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必备整合 细胞内代谢反应的基本原理 考点1 细胞代谢的条件——酶和ATP 1．酶、激素、抗体与神经递质的比较 2．酶的特性及相关探究实验 [深度思考] (1)酶具有高效性的机理是与无机催化剂相比，能够显著降低化学反应的活化能。 (2)专一性实验中不宜选用碘液的原因是无法检测蔗糖是否水解。 (3)探究pH 对酶活性的影响时，不宜选用淀粉酶和淀粉，因为酸性条件下淀粉也会发生分解 ， 影响实验结果。 3．影响酶促反应速率的因素及其机理 4．NTP、dNTP 和ddNTP 之间的关系 5．ATP 的来源与去路 6．ATP 产生速率与O2供给量间的关系 1．(2025·四川，10)D阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2＋ 可协助酶Y 催化D果糖转化为D阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含 Co2＋条件)下，测定不同浓度D果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势 如图。下列叙述正确的是( ) A．升高反应温度，可进一步提高D果糖转化率 B．D果糖的转化率越高，说明酶Y 的活性越强 C．若将Co2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2 h 时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高 答案 D 解析 由题干信息可知，实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从 而降低D果糖转化率，A 错误；果糖的转化率不仅与酶Y 的活性有关，还与底物(D果糖)的 浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y 的活性强，B 错误；Co2 ＋可协助酶Y 催化反应，但Co2＋不是酶，将Co2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率加 倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C 错误；转化率＝产物 量/底物量×100%，反应2 h 时，500 g·L－1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的， 且转化率也较高，根据产物量＝底物量×转化率，可知其产物量最高，D 正确。 [思维延伸] 用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果 如图1。第1 组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL 酶 悬液的结果。请判断与填充： (1)与第1 组相比，第2 组实验可能提高了H2O2溶液的浓度( √ ) (2)第1 组中1 时与2 时酶促反应速率大小关系为1 时大于 2 时 。第1 组实验中，反应时间大 于2 时，生成 O2总量不再增加，推测其原因是反应体系中的过氧化氢已被消耗完，反应停 止。 (3)若两组实验结果如图2，且已知马铃薯过氧化氢酶最适pH 在7.0 左右，最适温度在30 ℃ 左右，则第2 组实验可能做的改变是提高了悬液中酶的浓度或改变了反应体系中的温度。 2．(2025·江苏，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。 下列相关叙述合理的是( ) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL 淀粉溶液 加入2 mL 淀粉溶液 加入2 mL 蔗糖溶液 ② 加入2 mL 淀粉酶溶液 加入2 mL 蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL 斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL 蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 答案 C 解析 丙组步骤②应加入2 mL 淀粉酶溶液，因为验证淀粉酶专一性需遵循单一变量原则， 即保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶溶液则无法证明淀粉酶的作用特性，A 不合理；第 一次水浴加热是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴加热是斐林试剂与还原糖反应的 条件，B 不合理；乙组(淀粉溶液＋蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若 显色则可能是底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉溶液中是否含有还原糖，C 合理；甲组(淀粉溶液＋淀粉酶溶液)水解产物为葡萄糖(还原糖)，与斐林试剂在水浴条件下 呈砖红色，丙组(蔗糖溶液＋淀粉酶溶液)无水解产物，故丙组溶液呈现蓝色，D 不合理。 3．(2025·河北，1)ATP 是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP 的是( ) A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应 C．Ca2＋载体蛋白的磷酸化 D．水的光解 答案 D 解析 肌肉收缩需要ATP 水解供能，A 不符合题意；光合作用暗反应中C3的还原需要消耗 ATP(来自光反应产生的ATP)，B 不符合题意；ATP 为主动运输供能时载体蛋白空间结构发 生变化，Ca2＋载体蛋白磷酸化需要ATP 水解提供磷酸基团和能量，C 不符合题意；水的光 解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D 符合题意。 4．(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生 磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( ) A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP 能参与细胞信号传递 D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 答案 B 解析 如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响 细胞信号的传递，B 错误；进行细胞信息传递的某些蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP 为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C 正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白 磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D 正确。 1．(2025·日照二模)科研人员用甲～丁四个肽段设计纤维素酶，为研究这些肽段不同组合方 式构建成的纤维素酶的活性，研究者制备了分别含W1～W4四种纤维素的凝胶。纤维素可被 某种染料染成红色，但其分解产物不能被染色，实验结果如图所示。下列分析错误的是( ) A．肽段乙—丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性 B．肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性 C．肽段丙—丁对肽段乙功能的影响与底物种类有关 D．肽段丁会影响该酶对底物W1、W2的催化活性 答案 D 解析 肽段甲—乙—丙—丁构建成的纤维素酶可催化W1～W4四种纤维素，甲构建成的纤 维素酶可催化W1、W2，肽段乙—丙—丁构建成的纤维素酶可催化W3、W4，且肽段甲单独 起作用与肽段甲—乙—丙—丁对W2的催化作用相同(无色框宽度相同)，故可表明肽段乙— 丙—丁不影响肽段甲对W2的催化活性，A 正确；对比甲—乙—丙—丁和乙—丙—丁的无色 框的宽窄可知，肽段甲不影响肽段乙—丙—丁对W3、W4的催化活性，B 正确；单独的肽段 丙和丁分别构建成的纤维素酶不能催化W1～W4四种纤维素，结合肽段乙构建成的纤维素酶 和肽段乙—丙—丁构建成的纤维素酶催化纤维素的情况可知，肽段丙—丁对肽段乙功能的 影响与底物种类有关，C 正确；图示不能单独看出肽段丁是否影响该酶对底物W1、W2的催 化活性，D 错误。 2．(2025·岳阳三模)某研学小组为探究温度对淀粉酶催化淀粉水解的影响，进行了如表所示 的实验，用DS 试剂[主要成分为3,5二硝基水杨酸(黄色)，其与还原糖会发生反应并生成3氨 基5硝基水杨酸(棕红色)]检测，并在540 nm 波长下测定溶液的吸光度值(OD540，其与还原糖 的量成正比)。据表分析，下列叙述错误的是( ) 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 0 22 35 45 65 85 颜色变化 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋ OD540 0.17 0.849 1.122 1.271 1.383 0.45 注：“＋”越多表示溶液颜色越深。 A．为保证淀粉和淀粉酶充分反应，需在反应液中添加ATP B．22 ℃到45 ℃，溶液中还原糖含量随温度升高递增 C．85 ℃组溶液颜色比65 ℃组浅，即85 ℃组酶活性降低 D．第1 组和第6 组试管的吸光度值都较低，但原因不同 答案 A 解析 淀粉在淀粉酶的催化下充分水解的过程中不需要消耗ATP，因此，为保证淀粉和淀粉 酶充分反应，不需在反应液中添加ATP，A 错误；从表格数据看，22 ℃～45 ℃时，随着温 度升高，OD540值增大，因为其与还原糖的量成正比，因此可说明，在该温度范围内，溶液 中还原糖含量随温度升高递增，B 正确；85 ℃组颜色比65 ℃组浅，OD540值小，说明还原 糖生成量少，但是比0 ℃的高，说明酶没有完全失活，可能是酶的活性降低，C 正确；组 别 1(0 ℃，低温抑制酶活性，结构未变)和组别 6(85 ℃，高温使酶的空间结构发生改变， 活性降低)，吸光度值较低的原因不同，D 正确。 3．由ATP 参与的肌动蛋白和肌球蛋白相互作用可以引起肌细胞收缩。肌球蛋白的头部有 ATP 的结合位点，当ATP 与其位点结合时，其头部从肌动蛋白丝脱离；没有结合时，其头 部与肌动蛋白紧密结合。随着ATP 供能，肌球蛋白头部构象发生变化，使其从肌动蛋白亚 基上脱离，并与细丝前方的另一个肌动蛋白亚基再结合，从而引起肌细胞收缩。关于肌细胞 收缩，下列叙述正确的是( ) A．肌细胞内储备有大量可用于肌细胞收缩的ATP B．肌细胞收缩中ATP 引发了肌球蛋白构象的改变 C．ATP 分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂 D．肌动蛋白与肌球蛋白相互作用是一组放能反应 答案 B 解析 ATP 在体内含量少，但转化迅速，肌细胞内不会储存大量ATP，A 错误；根据题干信 息“随着ATP 供能，肌球蛋白头部构象发生变化”可知，肌细胞收缩过程中ATP 引发了肌 球蛋白构象的改变，B 正确；ATP 分子中远离腺苷的特殊化学键在供能时会发生断裂，C 错 误；肌动蛋白与肌球蛋白相互作用，需要ATP 供能，是一组吸能反应，D 错误。 4．ATP 水解酶是一类功能相同的酶，来自不同生物的ATP 水解酶在结构上并不完全相同。 某研究小组提取到三种生物的ATP 水解酶，在酶的最适条件下探究三种ATP 水解酶的催化 能力，实验结果如图。下列叙述错误的是( ) A．酶降低化学反应活化能的能力与酶的结构密切相关 B．三种酶达到最大反应速率一半时的ATP 浓度相对值相同 C．该实验中每一组的pH、温度等条件都应设置为相同 D．实验中ATP 浓度在一定范围内与反应速率呈正相关 答案 C 解析 酶空间结构发生改变，与底物结合，降低化学反应活化能，酶降低化学反应活化能的 能力与酶的结构密切相关，A 正确；据图分析，三种酶达到最大反应速率一半时的ATP 浓 度相对值相同，约为1 左右，B 正确；据图分析，此实验的可变因素有ATP 的浓度相对值和 酶的种类，在酶的最适条件下探究三种ATP 水解酶的催化能力，不同的酶有其对应的最适 温度和pH，因此不一定相同，C 错误；随着ATP 浓度的增加，反应速率增加，当ATP 浓度 增加至5 以上时，反应速率不变，因此实验中ATP 浓度在一定范围内与反应速率呈正相关， D 正确。 考点2 细胞呼吸和光合作用 1．有氧呼吸和无氧呼吸的比较 (1)从物质变化方面分析 [易错辨析] ①储藏温度降低会抑制细胞呼吸酶的活性，从而降低线粒体中葡萄糖氧化分解 的速度( × ) ②剧烈运动时，人体骨骼肌细胞消耗的O2的量少于产生的CO2量( × ) ③人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖( √ ) (2)从能量变化方面分析 ①有氧呼吸的三个阶段均能释放能量，生成ATP，其中第三阶段释放的能量最多。 ②无氧呼吸仅在第一阶段生成少量ATP。 [深度思考] 酵母菌经无氧呼吸分解的葡萄糖中的能量去向有哪些？ 提示：一部分释放出来，另一部分存留在酒精中，释放的能量大部分以热能的形式散失，少 部分转移到ATP 中。 2．细胞呼吸的影响因素 (1)氧气浓度 [深度思考] 图中数据可知，O2浓度为 a 时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖共计0.2， 而b 点时只有有氧呼吸，其消耗的葡萄糖约为0.12，葡萄糖消耗速率更小。 (2)温度、二氧化碳浓度和含水量 3．绿叶中色素的提取和分离实验要点 4．光合作用的原理 [深度思考] (1)光合色素的主要功能是吸收、传递、转化光能，其吸收的光能有两个方面的 用途：一是将水分解产生氧和 H ＋ ，氧直接以氧分子的形式释放出去， H ＋ 与氧化型辅酶 Ⅱ (NADP ＋ ) 结合，形成还原型辅酶 Ⅱ (NADPH) ；二是在有关酶的作用下，提供能量促使 ATP 的合成。 (2)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如 以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。蔗糖是大多数植物长距离运输的 主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是非还原糖性质较稳定。 (3)NADPH 的作用是作为活泼的还原剂，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用。 (4)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液 中不能产生糖，原因是黑暗条件下不能进行光反应，不能产生暗反应所需要的 ATP 和 NADPH。 5．影响光合作用的因素 (1)单因子对光合速率的影响 [深度思考] ①图1 和图2 的原理分别是影响光反应阶段 ATP 和 NADPH 的生成；影响暗反 应中 C 3的生成。 ②图1 和图2 中限制D 点的外因分别是温度、 CO 2浓度和温度、光照强度。 ③图1 和图2 中限制D 点的内因有色素含量和种类、酶的数量和活性、 C 5的含量。 (2)多因子对光合速率的影响 6．光合作用的日变化曲线 [深度思考] (1)图1 中de 段和fg 段下降的原因分别是由于气孔部分关闭，二氧化碳吸收减 少；由于光照强度减弱，二氧化碳吸收减少。 (2)图2 中植物体光合与呼吸速率相等点有c 和 g 点 ，净光合速率大于0 的区段为cg，一昼夜 后植物的干重变化为增加。 7．深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 8．光补偿点、光饱和点的移动 [深度思考] (1)光补偿点对应的两种生理状态 ①整个植株：光合作用强度＝细胞呼吸强度。 ②叶肉细胞：光合作用强度＞细胞呼吸强度。 (2)B 点与C 点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变) 条件 B 点(补偿点) C 点(饱和点) 适当增大CO2浓度(光照强 度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(光照强 度) 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 注：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 (3)D 点：代表饱和点对应的最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增 大时，D 点向右上方移动；反之，移动方向相反。 1．(不定项)(2024·山东，16)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧 量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH 的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催 化生成乙醇，与此同时NADH 被氧化。下列说法正确的是( ) A．p 点为种皮被突破的时间点 B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．q 处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 答案 ABD 解析 由图可知，p 点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸 减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A 正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限 制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高， 加强无氧呼吸提供能量，B 正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合 成乙醇的速率逐渐降低，C 错误；q 处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH 相同，根据有 氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D 正确。 2．(2025·安徽，16)为探究水通道蛋白NtPIP 对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的 野生型(WT)及NtPIP 基因过量表达株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT，模拟涝渍)条件下的根 细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题： (1)据图1 分析，低氧胁迫下，NtPIP 基因过量表达会使根细胞有氧呼吸____________，原因 是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为____________中储存的能量。 (2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加 入分子A、B 或C 时，E 增多并累积(图2a)；当加入F、G 或H 时，E 也同样累积(图2b)。根 据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：____________________________。 (3)科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP 基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结 合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质(最终电子受体)是 ________，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是________。 答案 (1)增强 在低氧胁迫下，NtPIP 基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收 水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行 NADH (2)假设物质H 能转化为A (3)低氧条件下，NtPIP 基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了更多的有机物，需要更多 的光合产物输出 (4)NADP＋ H2O 解析 (1)据题干信息和图1 可知，低氧条件下，与野生型组相比，NtPIP 基因的过量表达通 过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行第二 阶段：丙酮酸和水反应生成二氧化碳(无机物)、NADH(储存大量能量)并释放出少量的能量 (绝大部分以热能形式散失，少量用于合成ATP)，其中的化学能大部分被转化为NADH 中储 存的能量。(2)丙二酸的加入会导致E 积累：分子A、B、C 和F、G、H 均为E 的前体或可 通过代谢转化为E，表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性。故提出：假设物质H 能转 化为A。(3)低氧条件下，与野生型相比，NtPIP 基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了 更多的有机物，则NtPIP 基因过量表达株需要更多的光合产物输出；对于植株来说，进行光 合作用的细胞主要是叶肉细胞，而进行呼吸作用的细胞是整个植株所有的细胞，因此低氧条 件下，NtPIP 基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型，由此才能满足低氧条件下， NtPIP 基因过量表达株的根有氧呼吸增强。(4)光反应中水在光下分解为H＋、O2和e－，e－经 传递最终与H＋和NADP＋结合生成NADPH，因此，光反应中最终的电子供体是H2O，最终 的电子受体是NADP＋。 3．(2025·湖南，17)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现， 某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在 Burk 无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光 合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解情况，开 展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： (1)栅藻的光合放氧反应部位是________(填细胞器名称)。图a 结果表明，对硝基苯酚 ________栅藻的光合放氧反应。 (2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是__________。 (3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min 后，推测该培养液pH 会____________， 培养液中对硝基苯酚相对含量______________。 (4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是____________ _________________________________________________________________________。 答案 (1)叶绿体 抑制 (2)氧气 (3)升高 基本不变 (4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长 提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用 解析 (1)栅藻是真核生物，进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a 结果表明，对硝基苯酚 可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，对光合放氧的抑制 作用增强。(2)由题意可知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分 析图b 可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比，Ⅰ组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌＋氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基 苯酚相对含量下降趋势基本一致，Ⅰ组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚， 故细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。(3)图b 中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯 酚含量为40 mg·L－1；分析图a 可知，对硝基苯酚含量为20 mg·L－1时，栅藻光合放氧量较 高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH 会升高；结合图b 可知，栅藻不能 吸收利用对硝基苯酚，培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。(4)由Ⅲ组可知，在光照条 件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为 栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 4．(2024·新课标，31)某同学将一种高等植物幼苗分为4 组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置 中照光培养，a、b、c、d 组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t) 后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M 为初始O2浓度，c、d 组O2浓度相同。回答 下列问题： (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是 ______________________，原因是__________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)光照t 时间时，a 组CO2浓度____________(填“大于”“小于”或“等于”)b 组。 (3)若延长光照时间，c、d 组O2浓度不再增加，则光照t 时间时a、b、c 中光合速率最大的 是______组，判断依据是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光照t 时间后，将d 组密闭装置打开，并以c 组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 __________(填“升高”“降低”或“不变”)。 答案 (1)红光和蓝紫光 光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝 紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 (2)大于 (3)b 密闭容器中，c 的O2浓度不再增加，说 明此时由于CO2不足，导致光合速率减弱，光合速率等于呼吸速率；a 组O2浓度等于初始浓 度，也意味着光合速率等于呼吸速率；而b 组此时的光合速率仍然大于呼吸速率。综上所述， b 组的光合速率最大 (4)升高 解析 (2)b 组O2浓度高于a 组，说明光合速率大于呼吸速率，整体表现为吸收CO2，释放 O2。因此，a 组CO2浓度大于b 组。(4)d 组O2浓度等于c 组是由于密闭容器中CO2的限制， 此时光合速率等于呼吸速率，打开容器之后，提供了更多的CO2，此时即便以c 组的光照强 度继续照光，仍然可以使幼苗的光合速率上升，大于呼吸速率。 [思维延伸] (1)某同学认为t 时间内，a 组中幼苗叶肉细胞光合作用速率大于其呼吸作用速率，判断的理 由是此时植物的光合速率＝呼吸速率，但植物中含有不能进行光合作用的部位。 (2)光照t 时间后，给d 组提供原有CO2浓度2 倍的环境，并以c 组光照强度继续照光，经检 测幼苗光合速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能是光反应产生的 NADPH 和 ATP 有限；叶绿体基质中固定二氧化碳的酶数量有限；有机物在叶绿体中积累过多，限 制暗反应(列举3 条)。 (3)有时光照很强，ATP 和 NADPH 的合成速率却未明显增加，推测可能的原因及过程： CO2 吸收量较低、 CO 2 供应量不足或光合产物运输受阻等原因导致暗反应利用的 ATP 和 NADPH 有限，生成的 ADP 、 NADP ＋ 有限，导致光反应原料不足， _光反应合成 ATP _和 NADPH 的速率受限 。 1．(不定项)(2025·岳阳模拟)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。科 研人员探究Ca2＋对淹水胁迫辣椒幼苗根无氧呼吸的影响，一个辣椒幼苗细胞内可能存在的 部分代谢途径如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述错误的是( ) A．检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成 B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物 C．与淹水组相比，Ca2＋影响ADH、LDH 的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害 D．ADH 和LDH 催化反应释放的能量，大部分以热能形式散失，少部分合成ATP 答案 BD 解析 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸过程，都会产生CO2，故检测到水淹的辣椒幼苗根有 CO2的产生，不能判断是否有酒精生成，A 正确；由图甲可知，辣椒幼苗根每个细胞中都含 有ADH 和LDH，ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。故辣椒幼苗 根每个细胞无氧呼吸既能产生乳酸，也能产生乙醇，B 错误；由图乙可知，与淹水组相比较， Ca2＋能减弱LDH 的活性，增强ADH 的活性，结合图甲可知，LDH 能催化乳酸生成，ADH 能催化乙醛生成乙醇，故Ca2＋影响ADH、LDH 的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤 害，C 正确；ADH 和LDH 参与的是无氧呼吸第二阶段的化学反应，该阶段不会释放能量， 能量转移到了不彻底的氧化产物乙醇和乳酸中，D 错误。 2．(不定项)(2025·日照三模)处于北极的一种金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种“分 解葡萄糖产生乙醇(－80 ℃不结冰)”的奇异代谢过程，该金鱼代谢部分过程如图所示。下 列叙述错误的是( ) A．过程③⑤都只能在极度缺氧环境中才会发生 B．可用酸性重铬酸钾溶液检测过程⑤产生的酒精 C．过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP 最多 D．无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，可以缓解[H]积累所引起的酸中毒 答案 ACD 解析 过程⑤是无氧呼吸第二阶段产生酒精的过程，是在缺氧或氧气不足情况下发生的，但 不是只能在极度缺氧环境中才发生，且过程③在有氧条件下也能发生，A 错误；过程①是细 胞呼吸的第一阶段， 能产生少量ATP，过程②是无氧呼吸产生乳酸的第二阶段，不产生 ATP，过程③是细胞呼吸的第一阶段， 能产生少量ATP，过程⑤是无氧呼吸产生酒精的第 二阶段，不产生ATP, C 错误；无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，即由产生乳酸变为产 生酒精，能缓解乳酸积累引起的酸中毒，且无氧呼吸过程没有[H]积累， D 错误。 3．(2025·烟台二模)如图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的 是( ) A．图中能产生ATP 的结构有细胞质基质和线粒体 B．图中HCO 浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体基质>类囊体腔 C．水光解产生的H＋可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量 D．光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境 答案 D 解析 观察题图可知，图中能产生ATP 的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜， A 错误；从图中离子运输方向判断，HCO 进入细胞是主动运输，从细胞质基质进入叶绿体 也是主动运输，所以浓度大小为细胞外<细胞质基质<叶绿体基质，类囊体腔中未显示HCO 相关运输，无法与其他部位比较，B 错误；水光解产生的H＋可进一步形成NADPH，为暗 反应提供还原剂和能量，而NADH 是细胞呼吸过程产生的，C 错误；从图中可知，光反应 产生的O2和H＋能促进细胞外的HCO 运输到叶绿体基质中转化为CO2，确保暗反应中CO2 的供应，帮助该绿藻适应水生环境，D 正确。 4．(2025·长沙二模)某生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B，A 植株左 上角有适宜光源，B 植株无光源，中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换)(如图 甲)。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养，测定培养过程A 植株的光 合速率与呼吸速率，得到图乙曲线L1。不考虑温度、水分等因素的影响，下列叙述错误的 是( ) A．a 点对应的时刻为测定的起始时刻 B．ab、cd 段限制光合速率的因素均为CO2浓度 C．b 点为撤去挡板的时刻 D．c 点时A 植株光合速率等于B 植株 答案 D 解析 观察图乙，a 点之前没有对A 植株的光合速率与呼吸速率进行测定相关操作，所以a 点对应的时刻为测定的起始时刻，A 正确；ab 段挡板存在，A 植株的光合作用消耗CO2，导 致容器内CO2浓度逐渐降低，限制光合速率，b 点挡板撤去后，B 植株细胞呼吸释放的CO2 被A 植株利用，但随CO2消耗，cd 段CO2浓度再次成为限制因素，因此ab、cd 段均受CO2 浓度限制，B 正确；ab 段，A 植株光合速率逐渐降低，由于有适宜光源，因此ab 段A 植株 光合速率下降的原因是容器内CO2浓度逐渐降低，在b 点之后，光合速率又逐渐上升，说明 b 点对应撤去挡板的时刻，C 正确； 挡板打开后，B 植株有光照，但因为距离远，光照强度 小于A 植株，所以c 点时A 植株光合速率大于B 植株，D 错误。
