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，微专题1酶和ATP等内容，欢迎下载使用。
第一篇 专题突破专题二　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
7
练透大题 不留死角(一)
8
梳理核心知识
1
蛋白质
C、H、O、N、P
直接
细胞代谢
ATP和NADPH
光强度、温度
1.诱导契合学说认为，酶的活性部位不是刚性不变的，其活性部位的形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。
2.进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200～400 m赛跑，ATP主要靠厌(无)氧呼吸供应；较长时间的运动如马拉松，主要靠需(有)氧呼吸供应ATP。
3.德国的瓦尔堡在“间歇光”下测定光合作用，结果发现：一定量的光，间歇照射比连续照射的效率要高。1937年，英国的科学家希尔用分离的叶绿体进行实验，证明在有氧化剂(如高铁盐)存在时，水可在光照条件下被氧化为氧气。这个实验不仅证明了叶绿体是光合作用的细胞器，而且证明了光合作用所释放的氧来自水。
1.判断有关细胞代谢中酶和ATP的说法的正误
(1)由于酶分子的形状只适合与一种分子结合，所以一种酶只能催化一种底物的反应。( )(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)核酶是指催化核酸分解的酶，受酶催化而发生化学反应的分子叫底物。( )(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。( )
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(6)膜上的载体蛋白在变形时都需要ATP供能，低温会影响离子的吸收速率。( )(7)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。( )(8)ATP水解一般与放能反应相联系，反之，则与吸能反应相联系。( )(9)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘—碘化钾溶液也可用本尼迪特试剂检测。( )
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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全部来自需(有)氧呼吸。( )(4)厌(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)酵母菌经捣碎离心后获得细胞(质基质)溶胶，加入丙酮酸，可产生酒精、CO2与ATP。( )
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√
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×
(6)光合色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上的扩散就越快。( )(7)光合速率随光强度的增加而增加，在强度达到全日照时，光合作用才刚达到光饱和点时的速率。( )(8)光照越弱，阴生植物光合作用越强；光照越强，阳生植物光合作用越强。( )(9)当植物个体光合速率等于呼吸速率时，叶肉细胞中叶绿体产生的氧气全部用于线粒体。( )
×
√
×
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1.(溯因推理类)水淹的植物或无氧贮藏的水果容易死亡或烂掉的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　水淹或缺氧时(逻辑起点)，供氧不足，植物细胞进行厌(无)氧呼吸产生酒精过多(逻辑链条1)，对植物细胞起毒害作用(逻辑链条2)，因此容易死亡或烂掉(逻辑终点)。
2.(溯因推理类)夏季晴天，植物光合作用会出现“午休”现象的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　夏季晴天中午(逻辑起点)，由于光照强，温度过高，植物失水过多(逻辑链条1)，气孔部分关闭(逻辑链条2)，使CO2固定减少，光合作用速率下降(逻辑链条3)，因此出现光合“午休”现象(逻辑终点)。
3.(发散思维类)施用有机肥能提高农作物产量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示　有机肥在土壤中被微生物分解，产生N、P等无机肥供植物根吸收(角度1：矿质代谢)，同时又产生二氧化碳供植物进行光合作用(角度2：光合作用原料)。
4.(溯因推理类)将正常生长的某植物放置在密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现该植物的光合速率降低，原因是　　　　　　　　　。 提示　光照下(逻辑起点)，该植物光合作用消耗二氧化碳的速率大于细胞呼吸产生二氧化碳的速率(逻辑链条1)，导致密闭小室内二氧化碳浓度下降(逻辑链条2)，该植物的光合速率会因原料二氧化碳供应不足而降低(逻辑终点)。
B
1.(2022·浙江6月选考，12)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATPD.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
解析　剧烈运动时，需氧呼吸功能不足，骨骼肌细胞会进行厌氧呼吸以弥补能量供应的不足，因此有较多的乳酸生成，A正确；乳酸菌厌氧呼吸不产生CO2，B错误；梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP，C正确；酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会造成进行厌氧呼吸第二阶段的丙酮酸数量减少，导致乙醇生成量减少，D正确。
A
有
A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大，光合速率大小相似B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低解析　由图乙可知，与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大，但放氧量明显较小，故两种条件下光合速率相差较大，A错误；由图甲可知，渗透压较高时，叶绿体完整率相似，而放氧率差别较大，B正确；低渗条件下，叶绿体不破裂，但放氧量减少，光反应速率下降，则卡尔文循环效率也会下降，C正确；由图甲可知，叶绿体完整率越低，放氧率越低，D正确。
3.(2022·浙江6月选考，27)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加________________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的____________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低____________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中________________________________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至________中。
叶绿素含量
光合速率
呼吸速率
低于5 klx光合曲线的斜率　
蔗糖
叶
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为________(A.4小时)，才能获得较高的花生产量。
降低
A
解析　(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到光饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。低于5 klx光合曲线的斜率体现弱光条件下光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物(蔗糖)形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长(4小时)遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
微专题1　酶和ATP
2
曾经这样考
讲·核心要点
还会这样考
1.酶的归纳
核糖核苷酸
2.影响酶促反应速率的因素曲线
①温度和pH是通过影响酶活性影响酶促反应速率的。②底物浓度和酶的浓度主要是通过影响反应物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的。
3.酶的特性及相关探究实验
检测蛋白酶对蛋白质的分解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，不能用双缩脲试剂检测。
4.四个角度区别酶与激素
5.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。
×
考向1　考查细胞中的能量供应1.(真题重组)ATP是细胞中的能量通货，是吸能反应和放能反应的纽带。请判断下列相关叙述的正误。
(1)ATP在水解酶的作用下不断地合成和水解(2022·浙江1月选考，3C)(　　)(2)ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带(2022·浙江1月选考，3D)(　　)(3)ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量(2018·浙江4月选考，10A)(　　)(4)ATP­—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP(2018·浙江4月选考，10B)(　　)(5)葡萄糖通过易化(协助)扩散进入红细胞需消耗ATP(2017·浙江11月选考，10B改编)(　　)
√
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(6)矿物质离子逆浓度梯度转运至根细胞内需消耗ATP(2017·浙江11月选考，10C改编)(　　)(7)质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞需消耗ATP(2017·浙江11月选考，10D改编)(　　)(8)糖的氧化反应是放能反应，伴随着ATP的合成(2017·浙江4月选考，10A改编)(　　)(9)光合作用的碳(暗)反应是吸能反应，伴随着ATP的水解(2017·浙江4月选考，10B改编)(　　)(10)氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应，伴随着ATP的合成(2017·浙江4月选考，10D改编)(　　)
√
×
√
√
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解析　ATP在合成酶和水解酶的作用下不断地合成和水解，(1)错误；ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，(2)正确；ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，(3)错误；ATP－ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，细胞储存的ATP并不多，(4)错误；易化(协助)扩散需要载体，不需要消耗能量，(5)错误；矿物质离子逆浓度梯度主动转运至根细胞内，需要消耗能量，(6)正确；质壁分离过程中，水分子通过渗透进出细胞，不需要消耗能量，(7)错误；糖的氧化反应是放能反应，伴随着ATP的合成，(8)正确；碳反应是将CO2还原为糖分子，需要ATP和NADPH为之提供能量，是吸能反应，(9)正确；许多氨基酸合成蛋白质的过程是吸能反应，需ATP供能，因为蛋白质的结构远比氨基酸复杂，(10)错误。
考向2　考查酶的本质与特性2.(真题重组)(多选)温度对甲乙两种酶活性的影响如图所示。下列相关叙述，错误的有(　 　)
A.酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合无关(2018·浙江11月选考，7A)B.绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示(2018·浙江11月选考，7B)C.若甲酶为麦芽糖酶，其能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解(2018·浙江11月选考，7C改编)
AEFG
D.若甲酶为胃蛋白酶，将其加入到pH为10的溶液中，其空间结构会改变(2018·浙江11月选考，7D改编)E.甲酶保持活性的温度范围大于乙酶(2015·浙江10月选考，17A)F.甲酶的活性始终高于乙酶(2015·浙江10月选考，17B)G.乙酶在55 ℃后完全失去活性(2015·浙江10月选考，17C)H.乙酶的最适温度高于甲酶(2015·浙江10月选考，17D)
解析　酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合有关，酶的形状决定了酶的专一性，A错误；绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示，B正确；酶具有专一性，麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解，C正确；胃蛋白酶的最适pH是1～2，将胃蛋白酶加入到pH为10的溶液中，其空间结构会改变，D正确；据图可知，乙酶保持活性的温度范围大于甲酶，E错误；45 ℃后乙酶的活性高于甲酶，F错误；乙酶在70 ℃后完全失去活性，G错误；乙酶的最适温度高于甲酶，H正确。
考向3　考查与酶相关的实验与探究3.(真题重组)(多选)为验证酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
(注：“－”表示不加入，“？”表示结果未知)
据表分析，下列叙述正确的是(　 　)A.试管1和试管2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖(2017·浙江11月选考，23A)B.试管3～6需在热水浴中保温2～3 min的目的是利于酶的催化作用(2017·浙江11月选考，23B)C.试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性(2017·浙江11月选考，23C)D.若试管5中出现红黄(砖红)色沉淀说明蔗糖酶也能分解淀粉(2017·浙江11月选考，23D改编)E.试管4与试管6对照，自变量是酶的种类(2016·浙江10月选考，18A改编)F.试管6的结果是红黄(砖红)色沉淀(2016·浙江10月选考，18B改编)G.根据实验结果可知，37 ℃是人唾液淀粉酶作用的最适温度(2016·浙江4月选考，21D改编)
AEF
解析　试管1和试管2的作用是检测实验中使用的淀粉和蔗糖中是否含有还原糖，A正确；在沸水浴中保温2～3 min是保证本尼迪特(斐林)试剂与还原糖反应，B错误；对比试管3和4或者试管5和6的实验结果，能说明酶的作用具有专一性，C错误；若试管5中出现红黄(砖红)色沉淀，而试管1没有，说明蔗糖酶也能分解淀粉，若1号试管中也出现红黄(砖红)色沉淀，则说明淀粉中混有还原糖，D错误；试管4与试管6对照，自变量是酶的种类，E正确；试管6中蔗糖酶水解蔗糖产生葡萄糖和果糖，本尼迪特(斐林)试剂能与葡萄糖和果糖反应产生红黄(砖红)色沉淀，F正确；37 ℃的确是人唾液淀粉酶作用的最适温度，但根据上述实验结果无法得出，G错误。
考向1　围绕ATP的结构与功能，考查生命观念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ATP B.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
B
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。
2.下列有关细胞中能量代谢的某些过程，叙述正确的是(　　)
C
A.ATP由腺苷、核糖和磷酸基团构成B.放能反应所释放的能量绝大多数用于①过程C.主动转运是细胞中重要的吸能反应D.腺苷二磷酸是细胞吸能反应和放能反应的纽带
解析　ATP由腺苷和3个磷酸基团构成，A错误；放能反应所释放的能量少部分用于①过程，B错误；腺苷三磷酸是细胞吸能反应与放能反应的纽带，D错误。
考向2　考查影响酶活性的因素及相关实验探究3.(2022·绍兴市诊断)利用新鲜土豆片催化H2O2分解的实验(如图)，产生的现象及推测正确的是(　　)
D
A.若有大量气体产生，可证明H2O2酶具有高效性B.改变土豆片的大小，不会改变气体产生的速率C.一段时间后气泡不再产生是因为土豆片的数量有限D.可通过增减土豆片的数量来探究酶的浓度对催化速率影响
解析　高效性是酶与无机催化剂比较而言，本实验没有设计无机催化剂的对照，故不能证明H2O2酶具有高效性，A错误；新鲜土豆片中含过氧化氢酶，改变土豆片的大小，相当于改变了酶的数量，故会改变气体产生的速率，B错误；一段时间后气体量不再增加是因为底物已经消耗完，而不是因为土豆片的数量有限，C错误；土豆片含有过氧化氢酶，故可通过增减土豆片的数量来探究酶的浓度对催化速率影响，D正确。
4.(2021·海南卷，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　)
D
A.该酶可耐受一定的高温B.在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
解析　据图可知，该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；据图可知，在t1时，酶促反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40 ℃＜50 ℃ ＜60 ℃＜70 ℃，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中70 ℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的催化反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错误。
微专题2　光合作用与细胞呼吸的过程
3
曾经这样考
讲·核心要点
还会这样考
1.图解细胞呼吸的过程
①葡萄糖只有在细胞(质基质)溶胶中经过糖酵解转化为丙酮酸，才能进入线粒体接着进行需(有)氧呼吸的第二阶段，即线粒体“吃丙不吃糖”。②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)溶胶。③真核细胞没有线粒体则不能进行需(有)氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。
2.图解光合作用的过程
①光合色素吸收光能不需要酶催化，但水在光下裂解放氧需要酶的催化。②植物固定CO2的场所是叶绿体基质，蓝细菌固定CO2的场所是细胞质；③光合作用中氢的载体是指NADPH，而细胞呼吸中氢的载体主要是指NADH。
3.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)NADH、NADPH和ATP的来源和去路
一、二
三
4.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。③叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。
考向1　考查细胞呼吸的类型、过程及相关实验探究1.(真题重组)下图表示细胞需(有)氧呼吸和厌(无)氧呼吸的过程，下列是有关细胞呼吸原理及其应用的叙述，请判断正误。
(1)①阶段在线粒体内膜上进行，必须在有O2条件下进行(2016·浙江4月选考，17BC)(　　)(2)阶段③为需(有)氧呼吸第三阶段，有关酶存在于线粒体内膜(2016·浙江10月选考，19D)(　　)(3)发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③(2020·浙江1月选考，12C)(　　)
×
×
√
(4)发生①③时，CO2释放量大于O2吸收量，阶段①为阶段③提供[H]和ATP(2020·浙江1月选考，12D)(2016浙江10月选考，19C)(　　)(5)富含油脂的种子在萌发初期，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1(2019·浙江4月选考，27C)(　　)(6)成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行①和④，若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量(2017·浙江4月选考，13C)(2020·浙江7月选考，6D)(　　)(7)人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄糖(2017·浙江4月选考，13D)(　　)
×
√
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√
解析　①为细胞呼吸第一阶段，在细胞(质基质)溶胶中进行，有氧无氧均会发生，(1)错误；③为需(有)氧呼吸第二、三阶段，对于真核生物来说，分别发生在线粒体基质和内膜，相关酶也分布在线粒体基质和内膜，(2)错误；低氧条件下，酵母菌能进行需(有)氧呼吸①③和乙醇发酵①②，(3)正确；发生①③时，CO2释放量等于O2吸收量，阶段①为阶段③提供[H]，但不提供ATP，(4)错误；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，(5)正确；成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行①和②，若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度，厌(无)氧呼吸减弱，会减少酒精的生成量，(6)错误；人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄糖，(7)正确。
考向2　结合色素的提取与分离，考查科学探究能力2.(真题重组)请回答下列与光合色素有关的问题：
(1)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏________色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的____________不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的____________。[2020·浙江7月选考，27(2)]
黄
移动速率
吸收光谱
(2)在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为______________。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的______________光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与________抑制叶绿素的合成有关。[2019·浙江4月选考，30(2)](3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于____________的液面。滤纸条上最宽色素带中所含的色素是____________。[2016·浙江4月选考，30(3)]
类胡萝卜素
蓝紫光和红
低温
层析液
叶绿素a
解析　(1)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，由于叶绿素受破坏，甲组的提取液会偏黄色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的移动速率不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的吸收光谱。(2)光合色素的提取和分离活动中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。(3)用纸层析法分离叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于层析液，否则不能在滤纸条上出现色素带。正常分离时，滤纸条上最宽色素带中所含的色素是含量最多的叶绿素a。
B
考向1　围绕细胞呼吸和光合作用的过程，考查生命观念1.(2022·诸暨诊断)如图表示人体内细胞呼吸的过程，下列叙述正确的是(　　)
A.①③过程将导致细胞内[H]的积累B.②过程既需要水参与，又有水生成C.发生③过程时，产生CO2的场所有细胞(质基质)溶胶和线粒体D.剧烈运动时细胞主要通过分解乳酸获得能量
解析　③过程不会导致[H]积累，A错误；②过程表示需(有)氧呼吸第二、三阶段，第二阶段需要水参与，第三阶段有水生成，B正确；③过程为产乳酸厌(无)氧呼吸第二阶段，不产生CO2，C错误；剧烈运动时，发生需(有)氧呼吸和厌(无)氧呼吸，但仍以需(有)氧呼吸为主，D错误。
D
2.人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A.该系统能实现将光能转化为有机物中的化学能B.模块1和2的过程相当于叶绿体中光反应的过程C.模块3中的反应相当于叶绿体基质内糖类的合成过程D.该系统与植物在固定等量的CO2后，糖类的积累量相同解析　该系统只进行光合作用制造有机物，不进行细胞呼吸分解有机物，与植物在固定等量的CO2后，该系统糖类的积累量较多，D错误。
B
考向2　创设科学探究情境，考查科学思维3.(2022·西城区高三期末)2021年，中国科学家在人工合成淀粉方面取得突破性进展，首次实现CO2→C1→C3→C6→淀粉过程，合成淀粉的速率是玉米的8.5倍。下列叙述错误的是(　　) A.淀粉是植物细胞的储能物质 B.玉米合成淀粉的能量来自CO2和H2O C.人工合成淀粉为解决粮食危机提供了新思路 D.酶用于人工合成淀粉体现了生物的直接价值
解析　玉米合成淀粉的能量来自光能，B错误；直接价值指的是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值，酶用于人工合成淀粉体现了生物的直接价值，D正确。
4.(2022·台州质检)研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的某植物叶绿体，叶绿体A双层膜结构完整，叶绿体B双层膜局部受损且类囊体略有损伤，叶绿体C双层膜瓦解且类囊体松散但未断裂，叶绿体D所有膜结构解体破裂成颗粒或片段。在离体条件下培养在含Fecy或DCIP的反应液中，(Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体)，光照下实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)
D
A.类囊体破裂会降低光反应速率B.DCIP消耗了大量的H＋会影响ATP的形成C.叶绿体C实验结果表明无双层膜阻碍且类囊体松散的条件有利于提高光反应速率D.比较叶绿体A和B的实验结果，表明双层膜不能阻碍以Fecy为电子受体的光反应
解析　与叶绿体A对照可知，实验中叶绿体B、C、D处理后，放氧量明显大于双层膜完整时，推测叶绿体双层膜对光反应有明显阻碍作用。叶绿体C和D比较，D类囊体破裂后放氧量相对值比C低，所以类囊体破裂会降低光反应速率，A正确；ATP的合成依赖于水光解的电子传递和H＋顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合成酶，所以DCIP消耗了大量的H＋会影响ATP的形成，B正确；该实验中，叶绿体C的光反应速率最高(放氧量最高)，说明无双层膜阻碍、类囊体松散的条件，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，C正确；比较叶绿体A和B的实验结果，说明叶绿体B双层膜局部受损时，放氧量明显大于双层膜完整时，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用，D错误。
微专题3　光合作用及细胞呼吸的影响因素及实验设计
4
曾经这样考
讲·核心要点
还会这样考
1.掌握影响细胞呼吸的四类曲线
消耗
①O2不仅会影响呼吸强度，还会影响呼吸类型。②果蔬、种子储藏时均要求零上低温、低氧条件以降低有机物的消耗。不同之处在于果蔬储藏要求一定的空气湿度，种子则要求干燥环境。
2.掌握影响光合作用因素的3类曲线
光反应
温度
①“午休”现象发生时，受CO2限制光合速率有所下降，但净光合速率仍大于零。②P点时光合速率不再增加是因为CO2浓度、光强度或酶的含量、活性不足，而不是这些因素降低或减少的原因。
3.光补偿点、光饱和点的移动
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。
4.呼吸速率和表观(净)光合速率测定的常用方法 (1)液滴移动法(气体体积变化法)
NaOH
黑暗
NaHCO3
光照
①在测定了表观(净)光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，即“真正(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”问题是一类通过表观(净)光合作用强度和需(有)氧呼吸强度推算真正(总)光合作用强度的试题，题中“黑瓶”不透光，测定的是需(有)氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是表观(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：
C
考向1　考查影响细胞呼吸的因素及其应用1.(2021·1月浙江选考，11)苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是(　　) A.呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升 B.呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少 C.用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现 D.果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
解析　苹果果实的需(有)氧呼吸产物为H2O和CO2，厌(无)氧呼吸的产物为酒精和CO2，不产生乳酸， A错误；细胞呼吸的第一阶段是糖酵解，在细胞(质基质)溶胶中进行，在糖酵解的过程当中，一个葡萄糖分子分解成两个丙酮酸分子和少量的氢，不产生二氧化碳， B错误；乙烯能促进果实的成熟，乙烯合成抑制剂可抑制果实成熟，有利于延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；温度通过影响酶的活性来影响细胞的呼吸作用，低温能够抑制细胞呼吸作用有关酶的活性，所以适当的低温等贮存条件有利于延缓或阻止呼吸跃变现象的出现， D错误。
B
2.(2018·浙江11月选考，22)温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如右图。下列叙述正确的是(　　)
A.A～B段，温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程B.B～C段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快C.B点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多D.C点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中
解析　糖酵解过程发生于细胞(质基质)溶胶，A错误；B～C段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快，酶活性降低，因而细胞呼吸的相对速率下降，B正确；氧不是与葡萄糖中的碳结合生成二氧化碳，而是在需(有)氧呼吸第三阶段与NADH结合生成水，C错误；C点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能形式散失，D错误。
考向2　高频考查光合作用影响因素及相关实验探究3.(2022·浙江1月选考，27)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理(30 s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光＋绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光＋绿光＋蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中____________的还原。(2)据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是________________________________。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被________光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K＋、Cl－的吸收等，最终导致保卫细胞_____________，细胞吸水，气孔开放。
(纸)层析
三碳酸(C3)
光合速率大，消耗的二氧化碳多
蓝
溶质浓度升高
(3)生产上选用______________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的______________或__________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
不同颜色
光(光照)强度
光照时间
解析　(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用(纸)层析法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中三碳酸(C3)的还原。(2)相对于红光，蓝光照射下，光合速率大，细胞消耗的二氧化碳多，胞间CO2浓度低。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被蓝光逆转。蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K＋、Cl－的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高，细胞吸水，气孔开放。(3)题目上下文反复提及光质，红光、蓝光等，因此选用不同颜色LED灯或滤光性薄膜，可获得不同的光质环境。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
4.(2021·1月浙江选考，27)现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：(1)由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在____________条件下温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种__________反应。光反应的产物有__________________和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率__________，理由是________________________________________________________________。
高
高光强
吸能
ATP、NADPH
小
绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30(μmol·g－1·h－1)，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的三碳酸。
360
解析　(1)由甲图可知，该实验所设置的三个温度下，低光强组叶绿素a的含量均高于高光强组。分析乙图可知，在高光强条件下，绿藻放氧速率随温度的变化而变化幅度较大，故高光强条件下温度对光合速率的影响更显著。(2)在光反应中，叶绿素a参与吸收、传递和转化光能的过程，故而光反应是一种吸能反应，光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率低，理由是绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率。
(4)由图乙可知，绿藻在20 ℃、高光强条件下的放氧速率为150 (μmol·g－1·h－1)，此条件下其细胞呼吸的耗氧速率为30(μmol·g－1·h－1)，则绿藻的真正光合速率为180(μmol·g－1·h－1) 。在光合作用中，氧气的产生速率等于二氧化碳的消耗速率，且1分子的二氧化碳与1个五碳糖结合，形成2个三碳酸，故在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗180 μmol CO2，生成360 μmol的三碳酸。
考向1　结合曲线直方图等数学模型，考查科学思维1.(2021·广东卷，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　)
D
A.t2比t1具有更高的光饱和点[光合速率不再随光强增加而增加时的光(照)强度]B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光(照)强度的增加而变大解析　由题图可知，突变体t1的叶绿体相对受光面积大于突变体t2的叶绿体相对受光面积，故突变体t1在较小的光(照)强度下就能达到光补偿点和光饱和点，A、B正确；野生型、突变体t1和突变体t2的叶绿素含量基本一致，故造成野生型、突变体t1和突变体t2光合速率的高低与叶绿素含量无关，C正确；由题图可知，三者的光合速率差异是由叶绿体在细胞中分布位置不同引起的，与光照强度无关，D错误。
2.(2021·镇海中学适应性考试)为探究CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响，某农科院在适宜温度的条件下进行了研究，结果如下[其中表为Q光(照)强度下的测定值]。下列叙述正确的是(　　)
D
A.表中的可变因素只有表观(净)光合速率、相对气孔开度、水分利用效率B.当a组表观(净)光合速率为12(μmolCO2·m－2·s－1)时，限制光合作用的环境因素是CO2浓度C.CO2浓度倍增使表观(净)光合速率增大，由此推测黄瓜幼苗光饱和点变小D.CO2浓度倍增后，黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增加抗旱能力解析　表中的可变因素有是否干旱胁迫、CO2浓度、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率，A错误；据图可知，图中为Q光(光照)强度下的测定值，当a组净光合速率为12(μmolCO2·m－2·s－1)时，还未达到光饱和点，因此此时限制光合作用的环境因素是光(照)强度和CO2浓度，B错误；根据坐标曲线变化可知，c组比a组的光饱和点大，d组比b组的光饱和点大，说明CO2浓度倍增能使光饱和点增大，C错误；分析表格数据可知，CO2浓度倍增，对水分利用效率提高，黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增强抗旱能力，D正确。
考向2　结合“三率”测定，考查科学探究能力3.(2021·精诚联盟)某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于6对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10(mg·L－1)，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，将它们分别置于6种不同的光照条件下，24小时后，实测获得6对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下，请回答下列问题：
(1)水样中所有能进行光合作用的生物，含有光合色素的结构可称为________________，影响水样中生物的光合强度的因素有________________(答两点)，水样中生产者的能量可以流向_________________________(答两点)。(2)若只考虑光强度，该深度湖水中所有生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为__________________。(3)该水层生物产氧量与生物耗氧量维持动态平衡时的光(照)强度为________klx。光强度为b时，白瓶水样中的生物一昼夜产生的氧气量为_____________。
光合膜
光强度、温度
初级消费者和分解者
7/3(mg·L－1)
a
13(mg·L－1)
(4)若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，短时间内瓶中光合生物细胞的三碳酸含量的变化为________，因为在b条件下接受来自NADPH的氢和ATP的___________的量较________(填“少”或“多”)。
增加
磷酸基团
少
解析　(1)水体中能进行光合作用的生物可能是原核生物，含有光合色素的结构为光合膜。(2)每小时呼吸消耗(10－3)/24＝7/24，8小时为7/3(mg·L－1)。(3)a光强度时，白瓶溶氧量没有变，说明光合强度等于呼吸强度，光照强度为b时，白瓶溶氧量增加了(16－10)(mg·L－1)＝6(mg·L－1)此时间呼吸消耗的氧气量为(10－3)(mg·L－1)＝7(mg·L－1)，所以氧气产生量为释放量加呼吸消耗量为13(mg·L－1)，或者是将在光强度为b时白瓶的氧气量减黑瓶的氧气量即可。
微专题4　细胞代谢重点题型
5
曾经这样考
讲·核心要点
还会这样考
1.呼吸熵(RQ)相关分析
(1)酵母菌的呼吸熵分析(假定呼吸底物均为葡萄糖)
归纳(以下呼吸速率以分解葡萄糖的速率表示)
(2)人的呼吸熵分析(假定呼吸底物均为葡萄糖)
(3)呼吸熵RQS3>S2>S1)对黑藻叶绿素含量和光合速率(O2产生速率)的影响，部分结果如下图。
回答下列问题：(1)测定黑藻叶绿素a和叶绿素b含量，通常先用有机溶剂________光合色素，然后分别在不同________的光下测定溶液的吸光值。由图可知，实验范围内的不同盐浓度处理____________(填“均能提升”“均能降低”或“低浓度提升，高浓度降低”)黑藻叶绿素a与叶绿素b的比值。
提取
波长
均能提升
(2)据图分析，在实验条件下，黑藻在清水中合成三碳糖的速率为________[mmol·(g·h)－1]，低盐浓度有利于叶绿素的合成，使光反应为碳反应提供的_______________________增多，从而促进二氧化碳还原成糖的过程。高盐浓度可使细胞失水，发生________；同时使叶绿素含量下降，对光能的________________________________下降，光合速率大幅度下降。(3)测定黑藻光合速率还可通过精密试纸检测溶液pH值来估算，其理由是__________________________________。
ATP和NADPH
质壁分离
利用效率(吸收、传递、转化效率)
光合作用消耗CO2，使pH上升(改变)
解析　(1)叶绿体中的色素一般加入95%的乙醇等有机溶剂来提取；测定黑藻叶绿素a和叶绿素b含量，将提取的色素在不同的波长光下测定溶液的吸光值。S0为清水组作为对照组，与对照组比较可知，实验范围内的不同盐浓度处理均能提升黑藻叶绿素a与叶绿素b的比值。
(3)二氧化碳溶于水，使水呈现弱酸性，光合作用消耗CO2，使pH上升(改变)，因此可通过精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率大小。
4.(2022·青桐鸣大联考)钙可以影响生物膜的结构和功能，在植物抵御逆境的过程中具有重要作用。下表为喷钙处理、干旱处理、干旱并喷钙处理对植物叶片光合作用影响的实验结果，气孔导度表示叶片气孔的开放程度。请回答下列问题：
(1)钙是生物体必需的________(填“大量”或“微量”)元素。(2)该实验的自变量为__________________________________________________，干旱处理导致叶片表观(净)光合速率下降的原因是___________________________________________。(3)细胞间隙CO2浓度除与气孔导度有关外，还受_______________________________________________(用表格中的观测指标作答)影响，表观(净)光合速率与气孔导度____________(填“完全”或“不完全”)呈正相关。
大量
对叶片的不同处理(或干旱、喷钙、干旱并喷钙处理)
干旱导致气孔导度下降，CO2供应不足
表观(净)光合速率和蒸腾速率(或表观(净)光合速率)
不完全
(4)由表可知，喷钙处理可________(填“加剧”或“缓解”)因干旱导致的气孔导度下降，从而______________叶片表观(净)光合速率，推测钙具有________(填“稳定”或“抑制”)生物膜的作用，提高了植物抵御逆境的能力。
缓解
提高(或增加)
稳定
解析　(1)钙是生物体必需的大量元素。(2)由表可知，该实验的自变量为对叶片的三种不同处理，即干旱、喷钙、干旱并喷钙处理。干旱处理导致表观(净)光合速率下降，原因是干旱导致气孔导度下降，CO2供应不足。(3)由表中数据可知，细胞间隙CO2浓度除与气孔导度有关外，还受表观(净)光合速率(和蒸腾速率)的影响，表观(净)光合速率与气孔导度不完全呈正相关。(4)分析表中的变量可知，喷钙处理可缓解因干旱导致的气孔导度下降，从而提高植物表观(净)光合速率，推测钙具有稳定生物膜的作用，提高了植物抵御逆境的能力。