，B错误；有滤液细线的一端朝下，并没有触到层析液，则滤纸条上分离出四条色素带，C正确；滤液细线触到层析液，则色素溶解在层析液中，实验失败，D错误。
8．(2019·陕西渭南韩城高一期末)下列关于高等植物叶绿体中光合色素的叙述，不正确的是( D )
A．提取色素研磨时加入少许CaCO3，可防止叶绿素被破坏
B．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C．利用层析法可分离4种光合色素
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
[解析] 加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；用无水乙醇提取叶绿体中的色素，B正确；由于不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，所以可利用纸层析法分离4种叶绿体色素，C正确；由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色，D错误。故选D。
9．(2019·江苏省镇江市高一期末)吸收光能的色素分布在( B )
A．叶绿体的外膜上 B．类囊体的薄膜上
C．叶绿体的内膜上 D．叶绿体的基质中
[解析] 叶绿素中的色素分布在类囊体薄膜上。
10．(2019·北京东城高一期末)用有机溶剂提取、纸层析法分离叶绿体色素的实验，不能证实的是( D )
A．叶绿体色素溶解在有机溶剂中
B．在层析液中叶绿体色素的溶解度是不同的
C．分离得到的4种色素中叶绿素a的含量最多
D．叶绿体色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上
[解析] 用有机溶剂能提取色素，说明色素能溶解在有机溶剂中，A正确；用纸层析法能分离各种色素，说明色素在层析液中的溶解度不同，B正确；分离得到的4种色素中叶绿素a的色素带最宽，说明叶绿素a的含量最多，C正确；该实验的结果能说明色素的种类及各种色素的溶解度大小，但不能说明叶绿体色素分布在叶绿体囊状结构的薄膜上，D错误。
11．(2019·吉林省五地六校)科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是( C )
A．实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中只是为了设置自变量
B．水绵光合作用产生的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2O
C．图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的
D．水绵叶绿体产生的ATP直接为核DNA复制提供能量
[解析] 由图可知好氧菌聚集在红光区和蓝紫光区，这是由于叶绿体中的色素能够利用这两种光进行光合作用产生氧气。实验过程不同颜色的光为自变量，装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量，而没有空气是为了排除无关变量的影响，A错；细菌不含有线粒体，因而B错；水绵叶绿体产生的ATP只能供碳反应使用。
12．下列有关叶绿体的说法正确的是( D )
A．叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同
B．叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中
C．叶绿体的功能不受细胞核调控
D．线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需要穿过4层磷脂双分子层
[解析] 叶绿体增大膜面积的方式是类囊体堆叠成基粒，线粒体增大膜面积的方式是内膜凹陷形成嵴，因此二者增加膜面积的方式不同，A错误，叶绿体中与光反应有关的酶分布在类囊体膜上，与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中，B错误；叶绿体属于“半自主性细胞器”，其性状既受自身DNA的控制又受核DNA的控制，C错误；线粒体产生的CO2被同一细胞的叶绿体利用时穿过的膜层数最少，只需穿过2层线粒体膜和2层叶绿体膜，共4层磷脂双分子层，D正确。
二、非选择题
13．中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素
提取液―→―→―→
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 ℃)下进行实验，方法和结果如下表。
实验组号
叶绿素溶液(mL)
调pH至
处理时间(min)
溶液颜色
①
3.0
Y
10
绿色
②
3.0
7.0
10
绿色
③
3.0
6.0
10
黄绿色
④
3.0
5.0
10
黄褐色
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。
根据所学知识和实验结果，请回答：
(1)提取食用叶绿素的X应该为对人体无害的有机溶剂(食用酒精)，原因是叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响。
(2)表中Y应该为8.0，原因是以1.0作为pH梯度进行实验。
(3)若用作食品色素，天然叶绿体色素不适用于酸性食品，否则叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质。
(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。
纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带。
[解析] (1)色素易溶于有机溶剂不溶于水，因此提取食用叶绿素应选用对人体无害的有机溶剂。
(2)据表中数据可知，pH梯度为1.0，因此Y的数值为8.0。
(3)据题中实验结果可知，酸性条件可破坏叶绿素。
(4)检测产品中是否含有其他色素，可利用教材实验的纸层析法。
14．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。
实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。
实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。
实验假设：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。
实验步骤：
第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、同一品种且长势相近、苗龄相同的黄瓜幼苗。
第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量仅缺磷的完全培养液，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。
第三步：分别从A、B两组中选取等量叶片，用无水乙醇提取叶片色素，用纸层析法分离色素，观察比较A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅。
实验结果预测：
(1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。
(2)A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致。
[解析] 根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。等到完全培养液中和缺磷的完全培养液中黄瓜叶片出现颜色差异时进行色素的提取和分离实验，最终比较色素带的宽度和颜色的深浅来确定假设是否成立。
第五章 第4节 第1课时
一、选择题
1．关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是( B )
A．使用定性滤纸过滤研磨液
B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析
C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线1～2次
D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
[解析] 在提取绿叶中色素时，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画1～2次；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素。
2．普利斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都能存活很长时间。但后来有人重复这个实验，却有的能成功，有的不能成功。以下关于这一现象的说法，错误的是( A )
A．该实验并不科学，没有可重复性
B．该实验的成功与否，要看是否将装置置于阳光下
C．该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧气达到了平衡
D．该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出CO2达到了平衡
[解析] 普利斯特利的实验成败与否的关键，是要把装置置于阳光下。普利斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下，取得了成功，但他却忽视了一点，即没有明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件。所以后来的科学工作者在重复该实验时，置于阳光下的取得了成功，不置于阳光下的则遭到失败。
3．下列关于叶绿体的叙述，错误的是( D )
A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
[解析] Mg是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出来，使植物呈现绿色。
4．如图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是( D )
A．①和②具有选择透过性
B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶
C．③和④上都有与光合作用有关的酶
D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用
[解析] 叶绿体是光合作用的场所，有叶绿体可进行光合作用，但是有的生物没有叶绿体也可进行光合作用，如蓝藻。
5．恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地
发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，该实验能得出的结论主要是( D )
A．好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸
B．光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体
C．叶绿素主要吸收红光和蓝光
D．叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，释放氧气
[解析] 该实验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，说明红光和蓝光部位有氧气产生，而氧气是光合作用光反应的产物，所以该实验主要说明叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，并释放氧气，D正确。
二、非选择题
6．分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。
处理
A
B
C
SiO2(少量)
＋
＋
＋
CaCO3(少量)
－
＋
＋
95%乙醇(10毫升)
＋
－
＋
蒸馏水(10毫千)
－
＋
－
注：“＋”表示加；“－”表示不加
试回答下列问题：
(1)A处理得到的溶液颜色是黄绿色，原因是部分叶绿素受到破坏。
(2)B处理得到的溶液颜色是几乎无色，原因是叶绿素不溶于水。
(3)C处理得到的溶液颜色是深绿色，原因是大量叶绿素溶于95%的乙醇中。
课件37张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第4节 能量之源——光与光合作用新 旧 脉 络8．尝试探究影响光合作用强度的环境因素。(重难点)
9．尝试说出光合作用原理的应用。
核心概念
提取色素 分离色素 叶绿体 吸收光谱 光合作用 光反应阶段 暗反应阶段 同位素标记法 光照强度 化能合成作用 净光合作用第1课时 捕获光能的色素和结构基 础 知 识一、绿叶中色素的提取和分离二、色素的含量和种类三、叶绿体的结构和功能
1．叶绿体的结构
2．叶绿体的功能：进行________的场所。光合作用 1．在绿叶中色素的提取实验中加入二氧化硅可以防止破坏叶绿素( )
2．过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤，将滤液收集到试管中( )
3．叶绿体主要吸收蓝紫光和红光( )
4．没有叶绿体的生物无法进行光合作用( )
5．叶绿体中进行光合作用所需的酶分布于内膜、基质和类囊体。( )×判断题×√××课 内 探 究1．实验结果——有关色素带的分析知识点1 绿叶中色素的提取和分离实验的分析(1)从色素带的位置可知，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。(记忆口诀：胡、黄、a、b)
(2)从色素带的宽度可知，各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。2．注意事项及原因分析
1．色素的提取非常成功，但层析后滤纸条上色素带非常模糊，其原因可能有哪些？
提示：①画滤液细线次数太少。②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素溶解到层析液中。
2．实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅，乙同学没有加入无水乙醇，而是加了水，请分析他们可能出现的实验结果。
提示：甲同学的结果是滤液中的色素浓度很低，滤纸条上色素带颜色很浅；乙同学的结果是滤纸上没有出现色素带。 某班学生完成对新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析最不合理的是( )
A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液
B．乙可能是因为研磨时未加入SiO2
C．丙是正确操作得到的理想结果
D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3C典例 1 [解析] 甲图中没有色素的原因可能是误用蒸馏水作提取液和层析液；乙图中色素的量较少，可能是因为研磨时未加入SiO2而导致研磨不充分；丙、丁图中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，原因可能是未加入CaCO3而导致色素被破坏。
【规律总结】 绿叶中色素提取分离异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：
①未加石英砂(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。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠的原因分析：
①滤液细线不直，重复画线时细线不重叠。
②滤液细线过粗。
(3)滤纸条看不见色素带的原因分析：
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。〔变式训练1〕 (2019·河南省洛阳市高一)如图是对菠菜叶片叶绿体色素分离的结果示意图。下列相关分析正确的是( )
A．将滤纸条剪去两角的目的是方便层析液的吸附
B．①对应的色素在层析液中的溶解度最大
C．如果③④带宽减小一定是忘记添加碳酸钙
D．画滤液细线前先用铅笔画细线能够促进色素的层析B[解析] 制备滤纸条时要将滤纸条的一端剪去两角，目的是使色素在滤纸条上扩散均匀，A错误；①对应的色素在层析液中的溶解度最大，所以在滤纸条上扩散的速度最快，处于滤纸条的最上端，B正确；如果③④(叶绿素)带宽减小可能是忘记添加碳酸钙，也可能是材料不新鲜，叶绿素含量减少，C错误；画滤液细线前先用铅笔画细线，能够使得滤液细线画得细而直，D错误。1．叶绿体中色素的吸收光谱知识点2 叶绿体及其色素的功能(2)实验结论：
①叶绿体是进行光合作用的场所。
②O2是由叶绿体释放的。
(3)实验设计巧妙之处：
①实验材料选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位。
②没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。
③用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。
④进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。知识贴士
①光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。
②叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。
1．夏季的树叶多为绿的海洋，到了深秋时节更有“看万山红遍，层林尽染”的美景，试从生物学角度分析其原因。
提示：春夏时节叶绿素所占比例大，故叶子为绿色，而到了深秋叶绿素大量分解，类胡萝卜素含量相对增加，故叶子为黄色或橙黄色。
2．植物能进行光合作用制造有机物，有位同学就想：“如果人能像绿色植物一样，岂不是不用吃饭了吗？”如果该同学的想法能实现，你认为人体细胞应具备什么样的结构？
提示：细胞质中有叶绿体。
3．在大棚种植时一般选用哪种颜色的薄膜？为什么？
提示：一般选用无色透明的薄膜，因为能够透过各种单色光。 (2018·湖北省十堰市高一)树叶在秋季由绿色变为橙黄色，其原因主要是( )
A．叶绿体中的色素被破坏，其他细胞器的颜色显露出来
B．叶绿素的颜色由绿色变成橙黄色
C．原有的色素被破坏，新形成了胡萝卜素
D．叶绿体中的叶绿素含量降低，类胡萝卜素的颜色显露出来
[解析] 叶绿素不稳定，受温度的影响，容易分解。秋季气温下降，叶绿素的合成受到阻碍，而其分解却与日俱增，导致其含量降低，为类胡萝卜素在叶片中显露颜色创造了条件。D典例 2 〔变式训练2〕 为了探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和好氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是( )
A．在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱
B．临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C．好氧细菌起指示作用
D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
[解析] 本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气，而与光的种类没有关系，不需要三棱镜将混合光分解成连续光谱；为了防止空气对实验结果的影响，应该排除空气；好氧细菌的分布密疏，表示了氧气产生的多少；水绵的叶绿体便于观察且有利于设置对照实验。 A学 霸 记 忆1．无水乙醇能提取绿叶中的色素，层析液可分离色素。
2．用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。
3．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。
4．二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。
5．层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
6．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
7．色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶则分布于类囊体薄膜和叶绿体基质中。训 练 巩 固课 时 作 业第五章 第4节 第2课时
一、选择题
1．(2019·江苏省镇江市高一期末)在光合作用中，不需要酶参与的过程是( D )
A．CO2的固定 B．C3的还原
C．ATP的形成 D．色素吸收光能
[解析] 二氧化碳的固定需要酶的催化，A错误；三碳化合物的还原需要酶的催化，B错误；ATP的合成与水解都需要酶的催化，C错误；叶绿体色素吸收光能不需要酶的催化，D正确。
2．(2019·陕西富平县高一期末)在夏季中午光照最强的情况下，绿色植物叶片因气孔关闭使光合作用强度略有下降，这时，叶肉细胞内的C3、C5的含量短时间内将出现的变化依次是( B )
A．升、降 B．降、升
C．降、降 D．升、升
[解析] 在夏季中午光照最强的情况下，植物部分气孔关闭，导致细胞内CO2浓度降低，进而CO2固定生成C3量减少，而C3还原的速率不变，因此短时间内C3含量减少，C5含量升高，故选B。
3．(2019·陕西渭南韩城高一期末)一般地说，光照强，光合作用增强。但某种植物在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降，其原因是( D )
A．蒸腾作用太强，体内水分不足
B．光照太强光合作用下降
C．气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应
D．气孔关闭，CO2不足
[解析] 夏天光照最强的中午，由于蒸腾作用过强而导致细胞失水，气孔被关闭，二氧化碳吸收减少，暗反应减弱，导致光合作用下降，选D。
4．(2019·湖北黄石市高一期末)下图表示叶肉细胞光反应的部分生理过程，下列有关该图的分析，错误的是( C )
A．光照强度变弱时物质B的生成速率会降低
B．可推测，H＋参与物质A的生成过程
C．物质A将参与暗反应中CO2的固定过程
D．物质B能以自由扩散的方式跨过叶绿体膜
[解析] 光照强度变弱时，光反应减弱，物质B氧气的生成速率会降低，A正确；可推测，H＋参与物质ATP的生成过程，B正确；ATP将参与暗反应中C3的还原过程，C错误；物质B氧气能以自由扩散的方式跨过叶绿体膜，D正确。故选C。
5．(2019·吉林省五地六校)把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证( B )
A．光合作用需要CO2
B．光合作用能产生O2
C．光合作用需要光
D．光合作用需要叶绿体
[解析] 图中NaOH的作用是吸收二氧化碳，所以该装置可以用于验证光合作用需要CO2，A正确；图中没有检验氧气的手段，B错误；图中铝箔的作用是遮光，从而证明光合作用需要光照，C正确；图中叶片分为绿色部分、白斑叶和白色部分，可以用于验证光合作用需要叶绿体，D正确。
6．(2019·江苏省镇江市高一期末)下图为较强光照、温度相等且适宜、水和小球藻质量相等的条件下，利用小球藻进行光合作用的实验示意图，下列关于Y1、Y2、Y3、 Y4的说法中正确的是 ( B )
A．Y1和Y2为O2 B．Y1和Y3为O2
C．Y1和Y4为18O2 D．Y2和Y3为18O2
[解析] 根据光合作用中释放的O2来源于参加反应的H2O，可知Y1是O2，Y2是18O2，A错误；Y1和Y3都是O2，B正确；Y1是O2，Y4是18O2，C错误；Y2是18O2，Y3是O2，D错误。
7．(2019·山东省潍坊市高一期末)突然停止光照，短时间内叶绿体中C5和C3的含量变化分别是( A )
A．减少 增多 B．减少 减少
C．增多 减少 D．增多 增多
[解析] 突然停止光照，短时间内光反应减慢，光反应产生的[H]和ATP减少，C3的还原减慢，二氧化碳的固定几乎不变。故C3增多、C5减少。综上所述，B、C、D不符合题意，A符合题意。故选A。
8．(2019·山东省菏泽市高一期末)在夏季晴天的中午，绿色植物往往会出现光合速率下降的现象，其原因可能是( A )
A．C3含量降低 B．C5含量降低
C．ATP和[H]含量降低 D．酶活性降低
[解析] 夏季晴朗的中午，光照强度过大，植物为了防止失水过多，将关闭气孔，减少二氧化碳的吸收量，使三碳化合物产生量降低，但C3的还原仍在进行，所以C3的含量也降低；还原三碳化合物所消耗的[H]和ATP量也将减少，使[H]和ATP含量升高；气孔关闭，二氧化碳含量减少，五碳化合物消耗将减少，使五碳化合物含量升高，此时间段内酶的活性没有降低，综上所述，A正确，B、C、D错误。故选A。
9．下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，关于甲物质和乙物质的相对分子质量的比较，正确的是( A )
A．甲<乙 B．甲＝乙
C．甲>乙 D．无法确定
[解析] 根据光反应的过程可以看出，氧气中氧元素的来源于水中的氧元素，所以甲物质是16O2，乙物质是18O2，所以图中甲物质和乙物质的相对分子质量之比16?18＝8?9。A正确。
10．(2019·北京延庆区高 一期末)用14C标记CO2，可用于研究光合作用中( D )
A．光反应的条件 B．暗反应(碳反应)的条件
C．能量的转换过程 D．由CO2合成糖的过程
[解析] 光反应必须需要光照、酶和色素参与，但不需要二氧化碳，A错误；暗反应有光或无光均可进行，但需要能量、酶、ATP，二氧化碳只是原料，B错误；光反应中光能变为ATP活跃的化学能，暗反应中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能，与二氧化碳无关，C错误；二氧化碳中C首先固定在三碳化合物中，之后转移到糖类等有机物中，用14C标记CO2可以探究光合作用中CO2合成糖的过程，D正确。故选D。
11．(2019·湖南省隆回县高一期末)图中甲、乙为植物叶肉细胞中的两种膜结构。下列有关叙述中，错误的是( C )
A．甲、乙两种膜结构都属于生物膜中的细胞器膜
B．甲中产生的O2若被乙利用，至少穿过4层生物膜
C．乙中的[H]可能来自于葡萄糖的分解，也可能来自于图甲
D．甲、乙中的生化反应是不同的，所以由不同的酶催化
[解析] 据图分析，膜甲为叶绿体中类囊体薄膜，膜乙为线粒体内膜，两种膜都属于生物膜系统中细胞器膜，A正确；叶绿体和线粒体都有双层膜，故甲中产生的O2若被乙利用，至少穿过4层生物膜，B正确；乙中的[H]来自于有氧呼吸的第一阶段葡萄糖的分解和第二阶段丙酮酸的水解，甲中的[H]只用于暗反应，C错误；甲中发生的是光合作用的光反应，乙中发生的是有氧呼吸的第三阶段，两者中的生化反应是不同的，催化反应的酶也不同，D正确；答案选C。
12．下列是关于光合作用的实验，叙述错误的是( C )
选项
实验内容
实验结论
A
萨克斯的实验
证明绿色植物叶片在光下能产生淀粉
B
恩格尔曼的水绵实验
证明水绵进行光合作用的场所是叶绿体
C
鲁宾和卡门的同位素标记实验
证明光合作用释放的氧气都来自反应物CO2
D
卡尔文的实验
证明了CO2被用于合成糖类等有机物
A.A B．B
C．C D．D
[解析] 萨克斯的实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，A正确；恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体，产物之一为氧气，B正确；鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水，C错误；卡尔文采用同位素标记法证明了CO2在被用于合成糖类等有机物过程中碳元素的转移途径，D正确。
二、非选择题
13．(2019·天津滨海新区高一期末)下图为光合作用过程示意图，请回答相关问题：
(1)以新鲜菠菜的绿叶为原料提取叶绿体中的色素后，可用纸层析法将色素分离；在提取色素过程中，发现收集的滤液绿色过浅，可能原因是未加入二氧化硅，研磨不充分(答案合理即可)。
(2)光合作用的过程可以分为两个阶段。A表示光反应
阶段，A阶段为B阶段提供的物质有ATP和[H];_用14C标记的④进行光合作用，可在叶绿体基质(结构)中检测到放射性。
(3)该过程中能量转换的形式是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
(4)在正常CO2浓度下，若暂时停止光照，细胞内的C3含量将会上升(或者增加)。
[解析] (1)叶绿体色素分离常用的方法是纸层析法；在提取色素过程中，发现收集的滤液绿色过浅，可能原因是未加入二氧化硅导致研磨不充分。
(2)根据光合作用的反应过程可知，图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，光反应为暗反应提供的物质有ATP和[H]；④为二氧化碳，其与五碳化合物结合生成三碳化合物，因此用14C标记二氧化碳后，可在叶绿体基质中检测到放射性。
(3)光合作用过程中，光能先转化为ATP中活跃的化学能，再转变为有机物中稳定的化学能。
(4)若暂时停止光照，且二氧化碳浓度不变，则光反应为暗反应提供的ATP和[H]不足，导致暗反应过程中三碳化合物的还原受阻，因此三碳化合物的含量将升高。
14.下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2是绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系。下面物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答：
(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是CO2、[H]和ATP，要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是不提供CO2或增强光照(任意一个答案即可)。
(2)①是在类囊体薄膜上进行的，发生的能量变化是光能转变为ATP中活跃的化学能。
(3)上述①～⑤过程中，能产生ATP的过程是①③④⑤(写代号)。
[解析] (1)分析图1知，甲为CO2，乙为光反应为暗反应提供的物质，即[H]和ATP。要使C3含量下降，有两种方法，一为不提供CO2，导致C3的生成量减少，而消耗量不变，C3含量下降；二为增强光照，C3的消耗量增加，而生成量不变，C3含量下降。
(2)图中①表示光反应过程中水的光解，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，同时光能转变成ATP中活跃的化学能。
(3)图中①表示光反应，可以产生ATP；表示暗反应，消耗ATP；③④⑤表示有氧呼吸的三个阶段，都可以产生ATP。
第五章 第4节 第2课时
一、选择题
1．(2019·武汉外国语学校)关于光合作用的叙述，正确的是( D )
A．类囊体上产生的ATP可用于吸收矿质元素离子
B．夏季晴天光照最强时，植物光合速率一定最高
C．进入叶绿体的CO2能被NADPH直接还原
D．正常光合作用的植物突然停止光照，C5与ATP含量会下降
[解析] 类囊体上产生的ATP只用于叶绿体内的生命活动，A项错误；夏季晴天光照最强时，蒸腾作用过强导致气孔关闭，植物光合速率较低，B项错误；进入叶绿体的CO2被C5固定为C3后被NADPH还原，C项错误；正常光合作用的植物突然停止光照，[H]与ATP的来源减少，暗反应中C3还原减弱，CO2固定仍在进行，故C5含量下降，D项正确。
2．(2019·山西省临汾一中、晋城一中高一)下图为高等绿色植物的光合作用图解。下列相关说法正确的是( D )
A．①是光合色素，可用层析液提取
B．②是O2，全部用于该植物有氧呼吸的第三阶段
C．③是C3，能被氧化为(CH2O)
D．④是ATP，在叶绿体基质中被消耗
[解析] ①是光合色素，可用无水乙醇提取，A错误；②是O2，当光合作用大于呼吸作用时，一部分氧气释放到细胞外，B错误；三碳化合物被还原氢还原形成有机物，不是被氧化形成有机物，C错误；④是ATP，是光反应的产物，用于暗反应的三碳化合物的还原阶段，其消耗场所是叶绿体基质，D正确。
3．光合作用过程中，能量传递的途径是( C )
A．光能→叶绿体色素→水中的化学能
B．光能→葡萄糖→ATP中活跃的化学能
C．光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
D．光能→葡萄糖→淀粉中的化学能
4．在实验室中，如果要测定藻类植物是否能完成光反应，最后是检验( D )
A．葡萄糖的合成 B．二氧化碳的消耗
C．叶绿体的含量 D．氧气的释放
二、非选择题
5．在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图所示。回答问题：
(1)图中物质A是C3(填“C3”或“C5”)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的高(填“低”或“高”)。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低(填“高”或“低”)，其原因是CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少。
[解析] (1)CO2浓度降低时，C3的产生减少而消耗不变，故C3的含量降低，与物质A的变化趋势一致；而C5的产生不变却消耗减少，故C5的含量增加，与物质B的变化趋势一致。(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5结合形成2 mol C3，即C3的分子数是C5的2倍。CO2浓度迅速下降后，C5的产生不变却消耗减少，故C5的浓度升高。(3)在达到相对稳定时，C3的含量是C5含量的2倍。(4)CO2浓度较低时，暗反应强度低，需要的[H]和ATP的量少，故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。
课件44张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第4节 能量之源——光与光合作用第2课时 光合作用的探究历程和基本过程基 础 知 识一、光合作用的概念与探究历程
1．光合作用的概念2．光合作用的探究历程植物可以更新空气 阳光照射 绿叶 光能 化学能 暗处放置 碘蒸气 淀粉 H2O CO2 光合作用 有机物中碳 卡尔文循环 二、光合作用的过程
1．过程及分析1．光合作用产生的O2来自CO2和H2O中的O。( )
2．绿色植物光合作用的反应物是CO2和H2O，产物是有机物和O2。( )
3．绿色植物进行光合作用的能量来源于光能。( )
4．光反应和暗反应必须都在光照条件下才能进行。( )判断题×√√×课 内 探 究知识点1 光合作用探究历程的实验分析
1．萨克斯的实验中为什么要用酒精脱色后再加碘液处理？
提示：避免叶片颜色对实验结果的干扰。
2．鲁宾、卡门实验方法是什么？
提示：同位素标记法。 科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是( )
A．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
B．萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉
C．普利斯特利的实验证明了植物可以更新CO2并产生O2
D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2OB典例 3[解析] 恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成氧气的量，A错误；萨克斯的实验成功证明了光合作用产生了淀粉，B正确；普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气，没有证明植物吸收和释放的气体成分，C错误；鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2，D错误。〔变式训练3〕 德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )
①本实验未设对照组
②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因
③实验初始时遮光和曝光区域均应达到无淀粉状态
④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．②③ B．①②③
C．②③④ D．①②③④A[解析] 本实验中曝光部分能够变蓝是因为产生了淀粉，遮光部分不变蓝是因为没有产生淀粉，因此本实验的自变量是光照，充分说明光照下能产生淀粉；而CO2对本实验结果的影响未作研究。知识点2 光合作用的过程知识贴士
有关光合作用过程的四点提醒
(1)叶绿体的内膜既不参与光反应，也不参与暗反应。
(2)光反应阶段为暗反应提供ATP、[H]，ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。而暗反应则为光反应提供ADP和Pi，ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜。
(3)光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无光都能进行，但需光反应提供的[H]和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。
(4)在自然条件下，光反应阶段和暗反应阶段同时进行，不分先后。
1．若突然停止光照，光反应和暗反应如何变化？
提示：光反应立即停止，暗反应仍能进行一段时间，最后也停止。
2．光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H]是否相同？
提示：不同。光合作用产生的[H]为NADPH，而呼吸作用产生的[H]为NADH。 (2019·吉林友好学校高一)下列关于光合作用的叙述，错误的是( )
A．光反应阶段不需要酶的参与
B．暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗
C．光合作用过程中既有[H]的产生又有[H]的消耗
D．光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能A典例 4 [解析] 光反应阶段光的吸收不需要酶的参与，ATP的生成需要酶的参与，A符合题意；暗反应阶段既有C3的还原生成C5，又有CO2与C5的结合(CO2固定)消耗C5，B不符合题意；光合作用过程中光反应阶段产生[H]，暗反应阶段又有C3的还原消耗[H]，C不符合题意；光合作用过程将光能转换成暗反应能利用的化学能，储存在有机物中，D不符合题意。故选A。〔变式训练4〕 图为高等绿色植物光合作用图解。相关说法不正确的是( )
A．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段
B．光合作用可分为两个阶段，光反应和暗反应阶段
C．三碳化合物在[H]、ATP和酶的作用下，被还原形成(CH2O)
D．④是ATP，在叶绿体基质中生成D[解析] ②是水光解的产物之一氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段，A项正确；光合作用可分为光反应和暗反应阶段，B项正确；三碳化合物在光反应产生的[H]、ATP和叶绿体基质中酶的作用下，被还原形成(CH2O)，C项正确；④是ATP，在类囊体薄膜上生成，D项错误。 指 点 迷 津光照和CO2浓度骤变时，C3、C5、[H]和ATP物质含量变化分析
1．分析思路
当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、[H]、ATP含量的变化可以采用下图分析： 玉兰叶肉细胞在光照下进行稳定的光合作用时，如果将它移至暗室中，短时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化分别是( )
A．增多 减少 B．减少 增多
C．增多 增多 D．减少 减少
[解析] 叶肉细胞在光照下进行稳定的光合作用时，C3和C5处于动态平衡状态；移至暗室后，短时间内由于光反应速度下降，ATP和[H]的合成减少，C3还原成C5的过程受到影响，而C5仍能正常和CO2反应生成C3，故C3增多，C5减少。A典例 5 在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内C5含量突然上升，则改变的条件可能是( )
A．停止光照 B．停止光照并降低CO2浓度
C．升高CO2浓度 D．降低CO2浓度
[解析] CO2是暗反应进行的条件之一，如果CO2减少，自然就不能顺利地形成C3，已有的C3仍会通过C3还原途径而生成C5。这样C3减少，C5形成后却不能进一步转变，于是就积累起来。D典例 6 学 霸 记 忆训 练 巩 固课 时 作 业第五章 第4节 第3课时
一、选择题
1．(2019·北京东城高一期末)研究光照强度和光合作用的关系，得到如图曲线，下列叙述错误的是 ( D )
A．A点时植物只进行呼吸作用
B．B点光照强度下光合速率等于呼吸速率
C．D点光合速率达到最大
D．DE段的限制因素是光照强度
[解析] 在A点，对应的光照强度为0，植物只进行呼吸作用，A正确；在B点即光补偿点时，光合速率与呼吸速率相等，B正确，据图可知，D点以后，CO2吸收速率不再变化，表示净光合速率不再发生变化且最大，根据光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，而呼吸速率不会随着光照强度的变化而变化，因此，D点光合速率达到最大，C正确；D点已经达到光的饱和点，因此D点以后即DE段的限制因素是不再是光照强度，而是光照强度之外的其他因素，如温度、CO2浓度等，D错误。
2．(2019·陕西渭南韩城高一期末)雾霾天气会导致农作物的光合作用速率下降，其主要原因是( A )
A．光照强度减弱 B．土壤肥力下降
C．吸收CO2过多 D．吸收水分过多
[解析] 雾霾会遮挡阳光，导致光照强度减弱，进而使农作物的光合作用速率下降。综上所述，A项正确，B、C、D项均错误。
3．(2019·湖南省隆回县高一期末)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种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不正确的是( D )
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
[解析] 据图分析，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，A正确；据图分析，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，B正确；据图分析，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，C正确；光照强度为b～c时，Ⅲ光合作用强度已达最大值，不再随光照强度升高而升高，D错误。
4．(2019·湖南省隆回县高一期末)在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，以下有关说法错误的是 ( D )
光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)
光饱和时光照强度(klx)
光饱和时CO2吸收量(mg/h·100 cm2)
黑暗条件下CO2释放量(mg/h·100 cm2)
A植物
1
3
11
5.5
B植物
3
9
30
15
A.与B植物相比，A植物是在弱光照条件下生长的植物
B．当光照强度超过9 klx时，B植物光合速率不再增加，造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应
C．当光照强度为9 klx时，B植物的总光合速率是45 mg CO2/100 cm2叶·小时
D．当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为4 mg CO2/100 cm2叶·小时
[解析] 光合速率与呼吸速率相等时，A植物的光照强度比B植物的光照强度小，A正确；B植物的光合作用的光饱和点为9 klx，如果在增加光照强度，也不会影响光合作用速率，因为此时影响光照强度的因素是二氧化碳浓度或温度等，B正确；总光合速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率。当光照强度为9 klx时，B植物的总光合速率＝30＋15＝45 mg CO2/100 cm2叶·小时，C正确；当光照强度为3 klx时，A植物固定的二氧化碳的量为11＋5.5＝16.5 mg CO2/100 cm2叶·小时，而B植物此时光合速率等于呼吸速率，固定的二氧化碳的量为15 mg/100 cm2小时。故两者固定的二氧化碳的差值16.5－15＝1.5 mg CO2/100 cm2叶·小时，D错误。
5.右图表示在温度不变的条件下，绿色植物吸收CO2的量随光照强度的变化情况，下列相关叙述正确的是( B )
A．在a～b段对应的任何时间内都适宜进行植物呼吸作用强度的测定
B．b点表示绿色植物光合速率和呼吸速率相等
C．在c点所对应的光照强度下，绿色植物仅进行光合作用
D．由图分析可知随着光照强度的增强，光合作用强度持续增大
[解析] 分析题图可知，a点只进行呼吸作用，可以测定植物呼吸作用的强度，a点以后，二氧化碳释放量逐渐减少，说明存在光合作用，且光合作用逐渐增强，会干扰呼吸作用强度的测定，A错误；B点表现为既不吸收二氧化碳，也不释放二氧化碳，此点表示绿色植物光合速率和呼吸速率相等，B正确；在c点所对应的时间，绿色植物不仅进行光合作用，也进行呼吸作用，C错误；由图分析可知随着光照强度的增强，光合作用强度先不断增加，最后维持相对稳定，D错误。
6．下列与大棚种植蔬菜相关的措施及分析，正确的是( C )
A．阴雨天适当提高大棚内温度，可明显增加有机物的积累量
B．加大蔬菜的种植密度，可不断提高蔬菜的产量
C．施用农家肥，可提高大棚中CO2的浓度
D．用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高蔬菜的光合速率
[解析] 阴雨天光合作用较弱，要降低大棚温度，减小呼吸作用消耗的有机物才有利于有机物的积累，A错误；种植蔬菜要合理密植，如果过密，植物叶片就会相互遮挡，影响植物对光的吸收，并且呼吸作用消耗的有机物提高，反而会使产量下降，B错误；农家肥含有大量的有机物，施用农家肥后，通过微生物的分解作用，可提高大棚中二氧化碳浓度，从而提高农作物的产量，C正确；虽然色素主要吸收红光和蓝紫光，但是对其他光也有吸收，用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，只允许红光透过，反而会降低蔬菜的光合速率，D错误。
7．下图表示在夏季晴朗的白天，某植物处于密闭、透光但原料充足的环境下所测得的某些物质的变化情况。下列叙述不正确的是( D )
A．图A曲线可表示O2浓度的变化
B．图B曲线可表示CO2浓度的变化
C．图A曲线可表示植株重量的变化
D．图B曲线可表示土壤中矿质元素量的变化
[解析] 夏季晴朗的白天，某植物处于密闭、透光但原料充足的环境下，植物开始只能进行呼吸作用，所以氧气和有机物的含量都下降，二氧化碳的浓度增加；6点到18点之间光合作用大于呼吸作用，所以氧气和有机物的含量都增加，二氧化碳浓度降低；之后光合作用小于呼吸作用，氧气和有机物又减少，二氧化碳的浓度又增加，因此图A曲线可表示O2浓度和植株重量的变化，A、C正确；图B曲线表示CO2浓度的变化，B正确；图B曲线不能表示土壤中矿质元素量的变化，D错误。
二、非选择题
8．(2019·湖南省隆回县高一期末)下图是某植物叶肉细胞部分结构及其生理过程示意图。请据图回答：
(1)光合作用在叶肉细胞的叶绿体中进行，为有氧呼吸提供葡萄糖和[②]O2(氧气、氧)。
(2)有氧呼吸与无氧呼吸的相同途径是：在细胞质基质中，葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量的能量。
(3)大棚内栽种农作物要适时通风，这种措施确保叶肉细胞获得充足的[①]CO2(二氧化碳)，有利于植物光合作用。
[解析] (1)叶绿体是光合作用的场所，光合作用可为有氧呼吸提供葡萄糖和[②]O2。
(2)有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段完全相同，都是在细胞质基质中，将葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量的能量。
(3) 大棚内栽种农作物要适时通风，这可确保叶肉细胞获得充足的[①]CO2，有利于植物光合作用。
9．(2019·山东省潍坊市高一期末)某科研小组对大棚种植的番茄进行遮光50%处理，测定番茄与光合作用相关指标在一个白天内的变化如下图。请据图回答：
(1)叶绿素可以利用的可见光主要是 红光、蓝紫光。
(2)BC段与EF段光合作用速率均下降，限制光合作用的因素分别是CO2浓度 、光照强度。
(3)F点时，番茄叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体；此时CO2的生成与消耗的具体场所分别是线粒体基质、叶绿体基质。
(4)15：00～17：00，番茄胞间CO2浓度上升的原因可能是：①叶肉细胞减少；②大棚内温度降低，叶片从外界吸收CO2增多。
[解析] (1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
(2)BC段光合速率下降的原因是二氧化碳浓度下降，EF段光合速率下降的原因是光照强度下降。
(3)F点，光照强度>0，故可以进行光合作用和呼吸作用，能产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质。有氧呼吸第二阶段生成二氧化碳，场所是线粒体基质，暗反应阶段消耗二氧化碳，场所是叶绿体基质。
(4)叶肉细胞减少；大棚内温度降低，叶片从外界吸收二氧化碳增多均会导致胞间二氧化碳浓度上升。
10．(2019·河南平顶山期末)光合作用和细胞呼吸是生物界中基础的物质代谢和能量代谢，生物体的生命活动都与两者有着密不可分的关系。请回答下列问题：
(1)葡萄糖是细胞的主要能源物质，经过酵母菌的有氧呼吸氧化分解，葡萄糖中能量的主要去向是大部分能量以热能形式散失；经过酵母菌的无氧呼吸氧化分解，葡萄糖中能量的主要去向是大部分能量留在酒精中。
(2)光照是光合作用的必要条件，其中红光主要由叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b(或叶绿素)(色素名称)吸收，这些色素分布在(叶绿体的)类囊体薄膜上。
(3)乙图是在适宜温度条件下通过实验测得的光照强度对O2变化量的影响的曲线。在一定条件下，若用甲图装置测定获得图乙中的X点对应的值，则甲图中B三角瓶内应放置的液体为NaOH(“NaOH”或“NaHCO3”)溶液。
(4)若在适宜范围内增大环境中的CO2浓度，则乙图曲线中W点向右移动，试叙述其变化的原因：CO2浓度增大，先后使CO2固定和C3还原(或暗反应)的反应速率加快，进而快速消耗了光反应产生的ATP和[H]并产生了光反应需要的ADP和Pi，从而使光反应的条件变得更有利，细胞的光能利用能力增强。
(5)对绿色植物的叶肉细胞来说，若骤然停止光照，光反应停止，暗反应会稍后(填“同时”或“稍后”)停止反应。
[解析] (1)在酵母菌的有氧呼吸过程中，将葡萄糖彻底氧化分解，其中的能量大部分以热能形式散失。在酵母菌的无氧呼吸过程中，葡萄糖被分解为不彻底的氧化产物，释放出少量的能量，葡萄糖分子中的大部分能量则留在酒精中。
(2)叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b(或叶绿素)主要吸收红光和蓝紫光。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上。
(3)图乙中的X点对应的光照强度为零，植物的光合作用不能进行，但能进行呼吸作用，因此X点对应的值表示有氧呼吸速率。测定有氧呼吸速率应在黑暗条件进行，并且需排除有氧呼吸产生的CO2对实验结果的干扰，所以若用甲图装置测定获得图乙中的X点对应的值，甲图中B三角瓶内应放置能够吸收CO2的NaOH溶液，此种情况下装置中气体体积的减少量可以表示有氧呼吸消耗的氧气量。
(4)若在适宜范围内增大环境中的CO2浓度，则先后使CO2固定和C3还原(或暗反应)的反应速率加快，进而快速消耗了光反应产生的ATP和[H]并产生了光反应需要的ADP和Pi，从而使光反应的条件变得更有利，细胞对光能的利用能力增强，所以乙图曲线中W点向右移动。
(5) 对绿色植物的叶肉细胞来说，若骤然停止光照，则光反应停止，不再产生ATP和[H]，但在光照停止前光反应产生并积累的ATP和[H]还能使C3还原反应短暂进行，所以暗反应会稍后停止反应。
11．(2019·山东省菏泽市高一期末)下图甲是植物叶肉细胞内有关结构的模式图，其中字母和箭头表示物质及其去向；图乙表示A、B两种植物叶肉细胞的光合速率和光照强度的关系。请据图回答下列问题：
(1)图甲中，黑暗条件下进行的生理活动有e、f(用图中字母表示)。图乙中在2 klx光照条件下，A植物叶肉细胞中进行的生物活动有c、d、e、f(用图甲中字母表示)。
(2)图甲中c不能(填“能”或“不能”)表示葡萄糖的去向，原因是葡萄糖需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，再进入线粒体中继续分解。
(3)在6 klx光照条件下，A、B两种植物的光合速率的关系是A＝B(填“A＞B”“A＝B”或“A＜B”)；在光照强度为11 klx时，A植物光合作用固定的CO2量为15
[mg·(h·100 cm2)－1]。
[解析] (1)黑暗条件下只进行细胞呼吸，故图甲中，黑暗条件下进行的生理活动有：e从外界环境吸收氧气进行呼吸、f呼吸释放二氧化碳。图乙中在2 klx光照条件下，A植物叶肉细胞释放的二氧化碳量小于呼吸释放的二氧化碳，说明细胞同时存在光合作用和呼吸作用，且光合速率小于呼吸速率，故细胞中进行的生理活动有c光合作用产生氧气供线粒体有氧呼吸使用、d有氧呼吸释放的二氧化碳供叶绿体光合作用使用、e呼吸作用所需的氧气还要从外界环境获取、f呼吸释放的多余二氧化碳排放的外界环境。
(2)由于葡萄糖需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，再进入线粒体中继续分解，故图甲中c不能表示葡萄糖的去向。
(3)在6 klx光照条件下，A植物的光合速率(为呼吸速率＋净光合速率)是4＋4＝8 mg·(h·100 cm2)－1；B植物的光合速率(为呼吸速率＋净光合速率)是2＋6＝8 mg·(h·100 cm2)－1，故在6 klx光照条件下，A、B两种植物的光合速率的关系是A＝B。在光照强度为11 klx时，A植物光合作用固定的CO2量为11＋4＝15[mg·(h·100 cm2)－1]。
第五章 第4节 第3课时
一、选择题
1．光合作用和细胞呼吸都会产生[H]，下列有关[H]的叙述，正确的是( C )
A．二者产生的[H]实质上是同一种物质
B．光合作用中，[H]是在叶绿体基粒中将C3还原为糖类等有机物
C．有氧呼吸中，[H]是在线粒体内膜上与氧结合形成水
D．二者产生[H]的过程均发生在膜上
[解析] 光合作用过程产生的[H]是指还原型辅酶II(NADPH)，呼吸作用过程产生的[H]是指还原型辅酶I(NADH)，不是同一种物质，A错误；光合作用中，[H]是在叶绿体基质中将C3还原为糖类等有机物，B错误；有氧呼吸第三阶段，[H]与氧结合形成水，发生在线粒体内膜上，C正确；光合作用的光反应阶段产生[H]，发生在类囊体薄膜上，细胞呼吸产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，D错误。
2．(2019·河南省洛阳市高一)如下图所示，甲是绿色植物在有光照条件下进行光合作用，释放出O2的实验装置图；乙、丙、丁是另外三个实验装置图。欲验证绿色植物是否在有光照条件下释放出O2和验证在有光照条件下是否由绿色植物释放出O2，对照实验装置图依次是( B )
A．乙、丁 B．乙、丙
C．丙、乙 D．丙、丁
[解析] 要验证绿色植物是否在有光照条件下释放出O2的，有无光照是此实验的自变量，能否释放氧气为因变量，所以设置实验时，空白对照组是正常组(甲组)，实验组为缺少光照的一组(乙组)，其他的无关变量都相同。验证在有光照条件下是否由绿色植物释放出O2的实验中，绿色植物是自变量，能否放出氧气为因变量，所以设置实验时，空白对照组是正常组即甲组，实验组为缺少绿色植物的一组，即丙组，其他无光变量都要适宜光合作用的进行并且都相同。故选B。
3．将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延
长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( B )
A．降低至一定水平时再升高
B．降低至一定水平时保持不变
C．持续保持相对稳定状态
D．升高至一定水平时保持相对稳定
[解析] 在适宜的光照条件下，密闭容器内培养的植物会同时进行光合作用和呼吸作用，并且光合作用较强。由于密闭容器内的二氧化碳含量有限，随着光合作用的持续进行，二氧化碳逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低；当二氧化碳浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定。
二、非选择题
4. (2019·江苏省泰州中学高一)右图为叶绿体的结构和功能示意图，请据图回答：
(1)光合作用过程中结构A为结构B提供[H]和_ATP，物质甲是(CH2O)(或C6H12O6、C6H12O6＋H2O)。
(2)提取A中的色素常用的试剂是无水乙醇(或丙酮)，A中含量最多的色素是叶绿素a。
(3)晴朗的夏季中午，植物光合速率会有所下降，主要与图中CO2供应不足有关，此时C5含量会上升。
(4)直接影响暗反应过程的环境因素主要是二氧化碳浓度、温度。
[解析] (1)据图可知，A是基粒，是进行光反应的场所；B为叶绿体基质，为光合作用暗反应的场所，光反应为暗反应提供[H]和 ATP，暗反应的产物甲是(CH2O)。(2)提取叶绿体A中的色素常用的试剂是无水乙醇(或丙酮)，含量最多的色素为叶绿素a。 (3)晴朗的夏季中午由于温度过高，蒸腾作用过大，植物的气孔关闭，导致 CO2供应不足，从而引起光合速率的下降。当CO2供应量减少时，会引起 C3含量减少，C5含量上升。(4)暗反应过程需要二氧化碳的参与，同时暗反应需要多种酶的参与，因此直接影响暗反应过程的环境因素主要是二氧化碳浓度和温度。
课件61张PPT。第五章细胞的能量供应和利用第4节 能量之源——光与光合作用第3课时 影响光合作用的因素和化能合成作用基 础 知 识一、探究光照强度对光合作用强度的影响
1．光合作用强度2．探究光照强度对光合作用强度的影响二、光合作用的原理在生产实践中的应用光照 温度 CO2 水分 无机物 有机物 氨 水和二氧化碳 糖类 3．自养生物和异养生物无机物 有机物 绿色植物 硝化细菌 现成的有机物 1．光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。( )
2．探究实验中，小圆形叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。( )
3．绿色植物和硝化细菌都为自养生物，都可通过光合作用制造有机物。( )
4．化能合成作用与光合作用所利用的无机物原料都是CO2和H2O。( )
5．原核生物都是异养生物。( )
6．自养生物合成有机物时只能利用光能。( )√判断题××√××课 内 探 究知识点1 探究环境因素对光合作用强度的影响知识贴士
本实验中易产生的两个认识误区
(1)本实验中所测的数值并不代表光合作用的真实值，而是光合作用的净产值，即光合作用强度减去呼吸作用强度。
(2)叶片浮起之前并不是不进行光合作用，而是光合速率小于呼吸速率或者是产生的氧气量较少。
1．在实验中，叶片下降的原因是什么？叶片上浮的原因是什么？影响叶片上浮的外界因素主要是什么？
提示：抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降。光合作用产生的O2导致叶片上浮。影响叶片上浮的主要外界因素是光照强度，即光照强度影响光合作用强度，进而影响叶片上浮。
2．本实验每组小圆形叶片由10片改为3片可以吗？
提示：不可以。叶片太少，不能排除偶然性。 某同学为探究对光合作用强度的影响，设计实验如下：
①摘取外形正常、生长旺盛的绿叶若干，在绿叶上避开大型叶脉用打孔器打出直径为1 cm的小圆形叶片40片。
②用适当方法使小圆形叶片内部的气体全部逸出，放入黑暗处盛有蒸馏水的烧杯中待用，此时叶片全部沉在水底。
(1)实验中小圆形叶片下沉的原因是_________________________。
(2)欲研究光照强度对光合作用强度的影响，但实验室只有一种40 W灯泡，可以通过__________________________________达到目的。叶片细胞间隙充满了水 典例 7 调节光源与实验装置间的距离 (3)在此实验基础上给予____________________的条件，观察实验现象。
(4)本实验的检测指标为_________________________________________ _________________________。
(5)若小圆形叶片取自大叶脉处，则所测得的光合作用强度会较当前值偏________。适宜温度和CO2浓度 相同时间内，小圆形叶片浮起的数量或全部小 圆形叶片上浮所需时间 低 [解析] (1)细胞内存在的气体排出，细胞间隙中充满水，因此细胞会沉入水底。
(2)改变光源的距离，可调节光照强度的大小。
(3)探究光照强度对光合作用的影响，光照强度为自变量，其他条件为无关变量，应保持一致且适宜。
(4)相同时间内，叶片浮起来的数量或全部叶片浮起时间可以用来判断光合速率的大小，从而观察光照强度的影响。
(5)叶脉处叶绿体少，光合作用弱。〔变式训练5〕 某实验小组为探究光照强度对植物光合速率的影响，组装如下图所示实验装置，下列说法正确的是( )
A．碳酸氢钠溶液浓度、温度都为无关变量
B．光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴不断右移直至不动
C．当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2全部来自同一细胞的线粒体
D．碳酸氢钠水解产生的CO2需穿过3层磷脂分子才能进入叶肉细胞参与光合作用A[解析] 本实验的自变量是不同光照强度，碳酸氢钠溶液浓度、温度都为无关变量，A正确；光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴先左移后右移直至不动，B错误；当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2还可以来自其他细胞的线粒体和外界环境，C错误；CO2需穿过3层膜6层磷脂分子层才能进入叶肉细胞参与光合作用，D错误。1．光照强度：
(1)原理：光照强度主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生，进而影响暗反应阶段。
(2)光照强度(如图)知识点2 影响光合作用的环境因素及在生产中的应用①曲线分析：(3)应用
①欲使植物正常生长，则应使光照强度大于B点对应的光照强度。
②适当提高光照强度：如阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾等。
③合理密植和间作套种：阴生植物的光补偿点和光饱和点低，因此间作套种农作物可以充分利用光照。3．温度
(1)原理：通过影响酶活性进而影响光合作用。
(2)曲线：
①AB段：随着温度升高，光合作用强度增强。
②B点：光合作用最适温度。
③BC段：随着温度升高，光合作用强度减弱。
④温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。
(3)应用
①适时播种。
②温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。4．水及矿质元素对光合作用的影响
(1)原理：①N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。
②水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。知识贴士
关于环境因素影响光合速率的两点提醒
(1)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都比参与光反应的多。
(2)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．光饱和点后，限制光合速率的内部因素主要有哪些？
提示：色素含量、酶的数量、C5的含量等。
2．下面是有关农业种植的谚语“黑夜下雨白天晴，打的粮食没处盛”。请从光合作用的角度分析这句谚语的含义。
提示：夜晚降雨不仅提供水分，还降低温度，减弱细胞呼吸消耗，白天晴天，提供良好光照，光合作用强，经过一昼夜，有机物的积累量高。
3．北方夏季中午时，光照强度很强，植物的光合作用将如何变化，原因是什么？
提示：光合作用将减弱。光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。4．大棚种植使用有机肥或放干冰有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。
提示：有机肥在被微生物分解的时候会释放CO2，放干冰也会释放CO2，增加了大棚中的CO2浓度，促进光合作用。 在右图曲线图中，有M、N、O、P、Q五个点，对它们含义的叙述中正确的是( )
①M点时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，且光合作用强度弱于呼吸作用强度 ②N点时，植物体只进行呼吸作用；O点时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度 ③Q点时，光照强度不再是限制光合速率的因子，CO2浓度是限制光合速率的主要因素 ④P点前，限制光合速率的主要因素是光照强度
A．①② B．①③
C．③④ D．②④C典例 8 [解析] M点，只进行呼吸作用；N点，光合作用强度等于呼吸作用强度；O点，植物即进行光合作用也进行呼吸作用，且光合作用强度弱于呼吸作用强度；Q点，CO2浓度是光合作用的限制因素，光照强度不是；P点前，限制光合作用的因素是光照强度。〔变式训练6〕 (2019·湖北省十堰市高一)下列有关植物光合作用的应用的叙述错误的是( )
A．雨天的大棚中适当增加人工光照有助于提高光合作用强度
B．冬季晴天的中午在大棚中适当增加CO2的供应有助于提高光合作用强度
C．夏季雨天的农田，升高温度有助于提高光合作用强度
D．立秋后的农田，适当施用农家肥有助于提高光合作用强度C[解析] 阴雨天，光照强度减弱，限制了光合作用强度，大棚中适当增加人工光照有助于提高光合作用强度，A正确；冬季晴天的中午大棚中由于密闭不通风，导致CO2浓度较低，影响了植物的光合作用，此时适当增加CO2的供应有助于提高光合作用强度，B正确；夏季雨天由于光照强度较弱，此时限制光合作用的主要因素是光照强度，因此升高温度也不能提高光合作用强度，反而温度高了呼吸作用增强，会增加有机物的消耗，C错误；立秋后的农田，适当使用农家肥，经过微生物的分解作用可以为农作物提供CO2，有助于提高光合作用强度，D正确。指 点 迷 津一、光合作用与有氧呼吸的区别和联系
1．光合作用与有氧呼吸的区别2.[H]和ATP的来源、去路的比较3.光合作用与细胞呼吸的联系4．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(可用下图中OD段表示)。
(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(可用下图中AD段表示)。
(3)光合速率与呼吸速率的关系：①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。由该关系式可用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下；
a．光合作用产生O2量＝O2释放量＋细胞呼吸消耗O2量。
b．光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量。
c．光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗葡萄糖量。5．以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下，以一天24 h为单位)
(1)净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。
(2)净光合速率等于0时，植物因没有有机物积累而不能生长。
(3)净光合速率小于0时，植物因有机物减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。
警示：植物进行光合作用的同时，一定进行细胞呼吸，但在进行细胞呼吸时不一定进行光合作用，因为光合作用只有在有光条件下才能进行，而细胞呼吸只要是活细胞就会进行。 如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在适宜温度、不同浓度CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答：典例 9 (1)在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是________。
(2)图甲中的“a”点表示__________________。如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是________。
(3)如丙图所示中与甲图c点相符合的是________(填序号)。
(4)e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________；f点之后，限制A植物光合速率的主要因素为________。
(5)当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率Ma、Mb的大小和有机物合成速率Na、Nb的大小，结果应分别为Ma________Mb、Na________Nb。A 植物的呼吸速率 右移 D 低 CO2浓度 ＝ > [解析] (1)据图甲可知，A植物的光补偿点b较高，为阳生植物，在较长时间连续阴雨的环境中，生长会受到显著影响。(2)图甲中“a”点时没有光照，此时二氧化碳的释放速率表示呼吸速率。以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，由于镁参与叶绿素的合成，A植物叶绿素合成减少，需要较强的光照才能达到光补偿点，b点应向右移动。(3)甲图c点时光合作用大于呼吸作用，叶绿体光合作用利用的二氧化碳来自外界和线粒体的释放，如丙图D所示。(4)e点与d点相比较，e点时光照强度较大，光反应产生的ATP和[H]较多，叶肉细胞中C3还原过程加快，含量降低；图乙是适宜温度下光合速率曲线，f点之后，提高二氧化碳浓度，可提高光合速率，即限制A植物光合速率的主要因素为CO2浓度。(5)图甲中曲线代表净光合速率，当光照强度为g时，A、B植物净光合速率相等，有机物积累速率Ma＝Mb，有机物合成速率代表实际光合速率，由于A植物的呼吸速率较大，故Na>Nb。学 霸 记 忆1．在一定范围内，随着光照强度或CO2浓度的增大，光合速率逐渐增大，但超过一定范围后，光合速率不再增大。
2．提高光合作用强度的两种措施是：①控制光照强弱和温度的高低；②适当增加环境中的CO2浓度。
3．能够以二氧化碳和水为原料合成糖类的生物，属于自养生物；只能利用环境中现成有机物来维持自身生命活动的生物，属于异养生物。
4．化能合成作用是指生物利用某些无机物氧化时释放的化学能合成有机物的作用。
5．硝化细菌是进行化能合成作用的典型生物。训 练 巩 固课 时 作 业
