2015届浙江省高三生物知识突破练：3细胞的代谢.pdf

第一部分知识专题强化练细胞的代谢 直击考纲 1.酶的本质、特性、作用及其影响因素(I I)。2.A T P 在能量代谢中的作用(I I)。3.细胞呼吸(I I)。4.光合作用(I I)。考点6 模型解读酶的本质、特性及影响因素 真题重温判断下列有关酶的叙述(1)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下图所示。由图可知，甲酶不可能是具有催化功能的RNA,而乙酶的化学本质为蛋白质(2 01 1 新课标全国，2改编)(X )里他(2)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同；同一个细胞中，酶的种类和数量不会发生变化；同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中(2 01 3 新课标I I,6A和2 01 3 安徽，2 C D)(X )(3)高温和低温均能破坏酶的空间结构使其失去活性，如图表示酶活性与温度的关系，当反应温度由介调到最适温度时，酶活性下降(2 009宁夏，2 D)(X )h h(4)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温(2 01 4 山，4 D)(X )(5)若 1 8 时，在不同p H条件下大菱鳏消化道各部位蛋白酶活性如图，则在探究三种酶的最适温度的实验中，胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的p H应分别控制在2和8(2 01 2 福建，2 6 改编)(V )知能回归1.酶的相关模型构建及解读分析(1)酶的专一性-酶A反应速率(未加前)1 2 3 4 A反应物浓度乙(数学模型)甲模型中，为酶，为底物，为产物。一种酶只能催化一种或一类化学反应，这与酶的空间结构及底物的结构有关。乙模型中，在 A 反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A 能够催化该反应；在 A 反应物中加入酶B,反应速率与未加前时相同,说明酶B 不能催化该反应。t 加入无 加，薛乃竺化剂点/，4未加催化剂时间(2)酶的高效性该模型表示醐具有催化作用和高效性。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。酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。(3)酶的影响因素温度和pH福促反应速率o最适温度/r甲院促反应速率最适pH pH乙图甲和图乙显示：温度或pH 是通过影晌酶的活性来影响酶促反应速率的，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。过酸、过碱、高温都会使酶失活，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。从图丙和图丁可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。底物浓度和酶浓度M促反应-底物浓度甲图甲中0 P 段的限制因素是底物浓度，而 P 点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。2.有关酶的本质和生理特性等实验的设计思路实验名称对照组实验组衡量标准验证某种酶的本质是蛋白质或RNA已知蛋白液+双缩胭试剂待测酶液十双缩腺试剂是否出现紫色已 知 RNA+派洛宁试剂待测酶液+派洛宁试剂是否出现红色验证酶具有催化作用底物+适量蒸得水底物十等量的相应酶溶液底物分解速率验证酶具有专一性底物+相应酶液同一底物+另一酶液或另一底物+相同酶液底物是否被分解验证酶具有高效性底物+无机催化剂底物+等量的相应酶溶液底物分解速率探究酶的最适温度温度梯度下的同一温度分别处理的底物和酶液混合底物的分解速率或底物的剩余量探究酶的最适pHpH 梯度下的同一 pH 分别处理的底物和酶液混合(1)若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证醐的专 性，检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂，不能选用碘一碘化钾溶液，因为碘一碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘液，不应该选用本尼迪特试剂，因本尼迪特试剂需热水浴加热，而该实验中需严格控制温度。(3)探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化分解，因为底物比。2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。典题特训1.(坐标曲线)甲图表示的是pH 对植物和人的淀粉酶活性的影响；乙图表示的是3 种脱氧酶(a、b(相对值)植 物 令、1 2 3 4 5 7 8 9pHK活性(相对值)二20 30 40r温度/七A.从甲图可以知道pH=6 时植物淀粉酶的活性最高B.从乙图无法知道酶c 的最适温度C.从甲图可以知道若p H 由酸性变成碱性时淀粉酶的活性逐渐升高D.从乙图可以知道活性温度范围最广的醐是b答 案 B解析 温度过高、过酸、过碱都能使酶彻底失活，这种失活是不可逆转的，从甲图可以看出，植物淀粉酶的最适pH 在 5 和 6 之间，人的淀粉酶的最适pH在 7 左右。在乙图中酶活性温度范围最窄的是酶b,酶 c 活性受温度影响的曲线不完整，因此从乙图中无法知道酶c 的最适温度。2.(多因子坐标曲线)啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过程中需降低其活性。如图为不同p H 和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是()A.PPO能催化多酚类物质的生化反应B.相同温度时，pH 为 7.8 的环境下酶促反应产物比pH 为 8.4时的少C.在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80、pH 8.4D.高于90,若 PPO发生热变性，定温度范围内温度越高变性越快答 案 c解析 P P O为多酚氧化酶，根据酶的专一性，可推知P P O能催化多酚类物质的生化反应。根据图示，在相同温度下，p H为8.4的条件下P P O活性最高，故p H为7.8的环境下酶促反应产物比p H为8.4时的少。由于麦芽中P P O的催化作用会降低啤酒质量，故制备麦芽的过程中P P O活性越低越好。若P P O发生热变性，则在高于90 时，随着温度的升高P P O变性越来越快。3.（表格类实验）据表分析，下列说法正确的是（）_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _组别质量分数为3%的淀粉溶液2 m L2 m L2 m L一质量分数为3%的蔗糖溶液2 m L一2 m L2 m L质量分数为2%的a-淀粉酶溶液1 m L1 m L1 m L1 m L1 m L1 m L反应温度006 0 6 0 100 100 碘一碘化钾溶液2滴2滴2滴2滴2滴2滴注：表 中“-”表示没有添加。A.a-淀粉酶溶液的用量是无关变量B.两组实验可用于验证前的专一性C.三组实验可说明温度能影响酶活性D.设计上述实验的目的是探究温度对酶活性的影响答 案A解析 从反应温度上看，有0、6 0、100三种情况，因此，温度为自变量之一，探究的是温度对酶活性的影响；在每组相同温度条件下均设置了两组实验：底物不同，所用酶的种类相同。因此，底物种类为另一个自变量，验证的是酶的专一性，故D错；淀粉溶液、蔗糖溶液、a-淀粉酶溶液、碘-碘化钾溶液的用量均为无关变量，故A对；由于两组实验温度太低，导致酶基本无活性，反应不能正常进行，故B错。三组实验根本不能进行，无法进行温度对酶活性影响的探究，故C错。4.（新情景信息）细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是（）A.前1与产物B结合后失活，说明前的功能由其空间结构决定B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列C.酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性D.B 1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A答 案 c解析 由图中关系可知：酶 1 失活后与有活性时相比，空间结构发生了改变，说明酶的功能由其空间结构决定，A正确。同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故 酶 1 的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同，B正确。从图中可知，酶 1只催化两种底物合成产物A的反应，具有专一性，C错误。酶 1 与产物B结合使酶1 无活性，合成产物A的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物A,D正确。5.（实验装置图）如图所示的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放入两个试管中，然后将两试管放入同一水浴（温 度 用 表示）环 境 中 保 温 1 5m i n,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。经过多次实验，记录在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表。r V水温（七）2 mL醯 液 TL 一?-；一-rd一二二2 mL乳汁1、DK时，产生ATP的场所有：若用含有180 的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有180 的物质有。(4)若图二中，在 T i时刻突然降低CO2浓度，则物质甲、乙分别指的是，乙升高的原因是 o若 时刻突然降低光强度，则物质甲、乙又分别指的是 O答 案(1)叶绿体类囊体膜 线粒体内膜上(2)有氧气存在光合作用强度等于细胞呼吸强度(3)细胞溶胶、线 粒 体 和 叶 绿 体 H?0.I 8O2(4)R u B P 和 N A D P H 由于C 3 生成减少，碳反应消耗的N A D P H 和 A T P 相应减少，而光反应仍产生N A D P H ADP和 C3、矫补提升 判一判(1)题 1 中过程均可发生在蓝细菌细胞中，且发生场所分别为线粒体和叶绿体(X )题 1中过程发生的能量转换形式为光能一活跃的化学能一有机物中稳定的化学能(J )(3)题 2正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内R u B P 的含量减少(J )(4)题 3中叶绿体的类囊体膜上发生各种物质变化均需要酶的参与，并伴随着能量的转换(X )(5)题 3中人体在剧烈运动时，细胞中A T P 与 ADP的含量难以达到动态平衡(X )(6)题 3中病毒核酸的复制需要的模板、原料、酶和能量均由宿主细胞提供(X )(7)题 4中过程的 H 并非全部来自于线粒体基质，过程中的 H 从类囊体膜移向叶绿体基质(J )(8)题 4中若温度下降可引起过程的反应速率下降；但若停止光照，则过程发生，过程 不 发 生(V )(9)题 4图中有过程发生而没有过程发生时，该细胞所处的生理状态一定是光合作用强度等于细胞呼吸强度(X )(1 0)题 5中若将发生乙过程的细胞器从细胞中提取出来，置于清水中，则其内膜破裂早于外膜(X )想一想(1)题 6中在一定条件下，当 G I、DK时的代谢特点是什么？列举水所参与的过程.答 案 光合作用强度大于细胞呼吸强度。水的光解、蒸腾作用、需氧呼吸的第二阶段等。(2)题 6中 a、b两结构增大膜面积的方式有何不同？答 案 a是通过囊状结构堆叠而成的基粒增大膜面积，从而为光反应提供场所；b是内膜通过向腔内折叠成峭结构，增大膜的面积。(3)题 6中若某种生物细胞中没有结构a 和 b,则图一所示过程能否发生呢？答 案 不一定。该细胞若是蓝细菌细胞，则可以发生图示过程光合作用和细胞呼吸。（4）下图是在光照等适宜条件下，将培养在C O?浓 度 为 1%环境中的某植物迅速转移到C O?浓度为0.0 0 3%的环境中，其叶片中C 3 化合物和R u B P 微摩尔浓度的变化趋势，贝 I J：图中物质B浓度升高的原因是什么？答案 当 C O?浓度突然降低时，R u B P 的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致R u B P 积累。若使该植物继续处于C O 2 浓度为0.0 0 3%的环境中，C 3 和 R u B P 浓度达到稳定时，物质A利 B的浓度大小关系如何？答案 物质A的浓度将高于B o考点9 模型解读影响光合作用和细胞呼吸的因素及相关的坐标曲线 真题重温1.判断下列关于影响光合作用的因素及相关曲线的叙述（1）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，碳反应强度也降低（2 0 1 1 新课标，3改编）（V）（2）夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量（2 0 0 9 浙江，4D）（V）（3）如图是夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下C O?吸收速率的变化，则甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物枳累量最多：曲线bc段和de段下降的原因相同（2 0 1 2 山 东,（4）如图表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势。8：0 0 到 1 2：0 0 光强度增强而净光合速率降低，主要原因是呼吸速率增强，光合速率与呼吸速率的差值减小（2 0 1 4山东，2 6 改编）（V）(5)如图是在适宜条件下，某研究小组测得某植物叶片遮光前吸收C02的速率和遮光(完全黑暗)后释放C02的速率随时间变化趋势，若提高温度、降低光照，则图形“A”的面积变小,时间2.判 断 卜 列关于细胞呼吸相关影响因素及曲线分析(1)无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009 浙江，4A)(X)(2)现有等量的A、B 两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量(等量)的水。在 25 的条件下，瓶 内 含 量 变 化 如 图 所 示，在力打期间，A、B 种子释放CO2的量的变化趋势是逐渐增加达到最大再逐渐减少(2009安徽，29改编)(V)知能回归1.影响光合作用的因素的相关曲线解读(1)光强度原理：影响光反应阶段ATP、NADPH的产生，进而制约碳反应。D 和 P 点的限制因素：外因有温度、CO2的供应量；内因有色素含量、酶的数量和活性、RuBP的含量。应用：大棚内适当补充光照；延长光照时间；通过轮作延长全年内单位土地面积上植物光合作用的时间。(2)CO2浓度/二c o：饱和点 c CON浓度C O J卜 偿 点T原理：影响碳反应阶段C3的生成。分析：B 和 P 点的限制因素：外因有温度和光强度；内因有酶的数量和活性、RuBP的含量、色素含量。应用：大田中可通过“正其行、通其风”增加空气流通，温室中可增施有机肥，以增加C02的浓度。温度原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。分析：P 点对应的温度为进行光合作用的最适温度。应用：温室中可适当增加昼夜温差，保证植物有机物的积累。2.影响细胞呼吸因素的相关曲线解读c o,的群放f i tO式%)乙，厌气呼吸需辄呼吸,/厌气呼啜消失点u 含水量丙(1)温度(如图甲)：原理：影响醐活性。实践应用：在零上低温下储存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，通过增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量。(2)02浓度(如图乙)：原理：厌氧呼吸时氧气起抑制作用，需氧呼吸时第三阶段需要氧气。实践应用：常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。（3）含水量（如图丙）：原理：水作为需氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸速率。实践应用:粮食在收仓前要进行晾晒处理；干种子萌发前进行浸泡处理。典题特训1.（2014 四川，6 改编）将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如下图所示（注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光强度）。据图分析,卜列叙述正确的是（）n13*0火A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光强度单作大于间作答 案 D解析 A 项，当光强度为0 时，植物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小。B 项，由坐标图中数据可知,与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小。C 项，由坐标图中数据可知，在较低光强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱。D 项，由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光强度大于间作时的。2.（2014临海三诊）“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系。结合所学知识，分析卜列说法正确的是（）A.ab段为需氧呼吸，be段为需氧呼吸和厌氧呼吸，cd段为厌氧呼吸B.运动强度大于c 后，肌肉细胞CO?的产生量将大于。2消耗量C.厌氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中D.若运动强度长期超过c,会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力答 案 D解析 由图可知ab段有乳酸，乳酸是厌氧呼吸的产物，ab段应该就有厌氧呼吸，be段厌氧呼吸速率增加，cd段需氧呼吸速率不再增加，但厌氧呼吸速率较大，故 A 错误。运动强度大于c 后肌肉细胞厌氧呼吸比值较大，但其不产生二氧化碳，需氧呼吸产生的二氧化碳和氧气消耗量相同，故 B 错误。厌氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，还有大量能量储存于有机物中未释放出来，故 C 错误。若运动强度长期超过c,人体的自我调节能力是有限的，会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象，故 D 正确。3.两棵基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示，在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、密闭丁曲线所示。下列说法正确的是（）A.ab段和cd段，曲线气释放速率卜 降的原因相同B.e 点时，气孔关闭导致光合作用基本停止C.一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物多D.14点时，装置甲的植物叶绿体中三碳化合物含量相对较高答 案 C解 析 ab段下降是因为CO?浓度下降，碳反应速率下降，cd段下降是因为光强度下降，光反应速率下降，故 A 错误；e 点氧气释放速率大于0,说明光合作用速率大于呼吸作用速率,故 B 错误；有机物的积累量可以根据氧气的释放量多少来体现，丙、丁两图中横轴以下的面积相同，而丁图横轴以上的面积大于丙图，所以氧气的净释放量（横轴以上面积-横轴以下面积)大于丙图，说明乙植物积累的有机物比甲多，故 C 正确；甲中14点时，气孔关闭，C02不足，二氧化碳的固定速率减弱，而 C3的还原速率不变，导致C3含量降低，故 D 错误。4.甲图表示绿色植物叶肉细胞中的部分结构，表示物质；乙图表示该植物叶片C02吸收量随光强度逐渐增加的变化曲线，Si、S2,S3分别表示所属范围的面积；丙图表示在恒温密闭玻璃温室内，连续4 8 小时测定室内CO2浓度及植物CO?的吸收速率。据图回答下列问题：(1)叶绿体中的色素分布于 上。提取绿叶中的色素时，为保护色素，要加入的化学药品是,其中叶绿素主要吸收 光。(2)甲图中，在供给植物C02后的60秒内，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7 秒后的代谢产物多达12种，而 5 秒内的代谢产物主要是一种物质，该物质最可能 是(填 图 中 序 号)。(3)若该绿色植物长时间处于黑暗状态，则甲图一一 的 循 环(能/不能)进行,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)当光强度处于乙图中的D 点时，甲图中的去向是 o(5)乙图中0D 间 此 幼 苗 呼 吸 作 用 消 耗 有 机 物 的 量 为,光合作用有机物的净积累量为 o (用S、S2、S3表示)(6)丙图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间有 个，叶绿体吸收CO2速率最大的时刻是第 小时，前 24小时比后24 小 时 的 平 均 光 强 度 2浓度大于c时，曲线8 和 C 所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是。当 环 境 中 CO2浓度小于a时，在图示的3 种光强下，该植物呼吸作用产生的C 02量（填“大于”、“等于”或“小于”）光合作用吸收的C02量。（4）据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑 这一因素的影响，并采取相应措施。答 案(1)0 A、8、C(2)光 强(3)大 于(4)光强解 析(1)根据曲线图可知，当CO2浓度为a时，高光强下(曲线A)该植物的净光合速率为0;分析坐标图中曲线的走势可以看出，当CO?浓 度 在 之 间 时，曲线A、8和C的净光合速率都随着CO,浓度的增高而增高。(2)由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大于c时，由于受光强的限制，光反应产生的NADPH和ATP不足，碳反应受到限制，曲线B和C的净光合速率不再增加。(3)当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率小于0,说明该植物此时呼吸作用产生的CO?量大于光合作用吸收的CO?量。(4)据图可推测，光强和CO?浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。、矫补提升 判一判(1)题1中在大豆的间作和单作曲线的交点所对应的光强度下，间作和单作时大豆制造有机物的速率相同(X)(2)题1中相对于单作，间作时桑树光饱和点增大，大豆光饱和点减小，但在光饱和点时，二者光合作用总强度都增强(X)(3)题2中运动强度大于c后，肌肉细胞CO?的产生量可能等于。2消耗量，但是每摩尔葡萄糖生成ATP的量比ac阶段少(V)(4)题3中丙图的a b段和丁图的c d段曲线下降的原因分别是CO2浓度下降和光强度下降(J)(5)题3中甲装置中10时的氧气浓度要比18时的氧气浓度高(X)(6)题4中当光强度处于乙图中的B点时，甲图中的去向是扩散至线粒体(V)(7)题4中提取绿叶中的色素时，所用提取液可以为95%的乙醇，而分离色素所用的方法为纸 层 析 法(V)题4图丙中经过连续48 h的培养，与O h时相比,48 h时该植物的有机物量增多了(V)想一想 题4图丙中由12时 到18时，自变量是什么？因变量是什么？由12时 到18时叶绿体内C3含量变化如何？答案光强度(时间)；因变量为室内CO2浓度和CO?吸收速率。增加。(2)若题4中乙图是在光合作用的最适温度25 条件，测得绘制的曲线，现若将温度提高至细胞呼吸最适温度30 C,再测得数据绘制曲线，则图中的A、B、C、D四点该如何移动呢？若环境缺少镁呢？答案 前 者 A点下移，B点右移，C点左下移，D点左移；后 者 A点不动，B点右移，C点左下移，D点左移。（3）某植物在停止供水和恢复供水条件F,气孔开度（气孔开放程度）与光合速率的变化如图所示，则在适宜的温度下，图中A点与B点相比，哪个点的光饱和点低？其原因是什么？答案B 气孔开度降低，C O 2 吸收减少。时间考 点 10光合作用与细胞呼吸的相关计算规律整合 真题重温1.（2 0 0 7 山东，8改编）以测定的C O?吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）-光照下co?的吸收成co,黑暗中CO?的释放fit的吸收址与释放量总0 10 20 3 0 温 度（七）A.光照相同时间，3 5 时光合作用制造的有机物的量与3 0 C 时相等B.光照相同时间，在 2 0 0 c 条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于2 5 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.其他条件不变，光强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动答 案 A解析 分析题意与图像可知，图中的虚线代表净光合作用，实线代表呼吸作用。在光照下,光合作用制造的有机物总量（真光合作用量）=呼吸作用消耗的有机物量（呼吸量）+有机物的净积累量（净光合作用量），即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真光合作用量。读取图中2 0 C、2 5 C、3 0 3 5 C 等温度下对应的C O?的吸收量与释放量，根据上面的等式关系可以推断出：光照相同时间，3 5 时光合作用制造的有机物的量与3 0 时相等；光照相同时间，在 2 5 C条件下植物积累的有机物的量最多；温度高于2 5 时，有机物的净积累量开始减少；两曲线的交点表示某温度时，有机物的净积累量与呼吸作用消耗的有机物的量相等，当其他条件不变，光强度适当增强时，净光合作用量增大，两曲线的交点将向右上方移动。2.（2012上海，（五）节选）如表为某地夏季晴朗的某天，玉米和花生净光合速率测定值，假设用表中11：00对应的光强度连续照射两种作物10分钟，则玉米积累的葡萄糖总量比花生多 mg/m2时间光合速率(CO2mmol m”h7)玉米花生9:30136.890.011：00144.072.012：30126.090.0答案 360解析 从外界吸收的CO?与植物积累的葡萄糖的量是相对应的，两者物质的量之比为1 :6.由表可知每小时每平方米玉米比花生多吸收CO?的物质的量为72 m m ol,所以在10分钟内玉米多吸收CO212 mmo l,产生的葡萄糖为2 mmo L 即 360 mg/nA3.（2012新课标，29）将玉米种子置于25 C、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,结果如下图所示。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：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 mgo 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 t 。（4）若保持实验条件不变，1 2 0 小 时 后 萌 发 种 子 的 干 重 变 化 趋 势 是,原因是答 案（1）葡 萄 糖 呼 吸（或生物氧化）（2）72 96 26.5（3）22（4）持续下降幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用解析 解答本题的突破点：正确分析坐标曲线的生物学含义：随着时间的延续，胚乳干重逐渐减少，种子的干重也逐渐减少。两条曲线变化趋势不一致的原因：第(3)小问提到的“胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质”。(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被细胞通过呼吸作用利用，为种子萌发提供能量。(2)因为胚乳减少的干重中有一部分转化成幼苗的组成物质，所以衡量种子的呼吸速率应以种子的干重减少量为指标。由图示曲线可以看出，在 7 2 9 6 h 之间，单位时间内种子的干重减少量最大，该时间段(2 4 h)内每粒种子呼吸消耗的平均干重为2 0 4.2-1 7 7.7 =2 6.5(m g)。(3)转化速率=(胚乳的减少量-种子的干重减少量)/单位时间。在 7 2 9 6 h 内，转化速率为(1 6 1.7-1 1 8.1)-(2 0 4.2-1 7 7.7)=1 7.1(m g 粒 d ),9 6 T 2 0 h 内,转化速率为(1 1 8.1-9 1.1)-(1 7 7.7 T 7 2.7)=2 2(m g 粒 因 此 最 大 转 化 速率为2 2 m g 粒一%1(4)黑暗条件下，萌发种子只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，因而种子干重持续下降。4.(2 0 1 3 山东，2 5 改编)卜图是大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线，若测得阶段H种子吸收。2 与释放C O 2 的体积比为1 :3,则此时种子胚细胞的厌氧呼吸与需氧呼吸消耗葡萄糖之比为,阶段1阶段n阶段1 1/任%种子休眠干。和子种植后时间答 案 6 ：1知能回归呼吸速率、总(真正)光合速率与表观光合速率的关系的确认oJoa超爱ZOCJ总光c o:的吸收fit或群放量2（1）甲 图 中 在 生 物 膜 上 发 生 的 生 理 过 程 有（用图中数字表示），A表示,D表示 o C O 2 由2过程产生到5 过程利用，至少穿过 层磷脂分子层。（2）从乙图中可以看出，光合作用速率最大时的温度为 o假设每天光照1 2 小时，最有 利 于 植 物 生 长 的 温 度 是。分析图中柱状图变化，可看出光合作用和呼吸作用的醐所需要的 不同。（3）将某绿色植物置于封闭黑暗的环境一段时间后，若其C 02的释放速率如图乙2 0 下测得的数值，。2的吸收速率为0.5 m g/h,则此时该植物厌氧呼吸的速率是需氧呼吸速率的倍。（呼吸速率以葡萄糖的消耗速率为代表）答 案（1）3和 4 丙 酮 酸 A T P 和 N A D P H 8（2）3 0 2 0 最 适 温 度（3）6解 析（1）甲图是光合作用和呼吸作用的生理过程，1 是需氧呼吸第一阶段，2是需氧呼吸第二阶段，3是需氧呼吸第三阶段，4是光反应，5是碳反应；A是丙酮酸，B是 N A D H,C是 ADP 和 Pi,D是 A T P 和 N A D P H。线粒体、叶绿体都是双层膜细胞器，C C h 从线粒体进入叶绿体，穿过4层膜，8 层磷脂分子层。（2）总光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，最大的总光合作用强度=3 5 +3.0=6.5;因为白天黑夜都是1 2 小时，所以最有利于植物生长的温度的计算公式就是：（净光合作用强度+呼吸作用强度）X 2 4,由图可知2 0 C时，（3.2 5-1.5）X 1 2 =2 1,差值最大；光合作用的最适温度为3 0 ,而呼吸作用强度在3 5 最大，所以光合作用和呼吸作用的酶所需要的最适温度不同。（3）黑暗的环境绿色植物只进行呼吸作用，C Oa 的释放为1.5,需氧呼吸吸取的。2 为 0.5,那么需氧呼吸释放的C O?也是0.5,分解的葡萄糖为0.5/6;厌氧呼吸释放的C O2 是 L 5-0.5=1,分解的葡萄糖为0.5,计算可知，厌氧呼吸的速率是需氧呼吸速率的6 倍。4.（文字流程图和柱状坐标图综合）如图表示在不同温度下,测定某植物叶片重量变化情况（均考虑为有机物的重量变化）的操作流程及结果，据图分析回答问题:叶片重量（M）无光处理1h叶片重U（M-X）光照处理1h叶片重最（M+Y）操作流程（1）从图分析可知，该 植 物 的 呼 吸 速 率 可 表 示 为，光 合 速 率 可 表 示 为。在13 16 C之间，随着温度的升高，呼 吸 作 用 强 度(增 强、减弱、不变)，实际光合 作 用 的 强 度(增 强、减弱、不变)。(2)恒定在上述温度下，维 持 10小时光照，10小时黑暗，该植物叶片增重最多,增重了 mgo答 案(1)X Y+2 X 增 强 增 强(2)14 30解 析(1)呼吸速率可用单位时间有机物的减少量来表示，所 以 是 X。净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上呼吸消耗有机物的量，所 以 是 Y+2X。在 13 16 C之间，随着温度的升高，呼吸作用强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也在逐渐增强。(2)单位时间的净光合作用的积累量是Y+X,10小时的积累量是10(Y+X),再 黑 暗 10小时，只有呼吸，消耗的有机物的量是10X,经 过 10小时光照，10小时黑暗，剩余的有机物的量是10Y,据此题图可知在14 时，增重最多，增加的量是30 mg。5.(新情景曲线图)如图表示枫杨在正常情况和遭受水淹时的生理变化过程。各项指标均在晴天同一时间测得，其中，气孔导度反映了气体通过气孔的难易程度，气孔导度越大，越有利于气体交换。Gs7E一0UI3)听潮与亲OU4208647-水淹枫杨 一 对照组10 20 30 40 50 时 间（天）(；s7Eolu)O.O.O.0.O.S0 10 20 30 40 50 时 间(天)(1)综合分析以上两图曲线可推断，水淹早期枫杨光合速率快速降低的原因是,此时，叶绿体内NADPH的含量。产生不定根是枫杨水淹后气孔导度逐渐恢复正常的主要原因，据图分析，枫杨从第天开始长出不定根，第 天开始正常生长。(3)水淹第 天时对枫杨生长影响最大，在此条件下水淹枫杨每平方米每分钟比对照组少积累葡萄糖 pmoU答 案(1)气孔导度下降，CO?供 应 不 足 上 升 10 50(3)5 100解 析(1)分析题图可知，水淹早期枫杨光合速率快速降低的原因是气孔导度下降，CO2吸收速率降低；由于CC2吸收速率降低，碳反应速率下降，消耗的NADPH和 ATP减少，光反应阶段仍然可以产生NADPH和 A T P,因此叶绿体中NADPH的含量上升。(2)由于产生不定根可以使气孔导度恢复，从图中可以看出，从 10天左右气孔导度开始增加,说明开始长出不定根，到第5 0 天 C O 2 吸收速率恢复正常，说明植物开始正常生长。(3)水淹第5天左右C O?吸收速率最小，说明对枫杨影响最大；在这时，正常情况下，C O2吸收速率为1 4 p m o l-m 2s 而水淹情况下，C O?吸收速率为4 (i m o l,m 2s 说明少吸收的C O 2 速率为1。N m o l-m s 1 对应的积累的葡萄糖为(1 0+6)i x m o l-m N s，因此每平方米每分钟少积累的葡萄糖量为1 0-6 X 6 0=1 0 0 (g m o l).6.某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分(蒸储水)、通气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的干重变化，结果如图所示。据图分析：(1)种皮未突破前，种子以厌氧呼吸为主，第 4天，实验小组测得种子吸收的。2 和释放的C C 2 之 比 为 1：3,此时大豆细胞内有机物 增多，该物质产生于细胞的中，产 生 该 物 质 的 葡 萄 糖 占 被 分 解 葡 萄 糖 的 比 例 是 第天，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。(2)实验小组在光强度和C O2浓度等条件不变的情况下，测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下图。据图分析，大 豆 最 适 的 生 长 温 度 是 左右，在此温度下，每 1 0 0 m n?叶面积上1 小时光合作用制造的葡萄糖是 pm o L解 析(1)种子吸收的。2 和释放的C C)2 之比为1:3,说明细胞此时也进行厌氧呼吸，此时大豆细胞内有机物酒精增多，产生场所是细胞溶胶。根据厌氧呼吸与需氧呼吸反应式，厌氧呼吸产生2 m o i 的二氧化碳，消耗葡萄糖是1 m o l,需氧呼吸产生1 m o l 二氧化碳，消耗葡萄糖 是 厌 氧 呼 吸 分 解 的 葡 萄 糖 占 被 分 解 葡 萄 糖 的 6/7。从曲线可以看出，第 1 0 天，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。(2)根据大豆叶的净光合速率，净光合速率最大时的温度，是最适的生长温度。在此温度下，用于光合作用制造有机物的二氧化碳是：8 0 0 +3 0 0=1 1 0 0 (i i m o l m-21),换 算 成 每 1 0 0 m m?叶 面 积 上 1小时光合作用制造的葡萄糖是6 6pm o l o7.如图是某植物在适宜的光照、C O2 浓度等条件下，不同温度时每小时C O2 吸收量变化曲线(实线)和每小时C02产生量变化曲线(虚线)。请据图回答下列问题:(1)分析图中曲线可以看出，该 植 物 合 成 有 机 物 速 率 最 快 时 的 温 度 是。该植物25 忖固定CO2的速率(填“大于”“小于”或“等 于 )35 时固定CO2的速率。(2)温度保持在25 的条件下，交替进行12 h 光照、12 h 黑暗，该植物每天释放的氧气量是mol。若温度保持在35 的条件下，长时间每天交替进行12 h 光照、12 h 黑暗，该植物能否正常生长？。答 案(1)30 C 等 于 3 6 不能解 析(1)图中每小时CC)2吸收量代表净光合速率，每小时CO2产生量代表呼吸速率，净光合速率=真光合速率-呼吸速率。有机物的合成速率、CC2的固定速率都是指真光合速率。分析图中曲线可以看出：25 时，净光合速率是5 m ol/h,呼吸速率是2m oi/h,所以真光合速率是7 moi/h。30 时，净光合速率是4.5 m ol/h,呼吸速率是3 m oi/h,所以真光合速率是 7.5mol/h。35 C时，净光合速率是3 moi/h,呼吸速率是4 m oi/h,所以真光合速率是7mol/h。(2)温度保持在25 的条件下，交替进行12 h 光照、12 h 黑暗，该植物每天产生的氧气量是7X 1