高中生物苏教版分子与细胞本册总复习总复习 第4章微专题突破

微专题突破有关酶的实验、光合呼吸速率一、破解有关酶实验题的三种方法1．试剂检测法——鉴定酶的本质(1)设计思路从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。(2)设计方案项目实验组对照组材料待测酶溶液已知蛋白液(等量)试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论呈现紫色说明该酶化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质2.对比法——验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的高效性①设计思路：验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。②设计方案：项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率很快；或反应用时短反应速率缓慢；或反应用时长结论酶具有高效性(2)验证酶的专一性①设计思路：验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。②设计方案：项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性3.梯度法——探究酶的最适温度和最适pH(1)设计思路常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论：酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列相互对照外，其他所有无关变量都必须相同(包括材料的大小、质量、生长状况等)。(2)设计方案组别编号12…n实验材料等量的同种底物pHa1a2…an温度T1T2…Tn衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少实验生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)二、光合作用速率与呼吸作用速率1．呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。2．净光合速率和实际光合速率(1)净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。(2)实际光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。3．光合速率与呼吸速率的关系植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时，还进行呼吸作用释放CO2，所以测定的CO2的吸收量并不是实际光合速率，而是净光合速率。如图，图1表示CO2的吸收与光照强度变化的关系，图2表示线粒体与叶绿体的关系。图1ABCD图2结合图2与图1中的曲线分析如下：(1)图1中a点光照强度为0，表示只进行呼吸作用，与图2中B图对应。(2)图1中ab段由于光照强度较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图2中A图对应。(3)图1中b点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等，CO2表现为既不吸收也不释放，与图2中C图对应。(4)b点以后，由于光照强度变得较大，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸作用释放的CO2不能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收，与图2中D图对应。4．光合作用与细胞呼吸的相关计算上面图1中，Oa段表示植物呼吸速率，Od段表示植物净光合速率(即表观光合速率)，Oa＋Od段表示实际光合速率(即真正光合速率或总光合速率)，它们的关系为：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。具体表达为：(1)光合作用消耗的CO2总量＝从外界吸收的CO2量＋呼吸作用产生的CO2量(2)光合作用产生的O2量＝释放到外界的O2量＋呼吸消耗的O2量(3)一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2总量1．下列有关酶的实验设计思路正确的是()A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B．利用过氧化氢和H2O2酶探究温度对酶活性的影响C．利用过氧化氢、鲜肝匀浆和FeCl3研究酶的高效性D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响【解析】碘液不能检测蔗糖，A项错误；温度会影响H2O2的分解，不宜用H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响，B项错误；胃蛋白酶的适宜pH为，pH设置不合理，D项错误。【答案】C2．某同学为验证pH值对酶活性的影响，设计了如下表中的方法步骤。下列不合理的评价有：()序号项目试管1试管21新鲜淀粉酶溶液1mL1mL2可溶性淀粉液2mL2mL337℃水浴5min5min41mol/L盐酸1mL/51mol/LNaOH/1mL6碘液2滴2滴7结果预期均不变蓝A.缺少正常pH的对照组B．实验结果预期不正确C．检验实验结果的试剂选择不恰当D．实验操作步骤的安排不合理【解析】实验只设置了加HCl和加NaOH的实验组，还应设置加蒸馏水的正常pH的对照组；在加酸和加碱的情况下，酶失去活性，淀粉不被分解遇碘液变蓝；实验结果可以用碘液检验；实验步骤的安排应在第2、3步加盐酸和NaOH。【答案】C3．(2023·四川高考)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：光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是()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照强度单作大于间作【解析】试题分析：从图中信息可知，光照强度为0时只进行呼吸作用，单作与间作有区别。与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，而大豆变小。大豆植株在光的补偿点时开始积累有机物。考点：本题重点考查学生识图获取信息能力，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构。【答案】C4．(2023·浙江绍兴一中高二下学期期末)将一盆栽植物连同花盆一起置于密闭的玻璃钟罩内(内有充足的二氧化碳且浓度恒定，温度等条件适宜，植物和花盆未经消毒)，测得光照强度与钟罩内氧气的释放速率关系如右图所示。下列有关该图的分析正确的是()A．a点表示植物的光合作用速率与呼吸作用速率相同B．光照强度为a时叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率C．bc段限制植物光合速率的因素不可能是光合色素和酶的含量D．某光照强度下测得的氧气增加量就是该植物光合作用净产氧量【解析】将一盆栽植物连同花盆一起置于密闭的玻璃钟罩内，既有植物的光合作用和呼吸作用，也有花盆土壤中小动物和微生物的呼吸作用。光照强度为a时，植物的光合速率等于植物、小动物和微生物的呼吸速率之和，A错误；由上面对A的分析可知，a点时候植物的光合速率大于呼吸速率，B正确；bc段氧气释放速率不变，影响光合速率的因素除了光照强度处，其他都有可能，C错误；某光照强度下测得的氧气增加量就是该植物光合作用净产氧量减去小动物、微生物呼吸消耗量，D错误。【答案】B5．在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、细胞呼吸与氧气浓度之间的关系及光合作用速率、细胞呼吸速率与温度之间的关系如下图所示，对图示解释正确的是()【导学号：21210044】甲乙丙A．影响图甲中曲线上的A点上下移动的主要外界因素是氧气浓度B．图乙中的数据需在适宜光照条件下测量C．图丙中若大棚设定的温度为两曲线右侧交点处的温度，每日光照必须长于12h植物才能生长D．图丙中两曲线右侧的交点对应于图甲中的B点，B点时影响光合作用速率的主要因素是光照强度【解析】图丙中两曲线右侧的交点表明此时实际光合作用速率与细胞呼吸速率相等，净光合作用速率为0，与图甲的B点相对应。在B点，随着光照强度的增大，光合作用速率增大，说明此时影响光合作用速率的主要因素是光照强度。【答案】D章末综合测评(三)(时间：45分钟，分值：100分)一、选择题(共12个小题，每小题6分，共72分)1．肽酰转移酶是催化肽键形成的酶，对RNA酶敏感，对蛋白酶不敏感。下列叙述错误的是()A．肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合B．肽酰转移酶存在于核糖体中C．肽酰转移酶对高温不敏感D．肽酰转移酶是具有催化活性的RNA【解析】氨基酸在核糖体上经过脱水缩合才能形成肽键，因此肽酰转移酶存在于核糖体中，并能够催化氨基酸脱水缩合。由于该酶对蛋白酶不敏感，因此该酶的化学本质不是蛋白质，而是RNA。【答案】C2．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用【解析】细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的ATP主要由线粒体提供，A项正确；ATP是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，故B项错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中有ATP形成，C项正确；根细胞吸收矿质元素离子主要通过主动运输的形式，其消耗的能量主要是由细胞呼吸所提供的ATP，故D项正确。【答案】B3．在其他条件不变而酶浓度增加时，下图中能正确表示生成物量变化的是(图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线)()【答案】C4．(2023·江苏高考)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是()A．叶肉细胞合成的糖运输到果实B．吞噬细胞吞噬病原体的过程C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D．细胞中由氨基酸合成新的肽链【解析】主动运输、胞吞、蛋白质的合成都需要消耗ATP提供的能量，淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要消耗ATP提供的能量。【答案】C5．下列关于酶的叙述，正确的是()A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内起作用B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段C．与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性【解析】酶发挥作用的场所可以在体内或体外适宜环境；若在细胞内发挥作用，如呼吸酶则不需要内质网和高尔基体加工，有些酶是RNA，其合成不需要核糖体的加工；活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都可产生酶，故A、B、D都不对。【答案】C6．酵母菌有氧时进行有氧呼吸，无氧时能进行酒精发酵。若酵母菌的代谢过程中产生了CO2，则对该CO2来源的说法不准确的是()A．可能来自有氧呼吸B．可能来自无氧呼吸C．一定来自有氧呼吸D．可能来自酒精发酵【解析】酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸都能产生二氧化碳，所以能否产生二氧化碳不是有氧呼吸和无氧呼吸的区别。【答案】C7．某生物兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是()A．滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果D．试管中加水的主要目的是制造无氧环境C．若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中【解析】酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，研究其过程的实验中，首先要控制无氧的条件，其次其他无关变量要适宜，所以A选项是正确的，冒出的气泡表明进行了细胞呼吸；放出的气体是CO2，加水的目的是制造无氧的环境，所以B选项是正确的；C选项中把适宜温度的水换成冷水，影响酶的活性使其活性降低，所以是正确的；D选项中葡萄糖氧化分解释放出来的能量一部分以热能形式散失，一部分可转移的能量形成ATP，未释放出来的能量储存在酒精中，所以D选项错误。【答案】D8．(2023·青岛高一检测)如图为叶绿体结构与功能的示意图，下列说法错误的是()A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能B．供给“14CO2”，放射性出现的顺序为C3→C5→甲C．结构A释放的氧气可进入线粒体中D．结构A释放的氧气来自于水【解析】结构A为类囊体，于此发生光反应即水的光解，ATP的合成，14CO2中14C的放射性出现顺序的14CO2→14C3→甲。【答案】B9．(2023·天津高考)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()(CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行B．过程①产生的能量全部储存在ATP中C．过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同【解析】过程①为有氧呼吸过程，反应场所是细胞质基质和线粒体，过程②为光合作用，真核生物在叶绿体中进行，原核生物在细胞质基质中进行，A错误；有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，B错误；光合作用所产生的糖类中的氧来自CO2，C错误；过程①和②都能产生[H]，前者主要与氧结合产生水并释放大量能量，后者主要用于C3还原，D正确。【答案】D10．(2023·青岛模拟)下图中①～⑤表示植物体叶肉细胞中[H]的来源和去向相关的生理过程，依次发生在细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的是()A．①②⑤ B．①③④C．②③④ D．②④⑤【解析】过程①②③④⑤分别是呼吸作用的第一阶段、有氧呼吸的第二阶段、有氧呼吸的第三阶段、光反应、暗反应，依次发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜、叶绿体基质。【答案】A11．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用的方式不同。下列对生物细胞呼吸作用方式的判断，错误的是()A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D．若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡【解析】对于动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2也不释放CO2。【答案】D12．如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是()A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B．t2→t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低【解析】水的光解、O2释放发生在叶绿体的类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应过程，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。【答案】D二、非选择题(共2题，共28分)13．(14分)绿色植物的光合作用与有氧呼吸之间有着密切的联系。下面物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图分析回答：(1)①过程是在________上进行的，所需要的外界条件是________，发生的能量变化是________。(2)③、④、⑤表示________过程。在这一过程中，所需要的外部条件主要有________和________。(3)上述①～⑤过程中，能产生ATP的过程是________________。(填序号)(4)请分析下列实验，并在横线处填写序号。将一盆在阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，立刻停止的过程是________，稍后________过程也随着停止。一段时间后，将这一盆植物迅速移到阳光下，上述两个过程先开始进行的是________。在这一实验中，始终不会停止的过程是________(填序号)。(5)根据实验测定，黄豆种子在萌发时放出的CO2量比消耗的O2量高出4倍，对这一现象的解释是_______________________________________________。【解析】题图中①、②、③、④和⑤分别表示光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第三阶段。其中光反应需要光照，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其能量变化为光能转化成活跃的化学能。有氧呼吸需要氧气和适宜的温度条件。在上述过程中，除暗反应消耗ATP外，其他生理过程均可以产生ATP。当萌发的黄豆种子CO2释放量大于O2消耗量时，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。【答案】(1)叶绿体的类囊体薄膜一定强度的光照光能转变为(活跃的)化学能(2)有氧呼吸氧气适宜的温度(3)①③④⑤(4)①②①③④