第1講酶和ATP考綱考頻考情分析1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)(2014·T5，2013·T9)2．ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)3．實驗：探究影響酶活性的因素(2013·T9)1.趨勢分析：(1)酶的特性及影響因素常以曲線、圖表形式或實驗探究、分析評價形式進行考查。(2)ATP部分命題頻率低，多融合到代謝(或生理)過程中與其他知識點一起考查。2．備考指南：(1)復習時通過構建溫度、pH和底物濃度對酶促反應速率影響的數學模型加深對酶特性的理解。(2)聯系細胞內穩定的能量供應系統復習ATP知識。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))RNAeq\o(□,\s\up1(2))催化作用eq\o(□,\s\up1(3))顯著降低活化能eq\o(□,\s\up1(4))專一性eq\o(□,\s\up1(5))溫度、pHeq\o(□,\s\up1(6))A—P～P～Peq\o(□,\s\up1(7))Aeq\o(□,\s\up1(8))Peq\o(□,\s\up1(9))～eq\o(□,\s\up1(10))ADP＋Pi＋能量eq\o(□,\s\up1(11))細胞呼吸eq\o(□,\s\up1(12))直接能源物質[鏈接思考]1．酶與ATP在細胞內的合成場所有什么不同？提示：酶的合成場所是核糖體、細胞核，ATP的合成場所是細胞質基質、線粒體、葉綠體。2．酶與ATP在細胞代謝中有怎樣的聯系？提示：在細胞合成代謝中需要與物質合成代謝有關的酶類，常需要ATP提供能量；在細胞分解代謝中需要與物質分解代謝有關的酶類，常伴隨著ATP的合成；另外，ATP自身的合成與分解必須有酶的催化。[真題自測]判一判(1)淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖和細胞中由氨基酸合成新的肽鏈都不需要ATP提供能量(2014江蘇，14CD)()(2)乙醇在人體內的代謝過程如圖：乙醇eq\o(→,\s\up7(氧化),\s\do5(肝臟))乙醛eq\o(→,\s\up7(氧化))乙酸→CO2、H2O由上圖得乙醇轉化為乙酸發生的氧化反應，均由同一種氧化酶催化(2014重慶，5A)()(3)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物(2013全國Ⅱ，6D)()(4)利用水浴加熱提高胡蘿卜素的萃取效率，不涉及降低化學反應活化能(2013四川，4D)()(5)細胞中的內質網的膜不能合成ATP(2012北京，1C)()(6)高溫和低溫均能破壞酶的結構使其失去活性(2009重慶，1A)()(7)適宜光照下，葉綠體和線粒體合成的ATP都需要O2(2009上海，24A)()(8)人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等(2008天津，6①)()提示：(1)×。在適宜的溫度、pH條件下、淀粉酶催化淀粉水解，此過程不需要消耗ATP提供的能量；氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈需要消耗ATP提供的能量。(2)×。酶具有專一性，在乙醇轉化為乙酸的代謝過程中至少經歷兩個步驟，需要不同的酶催化。(3)√。絕大多數酶的化學本質是蛋白質，酶在一些化學反應中可作為催化劑，而在另一些化學反應中，則可能作為底物被相關蛋白酶分解。(4)√。沒發生化學反應，也無催化劑的使用。(5)√。內質網膜上不能產生ATP。(6)×。高溫使酶的結構被破壞失去活性，低溫使酶活性降低。(7)×。葉綠體合成ATP不需要O2，線粒體基質中進行的有氧呼吸第二階段也不需要O2。(8)×。人在安靜時只進行有氧呼吸，在劇烈運動時骨骼肌細胞可進行無氧呼吸來獲得部分能量，而有氧呼吸與無氧呼吸消耗相同葡萄糖時產生ATP的量不相等。命題點1以曲線、實驗為載體考查酶的作用和特性下列關于酶的敘述，正確的是(多選)()A．用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質，處理后的核糖體催化氨基酸的脫水縮合反應，如圖1甲由此可推測核糖體中能催化該反應的物質是蛋白酶(2014福建，1A改編)B．滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率，涉及降低化學反應活化能的原理(2013四川，4C改編)C．激素都是通過影響靶細胞內酶活性來調節細胞代謝(2013安徽，2A)D．如圖2表示酶活性與溫度的關系，當反應溫度由t2調到最適溫度時，酶活性下降(2009寧夏，2A改編)E．查詢資料得知，18℃時，在不同pH條件下大菱鲆(我國重要的海水經濟魚類)消化道各部位蛋白酶活性如圖3。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是幽門盲囊蛋白酶(2012福建，28改編)[解析]核糖體是由RNA和蛋白質組成的，用蛋白酶將其蛋白質除去后，處理后的核糖體仍可催化氨基酸發生脫水縮合反應，說明起催化作用的成分是RNA，A錯誤。FeCl3起催化劑的作用，B正確。激素不全是通過影響靶細胞內酶活性來調節細胞代謝的，有的激素可以直接調節某一代謝過程，C錯誤。在沒有使酶失活的范圍內，酶活性可隨溫度的變化而變化，D錯誤。從圖3可知，三種蛋白酶在各自最適pH值下，幽門盲囊蛋白酶對應的酶活性值最大，所以催化效率最高，E正確。[答案]BE思維拓展(1)加熱和加催化劑都能使物質加快分解(如H2O2)，其原理一樣嗎？提示：不一樣。前者是使H2O2分子得到能量，由常態變為容易分解的活躍態；而后者是降低了H2O2分解反應的活化能。(2)下圖表示酶的哪一作用特點？提示：專一性。(3)在下面坐標圖中繪出加入酶和加入無機催化劑的曲線。提示：(4)分析圖1，分別在圖2、圖3的坐標系中繪出在適宜pH，33℃、35℃、37℃條件下的相應曲線。圖2圖3提示：圖2圖3(5)能否使用斐林試劑鑒定麥芽糖酶是否完成對麥芽糖的催化分解？提示：不能。因為麥芽糖和其水解產物葡萄糖均為還原糖。(6)與酶一樣具有特異性的物質有哪些？提示：激素、抗體、tRNA、神經遞質、淋巴因子等。1．多種因素對酶促反應的影響(1)分析甲圖可知：反應溶液中溫度的變化不影響酶作用的最適pH。(2)分析乙圖可知：反應溶液中酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。2．與酶活性相關的問題分析(1)溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反應速率的。(2)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性。(3)分析與酶有關曲線時首先要弄清橫坐標、縱坐標表示的意義，其次再分析影響該曲線的因素有幾個，一般情況下，曲線未達到飽和時，影響因素是橫坐標的因素，達到飽和穩定狀態后限制因素是除橫坐標因素之外的其他因素。猜想1啤酒生產時，麥芽中多酚氧化酶(PPO)的作用會降低啤酒質量，因此，制備麥芽的過程中需降低其活性。如圖為不同pH和溫度對PPO活性影響的曲線。下列敘述錯誤的是()A．PPO能催化多酚類物質的生化反應B．相同溫度時，pH為7.8的環境下酶促反應產物比pH為8.4時的少C．在制備麥芽的過程中應將反應條件控制在溫度80℃、pH8.4D．高于90℃，若PPO發生熱變性，一定溫度范圍內溫度越高變性越快解析：選C。本題考查與酶特性有關的曲線分析。PPO為多酚氧化酶，根據酶的專一性，可推知PPO能催化多酚類物質的生化反應。根據圖示，在相同溫度下，pH為8.4的條件下PPO活性最高，故pH為7.8的環境下酶促反應產物比pH為8.4時的少。由于麥芽中PPO的催化作用會降低啤酒質量，故制備麥芽的過程中PPO活性越低越好。若PPO發生熱變性，則在高于90℃時，隨著溫度的升高PPO變性越來越快。[解題模板]解答坐標曲線題的“三步曲”命題點2結合曲線、圖表和新情景材料考查與酶相關的實驗設計某校生物興趣小組通過完成“探究溫度對酶活性的影響”這一實驗獲得如左下圖所示的實驗結果，圖中顯示，溫度為T1和T2時，淀粉酶的活性相同。為驗證這一結論，他們又進一步設計了如下實驗。請分析并回答相關問題。(1)實驗步驟：①取四支試管，編號為a、b、c、d，向a、b試管中各加入5mL質量分數為5%的淀粉溶液；向c、d試管中各加入2mL________溶液。②將a、c試管和b、d試管分別置于溫度為T1、T2的恒溫水浴箱中保溫10分鐘。③將c、d試管中的溶液分別加入a、b試管中，搖勻后繼續在各自恒溫水浴箱中保溫10分鐘。④從a、b試管中取________溶液，分別倒入U形管(如圖所示，已知溶液中的淀粉及其分解產物均不能通過U形管底部的半透膜)的A、B兩側，并標記液面的起始高度。⑤一段時間后觀察______________的變化。(2)實驗結果預測：______________________________________________________。(3)實驗結論：__________________________________________________________。[解析]本題主要考查設計實驗要遵循的原則，如單一變量原則、對照原則和等量原則等。①因a、b試管中已加入淀粉溶液，故c、d試管中應加入淀粉酶溶液。④根據等量原則，從a、b試管中取的溶液量一定要相等。⑤該實驗的因變量為淀粉分解的量，可通過觀察U形管兩側液面高度的變化來推出。因溶液中的淀粉及其分解產物不能通過U形管底部的半透膜，淀粉分解得越多，溶液的物質的量濃度越大，吸水能力就越強，液面也會越高。若實驗結果為A、B兩側液面高度相同(或無變化)，則證明當溫度為T1、T2時，淀粉酶的活性相同。[答案](1)①淀粉酶④等量⑤兩側液面高度(2)A、B兩側液面高度無變化(3)溫度為T1、T2時淀粉酶的活性相同思維拓展(1)本實驗的自變量是什么？本實驗需要控制的主要無關變量有哪些？提示：溫度。pH、淀粉溶液的量、淀粉酶溶液的濃度(任寫兩項)。(2)若進一步探究上題中該淀粉酶的最適溫度Tm，實驗又該如何設計？(寫出大致思路)提示：在T1至T2間縮小溫度梯度，設置多個實驗觀察反應物剩余量的變化。(3)在探究酶的最適溫度(最適pH)時，底物和酶應做怎樣的處理后才混合，以使反應一開始便達到預設溫度(pH)?提示：混合前，將底物與酶調到預設溫度(pH)一段時間。(4)下述曲線不正確的是()提示：①。低溫時，酶的活性不為0，溫度過高時，酶變性失活。(5)分析下面的曲線，唾液淀粉酶最適溫度是多少？提示：不低于35℃。(6)將某一溶液pH直接由1升到8的過程中淀粉酶活性怎樣變化？原因是什么？提示：不變。淀粉酶已經失去活性。1．驗證類實驗名稱實驗組對照組實驗組衡量標準驗證酶是RNA待測酶液＋吡羅紅染液已知RNA液＋吡羅紅染液是否出現紅色驗證酶具有催化作用底物＋相應酶液底物＋等量蒸餾水底物是否被分解驗證酶的專一性底物＋相應酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液底物是否被分解驗證酶具有高效性底物＋相應酶液底物＋等量無機催化劑底物分解速率2.探究類——探究酶的最適溫度或最適pH(1)實驗設計思路eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(底物t1溫度（或pH1）下＋酶t1溫度（或pH1）下,底物t2溫度（或pH2）下＋酶t2溫度（或pH2）下,???,底物tn溫度（或pHn）下＋酶tn溫度（或pHn）下))eq\o(→,\s\up7(檢測))eq\a\vs4\al(底物的分,解量（或剩,余量）或產,物的生成量)(2)實驗設計程序猜想220世紀60年代后，醫院開始用淀粉酶替代酸來分解淀粉。如圖所示為某同學探究不同pH條件下淀粉酶對淀粉的分解作用的實驗結果。據圖分析，下列說法不正確的是()A．應先將各組試管溶液pH分別調到設定數值再混合B．pH為3和9的兩支試管中淀粉酶的活性相同C．將pH為13的溶液調到pH為7后試管中淀粉含量基本不變D．淀粉酶降低淀粉分解反應活化能的作用比酸更顯著解析：選B。探究不同pH條件對淀粉酶活性影響的實驗操作中，應先將各組試管溶液pH分別調到設定數值，再加入淀粉酶。根據圖示，淀粉剩余量相對值越大，說明在此pH條件下酶活性越低。pH為3和9的兩支試管中雖然淀粉剩余量相同，但由于酸也能促進淀粉的分解，故其淀粉酶的活性不相同。pH為13時淀粉基本沒有被分解，且強堿能使酶變性失活，故調到pH為7后淀粉含量基本不變。由于pH為7時淀粉酶的活性最大，故說明淀粉酶降低淀粉分解反應活化能的作用比酸更顯著。[解題模板]實驗分析類的一般解題思路方法(1)從實驗目的和實驗材料入手，分析實驗假設，并做出預期。(2)總結概括實驗原理，研究分清自變量與因變量，聯系基本知識，在自變量與因變量之間建立關聯。(3)分析實驗結果(現象)產生的原因，并由結果得出結論。猜想3下面是某同學所做的有關過氧化氫在不同條件下分解的驗證性實驗。一、實驗材料和用具：新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液、體積分數為3%的過氧化氫溶液、質量分數為3.5%的FeCl3溶液、新鮮的馬鈴薯泥、蒸餾水、酒精燈、溫度計等。二、實驗步驟步驟試管編號abcde加入試劑3%H2O22mL3%H2O22mL3%H2O22mL3%H2O22mLH2O2mL設置反應條件常溫常溫常溫0℃常溫蒸餾水FeCl3溶液肝臟研磨液煮熟的肝臟研磨液肝臟研磨液劑量2滴2滴2滴2滴2滴觀察氣泡產生請根據該實驗回答下列問題。(1)在上述實驗中，產生氣泡最多的試管是________號，原因是：________________________________________________________________________。(2)如果僅將上述實驗條件由常溫改為90℃水浴，重復實驗，氣泡產生最多的試管是________號。(3)假如b、c兩試管的實驗現象均不明顯，從所給的實驗材料分析，原因可能是：__________________________。該同學設計e組的實驗目的是：________________________________________________________________________。(4)假若a～d號的實驗都是為了驗證酶的某項特性而設置的對照，那么，實驗組設置的不科學的是________號，主要違背了____________原則，應如何改進？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)假若要證明馬鈴薯中也含有過氧化氫酶，你的實驗設計思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由于酶在適宜條件下具有高效性，因此滴加新鮮肝臟研磨液的c試管產生氣泡最多。(2)90℃時酶活性喪失，加FeCl3溶液的b試管在高溫下產生氣泡最多。(3)b、c兩試管加了催化劑而實驗現象卻均不明顯，從實驗材料分析，可能是H2O2溶液放置時間過長而分解所致。(4)d試管的設計存在兩個變量，即溫度和酶的活性，將0℃改成常溫即可。(5)要證明馬鈴薯中也含有過氧化氫酶，需再增設兩組實驗，處理方法參考c試管。如果f試管(含馬鈴薯泥)產生大量氣泡而經高溫處理過的馬鈴薯泥產生的氣泡很少，說明馬鈴薯中也含有過氧化氫酶。答案：(1)c酶在適宜條件下具有高效性(2)b(3)H2O2溶液因放置時間過長而分解排除肝臟研磨液中其他物質對實驗結果的影響(合理即可)(4)d單一變量將0℃改為常溫(5)再增設兩組實驗，分別編號為f、g，實驗處理方法同c組，只是將滴加肝臟研磨液分別改為加入馬鈴薯泥和高溫處理過的馬鈴薯泥(對g組設置可不作要求)[解題模板]對于驗證、探究或評價性實驗題，依照下列模板進行：第一步，分析實驗目的，確定自變量與因變量(檢測指標)。第二步，明確實驗原理(新情景題的題干中會有提示，要注意提煉)。第三步，準確書寫實驗步驟，注意遵循實驗的對照原則、單一變量原則及科學性原則。酶相關實驗常常是用表格形式呈現實驗步驟。第四步，如果是選擇題，要依據實驗原理、實驗原則、所學的生物知識進行綜合分析，然后作出判斷；如果是非選擇題則應注意聯系教材知識綜合分析，以確定所填答案。命題點3結合細胞代謝考查ATP的結構、轉化與利用(2014·高考全國大綱卷)ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物，下列有關ATP的敘述，錯誤的是()A．線粒體合成的ATP可在細胞核中發揮作用B．機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATPC．在有氧與缺氧的條件下細胞質基質中都能形成ATPD．植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用[解析]A項，細胞核中無法進行呼吸作用，它所需要的ATP主要由細胞質中的線粒體提供。B項，ATP是生命活動的直接能源物質，機體時刻都在消耗ATP。C項，有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細胞質基質中進行，均有ATP形成。D項，根細胞吸收礦質元素離子主要是通過主動運輸的方式進行的，其消耗的能量來源于呼吸作用產生的ATP。[答案]B思維拓展(1)ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是什么？提示：腺苷。(2)寫出下列不同物質中“A”代表的含義提示：①ATP中的“A”為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成；②DNA分子中的“A”為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成；③RNA分子中的“A”為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成；④核苷酸中的“A”為腺嘌呤。(3)靜息電位狀態下K＋外流，動作電位狀態下，Na＋內流需要消耗ATP嗎？提示：不消耗。(4)研究發現，劇烈運動時肌細胞缺氧，葡萄糖消耗增加，但ATP的生成量沒有明顯增多，原因是什么？提示：肌肉細胞進行厭氧呼吸，合成的ATP少。(5)心肌細胞與口腔上皮細胞相比，哪一細胞內ATP含量多？提示：二者含量基本相同。(6)繪出生物細胞ATP產生量與氧氣供給量之間的曲線圖。提示：ATP與ADP轉化發生的場所及相關生理過程轉化場所ATP→ADPADP→ATP細胞膜葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等物質的主動運輸否細胞質基質許多生化反應的進行消耗ATP細胞呼吸產生ATP葉綠體暗反應消耗光反應產生的ATP光反應產生ATP線粒體自身DNA復制等物質合成消耗ATP有氧呼吸第二、三階段產生ATP核糖體氨基酸合成蛋白質消耗ATP否高爾基體植物細胞形成細胞壁，動物細胞形成分泌物等消耗ATP否內質網有機物的合成、運輸等消耗ATP否細胞核DNA的復制、轉錄等消耗ATP否中心體形成紡錘體，牽引染色體移動等消耗ATP否猜想4(原創題)ATP是生命活動的直接能源物質，據圖判斷有關敘述錯誤的是()A．黑藻細胞內甲→ATP的過程不只發生在細胞質基質B．乙中不含高能磷酸鍵，是RNA基本組成單位之一C．丙中包括腺嘌呤和核糖，丁可用于某些脂質的合成D．圖2需ATP提供能量且需要經過圖1所示的整個過程解析：選D。由題圖可知，甲為ADP，乙為AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，丙為腺苷，丁為磷酸。黑藻細胞內可以進行光合作用和呼吸作用，ADP→ATP的過程可能發生在細胞質基質(有氧呼吸第一階段)、線粒體(有氧呼吸第二、三階段)和葉綠體類囊體薄膜上(光合作用的光反應階段)，A項正確。乙中無高能磷酸鍵，是RNA的基本組成單位之一，B項正確。腺苷由腺嘌呤和核糖組成，磷酸可用于某些脂質的合成，如磷脂，C項正確。ATP→ADP的過程為生命活動提供能量，D項錯誤。[易錯點撥]解答ATP的結構與功能試題要注意的問題(1)注意其結構特點，即含有兩個高能磷酸鍵，且遠離腺苷的那個容易斷開。(2)應注意動物和植物體內ATP的來源不同，前者主要通過細胞呼吸產生，場所是細胞質基質和線粒體；后者的形成途徑包括細胞呼吸和光合作用的光反應階段，場所包括細胞質基質、線粒體和葉綠體，光反應階段產生的ATP僅用于光合作用的暗反應，其他生命活動所需能量由細胞呼吸來提供。(3)“物質合成”如細胞分裂間期蛋白質的合成和DNA的復制、葡萄糖合成糖原、甘油和脂肪酸合成脂肪等，需要消耗ATP，但蛋白質在消化道內被消化為氨基酸的過程，不消耗ATP。(4)“神經傳導”在神經纖維上表現為動作電位，需要消耗ATP；在突觸上，進行神經遞質的合成與釋放，需要消耗ATP。猜想5下列有關ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP中的能量可以來源于光能或化學能B．人體細胞合成ATP時不一定都需要氧氣的參與C．人體在緊張或憤怒狀態下，細胞內產生ATP的速率大大超過產生ADP的速率D．人體劇烈運動中，機體通過神經和體液調節，使細胞產生ATP的速率迅速增加解析：選C。光合作用光反應階段產生的ATP中的能量來源于光能，呼吸作用過程分解有機物釋放出來的一部分能量儲存于ATP中，A正確。人體細胞呼吸的第一、二階段或無氧呼吸產生ATP不需要氧氣的參與，B正確。在任何狀態下，機體ATP的合成和分解都處于動態平衡狀態，C錯誤。劇烈運動時，機體通過神經和體液調節使有機物分解加快、ATP合成加快，D正確。[易錯點撥]關于ATP與能量誤區分析(1)光能是生物體生命活動所需能量的根本來源，但不是直接能源物質。(2)能量不能循環。例如：ATP與ADP的相互轉化屬于可逆反應的說法是錯誤的，因為在ATP與ADP的相互轉化過程中，物質是可循環利用的，而能量是不可循環的。(3)病毒等少數種類的微生物不能獨立進行代謝活動，其生命活動所消耗能量來自宿主細胞的代謝。若認為病毒不能進行代謝活動是不正確的。(4)光能進入生物群落后，以化學能的形式儲存于有機物中，以有機物為載體通過食物鏈流動。(5)能量在生物群落中是單向流動，不能重復利用。1．(2014·北京西城期末)細胞代謝中某種酶與其底物、產物的關系如下圖所示，下列有關敘述不正確的是()A．酶1與產物B結合后失活，說明酶的功能由其空間結構決定B．酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列C．酶1有兩種底物且能與產物B結合，因此酶1不具有專一性D．酶1與產物B的相互作用可以防止細胞生產過多的產物A解析：選C。分析題圖可知，當產物B濃度過高時，可與酶1的變構位點結合，引起酶1空間結構發生改變，變性失活，說明酶的功能由其空間結構決定，也說明酶1與產物B的相互作用可防止細胞生產過多的產物A，A、D正確；酶1的變構位點和活性位點有著特定的氨基酸序列，B正確。2．下列曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中能正確表示人體消化酶作用規律的是()A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅱ和ⅢC．Ⅰ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅳ解析：選D。人體內酶的最適溫度接近正常體溫(約37℃)，故第一個坐標中能表示人體消化酶作用的是曲線Ⅱ。第二個坐標中，酶含量為a作為參照，當在底物濃度較低時，反應速率的限制因素是底物濃度而不是酶含量，所以酶含量＜a時的曲線起始段應和酶含量為a時的曲線重合，排除曲線Ⅲ。3．關于探究酶特性實驗的敘述中，正確的是()A．若探究pH對過氧化氫酶活性的影響，可選擇可溶性淀粉溶液為底物B．若探究過氧化氫酶的高效性，可選擇無機催化劑作為對照C．若探究溫度對淀粉酶活性的影響，可選擇斐林試劑對實驗結果進行檢測D．若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，可用碘液對實驗結果進行檢測解析：選B。酶具有專一性，若探究pH對過氧化氫酶活性的影響，可選擇過氧化氫溶液為底物；若探究溫度對淀粉酶活性的影響，不能選擇斐林試劑對實驗結果進行檢測，因為使用斐林試劑必須水浴加熱，影響實驗結果，一般選擇碘液來檢測實驗結果；若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，可用斐林試劑對實驗結果進行檢測，因為碘液無法檢測蔗糖。4．(2014·重慶市六校期末聯盟聯考)細胞中存在ATPeq\o(,\s\up7(酶1),\s\do5(酶2))ADP＋Pi＋能量的反應。下列有關敘述正確的是()A．反應式中酶1和酶2的種類不同，但作用一樣B．動物細胞中酶2催化的反應主要發生在細胞質基質中C．植物細胞發生酶1催化的反應只有光反應D．突然停止CO2供應，葉綠體中ATP含量增多，并由類囊體向葉綠體基質轉移解析：選D。酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶，作用不同，故A錯誤；動物細胞中合成ATP的生理過程為呼吸作用，場所主要為線粒體，故B錯誤；植物細胞中ATP水解的反應發生在各種需要消耗能量的過程中，光反應階段產生ATP，故C錯誤；突然停止CO2供應，暗反應速率減慢，ATP的消耗減少，葉綠體中的ATP增多，光反應階段產生ATP，場所是類囊體薄膜上，暗反應階段消耗ATP，場所是葉綠體基質中，故D正確。5．科學家研究鎘、銅對河蜆過氧化氫酶活性的影響，用一定濃度含鎘、銅的溶液處理河蜆一段時間后，測得河蜆過氧化氫酶活性如下表所示。鎘、銅對河蜆過氧化氫酶活性的影響實驗條件空白對照組a銅鎘＋銅質量濃度(μg·L－1)050b15050b15050b150酶活性(U·mg－1)433582455387488426380315275135請回答下列問題：(1)表中a應是________，b為________。(2)列舉本實驗需要控制的兩個無關變量：________________________________________________________________________________________________。(3)過氧化氫酶活性測定可以過氧化氫為底物，用一定條件下單位時間內______________來表示。(4)本實驗能得出的結論有：①______________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)某學校興趣小組的同學利用河蜆的新鮮軟體組織制成研磨液，比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率。研磨河蜆軟體組織的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。能否用河蜆過氧化氫酶作為實驗材料來探究溫度對酶活性的影響？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本題考查與影響過氧化氫酶活性相關的實驗原理、數據、結果及變量分析。(1)根據對照實驗原理，表中a應是鎘，b為100。(2)本實驗需要控制的無關變量主要有河蜆的只數、河蜆的生理狀況、培養時間等。(3)以過氧化氫為底物測定過氧化氫酶活性時，可以用一定條件下單位時間內氧氣的生成量或過氧化氫的減少量來表示。(4)根據表中的實驗數據可知，隨鎘、銅質量濃度的增加，河蜆過氧化氫酶的活性逐漸降低，且“鎘＋銅”對河蜆過氧化氫酶活性的影響要比鎘、銅單獨作用時的大。(5)研磨河蜆軟體組織的目的是使酶從軟體組織內釋放出來，增大過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，有利于過氧化氫的分解。由于高溫也可促進過氧化氫的分解，故不能用過氧化氫酶作為實驗材料來探究溫度對酶活性的影響。答案：(1)鎘100(2)河蜆的只數、河蜆的生理狀況、培養時間等(其他合理答案也可)(3)氧氣的生成量(或過氧化氫的減少量)(4)河蜆過氧化氫酶的活性會隨鎘、銅質量濃度的增加而降低鎘、銅二者的混合物對河蜆過氧化氫酶活性的影響要比鎘、銅單獨作用時的大(其他合理答案也可)(5)使酶從軟體組織內釋放出來，增大過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解不能。因為過氧化氫的分解易受溫度影響1．下列關于酶的敘述，正確的是()A．酶是由具有分泌功能的細胞產生的B．酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸C．酶是通過降低化學反應的活化能發揮催化作用的D．同一生物體內的各種酶催化反應條件都相同解析：選C。酶是活細胞產生的具有生物催化作用的有機物，A錯；酶能降低化學反應的活化能，酶分子在催化反應完成后不會立即被降解，B錯；同一生物體內的各種酶催化反應條件不相同，D錯。2．(流程圖解題)(2014·山西太原月考)某同學欲通過如圖所示的裝置進行探究影響酶促反應速率因素的實驗，下列分析錯誤的是()A．濾紙上需附有過氧化氫酶B．酶促反應速率可用濾紙片從燒杯底部到浮出液面的時間(即t3－t2)來表示C．可通過設置不同pH的過氧化氫溶液來探究pH對酶活性的影響D．為了提高實驗的準確性，每個燒杯中需放多個濾紙片解析：選B。由圖可以看出，該實驗是通過過氧化氫來探究影響酶促反應速率的因素，所以濾紙片上需附有過氧化氫酶；從濾紙片進入過氧化氫溶液(即t1時)酶促反應已經開始，所以應從t1算起；該圖示中只有一片濾紙片，為了提高實驗的準確性，應增加濾紙片的數量，測出時間后取其平均值。3．(2014·重慶一中月考)在研究不同金屬離子對某水解酶活性的影響時，得到如表結果。下列分析不正確的是()金屬離子(mmol/L)相對活性(%)對照組100Mn2＋123Co2＋79Mg2＋74A.Mn2＋降低了反應過程所必需的活化能B．Co2＋或Mg2＋可能導致酶結構的改變使其活性降低C．不同離子對酶的活性有提高或降低作用D．該水解酶的用量是實驗的無關變量解析：選A。從表格數據可看出，和對照組相比，Mn2＋能激活水解酶的活性，但不是降低反應的活化能，A錯誤；Co2＋或Mg2＋使水解酶活性降低，可能是影響了酶的結構，B正確；不同離子對酶的活性有提高或降低作用，C正確；實驗的自變量是金屬離子種類，水解酶的用量是實驗的無關變量，D正確。4．圖乙表示圖甲的反應過程中有關物質濃度隨時間變化的曲線，下列敘述正確的是()A．圖甲中物質a可以是麥芽糖也可以是乳糖B．圖甲中物質b能降低該化學反應的活化能，其化學本質與無機催化劑相同C．圖乙中若曲線①②③表示不同溫度下酶促反應速率，則曲線①溫度>曲線②>曲線③D．圖乙中若曲線①②③表示不同酶濃度下酶促反應速率，則曲線①酶濃度>曲線②>曲線③解析：選D。乳糖分解產生一分子葡萄糖和一分子半乳糖，圖中二糖分解產生的單糖相同，物質a不可能為乳糖；b為酶，其化學本質為蛋白質或RNA；酶在曲線①對應的溫度時活性較其他兩個溫度時強，根據溫度對酶活性的影響曲線圖分析，曲線①溫度不一定高于其他兩個溫度；曲線①對應的酶促反應速率高于其他兩條曲線，因此其對應的酶濃度也高于其他兩條曲線。5．通過實驗研究溫度對a、b、c三種酶活性的影響，結果如下表。下列說法錯誤的是()溫度酶的相對活性(%)10℃20℃30℃40℃a酶40659575b酶15609725c酶10255090A.由表可知a酶和b酶的最適溫度為30℃左右B．c酶的最適溫度大于40℃C．該實驗中有兩個自變量，因變量只有一個D．三種酶中較適宜高溫環境的最可能是c酶解析：選B。從表中信息可知，a酶和b酶在溫度為30℃時相對活性較高，故這兩種酶的最適溫度為30℃左右，A正確；c酶的最適溫度可能大于40℃，也可能小于40℃，B錯誤；該實驗中溫度和酶的種類均為自變量，而酶的相對活性為因變量，C正確；40℃時，c酶相對活性為90%，故三種酶中較適宜高溫環境的最可能是c酶，D正確。6．(圖表分析題)(2014·江西兩校聯考)有些酶必須在某些特定物質存在的條件下才具有活性。下列是有關某種酶的實驗，處理方式及結果如下表及下圖所示。根據結果判斷，敘述不正確的是()試管Ⅰ試管Ⅱ試管Ⅲ某酶1mL1mL1mLpH887溫度80℃40℃40℃反應物1mL1mL1mLA．甲物質可能激發該酶的活性B．35分鐘后試管Ⅱ中反應物已被消耗殆盡C．該酶在80℃的環境下已經失活D．該酶在中性環境中的活性比在弱堿性環境中高解析：選D。加入甲物質前，該酶無活性，加入后具有活性，說明甲物質能夠激活該酶，A正確；試管Ⅱ35分鐘時反應物含量為0，說明反應物被完全反應，B正確；試管Ⅰ反應物含量一直未減少，說明酶變性失活，C正確；比較試管Ⅱ和試管Ⅲ可得，弱堿性條件下酶活性較高，D錯誤。7.在葉綠體內與光合作用有關的酶，其活性受到pH及鎂離子濃度的影響，如圖所示。據圖分析，與夜晚相比，葉綠體內的pH及鎂離子濃度在白天最可能發生下列哪一種變化()A．pH不變，鎂離子濃度不變B．pH下降，鎂離子濃度下降C．pH下降，鎂離子濃度上升D．pH上升，鎂離子濃度上升解析：選D。從題圖曲線可看出，一定范圍內葉綠體中與光合作用有關的酶的活性隨pH及鎂離子濃度的上升而上升。白天植物光合作用旺盛，說明相關酶的催化活性較高，由此可推測白天葉綠體內的pH上升，鎂離子濃度也上升。8．圖1表示在圖2中c點對應的溫度條件下，一定量的蔗糖酶的催化速率與蔗糖量的關系。下列有關敘述正確的是()A．限制a點催化速率的因素是酶的數量B．升高溫度，則b點將上移C．可用斐林試劑鑒別蔗糖是否水解D．c點和d點所對應的溫度條件下，酶的結構相同解析：選C。a點時限制催化速率的因素是蔗糖量；適當升高溫度，b點向上移動，但溫度升得過高，酶活性會降低，甚至小于c點所對應溫度下的活性，因此b點也有可能向下移動；蔗糖是非還原糖，水解產生的葡萄糖和果糖都是還原糖，因此可用斐林試劑鑒別蔗糖是否水解。9．下列有關ATP的說法正確的是()A．ATP中的高能磷酸鍵全部斷裂后，含五碳糖的結構參與DNA的構成B．葉綠體中合成的ATP可為葉肉細胞的各項生命活動提供能量C．所有活細胞都能通過細胞呼吸生成ATPD．有氧呼吸過程中，葡萄糖分解為丙酮酸時產生的ATP最多解析：選C。ATP中含有兩個高能磷酸鍵，全部斷裂后，含五碳糖的結構是腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位。葉綠體中合成的ATP用于C3的還原，葉肉細胞通過呼吸作用產生的ATP為各項生命活動提供能量。細胞為基本的生命系統，只有不斷地產生并利用能量，才能進行正常的生命活動。作為生命活動的直接能源物質——ATP，是通過細胞呼吸產生的。有氧呼吸過程中，葡萄糖分解為丙酮酸是細胞呼吸的第一階段，可以釋放少量能量并合成少量ATP，第三階段[H]和O2結合形成水時，產生的ATP最多。10．下圖中能正確表示酵母菌在不同氧濃度下單位時間內產生ATP數量的曲線是()解析：選B。氧濃度為0時，酵母菌通過無氧呼吸產生ATP，當氧濃度較低時，無氧呼吸受到抑制，且有氧呼吸強度較低，所以產生的ATP較少(在一定的氧濃度范圍內，隨著氧濃度的增加ATP的產生量降低)；當氧濃度達到一定濃度后，隨著氧濃度的增加，有氧呼吸逐漸增強，產生的ATP數量也逐漸增加，最后達到穩定。11．(原創題)下圖1表示三磷酸核苷的結構，圖2表示ATP在能量代謝中的作用。據圖判斷下列有關敘述錯誤的是()圖1圖2A．圖1中N表示含氮堿基，若N為鳥嘌呤，則可表示GTPB．ATP中的能量可以來源于光能和化學能，也可以轉化為光能和化學能C．UTP、GTP分子中的高能磷酸鍵是直接由物質氧化獲能產生的D．人體成熟紅細胞沒有線粒體，但能產生ATP解析：選C。圖1中N表示含氮堿基，若N為A，則表示ATP，若N為G，則表示GTP，若N為U，則表示UTP。由圖2可知，UTP和GTP分子中高能磷酸鍵不是由物質氧化獲能產生的，而是由ATP將高能磷酸基轉移給UDP或GDP，進而生成UTP或GTP的。12．關于新陳代謝與酶、ATP的關系，描述正確的是()A．酶的種類具有物種差異性，而ATP卻無物種差異性B．酶、ATP都與新陳代謝密切相關，但兩者的合成并無直接關系C．洋蔥鱗片葉內表皮細胞產生ATP的場所有葉綠體、線粒體等D．與激素及載體蛋白等一樣，酶起到調節作用后并不失活解析：選A。酶的合成與遺傳物質有關，具有物種差異性，不同生物體內的ATP是相同的，不具有物種差異性，A正確；酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化，B錯誤；洋蔥鱗片葉內表皮細胞無葉綠體，C錯誤；酶不起調節作用，只起催化作用，D錯誤。13．請你解讀與酶有關的圖示、曲線。(1)圖1是與酶的特性相關的圖示，請分析回答：(1)該圖可表示酶具有________。若該酶是蛋白酶，則控制其合成的直接模板主要分布在細胞的________中。(2)圖2是與酶活性影響因素相關的曲線，在一定溫度范圍內，當pH從5上升到7，酶活性的變化是______________；從圖示曲線還可以得出的結論是______________________________。(3)圖3和圖4是底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線，請分析回答：圖3中A點后酶促反應的速率不再增加，其限制性因素主要是______________。從圖4可以得出的結論是在底物足量條件下，________________________________________________________________________。解析：(1)圖1中酶與化學催化劑(無機催化劑)相比可得出酶具有高效性。控制蛋白質合成的直接模板是mRNA，主要分布在細胞的細胞質中。(2)圖2中底物剩余量越多表示酶活性越低，在一定溫度范圍內，pH＝7時酶的活性比pH＝6時低比pH＝5時高，所以當pH從5上升到7時，酶活性的變化是先上升后下降。題圖中三條曲線的最低點對應的溫度相同，說明不同pH條件下酶的最適溫度并沒有改變。(3)圖3中的橫坐標為底物濃度，A點為飽和點，達到飽和點后的限制因素為酶的濃度和活性。答案：(1)高效性細胞質(2)先上升后下降隨著pH的變化酶的最適溫度不變(3)酶的濃度(數量)和活性酶促反應速率與酶濃度呈正相關14．(2014·重慶涪陵聯考)ATP是生物體內能量代謝中重要的高能化合物，其可作為藥物用于臨床對癌癥、心臟病、肝炎等病癥的治療或輔助治療，效果良好。目前常以葡萄糖為能源物質，利用啤酒酵母進行工業化生產。請分析回答下列問題：(1)ATP的結構簡式是________，上圖中可以合成ATP的場所有________(填序號)。(2)葡萄糖進入酵母菌細胞的方式是________。在沒有葡萄糖的情況下，酵母菌會分泌一種蔗糖轉化酶，將蔗糖分解成單糖以便吸收利用，在分泌蔗糖轉化酶時，除圖1所示結構外，還需要________________的參與。(3)根據圖2分析在O2濃度為________時，酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等。進一步研究發現，O2濃度會影響酵母菌對葡萄糖的利用和ATP的生成，實驗結果如圖3所示。在該實驗時間內，比較三種情況下酵母菌對葡萄糖的利用速率________，通氣量為____________時，有利于ATP的生成。解析：(1)ATP的結構簡式為A—P～P～P，由圖1知，合成ATP的場所有⑤線粒體、⑥細胞質基質。(2)葡萄糖進入酵母菌細胞的運輸方式為主動運輸，分泌蔗糖轉化酶需線粒體、內質網、高爾基體、核糖體的參與。(3)由圖2知，a點時，不進行有氧呼吸；d點時，只進行有氧呼吸；c點時，生成CO2量為消耗O2量的1.5倍，則無氧呼吸消耗的葡萄糖為有氧呼吸的1.5倍；而b點時消耗O2量為生成CO2量的0.75倍，消耗的葡萄糖正好相等；由圖3知，三個曲線中葡萄糖利用曲線的走勢基本相同，即對葡萄糖的利用率基本相等；而通氣量為6L/h時，ATP生成的量相對較多。答案：(1)A—P～P～P⑤⑥(2)主動運輸高爾基體(3)b基本相等6L/h15．豬籠草以其分泌物消化所捕食的昆蟲。為檢測此分泌物的性質，有同學做了如下實驗：取甲、乙兩支潔凈的試管，分別加入1cm3瘦肉塊，向甲試管中注入2mL新鮮的分泌物，向乙試管中注入2mL清水。振蕩兩支試管，然后將兩試管下半部浸入35℃左右的溫水中，2小時后觀察發現，甲試管內瘦肉塊明顯變小，乙試管內瘦肉塊無明顯變化。請回答下列問題：(1)該分泌物中可能含有________酶。(2)甲、乙兩試管中，________為對照組。(3)若要驗證溫度對分泌物活性的影響，可再取丙、丁兩支潔凈的試管，兩試管內均應加________________，并將兩試管分別放入____________中，2小時后觀察試管內瘦肉塊的變化。(4)若要驗證pH對分泌物活性的影響，可再取戊、己兩支潔凈的試管，兩試管所加入的成分與丙、丁試管相同，向戊、己兩試管中分別加入__________________溶液，然后將兩試管下半部放入______________的溫水中，2小時后觀察兩試管瘦肉塊的變化。(5)該同學為鑒定該分泌物含蛋白質，向試管中加入1mL雙縮脲試劑A液和4滴雙縮脲試劑B液，振蕩均勻，然后加入2mL新鮮的分泌物，在水浴中加熱一段時間后，觀察溶液的顏色。請指出其中兩處錯誤：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。解析：(1)瘦肉的主要有機成分是蛋白質，瘦肉塊變小說明瘦肉被蛋白酶分解了，因此該分泌物中可能含有蛋白酶。(2)實驗目的是探究分泌物的性質，故加分泌物的甲組是實驗組，不加分泌物的乙組為對照組。(3)若要驗證溫度對分泌物活性的影響，自變量是溫度，因此兩支試管里加入的物質以及量應與甲試管中的相同，即都加入1cm3瘦肉塊和2mL新鮮的分泌物。甲試管為適宜溫度條件，因此另外兩支試管放入沸水和冰水中，以探究溫度對酶活性產生影響。(4)若要驗證pH對分泌物活性的影響，則自變量是pH，因此戊、己試管內需分別加入適量且等量的NaOH和HCl，營造不同的pH環境，與甲、乙試管對比即可。為防止溫度對酶活性的影響，需將試管都放入相同的溫度(35℃左右)環境中進行實驗。(5)使用雙縮脲試劑時，需先加A液和新鮮分泌物，振蕩后再滴加B液；雙縮脲試劑在常溫下就可使用，不需要加熱。答案：(1)蛋白(2)乙試管(3)1cm3瘦肉塊＋2mL新鮮的分泌物沸水和冰水(4)適量且等量的NaOH和HCl35℃左右(5)不應把1mL雙縮脲試劑A液和4滴雙縮脲試劑B液先混合不用加熱第2講光合作用和細胞呼吸2015高考導航考綱考頻考情分析1.光合作用的基本過程(Ⅱ)(2014·T9)2．影響光合作用速率的環境因素(Ⅱ)(2014·T9，2013·T6)3．細胞呼吸(Ⅱ)(2014·T5)4．實驗：(1)葉綠體色素的提取和分離(2014·T1，2013·T3)(2)探究酵母菌的呼吸方式(2013·T3)1.趨勢分析：葉綠體色素的提取與分離實驗常直接考查，而光合作用與細胞呼吸原理與應用考查常結合過程模型、曲線分析和生產生活應用進行。2．備考指南：(1)利用光合作用圖解或表解幫助理解光合作用中主要的生理變化以及光反應與暗反應之間的關系。(2)可通過表解對比法加深對有氧呼吸三個階段的理解。(3)結合元素追蹤法加深理解細胞呼吸過程中的元素去向。結合同位素標記法理解光合作用中產物的元素來源問題。(4)利用曲線、表格分析法復習影響光合作用和細胞呼吸的因素。[答案]eq\o(□,\s\up1(1))CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2eq\o(□,\s\up1(2))葉綠體類囊體薄膜上eq\o(□,\s\up1(3))[H]、ATP、多種酶eq\o(□,\s\up1(4))CO2的固定、C3的還原eq\o(□,\s\up1(5))C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))12H2O＋6CO2＋能量eq\o(□,\s\up1(6))細胞質基質和線粒體eq\o(□,\s\up1(7))2C3H4O3＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋20[H]＋能量(少)eq\o(□,\s\up1(8))細胞質基質[鏈接思考]1．以碳的轉移為例，寫出光合作用與細胞呼吸的聯系。提示：2．光合作用與細胞呼吸是怎樣完成能量轉換的？提示：光能eq\o(→,\s\up7(光反應),\s\do5())ATP中化學能eq\o(→,\s\up7(暗反應),\s\do5())(CH2O)中穩定化學能eq\o(→,\s\up7(細胞呼吸),\s\do5())eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(熱能,ATP中化學能))→各項生命活動。[真題自測]判一判(1)人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供(2014全國新課標Ⅱ，6C)()(2)乙醇在人體內的代謝過程如圖：乙醇eq\o(→,\s\up7(氧化),\s\do5(肝臟))乙醛eq\o(→,\s\up7(氧化))乙酸→CO2、H2O由圖可知，乙醇經代謝產生的[H]可與氧結合生成水，同時釋放能量(2014重慶，5C)()(3)光合作用推動碳循環過程，促進了生物群落中的能量循環(2013天津，3A)()(4)葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多(2012福建，1D)()(5)有氧呼吸產生的[H]在線粒體基質中與氧結合生成水(2010全國新課標，2B)()(6)破傷風桿菌在有氧條件下能大量繁殖(2011海南，3C)()(7)與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短(2011浙江，1C)()(8)番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后，光反應強度和暗反應強度都降低(2011全國新課標，3B改編)()(9)正常生理情況下，人體分解乙醇的速率與環境溫度呈正相關(2014重慶，5D)()(10)在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是葉綠體基質和線粒體內膜(2010天津，1C)()提示：(1)×。人體在劇烈運動時所需的能量是由葡萄糖分解提供的。(2)√。乙醇經代謝后可參與有氧呼吸，在有氧呼吸第三階段產生[H]，與氧氣結合后生成水并釋放大量能量。(3)×。光合作用可促進物質循環，但是能量不能循環。(4)×。葉片黃化，說明葉片缺少葉綠素，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，剩下的類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收減少。(5)×。有氧呼吸前兩個階段產生的[H]在線粒體內膜上與氧結合生成水。(6)×。破傷風桿菌屬于厭氧菌，在有氧條件下，其繁殖受抑制。(7)×。植物在冬季光合速率低的主要原因是光照強度弱，氣溫低。(8)√。由于葉綠素的合成需要鎂元素，故在缺鎂的培養液中番茄幼苗葉綠素合成受影響，所以光反應強度降低，導致[H]和ATP含量下降，進而使暗反應強度也跟著降低。(9)×。人是恒溫動物，環境溫度不影響體內溫度，不會影響分解乙醇的速率。(10)×。CO2的固定發生在暗反應階段，場所為葉綠體基質；CO2的產生發生在有氧呼吸的第二階段，場所為線粒體基質。,命題點1用模式圖分析光合作用與細胞呼吸的物質和能量的關系如圖為某植物葉肉細胞內發生的生理過程圖解。據圖回答下列問題：(1)A物質是________；C物質跨膜運輸的方式是____________________。(2)場所Ⅰ是通過______________(結構)來增大膜面積的，酶1作用的部位是場所Ⅰ中的____________。光合作用的光反應為暗反應提供____________(物質)；場所Ⅱ是指____________________。(3)在場所Ⅲ中，如果用放射性同位素對B物質示蹤，則放射性最先出現在[]物質中。E物質在場所Ⅲ的__________生成。(4)長期水淹的植物會出現爛根現象，是因為圖中[]________(物質)的積累造成的。(5)植物根尖細胞中產生ATP的結構有________________________________________________________________________。[解析](1)由圖可知，A物質是水，C物質為二氧化碳，其跨膜運輸的方式是自由擴散。(2)場所Ⅰ為葉綠體，通過類囊體薄膜來增大膜面積。酶1為參與光合作用暗反應的酶，在葉綠體基質中起作用。光反應為暗反應提供ATP和[H]，場所Ⅱ是細胞質基質，在該處進行有氧呼吸第一階段和無氧呼吸。(3)場所Ⅲ為線粒體，B物質為氧氣，氧氣參與有氧呼吸第三階段，在線粒體內膜上與[H]結合生成水(E物質)。(4)長期水淹使土壤中缺少氧氣，根細胞進行無氧呼吸產生酒精(F物質)。(5)根尖細胞中的ATP來自有氧呼吸和無氧呼吸，產生ATP的結構有細胞質基質和線粒體。[答案](1)水自由擴散(2)類囊體薄膜葉綠體基質[H]和ATP細胞質基質(3)E線粒體內膜(4)F酒精(5)細胞質基質和線粒體思維拓展(1)場所Ⅰ和場所Ⅲ都能產生ATP，其作用一樣嗎？提示：不一樣。Ⅰ中產生的ATP只能作用于暗反應。Ⅲ中產生的ATP用于物質合成、細胞分裂、植物生長等生命活動。(2)場所Ⅰ和場所Ⅲ兩結構增大膜面積的方式有何不同？提示：Ⅰ是通過囊狀結構堆疊而成的基粒增大膜面積，從而為光反應提供場所；Ⅲ是內膜通過向腔內折疊成嵴結構，增大膜的面積。(3)B物質從場所Ⅰ到場所Ⅲ被利用，共經過幾層磷脂分子？提示：8層。(4)上題該條件下葉肉細胞是否積累有機物？提示：光合速率大于呼吸速率，表現為積累有機物。(5)請在下面的坐標系中繪出相關物質[C3、C5、[H]和ATP的含量、(CH2O)的生成量]量的變化曲線。提示：(6)正常生長的番茄，照光培養一段時間后，用黑布迅速將其罩上，此后番茄細胞的葉綠體內不可能發生的現象有哪些？①O2的產生停止②CO2的固定加快③ATP/ADP比值下降④NADPH/NADP＋比值下降提示：②。(7)若某種生物細胞中沒有場所Ⅰ和場所Ⅲ，則題圖所示過程能否發生呢？提示：不一定。該細胞若是藍藻細胞，則可以發生圖示過程——光合作用和細胞呼吸。1．光合作用與有氧呼吸的物質轉化關系的圖表解讀(1)CO2和H2O的轉化：(2)[H]和ATP的來源、去向分析：光合作用有氧呼吸無氧呼吸[H]來源H2O光解產生有氧呼吸第一、二階段無氧呼吸第一階段去向還原C3用于第三階段還原O2用于第二階段還原丙酮酸ATP來源光反應階段產生三個階段都產生只在第一階段產生去向用于C3還原供能用于各項生命活動(植物的C3還原除外)2.圖解物質含量變化關系在解答光合作用相關物質含量變化的試題中，要結合圖解或其中部分圖解(如下圖1所示)進行分析推理，如在突然停止光照、CO2供應不變的情況下，分析細胞中C3的含量變化(如下圖2所示)。另外，應記住在這種情況下C5、[H]、ATP的含量變化是一致的，且都與C3的含量變化相反。猜想1圖一表示一個番茄葉肉細胞內發生的部分代謝過程。圖中①～⑤表示反應過程，A～L表示細胞代謝過程中的相關物質，a、b、c表示反應過程，圖二中T0～T1表示在適宜條件下生長的番茄幼苗的結構a中的某兩種化合物(B、C、E或F)的相對含量，T1～T3表示改變某個條件后兩種化合物含量的變化。請回答下列問題：(1)圖中①④過程發生的場所分別是____________和____________。(2)③④⑤過程中產生能量最多的是________，H進入b的條件是__________________。(3)當環境條件適宜，G＝I、D＝K時，該細胞的代謝特點是________________________________。(4)干旱初期光合作用強度下降的主要原因是________________________________；在陰雨天氣光合作用強度下降的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在一定條件下，當G＞I、D＞K時，產生ATP的場所有____________________；若用含有18O的水澆灌番茄，則番茄周圍空氣中含有18O的物質有____________。(6)若圖二中，在T1時刻突然降低CO2濃度，則物質甲、乙分別指的是________，乙升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若T1時刻突然降低光照強度，則物質甲、乙又分別指的是________。解析：(1)圖一過程①表示光合作用的光反應階段，發生場所是葉綠體的類囊體薄膜；過程④表示有氧呼吸的第二階段，場所是線粒體基質。(2)③④⑤過程分別表示有氧呼吸的第一、二、三階段，在有氧呼吸中產生能量最多的是在第三階段[H]和O2的結合過程。(3)G＝I、D＝K，即呼吸作用釋放的CO2量等于光合作用吸收的CO2量，呼吸作用吸收的O2量等于光合作用釋放的O2量，此時呼吸強度＝光合強度。(4)植物缺水會導致氣孔關閉，二氧化碳吸收量減少，所以在干旱初期，光合作用強度下降。而陰雨天光照強度弱，影響光反應過程。(5)G>I、D>K，即光合作用強度大于呼吸作用，細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體。光合作用的O2中的氧來源于H2O，再經過呼吸作用，O2中的氧的去向是H2O中的氧。所以用Heq\o\al(18,2)O澆灌番茄，周圍空氣中的Heq\o\al(18,2)O和18O2中會含有18O。(6)突然降低CO2濃度，物質含量會升高的是[H]、C5；突然降低光照強度，物質含量會升高的是C3和ADP。答案：(1)葉綠體類囊體薄膜線粒體基質(2)⑤有氧氣存在(3)光合作用強度等于細胞呼吸強度(4)因缺水，氣孔關閉，使二氧化碳供應不足光照不足，使光反應減弱(5)細胞質基質、線粒體和葉綠體Heq\o\al(18,2)O、18O2(6)C5和[H]由于C3生成減少，暗反應消耗的[H]和ATP相應減少，而光反應仍產生[H]ADP和C3[技法點撥]分析光合作用和細胞呼吸的過程及物質轉化問題的策略應答時，應結合所給條件，從以下幾個方面進行：(1)理解教材中光合作用和細胞呼吸的過程圖解，把握相關生理過程中的物質變化和能量變化。①光合作用：物質變化為CO2→C3→C5＋(CH2O)、H2O→O2＋[H]，能量變化為光能→電能→活躍的化學能([H]和ATP中的能量)→(CH2O)中穩定的化學能。②細胞呼吸：物質變化為C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O→6CO2＋20[H]、24[H]＋6O2→12H2O，能量變化為(CH2O)中穩定的化學能→活躍的化學能(ATP中的能量)和熱能。(2)應結合教材圖解，準確獲取圖示中的物質轉化信息，據此確定相應生理過程是光合作用過程還是呼吸作用過程，是光反應階段還是暗反應階段，或者是有氧呼吸的哪一個階段。命題點2借助圖表、曲線考查影響光合作用和細胞呼吸的因素(2014·重慶市名校聯盟聯考)某研究小組中進行某植物的栽培試驗，圖1表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下測得的光合曲線和黑暗條件下的呼吸曲線；圖2為在恒溫密閉玻璃溫室中，連續24h測定溫室內CO2濃度及植物CO2吸收速率變化曲線。請結合圖像分析回答下列問題：(1)圖1中當溫度達到________℃時，植物光合作用相關的酶失活。(2)圖1中，40℃與60℃時，CO2的吸收量均為0，二者的區別是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖2中光合速率和呼吸速率相等的時間點有______個，在6h時葉肉細胞產生[H]的場所有______________________，在18h時葉肉細胞中O2的移動方向為______________。[解析](1)圖1中實線表示測得的光合曲線，虛線表示黑暗條件下的呼吸曲線；55℃時兩條曲線重合，說明光合作用停止。(2)40℃時，CO2的吸收量為0，是因為光合速率等于呼吸速率，凈光合速率為0；60℃時，CO2的吸收量為0，是因為高溫引起酶失活(植物死亡)，光合速率和呼吸速率均為0。(3)圖2中光合速率和呼吸速率相等的時間點6h和18h，CO2的吸收速率為0；6h時葉肉細胞內同時發生有氧呼吸和光合作用，產生[H]的場所有3個：葉綠體、細胞質基質和線粒體，在18h時葉肉細胞中O2由光合作用部位葉綠體向有氧呼吸部位線粒體移動，21h時光合作用完全停止。[答案](1)55(2)前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均為0(植物死亡)(3)2葉綠體、細胞質基質和線粒體由葉綠體到線粒體思維拓展(1)由圖1中縱坐標含義“CO2吸收量”和“CO2釋放量”可得出什么信息？提示：由“CO2吸收量”可知實線部分所描述的是“凈量”，由“CO2釋放量”可知虛線表示呼吸速率。(2)圖1中的虛線表示什么？提示：呼吸速率隨溫度的變化曲線。(3)圖1中F點時的代謝特點是什么？在下面的坐標圖中繪出25℃時的真正的光合作用強度的線段示意圖。提示：F點時光合速率與細胞呼吸速率相等。如下圖：(4)根據圖1繪出溫度影響總光合作用強度的曲線，并作簡要分析。提示：見下圖。低溫時光合作用強度低但不為零，最適溫度在30℃，到55℃時降為零。1．解讀真正光合速率和凈(表觀)光合速率的曲線圖圖1(1)解讀①A點：只進行細胞呼吸無光合作用。②AB段：光合作用＜細胞呼吸。③B點：光合作用＝細胞呼吸，稱其為光補償點。④B點以后：光合作用＞細胞呼吸，其中C點對應的光照強度稱為光飽和點。(2)影響因素①eq\a\vs4\al(光合,作用)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外因：光照強度、CO2濃度、溫度等,內因：色素及酶的數量等))②eq\a\vs4\al(細胞,呼吸)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外因：溫度、O2濃度等,內因：酶的數量等))2．表觀光合速率與真正光合速率的判定方法(1)若為坐標曲線形式，當光照強度為0時，CO2吸收值為0，則為表觀光合速率，若是負值則為真正(實際)光合速率。(2)若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為表觀光合速率。(3)有機物積累量一般為表觀光合速率，制造量一般為真正(實際)光合速率。(4)有機物積累量的表示方法：一晝夜有機物的積累量(用CO2的量表示)可用式子表示為：積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量。3．“補償點與飽和點的移動”分析(1)據上圖1分析光補償點與光飽和點的變化①比較光補償點光飽和點增強CO2濃度左移右移降低CO2濃度右移左移土壤缺Mg2＋右移左移②限制因素a．光飽和點之前：光照強度(原因是此前光合速率隨光照加強而加快)。b．光飽和點之后：CO2濃度或溫度、葉綠體中色素及酶的含量。(2)據下圖2分析CO2補償點和CO2飽和點的變化圖2①比較CO2補償點CO2飽和點增強光照強度左移右移降低光照強度右移左移土壤缺Mg2＋右移左移②限制因素a．CO2飽和點之前：CO2濃度。b．CO2飽和點之后：光照強度或溫度、葉綠體中色素及酶的含量。猜想2(2014·河北唐山調研)將某綠色盆栽植物置于密閉容器內暗處理后，測得容器內CO2和O2濃度相等(氣體含量相對值為1)，在天氣晴朗時的早6時移至陽光下，日落后移到暗室中繼續測量兩種氣體的相對含量，變化情況如圖所示。下列對此過程的分析正確的是()注：兩條曲線在20時前沿水平虛線上下對稱A．只有在8時光合作用強度與呼吸作用強度相等B．在9～16時之間，光合速率>呼吸速率，O2濃度不斷上升C．該植物體內17時有機物積累量小于19時的有機物積累量D．該植物從20時開始進行無氧呼吸解析：選B。8時和17時，光合作用強度都與呼吸作用強度相等，A項錯誤；17時光合速率＝呼吸速率，植物體內積累有機物最多，C項錯誤；最終CO2釋放量大于O2吸收量，說明植物進行了無氧呼吸，但并非從20時開始進行無氧呼吸，D項錯誤。[解題模板]光合作用和呼吸作用曲線圖像題解題要點(1)識標：坐標曲線實際上是“橫坐標”對“縱坐標”的影響結果，如：橫坐標為光照強度，縱坐標為二氧化碳吸收量或氧氣釋放量，則該曲線表示不同光照強度對凈光合作用強度的影響。區分和搞清楚“量”的關系是解題的突破口。(2)明點：曲線的起點、轉折點、終點(或極限點)、曲線與縱橫坐標以及其他曲線的交叉點等，往往隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學含義，如CO2的吸收量為零的點(與縱橫坐標的交叉點)，表示光合作用強度和呼吸作用強度相當；光合作用強度達到極限點表示當光照強度(橫坐標所示變量)達到一定值時，光合作用強度最高，光照強度(橫坐標所示變量)再增加，光合作用強度不再增加等。明確這些特殊點的含義是解題的基礎。(3)析線：正確分析曲線形狀，對曲線何時開始上升、何時趨向平緩、何時出現轉折、其原因分別是什么等方面進行分析，如：光合作用極限點以前，光合作用強度隨光照強度(或其他影響因素)增強而增強，此時，光合作用強度的主要限制因素是光照強度(橫坐標所示變量)，影響的是光反應(光反應或暗反應)；極限點以后，光合作用強度的主要限制因素不是光照強度(橫坐標所示變量)，而是除橫坐標所示變量外的其他因素(溫度、CO2等)。猜想3荔枝葉片發育過程中，凈光合速率及相關指標的變化見表。葉片發育時期葉面積(最大面積的%)總葉綠素含量(mg/g·fw)氣孔相對開放度(%)凈光合速率(μmolCO2/m2·s)A新葉展開前19－－－2.8B新葉展開中871.1551.6C新葉展開完成1002.9812.7D新葉已成熟10011.11005.8注：“－”表示未測數據。(1)B的凈光合速率較低，推測原因可能是：①葉綠素含量低，導致光能吸收不足；②________________________________________________________________________，導致________________________________________________________________。(2)將A、D分別置于光溫恒定的密閉容器中，一段時間后，A的葉肉細胞中，將開始積累________；D的葉肉細胞中，ATP含量將________。(3)與A相比，D合成生長素的能力________；與C相比，D的葉肉細胞的葉綠體中，數量明顯增多的結構是_______________________。解析：(1)分析表格數據，葉片B的凈光合速率低是因為葉片B中總葉綠素含量低(為1.1mg/g·fw)，吸收光能的能力差；氣孔相對開放度也比較低(為55%)，導致CO2吸收量比較少。(2)在光照條件下，因A的新葉還未展開，不能進行光合作用，在密閉的容器中隨O2減少會進行無氧呼吸，故將有酒精積累；D葉片在密閉容器中，CO2因消耗而減少，則會引起ATP消耗減少而合成不變，導致細胞中ATP的含量增加。(3)成熟的葉片中生長素的合成量很少。成熟的葉片與剛展開完成的葉片相比，雖然葉面積相同，但從表格中可推知，由于總葉綠素含量增加，而葉綠素分布在葉綠體中基粒的類囊體薄膜上，因此D在葉肉細胞的葉綠體中基粒明顯增多。答案：(1)氣孔相對開放度較低CO2吸收不足(2)酒精增加(3)低基粒[誤區清零]根據題中獲取的有效信息，用規范