幻灯片 1第5章 细胞的能量供应和利用
第一讲 降低化学反应活化能的酶
第二讲 细胞的能量“通货”-ATP ATP的主要来源-细胞呼吸
第三讲 能量之源——光与光合作用
目 录
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幻灯片 2----
幻灯片 3 1．细胞代谢是细胞内每时每刻都进行着的各种
化学反应，是细胞生命活动的基础。
2．加热使反应物获得了能量，加快反应速率。
3．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更
显著，因而催化效率更高。
4．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，
其中绝大多数酶是蛋白质。
5．酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。
6．低温抑制酶活性，但不破坏酶的分子结构。
7．高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。
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幻灯片 4 一、酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢
细胞中各种 的统称，是细胞生命活动的基础。
2．酶的作用机理
(1)活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量。
(2)作用机理：降低化学反应的 。
化学反应
常态
活跃
活化能
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幻灯片 5 3．酶的作用机理分析[据图填空]
(1)没有酶催化的反应曲线是 。
(2)有酶催化的反应曲线是 。
(3)AC段的含义是 。
(4)BC段的含义是 。
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将如何移动？ 。
②
①
在无催化剂催化条件下，反应所
需的活化能
酶降低的活化能
B点将向上移动
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幻灯片 6 [想一想]
酶只能在生物体内起催化作用吗？
提示：不是。在适宜条件下，酶在生物体内和生物体外都能起催化作用。
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幻灯片 7二、酶的本质和特性
1．酶的基本单位、合成场所
氨基酸
核糖体
RNA
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幻灯片 82．酶的特性[连线]
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幻灯片 9 [想一想]
酶与无机催化剂相比有哪些相同之处？
提示：①化学反应前后数量和性质不变；②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；③都能降低化学反应的活化能。
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幻灯片 10[知识体系构建]
①蛋白质 ②RNA ③高效性 ④专一性 ⑤作用条件较温和 ⑥降低活化能
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幻灯片 11酶的概念与酶催化作用验证
(1)(2011·天津卷T1A)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。 ( )
(2)(2011·天津卷T1B)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。 ( )
×
×
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幻灯片 12 (3)(2010·山东卷T5A)溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的。 ( )
(4)(2009·重庆卷T1B)酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质。 ( )
(5)(2008·天津卷T1A)具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的。 ( )
√
×
×
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幻灯片 131．酶概念的理解
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
主要是细胞核(真核生物)
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
作用场所
细胞内、外或生物体外均可
生理功能
生物催化作用
作用原理
降低化学反应的活化能
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幻灯片 14 2．酶是蛋白质的验证实验
(1)实验设计思路：
实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应
对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→紫色反应
(2)实验结果分析：通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶液的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。
(3)实验变量：自变量为待测酶液和已知蛋白液，因变量为是否有紫色反应。
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幻灯片 153．酶的催化作用验证实验
(2)实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测底物是否被分解，对照组底物不被分解则证明酶具有催化作用。
(3)实验变量：自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解。
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幻灯片 16 [关键一点] 不要误认为酶只在细胞内发挥作用，酶由活细胞产生，其发生催化作用的场所有：细胞内(如细胞内的呼吸氧化酶)、细胞外(如各种消化酶)、生物体外适宜条件下(如唾液淀粉酶水解淀粉)。
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幻灯片 17高考地位
本考点知识难度不大，关键在于理解，在历年高考中常结合蛋白质结构功能进行综合命题
命题角度
(1)以选择题形式综合考查酶的本质及作用等知
识，如典例1；
(2)以曲线图为信息载体，考查酶的催化作用实质
及识图能力，如典例2。
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幻灯片 18 [典例1] 下列关于酶的叙述错误的是 ( )
A．一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
B．酶的催化效率很高，但受温度和酸碱度的影响
C．化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变
D．酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应
[解析] 酶在离开活细胞后仍可发挥作用，如消化道中的消化酶等均离开了细胞，但仍有催化能力，故A错误。
[答案] A
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幻灯片 19 [典例2] 下图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是 ( )
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幻灯片 20 A．ad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能
B．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动
C．若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变
D．若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动
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幻灯片 21 [解析] 物质A生成物质P需要的活化能用ac表示。酶降低活化能比无机催化剂更明显，若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动。若仅增加反应物A的量，图中曲线的原有形状不会发生改变。若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，所需活化能增加，b在纵轴上将向上移动。
[答案] D
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幻灯片 22 (1)(2012·海南卷T4A、B、D)淀粉酶经高温烘干制成粉剂、或在淀粉酶溶液中加入强酸或蛋白酶，均不可能导致淀粉酶活性发生变化。 ( )
(2)(2011·海南卷T4B)酶活性的变化与酶所处环境的改变无关。 ( )
(3)(2010·江苏卷卷T3D)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好。 ( )
(4)(2009·重庆卷T1A)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。 ( )
与酶有关的曲线模型分析
×
×
×
×
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幻灯片 23 1．表示酶高效性的曲线
(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
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幻灯片 24 2．表示酶专一性的曲线
加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，该实验说明酶具有专一性。
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幻灯片 253．影响酶促反应的因素
(1)温度和pH：
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幻灯片 26 ①从甲、乙图可以看出：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
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幻灯片 27 (2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率将不再增加。
②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
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幻灯片 28 [关键一点] 影响酶促反应速率的作用机理
(1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
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幻灯片 29高考地位
本考点知识难度较大，主要是图文转化能力的培养与训练，是高考命题的热点之一
命题角度
(1)以曲线图为信息载体，考查影响酶促反应速率
的因素，如典例3；
(2)以具体生物事实为背景，考查影响酶活性因素
的实验设计，如典例4。
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幻灯片 30 [典例3] 下图甲表示过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若在该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下分析正确的是 ( )
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幻灯片 31 A．pH＝a时，e点下移，d点左移
B．pH＝c时，e点为0
C．温度降低时，e点不移动，d点右移
D．H2O2量增加时，e点不移动，d点左移
[解析] O2的最大释放量只与H2O2的量有关，与酶的活性无关。酶为催化剂，只改变反应速率。与pH＝b时相比，pH＝a时酶的活性下降，e点不变，d点右移，故A错误；pH＝c时酶失活，但H2O2不稳定，在过氧化氢酶失活时，H2O2仍能分解，故B错误；温度降低时酶的活性降低，e点不变，但H2O2完全分解所用的时间延长，d点右移，故C正确；增加H2O2量，e点上移，d点右移，故D错误。
[答案] C
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幻灯片 32 [典例4] (2011·全国卷)某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
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幻灯片 33 [解析] (1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量为指标，因酶需要适宜的pH，故应加入缓冲溶液。(2)该酶与双缩脲试剂呈紫色反应，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。
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幻灯片 34 [答案] (1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括55～65℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。(其他合理答案也可)
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幻灯片 35一、实验原理
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幻灯片 36----
幻灯片 37二、实验流程
碘液
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幻灯片 38(2)pH对酶活性的影响：
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幻灯片 39----
幻灯片 40三、实验结论
四、易误点拨
(1)实验中所用酶的来源不同，则最适温度也不同：
若淀粉酶为市售的α淀粉酶，其最适温度为50℃～75℃；若淀粉酶来自人体组织细胞，则最适温度为37℃左右。
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幻灯片 41 (2)实验中操作步骤要规范：
在探究温度对酶活性影响的实验中，操作过程中第一步与第二步不能颠倒；在探究pH对酶活性影响的实验中，操作步骤第二步与第三步也不能颠倒顺序，否则在调节温度或pH的过程中，酶会将淀粉或过氧化氢分解，导致实验失败。
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幻灯片 42[高考实验对接]
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幻灯片 43----
幻灯片 44 1．探究性实验概述
探究性实验是实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己进行实验完成的探究活动。实验的目的是探究研究对象的未知属性、特征及与其他因素的关系。因为实验的结果及结论都是未知的，故需要对探究问题作出假设。
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幻灯片 45 2．探究性实验设计的思路
(1)把握实验目的，确认自变量。实验目的是实验的核心，通过思考要明确“探究什么”，其中要把握三个要素，即①探究的因素；②探究的对象；③观察的指标。
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幻灯片 46 (2)确定实验的原理。实验原理通常根据实验的目的和题目所给的材料进行分析处理，确定实验变量的检测方案，再根据我们所学过的知识联系起来确定实验的原理。
(3)设置对照实验，选择合理的实验对照方法。对照实验的设置，要确保一个实验自变量对应一个可观测的因变量，尽可能避免无关变量的干扰。
(4)选择实验材料。实验材料要根据原理来选择或根据题干所给的信息来确定。
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幻灯片 47 (5)设计实验步骤。设计实验步骤时在理顺实验思路的基础上注意遵循实验设计的四个基本原则(对照原则、单一变量原则、等量原则、科学性原则)。实验步骤基本模式如下：
分组编号→变量操作→条件控制→观察记录。
3．预测实验结果并得出结论
结果的预测，要根据假说和原理，以实验可能出现的结果作出判断，并对应得出相应结论。
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幻灯片 48 [典例] 根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。
Ⅰ.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：
①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1 mL。
②加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液3 mL。使各试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。
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幻灯片 49 ③分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL，然后放入37℃温水中恒温水浴。
④反应过程中，每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：
注：“＋”表示蓝色程度。
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幻灯片 50 (1)实验设计中，因变量是__________________。实验过程中选择37℃恒温的理由是_____________________。
(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明____________。
(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？
_____________________________________________。
(4)该实验得出的结论是_________________________。
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幻灯片 51 Ⅱ.为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
实验步骤与结果：
(1)①取两支洁净试管，编号为1和2。
②在1号管中加入2 mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，2号管中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于100℃恒温水浴5分钟。
③将2号管中的肝脏研磨液加入1号管，振荡摇匀，再置于100℃恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。
(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：________________________，____________________。
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幻灯片 52 [解析] Ⅰ.本实验的目的是验证pH对酶活性的影响，所以在实验过程中，pH是唯一的自变量，其他的条件都是无关变量，应保持一致；从实验结果分析，第三组是对照组，选择37℃的原因有两个，一是保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰，二是37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度。颜色变化为因变量，通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况。如果反应速率过快，应适当地稀释酶溶液，降低反应速率；根据实验目的，从反应的结果分析，该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低。
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幻灯片 53 Ⅱ.由于过氧化氢具有热不稳定性，实验过程中高温可使底物过氧化氢全部分解，从而观察不到气泡产生；也可能是因为高温使过氧化氢酶变性失活，不能催化过氧化氢分解产生气体。
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幻灯片 54 [答案] Ⅰ.(1)颜色变化 保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰；37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度 (2)淀粉已经完全分解 (3)适当稀释唾液 (4)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低
Ⅱ.(2)高温使过氧化氢酶变性，失去活性 高温使底物过氧化氢全部分解(或既有过氧化氢酶变性，又有底物被全部分解)
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幻灯片 55[高考随堂体验]
1．(2012·海南高考)下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发
生变化的是 ( )
A．淀粉酶溶液中加入强酸
B．淀粉酶溶液中加入蛋白酶
C．淀粉酶溶液中加入淀粉溶液
D．淀粉酶经高温烘干制成粉剂
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幻灯片 56解析：温度、pH都会影响酶活性；淀粉酶的化学本质为蛋白质，蛋白酶会将其水解，从而使其活性发生改变；淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被水解，此过程中淀粉酶为催化剂，故在反应前后结构和活性不变。
答案：C
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幻灯片 572. (2011·新课标全国卷)甲、乙两种
酶用同一种蛋白酶处理，酶活
性与处理时间的关系如右图所
示。下列分析错误的是 ( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
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幻灯片 58解析：酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。由图可知，在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化，而乙酶活性逐渐下降，说明甲酶的本质不是蛋白质，有可能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。
答案：B
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幻灯片 593．(2011·海南高考)关于酶的叙述，正确的是 ( )
A．酶提供了反应过程所必需的活化能
B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
解析：酶降低了反应的活化能；酶活性与所处的环境改变有关；酶分子在催化反应的前后结构不变；酶结构改变可影响其活性。
答案：C
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幻灯片 604. (2011·海南高考)某一不可逆化学
反应(S→P＋W)在无酶和有酶催
化时均可以进行。当该反应在无
酶条件下进行到时间t时，向反
应液中加入催化该反应的酶。右图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 ( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：酶能加快反应的进行，该反应不可逆，加入酶后使反应物浓度快速下降。
答案：D
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幻灯片 615. (2010·上海高考)右图表示细胞中某条
生化反应链，图中E1～E5代表不同
的酶，A～E代表不同的化合物。据
图判断下列叙述中正确的是 ( )
A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多
D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多
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幻灯片 62解析：若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度变慢；若E5催化反应被抑制，因E2催化的反应并没有被抑制，所以B不一定会积累到较高水平；因B还会被E2催化反应，故E1的催化速度比E5快时，B的产量也不一定比A多。
答案：C
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幻灯片 636．(2012·福建高考)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。
研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。
(1)查询资料得知，18°C时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是___________。
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幻灯片 64(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18°C之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18°C间。他们设置15°C、16°C、17°C、18°C的实验温度，探究三种酶的最适温度。
①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是________，可用________试剂鉴定。
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在____________。
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幻灯片 65③为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于________中以保持恒温。单位时间内________可以表示蛋白酶催化效率的高低。
④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？______。理由是。
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幻灯片 66(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低________的比例，以减少对海洋的污染。
解析：(1)分析图1可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是幽门盲囊蛋白酶。(2)可通过比较不同温度下酶对底物的催化效率来探究胃蛋白酶、肠蛋白酶及幽门盲囊蛋白酶三种酶的最适温度。本实验的自变量为温度，因此应保证三种酶所处的pH均为最适pH。该实验以干酪素作为反应
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幻灯片 67的底物，说明干酪素的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂进行鉴定。由图2可知，随着温度提高三种酶的活性逐渐升高，但三种酶活性均未出现峰值，即不能确定三种酶的最适温度。(3)由于大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶的含量少、活性低，因此人工养殖投放的饲料成分中要注意降低淀粉和脂肪的比例，以减少对海洋的污染。
答案：(1)幽门盲囊蛋白酶 (2)①蛋白质 双缩脲 ②2和8 ③水浴 底物消耗量(或产物生成量) ④不能 据图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现 (3)淀粉、脂肪
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幻灯片 687．(2011·江苏高考)为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性
的影响，研究者设计并进行了相关实验，实验步骤及结果如下：
①鲈鱼的驯养：将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14 d，用普通饲料投喂，备用。
②饲料的配制：在每千克普通饲料中添加200 mg植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒，烘干后储存。
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幻灯片 69③鲈鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度为60尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。
④称重并记录：投喂8周后，从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重。结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3%、947.2%。
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幻灯片 70⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。
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幻灯片 71根据上述实验，回答下列问题：
(1)步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是________________；实验前的驯养是为了______________。
(2)步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意________________，其原因是________________________。
(3)步骤③中还应控制好的无关变量主要有______________。
(4)本实验得出的初步结论是___________________________
__________________________________________________。
(5)推测鲈鱼的食性并说明理由：_______________________
_________________________________________________。
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幻灯片 72解析：(1)由于实验因变量是鲈鱼的体重，所以使用鱼苗比成体效果明显。实验前的驯养是为了让鲈鱼适应实验养殖环境，以免对实验结果造成影响。(2)烘干过程中要特别注意温度对植酸酶活性的影响，因为高温会使植酸酶变性。(3)步骤③中的实验变量是饲料中酶的有无，因此凡是影响酶活性的其他因素都需要控制，如水温、盐度、海水中的溶解氧等。(4)从表格中的数据可以推知，添加植酸酶的实验组表现出对蛋白酶活性的促进作用显著；根据步骤④可推知添加植酸酶的饲料能促进鲈鱼幼体的生长。(5)从表中蛋白酶活性推测，鲈鱼消化蛋白质较多，由此推测鲈鱼最可能为肉食性动物。
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幻灯片 73答案：(1)成体生长缓慢，实验效果不明显 让鲈鱼适应实验养殖环境
(2)温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性
(3)水温、盐度和溶解氧等
(4)添加植酸酶的饲料能促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小
(5)肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂
肪酶和淀粉酶
“课时达标检测”见“限时集训（九）”
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幻灯片 74 1． ATP是为细胞生命活动提供能量
的直接能源物质。
2．细胞内ATP与ADP相互转化的能量
供应机制，是生物界的共性。
3．能量通过ATP分子在吸能反应和放
能反应之间循环流通。
4．CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶
液由蓝变绿再变黄。
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幻灯片 755．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾与乙醇发生化学反应，
变成灰绿色。
6．线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但原核生物无线粒
体也能进行有氧呼吸。
7．有氧呼吸三个阶段均能产生ATP，第三阶段产生ATP最
多。
8．有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。
9．有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放
能量，形成ATP。
10．不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含
酶的种类不同。
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幻灯片 76一、细胞的能量“通货”——ATP
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幻灯片 77 (1)写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义。
①结构简式：
②A： ；P：
(2)图中①是 ，其中 易形成和断裂。
(3)图中②为 的过程，其作用是 。
(4)写出ATP与ADP相互转化的反应式：
A－P～P～P
腺苷
磷酸基团
高能磷酸键
远离A的高能磷酸键
高能磷酸键水解释放能量
为各项生命活动提供能量
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幻灯片 78 (5)ATP的来源：
①动物和人： 。
②绿色植物： 。
[想一想]
ATP水解掉两个磷酸基团后形成的化合物是什么？
提示：腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的单体之一。
呼吸作用
呼吸作用和光合作用
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幻灯片 79 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．酵母菌细胞呼吸方式
酵母菌为兼性厌氧型微生物，其细胞呼吸方式为有氧呼吸和 。
2．产物的检测
无氧呼吸
变混浊
溴麝香草酚蓝
蓝色→绿色→黄色
重铬酸钾溶液
灰绿色
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幻灯片 80三、有氧呼吸
1．过程[填图]
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幻灯片 812．反应式
四、无氧呼吸
(1)场所： 。
(2)条件： 和 。
(3)生成物： 或 。
(4)反应式：
①产物为酒精：
细胞质基质
无氧
多种酶
酒精和CO2
乳酸
②产物为乳酸：
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幻灯片 82 [想一想]
作物栽培时要及时松土，稻田需要定期排水，这样有什么好处？
提示：作物栽培时要及时松土透气，有利于根系的有氧呼吸，促进根对无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量的酒精，对细胞产生毒害作用，使根腐烂。
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幻灯片 83[知识体系构建]
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幻灯片 84----
幻灯片 85ATP的结构及与ADP之间的转化
(1)(2012·北京卷·T1C)细胞中内质网膜不能合成ATP。
( )
(2)(2010·天津卷·T4A)主动运输过程中需要载体蛋白协助，和ATP提供能量。 ( )
(3)(2009·上海卷·T24D)叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应。 ( )
√
√
√
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幻灯片 86 (4)(2008·广东卷·T4D)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。 ( )
(5)(2008·天津卷·T6④)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。 ( )
(6)(2008·天津卷T6①)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等。 ( )
×
×
×
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幻灯片 87 1．ATP的结构式
由结构式可以看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。
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幻灯片 882．ATP的形成途径
3．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
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幻灯片 89 (1)生物细胞可以通过无氧呼吸产生少量ATP，因此在O2为0的时候，其产生量仍有一定数值。
(2)当O2供给量增多，有氧呼吸明显加强。ATP的产生随之增加，但当O2供给量达到一定值后，其产生量不再增加，是由于酶、有机物、ADP或磷酸等限制因素所致。
(3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP的产生量曲线应从原点开始。
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幻灯片 90高考地位
本考点知识较为简单，在历届高考中单独命题频率较低，但与细胞代谢综合命题频率较高
命题角度
以选择题形式综合考查ATP结构功能、转化等相关知识，如典例1。
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幻灯片 91 [典例1] (2013·聊城模拟)下列关于ATP和ADP的说法中不正确的是 ( )
A．动物有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要氧气参与
B．ATP与ADP的组成元素相同，都只含有C、H、O、N、P五种元素
C．ATP在生物体内含量很多，是生物体生命活动所需能量的直接来源
D．叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，ATP则是向相反方向运动
．
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幻灯片 92 [解析] 动物有氧呼吸第三个阶段能产生大量ATP，此阶段消耗O2，A项正确；ATP与ADP的组成元素相同，都只含有C、H、O、N、P五种化学元素，B项正确；ATP在生物体内含量很少，通过细胞内ATP与ADP相互转化，为细胞生命活动直接提供能量，C项错误；叶绿体是光合作用的场所，光反应在类囊体薄膜上进行，消耗ADP产生ATP，暗反应在叶绿体基质中进行，消耗ATP，产生ADP，D项正确。
[答案] C
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幻灯片 93 (1)(2012·上海卷T25A)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。 ( )
(2)(2012·江苏卷T23C)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。 ( )
(3)(2011·海南卷T4D)乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H]。 ( )
有氧呼吸和无氧呼吸的过程
×
×
√
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幻灯片 94 (4)(2010·全国新课标卷T2B)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。 ( )
(5)(2010·全国新课标卷T2C)无氧呼吸不需O2参与，该过程最终[H]的积累。 ( )
(6)(2010·四川卷·T1A)与酵母菌相比，硝化细菌具有的特点是无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量。 ( )
(7)(2009·全国Ⅱ卷T1A)细胞呼吸必须在酶的催化下进
行。 ( )
×
×
×
√
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幻灯片 951．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
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幻灯片 96 2．分析
(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。
(2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。
(3)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：
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幻灯片 973．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
场所
主要在线粒体中进行
在细胞质基质中进行
条件
氧气，多种酶
无氧气，多种酶
物质变化
葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2
能量变化
释放大量能量，产生大量ATP
释放少量能量，产生少量ATP
特点
受O2和温度等因素的影响
有氧气存在时，无氧呼吸受抑制
联系
二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物，释放能量，产生ATP。
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幻灯片 98高考地位
本考点知识重在理解记忆，是高考命题高频考点之一。
命题角度
(1)以代谢过程图为信息载体，考查细胞呼吸过
程，如典例2；
(2)以曲线图为载体，考查细胞呼吸过程中不同物
质变化及图文转化能力，如典例3。
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幻灯片 99 [典例2] (2011·海南高考)细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是 ( )
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幻灯片 100 A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④
B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多
D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]
[解析] 真核细胞进行有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行，第二、第三阶段是在线粒体中进行。
[答案] B
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幻灯片 101 [典例3] (2012·新课标全国卷)将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果下如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。
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幻灯片 102 (1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________，再通过________________作用为种子萌发提供能量。
(2)萌发过程中在________________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为________ mg。
(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为________ mg·粒－1·d－1。
(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是_________________________。
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幻灯片 103 [解析] (1)玉米种子萌发过程中，淀粉先被水解为葡萄糖，再通过细胞呼吸作用为种子萌发提供能量。(2)由图可知，在72～96小时之间种子的干重下降最快，说明该时间段内种子的呼吸速率最大，每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5 (mg)。(3)萌发过程中胚乳中的营养物质一部分用于细胞呼吸，一部分转化成幼苗的组成物质。由题图可知，在96～120小时内，转化速率最大。在96～120小时内，每粒胚乳的干重减少27 mg(118.1－91.1)，其中呼吸消耗5 mg(177.7－172.7)，则转化成幼苗组成物质22 mg，即转化速率为22 mg·粒－1·d－1。(4)如果继续保持黑暗条件，玉米幼苗不能进行光合作用，细胞呼吸继续消耗有机物，干重继续下降。
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幻灯片 104[答案] (1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化) (2)72～96 26.5 (3)22 (4)下降 幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用
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幻灯片 105影响细胞呼吸的因素及其在农业上的应用
(1)(2012·福建卷T1B)及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。 ( )
(2)(2011·海南卷T3A)种子风干脱水后呼吸强度增强。 ( )
(3)(2010·北京卷T1C)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是向发酵装置通入空气。 ( )
(4)(2009·浙江卷T4A)无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。 ( )
√
×
×
×
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幻灯片 106 1．温度
(1)影响(如右图)：细胞呼吸是一
系列酶促反应，温度通过影响酶的活
性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的
最适温度一般在25℃～35℃之间。
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幻灯片 107 2．氧气
(1)影响(如右图)：O2是有氧呼吸所
必需的，对厌氧型生物而言，O2对其无
氧呼吸有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0K2>K3
D．密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其 是否为兼性厌氧生物
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幻灯片 220解析：由题图可以看出，d1和d3浓度下的净光合速率相等，而d1浓度下的呼吸速率高于d3浓度，由“光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”可推出d1浓度下的光合速率较高，单位时间内细胞光反应生成的[H]也较多。d3浓度下的呼吸速率低于d2浓度下的呼吸速率，故呼吸过程中产生的ATP也较少。由题图可知，d2浓度下蓝藻种群K值最大，即K2最大。光照条件下，蓝藻进行光合作用会影响代谢产物，不能依此判断蓝藻是否为兼性厌氧生物。
答案：A
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幻灯片 2214．(2012·海南高考)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的
玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是( )
A．一直降低，直至为零
B．一直保持稳定，不变化
C．降低至一定水平时保持相对稳定
D．升高至一定水平时保持相对稳定
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幻灯片 222解析：在适宜的条件下培养密闭容器内的植物，密闭容器内的CO2含量有限，随着光合作用的持续进行，CO2逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低，当CO2浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的CO2浓度就保持相对稳定。
答案：C
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幻灯片 2235．(2011·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变
体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( )
A．光吸收差异显著，色素带缺第 2 条
B．光吸收差异不显著，色素带缺第 2 条
C．光吸收差异显著，色素带缺第 3 条
D．光吸收差异不显著，色素带缺第 3 条
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幻灯片 224解析：水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减小，但对红光的吸收无明显差异。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则会导致色素层析条带从上至下缺失第2条。
答案：B
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幻灯片 2256．(2011·浙江高考)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正
确的是 ( )
A．破坏叶绿体外膜后，O2 不能产生
B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不 变
C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是 光照时间缩短
D．离体的叶绿体基质中添加 ATP、NADPH 和 CO2 后， 可完成碳(暗)反应
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幻灯片 226解析：破坏叶绿体外膜后，叶绿体内部结构完整，仍可进行光合作用，能产生氧气。植物生长过程中，幼苗时期类胡萝卜素的含量较高，成体植株中叶绿素含量较高，叶片脱落时，叶绿素的含量将下降。与夏季相比，冬季的温度低，光照减弱，导致光合速率低。离体的叶绿体基质中含有酶、RuBP 等原料，若补充 ATP、NADPH 和 CO2 等原料，可以完成碳(暗)反应。
答案：D
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幻灯片 2277．(2011·江苏高考)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经
济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(多选) ( )
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幻灯片 228A．适当的遮光处理，可提高其干重
B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C．叶绿素 a/b 可作为其利用弱光能力的判断指标
D．遮光 90% 时，铁线莲不进行光合作用
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幻灯片 229解析：从表中可见，遮光比例为10%时，植株干重为9.9 g，比遮光比例为0时的植株干重重；由表中数据可得，随着遮光比例的增加，叶绿素的含量增加，但净光合速率先增大，然后又逐渐减小；分析表中叶绿素a/b的值，与净光合速率呈正相关，故其可作为铁线莲利用弱光能力的判断指标；遮光90%时净光合速率为0，但植株仍进行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率。
答案：AC
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幻灯片 2308．(2012·广东高考)荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相
关指标的变化见下表：
注：“－”表示未测数据。
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幻灯片 231(1)B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②__________，导致_______。
(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累________；D的叶肉细胞中，ATP含量将________。
(3)与A相比，D合成生长素的能力_______；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_______。
(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是__________
________的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是________。
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幻灯片 232解析：(1)B组新叶没有完全展开，发育还不成熟，叶绿素含量较低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度较低，导致CO2吸收不足，从而导致净光合速率较低。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的容器内氧气耗尽，叶肉细胞进行无氧呼吸，开始积累酒精；D的容器内CO2浓度下降，暗反应减弱，消耗的ATP减少，叶肉细胞中ATP含量增加。(3)生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，与A相比，D合成生长素的能力弱；D的叶绿素含量高于C，与光合作用有关的色素主要分布在类
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幻灯片 233囊体薄膜上，故D的基粒数量多于C。(4)叶片发育的过程中，细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大；由同一细胞发育而来的各种细胞，其形态、结构和功能发生显著差异的根本原因是基因的选择性表达。
答案：(1)气孔相对开放度小 CO2吸收不足
(2)乙醇 增加
(3)较低 类囊体(基粒)
(4)细胞分裂和细胞生长(细胞数量和体积增加) 基因的选择性表达
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幻灯片 2349．(2012·四川高考)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的
水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答：
(1)提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入________，以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的________。
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幻灯片 235(2)该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如上图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率________。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO2形成________的速率更快，对光反应产生的________消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。
(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是________________________________
______________________________________________。
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幻灯片 236解析：(1)研磨叶片时，添加碳酸钙可防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中的溶解度最小，扩散的速度最慢，所以在层析时，叶绿素b色素带在滤线条的最下端。(2)分析曲线可知，当光照强度为n时，突变体与野生型水稻的O2释放速率相等，但是因为突变体的呼吸速率较野生型的强，所以突变体单位面积叶片中叶绿体的O2产生速率较大。在光合作用暗反应过程中，CO2与C5合成C3，光反应为暗反应提供[H]和ATP。(3)极少数处于特殊状态下的叶绿素a能转化光能，如果叶绿素a完全缺失，则不能进行光能的转化，光合作用无法进行。
答案：(1)CaCO3 最下端 (2)较大 C3 [H]、ATP (3)缺失叶绿素a不能完成光能转换
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幻灯片 23710．(2012·海南高考)取生理状态相同的某植物叶片，分离
得到大量的叶肉细胞，将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中，并在适宜的条件下，测定该叶肉细胞的光合作用强度，实验结果如下图所示。
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幻灯片 238据图回答下列问题：
(1)叶肉细胞光合作用强度达到最大后，随着蔗糖浓度升高，叶肉细胞的光合作用强度________，从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是________。
(2)如果要研究光照强度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响，最好将叶肉细胞放在浓度为________的蔗糖溶液中，原因是___________________________________。
(3)除蔗糖浓度外，如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度，原因是
__________________________________________________。
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幻灯片 239解析：(1)从实验结果的图示可看出，随着蔗糖浓度升高，光合作用达到最大值后，若蔗糖浓度继续升高，则叶肉细胞的光合作用强度下降。因为当蔗糖溶液的浓度高于叶肉细胞细胞液的浓度时，会导致叶肉细胞失水，从而影响叶肉细胞光合作用的进行。
(2)从图示可看出，叶肉细胞在浓度为0.2mol·L－1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用强度，此时便于研究光照强度等因素对蔗糖溶液中的叶肉细胞光合作用强度的影响。
(3)植物的光合作用会受光照强度、叶绿素含量、CO2浓度、温度、酶的数量等多种因素的影响，其中CO2是植物进行光合作用的原料之一，而酶的活性会受温度的影响。
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幻灯片 240答案：(1)下降 在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水(其他合理答案也可)
(2)0.2 mol·L－1 这一浓度中的叶肉细胞处于光合作用最适状态(其他合理答案也可)
(3)CO2是光合作用的原料；温度可以影响酶的活性
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幻灯片 24111．(2011·广东高考)观赏植物蝴蝶兰可通过改变 CO2 吸收
方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收 CO2并贮存在细胞中。
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幻灯片 242(1)依图 a 分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在 0～4 时________(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是________________；此时段________(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是________________；10～16 时无明显 CO2 吸收的直接原因是__________。
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幻灯片 243(2)从图 b 可知，栽培蝴蝶兰应避免________，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当________。
(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的________，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是____________________。
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幻灯片 244解析：(1)0～4时，无光照，光合作用不能进行，但可以进行呼吸作用，合成ATP和[H]；此时段叶绿体内不能合成ATP和[H]，暗反应无法进行；10～16时，在长期干旱条件下，植物为了减少水分的蒸发，关闭气孔，导致CO2吸收受阻。(2)从图b中可以看出，正常情况下比长期干旱时有机物的积累量大，所以为了利于蝴蝶兰的生长应避免长期干旱，又因蝴蝶兰属阴生植物，所以栽培还需适当遮光。(3)植物细胞具有全能性，可利用植株组织培养技术进行快速繁育，
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幻灯片 245在快速繁育过程中，一般经历脱分化和再分化过程，而分化的根本原因是基因的选择性表达。
答案：(1)有 呼吸作用合成 无 叶绿体在无光时不能合成ATP和[H] 气孔关闭 (2)长期干旱(长期缺水)
遮阴 (3)全能性 基因的选择性表达
“课时达标检测”见“限时集训（十一）”
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