2023届高考生物二轮复习细胞代谢课件

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞代谢课件，共60页。PPT课件主要包含了梳理核心知识，微专题1，微专题2，高考命题热点聚焦二，微专题4，微专题3，专题强化练，捕捉高考共鸣点一，微专题1酶和ATP等内容，欢迎下载使用。

专题二　细胞代谢
(1)酶在代谢中的应用。　　　(3)光合作用的基本过程。　　　(5)细胞呼吸。(2)ATP在能量代谢中的作用。 (4)影响光合作用速率的环境因素。
梳理核心知识
微专题1
微专题2
高考命题热点聚焦二
微专题4
1
2
3
5
6
微专题3
4
专题强化练
8
捕捉高考共鸣点一
7
练透大题 不留死角(一)
9
梳理核心知识
1
RNA
专一性
活化能
C、H、O、N、P
细胞质基质
细胞质基质
ATP和[H](NADPH)中的化学能
(CH2O)
1.无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪和淀粉水解。
2.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存。
3.建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，原因是温度(高温)本身会影响过氧化氢自然分解的速度；酸本身也可以作为无机催化剂催化淀粉的水解。
4.对比实验是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。
5.无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。
6.松土有利于植物根系进行有氧呼吸，从而能够更好地吸收矿质元素，但不利于水土保持和缓解温室效应，因为植物和微生物有氧呼吸会产生更多二氧化碳。
7.细胞呼吸产生的[H]，其实是NADH，而光合作用产生的[H]是NADPH，两种物质不同，不能混用。
8.叶绿素a和叶绿素b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(注意它们的吸收光谱曲线图，波峰表示吸收多)。
1.判断有关细胞代谢中酶和ATP的说法的正误 (1)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘液也可用斐林试剂检测。( ) (2)酶提供了反应过程所必需的活化能。( ) (3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( ) (4)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。( ) (5)过酸、过碱或温度过高,会使酶所含的肽键遭到破坏，使酶永久失活。( ) (6)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。( ) (7)ATP水解一般与放能反应相联系，反之，则与吸能反应相联系。( )
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√
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2.判断有关细胞呼吸与光合作用的说法的正误(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。( )(2)线粒体将葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。( )(3)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。( )(4)无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量以热能的形式散失。( )(5)各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。( )
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√
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(6)无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。( )(7)暗反应中14C的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)。( )(8)夏季晴天，植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。( )(9)降低光照将直接影响光反应的进行，从而影响暗反应；改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行。( )
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√
1.设计简单的实验验证从刀豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路________________________________________________________________________________________________。
向等量的脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质
2.光照下卡尔文向小球藻悬液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是_________________________________________ _____________________________________________________________________________________。
不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物
3.夏季晴天，植物光合作用会出现“午休”现象的原因是___________________ _________________________________________________________________ ______________________________。
由于光照过强，温度过高，植物由于蒸腾作用过强导致失水过多，气孔部分关闭，使CO2固定减少，光合作用效率下降
4.给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________。
B
1.(2022·广东卷，10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是(　　) A.该反应需要在光下进行 B.TTF可在细胞质基质中生成 C.TTF生成量与保温时间无关 D.不能用红色深浅判断种子活力高低
解析　大豆种子充分吸水膨胀，此时子叶中未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。
2.(2022·全国乙卷，2)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是(　　)A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
D
解析　培养初期，容器内CO2含量逐渐降低，光合速率逐渐降低，之后光合速率等于呼吸速率，A错误；初期光合速率减慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器内O2含量升高，呼吸速率会有所升高，之后保持稳定，B错误；根据上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。
3.(2022·全国甲卷，4)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　)A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
C
解析　有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，第二、三阶段的场所是线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要O2的直接参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。
4.(2022·全国乙卷，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
根据实验结果可以得出的结论是(　　)A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性
C
解析　由①组可知酶P在低浓度Mg2＋条件下也有产物的生成，说明并非一定要在高浓度Mg2＋条件下酶P才具有催化活性，A错误；由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分存在时，在低浓度Mg2＋和高浓度Mg2＋的条件下，均无产物的生成，说明在两种条件下蛋白质组分都没有催化活性，B错误；由第④组和第⑤组对比可知，在高浓度Mg2＋条件下，第④组有产物的生成，第⑤组没有产物的生成，说明RNA组分具有催化活性，蛋白质组分没有催化活性，C正确，D错误。
微专题1　酶和ATP
2
练·高考重点
讲·核心要点
1.四个角度区别酶和激素
活细胞
内分泌
蛋白质
2.酶的特性及相关探究实验
斐林
碘液
①检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
3.影响酶促反应因素及酶的特性曲线分析
底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触面积影响反应速率，并不影响酶活性。
4.以ATP为核心，构建能量转化模型
①ATP产生量与O2供给量间的关系
②除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等能进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。
细胞进行正常生命活动是在酶的催化下进行的，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。下列关于酶和ATP的说法正确的有______。①ATP是由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(2022·浙江1月选考，3A)②ATP分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键。(2022·浙江1月选考，3B)③酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(2021·全国甲卷，1A)
⑤⑦
④胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(2020·海南卷，8C)⑤从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法。(2017·全国卷Ⅱ，3C)⑥线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)⑦叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。(2018·全国卷Ⅰ，1A)⑧水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量。(2017·海南卷，10D)
B
考向1　围绕ATP的结构与功能，考查科学思维能力1.(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　)A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
解析　根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，不含磷元素，无放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。
C
2.(2022·河北邯郸调研)ATP酶复合体存在于生物膜上，其主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧，并催化ATP的形成，如图所示。下列关于ATP酶复合体的结构和主要功能的叙述，正确的是(　　)
A.叶绿体基粒上存在ATP酶复合体，在光下，叶肉细胞不需要呼吸作用提供能量B.原核细胞无叶绿体和线粒体，因此，原核细胞中无ATP酶复合体C.ATP酶复合体具有的功能说明膜蛋白具有运输和催化作用D.ATP酶复合体在线粒体中参与有氧呼吸的第二阶段和第三阶段
解析　由于叶绿体中的ATP是在类囊体薄膜上形成的，所以叶绿体中的ATP酶复合体可以分布在类囊体薄膜上(基粒)，但光下植物的叶肉细胞也会进行呼吸作用为植物提供能量，A错误；原核细胞中无叶绿体和线粒体，但有ATP的产生，故原核生物中存在ATP酶复合体，B错误；ATP酶复合体能将H＋搬运到膜的另一侧，并催化ATP的形成，说明其有运输和催化作用，C正确；ATP酶复合体存在于生物膜上，有氧呼吸的第三阶段在生物膜上进行，而第二阶段不在生物膜上进行，所以ATP酶复合体在线粒体中只参与有氧呼吸的第三阶段，D错误。
D
3.(2022·湖南雅礼中学调研)下列关于生物体内酶和ATP的叙述，正确的是(　　)A.乳酸菌和破伤风杆菌进行细胞呼吸各阶段均能生成ATPB.正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率高于其合成速率C.酶是通过为化学反应提供所需能量来加快生物化学反应速率的D.胰腺的内、外分泌部合成和分泌蛋白质过程中均需要酶和ATP的参与
解析　乳酸菌和破伤风杆菌都属于厌氧型生物，只能进行无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段不能产生ATP，A错误；ATP在正常细胞中的含量保持动态平衡，正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率等于其合成速率，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来加快生物化学反应速率，C错误；分泌蛋白的合成和分泌过程均需要酶和ATP参与，D正确。
C
考向2　结合与酶有关的实验，考查科学探究能力4.(2022·广东卷，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　)
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物解析　分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明其最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
D
5.(2022·江西南昌摸底)下表是在50 ℃时测定淀粉和Ca2＋对β－淀粉酶的活性(相对值/%)影响的实验结果。下列相关叙述正确的是(　　)
A.将处理80 min后的对照组降低温度，酶的活性逐渐恢复B.2%淀粉处理条件下，β－淀粉酶的活性随时间延长而下降C.对β－淀粉酶的处理不同，该酶活性较高出现的时间不同D.Ca2＋、淀粉共存利于较长时间维持β－淀粉酶的热稳定性
解析　从图表分析，对照组在80 min时酶活性为0，说明50 ℃的温度对该酶来说为高温，使酶失去活性，降低温度酶活性也不能恢复，A错误；分析表中数据，2%淀粉处理，该酶的活性随着时间的增加先增强后降低，B错误；分析三组实验组，在处理时间为20 min时，酶的活性都较高，C错误；由表可知， Ca2＋和淀粉单独处理的实验组，20 min后，酶的活性随时间的延长而呈逐渐下降趋势，而两者同时处理的一组，酶的活性在40 min、60 min、80 min呈波动，因此推断二者共存能延缓温度对酶空间结构的破坏，能较长时间维持酶的热稳定性，D正确。
微专题2　光合作用与细胞呼吸的过程
3
练·高考重点
讲·核心要点
1.图解有氧呼吸与光合作用的过程
①光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与，光反应的其他过程需要酶的参与。叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。②光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的[H]和ATP还可以维持一段时间的暗反应。③人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体，酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质；植物固定CO2的场所是叶绿体基质，蓝藻、硝化细菌等固定CO2的场所是细胞质。
2.光合作用与细胞呼吸中的物质变化关系 (1)“三种”元素转移途径
(2)[H]和ATP的来源和去路
3.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
①如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据为总光合速率。②整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。
生命活动的正常进行需要能量的驱动，而能量的供应和利用离不开光合作用和细胞呼吸。下列关于细胞呼吸和光合作用的表述正确的有____。①制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2。(2022·浙江6月选考，12B)②植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(2021·山东卷，16C)③葡萄糖在有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(2021·湖北卷，1A)④马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(2019·全国卷Ⅱ，2C)⑤叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶。(2022·浙江1月选考，8C)
⑥
⑥纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。(2021·河北卷，3C)⑦类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原。(2020·天津卷，5C)
C
考向1　借助光合作用与细胞呼吸的过程，考查分析判断能力1.(2022·广东中山市调研)无论是细胞呼吸还是光合作用，都需要酶的参与。下列关于酶与代谢关系的叙述，正确的是(　　)A.有氧呼吸酶都位于线粒体内，所以葡萄糖可以在线粒体中被彻底氧化分解B.酵母菌和乳酸菌的无氧呼吸产物不同，根本原因是无氧呼吸酶的种类不同C.菠菜的叶肉细胞中固定CO2的酶和催化C3还原的酶都分布于叶绿体基质中D.有氧呼吸第一阶段生成丙酮酸，该过程不需要酶的催化
解析　有氧呼吸第一阶段的酶不位于线粒体内，所以葡萄糖在线粒体中不能被彻底氧化分解，A错误；酵母菌和乳酸菌无氧呼吸产物不同的根本原因是控制合成相关酶的基因中的遗传信息不同，B错误；CO2的固定和C3的还原都属于暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质，C正确；有氧呼吸第一阶段生成丙酮酸的过程需要酶的催化，D错误。
C
2.(2022·湖南长沙一中联考)如图是丙酮酸进入线粒体氧化分解的部分过程示意图，丙酮酸以主动运输方式进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶系的作用下生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A在线粒体基质中进行三羧酸循环生成CO2和其他物质。下列相关叙述错误的是(　　)
A.转运蛋白转运丙酮酸的过程，能体现生物膜控制物质进出的功能B.图示代谢过程需在有氧条件下才能进行，生成CO2的过程需水参与C.NAD＋被还原生成NADH后在线粒体基质中与O2结合生成H2OD.乙酰辅酶A经三羧酸循环后彻底氧化分解，该过程有能量的释放
解析　丙酮酸在转运蛋白的协助下通过主动运输进入线粒体，体现了生物膜控制物质进出的功能，A正确；有氧条件下，丙酮酸才能进入线粒体进行分解，有氧呼吸第二阶段会释放CO2，该阶段需水的参与，B正确；NAD＋被还原生成NADH，NADH在线粒体内膜上与O2结合生成H2O，C错误；乙酰辅酶A在线粒体基质中进行三羧酸循环生成CO2和其他物质，属于有氧呼吸的第二阶段，该过程有能量的释放，D正确。
C
3.(2022·武汉市调研)如图表示光合作用和细胞呼吸过程中[H]的变化，①～⑤表示生理过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A.在叶肉细胞中，过程①⑤发生在叶绿体类囊体薄膜上B.过程①产生的[H]与过程③产生的[H]不同C.过程②发生在叶绿体基质中、过程④发生在线粒体基质中D.在适宜的环境条件下，叶肉细胞中能同时进行图中过程①～⑤解析　过程④是有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合产生H2O，并产生大量能量的过程，发生在线粒体内膜。
D
考向2　光合作用与细胞呼吸的应用，考查社会责任4.(2022·山西太原调研)马铃薯单产逐年增加，成为一种重要的粮食安全战略资源。下列分析中正确的是(　　)A.夏季正午光照强度是全天中最强的，此时有机物的积累速度最快B.增大昼夜温差利于增产，常见做法是晚上适当升温，白天适当降温C.农田中含水量过多会导致马铃薯积累过多酒精，而伤害其根部生长D.钾、氮肥对马铃薯增产效果显著，及时追肥能促进地下块茎迅速膨大
解析　夏季正午光照强度是全天中最强的，但此时植物叶片气孔关闭，CO2积累量降低，有机物的积累速度减慢，A错误；增大昼夜温差的常见做法是白天适当升温，晚上适当降温，B错误；马铃薯无氧呼吸产生乳酸，C错误；钾、氮肥能促进地下块茎生长，迅速膨大，D正确。
D
5.(2022·哈师大附中调研)下列关于呼吸作用与光合作用原理在生产、生活中应用的叙述，正确的是(　　)A.人体在剧烈运动时所需能量可由乳酸分解提供B.大雨后对农田及时排涝能防止马铃薯块茎受酒精毒害C.大量增施含N、Mg的肥料，就可大大提高农作物的产量D.与单作相比，间作、套种能有效提高农作物对光能的利用率
解析　人在剧烈运动时无氧呼吸和有氧呼吸同时进行。剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不能直接分解提供能量，A错误；马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，不是酒精，B错误；农作物的产量受多种因素的影响，如水、光照、CO2浓度等，C错误；与单作相比，间作、套种能增大光能利用面积等，从而有效提高作物对光能的利用率，D正确。
微专题3　光合作用与细胞呼吸的影响因素及实验设计
4
练·高考重点
讲·核心要点
1.掌握影响细胞呼吸的四类曲线
酶
消耗
抑制
有机物
①储存果蔬、种子时，要维持零上低温。果蔬要在一定湿度条件下保存，而种子要求干燥环境。②O2浓度不仅影响细胞呼吸强度，还影响细胞呼吸类型。③生产实践中应考虑多种因素对细胞呼吸的复合影响，如同时调整温度、O2、CO2等因子以达到更好的储藏效果。
2.掌握影响光合作用因素的3类曲线
光反应
温度
3.光补偿点、光饱和点的移动
(1)光补偿点对应的两种生理状态①整个植株：光合作用强度＝细胞呼吸强度。②叶肉细胞：光合作用强度>细胞呼吸强度。(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
注：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
(3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
(3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
NaOH
黑暗
NaHCO3
光照
①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，即“总光合速率”。②物理误差的校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与两装置相比，不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。
(2)黑白瓶法“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，题中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
农作物增产的本质就是充分利用光能，提高植物的光合作用。下列关于光合作用和细胞呼吸影响因素的表述正确的有________。①在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降。(2021·湖南卷，7C)②合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(2021·辽宁卷，2C)③油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。(2021·湖南卷，12C)④马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生。(2019·全国卷Ⅱ，2D)⑤色素提取与分离实验中，研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏。(2020·江苏卷，6B)
①②③
D
考向1　围绕光合作用的影响因素，考查科学思维能力1.(2022·江苏南京模拟)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如下图所示，下列有关叙述错误的是(　　)
A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长B.与B点相比，A点时叶绿体产生O2的速率较小C.与B点相比，D点时叶绿体中C3的消耗量增加D.C点时，甲、乙两植物的实际光合作用强度相同
解析　据图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点都低于甲植物，因此乙植物更适合在光照弱的林下生长，A正确；A点和B点分别是乙植物和甲植物的光补偿点，光合速率等于呼吸速率，由于乙的呼吸速率小于甲，所以乙植物在A点时的光合速率小于甲植物在B点时的光合速率，即A点时叶绿体产生O2的速率比B点小，B正确；与B点相比，D点的光照强度大，光反应产生的[H]和ATP多，暗反应还原C3的速率快，C3的消耗量增加，C正确；C点时，甲、乙两植物的净光合速率相同，但由于呼吸速率不同，所以甲、乙两植物的实际光合速率不同，D错误。
D
2.(2022·河南名校联盟)如图是某学校生物兴趣小组研究菠菜光合速率相对值与叶龄关系的结果图示。下列说法错误的是(　　)
A.A点光合速率较低是由于幼叶光合色素含量少B.随着叶片不断地展开，AB段光合速率上升C.由于叶片的衰老，CD段光合速率下降D.若光照突然增强，则短时间内叶绿体中C3的含量增加
解析　A点叶龄小，光合色素含量少，吸收光能也少，导致光合速率较低，A正确；AB段随着叶龄增加，光合色素含量增多，叶片面积增大，酶数量增多，光合速率增大，B正确；CD段随叶龄增大，叶片细胞出现衰老，叶片中的光合色素减少，酶数量减少，光合速率下降，C正确；光照突然增强，光反应产生的ATP和[H]增加，C3的还原加快，短时间内叶绿体中C3的含量减少，D错误。
C
考向2　细胞呼吸与光合作用有关的实验，考查科学探究能力3.(2022·河北石家庄调研)将等质量的香蕉、圣女果和草莓的果实分别放入三个相同的密闭容器内，利用仪器测定容器内的CO2和O2浓度。计算得出CO2产生速率与时间的关系如下图所示。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A.三个密闭容器内的CO2浓度都呈上升趋势B.在60 h时，圣女果容器中的O2浓度高于香蕉容器C.与其他两种水果相比，增加CO2浓度更利于草莓的储存D.香蕉容器内的CO2增加量和O2减少量可能不相等
解析　在密闭容器内，细胞进行呼吸不断产生CO2，容器内CO2浓度逐渐升高，A正确；由于圣女果的CO2产生速率低于香蕉，因此O2消耗速率较低，在60 h时，圣女果容器内的O2浓度高于香蕉容器，B正确；据图分析可知，在密闭容器内，随着CO2浓度的升高，草莓的呼吸速率基本没有变化，因此，无法得出增加CO2浓度更利于草莓储存的结论，C错误；由于香蕉的呼吸速率较大，O2消耗快，因此在后期，香蕉可能会进行无氧呼吸，使得香蕉释放的CO2量大于吸收的O2量，D正确。
4.(2022·湖南卷，17)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题： (1)在此条件下，该水稻种子　　　　　(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是______________________________ ___________________________________________________________________。
能
种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻　　　(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有　　　　　　特性。
不能
光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花
耐受酒精毒害
解析　(1)种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。(2)将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
微专题4　细胞代谢类大题突破
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练·高考重点
讲·核心要点
1.常考坐标曲线题
[思维模板]
2.光合作用中的新情境信息题 (1)光呼吸 光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的C5分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。
光呼吸与光合作用的关系
[解读]　①与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒体。光呼吸产生的条件是较强光照、高O2含量和低CO2含量等。②在干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的[H]和ATP，又可以为暗反应阶段提供原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。
(2)C4植物
[解读]　①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高温、干燥和强光的条件下生长。②C4植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘细胞的叶绿体共同完成CO2的固定。③在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔大量关闭。这时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用。
(3)景天科植物
[解读]　①仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种类型的光合作用。这类植物特别适合于炎热干旱地区，其特点是气孔夜间开放，吸收并固定CO2，形成以苹果酸为主的有机酸；白天则气孔关闭，不吸收CO2，却能通过利用苹果酸中释放的CO2进行光合作用。②这是一种节省水的光合作用，参与CO2转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线粒体和液泡。
[思维模板]
1.(2021·重庆卷，21)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如题图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：
(1)呼吸链受损会导致　　　　(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常，代谢物X是　　　　　　　　。(2)过程⑤中酶B的名称为　　　　，使用它的原因是__________________________________________________________________。(3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是___________________________________________________________________。
有氧
乳酸(C3H6O3)
过氧化氢酶
催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害
避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH；是机体进行正常生命活动的条件
解析　(1)有氧呼吸的场所主要是线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质，所以线粒体呼吸链受损会导致有氧呼吸异常。据图可知，丙酮酸在细胞质基质中被还原为代谢物X，人体细胞进行无氧呼吸只产生乳酸，故代谢物X为乳酸。(2)据题意所知，酶B可催化过氧化氢的分解，为过氧化氢酶，机体内的过氧化氢会对细胞产生毒害作用。(3)乳酸积累，会使内环境的pH下降，及时消耗乳酸有利于内环境的稳态，内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
2.(2022·湖南雅礼中学模考)如图表示乔木和草本两种植物CO2吸收量随光照强度的变化曲线，横坐标代表光照强度，纵坐标代表光合作用强度(单位为mg·dm－2·h－1)。请回答下列相关问题：
(1)c点后，随光照强度的增强，A植物光合速率　　　　(填“会”或“不会”)继续增大，这时限制A植物光合作用强度的环境因素可能是______________________________(至少答出两项)。
不会
温度、水分、CO2浓度
(2)结合曲线图变化分析，A为　　　　植物。当两种植物的CO2吸收量相等时(即两曲线的交点处)，A植物的实际光合作用强度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)B植物的实际光合作用强度。(3)当A植物既不从外界吸收O2，也不向外界释放O2时，其光合作用每小时制造的葡萄糖为　　　　　　　　 mg·dm－2，此时叶绿体中ADP的移动方向是___________________________________。
乔木
大于
15e/22(或0.68e)
由叶绿体基质到类囊体薄膜
解析　(1)图中c点之后，随光照强度的增强，A植物的CO2吸收量保持不变，即光合速率不会继续增大，此时限制A植物光合作用强度的环境因素可能是温度、水分、CO2浓度等。(2)由图可知，两曲线的交点后为较强光照条件。相同光照条件下A曲线对应的植物CO2吸收量更高，对光照的利用率更高，因此A曲线对应的植物为乔木。当两种植物的CO2吸收量相等时(即两条曲线的交点处)，A、B植物的净光合强度相同，而A植物的呼吸强度大于B植物，因此A植物的实际光合作用强度大于B植物的实际光合作用强度。(3)当A植物既不从外界吸收O2，同时也不向外界释放O2时，说明A植物光合作用强度等于呼吸作用强度，即此时光合作用CO2固定量等于呼吸作用CO2释放量(e mg)，而题目所求为制造葡萄糖的量，因此需要进行换算。e mg CO2等于10－3 e/44 mol CO2，根据光合作用反应前后碳原子守恒计算，合成的C6H12O6为10－3e/(44×6)mol，再换算为mg，即(180×103×10－3e)/(44×6)，化简后为15e/22≈0.68e。植物叶肉细胞进行光合作用时叶绿体中ADP的移动方向是由叶绿体基质到类囊体薄膜。
3.(2022·河南九师联盟)不同植物CO2的同化方式不尽相同。植物甲有一个很特殊的CO2同化方式如图一：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，这是其对高温干旱环境的一种适应。而更多植物(如植物乙)的CO2同化过程如图二所示，请思考并回答下列问题：
图一
图二
(1)图一中B物质可能是　　　　，能与CO2结合的物质有　　　　　　　　　　。(2)由图一可知，白天植物甲进行光合作用所需的CO2来自　　　　　　　　(填场所)。该植物夜晚能吸收CO2，夜间细胞液pH可能会　　　　，但是却不能合成(CH2O)的原因是__________________________________________________。(3)中午时分突然降低环境中的CO2浓度，短时间内植物甲细胞中C3含量的变化是　　　　　　　　　　。植物乙细胞中C3含量的变化是　　　　　　　　　　　　。
丙酮酸
PEP、C5
线粒体和细胞质基质
下降
缺乏暗反应必需的ATP、NADPH
基本不变
降低
(4)经实验测定，干旱处理后的植物乙比干旱处理前光合速率降低。为了验证干旱处理没有改变植物乙的遗传物质，请利用干旱处理后乙的种子为实验材料写出简要的实验设计思路和预期实验结果。___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验思路：取干旱处理的植物乙的种子在正常的环境(或水分充足的环境)中种植培养，测定并记录其光合速率。预期结果：培养得到的成熟植株均与干旱处理前的原植株的光合速率几乎相同。
解析　(1)由图知B物质在线粒体中被分解产生CO2，联系呼吸作用过程，可知B可能为丙酮酸。由图一可以看出，能与CO2结合的物质有PEP、C5。(2)由图一可知白天植物甲进行光合作用所需的CO2有两个来源，一个是来自苹果酸从液泡中进入细胞质基质后的分解，一个来自线粒体中有机物的氧化分解。该植物夜晚能吸收CO2形成苹果酸，转移到液泡中存储，故夜间细胞液pH可能会下降，但是却不能合成(CH2O)，原因是缺乏暗反应必需的ATP、NADPH。
(3)因为据题可知，该植物甲白天气孔处于关闭状态，所以突然降低环境中的CO2浓度，短时间内该植物细胞中C3含量基本不变，而植物乙细胞中短时间内因CO2浓度降低使C3生成量减少，而C3消耗量暂时不变，故C3含量会降低。(4)可取干旱处理的植物乙的种子在正常的环境(或水分充足的环境)中种植培养，若培养得到的成熟植株均和干旱处理前的原植株的光合速率几乎相同，则说明干旱处理只影响了植物乙的性状，而没有改变其遗传物质。
4.(2022·吉林一中联考)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量的目的。回答下列问题：
(1)光照强度对玉米、甘蔗和大豆植株净光合速率的影响如图1所示，据图可知光照强度为A时玉米植株叶肉细胞中光合作用产生的O2的去向是______________________________。光照强度由A增大到B时，暗反应速率增大的原因是________________________________________________________________________________________。(2)间作是指在同一块田地上同时分行相间种植两种或两种以上的作物，农业生产中常将玉米植株和大豆植株间作，这样做的好处是_________________________________________________________________________________________(要求答出2点)。
到线粒体中和释放到外界环境中
光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP的含量增加，C3的还原增强，暗反应速率增大
利于通风、透光，提高光能的利用率，与大豆共生的根瘤菌固定的N2转变为含氮的养料后可以肥田
(3)某研究小组又进一步测定了玉米作物的叶面积与产量的关系。测得叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与玉米作物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图2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__________________________________________________________________________________________________。
增加
群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低
解析　(1)据图1可知光照强度为A时玉米植株的净光合速率为0，但叶肉细胞的净光合速率大于0，因此叶肉细胞中光合作用产生的O2的去向有两个，一是到线粒体中，二是释放到外界环境中。光照强度由A增大到B时，光反应产生的NADPH和ATP的含量增加，C3的还原增强，所以暗反应速率增大。(2)间作是农业生产上常用的方法之一，将玉米植株和大豆植株间作的好处是二者存在明显高度差，有利于作物的通风、透光，提高光能的利用率等，从矿质元素角度分析，也有利于作物更好地吸收其所需要的矿质元素。(3)由图2可知，当叶面积系数小于a时，随着叶面积系数增加，群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等于群体光合速率与群体呼吸速率之差，当叶面积系数超过b时，群体呼吸速率依然增加，但群体光合速率不变，导致群体干物质积累速率降低。
高考命题热点聚焦二　细胞代谢与农业生产实践
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2021年2月教育部发布通知：高考命题要优化情境设计，增强试题开放性、应用性和灵活性，充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用，引导减少“死记硬背”和“机械刷题”现象。应用性强调生物学与生产、生活实际的联系，引导考生自觉地从生物学视角思考生活中的相应问题，综合运用所学知识解决生产、生活实际及科学研究等情境中的问题。
材料一　磷酸丙糖是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。光合作用产生的磷酸丙糖既可以在叶绿体中形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体被膜上的转运器运出叶绿体，在细胞质基质中合成蔗糖。合成的蔗糖或临时贮藏于液泡内，或从光合细胞中输出，经韧皮部装载长距离运输到其他部位。
1.(2022·河南顶级名校联考)将光合作用的原理应用于农业生产实践能明显提高农作物产量，完成下列填空。 (1)在大棚种植中，棚顶采用　　　　 塑料薄膜或玻璃，能充分利用自然光，而补光常用　　　　　　　　灯照射；　　　　　　　　　　　　　　　措施则可提高大棚CO2浓度；增大昼夜温差可减少作物进行呼吸作用消耗的有机物，使植物　　　　　　　　。
无色透明
红光、蓝紫光
适时通风或利用CO2发生器等
有机物积累增加
(2)大棚和大田种植都要合理密植，这样能减少农作物对____________________________(至少写出三项)等的竞争，还要正行通风，提高　　　　　　，进而提高光合速率。合理施肥措施中，施用农家肥可为农作物提供　　　　　　　，还具有防止土壤板结等作用。干旱对植物的光合作用有多方面影响，如缺水引起的　　　　会明显影响光合作用的暗反应，所以要注意合理灌溉。(3)间作不同高度的植物，可以通过提高　　　　　　而提高产量，而轮作的主要意义是　　　　　　　　　　　　。
光能、无机盐、水分、CO2
CO2浓度
CO2、无机盐
气孔关闭
光能利用率
充分利用土壤肥力
2.(2022·山东日照调研)回答下列与花生和玉米种子萌发、作物生长等相关的问题： (1)某高二生物兴趣小组研究发现花生和玉米种子萌发过程中，两者的干重都会减少，但花生种子的干重在萌发的初期会略有增加。 ①从有机物的元素组成分析，花生种子在萌发的初期，有机物中增加的化学元素主要是　　　　(只填一种)。 ②当长出叶片后，在某个时间点，整个植株的干重开始增加，则光合作用开始于　　　　　　　　(填“这个时间点之前”“这个时间点”或“这个时间点之后”)。
O(或氧)
这个时间点之前
(2)一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置　　　　组实验。如图是某作物(花生或玉米)间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株该作物吸收CO2的速率。假设间作与单作时各农作物间的株距相同。
3
①光照强度为a时，无论间作，还是单作，该作物的光合速率无明显差别，导致该现象的主要原因是______________________________________________________________________。②该作物很可能是　　　　，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小
玉米
玉米植株比花生植株高，间作情况下玉米与玉米的间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部二氧化碳浓度较高，所以间作时玉米对二氧化碳和光能的利用优于单作，光合速率高
解析　(1)①花生种子在萌发的初期，脂肪转变成糖类，增加的化学元素主要是O(氧)。②当光合速率大于呼吸速率时，有机物开始增加；光合作用开始于光合速率大于呼吸速率这个时间点之前。(2)应该设置玉米单作、花生单作、玉米和花生间作3组实验。①光照强度为a时，光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小，无明显差别。②玉米植株比花生植株高，间作时玉米与玉米间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部二氧化碳浓度较高，所以间作时玉米对二氧化碳和光能的利用优于单作，光合速率高。
3.(2022·江西金太阳大联考)结合呼吸作用原理在农业生产实践中的一些应用，完成下列填空。 (1)种子萌发的必要条件有　　　　　　　　　　　　(写出三项)，农业生产实践中可采用____________________________________________(写出三项即可)等措施，以利于种子萌发。 (2)降低呼吸作用利于种子和果实储存，应在　　　　　　　　　　环境条件下储存种子，而果实储存应给予的环境条件是_____________________________________________________________________________________________。
温度、水分、充足O2
适时播种、覆盖地膜、浸种、耕作、灌溉
低温、低氧、干燥
低氧、保持一定的湿度和零上低温
(3)温室栽培夜晚采取　　　　措施来提高产量，其原理为__________________________。(4)作物栽培中要进行中耕松土，其主要目的是____________________________。稻田要定期排水，其目的是____________________________________________。
适当降温
可减少有机物消耗，提高产量
保证根细胞的正常呼吸
防止无氧呼呼吸产生过多酒精，使根细胞中毒导致烂根
捕捉高考共鸣点一 长句应答 满分突破
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[命题专家悟规律]从近三年全国卷考情看，非选择题简短填空大幅减少，代之以长句作答(即要求回答“功能”“原因”“作用”“目的”“思路”“实验设计方案”等)，而且作答范围从以往的主干——“代谢、调节、遗传、生态”为主调的传统模式，扩展为几乎“全覆盖”，这无疑对考生语言表达能力提出了更高要求。因此，在二轮复习时，务必对这一高考重点、难点给予重视和强化。
共鸣点1　教材原文作答类1.[2019·海南卷，27(1)]自由扩散的含义是________________________________。(必修①P70)2.[2020·全国卷Ⅰ，32(1)]生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(必修2P83)
物质通过简单的扩散作用进出细胞
在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合；同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
3.[2019·全国卷Ⅰ，31(2)]竞争通常是指__________________________________ _______________________________________________________________________________________________。(必修③P73)
两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间等。而竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至死亡
对于概念、原理、作用等基础知识设问的此类试题，答案一般直接来源于教材，要求考生尽量用教材原话作答，只有按照教材的语言组织答案才能得满分。
共鸣点2　科学思维类(原因分析类)1.[2021·全国甲卷，29(3)]细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是__________________________________________________________________________________________________________。2.[2021·海南卷，21(2)]植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是__________________________________________________________ __________________________________。
K＋逆浓度梯度进入细胞，为主动运输，需消耗能量，呼吸受到抑制时提供的能量减少，故根细胞吸收K＋的速率降低
叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量
3.[2021·湖北卷，22(4)]杨树及甲、乙两种草本药用植物的光合速率与光照强度关系曲线如图所示。和甲相比，乙更适合在杨树林下种植，其原因是________________________________________________________________________________。
杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，弱光下乙净光合速率高
4.[2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需浇水，此时浇水的原因是__________________________________________________。5.[2019·全国卷Ⅰ，29(2)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。 (2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会______，出现这种变化的主要原因是______________________________________________。
肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
降低
气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
这类试题设问的方式一般有以下几种：“……合理的解释是　　　　”“……原因是　　　　”“……其机理是　　　　”“……判断的依据是　　　　”等。这类试题一般已知某一特定外界条件的改变，然后要求考生回答某一生理过程发生什么样的改变，最后要求考生回答该生理过程发生改变的原因。原因是指造成某种结果或引起另一件事情发生的条件。在解释已知条件与结果之间的逻辑关系(原因)时，首先要明确问题的条件是什么，在该条件下指向结果是什么，相关的逻辑推理关系和过程是什么等。其答题模板可归纳整理为：“因为……导致……，于是……，所以……”，其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干的中的结果，“导致……，于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答题既准确又规范，难点是要运用教材相关知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。
共鸣点3　实验探究类1.[2021·全国乙卷，29(3)]生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题： (3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
答案　实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天。
2.[2019·全国卷Ⅰ，29(3)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。 (3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
答案　取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
如果是验证类或是探究类实验，实验思路要说明自变量如何操作，无关变量的控制，因变量如何检测。复习备考中，考生要熟悉教材基本实验的基本操作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。
[跟踪训练]1.(2022·全国甲卷，29)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题： (1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是　　　　　　　　　　(答出3点即可)。 (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是_____________________________________________________(答出1点即可)。
O2、[H]和ATP
自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是__________________________________________________________。
C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
解析　(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜，光反应发生的物质变化包括水的光解以及[H]和ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少，由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
2.(2022·湖北卷，21)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
【注】　曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。回答下列问题：(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会　　　　(填“减小”“不变”或“增大”)。(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明____________________________________________________________________。
增大
高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的　　　　　　　　　　　　　　　　　　，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明____________________________________________________________________。(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为________________________________________________，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
实验组的净光合速率均明显小于对照组
长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
解析　(1)限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。(2)据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。(3)据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；
曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
3.(2022·河北冀州质检)10月16日是世界粮食日。2020年，由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻最高亩产量超过800公斤。如图表示在适宜的条件下，两种海水稻甲、乙的光合速率随光照强度的变化情况。请回答下列问题：
(1)与普通水稻相比，海水稻能在盐碱地生长的根本原因是________________________________________________________________。(2)据图可知，更适合在盐碱滩涂地(光照充足)生长的是海水稻　　　　(填“甲”或“乙”)，理由是_________________________________________________。
(3)人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，海水稻地上部分长得好，必须要根生长得好，请作出合理的解释：____________________________________________________________________。
海水稻具有抗(耐)盐碱基因
甲
海水稻甲的光饱和点远高于海水稻乙
地上部分生长所需要的水分和矿质元素(无机盐)，主要由根系提供
(4)有研究表明：外源脱落酸(ABA)预处理植物能够诱导植物产生应对盐胁迫(植物生长于高盐浓度环境而受到的影响)的抗性，且低浓度的ABA的缓解效果更好。请以清水、10 μmol/L ABA、50 μmol/L ABA以及水稻幼苗等为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验思路：分别用清水、10 μmol/L ABA、50 μmol/L ABA对等量的生长状况良好且相同的水稻幼苗进行处理，然后将幼苗进行同浓度的高盐溶液栽培(盐胁迫处理方式可以不作要求，只要答出用适当的高盐溶液处理即可)，几天后，观察幼苗的生长情况。预期结果：10 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗在高盐溶液中的长势比50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗长势好，50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗比清水预处理过的水稻幼苗长势好
解析　(1)与普通水稻相比，海水稻能在盐碱地生长的根本原因是海水稻具有抗(耐)盐碱基因。(2)据图可知，由于海水稻甲的光饱和点远高于海水稻乙，故更适合在盐碱滩涂地(光照充足)生长的是海水稻甲。(3)由于地上部分生长所需要的水分和矿质元素(无机盐)，主要由根系提供，故人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，海水稻地上部分长得好，必须要根生长得好。(4)要验证外源脱落酸(ABA)预处理植物能够诱导植物产生应对盐胁迫(植物生长于高盐浓度环境而受到的影响)的抗性，实验思路为：分别用清水、10 μmol/L ABA、50 μmol/L ABA对等量的生长状况良好且相同的水稻幼苗进行处理，然后将幼苗进行同浓度的高盐溶液栽培，几天后，观察幼苗的生长情况。预期结果：10 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗在高盐溶液中的长势比50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗长势好，50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗比清水预处理过的水稻幼苗长势好。
4.(2022·襄阳五中调研)为了研究樱桃叶片光合作用对弱光环境的适应性调节机制，某研究小组进行了一系列实验，部分结果如下图所示。回答下列问题。
(1)由图可知，随着光照强度的减弱，叶面积逐渐　　　　　　　，以获取更多的　　　　　　　　用于光合作用。从叶片的生长过程分析，叶面积这种变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的结果。(2)随着光照强度的减弱，樱桃叶片的净光合速率降低，主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。进一步研究发现，随着光照强度的减弱，叶片中可溶性蛋白的含量逐渐增加，从弱光环境下光合作用适应性调节的角度分析，其可能的原因是_________________________________________________________________________________(答出一点即可)。
增大
光能
细胞分裂和细胞生长(细胞数量和体积增加)
光照强度减弱使单位面积樱桃叶片的光合作用减弱，即真正光合速率降低，而樱桃叶片的呼吸速率变化不大
参与光反应的相关蛋白质含量增加、光合作用暗反应相关酶的含量增加等(合理即可)
(3)若想初步比较不同光照条件下的樱桃叶片中叶绿素的含量差异，根据所学的知识，你该如何设计实验来探究？(简要写出实验思路即可)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
挑选等量的在不同光照条件下培养的樱桃叶片，在相同条件下进行绿叶中色素的提取和分离实验，比较不同组之间叶绿素所在的条带的宽度即可得出结论
解析　(1)由题图可知，随着光照强度的减弱，叶面积逐渐增大，从而捕获更多的光能，这是樱桃叶片对弱光环境适应性的一种表现。叶片生长过程中，细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大。(2)光照强度减弱会使单位面积樱桃叶片的光合作用减弱，即樱桃叶片的真正光合速率降低，而光照强度对樱桃叶片的呼吸速率影响不大，所以樱桃叶片的净光合速率降低。随着光照强度的减弱，叶片中可溶性蛋白的含量逐渐增加，原因可从叶片中可溶性蛋白在光合作用过程中作用的角度来分析，光合作用暗反应相关的酶的化学本质是蛋白质，光反应阶段也有蛋白质的参与，如捕获光能的色素蛋白复合体等。(3)本题考查绿叶中色素的提取和分离实验的应用，进行实验设计时，要注意控制好自变量、无关变量等，其中自变量控制为“在不同光照条件下培养的樱桃叶片”；无关变量控制为“在相同条件下进行绿叶中色素的提取和分离实验”等。实验的因变量为“不同组之间叶绿素所在的条带的宽度”。
专题强化练
8
（时间：45分钟）
微专题1　酶和ATP1.(2022·安徽合肥市质检)ATP是细胞内一种不稳定的高能磷酸化合物，也是生物体内直接的能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是(　　)A.一个ATP分子中含有三个磷酸，两个高能磷酸键B.无氧条件下，酵母菌的细胞质基质也能合成ATPC.蓝藻细胞中的ATP全部来自有氧呼吸D.ATP和ADP的生成都需要相关酶的催化
C
解析　一分子ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸组成，共形成两个高能磷酸键，A正确；酵母菌是兼性厌氧型菌，在无氧条件下其细胞质基质中能进行无氧呼吸的第一阶段，该阶段有ATP形成，B正确；蓝藻还可以进行光合作用产生ATP，C错误；ATP的合成需要ATP合成酶的催化，ADP的生成需要ATP水解酶的催化，D正确。
2.(2022·山西太原名校联考)流行性脑脊髓膜炎(简称流脑)是由脑膜炎双球菌引起的化脓性脑膜炎。脑膜炎双球菌能产生一种胞外酶(Iga蛋白酶)，该酶能够特异性破坏某种抗体，从而破坏人的正常免疫功能。下列关于Iga蛋白酶的叙述，正确的是(　　)A.该酶合成及分泌过程中需要线粒体供能B.高温会破坏氨基酸的空间结构从而使该酶失活C.编码该酶的基因位于脑膜炎双球菌的环状DNA上D.该酶合成后可通过自由扩散的方式排出细胞
C
解析　脑膜炎双球菌没有线粒体；高温能够破坏蛋白质分子的空间结构，使酶失活，但是组成其结构的氨基酸的排列顺序、数目以及肽链的数目都没有改变；酶是大分子物质，通过胞吐排出细胞外。
3.(2022·浙江6月选考，10)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　　) A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活 B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性 C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高 D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率 解析　低温不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活,A错误；稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性，B正确；pH过高会导致酶变性失活，C错误；淀粉酶的化学本质为蛋白质，会被蛋白酶水解而无法催化淀粉水解，D错误。
B
微专题2　光合作用与细胞呼吸的过程4.(2022·贵阳市摸底)科学家在色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜，得到色素溶液的吸收光谱如图所示，①②③代表不同色素。下列有关说法正确的是(　　)
C
A.①主要吸收红光，吸收的光能可转化为ATP中的化学能B.②的颜色为蓝绿色，③的颜色为黄绿色，二者均含有MgC.用纸层析法分离色素时，②处于滤纸条的最下端D.土壤中缺乏Mg时，植物叶片对420～470 nm波长光的利用量会增多
解析　由图可知，①是类胡萝卜素，②是叶绿素b，③是叶绿素a。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；叶绿素b(②)为黄绿色，叶绿素a(③)为蓝绿色，二者均含有Mg，B错误；叶绿素b在层析液中的溶解度最低，随层析液在滤纸条上扩散的速率最慢，故用纸层析法分离色素时，处于滤纸条的最下端，C正确；Mg是组成叶绿素的重要元素，土壤中缺乏Mg时，植物叶片对420～470 nm波长光的利用量会减少，D错误。
5.(2022·江西五校联考)如图为酒精发酵和乳酸发酵的过程示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
B
A.植物细胞无氧呼吸产生酒精称为酒精发酵B.图中NADH为还原型辅酶Ⅰ，在细胞质基质中被消耗C.①过程中产生的能量大部分储存在ATP中D.细胞的无氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行
解析　微生物无氧呼吸产生酒精称为酒精发酵，产生乳酸为乳酸发酵，A错误；NADH为还原型辅酶Ⅰ，无氧呼吸在细胞质基质中进行，因此该物质在细胞质基质中被消耗，B正确；①过程中产生的能量大部分以热能形式散失，C错误；细胞的无氧呼吸在细胞质基质中进行，D错误。
6.(2022·辽宁大连调研)下列关于农业生产措施及其作用对应关系一致的是(　　)
A
解析　随着甘蔗茎的伸长，基部叶片自下而上逐渐枯黄，在甘蔗生长后期除去枯黄脚叶，可降低甘蔗植株的呼吸作用，减少有机物的消耗，有利于有机物的积累，A符合题意；合理密植，适当增大种植密度，有利于增大光合作用面积，但不能提高光合速率，B不符合题意；温室通风有利于作物吸收利用CO2，C不符合题意；植物根系细胞吸收无机盐的方式是主动运输，需要细胞代谢供能，适时适度松土能保持土壤的通气性，促进植物根部细胞进行有氧呼吸，从而促进植物根系吸收无机盐；高等植物属于自养型生物，不从外界吸收有机物质，D不符合题意。
微专题3　光合作用与细胞呼吸的影响因素及实验设计7.(2022·洛阳市统考)在光照条件下，植物叶片会因某种因素而出现大部分气孔关闭的情况，下列相关叙述错误的是(　　)A.气孔关闭后短时间内叶绿体中C5/C3的值变小B.气孔关闭可能是气温过高造成的C.气孔大部分关闭后，叶绿体中仍可能进行光合作用D.一定条件下出现叶片气孔关闭是长期进化的结果
A
解析　叶片的大部分气孔关闭后，叶绿体中的CO2供应量减少，导致C3的生成量减少，所以短时间内C3含量减少、C5含量增加，而C3消耗量不变，C5/C3的值变大，A错误。
8.(2022·长春市质检)如图甲表示水稻叶肉细胞在光照强度分别为0、4、8、12 klx时，单位时间释放的气体总量的变化，图乙表示用水稻叶片实验时光合作用速率与光照强度的关系。下列有关叙述正确的是(　　)
D
A.图甲中，光照强度为8 klx时，细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率B.图乙中，限制E、F、G点叶片光合速率的主要环境因素为光照强度C.图乙中，如果增大CO2浓度，曲线和X轴的交点F点可能向右移动D.图甲中，光照强度为12 klx时，单位时间内叶肉细胞固定了12个单位的CO2
解析　图甲中，光照强度为8 klx时，氧气释放量大于0，说明净光合量大于0，细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率，A错误；图乙中，限制E、F点叶片光合作用速率的主要环境因素为光照强度，G点达到光饱和点，光照强度不再是限制因素，B错误；图乙中，F点为光补偿点，增大CO2浓度，光合作用可能会增大，曲线与横轴交点将左移，C错误；图甲中，光照强度为12 klx时，单位时间内叶肉细胞吸收了8个单位的CO2，因光照强度为0时呼吸作用产生了4个单位的CO2，则光照强度为12 klx时，一共固定了8＋4＝12个单位的CO2，D正确。
9.(2022·四川成都七中诊断)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　) A.通过检测CO2是否生成可判断酵母菌细胞呼吸的方式 B.实验使用的酵母菌培养液是适宜质量分数的葡萄糖溶液 C.实验应该设计有氧条件和无氧条件下的对比实验，分别分析酵母菌细胞呼吸情况 D.橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成灰绿色 解析　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生二氧化碳；酵母菌的细胞呼吸需要葡萄糖；有氧条件和无氧条件分别对应探究有氧呼吸和无氧呼吸能否发生；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成灰绿色。
A
10.(2022·广东惠州调研)近年来，随着洗涤低温化、洗涤剂的低磷和无磷化，在洗涤剂中加入酶，可弥补去污力差的不足，加酶洗涤剂越发受到人们的青睐。某科研小组对影响加酶洗衣液洗涤效果的因素进行了探究，部分结果如图所示，回答下列问题：
(1)最初有些人并不认可加酶洗涤剂，他们认为洗涤剂中的酶会污染环境。请你对此观点进行评论：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)将盐倒入加酶洗衣液中出现了部分絮状物，有人认为该洗涤剂已失效，对此你的看法是________________________________________________________。
该观点不对，绝大多数酶的化学本质为蛋白质，蛋白质易被微生物分解，基本不污染环境(合理即可)
该洗涤剂并未失效，蛋白质(酶)发生盐析后并未失活
(3)加酶洗涤剂包装物上都标明了使用的注意事项，其中一条就是不能与高温热水混合使用，理由是_________________________________________________________________。其与图示结果说明酶具有　　　　　　　　的特性。
高温会使洗涤剂中酶的空间结构破坏而失活，从而导致去污效果降低
作用条件较温和
(4)图示实验结果表明，影响去污效果的因素有_________________________。请你以去污力为指标，验证50 ℃不是该酶的最适温度：________________________________________________________________________________________。(写出简要实验设计思路即可)(5)根据以上分析，加酶洗衣液不宜用于__________________________________(答两条)等衣料的洗涤。
温度及是否有酶
在50 ℃左右设置更小的温度梯度的洗涤组，15 min后分别检测并比较各组的去污能力(合理即可)
丝纤维、毛纤维、皮纤维等(答两条即可)
11.(2022·河南许昌调研)请参照表中内容，围绕细胞内的部分成分功能完成下表：
不能
能
水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶(任写出4种即可)
进行光合作用暗反应
调节植物细胞内的环境,充盈的液泡可使植物细胞保持坚挺
解析　(1)叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，叶绿体基质中进行暗反应，消耗ATP和NADPH，无法产生ATP。(2)叶绿体和线粒体都是半自主性细胞器，自身含有DNA、RNA，可进行复制、转录和翻译。(3)细胞质基质中含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶。(4)叶绿体基质中可进行光合作用的暗反应。(5)液泡可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡可使植物细胞保持坚挺。
12.(2022·沈阳市联考)甜菜喜温耐寒，在富含有机质的松软土壤上生长良好，是除甘蔗以外另一个重要糖源。回答下列问题： (1)甜菜根不能直接吸收土壤中的有机质，必须经过　　　　　　　　分解成无机盐，以　　　　的形式通过主动运输吸收进入根细胞。请利用所学知识分析松软土壤对甜菜生长的意义：____________________________________ __________________________________________________________________________________________。
分解者(微生物)
离子
松软土壤中含更多的氧气，能促进甜菜根部细胞进行有氧呼吸(释放大量能量)，使根系能吸收更多的矿质元素，进而促进甜菜的生长
(2)细胞呼吸过程中利用[H]的阶段是否一定会产生ATP，并请说明原因。_____________________________________________________________。(3)与其他地区相比，相同品种的甜菜在新疆种植糖含量更高，其原因是______________________________________________________。(4)鉴定甜菜块根细胞的无氧呼吸产物是酒精还是乳酸的方法有______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答一种)。
不一定，无氧呼吸第二阶段也消耗[H]，但此过程不产生ATP
新疆光照时间长、昼夜温差大(合理即可)
将甜菜块根放入无氧的密闭容器中，一段时间后检测密闭容器中是否有二氧化碳生成，若有二氧化碳生成，则其无氧呼吸产物为酒精，否则为乳酸(或取无氧密闭容器中的甜菜块根制成提取液，在酸性条件下用重铬酸钾溶液检测甜菜块根提取液中是否含有酒精，合理即可)
13.(2022·重庆名校联盟)图1表示某高等植物细胞光合作用的部分过程示意图，图中A、B、C分别表示有关物质。图2是外界环境因素对光合作用速率的影响。请据图回答：
图1
图2
(1)图1表示光合作用的　　　　反应。若将植物从光下移入黑暗环境中，短时间内叶绿体中A物质的含量会　　　　(填“上升”“下降”或“不变”)。(2)图2中M、N点之前两条曲线重合，造成这种现象的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________，甲图中a、b点之后，随着光照强度的增大，光合速率都不再继续增大，此时限制光合速率的内部因素是__________________________________________。
暗
下降
光照强度较弱，光反应限制了光合速率的增长，此时CO2浓度和温度对光合速率的影响不明显
与光合作用有关的酶和光合色素
(3)甲、乙图中的光合速率都是　　　　　　(填“净光合速率”或“总光合速率”)。若30 ℃是该植物光合作用的最适温度，则该植物在30 ℃时　　　　(填“一定”或“不一定”)生长最快，理由是________________________________________________________________________________________________。
总光合速率
不一定
植物生长速率与净光合速率大小有关，从图2乙中不能确定30 ℃时净光合速率最大
14.(2022·河北唐山市期中)下图表示绿色植物光合作用光反应和暗反应之间的关系。分析回答下列问题：
(1)由图可知，在光反应中光合色素吸收的光能转变成化学能暂时储存在____________________中。暗反应过程发生的场所是　　　　　　，把在适宜光照条件下正常生长的绿色植物突然移至黑暗环境，暗反应过程中首先受到影响的是　　　　　　。
ATP(或ATP和NADPH)
叶绿体基质
C3的还原
(2)Rubisco酶是植物叶肉细胞中催化C5与CO2结合形成C3的可溶性蛋白质，热稳定性较好。若用某种化学试剂降解可溶性蛋白质，则叶绿体中的[H]含量会____________(填“增加”“不变”或“减少”)。(3)某些植物叶肉细胞在强光照及胞内O2/CO2值增大时，叶肉细胞会吸收O2并释放CO2，此过程称为“光呼吸”。在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，以防止它们的积累影响植物代谢。
增加
光呼吸可消耗过剩的能量(或ATP或NADPH，合理即可)
15.(2022·武汉市调研)多肉植物是指营养器官肥厚多汁并且储藏大量水分的植物，能够在高温干旱的条件下良好生长。多肉植物叶片上的气孔夜间开放吸收CO2，生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用。请回答下列问题：
(1)多肉植物白天进行光合作用所需CO2来源有　　　　　　　　　　和_____________________(请填写相关生理过程)。多肉植物夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)的原因是____________________________________________。(2)若对多肉植物突然停止光照，其叶肉细胞内C5的含量　　　　(填“上升”或“下降”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
苹果酸经脱羧作用释放
呼吸作用产生
缺乏光照，不能产生[H]和ATP
下降
突然停止光照，光反应无法产生[H]和ATP，C3的还原速率下降，C5的合成速率下降，而CO2浓度不变，C5的消耗速率不变，故C5含量下降
(3)有人提出，CaCl2与脱落酸都能够提高多肉植物的抗旱能力，并且混合使用效果更佳，请简要写出证明该观点的实验设计思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
以下两种答案均可①将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，分别用等量的清水、CaCl2溶液、ABA溶液及CaCl2与ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)②将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，其中一组不做处理，其余各组分别用CaCl2溶液、ABA溶液及CaCl2和ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)
解析　(1)由题意可知，多肉植物白天气孔关闭，无法从外界环境中吸收CO2，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放的CO2可用于光合作用，另外，呼吸作用产生的CO2也可用于光合作用。多肉植物夜晚能吸收CO2，但夜晚无光照，不能产生[H]和ATP，暗反应不能进行，故不能合成(CH2O)。(2)若对多肉植物突然停止光照，其叶肉细胞内C5的含量下降，原因是突然停止光照，光反应无法产生[H]和ATP，C3的还原速率下降，C5的合成速率下降，而CO2浓度不变，C5的消耗速率不变，故C5含量下降。
(3)要证明CaCl2与脱落酸都能够单独提高多肉植物的抗旱能力，需要设置空白对照组，若要证明两者混合使用效果更佳，需要设置CaCl2与ABA混合溶液处理的一组实验。实验思路为：将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，分别用等量的清水、CaCl2溶液、ABA溶液及CaCl2与ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)；或将生长状况相同的多肉植物随机均等分为四组，其中一组不做处理，其余各组分别用CaCl2溶液、ABA溶液及CaCl2和ABA混合溶液处理，在干旱条件下培养，一段时间后测定并比较各组净光合速率(或“比较各组生长发育状况”)。
练透大题　不留死角(一)　细胞代谢
9
(时间：30分钟)
1.(2022·广东七校联考)某研究小组在8月底对大田玉米不同部位叶片与光合作用相关的指标进行了测定，结果如下表所示。分析回答下列问题：
(1)结合表中数据分析下部叶片净光合速率较低的直接原因，一是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，进而影响了光反应速率；二是　　　　　　　　　　　　　　　　，进而使暗反应速率降低。从影响光合作用的外因分析，下部叶片　　　　　　　　　　　　，从而光合速率较低。(2)净光合速率还受叶片呼吸速率的影响，经测定下部叶片的呼吸速率较低，原因是下部叶片______________________________________________________。
总光合色素含量低，影响了对光的吸收和转化
气孔导度低，会使叶片吸收CO2减少
接受的光照较少
细胞衰老程度更高，相关酶的活性较低
(3)要探究不同部位的叶片中各种色素所占比例是否相同，实验思路为__________________________________________________________________________________________。若提取色素时只有95%的乙醇可作为提取液，应在其中加入　　　　　　后再使用。
取三个部位等质量的叶片进行光合色素的提取和分离，比较四种色素所占比例的大小
无水碳酸钠
解析　(1)从表中数据可知，下部叶片总光合色素含量低，吸收和转化光能较少，影响光反应的进行；气孔导度小，叶片吸收CO2减少，影响暗反应的进行，故下部叶片净光合速率较低。影响光合作用的外因有多种，对于植株不同高度的叶片，光照是最主要的影响因素，由于受上部叶片的遮挡，下部叶片接受的光照较少。(2)下部叶片中的细胞衰老程度更高，其中大部分酶的活性较低，故呼吸作用较弱。(3)要探究不同部位的叶片中各种色素所占比例是否相同，实验思路为取三个部位等质量的叶片进行光合色素的提取和分离，比较四种色素所占比例的大小。提取色素需要用无水乙醇，如果只有95%的乙醇可作为提取液，应在其中加入无水碳酸钠后再使用。
2.(2022·河南九师联盟)铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热等独特功效，可用于治疗慢性萎缩性胃炎、高血压、糖尿病、肿瘤等疾病，并有抗衰老等作用。某科研小组对来自云南广南的铁皮石斛种苗的光合特性进行了探究，其植株净光合速率日变化曲线如图所示。回答下列问题：
(1)A时刻铁皮石斛叶肉细胞的光合速率与呼吸速率的大小关系为______________________，此时光合作用所需CO2来自　　　　　　　　　　　　　(场所)。(2)9～14时限制其净光合速率的环境因素可能是　　　　。(3)科研人员甲认为，B时刻叶肉细胞的胞间CO2浓度最低，判断依据是___________________________________________________________________，乙认为此刻胞间CO2浓度不一定最低，其可能的理由是_________________________________________________________________。
光合速率大于呼吸速率
线粒体(基质)、外界环境
温度
此时净光合速率最大，消耗CO2最多
此时气孔导度(开放程度)可能较大，从外界吸收的CO2较多
(4)根据铁皮石斛净光合速率日变化曲线分析，铁皮石斛最可能为　　　　(填“阳生”或“阴生”)植物，欲进一步确定该结论，还需要进行实验验证，实验思路为______________________________________________________________________________________________________________________________。
阴生
在其他条件适宜且恒定时，测定不同光照强度下铁皮石斛种苗的净光合速率，分析其光合特性
解析　(1)A时刻植株的光合速率＝呼吸速率，但对于叶肉细胞而言，光合速率>呼吸速率，此时光合作用需要的CO2来自于线粒体和外界环境。(2)9～14时限制净光合速率的原因可能是9时以后温度升高，气孔逐渐关闭导致CO2供应不足，光合速率下降。(3)甲判断的依据可能是B点净光合速率最高，消耗CO2最快，所以胞间CO2浓度最低；乙判断的依据可能是B点气孔导度(开放程度)可能较大，从外界吸收CO2量多，所以此刻胞间CO2浓度不一定最低。(4)从图中铁皮石斛净光合速率日变化曲线分析，铁皮石斛最可能是阴生植物，为进一步证明，可分别在强光和弱光环境下，测定两组铁皮石斛净光合速率，分析光合特性。
3.(2022·河南天一大联考)水稻是高产粮食作物，在我国粮食生产中占有重要的地位。请回答下列问题： (1)水稻进行光合作用依赖叶绿体内部有着巨大的膜面积——　　　　　　　　　　　　，其上分布有与光合作用有关的　　　　。ATP在叶绿体中的转移途径是　　　　　　　　　　　　　　。
类囊体薄膜
色素和酶
类囊体薄膜转移到叶绿体基质
(2)稻田常规管理离不开施肥，稻田施用的氮肥主要用于合成有机物，请列举2例分布在细胞膜上的含氮有机物：______________________________________氮元素在无机环境和生物群落之间也是不断循环的，人们却要不断地往农田生态系统中施加氮肥，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)稻田常规管理离不开除草。稻田中常用生长素类似物作为除草剂，杀灭稻田中的双子叶植物杂草，其原理是___________________________________________________________________________________________________________。
酶、糖蛋白、受体、载体蛋白、磷脂(答案合理即可)
农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中氮元素并不能都归还土壤(或人们从农田生成系统中收获粮食等农作物，会导致农田生态系统氮元素的输出比输入多，答案合理即可)
不同植物对同一浓度生长素(类似物)的敏感程度不同[或高浓度生长素(类似物)会抑制双子叶植物杂草的生长，答案合理即可]
解析　(1)叶绿体内部增大膜面积的结构为类囊体薄膜，其上分布着与光合作用有关的酶和色素；ATP在叶绿体中的类囊体薄膜上合成，在叶绿体基质中参与暗反应中C3的还原，所以它的转移途径是由类囊体薄膜转移到叶绿体基质。(2)细胞膜上含氮元素的有机物有酶、糖蛋白、受体、载体蛋白、磷脂等。人们要不断地往农田生态系统中施用氮肥，原因是人们从农田生态系统中收获粮食等农作物，会导致农田生态系统氮元素的输出比输入多。(3)用生长素类似物作为除草剂，其原理是不同植物对同一浓度生长素(类似物)的敏感程度不同，双子叶植物通常较单子叶植物敏感，且低浓度的生长素(类似物)促进生长，高浓度的生长素(类似物)抑制生长。
4.(2022·河北石家庄调研)2020年德国马普研究所研究人员成功研制了一半天然一半合成的“人造叶绿体”，并利用光和该系统实现了CO2的固定。该研究从菠菜中分离出类囊体，并将其余16种酶(包含CETCH途径)一起包裹在磷脂构成的小液滴中，其技术途径如图1所示。请回答下列问题：
(1)从菠菜中分离出类囊体可使用　　　　　　　　法。类囊体上进行的化学反应是　　　　　　和　　　　　　。(2)磷脂分子由亲水的头部和疏水的尾部构成，由图1可推测小液滴是由___________________层磷脂分子层组成。(3)CETCH途径中固定CO2的物质与叶绿体中　　　　(填化合物)相同，不断地被消耗和合成。
差速离心
水的光解
ATP的合成
1(或单)
C5
(4)给微流体装置提供适宜强度的光照，每隔一定时间检测系统中有机物的含量，结果如图2所示。据此可知人造叶绿体构造成功，判断依据是__________________________________________________________________________________________________。
随着光照时间的延长，体系中有机物含量逐渐增加，而黑暗条件下有机物含量几乎不变
(5)与植物体正常的光合作用相比，固定等量的CO2，该系统输出的有机物的量多于植物积累的有机物的量，原因是_____________________________________________________________________________________________________。
该系统不发生呼吸作用，不消耗糖类(或植物的呼吸作用需要消耗糖类)
解析　(1)从菠菜中分离出类囊体可使用差速离心法。类囊体上进行的是光反应，具体发生的是水的光解和ATP的合成。(2)磷脂分子由亲水的头部和疏水的尾部构成，由图1可知液滴为油包水结构，故可推测小液滴是由1层磷脂分子组成的。(3)CETCH途径中固定CO2的物质与叶绿体中的C5相同，不断地被消耗和合成。(4)据图2可知，随着光照时间的延长，体系中有机物含量逐渐增加，而黑暗条件下有机物含量几乎不变，可知人造叶绿体构造成功。(5)与植物体正常的光合作用相比，固定等量的CO2，该系统输出的有机物的量多于植物积累的有机物的量，原因是该系统不发生呼吸作用，不消耗糖类，而植物的呼吸作用需要消耗糖类。
5.(2022·安徽黄山质检)生物学科研社团以番茄为实验材料，开展了一系列探究，请分析回答下列有关问题。 (1)连续检测4月底晴朗天气条件下露地栽培、大棚栽培番茄光合速率(Pn)的日变化并统计绘图如下。
①与露地栽培相比，大棚栽培条件下番茄在上午10时Pn处于低谷，主要原因是______________________________________________________________________________________________________。②植物光合作用的光饱和点是Pn达到最大值时所需的最低光照强度。为研究番茄光合速率，需要测定光饱和点，应测定　　　　　　　　　　　　　　　。③根据图中曲线分析，提高大棚栽培番茄产量的措施有___________________________________________________________________。
大棚内温度较适宜，10点前旺盛的光合作用消耗大量CO2，导致10点时CO2浓度较低
不同光照强度下的番茄光合速率
适当增加CO2含量、光照强度
(2)为进一步探究夏日晴天中午时气温和相对湿度对番茄光合作用的影响，分别将番茄在露地(对照组)、小塑料棚栽培(实验组，控制气温、相对湿度)，并调控光照和CO2浓度等条件相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
可以推测中午时对番茄光合速率影响较大的环境因素是　　　　，其依据是________________________________________________________________。(3)在番茄花期，怎样防止落花落果？____________________________________________________________________________________________________。
相对湿度
在相同气温条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大
在番茄的花上喷洒一定浓度的生长素类似物(或2，4－ D、NAA)
6.(2022·山东济南调研)某兴趣小组为了探究NaHCO3溶液浓度、光照强度对黑藻净光合速率的影响，先后进行了甲、乙两个实验，所得实验结果分别如图1、图2所示。请回答下列问题：
(1)该兴趣小组在进行实验时需控制好无关变量，甲、乙实验共有的无关变量有______________________________________________________(答出2点)。(2)NaHCO3溶液能为黑藻的光合作用提供CO2，当NaHCO3溶液的浓度为30(mg·L－1)时，黑藻的净光合速率降低，主要原因是_____________________________________________________________________________________。
温度、黑藻的大小及生理状态等(答出任意2点即可)
NaHCO3溶液浓度为30(mg·L－1)时，浓度过高，使黑藻细胞失水，从而影响黑藻的光合作用
(3)该兴趣小组进行乙实验时，所用NaHCO3溶液的浓度宜为　　　　(mg·L－1)，作此判断的理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
20
NaHCO3溶液的浓度为20(mg·L－1)时黑藻的净光合速率最大，而NaHCO3溶液的浓度为乙实验的无关变量，设计实验时无关变量应保持相同且适宜(答案合理即可)
(4)该兴趣小组为了进行甲、乙两个实验，在实验前先培养黑藻一段时间，发现黑藻叶片变得暗绿。他们查阅资料发现，植物叶色暗绿可能是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏。请设计实验探究缺磷会造成类胡萝卜素缺乏而使黑藻叶片暗绿，简要写出实验设计思路即可。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
将生理状态相同的黑藻随机均分为两组，一组培养在完全培养液中，另一组培养在缺磷的培养液中，然后在相同且适宜的条件下培养至叶片出现颜色差异，最后利用无水乙醇分别提取两组叶片色素，用纸层析法分离色素，观察比较两组对应滤纸条上色素带的宽窄和颜色深浅(答案合理即可)。