专题二 细胞的代谢
第1讲 酶与ATP
(时间：50分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．(高考变式)成熟的神经细胞在兴奋时，下列选项中的酶最不活跃的是 ( )。
A．ATP合成酶 B．DNA聚合酶
C．呼吸酶 D．RNA聚合酶
解析 成熟的神经细胞已经高度分化，失去分裂能力，不能进行DNA的复制，因此不需要DNA聚合酶。
答案 B
2．(创新预测)右图表示木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是 ( )。
A．胃蛋白酶能使抗体失活
B．抗体的化学本质是蛋白质
C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D．胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
解析 比较两种蛋白酶对抗体的影响可以发现，胃蛋白酶和木瓜蛋白酶分解抗体产生的结果不同，前者分解抗体产生的产物更多，说明了胃蛋白酶催化裂解了更多的肽键，也说明了抗体的化学本质是蛋白质。该实验结果无法证明两种蛋白酶的化学本质是蛋白质，所以选C。
答案 C
3．(创新预测)当细胞内某种RNA存在时，某一生化反应能正常进行，当这种RNA被有关水解酶水解后，该化学反应停止。导致这一现象的可能原因是 ( )。
A．该生化反应的酶是RNA水解酶
B．该种RNA上具有控制生物性状的遗传基因
C．该种RNA能调控细胞内所有的生化反应
D．该种RNA在此生化反应中能起催化作用
解析 据题意可知，细胞内的某一生化反应需要在RNA的存在下才能够进行，而极少数酶的化学本质是RNA，所以这里的RNA应该能起催化作用。
答案 D
4．(创新预测)为了验证口腔的分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验(如下图所示)。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是 ( )。
A．实验② B．实验①
C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能
解析 要验证口腔的分泌液中有蛋白酶，我们所用的检测试剂不能是双缩脲试剂，因为即使口腔的分泌液中有蛋白酶，并且把实验①中的蛋白质全部分解成多肽，双缩脲试剂也会与反应液发生显色反应。正确的做法应该像实验②一样，用蛋白块，直接用肉眼观察蛋白块是否消失，若消失，则表明口腔的分泌液中有蛋白酶，若蛋白块没有变化，则表明口腔的分泌液中没有蛋白酶。
答案 A
5．(2011·广东深圳第一次调研)下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d代表试管，①～⑦代表实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是( )。
a
b
c
d
①
淀粉溶
液2 mL
蔗糖溶
液2 mL
唾液淀
粉酶溶
液2 mL
唾液淀
粉酶溶
液2 mL
②
50～65 ℃ 温水中水浴加热10 min
③
将c倒入a，将d倒入b
④
50～65 ℃ 温水中水浴加热10 min
⑤
加入现配的斐林试剂溶液2 mL
⑥
37 ℃恒温水浴
⑦
观察并记录颜色变化
A.淀粉酶的用量属于自变量
B．②和④会影响酶的活性
C．②④和⑥的温度设置错误
D．④和⑤的顺序有误
解析 本题考查酶专一性的实验设计。验证的方式是用同一种酶催化不同物质的反应，因此淀粉酶的用量在不同实验组应完全相同，不属于自变量，故A错误；酶的催化活性受温度影响，故B正确；由于唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃ 左右，而斐林试剂与还原糖发生反应的最适温度是50～65℃，因此②④和⑥的温度设置错误，故C正确；加入现配的斐林试剂溶液2 mL 后，需要在50～65 ℃温水中水浴加热10 min，故D正确。本题难度较小。
答案 A
6．在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，变量控制方法正确的是 ( )。
A．实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中不必考虑
B．若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同
C．水温属于本研究的变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定
D．水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大、水量越多实验效果越好
解析 根据实验的对照原则和单因子变量原则，水温是本研究的变量，要有温度梯度，各组实验温度不能相同，其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料、水量要适中，不是布料越大、水量越多实验效果越好。
答案 B
7．如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型，图乙表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。下列叙述中错误的是 ( )。
A．该模型能解释酶的催化具有专一性，其中a代表麦芽糖酶
B．限制F～G段上升的原因是酶的数量，故整个实验中应设置“麦芽糖酶的量一定”
C．如果温度升高或降低5 ℃，F点都将下移
D．可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解
解析 本题综合考查酶的特性及影响酶活性的因素。酶的空间结构与反应物相匹配，体现了酶具有专一性；在反应前后a的结构不变，说明其为麦芽糖酶。曲线F～G段随着麦芽糖量的增加，催化速率不变，说明此时限制催化速率的因素最有可能是酶的数量，故该实验是在一定麦芽糖酶量的条件下进行的。由于该实验是在最适温度下进行的，故不论升高还是降低温度，酶的活性均会下降，F点都将下移。麦芽糖酶能将1分子麦芽糖分解成2分子葡萄糖，而麦芽糖和葡萄糖均属于还原糖，故不能用斐林试剂鉴定麦芽糖是否完全分解。
答案 D
8．(2011·辽宁本溪摸底)生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是( )。
A．组成酶的基本单位都是氨基酸
B．低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活
C．物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与
D．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著
解析 组成酶的基本单位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。
答案 D
9．(2011·济南4月)下图1表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图2的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图。则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是 ( )。
A．曲线1 B．曲线2 C．曲线3 D．曲线4
解析 由图1可以看出，温度增加一倍时，酶促反应速率增加，则生成物量达到最大值所需要的时间减少。
答案 B
10．下列关于ATP的描述正确的是 ( )。
A．结构简式为A—P～P～P，其中A表示腺嘌呤
B．ATP中的高能磷酸键储存的能量多且很稳定
C．细胞中ATP含量很少，但总是处于动态平衡之中
D．是高能磷酸化合物，只在线粒体、叶绿体中合成
解析 ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A项错误；ATP中远离A的那个高能磷酸键在一定条件下，很容易发生水解，B项错误；ATP也可以在细胞质基质中合成，D项错误；ATP在细胞内含量很少，时刻与ADP之间发生相互转化，保证生物体内稳定的供能环境。
答案 C
11．当你在品尝各种美味佳肴时，你不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。根据以上信息不能得出的结论是 ( )。
A．ATP与能量供应相关
B．作为信息分子的ATP不能提供能量
C．ATP也可作为信息传递分子
D．神经细胞膜外表面可能有ATP的受体
解析 由题干信息可知ATP也可作为信息传递分子，信息传递分子与受体结合可传递信息。ATP与能量代谢有关。
答案 B
12．右图表示的是ATP与ADP之间的转化图，下列相关叙述中，正确的是 ( )。
A．A为ATP，B为ADP
B．酶1和酶2是同一种酶
C．X1和X2是同一种物质
D．能量1和能量2的来源相同
解析 从图中看出B→A是ATP的水解，B为ATP，A为ADP，酶1为水解酶，X1为Pi，能量1为高能磷酸键释放的能量。A→B为ATP形成，酶2为合成酶，X2为Pi，能量2为光反应中的光能(或电能)及呼吸作用释放的能量。正确选项为C。
答案 C
解题启示：上述转化式酶1与酶2不同，能量1与能量2的 来源也不同，因此，不是化学上所说的可逆反应。
二、非选择题(共40分)
13．(11分)(2011·南京二模)请你解读与酶有关的图示、曲线。
(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示，请回答下列问题。
图1和图2分别表示了酶具有________________。洗衣粉中加入的A之所以能够耐酸碱、忍受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过________精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的________中。
(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答。
图3
当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是____________________________________；
从图示曲线我们还可以得出的结论是_______________________________________。
(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答问题。
图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是________________。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，___________________________________。
解析 洗衣粉中的A指酶，是基因工程或蛋白质工程的产物。除了pH以外，温度等其他因素也能影响酶的活性。
答案 (1)高效性和专一性 蛋白质工程(或基因工程) 细胞质 (2)先上升后下降 随着pH的变化，酶的最适温度不变(温度影响酶活性) (3)酶的浓度(数量)和活性 酶促反应速率与酶浓度呈正相关
14．(20分)(2011·株洲模拟)研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下面的问题。
(1)ATP结构简式是________，神经细胞中的ATP主要来自________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24 h有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是______________________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的________属于无关变量，应予以排除。
(4)人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时3 s内的能量供给。在校运动会上，某同学参加100 m跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图所示，试回答下面的问题。
①由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于_____________________________________________。
②由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_______________________________。
(5)某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的________消耗之后，才能进行实验。
②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加________(“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)，观察________与否以后，再滴加________________(填“葡萄糖溶液”或“ATP
溶液”)。
解析 (1)神经细胞中的ATP主要来自线粒体，为了满足ATP的需要，机体内ATP与ADP之间进行着相互迅速转化。
(2)每个ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基团，因此磷酸基团逐渐脱离下来后，剩下的是腺苷。
(3)要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则ATP是自变量，神经元的变化是因变量，则图中的典型神经递质属于无关变量，应予以排除。
(4)ATP是直接能源物质，在剧烈运动时会用于肌肉收缩等生命活动，ATP在细胞内含量少，但可与ADP之间快速转化。
(5)由于实验目的是证明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，所以实验时应以是否提供ATP为自变量，但实验前必须要耗尽肌肉自身原有的ATP。
答案 (1)A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP相互迅速转化 (2)腺苷 (3)典型神经递质(4)①肌肉收缩等生命活动 ②ATP的生成和分解是同时进行的 (5)①ATP
②葡萄糖溶液 肌肉收缩 ATP溶液
15．(9分)某同学用如下三组实验探究温度对酶活性的影响。
5 min后把酶溶液分别倒入同一水槽中的另一试管，摇匀后在原温度下维持 5 min后，各滴加1～2滴碘液。某学生按要求操作，结果发现：
(1)在0 ℃的试管中溶液颜色变蓝，原因是____________________________________。
(2)在60 ℃的试管中溶液颜色不变蓝，原因是_________________________________。
(3)在100 ℃的试管中反复滴加碘液，每一次溶液的颜色均由蓝色变为无色。对该结果，有的同学认为，100℃高温下酶可能仍有活性，有的同学认为高温下淀粉与碘的复合物不稳定。现提供必要的器材和试剂(可根据你的实验需要自行选择)，请你设计实验对两种不同的假设加以验证。
实验步骤：
①操作：重复实验丙，5 min后，在试管的溶液中加入________，混匀后沸水浴2 min，
观察实验结果。
预测实验结果与结论：
如果出现________，结论是________________________________________________；
如果________，结论是___________________________________________________。
②操作：________________________________________________________________。
预测实验结果与结论：___________________________________________________。
答案 (1)温度太低，淀粉酶活性很低，淀粉几乎未分解
(2)温度适宜，淀粉酶催化淀粉彻底水解 (3)①斐林试剂 砖红色沉淀 在100 ℃时淀粉酶仍有活性 不出现砖红色沉淀 高温下淀粉酶已失去活性 ②重复实验丙，5 min后，在100 ℃下加入碘液1～2滴，混匀，观察实验结果。如果先出现蓝色，再变为无色，结论是高温下淀粉与碘的复合物不稳定；如果出现蓝色且不再褪色，结论是：高温下淀粉与碘的复合物稳定
第2讲 光合作用与细胞呼吸
(时间：50分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．(2011·浙江理综，1)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，可完成碳反应
解析 植物光合作用的光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，碳反应(暗反应)在叶绿体基
质中进行，因此破坏叶绿体外膜，不影响O2的产生；离体的叶绿体基质中含有与碳反应
有关的酶，获得ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应，故D正确；植物生长过程中，
叶绿体中色素的比例会随植物生长期、光照、温度等的变化而变化；与夏季相比，植物
在冬季光合速率降低的主要原因是温度降低和光照减弱。
答案 D
2．(2011·上海生物，23)将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照8 h，测得的数据见表。据表分析，决定光合作用是否发生的因素是 ( )。
植物
器官
光的颜色
温度
O2增加量
甲
叶
红
22 ℃
120 mL
甲
叶
绿
22 ℃
15 mL
甲
根
红
22 ℃
0 mL
乙
叶
红
22 ℃
80 mL
乙
叶
绿
22 ℃
10 mL
A．植物种类 B．光的颜色 C．温度 D．植物器官
解析 由表中信息可知，除根以外，其余各组实验均有O2的产生，说明决定光合作用是否发生的因素为植物器官。
答案 D
3．图甲表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化，图乙表示棚内植株在B点时消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)，其中正确的是 ( )。
解析 图甲AB段和CD段分别表示在凌晨0时至6时和晚上18时至24时，植物呼吸
大于光合；图甲中B点之后，大棚的CO2浓度开始下降，说明B点时棚内植株光合作用
的强度等于细胞呼吸的强度，即消耗的CO2总量与消耗的O2总量相等，其体积比为1∶1。
答案 B
4．(2011·福州期末质检)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。光照相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是 ( )。
A．装置内增加的氧气来自于水
B．光照强度为a时，光合作用停止
C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
解析 本题难度较大，考查光照强度对光合作用的影响。装置中增加的氧气来自于水在
光反应中的分解；光照强度为a时，光合作用较弱，但没有停止；丙组装置中二氧化碳
含量比光照前降低，原因是光照强度大，光合作用强，光合作用消耗的二氧化碳多；该
图反映了光照强度对光合作用强度的影响。
答案 B
5．(2011·江西大余中学第三次质检)研究人员发现，从蔬菜叶可提取大量的各种天然色素，这为目前市场上天然色素“供不应求”的状况提供了一条解决的途径。下列关于植物色素的说法正确的是 ( )。
A．在提取植物色素的实验中，研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是为了研磨得充分
B．植物色素在植物细胞中，可能的分布部位有叶绿体、线粒体、液泡和细胞质基质
C．与光合作用有关的色素只分布在叶肉细胞的叶绿体的基质片层结构的薄膜上
D．因为有不同种类的植物色素的存在，才使相应植物能够表现出丰富多彩的颜色
解析 本题考查叶绿体的功能、叶绿体色素的有关知识，难度中等。提取叶绿体色素的
过程中加入碳酸钙是为了保护色素不被破坏；细胞中叶绿体和液泡中含有色素；光合色
素分布在叶绿体基粒片层的薄膜上。
答案 D
6．下图为植物所固定的太阳能的限制因素图解，下列有关叙述中，正确的是 ( )。
A．影响植物固定太阳能的因素除了光、水、CO2、矿质营养外，还有温度和氧气
B．对于所有生态系统的植物来说，水都是它们固定太阳能的一个重要限制因素
C．通过取食流入下一营养级的能量只有净生产量的10%～20%
D．图中的营养是指落叶和枯枝中能被植物再利用的有机营养
解析 影响植物固定太阳能的因素不包括氧气。对于所有生态系统的植物来说，水都是
它们固定太阳能的一个重要限制因素。通过取食流入下一营养级的能量大约为总生产量
的10%～20%。图中的营养是指土壤中能被植物吸收利用的矿质元素。
答案 B
7．(2011·江南十校联考)下图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解。下列有关该图的说法中，正确的是 ( )。
A．只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用
B．光合作用光反应阶段产生的氢只来自水，而呼吸作用产生的氢只来自有机物
C．耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生的ATP量可能相同
D．在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气
解析 本题考查光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化。适宜强度光照条件下，若光合
作用强度大于细胞呼吸强度，则细胞呼吸产生的二氧化碳全部用于光合作用，故A不对；
光合作用光反应中水的光解能产生还原氢，细胞呼吸中还原氢来自葡萄糖和水，故B不
对；不同细胞若经有氧呼吸消耗等量氧气，则两种细胞通过有氧呼吸产生的ATP 量是相
同的，故C对；强光下，植物所有细胞呼吸消耗的氧气可能来自光合作用过程，也可能
来自细胞从空气中吸收的氧气，故D不对。本题难度较大。
答案 C
8．取一植物形态、大小、生长状况相同的四张叶片按下图进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与无机盐的正常供应，气体的移动可以通过观察油滴的运动判断(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)。下列叙述错误的是 ( )。
A．在一定时间内，装置a中油滴不移动，光合作用与细胞呼吸不一定相等
B．适宜的光照下，短时间内装置b中油滴将向左移动
C．将装置c突然从光下移动到黑暗处，短时间内C3的含量上升
D．可以直接利用装置b、d证明光是光合作用的必要条件
解析 a装置一段时间内光合作用吸收CO2体积等于释放O2的体积，有氧细胞呼吸吸收O2的体积等于释放CO2的体积，两种生理过程都不会引起气体体积的改变，所以无法根
据液滴是否移动比较两个生理过程的强弱关系，故A对，b装置中不存在CO2，植物只
进行细胞呼吸消耗O2，而释放的CO2被NaOH吸收，装置内气压变小，液滴左移，故B
对；将装置c突然从光下移到黑暗处，短时间内受影响的是C3的还原反应，故C3的含
量上升，故C对；d装置与b装置中都不存在CO2，都不能进行光合作用，故D错。
答案 D
9．(2011·湖南湘潭第二次模拟)右图表示高等植物体内发生的有关代谢过程，其中甲、乙、丙代表化合物，①～④表示相关过程。下列叙述正确的是 ( )。
A．乙量的改变对①无影响
B．④产生的[H]和ATP可以在①受阻时维持③的进行
C．只有①②③过程一定发生在细胞器中
D．乙中C元素的转移途径为乙→C5→C3 酸→C3 糖→C6 H12O6
解析 本题综合考查光合作用和呼吸作用的过程。①过程释放氧气，产生[H]和ATP，属于光合作用的光反应过程，在叶绿体中的类囊体上进行，甲是水；③过程消耗[H]和ATP，
制造葡萄糖，属于光合作用的暗反应过程，在叶绿体基质中进行，乙是CO2。②过程氧
气参与，消耗[H]，产生ATP，是有氧呼吸的第三阶段，在线粒体中进行，丙是水；④过
程葡萄糖分解产生CO2，产生[H]和ATP，是有氧呼吸的第一、二阶段。CO2量的改变也
会影响其还原过程，进而影响ATP的形成，影响光反应进行；①过程叶绿体中的光反应
受阻，[H]和ATP减少，影响暗反应的进行，④过程是在细胞质基质和线粒体中进行，
不能为光反应提供[H]和ATP；④过程中的葡萄糖产生丙酮酸是在细胞质基质中进行的；
乙中C元素的转移途径为乙和C5形成C3酸，进而形成C3糖，合成C6H12 O6。本题较难。
答案 C
10．(2011·山东烟台诊断性检测)将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
温度/℃
5
10
15
20
25
30
35
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下列对该表数据分析正确的是 ( )。
A．昼夜不停地光照，在35 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，在15 ℃时该植物生长得最快
C．每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，在20 ℃时该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，在30 ℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍
解析 光照下吸收CO2的量代表的是有机物的积累量，黑暗中放出CO2 的量代表的是
有机物的消耗量；35 ℃时该植物的有机物积累量为3，能正常生长；植物生长最快的温
度为25 ℃。
答案 C
二、非选择题(共50分)
11．(15分)(2011·福建莆田质检)请据图回答下列问题。
(1)叶片进行光合作用时，光反应和暗反应的场所分别是________、________。
(2)在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是：________。
A．外膜 B．内膜 C．基粒 D．基质
(3)某实验小组利用植物光合测定装置进行实验(如图1)，以CO2分析仪测定CO2的吸收
量和释放量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响。先将上述装置置
于暗处，测定单位时间内叶室中的CO2含量变化值，该变化值表示的是_______________。
之后应将上述装置置于________，测定相同单位时间内叶室中的CO2含量变化值，该变
化值表示的是________。在预先设定的不同温度下重复以上步骤，结果如图2所示。光
照1 h,30 ℃时光合作用固定的CO2量为________mg。最有利于植物积累有机物的温度是
__________。
解析 (1)光合作用的暗反应在叶绿体的基质内进行，光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行。(2)光合作用的暗反应消耗能量，能量来自光反应产生的ATP，ATP的水解产生ADP
和磷酸，因此基质中磷酸含量最高。(3)在暗处时植物只进行细胞呼吸，CO2分析仪的变
化值是细胞呼吸过程中CO2的释放量。实验研究的是温度对细胞呼吸和光合作用的影响，
因此装置还应该放在适宜强度光照的条件下测定CO2的变化。CO2的变化值是光合作用
吸收的CO2量与细胞呼吸释放的CO2量的差值。光照1 h,30 ℃时光照下吸收3.5 mg CO2，
细胞呼吸释放3 mg CO2，因此光合作用固定的CO2量为3.5＋3＝6.5 mg。有机物的积累
量＝光合作用合成量－细胞呼吸消耗量，图2中25 ℃时光合作用合成量最大，差值也是
最大，最有利于植物积累有机物。
答案 (1)叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 (2)D (3)细胞呼吸释放的CO2量 (适宜强
度的)光照下 光合作用吸收的CO2量和细胞呼吸释放的CO2量之间的差值 6.5 25 ℃
12．(15分)(2011·苏北四市二次联考，33)某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答下面的问题。
(1)甲、乙两组的实验变量是________，实验中需控制的无关变量主要有______________。
(2)酵母菌产生CO2的场所是________。
(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底
部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成
探究实验：
实验步骤：
①将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察________的变化。
实验结果预测和结论：
①如果________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③________________________________________________________________________。
解析 (1)本实验是探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，故甲、乙两组的实验变量是有无氧气，实验中需控制的无关变量主要有温度、pH、培养液量、培养液浓度等。
(2)有氧呼吸的第二阶段产生CO2的场所是线粒体，无氧呼吸第二阶段产生CO2的场所是
细胞质基质，故酵母菌产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。(3)利用提供的U形管(已
知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2
等，继续完成探究实验：
实验步骤：
①根据实验的等量原则，将等量的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察(两侧)液面的变化。
实验结果预测和结论：
①如果A侧液面上升，B侧液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A侧液面下降，B侧液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。
答案 (1)有无氧气 温度、pH、培养液量、培养液浓度等
(2)细胞质基质和线粒体 (3)①等量 ②(两侧)液面 实验结果预测和结论：①A侧液面
上升，B侧液面下降
②A侧液面下降，B侧液面上升 ③如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧
呼吸消耗的葡萄糖一样多
13．(20分)(2011·郑州二模，29)对农作物光合作用和细胞呼吸的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题。
(1)由甲图可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素是________(写出两
种)，甲实验给我们的启示是，在栽培农作物时要注意________。
(2)种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示。C～F段，叶绿体
内ADP含量最高的地方是________，叶绿体内O2的含量将________，一昼夜内植株是
否显示生长现象？并说明理由_________________________________________________
___________________________________________________________________________。
乙图给我们的启示是，在密封大棚种植作物时要注意_____________________________。
(3)将对称叶片左侧遮光右侧曝光(如图丙)，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和
能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分
别记为a和b(单位：g)。则b－a所代表的是________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)装置丁(如图)可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，
可以确定该实验的因变量应该是______________，而自变量可以是______________；无
关变量有________________(写出两种)。
解析 (1)随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度。(2)植物进行光合作用过程中，ATP在叶绿体基质中
被消耗，故在叶绿体内基质中ADP含量最高。因大棚密闭，总碳量不变，经过一昼夜，
棚内CO2含量降低，则有机物含量增加。(3)照光与不照光部分的生理过程中差别是光合
作用是否进行，故右(总光合作用与细胞呼吸)－左(细胞呼吸)＝总光合作用。(4)该实验的
自变量是光强，因变量应该是反映光合作用强度的指标——叶片上浮速率。而影响光合
作用强度的其他因素都是无关变量。
答案 (1)光照、CO2浓度 合理密植 (2)叶绿体基质 逐渐升高 生长。因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降，说明光合产生的有机物有积累 经常补充CO2
(3)12 h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
(4)单位时间上浮叶片的数量 光照强度(台灯与烧杯的距离) 温度、清水的量、CO2的
含量等
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