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(共194張PPT)
專題二　
細胞的代謝
真題探究——深析真題明考向
答案
解析
答案
解析
答案
解析
肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
A和C
解析
解析
解析
太陽能
初級消費者、分解者
解析
生產者凈光合作用的放氧量
生產者光合作用的總放氧量
生產者呼吸作用的耗氧量
解析
甲
甲
解析
乙
解析
答案
解析
模塊1和模塊2
減少
模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足
高于
葉片氣孔
開放程度降低，CO2的吸收量減少
解析
解析
答案
解析
答案
解析
光照強度和基質含水量
答案
光反應
ATP和[H]
從而提高細胞的滲透壓，
增強吸水能力
將基質含水量控制在基質最大持水量的70%左右
葉綠體基質
相反
類囊體
酶
提高
解析
解析
葉綠素a、葉綠素b
吸收、利用紅光、藍紫光
葉綠素f
吸收、利用近紅外光
E
核心考點——
重點難點全突破
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
缺少pH＝7的對照組
加入NaOH溶液和HCl溶液的時間順序不合理
解析
淀粉
麥芽糖
少
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
ADP＋Pi
NADPH
有利于
觀察A、B兩組釋放氧氣的放射性
A組釋放的氧氣有放射性，B組釋放的氧氣沒有放射性
答案
解析
答案
解析
答案
解析
等于
光照強度
右
酶的活性
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
等量NaOH溶液
遮光
光照、溫度等相同且適宜的環境中
左
右
4
84
解析
專題作業
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
神經細胞內
消耗能量
主動運輸
解析
抑制神經細胞ATP的合成
答案
光照強度、二氧化碳
濃度
氧氣
三碳化合物
三碳化合物
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
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
不含汽車尾氣
pH
保證實驗數據的可靠性
香樟
解析
葉綠體基質
抑制
增施有機肥
本課結束[考綱要求]　1.物質進出細胞的方式(Ⅱ)　2.酶在代謝中的作用(Ⅱ)　3.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)　4.光合作用與細胞呼吸(Ⅱ)　5.影響光合作用的環境因素(Ⅱ)
真題探究——深析真題明考向
1．(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。
2．(2019·全國卷Ⅱ)某種H＋－ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉運H＋。①將某植物氣孔的保衛細胞懸浮在一定pH的溶液中(假設細胞內的pH高于細胞外)，置于暗中一段時間后，溶液的pH不變。②再將含有保衛細胞的該溶液分成兩組，一組照射藍光后溶液的pH明顯降低；另一組先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制劑(抑制ATP水解)，再用藍光照射，溶液的pH不變。根據上述實驗結果，下列推測不合理的是(　　)
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
答案　C
解析　由題干可知，用藍光照射保衛細胞的懸浮液，溶液的pH明顯降低，說明細胞內的H＋被轉運到細胞外，A正確；細胞內的pH高于細胞外，H＋運出保衛細胞是逆濃度梯度的跨膜運輸，需要能量，因H＋－ATPase具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉運H＋，且藍光照射情況下，加入H＋－ATPase抑制劑，不能發生H＋的主動運輸，故運輸所需能量由H＋－ATPase水解ATP提供，不由藍光直接提供，B正確，C錯誤；由①中實驗可知，暗處理前后溶液pH未變，說明H＋不能通過自由擴散透過細胞質膜，D正確。
3．(2018·全國卷Ⅲ)下列關于生物體中細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　)
A．植物在黑暗中可進行有氧呼吸也可進行無氧呼吸
B．食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細胞呼吸散失
C．有氧呼吸和無氧呼吸的產物分別是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP
答案　C
解析　植物在黑暗中有氧時可進行有氧呼吸，無氧時可進行無氧呼吸，A正確；食物鏈上的營養級同化的能量一般有三個去向：呼吸散失、傳遞給下一個營養級(除了最高營養級)和被分解者分解利用，B正確；有氧呼吸的產物是CO2和H2O，無氧呼吸的產物因不同細胞中酶的不同而不同，有的產生CO2和酒精，有的產生乳酸，C錯誤；植物光合作用的光反應階段和呼吸作用過程中都可以合成ATP，D正確。
4．(2020·全國卷Ⅰ)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
1200
1180
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，可以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)中耕松土過程中去除了雜草，減少了雜草和農作物之間的競爭；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根細胞的有氧呼吸，促進礦質元素的吸收，從而達到增產的目的。
(3)分析表中數據可知，作物A、D的株高較高，B、C的株高較低，作物A、B的光飽和點較高，適宜在較強光照下生長，C、D的光飽和點較低，適宜在弱光下生長，綜合上述特點，應選取作物A和C進行間作，作物A可利用上層光照進行光合作用，下層的弱光能滿足作物C光合作用的需要，從而提高光能利用率。
5．(2016·全國卷Ⅰ)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列問題：
(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)γ　(2)α
(3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記
解析　(1)由題意知，該酶可催化ATP水解產生ADP，此過程中斷裂的應是遠離“A”的那個高能磷酸鍵，從而使ATP中γ位上的磷酸基團脫離，此磷酸基團可在該酶的作用下轉移到DNA末端上。
(2)dATP分子中A代表腺嘌呤脫氧核苷，由腺嘌呤和脫氧核糖組成，因此A可以與dATP中α位的磷酸基團構成腺嘌呤脫氧核苷酸，作為DNA生物合成原料。
(3)1個噬菌體含有1個雙鏈DNA分子，用DNA分子被32P
標記的噬菌體感染大腸桿菌，由于DNA分子復制為半保留復制，即親代DNA分子的兩條鏈在復制中保留下來，且分別進入不同的DNA分子中，所以理論上不管增殖多少代，子代噬菌體中只有2個噬菌體含有32P。
6．(2019·全國卷Ⅱ)回答下列與生態系統相關的問題。
(1)在森林生態系統中，生產者的能量來自于______，生產者的能量可以直接流向__________________(答出2點即可)。
(2)通常，對于一個水生生態系統來說，可根據水體中含氧量的變化計算出生態系統中浮游植物的總初級生產量(生產者所制造的有機物總量)。若要測定某一水生生態系統中浮游植物的總初級生產量，可在該水生生態系統中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據此回答下列問題。
在甲、乙瓶中生產者呼吸作用相同且瓶中只有生產者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內__________________________________；C與B的差值表示這段時間內__________________________________________；A與B的差值表示這段時間內________________________________。
答案　(1)太陽能　初級消費者、分解者
(2)生產者凈光合作用的放氧量　生產者光合作用的總放氧量　生產者呼吸作用的耗氧量
解析　(1)生態系統中生產者進行光合作用所固定的能量來自太陽能，生產者固定的能量的去路是一部分通過呼吸作用以熱能形式散失(大部分)、一部分流向了初級消費者、一部分通過殘枝敗葉等形式流向了分解者，所以生產者的能量可以直接流向初級消費者和分解者。
(2)單位時間生產者制造有機物的量等于生產者積累有機物的量和呼吸量的總和。題述測量的三份水樣中A為開始時瓶中的氧氣量，B為生產者進行呼吸作用后剩余的氧氣量，C為生產者進行光合作用和呼吸作用后玻璃瓶中的氧氣量；C與A的差值表示該段時間內生產者凈光合作用的放氧量，A與B的差值表示該段時間內生產者進行呼吸作用消耗氧氣的量，所以，C與B的差值＝[(C－A)＋(A－B)]表示該段時間內生產者光合作用的總放氧量。
7．(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較弱的環境中生長，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，導致細胞固定二氧化碳的含量下降，從而引起光合速率下降。
8．(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。
9．(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。
考點
全國Ⅰ卷5年考情分析
熱度
2016
2017
2018
2019
2020
物質進出細胞
細胞吸水和失水
物質進出細胞方式
T2[6分]
T3[6分]
★★
酶
定義及影響因素
實驗探究
T3[6分]
★
ATP
T29(1)
(2)[4分]
★
細胞呼吸
過程、原理及應用
影響因素
光合作用
色素
過程、原理及應用
T30[8分]
T30[9分]
T3[6分]T29[12分]
T29(5)[2分]T30(1)(3)[8分]
★★★★
光合作用與細胞呼吸
T30[9分]
★
每年本專題考查的分值
24分
9分
15分
18分
16分
五年均分16.4分
考點
全國Ⅱ卷5年考情分析
熱度
2016
2017
2018
2019
2020
物質進出細胞
細胞吸水和失水
T4[6分]
T5[6分]
★★
物質進出細胞方式
T2[6分]
T3[6分]
★★
酶
定義及影響因素
T29[10分]
T3[6分]
★★
實驗探究
ATP
細胞呼吸
過程、原理及應用
T2[6分]
T31(1)[2分]
★★
影響因素
光合作用
色素
T4[6分]
T30(3)[2分]
★★
過程、原理及應用
T30(1)(2)[6分]
★
光合作用與細胞呼吸
T31[8分]
T29[9分]
T31(2)[8分]
T30[9分]
★★★★
每年本專題考查的分值
24分
21分
14分
20分
17分
五年均分19.2分
考點
全國Ⅲ卷5年考情分析
熱度
2016
2017
2018
2019
2020
物質進出細胞
細胞吸水和失水
物質進出細胞方式
酶
定義及影響因素
實驗探究
ATP
細胞呼吸
過程、原理及應用
T5[6分]
★
影響因素
T4[6分]
★
光合作用
色素
T3[6分]
T29(1)[4分]
★★
過程、原理及應用
T29[10分]
T2(B)[1.5分]
★★
光合作用與細胞呼吸
T29(2)
(3)[5分]
T27[10分]
★★
每年本專題考查的分值
10分
7.5分
15分
6分
10分
五年均分9.7分
1．在線粒體的內外膜間隙中存在著腺苷酸激酶，它能將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有關推測不合理的是(　　)
A．腺苷酸激酶的數量影響葡萄糖分子進入線粒體
B．腺苷酸激酶極有可能是一種ATP水解酶
C．腺苷酸激酶與細胞內ATP與ADP的平衡維持有關
D．腺苷酸激酶發揮作用時伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成
答案　A
解析　由題“它能將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP”可推知，腺苷酸激酶極有可能是一種ATP水解酶，與細胞內ATP與ADP的平衡維持有關，腺苷酸激酶發揮作用時伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成，B、C、D正確；葡萄糖不能進入線粒體，A錯誤。
2．水分子存在兩種跨膜運輸機制，一種是通過脂雙層的自由擴散，另一種是通過水通道蛋白跨膜運輸。研究者為探究哺乳動物成熟紅細胞的吸水方式，進行了如下實驗，將甲組紅細胞用生理鹽水配制的蛋白酶溶液處理，乙組紅細胞用等量的生理鹽水處理。將甲、乙兩組制成裝片，在蓋玻片一側滴加清水，另一側用吸水紙吸引，顯微鏡下觀察在相同時間內兩組細胞發生破裂的情況。下列分析不合理的是(　　)
A．水分子的上述兩種跨膜運輸方式，都是順濃度梯度進行的
B．磷脂雙分子層內部具有疏水性，水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定阻礙
C．若甲、乙兩組細胞破裂數差異不大，則說明水分子主要以自由擴散進入紅細胞
D．若甲組細胞破裂的數量比乙組少，則說明水分子僅通過通道蛋白進入紅細胞
答案　D
解析　若甲、乙兩組均出現一定破裂的細胞，甲組細胞破裂數量比乙組少，說明水分子可以通過兩種方式進入細胞，D錯誤。
3．鐵皮石斛為我國傳統名貴中藥材，研究人員對它的栽培條件進行了相關研究，實驗結果如下。
處理
L1
L2
L3
W1
W2
W3
W1
W2
W3
W1
W2
W3
干重/g
2.91
3.43
2.31
2.58
3.79
2.86
1.93
2.34
2.41
注：1.L1、L2和L3分別代表光照強度為360
μmol/(m2·s)、240
μmol/(m2·s)和120
μmol/(m2·s)。
2．W1、W2和W3分別代表基質含水量為基質最大持水量的100%、70%和40%。
(1)該實驗研究了____________________對鐵皮石斛光合作用的影響。
(2)據表分析，鐵皮石斛在________條件下的生長狀況最好。請繪出在此含水量條件下，鐵皮石斛產量與光照強度關系的柱形圖。
(3)在低光照情況下，由于________階段產生的__________________少，使得鐵皮石斛的產量較低。
(4)進一步研究發現，在基質含水量低的情況下植物細胞內可溶性糖的含量提高，表明植株可以通過積累可溶性糖________________________，這是植株的一種保護性反應。
(5)為保證鐵皮石斛的產量，請提出在強光條件下的栽培建議：_______________________________________。
答案　(1)光照強度和基質含水量
(2)L2W2　柱形圖如圖所示
(3)光反應　ATP和[H]
(4)從而提高細胞的滲透壓，增強吸水能力
(5)將基質含水量控制在基質最大持水量的70%左右
4．增施CO2是提高溫室植物產量的主要措施之一。但有人發現，隨著增施CO2時間的延長，植物光合作用逐漸減弱。為探究其原因，研究者以黃瓜為材料進行實驗，結果如下圖。
(1)CO2進入葉綠體，被位于______________的Rubisco酶催化，與________化合物結合而被固定。
(2)由圖可知，常溫＋CO2處理組在超過29天后，凈光合速率開始下降，直至低于常溫處理組。此階段，常溫＋CO2組淀粉含量與光合速率的變化趨勢________，據此推測光合速率下降可能是由于淀粉積累過多。葉綠體中淀粉的積累一方面會導致________膜結構被破壞而影響光反應。另—方面有限的氮素營養被優先分配到淀粉的分解代謝中，因此造成光合作用所需的________等含氮化合物合成不足，進而抑制了光合作用。
(3)由圖可知，在增施CO2情況下，適當升高溫度可以________光合作用速率。有人認為，這是由于升高溫度促進了淀粉分解為可溶性糖，減弱了淀粉大量積累對光合作用的抑制。圖中支持該假設的證據是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)請根據本研究的結果，對解決“長時間增施CO2抑制光合作用”這一問題，提出兩項合理化建議：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)葉綠體基質　C5
(2)相反　類囊體　酶
(3)提高　高溫＋CO2組淀粉含量一直低于常溫＋CO2組，可溶性糖相反
(4)單獨增施CO2時間不宜超過30天；增施CO2的同時合理補充氮肥；增施CO2時適當提高溫度
解析　(1)二氧化碳是光合作用暗反應的原料，在葉綠體基質中與五碳化合物結合生成三碳化合物。
(2)據圖分析，圖1中常溫＋CO2處理組在超過29天后，凈光合速率開始下降，直至低于常溫處理組，而圖2中29天后，常溫＋CO2組淀粉含量反而增加，據此推測光合速率下降可能是由于淀粉積累過多。光反應的場所是類囊體薄膜，因此葉綠體中淀粉的積累一方面會導致類囊體薄膜結構被破壞而影響光反應，另一方面有限的氮素營養被優先分配到淀粉的分解代謝中，因此造成光合作用所需的葉綠素、酶等含氮化合物合成不足，進而抑制了光合作用。
(3)根據圖1可知，高溫＋CO2組的凈光合速率在36天前都是最高的，說明在增施CO2情況下，適當升高溫度可以提高光合作用速率。由圖2、圖3可知高溫＋CO2組淀粉含量一直低于常溫＋CO2組，而可溶性糖相反，可能是因為升高溫度促進了淀粉分解為可溶性糖，減弱了淀粉大量積累對光合作用的抑制。
5．閱讀下面的材料，完成(1)～(4)題。
《Science》發表的這項新發現會導致教科書重寫嗎？
據報道，研究人員發現了一種新型的光合作用——利用近紅外光進行的光合作用，研究成果于2018年6月在《科學》雜志網站發表。
地球上絕大多數的放氧光合生物在光合作用過程中利用的都是可見光，但這種新類型光合作用利用的是近紅外光，它廣泛存在于藍(藻)細菌(cyanobacteria，blue?green
algae)中。研究人員在澳大利亞赫倫島海灘巖石表面之下幾毫米處發現了含有葉綠素f的藍(藻)細菌，它們在缺少可見光的條件下也可以借助近紅外光生長。
常見的光合作用利用來自紅光的能量驅動。這一特征存在于我們已知的所有植物、藻類中，因此人們認為紅光的能量為光合作用設定了“紅色極限”。
然而，當一些藍(藻)細菌在近紅外光下生長時，常見的工作系統關閉了，取而代之的是葉綠素f(chlorophyll?f)的系統。在此研究成果公布之前，人們一直認為植物中的葉綠素f只起捕獲光能的作用。新的研究表明，在蔭蔽或者光線較暗的條件下，葉綠素f在光合作用中起著關鍵作用，利用低能量的近紅外光來進行復雜的化學反應，這就是“超越紅色極限”的光合作用。在新的光合作用工作系統中，通常被稱為“輔助色素”的葉綠素f，實際上是在執行關鍵的化學步驟，而不是教科書所描述的發揮輔助作用。
研究人員彼得·伯林森評價：這是光合作用的一個重要發現，它突破了我們對生命的理解，比爾·盧瑟福教授和英國倫敦帝國理工學院的研究團隊應該得到祝賀，因為他們揭示了光合作用基礎過程的一個新途徑。
這一發現改變了我們對光合作用基本機制的認識，教科書中的相關內容應該重寫；它擴大了我們尋找外星生命存在的范圍，并為培育更有效利用光能的作物新品種提供了參考。
(1)將你學過的光合作用知識與本文中介紹的新知識進行比較，將不同之處填入下表。
葉綠素種類
相應的功能
教材知識
________________
________________
本文知識
________________
________________
(2)請解釋上述材料中“紅色極限”的含義：________________________。
(3)本項研究最重要的發現是：________。(選填序號)
A．存在一種新的葉綠素——葉綠素f
B．具有葉綠素f的生物中沒有其他葉綠素
C．葉綠素f具有吸收近紅外光的作用
D．葉綠素f在光合作用中起輔助作用
E．葉綠素f可作為關鍵色素轉換光能
(4)請結合本文撰寫一段文字，作為教科書中介紹葉綠素的內容。(120字以內)_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
答案　(1)
葉綠素種類
相應的功能
教材知識
葉綠素a、葉綠素b
吸收、利用紅光、藍紫光
本文知識
葉綠素f
吸收、利用近紅外光
(2)波長大于紅光的光波無法驅動光合作用
(3)E
(4)葉綠素是進行光合作用的主要色素。在植物和藻類細胞中含有葉綠素a、b，能吸收、利用可見光中紅光和藍紫光的能量，合成有機物。藍(藻)細菌中除含有葉綠素a、b外，某些還含有葉綠素f，可吸收、利用近紅外光的能量，合成有機物。(答案合理即可)
核心考點——重點難點全突破
考點1　物質進出細胞的實例和方式
　1　動植物細胞的吸水和失水
項目
動物細胞
植物細胞
條件
①細胞膜具有選擇透過性，相當于半透膜②細胞內液與細胞外溶液具有濃度差
①細胞壁是全透性的②原生質層(由細胞膜、液泡膜及兩者之間的細胞質組成)相當于半透膜③細胞液與外界溶液具有濃度差
原理
滲透作用
滲透作用
水分子運動方向
低濃度溶液→高濃度溶液
低濃度溶液→高濃度溶液
現象
皺縮或漲破
質壁分離、質壁分離復原
(1)人工膜≠生物膜：生物膜具有選擇透過性，人工膜為半透膜，物質能否通過取決于孔徑大小。
(2)溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度。
(3)滲透平衡≠濃度相等：達到滲透平衡時，半透膜兩側水分子移動達到動態平衡，此時膜兩側溶液的濃度未必相等，如透析袋內蔗糖溶液與透析袋外的清水可達滲透平衡，但濃度總不會相等。
2　熟記常見物質的運輸方式
(1)判斷葡萄糖、氨基酸等分子出入細胞的方式要看具體信息，若為高濃度到低濃度的運輸則為協助擴散，若為低濃度到高濃度的運輸則為主動運輸，若題干無信息，一般默認主動運輸。
(2)主動運輸消耗的能量不一定來自ATP，也有可能來自離子電化學梯度等。
(3)并不是只有大分子物質才以胞吞胞吐方式運輸，如神經遞質。
(4)胞吐過程一定會發生囊泡膜與細胞膜的融合。
3　影響物質跨膜運輸的因素——物質濃度、O2濃度、溫度、載體數量
(1)物質濃度(在一定的濃度梯度范圍內)
(2)O2濃度
(3)溫度
溫度通過影響生物膜的流動性和酶的活性，進而影響物質運輸的速率。
(4)載體數量
主動運輸和協助擴散都需要載體蛋白的協助，所以載體數量會影響它們的運輸速率。
1．如圖所示，某些植物細胞利用①把細胞內的H＋運出，導致細胞外H＋濃度較高；②能夠依靠H＋濃度差把H＋和蔗糖分子運入細胞。以下敘述正確的是(　　)
A．①和②的化學本質不同
B．①和②的空間結構相同
C．H＋運出細胞的方式是主動運輸
D．氧氣濃度對細胞吸收蔗糖分子無影響
答案　C
解析　根據題意和圖示分析可知，①②均為載體蛋白，化學本質均為蛋白質，A錯誤；蛋白質的結構決定功能，①②的功能不同，故可推測其結構也不相同，B錯誤；根據圖示可知，H＋運出細胞需要載體和消耗能量，運輸方式為主動運輸，C正確；細胞外和細胞內的H＋濃度梯度產生的勢能推動H＋和蔗糖的吸收，而氧氣濃度可影響H＋外運，進而影響細胞外和細胞內H＋濃度差，從而影響蔗糖的吸收，故氧氣濃度對細胞吸收蔗糖分子有影響，D錯誤。
2．(2020·陜西省漢中市高三教學質量檢測)下列關于物質跨膜運輸的敘述中，不正確的是(　　)
A．同一物質進入不同細胞的方式可以相同，如葡萄糖進入肝臟細胞和骨骼肌細胞
B．不同物質進入相同細胞的方式可能相同，如氨基酸和核苷酸進入小腸上皮細胞
C．同一物質進入相同細胞的方式可能不同，如水分子進入某些具有水通道蛋白的細胞
D．不同物質進入不同細胞的方式可能相同，如乙醇進入小腸上皮細胞和Na＋進入神經細胞
答案　D
解析　同一物質進入不同細胞的方式可以相同，如葡萄糖進入肝臟細胞和骨骼肌細胞，都是主動運輸，A正確；不同物質進入相同細胞的方式可能相同，如氨基酸和核苷酸進入小腸上皮細胞，都是主動運輸，B正確；同一物質進入相同細胞的方式可能不同，如水分子進入某些具有水通道蛋白的細胞，有自由擴散和協助擴散兩種運輸方式，C正確；乙醇進入小腸上皮細胞是自由擴散，Na＋進入神經細胞是協助擴散，這兩種物質進入不同細胞的運輸方式不同，D錯誤。
3．(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　檉柳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，為主動運輸，需要消耗ATP供能，A錯誤；檉柳耐鹽性的形成與環境因素和遺傳因素均有關，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被動運輸，二者吸收方式不同，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。
4．比較生物膜和人工膜(雙層磷脂)對多種物質的通透性，結果如圖所示。不能得出的結論是(　　)
A．當分子自由擴散進入細胞時，分子越小通透性越高
B．人工膜對CO2的通透性較H2O大，生物膜幾乎無差異
C．在檢測通透性時，需向體系中加入ATP和ATP水解酶
D．生物膜上有K＋、Na＋和Cl－通道，且它們的通透性不同
答案　C
解析　甘油、CO2和O2三者相比，得出當分子自由擴散進入細胞時，分子越小通透性越高的結論，A正確；比較CO2和H2O兩個點的橫縱坐標，可知人工膜對CO2的通透性較H2O大，生物膜幾乎無差異，B正確；由題干不能判斷三種離子的運輸是否需要能量，C錯誤；由K＋、Na＋、Cl－對應的縱坐標知，生物膜對K＋、Na＋和Cl－的通透性不同，D正確。
5．在紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的失水和吸水實驗中，顯微鏡下可依次觀察到甲、乙、丙三種細胞狀態。下列敘述正確的是(　　)
A．由觀察甲到觀察乙須將5倍目鏡更換為10倍目鏡
B．甲、乙、丙可在同一個細胞內依次發生
C．與甲相比，乙所示細胞的細胞液濃度較低
D．由乙轉變為丙的過程中，沒有水分子從胞內擴散到胞外
答案　B
解析　由甲、乙、丙三種細胞狀態可知：甲→乙為細胞失水過程，乙→丙為細胞吸水過程。本實驗的對照方法為自身對照，對比圖中三種細胞的大小可知，在實驗過程中顯微鏡放大倍數未改變，A錯誤；實驗過程中同一個細胞可依次發生失水和吸水過程，B正確；與甲相比，乙所示細胞由于失水細胞液濃度增大，C錯誤；質壁分離和復原過程中水分子的擴散是雙向的，D錯誤。
6．(2020·北京西城二模)某種水生植物細胞內與細胞外水環境中鹽離子的濃度如圖所示。以下相關敘述正確的是(　　)
A．該植物細胞通過擴散作用吸收這些鹽離子
B．該植物細胞膜上運輸不同鹽離子的載體數量相同
C．植物細胞對鹽離子的吸收具有選擇性
D．植物細胞外的鹽離子濃度越大植物吸收越多
答案　C
解析　由柱形圖可知，這些離子在細胞內的濃度均高于細胞外，該植物細胞吸收這些離子為逆濃度梯度，方式為主動運輸，A錯誤；植物細胞膜上運輸不同鹽離子的載體數量不同，因為細胞對不同離子的需求不同，B錯誤；活細胞會按照生命活動的需要，主動吸收某些離子，即植物細胞對鹽離子的吸收具有選擇性，C正確；植物對鹽離子的吸收量取決于自身生命活動的需要，與細胞外鹽離子的濃度無關，細胞外鹽離子濃度大可能會導致植物細胞失水，嚴重時會導致植物死亡，D錯誤。
考點2　酶與ATP
　1　熟知酶
　2　掌握有關酶的兩類實驗設計思路
(1)驗證類實驗設計思路
實驗名稱
對照組
實驗組
衡量標準
驗證某種酶的本質是蛋白質
已知蛋白質溶液＋雙縮脲試劑
待測酶液＋雙縮脲試劑
是否出現紫色
驗證酶具有催化作用
底物＋適量蒸餾水
底物＋等量的酶液
底物分解速率
驗證酶具有專一性
底物＋相應酶液
不同底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液
底物是否分解
驗證酶具有高效性
底物＋無機催化劑
底物＋等量的相應酶液
底物分解速率
(2)探究類——探究酶的最適溫度或最適pH
①實驗設計思路：
實驗名稱
自變量
因變量及檢測指標
無關變量
探究溫度對淀粉酶活性的影響
溫度
因變量：酶的活性檢測指標：加碘液后溶液顏色的變化
底物量、酶量、pH、反應時間、試管的潔凈程度、操作程序等
探究pH對過氧化氫酶活性的影響
pH
因變量：酶的活性檢測指標：氣泡的數量或帶火星的衛生香燃燒的猛烈程度
底物量、酶量、溫度、反應時間、試管的潔凈程度、操作程序等
②實驗設計程序：
探究酶最適溫度和pH的實驗設計程序
(1)選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測的試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發生特定的顏色反應，而該實驗中需嚴格控制溫度。
(2)探究溫度對酶活性的影響時不宜用H2O2作反應物，因為H2O2遇熱會分解，氧氣的產生速率增加并不能反映酶的活性增大。
(3)探究pH對酶活性的影響時，不能用斐林試劑作鑒定示劑，因為鹽酸會和斐林試劑中的Cu(OH)2發生中和反應，使斐林試劑失去作用。
(4)探究pH對酶活性的影響時，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反應。因為用作鑒定試劑的碘液會和NaOH發生化學反應，使碘與淀粉生成藍色絡合物的機會大大減少，而且在酸性條件下，淀粉也會水解，從而影響實驗的觀察效果。
(5)檢驗蛋白酶對蛋白質的分解時，應選用蛋白塊為實驗材料，通過觀察其消失情況得出結論。不能用雙縮脲試劑鑒定，因為蛋白酶也是蛋白質。
3　ATP
(1)歸納識記ATP的結構與能量轉換
(2)ATP的產生與消耗
轉化場所
常見的生理過程
細胞膜
消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐
細胞質基質
產生ATP：細胞呼吸第一階段
葉綠體
產生ATP：光反應消耗ATP：暗反應和自身DNA復制、轉錄、蛋白質合成等
線粒體
產生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等
核糖體
消耗ATP：蛋白質的合成
細胞核
消耗ATP：DNA復制、轉錄等
與ATP相關的8個易錯點
(1)ATP≠能量
ATP是一種高能磷酸化合物，是一種儲能物質，不能將兩者等同起來。
(2)細胞中ATP含量很少，但其與ADP相互轉化的速度很快。因此可以保證生物體所需能量的持續供應。
(3)ATP合成時可產生水，ATP水解時需消耗水。
(4)ATP并非“唯一”的直接能源物質。直接能源物質除ATP外，還有GTP、CTP、UTP、dATP、dGTP、dCTP、dTTP等。
(5)除光能、有機物中化學能之外，硝化細菌等可以進行化能合成作用的細菌，可利用體外無機物(如NH3)氧化時所釋放能量來合成ATP。
(6)植物產生ATP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體，而動物產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體。
(7)光合作用光反應產生的ATP用于暗反應C3還原，而細胞呼吸產生的ATP用于各項生命活動。
(8)ATP產生與O2間的關系
1．(2020·廣東省汕頭市高三第一次模擬)下列有關酶和ATP的敘述，正確的是(　　)
A．ATP脫去兩個磷酸基團后，形成的物質是某些酶的基本組成單位之一
B．人成熟的紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，所以不能合成ATP
C．無氧呼吸的兩個階段都需要酶的參與，都有ATP產生
D．同一生物體內各種酶的催化條件都相同，其催化效率受溫度和pH的影響
答案　A
解析　ATP中文名稱叫三磷酸腺苷，結構簡式A－P～P～P，～代表高能磷酸鍵，其斷裂后，形成的一磷酸腺苷(腺嘌呤核糖核苷酸)是某些酶(RNA)的基本組成單位之一，A正確；人成熟的紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，但可通過無氧呼吸合成ATP，B錯誤；無氧呼吸的兩個階段均需要酶的參與，但只有第一階段能產生少量ATP，C錯誤；同一生物體內各種酶的催化條件不一定相同，其催化效率受溫度和pH的影響，D錯誤。
2．(2016·全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是(　　)
A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量
B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量
C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量
D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量
答案　C
解析　測定酶活力的實驗中緩沖液可維持溶液的pH，所以緩沖液應在底物與酶混合之前加入，反應時間的測定則應在底物與酶混合之后開始，據此可判斷C項符合題意。
3．(2020·河南省新鄉市高三第二次模擬)甲圖表示反應物濃度對酶促反應速率的影響；乙圖表示將A、B兩種物質混合，再在T1時加入某種酶后，A、B兩種物質的濃度變化曲線。實驗均在最適溫度和最適pH條件下完成，下列敘述錯誤的是(　　)
A．甲圖中反應速率達到最大后，限制酶促反應速率的主要因素是酶的數量
B．若乙圖中的物質A是淀粉，則B可以是麥芽糖，該酶可以是唾液淀粉酶
C．乙圖中T2時刻后限制酶促反應速率的主要因素是酶的活性
D．甲、乙兩圖所示的實驗中，溫度和pH都屬于無關變量
答案　C
解析　甲圖中反應速率達到最大后，此時再增加反應物濃度，反應速率不再增加，限制酶促反應速率的主要因素是酶的數量，A正確；若乙圖中的物質A是淀粉，則B可以是麥芽糖，該圖表示的反應為A(淀粉)B(麥芽糖)，該酶可以是唾液淀粉酶，B正確；乙圖中T2時刻后限制酶促反應速率的主要因素是底物濃度，C錯誤；甲、乙兩圖所示的實驗探究均在最適溫度和最適pH條件下完成，溫度和pH都屬于無關變量，D正確。
4．請回答下列有關酶的實驗探究問題：
(1)為證明過氧化氫酶的活性受pH的影響，同學甲做了如下實驗：
試管編號
A
B
實驗步驟
1
加入2
mL
5%
H2O2溶液
加入2
mL
5%
H2O2溶液
2
5滴2%過氧化氫酶溶液
5滴2%過氧化氫酶溶液
3
0.5
mL
5%
NaOH溶液
0.5
mL
5%
HCl溶液
4
觀察氣泡的產生速率
觀察氣泡的產生速率
上述實驗設計中有兩處不妥，請指出：
①_____________________________________________________________；
②__________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)一般情況下，不能用過氧化氫酶為材料探究溫度對酶活性的影響，若要設置實驗來證明溫度能影響過氧化氫酶的活性，你認為應該怎樣設置？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(寫出設計思路即可)。
查閱資料發現：H2O2在受熱和日光照射時分解速率加快，在溫度為30
℃以下時比較穩定，在70
℃以上時，分解速率加快。你認為設計上述實驗時，應特別注意的事項是______________________________________。
答案　(1)①缺少pH＝7的對照組　②加入NaOH溶液和HCl溶液的時間順序不合理
(2)將盛有過氧化氫酶的試管保溫于一系列不同溫度下一段時間，然后與同溫度的H2O2溶液混合，計算同溫度下加過氧化氫酶和不加過氧化氫酶的兩組試管中氣泡的產生速率的差值然后比較不同溫度下差值的大小　將溫度控制在70
℃以下
解析　(1)①驗證酶的活性受pH影響時，除了設置酸性條件、堿性條件的實驗組外，還需要設置pH＝7的對照組。②探究pH對酶活性的影響時，應先將酶和底物pH調至相應的pH下，然后再將酶與底物混合。
(2)若要設置實驗來證明溫度能影響過氧化氫酶的活性，可采取每一溫度下設置兩支試管，一支試管中加入過氧化氫酶，另一支不加，比較同一溫度下這兩支試管中氣泡的產生速率的差異，然后比較不同溫度下該差異的大小。但是要注意溫度不宜太高，因為在較高溫度下保溫時，H2O2分解速率較快，可能會出現未加酶而H2O2已全部分解的情況。
5．已知大麥在萌發過程中可以產生α－淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液處理大麥可使其不用發芽就產生α－淀粉酶。為驗證這一結論，某同學做了如下實驗：
試管號
GA溶液
緩沖液
水
半粒種子10個
實驗步驟
實驗結果
步驟1
步驟2
1
0
1
1
帶胚
25
℃保溫24
h后去除種子，在各試管中分別加入1
mL淀粉液
25
℃保溫10
min后各試管中分別加入1
mL碘液，混勻后觀察溶液顏色深淺
＋＋
2
0
1
1
去胚
＋＋＋＋
3
0.2
1
0.8
去胚
＋＋
4
0.4
1
0.6
去胚
＋
5
0.4
1
0.6
不加種子
＋＋＋＋
注：實驗結果中“＋”越多表示顏色越深。表中液體量的單位均為mL。
回答下列問題：
(1)α－淀粉酶催化________水解可生成二糖，該二糖是________。
(2)綜合分析試管1和2的實驗結果，可以判斷反應后試管1溶液中的淀粉量比試管2中的_________________，這兩支試管中淀粉量不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)綜合分析試管2、3和5的實驗結果，說明在該實驗中GA的作用是___________________________________________________________________。
(4)綜合分析試管2、3和4的實驗結果，說明________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)淀粉　麥芽糖
(2)少　帶胚的種子保溫后能夠產生α－淀粉酶，使淀粉被水解
(3)誘導種子生成α－淀粉酶
(4)GA濃度高對α－淀粉酶的誘導效果好
解析　(1)在α－淀粉酶的催化下，淀粉被水解為麥芽糖。
(2)對比1號和2號試管，1號試管剩余的淀粉量少，其原因是帶胚的種子保溫后能夠產生α－淀粉酶，使淀粉更多地被水解。
(3)分析題表實驗結果：在試管5中，雖然加入足量的GA，但沒有加種子，淀粉不能被水解，說明GA不能直接水解淀粉；試管2中，雖然有去胚的半粒種子，但未加入GA，被水解的淀粉少，而試管3中加入GA溶液和去胚的半粒種子，實驗結果是顏色較淺，被水解的淀粉較多，說明GA能誘導種子生成α－淀粉酶。
(4)分析試管2、3、4的實驗結果可知，隨著GA濃度的升高，淀粉被水解的量增多，說明GA濃度與其對種子產生α－淀粉酶的誘導效果呈正相關。
考點3　光合作用與細胞呼吸
考向1　光合作用與細胞呼吸的過程及聯系
比較項目
光合作用
呼吸作用
發生范圍
含葉綠體的植物細胞；藍藻、光合細菌等
所有活細胞
發生場所
葉綠體(真核生物)；細胞質(原核生物)
真核生物有氧呼吸：細胞質基質、線粒體；真核生物無氧呼吸：細胞質基質；原核生物：細胞質
發生條件
只在光下進行
有光、無光都能進行
實質
無機物有機物；儲存能量
有機物無機物(或簡單有機物)；釋放能量
能量轉化的聯系
物質轉化
C：CO2(CH2O)丙酮酸CO2H：H2O[H](CH2O)[H]H2O
過程聯系
1．(2020·云南省曲靖市高三二模)某同學為了探究酵母菌的細胞呼吸方式，將少量的酵母菌混入適量的面粉揉成光滑面粉團后均等分裝在2個潔凈的塑料袋中，一組充滿空氣(甲組)，一組則排凈空氣(乙組)，扎緊袋口后放在相同且適宜的環境中觀察20～30
min。下列敘述不正確的是(　　)
A．一段時間后甲組的塑料袋內壁有水珠出現，面團變濕潤
B．該實驗中甲組為實驗組，乙組為對照組
C．若放置的時間足夠長，甲組也會產生酒精
D．該實驗應選擇大小合適，氣密性良好的塑料袋
答案　B
解析　甲組充滿空氣，因此其中的酵母菌進行的是有氧呼吸，而有氧呼吸能產生水，因此一段時間后甲組的塑料袋內壁有水珠出現，面團變濕潤，A正確；該實驗為對比實驗，甲和乙都屬于實驗組，B錯誤；若放置的時間足夠長，甲組中空氣會被消耗完，酵母菌會因缺氧進行無氧呼吸而產生酒精，C正確；該實驗應選擇大小合適，氣密性良好的塑料袋，D正確。
2．下列有關細胞代謝過程的敘述，正確的是(　　)
A．氣孔關閉會導致葉肉細胞中的C3含量下降
B．藍藻細胞中水的光解發生在葉綠體的類囊體薄膜上
C．光合作用產生的[H]進入線粒體中參與H2O的生成
D．光合作用和細胞呼吸都是在相應細胞器的內膜上產生ATP
答案　A
解析　氣孔關閉，會導致細胞中CO2濃度降低，C3生成速率下降而短時間內，C3的消耗速率不變，所以葉肉細胞中的C3含量下降，A正確；藍藻屬于原核生物，其細胞內沒有葉綠體，B錯誤；光合作用產生的[H]只能用來還原C3，C錯誤；光合作用過程中，葉綠體的類囊體薄膜上可產生ATP，而葉綠體內膜上不可以產生ATP，有氧呼吸過程中，在細胞質基質、線粒體基質、線粒體內膜上產生ATP，無氧呼吸過程中，在細胞質基質中產生ATP，D錯誤。
3．(2020·朝陽二模)下列有關細胞呼吸的敘述，正確的是(　　)
A．零上低溫、無氧、干燥的環境細胞呼吸最弱，有利于果蔬儲藏
B．馬拉松比賽中人體主要是從分解有機物產生乳酸的過程中獲得能量
C．選用透氣性好的“創可貼”，可保證人體細胞的有氧呼吸，增強免疫能力
D．用玉米經酵母菌發酵產生酒精來替代汽油，主要利用了酵母菌的無氧呼吸
答案　D
解析　低溫、低氧、濕度適宜的環境細胞呼吸最弱，有利于果蔬儲藏，A錯誤；馬拉松比賽中人體主要是從分解有機物產生二氧化碳和水的過程中獲得能量，也能從產生乳酸的過程中獲得少量能量，B錯誤；用透氣性好的“創可貼”的目的是防止厭氧菌繁殖，C錯誤；用玉米經酵母菌發酵產生酒精來替代汽油，主要利用了酵母菌的無氧呼吸，產生了酒精和二氧化碳，D正確。
4．(2020·河北衡水中學周測)研究發現在玉米的光合作用過程中，葉綠體的類囊體膜蛋白PSBS會感應類囊體腔內的高質子濃度而被激活，激活了的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞，最終將過量的光能轉換成熱能釋放，從而防止強光對植物造成損傷(即光保護效應)。具體過程如下圖所示，其中A～G分別表示不同物質。
(1)圖中B、E分別表示____________、____________。
(2)研究發現抑制ATP合成酶的活性________(填“有利于”或“不利于”)PSBS發揮功能，原因是__________________________________________
________________________________________。
(3)據圖可知A物質為O2，它來自水的分解，而不是來自物質G。請以玉米植株為材料，用同位素標記法通過實驗來驗證這一結論。
實驗思路：將長勢良好且相同的多株玉米分為A、B兩組。向A組提供__________；向B組提供__________，其他條件相同且適宜。一段時間后，____________________________________。
預期結果：____________________________________________________。
答案　(1)ADP＋Pi　NADPH
(2)有利于　抑制ATP合成酶的活性導致ATP的合成受阻，會引起類囊體腔內的高質子濃度而激活PSBS
(3)HO和CO2　與A組等量的H2O和C18O2　觀察A、B兩組釋放氧氣的放射性　A組釋放的氧氣有放射性，B組釋放的氧氣沒有放射性
考向2　光合作用和細胞呼吸的影響因素
　1　細胞呼吸影響因素
(1)溫度機理：影響酶活性應用：蔬菜、水果儲藏
(2)氧氣機理：有氧呼吸需要氧氣，氧氣抑制無氧呼吸應用：儲藏水果等；中耕松土；有氧運動；傷　
　口包扎
(3)含水量機理：有氧呼吸的原料應用：糧食貯藏前晾曬；干種子萌發前浸泡
　2　解讀凈光合速率和真正光合速率
(1)植物“三率”間的內在聯系
①呼吸速率：植物綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織(如蘋果果肉細胞)測得的值——單位時間內植物組織的CO2釋放量或O2吸收量。
②凈光合速率：植物綠色組織在光照條件下測得的值——單位時間內CO2的吸收量或O2的釋放量。
③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
(2)植物“三率”的判定
①根據坐標曲線判定：當光照強度為0時，CO2吸收值為0，則該曲線表示真正光合速率曲線；若CO2吸收值有負值，該曲線表示凈光合速率曲線。
②根據關鍵詞判定
真正光合速率
O2產生速率
CO2固定(或消耗)速率
有機物產生(或制造、生成)速率
凈光合速率
O2釋放速率
CO2吸收速率
有機物積累速率
呼吸速率
黑暗中O2吸收速率
黑暗中CO2釋放速率
有機物消耗速率
特例：如果題干給出的信息是葉綠體吸收CO2或葉綠體釋放O2的量，則該數據為真正光合速率。
(3)光合作用和細胞呼吸綜合曲線解讀
A點：只進行呼吸作用，不進行光合作用，如圖甲所示。
AB段：真正光合速率小于呼吸速率，凈光合速率小于0，如圖乙所示。
B點：真正光合速率等于呼吸速率，凈光合速率等于0，如圖丙所示。
B點以后：真正光合速率大于呼吸速率，凈光合速率大于0，如圖丁所示。
3　光合作用的影響因素
(1)光照強度
①原理：影響光反應階段ATP、[H]的產生。
②圖像及解讀
P點的限制因素
a．外因：溫度、CO2濃度等。
b．內因：色素含量、酶的數量和活性等。
③應用
間作套種農作物和林帶樹種的合理搭配可以提高光能利用率；適當提高光照強度可增加大棚作物產量。
(2)CO2濃度
①原理：影響暗反應階段C3的生成。
②圖像及解讀
P點的限制因素
a．外因：溫度、光照強度等。
b．內因：酶的數量和活性、色素含量、C5的含量等。
③應用：在農業生產上可以通過“正其行、通其風”，增施農家肥等增大CO2濃度，提高光能利用率。
(3)溫度
①原理：通過影響酶的活性來影響光合作用。
②圖像及解讀
P點對應的溫度為進行光合作用的最適溫度。
③應用：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用強度；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物的積累。
(4)水
①原理：水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質。另外，水還能影響氣孔的開閉，從而間接影響CO2進入植物體，所以水對光合作用有較大的影響。
②應用：生產上為保證植物光合作用的正常進行，常采用預防干旱(如地膜覆蓋，一方面是為了保溫，另一方面是為了保水)和及時灌溉等措施。
(5)礦質元素
①原理：綠色植物進行光合作用時，需要多種必需的礦質元素。
N：是蛋白質、葉綠素的組成元素。
P：是細胞膜及ATP的組成元素。
Mg：是葉綠素的組成元素。
②應用：根據作物的需肥規律，適時、適量地增施肥料，可提高農作物產量。
5．(2020·河北衡水中學期末)夏季大棚種植，人們經常在傍晚這樣做：①延長2小時人工照光，②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上，③關上門和通風口。下列對這些做法的生物學原理的分析，錯誤的是(　　)
A．①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會提高棚內CO2濃度，抑制細胞呼吸，并對次日的光合作用有利
答案　C
解析　①延長2小時人工照光，可以延長光合作用時間，提高有機物的制造量，A正確；②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上，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時細胞呼吸受抑制，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濃度升高，會抑制細胞呼吸，并對次日的光合作用有利，D正確。
6．將一植株放在密閉玻璃罩內，置于室外一晝夜，獲得實驗結果如圖所示。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．圖甲中的光合作用開始于C點之前，結束于F點之后
B．到達圖乙中的d點時，玻璃罩內CO2的濃度最高
C．圖甲中的F點對應圖乙中的g點
D．經過這一晝夜之后，植物體的有機物含量會增加
答案　C
解析　B點后二氧化碳的增加量減少，同時對應的時間為4點，表示B點時開始進行光合作用，C、F點表示光合速率等于呼吸速率，光合作用消失的點是F點之后，A正確；圖乙中d點表示光合速率等于呼吸速率，d點后光合速率大于呼吸速率，使二氧化碳的濃度減少，故d點時密閉容器的二氧化碳濃度最高，B正確；圖甲中的C、F點表示光合速率等于呼吸速率，與圖乙中的d、h點相符，即C點對應d點，F點對應h點，C錯誤；由于G點二氧化碳濃度低于A點，表明經過這一晝夜之后，二氧化碳的含量減少，植物進行光合作用積累了有機物，D正確。
7．(2020·北京西城二模)氣孔是由2個保衛細胞構成，保衛細胞吸水氣孔張開。如圖為蠶豆氣孔開度與胞內K＋和蔗糖濃度的關系，下列據圖分析錯誤的是(　　)
A．氣孔是植物水分散失和氣體進出的門戶
B．7：00～9：00氣孔開度增大與細胞內K＋濃度呈正相關
C．11：00～13：00氣孔開度增大的原因與蔗糖含量增加有關
D．16：00～18：00蔗糖含量迅速下降的原因是呼吸作用強度大于光合作用強度
答案　D
解析　氣孔是植物與外界進行氣體交換以及通過蒸騰作用散失水分的門戶，可通過保衛細胞的開閉作用來調節，A正確；由圖中曲線可知，7：00～9：00胞內K＋濃度逐漸增大，氣孔開度也增大，二者呈正相關，B正確；由圖示可知，11：00～13：00胞內蔗糖含量迅速增大，使細胞內液滲透壓增大，保衛細胞吸水增加，則氣孔開度增大，C正確；16：00～18：00胞內蔗糖含量迅速下降，是由于氣孔開度迅速減小，氣孔吸收CO2強度和蒸騰作用強度均減弱，使光合作用強度減弱，進而影響蔗糖的合成，而細胞內的蔗糖又會轉移到植物其他部位或轉化成其他物質而持續消耗，此過程呼吸作用強度和光合作用強度的大小無法判斷，D錯誤。
8．研究發現某水稻突變體的葉肉細胞中，葉綠素含量僅為野生型的一半，而CO2固定酶的活性顯著高于野生型。下圖為兩種植物在不同光照強度下的CO2吸收速率曲線。請回答下列問題：
(1)B點時，突變體的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率；P點前，限制突變體光合速率的主要環境因素是____________。若其他條件保持不變，只降低環境中CO2濃度，則B點將向________(填“左”或“右”)移動，原因是_______________________________________________。
(2)P點后，與突變體相比，野生型水稻的光合速率增速緩慢，最后不再增加，限制野生型水稻光合速率的主要內部因素是葉肉細胞中_______________；與野生型水稻的光合速率相比，突變體在P點前低而在P點后高的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)等于　光照強度　右　環境中CO2濃度降低，光合速率降低，呼吸速率不變，達到光補償點所需的光照強度增強
(2)CO2固定酶的活性　P點前光照弱，突變體葉綠素含量少，光反應弱，為暗反應提供的ATP、[H]少，光合速率低；P點后光照充足，光反應為暗反應提供的ATP、[H]充足，且CO2固定酶活性強，故突變體光合速率高于野生型水稻
考向3　測定光合速率的相關實驗
1　控制自變量的方法
光照強度
光照強度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進行控制
CO2
若確認CO2是光合作用的原料，應以CO2有無(如一組添加NaHCO3，另一組添加NaOH)為自變量
若確認CO2濃度對光合速率的影響，則應設置不同濃度的NaHCO3緩沖液
溫度
不同溫度可用不同恒溫裝置控制
　2　光合速率和呼吸速率的測定
(1)液滴移動法(氣體體積變化法)
①黑暗條件下，裝置甲中單位時間內紅色液滴左移的距離代表植物的O2吸收速率，即呼吸速率。②適宜光照下，裝置乙中單位時間內紅色液滴右移的距離代表凈光合速率。③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率
(2)黑白瓶法
將裝有水和光合植物的黑、白瓶置于不同水層中，測定單位時間內瓶中溶氧量的變化，借此測定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物僅能進行呼吸作用，白瓶透光，瓶中生物可進行光合作用和呼吸作用。因此，真正光合作用量(光合作用總量)＝白瓶中氧氣增加量＋黑瓶中氧氣減少量。
(3)葉圓片稱重法
原理
測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示，以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)
實驗過程
計算
凈光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S
(4)半葉法
①將植物對稱葉片的一部分(A)遮光或取下置于暗處，另一部分(B)則留在光下進行光合作用(即不做處理)，并采用適當的方法阻止兩部分的物質和能量轉移。②一定時間后，在這兩部分葉片的對應部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB，開始時二者相應的有機物含量應視為相等，光照后的葉片重量大于暗處的葉片重量，超出部分即為光合作用產物的量，再通過計算可得出光合速率。
(5)葉圓片上浮法
利用真空技術排出葉肉細胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中，在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮。根據在相同時間內上浮葉片數目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強度的大小。
9．如圖所示，將對稱葉片左側遮光右側曝光，并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移。在適宜光照下照射12小時后，從兩側截取同等單位面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b(單位：g)。下列相關敘述正確的是(　　)
A．所代表的是該葉片的呼吸速率
B．所代表的是該葉片的光合速率
C．所代表的是該葉片凈光合速率
D．所代表的是該葉片真正光合速率
答案　D
解析　a＝葉片原重－12
h呼吸消耗量，b＝葉片原重＋12光合量－12
h呼吸消耗量，即12
h光合量＝b－a，光合速率＝，D正確。
10．某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實驗：在葉柄基部做環剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續取下面積為1
cm2的葉圓片，烘干后稱其重量，M處的實驗條件是下午16時后將整個實驗裝置遮光3小時。則測得葉片葉綠體的總光合速率為(單位：g·cm－2·h－1，不考慮取葉圓片后對葉片生理活動的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響)(　　)
A．(3y－2z－x)/6
B．(3y－2z－x)/3
C．(2y－x－z)/6
D．(2y－x－z)/3
答案　A
解析　上午10時到下午16時之間的6個小時，植物既進行光合作用，也進行細胞呼吸，因此其重量變化表示凈光合量，則凈光合速率＝凈光合量/6＝(y－x)/6；而M處的實驗條件是下午16時后將整個實驗裝置遮光3小時，此時葉片只進行細胞呼吸，呼吸速率＝(y－z)/3；因此總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。
11．(2020·陜西省西安中學高三第二次模擬)某課外小組用傳感器測定了不同條件下250
mL有魚和無魚池塘水的溶解氧變化，獲得如下數據。下列說法正確的是
編號
1
2
3
4
5
條件
26
℃光照
26
℃黑暗
26
℃光照
10
℃光照
10
℃黑暗
材料
池水
池水
池水＋魚
池水
池水＋魚
2小時后的溶解氧變化(μg)
0.378
－0.065
－0.758
－0.03
－0.215
A．1號瓶池水中藻類光合作用產生的氧氣量為0.378
μg
B．4號瓶池水中藻類不能進行光合作用
C．26
℃條件下魚呼吸作用消耗的氧氣量為1.136
μg
D．池水中藻類光合作用的最適溫度為26
℃
答案　C
解析　1號瓶池水中藻類光合作用產生的氧氣量為0.378
μg＋0.065
μg＝0.443
μg，A錯誤；4號瓶有光照，池水中藻類可以進行光合作用，B錯誤；26
℃條件下魚呼吸作用消耗的氧氣量為0.378
μg＋0.758
μg＝1.136
μg，C正確；題目中只有10
℃和26
℃，無法確定池水中藻類光合作用的最適溫度，D錯誤。
12．某興趣小組利用綠葉和黃葉兩種青菜葉片為實驗材料，探究光照強度對光合作用的影響，實驗結果如表所示。
光照強度
7
min內葉圓片上浮的數量
綠葉
黃葉
弱光
1
0
中光
3
0
強光
5
1
下列推測不合理的是(　　)
A．環境溫度屬無關變量，對實驗結果無明顯影響
B．青菜葉葉圓片上浮的數量與葉綠素的含量有關
C．相同光照強度下，綠葉光合作用強度高于黃葉
D．該實驗可證明植物的光合作用強度受內外因素的共同影響
答案　A
解析　無關變量指可影響實驗結果，但與實驗探究目的無關的變量，該實驗中環境溫度屬于無關變量，A錯誤；青菜葉片上浮數量的多少反應了光合作用強度的高低，光合作用強度與葉片中的葉綠素含量呈正相關，B正確；對比三種光照條件下，綠葉和黃葉組的實驗結果，可知相同光照強度下，綠葉光合作用強度強于黃葉，C正確；由表中實驗結果可知，植物的光合作用強度受內外因素的共同影響，D正確。
13．某轉基因作物有很強的光合作用能力。某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合作用強度測試的研究課題，設計了如圖所示裝置。請你利用這些裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關問題。
(1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟如下：
①甲、乙兩裝置的D中都放入____________，乙裝置作為對照。
②將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進行________處理，放在溫度等相同且適宜的環境中。
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。
(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟如下：
①甲、乙兩裝置的D中放入___________________________________________________________________。
②把甲、乙裝置放在___________________________________________________________________。
③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。
(3)實驗進行30分鐘后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動情況如下表所示：
實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況
測定植物呼吸作用強度
甲裝置
______(填“左”或“右”)移1.5
cm
乙裝置
右移0.5
cm
測定植物凈光合作用強度
甲裝置
______(填“左”或“右”)移4.5
cm
乙裝置
右移0.5
cm
(4)假設紅墨水滴每移動1
cm，植物體內的葡萄糖增加或減少1
g，那么該植物的呼吸速率是_______g/h；白天光照15
h，一晝夜葡萄糖的積累量是_______g
(不考慮晝夜溫差的影響)。
答案　(1)①等量NaOH溶液　②遮光　(2)①等量NaHCO3溶液　②光照、溫度等相同且適宜的環境中
(3)左　右　(4)4　84
解析　測定呼吸作用強度要將植株遮光，并在容器中放NaOH吸收CO2，根據O2變化量計算出呼吸作用強度，測光合作用強度時，植株要在光下，且容器中放NaHCO3保證CO2濃度不變，根據O2變化量測出光合作用強度。乙裝置中紅墨水滴右移是環境因素(如氣壓等)對實驗產生影響的結果，甲裝置同樣也受環境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為(1.5＋0.5)×2＝4(g/h)；凈光合速率為(4.5－0.5)×2＝8(g/h)，白天光照15
h的凈光合量是8×15＝120(g)，一晝夜葡萄糖的積累量等于15
h的光合作用實際產生量減去24
h的呼吸作用消耗量，等同于15
h的凈光合量減去9
h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84(g)。
專題作業
[基礎測試]
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.
如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。
二、非選擇題
9．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：
實驗
實驗方法
觀察到的現象
1
向槍烏賊的神經細胞內注入微量的同位素24Na＋
—
—
神經細胞周圍溶液中出現24Na＋
2
同上
加入甲藥物
—
神經細胞周圍溶液中沒有出現24Na＋
3
同上
加入甲藥物
加入ATP
神經細胞周圍溶液中出現24Na＋
4
同上
加入乙藥物
—
神經細胞周圍溶液中沒有出現24Na＋
5
同上
加入乙藥物
加入ATP
神經細胞周圍溶液中沒有出現24Na＋
(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。
10．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：
加工溫度淀粉酶值加工時間
30
℃
40
℃
50
℃
60
℃
70
℃
1
h
10.9
10.9
10.9
8.3
8.3
2
h
10.9
10.9
10.9
8.3
6.5
3
h
10.9
8.3
6.5
5.0
5.0
(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)本實驗的目的是探究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
11．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。
[能力提升]
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．龍須菜是生活在近岸海域的大型經濟藻類，既能給海洋生態系統提供光合產物，又能為人類提供食品原料。某小組研究CO2濃度和光照強度對龍須菜生長的影響，實驗結果如下圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%，實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關說法錯誤的是(　　)
A．實驗中CO2濃度為0.03%的組是對照組
B．增加CO2濃度能提高龍須菜的生長速率
C．高光照強度下光反應速率快從而使龍須菜生長較快
D．選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素
答案　B
解析　大氣CO2濃度約為0.03%，實驗中CO2濃度為0.03%的組即為對照組，A正確；在高光強和低光強下，增加CO2濃度均不能提高龍須菜的生長速率，B錯誤；高光照強度下光反應速率遠高于低光照強度，從而使龍須菜生長較快，C正確；不同的光照強度對生長速率的影響不同，所以選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素，D正確。
玻璃瓶
氧含量
甲
4
mg
乙
5.2
mg
丙
3.3
mg
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(　　)
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(如下圖)。
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；線粒體的內、外膜中含有的蛋白質不同，其功能存在差異，D正確。
6．某研究小組使用小鼠跑步機實驗法研究小鼠不同運動強度下機體氧氣消耗量和血液中乳酸相對含量，結果如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．在運動狀態下，小鼠肌肉細胞CO2的產生部位是細胞質基質和線粒體
B．無氧呼吸只在第一階段生成少量的ATP，其余能量以熱能散失
C．運動強度為15米/分鐘時，無氧呼吸消耗的葡萄糖(mol)大約是有氧呼吸的3倍
D．研究可知提倡慢跑可以避免肌肉組織乳酸積累引起下丘腦形成酸脹感
答案　C
解析　小鼠肌肉細胞在進行無氧呼吸時的產物是乳酸，所以在運動狀態下，小鼠肌肉細胞CO2的產生部位只有線粒體，A錯誤；小鼠細胞無氧呼吸，只在第一階段釋放少量的能量，葡萄糖中的能量大部分轉移到乳酸中，釋放出的能量部分用于合成ATP，部分以熱能形式散失，B錯誤；分析圖可知，運動強度為15米/分鐘時，消耗的氧氣量和產生的乳酸含量基本相等，1
mol葡萄糖進行無氧呼吸能產生2
mol乳酸，而1
mol葡萄糖徹底分解消耗6
mol氧氣，所以此時，無氧呼吸消耗的葡萄糖大約是有氧呼吸的3倍，C正確；慢跑只能減少肌肉組織中乳酸的積累，不能避免酸脹感的形成且酸脹感的形成在大腦皮層，不在下丘腦，D錯誤。
7．下列對圖示有關實驗的說法中正確的是(　　)
A．若甲圖表示正在發生質壁分離的植物細胞，其吸水能力逐漸增強
B．乙圖用菠菜做色素提取與分離實驗，③呈藍綠色，其在層析液中溶解度最大
C．丙圖中培養酵母菌的錐形瓶應封口放置一段時間，目的是讓酵母菌繁殖
D．丁圖NaOH擴散進入含酚酞的瓊脂塊，紫紅色塊所占比值反映NaOH擴散速率
答案　A
解析　若甲圖表示正在發生質壁分離的植物細胞，細胞液的濃度逐漸增大，其吸水能力逐漸增強，A正確；乙圖用菠菜做色素提取與分離實驗，③是葉綠素a，呈藍綠色，它的含量最多，在層析液中溶解度最大的是胡蘿卜素，B錯誤；丙圖中培養酵母菌的錐形瓶應封口放置一段時間，主要目的是讓酵母菌進行有氧呼吸，消耗裝置中的氧氣，保證無氧條件，再接通澄清石灰水，保證使澄清石灰水變混濁的CO2只由無氧呼吸產生，C錯誤；丁圖表示NaOH擴散進入含酚酞的瓊脂塊，計算紫紅色區域的體積與整個瓊脂塊體積之比，能反映NaOH進入瓊脂塊的運輸效率，不同實驗組中NaOH進入瓊脂塊的速率是相同的，D錯誤。
8．下列有關細胞呼吸和光合作用原理的應用的敘述，不正確的是(　　)
A．稻田定期排水的目的是防止水稻根系進行無氧呼吸造成“燒苗”現象
B．利用淀粉和醋酸桿菌在有氧條件下可以生產食醋
C．白天升溫、夜間降溫的適當增大晝夜溫差的方法有利于植株有機物積累
D．種植的農作物施用有機肥可為其適當補充CO2和無機鹽從而增加產量
答案　A
解析　稻田定期排水的目的是防止水稻根系進行無氧呼吸產生酒精對植物根系起毒害作用，“燒苗”是農作物土壤或外界溶液濃度過高，導致植物細胞失水的現象，A錯誤；利用淀粉和醋酸桿菌在控制通氣的情況下，可以生產食醋，B正確；夜晚植物只進行呼吸作用消耗有機物，采用白天升溫、夜間降溫的適當增大晝夜溫差的方法有利于植株有機物積累，C正確；有機肥被微生物分解可產生二氧化碳和無機鹽，可為植物適當補充CO2和無機鹽從而增加產量，D正確。
二、非選擇題
9．汽車尾氣能使植物體內酶活力下降，酶活力降低的程度可作為衡量植株耐受性的重要指標。為探究不同植物葉片對汽車尾氣的耐受能力，研究人員將兩年生的香樟和杜鵑分別置于密閉氣室中，用相同濃度的汽車尾氣處理16
h，取葉片研磨后獲得葉片研磨液。用如圖裝置進行實驗，每組實驗測定4次，每次向錐形瓶中加入2
mL葉片研磨液后均測定5
min內的氣體收集量，結果如下表(單位：mL)。請回答下列問題：
次數植物
第1次
第2次
第3次
第4次
平均
香樟
對照組
2.1
2.0
2.2
2.1
2.1
實驗組
1.6
1.45
1.5
1.35
1.48
杜鵑
對照組
3.0
2.8
2.9
2.9
2.9
實驗組
1.8
1.9
2.0
1.9
1.9
(1)本實驗中對照組的處理方式是：將生理狀況相似的香樟或杜鵑置于____________的密閉氣室中放置16小時。
(2)本實驗用氣體產生量衡量酶活力的原因是_______________________。
(3)制備香樟和杜鵑的葉片研磨液時加入緩沖液，其目的是避免研磨過程中________的變化對H2O2酶產生影響。恒溫水浴設定為32
℃的原因是______________________________。
(4)統計氣體收集量時，對每種實驗材料均進行4次，并計算平均值，其目的是____________________。
(5)實驗表明：對汽車尾氣污染耐受力較強的植物是________，判斷的理由是______________________________

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