2019高考生物全程备考二轮复习教师用书：专题二代谢


第1讲 酶和ATP
第Ⅰ课时　基础自查——学生为主体·抓牢主干，以不变应万变

点点落实(一)　酶在代谢中的作用
[一过基础]
1．酶的来源、作用、本质与特性

2．读懂关于酶的3类曲线
(1)酶的作用原理曲线
曲线
解读

①由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能；
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动；
③用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能


(2)酶的特性曲线
曲
线

解
读
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有高效性；
②图2中两曲线比较，表明酶具有专一性

(3)影响酶促反应速率的因素曲线
曲
线

解
读
①分析图1和图2：温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率；
②分析图3：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度

3．归纳几种重要的酶及其作用
DNA
聚合酶
催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于DNA复制及逆转录
RNA
聚合酶
催化核糖核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于RNA合成(转录)及RNA复制
基因工程
工具酶
①限制酶：特异性识别和切割DNA分子(断开磷酸二酯键)；
②DNA连接酶：连接任意两个互补的DNA片段；
③Taq DNA聚合酶：用于PCR中扩增目的基因
DNA
解旋酶
用于DNA复制时打开双链间氢键
核酸
水解酶
包括DNA酶(破坏DNA)、RNA酶(破坏RNA)，可用于遗传物质化学本质探究
各种
消化酶
可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等
细胞工程
工具酶
纤维素酶、果胶酶(除去细胞壁)；胰蛋白酶或胶原蛋白酶(用于动物细胞培养)

[二过易错]
(1)饥饿时，胰高血糖素水平升高，促进糖原分解，说明激素具有酶的催化活性(2018·全国卷Ⅱ，T3B)(×)
(2)由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性(2017·全国卷Ⅱ，T3B)(×)
(3)在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶(2017·全国卷Ⅱ，T3A)(×)
(4)发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性(2015·江苏卷，T7A)(×)
(5)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用(2015·江苏卷，T7B)(√)
(6)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类(2015·海南卷，T4C)(√)
(7)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温(2014·山东卷，T4D)(×)
(8)滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解及滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率均涉及降低化学反应活化能原理(2013·四川卷，T4改编)(√)
(9)过酸、过碱或温度过高、过低，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活(×)
(10)同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同(×)
(11)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需的能量由磷酸提供(×)
(12)人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加(√)
[三过小题]
1．(2018·滨州一模)如图表示酶的催化反应过程，有关叙述错误的是(　　)

A．该酶促反应过程可表示为a＋b→c＋d
B．适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率
C．c或d的生成速率可以表示酶促反应的速率
D．若探究底物浓度对酶促反应速率的影响，b的数量就是实验的自变量
解析：选A　由图可知，a表示酶，b表示底物(反应物)，c、d表示产物(生成物)。该酶促反应过程可表示为b酶,c＋d，A错误；在一定范围内，适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率，B正确；b的分解速率及c或d的生成速率可以表示酶促反应的速率，C正确；若探究底物浓度对酶促反应速率的影响，b的数量就是实验的自变量，D正确。
2．(2019届高三·天津质检)如图为pH对作用于同一底物的两种水解酶活性的影响，相关叙述正确的是(　　)

A．在任何温度条件下，pH＝5时，酶1的活性高于酶2
B．将酶2由pH＝9转移到pH＝4的环境中，活性上升
C．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同
D．酶1和酶2能够水解同一种底物是酶专一性的体现
解析：选C　高温使酶变性失活，在高温条件下，pH＝5时，酶1的活性等于酶2，A错误；过酸、过碱使酶变性失活，pH＝9的环境下，酶2的空间结构被破坏，即使转移到pH＝4的环境中酶的活性也不能恢复，B错误； 由图可知，在最适pH的两侧，存在酶活性相同的两种不同的pH，C正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类底物的特性，D错误。
3．(2019届高三·石家庄摸底)某同学为了验证淀粉酶的专一性，设计以下三种方案，下列说法错误的是(　　)

各组试管的添加物质
鉴定试剂
方案一
一组试管内加淀粉酶和淀粉，另一组试管内加淀粉酶和蔗糖
碘液
方案二
一组试管内加淀粉酶和淀粉，另一组试管内加淀粉酶和蔗糖
斐林试剂
方案三
一组试管内加淀粉酶和淀粉，另一组试管内加蔗糖酶和淀粉
碘液
A.方案一两组试管中加入的各种物质的量应该相等
B．方案一不可行的原因是碘液不能检测蔗糖是否被分解
C．方案三中将碘液换成斐林试剂可以证明淀粉酶具有专一性
D．方案二可行的原因是斐林试剂既可以证明淀粉是否被分解，也能证明蔗糖是否被分解
解析：选C　方案一中自变量为反应物的种类，两组试管中加入的各种物质的量为无关变量，应该相等，A正确；碘液不能检测蔗糖是否被分解，因此方案一不可行，B正确；方案三中自变量为酶的种类，将碘液换成斐林试剂只说明了淀粉酶能催化淀粉的水解，没有说明不能催化其他底物，因此不能证明淀粉酶具有专一性，C错误；方案二可行的原因是斐林试剂既可以证明淀粉是否被分解，也能证明蔗糖是否被分解，D正确。
点点落实(二)　ATP在能量代谢中的作用
[一过基础]
1．能量转换过程和ATP的产生与消耗
(1)能量转换过程

(2)ATP的产生与消耗
转化场所
常见的生理过程
细胞膜
消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体
产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等
线粒体
产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
核糖体
消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP：DNA复制、转录等

2．明辨四种化合物中的“A”




①ATP中的“A”为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
②DNA中的“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸
③RNA中的“A”为腺嘌呤核苷酸
④核苷酸中的“A”为腺嘌呤

[二过易错]
(1)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶(2018·全国卷Ⅰ，T1A)(√)
(2)植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP(2018·全国卷Ⅲ，T5D)(√)
(3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(2017·海南卷，T3A)(×)
(4)水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量(2017·海南卷，T10D)(×)
(5)DNA与ATP中所含元素的种类相同(2015·全国卷Ⅰ，T1A)(√)
(6)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(2014·全国卷Ⅱ，T1C)(√)
(7)在生物体的活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(2014·四川卷，T1D)(×)
(8)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(×)
(9)ATP含有核糖，酶一定不含核糖(×)
[三过小题]
1．下列关于生物体内ATP的叙述，正确的是(　　)
A．酵母菌进行无氧呼吸的各反应阶段均生成少量ATP
B．运动时肌肉细胞中ATP的消耗速率远高于其合成速率
C．线粒体和叶绿体中消耗[H]的过程伴随着ATP含量增加
D．突触前膜释放神经递质的过程中常伴随着ATP的水解
解析：选D　酵母菌进行无氧呼吸，仅在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP, A错误。运动时肌肉细胞中ATP的消耗速率与其合成速率处于动态平衡，B错误。在暗反应阶段，C3接受ATP水解释放的能量并且被[H]还原，即叶绿体中消耗[H]的过程伴随着ATP含量减少；在线粒体内膜上[H]与氧结合生成H2O，同时释放大量能量，产生大量ATP，C错误。突触前膜以胞吐的方式释放神经递质，该过程需要ATP水解供能，D正确。
2．(2016·全国卷Ⅰ)下列与神经细胞有关的叙述，错误的是(　　)
A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生
B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C．突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP
D．神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
解析：选B　神经元线粒体的内膜上进行有氧呼吸的第三阶段，有氧呼吸的第三阶段[H]和氧气结合生成水，同时生成大量的ATP。神经递质在突触间隙中的移动属于扩散，不消耗ATP。蛋白质的合成都需要消耗ATP。神经细胞兴奋后恢复为静息状态时，将Na＋排出细胞，是主动运输的过程，需要消耗ATP。
3．(2019届高三·福州两校联考)如图是生物界中能量通货——ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．组成图中M和N的元素与动植物体内重要储能物质的组成元素相同
B．图中①过程消耗的能量1可来自光能，②过程释放的能量2可转化成光能
C．图中能量2可以为葡萄糖进入人成熟的红细胞直接提供能量
D．代谢旺盛的细胞内ATP含量较多，代谢缓慢的细胞内ADP含量较多
解析：选B　图中M表示腺嘌呤，腺嘌呤含有氮元素；N表示核糖，动物体内重要的储能物质是脂肪，植物体内重要的储能物质是淀粉，都不含氮元素，A错误。光合作用的光反应过程中，合成ATP所需的能量来自光能；萤火虫夜间发光消耗的能量可由ATP直接提供，B正确。葡萄糖进入人成熟红细胞的运输方式为协助扩散，需要载体，不消耗能量，C错误；ATP在细胞内的含量不多，代谢旺盛的细胞内ATP和ADP的相互转化更为迅速，D错误。

一、选择题
1．下列关于细胞内酶的分布及其作用的叙述，正确的是(　　)
A．催化ATP水解的酶在活细胞中都有分布
B．人体细胞的细胞质基质中含有催化丙酮酸转化为CO2的酶
C．人体肌细胞内的RNA聚合酶只分布在细胞核中
D．酶通过为化学反应供能来提高化学反应速率
解析：选A　活细胞中均需消耗能量，催化ATP水解的酶在活细胞中都有分布，A正确；人体细胞的线粒体中含有催化丙酮酸转化为CO2的酶，B错误；人体肌细胞内的RNA聚合酶主要分布在细胞核中，少数分布在线粒体中，C错误；酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，D错误。
2．下列关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A．ATP的合成不一定都需要消耗有机物和氧气
B．人的造血干细胞和肌细胞中不存在相同的酶
C．酶降低化学反应活化能所需的能量由ATP供应
D．主动运输会导致细胞内ATP的含量明显增加
解析：选A　光合作用光反应合成ATP时，既不消耗有机物，也不消耗氧气，A正确；人的造血干细胞和肌细胞中都存在和细胞呼吸有关的酶，B错误；酶降低化学反应活化能不需要消耗能量，C错误；主动运输消耗ATP，另外，ATP在细胞中含量很少，不会出现明显增多的现象，D错误。
3．在最适温度和pH条件下将一定量的淀粉与淀粉酶进行混合，图中曲线①为麦芽糖生成量情况，曲线②或③为在P点时改变某一条件后所得。下列叙述正确的是(　　)
A．曲线①所示麦芽糖生成速率不断减小说明淀粉酶活性不断降低
B．在P点时若降低温度会得到曲线③，若提高温度会得到曲线②
C．在P点时若适当降低pH、将酶换成无机催化剂均会得到曲线③
D．在P点时若增加一定量的淀粉会得到曲线②
解析：选C　曲线①是在最适pH条件下得到的，故在P点时适当提高或降低pH均会得到曲线③；酶的催化效率高于无机催化剂，故将酶换成无机催化剂也会得到曲线③，C正确。曲线①所示麦芽糖生成速率不断减小是淀粉不断被消耗，含量减少所致，淀粉酶活性不改变，A错误。曲线①是在最适温度条件下得到的，故在P点时提高温度或降低温度均会得到曲线③，B错误。在P点时若增加淀粉量会使最终生成的麦芽糖总量增加，而图中麦芽糖的最终生成量是恒定的，所以曲线②不是增加淀粉量造成的，D错误。
4．(2018·中原名校质量考评)某同学在进行某一酶促反应实验时，第一次实验测得生成物的量随时间变化情况如图中曲线a所示，第二次实验仅对第一次实验中的条件进行了一处调整，实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是(　　)
A．酶的种类　　　　　　 　B．酶的用量
C．底物浓度 D．反应温度
解析：选C　从两条曲线可以看出，两次实验中反应速率均逐渐减慢，一段时间后反应终止，生成物不再增加，但两次实验中生成物的总量不同。如果改变酶的种类或反应温度，要么反应无法进行，要么反应总时间发生改变，但反应终止后生成物总量不会改变；如果改变酶的用量，反应总时间可能发生改变，但反应终止后生成物总量不会改变；如果改变底物的浓度，将会影响反应的速率和生成物总量，反应终止后生成物总量必然改变。
5．如图为ATP的结构示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中①也是构成DNA和RNA的五碳糖
B．图中②指高能磷酸键，在ATP分子中共有3个
C．图中③是mRNA与质粒共有碱基之一
D．图中④是构成DNA的基本组成单位之一
解析：选C　由图可知，①～④依次表示核糖、高能磷酸键、腺嘌呤、腺嘌呤核糖核苷酸。DNA分子中不含核糖，A错误；ATP分子中有3个磷酸键，高能磷酸键只有2个，B错误；质粒为环状DNA分子，DNA与RNA共有的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶，C正确；腺嘌呤核糖核苷酸是构成RNA的基本组成单位之一，D错误。
6．细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP之间的关系式来表示，称为能荷，公式如下：
能荷＝，其中AMP为一磷酸腺苷。能荷对代谢起着重要的调节作用，高能荷时，ATP生成过程被抑制，而ATP的利用过程被激发；低能荷时，其效应相反。下列说法错误的是(　　)
A．根据能荷的公式组成，推测一般情况下细胞能荷数值小于1
B．细胞中ATP、ADP和AMP之间可以相互转化
C．细胞在吸收Mg2＋时，能荷较低
D．能荷及其调节是生物界的共性
解析：选C　细胞吸收Mg2＋依靠主动运输，需消耗ATP，故ATP的利用过程被激发，此时应处于高能荷状态。
7．(2019届高三·丰台区检测)如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验的4个组别，下列相关叙述正确的是(　　)

A．温度是3号与4号的自变量
B．1号为对照组，其余为实验组
C．1号与4号对照，说明酶具有高效性
D．3号和4号实验可置于90 ℃水浴中进行
解析：选B　3号与4号的自变量是催化剂的种类(无机催化剂和酶)，温度是3号与4号的无关变量，A错误。1号未施加某一自变量，为对照组；2号、3号、4号均施加了某一自变量(分别是高温、无机催化剂、酶)，B正确。3号(加入无机催化剂)与4号(加入酶)对照，说明酶具有高效性，C错误。90 ℃水浴会使酶变性失活，所以3号和4号实验不可置于90 ℃水浴中进行，D错误。
8．(2019届高三·辽宁大连期末)下列试管中加入碘液后变成蓝色的是(　　)
试管
试管中的内容物
条件
1
2 mL淀粉溶液＋2 mL清水
37 ℃，5 min
2
2 mL淀粉溶液＋2 mL唾液
37 ℃，5 min
3
2 mL淀粉溶液＋2 mL唾液
95 ℃，5 min
4
2 mL淀粉溶液＋2 mL稀释的唾液
37 ℃，5 min
5
2 mL淀粉溶液＋2 mL唾液＋3滴盐酸
37 ℃，5 min
A.1、3、5 B．2、3、4
C．2、4、5 D．1、4、5
解析：选A　 1号试管中缺少唾液淀粉酶，淀粉不发生水解；3号试管中唾液淀粉酶在高温下变性失活，不能发挥催化作用；5号试管中唾液淀粉酶在盐酸作用后变性失活，不能发挥催化作用。因此，1、3、5号试管中加入碘液后变成蓝色。2号试管中淀粉被唾液淀粉酶催化水解，4号试管中稀释的唾液也具有催化作用，因此，2、4号试管中均不含淀粉，加入碘液后不变蓝。
9．如图是研究物质甲和物质乙对某种酶活性影响的变化曲线，下列叙述正确的是(　　)
A．物质甲能提高该化学反应的活化能
B．物质乙能提高该种酶的催化活性
C．减小底物浓度可以消除物质甲对该种酶的影响
D．增大底物浓度可以消除物质乙对该种酶的影响
解析：选D　在底物浓度较低且同一底物浓度下，加入酶和物质甲后反应速率比只加酶的反应速率大，说明物质甲提高了酶的催化活性，即降低了该化学反应的活化能，且减小底物浓度不能消除物质甲对该种酶的影响；在底物浓度较低且同一底物浓度下，加入酶和物质乙后反应速率比只加酶的反应速率小，说明物质乙降低了酶的催化活性；从图中可以看出，当底物浓度较大时，加入物质乙和酶时与只加酶的反应速率一样，说明增大底物浓度可消除物质乙对该种酶的影响。
10．为使反应物A→产物P，采取了有酶催化(最适温度和pH)和有无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析不合理的是(　　)

A．距离b可反映无机催化剂催化效率比有酶催化时效率低的原因
B．适当升高温度，有酶催化时的曲线Ⅱ对应的距离a将下降
C．图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表果糖和葡萄糖
D．图乙所示过程可以说明酶具有专一性
解析：选B　 图甲所示为最适温度和pH下的酶促反应，则适当升高温度时，酶降低活化能的程度减弱，即a将上升。
11．(2018·江西师大附中检测)图甲表示植物和人的淀粉酶在不同pH条件下的活性，图乙表示a、b、c三种脱氢酶的活性受温度影响的情况。下列说法正确的是(　　)

①植物和人的淀粉酶活性相同时，pH也可以相同
②若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐升高
③a、b酶活性相同时，温度对酶的影响相同
④c酶的最适温度应等于或大于40 ℃
A．①② B．①④
C．②③ D．②④
解析：选B　图甲中两条曲线的交点表示在pH＝6的条件下，植物和人的淀粉酶活性相同，①正确； 若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐降低，②错误；图乙中两条实线的两个交点说明 a、b酶活性相同，其中右侧交点对应的温度对a酶是促进作用，对b酶是抑制作用，③错误； 根据图乙中虚线分析，c酶的最适温度应等于或大于40 ℃，④正确。
12．研究人员以HCl溶液和淀粉酶为实验材料，探究它们对蛋白质和淀粉的催化水解作用，实验结果如图所示。有关分析错误的是(　　)

A．两图中，物质甲、乙分别为蛋白质和淀粉
B．图1、图2实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶
C．该实验可证明酶具有专一性和高效性
D．该实验可证明淀粉酶具有降低活化能的作用
解析：选D　酸能催化多糖、蛋白质等物质水解，故能同时催化蛋白质和淀粉水解的是HCl溶液(图1)；酶(淀粉酶)具有专一性，只能催化一种物质(淀粉)水解(图2)，所以乙是淀粉，甲为蛋白质。对比两图中乙的分解速度可以看出，无机催化剂的催化效率远远低于酶；本实验没有反映出酶具有降低活化能的作用。
二、非选择题
13．过氧化氢酶在食品工业中被用于除去制造奶酪的牛奶中的过氧化氢，也被用于食品包装，防止食物被氧化。据此回答下列问题：
(1)过氧化氢酶能够促进牛奶中过氧化氢的分解，其作用机理是________________________________________________________________________。
(2)某同学为证明过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，而不是RNA，进行了以下实验：
实验材料和试剂：试管、量筒、滴管、试管架、试管夹、新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液、用RNA酶处理过的过氧化氢酶溶液。
实验步骤：
①取三支试管，分别编号为甲、乙、丙，分别加入_____________________________
________________________________________________________________________；
②向甲试管中滴加两滴过氧化氢酶溶液，乙、丙试管的处理分别是________________________________________________________________________；
③观察三支试管中气泡产生的速率。
实验结果：甲、乙两试管中气泡产生的速率基本相同，丙试管中几乎没有气泡产生。
实验结论：____________________________________________________________。
(3)若某同学想通过实验探究过氧化氢酶的最适温度，则实验的设计思路是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)降低过氧化氢分解反应的活化能　(2)实验步骤：①等量的体积分数为3%的过氧化氢溶液　 ②乙试管中加等量的用RNA酶处理过的过氧化氢酶溶液、丙试管中加等量的用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液　实验结论：过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，而不是RNA　(3)设置一定的温度梯度，每个温度条件下都设置一个加酶和一个不加酶的两组实验
14．ATP是细胞内的一种重要的物质，它为细胞的许多生命活动直接提供能量。回答下列问题：
(1)ATP能在动物细胞的________________中产生，ATP发挥作用的机理是远离由________________构成的腺苷的高能磷酸键水解，释放能量。
(2)在叶绿体中的________上能形成ATP。如果对正常进行光合作用的植物突然遮光，则短时间内叶绿体内ATP/ADP的比值变化情况是________。
(3)在细胞内ATP的含量并不高，但可以满足细胞生命活动对ATP的大量需要，这是因为________________________________。
(4)ATP分子可以转化为ADP，ADP可以进一步转化为AMP，其转化关系如图所示。AMP的名称为________，AMP的结构简式可以表示为________。若用32P标记AMP，以该物质作为有关生理过程的原料，则在DNA复制和转录的产物中能检测到32P的是________(填“DNA复制”“转录”或“都不能”)。

解析：(1)ATP在动物细胞有氧呼吸过程中产生，场所是细胞质基质和线粒体。ATP水解的实质是远离腺苷的高能磷酸键断裂释放其中的能量，用于生命活动，腺苷由腺嘌呤和核糖构成。(2)叶绿体基粒的类囊体薄膜上进行光反应，此部位能产生ATP。对植物突然遮光，则光反应产生的ATP减少，暗反应中C3的还原消耗ATP，ADP暂时积累，导致叶绿体内ATP/ADP降低。(3)细胞中ADP与ATP相互转化的速度快，可以满足细胞生命活动对ATP的大量需要。(4)AMP的名称为腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一。AMP的结构中不含高能磷酸键。
答案：(1)细胞质基质、线粒体　腺嘌呤和核糖　(2)类囊体薄膜　下降　(3)细胞内ATP 与ADP相互转化的速率快　(4)一磷酸腺苷(或腺嘌呤核糖核苷酸)
A—P　转录
第Ⅱ课时　高考研究——教师为主导·锁定高考范围，备考更高效
高考地位
本专题在全国卷高考中一般会涉及1～2道考题，分值一般为6～10分
高考题型
选择题、非选择题均可能出现
高考热点
1
对酶的考查侧重于酶的本质、特性、影响酶活性的因素及相关曲线模型分析，尤其注重相关实验探究，以及对实验操作步骤、单一变量的设置，自变量与因变量的分析也经常涉及
2
对ATP的考查，多结合代谢过程、耗能的具体生理过程来考查ATP的来源、功能，也可从ATP的组成成分与其他有机分子的关系上进行命题


考点(一)　酶及其相关曲线分析
[师说考点]
1．走出有关酶的六个误区
(1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，合成原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成场所是核糖体或细胞核。
(2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上，凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶。
(3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。
(4)误认为“酶只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内发挥作用，也可在细胞外发挥作用。
(5)误认为“低温引起酶变性失活”，实际上低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，且低温处理后再回到最适温度时，仍具有高效催化性。
(6)误认为“过氧化氢酶和加热促使过氧化氢分解的机理相同”，实际上过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃态。
2．用“四看法”巧解酶促反应曲线类试题
明确坐标曲线中横、纵坐标表达的含义，通过联想再现教材中涉及的与图像曲线相关的知识点，找出横、纵坐标之间的内在联系是解答此类曲线题的关键，具体可用“四看法”分析：

[精研题点]
题点(一)　考查酶的本质和特性的理解
1．(2018·会宁期中)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A．人体中的酶只能在人体的内环境中起作用
B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．基因控制生物的性状有些是通过控制酶的合成来控制相应代谢过程实现的
D．酶均是由内分泌腺或外分泌腺的细胞合成的，具有高效性、专一性
解析：选C　 人体中的酶可以在内环境中起作用，也可以在消化道中起作用，A错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA，有的酶是在细胞内起作用的，只需要在核糖体上合成，不需要经过加工，B错误。基因控制生物的性状有两种途径，通过控制酶的合成来控制代谢过程是其中之一，C正确。酶是由活细胞合成的，D错误。
2．(2019届高三·安徽百所高中模拟)在各小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，并向各瓶中迅速加入等量的如图示中相应的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置(瓶内有气体产生，烧瓶即可浮起)。下列相关分析正确的是(　　)

A．图1中的烧瓶最先浮起
B．肝脏研磨液中的H2O2酶和Fe3＋的作用机理不同
C．图4中，沉入底部的烧瓶不能浮起
D．图2与图3对比，可说明酶具有高效性
解析：选D　由图分析可知，图3中含有新鲜H2O2酶，温度适宜，H2O2分解速率最快，故图3中的烧瓶最先浮起，A错误。肝脏研磨液中的H2O2酶和Fe3＋均为催化剂，均是通过降低H2O2分解反应所需要的活化能起催化作用的，B错误。图4中，久置肝脏研磨液中的酶的活性较低或已失活，但是H2O2在37 ℃下也可以分解，沉入底部的烧瓶能够浮起，C错误。图2与图3对比，自变量是催化剂的种类，能说明酶具有高效性，D正确。
[易错点拨]
与酶有关的四个提醒
(1)只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA，否则一般认定为蛋白质。
(2)酶只能由活细胞产生，不能来自食物，且几乎所有活细胞均可产生酶。
(3)催化化学反应是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源物质。
(4)辨析酶、激素、神经递质、抗体
①四者均具特异性(专一性)、高效性等特征。
②激素、神经递质、抗体由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后即被灭活，而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用，且可以多次发挥作用。
③活细胞都能产生酶(哺乳动物的成熟红细胞除外)，但只有少数特异性细胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。　　　　
题点(二)　与酶的影响因素相关的曲线辨析
3．如图曲线1表示胃蛋白酶在最适条件下的酶促反应速率与反应物浓度的关系，下列叙述正确的是(　　)
A．曲线1表明随反应物浓度增大，胃蛋白酶的活性先增大后保持稳定
B．曲线1中反应速率稳定后若增加胃蛋白酶的浓度可提高反应速率
C．若稍微提高反应体系温度，则变化后的反应速率可能如曲线2所示
D．若将胃蛋白酶换成无机催化剂，则变化后的反应速率如曲线3所示
解析：选B　曲线1表明随反应物浓度增大，胃蛋白酶的酶促反应速率先增大后保持稳定，在题设条件下胃蛋白酶的活性基本保持不变，A错误。曲线1中反应速率稳定后，胃蛋白酶的浓度为限制酶促反应速率的主要因素，此时若增加胃蛋白酶的浓度可继续提高反应速率，B正确。在最适条件的基础上，若稍微提高反应体系温度，则胃蛋白酶活性降低，变化后的反应速率应如曲线4所示，C错误。酶的催化效率高于无机催化剂，若将胃蛋白酶换成无机催化剂，则变化后的反应速率应如曲线4所示，D错误。
4．(2019届高三·桂林、贺州模拟)如图表示有关因素(甲、乙、丙分别为底物浓度、温度和pH)对酶促反应速率的影响。下列与酶有关的叙述正确的是(　　)

A．图中三条曲线所代表的因素均能影响酶的活性
B．酶、激素、神经递质发挥作用后均立即被分解或被灭活
C．E点、H点酶促反应速率最大的原因是酶能提供的活化能最大
D．在一定条件下，酶的催化效率才能高于无机催化剂
解析：选D　温度和pH能影响酶的活性，底物浓度影响反应速率，但不影响酶的活性，A错误；激素和神经递质发挥作用后立即被分解或被灭活，酶可以多次起催化作用，B错误；E点、H点酶促反应速率最大的原因是酶降低的反应活化能最大，C错误；只有在一定条件下，酶的催化效率才能高于无机催化剂，过酸、过碱、高温均会使酶失活，D正确。
[锁定热点]
1．猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在适宜温度水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。下列对实验现象的预测最可能的是(　　)

A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块都消失
B．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
C．甲和乙中溶液都呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
D．甲中溶液不呈紫色、乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
解析：选C　甲试管中含蛋白液，加入猪笼草分泌液(蛋白酶)后，蛋白质被蛋白酶分解，但蛋白酶本身是蛋白质，加入适量的双缩脲试剂后，溶液显紫色；乙试管中含蛋白液，加入适量的双缩脲试剂后，溶液呈紫色；丙试管中含蛋白块，加入猪笼草分泌液(蛋白酶)后，蛋白质会被蛋白酶分解，蛋白块消失；丁试管中含蛋白块，加水后蛋白块不分解，蛋白块不消失。
2．实验人员从热泉地带的细菌M中分离出一种耐高温的蛋白质酶M，并在不同温度下测定了酶M的活性，结果如图所示。曲线①为酶M在各温度下酶活性相对最高酶活性的百分比；曲线②为酶M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得到的数据。以下推测合理的是(　　)

A．30 ℃和100 ℃时酶M空间结构改变不具催化作用
B．80 ℃时影响酶活性的因素主要是pH和底物浓度
C．酶M催化反应的最适温度和保存温度都是80 ℃
D．酶M催化反应时将温度控制在60～70 ℃效果最佳
解析：选D　30 ℃时，酶M空间结构相对稳定；底物浓度不影响酶的活性；酶M催化反应的最适温度是80 ℃，酶M的保存温度最好是30 ℃；在60～70 ℃，酶M不仅活性较高，残余活性也较强，是该酶发挥作用的最佳温度范围。
3．将新鲜黄瓜切成厚薄大小均相同的若干片，在25 ℃、pH＝7的适宜条件下，将3片黄瓜薄片置入一定体积和浓度的H2O2溶液中，H2O2分解产生的O2量随时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．若适当增加黄瓜薄片的数量，b值将增大
B．图中的反应体系中酶促反应速率先快后慢
C．图中O2量不再增加的原因是受到H2O2的量的限制
D．肝脏研磨液代替黄瓜薄片，调节反应条件但不改变a值
解析：选A　若适当增加黄瓜薄片的数量，H2O2酶量增加，反应时间会缩短，b值将减小，A错误；图中曲线H2O2浓度在不断减少，所以酶促反应速率先快后慢，B正确；图中O2量不再增加的原因是受到底物H2O2的量的限制，C正确；肝脏研磨液代替黄瓜薄片，调节反应条件但不能改变a值，D正确。
考点(二)　与酶相关的实验设计与探究
[师说考点]
1．掌握有关酶的两类实验设计思路
(1)验证类
实验名称
对照组
实验组
衡量标准
验证某种酶的本质是蛋白质或RNA
已知蛋白液＋双缩脲试剂
待测酶液＋双缩脲试剂
是否出现紫色
已知RNA＋吡罗红试剂
待测酶液＋吡罗红试剂
是否出现红色
验证酶具有催化作用
底物＋适量蒸馏水
底物＋等量的相应酶液
底物分解速率
验证酶具有专一性
底物＋相应酶液
同一底物＋不同酶液或不同底物＋相同酶液
底物是否分解
验证酶具有高效性
底物＋无机催化剂
底物＋等量的相应酶液
底物分解速率

(2)探究类——探究酶的最适温度或最适pH
①实验设计思路

②实验设计程序

2．有关酶促反应实验的注意事项
反应物和酶的选择
①研究酶的适宜温度实验时，不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢的分解，因为过氧化氢在加热的条件下分解会加快；
②研究酶的适宜pH实验时，由于酸对淀粉有分解作用，并且碘液可与碱反应，所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，常选用过氧化氢和过氧化氢酶
检测时试剂的选择
①研究温度对酶活性影响的实验时，检测淀粉是否分解用碘液，一般不选用斐林试剂，因为用斐林试剂检测需水浴加热，而该实验中需严格控制温度；
②若物质反应前后均能与试剂发生反应，如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应，再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应，此类试剂不能选用；
③若物质反应前后均不能与试剂反应，如蔗糖和水解后的单糖均不能与碘液反应，此类试剂也不能选用

[精研题点]
题点(一)　考查有关酶实验的设计思路
1．(2019届高三·烟台模拟)下列有关酶的实验设计思路正确的是(　　)
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
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．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
解析：选B　 淀粉酶能催化淀粉的分解，但不能催化蔗糖的分解，若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性时，不能用碘液检测，应用斐林试剂，A错误；酶的高效性是相对无机催化剂而言的，所以研究酶的高效性时，应将酶和无机催化剂进行对比，B正确；过氧化氢的分解受温度影响，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，C错误；胃蛋白酶的适宜pH是1.5，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时，pH不能设置成3、7、11三个浓度，D错误。
2．(2016·全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是(　　)
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
解析：选C　在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。
题点(二)　考查酶特性的实验探究
3．(2018·广州二测)研究者用磷酸化酶(混合酶)、单糖、淀粉和不同pH缓冲液组成不同反应体系，并测定了各反应体系中淀粉含量的变化(实验中pH对淀粉含量没有直接影响)，结果见下表。随后，测定了水稻开花后至成熟期间，水稻籽粒中淀粉含量和磷酸化酶相对活性的变化，结果如图所示，回答下列问题：
不同反应体系中淀粉含量的变化
pH
5.7
6.0
6.6
6.9
7.4
淀粉量
(mg/mL)
作用前
0.846
0.846
0.846
0.846
0.846
作用后
0.612
0.801
1.157
1.121
0.918

(1)分析表格中淀粉量的变化情况，推测磷酸化酶的具体功能包括________________________________________________________________________。
(2)结合图表分析，开花后10～20天内，水稻籽粒细胞中pH可能在______(填“5.7”“6.0”或“6.6”)附近，此时间段内，水稻籽粒中磷酸化酶相对活性与淀粉含量变化的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)另有研究发现，水稻籽粒细胞中pH基本稳定，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请综合分析，水稻开花后至成熟期间，磷酸化酶相对活性发生变化的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)从表中数据比较分析可知，本实验的自变量是pH，因变量是淀粉含量的变化，当pH为5.7和6.0时，反应体系中淀粉的含量减少，说明反应体系中部分淀粉在磷酸化酶的作用下分解了；当pH为6.6、6.9和7.4时，反应体系中淀粉的含量增加，说明反应体系中在磷酸化酶作用下有淀粉合成。即磷酸化酶(混合酶)在这个反应体系中在不同pH条件下，可以催化淀粉分解，也可以催化单糖合成淀粉。(2)结合图表分析，开花后10～20天内磷酸化酶的相对活性较高，淀粉积累的速度最快，所以水稻籽粒细胞中的pH可能是6.6；从图中曲线分析可知，在10～20天内，前段磷酸化酶相对活性增高，淀粉含量积累加快，后段磷酸化酶相对活性下降，淀粉含量积累减缓。(3)水稻籽粒细胞中可能存在酸碱缓冲物质，能减少H＋、OH－的浓度波动，维持pH 基本稳定。(4)综合分析，水稻开花后至成熟期间，磷酸化酶相对活性发生变化的原因可能是细胞内基因表达情况发生了变化、激素含量的变化影响了细胞代谢、水稻籽粒细胞中代谢产物积累改变了酶的活性等。
答案：(1)催化淀粉的分解与合成　(2)6.6　前段磷酸化酶相对活性增高，淀粉含量积累加快；后段磷酸化酶相对活性下降，淀粉含量积累减缓(合理即可)　(3)水稻籽粒细胞中存在酸碱缓冲物质，能减少H＋、OH－的浓度波动，维持pH 基本稳定(合理即可)　(4)细胞内基因表达情况发生了变化、激素含量的变化影响了细胞代谢、水稻籽粒细胞中代谢产物积累改变了酶的活性等(合理即可)
[方法指导]
酶的验证、探究或评价性实验题解题模板
　　　　
[锁定热点]
1．如表所示为酶相关实验探究流程(每组所用的可溶性淀粉溶液和酶溶液均在对应温度下保温一段时间再混合)。下列叙述错误的是(　　)
项目
A组
B组
C组
步骤一
向各组试管内加入2 mL可溶性淀粉溶液
步骤二



步骤三
分别用斐林试剂检验，观察并记录实验结果
A．A组和B组对照，说明酶具有专一性
B．A组和C组对照，说明酶的活性受温度的影响
C．实验结果是B、C组试管内均出现砖红色沉淀
D．A、B组实验中，酶的种类为自变量
解析：选C　A组和B组对照，自变量是酶的种类，说明酶具有专一性；A组和C组对照，自变量是温度，说明酶的活性受温度的影响；实验结果是A组试管内出现砖红色沉淀。
2．如图是某课外活动小组在探究酶活性的影响因素时绘制的实验结果。下列有关叙述正确的是(　　)

A．实验的自变量是H2O2的分解速率，因变量是温度
B．100 ℃时H2O2剩余量最少，说明高温条件下酶没有失活
C．0 ℃时H2O2几乎没有分解，说明此温度下酶的活性受到抑制
D．75 ℃时H2O2酶的活性高于50 ℃时H2O2酶的活性
解析：选C　本实验的自变量是温度，因变量是H2O2的分解速率，A错误；H2O2在100 ℃时剩余量最少，是因为高温促使H2O2分解速率加快，不能说明高温条件下酶没有失活，B错误；0 ℃时H2O2几乎没有分解，说明此温度下酶的活性受到抑制，C正确；75 ℃时H2O2的剩余量低于50 ℃时H2O2的剩余量，是因为温度较高时，H2O2自身分解速率较快，而不是酶活性较强，D错误。
3．(2019届高三·南通模拟)不良环境能使植物体内酶活力下降，酶活力降低的程度可作为衡量植株耐受性的重要指标。为探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力，研究人员将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中，用相同浓度的汽车尾气处理16 h后，取叶片研磨获得叶片研磨液，并用如图所示装置进行实验，每组实验测定4次，每次向锥形瓶中加入2 mL叶片研磨液后测定5 min内的气体收集量，结果如表所示(单位：mL)。请回答下列问题：


次数
第1次
第2次
第3次
第4次
平均
植
物

香
樟
对照组
2.1
2.0
2.2
2.1
2.1
实验组
1.6
1.45
1.5
1.35
1.48
杜
鹃
对照组
3.0
2.8
2.9
2.9
2.9
实验组
1.8
1.9
2.0
1.9
1.9

(1)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
对照组的处理方式是_____________________________________________________。
(2)制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时，加入缓冲液的目的是________________________。恒温水浴设定为32 ℃的原因是________________________。
(3)每次实验均统计相同时间内气体收集量，目的是________________________。每种实验材料均进行4次实验的目的是________________________。
(4)实验表明：对汽车尾气污染耐受能力较强的植物是________，判断的理由是________________________。
解析：(1)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是酶活力越高，过氧化氢分解的速率越快，气体产生量越多，实验组的处理方式是将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中，用相同浓度的汽车尾气处理16 h，由此可知对照组的处理方式是将生理状况相似的香樟或杜鹃在不含汽车尾气的密闭气室中放置16 h。(2)实验要遵循单一变量原则，制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时，加入缓冲液的目的是避免研磨过程中pH变化对过氧化氢酶产生影响；32 ℃时，过氧化氢酶的活性较高，故恒温水浴设定为32 ℃。(3)每次实验均统计相同时间内气体收集量，目的是避免时间差异对实验结果产生影响，每种实验材料均进行4次实验的目的是重复实验计算平均值，保证实验数据的可靠性。(4)根据表格数据可知：相同浓度的汽车尾气处理后，与对照组相比，香樟5 min内的平均气体收集量变化的幅度较小，说明香樟过氧化氢酶活力下降的幅度较小，故对汽车尾气污染耐受能力较强的植物是香樟。
答案：(1)酶活力越高，催化过氧化氢分解速率加快，气体产生量越多　将生理状况相似的香樟或杜鹃在不含汽车尾气的密闭气室中放置16 h　(2)避免研磨过程中pH变化对过氧化氢酶产生影响　32 ℃时，过氧化氢酶的活性较高(合理即可)　(3)避免时间差异对实验结果产生影响　重复实验计算平均值，保证实验数据的可靠性　(4)香樟　相同浓度的汽车尾气处理后，香樟过氧化氢酶活力下降的幅度较小

[课堂巩固落实]
1．(2019届高三·南昌月考)图示曲线反映温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是(　　)

A．酶A的最适温度应大于酶B的最适温度
B．图中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同
C．图中d点，酶B和酶C的空间结构都有一定的破坏
D．酶B和酶C都可能存在人体的内环境中
解析：选C　从图中只能得出酶A的最适温度，不能得出酶B的最适温度，也不能比较酶A与酶B最适温度的大小，A错误。低温时酶的活性降低，但空间结构不变，高温时酶的空间结构被破坏，图中a点和c点，酶A的空间结构不相同，B错误。高温、强酸和强碱都会使酶的空间结构发生改变，C正确。人体内环境的pH范围为7.35～7.45，酶B和酶C的最适pH偏离这个范围，不能存在人体内环境中，D错误。
2．(2017·天津高考)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是(　　)
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
解析：选C　加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢；T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大。
3．在最适温度和最适pH条件下，用人体胃蛋白酶溶液与一定量的稀释鸡蛋清溶液混合，测得生成物量与反应时间的关系如图中a曲线所示。下列说法正确的是(　　)
A．a曲线70 min后，生成物量不再增加的原因是酶的数量有限
B．探究胃蛋白酶的最适pH时应设置过酸、过碱和中性三组实验
C．将胃蛋白酶溶液的pH调至10进行实验，结果与b曲线一致
D．形成b曲线的原因可能是将反应温度变为25 ℃，其他条件不变
解析：选D　a曲线70 min后，生成物量不再增加的原因是底物(鸡蛋清)已经分解完了，A错误；探究胃蛋白酶的最适pH时，应设置若干适宜的pH梯度实验组，中性、过碱不是胃蛋白酶的最适pH，B错误；胃蛋白酶的最适pH为1.5，在过碱条件下，胃蛋白酶已经失活，实验结果与b曲线不一致，C错误；人体中胃蛋白酶的最适温度约为37 ℃，形成b曲线的原因可能是温度改变，其他条件不变，D正确。
4．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是(　　)
方案
催化剂
底物
pH
温度
①
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白块
中性
室温
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
适宜
适宜
③
蛋白酶
蛋白质
适宜
不同温度
④
过氧化氢酶、氯化铁溶液
过氧化氢
强酸性
室温
A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
解析：选B　探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，方案①的自变量是酶的种类，可用于比较胃蛋白酶、胰蛋白酶在中性条件下酶的活性大小，A错误。方案②中催化剂只有淀粉酶，底物有淀粉和蔗糖，可用于验证淀粉酶的专一性；淀粉和蔗糖的水解产物都有还原糖，可用斐林试剂检测，B正确。蛋白酶与双缩脲试剂也发生反应，C错误。过氧化氢酶在强酸条件下失活，所以方案④中产生气泡较多的是加氯化铁溶液的一组，D错误。
5．(2019届高三·新余模拟)为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如图所示的实验操作。实验步骤为：

步骤①：取10支试管，分为五组。每组两支试管中分别加入1 mL某种淀粉酶溶液和2 mL 5%淀粉溶液。
步骤②：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。
步骤③：将装有混合溶液的五支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃水浴中。反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色。
回答下列问题：
(1)实验原理：淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖；淀粉酶的活性受温度影响；用碘液可检测淀粉，因为淀粉遇碘液变蓝，根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性。
(2)该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应
________________________________________________________________________。
(3)在本实验中，各组溶液的pH要保证__________________________，该实验________(填“能”或“不能”)选用斐林试剂检测实验结果，理由是____________________________________________。
(4)纠正实验步骤后，进行操作。一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如表所示(“＋”表示蓝色程度)：
组别
1
2
3
4
5
处理温度(℃)
15
25
35
45
55
结果
＋＋
＋
棕黄色
＋
＋＋
分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在________之间。某同学在进行本实验的过程中，发现反应时间过长。为缩短反应时间，请你提出合理的改进措施________________________________________________________________________。
解析：(2)该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应先将五组试管分别在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中保温一段时间。(3)为保证实验结果的准确可靠，在本实验中，各组溶液的pH要保证相同且适宜，该实验不能选用斐林试剂检测实验结果，因为利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度，最终影响实验结果。(4)分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在25～45 ℃之间。在进行本实验的过程中为缩短反应时间，可增加淀粉酶的量或浓度，也可降低底物的量或浓度。
答案：(2)先将五组试管分别在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中保温一段时间　(3)相同且适宜　不能　利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度，最终影响实验结果　(4)25～45 ℃　 增加淀粉酶的量或浓度(或降低底物的量或浓度)
[课下检测过关]
一、选择题
1．下列有关酶的叙述正确的是(　　)
A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
D．人体中酶的活性受温度、pH的影响
解析：选D　酶的本质是蛋白质或RNA，因此组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应物提供能量，B错误；所有的活细胞都能产生酶，C错误；酶的活性受温度、pH的影响，D正确。
2．(2019届高三·安徽六安检测)下列关于淀粉和淀粉酶的实验，叙述合理的是(　　)
A．淀粉酶是否能催化淀粉水解，可用碘液检验，也可以用斐林试剂检验
B．口腔中的唾液淀粉酶经过食道、胃进入小肠后可以继续水解淀粉
C．将淀粉和淀粉酶混合后置于不同温度下水浴可探究温度对酶活性的影响
D．若利用淀粉、蔗糖和淀粉酶证明酶的专一性，可以用碘液检验
解析：选A　淀粉是非还原糖，麦芽糖是还原糖，淀粉在淀粉酶的作用下水解产生麦芽糖，淀粉遇碘液变蓝，麦芽糖加入斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，因此可以利用碘液观察蓝色的深浅，也可以利用斐林试剂观察是否出现砖红色沉淀，来判断淀粉酶是否能催化淀粉水解。唾液淀粉酶进入胃中已经被胃液中的胃蛋白酶分解，因此不能继续水解淀粉。探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物在不同温度下分别保温后，再将相同温度条件下的酶与底物混合，保证反应是在特定温度下进行的。由于蔗糖是否发生水解都不与碘液反应，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘液检验实验结果。
3．利用表中选用的实验材料及试剂，可以完成相应课题研究的是(　　)
选项
课题
实验材料及试剂
A
证明酶具有专一性
淀粉溶液、麦芽糖溶液、淀粉酶、斐林试剂
B
证明酶具有高效性
淀粉、淀粉酶、蒸馏水、斐林试剂
C
探究温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
D
探究pH对酶活性的影响
pH为4～10的缓冲液、蛋白块、胰蛋白酶
解析：选D　 麦芽糖及其分解后的产物都是还原糖，故斐林试剂不能检测麦芽糖是否被分解，A不符合题意。若要证明酶具有高效性，应与无机催化剂对比，与蒸馏水对比只能证明酶具有催化作用，B不符合题意。温度会影响过氧化氢的分解速率，C不符合题意。可以通过观察蛋白块减小的速率来判断不同pH条件下酶活性的大小，D符合题意。
4．(2018·长沙检测)如图表示人体内某种酶促反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释错误的是(　　)
A．在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
D．该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征
解析：选B　影响酶促反应速率的因素不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，A、C正确，B错误；题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此该酶可能是胃蛋白酶，D正确。
5．在甲、乙、丙三支试管中分别加入一定量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液，在不同的温度条件下(均低于最适温度)反应，产物量随时间的变化曲线如图所示。据此判断，下列叙述正确的是(　　)
A．三支试管随着反应的进行，酶促反应的速率均不断下降
B．甲、乙、丙三支试管所处的温度为甲丙，B错误。适当提高甲试管的温度，酶促反应速率加快，但A点取决于底物的多少，不会上移，C错误。不同的温度导致乙和丙试管中的反应速率不同，D错误。
6．(2019届高三·西安模拟)如图是某研究小组用H2O2酶探究H2O2的分解条件而获得的实验数据曲线。下列相关叙述正确的是(　　)

A．由图甲可得出的实验结论是酶具有催化作用和专一性
B．图乙曲线出现AB段的原因最可能是H2O2酶的数量有限
C．图丙所示实验的自变量为溶液中H2O2量，因变量是酶的活性
D．用淀粉为实验材料探究pH对酶活性的影响也可得到图丙所示结果
解析：选B　由图甲可知，H2O2酶的催化效率明显高于Fe3＋，说明酶的催化作用具有高效性，A错误；图乙曲线AB段，随着H2O2浓度的升高，酶促反应速率不再加快，最可能的原因是H2O2酶的数量有限，B正确；图丙中实验的自变量是pH，因变量是溶液中H2O2量，C错误；因为淀粉在酸性条件下会被分解，所以不能用淀粉为材料来探究pH对酶活性的影响，D错误。
7．(2019届高三·揭阳段考)某同学在学习了酶的有关内容后想探究某些问题，设计了如下实验，有关实验步骤如表所示，相关叙述正确的是(　　)
试
管
稀释
唾液
置不同温度
中10 min
缓冲液
pH6.8
1%的淀
粉溶液
置不同温度
中10 min
稀
碘液
结
果
1
5滴

20滴
10滴

1滴

2
5滴
沸水浴
20滴
10滴
沸水浴
1滴

3
5滴

20滴
10滴

1滴

4
5滴
(煮)

20滴
10滴

1滴

A.2号试管因为高温破坏酶的活性滴加碘液不变蓝
B．本实验中，淀粉溶液的浓度和用量也是实验的自变量
C．本实验也可选用斐林试剂代替碘液进行检测
D．本实验的目的是探究温度对酶活性的影响
解析：选D　2号试管因为高温使酶失活，从而不能催化淀粉水解为还原糖，滴加碘液变蓝，A错误；本实验的自变量为温度，因此淀粉溶液的浓度和用量属于无关变量，B错误；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会改变实验的自变量，故本实验不能用斐林试剂代替碘液进行检测，C错误；根据表格实验方案可知，本实验的目的是探究温度对酶活性的影响，D正确。
8．某兴趣小组为了探究温度对酶活性的影响，用打孔器获取新鲜的厚度为5 mm的三片土豆，进行了如表实验。下列有关叙述错误的是(　　)
实验步骤
土豆片A
土豆片B
土豆片C
处理方式
静置
煮熟后冷却
冰冻
滴加质量分数
为3%的H2O2
1滴
1滴
1滴
观察实验现象
大量气泡
几乎不产气泡
少量气泡
A．土豆片的厚度大小是该实验的自变量
B．新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶
C．高温和低温都能影响过氧化氢酶的活性
D．定性实验无法确定过氧化氢酶的最适温度
解析：选A　土豆片的厚度都是5 mm，为无关变量，自变量是温度；由三组实验说明，新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶；三组实验对比，说明高温和低温都能使过氧化氢酶活性降低；定性实验是为了判断某种因素是否存在，无法确定过氧化氢酶的最适温度。
9．(2018·佛山质检)某同学进行了下列有关酶的实验：
甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液＋斐林试剂→有砖红色沉淀
乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液＋斐林试剂→无砖红色沉淀
丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋斐林试剂→？
下列叙述正确的是(　　)
A．丙组的实验结果是无砖红色沉淀
B．加入斐林试剂后通常还应沸水浴加热
C．该同学的实验目的是验证酶的专一性
D．为省去水浴加热步骤，可用碘液代替斐林试剂
解析：选C　丙组中，蔗糖酶可以把蔗糖水解为葡萄糖与果糖，二者均为还原糖，其在水浴加热条件下与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，A错误；加入斐林试剂后通常还应水浴加热，水浴加热的温度在50～65 ℃之间，B错误；实验中淀粉酶能分解淀粉，不能分解蔗糖，而蔗糖只能被蔗糖酶分解，证明酶具有专一性，C正确；碘液只能检测淀粉是否水解，不能检测蔗糖是否水解，D错误。
10．如图所示，abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，有关曲线的判断错误的是(　　)
A．曲线abd，若X为时间，Y可表示某一化学反应产物的产量
B．若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点时酶结构中的肽键数与b点时相同
C．曲线abd，若X为底物浓度，Y可表示酶促反应速率，bd不再增加可能是酶浓度的限制
D．曲线abc，若X轴为pH，则b点时酶的最适温度高于a点时的最适温度
解析：选D　曲线 abd 可表示某一酶促反应中产物的产量随时间而变化的曲线，底物完全反应后产物的产量不再增加，A 正确；若曲线 abc 为温度影响酶活性的曲线，则 c 点的高温条件会破坏酶的空间结构，但不会影响肽键数目，与 b 点温度条件下肽键数目相同，B 正确；曲线 abd 若表示酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，bd 不再增加可能是酶浓度的限制，C 正确；曲线 abc 若表示酶促反应速率随 pH 变化的曲线，则 b 点和 a 点酶的最适温度并没有改变，D 错误。
二、非选择题
11．酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图如图所示，请回答下列问题：

(1)该实验的自变量是__________________________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有________________________(答出两项即可)。
(2)据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂________的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某同学认为该实验小组的实验过程应是：
a．将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；
b．在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；
c．在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；
d．定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。
你认为该实验操作是否正确？____________，如果不正确，请进行改正：________________________________________________________________________。
解析：(1)由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应的活化能。(3)若对酶处理前先将酶与底物混合，则酶会先与底物发生反应，故应先对酶进行不同的处理，然后再将处理后的酶与底物混合。
答案：(1)抑制剂种类和底物浓度　温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等(合理即可)　(2)Ⅰ　在抑制剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降(合理即可)　(3)不正确　步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物(合理即可)
12．请回答下列有关酶的实验探究问题：
(1)为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：
试管号
A
B
实
验
步
骤
1
加入2 mL 5% H2O2溶液
加入2 mL 5% H2O2溶液
2
5滴2%H2O2酶溶液
5滴2%H2O2酶溶液
3
0.5 mL 5% NaOH溶液
0.5 mL 5% HCl溶液
4
观察气泡的产生速率
观察气泡的产生速率
上述实验设计中有两处不妥，请指出：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)一般情况下，不能用H2O2酶为材料探究温度对酶活性的影响，若要设置实验来证明温度能影响H2O2酶的活性，你认为应该怎样设置？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________(写出设计思路即可)。
查阅资料发现：H2O2在受热和日光照射时分解速率加快，在温度为30 ℃以下时比较稳定，在70 ℃以上时，分解速率加快。你认为设计上述实验时，应特别注意的事项是________________________________________________________________________。
解析：(1)①验证酶的活性受pH影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH＝7的对照组。②探究pH、温度对酶活性的影响时，应先将酶和底物置于相应的条件(pH、温度)下处理一段时间，然后再将酶与底物混合。(2)若要设置实验来证明温度能影响H2O2酶的活性，可采取每一温度下设置两支试管，一支试管中加入H2O2酶，另一支不加，比较同一温度下这两支试管中气泡的产生速率。但是要注意温度不宜太高，因为在较高温度下保温时，H2O2分解速率较快，可能会出现未加酶而H2O2已全部分解的情况。
答案：(1)①缺少pH＝7的对照组　②加入NaOH溶液和HCl溶液的时间顺序不合理，应在加入H2O2酶前将其加入，用于改变溶液的pH　(2)将盛有H2O2酶的试管保温于一系列不同温度下一段时间，然后与同温度的H2O2溶液混合，观察同温度下加H2O2酶和不加H2O2酶的两组试管中气泡的产生速率　将温度控制在70 ℃以下
13．(2019届高三·临沂模拟)已知大麦在萌发过程中可以产生α­淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α­淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验。回答下列问题：
试管号
GA
溶液
缓冲液
水
半粒种
子10个
实验步骤
实验
结果
步骤1
步骤2
1
0
1
1
带胚
25 ℃保温24 h后去除种子，在各试管中分别加入1 mL淀粉液
25 ℃保温10 min后各试管中分别加入1 mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅
＋＋
2
0
1
1
去胚
＋＋＋＋
3
0.2
1
0.8
去胚
＋＋
4
0.4
1
0.6
去胚
＋
5
0.4
1
0.6
不加种子
＋＋＋＋

注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。
(1)α­淀粉酶催化______________水解可生成二糖，该二糖是__________________。
(2)综合分析试管1和试管2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________，这两支试管中淀粉量不同的原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)α­淀粉酶能催化淀粉水解，淀粉的初级水解产物是麦芽糖，其水解后生成两个葡萄糖。(2)试管1和试管2两组进行对比，相互之间的自变量为是否有胚(或有无α­淀粉酶存在)，因变量是试管中淀粉的含量。在此对照实验中淀粉的含量由生成的α­淀粉酶的量决定，α­淀粉酶含量越高，则淀粉被水解得越多；α­淀粉酶含量越低，则淀粉被水解得越少；无α­淀粉酶，则淀粉不被水解。检测时，加入碘液后，颜色较深的含淀粉多，颜色较浅的含淀粉少。(3)以试管5作为空白对照，对比试管2和试管3，仅有试管3中的淀粉被分解，说明试管3有α­淀粉酶产生，而试管2没有α­淀粉酶产生。由此可以推断GA溶液在无胚的情况下可诱导种子生成α­淀粉酶，继而促进了淀粉的水解。(4)观察试管2、3和4，三者加入的GA溶液浓度呈梯度分布，且当GA含量越多时，试管中的淀粉越少。由此可推测，GA浓度高对α­淀粉酶的诱导效果好。
答案：(1)淀粉　麦芽糖　(2)少　带胚的种子保温后能产生α­淀粉酶，使淀粉水解　(3)诱导种子生成α­淀粉酶　(4)GA浓度高对α­淀粉酶的诱导效果好
第2讲 细胞呼吸与光合作用
第Ⅰ课时　基础自查——学生为主体·抓牢主干，以不变应万变

点点落实(一)　细胞呼吸的原理和过程
[一过基础]
1．理清有氧呼吸三个阶段的发生场所及物质和能量变化

2．判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物)
(1)产生CO2量＝消耗O2量→有氧呼吸。
(2)不消耗O2，产生CO2→无氧呼吸(酒精发酵)。
(3)释放CO2量>吸收O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。
(4)不吸收O2，不释放CO2→乳酸发酵或细胞已经死亡。
(5)有水生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。
3．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线

甲图
温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率
乙图
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0S2＋S4，表明该植物在这两昼夜内有机物的积累为负值，C正确；图中S2明显小于S4，造成这种情况的主要外界因素最可能是光照强度不同，D错误。
2．某研究小组用氧电极法测定了温度对发菜的光合作用和呼吸作用的影响，结果如图所示。据图分析正确的是(　　)

A．35 ℃时发菜细胞的光合速率和呼吸速率相等
B．30 ℃时若增大光照强度，发菜的光合速率一定会增大
C．15 ℃时发菜产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．从图中曲线变化可看出，25 ℃是发菜生长的最适温度
解析：选D　题图中O2的消耗量表示呼吸速率，O2的释放量表示净光合速率，35 ℃时发菜细胞的净光合速率和呼吸速率相等，A错误；由题干信息无法判断进行该实验时的光照强度是否为最适光照强度，所以在30 ℃时若增大光照强度，发菜的光合速率不一定会增大，B错误；发菜是原核生物，其细胞中没有线粒体和叶绿体，C错误；25 ℃时O2的释放量最大，即有机物积累量最大，所以25 ℃是发菜生长的最适温度，D正确。
3．如图是一种可测定呼吸速率的密闭实验装置，把装置放在隔热且适宜的条件下培养。下列分析不合理的是(　　)
A．该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率
B．若将NaOH溶液换为清水，可用来测定小麦种子无氧呼吸速率
C．若把小麦种子换为死种子，可作为该装置的对照，排除无关变量的影响
D．在实验全过程中温度计的示数不变
解析：选D　试管中NaOH溶液能吸收CO2，该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率；小麦种子的无氧呼吸有气体的释放，所以若将NaOH溶液换为清水，可用来测定小麦种子无氧呼吸速率；为排除无关变量的影响，可把小麦种子换为死种子，作为该装置的对照；呼吸作用会释放能量，所以在实验全过程中温度计的示数会发生改变。
4．(2019届高三·如皋调研)如图为某研究小组测定光照强度对植物叶片光合作用影响的实验装置。将该装置先放在黑暗条件下一段时间，然后给予不同强度的光照。关于该实验的叙述，正确的是(　　)

A．温度、CO2浓度和有色液滴的移动距离都是无关变量
B．CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定
C．如果有色液滴向右移动，说明不进行光合作用
D．如果有色液滴向左移动，说明不进行光合作用
解析：选B　依题意可知，该实验的目的是探究光照强度对植物叶片光合作用的影响，自变量是光照强度，因变量是有色液滴的移动距离，温度、CO2浓度等都是无关变量，A错误；CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定，B正确；有色液滴移动的距离是由装置内O2的变化量引起的，如果有色液滴向右移动，说明光合作用释放的氧气量大于呼吸作用吸收的氧气量，试管内气体压强变大，C错误；如果有色液滴向左移动，说明光合作用释放的氧气量小于呼吸作用吸收的氧气量，试管内气体压强变小，D错误。
5．请利用如图所示装置完成下列实验，并回答相应的问题(假设呼吸作用的底物为葡萄糖)：
(1)若用该装置在有光条件下进行一次实验来测定绿色植物的净光合速率：
①A中的溶液应为____________，其作用是__________________。
②假设净光合速率大于零，则净光合速率可通过记录单位时间内有色液滴________(填“左移”或“右移”)的距离来表示。
(2)若用该装置来测定绿色植物细胞的有氧呼吸速率，甲、乙、丙三名同学选择了不同的处理方法(如表所示)，其他条件相同且适宜，你认为________同学的处理最合理，理由是________________________________________________________________________。

装置是否遮光
A中溶液
甲
是
清水
乙
否
NaOH溶液
丙
是
NaOH溶液
(3)该装置除了用于检测净光合速率、呼吸速率、总光合速率(多个该装置)外，还可以同时利用多个该装置进行探究________________________。(答出一个实验名称即可)
解析：(1)①NaHCO3溶液可作为CO2的缓冲液，即当容器中CO2浓度高时，能吸收CO2，当CO2浓度低时则向外释放CO2，从而能够维持容器内CO2浓度的相对恒定。②当净光合速率大于零时，光合速率大于呼吸速率，植物向外释放O2，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的距离可用来表示净光合速率。(2)甲同学的做法中，有氧呼吸过程中(以葡萄糖为底物)CO2的产生量等于O2的消耗量，有色液滴不会移动，无法检测出有氧呼吸速率；乙同学在有光条件下进行实验，光合作用会对实验产生干扰；丙同学的做法最合理，实验条件为遮光，避免了光合作用的干扰，且用NaOH溶液吸收了容器内的CO2，可以通过单位时间内O2的消耗量(有色液滴左移的距离)来反映有氧呼吸速率大小。(3)该装置除了可用于上述实验外，还可以利用多个该装置探究环境因素对光合作用或呼吸作用的影响，如温度对植物光合作用或呼吸作用的影响，光照强度对植物光合作用的影响等。
答案：(1)①NaHCO3溶液　维持容器内CO2浓度的恒定　②右移　(2)丙　遮光避免光合作用对实验的干扰，NaOH用于吸收CO2，可以通过单位时间内O2的消耗量(有色液滴左移的距离)来反映呼吸速率大小(合理即可)　(3)温度对植物光合作用(或呼吸作用)的影响、光照强度对植物光合作用的影响等(答出一个即可)
[课下检测过关]
一、选择题
1．如图为某植物叶片衰老过程中光合作用和呼吸作用的变化曲线，下列分析正确的是(　　)
A．从第40 d开始叶片的有机物含量迅速下降
B．叶片衰老对植物来说只是消极地导致死亡的过程
C．据图推测叶片衰老时，叶绿体结构解体先于线粒体结构解体
D．57 d前呼吸作用较弱，所以叶片生命活动所需ATP有一部分由光合作用提供
解析：选C　从第40 d开始，虽然叶片光合作用强度开始下降、呼吸作用强度基本没有变化，但由于光合作用强度大于呼吸作用强度，叶片产生的有机物大于呼吸消耗的有机物，仍会输出有机物，因此40 d以后的一段时间内叶片有机物含量不会迅速下降；叶片衰老是正常的生命现象，不是消极的死亡过程；第40 d后，光合作用强度逐渐减小，可能是由于光合作用的场所叶绿体结构被破坏，到第60 d以后呼吸作用强度才开始下降，此时线粒体结构可能被破坏；光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应，其他生命活动所需的ATP均来自细胞呼吸。
2．(2018·北京丰台区一模)科研工作者在同一环境条件下(夏季晴天)测定了生长状态相同的北美枫香和美国红枫的净光合速率(光合速率与呼吸速率的差值)及蒸腾速率的日变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)


A．北美枫香和美国红枫光合作用消耗ATP最快的时刻分别是14：00和13：00
B．北美枫香和美国红枫积累有机物最多的时刻分别是11：00和15：00
C．美国红枫正午前后净光合速率下降与气孔关闭引起的CO2供应不足有关
D．在该实验条件下北美枫香根吸水能力大于美国红枫根吸水能力
解析：选C　光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段产生的ATP和[H]为暗反应阶段提供能量和还原剂，光合速率越大消耗ATP也就越快，图中未显示呼吸速率，因此无法确定光合速率大小，也就无法确定消耗ATP的快慢，A错误；净光合速率>0，说明有机物一直在积累，北美枫香和美国红枫积累有机物最多的时刻应该是由净光合速率>0变为净光合速率＝0的时刻，B错误；正午前后，光照强度过强，气孔关闭引起CO2供应不足，影响了暗反应的进行，光合速率下降，净光合速率下降，C正确；蒸腾作用有利于植物根对水分的吸收，根吸水的主要动力是蒸腾作用产生的拉力，蒸腾作用越强，根吸水能力越强，在该实验条件下北美枫香根吸水能力小于美国红枫根吸水能力，D错误。
3．将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在一定光照强度下测定叶片光合作用强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移
B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移
C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移
D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移
解析：选D　a点、b点分别是CO2补偿点、CO2饱和点，在a点浓度时，光合速率等于呼吸速率；b点浓度时，光合速率达到最大。如果光照强度适当降低，则光合作用强度会降低，a点应右移，b点左移；如果光照强度适当增强，则光合作用强度会增加，a点左移，b点右移。
4．利用下面实验装置进行与光合作用有关的实验，下列叙述正确的是(　　)

A．试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量
B．在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用产生氧气
C．为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验
D．为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化
解析：选C　试管中收集的气体量代表了净光合作用产生的氧气量，即光合作用氧气产生量和呼吸作用消耗量的差值，A错误；如果光照在光补偿点以下，可放出二氧化碳，B错误；为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，自变量为二氧化碳浓度，因此可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验，C正确；为了探究光照强度对光合作用的影响，应该选用多套装置设置不同的距离，D错误。
5．为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响，设计图甲所示实验装置若干(已知密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化)，在相同温度等条件下进行实验，一段时间后测量每个小室中的气体释放量，绘制曲线如图乙。下列叙述正确的是(　　)

A．若距离s突然由a变为b，短时间内叶绿体中C5含量增加
B．c点时该植物叶肉细胞产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
C．ab段表示该植物光合作用逐渐减弱，cd段表示呼吸作用逐渐增强
D．d点时该植物只进行呼吸作用，不进行光合作用
解析：选B　若距离s突然由a变为b，则光照减弱，光反应减弱，C3还原产生C5的速率减小，而短时间内C5的消耗速率不变，所以叶绿体中C5含量减少，A错误。c点时气体释放量为0，表示该植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，此时该植物叶肉细胞产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，B正确。ab段表示该植物光合作用强度逐渐减弱，cd段释放的CO2量增加，是因为光合作用强度逐渐减弱，但呼吸速率不变(温度不变)，C错误。d点时气体释放量仍在增加，该植物仍在进行光合作用，只是光合作用强度小于呼吸作用强度，D错误。
6．如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h内CO2的吸收量和释放量，光合速率和呼吸速率用单位时间内CO2的吸收量和CO2的释放量表示(图中a、b、c表示相应图形的面积)。下列叙述不合理的是(　　)

A．在18：00时和6：00时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等
B．假设该植物在24 h内呼吸速率不变，最大光合速率为85 mg/h
C．该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为a＋c－b
D．中午12：00时左右，叶片上部分气孔关闭，光合速率下降，与植物光合速率最大时相比，此时该植物叶绿体内C5的含量下降
解析：选D　题图显示，在18：00时和6：00时，该植物在单位时间内CO2的吸收量＝CO2的释放量＝0，说明此时该植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等；假设该植物在24 h内呼吸速率不变，据图可知，在没有光照时，其呼吸速率为10 mg/h，最大净光合速率为75 mg/h，而最大光合速率＝呼吸速率＋最大净光合速率＝10＋75＝85(mg/h)；该植物上午积累的有机物为c，下午积累的有机物为a，晚上呼吸消耗的有机物为b，所以一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为a＋c－b；中午12：00时左右，叶片上部分气孔关闭，使植物从外界吸收的CO2减少，导致CO2的固定过程减弱，消耗的C5减少，而C3的还原在一段时间内正常进行，仍然有C5的生成，所以C5的含量应上升。
7．寒富苹果叶片发育的好坏是果树产量和品质的基础，通过对寒富苹果叶片发育过程中光合特性的研究，探究叶片发育过程中光合生产能力，可为寒富苹果的栽培管理提供科学依据。以下是某研究小组的研究结果，有关说法正确的是(　　)

注：植物总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率。
A．可用单位时间内O2的产生量衡量净光合速率
B．图1中A点和B点表示在相应光照强度下，植物不进行光合作用
C．图2中萌芽后的前25 d净光合速率较低与叶片发育时细胞呼吸较强有关
D．图1显示随着寒富苹果叶片的发育，叶片对强光的利用能力降低
解析：选C　单位时间内O2的产生量表示总光合速率，净光合速率的表示方法一般有单位时间内O2释放量、CO2吸收量和有机物的积累量，A错误；据图可知A点、B点时净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，即植物依然有一定强度的光合作用，B错误；萌芽后的前25 d，净光合速率偏低，原因是叶片光合作用能力较低及叶片发育时需要较强的呼吸作用提供能量，C正确；图1显示，叶片发育60 d时在强光下的净光合速率大于15 d时的净光合速率，说明随着寒富苹果叶片的发育，叶片对强光的利用能力增强，D错误。
8．某兴趣小组的同学针对北方春季某密闭的农业大棚中番茄一昼夜的光合作用和呼吸作用情况展开了调查，调查结果如图所示。下列关于该结果的分析正确的是(　　)

A．e点时大棚中CO2浓度最高，氧气浓度最低
B．该大棚中的番茄一昼夜的净积累量等于Sm－(SM＋SN)(S表示面积)
C．b点时叶肉细胞中产生[H]的场所有叶绿体基质和线粒体内膜
D．d点时番茄叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度
解析：选B　从d点(18点)到第二天早上6点，作物一直在向外释放CO2，大棚中的CO2浓度一直在升高，氧气浓度一直在降低；从6点到18点，CO2浓度一直在下降，所以CO2浓度最高、氧浓度最低的点应为b点，A错误。Sm是白天的净积累量，减去(SM＋SN)，即为一昼夜的净积累量，B正确。b点时叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，细胞中产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质和叶绿体类囊体薄膜，C错误。d点时大棚内番茄的光合作用强度等于呼吸作用强度，由于存在根等只进行呼吸作用的部位，所以番茄叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，D错误。
9．(2018·全国名校名师原创)某研究小组利用特定的实验装置来研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件均相同且适宜)，根据结果绘制成如图所示曲线。下列关于该实验的叙述正确的是(　　)

A．温度高于35 ℃时，该植物不能正常生长的原因是不能进行光合作用
B．25 ℃和30 ℃时，该植物的CO2消耗量基本相等
C．该植物的呼吸作用最适温度为35 ℃
D．温度由5 ℃升高到25 ℃的过程中，该植物积累的有机物量逐渐减少
解析：选B　由图可知，温度高于35 ℃时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用消耗的CO2量，即光合作用强度小于呼吸作用强度，净光合速率小于零，该植物不能正常生长，而且高于35 ℃的一定温度范围内，该植物仍能进行光合作用，A错误。CO2消耗量表示总光合作用量，25 ℃和30 ℃时该植物的CO2消耗量基本相等，B正确。图中温度高于35 ℃的一定范围内，随温度升高呼吸作用产生的CO2量增加，所以35 ℃并非该植物呼吸作用的最适温度，C错误。净光合作用量＝总光合作用量－呼吸作用量，该植物积累的有机物量可用净光合作用量表示，温度由5 ℃升高到25 ℃的过程中，该植物的净光合作用逐渐增强，即该植物积累的有机物量逐渐增加，D错误。
10．(2019届高三·漯河模拟)图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(　　)

A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用
解析：选C　在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐增大；光合作用有最适温度，超过最适温度后，再提高温度光合速率反而下降，叶圆片上浮至液面的时间延长；c点以后，NaHCO3溶液浓度过高，导致叶肉细胞失水，使得细胞代谢水平下降；整个实验过程中叶圆片可以通过叶绿体产生的氧气进行有氧呼吸。
二、非选择题
11．染料二氯靛酚钠(DCPIP)的氧化态呈蓝紫色，被还原时可逐步呈现粉红色至无色。将纯净新鲜的叶绿体平均分成甲、乙两份，分别加入等量适量的0.35 mol·L－1NaCl溶液和0.035 mol·L－1NaCl溶液，摇匀制成悬液甲液和乙液。进行下列实验：

①取干净的试管4支，编成1、2、3、4号，在黑暗处按上图所示分别加入等量适量的悬液或试剂，并充入适量且等量的CO2缓冲液。
②将4支试管置于光照强度相同且适宜的光源下，再向每支试管中加入2滴蓝紫色的二氯靛酚钠溶液，摇匀，观察。
③实验现象和结果：1号试管产生气泡，溶液由蓝紫色逐渐变成粉红色，最终呈无色；其余3支试管无气泡，溶液均呈蓝紫色。
回答下列问题：
(1)分析实验现象与结果：
①1号试管气泡中的气体成分是_________________________________________。
②2号试管没有气体产生，原因可能是______________________________________
________________________________________________________________________。
③1号试管蓝紫色消失的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用多支1号试管探究光照强度对光合速率的影响，得到如图所示的实验结果。
①a点的含义是______________________________________。
②若降低试管中CO2的浓度，b点将向__________方向移动。
解析：(1)①1号试管中叶绿体光合作用较强，可释放氧气，气泡中的气体成分是氧气。②2号试管中0.035 mol·L－1NaCl溶液浓度过低，叶绿体的双层膜和类囊体膜可能通过渗透作用吸水涨破，导致不能进行光反应，不能产生氧气。③1号试管中光反应产生的[H](NADPH)还原二氯靛酚钠，使其从氧化态的蓝紫色变成还原态的无色。(2)①图中纵坐标表示气体(氧气)产生速率，代表实际光合速率，a点的含义是叶绿体能进行光合作用的最小光照强度。②b点代表最大光合速率，对应的光照强度代表光饱和点，降低试管中CO2的浓度，光合作用强度、光饱和最大光合速率均降低，b点将向左下方移动。
答案：(1)①氧气　②0.035 mol·L－1NaCl溶液浓度过低，叶绿体可能通过渗透作用吸水涨破，不能进行光反应　③光反应分解H2O产生[H]，还原二氯靛酚钠(DCPIP)，使其从氧化态变成还原态而显无色
(2)①叶绿体能进行光合作用的最小光照强度　②左下
12．(2019届高三·大连联考)某科研小组测定某种植物在不同温度下的总光合速率时，根据记录数据绘制的柱状图如图1所示。图2为该植物叶肉细胞内进行的暗反应示意图。请回答下列问题：

(1)据图1分析，该实验中光照强度属于________变量，温度属于________变量。
(2)其他因素不变的情况下，据图1可知，在光照下该植物较适合生长在________℃的环境中；在15 ℃时，总光合速率为呼吸速率的________倍。
(3)当温度从5 ℃升至20 ℃时，图2中a、b过程均会加速，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
当光照强度由强变弱时，图2中A、B、C的含量先受到影响的是________。
解析：(1)据图1可知，该实验的自变量为不同的温度，光照强度属于无关变量。(2)光照下植物吸收CO2的速率表示净光合速率，黑暗条件下植物释放CO2的速率表示呼吸速率。从图1可知，25 ℃时该植物的净光合速率最大，最适宜植物生长。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以15 ℃时，总光合速率为呼吸速率的(2.5＋1)/1＝3.5倍。(3)在最适温度之前，酶的活性随着温度的升高而增加。图2为该植物叶肉细胞内暗反应示意图，其中A、B、C依次代表C5、C3、[H](NADPH)，光照强度由强变弱直接导致光反应变弱，使[H](NADPH)的含量最先受到影响而减少，进而影响C5和C3的含量。
答案：(1)无关　自　(2)25　3.5　(3)温度升高，相应酶活性增加　C
第Ⅲ课时　大题增分——问题为主轴·找到失分点，才是增分点

[典例]　(2018·全国卷Ⅰ，T30,9分)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___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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。
答案：(1)甲　(2)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)乙　(4)CO2,[三步答题示范]
第一步：通读题目抓关键信息，能答的顺势答出来
第(1)小题：题目信息为“甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势”，题图信息中随光照强度增大，甲植物净光合速率变化比乙植物变化大且甲植物净光合速率大于乙植物，联系教材光照强度对植物光合速率的影响，很容易得出当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是甲。
第(2)小题第1空：题图信息中，随光照强度增大，甲植物净光合速率变化幅度较乙植物大，故甲、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是甲植物；第2空：需要结合题图和第1空信息，本空较难，暂且放过。
第(3)小题：题图信息中甲植物对光照强度要求较高且净光合速率较高，乙植物对光照强度要求较低且净光合速率较低，根据光照强度影响光合作用，故判断甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是乙，本空不难，容易得出答案。
第二步：化第一步的答案为解题信息，再通读全题稳答中档题
第(2)小题第2空：结合第(1)小题、第(2)小题第1空：本空较难，甲植物的净光合速率变化幅度明显大于乙植物，因此可以得出甲植物对光能的利用率明显高于乙植物。且乙植物的饱和点和光补偿点都比较低，属于阴生植物，甲植物属于阳生植物。
第三步：细审题目深挖信息，集中精力拿下拉分题
第(4)小题：题目信息“某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降”，特别要注意夏日晴天中午时间段，影响光合速率下降的外界因素是CO2浓度，而下午时间段光合速率也会下降，但影响该时间段的因素为光照强度。


(2018·全国卷Ⅱ，T30,8分)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________。
[参考答案]　(1)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　(2)暗　(3)无水乙醇

[送诊样卷]

[阅卷评点]
第(1)问由于审题不清，理解不到位而失分。
由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。
第(2)问题目简单，合理调动所学知识即可得分。
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。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，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是暗反应受到抑制。
第(3)问由于文字表述不规范，表达不准确而失分。
根据所学知识，绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿素。

1．(2019届高三·江淮十校联考)图1表示生物体内的代谢过程，a～d代表不同的物质，Ⅰ～Ⅴ为不同的过程，图2为测定某植物光合速率和细胞呼吸速率的实验装置，请回答下列问题：

(1)图1中，物质b在__________________结构中发生反应，过程Ⅱ产生的C3反应时需要过程Ⅰ提供的物质是____________。若2,4­二硝基苯对过程Ⅲ物质变化无影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式散失，这表明该物质使分布在__________(填细胞结构)上的酶无法催化ATP合成。
(2)图1中，若突然降低环境中b的浓度，则细胞中C5的含量变化为__________。低温时叶片光合速率降低，其原因可能是_______________________________________。
(3)为探究绿光是否影响植物幼苗的叶绿素含量，选取分别在__________条件下培养的同种植物幼苗同一部位的叶片，提取和分离叶绿体色素，最终观察____________________________________。
(4)利用图2装置测定光合速率和细胞呼吸速率。25 ℃条件下，有光源时光照强度适宜，且实验开始时有色液滴在毛细刻度管的位置是2 mL。每个实验中活的植物幼苗组和消毒处理的死亡的植物幼苗组分别为1组、2组。
实验一：光照条件下，30分钟后，1组有色液滴刻度为8 mL，2组有色液滴刻度为3 mL。
实验二：黑暗条件下，30分钟后，1组有色液滴刻度为0 mL，2组有色液滴刻度为1 mL。
则实验一和实验二中的X溶液分别是____________________________，且实验二的2组刻度变化的原因可能是______________________，此植物幼苗在该实验条件下实际光合速率为__________mL/h。
解析：(1)据图1分析可知，a表示O2，b表示CO2，c表示H2O，d表示[H]，Ⅰ表示光合作用的光反应阶段，Ⅱ表示暗反应阶段，Ⅲ表示有氧呼吸的第三阶段，Ⅳ表示第二阶段，Ⅴ表示第一阶段。图1中物质b所示的CO2是光合作用暗反应(Ⅱ)的原料，暗反应的场所是叶绿体基质；过程Ⅱ产生的C3反应时需要过程Ⅰ(光反应)提供[H]和ATP。过程Ⅲ表示在线粒体内膜上进行的有氧呼吸的第三阶段，若2，4­二硝基苯对过程Ⅲ的物质变化无影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式散失，这表明该物质使分布在线粒体内膜上的酶无法催化ATP合成。(2)图1中，若突然降低环境中b所示的CO2浓度，则导致CO2固定过程减弱，但C3被还原生成C5的过程仍在继续，所以细胞中C5的含量将升高。低温会降低酶的活性，叶绿素在低温条件下易被分解，因此低温导致叶片光合速率降低的原因可能是：低温降低光合作用有关酶的活性(或低温降低了叶绿素的含量)。(3)探究绿光是否影响植物幼苗的叶绿素含量，依据实验设计遵循的对照原则，实验组的幼苗应给予绿光照射，对照组的幼苗应给予白光(或自然光)照射，相同条件培养一段时间后，选取分别在白光(或自然光)、绿光条件下培养的同种植物幼苗同一部位的叶片，提取和分离叶绿体色素，最终观察滤纸条上叶绿素a、b色素带的宽窄(或颜色深浅)。(4)实验一：光照条件下，植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，测定的应是净光合速率，而净光合速率的大小应以O2的释放量表示(即有色液滴移动的距离是由试管内O2的变化量引起)，因此实验过程中应维持CO2浓度的相对稳定，装置中的X溶液应是NaHCO3溶液(或CO2缓冲液)。实验二：黑暗条件下测定的是呼吸速率，为了避免呼吸产物CO2的干扰，装置中的X溶液应是NaOH溶液。两种实验的2组均为对照组，对照组刻度变化的原因可能是环境物理因素(如温度变化等)对实验的影响。由题意和实验一、二的结果推知：此植物幼苗在该实验条件下净光合速率为[8－2－(3－2)]×2＝10 mL/h，呼吸速率为(2－1)×2＝2 mL/h，所以实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝10＋2＝12 mL/h。
答案：(1)叶绿体基质　[H]和ATP　线粒体内膜　
(2)升高　低温降低了光合作用有关酶的活性(或低温降低了叶绿素的含量)　(3)白光(或自然光)、绿光　滤纸条上叶绿素a、b色素带的宽窄(或颜色深浅)
(4)NaHCO3溶液(或CO2缓冲液)、NaOH溶液　环境物理因素(如温度变化等)对实验的影响　12
2．(2018·宁夏六盘山检测)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另外4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同，于中午12：30测定各组叶片的光合速率(单位：mg CO2·dm－2·h－1)，各组实验处理及结果如表所示：

对照组
实验组2
实验组3
实验组4
实验组5
温度
36 ℃
36 ℃
36 ℃
31 ℃
25 ℃
相对湿度
27%
37%
52%
52%
52%
光合速率
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7
回答下列问题：
(1)小麦吸收光能的色素除了叶绿素之外，还包括________________，这些色素分布在________上(填具体结构)。
(2)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程__________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白。
(3)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是____________________，并可推测，__________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(4)在实验组中，若适当提高第__________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)如果该实验所用的水中有0.2%的水分子含18O，CO2中有0.68%的CO2分子含18O，那么植物进行光合作用释放的O2中，含18O的比例为__________。
(6)光合作用过程中ATP被利用的场所是________________________________。
解析：(1)叶绿体中光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，类胡萝卜素包括叶黄素、胡萝卜素；叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)CO2进入细胞的方式是自由扩散，既不需要载体蛋白的协助，也不需要消耗能量。(3)由表格信息可知，在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大，因此中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度；相对湿度增大，光合速率增大，因此增加相对湿度可以降低小麦光合作用“午休”的程度。(4)由表格信息可知，表格中36 ℃、31 ℃、25 ℃三个温度条件下，31 ℃时光合速率最大，因此36 ℃高于最适温度，25 ℃低于最适温度，由于第5组的温度未达到光合作用的最适温度，所以如果温度适当提高，可以提高光合速率。(5)光合作用过程中释放的O2全部来自参加反应的水。因此，供给光合作用的水中有0.2%的水分子为18O，则光合作用所释放的O2中，18O的比例还是0.2%。(6)光反应为暗反应提供ATP，用于C3的还原，反应场所是叶绿体基质。
答案：(1)类胡萝卜素(或胡萝卜素和叶黄素)　类囊体薄膜(或类囊体或基粒)　(2)不需要　(3)湿度(或相对湿度)　增加　(4)5　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(合理即可)　(5)0.2%　(6)叶绿体基质
3.在适宜温度条件下，不同光照强度对A、B两种植物CO2吸收量(或O2释放量)的影响如图所示。请回答下列问题：
(1)A、B两种植物相比，________植物呼吸作用较弱。若探究温度对A植物光合作用的影响，则应选择图中________(填“X”“Y”或“Z”)光照强度，实验中因变量的测量指标是________________。
(2)当光照强度达到Z后，限制A植物图示生理活动的外界因素主要是____________。M点时，A植物叶绿体产生的O2的去向是__________________________(填“线粒体”“细胞外”或“线粒体和细胞外”)。若光照强度不变，与正常情况相比，环境中Mg2＋减少时，M点将________(填“上移”或“下移”)。
(3)若白天和黑夜时间等长，设白天平均光照强度为Q且X