2023年高考生物母题题源解密（全国通用）04 细胞能量转换从细胞的代谢中溯源（解析版）

专题04细胞能量转换，从细胞的代谢中溯源

考向一酶在代谢中的作用以及特性

【母题来源】2022年广东卷

【母题题文】某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析

母送的是()

温度

组别PHCaCh降解率(％)

(℃)

①9+9038

②9+7088

③9-700

④7+7058

⑤5+4030

注：+/-分别表示有/无添加，反应物为I型胶原蛋白

A.该酶的催化活性依赖于CaCL

B.结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度

C.该酶催化反应的最适温度70C,最适pH9

D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物

【答案】C

何题闺回

【试题解析】

A、分析②③组可知，没有添加CaCL,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCL,A

正确；

B、分析①②变量可知，pH均为9,都添加了CaCL,温度分别为90℃、70℃,故自变量为

温度，B正确；

C、②组酶的活性最高，此时pH为9,温度为70℃,但由于温度梯度、pH梯度较大，不能

说明最适温度为70℃,最适pH为9,C错误；

D、该实验的反应物为I型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正

确。

故选c。

【命题意图】本题结合生产、生活实际考查探究酶最适催化条件，要求学生掌握酶的本质以

及代谢中的作用，特别强调对探究酶特性实验的理解，并且结合了新的信息获取与利用。

【命题方向】酶在代谢中的作用，特别是酶性特探究的实验是高考的考点之一，考查的内容

为：熟悉酶的本质，了解酶在代谢中的作用，区分酶与无极催化剂。深刻理解与酶相关实验

原理的理解与注意事项，并结合题目的文字图表信息解题。展望2023年高考生物试题呈现

会以选择题或者填空题的形式考。

【得分要点】

1.酶的本质和作用

内容解释

产生部位活细胞内产生除哺乳动物成熟红细胞外，其他细胞都能产生酶

可在细胞内、细胞外、可在生物体外发挥作用，但不能来自于体外，只

作用场所

生物体外发挥作用能由细胞合成

大多数酶是蛋白质，少

酶的本质合成原料是氨基酸或核糖核甘酸

数是RNA

酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性

酶的功能生物催化剂

质不变

作用机理降低化学反应的活化能酶不能提供能量

①高效性①相对于无机催化剂而言，酶的催化效率非常高

酶的特性②专一性②一种酶只能催化一种或一类化学反应

③作用条件较温和③高温、强酸、强碱都会使酶发生变性失活

2.比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)验证酶的高效性

①实验原理：FeCb溶液中的Fe3+是一种无机催化剂，它可以使过氧化氢分解为H?。和

新鲜的肝脏中含有的过氧化氢酶具有相同的作用，但催化效率不同。(每滴FeCb溶液

中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍)

②实验过程示意图

③实验设计及现象

试管点燃卫生

第一步第二步观察现象结果分析

编号香检测

—几乎无气泡无变化

1H2O2自然分解缓慢

2每支试管加入90℃水浴加热很少气泡微亮解热能促使H2O2分解

2mL体积分滴加质量分数为3.5%

3较多气泡明亮Fe3+能催化H2O2分解

数为3%的过的FeCb，溶液2滴

氧化氢溶液滴加质量分数为20%过氧化氢酶有催化HO

4很多气泡复燃22

的肝脏研磨液2滴分解的作用，且效率高

④实验结论：同无机催化剂相比，酶的催化效率要高得多。

实验注意事第

a.肝脏要新鲜，因为新鲜的肝脏中过氧化氢酶的含量较多，且活性较高。

b.将肝脏研磨成液，目的是使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，增大它与H2O2的接

触面积。

（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）发生反应不发生反应

现象发生反应不发生反应

结论酶具有专一性酶具有专一性

③实验操作

酶还原糖+斐林试剂

淀粉（非还原糖）-旦麦芽糖k

醯I加热

蔗糖（非还原糖）乜葡萄糖+果糖）砖红色沉淀

3.探究影响酶活性的因素

（1）用a-淀粉酶探究温度对酶活性的影响

①实验原理：淀粉淀粉酹＞麦芽糖,淀粉+碘-蓝色。；温度影响淀粉酶的活性，从而

影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性的变

化。

②实验步骤

试管

步骤加入试剂或处理方法

A/aB/bC/c

可溶性淀粉溶液（A、B、

12mL2mL2mL

C）

2新鲜淀粉酶溶液（a、b、c）1mL1mL1mL

3保温5min60c100℃0℃

4将a液加入到A试管，b液加入到B试管，c液加入到C试管中，摇匀

5保温5min60℃100℃0℃

6滴入碘液，摇匀2滴2滴2滴

7观察现象并记录不变蓝变蓝变蓝

结论温度对酶的活性有影响，60C时a-淀粉酶的活性较高

实验注意说明

（1）探究温度对酶活性的影响

①实验室使用的a—淀粉酶最适温度为60℃«

②本实验不宜选用压。2酶，因为H2O2本身在不同的温度下的分解速度不同。

③在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物

的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50〜65℃,导致低温下的实验组由于温度

变化，影响实验结果。

④设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预

设温度时酶已发生作用。

⑤验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温

度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。

~~(2)用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响

①实验原理：H2O2分解产生氧气和水。过氧化氢酶可加快H2O2的分解，在短时间内产

生大量氧气。

②实验步骤

序号实验操作内容试管1试管2试管3

1注入等量的过氧化氧酶溶液2滴2滴2滴

2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸储水1mL5%的HC11mL5%的NaOH

3注入等量的3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL

4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生

5将点燃的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱

注意说明

⑴探究pH对酶活性的影响

①实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。

②本实险中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH再混合，以保证反应一开始便

达到预设pH.,

③本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会

发生水解反应。

④验证或探究pH对酶活性的影响：自变量是pH,应设置具有一定梯度的多个不同pH

条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低pH、最适pH、高pH”三个指标。注

意胃蛋白酶最适pH约为1.5。

3.与酶有关的曲线和图形分析

(1)高效性：酶的催化效率是无机催化剂的IO7〜103倍，这说明酶具有高效性的特点。

酶的高效性是和无机催化剂相比较来说的，故如图曲线中只有曲线a、b相比较才可说明酶

催化的高效性，a、c曲线的对比只可说明酶具有催化作用。

(2)酶专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。

①图形

叵1©

「一(Ad@回

图中A表示酶，B表示被催化的底物，I入F表示B被分解后的物质，C、D表示不能

被该酶催化的物质。酶和被催化的物质都有特定的空间结构。

②曲线

©

应150酶A

速

率未加酶(酶B)

1234

A反应物浓度

加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B不能催化该反应。而加

入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A能催化该反应。

(3)作用条件较温和：绝大多数的酶是蛋白质，过酸、过碱和高温都能导致蛋白质分子空间

结构被破坏，从而引起蛋白质分子变性，使酶永久失活；但低温只是使酶活性下降，适宜的

温度下，酶活性可以恢复。

(4)影响酶促反应的因素曲线分析

①温度和pH对酶促反应的影响

能

促

反

应

隼

甲

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。从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。

②底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响

醉

促

反

应

‘底物浓度知酶浓度

甲(酶量一定)乙(底物足量)

甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但

当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。

乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

考向二细胞的呼吸

题昌鳏

【母题来源】2022全国甲卷

【母题题文】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线

粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是()

A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP

B.线粒体内膜上的酶可以参与［H］和氧反应形成水的过程

C.线粒体中的丙酮酸分解成C02和［H］的过程需要02的直接参与

D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成

【答案】C

固题的陷

【试题解析】

A、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生

ATP,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP,A正确；

B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和［H］反应生成水，该过程需要酶

的催化，B正确；

C、丙酮酸分解为CO2和［H］是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参

与，不需要氧气的参与，C错误；

D、线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA,可以通过转录和翻译控制蛋白质的合

成，D正确。

故选C。

【命题意图】本题结合生活实际考考查细胞呼吸的场所以及细胞呼吸的过程，需要学生识记

呼吸的场所，以及细胞呼吸的各个阶段，特别考查了线粒体在有氧呼吸重的作用。

【命题方向】细胞的细胞呼吸是高考的重要考点之一，考查的内容为：细胞呼吸的场所、过

程和原理，并且结合生产生活实际考查影响细胞呼吸的因素及应用。要求学生运用细胞呼吸

原理解释生活，运用知识创造生活。展望2023年高考生物试题可能单独命题，更有可能结

合光合作用一起命题。

【得分要点】

1.有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分

解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

⑴过程

««蜉量第三冷段«二命段

(2)反应方程式:

第一阶段C6Hl2。6加/*2c3H。(丙酮酸)+4[H]+少量能量

2c3H4O3+6H2O”/颊20[H]+6CO2+少量能量

第二阶段线粒体基版

第三阶段24呵+6。2蝇112H2。+大量能量

(3)有氧呼吸中氧元素的来源和去路

IriiI

C6Hl2。6+602+6H20--^CC>2+I2H2O+能量

I1

注：有氧呼吸中H20既是反应物，又是生成物，且生成的H20中的氧全部来自02。

2.无氧呼吸：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为不彻底的氧

化产物，同时产生少量能量的过程。

(1)过程：无氧呼吸的全过程可以分为两个阶段，且都是在细胞质基质中进行的。

第一阶段C6Hl2。6.2c3H4。3(丙酮酸)+4[H]+少量能量

2c3H4O3£2CHOH（酒精）+

酒精发酵25大多数植物、酵母菌等

第二阶段2CO2

。（乳酸）高等动物、马铃薯块茎、甜

乳酸发酵2c3H4O32c3H63

菜块根、玉米胚、乳酸菌等

(2)总反应式

①无氧呼吸产生酒精的反应式：C6Hl*2c2H5OH+2c02+少量能量。

IHJ

②无氧呼吸产生乳酸的反应式：。。少量能量。

C6Hl26IHJ2c3H63+

3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较

有氧呼吸无氧呼吸

场所细胞质基质和线粒体细胞质基质

区条件氧气，多种酶无氧气，多种酶

别葡萄糖彻底氧化分解，生成葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精

物质变化

和和

co2H2OC02

能量变化释放大量能量，产生大量ATP释放少量能量，产生少量ATP

特点受02和温度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制

二者第一阶段反应完全相同，3F且都在细胞质基质中进行；本质都是

联系

氧化分解有机物释放能量，产生ATP

注意说明：①线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，仍能进行

有氧呼吸。

②真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行

无氧呼吸。

③不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶的种类不同。

④细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，小部分以化学能的形式储存在ATP

中。

⑤有HzO生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸,

但一定不是乳酸发酵。

⑥无氧呼吸过程共产生2个ATP,而这2个ATP只产自第一阶段,第二阶段不产生ATPo

⑦人体细胞产生C02的场所是线粒体基质，酵母菌细胞产生CO2的场所是线粒体基质

(有氧呼吸)和细胞质基质(无氧呼吸)。

~~~4.呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)

(1)有氧呼吸：葡萄糖：02:82=1：6：60

(2)无氧呼吸：葡萄糖：C02：酒精=1：2：2或葡萄糖：乳酸=1:2。

(3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的C02摩尔数之比为1：3。

(4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的02摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生的C02

摩尔数之和的比为3：4。

5.根据气体的变化和场所情况判断细胞呼吸类型的方法

(1)根据吸收。2与产生C02的比例判断细胞的呼吸方式(呼吸底物为葡萄糖)

①不消耗02,释放C02—一＞只进行无氧呼吸。

②无CO2释放一一＞只进行产生乳酸的无氧呼吸。

③酒精产生量等于C02量一一＞只进行产生酒精的无氧呼吸。

④CO2释放量等于02的吸收量一一＞只进行有氧呼吸。

⑤CO2释放量大于。2的吸收量一＞既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的C02来

自酒精发酵。

等于有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率相等

大于无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸

(小于有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸

⑥CO2释放量小于。2吸收量：底物中有脂肪。

⑦酒精产生量小于C02量一＞既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的C02来自有

氧呼吸。

(2)根据场所判断

①真核细胞：若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线

粒体中进行，则为有氧呼吸。

②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行,

其呼吸方式应根据产物判断，若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸，若还有乳酸或酒精产

生，则还存在无氧呼吸。

6.温度：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。

(1)曲线分析：呼

吸

①a点为该酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。速

率

②温度低于a时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。

③温度高于a时，随温度升高，酶活性下降，甚至变性失活，----------------、-►

°a温度(七)

细胞呼吸受抑制。

(2)实际应用。

①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。②促进生长：温室中栽

培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。

7.氧气：促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。

(1)曲线分析：

CO2.co?的总量

①A点时，氧浓度为零，细胞只进行无氧呼吸。C的

释

放一•^■有氧呼吸

点之前：有氧呼吸与无氧呼吸共存，CO2释放总量=有量1

氧呼吸释放量+无氧呼吸释放量；一无氧呼吸

p,,

②氧浓度为时，随氧浓度的升高，无氧呼吸

0〜10%101520253002浓度(％)

速率减慢，有氧呼吸加快。B点时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CCh量；C、

D点：横坐标相同，无氧呼吸停止。

③氧浓度在0〜20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐加快。

④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。

⑤氧浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。

(2)实际应用。

①保鲜：低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。

②促进生长:农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，促进根部有氧呼吸促进生长。

③防止无氧呼吸：陆生植物长时间水淹，土壤中氧含量降低，植物因无氧呼吸产生的酒

精积累而烂根。

④控制呼吸方式：制葡萄酒时，初期进行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，发酵时严格控

制无氧环境，促进酵母菌的无氧呼吸。

注意说明：“无氧”环境不一定更有利于果蔬、种子储存，而且果蔬与种子的储存条件也不

同

①02浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进行无氧呼吸，大量消耗有机物,

不利于果蔬、种子储存。

②蔬菜、水果与种子储藏条件的区别

蔬菜和水果应放置在低温、低氧、湿度适中的条件下，而种子应储藏在低温、干燥、低氧条

件下。其目的都是降低呼吸强度，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点，需要

一定的湿度才能保持新鲜度，故造成二者储藏条件上的差异。

8.二氧化碳：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸。

(1)曲线分析：

(2)实际应用。

①保鲜：地窖中CO?浓度高，有利于蔬菜水果的储存。

②抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。0'............-

9.水含量：①各种生化反应需溶解在水中才能进行，自由水含量升高，新陈代谢加快。

②水是

有氧呼吸的反应物之一，含水量会影响细胞呼吸的进行。呼

吸

速

实际应用：抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸率

减慢，更有利于储存；促进细胞呼吸：浸泡的种子有利于种子的萌发。

0含水量

考向三光合作用

【母题来源】2022全国甲卷

(母题题文］根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。

C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率

与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。

(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的

产物是(答出3点即可)。

(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是(答

出1点即可)。

(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长

得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是。

【答案】⑴02、［H］和ATP

(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构

⑶C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2

【试题解析】

(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光

解以及ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有02、［H］和ATP。

(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物

体的储藏器官储存起来。故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。

⑶C4植物的C02固定途径有C4和C3途径，其主要的C02固定酶是PEPC,Rubisco：而C3

植物只有C3途径，其主要的C02固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，叶片气孔

关闭，C02吸收减少；由于C4植物的C02补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓

度的CO2,因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。

【命题意图】本题主要是考查光合作用过程和影响光合作用的环境因素，学生需要熟练掌握

光合作用中光反应和暗反应的具体过程，需要的条件，反应物与生成物。会分析外界环境改

变对光合作用的影响。同时结合了新的信息。要学会用文字、图表以及数学方式等多种表达

形式准确地描述生物学方面的内容，并能运用到实际生活中。

【命题方向】光合作用是高考必考的考点之一，考查的深度较深：不仅需要学生掌握光合作

用中光反应和暗反应的过程，还要理解原理，运用原理分析解决生活中遇到的实际问题。展

望2023年高考生物试题可能单独命题，更有可能结合呼吸作用一起命题。

【得分要点】

1.光合作用完整过程图解

条件:光、色素、穗、水、ADP+Pi

一场所:叶绿体类囊体薄膜上

―

|「“。益一出+如

光

反

应化IADP+Pi+能量卫•ATP

能量变化:光能转变成活跃的化

学能储存在ATP中

条件:醉」H］、ATP、C02、Q

场所:叶绿体其质

(X)2的固定:CO2+c3里

暗

反物C3的还原：

应

\TPADP+PiNADPII\\DP-

—l(CH2O)+c5+H2O

能量变化:ATP中活跃的化学

能转变成有机物中

稳定的化学能

光能

总反应式:《)2+也。,^^(CHO)+0,

叶n绿体2

光合作用过程中原子的去路分析

呼+12Hg镯广QH*6叫+6,

2.光反应、暗反应的比较

过程光反应暗反应

根据区别必须在光下有光、无光都可以

条件光照、叶绿素、酶多种酶

实质将光能转化为化学能，并释放出02同化C02，合成有机物

场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质

①水光解①C02固定

光

2H2。——-4[H]+O2tCO2+C5——-2C3

物质转化

②ATP的合成②C3的还原

[H]ATP

ADP+Pi+能量——-ATP2c3,(CH2O)+C5

ATP中活跃的化学能一(CH2O)等

能量转化光能一活跃的化学能ATP

有机物中稳定的化学能

①光反应为暗反应提供［H］和ATP：暗反应为光反应提供ADP和Pi

关系

②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成

3.叶绿体处于不同条件下，C3、C5,［HJ,ATP以及(CH2O)合成量的动态变化

项目

C3C[H]和ATP(CIO)合成量

条件5

光照不变停止C02供应减少增加增加减少或没有

光照不变C02供应增加增加减少减少增加

光照不变，C02供应不

增加减少增加减少

变，(CEhO)运输受阻

停止光照C02供应不变增加下降减少或没有减少或没有

突然光照C02供应不变减少增加增加增加

模型法分析光合作用过程中物质的量的变化

|H|AIT

<n⑼

电也不足

q.1叫m

a.

令・■

注意说明：(1)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动,

其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。

(2)光反应产生的［H］为NADPH(还原型辅酶II),细胞呼吸产生的［H］为NADH(还原型辅

酶I)。

4.单因子对光合作用速率影响的分析

(1)光照强度：通过影响植物的光反应进而影响光合速率。

①曲线分析

C

CO吸2■表观光合速率(净光速率)

收

M

实际光合速率

O

光照强度

CO释,

放呼吸速率

量

A点：光照强度为0,此时只进行细胞呼吸，释放的CCh量可表示此时细胞呼吸的强度。

AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CCh释放量逐渐减少，这是因为

细胞呼吸释放的CCh有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

B点：细胞呼吸释放的CCh全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光

照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。

BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了,

C点所示光照强度称为光饱和点。

②应用：阴生植物的B点左移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类

搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。

(2)二氧化碳浓度：CO?是植物进行光合作用的原料，CCh通过影响暗反应阶段C3的合

成进而影响光合作用强度。

光

合

作

用

强

度

图1图2

①曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CCh浓度的增加而增

大，但当C02浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。

图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CCh浓度，即CCh补偿点；图2

中的A，点表示进行光合作用所需C02的最低浓度。

图1和图2中的B和B，点都表示CCh饱和点。

②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CCh浓度，提高

光能利用率。温室内可通过放干冰、使用C02生成器、施用农家肥与猪舍鸡舍连通等方法

适当提高CCh浓度。

(3)温度：：温度通过影响酶的活性影响光合作用速率。

①曲线分析：

光合速率和呼吸速率都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。

②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合

作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植

物有机物的积累。

(4)必需矿质元素供应

N、P、K等必需矿质元素

①曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但

当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物因渗透失水而萎燕。

②应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料•，可提高农作物产量。

⑸水分

①影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭,

限制C02进入叶片，从而间接影响光合作用。

②应用：根据作物的需水规律合理灌溉。

5.多因子对光合作用速率影响的分析

高光

强

光

光

高

浓度

光c

光

中

强

合

七

合

浓

中

度

合co

洸

渣2

低o

此

30速

2速

速

浓

低

C度

此

1率d

率

率

0P光照强度Q°°温度Q°°光照强度Q

(i)曲线分析：

p点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速

率不断提高。

Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示

的因子。

(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增强光合酶的活性，

提高光合速率，也可同时适当增加CO?，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加

光照强度和C02浓度以提高光合速率。

注意说明：①温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反

应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的醐的种类和数量要比参与光反应的

多。

②C02浓度对光合作用强度的影响：C02浓度很低时，光合作用不能进行，但C02浓度

过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。

③结构与功能相适应的生物学观点：阴生植物不能在强光下生长的根本原因是遗传物质

决定了阴生植物的结构中酶的含量、色素的含量等比阳生植物少。

6.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线

(1)图1中各点含义及形成原因分析：

a点：凌晨2时〜4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO?释放减少。

b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。

be段：光合作用强度小于呼吸作用强度。

c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。

ce段：光合作用强度大于呼吸作用强度。

d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。

e点：下午6时左右，光合作用强度