PAGE2-第1講ATP和酶[考綱展示]1.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)2.酶在代謝中的作用(Ⅱ)3.試驗：探究影響酶活性的因素考點一|ATP的結構和功能1．ATP的結構(1)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。(2)ATP的化學組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團。(3)ATP的結構簡式：A—P～P～P。(4)ATP中的能量：主要儲存在高能磷酸鍵中。2．ATP和ADP的相互轉化(1)轉化緣由：ATP的化學性質不穩定，遠離腺苷的那個高能磷酸鍵簡單斷裂與合成。(2)轉化關系及過程比較：項目ATP的合成ATP的水解反應式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up10(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up10(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)、化學能(細胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于各項生命活動反應場所細胞質基質、線粒體、葉綠體生物體的需能部位(3)ATP與ADP相互轉化的反應式。3．ATP的主要來源和功能(1)來源eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(動物和人：呼吸作用。,綠色植物：呼吸作用和光合作用。))(2)功能：細胞內的一種高能磷酸化合物，是細胞生命活動所需能量的干脆來源。[推斷與表述]1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)1個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團。(×)提示：1個ATP分子中含有1個腺嘌呤，1個核糖和3個磷酸基團。(2)ATP水說明放的能量可用于細胞內的吸能反應。(√)(3)淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。(×)提示：淀粉水解成葡萄糖時不合成ATP。(4)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡。(×)提示：細胞中的ATP與ADP的含量處于動態平衡狀態。(5)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源。(×)提示：無氧呼吸也能產生ATP。2．思索回答(規范表述)(1)ATP由哪幾個小分子組成？提示：由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基團組成。(2)人的心肌細胞比口腔上皮細胞新陳代謝旺盛，那么心肌細胞比口腔上皮細胞含有的ATP多嗎？提示：ATP在細胞中的含量很少，心肌細胞含有的ATP并不比口腔上皮細胞多，只是ATP與ADP的相互轉化快速。1．ATP的再生和功能(1)植物細胞可以通過光合作用和細胞呼吸形成ATP，而動物細胞只能通過細胞呼吸形成ATP。(2)植物光合作用光反應階段產生的ATP專用于暗反應，不用于其他生命活動；植物或動物細胞呼吸產生的ATP才能用于多種生命活動。(3)ATP水說明放的能量可用于主動運輸、發光發電、肌肉收縮、物質合成、大腦思索等。2．ATP產生速率與O2供應量之間的關系(1)A點表示在無氧條件下，細胞可進行無氧呼吸分解有機物，產生少量ATP。(2)AB段表示隨O2供應量增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多，ATP的產生速率隨之增加。(3)BC段表示O2供應量超過肯定范圍后，ATP的產生速率不再加快，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。◎考法1考查ATP的結構及其合成和利用1．(2024·菏澤期中)下列關于ATP的敘述，正確的是()A．ATP分子由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成B．細胞缺氧時細胞質基質中不能合成ATPC．細胞代謝加快時，ATP與ADP間的轉化加快D．線粒體和葉綠體合成的ATP均可用于物質跨膜運輸C[ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸基團組成，A錯誤；細胞缺氧時細胞質基質中進行無氧呼吸，能合成ATP，B錯誤；細胞代謝加快時，ATP與ADP間的轉化也會加快，C正確；葉綠體合成的ATP只用于暗反應，D錯誤。]2．(2024·福建師大附中期中)ATP是細胞的能量通貨，是生命活動的干脆能源物質，如圖為ATP的結構和ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法不正確的是()圖1圖2A．圖1中的a可以成為RNA的組成單位之一，b、c為高能磷酸鍵B．圖2中反應向右進行時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量C．ATP與ADP快速轉化依靠于酶的催化作用具有高效性D．ATP的合成總是伴隨有機物的氧化分解D[a表示腺嘌呤核糖核苷酸，b、c為高能磷酸鍵，A正確；ATP水解時，遠離腺苷的高能磷酸鍵易斷裂并釋放能量，B正確；酶的催化具有高效性，可催化ATP與ADP的快速轉化，C正確；植物細胞中的ATP可通過光合作用產生，D項錯誤。][誤區警示]1．誤認為ATP與ADP的相互轉化是可逆反應ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路和反應場所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉化并不是可逆反應，但物質可重復利用。2．誤認為細胞中含有大量ATP生命活動須要消耗大量能量，但細胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復利用，只要供應能量(光能或化學能)，生物體就可不斷合成ATP，滿意生命活動的須要。◎考法2ATP和酶的綜合考查3．(2024·長春高三質檢)下列有關酶和ATP的敘述中，正確的是()A．催化ATP合成和水解的酶相同B．酶合成過程伴隨ATP的合成C．酶催化的化學反應都消耗ATPD．ATP和某些酶都含有腺嘌呤D[酶具有專一性，催化ATP合成和水解的酶是不同的，A錯誤；酶合成過程伴隨ATP的水解，B錯誤；酶催化的化學反應不肯定須要消耗ATP，如催化的放能反應還能釋放能量產生ATP，C錯誤；ATP和某些酶(RNA)都含有腺嘌呤，D正確。]4．(2024·寧夏銀川一中月考)ATP(甲)是生命活動的干脆能源物質，據圖推斷下列敘述正確的是()A．在主動運輸過程中，乙的含量會明顯增加B．丙中不含磷酸鍵，是RNA基本組成單位之一C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成D．甲→乙和乙→丙過程中，其催化作用的酶空間結構相同C[生物體內ATP、ADP的含量比較少，且處于動態平衡；丙中含有一個一般磷酸鍵；甲→乙和乙→丙是不同的酶促反應，酶種類不同，其空間結構不同。]考點二|酶的本質、作用和特性1．酶的本質與作用(1)本質與作用化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核(真核細胞)來源一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產生酶作用場所細胞內、外或生物體外均可生理功能催化作用(2)作用機理①活化能：分子從常態轉變為簡單發生反應的活躍狀態所須要能量。②作用機理：降低化學反應的活化能。2．酶的特性(1)高效性①曲線分析：酶對應曲線A，無機催化劑對應曲線B，未加催化劑對應曲線C。(填字母)②結論：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更明顯，即酶的催化效率更高。(2)專一性①圖形分析a．寫出圖中所示的化學反應：Beq\o(→,\s\up10(A))E＋F。b．圖中C、D表示不能(填“能”或“不能”)被該酶催化的物質。②結論：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。(3)作用條件較溫柔：在最相宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結構穩定。[推斷與表述]1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)酶的基本組成單位是氨基酸。(×)提示：酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。(2)酶供應了反應過程所必需的活化能。(×)提示：酶的作用是降低活化能。(3)酶活性的發揮離不開其特定的結構。(√)(4)高溫柔低溫均能破壞酶的結構使其失去活性。(×)提示：低溫不破壞酶的結構。(5)酶活性最高時的溫度適合酶的保存。(×)提示：酶適合保存在低溫條件下。2．思索回答(規范表述)如圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學反應的能量變更過程。(1)圖中ab段的含義是什么？提示：ab段表示酶所降低的該化學反應所需的活化能。(2)該反應是吸能反應還是放能反應？你推斷的依據是什么？提示：放能反應。終態產物P所含的能量低于初態反應物A所含的能量。影響酶促反應的因素(1)溫度和pH圖甲和圖乙顯示：①在最適溫度(pH)時，酶的催化作用最強，高于或低于最適溫度(pH)，酶的催化作用都將減弱。②在肯定溫度(pH)范圍內，隨溫度(pH)的上升，酶的催化作用增加，超過這一范圍，酶的催化作用漸漸減弱。③過酸、過堿、高溫都會破壞酶的空間結構使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子空間結構未被破壞，溫度適當上升酶可復原活性。從圖丙和圖丁可以看出：pH或溫度的變更不影響酶作用的最適溫度或pH。(2)底物濃度和酶濃度甲乙①甲圖：在其他條件相宜、酶量肯定的狀況下，酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，但當底物達到肯定濃度后，受酶數量的限制，酶促反應速率不再增加。②乙圖：在底物足夠、其他條件相宜的狀況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。◎考法1考查對酶的本質、作用和特性的理解1．(2024·北京順義區期末)下列有關生物體內的酶敘述，正確的是()A．酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核糖核苷酸B．酶活性的變更與酶所處的環境的變更無關C．酶的空間結構破壞會導致其活性部分或全部丟失D．唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度均是37℃C[酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A錯誤；酶活性與其所處的作用條件有關，B錯誤；酶的空間結構破壞會導致其活性部分或全部丟失，C正確；唾液淀粉酶應低溫保存，D錯誤。]2．(2024·濰坊期中聯考)下列有關酶的敘述，正確的是()A．在人體的生命活動中，酶可起到催化和調整作用B．與無機催化劑不同，酶能降低化學反應的活化能C．酶都是由內分泌細胞合成的，具有高效性D．酶的作用條件比較溫柔，高溫可使酶失活D[在人體的生命活動中，酶起催化作用，不起調整作用，A項錯誤；與無機催化劑相比，酶降低化學反應的活化能更顯著，B項錯誤；一般來說，活細胞都能產生酶，具有高效性，C項錯誤；酶的作用條件比較溫柔，高溫會破壞酶分子的結構，使酶失活，D項正確。]◎考法2結合坐標圖考查酶的作用和特性[解題指導]“四步法”分析酶促反應曲線1．識標：“識標明變量”。明確酶促反應曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。2．析線：“析線理關系”。分析酶促反應曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變更而變更。“上升”“下降”“先升后降”“先升后穩”“水平”等。3．明點(特別點)：“抓點求突破”。明確酶促反應曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特別條件下的交點等表示的生物學含義。4．推斷：“先分后合巧辨析”。對多條酶促反應曲線圖，依據曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線干脆標出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，推斷曲線間有無聯系或找出相互關系，然后綜合分析。3．(2024·龍巖高三期末)圖甲表示人和植物的淀粉酶在不同pH條件下的活性，圖乙表示a、b、c三種酶的活性受溫度影響的狀況。下列說法正確的是()甲乙A．若環境由中性變成酸性，人淀粉酶的活性漸漸上升B．植物和人的淀粉酶活性相同時，pH也可以相同C．a、b酶活性相同時，溫度對酶的影響相同D．c酶的最適溫度應大于40℃B[據圖分析可知，人的淀粉酶在pH略微偏堿性的環境中活性最高，若環境由中性變成酸性，人淀粉酶的活性漸漸降低，A錯誤；植物和人的淀粉酶活性相同時，pH也可以相同，如圖中兩條曲線的交點，B正確；a、b酶活性相同時，溫度對酶的影響可能相同，也可能不同，C錯誤；c酶的最適溫度可能等于或大于40℃，D錯誤。]4．如圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝B時H2O2分解產生的O2量隨時間的變更。若該酶促反應過程中變更某一初始條件，以下變更正確的是()A．pH＝A時，E點下降，D點左移B．pH＝C時，E點為0C．溫度降低時，E點不移動，D點右移D．H2O2量增加時，E點不移動，D點左移C[O2的最大釋放量只與H2O2的量有關，與酶的活性無關，與pH＝B時相比，pH＝A時酶的活性下降，E點不變，D點右移；H2O2不穩定，在過氧化氫酶失活時，H2O2仍能分解；溫度降低時酶的活性降低，E點不變，但H2O2完全分解所用的時間延長，D點右移；增加H2O2量，E點上移，D點右移。]◎考法3考查酶特性的相關試驗探究5．(2024·濰坊期中)取5支試管，編號1、2、3、4、5，分別加入1.0mol/L的過氧化氫溶液2mL，進行下列試驗，據表分析下列敘述錯誤的是()試管編號12345加入物質蒸餾水銹鐵釘肝臟研磨液煮沸冷卻的肝臟研磨液肝臟研磨液＋NaOH試驗結果無氣泡少量氣泡大量氣泡無氣泡無氣泡A．在1號、2號、3號組成的比照試驗中，溫度是重要的無關變量B．2號和3號比照，說明酶有高效性C．3號比1號反應速率快是因為酶為反應過程供能D．3號和4號、5號比照，說明溫度、pH會影響酶活性C[酶不能為化學反應供應能量，3號比1號反應速率快是因為酶降低了化學反應的活化能。]6．(2024·湖北模擬)某同學進行了下列有關酶的試驗：甲組：淀粉溶液＋簇新唾液→加入斐林試劑→出現磚紅色沉淀乙組：蔗糖溶液＋簇新唾液→加入斐林試劑→不出現磚紅色沉淀丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林試劑→？下列敘述正確的是()A．丙組的試驗結果是“不出現磚紅色沉淀”B．三組試驗都應始終在37℃條件下進行C．該同學的試驗目的是驗證酶的專一性D．可用碘液代替斐林試劑進行檢測C[丙組的試驗結果應是“出現磚紅色沉淀”，A項錯誤；三組試驗加入斐林試劑后還應進行水浴加熱，B項錯誤；甲組和乙組比照，乙組和丙組比照驗證了酶的專一性，C項正確；碘液只能檢測淀粉是否分解，不能檢測蔗糖是否分解，因此不能用碘液代替斐林試劑進行檢測，D項錯誤。][方法總結]對比法驗證酶的高效性和專一性1．驗證酶的高效性設計思路：將用酶催化的反應與用無機催化劑催化的反應進行比照，驗證酶的催化效率比無機催化劑高。設計方案示例：2．驗證酶的專一性設計思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。設計方案示例：結論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專一性。說明：若驗證某種詳細酶的專一性，設計思路應當是該種酶作用與不同種底物。考點三|探究影響酶活性的因素(試驗)1．試驗原理(1)酶活性：酶對化學反應的催化效率。(2)探究溫度對酶活性的影響①反應原理②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，依據是否出現藍色及藍色的深淺來推斷酶的活性。(3)探究pH對酶活性的影響①反應原理：2H2O2eq\o(→,\s\up10(過氧化氫酶))2H2O＋O2(反應式)。②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛生香燃燒的狀況來檢驗O2產生量的多少。2．試驗流程與結論(1)探究溫度對酶活性的影響試驗操作試管編號123變量分析加入α-淀粉酶溶液1mL1mL1mL無關變量限制溫度60℃水浴沸水浴冰水浴自變量加入淀粉溶液2mL2mL2mL無關變量一段時間后混合混合混合無關變量滴加碘液1滴1滴1滴試驗現象不變藍變藍變藍因變量試驗結論高溫、低溫都影響酶的活性(2)探究pH對酶活性的影響試驗操作內容試管1試管2試管3注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH注入等量的3%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL視察試驗現象有大量氣泡產生無氣泡產生無氣泡產生將點燃的衛生香插入試管內液面的上方燃燒猛烈燃燒較弱燃燒較弱試驗結論過酸、過堿都影響酶的活性1．試驗變量限制的三個原則試驗變量限制原則實例自變量單一變量原則探究溫度對酶活性的影響試驗中只有溫度一個自變量無關變量等量相宜原則探究溫度對酶活性的影響試驗中pH為無關變量，不但相同，還要相宜因變量可觀測性原則探究溫度對酶活性的影響試驗中，依據淀粉遇碘變藍的顏色反應將不行觀測地反應直觀地顯現出來，便于試驗結果的觀測2.試驗材料的選擇(1)若選擇淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該試驗中需嚴格限制溫度。(2)在探究酶的相宜溫度的試驗中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作試驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響試驗結果。(3)不選用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，因為強酸強堿催化淀粉水解，這樣試驗中就存在兩個試驗變量，使試驗結果受到干擾。3．試驗操作過程(1)影響酶活性的因素主要有溫度、pH等。當考查其中一種因素對酶活性的影響時，其他因素是無關變量，要在試驗過程中保持相同且相宜。(2)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，肯定要把酶和底物在各自的溫度或pH下處理一段時間，然后再混合。1．(2024·龍巖高三質檢)某探討小組利用3%雞肝勻漿、3%H2O2溶液、pH緩沖液等，在相宜溫度下探究pH對過氧化氫酶活性的影響，試驗結果如下表。該試驗能得出的結論是()pH3.05.07.09.011.0酶活性(產生的氣泡個數/30)48252010A．過氧化氫酶具有高效性B．雞肝勻漿中過氧化氫酶最適pH肯定為7.0C．pH為7.0時提高溫度，酶活性會提高D．過氧化氫酶對酸性環境的耐受性低D[此試驗不涉及無機催化劑催化過氧化氫，無法說明過氧化氫酶具有高效性，A錯誤；表中設置的pH梯度不是足夠小，因此過氧化氫酶的最適pH不肯定是7，B錯誤；題目給定的為相宜溫度，因此當溫度提高時，酶的活性會降低，C錯誤。]2．(2024·福建模擬)某生物愛好小組為了探究pH對某種酶活性的影響，做了如下試驗。試驗步驟：一、取3支干凈的試管，編號為A、B、C，分別加入等量的酶溶液；二、在每支試管中加入等量的底物溶液；三、在A、B、C試管中加入等量的緩沖液，使pH分別穩定在5.0、7.0、9.0；四、將3支試管置于不同的溫度下，定時檢測產物濃度。請回答下列問題：(1)上述試驗步驟中存在兩處明顯錯誤，請更正。____________________________________________________________________________________________________________。(2)在試驗操作正確的狀況下，試驗結果如圖。①該試驗中酶促反應速率用________________________表示。試驗起先1min后A組產物濃度不再增加的緣由是______________________________________________________。②為進一步探究該酶作用的最適pH，應在pH為________范圍開展試驗。解析：(1)試驗步驟中，酶溶液和底物溶液混合后再用緩沖液調pH，這樣在達到設定的pH之前酶就發揮了作用，試驗結果不精確。試驗探討的是pH對酶活性的影響，溫度是無關變量，應相宜且相同。(2)該酶促反應速率是用單位時間內產物的生成量來表示的。1min后A組產物不再增加的緣由是底物完全分解。該酶的最相宜pH在0～7之間。答案：(1)應將步驟二、三依次調換；步驟四更正為：將3支試管置于最適溫度(或相同且相宜溫度)下，定時檢測產物濃度(2)單位時間內產物的生成量(或單位時間內產物濃度的變更量)底物的量有限(或底物濃度是肯定的)0～7.0(或大于0小于7)真題體驗|感悟高考淬煉考能1．(2024·全國卷Ⅱ)下列關于生物體中酶的敘述，正確的是()A．在細胞中，核外沒有參加DNA合成的酶B．由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D．唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度都是37℃C[本題考查酶的種類、分布、特性與保存。在細胞核外，葉綠體和線粒體中也含有參加DNA合成的酶，A錯誤；由活細胞產生的酶，在生物體外相宜的條件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在相宜條件下可催化試管中的淀粉水解，B錯誤；鹽析可使蛋白質沉淀，但不會破壞蛋白質的空間結構，析出的蛋白質仍可以溶解在水中，其化學性質不會發生變更，C正確；唾液淀粉酶催化反應的最適溫度是37℃，但保存時應在低溫條件下，D錯誤。]2．(2024·全國卷Ⅰ)若除酶外全部試劑已預保溫，則在測定酶活力的試驗中，下列操作依次合理的是()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C[在測定酶活力的試驗中，酶與底物混合后再用緩沖液調pH，這樣在達到設定pH之前酶就發揮了作用，試驗結果不精確，故緩沖液應在加入底物和酶之前加入，只有C項符合要求。]3．(2015·海南高考)ATP是干脆為細胞生命活動供應能量的有機物。關于ATP的敘述，錯誤的是()A．酒精發酵過程中有ATP生成B．ATP可為物質跨膜運輸供應能量C．ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量D．ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成D[ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成。]4．(2024·全國卷Ⅱ)為了探討溫度對某種酶活性的影響，設置三個試驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。回答下列問題：(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。(2)在時間t1之前，假如A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應的速度會________。(3)假如在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產物總量________，緣由是______________________________________________________。(4)生物體內酶的化學本質是________________，其特性有____________________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。解析：(1)在60℃條件下，反應的最終產物濃度比20℃和40℃條件下小許多，說明酶在60℃條件下最終失活。20℃與40℃條件下相比，40℃時酶促反應到達反應平衡的時間短，說明40℃條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，假如A組溫度提高10℃變成30℃，由該酶活性隨溫度的變更規律可知，30℃條件下的該酶活性大于20℃條件下的，那么A組酶催化反應的速度會加快。(3)t2時C組的產物濃度已不再增加，但由A組和B組t2時的產物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經變性失活。因此假如在時間t2時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的狀況下，t3時產物的總量也不會再增加。(4)生物體內酶的化學本質絕大多數是蛋白質，極少數是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且須要相宜的溫度和pH等。答案：(1)B(2)加快(3)不變60℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應產物總量也不會增加(4)蛋白質或RNA高效性和專一性第2講光合作用(Ⅰ)[考綱展示]1.光合作用的基本過程(Ⅱ)2.試驗：葉綠體色素的提取和分別考點一|捕獲光能的色素和葉綠體的結構1．葉綠體中色素的種類和顏色色素的種類色素的顏色葉綠素葉綠素a藍綠色葉綠素b黃綠色類胡蘿卜素葉黃素黃色胡蘿卜素橙黃色2.葉綠體中色素的汲取光譜分析由圖可以看出：(1)色素的功能：葉綠素主要汲取紅光和藍紫光；類胡蘿卜素主要汲取藍紫光。(2)色素汲取光的范圍：可見光的波長范圍大約是390～790nm，一般葉綠體中的色素只汲取可見光，對紅外光和紫外光不汲取。3．葉綠體的結構與功能(1)結構eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外部：①雙層膜,內部\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(②基質：含有與暗反應有關的酶,③基粒：由類囊體堆疊而成，分布有,色素和與光反應有關的酶))))↓確定(2)功能：進行光合作用的場所。↑證明(3)恩格爾曼的試驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照耀的部位。[推斷與表述]1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)葉綠素a和b主要汲取紅光和藍紫光。(√)(2)液泡中色素汲取的光能用于光合作用。(×)提示：葉綠體中色素汲取的光能用于光合作用。(3)葉片黃化，葉綠體對紅光的汲取增多。(×)提示：葉片黃化，說明葉綠體中的葉綠素削減，所以汲取紅光削減。(4)光合作用須要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中。(×)提示：基質中有酶分布，但沒有色素。(5)沒有葉綠體，細胞不能進行光合作用。(×)提示：藍藻細胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素能進行光合作用。2．思索回答(規范表述)(1)為什么高等植物的葉片一般呈現綠色？說出你的理由。提示：因為葉綠體中的色素幾乎不汲取綠光，綠光被反射出來，所以葉片一般呈現綠色。(2)入秋后，葉片漸漸變黃，試說明其緣由。提示：入秋后，氣溫漸漸降低，低溫可導致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩定，葉片中葉綠素含量削減，類胡蘿卜素含量增加，導致葉片變黃。(3)溫室或大棚種植蔬菜時，最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜？說明緣由。提示：無色透亮有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強度會減弱，不利于光合作用；而無色透亮的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強度較大，有利于光合作用的進行。1．葉綠體中的色素與葉片的顏色色素與葉片顏色正常綠色正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1，且對綠光汲取最少，所以正常葉片總是呈現綠色葉色變黃寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃葉色變紅秋天降溫時，植物體為適應寒冷，體內積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷漸漸降解，葉子呈現紅色2.影響葉綠素合成的三大因素3．葉綠體的結構與其功能相適應的特點(1)葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成，有巨大的膜面積。(2)葉綠體的類囊體薄膜上分布有汲取光能的色素。(3)葉綠體的類囊體薄膜和基質中有催化光合作用進行的酶。◎考法1考查葉綠體中色素的種類和作用1．(2024·淄博模擬)下列關于葉綠體色素在光合作用過程中作用的描述，錯誤的是()A．葉綠體色素與ATP的合成有關B．葉綠體色素參加ATP的分解C．葉綠體色素與O2和[H]的形成有關D．葉綠體色素能汲取和傳遞光能B[葉綠體色素具有汲取、傳遞和轉化光能的作用，并伴隨著水的光解和ATP的合成過程，故A、C、D項正確，B項錯誤。]2．將可見光通過三棱鏡后照耀到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該汲取光譜(圖中的數字表示光的波長，單位為mm，暗帶表示溶液汲取該波長的光后形成的光譜)。則該色素是()A．類胡蘿卜素 B．葉黃素C．胡蘿卜素 D．葉綠素aD[葉綠體中的葉綠素主要汲取紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要汲取藍紫光。從圖中可以看出，該色素主要汲取了紅光和藍紫光，所以該色素為葉綠素a。]◎考法2考查葉綠體的結構和功能3．(2024·重慶南開中學月考)下列關于葉綠體的敘述，正確的是()A．葉綠體的外膜、內膜極大地擴展了受光面積B．葉綠體基質中NADP＋能形成NADPHC．類囊體薄膜上的光合色素都可以汲取藍紫光D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原C[葉綠體擴大受光面積的不是外膜和內膜而是類囊體薄膜，A項錯誤；NADP＋形成NADPH的場所是基粒，B項錯誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能汲取藍紫光，C項正確；催化CO2的固定和還原的酶存在葉綠體的基質中，D項錯誤。]4．(2024·福建泉州模擬)在水稻葉肉細胞的葉綠體中，不會都發生的生理過程是()A．二氧化碳的生成與利用B．遺傳信息的轉錄與翻譯C．NADPH的生成與利用D．ATP的合成與水解A[葉綠體的基質可以發生二氧化碳的利用，但葉綠體中不會有二氧化碳的生成，A符合題意。葉綠體中因為含有少量DNA和RNA，所以能進行遺傳信息的轉錄和翻譯，B不符合題意。葉綠體中進行光合作用的光反應會產生NADPH，然后在暗反應中會利用NADPH，C不符合題意。在光反應中能合成ATP，在暗反應中會利用ATP，D不符合題意。]考點二|光合作用過程1．光合作用的總反應式CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up10(光能),\s\do15(葉綠體))(CH2O)＋O2。2．光合作用的過程(1)依據上圖分析光反應與暗反應的區分過程Ⅰ.光反應Ⅱ.暗反應場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質條件光、色素和酶多種酶原料水、NADP＋、ADP、Pi[H](NADPH)、ATP、CO2產物[H](NADPH)、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi物質變更①水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up10(光能))[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋Pieq\o(→,\s\up10(光能),\s\do15(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up10(酶))2C3②C3的還原：2C3eq\o(→,\s\up10(ATP、[H]),\s\do15(酶))(CH2O)＋C5能量變更光能→ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能(2)依據如圖分析光反應與暗反應的聯系①光反應為暗反應供應ATP和NADPH。②暗反應為光反應供應ADP、Pi、NADP＋。[推斷與表述]1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)光合作用光反應階段產生的[H]可在葉綠體基質中作為還原劑。(√)(2)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發生在葉綠體基質中。(×)提示：H2O在光下分解為[H]和O2的過程發生在葉綠體的類囊體薄膜上。(3)只供應光照，不供應CO2，植物可獨立進行光反應。(×)提示：在暗反應不能進行時，因光反應產生的[H]和ATP的積累，光反應也要停止。(4)在其他條件相宜狀況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中馬上起先連續取樣分析，在短時間內，葉綠體中C3和C5化合物含量都快速增加。(×)提示：突然停止光照后，C3增加，C5削減。(5)正常生長的綠藻，照光培育一段時間后，用黑布快速將培育瓶罩上，其葉綠體內CO2的固定馬上停止。(×)提示：光反應停止后，光反應產生的[H]和ATP仍可被暗反應利用一段時間。(6)土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖。(√)2．思索回答(規范表述)(1)光合作用過程中產生的ATP與細胞呼吸過程中產生的ATP的利用有什么不同？提示：光反應階段產生的ATP用于暗反應階段C3的還原和葉綠體中蛋白質、核酸的合成。細胞呼吸產生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動。(2)若突然停止對某正常植物的CO2供應，則該植物的葉綠體中C3的含量如何變更？嘗試分析其變更緣由。提示：略微削減。當CO2供應停止時，葉肉細胞間隙CO2濃度降低，CO2的固定速率降低。而光照強度不變的狀況下，[H]、ATP的供應速率不變，C3的還原速率幾乎不變，這樣，短時間內，C3的生成量削減，消耗量不變，故葉綠體中C3的含量會略有削減。1．光合作用C、H、O的轉移途徑(1)H：3H2Oeq\o(→,\s\up10(光反應))[3H]eq\o(→,\s\up10(暗反應))(C3H2O)。(2)C：14CO2eq\o(→,\s\up10(CO2的固定))14C3eq\o(→,\s\up10(C3的還原))(14CH2O)。(3)O：Heq\o\al(18,2)Oeq\o(→,\s\up10(光反應))18O2；C18O2eq\o(→,\s\up10(CO2的固定))C3eq\o(→,\s\up10(C3的還原))(CHeq\o\al(18,2)O)。2．環境變更時間合作用各物質含量的變更分析(1)分析方法：需從物質的生成和消耗兩個方向綜合分析。示例：CO2供應正常，光照停止時C3的含量變更(2)物質含量變更的比較條件光照由強到弱，CO2供應不變光照由弱到強，CO2供應不變CO2供應由足夠到不足，光照不變CO2供應由不足到足夠，光照不變C3含量增加削減削減增加C5含量削減增加增加削減[H]和ATP的含量削減增加增加削減(CH2O)的合成量削減增加削減增加(3)“模型法”表示C3和C5的含量變更①以上分析只表示條件變更后短時間內各物質相對含量的變更。②以上各物質變更中，C3和C5含量的變更是相反的，[H]和ATP含量變更是一樣的。◎考法1考查光合作用過程1．(2024·臨沂市期末)如圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中A～C表示相關物質。有關分析錯誤的是()A．圖中A為氧氣，可部分釋放到空氣中B．圖中B為NADPH，外界CO2濃度上升時，B的含量短暫上升C．該過程消耗的NADP＋和C來自于葉綠體基質D．該過程將光能轉化為化學能儲存在B和ATP中B[水的光解產物是氧氣和[H]，若光合作用強度大于呼吸作用強度，氧氣會部分釋放到空氣中，A正確；圖中B是在NADP＋、H＋和電子參加下形成的，為NADPH，當外界CO2濃度上升時，暗反應中生成的三碳化合物增多，則消耗的NADPH增多，導致NADPH的含量短暫降低，B錯誤；葉綠體基質中，暗反應消耗NADPH、ATP產生NADP＋、ADP，C正確；光合作用光反應過程中，將光能轉化成化學能儲存在ATP和NADPH中，D正確。]2.如圖為大豆葉片葉肉細胞光合作用暗反應階段的示意圖，下列敘述正確的是()A．CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變為C3中的化學能B．CO2可干脆被[H]還原，再經過一系列的變更形成糖類C．被還原的C3在有關酶的催化作用下，可再形成C5D．光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會上升C[1分子C5與1分子CO2結合，形成2分子C3的過程稱為CO2的固定，由圖可知，該過程沒有消耗ATP，不會將ATP中的化學能轉變為C3中的化學能，A錯誤。CO2須要先被固定為C3后才能被[H]還原，再經過一系列的變更形成糖類和C5，B錯誤。暗反應過程中，一些接受能量并被還原的C3經過一系列變更形成糖類，另一些接受能量并被還原的C3則經過一系列的化學變更形成C5，從而使暗反應階段的化學反應持續地進行下去，C正確。光照強度由強變弱時，光反應階段產生的ATP和[H]削減，導致C5的產生量下降，而CO2的固定在短時間內不受影響，故短時間內C5含量下降，D錯誤。][誤區警示]1．誤認為光反應中產生的ATP，可用于各項生命活動光合作用光反應產生的ATP只用于暗反應階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。2．誤認為沒有暗反應，光反應能獨立進行光反應為暗反應供應[H]和ATP，因此沒有光反應，暗反應不能進行。在暗反應不能進行時，因光反應產生的[H]和ATP的積累，光反應也要停止。3．誤認為光合作用只能在葉綠體中進行藍藻無葉綠體，但藍藻細胞中含有汲取光能的色素和催化光合作用的酶，也可進行光合作用。◎考法2考查環境條件變更對光合作用中物質含量的影響[解題指導]三步法推斷C3和C5含量的變更第一步：明確光合作用過程中物質的來源與去路：(1)ATP和[H]來源于Ⅰ過程，消耗于Ⅲ過程。(2)C3來源于Ⅱ過程，消耗于Ⅲ過程。(3)C5來源于Ⅲ過程，消耗于Ⅱ過程。其次步：分析外界條件的變更對光合作用過程的影響：(1)假如光照強度發生變更，則干脆影響過程Ⅰ，依次影響過程Ⅲ、Ⅱ。(2)假如CO2濃度變更，則干脆影響過程Ⅱ，依次影響過程Ⅲ、Ⅰ。第三步：依據外界條件的變更確定其影響C3和C5含量的變更：(1)在CO2供應不變時，變更光照條件：強→弱：ATP和[H]削減，C3還原減弱，C3消耗削減，C5產生削減，則C3含量增多，C5含量削減；反之則相反。(2)在光照不變時，變更CO2供應：足夠→不足：CO2固定減弱，C3產生削減，C5消耗削減，則C3含量削減，C5含量增多；反之則相反。3．(2024·菏澤檢測)如圖所示某陽生植物細胞在夏季晴天某一天內的光合作用過程中C3、C5化合物的數量變更。若其次天中午天氣由光照猛烈轉向陰天時，葉綠體中C3含量的變更、C5含量的變更分別相當于曲線中的()A．c→d段(X)，b→c段(Y)B．d→e段(X)，d→e段(Y)C．d→e段(Y)，c→d段(X)D．b→c段(Y)，b→c段(X)B[光照猛烈轉向陰天時，葉綠體中C3含量增多、C5含量削減。]4．(2024·衡水中學月考)光合作用的暗反應階段主要包括：C5和CO2結合生成C3，C3經一系列變更生成糖類和C5。為確定光合作用暗反應階段哪個反應間接依靠光，科學家利用小球藻進行試驗，結果如圖所示。請回答下列問題：(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細胞內的化學反應。欲探究14CO2中14C的轉移路徑，給小球藻供應14CO2后，應怎樣處理？____________________________________________________________________________________________________________。(2)暗反應階段間接依靠光照的反應是______________________，做出此推斷的依據是____________________________________________________________________。(3)若其他條件不變，突然降低光照條件下CO2的濃度，短時間內細胞中C3和C5含量的變更趨勢分別是_____________________________________________________________________________。解析：(1)據題意可知：欲探究14CO2中14C的轉移路徑，給小球藻供應14CO2后，應每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應進程，提取并鑒定含14C的物質。(2)分析圖示可知：當反應條件由光照變為黑暗時，C3含量上升而C5及各種中間產物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關，據此可推斷：暗反應階段間接依靠光照的反應是C3經一系列變更生成糖類和C5。(3)若其他條件不變，突然降低光照條件下CO2的濃度，導致CO2和C5結合形成C3和CO2固定過程減弱，新生成的C3削減，而原有的C3接著被還原為C5和糖類，所以短時間內細胞中C3含量降低，C5含量上升。答案：(1)每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應進程，提取并鑒定含14C的物質(2)C3經一系列變更生成糖類和C5當反應條件由光照變為黑暗時，C3含量上升而C5及各種中間產物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關(3)C3含量降低，C5含量上升考點三|葉綠體中色素的提取和分別(試驗)1．試驗原理有機溶劑無水乙醇溶解度2．試驗步驟3．試驗結果色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度胡蘿卜素橙黃色最少最高最快葉黃素黃色較少較高較快葉綠素a藍綠色最多較低較慢葉綠素b黃綠色較多最低最慢1．試驗留意事項留意事項操作目的提取色素選簇新綠色的葉片使濾液中色素含量高研磨時加無水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和愛護色素快速、充分研磨防止乙醇過度揮發，充分溶解色素盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發和色素氧化分別色素濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散濾液細線要細、齊、直使分別出的色素帶平整不重疊濾液細線干燥后再畫一兩次使分別出的色素帶清楚分明濾液細線不觸及層析液防止色素干脆溶解到層析液中2.綠葉中色素提取和分別試驗異樣現象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的緣由分析①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②運用放置數天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊：沒經干燥處理，濾液線不能達到細、齊、直的要求，使色素擴散不一樣造成的。(3)濾紙條看不到色素帶：①遺忘畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條只呈現胡蘿卜素、葉黃素色素帶：遺忘加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。1．(2024·河北三市聯考)下列有關綠葉中色素的提取和分別試驗的敘述中，正確的是()A．葉綠素的提取須要加入層析液作為提取液B．過濾時應運用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口C．分別色素時應將濾液細線置于層析液中D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列依次不同B[提取葉綠素運用無水乙醇，層析液用于分別色素；過濾時運用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發性強的無水乙醇揮發；分別色素時不能將濾液細線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經過紙層析后，在濾紙上的排列依次相同，色素帶粗細可能不同。]2.從種植于室內一般光照和室外強光光照下的同種植物分別提取葉片的葉綠體色素，用紙層析法分別，結果如圖。下列推斷正確的是()A．室內植物葉片偏黃B．室外植物葉片偏綠C．室外植物葉片胡蘿卜素含量>葉黃素含量D．室內植物葉片葉綠素a含量>葉綠素b含量D[紙層析法從下往上依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。由圖可知，室內植物葉綠素含量多于室外植物，因此室內植物偏綠，室外植物偏黃；室外植物胡蘿卜素含量少于葉黃素含量；室內植物葉綠素a含量多于葉綠素b含量。]3．(2024·河北冀州中學其次次段考)如圖表示用韭菜宿根進行的相關比照試驗流程。下列敘述錯誤的是()A．提取色素時，要加入SiO2和CaCO3進行充分研磨B．色素在濾紙條上分別的緣由是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同C．試驗結果①可說明葉綠素合成須要光照D．試驗結果②表明韭菜中提取的色素汲取光的種類更多B[提取色素時加入二氧化硅是為了研磨充分，而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞，A正確；色素在濾紙條上分別的緣由是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯誤；試驗結果①色素帶不同，可說明葉綠素合成須要光照，C正確；試驗結果②表明韭菜中提取的色素汲取光的種類更多，D正確。]4．某生物小組以簇新菠菜葉為材料進行葉綠素提取的探究試驗，結果如下表：試驗一試驗二二氧化硅粒徑/目用量/g205010020013579葉綠素含量/mg·g－10.6110.6990.5930.5920.4900.6480.6100.5750.553注：“目”表示顆粒大小的單位，且目數越大粒徑越小；“葉綠素含量”表示每克葉中葉綠素的提取量。回答下列問題：(1)以上試驗的目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)提取葉綠素的試驗原理是________________________________________________________________________________________________________________________________，試驗中二氧化硅的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)依據試驗一的結果，試驗二最好選用________目的二氧化硅。在試驗二中，粒徑大小屬于________變量。(4)若試驗運用的菠菜培育于缺鎂培育液中，則提取到的葉綠素含量將________(填“上升”“下降”或“不變”)。解析：(1)試驗一的自變量是二氧化硅的粒徑，試驗二的自變量是二氧化硅的用量，兩個試驗的因變量是葉綠素含量，因此試驗目的是探究二氧化硅粒徑和用量對葉綠素提取量的影響。(2)葉綠素可以溶于無水乙醇等有機溶劑中，提取葉綠素時加入二氧化硅的作用是有助于研磨充分。(3)由試驗一可知粒徑為50目時提取葉綠素含量最多；試驗二二氧化硅的用量是自變量，粒徑大小是無關變量。(4)鎂是合成葉綠素的必需元素，在缺鎂的培育液中培育，提取到的葉綠素含量將下降。答案：(1)探究二氧化硅粒徑和用量對葉綠素提取量的影響(2)葉綠素能溶解在無水乙醇等有機溶劑中有助于研磨得充分(3)50無關(4)下降真題體驗|感悟高考淬煉考能1．(2024·北京高考)光反應在葉綠體類囊體上進行。在相宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍色漸漸變為無色。該反應過程中()A．須要ATP供應能量B．DCIP被氧化C．不須要光合色素參加D．會產生氧氣D[