高考生物二轮复习专题2细胞代谢第2讲光合作用和细胞呼吸学案含答案

这是一份高考生物二轮复习专题2细胞代谢第2讲光合作用和细胞呼吸学案含答案，共36页。
 第2讲　光合作用和细胞呼吸
[考纲要求]　1.光合作用以及对它的认识过程(B)。2.影响光合作用速率的环境因素(C)。3.细胞呼吸及其原理的应用(C)。





1．细胞呼吸
(1)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻等，原因是原核生物细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(2)真核生物的细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。
(3)对动物和人体而言，有CO2生成的呼吸方式一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸的产物为乳酸。
(4)分解葡萄糖的酶只存在于细胞质基质中，故线粒体只能分解丙酮酸不能分解葡萄糖。
(5)细胞呼吸中的[H](NADH)≠光合作用中的[H](NADPH)。
(6)有氧呼吸时，生成物H2O中的[H]来自线粒体基质中丙酮酸和H2O的分解及细胞质基质中葡萄糖的分解。
(7)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不能产生ATP，[H]在第一阶段产生，第二阶段被利用，无[H]的积累。
(8)破伤风芽孢杆菌在伤口深处繁殖，其代谢类型与乳酸菌一样，属于厌氧异养型。
(9)无氧呼吸的产物酒精或乳酸对细胞有毒害作用，例如酵母菌酿酒时酒精含量超过16%时，发酵停止，意味着酵母菌被杀死；稻田定期排水，是为了防止水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂；玉米种子浸泡在水中会腐烂等。
2．光合作用
(1)叶绿体不是所有植物光合作用的必要条件，如原核生物中蓝藻没有叶绿体但能进行光合作用。
(2)破坏叶绿体外膜后，O2的产生不受影响。
(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应。
(4)暗反应不直接需要光照，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应很快也会停止。
(5)与光合作用有关的色素是脂溶性的，而液泡中的花青素是水溶性的，不能参与光能的吸收、转化和传递。
(6)光合作用中产生的ATP只能用于暗反应，不能用于其他各项生命活动。
(7)影响光合作用的因素：温度主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多；CO2浓度影响暗反应，当CO2浓度很低时，光合作用不能进行；光照强度直接影响光反应的速率。

1．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收(　　)
2．细胞呼吸时，促进ATP合成的酶主要分布在线粒体外膜上(　　)
3．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和乳酸(　　)
4．人体细胞线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质高(　　)
5．肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(　　)
6．H2O在光下分解，产生的[H]将C3还原为(CH2O)(　　)
7．光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂(　　)
8．进入叶绿体的CO2不能直接被[H]还原(　　)
9．进入夜间，叶肉细胞内ATP的合成停止(　　)
10．种子萌发过程中，种子中有机物种类增加(　　)
答案　1.√　2.×　3.×　4.×　5.√　6.√　7.√　8.√　9.×　10.√

1．土壤板结时光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞呼吸产生的ATP减少，影响了矿质元素的吸收，从而影响了光合色素和酶的合成，光合作用减弱。
2．高温、干旱环境中植物出现“光合午休”的原因是：为防止水分过度蒸发，气孔部分关闭，CO2的供应减少，影响了光合作用的暗反应。

考点一　光合作用和细胞呼吸的过程

1．光合作用和细胞呼吸中的物质和能量转化
(1)光合作用
①物质变化：H2O→O2＋[H]、CO2→C3→C5＋(CH2O)；
②能量变化：光能→ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能。
(2)细胞呼吸
①物质变化：C6H12O6―→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O―→6CO2＋20[H]、24[H]＋6O2―→12H2O；
②能量变化：(CH2O)中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP)和热能。
2．光合作用与细胞呼吸过程的联系


考向一　细胞呼吸过程的分析
1．(2019·吉林“五地六校”联考)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图，相关叙述正确的是(　　)

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
答案　A
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，大部分以热能形式散失，A正确；线粒体不能分解葡萄糖，葡萄糖在细胞质基质中被分解生成丙酮酸和少量[H]，B错误；试剂甲为酸性重铬酸钾溶液，C错误；题图中无氧呼吸产生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。
2．(2018·海南中学期末)下列关于细胞呼吸方式的叙述，正确的是(多选)(　　)
A．酵母菌在有氧和无氧条件下均能生成CO2，只是生成量不同
B．酵母菌的细胞呼吸方式有有氧呼吸和无氧呼吸两种
C．人体成熟的红细胞只能进行无氧呼吸
D．细菌等原核生物中有线粒体，可进行有氧呼吸
答案　ABC
解析　酵母菌有氧呼吸生成大量CO2，无氧呼吸生成少量CO2，A正确；酵母菌的细胞呼吸方式有有氧呼吸和无氧呼吸两种，B正确；人体成熟的红细胞没有线粒体，只能进行无氧呼吸，C正确；细菌等原核生物中无线粒体，D错误。
考向二　光合作用和细胞呼吸的关系综合分析
3．还原氢([H])在生物的生理活动中起重要作用，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．高等植物的光合作用中，[H]来自水的光解
B．光合作用中，[H]的作用是在暗反应中将二氧化碳还原为糖等有机物
C．有氧呼吸中，[H]的受体是氧气，该过程释放大量的能量
D．无氧呼吸中，[H]的受体是丙酮酸等中间代谢产物
答案　B
解析　高等植物的光合作用中，水的光解产生[H]，A正确；光合作用中[H]用于三碳化合物的还原，B错误；有氧呼吸中[H]用于与氧气结合生成水，该过程释放大量能量，C正确；无氧呼吸中，[H]用于与丙酮酸等中间代谢产物结合生成乳酸或酒精和CO2，D正确。
4．(2019·南通等七市第三次调研)如图表示真核生物体内碳元素部分转移途径，其中A、B代表物质，①～⑥代表生理过程。下列相关叙述正确的是(多选)(　　)

A．物质A、B可表示含3个碳原子的有机物
B．过程①②④中伴有[H]和ATP的生成
C．过程③④分别发生在核糖体和线粒体中
D．过程①～⑥需要不同种类的酶催化
答案　AD
解析　物质A为丙酮酸、物质B为C3，A项正确；过程①④中伴有[H]和ATP的生成，过程②中没有[H]和ATP的生成，B项错误；过程③不发生在核糖体中，核糖体中是氨基酸形成肽链的过程，不是糖类转化成氨基酸的过程，C项错误；过程①～⑥都是不同的化学反应，故需要不同种类的酶催化，D项正确。
考点二　光合作用和细胞呼吸的影响因素

1．影响光合作用的三大因素

(1)光照强度(如图1)
①原理：主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生。
②分析P点后的限制因素
(2)CO2的浓度(如图2)
①原理：影响暗反应阶段C3的生成。
②分析P点后的限制因素
(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3)。
2．光合速率与呼吸速率的表示方法
项目
表示方法
测定方法
净光合速率(又称表观光合速率)
单位时间O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量
光照下测定植物单位时间内CO2吸收量或O2释放量
真正光合速率(又称总光合速率)
单位时间O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量
不能直接测得
呼吸速率(黑暗中测量)
单位时间CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量
黑暗下测定植物单位时间内CO2释放量或O2吸收量



3.一昼夜中植物代谢强度变化曲线


(1)图甲中BC段变化原因：由于温度下降，呼吸酶活性降低，CO2释放速率有所下降。
(2)图甲CD段中，光合作用强度小于呼吸作用强度，相当于乙图中的cd段。光合作用开始的点在甲图中为C点，在乙图中为c点。
(3)图甲DF段中，光合作用强度大于呼吸作用强度，拐点D表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于乙图中d点。
(4)图甲中FG段曲线下降趋势变缓的原因是正午时分，由于部分气孔关闭，CO2进入细胞减少。GH段罩内CO2浓度继续下降，说明光合作用强度仍大于呼吸作用强度；18h，罩内CO2浓度最低，此时植物体内积累的有机物最多，罩内O2浓度最高。拐点H表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于乙图中h点。图乙中ef段与gh段都是下降趋势，但原因不同：ef段是由于部分气孔关闭，CO2供应不足；gh段是因为光照强度逐渐减弱。
(5)图甲中18h后，光照越来越弱，罩内CO2浓度开始增加，说明呼吸作用强度已大于光合作用强度；判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是I点时玻璃罩内二氧化碳浓度低于A点。

考向一　借助曲线考查光合作用和细胞呼吸的影响因素
5．(2019·泰州市高三期末)分析下面有关光合作用和呼吸作用的曲线图，下列相关说法错误的是(多选)(　　)


A．甲图中显著提高CO2浓度，b点将大幅度右移
B．乙图中温度提升到t4时，有机物积累速率达最大值
C．丙图中20℃和45℃时，CO2同化速率相近的原因相同
D．丁图中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而对绿光吸收最少
答案　ABC
6．三倍体西瓜由于含糖量高且无子而备受青睐。某研究人员对三倍体西瓜进行了一系列相关研究，请分析回答：
(1)如图是该研究者对三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化研究结果。

13：00时叶绿体中合成C3的速率____________(填“高于”“等于”或“低于”)11：00时。17：00时后叶片的Ci快速上升，其原因是____________________________________________。
叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是_______________________________________。
(2)该研究人员研究发现，西瓜果肉细胞内蔗糖的浓度比细胞外高，说明果肉细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是__________________。
(3)以三倍体西瓜幼苗为实验材料，进行短期高温(42℃)和常温(25℃)对照处理，在不同时间取样测定其叶片净光合速率、气孔导度(气孔导度越大，气孔开放程度越大)及叶绿素含量等指标，结果如图所示。

根据图乙和图丙可知，经过短期高温处理后，西瓜幼苗的净光合速率降低，原因可能是_______________________________________________________________________________。
叶肉细胞中的色素常用________________进行提取，在短期高温处理过程中，每6h取样，提取西瓜幼苗叶肉细胞中的光合色素后，再通过纸层析法进行分离，色素带会出现的变化是_______________________________________________________________________________。
答案　(1) 低于　光合速率减小，导致CO2在胞间积累　CO2浓度和光照强度　(2)主动运输　(3)叶绿素含量降低，使光反应减弱；气孔部分关闭，CO2吸收减少，使暗反应减弱　无水乙醇　蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b的色素带变窄(或叶绿素a和叶绿素b色素带变窄)
解析　(1)与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度降低，二氧化碳的固定减弱，所以合成C3的速率小于11：00时。17：00时后，叶片的Ci快速上升，是由于细胞呼吸速率大于光合速率，释放出的二氧化碳在胞间积累。叶片的Pn先后两次下降，第一次下降的主要原因是由于叶片气孔部分关闭，二氧化碳供应不足，第二次下降是由于光照强度减弱引起。(2)西瓜果肉细胞内蔗糖的浓度比细胞外高，说明果肉细胞能逆浓度梯度进行跨膜运输吸收蔗糖，所以其运输方式是主动运输。(3)据题图分析可知，经过短期高温处理后由于叶绿素含量降低，使光反应减弱；气孔部分关闭，CO2吸收减少，使暗反应减弱等，所以经过42℃处理后净光合速率降低；常用无水乙醇提取叶肉细胞中的色素；高温(42℃)会破坏叶绿素，故高温(42℃)处理后获得的蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b的色素带变窄(或叶绿素a和叶绿素b色素带变窄)。
考向二　光合作用和细胞呼吸影响因素的综合考查
7．生产实践中发现，普遍栽培的绿叶辣椒对强光耐受能力弱。为培育耐强光的辣椒品种，研究人员探究了不同光照强度对绿叶辣椒和紫叶辣椒光合作用的影响，通过实验测得辣椒叶片中相关色素含量及辣椒植株的净光合速率，结果如图所示。请回答：
　
(1)适宜光照下，绿叶辣椒叶绿体类囊体薄膜上的____________吸收光能进行光合作用，而强光条件会破坏叶绿体相关结构导致光合作用受抑制。
(2)A点时绿叶辣椒叶肉细胞进行光合作用________(填“有”或“无”)利用细胞外的CO2。
(3)根据实验结果分析，紫叶辣椒__________(填“能”或“不能”)适应强光条件，原因可能是_____________________________________________________________。
答案　(1)光合色素　(2)有　(3)能　紫叶辣椒叶片花青素含量较高，能够吸收部分光能(或“遮光”)，防止叶绿体在强光下被破坏
解析　(1)植物的光合作用中，吸收光能的光合色素位于叶绿体的类囊体薄膜上。(2)题图中的A点是绿叶辣椒的光补偿点，但不是叶肉细胞的光补偿点，对于叶肉细胞来说，该点光合速率>呼吸速率，故需要从外界吸收CO2。(3)由题图可知，紫叶辣椒可以适应强光条件，原因可能是紫叶辣椒花青素含量高，能够吸收部分光能，防止强光破坏叶绿体。
8．(2019·南京、盐城第二次模拟)图甲表示叶肉细胞内发生的卡尔文循环及三碳糖磷酸转变为淀粉和蔗糖的情况，叶绿体内膜上的磷酸转运器所转运的两种物质严格按照1∶1的量进行；图乙是根据光质和CO2浓度对植物净光合速率的影响实验所得数据绘制的曲线。据图回答下列问题：


(1)图甲中的卡尔文循环发生在叶绿体的____________中，影响该过程的主要环境因素有____________________________________。
(2)叶绿体内膜上的磷酸转运器，每转入一分子磷酸必定同时运出一分子_________________。叶肉细胞合成的蔗糖被相关酶水解为__________________，再转入各种细胞被利用。
(3)图乙a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器有________________。b点数据大于c点的原因是_____________________________________________________________________________。
(4)如果向培养植物的温室内通入14CO2，光照一定时间后杀死该植物，提取细胞中产物并分析。实验发现，短时间内CO2就已经转化为许多种类的化合物。如果要探究CO2转化成的第一种产物是什么物质？应如何操作？请写出实验的设计思路：___________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)基质　CO2浓度、光照强度、温度　(2)三碳糖磷酸　葡萄糖和果糖　(3)叶绿体和线粒体　叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，而吸收的黄光较少　(4)通过逐渐缩短光照时间分组实验，当只检测到一种含14C的转化物时，说明该物质是CO2转化成的第一种产物
解析　(1)卡尔文循环属于光合作用暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，影响因素有光照强度、CO2浓度、温度等。
(2)由图可知，磷酸转运器每转入叶绿体一分子磷酸，就会转出一分子三碳糖磷酸。蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖。
(3)乙图中a点时光合速率＝呼吸速率，叶绿体中的光合作用可以产生ATP，细胞质基质和线粒体中的细胞呼吸也可以产生ATP。故此时能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。b、c两点的CO2浓度相同，光的颜色不同导致光合速率不同。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对黄光吸收很少，故光合速率较低。
(4)要探究暗反应过程中CO2中C的去向，可以对CO2进行标记后，通过逐渐缩短光照时间分组实验，当只检测到一种含14C的转化物时，说明该物质是CO2转化成的第一种产物。
考点三　光合作用和细胞呼吸的测定和分析

1．通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率

(1)测定细胞呼吸速率
NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。随着氧气的消耗，容器内气体压强减小，毛细管内的有色液滴左移，单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。
(2)测定细胞呼吸类型
同时设置NaOH溶液组和蒸馏水组，植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型。
容器中气体变化
细胞呼吸类型
不消耗O2，但产生CO2(NaOH溶液组有色液滴不移动，蒸馏水组右移)
进行产生酒精的无氧呼吸
CO2释放量等于O2消耗量(NaOH溶液组有色液滴左移，蒸馏水组有色液滴不移动)
只进行有氧呼吸
CO2释放量大于O2消耗量(NaOH溶液组有色液滴左移，蒸馏水组有色液滴右移)
产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行

(3)测定净光合速率
NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。光照条件下植物释放的氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放氧气的速率；若有色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小；若有色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，生成O2量等于消耗O2量，瓶内气压不变。
2．黑白瓶法测水生植物的光合速率
取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为A、B瓶，另一白瓶不做处理，记为C瓶，其中B、C瓶中放入长势良好的同种植物。从待测的水体深度取水，保留A瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将B、C瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。
(1)有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
(2)没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。

考向一　基本实验装置分析
9．(2019·淮安第一次调研)利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是(多选)(　　)

A．从图乙可看出，F植物更适合在较强光照下生长
B．光照强度为1klx，装置甲中放置植物E叶片进行测定时，液滴向左移动
C．光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2
D．光照强度为6klx时，装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
答案　BCD
解析　由图可知，E植物在较强光照强度下净光合速率大于F植物，说明E植物更适合在较强光照下生长，A项错误；由图乙可知，光照强度为1klx，植物E的净光合速率(-10mL·10cm-2·h-1)小于0，即需要从外界吸收氧气，故装置甲中放置植物E叶片进行测定时，液滴向左移动，B项正确；光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶片净光合速率相等，均为10mL·10cm-2·h-1，而E植物的呼吸速率为20mL·10cm-2·h-1，F植物的呼吸速率为10mL·10cm-2·h-1，所以E、F两种植物合成有机物的速率之比为30∶20＝3∶2，C项正确；光照强度为6klx时，E植物的净光合速率大于F植物，细胞间充满的氧气较多，故装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短，D项正确。
10．某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：

(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有______________，为使实验结果更科学，还需设置______________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是___________________，实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内检测到含18O的氧气，其产生的途径为____________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)装置一和装置二　对照实验　装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移
(2)装置一和装置三　C18O2H218O18O2(或：C18O2参与光合作用暗反应产生H218O，H218O参与光反应产生18O2)
解析　(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物(或死植物)的对照实验，排除物理因素的影响。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧气，则红色液滴向左移；装置二烧杯中盛放蒸馏水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量，则红色液滴右移。(2)装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳；装置三烧杯中盛放CO2缓冲液，可以为光合作用提供二氧化碳。因此若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是装置一和装置三。实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内光合作用过程中18O的去路是6C18O2＋12H2OC6H1218O6＋6O2＋6H218O，其中产物H218O又作为光反应的原料，在水的光解中产生18O2。
考向二　拓展实验的分析
11．已知绿色植物的净光合速率大于0才能正常生长。若将某长势良好的绿色植物放在如图所示密闭装置中，置于适宜的温度和光照强度下24小时，欲测定该植物在24小时内能否正常生长，请简要写出实验思路，预期实验结果及结论。(该段时间内，瓶中CO2足量)

(1)思路：________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)结果及结论：
_______________________________________________________________________________；
_______________________________________________________________________________；
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)测定密闭装置内的初始CO2(O2)浓度和培养24小时后的CO2(O2)浓度　(2)如果24小时后CO2浓度小于初始浓度(24小时后O2浓度大于初始浓度)，则植物24小时内正常生长；如果24小时后CO2(O2)浓度等于初始浓度，则植物24小时内不能正常生长；如果24小时后CO2浓度大于初始浓度(24小时后O2浓度小于初始浓度)，则植物24小时内不能正常生长
解析　(1)若将该植物放在一密闭透明玻璃容器内并置于一定温度、光照条件下24小时，欲测定该植物在24小时内能否正常生长，可测定密闭装置内的初始CO2(O2)浓度和培养24小时后的CO2(O2)浓度，比较二者大小，即可判定。(2)若24小时后CO2浓度小于初始浓度(24小时后O2浓度大于初始浓度)，则说明该时间内光合作用大于细胞呼吸，该植物在24小时内有生长；如果24小时后CO2(O2)浓度等于初始浓度，则植物24小时内不能正常生长；如果24小时后CO2浓度大于初始浓度(24小时后O2浓度小于初始浓度)，则植物24小时内不能正常生长。

1．(2019·全国Ⅰ，3)将一株质量为20g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40g，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
答案　A
解析　根据光合作用的过程，植物产生的有机物主要来自空气中的CO2，另外植株增加的质量还来自对水和矿质元素的吸收，光合作用过程中，光是光合作用进行的动力。
2．(2019·全国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。下列有关叙述正确的是(　　)
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的升高会增加酸味的产生
答案　B
解析　在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，释放出少量的能量并生成少量ATP，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，不产生ATP，A、C项错误，B项正确；储藏库中氧气浓度升高，会促进马铃薯块茎细胞的有氧呼吸，抑制无氧呼吸，乳酸产生量减少，D项错误。
3．(2019·南京、盐城5月模拟)在适宜温度和CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木幼苗叶肉细胞的生理指标如表所示。下列相关叙述正确的是(　　)
物种
指标
马尾松
苦槠
石栎
青冈
光补偿点(klx)
7
3
1.5
1
光饱和点(klx)
11
6
3
2.5

A.光照强度大于7klx，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体被利用
B．光照强度小于6klx，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度
C．苦槠的最大光合作用强度是石栎的最大光合作用强度的二倍
D．四种乔木幼苗在森林中的分布方式有利于对自然资源的充分利用
答案　D
解析　光照强度大于7klx，光合作用速率大于呼吸作用速率，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外，还扩散至细胞外，A项错误；光照强度小于6klx时还未达到苦槠的光饱和点，此时影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是光照强度，B项错误；真正的光合作用速率＝细胞呼吸速率＋净光合作用速率，据题干信息无法计算苦槠的最大光合作用强度以及石栎的最大光合作用强度，C项错误；光补偿点较低的植物，更适应弱光环境，光补偿点较高的植物，更适应强光环境，由表格信息可知四种乔木幼苗在森林中的分布方式有利于对自然资源的充分利用，D项正确。
4.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是(　　)

A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B．该植物叶片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2叶·小时)
C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mg
D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
答案　A
解析　由题图可知，在a点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体；将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)，其余时间置于黑暗中，每100cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110-65＝45(mg)；若将温度升高到30℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。
5．(2019·江苏，28)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：

(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是________。
(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在__________上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ还原为三碳糖(C3-Ⅱ)，这一步骤需要________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为________。
(3)作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有________(填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体____________。
答案　(1)转录　tRNA　(2)类囊体薄膜　[H]　C5(五碳化合物)　(3)①②③④　(4)吸水涨破
解析　(1)遗传信息从DNA传递到RNA的过程叫转录。参与蛋白质合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA等，由于tRNA与特定的氨基酸相结合，其功能具有特异性，种类最多。(2)光合作用过程中，发生在类囊体薄膜上的光反应，将光能转化成ATP中的化学能。光反应为暗反应提供了[H]和ATP，其中[H]是将C3-Ⅰ还原形成C3-Ⅱ的还原剂。暗反应过程中，C5和CO2结合形成C3，其中一部分C3又会被还原成C5，从而使卡尔文循环持续地进行下去。(3)凡是影响光反应和暗反应的因素，都可以引起C3、C5相对含量的暂时变化。外界环境的CO2浓度改变，会暂时影响C5的消耗；叶绿体接受的光照强度变化，会暂时影响C5的生成；C3-Ⅱ的输出速度会影响C5的生成；酶R催化C5与O2结合产生C2化合物的强度会直接影响C5的浓度。(4)若叶绿体中存在大量可溶性糖，其渗透压会增大，造成叶绿体大量吸水而涨破。
6．(2019·泰州市高三期末)图1表示植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的部分过程，其中三碳化合物和五碳化合物在不同代谢过程中表示不同的化合物；图2表示该细胞中的某种生物膜及其上所发生的部分生化反应，其中e-表示电子。请据图回答：


(1)图1中属于有氧呼吸的过程有__________(填序号)。
(2)图2所示生物膜是__________膜，其上的生化反应为图1______(填序号)生理过程提供________(填物质)。
(3)图2生化反应产生的O2被线粒体利用，至少需要通过________层生物膜。
(4)由图2可知，PSⅡ的生理功能有________________、____________________。
(5)研究表明2,4-二硝基苯酚不影响图2中的电子传递，但会使图2生物膜对H＋的通透性增大，从而破坏图2中的H＋跨膜梯度。因此，当2,4-二硝基苯酚作用于图2生物膜时，导致ATP产生量________________。
答案　(1)①③　(2)类囊体薄　②(或②⑤)　ATP和[H](NADPH)　(3)5　(4)吸收并转化光能　催化(促进)水的分解　(5)减少
解析　分析题图1，①表示葡萄糖分解成丙酮酸过程，②表示暗反应中C3还原成有机物的过程，⑤表示C3再生C5过程，④表示光合作用暗反应CO2的固定过程，③表示丙酮酸产生CO2过程。根据图2中显示，图2中发生的是光反应，故该膜为类囊体膜。
(1)图1中属于有氧呼吸的过程有①③。
(2)图2所示生物膜是类囊体薄膜，其上的生化反应是光反应，为图1的②过程提供ATP和[H](NADPH)。
(3)图2中光反应产生的O2被线粒体利用，至少需要通过1层类囊体薄膜、2层叶绿体膜、2层线粒体膜，共5层生物膜。
(4)由图2可知，PSⅡ中发生水的分解，并将光能吸收，以电能形式传递，因此其生理功能有吸收并转化光能、催化水的分解。
(5)研究表明2,4-二硝基苯酚不影响图2中的电子传递，但会使图2生物膜对H＋的通透性增大，从而破坏图2中的H＋跨膜梯度。根据图2显示，在跨膜H＋浓度梯度的推动下合成ATP，当2,4-二硝基苯酚作用于图2生物膜时，膜对H＋的通透性增大，则导致H＋梯度消除或减少，运输H＋的方式是协助扩散，膜两侧的H＋浓度梯度突然减少，其他条件不变，则ADP与Pi形成ATP的速率减慢，因此，导致ATP产生量减少。
专题强化练(巩固练)
一、单项选择题
1．ATP合成酶是亚基F1和F0的复合体，其中F1位于某些细胞器的膜外基质中，具有酶活性；F0嵌在膜的磷脂双分子层中，为H＋通道，当膜外高浓度的H＋冲入膜内时能为ATP的合成提供能量。下列叙述错误的是(　　)
A．F0为ATP合成酶的疏水部位，能催化ATP的合成
B．ATP合成酶可存在于线粒体内膜和叶绿体类囊体的薄膜上
C．ATP合成酶的化学本质是蛋白质，在生物体的能量代谢中起重要作用
D．高温使F1和F0分离后，F1不能催化ATP的合成
答案　A
解析　F0嵌在膜的磷脂双分子层中，为H＋通道，不催化ATP的合成，A错误；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，光合作用的光反应产生ATP的场所是类囊体薄膜，ATP合成酶可存在于线粒体内膜和叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；ATP合成酶的化学本质是蛋白质，具有催化合成ATP的作用，在生物体的能量代谢中起重要作用，C正确；高温使F1和F0分离后，破坏了F1中ATP合成酶的结构，ATP合成酶失活，所以F1不能催化ATP的合成，D正确。
2.如图表示酶降低化学反应活化能的图解。①表示没有酶催化，②表示有酶催化。相关叙述正确的是(　　)

A．如果用无机催化剂在其他条件相同的情况下进行该实验，则其曲线在①上方
B．E2代表有酶催化时所降低的活化能
C．其他条件不变，E1越大，则酶的催化效率越高
D．条件不变的情况下，E2是不变的，所以增加反应体系中的酶量，反应速率也是不变的
答案　C
解析　如果用无机催化剂在其他条件相同的情况下进行该实验，则其曲线在①的下方，②的上方，A错误；E1表示有酶参与的情况下降低的活化能，B错误；其他条件不变，E1越大，说明降低化学反应的活化能越显著，则酶的催化效率越高，C正确；温度、pH等不变的情况下，化学反应的活化能(E2)是不变的，适当增加反应体系中的酶量，反应速率加快，D错误。
3．(2019·徐州考前模拟)下列关于ATP与酶的叙述，错误的是(　　)
A．酶的合成需要ATP供能
B．ATP的合成与水解需要酶的催化
C．ATP与有些酶的化学元素组成相同
D．ATP在细胞内的含量较多，满足了各种代谢活动的能量需求
答案　D
解析　酶的化学本质为蛋白质或者RNA，二者的合成均需要ATP供能，A项正确；ATP的合成需要合成酶催化，水解需要水解酶的催化，B项正确；ATP元素组成是C、H、O、N、P，有些酶是RNA，其元素组成和ATP一样，C项正确；ATP在细胞内的含量少，但是ATP与ADP之间的转换非常迅速，这样满足了各种代谢活动的能量需求，D项错误。
4．如图表示在一定的pH范围内，酶相对活力(酶活性)随pH的变化曲线。下列有关说法正确的是(　　)

A．酶相对活力随pH的变化曲线都呈“钟形”
B．在pH为4～8的条件下，木瓜蛋白酶的相对活力基本不受pH的影响
C．所有酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应
D．过低的pH及低温会导致胰蛋白酶变性失活
答案　B
解析　分析题图可知，木瓜蛋白酶和胆碱酯酶的相对活力随pH的变化曲线并不呈“钟形”，A错误；由图中木瓜蛋白酶的相对活力曲线可知，在pH为4～8的条件下，木瓜蛋白酶的相对活力基本不受pH的影响，B正确；酶的化学本质是蛋白质或RNA，蛋白质类酶能与双缩脲试剂发生紫色反应，但RNA类酶不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；过低的pH能破坏胰蛋白酶的分子结构，使胰蛋白酶变性失活，而低温只是降低胰蛋白酶的活性，适当升高温度可以恢复胰蛋白酶的活性，D错误。
5．(2019·盐城第四次模拟)在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。下列有关叙述错误的是(　　)
A．腺苷酸激酶的数量影响葡萄糖分子进入线粒体
B．腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶
C．腺苷酸激酶与细胞内ATP的含量相对稳定有关
D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成
答案　A
解析　葡萄糖分子在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，A项错误；腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP，应是一种ATP水解酶，该过程伴随着高能磷酸键的断裂与形成，可以维持细胞内ATP的含量相对稳定，B、C、D正确。
6．下列关于色素的叙述，正确的是(　　)
A．植物体内所有的色素都位于叶绿体中
B．叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离
C．叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光
D．叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上
答案　D
解析　植物体内光合色素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素，A错误；由于色素在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离，B错误；叶绿体中的各种色素对绿光吸收最少，而不是不吸收，C错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，D正确。
7．(2019·湖南株洲质检)下列关于生物体内能量代谢的叙述，正确的是(　　)
A．所有生命活动均需要细胞呼吸供能
B．根瘤菌能够利用化学反应释放的能量将无机物合成有机物
C．脂肪的氧化分解可以提供较多能量，是生命活动能量的主要来源
D．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性
答案　D
解析　光合作用暗反应所需要的ATP是光反应产生的，A错误；根瘤菌是异养型生物，不能将无机物合成有机物，B错误；糖类是主要的能源物质，脂肪是细胞中良好的储能物质，C错误；ATP被称为能量“通货”，ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，D正确。
8．绿叶海蜗牛能从自己吞食的藻类中获取叶绿体。这些叶绿体被储存在它的内脏细胞内，使它的身体呈现出一种独特的绿色。一旦一个成年个体体内的叶绿体数量达到饱和，它可以在长达10个月的时间内不用进食。下列叙述不正确的是(　　)
A．绿叶海蜗牛可获得吞食的藻类中的部分能量
B．绿叶海蜗牛从自己吞食的藻类中获取叶绿体体现了细胞膜具有流动性
C．藻类是高等植物，细胞无中心体；绿叶海蜗牛内脏细胞有中心体
D．不用进食是依赖于绿叶海蜗牛内脏细胞内的叶绿体进行光合作用
答案　C
解析　绿叶海蜗牛可获得吞食的藻类中的部分能量，A正确；绿叶海蜗牛从自己吞食的藻类中获取叶绿体，依靠的是细胞膜的流动性，B正确；藻类不是高等植物，C错误；绿叶海蜗牛能从自己吞食的藻类中获取叶绿体，利用叶绿体进行光合作用合成有机物，所以它可以在长达10个月的时间内不用进食，D正确。
9．下列有关叙述错误的是(　　)
A．植物吸收的CO2将参与暗反应合成有机物
B．碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2
C．生物进行有氧呼吸时，消耗的O2和产生的CO2的比值为1∶1
D．人在剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸的产物
答案　C
解析　光合作用过程中植物吸收的CO2参与暗反应合成有机物，A正确；根据光合作用的过程，CO2进入叶肉细胞内首先发生二氧化碳的固定，碳转移到C3化合物中，又转移到糖类中，然后通过呼吸作用第一阶段转移到丙酮酸中，最后通过有氧呼吸的第二阶段转移到二氧化碳中，所以碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2，B正确；如果进行有氧呼吸的底物是葡萄糖，则消耗的O2和产生的CO2的比值为1∶1，但是如果底物是脂肪，则消耗的O2和产生的CO2的比值大于1∶1，C错误；人无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，二氧化碳都是有氧呼吸产生的，D正确。
10．(2019·吉林“五地六校”联考)某同学欲通过如图所示的装置进行与酶有关的实验研究，下列分析正确的是(　　)

A．若不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3＋，则该装置可用于探究酶的专一性
B．该装置可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响
C．酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出烧杯液面的时间(t3-t1)来表示
D．该装置不能用于探究pH对酶活性的影响
答案　C
解析　若选用过氧化氢酶、Fe3＋，自变量是不同的催化剂，可用来探究酶的高效性，A错误；过氧化氢在高温下会分解，故不能选择过氧化氢来探究温度对酶活性的影响，B错误；t3-t1可以表示酶促反应速率，C正确；该装置可以用来探究pH对酶活性的影响，D错误。
11．下表是某科研小组研究光合作用强度时所得到的部分结果，请结合温度影响酶活性的曲线和CO2浓度影响光合作用速率的曲线判断，相关分析正确的是(　　)

改变的条件
M
N
测定的光合作用强度
P
K

A.若改变的条件为温度，且P>K，则M>N
B．若改变的条件为温度，且M>N，则P>K
C．若改变的条件为CO2浓度，且M>N，则P>K
D．若改变的条件为CO2浓度，且P>K，则M>N
答案　D
解析　据题图可知，当温度低于或高于最适温度时，随温度降低或升高，酶的活性均减弱，导致光合作用强度均减弱，故若改变的条件为温度，且P>K，则M>N或MN，则P>K或P≤K，B错误；据图可知，S点对应的CO2浓度为CO2补偿点，Q点对应的CO2浓度是CO2饱和点，若改变的条件为CO2浓度，当M>N，且处于CO2浓度饱和点之后时，则光合作用强度不变，即P＝K；当M>N，且处于CO2浓度饱和点之前时，则光合作用强度随CO2浓度增大而增强，即P>K，C错误；据C项分析，若改变的条件为CO2浓度，且P>K，则说明一定是在CO2浓度饱和点之前提高了CO2浓度，即M>N，D正确。
12．(2019·济宁一模)研究人员以25片直径为3mm的猕猴桃圆形叶片为材料，均分为三等份，在一定光照强度下测量其在30℃、40℃和45℃恒温环境下的净光合速率(呼吸速率已知)，结果如下表。下列有关说法，错误的是(　　)
处理温度(℃)
30
40
45
净光合速率(O2μmol·100mm-2·h-1)
2.03
1.94
0
呼吸速率(O2μmol·100mm-2·h-1)
0.31
0.50
0.32

A.实验准备阶段需抽除圆形叶片中的空气
B．实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定
C．实验结果表明，40℃时光合作用仍可进行
D．实验结果表明，叶光合酶的最适温度为30℃
答案　D
解析　实验中用叶片释放的氧气量表示净光合速率，因此在实验准备阶段需抽除圆形叶片中的空气，防止叶片中原有的空气对实验结果的影响，A正确；NaHCO3溶液可以释放二氧化碳，因此实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定，B正确；40℃时，净光合速率大于0，表明真正光合速率大于呼吸速率，因此40℃时光合作用仍可进行，C正确；由于实验仅有三个温度组合，不能说明其他温度时的实验情况，因此无法确定叶光合酶的最适温度，D错误。
二、多项选择题
13．细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H＋转运到膜间隙，使膜间隙中H＋浓度增加，大部分H＋通过结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP的合成，主要过程如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．乳酸菌不可能发生上述过程
B．该过程发生于有氧呼吸第二阶段
C．图中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白
D．H＋由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于主动运输
答案　BD
解析　乳酸菌属于原核生物，原核细胞中没有线粒体，所以不可能发生图示过程，A正确；线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段，B错误；根据题图可知，大部分H＋通过结构①回流至线粒体基质且结构①能够驱动ATP合成，因此是一种具有ATP合成酶活性的通道(载体)蛋白，C正确；根据题意可知，H＋由膜间隙向线粒体基质顺浓度梯度运输，并且需要借助于载体①，因此属于协助扩散，D错误。
14．下列叙述正确的是(　　)
A．斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液可以通用
B．马铃薯堆积过密会引起无氧呼吸产生酒精导致腐烂
C．动物内脏和蛋黄中含有较多的胆固醇，过量摄入会造成血管堵塞
D．在绿色植物体内，ATP主要是在类囊体薄膜和线粒体基质中合成的
答案　AC
解析　斐林试剂的甲液和双缩脲试剂的A液都是质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液，可以通用，A正确；马铃薯堆积过密会引起无氧呼吸产生乳酸，B错误；动物内脏和蛋黄中含有较多的胆固醇，过量摄入会造成血管堵塞，导致心血管疾病等的发生，C正确；在绿色植物体内，可通过光合作用和细胞呼吸合成ATP，光合作用合成ATP的场所是在类囊体薄膜，细胞呼吸合成ATP主要在线粒体内膜，D错误。
15．如图甲为25℃时小麦光合作用速率随光照强度变化的曲线，图乙为小麦细胞内光合作用和呼吸作用相关酶的活性与温度的关系，下列说法正确的是(　　)

A．A点可代表小麦呼吸作用的强度
B．C点时限制光合速率的因素不再是光照强度，很可能是CO2浓度
C．光合作用酶的最适温度与呼吸作用酶的最适温度不相同
D．当温度从25℃升高到30℃时，B点将左移
答案　ABC
解析　A点时光照强度为0，小麦只进行呼吸作用，故A点可代表小麦呼吸作用的强度，A正确；C点为光饱和点，限制因素可能是温度和CO2浓度，由于此时温度为光合作用的最适温度，故限制因素最可能是CO2浓度，B正确；由图乙可知，光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为30℃，C正确；B点时，光合速率＝呼吸速率，当温度从25℃升高到30℃时，呼吸速率加快，而光合速率减弱，故只有提高光照强度，光合速率才能与呼吸速率相等，B点将右移，D错误。
三、非选择题
16．为了验证pH对过氧化氢酶活性的影响，请根据提供的材料用具，完成下面的实验，并回答有关问题：
材料用具：试管，量筒，滴管，试管架，pH试纸，新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的氢氧化钠溶液，蒸馏水等。
(1)实验原理：过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解成水和氧气。
(2)实验步骤：
①如图所示，先在1号、2号、3号试管中各加入2mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，再向1号试管内加入1mL蒸馏水，向2号试管内加入_______________，向3号试管内加入__________________，并振荡试管。

②向1号、2号、3号试管内各滴入2滴_______________________________________________。
③仔细观察各试管内______________________________________________________，并记录。
(3)实验结果：___________________________________________________________________。
(4)通过上述实验，得出的结论是：过氧化氢酶的活性需要适宜的________。
(5)将某一溶液pH直接由1升到10的过程中，过氧化氢酶的活性________，原因是______________________________________________________。
(6)在坐标图中画出过氧化氢酶的活性与pH的关系曲线(画出大致趋势即可)。

(7)要鉴定过氧化氢酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为______________________。
答案　(2)①1mL(等量)质量分数为5%的氢氧化钠溶液　1mL(等量)质量分数为5%的盐酸　②新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液　③产生气泡的多少　(3)1号试管中产生的气泡最多　(4)pH　(5)不变　pH为1时过氧化氢酶已失去活性　(6)如图　(7)蛋白质

解析　(2)①实验目的是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，故先在1号、2号、3号试管中各加入2mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，再向1号试管内加入1mL蒸馏水，向2号试管内加入1mL(等量)质量分数为5%的氢氧化钠溶液，向3号试管内加入1mL(等量)质量分数为5%的盐酸，并振荡试管。②已知底物为过氧化氢，则应向1号、2号、3号试管内各滴入2滴新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液。③气泡的多少反映了过氧化氢酶活性的高低，仔细观察各试管内产生气泡的多少，并记录。(3)过酸、过碱条件下酶会失活，故1号试管内产生的气泡较多，2号和3号试管内产生的气泡较少。(4)通过上述实验可以得出的结论是：过氧化氢酶的活性需要适宜的pH。(5)将某一溶液pH直接由1升到10的过程中，过氧化氢酶的活性不变，原因是pH＝1时酶已经失活，即使pH恢复到最适，酶的活性也不能恢复。(6)pH为7左右时，过氧化氢酶的活性较高，而pH偏高或偏低时，过氧化氢酶的活性降低。(7)蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，该颜色反应可用于鉴别蛋白质。
17．(2019·南京、盐城5月模拟)图1表示某绿色植物叶肉细胞，其中a～d代表生理过程，①～④代表物质。图2表示光合作用过程中产生过剩[H](NADPH)转运至细胞质基质的过程。据图回答下列问题：



(1)图1中，过程a进行的场所是___________________________________________________，产生ATP的生理过程有__________(用图中字母表示)。
(2)图1中，物质③是________，液泡中的①参与过程d至少要穿过__________层磷脂分子层。
(3)据图2推测，磷酸甘油酸属于__________化合物，叶绿体中磷酸二羟丙酮的主要作用是______________________________。
(4)在适宜温度下用图3装置测定植物的实际光合速率。在适宜光照条件下有色液滴右移，距离为m；黑暗条件下有色液滴左移，距离为n，则该植物的实际光合速率可表示为__________(用字母表示)。有同学认为，以上测量结果仍有误差，排除装置气密性、气压等因素外，还可能的原因有_________________________________________________________。
答案　(1)叶绿体类囊体薄膜　a、c、d　(2)氧气　6
(3)三碳　将过剩的[H](NADPH)转运至细胞质基质中
(4)m＋n　微生物的细胞呼吸
解析　分析图1可知：①为H2O、②为CO2、③为O2、④为(CH2O)；a代表光合作用光反应阶段、b代表光合作用暗反应阶段、c代表有氧呼吸第一阶段、d代表有氧呼吸第二、三阶段。(1)a代表光反应阶段，场所为叶绿体类囊体薄膜，产生ATP的生理过程为光能转化为ATP中活跃的化学能，据分析c、d分别代表有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二、三阶段，均会有ATP生成。(2)物质③是氧气，液泡中的①H2O参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质，至少要穿过3层生物膜，即6层磷脂分子层。(3)根据CO2＋C5→2C3，推测磷酸甘油酸属于三碳化合物，据图分析，叶绿体中磷酸二羟丙酮的主要作用是将过剩的[H](NADPH)转运至细胞质基质中。(4)在适宜光照条件下有色液滴右移，距离为m，测得的是净光合作用速率，黑暗条件下有色液滴左移，距离为n，测得的是细胞呼吸速率，根据实际光合速率＝净光合作用速率＋细胞呼吸速率＝m＋n。有同学认为，以上测量结果仍有误差，排除装置气密性、气压等因素外，还可能的原因有微生物的细胞呼吸。
18．(2019·湖南娄底二模)某研究小组为了探索草莓栽培中人工补光的最佳光质条件，进行了以下实验：将处于生长中期长势健壮且相同的红颜草莓(品种)植株随机均分为6组，分别进行不同的补光处理，但光照强度相同，每天补光5小时，为期2个月，然后测定各组的叶片叶绿素含量、植株不同部位干物质含量、草莓产量，各组处理及结果如下表(注：表中R/B表示“红光∶蓝光”)。
组别
处理
叶绿素a(mg/g)
叶绿素b(mg/g)
植株干物质积累量/g
平均单果重/g
亩产量/kg
茎叶
果实
根
总计
1
R/B＝1∶1
1.51
0.58
11.10
16.95
7.90
39.95
15.51
2208
2
R/B＝2∶1
1.75
0.72
11.77
20.75
6.41
38.93
16.23
2222
3
R/B＝3∶1
1.69
0.69
11.92
21.08
6.36
39.36
19.32
2739
4
R/B＝4∶1
1.66
0.69
13.91
25.25
4.57
43.73
19.68
2812
5
R/B＝5∶1
1.50
0.67
11.76
23.34
6.29
41.39
19.72
2768
6
白光
1.49
0.66
11.13
21.22
6.14
38.49
15.78
2215

(1)本实验的自变量为____________________________________________________________。
设置第6组的作用是____________________________________________________________。
人工补光常用红光或蓝光是因为__________________________________________________。
(2)表中数据说明：①在一定R/B比值范围内，蓝光能够________(填“促进”或“抑制”)叶绿素a、叶绿素b的合成；②在一定范围内，R/B比值增大，有利于植株________________(填“地上”或“地下”)部分干物质的积累；③R/B比值与草莓产量的关系可以描述为_______________。第________组的补光处理最有利于提高草莓的产量。
答案　(1) 不同补光光质(或R/B或红光∶蓝光)　作为对照　叶绿体中的色素(光合色素)主要吸收红光和蓝紫光　(2)促进　地上　在一定范围内，随着R/B比值增大，草莓产量不断提高　4
解析　(1)根据实验目的可知补光光质是实验过程中人为改变的变量即自变量，而白光与自然光相同，故白光组为对照组。叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，所以人工补光常用红光或蓝光。(2)依据表中数据可知，从第5组到第1组，蓝光比例越来越大，除了第1组，其余四组叶绿素a和叶绿素b的含量越来越高，说明在一定R/B比值范围内，蓝光促进叶绿素a、叶绿素b的合成；从第1组到第5组，R/B比值逐渐增大，其中从第1组到第4组，茎叶、果实的干物质积累量逐渐增加，而根的干物质积累量逐渐减少，第5组与第4组相比，茎叶、果实的干物质积累量有所减少，而根的干物质积累量有所增加，综上可知，在一定范围内，R/B比值增大，有利于植株地上部分干物质的积累；各组草莓的产量随R/B比值的变化情况同地上部分果实干物质积累量的变化一致，故二者的关系可描述为：在一定范围内，随着R/B比值增大，草莓产量不断提高。其中第4组产量最高，所以第4组的补光处理最有利于提高草莓的产量。
专题强化练(提升练)
一、单项选择题
1．科学研究发现，某些免疫球蛋白具有催化功能，称之为抗体酶。下图表示某新型抗体酶的结构，据图判断下列叙述不正确的是(　　)

A．抗体酶能与双缩脲试剂发生紫色反应
B．抗体酶能与各种抗原结合
C．抗体酶与底物结合后，能降低反应的活化能
D．利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应，可靶向治疗癌症
答案　B
解析　抗体酶的化学本质为蛋白质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；抗原与抗体的结合具有特异性，B错误；抗体酶具有催化功能，因而与底物结合后，能降低反应的活化能，C正确；利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应，可靶向治疗癌症，D正确。
2．下列关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A．酶通过为反应物提供能量来提高化学反应速率
B．某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中含有核糖
C．人的成熟红细胞产生ATP的速率随氧气浓度的增大而加快
D．合成酶时，合成场所内有一定水和ATP的合成
答案　B
解析　酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，酶不提供能量，A错误；绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，若某种酶用蛋白酶水解后其活性不变，推断该酶的本质是RNA，RNA含有核糖，B正确；人的成熟红细胞只进行无氧呼吸，产生ATP的速率与氧气浓度无关，C错误；酶是生物大分子，合成酶需要消耗ATP，D错误。
3．(2019·山东青岛质检)已知施加药物A能使蔗糖酶的活性丧失；施加药物B后蔗糖酶活性不变，但蔗糖和蔗糖酶结合的机会减少。如图为蔗糖酶在不同处理条件下(温度、pH均适宜)产物浓度与时间的关系，其中乙组使用少量药物B处理。据图分析，下列叙述合理的是(　　)

A．甲组先使用药物B处理，在t1时可能适当提高了温度
B．丙组先使用药物B处理，在t1时可能使用药物A处理
C．在t1时间之后甲组蔗糖酶的活性高于乙组和丙组
D．在t1时间之后丙组中蔗糖酶和蔗糖结合机会不变
答案　B
解析　由图可知，三条曲线起始反应速率相同，说明开始的处理是相同的；t1后，丙组产物浓度不变，很可能是药物A导致酶失活；甲组达到平衡点的时间缩短，甲、乙、丙可能开始均用B处理，甲组原本就是最适温度，若提高温度，酶活性会下降，达到平衡点的时间会延长而不是缩短，A错误；丙组开始用药物B处理，t1后产物浓度不变，可能是药物A处理导致酶失活，B正确；t1后，丙组酶失活，甲、乙组酶活性不变，故甲、乙组酶活性高于丙组，C错误；t1后，丙组蔗糖酶失活，酶与底物不能结合，D错误。
4．(2018·湖北荆州沙市中学月考)如图表示温度对某绿色植物细胞光合作用和细胞呼吸的影响，下列关于此图的分析错误的是(　　)

A．F点表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等
B．植物有机物积累量最大时对应的最低温度是10℃
C．图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30
D．H、J点表示光合作用制造的有机物量是细胞呼吸消耗有机物量的2倍
答案　C
解析　图中F点表示单位时间内从空气中吸收的CO2量为0，此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等，A正确；单位时间内从空气中吸收的CO2量是净光合速率，有机物积累量最大时，最低温度是10℃，B正确；图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为单位时间内从空气中吸收的CO2量与细胞呼吸O2消耗量之和的最大值，是30＋30＝60，C错误；图中H、J点表示光合作用制造的有机物量是细胞呼吸消耗有机物量的2倍，D正确。
5．如图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行
B．过程①产生的能量全部储存在ATP中
C．过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O
D．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同
答案　D
解析　分析示意图，过程①应为有氧呼吸，它发生的场所是细胞质基质和线粒体，②过程应为光合作用或化能合成作用，它发生的场所是真核细胞的叶绿体、原核细胞的细胞质或进行化能合成作用的生物细胞中，A错误；过程①产生的能量一部分储存在ATP中，还有一部分以热能的形式散失，B错误；过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，C错误；有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生[H]，光合作用的光反应阶段也能产生[H]，但过程①产生的[H]用于还原O2，过程②产生的[H]用于还原C3化合物，D正确。
6．(2019·宁夏银川质检)将某绿色植物置于适宜的光照强度和温度条件下培养，突然将CO2浓度由1%降低至0.003%，下列变化不会发生的是(　　)
A．叶绿体中NADPH的消耗速率会加快
B．叶绿体中C3、C5浓度在短时间内的变化分别是降低、升高
C．一段时间后，叶绿体中C3浓度是C5的2倍
D．叶绿体中ATP的合成速率逐渐减慢
答案　A
解析　二氧化碳浓度由1%降低至0.003%，二氧化碳的固定会减慢，暗反应减慢，故[H]消耗速率会下降，A错误；二氧化碳浓度下降，短时间内二氧化碳的固定减慢，C3的还原几乎不变，故C3减少，C5增多，B正确；光合作用中消耗一分子C5可以形成2分子C3，故C3的浓度是C5的2倍，C正确；一段时间后，光反应也会随之减慢，故ATP的合成速率会下降，D正确。
7．某实验室用两种方法进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中，每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量，记录数据并绘成坐标曲线图。下列有关叙述正确的是(　　)

A．实验结束时，消耗葡萄糖较多的是甲发酵罐
B．甲、乙两发酵罐分别在第4h和第0h开始进行无氧呼吸
C．甲、乙两发酵罐实验结果表明酵母菌为异养厌氧型生物
D．该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量
答案　A
解析　从图中信息可知，乙发酵罐产生的酒精总量为15mol，甲发酵罐中消耗氧气总量为6mol，产生的酒精总量为18mol。由于乙发酵罐中酵母菌只进行无氧呼吸，故消耗的葡萄糖量为7.5mol，甲发酵罐酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量为9mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1mol，故甲发酵罐消耗的葡萄糖较多，A正确；甲发酵罐的无氧呼吸开始于第2h，B错误；分析题图中甲、乙两发酵罐实验结果，可以说明酵母菌是异养兼性厌氧型生物，C错误；因为酒精是酵母菌无氧呼吸的产物，通入过多氧气会抑制无氧呼吸，得到酒精量会减少，D错误。
8．将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化，实验结果如图所示。以下说法错误的是(　　)

A．a点以后的短时间内，叶肉细胞内C5的量将增加，b点之时叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率
B．在5～15min内，容器内氧气量增加的速率逐渐减小，是因为CO2浓度逐渐减少，光合作用速率与呼吸速率的差值减小
C．同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是底部叶片衰老，细胞中酶活性降低
D．若向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉。18O最短的转移途径是18O2→C18O2→(CH218O)
答案　D
解析　a点给予光照，植物开始进行光反应，导致C3化合物开始被还原，由于C3化合物合成不变，因此C3化合物在短时间内减少，C5的量将增多，b点之后容器中氧气含量不再发生变化，说明叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，A正确；在a点给予光照后，密闭容器中氧气含量增加，说明叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，在5～15min内，随着光合作用的进行，环境中二氧化碳浓度降低，使光合速率减慢，但呼吸速率不变，则净光合速率减小，故容器内氧气量增加的速率逐渐减小，B正确；幼嫩细胞中酶的活性高，细胞呼吸速率较高，而衰老细胞中酶的活性降低，呼吸速率减慢，底部叶片比顶部叶片衰老，故同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，C正确；18O标记的O2参与有氧呼吸第三阶段生成H218O，H218O与丙酮酸反应生成C18O2，C18O2参与暗反应生成(CH218O)，故向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉的最短的转移途径是18O2→H218O→C18O2→(CH218O)，D错误。
9．(2019·江西吉安一模)为提高温室番茄产量，研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)的影响，结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A．延长补光时间可提高净光合速率
B．补充3种光质均能提高净光合速率
C．补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率
D．补充红蓝复合光可能降低了消耗有机物的速率
答案　D
解析　根据图示可知，同等光质条件下补光4小时比补光2小时的净光合速率高，A正确；与对照组相比，补充3种光质均能提高净光合速率，B正确；叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，补充红光与蓝光可能提高了色素吸收的光能比例，进而提高了合成有机物的速率，C正确；补充红蓝复合光提高了净光合速率，积累了有机物，无法判断其对呼吸速率即消耗有机物速率是否有影响，D错误。
二、多项选择题
10．研究人员在相同且适宜温度条件下分别测定了两个作物品种S1、S2的光饱和点(光饱和点是达到最大光合速率所需的最小光照强度)。当增加环境中CO2浓度后，测得S1的光饱和点没有显著改变，S2的光饱和点显著提高。下列叙述正确的是(　　)
A．S1的光饱和点不变，可能是原条件下光反应产生的[H]和ATP不足
B．S1的光饱和点不变，可能是原条件下CO2浓度未达到饱和
C．S2的光饱和点提高，可能是原条件下光反应产生的[H]和ATP未达到饱和
D．S2的光饱和点提高，可能是原条件下CO2浓度不足
答案　ACD
解析　光饱和点时限制光合作用的主要环境因素是温度或CO2浓度，增加环境中CO2浓度后，测得S1的光饱和点没有显著改变，可能的原因是光反应产生的[H]和ATP不足，A正确；S1的光饱和点不变，可能是原条件下CO2浓度也已经达到饱和，B错误；增大CO2浓度后，暗反应速率提高，需要消耗光反应产生的[H]和ATP，因此S2的光饱和点提高，C正确；S2的光饱和点提高，可能是原条件下CO2浓度不足，还没有达到CO2饱和点，D正确。
11．某生物小组利用图1装置在光合作用最适温度(25 ℃)下培养某植株幼苗，通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的O2释放速率来测量光合速率，结果如图2所示，以下说法错误的是(　　)


A．若用缺镁的完全培养液培养一段时间，光合作用的光反应减弱，暗反应也减弱
B．曲线中t1～t4时段，玻璃罩内CO2浓度最高点和最低点依次是t1和t4
C．t4时补充CO2，短时间内叶绿体内C3的含量将增多
D．若t4时玻璃罩内O2的量比t0时增加了，则此阶段植株体内有机物的量有所下降
答案　BD
解析　镁是合成叶绿素的必需元素，所以用缺镁的完全培养液培养一段时间，叶肉细胞内叶绿素合成减少，光反应因色素分子吸收的光能减少而减弱，产生的[H]和ATP减少，暗反应也随之减弱，A正确；分析图2可知：纵坐标O2释放速率表示净光合速率，而净光合速率＝实际光合速率-呼吸速率，据此可判断，在t1～t2时段，O2释放速率小于零，说明实际光合速率小于呼吸速率，玻璃罩内CO2浓度不断升高，在t2时刻光合速率＝呼吸速率，在t2～t4时段，O2释放速率大于零，说明实际光合速率大于呼吸速率，玻璃罩内CO2浓度不断降低，所以，CO2浓度在t2时刻达到最高点，在t4时刻达到最低点，B错误；t4时补充CO2，导致暗反应阶段中的CO2固定过程加快，短时间内叶绿体内C3的含量增多，C正确；若t4时玻璃罩内O2的量比t0时增加了，说明光合作用大于细胞呼吸，有机物会增加，D错误。
12．某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响，实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是(　　)

A．依图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃
B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25℃
C．每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度是25℃
D．在5℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍
答案　BD
解析　图中纵坐标表示光照下吸收CO2的量(即净光合速率)或黑暗中释放CO2的量(即呼吸速率)。由于没有对高于35℃条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此，不能说明水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃，A错误；水绵细胞积累有机物的速率是指净光合速率，从图中可以看出，在25℃时水绵细胞在光照下吸收CO2的量最高，即积累有机物的速率最大，B正确；每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度应是20℃，因为在20℃时，每天光照10小时，一昼夜(24小时)水绵积累的有机物最多，为3.25×10-1.5×14＝11.5(mg/h)(用CO2吸收量表示)，C错误；在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是1.5 mg/h(用CO2量表示)，消耗氧气的速率是0.5mg/h(用CO2量表示)，可知水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍，D正确。

三、非选择题
13．某校生物兴趣小组在学习了课本“探究温度对酶活性的影响”实验后，想进一步探究在一个小区间内的两个温度t1、t2(t1