新教材適用2024版高考生物二輪總復(fù)習(xí)第1部分核心考點突破專題2細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝課件

第一部分核心考點突破專題二細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝融會貫通·構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)概念辨析·篩查知識漏洞深挖教材·練習(xí)長句描述重難盤查·突破核心考點課標(biāo)自省·明確備考方向課標(biāo)自省·明確備考方向2.2細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域2.2.1說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響2.2.2解釋ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)2.2.3說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能2.2.4說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量融會貫通·構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)概念辨析·篩查知識漏洞1．有氧呼吸時細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中都能產(chǎn)生ATP。()2．腺苷三磷酸分子由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成。()3．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速率快，且轉(zhuǎn)化過程主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。()4．吸能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系。()5．人體內(nèi)某種酶的主要作用是切割、分解細(xì)胞膜上的“廢物蛋白”，該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA的參與。()6．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性。()√×××√×7．探究唾液淀粉酶活性的最適溫度時，應(yīng)設(shè)置0℃、37℃和100℃三個溫度梯度進(jìn)行實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。()8．制作酸奶的過程中，乳酸菌可產(chǎn)生大量的丙酮酸和CO2。()9．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可以產(chǎn)生大量ATP。()10．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式時，檢測指標(biāo)可以是酵母菌培養(yǎng)液的渾濁程度。()11．葉綠體內(nèi)膜上存在與水分解有關(guān)的酶。()×××××12．紙層析法分離葉綠體色素時，以多種有機溶劑的混合物作為層析液。()13．測得的某植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率。()14．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進(jìn)行光合作用。()15．在光補償點時，植物的凈光合速率等于呼吸速率。()16．某植物體CO2釋放量大于零，此時該植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用。()√√×××17．農(nóng)作物種子入庫儲藏時，在無氧和低溫條件下，呼吸速率降低，儲藏壽命顯著延長。()18．合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量。()19．合理密植和增施有機肥能提高農(nóng)作物的光合作用強度。()20．干旱初期，植物缺水主要影響光合作用的光反應(yīng)。()×√√×深挖教材·練習(xí)長句描述1．ATP在細(xì)胞中的含量很少，卻能保證生命活動的需要，原因是______________________________。2．細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與ATP合成和水解有怎樣的聯(lián)系？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速率很快吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。也就是說，能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通3．酶制劑適于低溫(0～4℃)保存的原因是_________________________________________________________________________________。4．溶菌酶具有抗菌消炎的作用，原因是_______________________________________。5．細(xì)胞呼吸過程產(chǎn)生的NADH不能用于光合作用的暗反應(yīng)，原因是______________________________________________________________________________________________________________。低溫時，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且在適宜的溫度下酶的活性可以升高溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，殺死細(xì)菌細(xì)胞呼吸過程產(chǎn)生的NADH又叫還原型輔酶Ⅰ，光合作用暗反應(yīng)需要的是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，它們是兩種不同的物質(zhì)6．將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有O2釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，_____(填“有”或“沒有”)O2釋放，原因是_____________________________________________________________________。有類囊體膜是H2O分解釋放O2的場所，葉綠體膜破裂不影響類囊體膜的功能7．若將某種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)該植物的有氧呼吸增強，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8．一天中Y時蔬菜溫室大棚內(nèi)CO2濃度達(dá)到最高，但Y時的光照強度大于蔬菜的光補償點，原因是_____________________________________________________________________________________________。該種植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生反應(yīng)生成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時，有氧呼吸會增強大棚內(nèi)CO2濃度達(dá)到最高，說明此時蔬菜光合速率等于大棚內(nèi)所有生物的呼吸速率，大于蔬菜的呼吸速率重難盤查·突破核心考點核心考點一酶在細(xì)胞代謝中的作用1．酶的來源、作用、本質(zhì)和特性2．與酶有關(guān)的三類曲線(1)酶的作用原理曲線①酶的作用原理是降低反應(yīng)的活化能。②表示無催化劑催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能的是ad段。③表示有無機催化劑催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能的是bd段，表示有酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能的是cd段。④無機催化劑降低的活化能是ab段，酶降低的活化能是ac段，故酶降低活化能的作用更顯著。(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，表明酶具有高效性。②圖2中兩曲線比較，說明酶具有專一性。(3)影響酶促反應(yīng)速率的因素曲線①溫度和pH圖甲和圖乙顯示，溫度過高、過酸、過堿都會使酶失活，而低溫只是使酶的活性降低，并未破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，條件適宜時酶活性可恢復(fù)。從圖丙和圖丁可以看出，反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。②反應(yīng)物濃度和酶濃度圖甲中，OP段的限制因素是反應(yīng)物濃度；圖乙中，反應(yīng)物充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。真題感悟?？碱}型一酶的本質(zhì)、特性及相關(guān)曲線

(2023·廣東卷)中國制茶工藝源遠(yuǎn)流長。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序，其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風(fēng)味形成的關(guān)鍵。下列敘述錯誤的是(

)A．揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)使多酚氧化酶與茶多酚接觸B．發(fā)酵時保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C．發(fā)酵時有機酸含量增加不會影響多酚氧化酶活性D．高溫滅活多酚氧化酶以防止過度氧化影響茶品質(zhì)典例1C【解析】紅茶制作時揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其釋放的多酚氧化酶與茶多酚接觸，A正確；發(fā)酵過程的實質(zhì)就是酶促反應(yīng)過程，需要將溫度設(shè)置在酶的最適溫度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能獲得更多的茶黃素，B正確；酶的作用條件較溫和，發(fā)酵時有機酸含量增加會降低多酚氧化酶的活性，C錯誤；高溫條件會使多酚氧化酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞而失活，以防止過度氧化影響茶品質(zhì)，D正確。故選C。

(2023·浙江6月卷)為探究酶的催化效率，某同學(xué)采用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，實驗分組、處理及結(jié)果如下表所示。典例2組別甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同時間測定的相對壓強(kPa)0s50s100s150s200s250sⅠ肝臟提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸餾水H2O2溶液00000.10.1下列敘述錯誤的是(

)A．H2O2分解生成O2導(dǎo)致壓強改變B．從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時C．250s時Ⅰ組和Ⅲ組反應(yīng)已結(jié)束而Ⅱ組仍在進(jìn)行D．實驗結(jié)果說明酶的催化作用具有高效性C【解析】

H2O2分解產(chǎn)物是H2O和O2，其中O2屬于氣體，會導(dǎo)致壓強改變，A正確；據(jù)表分析可知，甲中溶液是酶或無機催化劑等，乙中是底物，應(yīng)從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時，B正確；三組中的H2O2溶液均為2mL，則最終產(chǎn)生的相對壓強應(yīng)相同，據(jù)表可知，250s之前(200s)Ⅰ組反應(yīng)已結(jié)束，但Ⅱ組和Ⅲ組壓強仍未達(dá)到Ⅰ組的終止壓強10.0，故250s時Ⅱ組和Ⅲ組反應(yīng)仍在進(jìn)行，C錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著，對比Ⅰ、Ⅱ組可知，在相同時間內(nèi)Ⅰ組(含過氧化氫酶)相對壓強變化更快，說明酶的催化作用具有高效性，D正確。故選C。

(2023·天津卷)癌細(xì)胞來源的某種酶較正常細(xì)胞來源的同種酶活性較低，原因不可能是(

)A．該酶基因突變B．該酶基因啟動子甲基化C．該酶中一個氨基酸發(fā)生變化D．該酶在翻譯過程中肽鏈加工方式變化【解析】基因突變后可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致酶活性降低，A正確；若該酶基因啟動子甲基化，可能導(dǎo)致該基因的轉(zhuǎn)錄過程無法正常進(jìn)行，合成的酶的數(shù)量會發(fā)生變化，但是酶的空間結(jié)構(gòu)和活性均不會發(fā)生變化，B錯誤；若該酶中一個氨基酸發(fā)生變化(氨基酸種類變化)或該酶在翻譯過程中肽鏈加工方式變化，都可能導(dǎo)致該酶的空間結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致功能改變，活性降低，C、D正確。故選B。典例3B

(2022·海南卷)某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關(guān)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(yīng)速率隨溫度升高而增大C．不同溫度下，該酶達(dá)到最大催化反應(yīng)速率時所需時間不同D．相同溫度下，在不同反應(yīng)時間該酶的催化反應(yīng)速率不同典例4D【解析】據(jù)圖可知，該酶在70℃條件下仍具有一定的活性，故該酶可以耐受一定的高溫，A正確；據(jù)圖可知，在t1時，反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系為40℃＜50℃＜60℃＜70℃，即酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而增大，B正確；由題圖可知，在不同溫度下，該酶達(dá)到最大催化反應(yīng)速率(曲線變平緩)時所需時間不同，其中70℃達(dá)到該溫度下的最大反應(yīng)速率時間最短，C正確；相同溫度下，不同反應(yīng)時間內(nèi)該酶的反應(yīng)速率可能相同，如達(dá)到最大反應(yīng)速率(曲線平緩)之后的反應(yīng)速率相同，D錯誤。歸納提升：應(yīng)用“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線一看兩坐標(biāo)軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩個變量間的關(guān)系。二看曲線的變化：利用數(shù)學(xué)模型法觀察同一條曲線的升、降或平的變化，掌握變量變化的生物學(xué)意義。如在分析影響酶促反應(yīng)的因素時，一般情況下，曲線未達(dá)到平衡時，限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素；當(dāng)曲線達(dá)到平衡狀態(tài)后，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。三看特殊點：找出曲線的起點、終點、頂點、轉(zhuǎn)折點、交叉點等，理解特殊點的意義。四看不同曲線的變化：理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系，找出不同曲線的異同及變化的原因。真題感悟?？碱}型二酶促反應(yīng)的影響因素

(2023·浙江1月卷)某同學(xué)研究某因素對酶活性的影響，實驗處理及結(jié)果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。該同學(xué)研究的因素是(

)A．溫度 B．底物C．反應(yīng)時間

D．酶量典例5B【解析】由題干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。這兩組實驗的不同條件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，B正確；由題干可知，兩組實驗的反應(yīng)時間均為12min溫度均為45℃且酶量一致，所以研究的因素不是溫度、反應(yīng)時間和酶量，A、C、D錯誤。故選B。(2022·全國乙卷)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件，某同學(xué)進(jìn)行了下列5組實驗(表中“＋”表示有，“－”表示無)。典例6實驗組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質(zhì)組分＋－＋－＋低濃度Mg2＋＋＋＋－－高濃度Mg2＋－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－根據(jù)實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論是(

)A．酶P必須在高濃度Mg2＋條件下才具有催化活性B．蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2＋濃度升高而升高C．在高濃度Mg2＋條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2＋條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性【解析】由①組可知，酶在低濃度Mg2＋條件下也有產(chǎn)物生成，說明并非一定要在高濃度Mg2＋條件下才具有催化活性，A錯誤；由第③組和第⑤組對比可知，只有蛋白質(zhì)組分的酶，其催化活性在低濃度Mg2＋和高濃度Mg2＋條件下，均無產(chǎn)物生成，說明在兩種條件下都沒有催化活性，B錯誤；由第④組和第⑤組對比可知，在高濃度Mg2＋條件下，第④組有產(chǎn)物生成，第⑤組沒有產(chǎn)物生成，說明RNA組分具有催化活性，蛋白質(zhì)組分沒有催化活性，C正確，D錯誤。C

(2022·廣東卷)某同學(xué)對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見下表。下列分析錯誤的是()典例7組別pHCaCl2溫度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分別表示有/無添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白CA．該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結(jié)合①、②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C．該酶催化反應(yīng)的最適溫度70℃，最適pH9D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物【解析】分析②③組可知，③組沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；分析①②變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90℃、70℃，故自變量為溫度，B正確；②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70℃，但由于溫度梯度、pH梯度較大，不能說明最適溫度為70℃，最適pH為9，C錯誤；該實驗的反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應(yīng)物還需補充實驗，D正確。

(2023·湖南卷)食品保存有干制、腌制、低溫保存和高溫處理等多種方法。下列敘述錯誤的是(

)A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生長和繁殖，食品保存時間延長B．腌制通過添加食鹽、糖等制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長和繁殖C．低溫保存可抑制微生物的生命活動，溫度越低對食品保存越有利D．高溫處理可殺死食品中絕大部分微生物，并可破壞食品中的酶類典例8

C【解析】干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生長和繁殖，進(jìn)而延長食品保存時間，A正確；腌制過程中添加食鹽、糖等可制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長和繁殖，B正確；低溫保存可以抑制微生物的生命活動，但不是溫度越低越好，一般果蔬的保存溫度為零上低溫，C錯誤；高溫處理可殺死食品中絕大部分微生物，并通過破壞食品中的酶類，降低酶類對食品有機物的分解，有利于食品保存，D正確。故選C。歸納提升：“四步法”分析酶的實驗題1．分析實驗?zāi)康模_定自變量與因變量(檢測指標(biāo))。2．明確實驗原理(新情境題的題干中會有提示，要注意提煉)。3．準(zhǔn)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(xué)性原則。酶相關(guān)實驗常常是用表格形式呈現(xiàn)實驗步驟。4．如果是選擇題，要依據(jù)實驗原理、實驗原則，利用所學(xué)的生物知識進(jìn)行綜合分析，然后作出判斷；如果是非選擇題則應(yīng)注意聯(lián)系教材知識綜合分析，以確定所填答案。

核心考點二ATP在細(xì)胞代謝中的作用1．ATP的結(jié)構(gòu)和組成(1)1分子ATP＝1分子腺苷＋3分子磷酸基團。(2)ATP中含有兩個特殊的化學(xué)鍵，其中遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵容易水解與合成。(3)辨析幾種不同物質(zhì)中A的含義2．ATP的合成、利用與細(xì)胞代謝的關(guān)系3．ATP產(chǎn)生與O2供給量的關(guān)系真題感悟?？碱}型一ATP的結(jié)構(gòu)、來源和利用

(2022·浙江1月卷)下列關(guān)于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是(

)A．由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成B．分子中與磷酸基團相連接的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解D．是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶典例1D【解析】一個ATP分子中含有一個腺苷(一個腺嘌呤和一個核糖)、3個磷酸基團，具有2個高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)，A錯誤，B錯誤；酶具有專一性，ATP與ADP循環(huán)轉(zhuǎn)化所需酶的種類不相同，ATP水解酶催化ATP水解，ATP合成酶催化ATP的合成，C錯誤；吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，故吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間的紐帶就是ATP，D正確。

(2022·北京卷)ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，關(guān)于ATP的敘述錯誤的是(

)A．含有C、H、O、N、PB．必須在有氧條件下合成C．胞內(nèi)合成需要酶的催化D．可直接為細(xì)胞提供能量【解析】

ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯誤；ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細(xì)胞提供能量，D正確。典例2B

(2022·江蘇卷)下列關(guān)于細(xì)胞代謝的敘述正確的是(

)A．光照下，葉肉細(xì)胞中的ATP均源于光能的直接轉(zhuǎn)化B．供氧不足時，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇C．藍(lán)細(xì)菌沒有線粒體，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATPD．供氧充足時，真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP【解析】光照下，葉肉細(xì)胞可以進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，光合作用中產(chǎn)生的ATP來源于光能的直接轉(zhuǎn)化，有氧呼吸中產(chǎn)生的ATP來源于有機物的氧化分解，A錯誤；供氧不足時，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，B正確；藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物，沒有線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸，C錯誤；供氧充足時，真核生物在線粒體內(nèi)膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP，D錯誤。故選B。典例3B

(2020·全國Ⅲ卷)參照表中內(nèi)容，圍繞真核細(xì)胞中ATP的合成來完成下表。典例4反應(yīng)部位(1)______________葉綠體的類囊體膜線粒體反應(yīng)物葡萄糖/丙酮酸等反應(yīng)名稱(2)____________光合作用的光反應(yīng)有氧呼吸的部分過程合成ATP的能量來源化學(xué)能(3)______化學(xué)能終產(chǎn)物(除ATP外)乙醇、CO2(4)____________(5)__________細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸光能O2、NADPHH2O、CO2【解析】

(1)由反應(yīng)產(chǎn)物乙醇、CO2可知，該反應(yīng)為無氧呼吸，反應(yīng)場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)由反應(yīng)產(chǎn)物乙醇、CO2可知，該反應(yīng)為無氧呼吸。(3)光合作用的光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能，儲存在ATP中。(4)光合作用的光反應(yīng)的產(chǎn)物還有O2和NADPH。(5)線粒體內(nèi)進(jìn)行有氧呼吸的第二、三階段，第二階段產(chǎn)物為CO2，第三階段產(chǎn)物為H2O。歸納提升：細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)階段消耗ATP：暗反應(yīng)階段、自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等?？碱}型二ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程

(2021·海南卷)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1～2min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．該實驗表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATPB．32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性C．32P在ATP的3個磷酸基團中出現(xiàn)的概率相等D．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)典例5B【解析】根據(jù)題意可知，該實驗不能說明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯誤；根據(jù)題意“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強度幾乎一致?！闭f明32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性，B正確；根據(jù)題意可知，放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團，C錯誤；該實驗不能說明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯誤。

(浙江卷)ATP是細(xì)胞中的能量通貨，下列敘述正確的是(

)A．ATP中的能量均來自細(xì)胞呼吸釋放的能量B．ATP—ADP循環(huán)使得細(xì)胞儲存了大量的ATPC．ATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團D．ATP分子中的2個特殊化學(xué)鍵不易斷裂水解【解析】

ATP的形成途徑是光合作用和細(xì)胞呼吸，因此ATP中的能量來自光能和細(xì)胞呼吸釋放的能量，A錯誤；ATP—ADP循環(huán)使得細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，B錯誤；ATP水解遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵斷裂，形成ADP和Pi，同時釋放能量，C正確；ATP分子中含有2個特殊化學(xué)鍵，遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵很容易水解，D錯誤。典例6C

(上海卷)下列化學(xué)反應(yīng)屬于水解反應(yīng)的是(

)①核酸→核苷酸②葡萄糖→丙酮酸③ATP→ADPA．①② B．①③C．②③ D．①②③【解析】核酸在水解酶的作用下水解為核酸的基本組成單位核苷酸；葡萄糖經(jīng)過呼吸作用第一階段轉(zhuǎn)變?yōu)楸幔籄TP通過水解，遠(yuǎn)離A的特殊化學(xué)鍵斷裂，釋放能量。典例7B

(全國Ⅰ卷)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子，用α、β、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)?；卮鹣铝袉栴}：(1)某種酶可催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)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(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的______(填“α”“β”或“γ”)位上。典例8γα【解析】

(1)ATP水解產(chǎn)生ADP時，斷開遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵，也就是將γ位磷酸基團水解下來。所以ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP時，應(yīng)當(dāng)是γ位磷酸基團發(fā)生了轉(zhuǎn)移。(2)dATP作為DNA生物合成的原料時，會脫掉遠(yuǎn)離腺苷的兩個磷酸基團，如果需要將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的α位上才能保留下來，進(jìn)入DNA中。歸納提升：解答ATP相關(guān)問題時注意以下6點。(1)ATP、磷脂及核酸的組成元素相同，都是C、H、O、N、P。ATP中含有的五碳糖為核糖。(2)一個ATP分子含有兩個特殊化學(xué)鍵，ATP中遠(yuǎn)離腺苷的那個特殊化學(xué)鍵容易形成和斷裂。(3)吸能反應(yīng)往往需要消耗ATP，放能反應(yīng)往往產(chǎn)生ATP，人在運動狀態(tài)下ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化速率大于安靜狀態(tài)下的轉(zhuǎn)化速率。(4)物質(zhì)出入細(xì)胞時，協(xié)助擴散不消耗ATP，主動運輸、胞吞和胞吐消耗ATP。(5)生命活動所需要的ATP主要來自有氧呼吸。(6)無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少，是因為大部分能量儲存在不徹底的氧化產(chǎn)物(乳酸或酒精)中，沒有釋放出來。核心考點三光合作用和細(xì)胞呼吸的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化1．光合作用和細(xì)胞呼吸過程(1)物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程圖中b～h表示的物質(zhì)依次是O2、ATP、ADP、NADPH、C5、CO2、C3。①～⑤表示的生理過程的具體場所依次是類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜。(2)相應(yīng)元素轉(zhuǎn)移過程(3)能量轉(zhuǎn)化過程2．外界條件變化時，C5、C3、NADPH、ATP物質(zhì)的量的變化模式圖(1)光照強度變化(2)CO2濃度變化真題感悟?？碱}型一細(xì)胞呼吸的過程

(2023·廣東卷)在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應(yīng)物的是()A．還原型輔酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型輔酶Ⅰ D．二氧化碳【解析】游泳過程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一階段和第二階段都產(chǎn)生了[H](還原型輔酶Ⅰ)，這兩個階段產(chǎn)生的[H](還原型輔酶Ⅰ)在第三階段經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水。故選A。典例1A

(2022·全國甲卷)線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運動的人肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的敘述，錯誤的是()A．有氧呼吸時細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中都能產(chǎn)生ATPB．線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與[H]和氧反應(yīng)形成水的過程C．線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與D．線粒體中的DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成典例2C【解析】有氧呼吸的第一階段場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，第二、三階段在線粒體，三個階段均可產(chǎn)生ATP，故有氧呼吸時細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體都可產(chǎn)生ATP，A正確；線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，該階段氧氣和[H]反應(yīng)生成水，該過程需要酶的催化，B正確；丙酮酸分解為CO2和[H]是有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質(zhì)，該過程需要水的參與，不需要氧氣的參與，C錯誤；線粒體是半自主性細(xì)胞器，其中含有少量DNA，可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，D正確。故選C。(2023·全國乙卷)植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應(yīng)缺氧環(huán)境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細(xì)胞經(jīng)呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．在時間a之前，植物根細(xì)胞無CO2釋放，只進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸B．a(chǎn)～b時間內(nèi)植物根細(xì)胞存在經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的過程C．每分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精時生成的ATP比產(chǎn)生乳酸時的多D．植物根細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精跨膜運輸?shù)倪^程不需要消耗ATP典例3C【解析】植物進(jìn)行有氧呼吸或無氧呼吸產(chǎn)生酒精時都有二氧化碳釋放，圖示在時間a之前，植物根細(xì)胞無CO2釋放，分析題意可知，植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應(yīng)缺氧環(huán)境，據(jù)此推知在時間a之前，只進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，A正確；a階段無二氧化碳產(chǎn)生，b階段二氧化碳釋放較多，a～b時間內(nèi)植物根細(xì)胞存在經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的過程，是植物通過呼吸途徑改變來適應(yīng)缺氧環(huán)境的體現(xiàn)，B正確；無論是產(chǎn)生酒精還是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，都只在第一階段釋放少量能量，第二階段無能量釋放，故每分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精時生成的ATP和產(chǎn)生乳酸時相同，C錯誤；酒精跨膜運輸方式是自由擴散，該過程不需要消耗ATP，D正確。故選C。(2023·山東卷)水淹時，玉米根細(xì)胞由于較長時間進(jìn)行無氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足，使液泡膜上的H＋轉(zhuǎn)運減緩，引起細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H＋積累，無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。pH降低至一定程度會引起細(xì)胞酸中毒。細(xì)胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑，延緩細(xì)胞酸中毒。下列說法正確的是()A．正常玉米根細(xì)胞液泡內(nèi)pH高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．檢測到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成C．轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應(yīng)不足D．轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒典例4B【解析】玉米根細(xì)胞由于較長時間進(jìn)行無氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足，使液泡膜上的H＋轉(zhuǎn)運減緩，引起細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H＋積累，說明細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H＋轉(zhuǎn)運至液泡需要消耗能量，為主動運輸，逆濃度梯度運輸，液泡中H＋濃度高，正常玉米根細(xì)胞液泡內(nèi)pH低于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯誤；玉米根部短時間水淹，根部氧氣含量少，部分根細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO2，檢測到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成，B正確；轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時，無ATP的產(chǎn)生，C錯誤；丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時消耗的[H]與丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑時消耗的[H]含量相同，D錯誤。故選B。歸納提升：對細(xì)胞呼吸的場所、過程、條件要精確把握(1)原核生物有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上。真核生物有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(2)有氧呼吸的第一、二階段不需要O2，只有第三階段需要O2。(3)如果某生物無O2的吸收和CO2的釋放，則該生物只進(jìn)行無氧呼吸(產(chǎn)物為乳酸)或已死亡。(4)無氧呼吸的產(chǎn)物中沒有水，如果細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物中有水，則一定是進(jìn)行了有氧呼吸。(5)由于酵母菌無氧呼吸和有氧呼吸均可以產(chǎn)生CO2，故不能依據(jù)有無CO2的產(chǎn)生來判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸方式。(6)無線粒體的真核細(xì)胞(或生物)只能進(jìn)行無氧呼吸，如哺乳動物的成熟紅細(xì)胞；原核細(xì)胞無線粒體，但大多數(shù)可進(jìn)行有氧呼吸。真題感悟?？碱}型二光合作用的過程(2023·湖北卷)植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是()典例5CA．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強B．Mg2＋含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲D．PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H＋、電子和O2【解析】葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強，A正確；Mg2＋是葉綠素的組成成分，其含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體上的葉綠素含量減少，導(dǎo)致對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，增強對光能的捕獲，C錯誤；PSⅡ光復(fù)合體能吸收光能，并分解水，水的光解產(chǎn)生H＋、電子和O2，D正確。故選C。(2023·全國乙卷)植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，錯誤的是()A．氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B．葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C．用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰D．葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢典例6D【解析】葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg，氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素，A正確；光反應(yīng)的場所是類囊體的薄膜，需要光合色素吸收光能，葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越快，D錯誤。故選D。(2023·山東卷)當(dāng)植物吸收的光能過多時，過剩的光能會對光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體(PSⅡ)造成損傷，使PSⅡ活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強度減弱。細(xì)胞可通過非光化學(xué)淬滅(NPQ)將過剩的光能耗散，減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實驗，結(jié)果如圖所示。實驗中強光照射時對野生型和突變體光照的強度相同，且強光對二者的PSⅡ均造成了損傷。典例7(1)該實驗的自變量為_______________________。該實驗的無關(guān)變量中，影響光合作用強度的主要環(huán)境因素有______________(答出2個因素即可)。(2)根據(jù)本實驗，________(填“能”或“不能”)比較出強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。擬南芥種類、光照強度CO2濃度、溫度不能強光照射下突變體的NPQ相對值比野生型的NPQ相對值高，能減少強光對PSⅡ復(fù)合體造成損傷。但是野生型含有H蛋白，能對損傷后的PSⅡ進(jìn)行修復(fù)，故不能確定強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱(3)據(jù)圖分析，與野生型相比，強光照射下突變體中流向光合作用的能量______(填“多”或“少”)。若測得突變體的暗反應(yīng)強度高于野生型，根據(jù)本實驗推測，原因是________________________________________________。少突變體的NPQ強度大，能夠減少強光對PSⅡ的損傷【解析】

(1)據(jù)題意擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實驗，結(jié)合題圖分析實驗的自變量有擬南芥種類和光照強度。影響光合作用強度的主要環(huán)境因素有CO2濃度、溫度、水分等。(2)據(jù)圖分析，強光照射下突變體的NPQ相對值比野生型的NPQ相對值高，能減少強光對PSⅡ復(fù)合體造成損傷。但是野生型含有H蛋白，能對損傷后的PSⅡ進(jìn)行修復(fù)，故不能確定強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱。(3)據(jù)圖分析，強光照射下突變體中NPQ相對值較大，而NPQ能將過剩的光能耗散，從而使流向光合作用的能量減少；突變體的NPQ強度大，能夠減少強光對PSⅡ的損傷且減少作用大于野生型H蛋白的修復(fù)作用，這樣導(dǎo)致突變體的PSⅡ活性高，能為暗反應(yīng)提供較多的NADPH和ATP促進(jìn)暗反應(yīng)進(jìn)行，因此突變體的暗反應(yīng)強度高于野生型。

(2023·湖南卷)下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖。卡爾文循環(huán)的Rubisco酶對CO2的Km為450μmol·L－1(K越小，酶對底物的親和力越大)，該酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，進(jìn)行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進(jìn)行光呼吸(綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng))。該酶的酶促反應(yīng)方向受CO2和O2相對濃度的影響。與水稻相比，玉米葉肉細(xì)胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細(xì)胞葉綠體是水光解的主要場所，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體主要與ATP生成有關(guān)。玉米的暗反應(yīng)先在葉肉細(xì)胞中利用PEPC酶(PEPC對CO2的Km為7μmol·L－1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)與CO2反應(yīng)生成C4，固定產(chǎn)物C4轉(zhuǎn)運到維管束鞘細(xì)胞后釋放CO2，再進(jìn)行卡爾文循環(huán)。回答下列問題：典例8(1)玉米的卡爾文循環(huán)中第一個光合還原產(chǎn)物是_______________(填具體名稱)，該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成_________(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通過____________長距離運輸?shù)狡渌M織器官。3-磷酸甘油醛蔗糖維管組織(2)在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度______(填“高于”或“低于”)水稻。從光合作用機制及其調(diào)控分析，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出三點即可)。高于高光照條件下玉米可以將光合產(chǎn)物及時轉(zhuǎn)移；玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸(3)某研究將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響，但在光飽和條件下水稻的光合作用強度無明顯變化。其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________(答出三點即可)。酶的活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物質(zhì)含量的限制；原核生物和真核生物光合作用機制有所不同【解析】

(1)玉米的光合作用過程與水稻相比，雖然CO2的固定過程不同，但其卡爾文循環(huán)的過程是相同的，結(jié)合水稻的卡爾文循環(huán)圖解，可以看出CO2固定的直接產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸，然后直接被還原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在葉綠體中被轉(zhuǎn)化成淀粉，在葉綠體外被轉(zhuǎn)化成蔗糖，蔗糖是植物長距離運輸?shù)闹饕穷?，蔗糖在長距離運輸時通過維管組織。(2)干旱、高光強時會導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，而玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能將葉綠體內(nèi)的光合產(chǎn)物通過維管組織及時轉(zhuǎn)移出細(xì)胞。因此在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度高于水稻。(3)將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機制導(dǎo)入水稻葉肉細(xì)胞，只是提高了葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度，而植物的光合作用強度受到很多因素的影響；在光飽和條件下如果光合作用強度沒有明顯提高，可能是水稻的酶活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物質(zhì)含量的限制，也可能是因為藍(lán)細(xì)菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用機制有所不同。歸納提升：分析光合作用中物質(zhì)含量變化的方法1．過程圖法分析C3、C5等物質(zhì)含量變化的一般程序(1)繪制光合作用模式簡圖(2)從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面綜合分析，如CO2供應(yīng)正常、光照停止時C3的含量變化2．連續(xù)光照和間隔光照下有機物合成量的分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時間，有機物還能繼續(xù)合成。(2)一直光照條件下，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)光照處理時有機物積累量要多。核心考點四總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系1．光合作用與細(xì)胞呼吸的內(nèi)在聯(lián)系2．四種狀況下“光合與呼吸”的關(guān)系(1)A點：只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。(2)AB段：總光合速率<呼吸速率。(3)B點：為光補償點，總光合速率＝呼吸速率。(4)B點以后：總光合速率>呼吸速率。(5)C點：C點對應(yīng)的光照強度為光飽和點。4．呼吸速率和凈光合速率的測定方法注：在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎(chǔ)上可計算得出二者之和，此即“總光合速率”。真題感悟常考題型光合作用和細(xì)胞呼吸的強弱與植物生長發(fā)育的關(guān)系

(2023·湖北卷)高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)約3%～8%。關(guān)于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯誤的是()A．呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分B．光合作用強度減弱，有機物合成減少C．蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫D．葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少典例1D【解析】高溫使呼吸酶的活性增強，呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分，A正確；高溫使氣孔導(dǎo)度變小，光合作用強度減弱，有機物合成減少，B正確；高溫使作物蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫，C正確；高溫使作物葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADPH和ATP減少，D錯誤。故選D。

(2023·新課標(biāo)卷)我國勞動人民在漫長的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗，并在實踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲存，即果實、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理③風(fēng)干儲藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲藏④光周期處理，即在作物生長的某一時期控制每天光照和黑暗的相對時長⑤合理密植，即栽種作物時做到密度適當(dāng)，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物典例2關(guān)于這些措施，下列說法合理的是()A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關(guān)系B．措施③⑤的主要目的是降低有機物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度【解析】措施②春化處理是為了促進(jìn)花芽形成，反映了低溫與作物開花的關(guān)系，④光周期處理，反映了晝夜長短與作物開花的關(guān)系，A正確；措施③風(fēng)干儲藏可以減少自由水，從而減弱細(xì)胞呼吸，降低有機物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促進(jìn)光合作用，B錯誤；措施②春化處理是為了促進(jìn)花芽形成，⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用，C錯誤；措施①③的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度，④光周期處理，目的是促進(jìn)或抑制植物開花，D錯誤。故選A。A

(2022·全國乙卷)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列解釋合理的是()A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率典例3D【解析】初期容器內(nèi)CO2濃度較大，光合作用強于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降O2濃度上升，A錯誤；由于密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降，O2濃度上升，從而使植物光合速率逐漸降低，呼吸作用逐漸升高，直至兩者平衡趨于穩(wěn)定，B錯誤；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯誤，D正確。(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a)，測定相關(guān)指標(biāo)(圖b)，探究遮陰比例對植物的影響。典例4回答下列問題：(1)結(jié)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b中B1與A組指標(biāo)的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測B組的玉米植株可能會積累更多的________________，因而生長更快。高遮陰條件下植物合成較多的葉綠素糖類等有機物(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(jié)果，作出該條件可能會提高作物產(chǎn)量的推測，由此設(shè)計了初步實驗方案進(jìn)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。實驗方法：按圖a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。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實驗的思路是_______________________________________________。培養(yǎng)條件A組遮光比例探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少【解析】

(1)分析題圖b結(jié)果可知，培養(yǎng)10天后，A組葉綠素含量為4.2，C組葉綠素含量為4.7，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能地吸收光能。(2)比較圖b中B1葉綠素含量為5.3，B2組的葉綠素含量為3.9，A組葉綠素含量為4.2；B1組的凈光合速率為20.5，B2組的凈光合速率為7.0，B組的平均凈光合速率為(20.5＋7.0)/2＝13.75，高于A組的11.8，推測B組可能會積累更多的糖類等有機物，因而生長更快。(3)為了排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾，實驗材料應(yīng)選擇前期培養(yǎng)條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗進(jìn)行實驗，在重復(fù)實驗中以A組作為對照組，B組和C組作為實驗組，并保證除遮陰比例外其他環(huán)境條件一致；如果B組遮光條件下能提高作物產(chǎn)量，則下一步需要探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少。

(2023·浙江1月卷)葉片是給植物其他器官提供有機物的“源”，果實是儲存有機物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比(以果實數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示)對葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實驗結(jié)果見表1。典例5回答下列問題：(1)葉片葉綠素含量測定時，可先提取葉綠體色素，再進(jìn)行測定。提取葉綠體色素時，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是_______________________________。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的______結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的_______________中的化學(xué)能。合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘?。在本實驗中，選用13CO2的原因有___________________________________________________________(答出2點即可)。葉綠體中的色素易溶于無水乙醇C5ATP和NADPH研究光合產(chǎn)物從源分配到庫生成過程；研究凈光合積累有機物的量(3)分析實驗甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率_________(填“升高”或“降低”)、果實中含13C光合產(chǎn)物的量_________(填“增加”或“減少”)。庫源比降低導(dǎo)致果實單果重變化的原因是___________________________________________________________________________________________________。降低增加庫源比降低，植株總的葉片光合作用制造的有機物增多，運輸?shù)絾蝹€果實的有機物量增多，因此單果重量增加(4)為進(jìn)一步研究葉片光合產(chǎn)物的分配原則進(jìn)行了實驗，庫源處理如圖所示，用13CO2供應(yīng)給保留的葉片進(jìn)行光合作用，結(jié)果見表2。根據(jù)表2實驗結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實的特點是________________________________________________________________________。離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多(5)綜合上述實驗結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實產(chǎn)量(單果重10g以上為合格)的是哪一項？______。A．除草

B．遮光C．疏果

D．松土C【解析】

(1)葉綠體中的色素易溶于無水乙醇，因此用乙醇作為提取液。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時，給葉片供應(yīng)13CO2,13CO2先與葉綠體內(nèi)的C5結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的ATP和NADPH中的化學(xué)能，合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘小Ｔ诒緦嶒炛校x用13CO2的原因有研究光合產(chǎn)物從源分配到庫生成過程，研究凈光合積累有機物的量等。(3)分析實驗甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率降低；果實中含13C光合產(chǎn)物的量增多；庫源比降低導(dǎo)致果實單果重變化的原因是植株總的葉片光合作用制造的有機物增多，運輸?shù)絾蝹€果實的有機物量增多，因此單果重量增加。(4)根據(jù)表2實驗結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實的特點是離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多。(5)綜合上述實驗結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，能提高單枝的合格果實產(chǎn)量的是疏果，減小庫和源的比值，能提高果實產(chǎn)量，故選C。歸納提升：分析環(huán)境條件改變與光補償點、光飽和點移動方向的關(guān)系1．光補償點的移動(1)呼吸速率增加，其他條件不變時，光補償點應(yīng)右移，反之左移。(2)呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，光補償點應(yīng)右移，反之左移。2．光飽和點的移動相關(guān)條件的改變(如增大CO2濃度)使光合速率增大時，光飽和點C應(yīng)右移(C′點右上移)，反之左移(C′點左下移)。核心考點五光合作用與呼吸作用的影響因素及應(yīng)用1．光合速率影響因素的曲線分析(1)環(huán)境因素：光照強度、CO2濃度和溫度等(2)內(nèi)部因素：光合色素的含量、酶活性等①陽生植物與陰生植物對光能的利用能力不同，陽生植物的光補償點與光飽和點均大于陰生植物的。②植物葉面積指數(shù)、葉齡不同，對光能的利用能力不同。圖甲：合理密植有利于有機物的積累。圖乙：成熟葉片的光合作用最強。2．影響細(xì)胞呼吸的四類曲線3．密閉環(huán)境中一晝夜CO2和O2含量的變化曲線(1)光合速率等于呼吸速率的點是C、E。(2)圖甲中N點低于虛線，說明一晝夜CO2含量降低，凈光合速率大于0，植物有機物的積累量大于0，該植物一晝夜表現(xiàn)為生長。(3)圖乙中N點低于虛線，說明一晝夜O2含量降低，凈光合速率小于0，植物有機物的積累量小于0，該植物一晝夜沒有生長。4．自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線分析(1)積累有機物的時間段：ce段。(2)制造有機物的時間段：bf段。(3)消耗有機物的時間段：Og段。(4)一天中有機物積累最多的時間點：e點。(5)一晝夜有機物的積累量：SP－SM－SN。?？碱}型光合作用和呼吸作用的影響因素(2022·海南卷)某小組為了探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時長，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是()真題感悟典例1BA．本實驗中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B．葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C．四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高D．若在4℃條件下進(jìn)行本實驗，則各組葉圓片上浮所需時長均會縮短【解析】本實驗是探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，自變量為CO2濃度(NaHCO3溶液濃度)，溫度和光照為無關(guān)變量，A錯誤；當(dāng)光合作用產(chǎn)生的氧氣大于細(xì)胞呼吸消耗的氧氣時，葉圓片上浮，葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率，B正確；四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片上浮需要的時間最長，說明其光合速率最小，C錯誤；若在4℃條件下進(jìn)行本實驗，由于低溫會使酶的活性降低，凈光合速率可能降低，故各組葉圓片上浮所需時長可能均會延長，D錯誤。故選B。

(2022·北京卷)光合作用強度受環(huán)境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關(guān)系如下圖。據(jù)圖分析不能得出()A．低于最適溫度時，光合速率隨溫度升高而升高B．在一定的范圍內(nèi)，CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高C．CO2濃度為200μL·L－1時，溫度對光合速率影響小D．10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會持續(xù)提高典例2D【解析】分析題圖可知，當(dāng)CO2濃度一定時，光合速率會隨著溫度的升高而增大，達(dá)到最適溫度時，光合速率達(dá)到最高值，后隨著溫度的繼續(xù)升高而減小，A正確；分析題圖可知，當(dāng)CO2濃度為200μL·L－1時，最適溫度為25℃左右；當(dāng)CO2濃度為370μL·L－1時，最適溫度為30℃；當(dāng)CO2濃度為1000μL·L－1時，最適溫度可能超過40℃，可以表明在一定范圍內(nèi)，CO2濃度的升高會使光合作用最適溫度升高，B正確；分析題圖可知，當(dāng)CO2濃度為200μL·L－1時，光合速率隨溫度的升高而改變程度不大，而CO2濃度為其他數(shù)值時，光合速率隨著溫度的升高變化程度較大，所以表明CO2濃度為200μL·L－1時，溫度對光合速率影響小，C正確；分析題圖可知，10℃條件下，CO2濃度為200μL·L－1至370μL·L－1時，光合速率有顯著提高，而CO2濃度由370μL·L－1升高至1000μL·L－1時，光合速率幾乎不變，所以不能表明10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會持續(xù)提高，D錯誤。故選D。

(2023·浙江6月卷)植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下：CK組(白光)、A組(紅光∶藍(lán)光＝1∶2)、B組(紅光∶藍(lán)光＝3∶2)、C組(紅光∶藍(lán)光＝2∶1)，每組輸出的功率相同。典例3回答下列問題：(1)光為生菜的光合作用提供_________，又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對氮元素需求，若營養(yǎng)液中的離子濃度過高，根細(xì)胞會因_________作用失水造成生菜萎蔫。能量滲透(2)由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配比為___________________，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。與CK組相比，A、B、C組使用的是紅光和藍(lán)紫光，光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A、B、C組吸收的光更充分，光合作用速率更高，