資源簡介

(共283張PPT)
專題二　細胞代謝
核心問題梳理
核心概念落實
核心素養達成
專題作業
本課結束
0
提示
答案
解析專題二　細胞代謝
[核心素養]　1.闡明生命活動不僅具有物質基礎，還需要能量驅動，而能量的供應和利用都離不開物質的變化(化學反應)，物質是能量的載體，能量是物質變化的動力，初步形成生物學的物質和能量觀，并嘗試運用這一觀念解釋細胞的生命活動。2.通過對光合作用與呼吸作用的探索，學會基于生物學事實和證據進行歸納與概括、批判性思維等方法。
核心問題梳理
考點1　物質的輸入和輸出
1．發生滲透作用的條件是什么？
提示：半透膜和半透膜兩側的溶液之間存在濃度差。
2．擴散與滲透的區別與聯系？
提示：區別：擴散是指某些物質分子從高濃度向低濃度的運動，可以是氣體、溶劑分子，也可以是溶質分子；而滲透是水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。聯系：滲透需要半透膜，是擴散的一種特殊形式。
3．動物細胞吸水和失水后分別會出現什么特征？
提示：動物細胞失水會皺縮，吸水會膨脹甚至漲破。
4．植物的原生質層包括哪些結構？
提示：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。
5．小分子物質如離子、水、葡萄糖等的吸收方式和大分子物質及顆粒性物質的吸收方式有什么不同？
提示：小分子物質如離子、水、葡萄糖等的吸收方式為被動運輸或主動運輸；大分子物質及顆粒性物質的吸收方式為胞吞。
6．同一種物質被細胞吸收的方式一定相同嗎？
提示：不一定相同，例如紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散，而小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸。
7．鉀離子外流及鈉離子內流均是通道蛋白開啟實現的，這是什么運輸方式？
提示：協助擴散。
8．自由擴散、協助擴散、主動運輸三種機制的運輸速率取決于什么？(從濃度差、載體數量及能量角度分析)
提示：自由擴散影響因素：細胞膜內外物質的濃度差。協助擴散影響因素：①細胞膜內外物質的濃度差；②細胞膜上載體蛋白的數量。主動運輸影響因素：①細胞外物質濃度；②載體蛋白的數量；③能量。
考點2　酶與ATP
1．簡述酶的定義、酶的作用和作用機理？
提示：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。酶的作用是催化作用。作用機理是降低化學反應的活化能。
2．同無機催化劑相比較，酶具有高效性的原因是什么？
提示：同無機催化劑相比較，酶具有高效性的原因是降低化學反應活化能的作用更顯著。
3．高溫、強酸、強堿及低溫對酶活性的影響有什么不同？
提示：高溫、強酸、強堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。低溫條件下酶活性被抑制，但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶活性可以升高。
4．影響酶促反應速率的因素都有哪些？
提示：溫度、pH、反應物濃度、酶濃度、酶的抑制劑等。
5．寫出ATP的結構簡式？ATP與RNA的基本單位在結構上的相似點是什么？
提示：A—P～P～P。ATP脫去兩分子磷酸基團后是RNA基本結構單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。
6．寫出ATP生成反應式？一般情況下ATP水解后的產物是什么？如果徹底水解會產生什么？
提示：ADP＋Pi＋能量ATP。一般情況下ATP水解后的產物是ADP、磷酸和能量。徹底水解的產物是腺嘌呤、核糖和磷酸。
7．吸能反應與放能反應與ATP的合成與分解有什么關系？
提示：吸能反應一般與ATP水解的反應相聯系，由ATP水解提供能量；放能反應一般與ATP的合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中。
8．ATP在細胞中含量很少，但為什么還能保證生命活動的需要？
提示：ATP雖然在生物體中含量很少，但其與ADP相互轉化的速度很快，因此可以保證所需能量的持續供應。
考點3　細胞呼吸與光合作用
1．細胞呼吸的實質是什么？細胞呼吸屬于吸能反應還是放能反應？細胞呼吸的重要意義是什么？
提示：細胞呼吸的實質是細胞內有機物的氧化分解并且釋放能量。細胞呼吸屬于放能反應。重要意義：為生物體各項生命活動提供能量，同時也為體內的其他化合物的合成提供原料，還能維持恒溫動物的體溫。
2．有氧呼吸三個階段的場所分別是什么？各階段物質變化以及產能情況如何？
提示：
階段
場所
物質變化
放能
第一階段
細胞質基質
C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]
少量
第二階段
線粒體基質
2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O6CO2＋20[H]
少量
第三階段
線粒體內膜
24[H]＋6O212H2O
大量
3．丙酮酸在什么條件下才能進入線粒體？進行有氧呼吸時葡萄糖中能量的去向是？
提示：在氧氣充足的條件下，丙酮酸才能進入線粒體。進行有氧呼吸時，葡萄糖中的能量大部分以熱能的形式散失，少部分合成ATP。
4．無氧呼吸的場所是什么？無氧呼吸第一階段產生的[H]的去向？無氧呼吸的實質是什么？
提示：無氧呼吸的場所是細胞質基質。無氧呼吸第一階段產生的[H]與丙酮酸參與無氧呼吸第二階段的反應。無氧呼吸的實質是有機物進行的不徹底的氧化分解。
5．葡萄糖進行無氧呼吸過程中能量的去向？無氧呼吸兩個階段都能產生ATP嗎？
提示：大部分能量儲存在酒精或者乳酸中，少部分能量釋放出來，釋放出來的能量大部分以熱能的形式散失，少部分合成ATP。無氧呼吸只有第一階段產生ATP。
6．寫出有氧呼吸、酒精發酵、乳酸發酵的反應式。
提示：有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；乳酸發酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量；酒精發酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。
7．影響呼吸作用的內因和外因主要是什么？
提示：內因：同一生物不同生長發育時期呼吸速率不同；同一生物不同器官呼吸速率不同；不同生物呼吸速率不同。外因：溫度、O2濃度、CO2濃度等。
8．哪些生物無氧呼吸產生乳酸？哪些生物無氧呼吸產生酒精？
提示：無氧呼吸產生乳酸的有：馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等植物器官的細胞、人等動物骨骼肌的肌細胞、乳酸菌等；無氧呼吸產生酒精的是大多數植物細胞、酵母菌等。
9．真核細胞與原核細胞進行有氧呼吸和無氧呼吸的場所的區別是什么？
提示：真核細胞進行有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體，進行無氧呼吸的場所是細胞質基質；原核細胞有氧呼吸的場所為細胞質和細胞膜，無氧呼吸的場所是細胞質。
10．有氧呼吸及無氧呼吸原理應用有哪些？(至少兩條)
提示：對有氧呼吸原理的應用：提倡慢跑等有氧運動使細胞進行有氧呼吸，避免肌細胞產生大量乳酸；及時松土有利于植物根系生長；稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。
對無氧呼吸原理的應用：包扎傷口應選用透氣的敷料，抑制破傷風桿菌的無氧呼吸；利用糧食通過酵母菌發酵可以生產各種酒；利用葡萄糖通過乳酸菌發酵生產酸奶。
11．簡述濾紙條上色素帶由上而下的色素種類、顏色以及主要吸收光譜？
提示：濾紙條上色素帶由上而下色素種類依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。顏色依次為橙黃色、黃色、藍綠色、黃綠色。其中葉綠素a和葉綠素b統稱為葉綠素，主要吸收紅光和藍紫光；胡蘿卜素和葉黃素統稱為類胡蘿卜素，主要吸收藍紫光。
12．請從反應場所、物質變化、能量轉化等方面比較光反應與暗反應的區別與聯系。
提示：
項目
光反應
暗反應
區別
場所
類囊體的薄膜上
葉綠體的基質中
物質轉化
①水的光解：2H2O4[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋PiATP
①CO2的固定：CO2＋C52C3②C3的還原：2C3C5和(CH2O)
能量轉化
光能―→ATP中活躍的化學能
ATP中活躍的化學能―→(CH2O)中穩定的化學能
聯系
①光反應為暗反應提供[H]、ATP；暗反應為光反應提供ADP、Pi和NADP＋；②沒有光反應，暗反應無法進行；沒有暗反應，光反應也無法進行
13．為什么當細胞吸收二氧化碳減少時，最終也使氧氣釋放速度減慢？
提示：細胞吸收CO2減少時，使暗反應速率降低，暗反應速率降低會使光反應速率降低，最終使氧氣釋放的速率減慢。
14．影響光合作用的內因及外因各是什么？
提示：內因是酶和色素；外因是光照強度、CO2濃度、溫度、水分等。
15．各種外因影響光合作用的原理是什么？
提示：光照強度直接影響光反應過程；二氧化碳濃度直接影響暗反應；溫度通過影響酶活性影響光合作用的光反應和暗反應兩個過程；缺水主要通過氣孔關閉影響暗反應過程，從而影響光合作用。
16．植物出現光合午休現象的原因是什么？此時植物體內的C3、C5、ATP、[H]的含量短時間內如何變化？
提示：中午溫度升高，失水過多，導致氣孔關閉，CO2吸收減少，光合速率下降。此時C3含量減少，C5、ATP、[H]含量增加。
17．化能合成作用與光合作用的相同點和不同點分別是什么？
提示：二者相同點：都能利用二氧化碳和水合成有機物。不同點：二者合成有機物時所利用的能源是不同的，光合作用利用的是光能，而化能合成作用利用的是化學能。
考點4　細胞呼吸與光合作用的關系
1．C、H、O元素在細胞呼吸與光合作用過程中的轉化關系是怎樣的？能量呢？
提示：物質轉化關系：C：CO2C3(CH2O)丙酮酸CO2
O：H2OO2H2OCO2(CH2O)
H：H2O[H](CH2O)[H]H2O
能量轉化關系：
eq
\a\vs4\al()
2．如何判斷總光合作用和凈光合作用？(從氧氣產生與釋放、二氧化碳的吸收與固定、有機物的產生與積累的角度分析)
提示：真正光合速率：氧氣的產生量、二氧化碳的固定量或者是有機物的產生量；凈光合速率：氧氣的釋放量、二氧化碳的吸收量或者有機物的積累量。
3．光合作用與細胞呼吸產生的[H]是同一種物質嗎？
提示：不是。光合作用產生的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)；細胞呼吸產生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)。
核心概念落實
知識點一　闡明細胞膜具有選擇透過性
[例1]　(2020·北京四中高三期中)生長在鹽堿地中的某種植物，其細胞的液泡膜上有一種載體蛋白，能將細胞質基質中的Na＋逆濃度梯度運入液泡，降低Na＋對細胞質基質中酶的傷害。下列敘述不正確的是(　　)
A．Na＋進入液泡的過程屬于主動運輸
B．Na＋進入液泡的過程體現了液泡膜的選擇透過性
C．該載體蛋白作用的結果不利于增強細胞吸水能力
D．該載體蛋白作用的結果有助于提高植物的耐鹽性
答案　C
解析　液泡膜上的某種載體蛋白能將細胞質基質中的Na＋逆濃度梯度運入液泡，屬于主動運輸，A正確；Na＋運輸體現了液泡膜具有選擇透過性，B正確；該載體蛋白作用的結果使細胞液濃度升高，有利于增強細胞吸水能力，從而有助于提高植物的耐鹽性，C錯誤，D正確。
[例2]　(2020·全國卷Ⅱ)取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度(單位為g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組(甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍)。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發現甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質交換。據此判斷下列說法錯誤的是(　　)
A．甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高
B．若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零
C．若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細胞可能發生了質壁分離
D．若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細胞的凈吸水量乙組大于甲組
答案　D
解析　由題干信息可知，葉細胞與溶液之間無溶質交換，而甲組的甲糖溶液濃度升高，則可能是由于葉細胞的細胞液濃度大于甲糖溶液物質的量濃度，引起了細胞吸水，A正確；若乙糖溶液濃度不變，說明乙糖溶液物質的量濃度與葉細胞的細胞液濃度相等，葉細胞凈吸水量為零，B正確；若乙糖溶液濃度降低，說明細胞失水，葉肉細胞可能發生了質壁分離，C正確；若乙糖溶液濃度升高，說明乙糖溶液物質的量濃度低于葉細胞的細胞液濃度，細胞吸水，而乙糖溶液的物質的量濃度約為甲糖溶液的2倍，因此葉細胞的凈吸水量應是乙組小于甲組，D錯誤。
知識點二　舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量；有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白
[例3]　(2020·北京人大附中一模)研究發現協助物質進出細胞的轉運蛋白包括載體蛋白和通道蛋白，且載體蛋白協助物質進出細胞時可能消耗能量，也可能不消耗能量，而通道蛋白協助物質進出細胞時不消耗能量。下列有關物質進出細胞方式的敘述，不合理的是(　　)
A．無轉運蛋白參與的物質進出細胞方式都是自由擴散
B．Na＋不能通過通道蛋白的協助逆濃度梯度運出細胞
C．在主動運輸中協助物質進出細胞的蛋白質是載體蛋白
D．物質依靠通道蛋白進出細胞的方式屬于被動運輸
答案　A
解析　物質運輸方式包括主動運輸、協助擴散、自由擴散、胞吞、胞吐，無轉運蛋白參與的可以是自由擴散、胞吞、胞吐，A錯誤；細胞內Na＋的濃度低于細胞外，只能通過主動運輸運出細胞，需要消耗能量，不能通過通道蛋白進行，B正確；根據題干，載體蛋白協助物質進出細胞時可能消耗能量，通道蛋白不消耗，因此在主動運輸中協助物質進出細胞的蛋白質是載體蛋白，需要消耗能量，物質依靠通道蛋白進出細胞的方式不消耗能量，屬于被動運輸，C、D正確。
[例4]　(2020·北京東城一模)檉柳屬植物主要分布在我國荒漠、半荒漠地帶，能在鹽堿環境中正常生長，具有耐鹽性。它能積累土壤中的無機鹽離子，使其細胞液濃度高于土壤溶液。下列相關敘述，正確的是(　　)
A．檉柳積累土壤中無機鹽離子的過程不需要消耗ATP
B．檉柳耐鹽性的形成與環境因素有關，與遺傳因素無關
C．檉柳根細胞吸收無機鹽離子和吸收水分子的方式不同
D.進入冬季氣溫較低時檉柳吸收無機鹽的能力會有所提高
答案　C
解析　積累土壤中的無機鹽離子，使其細胞液濃度高于土壤溶液，為逆濃度梯度運輸，屬于主動運輸，需要消耗ATP供能，A錯誤；檉柳耐鹽性的形成與環境因素與遺傳因素均有關，B錯誤；檉柳根細胞吸收無機鹽離子為主動運輸，吸收水分子的方式為自由擴散，C正確；冬季氣溫較低時，代謝減弱，呼吸減弱，能量減少，吸收無機鹽的能力會有所降低，D錯誤。
[例5]　(2020·北京海淀期中)研究者將大蒜的根分別浸入不同濃度的磷酸鹽溶液中，4
h后測定得到如圖所示的磷吸收速率曲線。對本實驗現象進行的下列分析，合理的是(　　)
A．磷通過自由擴散進入大蒜根細胞
B．磷吸收速率受到膜上載體數量制約
C．磷吸收一定是逆濃度梯度的運輸
D．磷的吸收過程說明細胞膜具有流動性
答案　B
解析　分析曲線變化可知，隨著磷酸鹽濃度的增加，大蒜根細胞對于磷的吸收速率逐漸增加，達到一定值時不再繼續增加，說明影響根細胞吸收磷的因素除磷酸鹽濃度外，還有其他因素，排除自由擴散的可能性，可能是主動運輸(逆濃度梯度運輸)或者是協助擴散(順濃度梯度運輸)，兩種方式均受到載體數量的限制，因此，磷吸收速率受到膜上載體數量制約，A、C錯誤，B正確；大蒜根細胞對磷的吸收說明細胞膜具有選擇透過性，D錯誤。
知識點三　舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞
[例6]　(2020·山東濱州高三二模)寄生在人體腸道內的原生動物痢疾內變形蟲無線粒體，能通過胞吐分泌蛋白酶，溶解人的腸壁組織，通過胞吞將腸壁細胞消化，并引發阿米巴痢疾，下列敘述錯誤的是(　　)
A．痢疾內變形蟲蛋白酶的分泌依賴于細胞膜的流動性
B．痢疾內變形蟲細胞膜上具有蛋白酶的載體
C．痢疾內變形蟲胞吞腸壁細胞需要消耗能量
D．痢疾內變形蟲蛋白酶的加工需要內質網和高爾基體參與
答案　B
解析　胞吞、胞吐過程的實現都依賴于細胞膜的流動性，A正確；痢疾內變形蟲分泌蛋白酶的方式是胞吐，因此細胞膜上不具有蛋白酶的載體，B錯誤；痢疾內變形蟲胞吞腸壁細胞需要消耗能量，C正確；痢疾內變形蟲蛋白酶屬于分泌蛋白，因此其合成和加工需要內質網和高爾基體參與，D正確。
知識點四　說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響
[例7]　(2020·北京房山一模)蘋果削皮后，破損處細胞中的酚類物質在多酚氧化酶的作用下，與空氣中的氧結合，產生能使植物細胞迅速變成褐色的醌類物質，以下說法不正確的是(　　)
A．可利用雙縮脲試劑鑒定多酚氧化酶的化學本質
B．該酶促反應的底物是酚類物質和空氣中的氧氣
C．將蘋果塊煮熟后放置在空氣中會快速發生變色反應
D．削皮后在其切面滴加富含檸檬酸的檸檬汁能延緩變色
答案　C
解析　大多數酶的化學本質為蛋白質，少數為RNA，蛋白質和雙縮脲試劑會發生作用，產生紫色反應，故利用雙縮脲試劑可鑒定多酚氧化酶的化學本質，若出現紫色反應，則說明多酚氧化酶的化學本質為蛋白質，A正確；由題干信息“破損處細胞中的酚類物質在多酚氧化酶的作用下，與空氣中的氧結合，產生能使植物細胞迅速變成褐色的醌類物質”可知該酶促反應的底物是酚類物質和空氣中的氧氣，B正確；將蘋果塊煮熟后細胞中的多酚氧化酶的空間結構會因高溫而被破壞，喪失生物活性，所以將蘋果塊煮熟后放置在空氣中不會發生變色反應，C錯誤；檸檬汁中的檸檬酸能抑制多酚氧化酶的活性，使氧化過程變緩，延緩變色，D正確。
[例8]　(2020·山東日照高三校際聯考)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。如圖為淀粉酶在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。據圖分析不合理的是(　　)
A．在0～t1時，甲、丙兩組均可能使用了藥物a處理
B．在t1時，丙組可能適當提高了反應溫度
C．在t1后，甲、乙兩組中的淀粉酶活性均小于丙組
D．在t1后，甲組可能因使用藥物b而導致曲線不再上升
答案　C
解析　在0～t1時，隨著時間的推移，甲、乙、丙三組產物濃度逐步上升，且變化曲線一致，題中顯示其中乙組使用了少量藥物a處理，據此可推出甲、丙兩組均可能使用了藥物a處理，A正確；在t1后，甲組可能是加入了藥物b導致酶失活，使產物濃度不再上升，丙組可能是適當提高溫度使酶活性升高，也可能是增加了底物濃度使產物濃度升高，則甲組淀粉酶活性小于丙組，丙組的酶活性可能大于乙組，也可能等于乙組，B正確，C錯誤，D正確。
[例9]　(2020·河北衡水中學第二次月考)某生物實驗小組欲探究溫度對淀粉酶活性的影響，已知淀粉酶催化淀粉水解是一個多步反應，會依次形成較大分子糊精、小分子糊精、麥芽糖，加入碘液后的溶液顏色分別是藍紫色、橙紅色、黃褐色(碘液顏色)。下列操作錯誤的是(　　)
A．設置一系列溫度梯度，確定淀粉酶活性較強的溫度范圍
B．將淀粉酶溶液、淀粉溶液分別保溫處理后再進行混合
C．通過觀察加入碘液后不同溫度下溶液顏色的變化可確定酶活性的強弱
D．混合保溫一段時間后，在保溫裝置中直接加碘液即可檢測淀粉水解情況
答案　D
解析　探究溫度對酶活性的影響實驗中，通過設置一系列溫度梯度進行實驗，可以得到酶活性較高的溫度范圍，A正確；實驗過程中需將酶和淀粉分別保溫，達到一定溫度后再混合，B正確；通過觀察加入碘液后不同溫度下溶液顏色的變化可確定酶活性的強弱，C正確；為防止在保溫裝置中酶繼續催化淀粉水解，混合保溫相同時間后應經高溫處理等方式使酶滅活，終止反應，再加碘液檢測淀粉水解情況，D錯誤。
[例10]　(2020·福建廈門一模)核酶是具有催化功能的RNA分子，在特異地結合并切割特定的mRNA后，核酶可以從雜交鏈上解脫下來，重新結合和切割其他的mRNA分子，下列說法正確的是(　　)
A．向核酶中滴加雙縮脲試劑可以發生紫色反應
B．與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可以反映核酶的高效性
C．核酶具有熱穩定性，故核酶的活性不受溫度的影響
D．核酶與催化底物相結合時有氫鍵的形成，也有磷酸二酯鍵的斷裂
答案　D
解析　根據題意可知，核酶是具有催化功能的RNA分子，因此不會和雙縮脲試劑發生紫色反應，A錯誤；與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的催化性，B錯誤；核酸具有熱穩定性，但是在高溫條件下結構也會發生改變，因此核酶的活性也會受溫度的影響，C錯誤；核酶與催化底物特異性結合時，核酶和mRNA之間有氫鍵形成，而切割mRNA分子時有磷酸二酯鍵的斷裂，D正確。
知識點五　解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質
[例11]　ATP是細胞的直接能源物質。dATP(d表示脫氧)是三磷酸脫氧腺苷的英文名稱縮寫，其結構式可簡寫成dA－P～P～P。下列有關分析錯誤的是(　　)
A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子腺嘌呤組成
B．細胞內生成dATP時有能量的儲存，常與放能反應相聯系
C．在DNA合成過程中，dATP是構成DNA的基本單位之一
D．dATP具有兩個高能磷酸鍵，可能為細胞的某些反應提供能量
答案　C
解析　根據題意，dATP與ATP結構類似，從其結構簡式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子腺嘌呤組成，A正確；細胞內生成dATP時要形成高能磷酸鍵，有能量的儲存，常與放能反應相聯系，B正確；組成DNA的基本單位是四種脫氧核苷酸，而dATP是三磷酸脫氧腺苷，不是構成DNA的基本單位，C錯誤；dATP含有兩個高能磷酸鍵，可能為細胞的某些反應提供能量，D正確。
[例12]　(2020·山東青島檢測)在線粒體的內外膜間隙中存在著腺苷酸激酶(AK)，它能將ATP分子末端的磷酸基團轉移至AMP上而形成ADP。該過程需要有Mg2＋的參與。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．AMP在細胞中可作為合成RNA的原料
B．無機鹽對維持細胞的生命活動有重要作用
C．AK發揮作用時有高能磷酸鍵的形成
D．線粒體中ATP合成的速率取決于AK的活性
答案　D
解析　AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一，A正確；AK發揮作用使AMP形成ADP，該過程中形成了一個高能磷酸鍵，C正確；線粒體中ATP水解的速率取決于AK的活性，D錯誤。
知識點六　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與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能
[例13]　(2020·安徽省六校教育研究會高三第二次素質測試)光合作用的發現是眾多科學家不斷努力的結果。1937年，英國科學家希爾首次獲得了離體葉綠體懸浮液，將此懸浮液(含水，不含CO2)與黃色的高鐵(Fe3＋)鹽混合，照光后發現葉綠體有氣泡放出、溶液由黃色變為淺綠色(Fe2＋)。在遮光下，則沒有氣泡產生，也沒有顏色變化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．實驗過程中可以檢測到糖的生成
B．實驗表明氧氣是葉綠體在光照的條件下產生的
C．溶液顏色變化的原因是葉綠體在光照條件下生成的還原劑將Fe3＋還原為Fe2＋
D．與恩格爾曼的水綿實驗相比，希爾的實驗排除了細胞內其他結構的影響
答案　A
解析　懸浮液中不含CO2，暗反應無法正常進行，糖類無法生成，A錯誤；實驗現象是在照光后發現葉綠體有氣泡放出、在遮光下沒有氣泡產生，說明氧氣的產生一定要有光照，B正確；實驗在光照條件下，溶液由黃色變為淺綠色(Fe2＋)，說明光反應階段的產物[H]可以將Fe3＋還原為Fe2＋，C正確；希爾的實驗將葉綠體離體，與細胞內其他結構分開，排除了其他結構在光合作用中可能造成的影響，D正確。
[例14]　(2020·天津等級考)研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質一起用單層脂質分子包裹成油包水液滴，從而構建半人工光合作用反應體系。該反應體系在光照條件下可實現連續的CO2固定與還原，并不斷產生有機物乙醇酸。下列分析正確的是(　　)
A．產生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質
B．該反應體系不斷消耗的物質僅是CO2
C．類囊體產生的ATP和O2參與CO2固定與還原
D．與葉綠體相比，該反應體系不含光合作用色素
答案　A
解析　乙醇酸等同于光合作用暗反應產生的糖，暗反應場所在葉綠體基質中，所以產生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質，A正確；該反應體系中能進行光合作用整個過程，不斷消耗的物質有CO2和H2O，B錯誤；類囊體產生的ATP參與C3的還原，產生的O2用于呼吸作用或釋放到周圍環境中，C錯誤；該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯誤。
[例15]　(2020·北京等級性考試抽樣測試)科研工作者為研究光照和CO2對植物細胞代謝的影響，將某綠藻細胞懸浮液放入密閉容器中，保持適宜的pH和溫度，測定細胞懸浮液中溶解氧的量，結果如圖所示。下列有關該實驗裝置中溶解氧變化原因的解釋不正確的是(　　)
A．第4分鐘前的溶解氧的量下降是呼吸作用消耗所致
B．第5至6分鐘植物細胞光合作用強度大于呼吸作用強度
C．第6至7分鐘水中的CO2濃度限制了光合作用速率
D．第9分鐘后溶解氧的量不再增加的原因是溫度較低
答案　D
解析　由題圖可知，前4分鐘處于黑暗環境中，細胞只進行呼吸作用，會消耗氧氣，A正確；第5至6分鐘密閉容器中溶解氧含量增加，因此第5至6分鐘植物細胞光合作用強度大于呼吸作用強度，B正確；由曲線可知，第7分鐘添加二氧化碳，二氧化碳濃度增大，光合作用速率加快，因此第6至7分鐘水中CO2濃度限制了光合作用速率，C正確；根據提供信息可知，實驗中溫度是適宜的，因此第9分鐘后溶解氧的量不再增加的原因不是溫度較低，D錯誤。
[例16]　(2020·豐臺區高三年級第二學期綜合練習)西瓜在栽培中常受到弱光逆境脅迫，研究發現，5－氨基乙酰丙酸(ALA)處理暗適應的西瓜葉片后，弱光逆境下的西瓜葉片的凈光合速率有所提高。
(1)葉綠體中的________具有吸收、傳遞、轉換光能的作用，轉換后的光能可儲存到________中，為暗反應中__________提供能量。
(2)光能被吸收后有三個去路：
①儲存于光反應的產物中　②以熱的形式散失　③以更長波長的葉綠素熒光散失
實驗研究中常用葉綠素熒光參數描述光合作用生理狀況。其中F0是在只引發熒光不引起光反應的很弱的光照下測得的葉綠素熒光參數，F0的大小可以反映葉綠素含量的多少，Fm是在關閉光反應時的葉綠素的最大熒光參數；(Fm－F0)/Fm表示光反應的最大光能轉換效率。經檢測，ALA處理西瓜葉片葉綠素熒光數值如下表，遮蔭顯著影響西瓜葉片葉綠素熒光________(填“F0值”或“Fm值”)，說明遮蔭條件下________含量增加，但ALA處理對西瓜葉片葉綠素熒光________(填“顯著提高”“顯著降低”或“無顯著影響”)。
處理
F0
Fm
(Fm－F0)/Fm
未遮蔭
0.3126
1.6187
0.8068
遮蔭
0.3689
1.7271
0.7859
ALA處理＋遮蔭
0.3634
1.6789
0.7831
(3)用ALA處理西瓜，測定其凈光合作用速率和胞間二氧化碳濃度，結果如下：
實驗結果說明，ALA的作用是____________________________________________________________。請結合以上研究分析遮蔭條件下西瓜胞間二氧化碳濃度增加的可能原因是______________________________________________________________。
(4)若要研究ALA對鹽脅迫下的無土栽培的西瓜光合作用速率的影響，實驗組的處理為________。
A.正常營養液中加入氯化鈉，保持其濃度為75
mmol/L
B．正常營養液中加入ALA，保持其濃度為50
mg/L
C．正常營養液中加入氯化鈉(濃度保持在75
mmol/L)和ALA(濃度保持在50
mg/L)
D．正常營養液中加入一定量的清水
(5)研究發現ALA是葉綠素合成的前體，請結合以上研究判斷ALA________(“是”或“不是”)植物激素，理由是____________________________________________________________。
答案　(1)色素分子　ATP　C3的還原　(2)F0值　葉綠素　無顯著影響　(3)ALA可以減弱遮蔭對凈光合作用速率下降和胞間二氧化碳濃度升高的影響　遮蔭條件下西瓜葉片的氣孔開度不受影響，但遮蔭條件影響了光反應，進而影響了暗反應，導致CO2的固定減弱，胞間二氧化碳濃度升高　(4)ABC　(5)不是　因為ALA在植物細胞內參與了葉綠素的合成反應，不是作為信息分子調節細胞的生命活動
解析　(1)葉綠體中的色素分子具有吸收、傳遞、轉換光能的作用，光能被轉換后變成活躍的化學能儲存在ATP中，用于暗反應中C3的還原。
(2)分析表格數據可知，遮蔭條件與未遮蔭相比，F0增大的更明顯，由于F0的大小可以反映葉綠素含量的多少，故可說明遮蔭條件下葉綠素的含量增加，ALA處理＋遮蔭組與遮蔭組相比，各組數值變化均不大，說明ALA處理對西瓜葉片葉綠素熒光無顯著影響。
(3)分析ALA對西瓜凈光合作用速率影響的柱形圖，由未遮蔭與遮蔭對照可知，遮蔭導致西瓜葉的凈光合速率下降，再由遮蔭處理＋ALA處理與遮蔭對照可知，ALA可以減弱遮蔭對凈光合作用速率下降的影響；分析ALA對胞間CO2濃度影響的柱形圖，由未遮蔭與遮蔭對照可知，遮蔭導致西瓜葉胞間CO2濃度升高，再由遮蔭處理＋ALA處理與遮蔭對照可知，ALA可以減弱遮蔭對胞間CO2濃度升高的影響。遮蔭條件下西瓜葉片的氣孔開度不受影響，但遮蔭條件影響了光合作用光反應，進而影響了暗反應，導致CO2的固定減弱，胞間CO2濃度升高。
(4)若要研究ALA對鹽脅迫下的無土栽培的西瓜光合作用速率的影響，實驗組應分為三組進行相互對照，即正常營養液中加入氯化鈉，保持其濃度為75
mmol/L；正常營養液中加入ALA，保持其濃度為50
mg/L；正常營養液中加入氯化鈉(濃度保持在75
mmol/L)和ALA(濃度保持在50
mg/L)，故選A、B、C。
(5)ALA在植物細胞內參與了葉綠素的合成反應，不是作為信息分子調節細胞的生命活動，不符合植物激素的概念，故不是植物激素。
[例17]　(2018·全國卷Ⅰ)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。
回答下列問題：
(1)當光照強度大于a時，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是____________。
(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據是__________________________________________________________________。
(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
答案　(1)甲
(2)甲　種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大
(3)乙　(4)CO2
解析　(1)由圖分析可知，當光照強度大于a時，相同光照強度下，甲植物的凈光合速率大于乙，有機物的積累較多，對光能的利用率較高。
(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，植株接受的光照強度相對較弱，光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，因此種植密度過大時甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。
(3)從圖中可以看出，乙植物的光飽和點以及光補償點都比甲植物低，適合在光照強度相對更弱的環境中生長，林下的光照強度低，因此更適合在林下種植的是植物乙。
(4)夏日晴天中午12：00時，植物為了減少蒸騰作用對水分的散失，葉片上的部分氣孔會關閉，導致細胞間的二氧化碳的含量下降，從而引起光合速率下降。
[例18]　(2020·海淀區高三年級第二學期階段性測試)德國景天可以生活在高溫、干旱的環境中，科研人員對其進行了研究。
(1)植物適應不同環境有不同代謝途徑，圖1為兩類常見的碳固定模式。
據圖分析，模式一和二都在多種酶的催化作用下，將________轉變成糖類。除此以外，模式一和模式二的整個光合作用過程還有許多共同點，請列舉出其中的兩點：___________________________________________。
(2)為確定德國景天的碳固定模式，研究人員將德國景天分為甲、乙兩組，一次性澆足水后，甲組正常澆水，乙組停止澆水，每隔10天，測定葉片的胞間CO2濃度和PEP羧化酶的活性，結果如圖2。
據實驗結果分析，德國景天的碳固定模式為________________，請從下列證據中，選出所有支持判斷的證據________。
①甲組的胞間CO2濃度較高，且無明顯變化
②乙組胞間CO2濃度明顯降低，且低于實驗初期
③甲組的PEP羧化酶活性較低，且無明顯變化
④乙組PEP羧化酶活性明顯升高，且高于實驗初期
(3)綜合上述研究，請對德國景天為何能適應高溫、干旱作出解釋：______________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)CO2　都分解水產生氧氣；暗(碳)反應都需要光反應提供ATP和[H]；都在葉綠體基質中進行暗(碳)反應；暗(碳)反應都包括CO2的固定和還原過程；都可將光能轉變成化學能儲存　(2)模式一、模式二　①③、②④　(3)夜間氣孔打開，PEP羧化酶活性高，固定CO2形成蘋果酸，儲存在液泡中；白天氣孔關閉、減少水分散失，但蘋果酸分解提供暗(碳)反應所需的二氧化碳，不影響光合作用進行
解析　(1)不管哪種模式其本質都是在多種酶的催化作用下，將CO2轉變成糖類。據圖可知，模式一和模式二的整個光合作用過程有許多共同點，如都分解水產生氧氣；暗(碳)反應都需要光反應提供ATP和[H]；都在葉綠體基質中進行暗(碳)反應；暗(碳)反應都包括CO2的固定和還原過程；都可將光能轉變成化學能儲存等。
(2)實驗結果顯示，甲組的胞間CO2濃度較高，且無明顯變化，并且甲組的PEP羧化酶活性較低，且無明顯變化，因此根據①③可知德國景天在正常澆水的情況下會通過模式一固定二氧化碳，對于乙組來講，隨著干旱程度的加深，胞間CO2濃度明顯降低，且低于實驗初期，乙組PEP羧化酶活性明顯升高，且高于實驗初期，因此根據②④可推測當德國景天處于干旱環境中時，會通過模式二進行二氧化碳的固定，綜合分析可知德國景天的碳固定模式為模式一、模式二，前者是在正常環境條件下固定二氧化碳的模式，后者是在高溫、干旱條件下固定二氧化碳的模式，這種生理特性能夠提高德國景天對不良環境的適應能力。
[例19]　(2020·河北衡水中學二調)為了探究低溫對云南小粒咖啡和大粒咖啡兩種作物光合速率的影響，科研人員連續三天對這兩種咖啡幼苗進行夜間4
℃低溫處理，原地恢復4天后，測量兩種咖啡的光合速率的變化，得到的實驗結果如圖所示。請回答下列問題：
(1)經夜間低溫處理后的幼苗，其葉片會轉黃，由此分析，夜間低溫處理能降低植物光合速率的原因最可能是______________________________________。由圖中數據可知，夜間低溫處理對________咖啡的生長影響較大。
(2)某同學認為夜間低溫處理會使植物產量降低的主要原因是低溫影響了植物夜間暗反應的進行，這種說法是否正確？________，請說明理由：________________________________________________________________。
(3)經夜間低溫處理后，大粒咖啡難以恢復正常生長，為了驗證夜間低溫處理沒有改變大粒咖啡的遺傳物質，可取夜間低溫處理的大粒咖啡的種子在________(填“正常”或“夜間低溫處理”)的環境中種植培養，若______________________________________________________________，則說明夜間低溫處理只影響了大粒咖啡的性狀，而沒有改變其遺傳物質。
答案　(1)夜間低溫會影響葉綠素的合成，使葉綠素含量降低，從而降低植物的光合速率　大粒　(2)不正確(或否)　夜間植物缺乏光反應提供的NADPH和ATP，暗反應幾乎無法進行　(3)正常　培養得到的成熟植株和在夜間低溫處理前的原植株的光合速率幾乎相同
解析　葉綠素的合成需要光照，夜間低溫處理后的幼苗，葉綠素含量減少，從而降低植物的光合速率。圖中，夜間低溫處理大粒咖啡光合速率相對小粒咖啡下降得更多，可見夜間低溫對大粒咖啡的生長影響較大。
[例20]　(2020·福建福州一模)為研究某植物去果實后對葉片光合作用的影響，選取已結有多個果實的植株，去除不同比例果實，3天后測定葉片的光合速率以及蔗糖和淀粉含量，結果如圖。
(1)葉片光合作用暗反應中，經過二氧化碳的________和C3的________兩個過程，產生了糖類等有機物。
(2)該研究測定葉片光合作用速率時，要控制好__________________等無關變量(至少兩個及以上)，以單位時間、單位面積的__________________代表凈光合作用速率。
(3)依上述結果可推測，葉片光合產物的積累會抑制光合作用。為驗證推測，某同學利用去除全部果實的植株進行如下處理：剪除部分葉片，然后在適宜光照下檢測葉片的光合速率，若檢測結果是葉片光合速率上升，則支持上述推測。請問該實驗思路應如何完善改進？
__________________________________________________________________。
答案　(1)固定　還原　(2)光照強度、溫度、CO2濃度　CO2吸收量(或O2釋放量)　(3)不剪除葉片，將部分葉片遮光，測量未遮光葉片在適宜光照下的光合速率和光合產物含量，若光合速率上升，光合產物含量卻減少，則支持上述推測
解析　(1)葉片光合作用暗反應階段包括CO2的固定和C3的還原兩個階段。
(2)由圖可知本實驗的自變量是果實去除率，因此測定葉片光合作用速率時，要控制好光照強度、溫度、CO2濃度等無關變量。可以用單位時間、單位面積的CO2吸收量或O2釋放量代表凈光合作用速率。
(3)要驗證葉片光合產物的積累是否會抑制光合作用，應遵循實驗的對照原則和單一變量原則設計實驗，去除植株上的果實并對部分葉片遮光處理，使遮光葉片成為需要光合產物輸入的器官，檢測未遮光部分葉片的光合產物含量和光合速率。與只去除全部果實的植株相比，如果未遮光葉片在適宜光照下光合速率上升，光合產物含量卻減少，則支持上述推測。
[例21]　(2020·全國卷Ⅰ)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　若二氧化碳的生成量等于酒精的生成量，則說明CO2都是無氧呼吸產生的，故細胞只進行無氧呼吸，A正確；若細胞只進行有氧呼吸，則消耗的氧氣量等于生成的二氧化碳量，B正確；若細胞只進行無氧呼吸，說明不消耗氧氣，產乳酸的無氧呼吸不會產生二氧化碳，C正確；若細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，若無氧呼吸產生酒精，則消耗的氧氣量小于二氧化碳的生成量，若無氧呼吸產生乳酸，則消耗的氧氣量等于二氧化碳的生成量，D錯誤。
[例22]　(2020·湖南省湘潭市高三模擬)某同學將活酵母菌和淀粉溶液裝進飲料瓶，預留1/3的空間后密封，觀察酵母菌發酵的變化并用表格進行記錄。下列分析正確的是(　　)
條件
原料
變化
產物
呼吸作用場所
酵母菌10
g
(25
℃)
淀粉溶液
瓶子膨脹，溶液出現氣泡，溶液變暖
甲
乙
A.酵母菌一般不直接以淀粉作為呼吸作用的底物
B．大量的O2使溶液出現氣泡和瓶子膨脹
C．有機物經酵母菌發酵后只轉化為ATP和熱能
D．甲為酒精，乙為細胞質基質和線粒體
答案　A
解析　呼吸作用的底物一般是葡萄糖，酵母菌不能直接以淀粉作為呼吸作用的底物，A正確；溶液出現氣泡和瓶子膨脹的原因是呼吸作用產生了大量的CO2，B錯誤；有機物經酵母菌發酵后，其釋放的能量，一部分用于合成ATP，一部分轉化為熱能，其物質的變化是轉化成了酒精和CO2，C錯誤；由于瓶子已密封又留有1/3空間，在剛開始時酵母菌可進行有氧呼吸與無氧呼吸，產物(甲)有水、酒精和CO2，呼吸作用場所(乙)為細胞質基質和線粒體，D錯誤。
[例23]　(2020·山東等級考一卷)線粒體中的[H]與氧氣結合的過程需要細胞色素c的參與。細胞接受凋亡信號后，線粒體中的細胞色素c可轉移到細胞質基質中，并與Apaf?1蛋白結合引起細胞凋亡。下列說法錯誤的是(　　)
A．有氧呼吸過程產生[H]的場所為細胞質基質和線粒體基質
B．細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應
C．細胞色素c功能喪失的細胞將無法合成ATP
D．若細胞中Apaf?1蛋白功能喪失，細胞色素c將不會引起該細胞凋亡
答案　C
解析　有氧呼吸第一、二階段均可產生[H]，場所分別為細胞質基質和線粒體基質，A正確；細胞色素c參與[H]與氧氣的結合過程，該過程屬于有氧呼吸第三階段，B正確；細胞色素c功能喪失影響有氧呼吸第三階段，但有氧呼吸前兩階段也產生ATP，C錯誤；由題意可知，細胞色素c可以與Apaf?1蛋白結合引起細胞凋亡，若Apaf?1蛋白功能喪失，其不能與細胞色素c結合，則無法引起細胞凋亡，D正確。
　細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖
[例1]　完成下列物質出入細胞的運輸方式表格。
運輸物質
水進入腎小管細胞
Na＋進入神經細胞
氧進入肺泡細胞
碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞
唾液淀粉酶分泌出唾液腺細胞
運輸方式
運輸特點
實例
—
葡萄糖進入紅細胞
答案　
運輸物質
水進入腎小管細胞
Na＋進入神經細胞
氧進入肺泡細胞
碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞
唾液淀粉酶分泌出唾液腺細胞
運輸方式
協助擴散
協助擴散
自由擴散
主動運輸
胞吐
運輸特點
順濃度梯度進行，需要通道蛋白，不需要能量
順濃度梯度進行，需要載體蛋白，不需要能量
順濃度梯度進行，不需載體蛋白，不需要能量
逆濃度梯度進行，需要載體蛋白，需要能量
不需要載體蛋白，需要能量
實例
—
葡萄糖進入紅細胞
甘油進入細胞
K＋進入輪藻細胞
神經細胞釋放神經遞質
[例2]　請寫出植物細胞中兩個有酶催化、吸收能量的化學反應。
答案　ADP合成ATP、NADP＋合成NADPH
核心素養達成
A.H＋－ATPase位于保衛細胞質膜上，藍光能夠引起細胞內的H＋轉運到細胞外
B．藍光通過保衛細胞質膜上的H＋－ATPase發揮作用導致H＋逆濃度梯度跨膜運輸
C．H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉運H＋所需的能量可由藍光直接提供
D．溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質膜進入保衛細胞
此題為高考常考信息題，且信息量較大，解這類題的方法：邊讀題邊畫關鍵信息，邊將分析結果寫在題干旁，然后結合選項做題。不要過多糾結題干信息。
1．提取有效信息，寫出分析結果
aⅠ　H＋—ATPase是位于膜上的載體蛋白，可水解ATP，逆濃度梯度轉運H＋，H＋跨膜方式為主動運輸；
bⅡ　細胞內H＋少；
cⅢ　無光照時，H＋不發生轉移，沒有ATP水解，排除光照產生ATP的影響；
dⅣ　藍光照射時，H＋逆濃度梯度運出細胞，有ATP水解供能；
eⅤ　抑制ATP水解，再用藍光照射，H＋不發生轉移
H＋移動所需能量不是由藍光直接提供的，而是由ATP水解直接提供。
2．結合選項解題：由Ⅰ、Ⅳ知，A、B正確；
由Ⅴ知，C錯誤；
由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知，D正確。
答案　C
[練1]　(相似情境)溶酶體酶具有細胞內消化功能，其膜上存在H＋－ATPase，下列敘述錯誤的是(　　)
A．溶酶體能合成多種水解酶用于分解衰老的細胞器
B．溶酶體內的水解酶泄露到細胞質基質中活性會降低
C．細胞質基質中的H＋進入溶酶體需要消耗能量
D．細胞可再利用溶酶體分解后的產物
答案　A
解析　溶酶體內的水解酶是蛋白質類的酶，是在核糖體上合成的，A錯誤；溶酶體內的pH與細胞質基質的pH不同，故溶酶體內的水解酶泄露到細胞質基質中活性會降低，B正確；從圖中可以看出，細胞質基質中的H＋進入到溶酶體中需ATP水解提供能量，C正確；溶酶體分解后的產物，如果是對細胞有用的物質，細胞可以再利用，廢物則被排出細胞，D正確。
[練2]　(相似情境)如圖為植物體中生長素極性運輸化學滲透模型示意圖，其中a、b、c為細胞膜上三種蛋白質。IAA－和IAAH是生長素在細胞中的兩種存在狀態。下列敘述不正確的是(　　)
A．IAA－借助蛋白質a輸出細胞時的運輸方式為協助擴散
B．生長素進入細胞時的運輸方式有被動運輸和主動運輸
C.生長素有IAA－和IAAH兩種存在狀態的原因與c有關
D．a、b、c在細胞膜上的分布決定了生長素的運輸具有方向性
答案　D
解析　據圖分析，細胞質的pH＝5，細胞壁中的pH＝7，細胞質中的IAA－通過蛋白質a運輸進入細胞壁，然后與H＋結合形成IAAH，IAAH通過細胞膜進入另一個細胞的細胞質不需要載體蛋白的協助，方式為自由擴散，蛋白質c可以將H＋運出細胞，且能夠催化ATP水解，說明運輸方式為主動運輸，也說明細胞外的H＋濃度高于細胞內，則蛋白質b將H＋運進細胞內的方式為協助擴散，其產生的動力為IAA運進細胞內提供能量，因此IAA通過蛋白質b進入細胞的方式為主動運輸，A、B正確；生長素有IAA－和IAAH兩種存在狀態與細胞內外的pH有關，而蛋白質c可以將H＋逆濃度梯度運出細胞，因此生長素有IAA－和IAAH兩種存在狀態的原因與c有關，C正確；蛋白質c與生長素的運輸沒有直接關系，a、b(生長素的輸出載體)決定生長素運輸具有方向性，D錯誤。
[練3]　(陌生情境)細菌紫膜質是一種膜蛋白，ATP合成酶能將H＋勢能轉化為ATP中的化學能。科學家分別將細菌紫膜質和ATP合成酶重組到脂質體(一種由磷脂雙分子層組成的人工膜)上，在光照條件下，觀察到如下圖所示的結果。下列敘述錯誤的是(　　)
A．甲圖中H＋跨膜運輸的方式是主動運輸
B．ATP合成酶不能將光能直接轉化為ATP中的化學能
C．ATP合成酶既具有催化作用也具有運輸作用
D．破壞跨膜H＋濃度梯度對ATP的合成無影響
答案　D
解析　圖丙中合成ATP所需的H＋是順濃度梯度運出細胞的，需要借助ATP合成酶，不需要能量，屬于協助擴散，依賴于濃度梯度，因此破壞跨膜H＋濃度梯度會影響ATP的合成，D錯誤；分析圖甲可知，H＋跨膜運輸需要細菌紫膜質(一種膜蛋白)的協助，且從低濃度向高濃度運輸，所以跨膜運輸的方式為主動運輸，A正確；由圖乙知，僅有光能而膜內無H＋時，無ATP的產生，而圖丙中有ATP的產生，所以ATP合成酶不能將光能直接轉化為ATP中的化學能，而是將H＋勢能轉化為ATP中的化學能，B正確；由圖丙可知，ATP合成酶可以催化ATP的生成，且H＋能通過ATP合成酶運出細胞，C正確。
　(2020·北京等級考)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
此題為曲線分析類試題，這類試題的解題方法為：
一看橫縱坐標。橫坐標是自變量，縱坐標是因變量。曲線表示縱坐標隨橫坐標的變化而變化；二看曲線變化。分析同一條曲線升、降或平的變化及原因；三看特殊點。特殊點：即曲線的起點、終點、頂點、轉折點、交叉點等五點，理解特殊點的意義；四看坐標系中有幾條曲線。當有多條曲線時，應從兩個方面分析：當橫坐標相同時，對應的縱坐標之間的關系；當縱坐標相同時，對應的橫坐標之間的關系。
1．分析橫縱坐標含義
(1)橫坐標：反應時間。
(2)縱坐標：生成O2總量的相對值，即生成產物的量的相對值。
2．分析坐標系中的兩條曲線
(1)曲線含義：隨反應時間(橫坐標)延長，產物量(縱坐標)的變化。
(2)由于此題直接問的是兩條曲線不同條件是什么，由第2組比第1組產物量增加，說明第2組反應物量增加。
答案　B
[練4]　(2020·湖北八校一模)為探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響，某研究小組制定了以下實驗方案。
實驗方案：
①取3支試管，分別加入2
mL質量分數為3%的可溶性淀粉溶液，然后加入1
mL的緩沖液，再將它們分別置于溫度為0
℃、37
℃、100
℃的大燒杯中水浴保溫。
②向3支試管中加入已分別保溫的1
mL質量分數為2%的唾液淀粉酶溶液，搖勻。
③將3支試管繼續水浴保溫。
④5
min后分別滴加2滴試劑A，觀察試管中顏色變化。
請回答下列問題：
(1)④中的試劑A應是________。
(2)該實驗的無關變量是________________________(答出兩點)。
(3)研究小組將以上實驗記為實驗一。同時還做了如下實驗：將加入試管中的唾液淀粉酶溶液的量減半，重復上述實驗，記為實驗二。在相同時間內，分別測得兩次實驗中淀粉相對含量變化并繪制成如圖所示的曲線。曲線________是實驗二的結果，原因是________________________________________。
(4)100
℃時唾液淀粉酶失活的原因是______________________。
答案　(1)碘液
(2)pH、淀粉酶的濃度、淀粉溶液的濃度等
(3)甲　甲與乙所用時間相同，但甲分解的淀粉量較少，說明甲中所含酶的量較少(合理即可)
(4)高溫破壞酶分子的結構
解析　(1)唾液淀粉酶能催化淀粉水解，檢測水解反應是否發生可以檢測反應物或產物，但是斐林試劑在使用時需要水浴加熱，會改變設定的溫度從而影響酶的活性，因此該實驗只能用碘液檢測淀粉是否分解。
(2)探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響，實驗的自變量是溫度，因變量是酶的活性，無關變量是pH、淀粉酶的濃度、淀粉溶液的濃度等。
(3)若將實驗中所加的唾液淀粉酶溶液的量減半，則相同時間內淀粉的分解量會減少，淀粉剩余量多，因此曲線甲是實驗二的結果。
(4)唾液淀粉酶化學本質是蛋白質，高溫條件下蛋白質的空間結構被破壞，會變性失活，故100
℃時唾液淀粉酶會失活。
　(2020·山東等級考)癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP，這種現象稱為“瓦堡效應”。下列說法錯誤的是(　　)
A．“瓦堡效應”導致癌細胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量ATP
C．癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質基質中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少
此題為高考常考信息題，且信息量較小，解這類題的方法為：提取有效信息，將題干信息與所學生物學知識聯系起來，再根據選項作答。不要過多糾結題干信息。
1．已知信息：癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸供能。
2．分析信息：癌細胞呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸，以無氧呼吸為主。
3．聯系課本知識
有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解
4．根據題干及課本知識解題
A項：由于葡萄糖無氧呼吸時只能釋放少量的能量，故“瓦堡效應”導致癌細胞需要吸收大量的葡萄糖來為生命活動供能。
B項：癌細胞中進行無氧呼吸時，只在第一階段產生少量ATP，第二階段由丙酮酸轉化為乳酸的過程不會生成ATP。
C項：由題干信息可知，癌細胞主要進行無氧呼吸，故丙酮酸主要在細胞質基質中被利用。
D項：無氧呼吸只有第一階段產生少量的NADH，而有氧呼吸的第一階段和第二階段都能產生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少。
答案　B
[練5]　(相似情境)下圖為人體細胞呼吸代謝途徑示意圖。請回答：
(1)葡萄糖通過細胞膜上的[A]________協助進入細胞，在____________中生成丙酮酸、[H]并釋放少量能量。
(2)在氧氣充足條件下，丙酮酸進入________被徹底氧化分解，釋放大量能量；在缺氧條件下，丙酮酸被還原成[B]________。
(3)正常細胞中的P53蛋白可以促進丙酮酸進入線粒體，從而維持細胞正常的代謝途徑。癌細胞中的P53蛋白功能異常，使細胞呼吸代謝過程發生變化，產生大量B。據此推測癌細胞中________(填寫序號，多選)。
a．無氧呼吸速率增強
b．積累了大量的丙酮酸
c．對葡萄糖的攝取量增大
d．有氧呼吸速率增強
(4)根據癌細胞代謝過程變化，提出可能的治療癌癥的思路____________________________________。
答案　(1)載體蛋白　細胞質基質　(2)線粒體　乳酸
(3)ac　(4)修復癌細胞內部P53蛋白質的功能等
解析　(1)葡萄糖進入組織細胞時需要通過細胞膜上的載體蛋白協助，進入細胞后首先在細胞質基質中分解成丙酮酸、[H]并釋放出少量能量。
(3)癌細胞中的P53蛋白功能異常，使丙酮酸不能進入線粒體被徹底氧化分解，而是大量轉化為乳酸，無氧呼吸速率增強，無氧呼吸產生的能量少，所以會使細胞對葡萄糖的攝入量增大。故a、c符合題意，b、d不符合題意。
　(2020·全國卷Ⅱ)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：
(1)該實驗所用溶液B應滿足的條件是______________________________(答出2點即可)。
(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_________________________________________。
第(3)題為分析原因類試題，為高考常考類型，這類題的解題方法是：首先理清已知條件與結果之間的邏輯關系，同時將所學的生物學的基本概念和原理與之聯系，找到解決這類問題的知識載體。
1．確定已知條件與結果
(1)已知條件：葉綠體雙層膜破裂，照光。
(2)結果：是否有氧氣釋放。
2．推理中間環節
由結果往前推：氧氣釋放類囊體膜。
3．語言描述：按已知條件→中間環節→結果順序描述。
葉綠體雙層膜破裂不影響類囊體膜功能，類囊體膜是光合作用氧氣產生的場所。
答案　(1)pH應與細胞質基質的相同，滲透壓應與細胞內的相同
(2)細胞質基質組分和線粒體
(3)有　類囊體膜是H2O分解釋放O2的場所，葉綠體膜破裂不影響類囊體膜的功能
解析　(1)將正常葉片置于適量的溶液B中破碎細胞分離各種細胞器，為防止細胞器被破壞，應保證溶液B的pH與細胞質基質的相同，滲透壓與細胞內的相同。
(2)葡萄糖經有氧呼吸能被徹底氧化分解，在真核細胞中有氧呼吸的場所為細胞質基質和線粒體。
(3)由于類囊體膜是H2O分解釋放O2的場所，葉綠體膜破裂不影響類囊體膜功能，故有氧氣釋放。
[練6]　(原因類練習)(2020·山東等級考)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，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。
(1)該系統中執行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是________________，模塊3中的甲可與CO2結合，甲為________________。
(2)若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉時間較長，模塊2中的能量轉換效率也會發生改變，原因是__________________________________________。
(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是___________________。
(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________________。人工光合作用系統由于對環境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區有廣闊的應用前景。
答案　(1)模塊1和模塊2　五碳化合物(或C5)
(2)減少　模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足
(3)高于　人工光合作用系統沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)
(4)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少
解析　(1)葉綠體中光反應階段是將光能轉化成電能，再轉化成ATP中活躍的化學能，題圖中模塊1將光能轉化為電能，模塊2將電能轉化為活躍的化學能，兩個模塊加起來相當于葉綠體中光反應的功能。在模塊3中，CO2和甲反應生成乙的過程相當于暗反應中CO2的固定，因此甲為五碳化合物(或C5)。
(2)據題干可知乙為C3，氣泵突然停轉，大氣中CO2無法進入模塊3，相當于暗反應中CO2濃度降低，短時間內CO2濃度降低，C3的合成減少，而C3仍在正常還原，因此C3的含量會減少。若氣泵停轉時間較長，模塊3中CO2的量嚴重不足，導致暗反應的產物ADP、Pi和NADP＋不足，無法正常供給光反應的需要，因此模塊2中的能量轉換效率也會發生改變。
(3)在植物中糖類的積累量＝產生量－消耗量，光合作用產生糖類，呼吸作用消耗糖類，而在人工光合作用系統中沒有呼吸作用進行消耗，因此在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統糖類的積累量要高于植物。
(4)在干旱條件下，植物為了保住水分會將葉片氣孔開放程度降低，導致CO2的吸收量減少，因此光合作用速率降低。
[練7]　(原因類練習)(2020·北京西城二模)藍藻是一類分布廣泛的原核生物。藍藻細胞能夠吸收水體中的CO2和HCO，使細胞中無機碳含量高出胞外500～1000倍以上，其過程如下圖所示。回答下列問題：
(1)向藍藻培養液中加入一定量的放射性H14CO，胞內14C濃度增加的速率大于培養液中H14CO生成14CO2的速率，據圖可知，原因是藍藻細胞通過__________________方式吸收無機碳。隨著光合作用的進行，請以14CO2為起點，用圖示說明14C轉移途徑，終產物用(CH2O)表示____________________________。
(2)將藍藻從黑暗中轉移至光照條件下，發現藍藻吸入無機碳的速率增加，請根據上圖對此現象進行解釋____________________________________________。
(3)在富營養化水體中，O2和CO2含量較低時，藍藻仍能高效進行光合作用，在水體中占據優勢。請依據上述研究內容說明藍藻獲得生存優勢的原因是___________________________________________________________________。
第(2)題為分析原因類試題，為高考常考類型，這類試題的解題方法為：首先理清已知條件與結果之間的邏輯關系，同時將所學的生物學的基本概念和原理與之聯系，找到解決這類問題的知識載體。
1．確定已知條件和結果
已知條件：藍藻從黑暗中轉移至光照；藍藻有兩條吸收無機碳的途徑。
結果：藍藻吸入無機碳速率增加吸收CO2和HCO增多。
2．邏輯關系
3．用生物學專有名詞描述邏輯關系，不要出現自造詞
答案　(1)自由擴散和主動運輸　
(2)光照下藍藻進行光合作用消耗CO2，導致胞內CO2濃度降低，需要(通過自由擴散)從外界吸收更多的CO2；同時因ATP產生量增加，主動運輸吸收HCO的速率也加快
(3)藍藻具有兩條無機碳的吸收途徑，其中主動運輸吸收HCO途徑保證了在環境中CO2不足時細胞內的CO2供給，光合作用仍然能夠正常進行(藍藻可通過主動運輸方式吸收并積累HCO)
解析　(1)CO2跨膜運輸的方式是自由擴散，由題干信息“藍藻細胞內HCO的濃度比細胞外高500～1000倍”可知，藍藻細胞通過主動運輸的方式吸收HCO，因此綜合分析藍藻細胞通過自由擴散和主動運輸吸收無機碳。光合作用暗反應中先進行CO2的固定生成C3，接著C3還原生成糖類、C5等有機物，所以放射性將先后出現在細胞中的C3、糖類、C5等有機物里。
　(2019·全國卷Ⅰ)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。
(1)經干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力________。
(2)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會________，出現這種變化的主要原因是________________________________。
(3)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。
第(2)題為分析原因類試題，為高考常考類型，這類試題的解題方法為：首先理清已知條件與結果之間的邏輯關系，同時將所學的生物學的基本概念和原理與之相聯系，找到解決這類問題的知識載體，然后運用生物學的專有名詞答題，不要出現自造詞。
1．已知：干旱條件，ABA增高，葉片氣孔開度減小。
2．生物學原理：CO2影響植物的光合速率，葉片氣孔開度大小決定植物體內CO2濃度。
3．建立邏輯：干旱處理后，ABA增高，葉片氣孔開度減小→植物體內CO2濃度降低→植物光合速率下降。
第(3)題為寫實驗思路類題，為高考常考類型。解答此類題目時，應先分析題目中的實驗目的，以確定實驗的變量，設置出對照組和實驗組。
1．實驗目的：驗證干旱條件下氣孔開度減少不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。
2．確定實驗變量，設置對照組和實驗組
(1)首先證明氣孔開度不是由缺水直接引起的
(2)然后確定氣孔開度減少，是否由ABA引起
eq
\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(對照組：ABA缺失突變體、干旱、無ABA處理,實驗組：ABA缺失突變體、干旱、ABA處理))
3．語言描述：包括對照組和實驗組的自變量、無關變量如何處理，因變量是怎樣變化的。
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。
再將上述干旱處理的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，另一組不進行ABA處理，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。
答案　(1)增強
(2)降低　氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少
(3)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。
再將上述干旱處理的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。
[練8]　(2020·天津等級考)鬼箭錦雞兒(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸系統的常見植物。科研人員分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響。研究結果見下圖。
注：相對生物量＝單株干重/對照組(C1T1)單株干重。
據圖回答：
(1)CO2濃度和溫度都會影響光合作用。植物通過光合作用將大氣中的CO2轉變為有機物，同時將光能轉變為有機物中的化學能，體現了植物在生態系統________和________中的重要作用。
(2)本研究中，僅CO2濃度升高對兩種植物的影響分別為________________，僅溫度升高對兩種植物的影響分別為________________________________。
(3)兩個實驗的C2T2組研究結果表明溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響不同。科研人員據此推測，在群落水平，溫室效應加劇可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變。為驗證該推測是否成立，應做進一步實驗。請給出簡單的實驗設計思路：________________________________________。若推測成立，說明溫室效應加劇可能影響群落________的速度與方向。
第(3)題為設計實驗思路類試題，這類題的解題方法為先分析題目中的實驗目的，以確定實驗的變量，設置出對照組和實驗組。
1．實驗目的：驗證溫室效應加劇可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變。
2．確定實驗變量，設置對照組和實驗組
此實驗為前后對照實驗。
3．語言描述：包括對照組和實驗組的自變量、無關變量如何處理，因變量是怎樣變化的。
溫室效應加劇前將紫羊茅和鬼箭錦雞兒兩種植物種在一起，測定兩種植物生物量，溫室效應加劇后，再測定兩種植物生物量，然后比較溫室效應加劇前后兩種植物生物量的變化。
答案　(1)物質循環　能量流動
(2)促進兩種植物生長　抑制鬼箭錦雞兒生長，促進紫羊茅生長
(3)將紫羊茅與鬼箭錦雞兒種在一起，比較溫室效應加劇前后相對生物量的變化　演替
解析　(1)生態系統的三大功能分別是能量流動、物質循環、信息傳遞，植物通過光合作用將大氣中CO2轉變為有機物，同時將光能轉變為有機物中的化學能，體現了植物在生態系統的物質循環和能量流動中起重要作用。
(2)據圖可知，相同條件下，提高CO2濃度，鬼箭錦雞兒和紫羊茅的相對生物量都可以提高，故僅CO2濃度的升高，可以促進兩種植物的生長。若僅提高溫度，在鬼箭錦雞兒實驗中，相同條件下常溫組的相對生物量都高于高溫組，而紫羊茅實驗中，相同條件下高溫組的相對生物量都高于常溫組，因此，僅提高溫度，會抑制鬼箭錦雞兒的生長，而促進紫羊茅的生長。
　閱讀以下材料，回答(1)～(4)題。
創建D1合成新途徑，提高植物光合效率
植物細胞中葉綠體是進行光合作用的場所，高溫或強光常抑制光合作用過程，導致作物嚴重減產。光合復合體PSⅡ是光反應中吸收、傳遞并轉化光能的一個重要場所，D1是PSⅡ的核心蛋白。高溫或強光會造成葉綠體內活性氧(ROS)的大量累積。相對于組成PSⅡ的其他蛋白，D1對ROS尤為敏感，極易受到破壞。損傷的D1可不斷被新合成的D1取代，使PSⅡ得以修復。因此，D1在葉綠體中的合成效率直接影響PSⅡ的修復，進而影響光合效率。
葉綠體為半自主性的細胞器，具有自身的基因組和遺傳信息表達系統。葉綠體中的蛋白一部分由葉綠體基因編碼，一部分由核基因編碼。核基因編碼的葉綠體蛋白在N端的轉運肽引導下進入葉綠體。編碼D1的基因psbA位于葉綠體基因組，葉綠體中積累的ROS也會顯著抑制psbA
mRNA的翻譯過程，導致PSⅡ修復效率降低。如何提高高溫或強光下PSⅡ的修復效率，進而提高作物的光合效率和產量，是長期困擾這一領域科學家的問題。
近期我國科學家克隆了擬南芥葉綠體中的基因psbA，并將psbA與編碼轉運肽的DNA片段連接，構建融合基因，再與高溫響應的啟動子連接，導入擬南芥和水稻細胞的核基因組中。檢測表明，與野生型相比，轉基因植物中D1的mRNA和蛋白在常溫下有所增加，高溫下大幅增加；在高溫下，PSⅡ的光能利用能力也顯著提高。在南方育種基地進行的田間實驗結果表明，與野生型相比，轉基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量(干重)均有大幅提高，增產幅度在8.1%～21.0%之間。
該研究通過基因工程手段，在擬南芥和水稻中補充了一條由高溫響應啟動子驅動的D1合成途徑，從而建立了植物細胞D1合成的“雙途徑”機制，具有重要的理論意義與應用價值。隨著溫室效應的加劇，全球氣候變暖造成的高溫脅迫日益成為許多地區糧食生產的嚴重威脅，該研究為這一問題提供了解決方案。
(1)光合作用的________反應在葉綠體類囊體膜上進行，類囊體膜上的蛋白與________形成的復合體吸收、傳遞并轉化光能。
(2)運用文中信息解釋高溫導致D1不足的原因。
(3)若從物質和能量的角度分析，選用高溫響應的啟動子驅動psbA基因表達的優點是：_____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)對文中轉基因植物細胞D1合成“雙途徑”的理解，正確的敘述包括________。
A．細胞原有的和補充的psbA基因位于細胞不同的部位
B．細胞原有的和補充的D1的mRNA轉錄場所不同
C．細胞原有的和補充的D1在不同部位的核糖體上翻譯
D．細胞原有的和補充的D1發揮作用的場所不同
E．細胞原有的和補充的D1發揮的作用不同
答案　(1)光　光合色素　(2)高溫導致葉綠體內大量積累ROS，D1對ROS尤為敏感，極易受到破壞；ROS會顯著抑制葉綠體基因組中編碼D1的基因psbA
mRNA的翻譯過程，從而導致D1合成不足。
(3)高溫條件下，高溫響應的啟動子驅動的補充的psbA基因高表達，有助于提高植物在高溫下PSⅡ的修復效率，從而提高植物對光能的利用率，提高光合效率，合成較多的有機物，以保證植物在高溫條件下的產量；常溫條件下，補充的psbA基因表達量較低，可避免物質與能量的浪費　(4)ABC
解析　(1)在葉綠體的類囊體膜上進行的是光合作用的光反應階段，光合色素可以吸收、傳遞并轉化光能。
(2)根據問題“高溫導致D1不足”中的關鍵詞“高溫”“D1”，將答案區鎖定在本文第一段和第二段，找到相關描述總結回答即可，關鍵點有2個：一是D1被破壞，二是D1合成被抑制。
(3)本題關鍵是要分別分析高溫條件下和常溫條件下補充的psbA基因的表達情況。高溫響應的啟動子驅動psbA基因表達，保證psbA基因在高溫條件下高表達，常溫條件下低表達。高溫條件下，補充的psbA基因高表達，可提高植物在高溫下PSⅡ的修復效率，提高對光能的利用能力，保證高溫下合成較多有機物，提高植物的產量；常溫時低表達，可以避免物質和能量的浪費。
(4)本題的題眼為“D1合成”，D1合成包括轉錄、翻譯兩個過程，原有的psbA基因位于葉綠體中，轉錄和翻譯均在葉綠體中進行，補充的psbA基因位于核基因組中，即存在于細胞核中，其轉錄發生在細胞核中，翻譯發生在細胞質中的核糖體上，兩者的合成途徑不同，即“雙途徑”，A、B、C正確；細胞原有的和補充的D1發揮作用的場所及發揮的作用相同，D、E錯誤。
專題作業1——
一、選擇題(每道題只有一個選項符合題目要求)
1．下列關于物質出入細胞方式的敘述，正確的是(　　)
A．植物細胞發生質壁分離復原是主動轉運吸水的結果
B．甘油通過細胞膜運輸時膜上的載體蛋白空間結構發生改變
C．細胞所需的離子都是通過主動轉運進入細胞
D．草履蟲從周邊環境中攝取食物不需要借助載體蛋白的轉運
答案　D
解析　植物細胞發生質壁分離復原是滲透吸水的結果，A錯誤；甘油通過自由擴散進入細胞膜，故不需要載體蛋白的協助，B錯誤；形成電位時鉀離子的外流和鈉離子的內流，通過協助擴散的方式，C錯誤；草履蟲從周邊環境中攝取食物，是通過胞吞作用，故不需要借助載體蛋白的轉運，D正確。
2．下列關于酶的敘述，正確的是(　　)
A．DNA在DNA酶的作用下可水解產生脫氧核苷酸
B．細胞在衰老過程中，所有酶的活性都降低
C．基因的表達需要酶，酶都是經過基因轉錄和翻譯產生的
D．一個細胞的生命各階段酶的種類和數量不會發生改變
答案　A
解析　DNA酶是水解DNA的酶，DNA在DNA酶的作用下可水解產生脫氧核苷酸，A正確；細胞在衰老過程中，絕大多數酶的活性都降低，與細胞衰老有關的酶的活性增強，B錯誤；基因的表達需要酶，少數酶為RNA，只需要基因轉錄，不需要翻譯，C錯誤；一個細胞的分化、成熟、衰老和凋亡的各個生命階段，細胞中酶的種類和數量都會發生改變，D錯誤。
3．下列關于酶和ATP的敘述，不正確的是(　　)
A．酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化
B．酶的高效性體現在同無機催化劑比降低活化能的作用更顯著
C．ATP脫去兩個磷酸基團后成為組成DNA的基本單位之一
D．人的成熟紅細胞不能合成酶，但可以合成ATP
答案　C
解析　酶合成需要ATP水解提供能量，ATP合成需要ATP合成酶的催化，A正確；與無機催化劑相比，酶降低化學反應活化能的效果更顯著，酶具有高效性，B正確；ATP脫去2個磷酸基團后，形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一，C錯誤；人體成熟的紅細胞沒有細胞核和核糖體，不能合成酶，但是可以進行無氧呼吸合成ATP，相關的酶在紅細胞成熟前已經合成，D正確。
4．如圖表示動物細胞呼吸的過程，其中1～3代表有關生理過程發生的場所，甲、乙代表有關物質。下列相關敘述正確的是(　　)
A．1和2都具有雙層生物膜
B．1和2所含酶的種類相同
C．2和3都能產生大量ATP
D．甲、乙分別代表丙酮酸、[H]
答案　D
解析　據圖分析1、2、3分別代表細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜，A錯誤；甲、乙分別代表丙酮酸和還原氫，D正確；1、2中發生的化學反應不同，故所含酶的種類不同，B錯誤；2中產生少量ATP，3中可產生大量ATP，C錯誤。
5．正常生長的綠藻，照光培養一段時間后，用黑布迅速將培養瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發生的現象是(　　)
A．O2的產生停止
B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降
D．NADPH/NADP＋比值下降
答案　B
解析　用黑布迅速將培養瓶罩上，光反應停止，氧氣的產生停止，A正確；ATP和還原氫的產生停止，所以ATP/ADP比值和NADPH/NADP＋比值均下降，C、D正確；黑暗條件下，光合作用停止，CO2的固定停止，B錯誤。
6．將下圖所示細胞置于密閉容器中培養。在不同光照強度下細胞內外的CO2和O2濃度在短時間內發生了相應變化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．黑暗條件下，①增大、④減小
B．光照強度低于光補償點時，①、③增大
C．光照強度等于光補償點時，②、③保持不變
D．光強等于光飽和點時，②減小、④增大
答案　B
解析　黑暗條件下，葉肉細胞只有呼吸作用，二氧化碳從細胞內向細胞外擴散，①增大，細胞表現為從環境吸收氧氣，④減小，A正確；光強低于光補償點時呼吸作用強度大于光合作用強度，二氧化碳從細胞內向細胞外擴散，①增大，胞內O2被消耗，③減小，B錯誤；光強等于光補償點時，光合作用強度等于呼吸作用強度，此時細胞既不吸收氧氣也不釋放二氧化碳，②、③保持不變，C正確；光強等于光飽和點時，光合作用強度大于呼吸作用強度，氧氣從細胞擴散到細胞外，④增大，胞內CO2被消耗，②減小，D正確。
7．研究人員對枇杷植株在不同天氣條件下凈光合速率和氣孔導度進行了測定，結果如下。下列有關敘述不正確的是(　　)
A．陰天時凈光合速率下降的時間與氣孔導度的下降時間不一致
B．晴天時出現“午休”現象與氣孔關閉引起的CO2濃度下降有關
C．兩種條件下枇杷凈光合速率峰值出現的早晚均與光照強度無關
D．實驗結果顯示枇杷植株適合種植在光線弱的蔭蔽環境中
答案　C
解析　陰天時凈光合速率下降的時間比氣孔導度的下降時間晚，A正確；晴天時出現“午休”現象與氣孔關閉引起的CO2濃度下降有關，B正確；兩種條件下枇杷凈光合速率峰值出現的早晚均與光照強度有關，陰天中午時光照最強，凈光合速率最高，而晴天中午因溫度過高氣孔關閉，凈光合速率下降，低于中午前后的時段，C錯誤；實驗結果顯示枇杷植株在陰天的凈光合速率比晴天高，故枇杷植株適合種植在光線弱的蔭蔽環境中，D正確。
8.下圖為測定光合作用的實驗裝置圖，錐形瓶內裝有水草和適宜濃度的Na2CO3/NaHCO3溶液。一段時間適宜強度的光照后，U形管左側管內液面的高度變化和錐形瓶中液體的pH變化分別是(　　)
A．升高、升高
B．升高、降低
C．降低、升高
D．降低、降低
答案　C
解析　在一定溫度、適宜濃度的Na2CO3/NaHCO3和適宜光照條件下，錐形瓶中的水草光合作用強度大于呼吸作用強度，水草釋放氧氣，消耗二氧化碳，產生的O2幾乎不溶于水，故隨著反應的進行，O2越來越多，其壓強增大造成U形管左側液面下降、右側液面上升，瓶內的NaHCO3溶液可分解為光合作用提供CO2，導致錐形瓶內液體的pH升高。
9．下列關于“綠葉中色素的提取和分離”實驗的說法，錯誤的是(　　)
A．加入碳酸鈣有助于保護葉綠素
B．常用無水乙醇做溶劑來提取色素
C．距離濾液細線最近的色素帶是葉綠素b
D．提取色素的原理是色素在層析液中的溶解度不同
答案　D
解析　葉綠素分子不穩定，研磨過程中加入碳酸鈣有助于保護葉綠素，A正確；色素能溶解在有機溶劑中，常用無水乙醇做溶劑來提取色素，B正確；距離濾液細線由遠到近的色素帶分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，C正確；分離色素的原理是色素在層析液中的溶解度不同，D錯誤。
二、非選擇題
10．科學家在研究鈉離子通過細胞膜的運輸方式時做了如下實驗：向槍烏賊的神經細胞內注入微量的同位素24Na＋，在不同的條件下，分別檢測神經細胞周圍溶液中的24Na＋。實驗方法和現象如表所示：
(1)由實驗1現象可知，神經細胞周圍溶液中24Na＋來源于______________。
(2)由實驗2、3及其現象可知，24Na＋穿過神經細胞膜需要____________，據此可判斷24Na＋通過神經細胞膜運出細胞的方式是__________。
(3)由實驗2和3可知甲藥物的作用是____________________________。
(4)實驗4和5，除神經細胞周圍溶液中沒有出現24Na＋，其他生理活動未受到影響，可知乙藥物的作用最可能是____________________________________。
答案　(1)神經細胞內
(2)消耗能量　主動運輸
(3)抑制神經細胞ATP的合成
(4)抑制神經細胞的Na＋載體轉運功能
解析　(2)由實驗2、3及其現象可知，實驗2、3的自變量是是否加入了ATP，由此說明24Na＋穿過神經細胞膜需要消耗能量，運輸方式是主動運輸。
(4)實驗4和5中加入乙藥物后，除神經細胞周圍溶液中沒有出現24Na＋，細胞其他生命活動沒有受到影響，說明乙藥物不影響ATP合成，乙藥物最可能是抑制了Na＋載體的作用。
11．蜂蜜中富含維生素、氨基酸與蛋白質、果糖與葡萄糖等營養物質。蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品質的重要指標。蜂蜜加工過程中，酶活性常常發生變化。科學家以新鮮椴樹蜂蜜為實驗材料，經過不同加工條件處理后，在相同條件下檢測蜂蜜中的淀粉酶活性(淀粉酶活性以淀粉酶值表示，即1
g蜂蜜中的淀粉酶在一定條件下可催化1%淀粉溶液的毫升數)，結果如下表所示。請回答：
(1)本實驗的目的是什么？可否使用雙縮脲試劑檢測蜂蜜中淀粉酶存在？為什么？
(2)由該實驗結果可得出什么結論？
(3)在測定淀粉酶值時，是將一定體積的、加工后的蜂蜜與淀粉溶液及其他試劑混合，在適宜條件下反應一段時間后，根據淀粉的水解情況判定淀粉酶值。有人質疑“實驗中淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不穩定而自發水解，不一定與蜂蜜中的淀粉酶有關。”針對此質疑，在測定淀粉酶值時，如何設計對照組實驗？
(4)國家標準規定合格的蜂蜜產品淀粉酶值應在8以上。根據上述實驗結果，請提出加工蜂蜜的一條合理的具體建議。
答案　(1)本實驗探究的是加工溫度和加工時間對蜂蜜中淀粉酶活性的影響。不能用雙縮脲試劑檢測蜂蜜中淀粉酶存在，因為蜂蜜中還會有其他蛋白質存在。
(2)淀粉酶活性在加工溫度較高和加工時間較長條件下會下降。
(3)用等量的經高溫處理的蜂蜜與淀粉溶液及其他試劑混合作對照，再用相同的方法測定淀粉酶值。
(4)30
℃、40
℃條件下加工不超過3小時；50
℃、60
℃條件下加工不超過2小時；70
℃條件下加工不超過1小時。
12．為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光合速率、葉綠體中蛋白質含量和葉綠素含量，結果如下圖所示。請回答下列問題：
(1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在______________________相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積________的釋放量。
(2)光合作用過程中，CO2與C5結合生成________，消耗的C5由________經過一系列反應再生。
(3)由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其主要原因有：一方面是_______________________________；另一方面是__________________________。
(4)栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產量并不高，最可能的生理原因是________________________________。
答案　(1)光照強度、二氧化碳濃度　氧氣
(2)三碳化合物　三碳化合物
(3)(葉綠體中)葉綠素含量較高，可以產生更多的[H]和ATP　(葉綠體中)蛋白質含量較高，含有更多的參與光合作用的酶(和相關蛋白)
(4)P2光合作用能力強，但是向籽實運輸的光合作用產物少
解析　(1)葉齡屬于影響光合速率的內在因素，溫度、CO2濃度和光照強度等屬于影響光合速率的環境因素。由圖1可知自變量是溫度、幼苗品種，葉齡、CO2濃度和光照強度屬于無關變量，應保持相同且適宜。可用單位時間、單位葉面積的O2釋放量來代表凈光合速率。
(2)在光合作用的暗反應階段，二氧化碳與五碳化合物結合生成三碳化合物，然后三碳化合物在光反應提供的[H]和ATP的作用下，生成五碳化合物、有機物。
(3)圖中P1的葉片葉綠素含量較高，可以產生更多的[H]和ATP用于暗反應，同時其蛋白質含量較高，含有更多的參與光合作用的酶，所以其光合作用能力最強。
專題作業2——
一、選擇題(每道題只有一個選項符合題目要求)
1．甲學生實驗一：取甲乙兩份來自同一紫色洋蔥鱗片葉外表皮的材料，它們的細胞大小、成熟度、生理狀態等相同，將它們分別浸沒在甲、乙兩種溶液中，測得液泡直徑隨時間的變化情況，如實驗一圖所示。乙學生實驗二：采用實驗二圖1所示裝置(初始液面如圖1，燒杯內的液體是水)，用甲、乙、丙、丁四種膜作材料，進行滲透實驗，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時間變化的曲線(如實驗二圖2)，據圖分析，下列有關敘述正確的是(　　)
A．實驗一乙溶液的濃度比甲溶液的大
B．實驗一2分鐘時，甲、乙溶液中細胞的細胞液濃度均高于初始值
C．實驗二用乙材料時，最終漏斗中液體濃度與燒杯中液體濃度一定相同
D．實驗二用丙材料時，蔗糖分子在曲線丙上升到出現拐點時才開始進行跨膜運輸
答案　B
解析　分析題圖可知，在2分鐘之前，處于甲溶液中的洋蔥表皮細胞液泡的直徑減小的速度更快，因此甲溶液濃度大，A錯誤；2分鐘時，處于甲、乙溶液中的洋蔥表皮細胞的液泡直徑減小，細胞液濃度與初始值相比增大，B正確；實驗二用乙材料時，漏斗中的液體沒有變化，說明膜材料是不透性的，漏斗內濃度高于燒杯，C錯誤；實驗二用丙材料時，漏斗內液面先上升后下降，即先吸水后失水，說明蔗糖分子在曲線丙上升到出現拐點之前就開始進行跨膜運輸，D錯誤。
2．高溫淀粉酶在大規模工業生產中有很大的實用性。研究者從熱泉中的嗜熱菌中提取了高溫淀粉酶，有關高溫淀粉酶的實驗研究如圖所示。(相對酶活性是酶在各種溫度下酶活性相對最高酶活性的百分比。殘余酶活性是指將酶在不同溫度下保溫足夠長時間，然后在最適溫度下測得的酶活性。)據圖判斷，下列敘述正確的是(　　)
A.該酶只能在最佳溫度范圍內測出活性
B．實驗結果表明使用該酶的最佳溫度是80
℃
C．曲線②各數據點的數據是在80
℃時測得的
D．低于最適溫度下保溫不影響殘余酶的活性
答案　C
解析　酶活性受溫度影響，在酶未失活的不同的溫度下，都可以測定酶的活性，A錯誤；由曲線①可知，該酶的最適溫度是80
℃，但在曲線②中，溫度超出70
℃保存足夠長的時間后，在最適宜溫度下的酶活性會急劇下降，所以80
℃不是該酶的最佳使用溫度，B錯誤；曲線②殘余酶活性是指將酶在不同溫度下保溫足夠長時間，然后在最適溫度下測得酶活性曲線，而由曲線①可知，該酶的最適溫度是80
℃，C正確；由圖②殘余酶活性隨溫度的變化曲線可知，將酶在不同溫度下保溫足夠長時間，然后在最適溫度下測得酶活性不同，D錯誤。
3．柱花草的最適生長溫度為25～28
℃，與高溫相比，其對低溫脅迫較為敏感，易發生冷害。如表所示為科研人員在不同溫度下測得的柱花草葉片光合作用速率等相關指標。下列分析錯誤的是(　　)
A．本實驗中的對照組是乙組，甲組、丙組為實驗組
B．6
℃條件對柱花草生長的影響比36
℃條件下的要大
C．在6
℃條件下，增加CO2濃度可明顯提高柱花草的總光合速率
D．與光合作用相比，溫度對柱花草的呼吸作用無顯著影響
答案　C
解析　分析題意可知，柱花草的最適生長溫度為25～28
℃，故三組實驗中，乙組為對照組，甲組、丙組為實驗組，A正確；與25
℃條件下比較，6
℃條件下凈光合速率和總光合速率的下降均比36
℃條件下顯著，因而6
℃條件對柱花草生長的影響更大，B正確；從表中可以看出，6
℃處理條件下，影響光合速率的主要因素是CO2固定酶活性，即使增加CO2濃度，暗反應速率也不會明顯增加，故增加CO2濃度不能明顯提高總光合速率，C錯誤；根據表中數據及呼吸速率計算公式(即呼吸速率＝總光合速率－凈光合速率)，可以得出三組不同溫度處理下的呼吸速率幾乎相等，則可說明溫度改變對呼吸速率改變影響較小，D正確。
4.將編號為甲、乙、丙的三個相同透光玻璃瓶放入池塘水深0.5
m處，裝入等量含有浮游植物的池塘水。甲瓶立即測定并記錄水中氧含量，乙、丙瓶均密封，丙瓶裝入不透光袋中，與乙瓶一同放回水深0.5
m處，24
h后測定并記錄水中氧含量，得到表中結果。下列相關分析，正確的是(　　)
玻璃瓶
氧含量
甲
4
mg
乙
5.2
mg
丙
3.3
mg
A．24
h后乙瓶中的二氧化碳含量高于開始時
B．丙瓶浮游植物的線粒體中沒有ATP產生
C．乙瓶浮游植物24
h光合作用產生的氧量為1.9
mg
D．乙瓶與甲瓶的氧含量差值為浮游植物呼吸消耗量
答案　C
解析　據表分析可知，乙瓶的含氧量升高，光合作用強度大于呼吸作用強度，24
h后乙瓶中的二氧化碳含量低于開始時，A錯誤；丙瓶只能進行呼吸作用，浮游植物的線粒體中有ATP產生，B錯誤；乙瓶浮游植物24
h凈光合強度為5.2－4＝1.2(mg)，呼吸強度為4－3.3＝0.7(mg)，故光合作用產生的氧量為1.2＋0.7＝1.9(mg)，C正確；乙瓶與甲瓶的氧含量差值為浮游植物凈光合量，D錯誤。
5.研究發現，在線粒體內膜兩側存在H＋濃度差。H＋順濃度梯度經ATP合成酶轉移至線粒體基質的同時，驅動ATP的合成(如圖)。根據圖示得出的下列結論中，錯誤的是(　　)
A．ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道
B．H＋可直接穿過內膜磷脂雙分子層
C．此過程發生在有氧呼吸第三階段
D．線粒體的內、外膜功能存在差異
答案　B
解析　H＋順濃度梯度經ATP合成酶轉移至線粒體基質，說明ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道，A正確；H＋不能直接穿過內膜磷脂雙分子層，需通過H＋通道才能通過，B錯誤；此過程發生在線粒體內膜，屬于有氧呼吸第三階段，C正確；線粒體的

展開更多......

收起↑