高考二輪復習生物課件大題分析與表達練1細胞代謝

1細胞代謝1234561.(2023·安徽合肥二模)藍細菌是一類光能自養(yǎng)型細菌,其光合作用的原理與高等植物相似,但具有一種特殊的CO2濃縮機制,如圖所示,其中羧化體具有蛋白質(zhì)外殼,可避免CO2逃逸。請回答下列問題。藍細菌CO2濃縮機制模式圖123456(1)藍細菌的光合片層膜上含

等光合色素及相關的酶,相當于高等植物葉綠體中

膜,可進行光反應過程。

(2)過程X中,C3接收

釋放的能量,并且被

還原,再經(jīng)過一系列反應轉(zhuǎn)化成糖類和C5。

(3)水體中CO2濃度低,擴散速度慢,但藍細菌能通過CO2濃縮機制高效進行光合作用,據(jù)圖分析CO2濃縮的機制有

(至少答出兩點)。

藍細菌可以吸收CO2和

兩種無機碳,在羧化體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2;光合片層膜可以通過主動運輸?shù)姆绞轿誄O2;羧化體的蛋白質(zhì)外殼可避免CO2逃逸葉綠素和藻藍素類囊體ATP和NADPHNADPH123456(4)藍細菌大量繁殖會形成水華,影響淡水水質(zhì)和水生動物的生存。科研人員在適宜CO2濃度條件下,探究溫度和光照強度對藍細菌光合作用強度的影響,結(jié)果如圖所示。123456①圖中C點時,藍細菌30℃條件下產(chǎn)生的氧氣量

(填“等于”“大于”或“小于”)20℃條件下產(chǎn)生的氧氣量。

②水華現(xiàn)象一般發(fā)生在夏季,據(jù)圖分析可能的原因是

。大于夏季溫度高,光照強,藍細菌光合作用強度大,導致藍細菌生長繁殖速度快

123456解析

(1)藍細菌能進行光合作用的原因是其光合片層膜上含有葉綠素和藻藍素等光合色素及相關的酶,光合色素主要參與光反應過程,高等植物的光反應發(fā)生在葉綠體的類囊體膜(類囊體薄膜)上。(2)根據(jù)圖示,過程X為C3的還原,C3接受ATP和NADPH釋放的能量,并且被NADPH還原,再經(jīng)過一系列反應轉(zhuǎn)化成糖類和C5。(3)根據(jù)圖示,藍細菌可以吸收CO2和

兩種無機碳,在羧化體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2;光合片層膜上含有CO2轉(zhuǎn)運蛋白,可以通過主動運輸?shù)姆绞轿誄O2;羧化體的蛋白質(zhì)外殼可避免CO2逃逸。(4)氧氣的產(chǎn)生量是在黑暗條件下測得的,圖中20

℃與30

℃下氧氣產(chǎn)生量為光照強度為0時兩曲線與縱軸的交點,30

℃產(chǎn)生的氧氣量大于20

℃產(chǎn)生的氧氣量;水華現(xiàn)象產(chǎn)生是由于藍細菌大量繁殖,夏季溫度高,光照強,藍細菌光合作用強度大,導致藍細菌生長繁殖速度快。1234562.(2023·云南昆明二模)甘蔗是熱帶、亞熱帶地區(qū)的主要農(nóng)作物,對磷元素的需求量大,而熱帶、亞熱帶地區(qū)的土壤大部分為酸性紅壤,土壤脫硅富鋁、富鐵化嚴重,磷容易被土壤中的鐵鋁氧化物固定,導致土壤中有效磷缺乏?？蒲腥藛T以KH2PO4為磷肥,對甘蔗的生長進行了相關實驗研究,結(jié)果如表所示。123456甘蔗品種施磷量檢測指標葉綠素含量/(mg·g-1)凈光合速率/(μmol·m-2·s-1)株高/cmROC22無磷16.6510.025低磷18.9315.550高磷21.6018.0110YT236無磷16.895.513低磷16.3111.538高磷18.8913.065123456回答下列問題。(1)請為該實驗擬定一個課題名稱

,實驗過程中應保證

(答出2點即可)等無關變量相同且適宜。(2)施用磷肥后可顯著提高ROC22的光合作用速率,有利于甘蔗的生長,原因有:①據(jù)表分析,施用磷肥后,

,從而提高光反應速率;

②甘蔗利用磷元素合成的物質(zhì)

可直接參與暗反應過程。(3)據(jù)表分析,在熱帶、亞熱帶地區(qū)建議種植的甘蔗品種為

,依據(jù)是

。探究不同施磷量對兩個甘蔗品種生長的影響光照強度、溫度葉綠素含量顯著增加ATP、NADPHROC22與YT236相比,無磷和低磷條件下ROC22的凈光合速率更大,株高更高123456解析

(1)科研人員以KH2PO4為磷肥,對甘蔗的生長進行了相關實驗研究,表中顯示該實驗的自變量有甘蔗品種和施磷量,因變量有葉綠素含量、凈光合速率和株高,以此分析,該實驗是在探究不同施磷量對兩個甘蔗品種生長的影響。該實驗的無關變量要相同且適宜,例如培養(yǎng)甘蔗的環(huán)境條件(例如光照強度、光照波長、溫度、土壤濕度、栽種的深度等)、甘蔗在實驗前的生理狀況(實驗前的株高、健康程度等)要在實驗過程中保證相同,以減少實驗誤差,增加實驗的嚴謹性和說服力。123456(2)據(jù)表分析,沒有施加磷肥時,ROC22的葉綠素含量是16.65

mg·g-1,凈光合速率是10.0

μmol·m-2·s-1,株高是25

cm。施用磷肥后,ROC22的葉綠素含量、凈光合速率和株高都有所增加,而且高磷組中的葉綠素含量、凈光合速率和株高比低磷組的相應數(shù)據(jù)更大。所以在施用磷肥后,可能因為葉綠素含量顯著增加,從而顯著提高了ROC22的光反應速率。在光合作用過程中,光反應會為暗反應提供NADPH和ATP。甘蔗利用磷元素合成的物質(zhì)ATP、NADPH可直接參與暗反應過程。(3)熱帶、亞熱帶地區(qū)的土壤中缺乏有效磷,據(jù)表分析,ROC22與YT236相比,無磷和低磷條件下,ROC22的凈光合速率更大,株高更高,所以在熱帶、亞熱帶地區(qū)建議種植的甘蔗品種為ROC22。1234563.(2023·安徽江南十校聯(lián)考)內(nèi)共生起源學說認為葉綠體起源于原始真核細胞內(nèi)共生的藍細菌。葉綠體中含有豐富的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),該酶經(jīng)適宜濃度Mg2+激活后能催化核酮糖-1,5-二磷酸與CO2結(jié)合。下面是其部分代謝示意圖,請回答下列問題。123456(1)葉綠體吸收的光能轉(zhuǎn)化為儲存在

中的能量,供光合作用的暗反應階段利用。

(2)核酮糖-1,5-二磷酸是圖中的

。當其他條件適宜的情況下,光照由弱光轉(zhuǎn)為適宜光照的瞬間,葉綠體中的核酮糖-1,5-二磷酸含量將

。一段時間后,其含量趨于穩(wěn)定,這是因為

(僅從暗反應方面分析,不考慮其他代謝途徑)。

C5的含量增加,CO2固定的速率加快,使C5的生成速率與消耗速率達到動態(tài)平衡ATP、NADPHC5增加123456(3)適當增施鎂肥能夠分別促進光反應和暗反應,提高光合作用速率,從而增加作物產(chǎn)量。結(jié)合本題信息分析,原因是

。

鎂是葉綠素的重要組成元素,適當增施鎂肥可提高葉綠素合成量,確保了光反應正常進行;適宜濃度Mg2+可以激活核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),促進暗反應正常進行(4)Rubisco由8個大亞基和8個小亞基組成。研究表明,小亞基是調(diào)節(jié)酶活性的蛋白質(zhì)單位,由細胞核基因編碼,該證據(jù)

(填“支持”或“不支持”)內(nèi)共生起源學說。

不支持123456解析

(1)根據(jù)光反應過程可知,葉綠體中光合色素吸收的光能,有以下兩方面用途:一是將水分解為氧和H+,氧直接以氧分子的形式釋放出去,H+與NADP+結(jié)合,形成NADPH,二是在有關酶的催化作用下,提供能量促使ADP與Pi反應形成ATP。這樣,光能就轉(zhuǎn)化為儲存在ATP中的化學能,所以葉綠體吸收的光能轉(zhuǎn)化為儲存在ATP、NADPH中的能量,供光合作用的暗反應階段利用。123456(2)由題意“葉綠體中含有豐富的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),該酶經(jīng)適宜濃度Mg2+激活后能催化核酮糖-1,5-二磷酸與CO2結(jié)合”可知,該酶催化核酮糖-1,5-二磷酸與CO2結(jié)合,結(jié)合圖以及根據(jù)暗反應過程可知,核酮糖-1,5-二磷酸是圖中的C5,當其他條件適宜的情況下,光照由弱光轉(zhuǎn)為適宜光照的瞬間,光反應增強,光反應為暗反應提供的ATP、NADPH增多,使C5生成量增多,但C5消耗量不變,所以C5含量增多,即葉綠體中的核酮糖-1,5-二磷酸含量將增多。一段時間后,其含量趨于穩(wěn)定,僅從暗反應方面分析,不考慮其他代謝途徑,這是因為C5的含量增加,CO2固定的速率加快,使C5的生成速率與消耗速率達到動態(tài)平衡。123456(3)鎂是葉綠素的重要組成元素,適當增施鎂肥可提高葉綠素合成量,確保了光反應正常進行;由題意“該酶經(jīng)適宜濃度Mg2+激活后能催化核酮糖-1,5-二磷酸與CO2結(jié)合”可知,適宜濃度Mg2+可以激活核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),促進暗反應正常進行,因此適當增施鎂肥能夠分別促進光反應和暗反應,提高光合作用速率。(4)由題意可知,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)的小亞基由細胞核基因編碼,內(nèi)共生起源學說認為葉綠體起源于原始真核細胞內(nèi)共生的藍細菌,藍細菌為原核生物,不含細胞核,所以該證據(jù)不支持內(nèi)共生起源學說。1234564.(2023·山西大同模擬)以某高等綠色植物為實驗材料,研究不同光質(zhì)及其組合對植物光合作用的影響。圖1表示用不同光質(zhì)處理后的實驗結(jié)果。圖2表示葉片在持續(xù)紅光照射條件下,再用不同單色光處理,“藍光+綠光”表示先藍光后綠光處理,“藍光+綠光+藍光”表示先藍光再綠光后藍光處理。圖1圖2123456回答下列問題。(1)葉綠體中的光合色素可將吸收的光能轉(zhuǎn)化為

中的化學能,并用于暗反應中

。

(2)由圖1可知,相對于紅光,藍光照射下胞間CO2濃度低,其原因是

。氣孔主要由保衛(wèi)細胞構(gòu)成,藍光可使保衛(wèi)細胞的光合產(chǎn)物增多,也可以促進K+、Cl-的吸收等,最終導致保衛(wèi)細胞

,細胞吸水,氣孔開放。

(3)由圖2可知,綠光對藍光刺激引起的氣孔開放具有阻止作用,但這種作用可被

光逆轉(zhuǎn)。因此在生產(chǎn)實踐中,除考慮不同光質(zhì)及其組合的光照強度和光照時間外,還需考慮

。

ATP和NADPHC3的還原光合速率大,消耗的CO2多細胞液濃度升高(或細胞液滲透壓增大或溶質(zhì)濃度升高)藍光照次序123456解析

(1)葉綠體中的光合色素可將吸收的光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學能,并用于暗反應中C3的還原。(2)分析圖1,相對于紅光,藍光照射下胞間CO2濃度低,但氣孔導度和光合速率較大,說明藍光照射下光合速率較大,CO2消耗較多,導致胞間CO2濃度低。藍光可使保衛(wèi)細胞光合產(chǎn)物增多,也可使離子吸收增加,這些都會增大保衛(wèi)細胞的細胞液濃度,從而使細胞滲透吸水,氣孔開放。(3)分析圖2,綠光對藍光刺激引起的氣孔開放具有阻止作用,而在此基礎上進一步施加藍光可實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。因此在生產(chǎn)實踐中,除考慮不同光質(zhì)及其組合的光照強度和光照時間外,還需考慮光照次序。1234565.(2023·山西懷仁模擬)蓮藕是廣泛用于觀賞和食用的植物,研究人員通過人工誘變篩選出一株蓮藕突變體,其葉綠素含量僅為普通蓮藕的56%,圖1表示在25℃時不同光照強度下該突變體和普通蓮藕的凈光合速率,圖2中A、B分別表示某光照強度下該突變體與普通蓮藕的氣孔導度(單位時間內(nèi)進入葉片單位面積的CO2量)和胞間CO2濃度。請分析回答下列問題。圖1圖2123456(1)提取和分離蓮藕葉片中葉綠體內(nèi)的色素,使用的試劑分別是

。突變體與普通蓮藕相比,經(jīng)過紙層析法分離色素,在濾紙條上哪兩種顏色的色素帶將會變窄?

。突變體葉綠素含量顯著下降,將直接影響光合作用的

階段。

(2)蓮藕切開后極易褐變,這是由細胞內(nèi)的多酚氧化酶催化相關反應引起的。將切好的蓮藕在開水中焯過后可減輕褐變程度,原因是

。

(3)在2000μmol·m-2·s-1的光照強度下,普通蓮藕的總光合速率為

μmol·m-2·s-1。

無水乙醇和層析液藍綠色和黃綠色光反應高溫下多酚氧化酶失去活性,抑制了褐變過程17123456(4)CO2被利用的場所是葉綠體基質(zhì),因為此處可以為CO2的固定提供

。據(jù)圖2判斷,突變體蓮藕在單位時間內(nèi)固定的CO2多,請寫出判斷的依據(jù):

。

突變體的氣孔導度大,進入葉片的CO2多,而其胞間CO2濃度與普通蓮藕的胞間CO2濃度相近,說明突變體的光合速率較高,能較快地消耗CO2C5和多種酶123456解析

(1)葉綠體內(nèi)的光合色素易溶于有機溶劑,可用無水乙醇提取。不同光合色素在層析液中的溶解度不同,溶解度越大,隨層析液在濾紙條上擴散得越快,反之越慢,所以可用層析液分離色素。突變體的葉綠素含量僅為普通蓮藕的56%,所以突變體與普通蓮藕相比,濾紙條上出現(xiàn)的藍綠色(葉綠素a)和黃綠色(葉綠素b)的色素帶將變窄。突變體中的葉綠素含量顯著下降,將直接影響光合作用的光反應階段。(2)由于高溫下多酚氧化酶失去活性,抑制了褐變過程,所以將切好的蓮藕在開水中焯過后可減輕褐變程度。123456(3)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,由圖可知,在2

000

μmol·m-2·s-1的光照強度下,普通蓮藕的總光合速率為15+2=17(μmol·m-2·s-1)。(4)CO2被利用的場所是葉綠體基質(zhì),因為此處可以為CO2的固定提供C5和多種酶;據(jù)圖2分析可知,突變體的氣孔導度大,進入葉片的CO2多,而其胞間CO2濃度與普通蓮藕相近,說明突變體的光合速率較高,能較快地消耗CO2,所以突變體蓮藕在單位時間內(nèi)固定的CO2多。1234566.(2023·廣東模擬)羊草根據(jù)葉色可分為灰綠型和黃綠型兩種生態(tài)型,二者在光合生理特性、耐鹽堿性等方面都表現(xiàn)出穩(wěn)定的不同,但灰綠型羊草的葉綠素a/葉綠素b與黃綠型羊草的相近。為闡釋二者差異的分子機制,在夏季晴朗日子的不同時間對兩種羊草的凈光合速率進行測定,結(jié)果如下圖所示。請回答下列問題。123456(1)灰綠型羊草葉片中的葉綠素含量比黃綠型羊草葉片中的

(填“高”“低”或“相等”)。葉綠素主要吸收可見光中的

用于光合作用。

(2)8~18時,兩種羊草始終處于有機物的積累狀態(tài),判斷依據(jù)是

。與10時相比,短時間內(nèi)12時葉綠體中C3含量低,原因是_________________________________________________________________________________________________。

高紅光和藍紫光8~18時,兩種羊草的凈光合速率都大于0

氣孔關閉,導致CO2供應不足,CO2的固定受阻,而C3的還原正常進行,導致葉綠體中C3含量下降123456(3)植物在逆境條件下可通過增加可溶性蛋白質(zhì)的合成,直接參與適應逆境的過程,這對其適應不利的環(huán)境條件具有積極意義。表1和表2分別表示在鹽堿脅迫條件下,兩個生態(tài)型羊草的蛋白質(zhì)含量。表1

NaCl脅迫條件下兩個生態(tài)型羊草可溶性蛋白質(zhì)含量(單位:mg/g)植物NaCl濃度/(mmol·L-1)025100200灰綠型羊草41.4±17.61266.246±28.125148.335±69.528116.035±13.924黃綠型羊草18.2±22.356121.411±26.64794.011±21.43535.525±29.106123456表2

Na2CO3脅迫條件下兩個生態(tài)型羊草可溶性蛋白質(zhì)含量(單位:mg/g)植物Na2CO3濃度/(mmol·L-1)012.550100灰綠型羊草41.4±17.612119.308±47.468104.215±54.066145.548±22.668黃綠型羊草18.2±22.356126.488±50.931187.907±129.46788.642±68.193據(jù)表分析,可得出的結(jié)論是__________________________________________________________________________________________________。

灰綠型羊草和