2020版新一線高考生物（蘇教版）一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案：必修1第3單元第1講　ATP和酶-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

第1講　ATP和酶
[考綱展示]　1.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)　2.酶在代謝中的作用(Ⅱ)　3.實驗：探究影響酶活性的因素
考點一| ATP的結(jié)構(gòu)和功能

1．ATP的結(jié)構(gòu)

(1)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。
(2)ATP的化學(xué)組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團。
(3)ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P。
(4)ATP中的能量：主要儲存在高能磷酸鍵中。
2．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化
(1)轉(zhuǎn)化原因：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遠離腺苷的那個高能磷酸鍵容易斷裂與合成。
(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系及過程比較：

項目
ATP的合成
ATP的水解
反應(yīng)式
ADP＋Pi＋能量ATP
ATPADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量來源
光能(光合作用)、化學(xué)能(細胞呼吸)
儲存在高能磷酸鍵中的能量
能量去路
儲存于形成的高能磷酸鍵中
用于各項生命活動
反應(yīng)場所
細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
生物體的需能部位
(3)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式
。
3．ATP的主要來源和功能
(1)來源
(2)功能：細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，是細胞生命活動所需能量的直接來源。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)1個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團。(×)
提示：1個ATP分子中含有1個腺嘌呤，1個核糖和3個磷酸基團。
(2)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。(√)
(3)淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。(×)
提示：淀粉水解成葡萄糖時不合成ATP。
(4)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。(×)
提示：細胞中的ATP與ADP的含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)。
(5)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。(×)
提示：無氧呼吸也能產(chǎn)生ATP。
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)ATP由哪幾個小分子組成？
提示：由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基團組成。
(2)人的心肌細胞比口腔上皮細胞新陳代謝旺盛，那么心肌細胞比口腔上皮細胞含有的ATP多嗎？
提示：ATP在細胞中的含量很少，心肌細胞含有的ATP并不比口腔上皮細胞多，只是ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化迅速。

1．ATP的再生和功能

(1)植物細胞可以通過光合作用和細胞呼吸形成ATP，而動物細胞只能通過細胞呼吸形成ATP。
(2)植物光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP專用于暗反應(yīng)，不用于其他生命活動；植物或動物細胞呼吸產(chǎn)生的ATP才能用于多種生命活動。
(3)ATP水解釋放的能量可用于主動運輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質(zhì)合成、大腦思考等。
2．ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系

(1)A點表示在無氧條件下，細胞可進行無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。
(2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。
(3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生速率不再加快，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。

◎考法1　考查ATP的結(jié)構(gòu)及其合成和利用
1．(2018·菏澤期中)下列關(guān)于ATP的敘述，正確的是(　　)
A．ATP分子由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成
B．細胞缺氧時細胞質(zhì)基質(zhì)中不能合成ATP
C．細胞代謝加快時，ATP與ADP間的轉(zhuǎn)化加快
D．線粒體和葉綠體合成的ATP均可用于物質(zhì)跨膜運輸
C　[ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸基團組成，A錯誤；細胞缺氧時細胞質(zhì)基質(zhì)中進行無氧呼吸，能合成ATP，B錯誤；細胞代謝加快時，ATP與ADP間的轉(zhuǎn)化也會加快，C正確；葉綠體合成的ATP只用于暗反應(yīng)，D錯誤。]
2．(2018·福建師大附中期中)ATP是細胞的能量通貨，是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法不正確的是(　　)

圖1　　　　　　　　　圖2
A．圖1中的a可以成為RNA的組成單位之一，b、c為高能磷酸鍵
B．圖2中反應(yīng)向右進行時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量
C．ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶的催化作用具有高效性
D．ATP的合成總是伴隨有機物的氧化分解
D　[a表示腺嘌呤核糖核苷酸，b、c為高能磷酸鍵，A正確；ATP水解時，遠離腺苷的高能磷酸鍵易斷裂并釋放能量，B正確；酶的催化具有高效性，可催化ATP與ADP的快速轉(zhuǎn)化，C正確；植物細胞中的ATP可通過光合作用產(chǎn)生，D項錯誤。]
[誤區(qū)警示]
1．誤認為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)
ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路和反應(yīng)場所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化并不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)可重復(fù)利用。
2．誤認為細胞中含有大量ATP
生命活動需要消耗大量能量，但細胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量(光能或化學(xué)能)，生物體就可不斷合成ATP，滿足生命活動的需要。
◎考法2　ATP和酶的綜合考查
3．(2019·長春高三質(zhì)檢)下列有關(guān)酶和ATP的敘述中，正確的是(　　)
A．催化ATP合成和水解的酶相同
B．酶合成過程伴隨ATP的合成
C．酶催化的化學(xué)反應(yīng)都消耗ATP
D．ATP和某些酶都含有腺嘌呤
D　[酶具有專一性，催化ATP合成和水解的酶是不同的，A錯誤；酶合成過程伴隨ATP的水解，B錯誤；酶催化的化學(xué)反應(yīng)不一定需要消耗ATP，如催化的放能反應(yīng)還能釋放能量產(chǎn)生ATP，C錯誤；ATP和某些酶(RNA)都含有腺嘌呤，D正確。]
4．(2018·寧夏銀川一中月考)ATP(甲)是生命活動的直接能源物質(zhì)，據(jù)圖判斷下列敘述正確的是(　　)

A．在主動運輸過程中，乙的含量會明顯增加
B．丙中不含磷酸鍵，是RNA基本組成單位之一
C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成
D．甲―→乙和乙―→丙過程中，其催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同
C　[生物體內(nèi)ATP、ADP的含量比較少，且處于動態(tài)平衡；丙中含有一個普通磷酸鍵；甲―→乙和乙―→丙是不同的酶促反應(yīng)，酶種類不同，其空間結(jié)構(gòu)不同。]
考點二| 酶的本質(zhì)、作用和特性

1．酶的本質(zhì)與作用
(1)本質(zhì)與作用
化學(xué)本質(zhì)
絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)
少數(shù)是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成場所
核糖體
主要是細胞核(真核細胞)
來源
一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產(chǎn)生酶
作用場所
細胞內(nèi)、外或生物體外均可
生理功能
催化作用
(2)作用機理
①活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要能量。
②作用機理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
2．酶的特性

(1)高效性
①曲線分析：酶對應(yīng)曲線A，無機催化劑對應(yīng)曲線B，未加催化劑對應(yīng)曲線C。(填字母)
②結(jié)論：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更明顯，即酶的催化效率更高。
(2)專一性

①圖形分析
a．寫出圖中所示的化學(xué)反應(yīng)：BE＋F。
b．圖中C、D表示不能(填“能”或“不能”)被該酶催化的物質(zhì)。
②結(jié)論：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。
(3)作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)酶的基本組成單位是氨基酸。(×)
提示：酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。
(2)酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能。(×)
提示：酶的作用是降低活化能。
(3)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)。(√)
(4)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。(×)
提示：低溫不破壞酶的結(jié)構(gòu)。
(5)酶活性最高時的溫度適合酶的保存。(×)
提示：酶適合保存在低溫條件下。
2．思考回答(規(guī)范表述)
如圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程。

(1)圖中ab段的含義是什么？
提示：ab段表示酶所降低的該化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。
(2)該反應(yīng)是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？你判斷的依據(jù)是什么？
提示：放能反應(yīng)。終態(tài)產(chǎn)物P所含的能量低于初態(tài)反應(yīng)物A所含的能量。

　影響酶促反應(yīng)的因素
(1)溫度和pH

圖甲和圖乙顯示：
①在最適溫度(pH)時，酶的催化作用最強，高于或低于最適溫度(pH)，酶的催化作用都將減弱。
②在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。
③過酸、過堿、高溫都會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子空間結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度適當升高酶可恢復(fù)活性。從圖丙和圖丁可以看出：pH或溫度的變化不影響酶作用的最適溫度或pH。
(2)底物濃度和酶濃度

甲　　　　　　乙
①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。
②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。

◎考法1　考查對酶的本質(zhì)、作用和特性的理解
1．(2018·北京順義區(qū)期末)下列有關(guān)生物體內(nèi)的酶敘述，正確的是(　　)
A．酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核糖核苷酸　
B．酶活性的變化與酶所處的環(huán)境的改變無關(guān)
C．酶的空間結(jié)構(gòu)破壞會導(dǎo)致其活性部分或全部喪失
D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度均是37 ℃
C　[酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A錯誤；酶活性與其所處的作用條件有關(guān)，B錯誤；酶的空間結(jié)構(gòu)破壞會導(dǎo)致其活性部分或全部喪失，C正確；唾液淀粉酶應(yīng)低溫保存，D錯誤。]
2．(2018·濰坊期中聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(　　)
A．在人體的生命活動中，酶可起到催化和調(diào)節(jié)作用
B．與無機催化劑不同，酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
C．酶都是由內(nèi)分泌細胞合成的，具有高效性
D．酶的作用條件比較溫和，高溫可使酶失活
D　[在人體的生命活動中，酶起催化作用，不起調(diào)節(jié)作用，A項錯誤；與無機催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著，B項錯誤；一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶，具有高效性，C項錯誤；酶的作用條件比較溫和，高溫會破壞酶分子的結(jié)構(gòu)，使酶失活，D項正確。]
◎考法2　結(jié)合坐標圖考查酶的作用和特性
[解題指導(dǎo)] “四步法”分析酶促反應(yīng)曲線
1．識標：“識標明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。
2．析線：“析線理關(guān)系”。分析酶促反應(yīng)曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼怠薄跋壬蠓€(wěn)”“水平”等。
3．明點(特殊點)：“抓點求突破”。明確酶促反應(yīng)曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學(xué)含義。
4．判斷：“先分后合巧辨析”。對多條酶促反應(yīng)曲線圖，根據(jù)曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，判斷曲線間有無聯(lián)系或找出相互關(guān)系，然后綜合分析。
3．(2018·龍巖高三期末)圖甲表示人和植物的淀粉酶在不同pH條件下的活性，圖乙表示a、b、c三種酶的活性受溫度影響的情況。下列說法正確的是(　　)

甲　　　　　　　　　乙
A．若環(huán)境由中性變成酸性，人淀粉酶的活性逐漸升高
B．植物和人的淀粉酶活性相同時，pH也可以相同
C．a(chǎn)、b酶活性相同時，溫度對酶的影響相同
D．c酶的最適溫度應(yīng)大于40 ℃
B　[據(jù)圖分析可知，人的淀粉酶在pH略微偏堿性的環(huán)境中活性最高，若環(huán)境由中性變成酸性，人淀粉酶的活性逐漸降低，A錯誤；植物和人的淀粉酶活性相同時，pH也可以相同，如圖中兩條曲線的交點，B正確；a、b酶活性相同時，溫度對酶的影響可能相同，也可能不同，C錯誤；c酶的最適溫度可能等于或大于40 ℃，D錯誤。]
4．如圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝B時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化。若該酶促反應(yīng)過程中改變某一初始條件，以下改變正確的是(　　)

A．pH＝A時，E點下降，D點左移
B．pH＝C時，E點為0
C．溫度降低時，E點不移動，D點右移
D．H2O2量增加時，E點不移動，D點左移
C　[O2的最大釋放量只與H2O2的量有關(guān)，與酶的活性無關(guān)，與pH＝B時相比，pH＝A時酶的活性下降，E點不變，D點右移；H2O2不穩(wěn)定，在過氧化氫酶失活時，H2O2仍能分解；溫度降低時酶的活性降低，E點不變，但H2O2完全分解所用的時間延長，D點右移；增加H2O2量，E點上移，D點右移。]
◎考法3　考查酶特性的相關(guān)實驗探究
5．(2018·濰坊期中)取5支試管，編號1、2、3、4、5，分別加入1.0 mol/L的過氧化氫溶液2 mL，進行下列實驗，據(jù)表分析下列敘述錯誤的是(　　)
試管編號
1
2
3
4
5
加入物質(zhì)
蒸餾水
銹鐵釘
肝臟研磨液
煮沸冷卻的肝臟研磨液
肝臟研磨液＋NaOH
實驗結(jié)果
無氣泡
少量氣泡
大量氣泡
無氣泡
無氣泡
A．在1號、2號、3號組成的對照實驗中，溫度是重要的無關(guān)變量
B．2號和3號對照，說明酶有高效性
C．3號比1號反應(yīng)速率快是因為酶為反應(yīng)過程供能
D．3號和4號、5號對照，說明溫度、pH會影響酶活性
C　[酶不能為化學(xué)反應(yīng)提供能量，3號比1號反應(yīng)速率快是因為酶降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。]
6．(2019·湖北模擬)某同學(xué)進行了下列有關(guān)酶的實驗：
甲組：淀粉溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→出現(xiàn)磚紅色沉淀
乙組：蔗糖溶液＋新鮮唾液→加入斐林試劑→不出現(xiàn)磚紅色沉淀
丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林試劑→？
下列敘述正確的是(　　)
A．丙組的實驗結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀”
B．三組實驗都應(yīng)始終在37 ℃條件下進行
C．該同學(xué)的實驗?zāi)康氖球炞C酶的專一性
D．可用碘液代替斐林試劑進行檢測
C　[丙組的實驗結(jié)果應(yīng)是“出現(xiàn)磚紅色沉淀”，A項錯誤；三組實驗加入斐林試劑后還應(yīng)進行水浴加熱，B項錯誤；甲組和乙組對照，乙組和丙組對照驗證了酶的專一性，C項正確；碘液只能檢測淀粉是否分解，不能檢測蔗糖是否分解，因此不能用碘液代替斐林試劑進行檢測，D項錯誤。]
[方法總結(jié)] 對比法驗證酶的高效性和專一性
1．驗證酶的高效性
設(shè)計思路：將用酶催化的反應(yīng)與用無機催化劑催化的反應(yīng)進行對照，驗證酶的催化效率比無機催化劑高。
設(shè)計方案示例：

2．驗證酶的專一性
設(shè)計思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。
設(shè)計方案示例：

結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專一性。
說明：若驗證某種具體酶的專一性，設(shè)計思路應(yīng)該是該種酶作用與不同種底物。
考點三| 探究影響酶活性的因素(實驗)

1．實驗原理
(1)酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。
(2)探究溫度對酶活性的影響
①反應(yīng)原理

②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。
(3)探究pH對酶活性的影響
①反應(yīng)原理：2H2O22H2O＋O2(反應(yīng)式)。
②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2產(chǎn)生量的多少。
2．實驗流程與結(jié)論
(1)探究溫度對酶活性的影響
實驗操作
試管編號
1
2
3
變量分析
加入α -淀粉酶溶液
1 mL
1 mL
1 mL
無關(guān)變量
控制溫度
60 ℃水浴
沸水浴
冰水浴
自變量
加入淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
無關(guān)變量
一段時間后
混合
混合
混合
無關(guān)變量
滴加碘液
1滴
1滴
1滴
實驗現(xiàn)象
不變藍
變藍
變藍
因變量
實驗結(jié)論
高溫、低溫都影響酶的活性
(2)探究pH對酶活性的影響
實驗操作內(nèi)容
試管1
試管2
試管3
注入等量的過氧化氫酶溶液
2滴
2滴
2滴
注入等量的不同pH的溶液
1 mL蒸餾水
1 mL 5%的HCl
1 mL 5%的NaOH
注入等量的3%的過氧化氫溶液
2 mL
2 mL
2 mL
觀察實驗現(xiàn)象
有大量氣泡產(chǎn)生
無氣泡產(chǎn)生
無氣泡產(chǎn)生
將點燃的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方
燃燒劇烈
燃燒較弱
燃燒較弱
實驗結(jié)論
過酸、過堿都影響酶的活性

1．實驗變量控制的三個原則
實驗變量
控制原則
實　例
自變量
單一變量原則
探究溫度對酶活性的影響實驗中只有溫度一個自變量
無關(guān)變量
等量適宜原則
探究溫度對酶活性的影響實驗中pH為無關(guān)變量，不但相同，還要適宜
因變量
可觀測性原則
探究溫度對酶活性的影響實驗中，根據(jù)淀粉遇碘變藍的顏色反應(yīng)將不可觀測地反應(yīng)直觀地顯現(xiàn)出來，便于實驗結(jié)果的觀測
2.實驗材料的選擇
(1)若選擇淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。
(2)在探究酶的適宜溫度的實驗中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。
(3)不選用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，因為強酸強堿催化淀粉水解，這樣實驗中就存在兩個實驗變量，使實驗結(jié)果受到干擾。
3．實驗操作過程
(1)影響酶活性的因素主要有溫度、pH等。當考查其中一種因素對酶活性的影響時，其他因素是無關(guān)變量，要在實驗過程中保持相同且適宜。
(2)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，一定要把酶和底物在各自的溫度或pH下處理一段時間，然后再混合。

1．(2019·龍巖高三質(zhì)檢)某研究小組利用3%雞肝勻漿、3% H2O2溶液、pH緩沖液等，在適宜溫度下探究pH對過氧化氫酶活性的影響，實驗結(jié)果如下表。該實驗?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是(　　)
pH
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
酶活性(產(chǎn)生的氣泡個數(shù)/30)
4
8
25
20
10
A．過氧化氫酶具有高效性
B．雞肝勻漿中過氧化氫酶最適pH一定為7.0
C．pH為7.0時提高溫度，酶活性會提高
D．過氧化氫酶對酸性環(huán)境的耐受性低
D　[此實驗不涉及無機催化劑催化過氧化氫，無法說明過氧化氫酶具有高效性，A錯誤；表中設(shè)置的pH梯度不是足夠小，因此過氧化氫酶的最適pH不一定是7，B錯誤；題目給定的為適宜溫度，因此當溫度提高時，酶的活性會降低，C錯誤。]
2．(2019·福建模擬)某生物興趣小組為了探究pH對某種酶活性的影響，做了如下實驗。
實驗步驟：
一、取3支潔凈的試管，編號為A、B、C，分別加入等量的酶溶液；
二、在每支試管中加入等量的底物溶液；
三、在A、B、C試管中加入等量的緩沖液，使pH分別穩(wěn)定在5.0、7.0、9.0；
四、將3支試管置于不同的溫度下，定時檢測產(chǎn)物濃度。
請回答下列問題：
(1)上述實驗步驟中存在兩處明顯錯誤，請更正。
______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)在實驗操作正確的情況下，實驗結(jié)果如圖。

①該實驗中酶促反應(yīng)速率用________________________表示。實驗開始1 min后A組產(chǎn)物濃度不再增加的原因是______________________________________________________。
②為進一步探究該酶作用的最適pH，應(yīng)在pH為________范圍開展實驗。
解析：(1)實驗步驟中，酶溶液和底物溶液混合后再用緩沖液調(diào)pH，這樣在達到設(shè)定的pH之前酶就發(fā)揮了作用，實驗結(jié)果不準確。實驗研究的是pH對酶活性的影響，溫度是無關(guān)變量，應(yīng)適宜且相同。
(2)該酶促反應(yīng)速率是用單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量來表示的。1 min后A組產(chǎn)物不再增加的原因是底物完全分解。該酶的最適宜pH在0～7之間。
答案：(1)應(yīng)將步驟二、三順序調(diào)換；步驟四更正為：將3支試管置于最適溫度(或相同且適宜溫度)下，定時檢測產(chǎn)物濃度
(2)單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量(或單位時間內(nèi)產(chǎn)物濃度的變化量)　底物的量有限(或底物濃度是一定的)　0～7.0(或大于0小于7)
真題體驗| 感悟高考　淬煉考能

1．(2017·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　　)
A．在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶
B．由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性
C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法
D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度都是37 ℃
C　[本題考查酶的種類、分布、特性與保存。在細胞核外，葉綠體和線粒體中也含有參與DNA合成的酶，A錯誤；由活細胞產(chǎn)生的酶，在生物體外適宜的條件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在適宜條件下可催化試管中的淀粉水解，B錯誤；鹽析可使蛋白質(zhì)沉淀，但不會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，析出的蛋白質(zhì)仍可以溶解在水中，其化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生改變，C正確；唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37 ℃，但保存時應(yīng)在低溫條件下，D錯誤。]

2．(2016·全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是(　　)
A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
C　[在測定酶活力的實驗中，酶與底物混合后再用緩沖液調(diào)pH，這樣在達到設(shè)定pH之前酶就發(fā)揮了作用，實驗結(jié)果不準確，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項符合要求。]
3．(2015·海南高考)ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是(　　)
A．酒精發(fā)酵過程中有ATP生成
B．ATP可為物質(zhì)跨膜運輸提供能量
C．ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量
D．ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成
D　[ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成。]
4．(2016·全國卷Ⅱ)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。回答下列問題：

(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。
(2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。
(3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量________，原因是______________________________________________________。
(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是________________，其特性有______________________________________________________
______________________________________________________(答出兩點即可)。
解析：(1)在60 ℃條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20 ℃和40 ℃條件下小很多，說明酶在60 ℃條件下最終失活。20 ℃與40 ℃條件下相比，40 ℃時酶促反應(yīng)到達反應(yīng)平衡的時間短，說明40 ℃條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，如果A組溫度提高10 ℃變成30 ℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30 ℃條件下的該酶活性大于20 ℃條件下的，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會加快。(3)t2時C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A組和B組t2時的產(chǎn)物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時間t2時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時產(chǎn)物的總量也不會再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。
答案：(1)B　(2)加快　(3)不變　60 ℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加
(4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性和專一性
第2講　光合作用(Ⅰ)
[考綱展示]　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)　2.實驗：葉綠體色素的提取和分離
考點一| 捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)

1．葉綠體中色素的種類和顏色
色素的種類
色素的顏色
葉綠素
葉綠素a
藍綠色
葉綠素b
黃綠色
類胡蘿卜素
葉黃素
黃色
胡蘿卜素
橙黃色
2.葉綠體中色素的吸收光譜分析

由圖可以看出：(1)色素的功能：葉綠素主要吸收紅光和藍紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。
(2)色素吸收光的范圍：可見光的波長范圍大約是390～790 nm，一般葉綠體中的色素只吸收可見光，對紅外光和紫外光不吸收。
3．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能

(1)結(jié)構(gòu)
↓決定
(2)功能：進行光合作用的場所。
↑證明
(3)恩格爾曼的實驗：好氧細菌只分布于葉綠體被光束照射的部位。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)葉綠素a和b主要吸收紅光和藍紫光。(√)
(2)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×)
提示：葉綠體中色素吸收的光能用于光合作用。
(3)葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多。(×)
提示：葉片黃化，說明葉綠體中的葉綠素減少，所以吸收紅光減少。
(4)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中。(×)
提示：基質(zhì)中有酶分布，但沒有色素。
(5)沒有葉綠體，細胞不能進行光合作用。(×)
提示：藍藻細胞沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素能進行光合作用。
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)為什么高等植物的葉片一般呈現(xiàn)綠色？說出你的理由。
提示：因為葉綠體中的色素幾乎不吸收綠光，綠光被反射出來，所以葉片一般呈現(xiàn)綠色。
(2)入秋后，葉片逐漸變黃，試解釋其原因。
提示：入秋后，氣溫逐漸降低，低溫可導(dǎo)致葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，葉片中葉綠素含量減少，類胡蘿卜素含量增加，導(dǎo)致葉片變黃。
(3)溫室或大棚種植蔬菜時，最好選擇什么顏色的玻璃或塑料薄膜？說明原因。
提示：無色透明　有色玻璃或塑料薄膜主要透過同色光，其他色光很少或不能透過，光照強度會減弱，不利于光合作用；而無色透明的玻璃或塑料薄膜能透過日光中各種色光，光照強度較大，有利于光合作用的進行。

1．葉綠體中的色素與葉片的顏色
色素與葉片顏色
正常綠色
正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1，且對綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色

葉色變黃
寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃

葉色變紅
秋天降溫時，植物體為適應(yīng)寒冷，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉子呈現(xiàn)紅色
2.影響葉綠素合成的三大因素

3．葉綠體的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)的特點
(1)葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成，有巨大的膜面積。
(2)葉綠體的類囊體薄膜上分布有吸收光能的色素。
(3)葉綠體的類囊體薄膜和基質(zhì)中有催化光合作用進行的酶。

◎考法1　考查葉綠體中色素的種類和作用
1．(2018·淄博模擬)下列關(guān)于葉綠體色素在光合作用過程中作用的描述，錯誤的是(　　)
A．葉綠體色素與ATP的合成有關(guān)
B．葉綠體色素參與ATP的分解
C．葉綠體色素與O2和[H]的形成有關(guān)
D．葉綠體色素能吸收和傳遞光能
B　[葉綠體色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，并伴隨著水的光解和ATP的合成過程，故A、C、D項正確，B項錯誤。]
2．將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長，單位為mm，暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜)。則該色素是(　　)

A．類胡蘿卜素　　　　 B．葉黃素
C．胡蘿卜素 D．葉綠素a
D　[葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。從圖中可以看出，該色素主要吸收了紅光和藍紫光，所以該色素為葉綠素a。]
◎考法2　考查葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能
3．(2019·重慶南開中學(xué)月考)下列關(guān)于葉綠體的敘述，正確的是(　　)
A．葉綠體的外膜、內(nèi)膜極大地擴展了受光面積
B．葉綠體基質(zhì)中NADP＋能形成NADPH
C．類囊體薄膜上的光合色素都可以吸收藍紫光
D．類囊體薄膜中的酶可催化CO2的固定和還原
C　[葉綠體擴大受光面積的不是外膜和內(nèi)膜而是類囊體薄膜，A項錯誤；NADP＋形成NADPH的場所是基粒，B項錯誤；類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍紫光，C項正確；催化CO2的固定和還原的酶存在葉綠體的基質(zhì)中，D項錯誤。]
4．(2018·福建泉州模擬)在水稻葉肉細胞的葉綠體中，不會都發(fā)生的生理過程是(　　)
A．二氧化碳的生成與利用
B．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯
C．NADPH的生成與利用
D．ATP的合成與水解
A　[葉綠體的基質(zhì)可以發(fā)生二氧化碳的利用，但葉綠體中不會有二氧化碳的生成，A符合題意。葉綠體中因為含有少量DNA和RNA，所以能進行遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，B不符合題意。葉綠體中進行光合作用的光反應(yīng)會產(chǎn)生NADPH，然后在暗反應(yīng)中會利用NADPH，C不符合題意。在光反應(yīng)中能合成ATP，在暗反應(yīng)中會利用ATP，D不符合題意。]
考點二| 光合作用過程

1．光合作用的總反應(yīng)式
CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
2．光合作用的過程

(1)根據(jù)上圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別
過程
Ⅰ.光反應(yīng)
Ⅱ.暗反應(yīng)
場所
葉綠體類囊體薄膜
葉綠體基質(zhì)
條件
光、色素和酶
多種酶
原料
水、NADP＋、ADP、Pi
[H](NADPH)、ATP、CO2
產(chǎn)物
[H](NADPH)、ATP、O2
(CH2O)、ADP、Pi
物質(zhì)變化
①水的光解：H2O[H]＋O2
②ATP的合成：
ADP＋PiATP
①CO2的固定：CO2＋C52C3
②C3的還原：2C3
(CH2O)＋C5
能量變化
光能→ATP中活躍的化學(xué)能
ATP中活躍的化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能
(2)根據(jù)如圖分析光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系

①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。
②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP＋。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑。(√)
(2)H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(×)
提示：H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上。
(3)只提供光照，不提供CO2，植物可獨立進行光反應(yīng)。(×)
提示：在暗反應(yīng)不能進行時，因光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的積累，光反應(yīng)也要停止。
(4)在其他條件適宜情況下，在供試植物正常進行光合作用時突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時間內(nèi)，葉綠體中C3和C5化合物含量都迅速增加。(×)
提示：突然停止光照后，C3增加，C5減少。
(5)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止。(×)
提示：光反應(yīng)停止后，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP仍可被暗反應(yīng)利用一段時間。
(6)土壤中的硝化細菌可利用CO2和H2O合成糖。(√)
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)光合作用過程中產(chǎn)生的ATP與細胞呼吸過程中產(chǎn)生的ATP的利用有什么不同？
提示：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)階段C3的還原和葉綠體中蛋白質(zhì)、核酸的合成。細胞呼吸產(chǎn)生的ATP可用于除光合作用以外的生命活動。
(2)若突然停止對某正常植物的CO2供應(yīng)，則該植物的葉綠體中C3的含量如何變化？嘗試分析其變化原因。
提示：略微減少。當CO2供應(yīng)停止時，葉肉細胞間隙CO2濃度降低，CO2的固定速率降低。而光照強度不變的情況下，[H]、ATP的供應(yīng)速率不變，C3的還原速率幾乎不變，這樣，短時間內(nèi)，C3的生成量減少，消耗量不變，故葉綠體中C3的含量會略有減少。

1．光合作用C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑

(1)H：3H2O[3H](C3H2O)。
(2)C：14CO214C3(14CH2O)。
(3)O：HO18O2；C18O2C3(CHO)。
2．環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析
(1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個方向綜合分析。
示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時C3的含量變化

(2)物質(zhì)含量變化的比較
條件
光照由強到弱，CO2供應(yīng)不變
光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變
CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變
CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變
C3含量
增加
減少
減少
增加
C5含量
減少
增加
增加
減少
[H]和ATP的含量
減少
增加
增加
減少
(CH2O)的合成量
減少
增加
減少
增加
(3)“模型法”表示C3和C5的含量變化

①以上分析只表示條件改變后短時間內(nèi)各物質(zhì)相對含量的變化。
②以上各物質(zhì)變化中，C3和C5含量的變化是相反的，[H]和ATP含量變化是一致的。

◎考法1　考查光合作用過程
1．(2018·臨沂市期末)如圖表示綠色植物光合作用的部分過程，圖中A～C 表示相關(guān)物質(zhì)。有關(guān)分析錯誤的是(　　)

A．圖中A為氧氣，可部分釋放到空氣中
B．圖中B為NADPH，外界CO2濃度升高時，B的含量暫時升高
C．該過程消耗的NADP＋和C來自于葉綠體基質(zhì)
D．該過程將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在B和ATP中
B　[水的光解產(chǎn)物是氧氣和[H]，若光合作用強度大于呼吸作用強度，氧氣會部分釋放到空氣中，A正確；圖中B是在NADP＋、H＋和電子參與下形成的，為NADPH，當外界CO2濃度升高時，暗反應(yīng)中生成的三碳化合物增多，則消耗的NADPH增多，導(dǎo)致NADPH的含量暫時降低，B錯誤；葉綠體基質(zhì)中，暗反應(yīng)消耗NADPH、ATP產(chǎn)生NADP＋、ADP，C正確；光合作用光反應(yīng)過程中，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存在ATP和NADPH中，D正確。]
2.如圖為大豆葉片葉肉細胞光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖，下列敘述正確的是(　　)

A．CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能
B．CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類
C．被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5
D．光照強度由強變?nèi)鯐r，短時間內(nèi)C5含量會升高
C　[1分子C5與1分子CO2結(jié)合，形成2分子C3的過程稱為CO2的固定，由圖可知，該過程沒有消耗ATP，不會將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能，A錯誤。CO2需要先被固定為C3后才能被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類和C5，B錯誤。暗反應(yīng)過程中，一些接受能量并被還原的C3經(jīng)過一系列變化形成糖類，另一些接受能量并被還原的C3則經(jīng)過一系列的化學(xué)變化形成C5，從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)持續(xù)地進行下去，C正確。光照強度由強變?nèi)鯐r，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和[H]減少，導(dǎo)致C5的產(chǎn)生量下降，而CO2的固定在短時間內(nèi)不受影響，故短時間內(nèi)C5含量下降，D錯誤。]
[誤區(qū)警示]
1．誤認為光反應(yīng)中產(chǎn)生的ATP，可用于各項生命活動
光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。
2．誤認為沒有暗反應(yīng)，光反應(yīng)能獨立進行
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，因此沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)不能進行。在暗反應(yīng)不能進行時，因光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的積累，光反應(yīng)也要停止。
3．誤認為光合作用只能在葉綠體中進行
藍藻無葉綠體，但藍藻細胞中含有吸收光能的色素和催化光合作用的酶，也可進行光合作用。
◎考法2　考查環(huán)境條件變化對光合作用中物質(zhì)含量的影響
[解題指導(dǎo)] 三步法判斷C3和C5含量的變化
第一步：明確光合作用過程中物質(zhì)的來源與去路：

(1)ATP和[H]來源于Ⅰ過程，消耗于Ⅲ過程。
(2)C3來源于Ⅱ過程，消耗于Ⅲ過程。
(3)C5來源于Ⅲ過程，消耗于Ⅱ過程。
第二步：分析外界條件的變化對光合作用過程的影響：
(1)如果光照強度發(fā)生變化，則直接影響過程Ⅰ，依次影響過程Ⅲ、Ⅱ。
(2)如果CO2濃度變化，則直接影響過程Ⅱ，依次影響過程Ⅲ、Ⅰ。
第三步：根據(jù)外界條件的變化確定其影響C3和C5含量的變化：
(1)在CO2供應(yīng)不變時，改變光照條件：
強→弱：ATP和[H]減少，C3還原減弱，C3消耗減少，C5產(chǎn)生減少，則C3含量增多，C5含量減少；反之則相反。
(2)在光照不變時，改變CO2供應(yīng)：
充足→不足：CO2固定減弱，C3產(chǎn)生減少，C5消耗減少，則C3含量減少，C5含量增多；反之則相反。
3．(2019·菏澤檢測)如圖所示某陽生植物細胞在夏季晴天某一天內(nèi)的光合作用過程中C3、C5化合物的數(shù)量變化。若第二天中午天氣由光照強烈轉(zhuǎn)向陰天時，葉綠體中C3含量的變化、C5含量的變化分別相當于曲線中的(　　)

A．c→d段(X)，b→c段(Y)
B．d→e段(X)，d→e段(Y)
C．d→e段(Y)，c→d段(X)
D．b→c段(Y)，b→c段(X)
B　[光照強烈轉(zhuǎn)向陰天時，葉綠體中C3含量增多、C5含量減少。]
4．(2019·衡水中學(xué)月考)光合作用的暗反應(yīng)階段主要包括：C5和CO2結(jié)合生成C3，C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5。為確定光合作用暗反應(yīng)階段哪個反應(yīng)間接依賴光，科學(xué)家利用小球藻進行實驗，結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：

(1)利用熱酒精處理小球藻能終止細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑，給小球藻提供14CO2后，應(yīng)怎樣處理？
______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是______________________，做出此判斷的依據(jù)是______________
______________________________________________________。
(3)若其他條件不變，突然降低光照條件下CO2的濃度，短時間內(nèi)細胞中C3和C5含量的變化趨勢分別是_______________________
______________________________________________________。
解析：(1)據(jù)題意可知：欲探究14CO2中14C的轉(zhuǎn)移路徑，給小球藻提供14CO2后，應(yīng)每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應(yīng)進程，提取并鑒定含14C的物質(zhì)。(2)分析圖示可知：當反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r，C3含量升高而C5及各種中間產(chǎn)物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關(guān)，據(jù)此可判斷：暗反應(yīng)階段間接依賴光照的反應(yīng)是C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5。
(3)若其他條件不變，突然降低光照條件下CO2的濃度，導(dǎo)致CO2和C5結(jié)合形成C3和CO2固定過程減弱，新生成的C3減少，而原有的C3繼續(xù)被還原為C5和糖類，所以短時間內(nèi)細胞中C3含量降低，C5含量升高。
答案：(1)每間隔一段時間用熱酒精終止暗反應(yīng)進程，提取并鑒定含14C的物質(zhì)
(2)C3經(jīng)一系列變化生成糖類和C5　當反應(yīng)條件由光照變?yōu)楹诎禃r，C3含量升高而C5及各種中間產(chǎn)物的含量下降，說明C3的還原與光照條件有關(guān)
(3)C3含量降低，C5含量升高
考點三| 葉綠體中色素的提取和分離(實驗)

1．實驗原理

有機溶劑無水乙醇
溶解度

2．實驗步驟

3．實驗結(jié)果

色素種類
色素顏色
色素含量
溶解度
擴散速度
胡蘿卜素
橙黃色
最少
最高
最快
葉黃素
黃色
較少
較高
較快
葉綠素a
藍綠色
最多
較低
較慢
葉綠素b
黃綠色
較多
最低
最慢

1．實驗注意事項
注意事項
操作目的
提取色素
選新鮮綠色的葉片
使濾液中色素含量高
研磨時加無水乙醇
溶解色素
加少量SiO2和CaCO3
研磨充分和保護色素
迅速、充分研磨
防止乙醇過度揮發(fā)，充分溶解色素
盛放濾液的試管管口加棉塞
防止乙醇揮發(fā)和色素氧化
分離色素
濾紙預(yù)先干燥處理
使層析液在濾紙上快速擴散
濾液細線要細、齊、直
使分離出的色素帶平整不重疊
濾液細線干燥后再畫一兩次
使分離出的色素帶清晰分明
濾液細線不觸及層析液
防止色素直接溶解到層析液中
2.綠葉中色素提取和分離實驗異?，F(xiàn)象分析
(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。
③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
(2)濾紙條色素帶重疊：沒經(jīng)干燥處理，濾液線不能達到細、齊、直的要求，使色素擴散不一致造成的。
(3)濾紙條看不到色素帶：①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。
(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。

1．(2019·河北三市聯(lián)考)下列有關(guān)綠葉中色素的提取和分離實驗的敘述中，正確的是(　　)
A．葉綠素的提取需要加入層析液作為提取液
B．過濾時應(yīng)使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口
C．分離色素時應(yīng)將濾液細線置于層析液中
D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列順序不同
B　[提取葉綠素使用無水乙醇，層析液用于分離色素；過濾時使用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強的無水乙醇揮發(fā)；分離色素時不能將濾液細線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經(jīng)過紙層析后，在濾紙上的排列順序相同，色素帶粗細可能不同。]
2.從種植于室內(nèi)普通光照和室外強光光照下的同種植物分別提取葉片的葉綠體色素，用紙層析法分離，結(jié)果如圖。下列判斷正確的是(　　)
A．室內(nèi)植物葉片偏黃
B．室外植物葉片偏綠
C．室外植物葉片胡蘿卜素含量>葉黃素含量
D．室內(nèi)植物葉片葉綠素a含量>葉綠素b含量
D　[紙層析法從下往上依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。由圖可知，室內(nèi)植物葉綠素含量多于室外植物，因此室內(nèi)植物偏綠，室外植物偏黃；室外植物胡蘿卜素含量少于葉黃素含量；室內(nèi)植物葉綠素a含量多于葉綠素b含量。]
3．(2018·河北冀州中學(xué)第二次段考)如圖表示用韭菜宿根進行的相關(guān)對照實驗流程。下列敘述錯誤的是(　　)

A．提取色素時，要加入SiO2和CaCO3進行充分研磨
B．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同
C．實驗結(jié)果①可說明葉綠素合成需要光照
D．實驗結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多
B　[提取色素時加入二氧化硅是為了研磨充分，而加入碳酸鈣是為了防止色素被破壞，A正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B錯誤；實驗結(jié)果①色素帶不同，可說明葉綠素合成需要光照，C正確；實驗結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D正確。]
4．某生物小組以新鮮菠菜葉為材料進行葉綠素提取的探究實驗，結(jié)果如下表：

實驗一
實驗二
二氧化硅
粒徑/目
用量/g
20
50
100
200
1
3
5
7
9
葉綠素含量/mg·g－1
0.611
0.699
0.593
0.592
0.490
0.648
0.610
0.575
0.553

注：“目”表示顆粒大小的單位，且目數(shù)越大粒徑越?。弧叭~綠素含量”表示每克葉中葉綠素的提取量。
回答下列問題：
(1)以上實驗的目的是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)提取葉綠素的實驗原理是
________________________________________________________________
________________________________________________________________，
實驗中二氧化硅的作用是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)依據(jù)實驗一的結(jié)果，實驗二最好選用________目的二氧化硅。在實驗二中，粒徑大小屬于________變量。
(4)若實驗使用的菠菜培養(yǎng)于缺鎂培養(yǎng)液中，則提取到的葉綠素含量將________(填“上升”“下降”或“不變”)。
解析：(1)實驗一的自變量是二氧化硅的粒徑，實驗二的自變量是二氧化硅的用量，兩個實驗的因變量是葉綠素含量，因此實驗?zāi)康氖翘骄慷趸枇胶陀昧繉θ~綠素提取量的影響。(2)葉綠素可以溶于無水乙醇等有機溶劑中，提取葉綠素時加入二氧化硅的作用是有助于研磨充分。(3)由實驗一可知粒徑為50目時提取葉綠素含量最多；實驗二二氧化硅的用量是自變量，粒徑大小是無關(guān)變量。(4)鎂是合成葉綠素的必需元素，在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，提取到的葉綠素含量將下降。
答案：(1)探究二氧化硅粒徑和用量對葉綠素提取量的影響　(2)葉綠素能溶解在無水乙醇等有機溶劑中　有助于研磨得充分
(3)50　無關(guān)
(4)下降
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1．(2018·北京高考)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中(　　)
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素參與
D．會產(chǎn)生氧氣
D　[光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體上，有光時，產(chǎn)生氧氣、NADPH和ATP，A錯誤；DCIP照光后由藍色逐漸變?yōu)闊o色，是因為DCIP被[H]還原成無色，B錯誤；光合作用光反應(yīng)階段需要光合色素吸收光能，C錯誤；光合作用光反應(yīng)階段會產(chǎn)生氧氣，D正確，所以選D。]
2．(2017·全國卷Ⅲ)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　)
A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成
B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制
C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示
D．葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
A　[考查色素對光能的吸收、光合作用的過程。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A錯誤；葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B正確；題干中給出“光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的”，光合作用吸收CO2、釋放O2，O2的釋放意味著的CO2的吸收，C正確；640～660 nm波長光正好是葉綠素的吸收區(qū)，故葉片在640～660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D正確。]
3．(2017·海南高考)將葉綠體懸浮液置于陽光下，一段時間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣
B．若將葉綠體置于紅光下，則不會有氧氣產(chǎn)生
C．若將葉綠體置于藍紫光下，則不會有氧氣產(chǎn)生
D．水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量
A　[光合作用的場所是葉綠體，過程可以分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，光反應(yīng)是光合作用過程中需要光的階段，包括水的光解和ATP的合成；光合色素主要吸收紅光和藍紫光，故A正確，B、C、D錯誤。]
4．(2016·全國卷Ⅱ)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(　　)
A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中
B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收
C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的
C　[提取綠葉中色素的原理是葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑如無水乙醇中，A項正確。葉綠素分子中含有鎂元素，鎂元素可以由植物根細胞通過主動運輸方式從土壤溶液中吸收，也可以在葉面施肥后由葉片吸收，B項正確。葉綠體中的色素吸收可見光用于光合作用，其中吸收的主要是可見光中的紅光和藍紫光，紅外光和紫外光不屬于可見光，C項錯誤。葉綠素的合成需要光，在黑暗條件下葉綠素不能合成，黑暗中生長的植物幼苗葉片主要呈現(xiàn)類胡蘿卜素(葉黃素和胡蘿卜素)的顏色，即幼苗葉片表現(xiàn)為黃色，D項正確。]
5．(2015·全國卷Ⅰ)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時間均為135 s，處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下：
A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。
B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。
C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。
D組(對照組)：光照時間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。
回答下列問題：
(1)單位光照時間內(nèi)，C組植物合成有機物的量________________________________________________________________
(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據(jù)是____________________；C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的________。
(2)A、B、C三組處理相比，隨著__________________的增加，使光下產(chǎn)生的__________________能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。
解析：(1)C組的光合作用時間僅僅是D組的一半，但C組光合作用產(chǎn)物的相對含量與D組相差很少，可以判斷C組單位光照時間內(nèi)植物合成有機物的量高于D組。C組和D組的結(jié)果對照說明黑暗處理時也進行光合作用，即光合作用過程中某些反應(yīng)不需要光照，該反應(yīng)指的是暗反應(yīng)，進行暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。
(2)比較A、B、C三組可以看出，三組的光照和黑暗交替頻率不同，交替頻率增加可使光照下產(chǎn)生的ATP和還原型輔酶Ⅱ及時利用和再生，從而提高光合作用中CO2的同化量。
答案：(1)高于　C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì)
(2)光照和黑暗交替頻率　ATP和還原型輔酶Ⅱ