2023版高三一輪總復(fù)習(xí)生物人教版必修1 第4單元 大概念升華課2細胞的生命活動需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)并通過分裂實現(xiàn)增殖

從物質(zhì)與能量的視角，理解光合作用和呼吸作用，并能綜合分析細胞生命活動過程中的物質(zhì)和能量的變化。1．(2021·青島實驗中學(xué)檢測)下圖1是某植物葉肉細胞在白天與夜晚糖類代謝途徑的簡圖，圖2枝條上的葉片生長狀況相同，其形態(tài)學(xué)上、下端均保持完整，枝條尖端生長需要消耗韌皮部運輸來的大量有機物。回答下列問題：圖1圖2(1)丙糖磷酸(TP)是卡爾文循環(huán)最初合成的糖類，CO2合成TP的反應(yīng)主要包括______________(填反應(yīng)的名稱)，合成TP的具體場所是________。據(jù)圖分析，寫出TP在葉肉細胞內(nèi)合成淀粉的兩種途徑______________________，_________________。(2)白天在葉綠體中常見顆粒狀的大淀粉粒，而夜間則會消失，原因是___________________。(3)有研究發(fā)現(xiàn)該植物光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用，環(huán)割枝條的韌皮部可阻斷葉片中有機物的運輸。欲對這一結(jié)論進行驗證，以上圖的甲、乙葉片為實驗材料(甲為對照組、乙為實驗組)，應(yīng)選擇____________(填“A”“B”或“C”)進行韌皮部環(huán)割處理，實驗測量的指標(biāo)包括____________________(答出兩種即可)。[解析](1)由圖可知：丙糖磷酸(TP)是卡爾文循環(huán)最初合成的糖類，CO2合成TP的反應(yīng)主要包括CO2的固定和C3的還原，合成TP的具體場所是葉綠體基質(zhì)。據(jù)圖分析，TP在葉肉細胞內(nèi)合成淀粉的兩種途徑分別為①在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)化為ADPG合成淀粉，②運出葉綠體合成蔗糖后再轉(zhuǎn)化為ADPG再轉(zhuǎn)入葉綠體合成淀粉。(2)由于白天葉綠體進行光合作用合成與積累淀粉；夜間葉綠體不能進行光合作用合成淀粉，且淀粉會分解運出葉綠體，所以白天在葉綠體中常見顆粒狀的大淀粉粒，而夜間則會消失。(3)要想驗證植物光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用，可以環(huán)割枝條的韌皮部來阻斷葉片中有機物的運輸。若甲、乙葉片為實驗材料，其中甲為對照組、乙為實驗組。由于枝條尖端生長需要消耗韌皮部運輸來的大量有機物，故選擇B進行韌皮部環(huán)割處理，這樣甲合成的有機物可以運輸，而乙葉片的有機物不可運輸，作為實驗組，最后測量葉片的光合速率、蔗糖和淀粉的含量，來驗證植物光合產(chǎn)物的積累是否會抑制光合作用。[答案](1)CO2的固定和C3的還原葉綠體基質(zhì)在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)化為ADPG合成淀粉運出葉綠體合成蔗糖后再轉(zhuǎn)化為ADPG再轉(zhuǎn)入葉綠體合成淀粉(2)白天葉綠體進行光合作用合成與積累淀粉；夜間葉綠體不能進行光合作用合成淀粉，且淀粉會分解運出葉綠體(3)B葉片的光合速率、蔗糖和淀粉的含量2．(2021·衡水中學(xué)檢測)研究發(fā)現(xiàn)，綠色植物中RuBP羧化酶具有雙重活性，催化如圖甲所示的兩個方向的反應(yīng)，反應(yīng)的相對速度取決于O2和CO2的相對濃度。淀粉和蔗糖是光合作用的兩個主要末端產(chǎn)物。淀粉和蔗糖生物合成的兩條途徑會競爭共同底物磷酸丙糖(如圖乙)。磷酸轉(zhuǎn)運器將1分子磷酸丙糖運出葉綠體的同時，將1分子Pi運回葉綠體，是調(diào)控磷酸丙糖運輸?shù)年P(guān)鍵結(jié)構(gòu)。分析回答下列問題：甲乙(1)圖甲所示的RuBP羧化酶參與圖乙中的______過程，它的作用原理是_________________________________________________。(2)在RuBP羧化酶催化下，C5與O2反應(yīng)形成的C2進入線粒體放出CO2，稱之為光呼吸。據(jù)圖推斷，O2與CO2比值________(填“高”或“低”)時，利于光呼吸而不利于光合作用，理由是___________。請據(jù)此提出兩條提高大棚蔬菜生產(chǎn)量的具體措施：_______________和________________。(3)分析圖乙可知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上采取適量施加磷肥的措施，有利于提高水果的甜度，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)圖甲CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結(jié)合生成C3，對應(yīng)圖乙光合作用的暗反應(yīng)階段；其原理是一種不斷消耗ATP和NADPH并固定CO2形成葡萄糖的循環(huán)反應(yīng)。(2)據(jù)圖分析：在高氧氣濃度下，在葉綠體中RuBP羧化酶催化氧氣與C5結(jié)合生成C2，C2進入線粒體參與有氧呼吸放出二氧化碳；故當(dāng)O2與CO2比值高時，有利于光呼吸而不利于光合作用；據(jù)此推測，CO2濃度倍增可以使光合產(chǎn)物的積累增加，原因是高濃度二氧化碳可減少RuBP羧化酶與氧氣結(jié)合，減少光呼吸；此外也可適當(dāng)降低O2濃度以提高光合作用。(3)據(jù)圖可知，施用磷肥有利于磷酸轉(zhuǎn)運器將更多的磷酸丙糖從葉綠體運出，用于合成蔗糖，提高水果甜度。[答案](1)暗反應(yīng)不斷消耗ATP和NADPH并固定CO2形成葡萄糖(2)高高氧氣濃度下，在葉綠體中RuBP羧化酶催化氧氣與五碳化合物結(jié)合生成C2，C2進入線粒體參與有氧呼吸放出二氧化碳提高二氧化碳濃度適當(dāng)降低氧氣濃度(3)施用磷肥有利于磷酸轉(zhuǎn)運器將更多的磷酸丙糖從葉綠體運出，用于合成蔗糖，提高水果甜度3．(2021·南京模擬)植物的有氧呼吸除主呼吸鏈外，還存在其他分支途徑，如交替氧化酶(AOX)參與的交替呼吸途徑，部分機理如圖1所示。請回答下列問題：圖1(1)圖1所示生物膜的結(jié)構(gòu)名稱是________，主呼吸鏈中，膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的功能除了作為電子(e－)傳遞外，還都作為________；參與電子傳遞的膜蛋白還有_____________等。(2)電子的最終受體是________，合成ATP的能量直接來源于________。(3)研究表明，交替呼吸途徑不發(fā)生H＋跨膜運輸(“泵”出質(zhì)子)過程，故不能形成驅(qū)動ATP合成的膜質(zhì)子(H＋)勢差。據(jù)此推測，交替氧化酶(AOX)可使細胞呼吸釋放的能量更多以________形式散失。在寒冷早春，某些植物的花細胞中AOX基因的表達能力________利于提高花序溫度，使花粉散發(fā)芳香，吸引昆蟲傳粉。(4)一般情況下，植物葉片的光合作用隨光照強度的增強而增強，但光照強度過高時，光合作用減弱。進一步研究表明，AOX途徑可能與此有關(guān)?？蒲腥藛T通過如下實驗進行深入研究：將正常光照下發(fā)育的葉片分為4組，用AOX途徑抑制劑處理A組和C組葉片的左側(cè)，然后將4組葉片的左側(cè)置于正常光照下，右側(cè)置于正常光照或高光下(如圖2),40分鐘后測量葉片左側(cè)光合色素的光能捕獲效率(如圖3)，根據(jù)________組的實驗數(shù)據(jù)比較，可以推測，植物葉片的部分區(qū)域被高光照射，可能會使鄰近組織的光合作用減弱。實驗結(jié)果說明，AOX途徑可以提高________利于光合作用進行，在________的葉片組織中作用更明顯。圖2圖3[解析](1)圖示生物膜進行電子傳遞鏈過程，NADH被分解生成NAD＋和H＋，其膜為線粒體內(nèi)膜。膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ具有兩個作用，一是傳遞電子，二是跨膜運輸H＋。分析圖可知，參與電子傳遞的膜蛋白依次為Ⅰ、CoQ、Ⅲ、Cytc、Ⅳ。(2)電子經(jīng)過傳遞與O2結(jié)合生成水，同時將H＋運輸?shù)侥ち硪粋?cè)，形成H＋濃度梯度。H＋順濃度梯度跨膜運輸驅(qū)動ATP合成。故合成ATP的直接能量來源為H＋電化學(xué)勢能。(3)在細胞呼吸過程中，有機物氧化分解釋放的能量，一部分儲存在ATP中，一部分以熱能的形式散式。分布在植物細胞線粒體內(nèi)膜上的交替氧化酶(AOX)直接催化O2與H＋生成水，不跨膜運輸H＋形成濃度差，導(dǎo)致生成ATP所占的比例下降，說明該酶使細胞呼吸釋放的能量更多地轉(zhuǎn)化為熱能。在寒冷早春，某些植物的花細胞中AOX基因的表達有利于花序溫度升高，說明產(chǎn)生的熱能增多，進而推知這些植物的花細胞中AOX基因的表達會加強。(4)圖3顯示：在光照強度相同的條件下，用AOX途徑抑制劑處理的A組和C組葉片的左側(cè)，其光合色素的光能捕獲效率分別低于B組和D組，但A組和B組的光合色素的光能捕獲效率的差值明顯低于C組和D組的光合色素的光能捕獲效率的差值。由此說明，AOX途徑的作用是提高光合色素的光能捕獲效率，在周圍受到高光照射的葉片組織中作用更明顯。[答案](1)線粒體內(nèi)膜H＋跨膜運輸?shù)妮d體CoQ、Cytc(2)O2H＋電化學(xué)勢能(或“H＋順濃度梯度跨膜運輸釋放的能量或質(zhì)子勢差”)(3)熱能強(4)B、D光合色素光能捕獲效率周圍受到高光照射觀察處于細胞周期不同階段的細胞，利用有絲分裂模型，描述細胞增殖的主要特征，通過實例說明細胞的分化、衰老、死亡的原因、意義及與人體健康的關(guān)系。1．(2021·菏澤檢測)如圖是某同學(xué)實驗時拍攝的洋蔥根尖分生區(qū)細胞分裂圖，①～⑤表示不同的細胞分裂時期。下列敘述正確的是()A．①時期整個細胞的DNA與染色體數(shù)量之比等于1B．②時期染色體的著絲粒都排列在細胞中央的細胞板上C．④時期細胞內(nèi)兩組中心粒發(fā)出紡錘絲構(gòu)成紡錘體D．細胞周期中各時期的順序是⑤→④→②→①→③D[據(jù)圖分析，①時期為有絲分裂后期，細胞核中的DNA與染色體數(shù)量之比等于1，A錯誤；②時期為有絲分裂中期，所有染色體的著絲粒都排列在細胞中央的赤道板上，B錯誤；洋蔥屬于高等植物，細胞中沒有中心粒，C錯誤；圖中的①～⑤分別表示后期、中期、末期、前期和間期，因此細胞周期中各時期的順序是⑤→④→②→①→③，D正確。]2．如圖是某生物體的細胞處于有絲分裂不同時期的圖像，對圖像的描述正確的是()甲乙丙A．該生物可能是低等植物B．甲、乙、丙三個細胞內(nèi)染色體數(shù)、染色單體數(shù)與核DNA分子數(shù)的比例都為1∶2∶2C．甲細胞進行中心體復(fù)制，發(fā)出星射線，形成了紡錘體D．甲、乙、丙三個細胞分別處于有絲分裂的前期、后期和中期D[圖中細胞沒有細胞壁、含有中心體，應(yīng)是動物細胞，A錯誤；乙細胞中沒有染色單體，B錯誤；甲細胞中中心體已經(jīng)完成了復(fù)制，C錯誤；甲細胞中染色體散亂排布，且有紡錘體，處于有絲分裂前期，乙細胞中著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，處于有絲分裂后期，丙細胞中染色體的著絲粒排列在一個平面上，處于有絲分裂中期，D正確。]3．(2021·衡水模擬)活細胞與生物一樣都要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命歷程。下列關(guān)于細胞生命活動的敘述，錯誤的是()A．高等動物胚胎干細胞分裂過程中，中心體的復(fù)制和染色體組數(shù)的加倍發(fā)生在不同時期B．細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，分化前后的細胞具有相同的核酸C．細胞衰老后，細胞核內(nèi)的染色質(zhì)收縮，會影響DNA的轉(zhuǎn)錄過程D．細胞凋亡受基因控制，有利于維持機體自身的穩(wěn)定B[高等動物胚胎干細胞進行有絲分裂，其中心體的復(fù)制發(fā)生在分裂間期，染色體組數(shù)的加倍發(fā)生在有絲分裂后期著絲粒分裂后，A正確；細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，一般情況下，分化前后的細胞具有相同的DNA，但mRNA的種類不完全相同，故分化前后的細胞具有的核酸不完全相同，B錯誤；衰老細胞的細胞核內(nèi)染色質(zhì)收縮，會影響DNA的轉(zhuǎn)錄過程，C正確；細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，對生物體生長、發(fā)育和維持自身穩(wěn)定是有利的，D正確。]4．(2021·南京模擬)人的成熟紅細胞經(jīng)過幾個階段發(fā)育而來，各階段細胞特征如下表。下列有關(guān)敘述錯誤的是()階段階段1階段2階段3階段4特征無血紅蛋白，有較強的分裂能力核糖體豐富，開始合成血紅蛋白，有分裂能力核糖體等細胞器逐漸減少，分裂逐漸減弱無細胞核、核糖體、線粒體等，血紅蛋白含量高，無分裂能力A．核糖體增多