資源簡介

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高考生物二輪復習專題突破
專題二　細胞代謝
[課標內容]　1.說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受環境因素(如pH和溫度)的影響。2.解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。3.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖和氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。4.說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量。
梳理核心知識
提示　深思1：核糖體、細胞核；酶也可在細胞外(如血漿、組織液等)、體外發揮作用。
深思2：高溫和pH的高低對酶的活性影響具有不可逆性，低溫一方面抑制微生物對酶的破壞及酶自身的分解，另一方面對酶活性的抑制可恢復。
深思3：ATP水解釋放的能量可直接用于各種吸能的生化反應。
深思4：ATP是一種物質，其內含有能量，水解時特殊的化學鍵斷裂釋放的能量可供生命活動利用。
深思5：都存在，無氧呼吸只在第一階段產能，這一階段也就是有氧呼吸第一階段。
深思6：光反應產生的ATP主要用于暗反應，細胞呼吸產生的ATP主要用于除暗反應外的其他生命活動，二者一般不可混用。
1.實驗過程中的變化因素稱為變量。其中人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作自變量，因自變量改變而變化的變量叫作因變量，除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結果造成影響的可變因素，叫作無關變量。
2.與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高，但本身并不被消耗，并不為化學反應提供物質和能量，不改變化學反應的方向和生成物的量。
3.一般來說，酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。
4.溶菌酶能夠溶解細菌的細胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。果膠酶能分解果肉細胞壁中的果膠，提高果汁產量，使果汁變得清亮。胰蛋白酶可用于促進傷口愈合和溶解血凝塊，還可用于去除壞死組織，抑制污染微生物的繁殖。
5.探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發生顏色變化，因此，應將酵母菌的培養時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。
6.對比實驗是設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響。
7.有氧呼吸過程中物質和能量的變化,（1）各反應物參與的階段：葡萄糖參與第一個階段，H2O參與第二個階段，O2參與第三個階段。,（2）各生成物產生階段：[H]在第一個階段和第二個階段產生，CO2在第二個階段產生，H2O在第三個階段產生。,（3）能量變化的特點：三個階段都產生能量，但大量的能量在第三個階段產生。
8.松土透氣可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收，促進作物生長，吸收更多的CO2，緩解全球氣候變暖現象；增強根系的水土保持能力；避免根細胞由于無氧呼吸產生酒精對根系造成的傷害。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，促使這些微生物對土壤有機物的分解，為植物生長提供更多的CO2，也有可能導致局部大氣CO2濃度上升。
9.恩格爾曼實驗巧妙之處：
(1)實驗材料選擇妙：用水綿作實驗材料。水綿的葉綠體呈帶狀，便于觀察。
(2)排除干擾的方法妙：沒有空氣的黑暗環境排除了環境中光線和氧氣的影響，從而確保實驗的準確性。
(3)觀測指標設計妙：通過需氧細菌的分布，能夠準確地判斷出水綿細胞中釋放氧氣的部位。
(4)實驗對照設計妙：進行黑暗＋極細光束照射和曝光的對比實驗，從而明確實驗結果是由光照引起的。
10.C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1，5－二磷酸(RuBP)。光合作用的產物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸到植株各處。
1.判斷有關細胞代謝中酶和ATP的說法的正誤
(1)用淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時，既可用碘液也可用斐林試劑檢測。(×)
(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。(×)
(4)唾液淀粉酶催化反應的最適溫度和保存溫度都是37 ℃。(×)
(5)一個ATP中含有兩個特殊化學鍵，且都容易形成和水解。(×)
(6)酶催化的化學反應都需要ATP。(×)
(7)ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應。(√)
(8)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡。(×)
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)無氧呼吸不需要O2參與，最終有[H]的積累。(×)
(4)人在劇烈運動時產生的CO2全部來自有氧呼吸。(√)
(5)無水乙醇在色素的提取和分離實驗中起到分離色素的作用。(×)
(6)暗反應中14C的轉化途徑是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)。(×)
(7)夏季晴天，植物光合作用的“午休”現象的主要原因是環境中CO2濃度過低。(×)
(8)番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后，光反應強度降低，暗反應強度也降低。(√)
(9)夏季連續陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當降低溫度，可提高作物產量。(√)
1.設計簡單的實驗驗證從刀豆種子中提取的脲酶是蛋白質，請說明實驗思路　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　向等量的脲酶溶液和蛋白質溶液中分別加入雙縮脲試劑，若都出現紫色反應，則說明脲酶是蛋白質
2.酶制劑適于在低溫(0～4 ℃)下保存的原因是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　在0～4 ℃時，酶的活性很低，但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高，因此酶制劑適于在低溫(0～4 ℃)下保存
3.水淹的植物或無氧儲藏的水果容易死亡或爛掉的原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　供氧不足，植物細胞進行無氧呼吸產生酒精過多，對植物細胞起毒害作用
4.給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機物中檢測到了18O，其最可能的轉化途徑是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　有氧呼吸第三階段18O2與[H]結合生成了HO，有氧呼吸第二階段利用HO生成C18O2，C18O2再參與光合作用的暗反應生成含18O的有機物(CHO)
5.光照下卡爾文向小球藻懸液通入14CO2，一定時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發現，僅僅30 s的時間，放射性代謝產物多達幾十種。縮短時間到7 s，發現放射性代謝產物減少到12種，想要探究CO2轉化成的第一個產物是什么，可能的實驗思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO2轉化成的第一個產物
6.夏季晴天，植物光合作用會出現“午休”現象的原因是　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　由于光照強，溫度過高，植物由于蒸騰作用過強導致失水過多，氣孔部分關閉，使CO2固定減少，光合作用效率下降
7.土壤板結時光合速率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　土壤板結，導致土壤中缺氧，根細胞呼吸產生的ATP減少，影響了礦質元素的吸收，從而影響了光合色素和酶的合成，光合作用減弱
8.在光合作用強度與光照強度關系的曲線圖中判斷陰生和陽生植物的理由是　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
有機肥能提高農作物產量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示　陰生植物達到光合作用強度的最大值時所需的光照強度比陽生植物要弱　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，同時又產生二氧化碳供植物進行光合作用
1.(2021·全國甲卷，2)某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養液中進行實驗，不可能得到的結果是(　　)
A.該菌在有氧條件下能夠繁殖
B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產生
C.該菌在無氧條件下能夠產生乙醇
D.該菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2
答案　B
解析　酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧條件下都能生存和繁殖，A不符合題意；酵母菌無氧呼吸的第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合題意；酵母菌在無氧條件下進行發酵，產生CO2和乙醇，C不符合題意；酵母菌有氧呼吸產生CO2和水，無氧呼吸產生CO2和乙醇，兩個過程都有CO2產生，D不符合題意。
2.(2020·北京卷，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20 ℃條件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了(　　)
A.懸液中酶的濃度 B.H2O2溶液的濃度
C.反應體系的溫度 D.反應體系的pH
答案　B
解析　提高酶的濃度能夠提高反應速率，但不能提高生成氧氣的總量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，產物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，但不能提高產物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，但不能提高產物的量，D錯誤。
3.(2020·全國卷Ⅰ，2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖，下列關于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是(　　)
A.若產生的CO2與乙醇的分子數相等，則細胞只進行無氧呼吸
B.若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等
C.若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的多
答案　D
解析　在反應底物是葡萄糖的情況下，細胞進行有氧呼吸和產乙醇的無氧呼吸均可產生CO2，其中產乙醇的無氧呼吸產生的CO2與乙醇的分子數相等，有氧呼吸不產生乙醇，因而若產生的CO2與乙醇的分子數相等，說明細胞只進行無氧呼吸，A正確；根據有氧呼吸反應式，在反應底物是葡萄糖的情況下，若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數和釋放CO2的分子數相等，B正確；根據無氧呼吸反應式，在反應底物是葡萄糖的情況下，若細胞無氧呼吸產物是乳酸，則不需要消耗O2也不產生CO2，C正確；在反應底物是葡萄糖的情況下，有氧呼吸中，吸收O2的分子數和釋放CO2的分子數相等，而無氧呼吸不消耗O2，但可能產生CO2，若細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的分子數少或兩者的數目相等，D錯誤。
4.(2021·選擇性考試廣東卷，12)在高等植物光合作用的卡爾文循環中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是(　　)
A.Rubisco存在于細胞質基質中
B.激活Rubisco需要黑暗條件
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2結合
答案　D
解析　由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco”可知，Rubisco是與暗反應有關的酶，暗反應階段的化學反應是在葉綠體的基質中進行的，故Rubisco存在于葉綠體的基質中，A錯誤，D正確；暗反應在有光、無光條件下都可以進行，故激活Rubisco不一定需要黑暗條件，B錯誤；在暗反應階段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C錯誤。
5.(2020·海南學業水平選擇性考試，21)在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強度的日變化，結果如圖。回答下列問題。
(1)據圖分析，與10時相比，7時蔬菜的光合作用強度低，此時，主要的外界限制因素是________；從10時到12時，該蔬菜的光合作用強度________。
(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強度，小組成員將菜地分成A、B兩塊，10～14時在A菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相同。測得該時段A菜地蔬菜的光合作用強度比B菜地的高，主要原因是______________________________
_____________________________________________________________________。
(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網全部覆蓋，測得棚內溫度比B菜地高，一段時間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產量低，從光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是_______________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)光照強度　降低　(2)B地光照強度過高，導致蔬菜氣孔關閉，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低　(3)C的溫度上升，光合作用有關酶活性下降，呼吸作用有關酶活性增加，C的凈光合作用降低，產量下降，因此C的蔬菜產量低于B
解析　(1)光合作用強度在一定范圍內隨光照強度的增加而增加，與10時相比，7時光照強度弱，此時，影響光合作用的主要因素是光照強度。從圖中分析可知，10時到12時光合作用強度在降低。
(2)光合作用強度在一定范圍內隨光照強度的增加而增加，當光照強度持續增大且溫度上升，會使植物葉片部分氣孔關閉，導致植物從外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反應受到限制，光合作用速率降低。
(3)當溫度升高后，與光合作用有關的酶會由于溫度過高而活性降低，光合作用強度降低，呼吸作用有關酶的最適溫度高于光合作用有關酶的最適溫度，呼吸速率上升，最終導致凈光合速率降低，蔬菜的有機物積累減少，產量降低。
微專題1　酶和ATP
1.酶的知識歸納
提醒：①過酸、過堿或溫度過高，會使酶(蛋白質類)的空間結構遭到破壞，但滴加雙縮脲試劑依然會產生紫色。
②酶既可以作為催化劑，又可以作為另一個化學反應的底物，如胃蛋白酶或脂肪酶作為催化劑可分解蛋白質或脂肪，它們自身又可作為反應的底物被其他蛋白酶水解。
2.酶的特性及影響酶活性的因素曲線分析
提醒：①同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中，如呼吸酶或ATP合成酶。
②底物濃度和酶的濃度都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.酶的特性相關探究實驗
提醒：檢驗蛋白酶對蛋白質的水解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論，因蛋白酶本身也是蛋白質，不能用雙縮脲試劑鑒定。
4.以ATP為核心，構建能量轉化模型
提醒：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　圍繞ATP的結構與功能，考查科學思維能力
1.(2021·1月八省聯考湖南卷，3)ATP是細胞生命活動的能量“通貨”。下列敘述錯誤的是(　　)
A.糖類、脂肪和蛋白質等有機物中儲存了大量ATP
B.等量的葡萄糖通過酒精發酵和有氧呼吸產生的ATP數量不同
C.光合作用和呼吸作用都產生ATP，所需的ADP可共用
D.ATP與ADP的相互轉化由不同的酶催化完成
答案　A
解析　糖類、脂肪和蛋白質等有機物中儲存大量能量，而不是儲存大量ATP，A錯誤；等量的葡萄糖通過酒精發酵產生的ATP比有氧呼吸的少，B正確；ADP是合成ATP的原料，在光合作用和呼吸作用產生ATP過程中可共用，C正確；ATP與ADP可相互轉化，一為水解反應，一為合成反應，所需酶不同，D正確。
2.(2021·山師大附中調研)如圖1是細胞中某種小分子化合物的結構模式圖，其中①～③代表化學鍵，④和⑤代表化學基團；圖2表示哺乳動物成熟紅細胞內ATP產生量與O2供給量的關系。下列敘述正確的是(　　)
A.圖1中②處的化學鍵比①處的更穩定
B.圖1中的⑤處為堿基，且該堿基是RNA所特有的
C.據圖2可知，哺乳動物的成熟紅細胞不能進行細胞呼吸
D.哺乳動物的成熟紅細胞吸收葡萄糖需要消耗ATP
答案　A
解析　圖1所示的物質可以是ATP，特殊化學鍵①容易形成也容易水解，特殊化學鍵②比特殊化學鍵①更穩定，A正確；若圖1中的⑤處是堿基A(腺嘌呤)，腺嘌呤是DNA和RNA共有的堿基，B錯誤；哺乳動物的成熟紅細胞可以進行無氧呼吸，C錯誤；哺乳動物的成熟紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散，不需要消耗ATP，D錯誤。
考向2　結合與酶有關的實驗，考查科學探究能力
3.(2021·西工大附中調研)實驗材料的選擇與實驗目的相匹配是實驗成功的關鍵。下列關于酶實驗的選材與實驗目的不相匹配的是(　　)
A.利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和碘液驗證酶的專一性
B.利用熒光素酶、熒光素、ATP、重金屬離子探究重金屬對酶活性的影響
C.利用過氧化氫、新鮮豬肝研磨液和氯化鐵溶液驗證酶的高效性
D.利用淀粉酶、淀粉、不同pH的緩沖液探究pH對酶活性的影響
答案　D
解析　用同一種酶催化不同底物，或者用不同種類的酶催化同種底物，都能驗證酶的專一性，A正確；利用熒光素酶、熒光素、ATP、重金屬離子探究重金屬對酶活性的影響，自變量是重金屬離子的有無，B正確；利用過氧化氫、新鮮豬肝研磨液(過氧化氫酶)和氯化鐵溶液(無機催化劑)驗證酶的高效性，C正確；酸也能催化淀粉水解，探究pH對酶活性的影響不能用淀粉，D錯誤。
4.(2021·廣東中山市調研)已知藥物a能使淀粉酶和淀粉結合的機會減少，但不會影響淀粉酶活性；施加藥物b能使淀粉酶活性喪失。圖為淀粉酶在t1時不同處理條件下產物濃度隨時間的變化曲線，其中乙組使用了少量藥物a處理。據圖分析，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.淀粉酶的用量及底物含量是該實驗的無關變量
B.丙組既沒有使用藥物a，也沒有使用藥物b
C.如果增加酶的數量，可提高乙組產物產生速率
D.經高溫或低溫處理也可得到與甲組一樣的效果
答案　D
解析　三組實驗中酶的用量及底物含量是無關變量，應保持一致，A正確；已知乙組使用了少量藥物a，丙組的反應速率高于乙組，所以丙組應該是既沒有使用藥物a也沒有使用藥物b，B正確；因為藥物a是減少了淀粉酶和淀粉的結合機會，所以增加乙組酶的數量可以提高產物的產生速率，C正確；甲組后來反應停止，應該是使用了藥物b使酶失活，高溫可以使酶失活，但低溫不會，所以低溫處理后的效果和甲組的不一樣，D錯誤。
微專題2　光合作用與細胞呼吸的關系
1.光合作用與細胞呼吸的過程圖解
2.深度解讀總光合速率與呼吸速率的關系
提醒：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，則該數據代表總光合速率。
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　借助光合作用與細胞呼吸的聯系，考查分析判斷能力
1.(2021·哈師大附中調研)葉肉細胞中的水能參與多種代謝反應，水中氧原子也可隨代謝轉移至丙酮酸分子中。其轉移途徑不包括(　　)
A.H2O經呼吸作用轉移至CO2
B.CO2經光合作用轉移至葡萄糖
C.葡萄糖經呼吸作用轉移至丙酮酸
D.H2O經光合作用轉移至O2，再經呼吸作用轉移至CO2
答案　D
解析　據題意，在適宜的光照下，葉肉細胞既進行光合作用，又進行有氧呼吸。結合有氧呼吸和光合作用過程進行分析，水既可以是光合作用光反應的原料，也可以是有氧呼吸第二階段的原料，則從兩條轉移途徑分析：第一條從參與光合作用開始分析，水參與光合作用光反應將氧原子轉移到氧氣，而氧氣參與有氧呼吸第三階段形成水，其氧原子轉移過程總結為：水氧氣水，不能轉移至丙酮酸；第二條從有氧呼吸開始分析，水參與有氧呼吸的第二階段，將氧原子轉移至二氧化碳，再參與光合作用暗反應，與五碳化合物結合形成三碳化合物，最終形成葡萄糖(C6H12O6)，再經呼吸作用第一階段形成丙酮酸，其氧原子轉移過程總結為：水二氧化碳葡萄糖丙酮酸。故該轉移途徑包含A、B、C三項過程，不包含D項過程。特別提醒，丙酮酸雖然是含有三個碳原子的化合物，但不參與光合作用暗反應過程。
2.(2021·豫南九校聯考)如圖所示為某高等植物葉肉細胞內有關細胞器的代謝活動，下列相關敘述不正確的是(　　)
A.甲可以調節細胞內的環境
B.乙為葉綠體，a在類囊體薄膜上形成，用于B的還原
C.若G與F是同一種物質，則G在丙的基質中產生
D.無光條件下，乙不能產生ATP但能產生E，而丙能產生ATP
答案　D
解析　根據各細胞器的結構特點及物質變化可判斷甲、乙、丙分別為液泡、葉綠體和線粒體，液泡具有調節細胞內環境的作用，A正確；根據題圖中的箭頭指向推知a為NADPH和ATP，它們是在類囊體薄膜上形成的，可用于C3的還原，B正確；若G與F是同一種物質，根據圖中信息判斷G與F都是CO2，在線粒體中CO2是在線粒體基質中產生的，C正確；無光條件下，暗反應不能正常進行，葉綠體不能產生E，但線粒體能產生ATP，D錯誤。
考向2　借助光合作用與細胞呼吸的應用，考查社會責任
3.(2021·南昌市摸底測試)細胞呼吸的原理廣泛應用于生產實踐中，下列分析錯誤的是(　　)
A.種子儲存時應先曬干，降低其自由水的含量，從而降低細胞呼吸速率
B.水稻田要定期排水以防止根因為缺氧而腐爛
C.用透氣的紗布包扎傷口，可抑制厭氧菌的大量繁殖
D.利用乳酸菌制作酸奶時，應先通氣，后密封，利于乳酸菌發酵
答案　D
解析　儲存前將種子曬干，可以降低細胞中的自由水含量，從而降低細胞呼吸速率，A正確；對水稻田定期排水可以防止根部細胞進行無氧呼吸產生酒精(對植物細胞有毒害作用)，B正確；用透氣的紗布包扎傷口，可以抑制厭氧菌的大量繁殖，C正確：乳酸菌為厭氧菌，利用乳酸菌制作酸奶時，開始時就應密封，這樣有利于乳酸菌發酵，D錯誤。
　(1)解答此類試題的關鍵是理解不同因素對細胞呼吸的影響。O2促進有氧呼吸、抑制無氧呼吸；溫度影響與細胞呼吸有關的酶的活性；水分主要通過自由水含量影響代謝過程，進而影響細胞呼吸。
(2)要學會在不同的情境中找出影響細胞呼吸的主要因素。如中耕松土和防止水淹導致的作物根系腐爛，都是從O2影響植物根系細胞呼吸入手；曬干后保存作物種子是從自由水含量影響種子代謝入手；冷藏保鮮則是從溫度影響酶的活性入手。
4.(2021·西安高新一中調研)夏季大棚種植，農民經常在傍晚進行如下勞作：①延長2 h人工照光；②熄燈后，要打開門和所有通風口透氣半小時以上；③關上門和通風口。下列對上述做法的生物學原理的分析，錯誤的是(　　)
A.①增加光能，延長光合作用時間，可以提高有機物的制造量
B.②起到降氧、降溫、降濕度的作用，這都對抑制細胞呼吸減少有機物的消耗有利
C.與①時的狀態相比，②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強
D.③的作用是積累棚內CO2濃度以抑制細胞呼吸，并對下一天的光合作用有利
答案　C
解析　延長2 h人工照光，可以增加光能，延長光合作用時間，提高有機物的制造量，提高光合產量，A正確；②熄燈后，要打開門和所有通風口透氣半小時以上，可以起到降氧、降溫、降濕度的作用，可以抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗，B正確；與①時的狀態相比，②③時呼吸作用受抑制，葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱，C錯誤；③關上門和通風口，棚內CO2濃度會升高，會抑制細胞呼吸，又由于CO2是光合作用的原料，因此對下一天的光合作用有利，D正確。
微專題3　影響光合作用和細胞呼吸的因素
1.掌握影響細胞呼吸的“四類”曲線
提醒：①不同生物無氧呼吸的產物不同，其直接原因在于催化反應的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
②線粒體能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖，葡萄糖需在細胞質基質中分解。
③對于細胞呼吸來說，有H2O生成一定在進行有氧呼吸，有CO2生成一定不是產生乳酸的無氧呼吸。有酒精生成的細胞呼吸，一定在進行無氧呼吸，動物細胞無氧呼吸不會產生酒精。
2.把握影響光合作用因素的3類曲線
提醒：①光合作用中色素吸收光能不需要酶的參與。
②葉綠體中的色素能吸收、傳遞、轉換光能，不能制造能量。
③藍細菌沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素，能進行光合作用。
④光反應停止，暗反應不會立刻停止，因為光反應產生的NADPH和ATP還可以維持一段時間的暗反應，但在無光條件下暗反應不可以長期進行。
考向1　圍繞光合作用的影響因素，考查科學思維能力
1.(2021·河南名校聯盟)如圖表示在自然條件下，甲、乙兩種植物的CO2吸收量在不同光照強度下的變化情況，下列有關說法錯誤的是(　　)
A.連續的陰雨天氣，生長受影響更大的是甲植物
B.BC段，限制甲、乙兩種植物光合速率的環境因素不同
C.D點時，甲、乙兩種植物在單位時間內的CO2固定量相等
D.若提高外界環境的CO2濃度，則A、B兩點都可能向左移動
答案　C
解析　與乙植物相比，甲植物達到最大光合速率時對應的光照強度更大，故連續的陰雨天氣，生長受影響更大的是甲植物，A正確；BC段，限制甲、乙兩種植物光合速率的主要環境因素分別是光照強度、光照強度外的其他因素，B正確；D點時，甲、乙兩種植物在單位時間內的CO2吸收量相等，但甲、乙兩種植物進行光合作用消耗的CO2量不一定相等，故甲、乙兩種植物在單位時間內的CO2固定量不一定相等，C錯誤；在自然條件下，提高外界環境的CO2濃度，則A、B兩點都可能向左移動，D正確。
2.(2021·華中師大附中質檢)將長勢相似的甲、乙兩株同種植物分別置于兩個同樣大小、密閉的透明玻璃罩A、B中，甲給予適宜強度的光照，乙遮光(黑暗)處理，其他條件相同。下列分析正確的是(　　)
A.A玻璃罩中的CO2含量將持續降低
B.B玻璃罩中植株的干重將持續降低
C.甲、乙兩植株的葉肉細胞中形成ATP的場所均不同
D.甲植株的光合作用強度不會等于乙植株的呼吸作用強度
答案　B
解析　在適宜強度的光照下，A玻璃罩中的植物，起始時光合作用強度大于呼吸作用強度，A玻璃罩中的CO2濃度逐漸降低，隨著CO2濃度的降低，光合作用強度逐漸減弱，直至與呼吸作用強度相等，此后A玻璃罩中的CO2含量保持穩定，A錯誤；乙植株遮光處理，只能進行呼吸作用，消耗有機物，B玻璃罩中植株的干重將持續降低，B正確；甲植株既能進行光合作用也能進行呼吸作用，葉肉細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體，乙植株只能進行呼吸作用，葉肉細胞中產生ATP的場所是細胞質基質、線粒體，C錯誤；在某一時刻，甲植株的光合作用強度可能會等于乙植株的呼吸作用強度，D錯誤。
考向2　光(或CO2)補償點、飽和點的移動，考查分析問題的能力
3.(2021·山東濟南調研)光補償點是指植物的光合速率與呼吸速率相等時的光照強度。光飽和點是指植物的光合速率達到最大時所需要的最小光照強度。下表為三種植物的光補償點[單位：(μmol·m－2·s－1)]和光飽和點[單位：(μmol·m－2·s－1)]，其他環境條件相同且最適宜。下列相關敘述錯誤的是(　　)
植物種類 植物甲 植物乙 植物丙
光補償點 140 68 39
光飽和點 1 450 1 260 980
A.三種植物中，最適合在較強的光照環境中生長的是植物甲
B.若適當提高溫度，則植物丙的光飽和點將變大
C.100(μmol·m－2·s－1)的光照強度下，植物乙的有機物積累量比植物甲的多
D.光照強度長期低于光補償點，不利于植物的正常生長
答案　B
解析　植物甲的光補償點和光飽和點都最大，所以三種植物中，適合在較強的光照環境中生長的是植物甲，A正確；若適當提高溫度，則植物丙的光飽和點將變小，B錯誤；100(μmol·m－2·s－1)的光照強度下，植物乙的有機物積累量為正值，而植物甲的為負值，C正確；光照強度長期低于光補償點，不利于植物的正常生長，D正確。
4.(2021·湖南長郡中學調研)植物光合作用受到多種環境因素的影響，現將某綠色植物置于密閉的容器中，測量其光合作用強度(用單位時間CO2吸收量表示)與光照強度、溫度等因素的關系，結果如圖所示。回答下列相關問題：
(1)在溫度為22 ℃，光照強度為1 klx時，該植物葉肉細胞的光合作用強度________(填“大于”“等于”或“小于”)葉肉細胞的呼吸作用強度，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)A點時該植物產生ATP的結構是________，B點時適當提高CO2濃度，則B點會________(填“左”或“右”)移。
(3)C點光合作用強度與D點相比，是D點的________倍。E點時，該植物固定的CO2來源于_________________________________________________________。
(4)某科研小組發現藍光在促進氣孔開放方面具有更強的作用。據此分析，與紅光相比，藍光照射下植物的光飽和點________(填“更高”或“更低”)。
答案　(1)大于　該條件下葉肉細胞的光合速率等于整個植株的呼吸速率，因此葉肉細胞的光合速率大于葉肉細胞的呼吸速率(合理即可)
(2)細胞質基質和線粒體　左
(3)3/4　外界環境和細胞呼吸產生
(4)更高
解析　(1)溫度為22 ℃，光照強度為1 klx時，植物體的光合作用強度等于呼吸作用強度，但葉肉細胞的光合作用強度幾乎就是植物體的光合作用強度，而葉肉細胞的呼吸作用強度遠小于植物體的呼吸作用強度。(2)黑暗狀態下植物只能通過呼吸作用產生ATP，產生ATP的結構是細胞質基質和線粒體；因B點是光補償點，當升高CO2濃度時，光合作用增強而呼吸作用幾乎不變，因此達到光補償點需要的光照強度會降低，B點左移。(3)C點植物光合作用強度可表示為33.6，D點可表示為44.8，因此C點光合作用強度是D點的3/4；在光飽和點時，光合作用強度大于呼吸作用強度，因此固定的CO2有兩個來源，既需要細胞呼吸產生的，也需要從外界吸收。(4)因藍光促進氣孔開放的效果更強，植物可吸收的CO2也就更多，因此對應的光飽和點也就更高。
　環境條件改變與光補償點、光飽和點移動方向的關系
(1)光補償點的兩種生理狀態
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。
(2)光補償點、光飽和點移動方向
①光補償點的移動
a.呼吸速率增加，其他條件不變時，光補償點應右移，反之左移。
b.呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，光補償點應右移，反之左移。
②光飽和點的移動
相關條件的改變(如增大CO2濃度)使光合速率增大時，光飽和點C點應右移(C′點右上移)，反之左移(C′點左下移)。
微專題4　光合作用與細胞呼吸的實驗設計
1.控制變量的方法
2.呼吸速率和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)
提醒：①在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎上可計算得出二者之和，此即“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”問題是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題，題中“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規律如下：
1.(2021·河北衡水金卷)用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5 m處的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜(白天12 h、夜晚12 h)后取出玻璃瓶，分別測定乙、丙兩瓶中的氧氣含量，結果如表(不考慮化能合成作用及水深對溫度的影響)。下列有關分析合理的是(　　)
分組 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙
含氧量(mg) 4.9 5.6 3.8
A.根據實驗的結果無法計算出植物的實際光合速率
B.乙瓶中的植物一晝夜通過光合作用產生了0.7 mg的氧氣
C.白天正午時刻乙瓶中植物的葉肉細胞產生ATP最快的場所是線粒體內膜
D.如果丙瓶放在水深1 m處進行實驗，則丙瓶的含氧量較0.5 m處基本不變
答案　D
解析　根據甲瓶、丙瓶可以計算出植物的呼吸速率，根據甲瓶、乙瓶可以計算出植物的凈光合速率，二者相加就是實際光合速率，A錯誤；乙瓶中的植物一晝夜增加的氧氣量是0.7 mg，實際通過光合作用產生的氧氣量需加上一晝夜呼吸消耗的氧氣量，B錯誤；白天正午時刻乙瓶中的植物光合速率大于呼吸速率，所以產生ATP最多的場所是葉綠體類囊體薄膜，C錯誤；丙玻璃瓶不透光，所以該瓶不受光照強度的影響，瓶子放在更深處光照強度會降低，但不影響丙瓶的細胞呼吸，所以丙瓶中的含氧量基本不變，D正確。
2.(2021·四川綿陽市診斷)為了探究CO2濃度對幼苗生長的影響，把培養在營養液中、生長狀態一致的3組某種植物幼苗分別放入A、B、C三個玻璃容器內(如圖所示)，其中A不密封，B、C密封。B內培養皿中盛有NaOH溶液，A、C內培養皿中盛有蒸餾水，各培養皿中液體的體積相同。該實驗在光照充足、溫度適宜的環境中進行。回答下列問題：
(1)配制培養幼苗的營養液時，除了要添加該植物生長發育所必需的各種礦質離子外，還應該注意控制營養液的__________________________________________。
(2)CO2中的碳元素在暗反應過程中的轉移途徑是___________________________
_____________________________________________________________________。
(3)從理論上講，持續培養，預期的實驗結果是：
①A中幼苗生長旺盛；
②B中幼苗的有氧呼吸逐漸減弱，最終死亡，原因是_________________________
_____________________________________________________________________，
植物細胞有氧呼吸所需的有機物和氧氣減少；
③C中幼苗________(填“能”或“不能”)正常生長發育。
(4)根據實驗，在溫室大棚中栽培作物時可通過_____________________________
______________________________________________________________________(答出一種措施即可)來增產。
答案　(1)濃度適宜　(2)CO2→C3→(CH2O)　(3)②缺乏CO2，不能進行光合作用　③不能　(4)適時通風透氣(增加CO2的濃度)
解析　(1)配制培養植物幼苗的營養液時，要注意控制營養液的濃度，營養液的濃度要適宜。(2)在暗反應階段，CO2與C5結合生成C3，在有關酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被NADPH還原，經過一系列變化，形成糖類(CH2O)，因此，CO2中的碳元素在暗反應過程中的轉移途徑是CO2→C3→(CH2O)。(3)②B中的NaOH溶液可吸收容器內的CO2，導致幼苗缺少光合作用的原料，不能進行光合作用，幼苗進行有氧呼吸時需要消耗有機物和容器內的氧氣，致使植物體內的有機物逐漸減少，容器內的氧氣濃度逐漸降低直至為0，最終導致幼苗死亡；③C中幼苗在光照充足、溫度適宜的環境中生長，植物光合作用強度大于呼吸作用強度，使得容器內的CO2含量逐漸下降，光合作用強度逐漸下降，直至與呼吸作用強度相等，植物無有機物的積累，因此，C中幼苗不能正常生長發育。(4)從該實驗可以看出植物進行光合作用需要一定濃度的CO2，在溫室大棚中栽培作物時可以通過適時通風來增加大棚內的CO2濃度，進而增加植物的光合作用強度，以達到增產目的。
3.(2021·山西師大附中調研)某興趣小組的同學在科研工作者的指導下，對某種有重要經濟價值的植物進行了研究，并做了下列實驗(葉綠體懸浮液是將葉綠體溶解于0.5 mol/L蔗糖溶液中制成)。
組別 加入試劑 處理方法
試管1 1% DCPIP 0.5 mL和葉綠體懸浮液5 mL 光照
試管2 1% DCPIP 0.5 mL和葉綠體懸浮液5 mL 黑暗
試管3 1% DCPIP 0.5 mL和0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL 光照
注　DCPIP是一種氫受體，在氧化態時是藍色，在還原態時是無色，反應式為DCPIP(藍色)＋H2ODCPIP H2(無色)＋1/2 O2；不考慮葉綠體顏色的干擾。
回答下列問題：
(1)一段時間后，各試管用離心機離心5分鐘。
①觀察結果：離心后試管1、2、3內上清液的顏色依次是____________________。試管2呈現該顏色的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
②該實驗說明光合作用的條件是_________________________________________。
(2)欲探究光合作用中CO2的利用場所及利用情況，常采用________法，以下為某小組同學進行的實驗：
①將試管1內的葉綠體取出放到蒸餾水中，讓葉綠體吸水漲破，然后進行離心，得到上清液和沉淀物，分別置于兩支試管中，其他條件都適宜。
②___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
③通過檢測相關產物進行結果的判定。若________________________，則說明CO2的利用場所在葉綠體基質中。
答案　(1)①無色、藍色、藍色　黑暗條件下，水不能光解，無法將DCPIP還原成DCPIP H2(合理即可)　②光照和葉綠體
(2)同位素標記　②分別給上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO2，反應一定時間(合理即可)　③只有盛有上清液的試管中能檢測到含有14C的光合產物
解析　(1)①分析表格實驗，試管1中能進行光合作用，試管2和試管3中不能進行光合作用。進行光合作用的光反應階段時會產生NADPH，DCPIP接受NADPH會從藍色變為無色，所以離心后試管1、2、3內上清液的顏色依次是無色、藍色、藍色。試管2為黑暗條件，水不能光解，無法將DCPIP還原成DCPIP H2。②試管1和試管2相比，能說明光合作用需要光照，試管1和試管3相比，能說明光合作用需要葉綠體。(2)探究光合作用中CO2的利用場所及利用情況，常采用同位素標記法。將葉綠體破碎并離心后，上清液為葉綠體基質，沉淀物為葉綠體雙層膜、基粒等。光合作用過程中CO2的利用發生在暗反應過程，需要光反應提供的NADPH和ATP，因此需要分別給上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO2，反應一定時間。若結果中只有盛有上清液的試管中能檢測到含有14C的光合產物，則說明CO2的利用場所在葉綠體基質中。
高考命題熱點聚焦2　光合作用與細胞呼吸在生產生活實踐中的應用
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境中的問題。
材料一　光呼吸是指綠色植物在光照情況下吸收O2，將葉綠體中的五碳化合物分解產生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。下圖為光呼吸和光合作用的關系圖。
光呼吸與光合作用的關系
材料二　玉米植株中固定CO2的酶的能力要遠遠大于水稻植株中相應的酶，因此玉米的光合效率大于水稻，特別是在低CO2濃度的環境中，這種差別更為明顯。下圖是玉米CO2的同化過程，首先在葉肉細胞中由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)把CO2固定成四碳化合物(草酰乙酸)，草酰乙酸的進一步反應產物可轉運到玉米的維管束鞘細胞中釋放出CO2，而釋放出的CO2又可與RuBP(核酮糖二磷酸)結合進入卡爾文循環(見下圖)。
(2020·全國卷Ⅰ，30)農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發育，達到增加產量等目的。回答下列問題：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有____________________(答出2點即可)。
(2)農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是_____________________________________________________________________
________(答出1點即可)。
(3)農業生產常采用間作(同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物)的方法提高農田的光能利用率。現有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的最小光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是________，選擇這兩種作物的理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光飽和點/(μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
答案　(1)減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用　(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用
解析　(1)除去雜草可以減少雜草和農作物之間對水分、礦質元素和光等的競爭，使能量更多地流向農作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于植物根細胞進行有氧呼吸，進而增強根對礦質元素的吸收等活動。(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農田施肥的同時常適當澆水，以使肥料中的礦質元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的滲透壓，防止作物因過度失水而死亡。(3)為了更充分地利用光照資源，間作過程中要確保高低作物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應選擇光飽和點較高的作物(作物A)；株高較低的作物獲取的光照較少，應選擇光飽和點較低的作物(作物C)。
1.(2021·江淮十校聯考)光合作用和呼吸作用是植物重要的生命活動，在農業生產中利用光合作用和呼吸作用的原理，可以達到增產的目的，請回答下列相關問題。
(1)可以通過多種措施達到水稻的增產，例如施用農家肥，其原理是____________________，研究發現，水稻幼苗在無光下，葉片發黃，推測原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
若想繪制光合色素的吸收光譜，則應以波長為橫坐標，以光合色素的________為縱坐標，所得曲線就是光合色素的吸收光譜。
(2)以黑藻、NaHCO3、聚光燈等為實驗材料，研究光的波長對黑藻光合速率的影響。如果用不同顏色的玻璃紙罩住聚光燈，研究發現用綠色玻璃紙罩住的實驗組氣泡的產生量最少，原因是______________________________________________
_____________________________________________________________________。
若將裝置密封，最終溶液的pH保持不變，此時光反應和暗反應速率與實驗開始時相比分別________(填“上升”“下降”或“不變”)。
(3)大棚蔬菜的種植中，適當增加晝夜溫差也是增產的措施之一，其原理是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)農家肥含有大量微生物和有機物，分解產生二氧化碳，可提高大棚中二氧化碳濃度，從而提高農作物的產量(或者回答：經微生物分解增加CO2濃度和無機鹽離子)(答案合理即可)　水稻幼苗在無光條件下不能合成葉綠素(答案合理即可)　吸收光能的百分比
(2)光合色素對綠光的吸收最少，光合作用產生的氧氣最少　下降、下降
(3)白天適當增溫，光合作用強度大，夜間溫度低，呼吸作用消耗的有機物減少，植物積累的有機物增多(答案合理即可)
解析　綠色玻璃紙只允許綠光透過，光合色素對綠光的吸收最少，所以光合作用產生的氧氣最少，氣泡最少：若裝置密封，溶液的pH保持穩定，光合速率等于呼吸速率，光合速率與開始相比下降，所以光反應和暗反應均下降；大棚蔬菜種植時白天適當增加溫度，利于光合作用的進行，夜間降低溫度，可以降低呼吸作用的強度，總體上有利于植物有機物的積累，利于增產。
2.(2021·河北唐山一中期中)與花生不同，玉米固定CO2后首先會形成C4，因此被稱為C4植物。C4植物含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，科學家形象地把這種作用比喻為“CO2泵”。如圖所示為在某地夏季天氣晴朗的時候測得的玉米和花生光合速率變化曲線，請分析回答：
(1)研究光合作用暗反應階段中CO2的固定機制時，可采用的研究方法是_____________________________________________________________________。
(2)花生葉肉細胞中的CO2在________中與C5結合后被固定下來，該過程________(填“需要”或“不需要”)消耗NADPH。
(3)圖示中花生在13：00時出現了“光合午休”現象，這可能是由于此時光照溫度過高，______________________________________________________________，
導致花生光合速率明顯下降，玉米無“光合午休”的原因可能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)生物在長期進化中形成的特定功能往往與特定環境相適應，據此分析玉米產地的氣候條件一般是________________。
答案　(1)同位素標記法　(2)葉綠體基質　不需要　(3)蒸騰作用散失水多，部分氣孔關閉，植物吸收的CO2減少(答案合理即可) 　玉米含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，在進入植物體內的CO2減少的情況下，仍可以維持細胞內較高的CO2濃度，此時光照強度增大，光合作用增強(答案合理即可)　(4)高溫、光照強等(答案合理即可)
解析　(1)研究CO2的固定機制時，需要研究CO2的轉移途徑，可采用同位素標記法進行研究。(2)花生葉肉細胞中的CO2在葉綠體基質中與C5結合后被固定下來，該過程不消耗NADPH，NADPH和ATP參與C3的還原。(3)“光合午休”現象可能是由于光照過強，溫度過高，蒸騰作用散失水分過多，氣孔關閉，植物吸收的CO2減少，導致花生光合速率明顯下降；玉米沒有“光合午休”現象，結合題干信息分析，原因可能是玉米含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，在進入植物體內的CO2減少的情況下可以維持細胞內較高CO2濃度，此時光照強度增大，光合作用增強。(4)由于玉米是C4植物，能在較低的CO2濃度條件下固定并利用CO2進行暗反應且無“光合午休”，據此推測玉米產地的氣候條件一般是高溫、光照強等。
3.(2021·廣東茂名一模)輪作一般是指在同一田塊上有順序地在不同季節或不同年度輪換種植不同作物的種植方式。豆科植物苜蓿是優良的牧草，農民將其引入小麥的作物體系形成草田輪作系統，這可以減少化肥的使用和增加農作物產量。回答以下問題：
(1)施氮肥可促進小麥葉肉細胞中________________________(寫出兩種)等含氮物質的合成，從而可提高植物的光反應速率；但施肥過多反而會降低小麥的光合速率，其原因可能是____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)研究發現，施氮肥對苜蓿—小麥輪作系統的小麥光合速率的增強效果并不明顯，原因是____________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
由此可見，該輪作系統可以減少農田氮肥的施用。
(3)輪作時，對于作物品種的選擇，除考慮經濟效益和社會需要外，還需考慮不同作物在_____________________________________________________________
______________________________________________________________________(寫出兩條即可)等方面的差異。
答案　(1)光合色素、酶、NADP＋、ADP(寫出兩種即可)　施肥增加了土壤溶液的濃度，植物失水過多而導致氣孔關閉，從而降低了小麥的光合速率(答案合理即可)
(2)苜蓿是豆科植物，與其根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，增加了土壤中氮元素含量
(3)對無機鹽(礦質元素)種類的需求；抵抗病蟲害能力(答案合理即可)
解析　(1)光合色素、酶、NADP＋、ADP等物質中均含有氮元素，氮肥中含有氮元素，可被小麥根細胞吸收，促進小麥葉肉細胞中光合色素、酶、NADP＋、ADP等含氮物質的合成，從而可提高植物的光反應速率；但施肥過多反而會降低小麥的光合速率，其原因可能是施肥增加了土壤溶液的濃度，植物失水過多而導致氣孔關閉，進而降低小麥光合速率。(2)由題意可知，苜蓿是豆科植物，與其根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，這增加了土壤中氮元素含量，因此種植過苜蓿的土壤中氮元素含量較多，施氮肥對輪作中小麥光合速率增強效果不明顯。(3)輪作時，對于作物品種的選擇，除考慮經濟效益和社會需要外，還需考慮不同作物在對無機鹽(礦質元素)種類的需求、抵抗病蟲害能力等方面的差異。
捕捉高考共鳴點(一)　長句應答　滿分突破
[命題專家悟規律]
從近三年全國卷考情看，非選擇題簡短填空大幅減少，代之以長句作答(即要求回答“功能”“原因”“作用”“目的”“思路”“實驗設計方案”等)，而且作答范圍從以往的主干——“代謝、調節、遺傳、生態”為主調的傳統模式，擴展為幾乎“全覆蓋”，這無疑對考生語言表達能力提出了更高要求。因此，在二輪復習時，務必對這一高考重點、難點給予重視和強化。
共鳴點1　教材原文作答類
1.(2020·全國卷Ⅰ，29)高爾基體參與豚鼠胰腺腺泡細胞分泌蛋白的形成過程，其具體功能是對蛋白質進行加工修飾。(必修①P52)真核細胞膜的主要成分是脂質和蛋白質。(必修①P43)
2.[2020·全國卷，32(1)]生物體進行有性生殖形成配子的過程中，在不發生染色體結構變異的情況下，產生基因重新組合的途徑有兩條，分別是在減數分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非同源染色體上的非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換，導致染色單體上的基因重組。
(必修②P84)
3.[2020·全國卷Ⅱ，31(2)]當進行較長時間劇烈運動時，人體還會出現其他一些生理變化。例如，與運動前相比，胰島A細胞的分泌活動會加強，分泌胰高血糖素，該激素具有促進肝糖原分解和非糖物質轉化為葡萄糖(答出2點即可)等生理功能，從而使血糖水平升高。(選擇性必修①P57)
4.[2020·全國卷Ⅱ，30(2)(3)]給奶牛擠奶時其乳頭上的感受器會受到刺激，產生的興奮沿著傳入神經傳到脊髓能反射性地引起乳腺排乳；同時該興奮還能上傳到下丘腦促使其合成催產素，進而促進乳腺排乳。回答下列問題：
(2)上述排乳調節過程中，存在神經調節和體液調節。通常在哺乳動物體內，這兩種調節方式之間的關系是有些內分泌腺直接或間接地受中樞神經系統的調節；內分泌腺所分泌的激素也可以影響神經系統的發育和功能。(選擇性必修①P62)
(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白質等，組成乳糖的2種單糖是葡萄糖和半乳糖。(必修①P24)牛奶中含有人體所需的必需氨基酸，必需氨基酸是指人體細胞自身不能合成，必須從食物中獲取的氨基酸。(必修①P30“與社會聯系”)
5.[2019·海南卷，27(1)]自由擴散的含義是物質通過簡單的擴散方式進出細胞。(必修①P66)
6.[2019·全國卷Ⅰ，31(2)]種間競爭通常是指兩種或兩種以上生物相互爭奪相同的資源和空間而表現出來的相互抑制現象。
　對于概念、原理、作用等基礎知識設問的此類試題，答案一般直接來源于教材，要求考生盡量用教材原話作答，只有按照教材的語言組織答案才能得滿分。
共鳴點2　科學思維類(原因分析類)
7.[2020·全國卷Ⅰ，30(2)]農田施肥的同時，往往需澆水，此時澆水的原因是肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。
8.[2020·全國卷Ⅱ，30(2)(3)]為了研究細胞器的功能，某同學將正常葉片置于適量的溶液B中，用組織搗碎機破碎細胞，再用差速離心法分離細胞器。回答下列問題：
(2)離心沉淀出細胞核后，上清液在適宜條件下能將葡萄糖徹底分解，原因是此上清液中含有_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有氧氣釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，________(填“有”或“沒有”)氧氣釋放，原因是________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(2)細胞質基質組分和線粒體　(3)有　類囊體薄膜是H2O分解釋放O2的場所，葉綠體膜破裂不影響類囊體薄膜的功能
9.[2019·全國卷Ⅰ，29(2)]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。回答下列問題。
(2)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會降低，出現這種變化的主要原因是氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少。
　這類試題設問的方式一般有以下幾種：
“……合理的解釋是________”“……原因是________”“……其機理是________”“……判斷的依據是________”等。這類試題一般已知某一特定外界條件的改變，然后要求考生回答某一生理過程發生什么樣的改變，最后要求考生回答該生理過程發生改變的原因。原因是指造成某種結果或引起另一件事情發生的條件。在解釋已知條件與結果之間的邏輯關系(原因)時，首先要明確問題的條件是什么，在該條件下指向結果是什么，相關的邏輯推理關系和過程是什么等。其答題模板可歸納整理為：“因為……導致……，于是……，所以……”，其中“因為……”照抄題干中的已知條件，“所以……”照抄題干中的結果，“導致……，于是……”是用教材知識回答已知條件與結果之間的邏輯推理關系。該答題模板的優點是能夠使答題既準確又規范，難點是要運用教材相關知識把已知條件與結果之間的邏輯關系一層一層地分析清楚。
根據上述答題模板，2019年全國卷Ⅰ第29題第(2)問對干旱處理后該植物的光合速率會降低的主要原因的回答為：因為干旱處理導致氣孔開度減小，于是光合作用所需的CO2減少，所以該植物的光合速率降低。又如，2020年全國卷Ⅱ第30題第(3)問可以回答為：因為類囊體薄膜是H2O分解釋放O2的場所，所以葉綠體破裂不影響類囊體薄膜的功能。因此葉綠體外表的雙層膜破裂后，再照光仍有氧氣釋放。當然，不能機械地照搬這一答題模板，而是要根據不同的試題情境適當修改，使語句通順，既簡潔又規范。
共鳴點3　實驗探究類
10.[2019·全國卷Ⅰ，29(3)]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。
答案　取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度。預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。
將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預期結果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。
11.(2017·全國卷Ⅰ，29)根據遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型，有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現后需要確定該病毒的類型。
假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出(1)實驗思路，(2)預期實驗結果及結論即可。(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)
答案　(1)實驗思路：甲組：將宿主細胞培養在含有放射性標記尿嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培養在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
(2)結果及結論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒。
　如果是驗證類或是探究類實驗，實驗思路要說明自變量如何操作，無關變量的控制，因變量如何檢測。
復習備考中，考生要熟悉教材基本實驗的基本操作、原理及方法，重視對實驗探究的方法、步驟及實驗結果和結論的分析，并進行專項訓練，同時也要提高語言表達能力。
[跟蹤訓練]
1.(2021·河北衡水金卷)輪作是用地、養地相結合的一種措施，是在同一田塊上順序地在季節間和年度間輪換種植不同作物，最終達到增產、增收的目的。回答下列問題：
(1)《齊民要術》中記載了“谷田必須歲易”“凡谷田、綠豆、小豆底為上”。
①已知谷類作物對氮和硅的吸收量較多，豆科作物對鈣的吸收量較多。谷類作物吸收的氮可用于合成的有機小分子物質是________(填兩種即可)；豆科作物的根吸收無機鹽后，促進其吸水，理由是_______________________________________
_____________________________________________________________________；
谷類和豆科作物從土壤中吸收各種無機鹽的量不同的原因是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②豆科作物可以提高土壤中氮的含量，豆科和谷類作物殘留的莖葉、根茬可以增進土壤肥力，理由是____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
綜上分析，谷類和豆科這兩類作物輪換種植的目的是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)《農政全書》中有關于稻、棉水旱輪作的記載：“種棉二年，翻稻一年，草根潰爛，土氣肥厚，蟲螟不生”。通過水旱輪作，達到減少草害、提高土壤肥力、控制蟲害的目的。“草根潰爛”的原因是__________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)①葉綠素、氨基酸、核苷酸、磷脂(任意兩種即可)　吸收無機鹽后，根細胞滲透壓升高，促進根滲透吸水　根細胞運輸各種無機鹽的載體蛋白的種類和數量不同　②與豆科作物互利共生的根瘤菌將空氣中的氮氣轉變為含氮的養料，豆科和谷類作物殘留的莖葉、根茬經土壤中微生物的分解，將有機物分解為無機物，如無機鹽，提高土壤肥力　保證土壤養分的均衡利用，調節和提高土壤肥力
(2)植物的根浸于水中，進行無氧呼吸產生酒精，導致腐爛
解析　(1)①植物體中的含氮有機小分子物質有葉綠素、氨基酸、核苷酸、磷脂等。豆科植物的根吸收無機鹽后，根細胞滲透壓升高，促進根滲透吸水。植物根細胞吸收無機鹽的方式是主動運輸，需要載體蛋白，由“谷類作物對氮和硅的吸收量較多，豆科作物對鈣的吸收量較多”可知，谷類和豆科作物從土壤中吸收各種無機鹽的量不同的原因是根細胞運輸各種無機鹽的載體蛋白的種類和數量不同。②根瘤菌可以將空氣中的氮氣轉變為含氮的養料，豆科和谷類作物殘留的莖葉、根茬經土壤中微生物的分解，將有機物分解為無機物，如無機鹽，從而提高土壤肥力。綜合①②分析，谷類和豆科這兩類作物輪換種植的目的是保證土壤養分的均衡利用，調節和提高土壤肥力。(2)“草根潰爛”的原因是植物的根長時間浸于水中，進行無氧呼吸產生酒精，導致腐爛。
2.(2021·襄陽五中調研)研究表明，植物葉片中氣孔的運動與K＋、糖類等含量有關。圖l為某植物葉片中保衛細胞的結構，保衛細胞吸水后氣孔張開，圖2是適宜溫度下，該植物的氣孔開度(即氣孔張開的程度)與保衛細胞內K＋和糖類含量的關系。據圖回答下列相關問題。
圖1
圖2
(1)圖中的保衛細胞和表皮細胞在形態結構和功能上有差異的根本原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)若圖1中保衛細胞逆濃度梯度吸收細胞外的K＋，細胞液濃度在這一過程中的變化情況是________________________，從而會導致氣孔開度________________。請用箭頭在圖1中畫出該過程中H2O的移動方向(畫出具體的位置)。
(3)圖2中氣孔開度在7：00～9：00、1 2：00～1 3：00兩個時間段都增加，其主要原因分別是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)從光合產物的生成和輸出的角度分析，16：00～1 8：00保衛細胞內糖類含量下降的原因分別為________________和________________。
答案　(1)基因選擇性表達　(2)增大　增大　如圖
(3)保衛細胞內K＋含量的增加、保衛細胞內糖類含量的增加
(4)光合作用強度降低，糖類的生成量減少　保衛細胞中生成的糖類向表皮細胞等不能進行光合作用的細胞運輸
解析　(1)圖中保衛細胞和表皮細胞屬于同一植物的細胞，基因相同，二者形態結構、功能不同，其根本原因是基因選擇性表達。(2)保衛細胞逆濃度梯度吸收
K＋，細胞液濃度增大，細胞吸水能力增強，保衛細胞吸水后氣孔張開，從而使氣孔開度增大。保衛細胞吸水時，H2O從該細胞外進入細胞內，然后進入液泡，據此畫圖。(3)結合圖形分析，7：00～9：00保衛細胞內的K＋含量增大，細胞吸水增多，導致氣孔開度增大，而12：00～13：00保衛細胞內糖類含量增多，細胞吸水增多，導致氣孔開度增大。(4)16：00～18：00，光照強度逐漸減弱，光合作用強度降低，氣孔開度降低也可能進一步使光合作用強度降低，糖類的合成速率逐漸下降，導致細胞中糖類的生成量減少；另外，該植物中還存在一些不能進行光合作用的細胞(如表皮細胞)，保衛細胞中通過光合作用產生的糖類運輸到不能進行光合作用的細胞，會導致保衛細胞內糖類含量降低。
專題強化練
A卷(時間：40分鐘　滿分：100分)
一、微專題強化練
微專題1　酶和ATP
1.(2021·東北育才中學聯考)人的唾液中含有唾液淀粉酶，胃液中含有胃蛋白酶，而在吞咽過程中唾液淀粉酶會進入胃液。下列有關唾液淀粉酶、胃蛋白酶的敘述，正確的是(　　)
A.兩者的分泌均與核糖體有關
B.兩者均在人體內環境中發揮作用
C.唾液淀粉酶可在胃中持續發揮作用
D.控制兩者合成的基因可出現在同一細胞中
答案　D
解析　唾液淀粉酶、胃蛋白酶的化學本質均為蛋白質，其合成與核糖體有關，而分泌與高爾基體有關，A錯誤；胃液和唾液均不屬于人體的內環境，B錯誤；由于胃液偏酸性，而唾液淀粉酶發揮作用的適宜環境接近中性，故唾液淀粉酶在胃液中不能發揮作用，C錯誤；在同一細胞中均存在控制兩者合成的基因，D正確。
2.(2021·河南百校聯盟改編)下列關于植物體內ATP的敘述，正確的是(　　)
A.ATP產生的場所是葉綠體和線粒體
B.ATP形成過程中所需能量均來自光能
C.種子萌發時，ATP的合成總是伴隨著有機物的分解
D.ATP分子中含有兩個特殊化學鍵，但只有一個能斷裂釋放能量
答案　C
解析　植物細胞內產生ATP的場所有葉綠體、細胞質基質和線粒體，A錯誤；能進行光合作用的植物細胞在光合作用和呼吸作用過程中均可形成ATP，不能進行光合作用的植物細胞也可通過呼吸作用形成ATP，光合作用過程中形成ATP的能量來自光能，而呼吸作用過程中形成ATP的能量來自分解的有機物中的化學能，B錯誤；種子萌發過程中形成ATP所需的能量只能來自有機物分解，C正確；ATP分子中含有兩個特殊化學鍵，特殊化學鍵均能斷裂釋放能量，D錯誤。
3.(2021·湘豫名校聯考)某實驗小組為了探究茶多酚對淀粉酶活性的影響，在若干支試管中分別加入等量的淀粉酶和等體積但不同濃度的茶多酚，混合一段時間后再加入等量的淀粉，一段時間后測得各試管中還原糖的相對含量，結果如圖所示。下列相關說法錯誤的是(　　)
A.該實驗的自變量是加入的等體積茶多酚的濃度
B.該實驗也可以以淀粉的剩余量作為檢測指標
C.茶多酚的濃度越高，對淀粉酶的抑制作用就越弱
D.若人食用茶多酚，則可能導致其餐后血糖濃度降低
答案　C
解析　該實驗的自變量是加入的等體積茶多酚的濃度，A正確；題圖中的檢測指標為還原糖的相對含量，也可以以淀粉的剩余量作為檢測指標，B正確；由圖可知，隨著茶多酚的濃度升高，還原糖的相對含量減少，說明茶多酚的濃度越高，對淀粉酶的抑制作用就越強，C錯誤；分析題圖可知，茶多酚能降低還原糖的相對含量，若人食用茶多酚，則可能導致其餐后血糖濃度降低，D正確。
微專題2　光合作用與細胞呼吸
4.(2021·廣東肇慶檢測)細胞呼吸的原理在生產和生活中得到了廣泛的應用。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.包扎傷口時選用透氣的創可貼，抑制厭氧微生物的繁殖，利于傷口的愈合
B.及時將花盆里板結的土壤松土，利于植物根系生長和對無機鹽離子的吸收
C.現代發酵工業生產青霉素、味精等產品利用的是微生物細胞呼吸原理
D.利用麥芽、糧食、酵母菌及發酵罐，在氧氣充足情況下可生產各種酒
答案　D
解析　包扎傷口時選用透氣的紗布或創可貼，可防止某些厭氧微生物的繁殖導致傷口感染，有利于傷口的愈合，A正確；花盆里的土壤板結后，空氣不足，影響植物根系生長，需要及時松土透氣，以利于植物根系生長和對無機鹽離子的吸收，B正確；工業上生產青霉素、味精等產品，是根據微生物細胞呼吸原理，利用現代發酵技術來實現規模生產的，C正確；利用麥芽、糧食、酵母菌及發酵罐，生產各種酒必須控制好通氣量，D錯誤。
5.(2021·山西師大附中調研)在光照條件下，綠色植物的葉綠體能將水分解釋放氧氣，并將產生的H＋泵到類囊體腔中，形成膜內外的濃度梯度，H＋從濃度較高一側通過膜上ATPase(ATP合成酶)穿梭時，催化ADP生成ATP。下列有關葉綠體中此生理過程的敘述正確的是(　　)
A.在光照條件下，合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能
B.在光照條件下，合成ATP的原料只有ADP
C.葉綠體中的色素主要吸收藍紫光
D.ATPase具有催化和運輸的功能
答案　D
解析　由題干信息可知，在光照條件下，合成ATP的能量來自H＋順濃度梯度擴散時產生的能量，A錯誤；合成ATP的原料有ADP和Pi，B錯誤；葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，C錯誤；ATPase具有催化ATP合成的功能，也是H＋跨膜運輸的載體，D正確。
6.(2021·河北邢臺調研)為探究酵母菌的細胞呼吸，將部分酵母菌破碎，并做差速離心處理，再將只含有酵母菌線粒體的沉淀物分別放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三只試管中，分別進行如下操作，氧的消耗量如下表所示。已知DNP對有氧呼吸產生的[H]與氧結合形成水的過程沒有影響，但會使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散。下列敘述錯誤的是(　　)
組別 加入物質 氧的消耗量
Ⅰ 丙酮酸 較大
Ⅱ 葡萄糖 幾乎為零
Ⅲ 細胞質基質和葡萄糖 較大
A.試管Ⅰ中可以發生有氧呼吸的第二階段和第三階段
B.試管Ⅱ中只發生有氧呼吸的第一、二階段，因此未消耗氧氣
C.試管Ⅲ與試管Ⅰ中釋放能量的反應階段不完全相同
D.在試管Ⅲ中加入適量的DNP會減少ATP的合成
答案　B
解析　在試管Ⅰ中加入丙酮酸，丙酮酸可以進入線粒體中發生有氧呼吸的第二和第三階段，因此氧氣的消耗量較大，A正確；試管Ⅱ中加入葡萄糖，葡萄糖不能進入線粒體，因此不能發生反應，所以氧氣消耗幾乎為零，B錯誤；有氧呼吸分為三個階段，三個階段都能釋放能量，試管Ⅰ是有氧呼吸的第二和第三階段釋放能量，試管Ⅲ是有氧呼吸的三個階段都能釋放能量，因此試管Ⅲ與試管Ⅰ中釋放能量的反應階段不完全相同，C正確；DNP對有氧呼吸產生的[H]與氧結合形成水的過程沒有影響，但會使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散，因此試管Ⅲ中加入適量DNP會減少ATP的合成，D正確。
7.(2021·河南百校聯盟)為研究補水對某高等植物成熟葉片中光合色素含量的影響，研究人員進行了相關實驗，并測定葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量(單位：mg/g)，實驗結果如表所示。下列相關分析正確的是(　　)
分組 處理 葉綠素a 葉綠素b 類胡蘿卜素
甲組 自然條件 0.3 0.4 0.1
乙組 補充水分 1.1 0.5 0.1
A.光合色素參與的生理過程需要消耗大量ATP
B.光合色素吸收的光能能將水分解成氧氣和H＋
C.補充水分能降低葉綠素/類胡蘿卜素的比值
D.用紙層析法提取光合色素后再分析其含量
答案　B
解析　光合色素參與的生理過程是光反應，光反應產生ATP，不消耗ATP，A錯誤；光合色素吸收的光能能將水分解成氧氣和H＋，B正確；由表中信息可知，補充水分能提高葉綠素含量，而類胡蘿卜素含量沒有改變，因此補充水分能提高葉綠素/類胡蘿卜素的比值，C錯誤；用無水乙醇法提取光合色素后再分析光合色素含量，D錯誤。
8.(2021·山東百所名校聯考)下列關于植物細胞光合作用和呼吸作用過程中[H]或NADPH的來源和去路的敘述，正確的是(　　)
選項 生理活動 [H]或NADPH的來源 [H]或NADPH的去路
A 黑藻葉肉細胞光合作用 類囊體薄膜上水的光解 葉綠體基質中C5的還原
B 洋蔥鱗片葉表皮細胞有氧呼吸 細胞質基質中葡萄糖分解及線粒體中丙酮酸和水反應 線粒體基質中與O2反應生成H2O
C 馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸 細胞質基質中葡萄糖分解 細胞質基質中用于生成乳酸
D 豌豆根尖細胞無氧呼吸 細胞質基質中葡萄糖分解 線粒體基質中生成酒精、CO2
答案　C
解析　黑藻葉肉細胞光合作用產生的NADPH用于葉綠體基質中C3的還原，A錯誤；洋蔥鱗片葉表皮細胞有氧呼吸產生的[H]在線粒體內膜上與O2反應生成H2O，B錯誤；馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生的[H]在細胞質基質中用于生成乳酸，C正確；豌豆根尖細胞無氧呼吸產生的[H]用于在細胞質基質中生成酒精和CO2，D錯誤。
9.(2021·西安鐵一中調研)迎春在我國種植廣泛、易取材，其葉片可用作生物學觀察實驗材料。下列說法錯誤的是(　　)
A.選用迎春葉表皮細胞，在高倍鏡下可觀察到葉綠體中的基粒
B.選用迎春葉表皮細胞，經醋酸洋紅染色后不能觀察到細胞中的染色體
C.選用迎春葉片葉肉細胞，經研磨后可用無水乙醇提取細胞中的光合色素
D.選用迎春葉片葉肉細胞，經30%蔗糖溶液處理后可用顯微鏡觀察質壁分離過程
答案　A
解析　葉綠體基粒屬于亞顯微結構，需要用電子顯微鏡才能觀察到，普通高倍光學顯微鏡觀察到的結構為顯微結構，不能看到葉綠體基粒，A錯誤；迎春葉表皮細胞是高度分化后的細胞，不能進行細胞分裂，則迎春葉表皮細胞經醋酸洋紅染色后不能觀察到細胞中的染色體，B正確；迎春葉片中的光合色素分布于葉肉細胞葉綠體中，經研磨后可用無水乙醇提取細胞中的光合色素，C正確；用30%蔗糖溶液處理會導致細胞失水而發生質壁分離，迎春葉片葉肉細胞為成熟的植物細胞，且原生質層因含葉綠體呈現綠色，故可在顯微鏡下觀察到質壁分離，D正確。
微專題3　影響光合作用和細胞呼吸的因素
10.(2021·沈陽市質檢)隨著全球氣候變暖，干旱災害經常發生，嚴重影響了農作物產量。下列有關植物缺水對光合作用影響的敘述錯誤的是(　　)
A.缺水初期由于氣孔開度降低，CO2供應不足
B.植物過度缺水會使光反應產生的NADPH、ATP減少
C.植物過度缺水會影響植物體內與光合作用有關酶的活性
D.植物嚴重缺水不會直接破壞葉綠體的結構或致葉片變黃
答案　D
解析　缺水初期由于氣孔開度降低，CO2供應不足，從而降低光合作用效率，A正確；當水分虧缺嚴重時，植物細胞會因缺水使光反應產生的NADPH、ATP減少，B正確；嚴重缺水會影響植物體內與光合作用有關酶的活性，降低光合作用效率，C正確；嚴重缺水會破壞葉綠體的結構，光合色素含量減少，葉片變黃，D錯誤。
11.(2021·四川遂寧模擬)如圖表示在最適溫度下，A、B兩種植物隨著光照強度的變化CO2吸收速率的變化曲線。下列分析正確的是(　　)
A.光照強度為a時，植物B葉肉細胞和外界沒有氣體交換
B.與植物B相比，植物A更適合生活在光照較弱的環境中
C.光照強度為d時，限制植物A和B光合速率的環境因素相同
D.光照強度為c且每天6 h光照時，植物B能夠積累有機物
答案　D
解析　光照強度為a時，植物B整體凈光合速率為0，但葉肉細胞凈光合速率卻大于0，故其和外界有氣體交換，A錯誤；與植物B相比，植物A的光補償點和光飽和點都較高，更適合生活在光照較強的環境中，B錯誤；光照強度為d時，限制植物A光合速率的環境因素主要是光照強度，而限制植物B光合速率的環境因素是除光照強度以外的其他因素，C錯誤；光照強度為c且每天6 h光照時，4n×6＞n×(24－6)，故植物B能夠積累有機物，D正確。
12.(2021·鄭州外國語學校模擬)某實驗小組利用如圖所示的裝置探究了在不同通氣條件下酵母菌的細胞呼吸方式，取三組完全相同的裝置，分別在不同通氣條件下放置5 h后，檢測A瓶中是否有葡萄糖或酒精產生，實驗結果如下表所示(各裝置的初始條件完全相同)。下列說法正確的是(　　)
組別 條件 放置時間 有無葡萄糖產生 有無酒精產生
甲 持續通氣 5 h 無 無
乙 通氣50 min 5 h 無 有
丙 不通氣 5 h 無 有
A.乙組適用于探究酵母菌的有氧呼吸
B.可用重鉻酸鉀或溴麝香草酚藍溶液來檢測酒精
C.和丙組相比，乙組釋放的CO2的量更少
D.實驗結束后，三組中甲組的實驗裝置的溫度最高
答案　D
解析　乙組的通氣時間為50 min，且有酒精生成，不適合用于探究酵母菌的有氧呼吸，A錯誤；重鉻酸鉀可用來檢測酒精，溴麝香草酚藍溶液可用來檢測CO2，B錯誤；丙組中酵母菌只進行無氧呼吸，乙組中酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，故乙組釋放的CO2的量比丙組的多，C錯誤；與無氧呼吸相比，有氧呼吸釋放的能量更多，故實驗結束后，三組中甲組的實驗裝置的溫度最高，D正確。
二、專題綜合提升
13.(2021·華中師大附中調研)卡爾文循環是所有植物光合作用的基本途徑，大致可分為3個階段，羧化階段、還原階段和更新階段，如圖所示為卡爾文循環過程，結合所學知識，回答下列問題：
(1)據圖分析，在羧化階段的物質RuBP為一種________碳化合物，1分子RuBP能與1分子的CO2結合生成________分子的3 磷酸甘油酸，該過程發生的場所是_____________________________________________________________________。
(2)卡爾文循環過程中，碳的固定發生在________階段中，而光反應產生能量的利用發生在________階段中。
(3)若將該植物從光下移到黑暗條件下，葉綠體中RuBP的含量短時間的變化是________，原因是______________________________________________________
______________________________________________________________________(結合圖示回答)。
答案　(1)五　2　葉綠體基質
(2)羧化　還原、更新
(3)減少　植物從光下移到黑暗中，光照強度減弱，ATP和NADPH生成減少，經還原階段、更新階段生成的RuBP的量減少，但RuBP的消耗量不變
解析　(1)在羧化階段，RuBP與CO2結合，而光合作用過程中二氧化碳與五碳化合物結合生成三碳化合物，故RuBP為一種五碳化合物。1分子五碳化合物能與1分子的CO2結合生成2分子三碳化合物，即3 磷酸甘油酸，這屬于暗反應的過程，發生在葉綠體基質中。(2)光合作用過程中C存在于CO2中，光反應產生的能量存在于ATP和NADPH中，據圖分析可知碳的固定發生在羧化階段過程中，而光反應產生能量的利用發生在還原階段和更新階段。(3)解答本題應聯系光合作用光反應、暗反應的具體過程，結合本題圖示回答問題。植物從光下移到黑暗中，由于光照強度減弱，ATP和NADPH的生成減少，經還原階段、更新階段生成的RuBP的量減少，但消耗量不變，所以BuBP的量會減少。
14.(科學探究)(2021·1月八省聯考廣東卷，18)光補償點指同一葉片在同一時間內，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度；光合速率隨光照強度增加，當達到某一光照強度時，光合速率不再增加，該光照強度稱為光飽和點。下表為甲、乙兩個水稻品種在灌漿期、蠟熟期的光合作用相關數據。
表　甲、乙兩個水稻品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關指標的比較
光補償點/(μmol·m－2·s－1) 光飽和點/(μmol·m－2·s－1) 最大凈光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)
生長期 甲 乙 甲 乙 甲 乙
灌漿期 68 52 1 853 1 976 21.67 27.26
蠟熟期 75 72 1 732 1 365 19.17 12.63
注：灌漿期幼穗開始有機物積累，谷粒內含物呈白色漿狀；蠟熟期米粒已變硬，但谷殼仍呈綠色。
回答下列問題：
(1)從表中的數據推測，________品種能獲得較高產量，理由_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)據表分析水稻葉片在衰老過程中光合作用的變化趨勢為_____________________________________________________________________。
(3)根據該實驗的結果推測，從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關。請設計實驗驗證該推測(簡要寫出實驗設計思路、預測實驗結果并給出結論)。
答案　(1)乙　在灌漿期，乙品種的最大凈光合速率比甲大，可積累的有機物多
(2)下降
(3)實驗設計思路：取等量的同種水稻在灌漿期和蠟熟期的葉片，分別測定其葉綠素含量。
預期實驗結果：處于灌漿期的水稻葉片的葉綠素含量高。
實驗結論：從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率下降是由于葉片中葉綠素含量下降造成的。
解析　(1)從表中的數據推測，灌漿期幼穗開始有機物積累，而乙品種在灌漿期的最大凈光合速率大于甲植物，故乙品種可積累的有機物多，能獲得較高產量。(2)據表分析可知，植物由灌漿期到蠟熟期，甲、乙品種的光補償點增大，光飽和點降低，最大凈光合速率均在下降，即水稻葉片在衰老過程中光合作用下降。(3)分析題意可知，該實驗目的是驗證植物由灌漿期到蠟熟期，葉片的葉綠素含量減少導致凈光合速率下降。實驗設計思路如下：取等量的同種水稻在灌漿期和蠟熟期的葉片，分別測定其葉綠素含量。預期實驗結果和結論：處于灌漿期的水稻葉片的葉綠素含量高，說明植物由灌漿期到蠟熟期水稻的最大凈光合速率下降是由于葉片的葉綠素含量下降導致的。
B卷(時間：40分鐘　滿分：100分)
一、微專題強化練
微專題1　酶和ATP
1.(2021·山東煙臺調研)下列關于生物體內酶和ATP的敘述，正確的是(　　)
A.乳酸菌和破傷風桿菌進行細胞呼吸各階段均能生成ATP
B.正常人運動時肌肉細胞ATP的水解速率高于其合成速率
C.酶是通過為化學反應提供所需能量來加快生物化學反應速率的
D.胰腺的內、外分泌部合成和分泌蛋白質過程中均需要ATP的參與
答案　D
解析　乳酸菌和破傷風桿菌都屬于厭氧型生物，只能進行無氧呼吸，無氧呼吸第二階段不能產生ATP，A錯誤；ATP在正常細胞中的含量保持動態平衡，正常人運動時肌肉細胞ATP的水解速率等于其合成速率，B錯誤；酶通過降低化學反應的活化能來加快生物化學反應速率，C錯誤。
2.(2021·廣東佛山調研)某小組為研究溫度對酶的影響，在t1、t2、t3溫度下，分別用淀粉酶水解淀粉，保溫相同時間后測定生成物的量分別為a、b、c，且b＞a＞c，溫度各升高相同幅度，重復上述實驗，測定生成物的量分別為a′、b′、c′，且a′＞a，b′＞b，c＞c′。下列相關分析正確的是(　　)
A.該淀粉酶的最適溫度在t1～t2之間
B.當溫度為t1時，可通過提高淀粉濃度來提高酶的活性
C.當溫度在t2～t3之間時，隨溫度升高酶的活性降低
D.b>c是因為溫度為t3時部分酶的空間結構可能發生改變
答案　D
解析　高溫能降低酶的活性，可能是部分酶的空間結構發生改變導致的，D正確。
3.(2021·四種成都七中診斷)在適宜的條件下，某實驗小組在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反應速率隨反應時間的變化如圖所示。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.AB時間段內，限制酶促反應速率的主要因素是酶的數量
B.若增加淀粉酶的用量并進行重復實驗，則B點會向右上方移動
C.若在D點時加入適量的淀粉酶，則曲線的走勢不會發生改變
D.BC時間段內，酶促反應速率下降的原因是底物濃度逐漸降低
答案　B
解析　若增加淀粉酶的用量并進行重復實驗，則酶促反應速率會加快，底物會更早出現不足，因此B點會向左上方移動，B錯誤。
微專題2　光合作用與細胞呼吸
4.(2021·華師一附中調研)肌質網是心肌細胞內的一種特殊的內質網，肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶催化ATP水解時，會將細胞質基質中的Ca2＋轉運到肌質網基質中，從而調節心肌細胞內Ca2＋的濃度，以維持心肌正常的收縮與舒張。當人劇烈運動時，其心肌缺氧，肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶的活性會降低。下列相關分析錯誤的是(　　)
A.Ca2＋－ATP酶將Ca2＋轉運到肌質網的過程需要消耗能量
B.當人劇烈運動時，其心肌肌質網基質中Ca2＋的濃度會有所降低
C.有氧運動可能會使肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶的活性升高
D.老年個體心肌肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶的活性較高
答案　D
解析　肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶催化ATP水解時，會將細胞質基質中的Ca2＋轉運到肌質網基質中，說明該過程為主動運輸過程，需要消耗ATP，A正確；人進行劇烈運動時，會引起心肌肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶活性降低，轉運的Ca2＋減少，導致肌質網基質中的Ca2＋濃度降低，B正確；有氧運動會增強心肌的供氧能力，使肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶的活性升高，C正確；老年個體的細胞普遍衰老，細胞呼吸速率減慢，心肌肌質網膜上的Ca2＋－ATP酶活性降低，D錯誤。
5.(2021·廣東肇慶檢測)美洲合歡和月季屬于陽生植物，喜陰花和沿階草屬于陰生植物。下圖是陽生植物和陰生植物葉片中葉綠素含量的示意圖，已知葉綠素a和葉綠素b在藍紫光區的最大吸收峰值比在紅光區的高，且葉綠素b吸收藍紫光的能力更強。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.陽生植物和陰生植物的出現可能與長期的自然選擇有關
B.美洲合歡和月季中葉綠素a和葉綠素b的含量都高，使其可以吸收較多的藍紫光和紅光
C.若對月季進行適當遮光處理，則其葉片中的葉綠素含量會減少，以適應弱光環境
D.據上圖可知，與陰生植物相比，陽生植物葉片中葉綠素a與葉綠素b的比值較大
答案　C
解析　陽生植物和陰生植物的出現可能與長期的自然選擇有關，A正確；美洲合歡和月季中葉綠素a和葉綠素b的含量都高，使其可以吸收較多的藍紫光和紅光，B正確；若對月季進行適當遮光處理，則其葉片中葉綠素含量會增多，以適應弱光環境，C錯誤；據題圖可知，與陰生植物相比，陽生植物葉片中葉綠素a與葉綠素b的比值較大，D正確。
6.(2021·1月八省聯考福建卷，4)下列關于我國傳統黃酒發酵的敘述，錯誤的是(　　)
A.黃酒中的酒精是糖類經酵母菌無氧呼吸產生的代謝產物
B.在黃酒的釀造過程中酵母菌的有氧和無氧呼吸都會發生
C.酵母菌發酵生成的酒精會抑制發酵容器中微生物的生長
D.酒精生成過程合成ATP的能量來自于丙酮酸中的化學能
答案　D
解析　酒精是糖類經酵母菌無氧呼吸產生的代謝產物，A正確；在黃酒的釀造過程中，初期通入一定量的氧氣促進酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖，然后隔絕空氣，使酵母菌進行無氧呼吸，產生酒精，B正確；酵母菌發酵過程中產生的酒精和酸性環境會抑制發酵容器中微生物的生長，C正確；無氧呼吸過程中只有第一階段釋放能量，合成ATP，第二階段不生成ATP，即酒精生成過程合成ATP的能量不能來自于丙酮酸中的化學

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