细胞代谢专题
一、高考要求
1、说明物质进出细胞的方式（B 级） 2、说明酶在代谢中的作用（B 级）
3、解释ATP 在能量代谢中的作用（B 级） 4、说明光合作用以及对它的认识过程（C 级）
5、研究影响光合作用速率的环境因素（C 级）6、说明细胞呼吸及其原理的应用（B 级） 二、考点分析
1、细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点、焦点和热点。由于新陈代谢是一切生命活动的基础，因此这部分内容与其他部分内容有密切的联系，为学科内综合提供了丰富的素材。其次，这部分知识有许多与工农业生产实际相联系的切入点，可以进行大型综合试题的命制，考察学生分析问题和解决问题的能力。另外，这部分内容涉及较多的生物学实验，这为新高考的命题提供了丰富的材料。
2、本模块知识相互连贯，逻辑性强，因此在复习时，首先要归纳、总结构建知识体系，可以植物细胞和动物细胞为基础，理顺其内部的生理、生化反应过程及与外部的物质和能量的交换过程；对于新陈代谢、酶等概念，重在剖析概念的内涵和外延，以区别易混淆的概念并深刻理解其本质，同时注意加强知识的迁移能力，如新陈代谢总是与物质和能量结伴而行，与生物体结构的严整性、酶的催化特性等密不可分的。
3、本模块描述了生命的最基本特征——新陈代谢的各个方面，从而为学习其它生命现象奠定了基础。从考试内容来看，本模块的所有知识点均有考查的可能性，特别是光合作用和呼吸作用是高考命题的重中之重，即所谓的焦点；从考查角度上看，大多围绕光合作用和呼吸作用的过程展开，通过两项生理过程的发生部位、产物、影响因素、相互联系等方面进行全方位的考查，因此，从近几年的高考试题可以看出，这部分内容的题目设计多趋向于与其他知识的综合。
考查本模块内容的考试题既有选择题，又有简答题，其中包括图表题、分析说明题和实验设计题等。在考查新陈代谢、酶等概念时，大多以选择题的形式出现，如07年广东第1、6小题，上海第32小题等考查酶的作用、特性以及本质；而考查光合作用和呼吸作用等生理过程时，则以简答题为主，如07年广东第38题、上海第27题等，这部分试题难度较大，特别是实验类题目。
4、以能力测试为主导，考查考生对所学相关课程基础知识、基本技能的整体掌握程度和综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力；注重科学探究能力、科学过程与方法和创新精神的考查。这是新课标要求下的生物学科的命题指导思想之一。本模块有较多的实验和探究活动，尤其是要重视光合作用发现过程、酶的发现过程及特性等经典实验的复习，使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法，从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神，培养学生观察能力和思维能力，进而提高设计实验的能力。将教材中提供的探究内容进行拓展、挖掘相关的探究素材，培养良好的应用、探究、创新能力。通过分析比较教材中的各种图表，培养学生图文转化和多种形式的表达能力，求同和求异思维的能力，并在此基础上能将生命活动规律模型化。这也是新高考要考查的能力之一。
5、重视理论联系实际，关注科学技术、社会经济和生态环境的协调发展，联系生产与现实生活中的实际问题，体现江苏的经济、文化、教育等方面的基本现状。这是新课标要求下的生物学科命题的又一个指导思想。因此，我们在复习时，能够把酶、光合作用、呼吸作用等知识紧密联系生产、生活实际，能在新背景、新材料下，运用所学知识解决实际问题，如“生态农业”、“三色农业”、“温室效应”等科技发展
的热点问题，都可以以光合作用等知识为切入点进行考查，故对该部分内容应给予足够的重视。
三、典例解析
例1、含有叶绿素的裸藻是水质污染的指示植物。裸藻在黑暗条件下也能利用葡萄糖成功地进行繁殖。说明这种裸藻（ ）。
A 、不能进行光合作用，是异养型生物 B、能进行光合作用，属于自养型生物
C 、既能进行自养生活，又能进行异养生活 D、叶绿体在无光的条件下也能进行光合作用
解析：本题考查新陈代谢各类型的特点。根据题给条件，裸藻具有叶绿素，因此能进行光合作用，属于自养型生物；又能利用葡萄糖（有机碳源），属于异养型生物。所以裸藻既能进行自养生活，又能进行异养生活。
答案：C
例2、（06•上海）将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是（ ）。
A 、I C 、IV 的浓度最高 D、IV 可能是蒸馏水
解析：本题考查植物细胞的吸水与失水的原理及相关信息的处理能力。根据渗透作用原理可知，质量变化率为正值，说明植物细胞液浓度大于外界溶液浓度而渗透吸水；质量变化率为负值，说明植物细胞液浓度小于外界溶液浓度而渗透失水；质量变化率不变，说明植物细胞液浓度等于外界溶液浓度，既没有吸水，也没有失水。因此由表中数据可知（假设马铃薯细胞液的浓度为V 0），I III>V0，IV =V0。
答案：A
例3、下列有关酶和ATP 的叙述中，正确的有（ ）。
①生物体内都有酶和ATP ②酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质，酶都是在细胞的核糖体上合成的 ③酶的催化作用具有专一性，每一种酶只能催化一种化合物的化学反应，高温、低温、过酸和过碱都会使酶的失活 ④ATP与ADP 之间可以相互转化，这种转化是可逆的，ATP 的形成完全
依赖于细胞内的呼吸作用 ⑤同一个体内的各种细胞所含酶的种类有差异，数量不同，但作用相同 ⑥能合成酶的细胞就能产生ATP ，能产生ATP 的细胞也在不断地合成酶
A 、4个 B、5个 C、0个 D、2个
解析：本题考查有关酶和ATP 的相关知识。酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物。大多是蛋白质，少数是RNA 。酶具有专一性、高效性和温和性等特点，但低温时酶的活性只是降低，而不是失活，因此与高温、过酸和过碱使酶失活的机理不同。ATP 是生命活动的直接能源物质，因此，活细胞内ATP 与ADP 不停地相互转化，但这种转化仅物质可逆，而能量不可逆。酶和ATP 与新陈代谢密切相关，病毒自身不能体
现生命现象，就是因为体内缺乏相关的酶和ATP 等。同一个体的不同细胞中能进行不同的化学反应，因此就有不同的酶催化不同的化学反应。能合成酶的细胞就一定能产生ATP ，但能产生ATP 的细胞不一定能不停地合成酶，如哺乳动物成熟的红细胞。答案：C
例4、（06•江苏）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O 2的昼夜
变化值为水中生物光合作用产生的O 2与呼吸消耗的O 2的差值(以W DO 表示) ；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶
中水体溶解O 2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O 2(以B DO 表示) 。请完成下列实验。
(1)实验步骤：①用采水器取该层水样，分别注满500ml 黑、白瓶并密封，剩余水样用于测 ▲ ；
②将黑、白瓶 ▲ ； ③ ▲ 。
(2)设计记录所测数据的表格。 ▲ (3)预测实验结果并分析。 ▲
解析：本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。太湖不同水层中光照、溶解氧等生态因素不同，因此生活着不同的生物。有光照分布的水层中，既有自养生物，也有异养生物，该水层中的溶解氧是自养生物光合作用释放的氧与所有生物呼吸作用消耗的氧的差值，而无光照分布的水层中，只能生活着异养生物。题中白瓶和黑瓶就是模拟有光和无光条件，若有自养生物，在有光条件下（白瓶内）既能进行光合作用，又能进行呼吸作用；无光条件下（黑瓶内）只进行呼吸作用。若无自养生物，不论有光还是无光条件下，都只能进行呼吸作用。因此，若白瓶中测得的W DO 与黑瓶中测得的B DO 相等，说明无自养生物；若白瓶中测得
的W DO 大于黑瓶中测得的B DO ，说明有自养生物。只要白瓶中测得的W DO ≥0，就说明该水层中产氧量能维持
生物耗氧量所需。
答案：(1)原初溶解氧浓度 挂回原水层24h 后取出黑、白瓶 分别测其溶解氧浓度
(2)黑、白瓶溶氧变化记录表(mg／L)
(3)若W DO -B DO >0，则有自养生物； 若W DO -B DO =0，则无自养生物；
若W DO ≥0．则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。
例5、(07广东) 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol 谷氨酸分解为1mol r －氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适
pH 值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图38一1和图38一2。
图38-1产物CO 2：浓度随时间变化曲线图 38-2酶催化反应速率随酶浓度变化曲线
（注：酶浓度固定） （注：反应物浓度过量）
请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图38一1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。
（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图38一1中分别画出理想条件下CO 2 浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用"3”标注温度
降低后的变化曲线），并分别说明原因。（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图38—2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。
解析：本题重点考查酶的作用以及影响酶活性的因素等相关知识；考查考生对实验现象和结果进行解释、分析和处理、运用图表形式准确地描述实验现象以及推理能力；考查考生对建立模型分析的科学研究方法的掌握。
由题干可知，每分解1 mol谷氨酸就能产生1 mol CO2，因此根据CO 2浓度的变化曲线，就可推得谷氨
酸浓度随时间的变化曲线，如图中曲线1。酶的浓度增大，酶催化反应速率提高，在低物量不变的情况下，反应完成的时间减少；温度降低，酶的催化反应速率下降，但酶并未失活，则反应所需的时间增大。重金属离子能与酶牢固结合且可不解离而失活，因此，当加入的重金属离子均与酶结合后，再增大酶浓度，新加入的酶表现出催化活性，由于温度、PH 等不变，酶的活性不变，所以酶浓度与其反应速率的直线关系不变。
答案：（1）见曲线1（评分依据：每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2，根据CO 2浓度变化曲线，可
得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线）。
（2）当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。
（3）见曲线4（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。
五、随堂练习
（一）、单项选择题
1、科学家常用牛、羊等哺乳动物的红细胞作为研究细胞膜成分的材料的原因 ，不正确的叙述是（ ）。
A、哺乳动物成熟的红细胞无细胞核等其他膜结构，易得到较纯的细胞膜
B 、哺乳动物成熟的红细胞呈游离状态，易分离和稀释
C 、哺乳动物红细胞易获取，价格合理
D 、哺乳动物红细胞无细胞壁，容易制取细胞膜
2、将两种海绵动物的细胞分散成单个的，再进行混合培养，结果发现只有同种的细胞才能结合，其原因是（ ）。
A 、两种海绵细胞表面糖蛋白的糖类成分不同B 、两种海绵细胞表面糖蛋白的氨基酸成分不同
C 、两种海绵细胞构成细胞膜的蛋白质的种类不同 D、两种海绵细胞构成细胞膜的蛋白质的空间结构不同
3、下列有关ATP 的叙述，正确的是（ ）。
A ．一分子ATP 彻底水解后得到三分子磷酸基、一分子核糖和一分子腺嘌呤
B ．ATP 能溶于水，制成的药剂只能注射，不能口服
C ．细胞内ATP 的含量是处于动态平衡中，对于构成生物体内部稳定的供能环境具有重要意义
D ．叶肉细胞内形成ATP 的场所只有叶绿体和线粒体
4、关于“叶绿体中色素的提取和分离”的实验，不正确的叙述是（ ）。
A、可以用丙酮、无水乙醇、体积分数为95%的乙醇另加适量的无水碳酸钠提取叶绿体中的色素
B 、胡萝卜素在层析液中扩散的速度最快 C、叶绿体中含量最多的色素是叶绿素a
D 、滤液细线要求画得细而直，可以避免色素带之间的部分重叠
5、有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田施有机肥，一组
农田施化肥。该实验设计缺少（ ）。
A．施用有机肥和适量化肥的对照田 B．既不施用有机肥也不施用化肥的对照田
C．施用大量化肥和少量有机肥的对照田 D．施用少量化肥和大量有机肥的对照田
6、关于真核细胞的呼吸，正确的说法是（ ）。
A、无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B、水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C 、无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中D 、有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体基质及其内膜
7、下列是有关酶的叙述：①酶是内分泌细胞产生的具有催化活性的蛋白质 ②酶的合成场所可以是核糖体，也可以是细胞核 ③酶与激素的区别是酶有多种功能，而激素只有一种功能 ④ATP 水解酶的作用对象是ATP 中的高能磷酸键 ⑤酶的形成一般都要经过核糖体的合成，内质网、高尔基体加工、分泌 ⑥基因工程的工具酶有：限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、运载体 ⑦为了验证某种物质是消化酶，可用斐林试剂 ⑧酶的组成成分中有可能含有糖类 。以上说法中（ ）。
A ．全部都正确 B．有两个正确 C．有三个正确 D．有五个正确
8、据右图判断，叙述不正确的是（ ）。
A ．X 、Y 物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
B ．①、④过程中可以产生[H]，②过程需要消耗[H] C
D ．①②③④四个过程中既没有消耗氧气，也没有产生氧气
（三）、简答题
13、为了探究酵母菌的呼吸方式，某同学做了如下课题研究：
（1）．假设：在其他条件（如温度、PH 值）都相同
的情况下，影响酵母菌的呼吸方式的因素是氧气。
（2）．设计与实验：设计的实验装置如图甲、乙所
示。可重复实验以确保结果的准确性。
（3）．得出结论：如果甲、乙两装置中的石灰水都
变浑浊，说明酵母菌既能进行 ▲ ，也能进
行 ▲ 。
（4）．实验分析：
①甲装置中的油脂层的作用是 ▲ ，甲、乙 两装置中产生的气泡量较多的是 ▲ 装置；产生能量较少的是 ▲ 装置，原因是 ▲ 。
②写出酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的反应式（以葡萄糖为底物）。
14、 (07•上海) 下图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
(1)光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，a 植物叶片出现在 ▲ ，c 植物叶片出现在 ▲ 。
(2)在6：00—8：00时之间，单位时间内吸收CO 2最多的是 ▲ 植物叶片。
(3)b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速度出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有 ▲ 。
(4)从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是 ▲ > ▲ > ▲ 。
(5)在一定的CO 2浓度和适宜温度下，把某植物叶片置于5千勒克司(光合作用速度44mgCO 2/l00cm2叶·小
时) 光照下14小时，其余时间置于黑暗中(呼吸作用速度6．6mgC02／100cm 2叶·小时) ，则一天内该植物
每25cm 2叶片葡萄糖积累量为 ▲
随堂练习答案
1、C 2、A 3、C 4、B 5、B 6、D 7、C 8、C 9、C
13、（3）有氧呼吸 无氧呼吸
（4）①隔绝空气（或氧气） 乙 甲 甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸，产物是乙醇和二氧化碳，在乙醇中还含有大量的化学能没有释放出来。
酶
②C6H 12O 6 ＋ 6O 2 ＋ 6H 2O －――→6CO2 ＋ 12H 2O ＋能量
酶
C 6H 12O 6――→2C2H 5OH ＋ 2CO 2 ＋能量（少量）
14、（1）19：00和5：00 10：00和15：00 （2）b
（3）中午光照强烈，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的CO 2量减少
（4）a>b>c （5）78
细胞代谢专题
一、高考要求
1、说明物质进出细胞的方式（B 级） 2、说明酶在代谢中的作用（B 级）
3、解释ATP 在能量代谢中的作用（B 级） 4、说明光合作用以及对它的认识过程（C 级）
5、研究影响光合作用速率的环境因素（C 级）6、说明细胞呼吸及其原理的应用（B 级） 二、考点分析
1、细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点、焦点和热点。由于新陈代谢是一切生命活动的基础，因此这部分内容与其他部分内容有密切的联系，为学科内综合提供了丰富的素材。其次，这部分知识有许多与工农业生产实际相联系的切入点，可以进行大型综合试题的命制，考察学生分析问题和解决问题的能力。另外，这部分内容涉及较多的生物学实验，这为新高考的命题提供了丰富的材料。
2、本模块知识相互连贯，逻辑性强，因此在复习时，首先要归纳、总结构建知识体系，可以植物细胞和动物细胞为基础，理顺其内部的生理、生化反应过程及与外部的物质和能量的交换过程；对于新陈代谢、酶等概念，重在剖析概念的内涵和外延，以区别易混淆的概念并深刻理解其本质，同时注意加强知识的迁移能力，如新陈代谢总是与物质和能量结伴而行，与生物体结构的严整性、酶的催化特性等密不可分的。
3、本模块描述了生命的最基本特征——新陈代谢的各个方面，从而为学习其它生命现象奠定了基础。从考试内容来看，本模块的所有知识点均有考查的可能性，特别是光合作用和呼吸作用是高考命题的重中之重，即所谓的焦点；从考查角度上看，大多围绕光合作用和呼吸作用的过程展开，通过两项生理过程的发生部位、产物、影响因素、相互联系等方面进行全方位的考查，因此，从近几年的高考试题可以看出，这部分内容的题目设计多趋向于与其他知识的综合。
考查本模块内容的考试题既有选择题，又有简答题，其中包括图表题、分析说明题和实验设计题等。在考查新陈代谢、酶等概念时，大多以选择题的形式出现，如07年广东第1、6小题，上海第32小题等考查酶的作用、特性以及本质；而考查光合作用和呼吸作用等生理过程时，则以简答题为主，如07年广东第38题、上海第27题等，这部分试题难度较大，特别是实验类题目。
4、以能力测试为主导，考查考生对所学相关课程基础知识、基本技能的整体掌握程度和综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力；注重科学探究能力、科学过程与方法和创新精神的考查。这是新课标要求下的生物学科的命题指导思想之一。本模块有较多的实验和探究活动，尤其是要重视光合作用发现过程、酶的发现过程及特性等经典实验的复习，使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法，从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神，培养学生观察能力和思维能力，进而提高设计实验的能力。将教材中提供的探究内容进行拓展、挖掘相关的探究素材，培养良好的应用、探究、创新能力。通过分析比较教材中的各种图表，培养学生图文转化和多种形式的表达能力，求同和求异思维的能力，并在此基础上能将生命活动规律模型化。这也是新高考要考查的能力之一。
5、重视理论联系实际，关注科学技术、社会经济和生态环境的协调发展，联系生产与现实生活中的实际问题，体现江苏的经济、文化、教育等方面的基本现状。这是新课标要求下的生物学科命题的又一个指导思想。因此，我们在复习时，能够把酶、光合作用、呼吸作用等知识紧密联系生产、生活实际，能在新背景、新材料下，运用所学知识解决实际问题，如“生态农业”、“三色农业”、“温室效应”等科技发展
的热点问题，都可以以光合作用等知识为切入点进行考查，故对该部分内容应给予足够的重视。
三、典例解析
例1、含有叶绿素的裸藻是水质污染的指示植物。裸藻在黑暗条件下也能利用葡萄糖成功地进行繁殖。说明这种裸藻（ ）。
A 、不能进行光合作用，是异养型生物 B、能进行光合作用，属于自养型生物
C 、既能进行自养生活，又能进行异养生活 D、叶绿体在无光的条件下也能进行光合作用
解析：本题考查新陈代谢各类型的特点。根据题给条件，裸藻具有叶绿素，因此能进行光合作用，属于自养型生物；又能利用葡萄糖（有机碳源），属于异养型生物。所以裸藻既能进行自养生活，又能进行异养生活。
答案：C
例2、（06•上海）将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是（ ）。
A 、I C 、IV 的浓度最高 D、IV 可能是蒸馏水
解析：本题考查植物细胞的吸水与失水的原理及相关信息的处理能力。根据渗透作用原理可知，质量变化率为正值，说明植物细胞液浓度大于外界溶液浓度而渗透吸水；质量变化率为负值，说明植物细胞液浓度小于外界溶液浓度而渗透失水；质量变化率不变，说明植物细胞液浓度等于外界溶液浓度，既没有吸水，也没有失水。因此由表中数据可知（假设马铃薯细胞液的浓度为V 0），I III>V0，IV =V0。
答案：A
例3、下列有关酶和ATP 的叙述中，正确的有（ ）。
①生物体内都有酶和ATP ②酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质，酶都是在细胞的核糖体上合成的 ③酶的催化作用具有专一性，每一种酶只能催化一种化合物的化学反应，高温、低温、过酸和过碱都会使酶的失活 ④ATP与ADP 之间可以相互转化，这种转化是可逆的，ATP 的形成完全
依赖于细胞内的呼吸作用 ⑤同一个体内的各种细胞所含酶的种类有差异，数量不同，但作用相同 ⑥能合成酶的细胞就能产生ATP ，能产生ATP 的细胞也在不断地合成酶
A 、4个 B、5个 C、0个 D、2个
解析：本题考查有关酶和ATP 的相关知识。酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物。大多是蛋白质，少数是RNA 。酶具有专一性、高效性和温和性等特点，但低温时酶的活性只是降低，而不是失活，因此与高温、过酸和过碱使酶失活的机理不同。ATP 是生命活动的直接能源物质，因此，活细胞内ATP 与ADP 不停地相互转化，但这种转化仅物质可逆，而能量不可逆。酶和ATP 与新陈代谢密切相关，病毒自身不能体
现生命现象，就是因为体内缺乏相关的酶和ATP 等。同一个体的不同细胞中能进行不同的化学反应，因此就有不同的酶催化不同的化学反应。能合成酶的细胞就一定能产生ATP ，但能产生ATP 的细胞不一定能不停地合成酶，如哺乳动物成熟的红细胞。答案：C
例4、（06•江苏）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O 2的昼夜
变化值为水中生物光合作用产生的O 2与呼吸消耗的O 2的差值(以W DO 表示) ；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶
中水体溶解O 2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O 2(以B DO 表示) 。请完成下列实验。
(1)实验步骤：①用采水器取该层水样，分别注满500ml 黑、白瓶并密封，剩余水样用于测 ▲ ；
②将黑、白瓶 ▲ ； ③ ▲ 。
(2)设计记录所测数据的表格。 ▲ (3)预测实验结果并分析。 ▲
解析：本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。太湖不同水层中光照、溶解氧等生态因素不同，因此生活着不同的生物。有光照分布的水层中，既有自养生物，也有异养生物，该水层中的溶解氧是自养生物光合作用释放的氧与所有生物呼吸作用消耗的氧的差值，而无光照分布的水层中，只能生活着异养生物。题中白瓶和黑瓶就是模拟有光和无光条件，若有自养生物，在有光条件下（白瓶内）既能进行光合作用，又能进行呼吸作用；无光条件下（黑瓶内）只进行呼吸作用。若无自养生物，不论有光还是无光条件下，都只能进行呼吸作用。因此，若白瓶中测得的W DO 与黑瓶中测得的B DO 相等，说明无自养生物；若白瓶中测得
的W DO 大于黑瓶中测得的B DO ，说明有自养生物。只要白瓶中测得的W DO ≥0，就说明该水层中产氧量能维持
生物耗氧量所需。
答案：(1)原初溶解氧浓度 挂回原水层24h 后取出黑、白瓶 分别测其溶解氧浓度
(2)黑、白瓶溶氧变化记录表(mg／L)
(3)若W DO -B DO >0，则有自养生物； 若W DO -B DO =0，则无自养生物；
若W DO ≥0．则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。
例5、(07广东) 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol 谷氨酸分解为1mol r －氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适
pH 值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图38一1和图38一2。
图38-1产物CO 2：浓度随时间变化曲线图 38-2酶催化反应速率随酶浓度变化曲线
（注：酶浓度固定） （注：反应物浓度过量）
请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图38一1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。
（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图38一1中分别画出理想条件下CO 2 浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用"3”标注温度
降低后的变化曲线），并分别说明原因。（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图38—2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。
解析：本题重点考查酶的作用以及影响酶活性的因素等相关知识；考查考生对实验现象和结果进行解释、分析和处理、运用图表形式准确地描述实验现象以及推理能力；考查考生对建立模型分析的科学研究方法的掌握。
由题干可知，每分解1 mol谷氨酸就能产生1 mol CO2，因此根据CO 2浓度的变化曲线，就可推得谷氨
酸浓度随时间的变化曲线，如图中曲线1。酶的浓度增大，酶催化反应速率提高，在低物量不变的情况下，反应完成的时间减少；温度降低，酶的催化反应速率下降，但酶并未失活，则反应所需的时间增大。重金属离子能与酶牢固结合且可不解离而失活，因此，当加入的重金属离子均与酶结合后，再增大酶浓度，新加入的酶表现出催化活性，由于温度、PH 等不变，酶的活性不变，所以酶浓度与其反应速率的直线关系不变。
答案：（1）见曲线1（评分依据：每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2，根据CO 2浓度变化曲线，可
得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线）。
（2）当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。
（3）见曲线4（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。
五、随堂练习
（一）、单项选择题
1、科学家常用牛、羊等哺乳动物的红细胞作为研究细胞膜成分的材料的原因 ，不正确的叙述是（ ）。
A、哺乳动物成熟的红细胞无细胞核等其他膜结构，易得到较纯的细胞膜
B 、哺乳动物成熟的红细胞呈游离状态，易分离和稀释
C 、哺乳动物红细胞易获取，价格合理
D 、哺乳动物红细胞无细胞壁，容易制取细胞膜
2、将两种海绵动物的细胞分散成单个的，再进行混合培养，结果发现只有同种的细胞才能结合，其原因是（ ）。
A 、两种海绵细胞表面糖蛋白的糖类成分不同B 、两种海绵细胞表面糖蛋白的氨基酸成分不同
C 、两种海绵细胞构成细胞膜的蛋白质的种类不同 D、两种海绵细胞构成细胞膜的蛋白质的空间结构不同
3、下列有关ATP 的叙述，正确的是（ ）。
A ．一分子ATP 彻底水解后得到三分子磷酸基、一分子核糖和一分子腺嘌呤
B ．ATP 能溶于水，制成的药剂只能注射，不能口服
C ．细胞内ATP 的含量是处于动态平衡中，对于构成生物体内部稳定的供能环境具有重要意义
D ．叶肉细胞内形成ATP 的场所只有叶绿体和线粒体
4、关于“叶绿体中色素的提取和分离”的实验，不正确的叙述是（ ）。
A、可以用丙酮、无水乙醇、体积分数为95%的乙醇另加适量的无水碳酸钠提取叶绿体中的色素
B 、胡萝卜素在层析液中扩散的速度最快 C、叶绿体中含量最多的色素是叶绿素a
D 、滤液细线要求画得细而直，可以避免色素带之间的部分重叠
5、有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田施有机肥，一组
农田施化肥。该实验设计缺少（ ）。
A．施用有机肥和适量化肥的对照田 B．既不施用有机肥也不施用化肥的对照田
C．施用大量化肥和少量有机肥的对照田 D．施用少量化肥和大量有机肥的对照田
6、关于真核细胞的呼吸，正确的说法是（ ）。
A、无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B、水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C 、无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中D 、有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体基质及其内膜
7、下列是有关酶的叙述：①酶是内分泌细胞产生的具有催化活性的蛋白质 ②酶的合成场所可以是核糖体，也可以是细胞核 ③酶与激素的区别是酶有多种功能，而激素只有一种功能 ④ATP 水解酶的作用对象是ATP 中的高能磷酸键 ⑤酶的形成一般都要经过核糖体的合成，内质网、高尔基体加工、分泌 ⑥基因工程的工具酶有：限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、运载体 ⑦为了验证某种物质是消化酶，可用斐林试剂 ⑧酶的组成成分中有可能含有糖类 。以上说法中（ ）。
A ．全部都正确 B．有两个正确 C．有三个正确 D．有五个正确
8、据右图判断，叙述不正确的是（ ）。
A ．X 、Y 物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
B ．①、④过程中可以产生[H]，②过程需要消耗[H] C
D ．①②③④四个过程中既没有消耗氧气，也没有产生氧气
（三）、简答题
13、为了探究酵母菌的呼吸方式，某同学做了如下课题研究：
（1）．假设：在其他条件（如温度、PH 值）都相同
的情况下，影响酵母菌的呼吸方式的因素是氧气。
（2）．设计与实验：设计的实验装置如图甲、乙所
示。可重复实验以确保结果的准确性。
（3）．得出结论：如果甲、乙两装置中的石灰水都
变浑浊，说明酵母菌既能进行 ▲ ，也能进
行 ▲ 。
（4）．实验分析：
①甲装置中的油脂层的作用是 ▲ ，甲、乙 两装置中产生的气泡量较多的是 ▲ 装置；产生能量较少的是 ▲ 装置，原因是 ▲ 。
②写出酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的反应式（以葡萄糖为底物）。
14、 (07•上海) 下图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
(1)光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，a 植物叶片出现在 ▲ ，c 植物叶片出现在 ▲ 。
(2)在6：00—8：00时之间，单位时间内吸收CO 2最多的是 ▲ 植物叶片。
(3)b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速度出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有 ▲ 。
(4)从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是 ▲ > ▲ > ▲ 。
(5)在一定的CO 2浓度和适宜温度下，把某植物叶片置于5千勒克司(光合作用速度44mgCO 2/l00cm2叶·小
时) 光照下14小时，其余时间置于黑暗中(呼吸作用速度6．6mgC02／100cm 2叶·小时) ，则一天内该植物
每25cm 2叶片葡萄糖积累量为 ▲
随堂练习答案
1、C 2、A 3、C 4、B 5、B 6、D 7、C 8、C 9、C
13、（3）有氧呼吸 无氧呼吸
（4）①隔绝空气（或氧气） 乙 甲 甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸，产物是乙醇和二氧化碳，在乙醇中还含有大量的化学能没有释放出来。
酶
②C6H 12O 6 ＋ 6O 2 ＋ 6H 2O －――→6CO2 ＋ 12H 2O ＋能量
酶
C 6H 12O 6――→2C2H 5OH ＋ 2CO 2 ＋能量（少量）
14、（1）19：00和5：00 10：00和15：00 （2）b
（3）中午光照强烈，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的CO 2量减少
（4）a>b>c （5）78