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高三生物二輪復習專題突破
　　　　　　
&核心知識梳理
　　　　　　　　　　　　　
必修1 P77“課外讀”
1.誘導契合學說認為，酶的活性部位不是剛性不變的，其活性部位的形狀可在結合底物時有所改變，即底物與酶活性部位結合，會誘導酶發生構象變化，使酶的活性中心變得與底物的結構互補，兩者相互契合，從而發揮催化功能。
2.進行百米賽跑的前數秒，ATP主要來源于磷酸肌酸；200～400 m賽跑，ATP主要靠厭(無)氧呼吸供應；較長時間的運動如馬拉松，主要靠需(有)氧呼吸供應ATP。
3.德國的瓦爾堡在“間歇光”下測定光合作用，結果發現：一定量的光，間歇照射比連續照射的效率要高。1937年，英國的科學家希爾用分離的葉綠體進行實驗，證明在有氧化劑(如高鐵鹽)存在時，水可在光照條件下被氧化為氧氣。這個實驗不僅證明了葉綠體是光合作用的細胞器，而且證明了光合作用所釋放的氧來自水。
1.判斷有關細胞代謝中酶和ATP的說法的正誤
(1)由于酶分子的形狀只適合與一種分子結合，所以一種酶只能催化一種底物的反應。(×)
(2)酶提供了反應過程所必需的活化能。(×)
(3)酶分子在催化反應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，受酶催化而發生化學反應的分子叫底物。(×)
(5)過酸、過堿或溫度過高，會使酶所含的肽鍵遭到破壞，使酶永久失活。(×)
(6)膜上的載體蛋白在變形時都需要ATP供能，低溫會影響離子的吸收速率。(×)
(7)細胞質中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體。(×)
(8)ATP水解一般與放能反應相聯系，反之，則與吸能反應相聯系。(×)
(9)用淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時，既可用碘—碘化鉀溶液也可用本尼迪特試劑檢測。(×)
2.判斷有關細胞呼吸與光合作用的說法的正誤
(1)檢測酵母菌培養過程中是否產生CO2，可判斷其呼吸方式。(×)
(2)線粒體將葡萄糖氧化分解產生二氧化碳和水。(×)
(3)人在劇烈運動時產生的CO2全部來自需(有)氧呼吸。(√)
(4)厭(無)氧呼吸產生的ATP少，是因為大部分能量以熱能的形式散失。(×)
(5)酵母菌經搗碎離心后獲得細胞(質基質)溶膠，加入丙酮酸，可產生酒精、CO2與ATP。(×)
(6)光合色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上的擴散就越快。(√)
(7)光合速率隨光強度的增加而增加，在強度達到全日照時，光合作用才剛達到光飽和點時的速率。(×)
(8)光照越弱，陰生植物光合作用越強；光照越強，陽生植物光合作用越強。(×)
(9)當植物個體光合速率等于呼吸速率時，葉肉細胞中葉綠體產生的氧氣全部用于線粒體。(×)
1.(溯因推理類)水淹的植物或無氧貯藏的水果容易死亡或爛掉的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　水淹或缺氧時(邏輯起點)，供氧不足，植物細胞進行厭(無)氧呼吸產生酒精過多(邏輯鏈條1)，對植物細胞起毒害作用(邏輯鏈條2)，因此容易死亡或爛掉(邏輯終點)。
2.(溯因推理類)夏季晴天，植物光合作用會出現“午休”現象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　夏季晴天中午(邏輯起點)，由于光照強，溫度過高，植物失水過多(邏輯鏈條1)，氣孔部分關閉(邏輯鏈條2)，使CO2固定減少，光合作用速率下降(邏輯鏈條3)，因此出現光合“午休”現象(邏輯終點)。
3.(發散思維類)施用有機肥能提高農作物產量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　有機肥在土壤中被微生物分解，產生N、P等無機肥供植物根吸收(角度1：礦質代謝)，同時又產生二氧化碳供植物進行光合作用(角度2：光合作用原料)。
4.(溯因推理類)將正常生長的某植物放置在密閉小室中，適宜條件下照光培養，培養后發現該植物的光合速率降低，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　光照下(邏輯起點)，該植物光合作用消耗二氧化碳的速率大于細胞呼吸產生二氧化碳的速率(邏輯鏈條1)，導致密閉小室內二氧化碳濃度下降(邏輯鏈條2)，該植物的光合速率會因原料二氧化碳供應不足而降低(邏輯終點)。
1.(2022·浙江6月選考，12)下列關于細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　)
A.人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸
B.制作酸奶過程中乳酸菌可產生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉細胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇發酵過程中通入O2會影響乙醇的生成量
答案　B
解析　劇烈運動時，需氧呼吸功能不足，骨骼肌細胞會進行厭氧呼吸以彌補能量供應的不足，因此有較多的乳酸生成，A正確；乳酸菌厭氧呼吸不產生CO2，B錯誤；梨果肉細胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATP，C正確；酵母菌的乙醇發酵過程中通入O2會造成進行厭氧呼吸第二階段的丙酮酸數量減少，導致乙醇生成量減少，D正確。
2.(2021·浙江6月選考，23)滲透壓降低對菠菜葉綠體光合作用的影響如圖所示，圖甲是不同山梨醇濃度對葉綠體完整率和放氧率的影響，圖乙是兩種濃度的山梨醇對完整葉綠體ATP含量和放氧量的影響。CO2以HCO形式提供，山梨醇為滲透壓調節劑，0.33(mol·L－1)時葉綠體處于等滲狀態。據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A.與等滲相比，低滲對完整葉綠體ATP合成影響不大，光合速率大小相似
B.滲透壓不同、葉綠體完整率相似的條件下，放氧率差異較大
C.低滲條件下，即使葉綠體不破裂，卡爾文循環效率也下降
D.破碎葉綠體占全部葉綠體比例越大，放氧率越低
答案　A
解析　由圖乙可知，與等滲相比，低滲對完整葉綠體ATP合成影響不大，但放氧量明顯較小，故兩種條件下光合速率相差較大，A錯誤；由圖甲可知，滲透壓較高時，葉綠體完整率相似，而放氧率差別較大，B正確；低滲條件下，葉綠體不破裂，但放氧量減少，光反應速率下降，則卡爾文循環效率也會下降，C正確；由圖甲可知，葉綠體完整率越低，放氧率越低，D正確。
3.(2022·浙江6月選考，27)通過研究遮陰對花生光合作用的影響，為花生的合理間種提供依據。研究人員從開花至果實成熟，每天定時對花生植株進行遮陰處理。實驗結果如表所示。
處理 指標
光飽和點(klx) 光補償點(lx) 低于5 klx光合曲線的斜率mgCO2·dm－2·hr－1·klx－1) 葉綠素含量(mg·dm－2) 單株光合產量(g干重) 單株葉光合產量(g干重) 單株果實光合產量(g干重)
不遮陰 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮陰2小時 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮陰4小時 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注：光補償點指當光合速率等于呼吸速率時的光強度。光合曲線指光強度與光合速率關系的曲線。
回答下列問題：
(1)從實驗結果可知，花生可適應弱光環境，原因是在遮陰條件下，植株通過增加________，提高吸收光的能力；結合光飽和點的變化趨勢，說明植株在較低光強度下也能達到最大的________；結合光補償點的變化趨勢，說明植株通過降低________，使其在較低的光強度下就開始了有機物的積累。根據表中________的指標可以判斷，實驗范圍內，遮陰時間越長，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合產物主要以________形式提供給各器官。根據相關指標的分析，表明較長遮陰處理下，植株優先將光合產物分配至________中。
(3)與不遮陰相比，兩種遮陰處理的光合產量均________。根據實驗結果推測，在花生與其他高稈作物進行間種時，高稈作物一天內對花生的遮陰時間為________(A.<2小時　B.2小時　C.4小時　D.>4小時)，才能獲得較高的花生產量。
答案　(1)葉綠素含量　光合速率　呼吸速率　低于5 klx光合曲線的斜率　
(2)蔗糖　葉　(3)降低　A
解析　(1)從表中數據可以看出，遮陰一段時間后，花生植株的葉綠素含量在升高，提高了對光的吸收能力。光飽和點在下降，說明植株為適應低光照強度條件，可在弱光條件下達到光飽和點。光補償點也在降低，說明植物的光合作用下降的同時呼吸速率也在下降，以保證植物在較低的光強下就能達到凈光合大于0的積累效果。低于5 klx光合曲線的斜率體現弱光條件下光合速率的提高幅度變化，在實驗范圍內隨遮陰時間增長，光合速率提高幅度加快，故說明植物對弱光的利用效率變高。(2)植物的光合產物主要是以有機物(蔗糖)形式儲存并提供給各個器官。結合表中數據看出，較長(4小時)遮陰處理下，整株植物的光合產量下降，但葉片的光合產量沒有明顯下降，從比例上看反而有所上升，說明植株優先將光合產物分配給了葉。(3)與對照組相比，遮陰處理的兩組光合產量有不同程度的下降。若將花生與其他高稈作物間種，則應盡量減少其他作物對花生的遮陰時間，才能獲得較高花生產量。
微專題1　酶和ATP
1.酶的歸納
2.影響酶促反應速率的因素曲線
　①溫度和pH是通過影響酶活性影響酶促反應速率的。
②底物濃度和酶的濃度主要是通過影響反應物與酶的接觸面積而影響酶促反應速率的。
3.酶的特性及相關探究實驗
　檢測蛋白酶對蛋白質的分解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論，不能用雙縮脲試劑檢測。
4.四個角度區別酶與激素
5.以ATP為核心，構建能量轉化模型
　①ATP產生量與O2供給量間的關系
②除光能、有機物中的化學能之外，硝化細菌等能進行化能合成作用的細菌能利用體外環境中的某些無機物(如NH3)氧化時所釋放的能量來合成ATP。
考向1　考查細胞中的能量供應
1.(真題重組)ATP是細胞中的能量通貨，是吸能反應和放能反應的紐帶。請判斷下列相關敘述的正誤。
(1)ATP在水解酶的作用下不斷地合成和水解(2022·浙江1月選考，3C)(　　)
(2)ATP是細胞中吸能反應和放能反應的紐帶(2022·浙江1月選考，3D)(　　)
(3)ATP中的能量均來自細胞呼吸釋放的能量(2018·浙江4月選考，10A)(　　)
(4)ATP ADP循環使得細胞儲存了大量的ATP(2018·浙江4月選考，10B)(　　)
(5)葡萄糖通過易化(協助)擴散進入紅細胞需消耗ATP
(2017·浙江11月選考，10B改編)(　　)
(6)礦物質離子逆濃度梯度轉運至根細胞內需消耗ATP
(2017·浙江11月選考，10C改編)(　　)
(7)質壁分離過程中水分子進出洋蔥表皮細胞需消耗ATP
(2017·浙江11月選考，10D改編)(　　)
(8)糖的氧化反應是放能反應，伴隨著ATP的合成
(2017·浙江4月選考，10A改編)(　　)
(9)光合作用的碳(暗)反應是吸能反應，伴隨著ATP的水解
(2017·浙江4月選考，10B改編)(　　)
(10)氨基酸合成蛋白質的過程是放能反應，伴隨著ATP的合成
(2017·浙江4月選考，10D改編)(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× (5)×　(6)√　(7)×　(8)√　(9)√ (10)×
解析　ATP在合成酶和水解酶的作用下不斷地合成和水解，(1)錯誤；ATP是細胞中吸能反應和放能反應的紐帶，(2)正確；ATP的形成途徑是光合作用和細胞呼吸，因此ATP中的能量來自光能和細胞呼吸釋放的能量，(3)錯誤；ATP－ADP循環，使得細胞中ATP和ADP的相互轉化，時刻不停地發生并且處于動態平衡之中，細胞儲存的ATP并不多，(4)錯誤；易化(協助)擴散需要載體，不需要消耗能量，(5)錯誤；礦物質離子逆濃度梯度主動轉運至根細胞內，需要消耗能量，(6)正確；質壁分離過程中，水分子通過滲透進出細胞，不需要消耗能量，(7)錯誤；糖的氧化反應是放能反應，伴隨著ATP的合成，(8)正確；碳反應是將CO2還原為糖分子，需要ATP和NADPH為之提供能量，是吸能反應，(9)正確；許多氨基酸合成蛋白質的過程是吸能反應，需ATP供能，因為蛋白質的結構遠比氨基酸復雜，(10)錯誤。
考向2　考查酶的本質與特性
2.(真題重組)(多選)溫度對甲乙兩種酶活性的影響如圖所示。下列相關敘述，錯誤的有(　　)
A.酶分子有一定的形狀，其形狀與底物的結合無關(2018·浙江11月選考，7A)
B.絕大多數酶是蛋白質，其作用的強弱可用酶活性表示(2018·浙江11月選考，7B)
C.若甲酶為麥芽糖酶，其能催化麥芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解
(2018·浙江11月選考，7C改編)
D.若甲酶為胃蛋白酶，將其加入到pH為10的溶液中，其空間結構會改變
(2018·浙江11月選考，7D改編)
E.甲酶保持活性的溫度范圍大于乙酶(2015·浙江10月選考，17A)
F.甲酶的活性始終高于乙酶(2015·浙江10月選考，17B)
G.乙酶在55 ℃后完全失去活性(2015·浙江10月選考，17C)
H.乙酶的最適溫度高于甲酶(2015·浙江10月選考，17D)
答案　AEFG
解析　酶分子有一定的形狀，其形狀與底物的結合有關，酶的形狀決定了酶的專一性，A錯誤；絕大多數酶是蛋白質，其作用的強弱可用酶活性表示，B正確；酶具有專一性，麥芽糖酶能催化麥芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解，C正確；胃蛋白酶的最適pH是1～2，將胃蛋白酶加入到pH為10的溶液中，其空間結構會改變，D正確；據圖可知，乙酶保持活性的溫度范圍大于甲酶，E錯誤；45 ℃后乙酶的活性高于甲酶，F錯誤；乙酶在70 ℃后完全失去活性，G錯誤；乙酶的最適溫度高于甲酶，H正確。
考向3　考查與酶相關的實驗與探究
3.(真題重組)(多選)為驗證酶的特性，進行了實驗，基本過程如下表所示：
步驟 基本過程 試管1 試管2 試管3 試管4 試管5 試管6
1 加入1%淀粉溶液 3 mL － 3 mL － 3 mL －
2 加入2%蔗糖溶液 － 3 mL － 3 mL － 3 mL
3 加入稀釋的人新鮮唾液 － － 1 mL 1 mL － －
4 加入蔗糖酶溶液 － － － － 1 mL 1 mL
5 37 ℃保溫15 min，加本尼迪特(斐林)試劑 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
6 熱水浴2～3 min，觀察 ？ ？ 紅黃(磚紅)色沉淀 無紅黃(磚紅)色沉淀 ？ ？
(注：“－”表示不加入，“？”表示結果未知)
據表分析，下列敘述正確的是(　　)
A.試管1和試管2的作用是檢測淀粉和蔗糖中是否含有還原糖
(2017·浙江11月選考，23A)
B.試管3～6需在熱水浴中保溫2～3 min的目的是利于酶的催化作用(2017·浙江11月選考，23B)
C.試管3和6的實驗結果說明酶的作用具有專一性(2017·浙江11月選考，23C)
D.若試管5中出現紅黃(磚紅)色沉淀說明蔗糖酶也能分解淀粉(2017·浙江11月選考，23D改編)
E.試管4與試管6對照，自變量是酶的種類(2016·浙江10月選考，18A改編)
F.試管6的結果是紅黃(磚紅)色沉淀(2016·浙江10月選考，18B改編)
G.根據實驗結果可知，37 ℃是人唾液淀粉酶作用的最適溫度(2016·浙江4月選考，21D改編)
答案　AEF
解析　試管1和試管2的作用是檢測實驗中使用的淀粉和蔗糖中是否含有還原糖，A正確；在沸水浴中保溫2～3 min是保證本尼迪特(斐林)試劑與還原糖反應，B錯誤；對比試管3和4或者試管5和6的實驗結果，能說明酶的作用具有專一性，C錯誤；若試管5中出現紅黃(磚紅)色沉淀，而試管1沒有，說明蔗糖酶也能分解淀粉，若1號試管中也出現紅黃(磚紅)色沉淀，則說明淀粉中混有還原糖，D錯誤；試管4與試管6對照，自變量是酶的種類，E正確；試管6中蔗糖酶水解蔗糖產生葡萄糖和果糖，本尼迪特(斐林)試劑能與葡萄糖和果糖反應產生紅黃(磚紅)色沉淀，F正確；37 ℃的確是人唾液淀粉酶作用的最適溫度，但根據上述實驗結果無法得出，G錯誤。
考向1　圍繞ATP的結構與功能，考查生命觀念
1.(2021·海南卷，14)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2 min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是(　　)
A.該實驗表明，細胞內全部ADP都轉化成ATP
B.32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D.ATP與ADP相互轉化速度快，且轉化主要發生在細胞核內
答案　B
解析　根據題意可知，該實驗不能說明細胞內全部ADP都轉化成ATP，A錯誤；腺苷由腺嘌呤和核糖構成，不含磷元素，無放射性，B正確；根據題意可知，放射性幾乎只出現在ATP的末端磷酸基團，C錯誤；該實驗不能說明轉化主要發生在細胞核內，D錯誤。
2.下列有關細胞中能量代謝的某些過程，敘述正確的是(　　)
A.ATP由腺苷、核糖和磷酸基團構成
B.放能反應所釋放的能量絕大多數用于①過程
C.主動轉運是細胞中重要的吸能反應
D.腺苷二磷酸是細胞吸能反應和放能反應的紐帶
答案　C
解析　ATP由腺苷和3個磷酸基團構成，A錯誤；放能反應所釋放的能量少部分用于①過程，B錯誤；腺苷三磷酸是細胞吸能反應與放能反應的紐帶，D錯誤。
考向2　考查影響酶活性的因素及相關實驗探究
3.(2022·紹興市診斷)利用新鮮土豆片催化H2O2分解的實驗(如圖)，產生的現象及推測正確的是(　　)
A.若有大量氣體產生，可證明H2O2酶具有高效性
B.改變土豆片的大小，不會改變氣體產生的速率
C.一段時間后氣泡不再產生是因為土豆片的數量有限
D.可通過增減土豆片的數量來探究酶的濃度對催化速率影響
答案　D
解析　高效性是酶與無機催化劑比較而言，本實驗沒有設計無機催化劑的對照，故不能證明H2O2酶具有高效性，A錯誤；新鮮土豆片中含過氧化氫酶，改變土豆片的大小，相當于改變了酶的數量，故會改變氣體產生的速率，B錯誤；一段時間后氣體量不再增加是因為底物已經消耗完，而不是因為土豆片的數量有限，C錯誤；土豆片含有過氧化氫酶，故可通過增減土豆片的數量來探究酶的濃度對催化速率影響，D正確。
4.(2021·海南卷，11)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據圖分析，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.該酶可耐受一定的高溫
B.在t1時，該酶催化反應速率隨溫度升高而增大
C.不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同
D.相同溫度下，在不同反應時間該酶的催化反應速率不同
答案　D
解析　據圖可知，該酶在70 ℃條件下仍具有一定的活性，故該酶可以耐受一定的高溫，A正確；據圖可知，在t1時，酶促反應速率隨溫度升高而增大，即反應速率與溫度的關系為40 ℃＜50 ℃ ＜60 ℃＜70 ℃，B正確；由題圖可知，在不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率(曲線變平緩)時所需時間不同，其中70 ℃達到該溫度下的最大反應速率時間最短，C正確；相同溫度下，不同反應時間內該酶的催化反應速率可能相同，如達到最大反應速率(曲線平緩)之后的反應速率相同，D錯誤。
微專題2　光合作用與細胞呼吸的過程
1.圖解細胞呼吸的過程
　①葡萄糖只有在細胞(質基質)溶膠中經過糖酵解轉化為丙酮酸，才能進入線粒體接著進行需(有)氧呼吸的第二階段，即線粒體“吃丙不吃糖”。②人和動物細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體，酵母菌細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體和細胞(質基質)溶膠。③真核細胞沒有線粒體則不能進行需(有)氧呼吸，如哺乳動物成熟的紅細胞。
2.圖解光合作用的過程
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的場所是葉綠體基質，藍細菌固定CO2的場所是細胞質；③光合作用中氫的載體是指NADPH，而細胞呼吸中氫的載體主要是指NADH。
3.光合作用與細胞呼吸中的物質變化關系
(1)“三種”元素轉移途徑
(2)NADH、NADPH和ATP的來源和去路
4.深度解讀總光合速率與呼吸速率的關系
　①如果題干中給出的信息是葉綠體消耗CO2或葉綠體產生O2的量，則該數據為總光合速率。
②整株綠色植物凈光合速率為0時，葉肉細胞的光合作用強度大于細胞呼吸強度。
③葉肉細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　考查細胞呼吸的類型、過程及相關實驗探究
1.(真題重組)下圖表示細胞需(有)氧呼吸和厭(無)氧呼吸的過程，下列是有關細胞呼吸原理及其應用的敘述，請判斷正誤。
(1)①階段在線粒體內膜上進行，必須在有O2條件下進行
(2016·浙江4月選考，17BC)(　　)
(2)階段③為需(有)氧呼吸第三階段，有關酶存在于線粒體內膜
(2016·浙江10月選考，19D)(　　)
(3)發酵液中的酵母菌在低氧環境下能進行①②和①③(2020·浙江1月選考，12C)(　　)
(4)發生①③時，CO2釋放量大于O2吸收量，階段①為階段③提供[H]和ATP
(2020·浙江1月選考，12D)(2016浙江10月選考，19C)(　　)
(5)富含油脂的種子在萌發初期，產生CO2的摩爾數與消耗O2的摩爾數的比值低于1(2019·浙江4月選考，27C)(　　)
(6)成熟蘋果的果肉細胞缺氧時主要進行①和④，若適當提高蘋果果實貯藏環境中的O2濃度會增加酒精的生成量
(2017·浙江4月選考，13C)(2020·浙江7月選考，6D)(　　)
(7)人體骨骼肌細胞產生的乳酸可運至肝細胞再生成葡萄糖
(2017·浙江4月選考，13D)(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× (5)√　(6)×　(7)√
解析　①為細胞呼吸第一階段，在細胞(質基質)溶膠中進行，有氧無氧均會發生，(1)錯誤；③為需(有)氧呼吸第二、三階段，對于真核生物來說，分別發生在線粒體基質和內膜，相關酶也分布在線粒體基質和內膜，(2)錯誤；低氧條件下，酵母菌能進行需(有)氧呼吸①③和乙醇發酵①②，(3)正確；發生①③時，CO2釋放量等于O2吸收量，階段①為階段③提供[H]，但不提供ATP，(4)錯誤；富含油脂的種子在萌發初期主要利用油脂為能源物質，故產生CO2的摩爾數與消耗O2的摩爾數的比值低于1，(5)正確；成熟蘋果的果肉細胞缺氧時主要進行①和②，若適當提高蘋果果實貯藏環境中的O2濃度，厭(無)氧呼吸減弱，會減少酒精的生成量，(6)錯誤；人體骨骼肌細胞產生的乳酸可運至肝細胞再生成葡萄糖，(7)正確。
考向2　結合色素的提取與分離，考查科學探究能力
2.(真題重組)請回答下列與光合色素有關的問題：
(1)取新鮮菠菜葉片烘干粉碎，提取光合色素時，若甲組未加入碳酸鈣，與加入碳酸鈣的乙組相比，甲組的提取液會偏________色。分離光合色素時，由于不同色素在層析液中的溶解度不同及在濾紙上的吸附能力不同，導致4種色素隨層析液在濾紙條上的________不同而出現色素帶分層的現象。若用不同波長的光照射
葉綠素a提取液，測量并計算葉綠素a對不同波長光的吸收率，可繪制出該色素的________。[2020·浙江7月選考，27(2)]
(2)在“光合色素的提取與分離”活動中，提取新鮮菠菜葉片的色素并進行分離后，濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為________。分析葉綠素a的吸收光譜可知，其主要吸收可見光中的________光。環境條件會影響葉綠素的生物合成，如秋天葉片變黃的現象主要與________抑制葉綠素的合成有關。
[2019·浙江4月選考，30(2)]
(3)分離新鮮菠菜葉片中的光合色素時，應注意濾紙條上的濾液細線要高于____________的液面。濾紙條上最寬色素帶中所含的色素是____________。[2016·浙江4月選考，30(3)]
答案　(1)黃　移動速率　吸收光譜 (2)類胡蘿卜素　藍紫光和紅　低溫
(3)層析液　葉綠素a
解析　(1)取新鮮菠菜葉片烘干粉碎，提取光合色素時，若甲組未加入碳酸鈣，與加入碳酸鈣的乙組相比，由于葉綠素受破壞，甲組的提取液會偏黃色。分離光合色素時，由于不同色素在層析液中的溶解度不同及在濾紙上的吸附能力不同，導致4種色素隨層析液在濾紙條上的移動速率不同而出現色素帶分層的現象。若用不同波長的光照射葉綠素a提取液，測量并計算葉綠素a對不同波長光的吸收率，可繪制出該色素的吸收光譜。
(2)光合色素的提取和分離活動中，濾紙條自上而下兩條帶中的色素分別為胡蘿卜素和葉黃素，合稱類胡蘿卜素；葉綠素a主要吸收藍紫光和紅光；秋天葉片變黃主要是由于溫度降低導致葉綠素的合成受到抑制。
(3)用紙層析法分離葉片中的光合色素時，應注意濾紙條上的濾液細線要高于層析液，否則不能在濾紙條上出現色素帶。正常分離時，濾紙條上最寬色素帶中所含的色素是含量最多的葉綠素a。
考向1　圍繞細胞呼吸和光合作用的過程，考查生命觀念
1.(2022·諸暨診斷)如圖表示人體內細胞呼吸的過程，下列敘述正確的是(　　)
A.①③過程將導致細胞內[H]的積累
B.②過程既需要水參與，又有水生成
C.發生③過程時，產生CO2的場所有細胞(質基質)溶膠和線粒體
D.劇烈運動時細胞主要通過分解乳酸獲得能量
答案　B
解析　③過程不會導致[H]積累，A錯誤；②過程表示需(有)氧呼吸第二、三階段，第二階段需要水參與，第三階段有水生成，B正確；③過程為產乳酸厭(無)氧呼吸第二階段，不產生CO2，C錯誤；劇烈運動時，發生需(有)氧呼吸和厭(無)氧呼吸，但仍以需(有)氧呼吸為主，D錯誤。
2.人工光合作用系統可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.該系統能實現將光能轉化為有機物中的化學能
B.模塊1和2的過程相當于葉綠體中光反應的過程
C.模塊3中的反應相當于葉綠體基質內糖類的合成過程
D.該系統與植物在固定等量的CO2后，糖類的積累量相同
答案　D
解析　該系統只進行光合作用制造有機物，不進行細胞呼吸分解有機物，與植物在固定等量的CO2后，該系統糖類的積累量較多，D錯誤。
考向2　創設科學探究情境，考查科學思維
3.(2022·西城區高三期末)2021年，中國科學家在人工合成淀粉方面取得突破性進展，首次實現CO2→C1→C3→C6→淀粉過程，合成淀粉的速率是玉米的8.5倍。下列敘述錯誤的是(　　)
A.淀粉是植物細胞的儲能物質
B.玉米合成淀粉的能量來自CO2和H2O
C.人工合成淀粉為解決糧食危機提供了新思路
D.酶用于人工合成淀粉體現了生物的直接價值
答案　B
解析　玉米合成淀粉的能量來自光能，B錯誤；直接價值指的是對人類有食用、藥用和工業原料等實用意義的，以及有旅游觀賞、科學研究和文學藝術創作等非實用意義的價值，酶用于人工合成淀粉體現了生物的直接價值，D正確。
4.(2022·臺州質檢)研究人員用物理、化學方法制備了4種結構完整性不同的某植物葉綠體，葉綠體A雙層膜結構完整，葉綠體B雙層膜局部受損且類囊體略有損傷，葉綠體C雙層膜瓦解且類囊體松散但未斷裂，葉綠體D所有膜結構解體破裂成顆粒或片段。在離體條件下培養在含Fecy或DCIP的反應液中，(Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體)，光照下實驗結果如表所示。下列敘述錯誤的是(　　)
葉綠體類型 葉綠體A 葉綠體B 葉綠體C 葉綠體D
以Fecy為電子受體時放氧量相對值 100 167.0 425.1 281.3
以DCIP為電子受體時放氧量相對值 100 106.7 471.1 109.6
ATP生成效率 1 0.66 0.58 0.41
A.類囊體破裂會降低光反應速率
B.DCIP消耗了大量的H＋會影響ATP的形成
C.葉綠體C實驗結果表明無雙層膜阻礙且類囊體松散的條件有利于提高光反應速率
D.比較葉綠體A和B的實驗結果，表明雙層膜不能阻礙以Fecy為電子受體的光反應
答案　D
解析　與葉綠體A對照可知，實驗中葉綠體B、C、D處理后，放氧量明顯大于雙層膜完整時，推測葉綠體雙層膜對光反應有明顯阻礙作用。葉綠體C和D比較，D類囊體破裂后放氧量相對值比C低，所以類囊體破裂會降低光反應速率，A正確；ATP的合成依賴于水光解的電子傳遞和H＋順濃度梯度通過類囊體薄膜上的ATP合成酶，所以DCIP消耗了大量的H＋會影響ATP的形成，B正確；該實驗中，葉綠體C的光反應速率最高(放氧量最高)，說明無雙層膜阻礙、類囊體松散的條件，更有利于類囊體上的色素吸收、轉化光能，從而提高光反應速率，C正確；比較葉綠體A和B的實驗結果，說明葉綠體B雙層膜局部受損時，放氧量明顯大于雙層膜完整時，可推知葉綠體雙層膜對以Fecy為電子受體的光反應有明顯阻礙作用，D錯誤。
微專題3　光合作用及細胞呼吸的影響因素及實驗設計
1.掌握影響細胞呼吸的四類曲線
　①O2不僅會影響呼吸強度，還會影響呼吸類型。
②果蔬、種子儲藏時均要求零上低溫、低氧條件以降低有機物的消耗。不同之處在于果蔬儲藏要求一定的空氣濕度，種子則要求干燥環境。
2.掌握影響光合作用因素的3類曲線
　①“午休”現象發生時，受CO2限制光合速率有所下降，但凈光合速率仍大于零。
②P點時光合速率不再增加是因為CO2濃度、光強度或酶的含量、活性不足，而不是這些因素降低或減少的原因。
3.光補償點、光飽和點的移動
光補償點對應的兩種生理狀態
①整個植株：光合作用強度＝細胞呼吸強度。
②葉肉細胞：光合作用強度>細胞呼吸強度。
4.呼吸速率和表觀(凈)光合速率測定的常用方法
(1)液滴移動法(氣體體積變化法)
　①在測定了表觀(凈)光合速率和呼吸速率的基礎上可計算得出二者之和，即“真正(總)光合速率”。
②物理誤差的校正：為使實驗結果精確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置。對照裝置與兩裝置相比，不同點是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”，其余均相同。
(2)黑白瓶法
“黑白瓶”問題是一類通過表觀(凈)光合作用強度和需(有)氧呼吸強度推算真正(總)光合作用強度的試題，題中“黑瓶”不透光，測定的是需(有)氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是表觀(凈)光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規律如下：
考向1　考查影響細胞呼吸的因素及其應用
1.(2021·1月浙江選考，11)蘋果果實成熟到一定程度，呼吸作用突然增強，然后又突然減弱，這種現象稱為呼吸躍變，呼吸躍變標志著果實進入衰老階段。下列敘述正確的是(　　)
A.呼吸作用增強，果實內乳酸含量上升
B.呼吸作用減弱，糖酵解產生的CO2減少
C.用乙烯合成抑制劑處理，可延緩呼吸躍變現象的出現
D.果實貯藏在低溫條件下，可使呼吸躍變提前發生
答案　C
解析　蘋果果實的需(有)氧呼吸產物為H2O和CO2，厭(無)氧呼吸的產物為酒精和CO2，不產生乳酸， A錯誤；細胞呼吸的第一階段是糖酵解，在細胞(質基質)溶膠中進行，在糖酵解的過程當中，一個葡萄糖分子分解成兩個丙酮酸分子和少量的氫，不產生二氧化碳， B錯誤；乙烯能促進果實的成熟，乙烯合成抑制劑可抑制果實成熟，有利于延緩呼吸躍變現象的出現，C正確；溫度通過影響酶的活性來影響細胞的呼吸作用，低溫能夠抑制細胞呼吸作用有關酶的活性，所以適當的低溫等貯存條件有利于延緩或阻止呼吸躍變現象的出現， D錯誤。
2.(2018·浙江11月選考，22)溫度對某植物細胞呼吸速率影響的示意圖如右圖。下列敘述正確的是(　　)
A.A～B段，溫度升高促進了線粒體內的糖酵解過程
B.B～C段，與細胞呼吸有關的酶發生熱變性的速率加快
C.B點時，氧與葡萄糖中的碳結合生成的二氧化碳最多
D.C點時，細胞呼吸產生的絕大部分能量貯存在ATP中
答案　B
解析　糖酵解過程發生于細胞(質基質)溶膠，A錯誤；B～C段，與細胞呼吸有關的酶發生熱變性的速率加快，酶活性降低，因而細胞呼吸的相對速率下降，B正確；氧不是與葡萄糖中的碳結合生成二氧化碳，而是在需(有)氧呼吸第三階段與NADH結合生成水，C錯誤；C點時，細胞呼吸產生的絕大部分能量以熱能形式散失，D錯誤。
考向2　高頻考查光合作用影響因素及相關實驗探究
3.(2022·浙江1月選考，27)不同光質及其組合會影響植物代謝過程。以某高等綠色植物為實驗材料，研究不同光質對植物光合作用的影響，實驗結果如圖1，其中氣孔導度大表示氣孔開放程度大。該高等植物葉片在持續紅光照射條件下，用不同單色光處理(30 s/次)，實驗結果如圖2，圖中“藍光＋綠光”表示先藍光后綠光處理，“藍光＋綠光＋藍光”表示先藍光再綠光后藍光處理。
回答下列問題：
(1)高等綠色植物葉綠體中含有多種光合色素，常用________法分離。光合色素吸收的光能轉化為ATP和NADPH中的化學能，可用于碳反應中________的還原。
(2)據圖1分析，相對于紅光，藍光照射下胞間CO2濃度低，其原因是________________。氣孔主要由保衛細胞構成，保衛細胞吸收水分，氣孔開放，反之關閉。由圖2可知，綠光對藍光刺激引起的氣孔開放具有阻止作用，但這種作用可被________光逆轉。由圖1、圖2可知藍光可刺激氣孔開放，其機理是藍光可使保衛細胞光合產物增多，也可以促進K＋、Cl－的吸收等，最終導致保衛細胞________，細胞吸水，氣孔開放。
(3)生產上選用________LED燈或濾光性薄膜獲得不同光質環境，已用于某些藥用植物的栽培。紅光和藍光以合理比例的________或________、合理的光照次序照射，利于次生代謝產物的合成。
答案　(1)(紙)層析　三碳酸(C3)
(2)光合速率大，消耗的二氧化碳多　藍　溶質濃度升高
(3)不同顏色　光(光照)強度　光照時間
解析　(1)高等綠色植物葉綠體中含有多種光合色素，常用(紙)層析法分離。光合色素吸收的光能轉化為ATP和NADPH中的化學能，可用于碳反應中三碳酸(C3)的還原。
(2)相對于紅光，藍光照射下，光合速率大，細胞消耗的二氧化碳多，胞間CO2濃度低。由圖2可知，綠光對藍光刺激引起的氣孔開放具有阻止作用，但這種作用可被藍光逆轉。藍光可使保衛細胞光合產物增多，也可以促進K＋、Cl－的吸收等，最終導致保衛細胞溶質濃度升高，細胞吸水，氣孔開放。
(3)題目上下文反復提及光質，紅光、藍光等，因此選用不同顏色LED燈或濾光性薄膜，可獲得不同的光質環境。紅光和藍光以合理比例的光強度或光照時間、合理的光照次序照射，利于次生代謝產物的合成。
4.(2021·1月浙江選考，27)現以某種多細胞綠藻為材料，研究環境因素對其葉綠素a含量和光合速率的影響。實驗結果如下圖，圖中的綠藻質量為鮮重。
回答下列問題：
(1)由甲圖可知，與高光強組相比，低光強組葉綠素a的含量較________，以適應低光強環境。由乙圖分析可知，在____________條件下溫度對光合速率的影響更顯著。
(2)葉綠素a的含量直接影響光反應的速率。從能量角度分析，光反應是一種__________反應。光反應的產物有__________________和O2。
(3)圖乙的綠藻放氧速率比光反應產生O2的速率__________，理由是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)綠藻在20 ℃、高光強條件下細胞呼吸的耗氧速率為30(μmol·g－1·h－1)，則在該條件下每克綠藻每小時光合作用消耗CO2生成________μmol的三碳酸。
答案　(1)高　高光強　(2)吸能　ATP、NADPH　(3)小　綠藻放氧速率等于光反應產生氧氣的速率減去細胞呼吸消耗氧氣的速率　(4)360
解析　(1)由甲圖可知，該實驗所設置的三個溫度下，低光強組葉綠素a的含量均高于高光強組。分析乙圖可知，在高光強條件下，綠藻放氧速率隨溫度的變化而變化幅度較大，故高光強條件下溫度對光合速率的影響更顯著。
(2)在光反應中，葉綠素a參與吸收、傳遞和轉化光能的過程，故而光反應是一種吸能反應，光反應的產物有ATP、NADPH和O2。
(3)圖乙的綠藻放氧速率比光反應產生O2的速率低，理由是綠藻放氧速率等于光反應產生氧氣的速率減去細胞呼吸消耗氧氣的速率。
(4)由圖乙可知，綠藻在20 ℃、高光強條件下的放氧速率為150 (μmol·g－1·h－1)，此條件下其細胞呼吸的耗氧速率為30(μmol·g－1·h－1)，則綠藻的真正光合速率為180(μmol·g－1·h－1) 。在光合作用中，氧氣的產生速率等于二氧化碳的消耗速率，且1分子的二氧化碳與1個五碳糖結合，形成2個三碳酸，故在該條件下每克綠藻每小時光合作用消耗180 μmol CO2，生成360 μmol的三碳酸。
考向1　結合曲線直方圖等數學模型，考查科學思維
1.(2021·廣東卷，15)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同(圖a，示意圖)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖b)，進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是(　　)
A.t2比t1具有更高的光飽和點[光合速率不再隨光強增加而增加時的光(照)強度]
B.t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度)
C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關
D.三者光合速率的差異隨光(照)強度的增加而變大
答案　D
解析　由題圖可知，突變體t1的葉綠體相對受光面積大于突變體t2的葉綠體相對受光面積，故突變體t1在較小的光(照)強度下就能達到光補償點和光飽和點，A、B正確；野生型、突變體t1和突變體t2的葉綠素含量基本一致，故造成野生型、突變體t1和突變體t2光合速率的高低與葉綠素含量無關，C正確；由題圖可知，三者的光合速率差異是由葉綠體在細胞中分布位置不同引起的，與光照強度無關，D錯誤。
2.(2021·鎮海中學適應性考試)為探究CO2濃度倍增對于干旱脅迫下黃瓜幼苗光合特性的影響，某農科院在適宜溫度的條件下進行了研究，結果如下[其中表為Q光(照)強度下的測定值]。下列敘述正確的是(　　)
組別 處理(Q光強度) 表觀(凈)光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1) 相對氣孔開度/% 水分利用效率
a 對照 大氣CO2濃度 12 100 1.78
b 干旱 7.5 62 1.81
c 對照 CO2濃度倍增 15 83 3.10
d 干旱 9.5 47 3.25
A.表中的可變因素只有表觀(凈)光合速率、相對氣孔開度、水分利用效率
B.當a組表觀(凈)光合速率為12(μmolCO2·m－2·s－1)時，限制光合作用的環境因素是CO2濃度
C.CO2濃度倍增使表觀(凈)光合速率增大，由此推測黃瓜幼苗光飽和點變小
D.CO2濃度倍增后，黃瓜幼苗可能通過提高水分利用效率來增加抗旱能力
答案　D
解析　表中的可變因素有是否干旱脅迫、CO2濃度、凈光合速率、相對氣孔開度、水分利用效率，A錯誤；據圖可知，圖中為Q光(光照)強度下的測定值，當a組凈光合速率為12(μmolCO2·m－2·s－1)時，還未達到光飽和點，因此此時限制光合作用的環境因素是光(照)強度和CO2濃度，B錯誤；根據坐標曲線變化可知，c組比a組的光飽和點大，d組比b組的光飽和點大，說明CO2濃度倍增能使光飽和點增大，C錯誤；分析表格數據可知，CO2濃度倍增，對水分利用效率提高，黃瓜幼苗可能通過提高水分利用效率來增強抗旱能力，D正確。
考向2　結合“三率”測定，考查科學探究能力
3.(2021·精誠聯盟)某研究小組從當地一湖泊的某一深度取得一桶水樣，分裝于6對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10(mg·L－1)，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，將它們分別置于6種不同的光照條件下，24小時后，實測獲得6對黑白瓶中溶解氧的含量，記錄數據如下，請回答下列問題：
光強度/klx 0(黑暗) a b c d e
白瓶溶氧量/(mg·L－1) 3 10 16 24 30 30
黑瓶溶氧量/(mg·L－1) 3 3 3 3 3 3
(1)水樣中所有能進行光合作用的生物，含有光合色素的結構可稱為________________，影響水樣中生物的光合強度的因素有________________(答兩點)，水樣中生產者的能量可以流向________________(答兩點)。
(2)若只考慮光強度，該深度湖水中所有生物在晚上8 h內呼吸消耗O2的量為____________________________________________________________________。
(3)該水層生物產氧量與生物耗氧量維持動態平衡時的光(照)強度為________klx。光強度為b時，白瓶水樣中的生物一晝夜產生的氧氣量為____________________________________________________________________。
(4)若將e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，短時間內瓶中光合生物細胞的三碳酸含量的變化為________，因為在b條件下接受來自NADPH的氫和ATP的________的量較________(填“少”或“多”)。
答案　(1)光合膜　光強度、溫度　初級消費者和分解者
(2)7/3(mg·L－1)
(3)a　13(mg·L－1)
(4)增加　磷酸基團　少
解析　(1)水體中能進行光合作用的生物可能是原核生物，含有光合色素的結構為光合膜。(2)每小時呼吸消耗(10－3)/24＝7/24，8小時為7/3(mg·L－1)。(3)a光強度時，白瓶溶氧量沒有變，說明光合強度等于呼吸強度，光照強度為b時，白瓶溶氧量增加了(16－10)(mg·L－1)＝6(mg·L－1)此時間呼吸消耗的氧氣量為(10－3)(mg·L－1)＝7(mg·L－1)，所以氧氣產生量為釋放量加呼吸消耗量為13(mg·L－1)，或者是將在光強度為b時白瓶的氧氣量減黑瓶的氧氣量即可。
微專題4　細胞代謝重點題型
1.呼吸熵(RQ)相關分析
RQ＝
(1)酵母菌的呼吸熵分析(假定呼吸底物均為葡萄糖)
RQ＝＝1＋
歸納
(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(假定呼吸底物均為葡萄糖)
(3)呼吸熵RQ<1，說明呼吸底物為脂質或者呼吸底物中存在脂質
2.光合作用相關曲線變形
3.光合作用中的新情境信息題
(1)光呼吸
光呼吸是指綠色植物在光照情況下吸收O2，將葉綠體中的C5分解產生CO2的過程。光呼吸是一個“耗能浪費”的生理過程，因此，抑制植物的光呼吸可實現農作物的增產。
光呼吸與光合作用的關系
[解讀]　①與光呼吸有直接關系的細胞器為葉綠體、線粒體。光呼吸產生的條件是光照、高O2含量和低CO2含量等。
②在干旱天氣和過強光照下，因為溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉。此時的光呼吸可以消耗光反應階段生成的多余的NADPH和ATP，又可以為碳(暗)反應階段提供原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。
(2)希爾反應
希爾反應(Hill reaction)：是指離體葉綠體在光照條件下使水分解，釋放氧氣并還原電子受體的反應。離體的完整葉綠體，在合適的氧化劑存在下，例如染料二氯酚靛酚(DCIP)，當照光時，可以使水光解釋放氧氣，同時使染料還原，結果染料從原來的藍色變為粉紅色至無色。此反應為希爾所發現，故常稱為希爾反應。在完整的葉綠體中NADP＋作為H2O到O2的中間電子載體，其反應式可寫為：
[解讀]　①能夠充當希爾氧化劑的物質除了NADP＋外，還有NAD＋、DCIP、苯醌等；②希爾反應使得類囊體腔中富集H＋，H＋順濃度梯度運至葉綠體基質時驅動ATP合成。
(3)景天科植物
[解讀]　①仙人掌、菠蘿和許多肉質植物都進行這種類型的光合作用。這類植物特別適合于炎熱干旱地區，其特點是氣孔夜間開放，吸收并固定CO2，形成以蘋果酸為主的有機酸；白天則氣孔關閉，不吸收CO2，但同時卻通過卡爾文循環將從蘋果酸中釋放的CO2還原為糖。
②這是一種節省水的光合作用，參與CO2轉化的細胞器除了葉綠體之外，還有線粒體和液泡。
[思維模板]
1.(2018·浙江11月選考)實驗中常用希爾反應來測定除草劑對雜草光合作用的抑制效果。希爾反應基本過程：將黑暗中制備的離體葉綠體加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH 7.3磷酸緩沖液的溶液中并照光。水在光照下被分解，產生氧氣等，溶液中的DCIP被還原，顏色由藍色變成無色。用不同濃度的某除草劑分別處理品種甲和品種乙雜草的離體葉綠體并進行希爾反應，實驗結果如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.相同濃度除草劑處理下，單位時間內溶液顏色變化快的品種受除草劑抑制效果更顯著
B.與品種乙相比，除草劑抑制品種甲類囊體膜的功能較強
C.除草劑濃度為K時，品種乙的葉綠體能產生三碳糖
D.不用除草劑處理時，品種乙的葉綠體放氧速率高于品種甲
答案　B
解析　單位時間內溶液顏色變化越快，說明氧氣產生速率越快，即除草劑的抑制效果越弱，A錯誤；由圖可知，同等濃度的除草劑對品種甲的抑制作用較明顯，B正確；除草劑濃度為K時，品種乙雖仍能產生氧氣，但是由于缺乏二氧化碳，葉綠體無法產生三碳糖，C錯誤；不用除草劑處理時，品種甲和乙的葉綠體放氧速率相等，D錯誤。
2.(2018·北京卷)光反應在葉綠體類囊體上進行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍色逐漸變為無色。該反應過程中(　　)
A.需要ATP提供能量
B.DCIP被氧化
C.不需要光合色素參與
D.會產生氧氣
答案　D
解析　光合作用中的光反應發生在類囊體膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，釋放出氧氣和形成NADPH，另一方面在有關酶的催化作用下，促使ADP與Pi發生化學反應形成ATP，D符合題意，A、C不符合題意；結合題干信息，加入氧化還原指示劑DCIP后，DCIP會被NADPH還原，B不符合題意。
3.(2021·全國乙卷，29)生活在干旱地區的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：
(1)白天葉肉細胞產生ATP的場所有________________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和________釋放的CO2。
(2)氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這種方式既能防止________________，又能保證____________正常進行。
(3)若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預期結果)
答案　(1)葉綠體、細胞(質基質)溶膠、線粒體　細胞呼吸　(2)水分大量散失　光合作用　(3)實驗思路：白天和夜晚隔一定時間取干旱條件下生長的植物甲的葉片測定葉肉細胞的pH。預期結果：植物葉肉細胞pH在夜間逐漸降低，白天逐漸升高。
解析　(1)白天植物的葉肉細胞同時進行光合作用和呼吸作用，光合作用過程中產生ATP的場所是葉綠體，呼吸作用過程中產生ATP的場所是細胞(質基質)溶膠和線粒體。據題干信息可知，白天儲存在液泡中的蘋果酸脫羧釋放出CO2用于光合作用，同時葉肉細胞也進行需(有)氧呼吸，需(有)氧呼吸釋放出來的CO2也可用于光合作用。(2)干旱的環境中，白天氣孔關閉可以降低蒸騰作用，避免植物細胞過度失水；夜間氣孔打開吸收CO2，通過生成蘋果酸儲存在液泡中，白天蘋果酸脫羧釋放的CO2為光合作用的進行提供原料，保證了光合作用的正常進行。(3)該實驗的目的是驗證植物甲在干旱環境中存在特殊的CO2固定方式，根據題干信息晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中，推測蘋果酸的存在會導致液泡中呈酸性，由白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用，可判斷蘋果酸分解釋放出CO2后液泡中酸性下降或趨于中性，因此實驗中需要檢測白天和夜晚葉肉細胞中液泡的pH。
1.(2022·紹興適應性考試)不同形態的氮素及其組合會影響植物的代謝過程。研究者以小麥幼苗為實驗材料，研究了不同氮素形態對其光合作用和生長的影響，實驗處理和結果如下表：
組別 組1 組2 組3 組4 組5
處理 全是NH NH∶NO＝3∶1 NH∶NO＝1∶1 NH∶NO＝1∶3 全是NO
葉綠素含量(mg/g·FW) 1.81 2.03 2.21 1.74 1.83
葉綠體蛋白含量(μg/g·FW) 44.30 77.25 85.62 72.15 45.58
希爾反應活性(μmol/mg·h) 180.31 160.23 140.11 137.26 120.35
葉面積(cm2/株) 15.30 16.06 20.86 15.83 15.29
地上部分干重(g/株) 0.11 0.11 0.16 0.11 0.10
地下部分干重(g/株) 0.022 0.023 0.031 0.032 0.034
注：NH是氨態氮，NO是硝態氮；希爾反應活性可以反映葉綠體光反應的速率。
回答下列問題：
(1)氮除了是葉綠體內蛋白質和葉綠素等物質的組成成分外，也是光反應產物________的組成成分。用紙層析法分離色素，濾紙條上離濾液細線最近的色素帶所含的色素是________。
(2)據表分析，小麥幼苗光合能力最強的是組________，原因是該種氮元素的配比有利于________________________的提高。
(3)生產上，在干旱地區可以適當提高________態氮的施肥比例，從而有利于小麥從土壤中吸收水分。
(4)希爾反應的測定原理是：將葉綠體加入高鐵氰化鉀(氫受體，不易透過葉綠體被膜)溶液并照光，水在光照下被分解，高鐵氰化鉀被還原并發生顏色變化。葉綠體希爾反應活力除了與葉綠體內酶、色素等物質有關外，還與葉綠體內基粒的大小和________有關。希爾反應也可用于檢測葉綠體懸液中葉綠體被膜的完整性，被膜完整率越高，希爾反應活力越________。
答案　(1)ATP和NADPH　葉綠素b
(2)3　葉綠素含量、葉綠體蛋白含量、葉面積　(3)硝　(4)數量　低
解析　(1)ATP和NADPH的元素組成為C、H、O、N、P，合成需要氮元素。用紙層析法分離色素，濾紙條上離濾液細線距離從遠到近的色素帶所含的色素依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。
(2)據表分析，小麥幼苗干重最多的是組3，光合作用積累的有機物最多，因此光合能力最強的是組3；結合表格數據可知，組3的氮元素的配比有利于葉綠素含量、葉綠體蛋白含量、葉面積的提高。
(3)組5全是硝態氮，地下部分干重最多，有機物最多，有利于小麥從土壤中吸收水分。
(4)希爾反應的原理與光反應類似，基粒是類囊體堆積而成，是光反應的場所，基粒的大小和數量都與光反應有關；高鐵氰化鉀(氫受體，不易透過葉綠體被膜)被還原才會發生顏色變化，被膜完整率越高，高鐵氰化鉀被還原的概率越小(氫不容易出去，高鐵氰化鉀也不容易進入葉綠體)，希爾反應活力越低。
2.不同植物CO2的同化方式不盡相同。植物甲有一個很特殊的CO2同化方式如圖一：夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中，白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸經脫羧作用釋放CO2用于光合作用，這是其對高溫干旱環境的一種適應。而更多植物(如植物乙)的CO2同化過程如圖二所示，請思考并回答下列問題：
圖一
圖二
(1)圖一中B物質可能是________，能與CO2結合的物質有____________________。
(2)由圖一可知，白天植物甲進行光合作用所需的CO2來自________________(填場所)。該植物夜晚能吸收CO2，夜間細胞液pH可能會________，但是卻不能合成(三碳糖)的原因是__________________________________________________。
(3)中午時分突然降低環境中的CO2濃度，短時間內植物甲細胞中三碳酸含量的變化是________________________。植物乙細胞中三碳酸含量的變化是____________________。
(4)經實驗測定，干旱處理后的植物乙比干旱處理前光合速率降低。為了驗證干旱處理沒有改變植物乙的遺傳物質，請利用干旱處理后乙的種子為實驗材料寫出簡要的實驗設計思路和預期實驗結果。
答案　(1)丙酮酸　PEP、五碳糖
(2)線粒體和細胞(質基質)溶膠　下降　缺乏碳(暗)反應必需的ATP、NADPH
(3)基本不變　降低
(4)實驗思路：取干旱處理后的植物乙的種子在正常的環境(或水分充足的環境)中種植培養，測定并記錄其光合速率。
預期結果：培養得到的成熟植株均與干旱處理前的原植株的光合速率幾乎相同。
解析　(1)由圖一可知B物質在線粒體中被分解產生CO2，聯系呼吸作用過程，可知B可能為丙酮酸。由圖可以看出，能與CO2結合的物質有PEP、五碳糖。(2)由圖一可知白天植物甲進行光合作用所需的CO2有兩個來源，一個是來自蘋果酸從液泡中進入細胞(質基質)溶膠后的分解，一個來自線粒體中有機物的氧化分解。該植物夜晚能吸收CO2形成蘋果酸，轉移到液泡中存儲，故夜間細胞液pH可能會下降，但是卻不能合成(三碳糖)，原因是缺乏碳(暗)反應必需的ATP、NADPH。(3)因為據題可知，該植物甲白天氣孔處于關閉狀態，所以突然降低環境中的CO2濃度，短時間內該植物細胞中三碳酸含量基本不變，而植物乙細胞中短時間內因CO2濃度降低使三碳酸生成量減少，而三碳酸消耗量暫時不變，故三碳酸含量會降低。(4)可取干旱處理的植物乙的種子在正常的環境(或水分充足的環境)中種植培養，若培養得到的成熟植株均和干旱處理前的原植株的光合速率幾乎相同，則說明干旱處理只影響了植物乙的性狀，而沒有改變其遺傳物質。
2021年2月教育部發布通知：高考命題要優化情境設計，增強試題開放性、應用性和靈活性，充分發揮高考命題的育人功能和積極導向作用，引導減少“死記硬背”和“機械刷題”現象。應用性強調生物學與生產、生活實際的聯系，引導考生自覺地從生物學視角思考生活中的相應問題，綜合運用所學知識解決生產、生活實際及科學研究等情景中的問題。
材料一　磷酸丙糖是光合作用中最先產生的糖，也是光合作用產物從葉綠體運輸到細胞(質基質)溶膠的主要形式。
光合作用產生的磷酸丙糖既可以在葉綠體中形成淀粉，暫時儲存在葉綠體中，又可以通過葉綠體被膜上的轉運器運出葉綠體，在細胞溶膠(質基質)中合成蔗糖。合成的蔗糖或臨時儲藏于液泡內，或從光合細胞中輸出，經韌皮部裝載通過長距離運輸到其他部位。
材料二　①光合色素吸收光能后，葉綠素分子被激發出高能電子，然后它從周圍的水分子中奪取電子，促使水的分解：2H2O4H＋＋4e－＋O2。
②電子通過在葉綠體類囊體薄膜中的電子傳遞鏈間的移動傳遞并將H＋從葉綠體基質傳遞到類囊體腔，建立電化學質子梯度，用于ATP的合成。
③光反應的最后一步是高能電子被NADP＋接受，使其還原成NADPH。
1.(2022·臺州二模)農業是人類食物生產系統的支柱，下列敘述正確的是(　　)
A.依據生物化學組成成分施肥可減少農業成本
B.種植業依賴和受制于畜牧業，兩者有著緊密的關系
C.我國北方地區采用套種是由于一年種兩茬小麥積溫有余
D.免耕法使作物收獲后的殘茬留在土壤表層而破壞了地力
答案　A
解析　畜牧業依賴和受制于種植業，B錯誤；由于一年種兩茬小麥積溫不足，一年種一茬小麥積溫有余，因此我國北方地區采用套種(在小麥的生長后期種玉米)，C錯誤；免耕法使作物收獲后的殘茬留在土壤表層，目的在于減少對田地耕作踏壓次數的耕作措施，D錯誤。
2.將光合作用的原理應用于農業生產實踐能明顯提高農作物產量，完成下列填空。
(1)在大棚種植中，棚頂采用________塑料薄膜或玻璃，能充分利用自然光，而補光常用________________燈照射；________________措施則可提高大棚CO2濃度；增大晝夜溫差可減少作物進行呼吸作用消耗的有機物，使植物________________。
(2)大棚和大田種植都要合理密植，這樣能減少農作物對________________________________________(至少寫出三項)等的競爭，還要正行通風，提高____________，進而提高光合速率。合理施肥措施中，施用農家肥可為農作物提供________________，還具有防止土壤板結等作用。干旱對植物的光合作用有多方面影響，如缺水引起的________會明顯影響光合作用的碳(暗)反應，所以要注意合理灌溉。
(3)間作不同高度的植物，可以通過提高____________而提高產量，而輪作的主要意義是________________________。
答案　(1)無色透明　紅光、藍紫光　適時通風或利用CO2發生器等　有機物積累增加
(2)光能、無機鹽、水分、CO2　CO2濃度　CO2、無機鹽　氣孔關閉　(3)光能利用率　充分利用土壤肥力
3.回答下列與花生和玉米種子萌發、作物生長等相關的問題：
(1)某高二生物興趣小組研究發現花生和玉米種子萌發過程中，兩者的干重都會減少，但花生種子的干重在萌發的初期會略有增加。
①從有機物的元素組成分析，花生種子在萌發的初期，有機物中增加的化學元素主要是________(只填一種)。
②當長出葉片后，在某個時間點，整個植株的干重開始增加，則光合作用開始于________________(填“這個時間點之前”“這個時間點”或“這個時間點之后”)。
(2)一種農作物單獨種植稱為單作，不同種類農作物間行種植稱為間作。某農科所要研究花生和玉米單作和間作對作物產量的影響，則應該設置________組實驗。如圖是某作物(花生或玉米)間作和單作時，在不同光(光照)強度下測得的單株該作物吸收CO2的速率。假設間作與單作時各農作物間的株距相同。
①光(光照)強度為a時，無論間作，還是單作，該作物的光合速率無明顯差別，導致該現象的主要原因是_____________________________________________
____________________________________________________________________。
②該作物很可能是________，理由是______________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)①O(或氧)　②這個時間點之前
(2)3　①此時光(光照)強度弱，光反應限制光合速率，間作和單作的光合速率均較小　②玉米　玉米植株比花生植株高，間作情況下玉米與玉米的間距較大，不會彼此遮光，且有利于行間通風，局部二氧化碳濃度較高，所以間作時玉米對二氧化碳和光能的利用優于單作，光合速率高
解析　(1)①花生種子在萌發的初期，油脂轉變成糖類，增加的化學元素主要是O(氧)。②當光合速率大于呼吸速率時，有機物開始增加；光合作用開始于光合速率大于呼吸速率這個時間點之前。(2)應該設置玉米單作、花生單作、玉米和花生間作3組實驗。①光(光照)強度為a時，光(光照)強度弱，光反應限制光合速率，間作和單作的光合速率均較小，無明顯差別。②玉米植株比花生植株高，間作時玉米與玉米間距較大，不會彼此遮光，且有利于行間通風，局部二氧化碳濃度較高，所以間作時玉米對二氧化碳和光能的利用優于單作，光合速率高。

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