專題03 細胞代謝- 高考生物二輪復習 （新教材專用）

細胞的代謝二輪復習化學本質絕大多數(shù)_______少數(shù)是_____合成原料合成場所來源作用部位生理功能作用原理蛋白質RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核活細胞細胞內外、體外生物催化作用降低化學反應的活化能

一、酶種類按存在部位分按功能分反應前后質量和化學性質不變胞內酶：合成后在細胞內起作用，如有氧呼吸酶（游離核糖體）胞外酶：合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶（附著型核糖體）水解酶：在物質水解時起催化作用（蛋白酶等）合成酶：在物質合成時起催化作用（ATP合成酶）【要點整合】

酶、激素、抗體與神經遞質的比較(1)相同點:均需要與特定物質結合后才能發(fā)揮作用。如酶需與特定的底物結合,激素需與特異性受體結合,神經遞質需與突觸后膜上的特異性受體結合,抗體需與特定抗原結合。(2)不同點蛋白質

活細胞

(2021海南卷)研究發(fā)現(xiàn),人體內某種酶的主要作用是切割、分解細胞膜上的“廢物蛋白”。下列有關敘述錯誤的是(

)A.該酶的空間結構由氨基酸的種類決定B.該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與C.“廢物蛋白”被該酶切割的過程中會發(fā)生肽鍵斷裂D.“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用

A

(1)[2021全國卷甲,T1A]酶、抗體、激素都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的。(

)(2)[2020江蘇卷,T2D]細胞中生物大分子的合成需要酶來催化。(

)(3)[2020海南卷,T8C]胰蛋白酶和胰島素發(fā)揮完作用后都立即被滅活(

)(4)[2019海南卷,T2C]分解淀粉與纖維素所需的酶不同。(

)×√×√（高考題重組）關于酶的敘述，錯誤的是(

)A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構C．同一個體各種體細胞酶的種類相同、數(shù)量不同、代謝不同D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物E．水的跨膜運輸、CO2的固定都需要酶的參與F．酶催化效率高是因為其降低化學反應活化能的作用顯著G.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應。由此可推測核糖體中能催化該反應的物質是RNA。BCE2.酶的作用原理、特性及反應速率的影響因素曲線(1)酶的作用原理曲線①表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是

段。③酶降低的活化能是

段。④若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B點在縱軸上應向

移動。ACBCAB上分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量叫做活化能(2)酶的特性曲線

①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較,表明酶具有______________。

②圖2中兩曲線比較,表明酶具有______________。

高效性

專一性

酶活性的兩種抑制機理競爭性抑制劑競爭性抑制劑與被抑制的酶的正常底物通常有結構上的相似性，能與底物競爭酶分子的結合位點，從而產生酶活性的抑制作用。競爭性抑制劑的作用是可逆的，只要底物的濃度高于抑制劑的濃度，那么活性部位就不易被抑制劑占據，底物可照常發(fā)生反應，如曲線乙。2.非競爭性抑制劑非競爭性抑制劑在化學結構和分子形狀上與正常底物無相似之處，因此并不在活性部位與酶結合，而是在活性部位以外的地方與酶結合。然而一旦結合，酶的構象就發(fā)生變化，從而導致活性中心不能再結合底物，如曲線丙。

(3)影響酶促反應速率的因素曲線

圖1圖2圖31、分析圖1和圖2:溫度和pH通過影響______________來影響酶促反應速率。（

溫度、pH都能影響酶的空間結構，改變酶活性，進而影響酶促反應速率）2、分析圖3:OP段限制酶促反應速率的因素是______________,P點以后的限制因素則是_____________（通過影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性

）酶的活性

底物濃度

酶濃度

據圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度

；不同溫度條件下，酶最適pH

，即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。不變也不變底物濃度和酶濃度圖甲中OP段的限制因素是______________，而P點之后的限制因素有_____________圖乙對反應底物的要求是______________底物濃度酶濃度和酶活性底物足量(2021海南卷)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據圖分析,下列有關敘述錯誤的是(

)

A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時,該酶催化反應速率隨溫度升高而增大C.不同溫度下,該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同D.相同溫度下,在不同反應時間該酶的催化反應速率不同D

如圖所示,圖中甲曲線表示在最適溫度下α-淀粉酶催化淀粉水解的反應速率與淀粉濃度之間的關系,乙、丙兩曲線表示α-淀粉酶催化淀粉水解的反應速率隨溫度或pH的變化,下列相關分析錯誤的是(

)

A.乙、丙兩曲線橫軸對應的影響因素分別為溫度和pHB.分析曲線可知,可在D、H所示條件下短期保存該酶C.D、F兩點所示的α-淀粉酶活性一致,但只有F點該酶的空間結構遭到破壞D.若在A點升溫或在BC段增加淀粉的濃度,都將使反應速率增大D

題后點撥:科學思維之模型與建?！ㄟ^“四看法”分析酶促反應曲線3.探究酶的相關實驗

(2022浙江卷)下列關于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述,正確的是(

)A.低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成,導致酶變性失活B.稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力,是因為酶的作用具高效性C.淀粉酶在一定pH范圍內起作用,酶活性隨pH升高而不斷升高D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,會加快淀粉的水解速率B

歸納關于酶實驗的“三不能一必須一特殊”看到蔗糖，不能用碘液；看到溫度，不能用H2O2；看到pH，不能用淀粉；看到高效性，必須用無機催化劑?？吹降鞍酌?，特殊用蛋白塊為底物，且不能用雙縮脲檢測。(2021湖北卷)使酶的活性下降或喪失的物質稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類型:一類是可逆抑制劑(與酶可逆結合,酶的活性能恢復);另一類是不可逆抑制劑(與酶不可逆結合,酶的活性不能恢復)。已知甲、乙兩種物質(能通過透析袋)對酶A的活性有抑制作用。實驗材料和用具:蒸餾水,酶A溶液,甲物質溶液,乙物質溶液,透析袋(人工合成半透膜),試管,燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質對酶A的抑制作用類型,提出以下實驗設計思路。請完善該實驗設計思路,并寫出預期實驗結果。(1)實驗設計思路取_______支試管(每支試管代表一個組),各加入等量的酶A溶液,再分別加等量____________________________,一段時間后,測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液,再測定各自的酶活性。

2甲物質溶液、乙物質溶液(2)預期實驗結果與結論若出現(xiàn)結果①:____________________________。

結論①:甲、乙均為可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果②:____________________________。

結論②:甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果③:____________________________。

結論③:甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果④:____________________________。

結論④:甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。透析后,兩組的酶活性均比透析前酶的活性高透析前后,兩組的酶活性均不變加甲物質溶液組,透析后酶活性比透析前高,加乙物質溶液組,透析前后酶活性不變加甲物質溶液組,透析前后酶活性不變,加乙物質溶液組,透析后酶活性比透析前高主要能源物質：生物體內儲能物質：能量的根本來源：太陽能糖類脂肪(植物：淀粉、動物：糖原）生物體內的能源物質是：糖類、脂肪、蛋白質直接能源物質：ATP能量物質細胞生命活動所需能量ATP糖類等有機物太陽能細胞呼吸光合作用

二、ATP~~組成元素C、H、O、N、P化學組成1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基團結構簡式A－P~P~P腺苷(A)腺苷一磷酸（AMP）腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）結構特點遠離腺苷的特殊的化學鍵易水解，釋放出能量，也可以接受能量而重新形成只有兩個特殊化學鍵RNA基本單位之一

(腺嘌呤核糖核苷酸)

含量特點在細胞中含量少，ATP與ADP的轉化快ATP不等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，是一種與能量有關的物質ATP特點：含量少，與ADP相互轉化，不是可逆反應，處于動態(tài)平衡。生物界統(tǒng)一。項目ATP的合成ATP的水解反應式ADP＋Pi＋能量

ATPATPADP＋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在特殊的化學鍵中，一般與細胞內放能反應相聯(lián)系用于各項生命活動，一般與細胞內吸能反應相聯(lián)系反應場所細胞質基質、線粒體、葉綠體生物體的需能部位例葡萄糖的氧化分解蛋白質的合成明確ATP的產生與O2間的關系

(1)A點時ATP來源于______________。

(2)B點后ATP產生量不再隨O2供給量的增加而增加,其限制因子可能為____________________________等。

無氧呼吸

酶、ADP、磷酸

①細胞中的放能反應與ATP合成相聯(lián)系。②細胞中的吸能反應與ATP水解相聯(lián)系。植物細胞可以通過

形成ATP，而動物細胞只能通過

形成ATP。植物光合作用光反應階段產生的ATP主要用于

，一般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。光合作用和細胞呼吸細胞呼吸暗反應【習題檢測】

dUTP(d表示脫氧)是脫氧尿苷三磷酸的英文名稱縮寫,其結構式可簡寫成dU—Pα~Pβ~Pγ。dUTPase(脫氧尿苷三磷酸酶)通過水解dUTP,可降低尿嘧啶在DNA中的錯誤摻入,調節(jié)dUTP/dTTP的正常比例,保證了DNA復制的準確性和順利進行。下列有關分析正確的是(

)A.dUTP分子與ATP分子的組成元素不同B.dUTP與ATP分子結構的主要區(qū)別是含氮堿基和五碳糖不同C.在細胞增殖過程中,dTTP可為轉錄提供能量和原料D.據題中信息推測,口腔上皮細胞中的dUTPase含量較高

B

腺苷酸轉運蛋白(ANT)位于線粒體內膜上,其表面有ATP和ADP的結合位點。在正常狀態(tài)下,ANT作為一個反向轉運載體把ADP轉運到線粒體基質,把ATP從線粒體基質中運出。而在腫瘤細胞中,ANT轉運ADP和ATP的方向相反。研究發(fā)現(xiàn)蒼術苷可降低ANT與ADP的親和力。下列分析錯誤的是(

)A.ANT在轉運ATP和ADP時空間結構會發(fā)生改變B.腫瘤患者體內細胞質基質和線粒體中合成的ATP均可通過ANT轉運C.與正常細胞相比,腫瘤細胞的有氧呼吸受到抑制D.蒼術苷不會對細胞的有氧呼吸第二階段造成影響D

角度拓展(1)[2019全國卷Ⅲ,T1C改編]線粒體、葉綠體和高爾基體都是合成ATP的場所。(

)(2)[2018全國卷Ⅰ,T1A]葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶。(

)(3)[2018全國卷Ⅲ,T5D]植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP。(

)(4)[2017海南卷,T5A]淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。(

)(5)[2017海南卷,T10D]水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量。(

)×√√××細胞呼吸-有氧呼吸：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP等過程。（溫和條件下進行）細胞質基質C6H12O62C3H4O3＋4[H]少量能量線粒體基質2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]大量能量少量能量線粒體內膜24[H]＋6O212H2O能量去路：一部分能量儲存在ATP中，供生命活動直接利用；另外大部分能量以熱能形式散失，以維持或提升體溫。無氧呼吸：細胞在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經過不完全分解，釋放少量能量的過程。酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫作發(fā)酵。能量去路：大部分留存在酒精或乳酸中；一部分熱能散失；少部分儲存在ATP中。

場所：細胞質基質進行無氧呼吸的細胞：①產物酒精和二氧化碳：大多數(shù)植物細胞無氧呼吸；②產物乳酸：玉米胚、馬鈴薯塊莖和甜菜塊根等少數(shù)植物細胞、動物細胞及乳酸菌等無氧呼吸；③無線粒體的真核細胞只能進行無氧呼吸，如哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲等。酒精發(fā)酵：C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2＋少量能量乳酸發(fā)酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量

第一階段葡萄糖

丙酮酸＋[H]＋少量能量第二階段酒精發(fā)酵[H]＋丙酮酸

____________乳酸發(fā)酵[H]＋丙酮酸

______酒精＋CO2乳酸[H]的產生過程：由氧化性輔酶Ⅰ(NAD+)轉化為還原性輔酶Ⅰ（NADH）依據1——根據反應物和產物判斷1.消耗O2→一定存在有氧呼吸

2.產生H2O→一定存在有氧呼吸3.產生酒精或乳酸→一定存在無氧呼吸4.無CO2釋放→一定為產生乳酸的無氧呼吸依據2——根據物質的量的關系判斷不消耗O2，釋放CO2→只進行產生酒精的無氧呼吸不消耗O2，不釋放CO2→只進行產生乳酸的無氧呼吸CO2釋放量=O2吸收量→只進行有氧呼吸或同時進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸CO2釋放量＞O2吸收量→同時進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸CO2釋放量＜O2吸收量→可能存在脂肪的氧化分解，因為脂肪含H多O少，氧化分解時消耗O2更多。CO2釋放量=酒精產生量→只進行產生酒精的無氧呼吸依據3——根據場所判斷只在細胞質基質中→無氧呼吸，有線粒體參與→存在有氧呼吸

區(qū)分有氧呼吸和無氧呼吸的依據體育運動大體可以分為有氧運動和無氧運動，有氧運動能增加心肺功能，如慢跑。無氧運動中能增強肌肉力量，如短跑等。兩種運動過程中有氧呼吸和無氧呼吸的供能比例不同。下列有關說法正確的是（）A．骨骼肌在有氧運動中進行有氧呼吸，無氧運動中進行無氧呼吸B．有氧呼吸和無氧呼吸最常利用的物質是葡萄糖

C．短跑過程中，肌肉細胞CO2的產生量大于O2消耗量

D．耗氧量與乳酸生成量相等時，無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍B細胞呼吸的相關計算（以酵母菌為例）規(guī)律1：消耗等量葡萄糖時產生的CO2物質的量→無氧呼吸：有氧呼吸=

1:3規(guī)律2：消耗等量葡萄糖時消耗的O2和產生的CO2的物質的量→有氧呼吸消耗的O2：有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2之和=

3:4規(guī)律3：產生等量CO2時消耗的葡萄糖的物質的量→無氧呼吸：有氧呼吸=

3:1某生物科技活動小組利用如圖裝置測量萌發(fā)小麥種子的呼吸速率，測試前打開A、B開關，待U形管兩側液面高度相等后，關閉A、B進行測試。下列有關分析正確的是（）A．小麥種子細胞中消耗O2和產生CO2只在線粒體內進行

B．一段時間后，U形管兩側液面的高度差表示種子呼吸產生CO2量C．可用重鉻酸鉀來檢測小麥種子呼吸過程中是否生成了酒精和CO2D．增設將裝置內小麥種子替換為等量煮熟小麥種子的對照組可使檢測結果更準確D細胞呼吸速率的測定（1）裝置1（加NaOH）可看作是用來探究是否存在有氧呼吸。若液滴移動，則存在；若液滴不動，則不存在。（2）裝置2（加蒸餾水）可看作是用來探究是否存在產生酒精的無氧呼吸。若液滴移動，則存在；若液滴不動，則不存在。

影響細胞呼吸的四類曲線

O2濃度：O2對無氧呼吸過程有抑制作用。當O2濃度達到一定值后，隨著O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。應用：松土、提倡慢跑、稻田定期排水。光合作用能量轉化物質合成光能—ATP、NADPH中活躍的化學能ATP、NADPH中活躍的化學能—有機物中穩(wěn)定的化學能①CO2的固定：C5＋CO22C3

②C3的還原：2C3

(CH2O)＋C5

。ATP、

NADPH酶（葡萄糖、淀粉或蔗糖）①水的光解：NADP＋+H2ONADPH+O2②ATP的合成：ADP+Pi+光能ATP光酶NADPH：還原型輔酶II

NADP+

：氧化型輔酶II發(fā)生場所葉綠體類囊體薄膜上葉綠體基質（卡爾文循環(huán)）

需從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析。情況一:CO2供應正常、光照停止時C3、C5的含量變化:

討論：葉綠體處不同條件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的動態(tài)變化情況二:光照正常、CO2供應停止時C3、C5的含量變化:注意（CH2O）的含量變化①正常情況下，（CH2O）的含量變化只與C3的還原有關，且呈正相關。如：當光照不變，CO2供應由充足到不足時，CO2的固定減少，C3的還原暫時不變→C3的含量減少→C3還原減少→（CH2O）的含量減少。②若（CH2O）運出受阻，則會導致光合作用速率減慢。

光合作用和細胞呼吸的物質、能量轉化過程（1）光合作用與細胞呼吸的過程圖解

H2ONADPH(CH2O)CO2+H2OC2H5OH光合作用與有氧呼吸中有關的NADPH、NADH、ATP的來源與去路光反應水光解還原C3（2）.光合作用和細胞呼吸中物質變化和能量轉化關系(1)物質變化(2)能量轉化

【習題檢測】

(2022山東卷)植物細胞內10%~25%的葡萄糖經過一系列反應,產生NADPH、CO2和多種中間產物,該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯誤的是(

)A.磷酸戊糖途徑產生的NADPH與有氧呼吸產生的還原型輔酶不同B.與有氧呼吸相比,葡萄糖經磷酸戊糖途徑產生的能量少C.正常生理條件下,利用14C標記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產物的生成D.受傷組織修復過程中所需要的原料可由該途徑的中間產物轉化生成

C

如圖表示植物細胞代謝的過程,下列有關敘述正確的是(

)A.過程①可表示滲透吸水,對④⑤⑥⑦⑧過程研究,發(fā)現(xiàn)產生的能量大部分儲存于ATP中B.過程④發(fā)生在細胞質基質中,過程②產生的能量可用于礦質離子的吸收過程C.過程③產生的C6H12O6的氧來自CO2,過程⑧可在根尖細胞線粒體內膜上進行D.就葉肉細胞來說,若過程②中O2的釋放量大于過程⑧中O2的吸收量,則該植物體內有機物的量將增加

C

角度拓展(1)[2021全國卷甲,T2D改編]酵母菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2。(

)(2)[2020全國卷Ⅰ,T2D]若細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸(以葡萄糖為呼吸底物),則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多。(

)(3)[2020浙江卷,T6D]若適當提高蘋果果實貯藏環(huán)境中的O2濃度會增加酒精的生成量。(

)(4)[2021湖南卷,T7A]弱光條件下植物沒有O2的釋放,說明未進行光合作用。(

)(5)[2021湖南卷,T7B]在暗反應階段,CO2不能直接被還原。(

)√×××√卡爾文等人研究了CO2轉化為糖的途徑:用放射性14C標記的CO2(即14CO2)供小球藻進行光合作用,追蹤14C的去向。在不同時間段對產物進行了分析,下列有關該實驗的敘述,錯誤的是(

)A.光照幾分之一秒時,放射性首先出現(xiàn)在C3中,說明CO2可以生成C3B.光照幾秒后,將檢測到六碳糖中含有放射性C.在實驗條件不變的情況下,C3和C5的含量保持相對穩(wěn)定D.如果突然中斷供應CO2,C5就會積累,C3濃度則急劇上升

D

【習題檢測】

研究人員以生長狀態(tài)相同的綠色植物為材料,在相同的條件下進行了四組實驗。其中D組連續(xù)光照T秒,A、B、C組依次增加光照—黑暗的交替頻率,每組處理的總時間均為T秒,發(fā)現(xiàn)單位光照時間內光合作用產物的相對含量從A到C依次增大。下列相關說法正確的是(

)A.實驗說明白天給予一定頻率的遮光有利于農作物增產B.實驗過程中C組積累的有機物最多C.實驗結束后立即檢測植物體內NADPH的含量,D組最高D.實驗組由黑暗變?yōu)楣庹諘r,光反應速率增加,暗反應速率變小

C

題后點撥:連續(xù)光照和間隔光照下有機物合成量的分析(1)光反應為暗反應提供的NADPH和ATP在葉綠體中有少量的積累,在光反應停止時,暗反應仍可持續(xù)進行一段時間,有機物還能繼續(xù)合成。(2)持續(xù)光照條件下,會造成NADPH和ATP過度積累、利用不充分;光照和黑暗間隔條件下,NADPH和ATP基本不積累,能夠被充分利用;因此在光照時間相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比持續(xù)光照處理的有機物積累量要多。影響光合作用因素曲線

凈光合速率、呼吸速率與總光合速率的關系123456光補償點光飽和點呼吸速率和凈光合速率測定的常用方法

NaOH黑暗

NaHCO3光照

特別提醒①在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎上可計算得出二者之和,此即“總光合速率”。②物理誤差的校正:為使實驗結果精確,除減少無關變量的干擾外,還應設置對照裝置。對照裝置與兩裝置相比,不同點是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”,其余均相同。呼吸速率＝

;(x-y)/2S凈光合速率＝

;總光合速率＝

;(z－y)/2S(x＋z－2y)/2S

葉圓片稱重法測定單位時間、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)。

“半葉法”測光合作用有機物的生產量將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據變化值代表呼吸作用強度值，曝光的一半測得的數(shù)據變化值代表表觀(凈)光合作用強度值，綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。呼率＝M0－MA設實驗前截取同等面積的葉片，烘干稱重記為M0,則:凈光率＝MB－M0總光率＝(MB－M0)+(M0－MA)“葉片上浮法”探究影響光合作用的因素首先對葉片進行打孔、抽氣、沉底處理，然后根據不同的實驗目的給予不同的單一變量操作，最后觀察并記錄葉片上浮所用的平均時間或單位時間內葉圓片浮起的數(shù)目。圖甲為研究光合作用的實驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉至不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測量每個培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間(見圖乙)，以研究光合作用速率與NaHCO3溶液濃度的關系。有關分析正確的是()A.在AB段,隨著NaHCO3溶液濃度的增加,光合作用速率逐漸減小B.在BC段，單獨增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時間C.因配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個實驗過程中葉圓片不能進行細胞呼吸D.在C點以后，隨NaHCO3溶液濃度過高，葉肉細胞光合作用強度下降D增加無法確定題中的光照和溫度是否為最適的光照強度和最適溫度，增加光照強度或溫度，光合速率的變化無法預測，葉圓片上浮至液面的時間也無法確定。光合作用產生氧氣，葉肉細胞可以進行有氧呼吸。【習題檢測】

紅松(陽生)和人參(陰生)均為我國北方地區(qū)的植物。如圖為兩種植物在溫度、水分均適宜的條件下,光合作用速率與呼吸速率的比值(P/R)隨光照強度變化的曲線圖,下列敘述正確的是(

)A.光照強度為a時,每日光照12h,一晝夜后人參干重不變,紅松干重減少B.光照強度在b點之后,限制紅松P/R值增大的主要外界因素是CO2濃度C.光照強度為c時,紅松和人參的凈光合速率相等D.若適當增加土壤中Mg2+的含量,一段時間后B植物的a點左移D光合作用與細胞呼吸的“關鍵點”移動①呼吸速率增加，其他條件不變時，光補償點B應

。②呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，光補償點B應

。③呼吸速率不變，相關條件的改變使光合速率下降時，

曲線上的A點不動，其他點(D)向

移動，反之向右上方移動。左下方④植物能進行光合作用的只有綠色組織器官，而所有細胞都要進行呼吸作用。B點是植株的光補償點，對于葉肉細胞而言，光合速率

葉肉細胞的呼吸速率。大于右移右移【注意事項】

CO2濃度①a.大田要“正其行，通其風”，增加空氣流動，以增加CO2濃度；b.溫室內可通過放干冰、使用CO2生成器、施用農家肥、與豬舍雞舍連通等方法適當提高CO2濃度。生產上使用農家肥：原因是有機物在微生物的分解下產生了大量的CO2和無機鹽，同時釋放了熱能。②B點和P點的限制因素：外因有溫度和光照強度等，內因有酶的數(shù)量和活性、色素含量等。

溫度溫度通過直接影響_______來影響植物的光合作用。酶活性在一定的溫度范圍內(AB段)，隨著溫度的升高，植物光合作用

，超過一定范圍(B點)。植物光合作用強度會隨著溫度的增加反而

。B點為酶的最適溫度，光合速率最大。

增強降低①原理:②曲線分析:③應用:為探究溫度對綠藻光合作用和細胞呼吸的影響,將綠藻培養(yǎng)液均分成4份,裝入密閉培養(yǎng)瓶中,置于4種不同溫度(已知t1<t2<t3<t4)下培養(yǎng),分別在光照和黑暗條件下測定密閉培養(yǎng)瓶中氧氣的含量變化,得到如圖所示數(shù)據。下列分析錯誤的是(

)A.在光照的條件下,t4溫度時綠藻細胞群體的凈光合速率為零B.在光照的4種溫度實驗條件下,t3溫度時綠藻的增殖速度最快C.光合作用相關酶的最適溫度可能比細胞呼吸相關酶的最適溫度低D.四個組別的綠藻細胞呼吸相關酶的活性隨溫度升高而升高A礦質元素

礦質元素礦質元素直接或間接影響光合作用。一定范圍內N、P、K等礦質元素越多，光合速率越快。N:光合酶、葉綠素及NADPH和ATP的重要組分P:NADPH和ATP的重要組分；K:促進光合產物向貯藏器官運輸Mg:葉綠素的重要組分應用:根據作物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可提高農作物產量。多因子變量對光合速率影響分析P點前，限制光合速率的因素為

，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷

。當?shù)絈點時，橫坐標所表示的因素不再是限制光合速率的因子，要想繼續(xù)提高光合速率，可適當提高

。PQ間的限制因素主要有兩個:一是

，二是

。橫坐標所表示的因子提高圖示中的其他因子的強度橫坐標表示的因素多條曲線上標注的因素自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用變化曲線①a點：②開始進行光合作用的點：結束光合作用的點：③光合速率與呼吸速率相等的點：有機物積累量最大的點：④de段下降的原因：fh段下降的原因是：凌晨低溫，細胞呼吸減弱，CO2釋放量減少。b點m點c、h點h點氣孔關閉，CO2吸收量減少光照強度減弱

密閉容器中一晝夜CO2和O2含量的變化曲線①光合速率等于呼吸速率的點：②若圖1中N點低于虛線，該植物一晝夜表現(xiàn)為生長，其原因是：③若圖2中N點低于虛線，該植物一晝夜不能生長，其原因是：C、E點N點低于M點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。N點低于M點，說明一晝夜密閉容器中O2濃度減少，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長。(2022廣東卷)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖1),測定相關指標(圖2),探究遮陰比例對植物的影響，回答下列問題。(1)結果顯示,與A組相比,C組葉片葉綠素含量______________,原因可能是____________________________。

(2)比較圖2中B1與A組指標的差異,并結合B2相關數(shù)據,推測B組的玉米植株可能會積累更多的______________,因而生長更快。

(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結果,作出該條件可能會提高作物產量的推測,由此設計了初步實驗方案進行探究。實驗材料:選擇前期______________一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株

高遮陰條件下可合成較多的葉綠素糖類等有機物光照條件實驗方法:按圖1所示的條件,分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗,每組30株;其中以______________為對照,并保證除______________外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別記錄各組玉米的籽粒重量。

結果統(tǒng)計:比較各組玉米的平均單株產量。分析討論:如果提高玉米產量的結論成立,下一步探究實驗的思路是________________________________________________________。

探究能提高作物產量的最適遮陰比例A組遮陰程度拓展：1.載體蛋白磷酸化和去磷酸化要點磷酸化就是通過磷酸轉移酶在底物上加上一個磷酸基團,通常和ATP水解相偶聯(lián)。ATP水解釋放的磷酸基團使蛋白質等分子磷酸化,這些分子被磷酸化后,空間結構發(fā)生變化,活性也被改變,因而可以參與各種化學反應。去磷酸化是上一個反應的逆反應。磷酸化和去磷酸化可給予或去除某種酶或蛋白質的某種功能,在生物代謝調控過程中有重要作用。(2021湖南卷)某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位點發(fā)生磷酸化和去磷酸化,參與細胞信號傳遞,如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A.這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現(xiàn)了蛋白質結構與功能相適應的觀點B.這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失,不影響細胞信號傳遞C.作為能量“通貨”的ATP能參與細胞信號傳遞D.蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響B(tài)2.光呼吸光呼吸現(xiàn)象產生的分子機制是O2和CO2競爭Rubisco酶。在暗反應中,Rubisco酶能夠以CO2為底物實現(xiàn)CO2的固定;在光下,當O2濃度高、CO2濃度低時,O2會競爭Rubisco酶,在光的驅動下將碳水化合物氧化生成CO2和水。光呼吸是一個高耗能的反應,正常生長條件下光呼吸就可損耗掉光合產物的25%~30%。過程如圖所示:(1)由于光呼吸的存在,會降低植物體內有機物的積累速率。Rubisco的催化方向取決于CO2與O2的濃度比,請推測具體的情況:________________。(2)研究發(fā)現(xiàn),1/3以上的光合產物要消耗在光呼吸底物上。