2023届 二轮复习 专题突破　细胞代谢 学案

专题二细胞代谢[课标内容]1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受环境因素(如pH和温度)的影响。2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。3.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。4.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。梳理核心知识提示深思1：核糖体、细胞核；酶也可在细胞外(如血浆、组织液等)、体外发挥作用。深思2：高温和pH的高低对酶的活性影响具有不可逆性，低温一方面抑制微生物对酶的破坏及酶自身的分解，另一方面对酶活性的抑制可恢复。深思3：ATP水解释放的能量可直接用于各种吸能的生化反应。深思4：ATP是一种物质，其内含有能量，水解时特殊的化学键断裂释放的能量可供生命活动利用。深思5：都存在，无氧呼吸只在第一阶段产能，这一阶段也就是有氧呼吸第一阶段。深思6：光反应产生的ATP主要用于暗反应，细胞呼吸产生的ATP主要用于除暗反应外的其他生命活动，二者一般不可混用。eq\x(必修①P78“科学方法”)1.实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量，除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。eq\a\vs4\al(\x(必修①P78“图示拓展”))2.与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高，但本身并不被消耗，并不为化学反应提供物质和能量，不改变化学反应的方向和生成物的量。eq\a\vs4\al(\x(必修①P80“思考·讨论5”))3.一般来说，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，少数酶是RNA。eq\x(必修①P85“科学·技术·社会”)4.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。胰蛋白酶可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。eq\x(必修①P91“探究·实践”)5.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，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。eq\x(必修①P92“科学方法”)6.对比实验是设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响。eq\a\vs4\al(\x(\a\al(必修①P93“图5－9拓展”)))7.有氧呼吸过程中物质和能量的变化,（1）各反应物参与的阶段：葡萄糖参与第一个阶段，H2O参与第二个阶段，O2参与第三个阶段。,（2）各生成物产生阶段：[H]在第一个阶段和第二个阶段产生，CO2在第二个阶段产生，H2O在第三个阶段产生。,（3）能量变化的特点：三个阶段都产生能量，但大量的能量在第三个阶段产生。eq\x(必修①P96“练习与应用拓展题1”)8.松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2浓度上升。eq\x(必修①P101“思考·讨论2”)9.恩格尔曼实验巧妙之处：(1)实验材料选择妙：用水绵作实验材料。水绵的叶绿体呈带状，便于观察。(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境排除了环境中光线和氧气的影响，从而确保实验的准确性。(3)观测指标设计妙：通过需氧细菌的分布，能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位。(4)实验对照设计妙：进行黑暗＋极细光束照射和曝光的对比实验，从而明确实验结果是由光照引起的。eq\x(必修①P104“相关信息”)10.C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1，5－二磷酸(RuBP)。光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。1.判断有关细胞代谢中酶和ATP的说法的正误(1)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘液也可用斐林试剂检测。(×)(2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(×)(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解。(×)(4)唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37℃。(×)(5)一个ATP中含有两个特殊化学键，且都容易形成和水解。(×)(6)酶催化的化学反应都需要ATP。(×)(7)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)(8)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)2.判断有关细胞呼吸与光合作用的说法的正误(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。(×)(2)线粒体将葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。(×)(3)无氧呼吸不需要O2参与，最终有[H]的积累。(×)(4)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。(√)(5)无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。(×)(6)暗反应中14C的转化途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。(×)(7)夏季晴天，植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。(×)(8)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度降低，暗反应强度也降低。(√)(9)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。(√)1.设计简单的实验验证从刀豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。提示向等量的脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质2.酶制剂适于在低温(0～4℃)下保存的原因是。提示在0～4℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温(0～4℃)下保存3.水淹的植物或无氧储藏的水果容易死亡或烂掉的原因是。提示供氧不足，植物细胞进行无氧呼吸产生酒精过多，对植物细胞起毒害作用4.给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是。提示有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了Heq\o\al(18,2)O，有氧呼吸第二阶段利用Heq\o\al(18,2)O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物(CHeq\o\al(18,2)O)5.光照下卡尔文向小球藻悬液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是。提示不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物6.夏季晴天，植物光合作用会出现“午休”现象的原因是。提示由于光照强，温度过高，植物由于蒸腾作用过强导致失水过多，气孔部分关闭，使CO2固定减少，光合作用效率下降7.土壤板结时光合速率下降的原因是。提示土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞呼吸产生的ATP减少，影响了矿质元素的吸收，从而影响了光合色素和酶的合成，光合作用减弱8.在光合作用强度与光照强度关系的曲线图中判断阴生和阳生植物的理由是，有机肥能提高农作物产量的原因是。提示阴生植物达到光合作用强度的最大值时所需的光照强度比阳生植物要弱有机肥在土壤中被微生物分解，产生N、P等无机肥供植物根吸收，同时又产生二氧化碳供植物进行光合作用1.(2021·全国甲卷，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是()A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2答案B解析酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存和繁殖，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合题意；酵母菌在无氧条件下进行发酵，产生CO2和乙醇，C不符合题意；酵母菌有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和乙醇，两个过程都有CO2产生，D不符合题意。2.(2020·北京卷，4)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。第1组曲线是在pH＝7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了()A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度 D.反应体系的pH答案B解析提高酶的浓度能够提高反应速率，但不能提高生成氧气的总量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快反应速率，但不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，但不能提高产物的量，D错误。3.(2020·全国卷Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是()A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多答案D解析在反应底物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2，其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等，有氧呼吸不产生乙醇，因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等，说明细胞只进行无氧呼吸，A正确；根据有氧呼吸反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，B正确；根据无氧呼吸反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞无氧呼吸产物是乳酸，则不需要消耗O2也不产生CO2，C正确；在反应底物是葡萄糖的情况下，有氧呼吸中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等，D错误。4.(2021·选择性考试广东卷，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是()A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合答案D解析由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体的基质中，A错误，D正确；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。5.(2020·海南学业水平选择性考试，21)在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。(1)据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度________。(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10～14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是___________________________________________________________________________________________________。(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是____________________________________________________________________________________。答案(1)光照强度降低(2)B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低(3)C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C的净光合作用降低，产量下降，因此C的蔬菜产量低于B解析(1)光合作用强度在一定范围内随光照强度的增加而增加，与10时相比，7时光照强度弱，此时，影响光合作用的主要因素是光照强度。从图中分析可知，10时到12时光合作用强度在降低。(2)光合作用强度在一定范围内随光照强度的增加而增加，当光照强度持续增大且温度上升，会使植物叶片部分气孔关闭，导致植物从外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用速率降低。(3)当温度升高后，与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净光合速率降低，蔬菜的有机物积累减少，产量降低。微专题1酶和ATP1.酶的知识归纳提醒：①过酸、过碱或温度过高，会使酶(蛋白质类)的空间结构遭到破坏，但滴加双缩脲试剂依然会产生紫色。②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物，如胃蛋白酶或脂肪酶作为催化剂可分解蛋白质或脂肪，它们自身又可作为反应的底物被其他蛋白酶水解。2.酶的特性及影响酶活性的因素曲线分析提醒：①同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如呼吸酶或ATP合成酶。②底物浓度和酶的浓度都是通过影响反应物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的。3.酶的特性相关探究实验提醒：检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。4.以ATP为核心，构建能量转化模型提醒：①ATP产生量与O2供给量间的关系②除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等能进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。考向1围绕ATP的结构与功能，考查科学思维能力1.(2021·1月八省联考湖南卷，3)ATP是细胞生命活动的能量“通货”。下列叙述错误的是()A.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATPB.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同C.光合作用和呼吸作用都产生ATP，所需的ADP可共用D.ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成答案A解析糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存大量能量，而不是储存大量ATP，A错误；等量的葡萄糖通过酒精发酵产生的ATP比有氧呼吸的少，B正确；ADP是合成ATP的原料，在光合作用和呼吸作用产生ATP过程中可共用，C正确；ATP与ADP可相互转化，一为水解反应，一为合成反应，所需酶不同，D正确。2.(2021·山师大附中调研)如图1是细胞中某种小分子化合物的结构模式图，其中①～③代表化学键，④和⑤代表化学基团；图2表示哺乳动物成熟红细胞内ATP产生量与O2供给量的关系。下列叙述正确的是()A.图1中②处的化学键比①处的更稳定B.图1中的⑤处为碱基，且该碱基是RNA所特有的C.据图2可知，哺乳动物的成熟红细胞不能进行细胞呼吸D.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP答案A解析图1所示的物质可以是ATP，特殊化学键①容易形成也容易水解，特殊化学键②比特殊化学键①更稳定，A正确；若图1中的⑤处是碱基A(腺嘌呤)，腺嘌呤是DNA和RNA共有的碱基，B错误；哺乳动物的成熟红细胞可以进行无氧呼吸，C错误；哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗ATP，D错误。考向2结合与酶有关的实验，考查科学探究能力3.(2021·西工大附中调研)实验材料的选择与实验目的相匹配是实验成功的关键。下列关于酶实验的选材与实验目的不相匹配的是()A.利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和碘液验证酶的专一性B.利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响C.利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液和氯化铁溶液验证酶的高效性D.利用淀粉酶、淀粉、不同pH的缓冲液探究pH对酶活性的影响答案D解析用同一种酶催化不同底物，或者用不同种类的酶催化同种底物，都能验证酶的专一性，A正确；利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响，自变量是重金属离子的有无，B正确；利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液(过氧化氢酶)和氯化铁溶液(无机催化剂)验证酶的高效性，C正确；酸也能催化淀粉水解，探究pH对酶活性的影响不能用淀粉，D错误。4.(2021·广东中山市调研)已知药物a能使淀粉酶和淀粉结合的机会减少，但不会影响淀粉酶活性；施加药物b能使淀粉酶活性丧失。图为淀粉酶在t1时不同处理条件下产物浓度随时间的变化曲线，其中乙组使用了少量药物a处理。据图分析，下列相关叙述错误的是()A.淀粉酶的用量及底物含量是该实验的无关变量B.丙组既没有使用药物a，也没有使用药物bC.如果增加酶的数量，可提高乙组产物产生速率D.经高温或低温处理也可得到与甲组一样的效果答案D解析三组实验中酶的用量及底物含量是无关变量，应保持一致，A正确；已知乙组使用了少量药物a，丙组的反应速率高于乙组，所以丙组应该是既没有使用药物a也没有使用药物b，B正确；因为药物a是减少了淀粉酶和淀粉的结合机会，所以增加乙组酶的数量可以提高产物的产生速率，C正确；甲组后来反应停止，应该是使用了药物b使酶失活，高温可以使酶失活，但低温不会，所以低温处理后的效果和甲组的不一样，D错误。微专题2光合作用与细胞呼吸的关系1.光合作用与细胞呼吸的过程图解2.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系提醒：①如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据代表总光合速率。②整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。③叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。考向1借助光合作用与细胞呼吸的联系，考查分析判断能力1.(2021·哈师大附中调研)叶肉细胞中的水能参与多种代谢反应，水中氧原子也可随代谢转移至丙酮酸分子中。其转移途径不包括()A.H2O经呼吸作用转移至CO2B.CO2经光合作用转移至葡萄糖C.葡萄糖经呼吸作用转移至丙酮酸D.H2O经光合作用转移至O2，再经呼吸作用转移至CO2答案D解析据题意，在适宜的光照下，叶肉细胞既进行光合作用，又进行有氧呼吸。结合有氧呼吸和光合作用过程进行分析，水既可以是光合作用光反应的原料，也可以是有氧呼吸第二阶段的原料，则从两条转移途径分析：第一条从参与光合作用开始分析，水参与光合作用光反应将氧原子转移到氧气，而氧气参与有氧呼吸第三阶段形成水，其氧原子转移过程总结为：水eq\o(→,\s\up7(光合作用光反应))氧气eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第三阶段))水，不能转移至丙酮酸；第二条从有氧呼吸开始分析，水参与有氧呼吸的第二阶段，将氧原子转移至二氧化碳，再参与光合作用暗反应，与五碳化合物结合形成三碳化合物，最终形成葡萄糖(C6H12O6)，再经呼吸作用第一阶段形成丙酮酸，其氧原子转移过程总结为：水eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第二阶段))二氧化碳eq\o(→,\s\up7(光合作用暗反应))葡萄糖eq\o(→,\s\up7(呼吸作用第一阶段))丙酮酸。故该转移途径包含A、B、C三项过程，不包含D项过程。特别提醒，丙酮酸虽然是含有三个碳原子的化合物，但不参与光合作用暗反应过程。2.(2021·豫南九校联考)如图所示为某高等植物叶肉细胞内有关细胞器的代谢活动，下列相关叙述不正确的是()A.甲可以调节细胞内的环境B.乙为叶绿体，a在类囊体薄膜上形成，用于B的还原C.若G与F是同一种物质，则G在丙的基质中产生D.无光条件下，乙不能产生ATP但能产生E，而丙能产生ATP答案D解析根据各细胞器的结构特点及物质变化可判断甲、乙、丙分别为液泡、叶绿体和线粒体，液泡具有调节细胞内环境的作用，A正确；根据题图中的箭头指向推知a为NADPH和ATP，它们是在类囊体薄膜上形成的，可用于C3的还原，B正确；若G与F是同一种物质，根据图中信息判断G与F都是CO2，在线粒体中CO2是在线粒体基质中产生的，C正确；无光条件下，暗反应不能正常进行，叶绿体不能产生E，但线粒体能产生ATP，D错误。考向2借助光合作用与细胞呼吸的应用，考查社会责任3.(2021·南昌市摸底测试)细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列分析错误的是()A.种子储存时应先晒干，降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸速率B.水稻田要定期排水以防止根因为缺氧而腐烂C.用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的大量繁殖D.利用乳酸菌制作酸奶时，应先通气，后密封，利于乳酸菌发酵答案D解析储存前将种子晒干，可以降低细胞中的自由水含量，从而降低细胞呼吸速率，A正确；对水稻田定期排水可以防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精(对植物细胞有毒害作用)，B正确；用透气的纱布包扎伤口，可以抑制厌氧菌的大量繁殖，C正确：乳酸菌为厌氧菌，利用乳酸菌制作酸奶时，开始时就应密封，这样有利于乳酸菌发酵，D错误。(1)解答此类试题的关键是理解不同因素对细胞呼吸的影响。O2促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸；温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性；水分主要通过自由水含量影响代谢过程，进而影响细胞呼吸。(2)要学会在不同的情境中找出影响细胞呼吸的主要因素。如中耕松土和防止水淹导致的作物根系腐烂，都是从O2影响植物根系细胞呼吸入手；晒干后保存作物种子是从自由水含量影响种子代谢入手；冷藏保鲜则是从温度影响酶的活性入手。4.(2021·西安高新一中调研)夏季大棚种植，农民经常在傍晚进行如下劳作：①延长2h人工照光；②熄灯后，要打开门和所有通风口透气半小时以上；③关上门和通风口。下列对上述做法的生物学原理的分析，错误的是()A.①增加光能，延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量B.②起到降氧、降温、降湿度的作用，这都对抑制细胞呼吸减少有机物的消耗有利C.与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强D.③的作用是积累棚内CO2浓度以抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利答案C解析延长2h人工照光，可以增加光能，延长光合作用时间，提高有机物的制造量，提高光合产量，A正确；②熄灯后，要打开门和所有通风口透气半小时以上，可以起到降氧、降温、降湿度的作用，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，B正确；与①时的状态相比，②③时呼吸作用受抑制，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误；③关上门和通风口，棚内CO2浓度会升高，会抑制细胞呼吸，又由于CO2是光合作用的原料，因此对下一天的光合作用有利，D正确。微专题3影响光合作用和细胞呼吸的因素1.掌握影响细胞呼吸的“四类”曲线提醒：①不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。②线粒体能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解。③对于细胞呼吸来说，有H2O生成一定在进行有氧呼吸，有CO2生成一定不是产生乳酸的无氧呼吸。有酒精生成的细胞呼吸，一定在进行无氧呼吸，动物细胞无氧呼吸不会产生酒精。2.把握影响光合作用因素的3类曲线提醒：①光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。②叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。③蓝细菌没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。④光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的NADPH和ATP还可以维持一段时间的暗反应，但在无光条件下暗反应不可以长期进行。考向1围绕光合作用的影响因素，考查科学思维能力1.(2021·河南名校联盟)如图表示在自然条件下，甲、乙两种植物的CO2吸收量在不同光照强度下的变化情况，下列有关说法错误的是()A.连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物B.BC段，限制甲、乙两种植物光合速率的环境因素不同C.D点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等D.若提高外界环境的CO2浓度，则A、B两点都可能向左移动答案C解析与乙植物相比，甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大，故连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物，A正确；BC段，限制甲、乙两种植物光合速率的主要环境因素分别是光照强度、光照强度外的其他因素，B正确；D点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等，但甲、乙两种植物进行光合作用消耗的CO2量不一定相等，故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量不一定相等，C错误；在自然条件下，提高外界环境的CO2浓度，则A、B两点都可能向左移动，D正确。2.(2021·华中师大附中质检)将长势相似的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小、密闭的透明玻璃罩A、B中，甲给予适宜强度的光照，乙遮光(黑暗)处理，其他条件相同。下列分析正确的是()A.A玻璃罩中的CO2含量将持续降低B.B玻璃罩中植株的干重将持续降低C.甲、乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所均不同D.甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的呼吸作用强度答案B解析在适宜强度的光照下，A玻璃罩中的植物，起始时光合作用强度大于呼吸作用强度，A玻璃罩中的CO2浓度逐渐降低，随着CO2浓度的降低，光合作用强度逐渐减弱，直至与呼吸作用强度相等，此后A玻璃罩中的CO2含量保持稳定，A错误；乙植株遮光处理，只能进行呼吸作用，消耗有机物，B玻璃罩中植株的干重将持续降低，B正确；甲植株既能进行光合作用也能进行呼吸作用，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，乙植株只能进行呼吸作用，叶肉细胞中产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体，C错误；在某一时刻，甲植株的光合作用强度可能会等于乙植株的呼吸作用强度，D错误。考向2光(或CO2)补偿点、饱和点的移动，考查分析问题的能力3.(2021·山东济南调研)光补偿点是指植物的光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。光饱和点是指植物的光合速率达到最大时所需要的最小光照强度。下表为三种植物的光补偿点[单位：(μmol·m－2·s－1)]和光饱和点[单位：(μmol·m－2·s－1)]，其他环境条件相同且最适宜。下列相关叙述错误的是()植物种类植物甲植物乙植物丙光补偿点1406839光饱和.三种植物中，最适合在较强的光照环境中生长的是植物甲B.若适当提高温度，则植物丙的光饱和点将变大C.100(μmol·m－2·s－1)的光照强度下，植物乙的有机物积累量比植物甲的多D.光照强度长期低于光补偿点，不利于植物的正常生长答案B解析植物甲的光补偿点和光饱和点都最大，所以三种植物中，适合在较强的光照环境中生长的是植物甲，A正确；若适当提高温度，则植物丙的光饱和点将变小，B错误；100(μmol·m－2·s－1)的光照强度下，植物乙的有机物积累量为正值，而植物甲的为负值，C正确；光照强度长期低于光补偿点，不利于植物的正常生长，D正确。4.(2021·湖南长郡中学调研)植物光合作用受到多种环境因素的影响，现将某绿色植物置于密闭的容器中，测量其光合作用强度(用单位时间CO2吸收量表示)与光照强度、温度等因素的关系，结果如图所示。回答下列相关问题：(1)在温度为22℃，光照强度为1klx时，该植物叶肉细胞的光合作用强度________(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的呼吸作用强度，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)A点时该植物产生ATP的结构是________，B点时适当提高CO2浓度，则B点会________(填“左”或“右”)移。(3)C点光合作用强度与D点相比，是D点的________倍。E点时，该植物固定的CO2来源于_________________________________________________________。(4)某科研小组发现蓝光在促进气孔开放方面具有更强的作用。据此分析，与红光相比，蓝光照射下植物的光饱和点________(填“更高”或“更低”)。答案(1)大于该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的呼吸速率，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率(合理即可)(2)细胞质基质和线粒体左(3)3/4外界环境和细胞呼吸产生(4)更高解析(1)温度为22℃，光照强度为1klx时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度，但叶肉细胞的光合作用强度几乎就是植物体的光合作用强度，而叶肉细胞的呼吸作用强度远小于植物体的呼吸作用强度。(2)黑暗状态下植物只能通过呼吸作用产生ATP，产生ATP的结构是细胞质基质和线粒体；因B点是光补偿点，当升高CO2浓度时，光合作用增强而呼吸作用几乎不变，因此达到光补偿点需要的光照强度会降低，B点左移。(3)C点植物光合作用强度可表示为33.6，D点可表示为44.8，因此C点光合作用强度是D点的3/4；在光饱和点时，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此固定的CO2有两个来源，既需要细胞呼吸产生的，也需要从外界吸收。(4)因蓝光促进气孔开放的效果更强，植物可吸收的CO2也就更多，因此对应的光饱和点也就更高。环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系(1)光补偿点的两种生理状态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)光补偿点、光饱和点移动方向①光补偿点的移动a.呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。b.呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。②光饱和点的移动相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时，光饱和点C点应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。微专题4光合作用与细胞呼吸的实验设计1.控制变量的方法2.呼吸速率和净光合速率测定的常用方法(1)液滴移动法(气体体积变化法)提醒：①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，此即“总光合速率”。②物理误差的校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与两装置相比，不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。(2)黑白瓶法“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，题中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：1.(2021·河北衡水金卷)用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜(白天12h、夜晚12h)后取出玻璃瓶，分别测定乙、丙两瓶中的氧气含量，结果如表(不考虑化能合成作用及水深对温度的影响)。下列有关分析合理的是()分组透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙含氧量(mg)4.95.63.8A.根据实验的结果无法计算出植物的实际光合速率B.乙瓶中的植物一昼夜通过光合作用产生了0.7mg的氧气C.白天正午时刻乙瓶中植物的叶肉细胞产生ATP最快的场所是线粒体内膜D.如果丙瓶放在水深1m处进行实验，则丙瓶的含氧量较0.5m处基本不变答案D解析根据甲瓶、丙瓶可以计算出植物的呼吸速率，根据甲瓶、乙瓶可以计算出植物的净光合速率，二者相加就是实际光合速率，A错误；乙瓶中的植物一昼夜增加的氧气量是0.7mg，实际通过光合作用产生的氧气量需加上一昼夜呼吸消耗的氧气量，B错误；白天正午时刻乙瓶中的植物光合速率大于呼吸速率，所以产生ATP最多的场所是叶绿体类囊体薄膜，C错误；丙玻璃瓶不透光，所以该瓶不受光照强度的影响，瓶子放在更深处光照强度会降低，但不影响丙瓶的细胞呼吸，所以丙瓶中的含氧量基本不变，D正确。2.(2021·四川绵阳市诊断)为了探究CO2浓度对幼苗生长的影响，把培养在营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个玻璃容器内(如图所示)，其中A不密封，B、C密封。B内培养皿中盛有NaOH溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。回答下列问题：(1)配制培养幼苗的营养液时，除了要添加该植物生长发育所必需的各种矿质离子外，还应该注意控制营养液的__________________________________________。(2)CO2中的碳元素在暗反应过程中的转移途径是________________________________________________________________________________________________。(3)从理论上讲，持续培养，预期的实验结果是：①A中幼苗生长旺盛；②B中幼苗的有氧呼吸逐渐减弱，最终死亡，原因是______________________________________________________________________________________________，植物细胞有氧呼吸所需的有机物和氧气减少；③C中幼苗________(填“能”或“不能”)正常生长发育。(4)根据实验，在温室大棚中栽培作物时可通过___________________________________________________________________________________________________(答出一种措施即可)来增产。答案(1)浓度适宜(2)CO2→C3→(CH2O)(3)②缺乏CO2，不能进行光合作用③不能(4)适时通风透气(增加CO2的浓度)解析(1)配制培养植物幼苗的营养液时，要注意控制营养液的浓度，营养液的浓度要适宜。(2)在暗反应阶段，CO2与C5结合生成C3，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原，经过一系列变化，形成糖类(CH2O)，因此，CO2中的碳元素在暗反应过程中的转移途径是CO2→C3→(CH2O)。(3)②B中的NaOH溶液可吸收容器内的CO2，导致幼苗缺少光合作用的原料，不能进行光合作用，幼苗进行有氧呼吸时需要消耗有机物和容器内的氧气，致使植物体内的有机物逐渐减少，容器内的氧气浓度逐渐降低直至为0，最终导致幼苗死亡；③C中幼苗在光照充足、温度适宜的环境中生长，植物光合作用强度大于呼吸作用强度，使得容器内的CO2含量逐渐下降，光合作用强度逐渐下降，直至与呼吸作用强度相等，植物无有机物的积累，因此，C中幼苗不能正常生长发育。(4)从该实验可以看出植物进行光合作用需要一定浓度的CO2，在温室大棚中栽培作物时可以通过适时通风来增加大棚内的CO2浓度，进而增加植物的光合作用强度，以达到增产目的。3.(2021·山西师大附中调研)某兴趣小组的同学在科研工作者的指导下，对某种有重要经济价值的植物进行了研究，并做了下列实验(叶绿体悬浮液是将叶绿体溶解于0.5mol/L蔗糖溶液中制成)。组别加入试剂处理方法试管11%DCPIP0.5mL和叶绿体悬浮液5mL光照试管21%DCPIP0.5mL和叶绿体悬浮液5mL黑暗试管31%DCPIP0.5mL和0.5mol/L蔗糖溶液5mL光照注DCPIP是一种氢受体，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色，反应式为DCPIP(蓝色)＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(叶绿体))DCPIP­H2(无色)＋1/2O2；不考虑叶绿体颜色的干扰。回答下列问题：(1)一段时间后，各试管用离心机离心5分钟。①观察结果：离心后试管1、2、3内上清液的颜色依次是____________________。试管2呈现该颜色的原因是________________________________________________________________________________________________________________。②该实验说明光合作用的条件是_________________________________________。(2)欲探究光合作用中CO2的利用场所及利用情况，常采用________法，以下为某小组同学进行的实验：①将试管1内的叶绿体取出放到蒸馏水中，让叶绿体吸水涨破，然后进行离心，得到上清液和沉淀物，分别置于两支试管中，其他条件都适宜。②________________________________________________________________________________________________________________________________________。③通过检测相关产物进行结果的判定。若________________________，则说明CO2的利用场所在叶绿体基质中。答案(1)①无色、蓝色、蓝色黑暗条件下，水不能光解，无法将DCPIP还原成DCPIP­H2(合理即可)②光照和叶绿体(2)同位素标记②分别给上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO2，反应一定时间(合理即可)③只有盛有上清液的试管中能检测到含有14C的光合产物解析(1)①分析表格实验，试管1中能进行光合作用，试管2和试管3中不能进行光合作用。进行光合作用的光反应阶段时会产生NADPH，DCPIP接受NADPH会从蓝色变为无色，所以离心后试管1、2、3内上清液的颜色依次是无色、蓝色、蓝色。试管2为黑暗条件，水不能光解，无法将DCPIP还原成DCPIP­H2。②试管1和试管2相比，能说明光合作用需要光照，试管1和试管3相比，能说明光合作用需要叶绿体。(2)探究光合作用中CO2的利用场所及利用情况，常采用同位素标记法。将叶绿体破碎并离心后，上清液为叶绿体基质，沉淀物为叶绿体双层膜、基粒等。光合作用过程中CO2的利用发生在暗反应过程，需要光反应提供的NADPH和ATP，因此需要分别给上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO2，反应一定时间。若结果中只有盛有上清液的试管中能检测到含有14C的光合产物，则说明CO2的利用场所在叶绿体基质中。高考命题热点聚焦2光合作用与细胞呼吸在生产生活实践中的应用2021年2月教育部发布通知：高考命题要优化情境设计，增强试题开放性、应用性和灵活性，充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用，引导减少“死记硬背”和“机械刷题”现象。应用性强调生物学与生产、生活实际的联系，引导考生自觉地从生物学视角思考生活中的相应问题，综合运用所学知识解决生产、生活实际及科学研究等情境中的问题。材料一光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。下图为光呼吸和光合作用的关系图。光呼吸与光合作用的关系材料二玉米植株中固定CO2的酶的能力要远远大于水稻植株中相应的酶，因此玉米的光合效率大于水稻，特别是在低CO2浓度的环境中，这种差别更为明显。下图是玉米CO2的同化过程，首先在叶肉细胞中由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)把CO2固定成四碳化合物(草酰乙酸)，草酰乙酸的进一步反应产物可转运到玉米的维管束鞘细胞中释放出CO2，而释放出的CO2又可与RuBP(核酮糖二磷酸)结合进入卡尔文循环(见下图)。(2020·全国卷Ⅰ，30)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)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，该栽培措施对作物的作用有____________________(答出2点即可)。(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________________________________________________________________(答出1点即可)。(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的最小光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/(μmol·m－2·s－1)12001180560623答案(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用解析(1)除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素和光等的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于植物根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时常适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的渗透压，防止作物因过度失水而死亡。(3)为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物(作物A)；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物(作物C)。1.(2021·江淮十校联考)光合作用和呼吸作用是植物重要的生命活动，在农业生产中利用光合作用和呼吸作用的原理，可以达到增产的目的，请回答下列相关问题。(1)可以通过多种措施达到水稻的增产，例如施用农家肥，其原理是____________________，研究发现，水稻幼苗在无光下，叶片发黄，推测原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。若想绘制光合色素的吸收光谱，则应以波长为横坐标，以光合色素的________为纵坐标，所得曲线就是光合色素的吸收光谱。(2)以黑藻、NaHCO3、聚光灯等为实验材料，研究光的波长对黑藻光合速率的影响。如果用不同颜色的玻璃纸罩住聚光灯，研究发现用绿色玻璃纸罩住的实验组气泡的产生量最少，原因是___________________________________________________________________________________________________________________。若将装置密封，最终溶液的pH保持不变，此时光反应和暗反应速率与实验开始时相比分别________(填“上升”“下降”或“不变”)。(3)大棚蔬菜的种植中，适当增加昼夜温差也是增产的措施之一，其原理是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)农家肥含有大量微生物和有机物，分解产生二氧化碳，可提高大棚中二氧化碳浓度，从而提高农作物的产量(或者回答：经微生物分解增加CO2浓度和无机盐离子)(答案合理即可)水稻幼苗在无光条件下不能合成叶绿素(答案合理即可)吸收光能的百分比(2)光合色素对绿光的吸收最少，光合作用产生的氧气最少下降、下降(3)白天适当增温，光合作用强度大，夜间温度低，呼吸作用消耗的有机物减少，植物积累的有机物增多(答案合理即可)解析绿色玻璃纸只允许绿光透过，光合色素对绿光的吸收最少，所以光合作用产生的氧气最少，气泡最少：若装置密封，溶液的pH保持稳定，光合速率等于呼吸速率，光合速率与开始相比下降，所以光反应和暗反应均下降；大棚蔬菜种植时白天适当增加温度，利于光合作用的进行，夜间降低温度，可以降低呼吸作用的强度，总体上有利于植物有机物的积累，利于增产。2.(2021·河北唐山一中期中)与花生不同，玉米固定CO2后首先会形成C4，因此被称为C4植物。C4植物含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，科学家形象地把这种作用比喻为“CO2泵”。如图所示为在某地夏季天气晴朗的时候测得的玉米和花生光合速率变化曲线，请分析回答：(1)研究光合作用暗反应阶段中CO2的固定机制时，可采用的研究方法是_____________________________________________________________________。(2)花生叶肉细胞中的CO2在________中与C5结合后被固定下来，该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗NADPH。(3)图示中花生在13：00时出现了“光合午休”现象，这可能是由于此时光照温度过高，______________________________________________________________，导致花生光合速率明显下降，玉米无“光合午休”的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)生物在长期进化中形成的特定功能往往与特定环境相适应，据此分析玉米产地的气候条件一般是________________。答案(1)同位素标记法(2)叶绿体基质不需要(3)蒸腾作用散失水多，部分气孔关闭，植物吸收的CO2减少(答案合理即可)玉米含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，在进入植物体内的CO2减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增大，光合作用增强(答案合理即可)(4)高温、光照强等(答案合理即可)解析(1)研究CO2的固定机制时，需要研究CO2的转移途径，可采用同位素标记法进行研究。(2)花生叶肉细胞中的CO2在叶绿体基质中与C5结合后被固定下来，该过程不消耗NADPH，NADPH和ATP参与C3的还原。(3)“光合午休”现象可能是由于光照过强，温度过高，蒸腾作用散失水分过多，气孔关闭，植物吸收的CO2减少，导致花生光合速率明显下降；玉米没有“光合午休”现象，结合题干信息分析，原因可能是玉米含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，在进入植物体内的CO2减少的情况下可以维持细胞内较高CO2浓度，此时光照强度增大，光合作用增强。(4)由于玉米是C4植物，能在较低的CO2浓度条件下固定并利用CO2进行暗反应且无“光合午休”，据此推测玉米产地的气候条件一般是高温、光照强等。3.(2021·广东茂名一模)轮作一般是指在同一田块上有顺序地在不同季节或不同年度轮换种植不同作物的种植方式。豆科植物苜蓿是优良的牧草，农民将其引入小麦的作物体系形成草田轮作系统，这可以减少化肥的使用和增加农作物产量。回答以下问题：(1)施氮肥可促进小麦叶肉细胞中________________________(写出两种)等含氮物质的合成，从而可提高植物的光反应速率；但施肥过多反而会降低小麦的光合速率，其原因可能是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究发现，施氮肥对苜蓿—小麦轮作系统的小麦光合速率的增强效果并不明显，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________，由此可见，该轮作系统可以减少农田氮肥的施用。(3)轮作时，对于作物品种的选择，除考虑经济效益和社会需要外，还需考虑不同作物在___________________________________________________________________________________________________________________________________(写出两条即可)等方面的差异。答案(1)光合色素、酶、NADP＋、ADP(写出两种即可)施肥增加了土壤溶液的浓度，植物失水过多而导致气孔关闭，从而降低了小麦的光合速率(答案合理即可)(2)苜蓿是豆科植物，与其根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，增加了土壤中氮元素含量(3)对无机盐(矿质元素)种类的需求；抵抗病虫害能力(答案合理即可)解析(1)光合色素、酶、NADP＋、ADP等物质中均含有氮元素，氮肥中含有氮元素，可被小麦根细胞吸收，促进小麦叶肉细胞中光合色素、酶、NADP＋、ADP等含氮物质的合成，从而可提高植物的光反应速率；但施肥过多反而会降低小麦的光合速率，其原因可能是施肥增加了土壤溶液的浓度，植物失水过多而导致气孔关闭，进而降低小麦光合速率。(2)由题意可知，苜蓿是豆科植物，与其根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，这增加了土壤中氮元素含量，因此种植过苜蓿的土壤中氮元素含量较多，施氮肥对轮作中小麦光合速率增强效果不明显。(3)轮作时，对于作物品种的选择，除考虑经济效益和社会需要外，还需考虑不同作物在对无机盐(矿质元素)种类的需求、抵抗病虫害能力等方面的差异。捕捉高考共鸣点(一)长句应答满分突破[命题专家悟规律]从近三年全国卷考情看，非选择题简短填空大幅减少，代之以长句作答(即要求回答“功能”“原因”“作用”“目的”“思路”“实验设计方案”等)，而且作答范围从以往的主干——“代谢、调节、遗传、生态”为主调的传统模式，扩展为几乎“全覆盖”，这无疑对考生语言表达能力提出了更高要求。因此，在二轮复习时，务必对这一高考重点、难点给予重视和强化。共鸣点1教材原文作答类1.(2020·全国卷Ⅰ，29)高尔基体参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程，其具体功能是对蛋白质进行加工修饰。(必修①P52)真核细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。(必修①P43)2.[2020·全国卷，32(1)]生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。(必修②P84)3.[2020·全国卷Ⅱ，31(2)]当进行较长时间剧烈运动时，人体还会出现其他一些生理变化。例如，与运动前相比，胰岛A细胞的分泌活动会加强，分泌胰高血糖素，该激素具有促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖(答出2点即可)等生理功能，从而使血糖水平升高。(选择性必修①P57)4.[2020·全国卷Ⅱ，30(2)(3)]给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激，产生的兴奋沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳；同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成催产素，进而促进乳腺排乳。回答下列问题：(2)上述排乳调节过程中，存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内，这两种调节方式之间的关系是有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节；内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。(选择性必修①P62)(3)牛奶的主要成分有乳糖和蛋白质等，组成乳糖的2种单糖是葡萄糖和半乳糖。(必修①P24)牛奶中含有人体所需的必需氨基酸，必需氨基酸是指人体细胞自身不能合成，必须从食物中获取的氨基酸。(必修①P30“与社会联系”)5.[2019·海南卷，27(1)]自由扩散的含义是物质通过简单的扩散方式进出细胞。(必修①P66)6.[2019·全国卷Ⅰ，31(2)]种间竞争通常是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。对于概念、原理、作用等基础知识设问的此类试题，答案一般直接来源于教材，要求考生尽量用教材原话作答，只有按照教材的语言组织答案才能得满分。共鸣点2科学思维类(原因分析类)7.[2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需浇水，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。8.[2020·全国卷Ⅱ，30(2)(3)]为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：(2)离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)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外表的双层膜破裂后再照光，________(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。答案(2)细胞质基质组分和线粒体(3)有类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体薄膜的功能9.[2019·全国卷Ⅰ，29(2)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会降低，出现这种变化的主要原因是气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少。这类试题设问的方式一般有以下几种：“……合理的解释是________”“……原因是________”“……其机理是________”“……判断的依据是________”等。这类试题一般已知某一特定外界条件的改变，然后要求考生回答某一生理过程发生什么样的改变，最后要求考生回答该生理过程发生改变的原因。原因是指造成某种结果或引起另一件事情发生的条件。在解释已知条件与结果之间的逻辑关系(原因)时，首先要明确问题的条件是什么，在该条件下指向结果是什么，相关的逻辑推理关系和过程是什么等。其答题模板可归纳整理为：“因为……导致……，于是……，所以……”，其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干中的结果，“导致……，于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答题既准确又规范，难点是要运用教材相关知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。根据上述答题模板，2019年全国卷Ⅰ第29题第(2)问对干旱处理后该植物的光合速率会降低的主要原因的回答为：因为干旱处理导致气孔开度减小，于是光合作用所需的CO2减少，所以该植物的光合速率降低。又如，2020年全国卷Ⅱ第30题第(3)问可以回答为：因为类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，所以叶绿体破裂不影响类囊体薄膜的功能。因此叶绿体外表的双层膜破裂后，再照光仍有氧气释放。当然，不能机械地照搬这一答题模板，而是要根据不同的试题情境适当修改，使语句通顺，既简洁又规范。共鸣点3实验探究类10.[2019·全国卷Ⅰ，29(3)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。答案取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。11.(2017·全国卷Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；若乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。如果是验证类或是探究类实验，实验思路要说明自变量如何操作，无关变量的控制，因变量如何检测。复习备考中，考生要熟悉教材基本实验的基本操作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。[跟踪训练]1.(2021·河北衡水金卷)轮作是用地、养地相结合的一种措施，是在同一田块上顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物，最终达到增产、增收的目的。回答下列问题：(1)《齐民要术》中记载了“谷田必须岁易”“凡谷田、绿豆、小豆底为上”。①已知谷类作物对氮和硅的吸收量较多，豆科作物对钙的吸收量较多。谷类作物吸收的氮可用于合成的有机小分子物质是________(填两种即可)；豆科作物的根吸收无机盐后，促进其吸水，理由是____________________________________________________________________________________________________________；谷类和豆科作物从土壤中吸收各种无机盐的量不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。②豆科作物可以提高土壤中氮的含量，豆科和谷类作物残留的茎叶、根茬可以增进土壤肥力，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________。综上分析，谷类和豆科这两类作物轮换种植的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)《农政全书》中有关于稻、棉水旱轮作的记载：“种棉二年，翻稻一年，草根溃烂，土气肥厚，虫螟不生”。通过水旱轮作，达到减少草害、提高土壤肥力、控制虫害的目的。“草根溃烂”的原因是_______________________________________________________________________________________________________。答案(1)①叶绿素、氨基酸、核苷酸、磷脂(任意两种即可)吸收无机盐后，根细胞渗透压升高，促进根渗透吸水根细胞运输各种无机盐的载体蛋白的种类和数量不同②与豆科作物互利共生的根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮的养料，豆科和谷类作物残留的茎叶、根茬经土壤中微生物的分解，将有机物分解为无机物，如无机盐，提高土壤肥力保证土壤养分的均衡利用，调节和提高土壤肥力(2)植物的根浸于水中，进行无氧呼吸产生酒精，导致腐烂解析(1)①植物体中的含氮有机小分子物质有叶绿素、氨基酸、核苷酸、磷脂等。豆科植物的根吸收无机盐后，根细胞渗透压升高，促进根渗透吸水。植物根细胞吸收无机盐的方式是主动运输，需要载体蛋白，由“谷类作物对氮和硅的吸收量较多，豆科作物对钙的吸收量较多”可知，谷类和豆科作物从土壤中吸收各种无机盐的量不同的原因是根细胞运输各种无机盐的载体蛋白的种类和数量不同。②根瘤菌可以将空气中的氮气转变为含氮的养料，豆科和谷类作物残留的茎叶、根茬经土壤中微生物的分解，将有机物分解为无机物，如无机盐，从而提高土壤肥力。综合①②分析，谷类和豆科这两类作物轮换种植的目的是保证土壤养分的均衡利用，调节和提高土壤肥力。(2)“草根溃烂”的原因是植物的根长时间浸于水中，进行无氧呼吸产生酒精，导致腐烂。2.(2021·襄阳五中调研)研究表明，植物叶片中气孔的运动与K＋、糖类等含量有关。图l为某植物叶片中保卫细胞的结构，保卫细胞吸水后气孔张开，图2是适宜温度下，该植物的气孔开度(即气孔张开的程度)与保卫细胞内K＋和糖类含量的关系。据图回答下列相关问题。图1图2(1)图中的保卫细胞和表皮细胞在形态结构和功能上有差异的根本原因是___________________________________________________________________________________