任務(wù)群（二）細胞的代謝【課程標(biāo)準(zhǔn)】2.ATP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.ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。3.植物細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。4.生物通過細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。【任務(wù)知識重建構(gòu)】【教材基點再挖掘】一、易漏填空(1)(必修1P79·思考·討論)刀豆種子中脲酶含量相當(dāng)高，該酶能使尿素分解成。脲酶可用作為溶劑來提取，其本質(zhì)是。(2)(必修1P81·正文)酸既能催化水解，也能催化水解，還能催化水解。(3)(必修1P82·探究·實踐)酶活性是指酶的能力，可用在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的表示。(4)(必修1P84·正文)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的，使酶永久失活。在0℃左右時，酶的活性很低，但酶的，在適宜的溫度下酶的活性會升高。因此，酶制劑適宜在保存。(5)(必修1P86·相關(guān)信息)ATP中的腺苷由組成。因此ATP去掉兩個磷酸基團后，是的基本單位之一。(6)(必修1P88·圖5-7)參與Ca2＋主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能的酶，在其作用下，，該過程伴隨著，這一過程就是。(7)(必修1P89·楷體文字)螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有，熒光素接受提供的能量后就被激活。在的催化作用下，。(8)(必修1P91·參考資料)可根據(jù)澄清石灰水或溴麝香草酚藍溶液，檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。(9)(必修1P93·相關(guān)信息)細胞呼吸產(chǎn)生[H]的過程實際上是指。(10)(必修1P94·相關(guān)信息)人體肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為。(11)(必修1P94·楷體文字)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是的樞紐。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯(lián)系起來。(12)(必修1P95·思考·討論)儲藏水果、糧食的倉庫，常通過、等措施，來水果、糧食的呼吸作用，以延長保質(zhì)期。破傷風(fēng)由引起，該菌只能進行。皮膚后，病菌容易大量繁殖。(13)(必修1P99·學(xué)科交叉及圖5-12)一般情況下，光合作用所利用的光都是。類胡蘿卜素主要吸收，而不吸收。(14)(必修1P104·相關(guān)信息)光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是，其可以進入，再通過運輸?shù)街仓旮魈帯?15)(必修1P106·楷體文字)生活在土壤中的硝化細菌，能將土壤中的氨(NH3)氧化成亞硝酸(HNO2)，進而將亞硝酸氧化成硝酸(HNO3)。這兩個化學(xué)反應(yīng)中釋放出的，就被硝化細菌用來將合成糖類。這些糖類就可以供硝化細菌維持自身的生命活動。(16)(必修1P106·拓展應(yīng)用)夏季晴朗的白天，中午光合速率下降的原因是光照過強、溫度過高，有些植物為了減少水分的散失會關(guān)閉部分氣孔，導(dǎo)致，直接限制階段；早晨和傍晚光合速率較低的原因是，直接限制階段。二、長句表達(1)(必修1P83·探究·實踐)不建議用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響，原因是。不用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，原因是。(2)(必修1P85·科學(xué)·技術(shù)·社會)溶菌酶具有抗菌消炎的作用，細菌性溶菌酶能否抵御真菌感染？(3)(必修1P89·拓展應(yīng)用)在植物、動物、細菌和真菌的細胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的。從進化的角度分析：這種現(xiàn)象說明了，也說明。(4)(必修1P96·拓展應(yīng)用)松土對農(nóng)作物生長的意義是；對全球氣候變暖可能帶來的影響是。(5)(必修1P97·問題探討改編)大棚蔬菜生產(chǎn)中，用無色透明的塑料薄膜做頂棚時產(chǎn)量高，原因是。(6)(必修1P101·拓展應(yīng)用改編)從水層透光與植物光能捕獲兩方面解釋海洋中紅藻、褐藻和綠藻的水層分布狀況，原因是。

任務(wù)1酶的作用、本質(zhì)和特性高考真題1．(2024·河北高考)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．作為生物催化劑，酶作用的反應(yīng)物都是有機物B．胃蛋白酶應(yīng)在酸性、37℃條件下保存C．醋酸桿菌中與發(fā)酵產(chǎn)酸相關(guān)的酶，分布于其線粒體內(nèi)膜上D．從成年牛、羊等草食類動物的腸道內(nèi)容物中可獲得纖維素酶2．(2024·廣東高考)現(xiàn)有一種天然多糖降解酶，其肽鏈由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構(gòu)建新肽鏈，并評價其催化活性，部分結(jié)果見表。關(guān)于各段序列的生物學(xué)功能，下列分析錯誤的是()肽鏈纖維素類底物褐藻酸類底物W1W2S1S2Ce5－Ay3－Bi－CB＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ce5＋＋＋——Ay3－Bi－CB——＋＋＋＋＋Ay3——＋＋＋＋＋Bi————CB————注：—表示無活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越強。A.Ay3與Ce5催化功能不同，但可能存在相互影響B(tài)．Bi無催化活性，但可判斷與Ay3的催化專一性有關(guān)C.該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關(guān)D.無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關(guān)3．(2023·遼寧高考·改編)基質(zhì)金屬蛋白酶MMP2和MMP9是癌細胞轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵酶。MMP2和MMP9可以降解明膠，明膠可被某染液染成藍色，因此可以利用含有明膠的凝膠電泳檢測這兩種酶在不同條件下的活性。據(jù)下圖分析，下列敘述錯誤的是()A．SDS可以降低MMP2和MMP9活性B．10℃保溫降低了MMP2和MMP9活性C．緩沖液用于維持MMP2和MMP9活性D．MMP2和MMP9降解明膠不具有專一性1．常見酶的種類及作用2．“模型”法分析與酶有關(guān)的曲線(1)酶的作用原理曲線①由圖可知，酶的作用原理是降低反應(yīng)的活化能。②若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。③用加熱的方法不能降低活化能，但會提供能量。(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，表明酶具有專一性。(3)影響酶促反應(yīng)速率的因素曲線①分析圖1和圖2：溫度和pH通過影響酶的活性來影響酶促反應(yīng)速率。②分析圖3:OP段的限制因素是底物濃度，P點以后的限制因素是酶濃度。對點練習(xí)1．14C呼氣實驗是檢測機體是否感染幽門螺桿菌的常用方法，被檢測者先口服尿素(14C)膠囊，若胃部存在幽門螺桿菌，其產(chǎn)生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2，通過檢測呼出的氣體中14CO2的相對含量即可診斷。下列說法錯誤的是()A．該檢測方法利用了酶具有專一性的特性B．幽門螺桿菌在細胞質(zhì)核糖體上合成脲酶C．NH3可以中和胃內(nèi)破壞幽門螺桿菌的胃酸D．使用該方法檢測應(yīng)該避免在空腹時進行2．細胞中L酶上的兩個位點(位點1和位點2)可以與ATP和亮氨酸結(jié)合，進而催化tRNA與亮氨酸結(jié)合，促進蛋白質(zhì)的合成?？蒲腥藛T針對位點1和位點2分別制備出相應(yīng)突變體細胞L1和L2，在不同條件下進行實驗后檢測L酶的放射性強度，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是()A.L酶可為tRNA與亮氨酸結(jié)合提供能量B．突變體細胞L1中L酶不能與ATP結(jié)合C．ATP與亮氨酸分別與L酶上的位點1和位點2結(jié)合D．ATP與L酶結(jié)合能夠促進亮氨酸與相應(yīng)的位點結(jié)合3．胰腺炎的發(fā)生與胰蛋白酶的過量分泌有關(guān)，臨床上常用胰蛋白酶抑制劑類藥物進行治療。研究發(fā)現(xiàn)，柑橘黃酮對胰蛋白酶具有抑制作用，其抑制率的高低與兩者之間作用力的大小呈正相關(guān)，相關(guān)實驗結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A.胰蛋白酶以胞吐的方式從胰腺細胞進入組織液，成為內(nèi)環(huán)境的重要成分B．催化蛋白質(zhì)水解時，胰蛋白酶比無機催化劑提供的活化能更多C．同一濃度下，低溫時柑橘黃酮與胰蛋白酶之間的作用力較大D．本實驗自變量是柑橘黃酮的濃度，各組使用的胰蛋白酶濃度應(yīng)相同

任務(wù)2與酶有關(guān)的實驗高考真題1．(2024·浙江1月選考)紅豆杉細胞內(nèi)的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，進而促進紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液，測定PAL的活性，測定過程如表。步驟處理試管1試管2①苯丙氨酸1.0mL1.0mL②HCl溶液(6mol/L)－0.2mL③PAL酶液1.0mL1.0mL④試管1加0.2mLH2O。2支試管置于30℃水浴1h⑤HCl溶液(6mol/L)0.2mL－⑥試管2加0.2mLH2O。測定2支試管中的產(chǎn)物量下列敘述錯誤的是()A．低溫提取以避免PAL失活B．30℃水浴1h使苯丙氨酸完全消耗C．步驟④加入H2O補齊反應(yīng)體系體積D．步驟⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應(yīng)2．(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)進行了下列5組實驗(表中“＋”表示有，“－”表示無)，根據(jù)實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論是()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＋－－＋－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3．(2022·廣東高考)某同學(xué)對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見表。下列分析錯誤的是()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。A.該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結(jié)合①②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70℃，最適pH為9D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物核心知識1．驗證類實驗實驗名稱對照組實驗組衡量標(biāo)準(zhǔn)驗證某種酶的本質(zhì)已知蛋白液＋雙縮脲試劑待測酶液＋雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色驗證酶具有催化作用底物＋適量蒸餾水底物＋等量的相應(yīng)酶液底物分解速率驗證酶具有專一性底物＋相應(yīng)酶液同一底物＋不同酶液或不同底物＋相同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(yīng)酶液底物分解速率2.探究類實驗——探究酶的最適溫度或最適pH(1)實驗設(shè)計思路及程序(2)確定酶的最適溫度或最適pH的技巧在一定的溫度或pH范圍內(nèi)，設(shè)置多個不同溫度或pH的梯度，分別測定酶活性。若所測得數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，峰值所對應(yīng)的溫度或pH即為最適溫度或最適pH，否則繼續(xù)擴大范圍，直到測得峰值。對點練習(xí)1．如圖是某研究小組在探究不同條件對α-淀粉酶活性影響時繪制的實驗結(jié)果曲線(1～5號試管的pH或溫度按等梯度逐漸升高)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖中3號試管為對照組，其余試管為實驗組B.探究pH對酶活性的影響時，不宜選用α-淀粉酶C.探究pH對該酶活性影響實驗時，反應(yīng)一段時間后，將5號試管條件改為3號條件后，淀粉水解時間明顯變短D．探究溫度對該酶活性的影響實驗時，2、4號試管中酶催化速率相同，酶的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)也相同2．酶分子具有相應(yīng)底物的活性中心，用于結(jié)合并催化底物反應(yīng)。在最適溫度、適宜pH等條件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2＋、Cl－對唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影響，實驗結(jié)果如下圖所示，已知Na＋和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))幾乎不影響該反應(yīng)。下列分析正確的是()A．實驗中的自變量有一個，因變量有一個B．實驗過程中唾液淀粉酶催化淀粉水解時提高了反應(yīng)的活化能C.由實驗結(jié)果可知，Cu2＋、Cl－可能改變了酶的空間結(jié)構(gòu)D．降低溫度，a、c兩點會向左下方移動，b點不變3．麥胚富含營養(yǎng)，但由于含有高活性脂肪酶與不飽和脂肪酸，極易酸敗變質(zhì)。為了延長麥胚儲藏期，科研人員研究了不同無機鹽對脂肪酶活性的影響。下列分析錯誤的是()A．實驗的自變量是無機鹽的濃度和種類，溫度和pH屬于無關(guān)變量B．將實驗溫度保持在0℃對實驗曲線有影響C．圖中不同濃度的CaCl2均可以提高脂肪酶的活性D.KCl對脂肪酶活性的影響最小，可用于延長麥胚儲藏期

任務(wù)3細胞的能量“貨幣”ATP高考真題1．(2024·全國甲卷)ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成。ATP結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中“～”表示特殊化學(xué)鍵。下列敘述錯誤的是()A．ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動運輸提供能量B．用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNAC．β和γ位磷酸基團之間的特殊化學(xué)鍵不能在細胞核中斷裂D．光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊化學(xué)鍵2．(2021·海南高考)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2min后迅速分離得到細胞內(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)生在細胞核內(nèi)3．(2021·湖南高考)某些蛋白質(zhì)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(zhì)磷酸化和去磷酸化過程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點B．這些蛋白質(zhì)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(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響核心知識1．“模型”法建構(gòu)以ATP為核心的能量轉(zhuǎn)化模型(1)圖中以熱能散失的能量是生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級遞減不循環(huán)的原因。(2)細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)并非只有ATP，還有GTP、CTP、UTP等。(3)除光能、有機物中的化學(xué)能之外，硝化細菌等進行化能合成作用的細菌能利用體外環(huán)境中的某些無機物(如NH3)氧化時所釋放的能量來合成ATP。2．能量轉(zhuǎn)化過程和ATP的產(chǎn)生與消耗項目轉(zhuǎn)化場所生理過程產(chǎn)生ATP細胞質(zhì)基質(zhì)細胞呼吸第一階段葉綠體光反應(yīng)線粒體有氧呼吸第二、三階段消耗ATP細胞膜主動運輸、胞吞、胞吐等葉綠體暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制等線粒體自身DNA復(fù)制等核糖體合成肽鏈細胞核DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等對點練習(xí)1．丙酮酸激酶(PK)可參與下圖所示的生化反應(yīng)。人體紅細胞中缺乏PK會引起Na＋積累，造成溶血，導(dǎo)致丙酮酸激酶缺乏癥(PKD)。以下推測正確的是()A．該反應(yīng)發(fā)生在紅細胞的線粒體中B．該反應(yīng)與細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)相聯(lián)系C．Na＋積累會引起紅細胞滲透壓升高D．使用PK抑制劑能夠有效治療PKD2．GTP的結(jié)構(gòu)和ATP類似，只是含有的堿基不同。研究發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)某個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中，GTP會在GTP酶的作用下水解為GDP。下列說法正確的是()A.GTP的水解伴隨著細胞內(nèi)某些放能反應(yīng)的進行B．GTP在細胞中的作用是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能C．GTP脫掉兩個磷酸基團后可作為合成RNA的原料D．GTP水解為GDP時離G最近的特殊的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂3．ATP熒光檢測儀是基于螢火蟲發(fā)光原理(如圖所示)設(shè)計的儀器，它可以通過快速檢測ATP的含量以確定樣品中微生物的數(shù)量，用于判斷衛(wèi)生狀況。下列有關(guān)說法正確的是()A．該檢測儀的使用原理體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性B．熒光素轉(zhuǎn)變?yōu)闊晒馑仵Ｏ佘账崾且粋€放能反應(yīng)C．檢測結(jié)果中熒光的強度很高說明該微生物細胞中一直存在大量ATPD．反應(yīng)過程中形成的AMP是一種高能磷酸化合物

任務(wù)4光合作用和細胞呼吸的原理高考真題1．(2024·江蘇高考)圖中①～③表示一種細胞器的部分結(jié)構(gòu)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．該細胞器既產(chǎn)生ATP也消耗ATPB．①②分布的蛋白質(zhì)有所不同C．有氧呼吸第一階段發(fā)生在③D．②③分別是消耗O2、產(chǎn)生CO2的場所2．(2024·江西高考)農(nóng)諺有云：“雨生百谷”。“雨”有利于種子的萌發(fā)，是“百谷”豐收的基礎(chǔ)。下列關(guān)于種子萌發(fā)的說法，錯誤的是()A．種子萌發(fā)時，細胞內(nèi)自由水所占的比例升高B．水可借助通道蛋白以協(xié)助擴散方式進入細胞C．水直接參與了有氧呼吸過程中丙酮酸的生成D．光合作用中，水的光解發(fā)生在類囊體薄膜上3．(2022·江蘇高考·改編)如圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖。下列敘述錯誤的是()A.三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2B．生物通過代謝中間物，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系C．乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位D．物質(zhì)氧化時釋放的能量并非都儲存于ATP中4．(2023·河北高考)擬南芥發(fā)育早期的葉肉細胞中，未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP須借助其膜上的轉(zhuǎn)運蛋白H由細胞質(zhì)基質(zhì)進入。發(fā)育到一定階段，葉肉細胞H基因表達量下降，細胞質(zhì)基質(zhì)ATP向成熟葉綠體轉(zhuǎn)運受阻?；卮鹣铝袉栴}：(1)未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP主要在__________合成，經(jīng)細胞質(zhì)基質(zhì)進入葉綠體。(2)光照時，葉綠體類囊體膜上的色素捕獲光能，將其轉(zhuǎn)化為ATP和______中的化學(xué)能，這些化學(xué)能經(jīng)________階段釋放并轉(zhuǎn)化為糖類中的化學(xué)能。(3)研究者通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在葉綠體成熟的葉肉細胞中實現(xiàn)H基因過量表達，對轉(zhuǎn)H基因和非轉(zhuǎn)基因葉肉細胞進行黑暗處理，之后檢測二者細胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中ATP相對濃度，結(jié)果如圖。相對于非轉(zhuǎn)基因細胞，轉(zhuǎn)基因細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)ATP濃度明顯______。據(jù)此推測，H基因的過量表達造成細胞質(zhì)基質(zhì)ATP被________(填“葉綠體”或“線粒體”)大量消耗，細胞有氧呼吸強度________。(4)綜合上述分析，葉肉細胞通過下調(diào)______________阻止細胞質(zhì)基質(zhì)ATP進入成熟的葉綠體，從而防止線粒體________________________，以保證光合產(chǎn)物可轉(zhuǎn)運到其他細胞供能。核心知識1．光合作用與細胞呼吸過程的聯(lián)系2．光合作用與細胞呼吸過程中各種化學(xué)元素的轉(zhuǎn)化過程(1)CO2中的C元素：(2)H2O中的H元素：(3)H2O中的O元素：3．光合作用與細胞呼吸過程中能量的轉(zhuǎn)換過程4．模型法分析環(huán)境條件變化對光合作用過程中有關(guān)物質(zhì)含量變化的影響對點練習(xí)1．檸檬酸循環(huán)是指在多種酶的作用下，丙酮酸被激活最終產(chǎn)生二氧化碳的過程。下列有關(guān)檸檬酸循環(huán)的敘述，正確的是()A．在線粒體的內(nèi)膜上進行B．沒有還原型輔酶Ⅰ產(chǎn)生C．反應(yīng)過程需要消耗氧氣D．釋放的能量主要是熱能2．我國科研團隊創(chuàng)制了由能量模塊、生物催化模塊和輔因子三部分組成的人工光合細胞。典型的光合作用過程始于能量模塊的光捕獲，為能量豐富的輔因子提供電子，這些輔因子為生物催化模塊提供能量。下列敘述錯誤的是()A．能量模塊可實現(xiàn)光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化B．生物催化模塊中包含催化色素吸收光能、CO2固定及C3還原的多種酶C．富含能量的輔因子可為生物催化模塊供能，典型的輔因子有NADPH等D．與正常細胞相比，人工光合細胞因沒有呼吸消耗而能積累更多的有機物3．我國科學(xué)家設(shè)計了一種下圖所示的人造淀粉合成代謝路線(ASAP)，在高密度氫能的作用下，成功將CO2和H2轉(zhuǎn)化為淀粉。ASAP由11個核心反應(yīng)組成，依賴許多不同生物來源的工程重組酶。下列說法錯誤的是()A．該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATPB．人工合成淀粉同樣需要CO2的固定和C3的再生，最終將C6合成淀粉C.ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對環(huán)境造成的負面影響D．大量工程重組酶的制備是該項技術(shù)走向工業(yè)化可能面臨的難題4．番茄受低溫傷害后葉肉細胞葉綠體受損嚴(yán)重，淀粉大量積累。Y基因過表達株系比野生型明顯耐低溫。下圖為番茄葉肉細胞內(nèi)光合作用過程中有機物合成及轉(zhuǎn)運示意圖。(1)番茄葉肉細胞通常呈現(xiàn)綠色，與葉綠體的______________上分布著捕獲光能的色素有關(guān)。影響番茄葉肉細胞中葉綠素含量的外界因素除了溫度外，還有__________(答出兩項即可)。(2)據(jù)圖分析，低溫影響R酶的活性進一步降低了光反應(yīng)對光能的利用，其原因是_____________________________________________________________________________。低溫下，葉綠體中丙糖磷酸增加，生成淀粉過多抑制光合作用，推測低溫對磷酸轉(zhuǎn)運體的抑制作用____(填“大于”或“小于”)對R酶的抑制。(3)Y蛋白可進入細胞核作用于基因S、I、L的啟動子。低溫下Y基因過表達株系葉綠體內(nèi)淀粉積累減少，細胞質(zhì)基質(zhì)中葡萄糖、蔗糖等可溶性糖的含量增加，因而具有更強的低溫抗性。據(jù)此推測，Y基因過表達株系抗低溫的機理是_________________________________________________________________________。

任務(wù)5環(huán)境因素對細胞呼吸和光合作用的影響高考真題1．(2024·北京高考)某同學(xué)用植物葉片在室溫下進行光合作用實驗，測定單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，結(jié)果如圖所示。若想提高X，可采取的做法是()A．增加葉片周圍環(huán)境CO2濃度B．將葉片置于4℃的冷室中C.給光源加濾光片改變光的顏色D．移動冷光源縮短與葉片的距離2．(2024·新課標(biāo)卷)某同學(xué)將一種高等植物幼苗分為4組(a、b、c、d)，分別置于密閉裝置中照光培養(yǎng)，a、b、c、d組的光照強度依次增大，實驗過程中溫度保持恒定。一段時間(t)后測定裝置內(nèi)O2濃度，結(jié)果如圖所示，其中M為初始O2濃度，c、d組O2濃度相同。回答下列問題。(1)太陽光中的可見光由不同顏色的光組成，其中高等植物光合作用利用的光主要是______________，原因是______________________________________________________________________________________________。(2)光照t時間時，a組CO2濃度________(填“大于”“小于”或“等于”)b組。(3)若延長光照時間，c、d組O2濃度不再增加，則光照t時間時a、b、c中光合速率最大的是________組，判斷依據(jù)是___________________________________________________________________________________________________________________。(4)光照t時間后，將d組密閉裝置打開，并以c組光照強度繼續(xù)照光，其幼苗光合速率會________(填“升高”“降低”或“不變”)。3．(2024·貴州高考)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，旱糧地低洼處易積水，影響作物根細胞的呼吸作用。據(jù)研究，某作物根細胞的呼吸作用與甲、乙兩種酶相關(guān)，水淹過程中其活性變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)正常情況下，作物根細胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，從物質(zhì)和能量的角度分析，其代謝特點有_______________________________________________________________________________________________________；參與有氧呼吸的酶是____(填“甲”或“乙”)。(2)在水淹0～3d階段，影響呼吸作用強度的主要環(huán)境因素是____________；水淹第3d時，經(jīng)檢測，作物根的CO2釋放量為0.4μmol·g－1·min－1，O2吸收量為0.2μmol·g－1·min－1，若不考慮乳酸發(fā)酵，無氧呼吸強度是有氧呼吸強度的________倍。(3)若水淹3d后排水、作物長勢可在一定程度上得到恢復(fù)，從代謝角度分析，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點即可)。核心知識1．影響細胞呼吸的因素(1)O2濃度①O2濃度為0，只進行無氧呼吸。②O2濃度超過10%，只進行有氧呼吸。(2)CO2濃度①原理：CO2反饋性抑制細胞呼吸。②應(yīng)用：增加CO2濃度窖藏儲存果蔬。(3)溫度①原理：溫度影響酶活性。②應(yīng)用：低溫儲存果蔬，大棚夜間降溫減少有機物消耗。(4)含水量①原理：一定范圍內(nèi)，細胞內(nèi)自由水含量越多，細胞代謝越旺盛，細胞呼吸越強。②應(yīng)用：糧食儲存前要進行曬干處理；水果、蔬菜儲存時保持一定的濕度。2．影響光合作用的因素(1)光照強度①原理：影響光反應(yīng)階段NADPH、ATP的生成。②P點限制因素：外因如溫度、CO2濃度等，內(nèi)因如色素含量、酶的數(shù)量和活性等。(2)CO2濃度①原理：影響暗反應(yīng)中C3的生成。②P點限制因素：外因如光照強度、溫度等，內(nèi)因如酶的數(shù)量和活性、色素含量、C5的含量等。③兩個關(guān)鍵點：圖乙中A點植物光合速率與細胞呼吸速率相等，此時的CO2濃度為CO2補償點，而圖甲中D點的CO2濃度是植物進行光合作用時最小CO2濃度，從D點才開始進行光合作用。(3)溫度①原理：溫度影響酶的活性。②P點為光合作用最適溫度。(4)多因子影響①P點：限制光合速率的主要因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。②Q點：橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法提高光合速率。對點練習(xí)1．天南星科植物的線粒體內(nèi)膜上具有細胞色素氧化酶(COX)和交替氧化酶(AOX)，低溫條件下其體內(nèi)產(chǎn)生的氰化物可抑制COX的活性而對AOX的活性無影響，細胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情況產(chǎn)生更多熱量，這種呼吸方式稱為抗氰呼吸。下列敘述錯誤的是()A．氰化物主要影響有氧呼吸第三階段B．低溫條件下局部抗氰呼吸加強有利于提高細胞代謝速率C．低溫條件下COX合成缺陷型植株無法完成葡萄糖的氧化分解D．與有氧呼吸相比，抗氰呼吸中有機物氧化分解生成的ATP較少2．液泡是一種酸性細胞器(H＋濃度高)，液泡酸化消失是導(dǎo)致線粒體功能異常的原因之一，具體機制如圖所示(Cys為半胱氨酸)。下列敘述正確的是()A.H＋以協(xié)助擴散的方式從細胞質(zhì)基質(zhì)進入液泡B．抑制液泡膜上Cys轉(zhuǎn)運蛋白的活性也會導(dǎo)致線粒體功能異常C．O2在線粒體基質(zhì)中與[H]結(jié)合形成水，同時釋放出大量能量D．圖示過程說明液泡和線粒體之間只有分工沒有合作3．某植物為適應(yīng)熱帶干旱地區(qū)的環(huán)境，形成了獨特的CO2利用模式，即白天氣孔開放程度小，夜晚開放程度大，如圖所示。下列說法正確的是()A.據(jù)圖推測過程①②③發(fā)生在不同細胞中B．該植物白天CO2吸收速率大于O2釋放速率C．該植物在夜間可以通過卡爾文循環(huán)積累產(chǎn)物D．該模式有利于植物白天減弱蒸騰作用而保水4．植物氣孔導(dǎo)度可以影響光合作用?？蒲腥藛T以某高等綠色植物為實驗材料，研究不同光質(zhì)對植物氣孔導(dǎo)度以及光合作用的影響，實驗結(jié)果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對值)。處理氣孔導(dǎo)度胞間CO2濃度光合速率白光111藍光1.710.571.42紅光0.640.780.85(1)綠色植物葉肉細胞中的葉綠體能捕獲光能、進行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是其含有與光合作用有關(guān)的______________。葉綠體將捕獲的光能轉(zhuǎn)化為________________中的化學(xué)能，供暗反應(yīng)階段利用。(2)由實驗結(jié)果可知，不同光質(zhì)對氣孔導(dǎo)度的影響情況是___________________________________________________________________________。相對于紅光處理組，藍光處理組的胞間CO2濃度較低，據(jù)表分析，其主要原因是________________________________。(3)研究人員對獲得的該高等綠色植物的突變體A進行研究發(fā)現(xiàn)，在弱光條件下，突變體A的氣孔導(dǎo)度高于野生型，但突變體A的光合速率與野生型基本相同，推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

任務(wù)6光合作用與細胞呼吸的關(guān)系高考真題1．(2023·北京高考)在兩種光照強度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是()A．在低光強下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B．在高光強下，M點左側(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關(guān)C．在圖中兩個CP點處，植物均不能進行光合作用D．圖中M點處光合速率與呼吸速率的差值最大2．(2024·全國甲卷)在自然條件下，某植物葉片光合速率和呼吸速率隨溫度變化的趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)該植物葉片在溫度a和c時的光合速率相等，葉片有機物積累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是________________________________________________________________________________________。(2)在溫度d時，該植物體的干重會減少，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)溫度超過b時，該植物由于暗反應(yīng)速率降低導(dǎo)致光合速率降低。暗反應(yīng)速率降低的原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________(答出1點即可)。(4)通常情況下，為了最大程度地獲得光合產(chǎn)物，農(nóng)作物在溫室栽培過程中，白天溫室的溫度應(yīng)控制在____________________________最大時的溫度。3．(2024·安徽高考)為探究基因OsNAC對光合作用的影響，研究人員在相同條件下種植某品種水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突變體(KO)及OsNAC過量表達株(OE)，測定了灌漿期旗葉(位于植株最頂端)凈光合速率和葉綠素含量，結(jié)果見下表?；卮鹣铝袉栴}。組別凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)葉綠素含量/(mg·g－1)WT24.04.0KO20.33.2OE27.74.6(1)旗葉從外界吸收1分子CO2與核酮糖-1，5-二磷酸結(jié)合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有關(guān)酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受________________釋放的能量并被還原，隨后在葉綠體基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為________________________。(2)與WT相比，實驗組KO與OE的設(shè)置分別采用了自變量控制中的____________、____________(填科學(xué)方法)。(3)據(jù)表可知，OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率________。為進一步探究該基因的功能，研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因的相對表達量、蔗糖含量及單株產(chǎn)量，結(jié)果如圖。結(jié)合圖表，分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發(fā)生相應(yīng)變化的原因：①____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②___________________________________________________________________________________________________________。核心知識1．光合速率與呼吸速率(1)量的關(guān)系：實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率(2)四個關(guān)鍵點：2．自然環(huán)境中一晝夜植物細胞呼吸與光合作用變化曲線(1)a點：凌晨低溫，細胞呼吸減弱，CO2釋放量減少。(2)b點：開始進行光合作用。(3)c、h點：光合速率與呼吸速率相等。(4)h點：有機物積累量最大。(5)m點：結(jié)束光合作用。(6)d～e段：下降的原因是氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足。(7)f～h段：下降的原因是光照強度減弱。3．密閉容器中一晝夜CO2和O2含量的變化(1)C、E點：光合速率等于呼吸速率。(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。(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。對點練習(xí)1．空心蓮子草是一種有害雜草，菟絲子是一種只能營寄生生活的植物。某興趣小組研究空心蓮子草被菟絲子寄生后其葉片的光合特性，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。下列分析錯誤的是()分組寄生組對照組凈光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)16.4222.29氣孔導(dǎo)度/(mmol·m－2·s－1)0.360.55胞間CO2濃度/(mmol·mol－1)260.56253.81葉綠素相對含量17.1119.52注：氣孔導(dǎo)度的大小反映氣孔的開放程度。A.菟絲子細胞中的能量轉(zhuǎn)換不包括光能→活躍的化學(xué)能B．表中的凈光合速率，指的是葉片吸收外界CO2的速率C．寄生組葉片凈光合速率下降是由氣孔導(dǎo)度減小引起的D．葉綠素相對含量的變化，對葉片凈光合速率影響較大2．選擇健壯的、處于生長期的某種綠色植物的同一葉片進行不同比例的完全遮光處理，在適宜光照下檢測未遮光處理葉片的光合速率和淀粉含量，結(jié)果如下圖所示。下列分析正確的是()A．本實驗檢測了未遮光處理葉片的總光合速率B．未遮光葉片的光合速率與其淀粉含量呈負相關(guān)C.遮光比例增加時，未遮光葉片中的淀粉輸出量減少D．據(jù)圖分析，摘除植物非光合作用器官，葉片的光合速率上升3．炎熱干燥的天氣往往會導(dǎo)致植物出現(xiàn)光呼吸現(xiàn)象，圖1表示植物葉肉細胞發(fā)生的光呼吸過程簡圖，光呼吸發(fā)生的原因是圖中的R酶的雙功能性，當(dāng)CO2與O2濃度之比較高時，R酶能夠催化CO2與C5反應(yīng)生成C3，反之，當(dāng)CO2與O2濃度之比較低時，光呼吸水平增加，R酶就會更多地催化C5與O2反應(yīng)，生成乙醇酸(C2)，C2最后在相應(yīng)細胞器中可轉(zhuǎn)化成C3和CO2。請完成以下問題：(1)炎熱干燥的天氣導(dǎo)致植物出現(xiàn)光呼吸的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)比較光呼吸與植物細胞有氧呼吸的不同點：___________________________________________________________________________________________________________________________________(描述三個方面)。(3)研究發(fā)現(xiàn)，水稻等作物的光合產(chǎn)物有較大比例要消耗在光呼吸底物上。那么，這些作物中光呼吸存在的意義是__________________________________________________________________________________________。(4)科研人員設(shè)計了只在葉綠體中完成的光呼吸替代途徑R(依然具有降解乙醇酸產(chǎn)生CO2的能力)。同時，利用RNA干擾技術(shù)降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白的表達量，進而減少____________________________，從而影響光呼吸。檢測三種不同類型植株的光合速率，實驗結(jié)果如圖2所示。據(jù)此回答：①當(dāng)胞間CO2濃度較低時，野生型植株與替代途徑植株的光合速率相比__________。②當(dāng)胞間CO2濃度較高時，三種類型植株光合速率的大小關(guān)系為__________________，分析其原因是_______________________________________________________________________________________。

任務(wù)7C3、C4、CAM途徑與光呼吸高考真題1．(2024·黑吉遼高考)在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3；當(dāng)CO2/O2的值低時，C5也能與O2反應(yīng)形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質(zhì)變化如圖1。光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程?；卮鹣铝袉栴}。(1)反應(yīng)①是____________過程。(2)與光呼吸不同，以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場所是__________和______________。(3)我國科學(xué)家將改變光呼吸的相關(guān)基因轉(zhuǎn)入某種農(nóng)作物野生型植株(WT)，得到轉(zhuǎn)基因株系1和2，測定凈光合速率，結(jié)果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除了有外界環(huán)境外，還可來自______和________(填生理過程)。7～10時株系1和2與WT凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異，原因是________________________________________________________________________________________。據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)____________(填“能”或“不能”)計算出株系1的總光合速率，理由是_______________________________________________________________________________________________。(4)結(jié)合上述結(jié)果分析，選擇轉(zhuǎn)基因株系1進行種植，產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢，判斷的依據(jù)是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(2022·全國甲卷)根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時的環(huán)境CO2濃度。回答下列問題。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是______________(答出3點即可)。(2)正常條件下，植物葉片光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?，原因是____________________________________(答出1點即可)。(3)干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。核心知識1．C4途徑(1)代謝過程(2)意義：提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有較強光合作用(特別是在高溫、光照強烈、干旱條件下)能力，并且無光合午休現(xiàn)象。2．CAM途徑(1)代謝途徑(2)意義：CAM植物夜間吸收CO2，適應(yīng)干旱環(huán)境。3．暗反應(yīng)與光呼吸4．光系統(tǒng)與電子傳遞鏈對點練習(xí)1．光照充足時，葉肉細胞中Rubisco催化O2與CO2競爭性結(jié)合C5。O2和CO2與Rubisco的親和力與各自的相對濃度有關(guān)，相對濃度高則與Rubisco的親和力高。O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列的反應(yīng)，最終釋放CO2的過程稱為光呼吸。下圖中實線部分表示植物葉肉細胞的光合作用和光呼吸等正常的生命活動過程，虛線部分表示科學(xué)家通過基因工程所構(gòu)建的新的光呼吸代謝支路。下列敘述錯誤的是()A.Rubisco既能催化CO2的固定，又能催化C5與O2反應(yīng)B．光呼吸會消耗一部分的C5，從而降低光合作用產(chǎn)量C．新的光呼吸代謝支路，有利于植物積累有機物D．在農(nóng)業(yè)