第 4 章 细胞的能量供应和利用
第 1 节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的概念及作用机理
概念 活细胞产生的具有催化作用的有机物 绝大多数是蛋白质 少数是
, , RNA
6F ! "
FK+"6
作用机理——— L>+"6
F F
降低化学反应
L>+"6
的活化能
'"
3 '1
0
D/
易混易错 酶不为化学反应提供能量,不改变反应的方向和平衡点,只起催化作用。
二、酶的特性
特性 图像 分析
*
C
高效性
' BF 酶能改变化学反应的速率 但不改变最终生成
同无机催化剂相比 " (1) ,
( , 物的量
酶降低活化能的作用 ;
D 曲线相比较可以说明酶具有高效性
更显著 0 (2)a、b
) K
有些酶只作用于一种底物 如麦芽糖酶 其只能
专一性 (1) , ,
催化麦芽糖分解
一种酶只能催化一 ;
( 有些酶可作用于一类结构相近的底物 可催化
种或一类化学反应 (2) ,
) 表示酶 表示底物 表示生成物 一类物质分解
A ,B ,C、D
在最适温度和 条件下 酶的活性最高
(1) pH , 。
高温 强酸 强碱等条件会使酶的空间结构遭到
作用条件较温和 (2) 、 、
破坏而永久失活 低温条件下酶的活性很低 但空
; ,
间结构稳定 因此酶制剂适宜在低温下保存
,
三、酶促反应速率的影响因素及探究实验
1.影响酶促反应速率的因素
pH、温度 底物浓度 酶浓度
图示
24 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学续表
pH、温度 底物浓度 酶浓度
在其他条件适宜 酶量一定的情况下 酶促反应速率
不同 下酶的最适温度一般不变 不同温 (1) 、 ,
(1) pH , 随底物浓度的增加而加快 当达到一定底物浓度 点对
度下酶的最适 一般不变 , (P
说明 pH ; 应的底物浓度 后 受酶量的限制 反应速率不再增加
温度与 通过影响酶活性 或酶的空间结 ) , , ;
(2) pH ( 在其他条件适宜 底物充足的情况下 酶促反应速率
构 影响酶促反应速率 (2) 、 ,
) 与酶浓度成正比
知识拓展 影响酶促反应速率的因素还有激活剂(能提高酶活性的物质,如 是唾液淀粉酶的激活剂, 是
- 2+
Cl Mg
Taq 聚合酶的激活剂)、抑制剂、重金属等。
DNA
小表达 [ 福建, ()改编]酶活性是指酶催化特定化学反应的能力,常用酶促反应速率表示,那么 水解
2021 172 ATP
酶活性可通过测定 表示。
答案:单位时间磷酸的生成量或单位时间 的生成量或单位时间 的消耗量
ADP ATP
2.探究酶的专一性实验
思路一 同种酶 不同底物 思路二 同种底物 不同酶
: 、 : 、
自变量 底物种类 淀粉 蔗糖 自变量 酶种类 淀粉酶 蔗糖酶
变量 (1) : ( 、 ); (1) : ( 、 );
因变量 是否发生水解反应 因变量 是否发生水解反应
(2) : (2) :
蔗糖和淀粉为非还原糖 淀粉在淀粉酶的催化下可分解为葡萄糖 还原糖
原理 (1) , ( );
还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀
(2)
加斐林试剂 加斐林试剂
可溶性淀粉溶液 淀粉酶溶液 砖红 可溶性淀粉溶液 淀粉酶溶液 砖红
(1) + 水浴加热→ (1) + 水浴加热→
过程及 色沉淀 色沉淀
; ;
检测 加斐林试剂 加斐林试剂
蔗糖溶液 淀粉酶溶液 无砖红色 可溶性淀粉溶液 蔗糖酶溶液 无砖
(2) + 水浴加热→ (2) + 水浴加热→
沉淀 红色沉淀
注意 用碘液代替斐林试剂检测只适用于思路二 依据的原理是淀粉遇碘变蓝
,
3.探究温度和 pH 对酶活性的影响
探究温度对酶活性的影响 探究pH对酶活性的影响
自变量 温度t 自变量
变量 (1) : (); (1) :pH;
因变量 淀粉酶活性 因变量 过氧化氢酶活性
(2) : (2) :
"1#" U "1F#" U
过程及 "1#" U "1F#" U
检测
"1#" U "1F#" U
O O
第 4章 细胞的能量供应和利用 25
F#" Q) )0#"
-" " ( !"
"M :7:7#" F#" Q) )0#" *E(
" 0+ 7
*E(
F#" Q) )0#"
O
淀粉溶液和淀粉酶溶液必须在对应温度下分别保温一段 本实验也可先将不同 的缓冲液与
(1) (1) pH
时间后再混匀 混合 再加入过氧化氢酶
注意 ; H2O2 , ;
本实验不宜选用斐林试剂作为检测试剂 使用斐林试剂需 本实验不宜选用淀粉 酸性条件下易
(2) ( (2) (
水浴加热 不宜选用 加热条件下会分解 作为实验材料 分解 作为实验材料
), H2O2( ) )
学生用书 P24
真题选改判 都立即被灭活
。 ( )
1( 江苏,)胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油 6答案
.2024 1 . ✕
和脂肪酸 从真题到教材
。 ( )
1答案
. ✕
7酶是活细胞产生的具有 作用的有
.
2( 江苏,)探究温度对酶活性的影响时 先
.2024 3 , 机物 其中绝大多数酶是 酶通
, ,
将酶与底物混合 然后在不同温度下水浴处理
, 。 过降低 起作用
。
( ) 7答案 催化 蛋白质 活化能
.
2答案
. ✕
8与无机催化剂相比 酶具有 性 一种
. , ;
3( 河北,)胃蛋白酶应在酸性 条件
.2024 2 、37℃ 酶只能催化 ( 江苏,)
2024 1 ;
下保存
。 ( ) 酶的作用条件较温和 在最适宜的
,
3答案
条件下有最高的活性( 河北,)
. ✕
2024 2 。
4( 河北,)淀粉酶在 时 空间结构会被
.2023 1 0℃ , 8答案 高效 一种或一类化学反应 温度
.
破坏
。 ( ) 和
pH
4答案
. ✕
9有些酶需要特殊物质作用才能具有活性 如
. ,
5( 浙江 月选考, )探究 对过氧化氢
.2021 6 16 “ pH 耐高温的 聚合酶需要 存在的
DNA
酶的影响 实验中 分别加入不同 的缓冲
” , pH 情况下才能被激活
,
激活后
,
酶的 发
液后再加入底物
。 ( ) 生变化( 全国乙,)
2022 4 。
5答案
. √
9答案
2+
空间结构
. Mg
6( 海南,)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后
.2020 8
26 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
学生用书 P24
实验——探究酶的专一性、高效性和影响酶活 续表
性的条件 选项 探究内容 实验方案
典例 ( 届江苏部分学校一联, )下列有关
对酶活性 用 酶在不同 条件下催
2024 12 pH H2O2 pH
酶的探究实验的叙述 合理的是 D 的影响 化 分解 用斐林试剂检测
, ( ) H2O2 ,
选项 探究内容 实验方案 答案 C
变式 同考法不同考查形式 跨章节综合 (多选)
用 和 酶分别催化等
FeCl3 H2O2
酶的高效性 量 分解 待 完全分解 ( 届南京师大附属扬子中学二模适应检测, )
A H2O2 , H2O2 2024 18
后检测产生的气体总量
科学探究是生物学科核心素养之一 下列有关
,
用淀粉酶催化淀粉水解 检测是 教材实验探究的说法错误的是
酶的专一性 , ( )
B 否有大量还原糖生成
探究 对酶活性的影响 实验 实验温度
A.“ pH ” ,
用淀粉酶分别在热水 冰水和常 属于无关变量 实验过程中无需控制
温度对酶活性 、 ,
温条件下催化淀粉水解 反应相
C 的影响 ,
同时间后 检测淀粉分解程度
,
探究酵母菌细胞的呼吸方式 实验需要设置 探究土壤微生物的分解作用 实验 实验后
B.“ ” D.“ ” ,
有氧和无氧两种条件 其中有氧的为实验组 观察落叶分解情况 对照组现象比实验组要
, , ,
无氧的为对照组 明显
设计预实验是为了避免实验偶然性 排除其 答案 ABC
C. ,
他干扰因素对实验结果的影响
第 4章 细胞的能量供应和利用 27
第 2 节 细胞的能量“货币”ATP
一、ATP（腺苷三磷酸）的结构与主要功能等
组成元素
C、H、O、N、P
结构及
特点
主要功能 是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP
"%1 1J 6F F "51 "51 F "%1 1J 6F "51 36 FUA
,+36"51 F
U"51"%1K+D
D
43136B B *'+L6F EU$B36
ATP与ADP
'%
6F+L!
的转化 "51+ K,6U
6 *
6F # "51+6F "51+!?K, 6
'+6 36
*DD554
"51 6FC
650 M* "
二、ATP 为主动运输供能的实例分析 知识拓展 蛋白质的磷酸化和去磷酸化
蛋白质磷酸化 蛋白质去磷酸化
$"F"$B DD
+D;+.6"51!
在蛋白激酶催化下,将
?+F$B D;+, 在蛋白磷酸酶催化下,
末端的磷酸基团
%3 U$"D;++"51!
ATP 过程 ATP 磷酸化的蛋白质上的
为主 ?F" 转移到蛋白质特定位
磷酸基团脱落
动运 D;+.F D;+ 点的氨基酸残基上
*U"51 0+.F 6.
输供
D;+3 UD;+
能的 *.FUED/K,6F
D/
过程
D;+/K3 D; 图示
+.F7/K3 U
$B (E"C6DD
水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸
ATP ATP 蛋白质空间结构改变
供能 化 , 这些分子被磷酸化后 , 空间结构发生变化 , 活 结果 → 蛋白质空间结构恢复
蛋白质活性改变
机制 性也被改变 因而可以参与特定的化学反应
,
学生用书 P25
真题选改判 从真题到教材
1( 全国甲,) 转化为 可为离子 4 是 的英文名称缩写 结构
.2024 2 ATP ADP .ATP ,
的主动运输提供能量 简式是 其中 表示
。 ( ) , A ,P
1答案 代表 ( 浙江 月选考,)
. √ 2022 1 3 。
2( 江苏,)光照下 叶肉细胞中的 均 4答案 腺苷三磷酸 腺苷
.2022 8 , ATP . A—P~P~P
源于光能的直接转化 磷酸基团
。 ( )
2答案 5 是驱动细胞生命活动的 能源物
. ✕ .ATP
3( 北京,) 必须在有氧条件下合成 质 细胞中绝大多数生命活动需要的能量是
.2021 1ATP 。 。
由 直接提供的( 全国甲,)
( ) 2024 2 。
3答案 5答案 直接
. ✕ . ATP
28 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
第 3 节 细胞呼吸的方式
一、细胞呼吸
实质 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 生成 或其他产物 同时释放能量 并生成
, CO2 , , ATP
过程
方式 有氧呼吸 无氧呼吸
化学 酶
酶
酒精发酵 如酵母菌等 酒精 少量能量
反应 C6H12O6+6H2O+6O2 → (1) , :C6H12O6 →2C2H5OH( )+2CO2+ ;
酶
能量
比 式 12H2O+6CO2+ (2) 乳酸发酵 , 如乳酸菌等 :C6H12O6 →2C3H6O3( 乳酸 )+ 少量能量
较 场所 细胞质基质 线粒体 细胞质基质
、
能量 大部分以热能形式散失 大部分存留在不彻底氧化产物 酒精或乳酸 中 少部分释放 释放的能量大部
, ( ) , ,
变化 少部分储存在 中 分以热能形式散失 少部分储存在 中
ATP , ATP
为生物体提供能量
意义 (1) ;
有氧呼吸第二阶段把糖类 蛋白质和脂肪等物质代谢联系起来 是生物体代谢的枢纽
(2) 、 ,
易混易错 ()哺乳动物成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸。需氧型原核生物虽无线粒体,但细胞含与有氧
1
呼吸有关的酶,故可进行有氧呼吸。
()线粒体内膜向内折叠成嵴,增大了膜面积,为有氧呼吸有关的酶提供了更多附着位点。
2()葡萄糖不能进入线粒体,需在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被分解。
3
()产酒精与产乳酸的无氧呼吸仅在第一阶段产生 ,且产生 的数量相同,两者在第二阶段消耗[ ]的数量相同。
4 ATP ATP H
小表达 动物吸入 标记的 后, (填“能”或“不能”)在其呼出的 中检测到 ,请说出理由:
18 18 18
O O2 CO2 O
。
答案:能 中的 可经有氧呼吸第三阶段转移至 中,再经有氧呼吸第二阶段转移至 中
18 18 18 18
O2 O H2 O C O2
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸 无氧呼吸
原理
(1)
实验 思路 对比实验
(2) ———
原理 7 F F 3@
和思 ! *$0+ .
路 ! *F1 '
实验
装置
澄清石灰水浑浊程度高 且变化速度快 澄清石灰水浑浊程度低 且变化速度慢
(1) , ; (1) , ;
若将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液 结果由 若将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液 结果由蓝
实验 (2) , (2) , →
蓝 绿 黄 且变黄时间短 速度快 绿 黄 且变黄时间长 速度慢
现象 → → , 、 ; → , 、 ;
向酵母菌培养液的滤液中加入酸性重铬酸钾溶 向酵母菌培养液的滤液中加入酸性重铬酸钾溶液
(3) (3) ,
液 无变化 变灰绿色
,
实验 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸 产生大量 酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸 产生酒精和少量
, ,
结论 的 的
CO2 CO2
知识归纳 ()本实验不能用澄清石灰水是否变浑浊和溴麝香草酚蓝溶液是否变黄作为检测指标,因为酵母菌有
1
氧呼吸和无氧呼吸均产生 。
CO2
()由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
2
三、细胞呼吸方式的判断（多以葡萄糖为底物）
知识归纳 脂质、蛋白质等也可作为细胞呼吸的底物。当脂质作为底物时,因其含 、 比例比较高,单位质量耗氧
C H
量高,吸收的 量大于产生的 量。
O2 CO2
第 4章 细胞的能量供应和利用 29
学生用书 P27
真题选改判 子的丙酮酸 产生少量的 并释放少量的
, [H],
1( 江苏,)图中 能量 主要是指 第二个阶段
.2024 6 ①~③
,[H] ;
表示一种细胞器的部分 0 0 是 丙酮酸和 彻底分解成
,
结构 有氧呼吸第一个 和 并释放出少量的能量 第三个阶段是
。 $0 $0 [H], ; ,
阶段发生在 经过线粒体内膜上电子传递链的传
③。 ( )
1答案 递 与氧结合形成水 同时释放出大量的能
, ,
. ✕
2( 安徽, ) 与氧结合生成水并形成 量 经有氧呼吸 葡萄糖大约能使
.2024 1 [H] 。 1 mol
的过程发生在线粒体基质和内膜上 转化为 ( 江西,)(
ATP 。 32molADP ATP2024 5 2023
广东,)( 山东, )
( ) 7 2022 16 。
2答案 8答案 细胞质基质 还原型辅酶
. ✕ . Ⅰ(NADH)
3( 山东,)检测到水淹的玉米根有 的 水 二氧化碳
.2023 4 CO2
[H]
产生不能判断是否有酒精生成 9无氧呼吸 第一个阶段与有氧呼吸的第一个
。 ( ) . :
3答案 阶段完全相同 第二个阶段是丙酮酸在酶
。
. √
4( 浙江 月选考, )不同方式的细胞呼吸 与催化有氧呼吸的酶不同 的催化作用下
( ) ,
.2023 1 16
消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 分解成 和二氧化碳 或者转化成
。 ( ) ,
4答案 只在第 阶段产生
. ✕
。ATP ,1mol
5( 江苏,)用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵 葡萄糖大约产生 ( 山东, )
.2022 5 2molATP 2023 4
液中酒精含量的多少 可判断酵母菌的呼吸 ( 全国乙,)
, 2023 3 。
方式 9答案 酒精 乳酸 一
。 ( ) .
5答案 10细胞呼吸在细胞物质代谢中的作用 细胞呼
. ✕ . :
6( 江苏,)蓝细菌没有线粒体 只能通过无 吸除了能为生物体提供能量 还是生物体代
.2022 8 , ,
氧呼吸分解葡萄糖产生 谢的枢纽 填物质 的
ATP。 ( ) 。 ( )
6答案 代谢 都可以通过细胞呼吸过程联系起来
,
. ✕
7( 浙江 月选考, )制作酸奶过程中乳酸 ( 江苏, )
.2022 6 12 2022 15 。
菌可产生大量的丙酮酸和 10答案 蛋白质 糖类和脂肪
CO2。 ( ) . 、
7答案 11 可使澄清石灰水变浑浊 也可使溴麝香草
. ✕ .CO2 ,
酚蓝溶液 ( 江苏,) 在
从真题到教材 2022 5 。
酸性条件下 橙色的重铬酸钾溶液与乙醇发
8有氧呼吸 第一个阶段发生在 ,
. : 生化学反应 变成 ( 江苏, )
中( 江苏,) 分子的葡萄糖分解成 分 , 2020 17。
2024 6 ,1 2 11答案 由蓝变绿再变黄 灰绿色
.
30 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
学生用书 P28
一、实验——探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、细胞呼吸过程分析
典例 1 ( 届盐城东台一中期初, )如图为 典例 2 ( 全国甲,, 分)线粒体是细胞进行
2025 13 2022 46
探究酵母菌细胞呼吸的方式 的实验装置 有 有氧呼吸的主要场所 研究发现 经常运动的
“ ” , 。 ,
关叙述错误的是 人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多
( ) 。
下列与线粒体有关的叙述 错误的是
, ( )
有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产
A.
生
ATP
线粒体内膜上的酶可以参与 和氧反应形
B. [H]
成水的过程
注 瓶先封口一段时间再连通澄清石灰水
:D 线粒体中的丙酮酸分解成 和 的过程
选用酵母菌做实验是因为它是兼性厌氧菌 C. CO2 [H]
A. 需要 的直接参与
可通过观察澄清石灰水的浑浊程度来判断酵 O2
B. 线粒体中的 能够通过转录和翻译控制
母菌的呼吸方式 D. DNA
某些蛋白质的合成
相同时间内 放入等量酵母菌培养液的 瓶
C. , B 答案 C
和 瓶 瓶中释放的能量较少
D ,D 变式 2 同知识不同考查形式 结 合 过 程 图
该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实
D. ( 届南通海安期中,)有氧呼吸包括多步化
验 其中乙组作为对照组 2025 3
,
学反应 磷酸果糖激酶催化其中一步化学反应
答案 D , ,
如图 细胞中的磷酸果糖激酶可被 激
变式 1 同考法不同考查角度 变量分析 (
。 ADP、Pi
2023 活 被 抑制 相关叙述正确的是
浙江 月选考, , 分)为探究酵母菌的细胞呼 , ATP 。 ( )
1 162 992 2--.F .F 2- FF
吸方式 可利用酵母菌 葡萄糖溶液等材料进行 2$F -.F
, 、
实验 下列关于该实验的叙述 正确的是 磷酸果糖激酶存在于真核细胞中而原核细胞
。 , ( ) A.
酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自 没有
A.
变量 有氧呼吸三个阶段均有 和高能磷酸
B. NADH
酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 化合物产生
B.
可选用酒精和 生成量作为因变量的检 葡萄糖分解产生的丙酮酸可转化为甘油 氨
C. CO2 C. 、
测指标 基酸等非糖物质
不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放 抑制磷酸果糖激酶活性的调节属于正
D. D.ATP
的能量相等 反馈调节
答案 C 答案 C
第 4章 细胞的能量供应和利用 31
P
题型突破 糖酵解、三羧酸循环、呼吸电子传递与氧化磷酸化
学生用书 P29
细胞的有氧呼吸过程需要经过一系列复杂的化学反应,一些高考试题的情境会在课本细胞呼吸的
基础上进行适度地拓展。针对此类问题需结合所学知识和新情境中的已知信息进行审题、解题。(
2022
江苏, )( 江苏, )
15 2020 30
32 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
一、糖酵解和三羧酸循环 图中 分别为丙酮酸
A. A、B、C、D、E 、CO2、
典例 1 (多选)( 届南通如皋十四校期中联考, 酒精
2025
NADPH、O2、
)有氧呼吸分为三个阶段 第一阶段称为糖酵 过程中葡萄糖所含的能量大部分存留在
16 , B.①②
解 第二阶段称 6F 中
, F F E
992 " & #
为柠檬酸循环 过程消耗的 来自糖酵解和柠檬酸循环
, ) 0 C.③ C
第三阶段称为氧 F 癌细胞所需能量主要来自糖酵解 提高氧气
$ $ D. ,
化磷酸化 。 如图 % 6F 浓度不能促进癌细胞大量增殖
为萌发的小麦种 6F F # 答案 BCD
)0
子中发生的部分
生理过程 表示相应化学物质 表
,A~E ,①~④
示相关生理过程 下列叙述正确的是
。 ( )
拓宽思维边界
1.糖酵解：指葡萄糖在酶的作用下生成 丙酮酸和少量能量的过程 该过程的场所是细胞
NADH、 ,
质基质 糖酵解是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段 二者完全相同
。 , 。
2.三羧酸循环：又称为柠檬酸循环 循环 属于有氧呼吸的第二阶段
、TCA , 。
场所 原核生物 细胞质基质 真核生物 线粒体基质
: ; :
在酶的催化下 丙酮酸首先转化为乙酰辅酶 乙酰 乙酰辅酶 与草酰乙酸反应形成柠檬酸 柠檬
内容 , A( CoA), A ,
酸经过一系列反应重新生成草酰乙酸 释放 和能量的过程
, CO2、NADH
三羧酸循环除了能为生物体提供能量 还是生物体代谢的枢纽 三羧酸循环的中间产物通过参与不同的代
意义 , :
谢途径可转化为甘油 氨基酸等物质 这些物质可进一步参与蛋白质 糖类和脂质的合成
、 , 、
二、呼吸电子传递和氧化磷酸化 形式释放 质子漏的生理功能有产热 清除有
。 、
典例 2 ( 届重庆模拟调研,)如图所示 细 害自由基等 下列相关分析不合理的是
2024 7 , 。 ( )
胞呼吸过程产生的 通过线粒体内膜上 ) ) ) ) ) )
NADH,
) )
) ) )
'
的呼吸链将电子传递给氧生成 伴有 $ZUD
+
H2O, H
$P2
经蛋白复合体 从基质侧跨膜泵至内外
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
'
膜之间的膜间隙 以维持基质和膜间隙一个极 F ) F )
,
大的 + 浓度梯度 + 经 偶联因子复合 /"%) ) /"% ) ) 0 ) 0"%1 1J ) "51
H ,H F1-F0 *E "51
体合成 同时也可能发生 不经过
+
ATP。 H F1- 偶联因子是 的转运蛋白 可能还具
+
偶联因子复合体而进入基质 这种现象叫作 A.F1-F0 H ,
F0 , 有催化 合成的作用
质子漏 质子漏发生过程中能量全部以热能的 ATP
,
在不发生质子漏的情况下 中的能量 水分子的生成是增大基质和膜间隙 浓度
+
B. ,NADH D. H
都转移到 中 梯度的原因之一
ATP
熊在冬眠时肝细胞线粒体内质子漏的速率可 答案 B
C.
能会增大
第 4章 细胞的能量供应和利用 33
拓宽思维边界 呼吸电子传递和氧化磷酸化
在有氧呼吸第三阶段 在酶的催化下释放电子和 电子转移至嵌在线粒体内
+
,[H](NADH) H ,
膜上的电子传递链中 当电子沿着电子传递链依次传送时 其释放的能量用于驱动 跨膜转
+
。 , H
运 从线粒体基质转运到膜间隙 从而产生 浓度梯度 膜间隙的 沿着线粒体内膜上
+ +
——— , H 。 H
合酶内部的通道顺浓度梯度流回线粒体基质 推动了 的合成 呼吸电子传递和氧化磷
ATP , ATP 。
酸化过程如图所示
:
图 图
1 2
第 4 节 细胞呼吸的影响因素及应用
细胞呼吸的影响因素及应用
浓度 温度 水 浓度
O2 CO2
是有氧呼吸所必需的 且 主要通过影响酶的活性影 在一定范围内 自由水含量 作为细胞呼吸的产物 浓
机理 O2 , , ,
对无氧呼吸有抑制作用 响细胞呼吸速率 越高 细胞呼吸速率越快 度过高会抑制细胞呼吸
O2 ,
曲线续表
浓度 温度 水 浓度
O2 CO2
储藏 果蔬应置于低温 低氧 湿度适中的环境中 种子应置于低温 低氧 干燥的环境下
(1) : 、 、 , 、 、 。
农业 大棚夜间降低温度 可降低植物细胞呼吸速率 利于有机物积累 中耕松土利于根部细胞进行有氧
(2) : , , ;
呼吸 为植物吸收无机盐提供能量 及时排涝可避免根部细胞缺氧 否则洪涝会导致细胞进行无氧呼吸 产生
, ; , ,
应用 酒精或乳酸 少数植物 毒害细胞
( ) 。
工业及食品 制备发酵产品 如利用乳酸菌制作泡菜和酸奶等 利用酵母菌制作果酒等
(3) : ( ; )。
人体健康 有氧运动可避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸 乳酸的大量积累会使肌肉酸
(4) : ,
胀乏力 用透气的创可贴或纱布包扎伤口可抑制厌氧菌 如破伤风芽孢杆菌 的繁殖
; ( )
小表达 密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是
1.
。
( 全国 , 改编)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作
2.2020 Ⅰ 30
物的作用有 (答出 点即可)。
2
答案: 密封的地窖 浓度较高,能够抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
1. CO2
“去除杂草”可以减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;“松土”可以增加土壤氧气含量,促进根系细胞的呼吸
2.
学生用书 P31
真题选改判 4答案
. ✕
从真题到教材
1( 湖南,)低温保存可抑制微生物的生命
.2023 5
活动 温度越低对食品保存越有利 5影响细胞呼吸的主要因素 温度 其主要是
, 。 ( ) . :① ,
1答案 通过影响 来实现的 浓
. ✕ 。②O2
2( 甘肃,)兰花会因浇水过多而死亡 原因 度 促进 抑制无氧呼吸
.2024 3 , ,O2 , 。
之一是根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有 浓度 是细胞呼吸的产物 积累过
③CO2 ,CO2 ,
害物质含量增加 多会 细胞呼吸的进行 一定
。 ( ) 。④H2O,
2答案 范围内细胞呼吸速率随含水量的增加而
. √
3( 湖北, )密封条件下 梨呼吸作用导致 ( 海南, )
.2021 10 , 2022 10 。
减少 增多 利于保鲜 5答案 酶的活性 有氧呼吸 抑制 加强
O2 ,CO2 , 。 ( ) .
3答案 6蔬菜 水果的保存条件是 种
. √ . 、 ,
4( 湖南, )农作物种子入库贮藏时 在无 子的保存条件是 ( 湖南,)
.2021 12 , 2023 5 。
氧和低温条件下呼吸速率降低 贮藏寿命显 6答案 低氧 低温 适宜湿度 低氧 低温
, . 、 、 、 、
著延长 干燥
。 ( )
34 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
第 5 节 捕获光能的色素和光合作用的原理
一、捕获光能的色素
1.绿叶中色素的提取和分离
提取 分离
原 纸层析法 不同光合色素在层析液中溶解度不同 溶解度
光合色素能够溶解于有机溶剂 如无水乙醇 : ,
理 ( ) 高的随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢
,
实
验
步
骤 无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 使研磨更
(1) : ;(2) :
充分 碳酸钙 防止研磨中叶绿素被破坏
;(3) :
72.1 M7 F #?E
实 色素带的条数与色素种类有关 四条色素带说明有四种色素
(1) , ; 692 S7 P
验 色素带的宽窄与色素含量有关 色素带越宽说明此种色素含量
(2) , S2 S7 D
结 越多
; 42B :47
果 色素带扩散速度与溶解度有关 扩散速度越快说明溶解度越高
(3) , 42C S47 D
2.光合色素的分布及功能
光合色素位于类囊体薄膜上 具有吸收 传递和转化光
(1) , 、 6 1692
能的功能 + 42C
。 +
不同色素吸收光谱 如图 不同 其中叶绿素主要吸收 ! 42B
(2) ( ) ,
红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
, 。 "JON
易混易错 ()叶绿体中的色素(即光合色素) 液泡中的色素(如水溶性的花青素) 光敏色素,光敏色素是一种
1 ≠ ≠
接收光信号的分子,参与调节植物的生长发育。
()叶绿素的组成元素为 、 、、、 ,类胡萝卜素的组成元素仅有 、 、,故土壤中缺少 会导致植株叶片黄化。
2 CHON Mg CHO Mg
二、光合作用的原理
光反应 暗反应
场所 类囊体薄膜 叶绿体基质
条件 光 光合色素 酶 等 酶 等
+
、 、 、H2O、ADP、Pi、NADP 、CO2、ATP、NADPH、C5
) 0 0 F $
? /"%1)
$0
E
6 72 /"%1 .F $
"51
过程
F
"%1 1J $)0
第 4章 细胞的能量供应和利用 35续表
光反应 暗反应
光
水的光解
+ -
(1) :2H2O 叶绿体→O2+4H +4e ;
酶
的固定
物质
的合成 能量
酶 (1)CO2 :CO2+C5 →2C3;
变化 (2)ATP :ADP+Pi+ →ATP;
酶 的还原 NADPH
的 合 成 (2)C3 :2C3 酶 → (CH2O)+C5
(3)NADPH :NADP
+
+ H
+
+2e
-
→
、ATP
还原型辅酶
NADPH( Ⅱ)
能量 和 中活跃的化学能 有机物中
光能 和 中活跃的化学能 ATP NADPH →
变化 →ATP NADPH 稳定的化学能
光反应为暗反应提供 和 暗反应为光反应提供 和
+
(1) NADPH ATP, NADP 、ADP Pi。
联系 暗反应不直接依赖光 若光反应停止 因 和 还没有消耗完 暗反应可继续进行一段时
(2) , , NADPH ATP ,
间 若暗反应无法进行 则导致 和 积累 从而抑制光反应进行
; , ATP NADPH ,
$E
环境改 (1) & $0 / " " 5 % 1 1 ) $ $ " * 5 $ " $ 5 * $ $
变时短 $0
时间内 $0
$*$ "5
& U "51/"%1)
各物质 $$ "51/"%1)
(2)$0 $ E $"5$* "5F
含量变
化的分析 注意 分析物质含量变化时从来源和去路两个方面考虑 先考虑环境因素直接影响的物质 再考虑此物质
: , ,
含量变化对其他物质含量的影响
易混易错 () 是指 磷酸甘油酸, 是指核酮糖 , 二磷酸( )。
1C3 3- C5 -15- RuBP
() 还原消耗的能量不仅来自 ,还来自 。
2C3 ATP NADPH
()细胞呼吸过程产生还原型辅酶 ( ),光合作用光反应产生还原型辅酶 ( ),两者不一样。
3 Ⅰ NADH Ⅱ NADPH
知识拓展 光合作用的产物
光合作用的产物主要是蔗糖、淀粉等糖类,蔗糖在细胞质基质中合成,淀粉在叶绿体基质中合成,蔗糖最终经过
韧皮部(筛管)由叶片(源)运往其他器官(库)。由于蔗糖具有较高的水溶性和运输速率且性质稳定,因此蔗糖是糖类
物质在植物体内运输的主要形式。
小表达 将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中,照光后有氧气释放。如果在该适宜溶液中将叶绿体的双层膜破
裂后再照光, (填“有”或“没有”)氧气释放,原因是 。
答案:有 类囊体膜是 分解释放 的场所,叶绿体的双层膜破裂不影响类囊体膜的功能
H2O O2
学生用书 P33
真题选改判 3答案
. √
1( 贵州,)分离提取液中的光合色素可采 4
.
(
2024
江西,
5
)光合作用中
,
水的光解发生在类
.2024 3
囊体薄膜上
用纸层析法
。 ( )
。 ( )
1答案
4答案
. √
. √
2( 江苏, )若连续多次重复画滤液细线可累 从真题到教材
.2023 12
积更多的色素 但易出现色素带重叠 5绿叶中色素的提取与分离
, 。 ( ) . :
2答案 色素的提取 色素能溶于有机溶剂 如
. √ (1) : ,
3( 全国乙,)用不同波长的光照射类胡萝卜素 中 提取过程中添加 的目
.2023 2 , CaCO3
溶液 其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰 的是 添加 有助于
, 。 ( ) , SiO2
36 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
( 江苏, )( 江苏, ) 的还原 接受 释
2024 20 2023 12 (2)C3 :C3
( 江苏,) 放的能量 并且被 还原生成 磷酸
2020 6 。 , 3-
色素的分离 不同色素在 中的溶 甘油醛 随后经过一系列的反应转化为糖类
(2) : ,
解度不同 的随层析液在滤纸上 ( 江苏, )( 山东, )( 湖南, )
, 2024 20 2024 21 2023 17 。
扩散得快 反之则慢 的再生 一些 磷酸甘油醛经过一系列
, 。 (3)C5 : 3-
5答案 无水乙醇 防止色素被破坏 研 变化 又形成 这些 可以参与
. (1) , C5, C5
磨充分 层析液 溶解度高 ( 江苏, )( 安徽, )( 湖南, )
(2) 2021 20 2024 16 2023 17 。
6光反应 叶绿体中光合色素吸收的光能 一方 7答案 核酮糖 二磷酸
. : , . (1)C5[ -1,5- (RuBP)]
面将水分解为氧和 氧直接以氧分子的 磷酸甘油酸
, C3(3- )
形式释放出去 同时被叶绿体夺去两个 和 的
, , (2)ATP NADPH NADPH (3)CO2
其经过一系列传递可用于 固定
另一方面在酶的催化作用下 提供能 8光合作用的产物有一部分是淀粉 还有一部
。 , . ,
量促使 ( 重庆,) 分是 后者可以进入 再
2021 6 。 , ,
6答案
+
电子
+
与
+
结合形成 通过韧皮部运输到植株各处 蔗糖作为运输
. H NADP H 。
与 反应形成 物质的优点有蔗糖是非还原糖 比较稳定 蔗
NADPH ADP Pi ATP , ;
7暗反应 糖分子为二糖 对渗透压的影响相对小(
. : , 2020
的固定 在 的作用下 江苏, )( 湖南, )
(1)CO2 :CO2 Rubisco , 27 2023 17 。
与 结合形成两个 ( 8答案 蔗糖 筛管
2020 .
江苏, )( 辽宁, )
27 2021 22 。
第 4章 细胞的能量供应和利用 37
学生用书 P33
一、实验——绿叶中色素的提取和分离 其他色素分离
典例 1 ( 届苏锡常镇四市调研,)利用层析 答案 A
2024 5
液分离提取的紫色鸭跖草叶中的色素 滤纸条 变式 1 同知识不同考查角度 不同叶中色素对比
,
上出现五条色素带 如图所示 下列相关叙述
, 。 ( 广东,, 分)银杏是我国特有的珍稀植
2024 32
正确的是
( ) 物 其叶片变黄后极具观赏价值 某同学用纸
, 。
+,
层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别 下列
,
实验操作正确的是
( )
选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
A.
研磨时用水补充损失的提取液
" B.
将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
条带 中的色素都能吸收蓝紫光 和 C.
A. 1~4 ,1 2 用过的层析液直接倒入下水道
中的色素基本不吸收红光 D.
答案 C
条带 中的色素在层析液中溶解度极低 但
B. 5 ,
二、光合作用过程分析
能吸收和转换光能
滤纸条上条带的多少与层析时间无关 但与 典例 2 ( 届南京零模, )下列关于光合作
C. , 2024 12
所含色素种类有关 用的叙述 不正确的是
, ( )
若用水替换层析液 条带 中的色素不会与 真核细胞中 光反应在叶绿体类囊体的薄膜
D. , 5 A. ,
上进行 暗反应在叶绿体的基质中进行 变式 2 同考法不同情境 ( 广
,
Rubisco 2021
光反应需要光 不需要酶 暗反应不需要光 东, , 分)在高等植物光合作用的卡尔文循环
B. , , , 122
需要多种酶 中 唯一催化 固定形成 的酶被称为
, CO2 C3
光反应吸收光能形成 和 暗反 下列叙述正确的是
C. ATP NADPH, Rubisco。 ( )
应将 和 中活跃的化学能转化 存在于细胞质基质中
ATP NADPH A.Rubisco
成稳定的化学能并储存在有机物中 激活 需要黑暗条件
B. Rubisco
光反应中 将水分解成 并释放 暗反应 催化 固定需要
+
D. , H O2, C.Rubisco CO2 ATP
最终将 还原成 催化 和 结合
C3 (CH2O) D.Rubisco C5 CO2
答案 B 答案 D
38 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
P
题型突破 光系统和电子传递及光抑制和光呼吸
学生用书 P34
近年来对光合作用的考查已经不再局限于教材上光合作用的过程,部分试题会从分子角度入手,主要
涉及光系统、光合作用的暗反应过程、光呼吸、光抑制等。( 江苏, )( 江苏, )( 黑、吉、辽,
2022 20 2021 20 2024
)( 湖北,)( 山东, )( 湖南, )( 山东, )( 重庆,)
21 2023 8 2023 21 2023 17 2022 21 2021 6
一、光系统和电子传递 统 光系统主要是由光合色素和蛋白质结合
,
典例 1 ( 重庆,, 分)如图为类囊体膜蛋白 形成的大型复合物 包括光系统 和
2021 62 , Ⅰ(PSⅠ)
排列和光反应产物形成的示意图 据图分析 光系统 光系统能将光能转化为
。 , Ⅱ(PSⅡ),
下列叙述错误的是 电能
( ) 。
光合电子传递和光合磷酸化 光系统产生的
2. :
高能电子沿光合电子传递链依次传递 促使
,
的形成 同时建立了 浓度梯度
+
NADPH , H 。
光合磷酸化即 顺浓度梯度驱动 合酶
+
H ATP
的运转 将 磷酸化为 的过程 该过
, ADP ATP ,
程与有氧呼吸第三阶段类似 如图所示
, 。
水光解产生的 若被有氧呼吸利用 最少要
A. O2 ,
穿过 层膜
4
与电子 和质子 结合形
+ - +
B.NADP (e ) (H )
成
NADPH
产生的 可用于暗反应及其他消耗能量
C. ATP
的反应
电子 的有序传递是完成光能转换的重
-
D. (e ) 二、光抑制和光呼吸
要环节
答案 A 典例 2 ( 届南通一模, )光照过强时还原能
2024 19
拓宽思维边界 的积累会导致自由基的产生 损伤膜结构 光
, 。
光系统 叶绿体进行能量转化需要依靠光系 呼吸 图中虚线所示 可促进草酰乙酸 苹果酸
1. : ( ) —
的穿梭 输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能 功能缺陷 进行了相关实验 结果如图 图
, (AP ) , 2、 3。
实现光保护 其中过程 是光呼吸速率的限制
, ③
因素 线粒体中的电子传递链对该过程有促进
,
作用 相关机制如图 请回答下列问题
, 。 。
4
85S 85 BPYMBS BPYMB
*EJ 0 FF
/"%1 /"%1) 3VCJTDP
$ .F
8 F 8FF *!F
(
8FF *!F
F /"%
8
/"%)
)0 0 8FF 8FF /"%
/"%)
*E
$1"1 /"% 8 F 8 F /"%)
!F !F 4
/"%) FF
*!F *!F
31
D!'F
图
1
图 中过程 进行的场所是 叶
(1) 1 ① ,
绿体和线粒体中电子传递链分别位于
。
图 中叶绿体所示过程需要 参与
(2) 1 NADPH
的有
、
过剩的 通过草酰乙酸 苹果
, NADPH —
酸穿梭 在光呼吸的过程 填序
, (
号 消耗
) 。
线粒体中的电子传递链促进过程 的机理是
(3) ③
。
线粒体电子传递链有细胞色素途径 和
(4) (CP)
交替氧化途径 途径有 的合成
(AP)。CP ATP ,
途径无 的合成 能量以热能的形式散
AP ATP ,
失 为了进一步研究不同环境条件对两条途径
。
的影响 科研人员利用正常植株和 突变体
, aoxla
第 4章 细胞的能量供应和利用 39
(E
1"
1$
TeHe0MPNO
图
2
85S 85 BPYMBSBPYMB
(E
1"
TeHe0MPNO
图
3
正常情况下 黑暗时电子传递链以
① ,
途径为主
。
光照过强时 光保护主要依赖于
② ,
途径 而不是另一途径 从物质和能量变化的角
, ,
度分析其原因是
。
温度与光保护机制的关系是
③
。
答案 叶绿体基质 叶绿体的类囊体薄膜
(1) 、
线粒体内膜 的还原 卡尔文循环 草
(2)C3 ( )
酰乙酸转变为苹果酸 电子传递过程
④ (3)
中促进 向 转化 为过程 提供
+
NADH NAD , ③
等 促进过程 的进行
+
NAD , ③ (4)①CP ②
途径能量以热能的形式散失 而
AP AP , CP
途径受细胞内 和 等的限制 温度较
ADP Pi ③
高时光保护机制加强 低温时光保护机制丧失
,
或下降
( )
拓宽思维边界
定义 强光抑制光合作用的现象
当光照强度超过叶绿体所能利用的最大光能时 过量光能会引起叶肉细胞内
+
, NADP
光抑制 产生机制 不足 光合色素过量吸收光能产生的电子会超过 的可利用量 此时过量的电
+
( NADP ),
及危害 子导致光有毒物质 如活性氧 的产生 这些光有毒物质会攻击 中的 蛋白
( ) 。 PSⅡ D1 、
膜结构 核酸等物质 损坏光合结构 使光合速率下降
、 , ,续表
光呼吸与
光呼吸 暗反应的
关系
光呼吸与植物体内的酶 有关 当叶肉细胞中 浓度高时 该酶可催化
———Rubisco , CO2 ,
生理过程 固定 进而合成有机物 当 浓度低时 该酶可催化 与 反应 产生
C5 CO2, ; CO2 , C5 O2 , C3、
磷酸乙醇酸 磷酸乙醇酸经一系列反应产生
, CO2
光呼吸
光呼吸是进行光合作用的细胞为适应高光照及高 低 的条件下 提高抗逆
(1) O2、 CO2 ,
性而形成的一条代谢途径
生理意义 ;
在干旱和高辐射等的环境中 气孔关闭 胞间 浓度降低 会导致光抑制 此时
(2) , , CO2 , 。
光呼吸释放 消耗多余能量 对光合器官起保护作用 避免产生光抑制
CO2, , ,
题型突破 CO 浓缩机制 P
2 学生用书 P36
浓缩作为光合作用过程中的一个重要环节,涉及光合作用速率、植物对环境的适应性等核心概
CO2
念,是生物学命题的焦点之一。光合作用的命题越来越注重情境化,即通过创设真实或模拟的生物学情境
来考查学生对知识的理解和应用能力。 浓缩机制可能会结合具体的植物生理实验、生态系统中的碳
CO2
循环等情境来设计题目。考生应在充分掌握光合作用基本原理的基础上,提高自己的信息提取、问题分析
和综合应用能力。( 天津,)( 湖南, )( 辽宁, )( 天津, )( 全国乙, )
2023 9 2023 17 2021 22 2021 15 2021 29
40 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
典例 ( 辽宁, , 分)早期地球大气中的 程提供 的生理过程有
2021 2213 ATP 。
浓度很低 到了大约 亿年前 大气中 浓
O2 , 3.5 , O2
度显著增加 浓度明显下降 现在大气中的
,CO2 。
浓度约为 是限制植物光
-1
CO2 390μmol·mol ,
图
合作用速率的重要因素 核酮糖二磷酸羧化酶
1
。 /
加氧酶 是一种催化 固定的酶 在 某些植物还有另一种 浓缩机制 部分
(Rubisco) CO2 , (3) CO2 ,
过程见图 在叶肉细胞中 磷酸烯醇式丙酮酸
低浓度 条件下 催化效率低 有些植物在
CO2 , 。
2。 ,
羧化酶 可将 转化为有机物 该
进化过程中形成了 浓缩机制 极大地提高 -
CO2 , (PEPC) HCO3 ,
有机物经过一系列的变化 最终进入相邻的维
了 所在局部空间位置的 浓度 促进
,
Rubisco CO2 ,
管束鞘细胞释放 提高了 附近的
了 的固定 回答下列问题
CO2 。 : CO2, Rubisco
浓度
(1)
真核细胞叶绿体中
,
在
Rubisco
的催化下
,
CO2 。
被固定形成 进而被还原生成糖
CO2 ,
类 此过程发生在 中
, 。
海水中的无机碳主要以 和 两种
-
(2) CO2 HCO3
形式存在 水体中 浓度低 扩散速度慢 有
, CO2 、 ,
些藻类具有图 所示的无机碳浓缩过程 图中
1 。
浓度最高的场所是 填 细胞 图
HCO3 - ( “ 2
外 或 细胞质基质 或 叶绿体 可为图示过 由这种 浓缩机制可以推测 与无
” “ ” “ ”), ① CO2 ,PEPC
机碳的亲和力 填 高于 或 低于 或 改造植物的 转运蛋白基因 增强
-
( “ ” “ ” A. HCO3 ,
等于 的运输能力
“ ”)Rubisco。
HCO3
-
图 所示的物质中 可由光合作用光反应提 改造植物的PEPC基因 抑制 的合成
② 2 , B. , OAA
供的是 图中由 转变为 改造植物的Rubisco基因 增强 固定
。 Pyr C. , CO2
的过程属于 填 吸能反应
能力
PEP ( “ ”
或 放能反应
将 浓缩机制相关基因转入不具备此机
“ ”)。
D. CO2
若要通过实验验证某植物在上述 浓缩
制的植物
③ CO2
机制中碳的转变过程及相应场所 可以使用
, 答案 三碳化合物 叶绿体基质
技术
(1)C3( )
。 叶绿体 呼吸作用和光合作用 光反应
通过转基因技术或蛋白质工程技术 可能进
(2) ( )
(4) , 高于 和 吸能反应
一步提高植物光合作用的效率 以下研究思路 (3)① ②NADPH ATP
, 同位素标记
合理的有 多选 ③ (4)ACD
( )。
第 4章 细胞的能量供应和利用 41
拓宽思维边界 浓度是限制光合作用的关键因素 因为 对 的亲和力较低
CO2 。 Rubisco CO2 ,
浓度过低时 其催化 固定的过程会受限制 并使光呼吸增强 所以 各类光合生物演化出
CO2 , CO2 , 。 ,
不同的机制来提高胞内 浓度 从而促进光合作用 降低光呼吸
CO2 , , 。
途径 主要内容 意义
蓝细菌或藻 蓝细菌或藻类可通过主动运输
类的 含量较低时 维持光
- -
HCO3 HCO3(CO2 )
泵途径 以蓝 合作用高效进行 在水体中占据
( ,
细菌为例 优势
)
羧化酶对 的亲和力
(1)PEP CO2
极高 提高了 植物固定 的
, C4 CO2
能力
;
羧化酶起到 泵 的
(2)PEP “CO2 ”
作用 把 压 进维管束细胞
, CO2“ ”
中 使 羧化部位的 浓
, Rubisco CO2
途径 度比 植物的高很多 从而减少
C4 C3 ,
光呼吸 因而 植物在强光下具
, C4
有比 植物更高的光合速率
C3 ;
维管束鞘细胞中的光合产物
(3)
首先在叶肉细胞内被固定在四碳化合物 草酰乙酸 这也是 可就近运入维管束 从而避免了
CO2 ( , ,
光合产物累积对光合作用可能产
名字的由来 中 草酰乙酸转化为苹果酸 然后被运输到维管束
“C4” ) , ,
生的抑制作用
鞘细胞中脱羧 放出的 在 催化下再与 反应生成
, CO2 Rubisco C5 C3续表
途径 主要内容 意义
白天 高温 植物气孔关闭 避免
( ), ,
途径 了水分散失 有利于植物在干旱环
CAM ,
境中生存
生活在干旱环境中的景天 仙人掌等植物夜间气孔开放 固定
、 , CO2
生成苹果酸进入液泡 白天气孔关闭 储存的苹果酸脱羧 放出
; , , CO2,
进入卡尔文循环
CO2
第 6 节 光合作用的影响因素及应用
光合作用的影响因素及应用
原理分析 应用
遗传特性 色素含量 酶的数量及活性等 叶面积指数 叶龄等 如 阴生植物的光补偿点和光饱和点都
内部因素 ( 、 )、 、 , :
较阳生植物低
光照强度通过影响光反应 和 的产生来影响暗反应 最终影响
ATP NADPH ,
光合速率
单
光
$0
温室大棚中适当增加光照
因
照 = $
K* ' #%K* '+=%U 强度 以提高光合速率 使
子 强 % K* ' & #%+& , ,
作物增产
外 光 U '6 *JU$
度
部 0 %+&K* '
# & +N %
N %
因 $0F "
素
光 温室大棚可根据需要选择适
光质影响光合作用强度 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 几乎不吸收绿光
质 , , 合的光源 玻璃或塑料薄膜
、
42 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学续表
原理分析 应用
$0 农田 正其行 通其风 及
“ 、 ”
温室大棚增施有机肥 被
"%=. E(0 E(U (
CO2 0 $0=%U#%=.$0N % 微生物分解产生 等
浓度 " # $0" CO2)
均可增大 浓度 提高
$0F CO2 ,
单
光合速率
因
E(
子 温室大棚内增加昼夜温
ED F+" E(U
外 温度 差 有助于植物有机物的
'!+/ ,
部 0 # 积累
因
素 矿质 等是合成叶绿素所必需的矿质元素 根据作物的需肥规律适时
(1)N、Mg ; 、
元素 参与酶活性调节 渗透调节及促进光合产物运输和转化 适量施肥 提高农作物产量
(2)K 、 ,
水是光合作用的原料 根据作物的需水规律合理
水分 (1) ;
缺水时 气孔开度减小 吸收量减小 灌溉
(2) , ,CO2
温室栽培时 在一定光照
,
强度下 白天适当提高温
,
度 也可同时适当增 加
多因子 (
浓度 可提高光合速
外部因素 CO2 )
率 当温度适宜时 可适当
; ,
点前 限制因子主要为光照强度
(1)A : 。 增加光照强度和 浓度
点后 光照强度不再是限制因子 光合速率还受温度 浓度等的 CO2
(2)B : , 、CO2 以提高光合速率
影响
小表达 ()大棚生产中,为什么多施有机肥能够提高作物的产量?
1
。
()影响气孔开闭的因素有 ,气孔的开闭 (填“是”或“不是”)受单一因素的
2
影响,举例说明: 。
答案:()有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成了 和无机盐, 是光合作用的原料,无机盐有利于植物生长
1 CO2 CO2
()光照、含水量、植物激素、温度等 不是 干旱会影响脱落酸( )的合成,从而影响植物气孔开闭
2 ABA
学生用书 P39
真题选改判 利于提高作物产量
。 ( )
1( 福建, )自然状态下 某植物 吸收 2答案
.2022 13 , CO2 . √
速率随环境 浓度的升高而增大 3( 湖南,)在禾谷类作物开花期剪掉部分
CO2 。 ( ) .2021 7
1答案 花穗 叶片的光合速率会暂时下降
. ✕
, 。 ( )
2( 辽宁,)合理控制昼夜温差 适时通风有 3答案
.2021 2 、 . √
第 4章 细胞的能量供应和利用 43
学生用书 P39
光合作用的影响因素 实验 对照组不进行盐胁迫处理 实验组用
。 ,
典例 ( 北京,,分)光合作用强度受环境因 溶液或 溶液胁迫处理 天后
2022 22 NaCl NaHCO3 ,90
素的影响 车前草的光合速率与叶片温度 检测相关生理指标 结果如图 请根据相关信
。 、CO2 , 。
浓度的关系如图 据图分析不能得出 息给出正确的选项
。 ( ) ( )
9 BF 42 F
9 BF
H NHEN
42 F
&/B$M/B)$0
! E(
低于最适温度时 光合速率随温度升高 !
NNPMeNeT ?NPMeNeT
A. , E(
而升高
在一定的范围内 浓度升高可使光合作
B. ,CO2
用最适温度升高
浓度为 时 温度对光合速
-1
C.CO2 200μL·L ,
&/B$M/B)$0
率影响小
条件下 光合速率随 浓度的升高 制作东山枇杷果汁时 加入的果胶酶能将不
D.10℃ , CO2 A. ,
会持续提高 溶性的淀粉分解为可溶性的半乳糖醛酸
答案 D 异地种植的东山枇杷口感干涩 可能是土壤
B. ,
渗透压高导致其含水量下降
变式 同考法不同考查形式 柱 形 图 (多 选)
盐碱地种植的东山枇杷虽然叶绿素含量少
( 届淮安摸底冲刺, )东山枇杷是苏州地区 C. ,
2024 16
但气孔导度高 吸收的 多 暗反应增强
栽培面积最大的品种 其品质国内有名 异地 , CO2 ,
, 。
对于含糖量较高 口感干涩的异地东山枇杷
引入东山枇杷 则常会因土壤盐碱度高而导致 D. 、 ,
,
有人建议可直接用枇杷发酵制作果醋出售
品质和产量下降 为研究盐胁迫对东山枇杷光
。
答案 BD
合作用的影响 研究人员利用东山枇杷苗开展
,
44 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
第 7 节 光合作用与细胞呼吸的综合
光合作用与细胞呼吸的综合
物 6F
质 ) 0 $0 * $) 0 ! $0 )0
转
0
变
光合
作用
和细 &6
胞呼
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能 6 "51+6 * M* "
吸的 量 "B+6 +6
联系 转
化 F1F+6
* 36
自然环境中 密闭容器中
: :
一昼夜
代谢曲线
图 图
1 2
图 中 段及图 中 段可见 在夏季午时左右 光照强 温度高 叶片部分气孔关闭 吸收速率
1 AB 2 FG , , 、 , ,CO2
降低 导致光合速率降低 即光合午休
, ( )
学生用书 P40
真题选改判 用 我们观测到的光合作用指标 如 吸收
, , CO2
1( 湖南,)弱光条件下植物没有 的释 量 释放量等代表 ( 江
.2021 7 O2 、O2 2024
放 说明未进行光合作用 苏, ) 光补偿点为光合过程中吸收的
, 。 ( ) 20 。 CO2
1答案 与呼吸过程中释放的 时的光照强
. ✕ CO2
从真题到教材 度( 广东, )
2023 18 。
2植物进行光合作用的同时 还会进行呼吸作
2答案 净光合速率 相等
. , .
第 4章 细胞的能量供应和利用 45
学生用书 P41
植物“三率”的辨析
2
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O O48S 47 '+"UE E(
O48& 47 '+"U E(
补偿点 和 饱和点 移动问题 分析时可利用 光合条件若变好 补偿饱和两边跑 光合条件若变差 补偿饱和中间
“ ” “ ” : “ , ; ,
靠 来判断
” 。
典例 ( 北京,, 分)在两种光照强度下 不 并绘制的 两种植物的光合作用强度与光照
2023 32 , A、B
同温度对某植物 吸收速率的影响如图 强度的关系图 下列叙述正确的有
CO2 。 , ( )
对此图理解错误的是
( )
& LMY
在低光强下 吸收速率随叶温升高而下
A. ,CO2
降的原因是呼吸速率上升
在高光强下 点左侧 吸收速率升高与
B. ,M CO2
光合酶活性增强相关
在图中两个 点处 植物均不能进行光合作用
C. CP ,
图中 点处光合速率与呼吸速率的差值最大
D. M
答案 C
变式 同考法不同知识 饱和点和补偿点 (多选)
( 届镇江期初, )如图为在最适温度下测定
2025 16
46 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
,
(E
0$
"
#
光照强度为 时 植物的叶肉细胞的光
A. 3klx ,A
合速率等于呼吸速率
光照强度为 时 两种植物的光合速
B. 6klx ,A、B
率相同
适当升高温度 植物的光饱和点和光补偿
C. ,B
点的差值将减小
在测定 植物的温度下测定 植物 其光补
D. B A ,
偿点和光饱和点的数值一定不变
答案 BC
