高考二輪復(fù)習(xí)生物課件大題分析與表達(dá)練1細(xì)胞代謝

1細(xì)胞代謝1234561.(2023·安徽合肥二模)藍(lán)細(xì)菌是一類光能自養(yǎng)型細(xì)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(jī)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(qǐng)回答下列問題。藍(lán)細(xì)菌CO2濃縮機(jī)制模式圖123456(1)藍(lán)細(xì)菌的光合片層膜上含

等光合色素及相關(guān)的酶,相當(dāng)于高等植物葉綠體中

膜,可進(jìn)行光反應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)化成糖類和C5。

(3)水體中CO2濃度低,擴(kuò)散速度慢,但藍(lán)細(xì)菌能通過CO2濃縮機(jī)制高效進(jìn)行光合作用,據(jù)圖分析CO2濃縮的機(jī)制有

(至少答出兩點(diǎn))。

藍(lán)細(xì)菌可以吸收CO2和

兩種無機(jī)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(dòng)運(yùn)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(lán)素類囊體ATP和NADPHNADPH123456(4)藍(lán)細(xì)菌大量繁殖會(huì)形成水華,影響淡水水質(zhì)和水生動(dòng)物的生存?？蒲腥藛T在適宜CO2濃度條件下,探究溫度和光照強(qiáng)度對(duì)藍(lán)細(xì)菌光合作用強(qiáng)度的影響,結(jié)果如圖所示。123456①圖中C點(diǎn)時(shí),藍(lán)細(xì)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(qiáng),藍(lán)細(xì)菌光合作用強(qiáng)度大,導(dǎo)致藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速度快

123456解析

(1)藍(lán)細(xì)菌能進(jìn)行光合作用的原因是其光合片層膜上含有葉綠素和藻藍(lán)素等光合色素及相關(guān)的酶,光合色素主要參與光反應(yīng)過程,高等植物的光反應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)化成糖類和C5。(3)根據(jù)圖示,藍(lán)細(xì)菌可以吸收CO2和

兩種無機(jī)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(yùn)蛋白,可以通過主動(dòng)運(yùn)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(cè)得的,圖中20

℃與30

℃下氧氣產(chǎn)生量為光照強(qiáng)度為0時(shí)兩曲線與縱軸的交點(diǎn),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(lán)細(xì)菌大量繁殖,夏季溫度高,光照強(qiáng),藍(lán)細(xì)菌光合作用強(qiáng)度大,導(dǎo)致藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)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(duì)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(yán)重,磷容易被土壤中的鐵鋁氧化物固定,導(dǎo)致土壤中有效磷缺乏?？蒲腥藛T以KH2PO4為磷肥,對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果如表所示。123456甘蔗品種施磷量檢測(cè)指標(biāo)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(qǐng)為該實(shí)驗(yàn)擬定一個(gè)課題名稱

,實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)保證

(答出2點(diǎn)即可)等無關(guān)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(zhǎng),原因有:①據(jù)表分析,施用磷肥后,

,從而提高光反應(yīng)速率;

②甘蔗利用磷元素合成的物質(zhì)

可直接參與暗反應(yīng)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(duì)兩個(gè)甘蔗品種生長(zhǎng)的影響光照強(qiáng)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(duì)甘蔗的生長(zhǎng)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,表中顯示該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是在探究不同施磷量對(duì)兩個(gè)甘蔗品種生長(zhǎng)的影響。該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)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(qiáng)度、光照波長(zhǎng)、溫度、土壤濕度、栽種的深度等)、甘蔗在實(shí)驗(yàn)前的生理狀況(實(shí)驗(yàn)前的株高、健康程度等)要在實(shí)驗(yàn)過程中保證相同,以減少實(shí)驗(yàn)誤差,增加實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和說服力。123456(2)據(jù)表分析,沒有施加磷肥時(shí),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(yīng)數(shù)據(jù)更大。所以在施用磷肥后,可能因?yàn)槿~綠素含量顯著增加,從而顯著提高了ROC22的光反應(yīng)速率。在光合作用過程中,光反應(yīng)會(huì)為暗反應(yīng)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(yīng)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(xué)說認(rèn)為葉綠體起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的藍(lán)細(xì)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(qǐng)回答下列問題。123456(1)葉綠體吸收的光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在

中的能量,供光合作用的暗反應(yīng)階段利用。

(2)核酮糖-1,5-二磷酸是圖中的

。當(dāng)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(shí)間后,其含量趨于穩(wěn)定,這是因?yàn)?/p>

(僅從暗反應(yīng)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(dá)到動(dòng)態(tài)平衡ATP、NADPHC5增加123456(3)適當(dāng)增施鎂肥能夠分別促進(jìn)光反應(yīng)和暗反應(yīng),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(dāng)增施鎂肥可提高葉綠素合成量,確保了光反應(yīng)正常進(jìn)行;適宜濃度Mg2+可以激活核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),促進(jìn)暗反應(yīng)正常進(jìn)行(4)Rubisco由8個(gè)大亞基和8個(gè)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(xì)胞核基因編碼,該證據(jù)

(填“支持”或“不支持”)內(nèi)共生起源學(xué)說。

不支持123456解析

(1)根據(jù)光反應(yīng)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(guān)酶的催化作用下,提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。這樣,光能就轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP中的化學(xué)能,所以葉綠體吸收的光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP、NADPH中的能量,供光合作用的暗反應(yīng)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(yīng)過程可知,核酮糖-1,5-二磷酸是圖中的C5,當(dāng)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(yīng)增強(qiáng),光反應(yīng)為暗反應(yīng)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(shí)間后,其含量趨于穩(wěn)定,僅從暗反應(yīng)方面分析,不考慮其他代謝途徑,這是因?yàn)镃5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(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。123456(3)鎂是葉綠素的重要組成元素,適當(dāng)增施鎂肥可提高葉綠素合成量,確保了光反應(yīng)正常進(jìn)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(jìn)暗反應(yīng)正常進(jìn)行,因此適當(dāng)增施鎂肥能夠分別促進(jìn)光反應(yīng)和暗反應(yīng),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(xì)胞核基因編碼,內(nèi)共生起源學(xué)說認(rèn)為葉綠體起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的藍(lán)細(xì)菌,藍(lán)細(xì)菌為原核生物,不含細(xì)胞核,所以該證據(jù)不支持內(nèi)共生起源學(xué)說。1234564.(2023·山西大同模擬)以某高等綠色植物為實(shí)驗(yàn)材料,研究不同光質(zhì)及其組合對(duì)植物光合作用的影響。圖1表示用不同光質(zhì)處理后的實(shí)驗(yàn)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(lán)光+綠光”表示先藍(lán)光后綠光處理,“藍(lán)光+綠光+藍(lán)光”表示先藍(lán)光再綠光后藍(lán)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(xué)能,并用于暗反應(yīng)中

。

(2)由圖1可知,相對(duì)于紅光,藍(lán)光照射下胞間CO2濃度低,其原因是

。氣孔主要由保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成,藍(lán)光可使保衛(wèi)細(xì)胞的光合產(chǎn)物增多,也可以促進(jìn)K+、Cl-的吸收等,最終導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞

,細(xì)胞吸水,氣孔開放。

(3)由圖2可知,綠光對(duì)藍(lán)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(shí)踐中,除考慮不同光質(zhì)及其組合的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間外,還需考慮

。

ATP和NADPHC3的還原光合速率大,消耗的CO2多細(xì)胞液濃度升高(或細(xì)胞液滲透壓增大或溶質(zhì)濃度升高)藍(lán)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(xué)能,并用于暗反應(yīng)中C3的還原。(2)分析圖1,相對(duì)于紅光,藍(lán)光照射下胞間CO2濃度低,但氣孔導(dǎo)度和光合速率較大,說明藍(lán)光照射下光合速率較大,CO2消耗較多,導(dǎo)致胞間CO2濃度低。藍(lán)光可使保衛(wèi)細(xì)胞光合產(chǎn)物增多,也可使離子吸收增加,這些都會(huì)增大保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,從而使細(xì)胞滲透吸水,氣孔開放。(3)分析圖2,綠光對(duì)藍(lán)光刺激引起的氣孔開放具有阻止作用,而在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步施加藍(lán)光可實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中,除考慮不同光質(zhì)及其組合的光照強(qiáng)度和光照時(shí)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?jī)H為普通蓮藕的56%,圖1表示在25℃時(shí)不同光照強(qiáng)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(qiáng)度下該突變體與普通蓮藕的氣孔導(dǎo)度(單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入葉片單位面積的CO2量)和胞間CO2濃度。請(qǐng)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(huì)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(xì)胞內(nèi)的多酚氧化酶催化相關(guān)反應(yīng)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(qiáng)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(lán)綠色和黃綠色光反應(yīng)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(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),因?yàn)榇颂幙梢詾镃O2的固定提供

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

。

突變體的氣孔導(dǎo)度大,進(jìn)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(jī)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(kuò)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?jī)H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(lán)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(yīng)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(qiáng)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(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),因?yàn)榇颂幙梢詾镃O2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(dǎo)度大,進(jìn)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(shí)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(jī)制,在夏季晴朗日子的不同時(shí)間對(duì)兩種羊草的凈光合速率進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)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(shí),兩種羊草始終處于有機(jī)物的積累狀態(tài),判斷依據(jù)是

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

高紅光和藍(lán)紫光8~18時(shí),兩種羊草的凈光合速率都大于0

氣孔關(guān)閉,導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足,CO2的固定受阻,而C3的還原正常進(jìn)行,導(dǎo)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(yīng)逆境的過程,這對(duì)其適應(yīng)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(gè)生態(tài)型羊草的蛋白質(zhì)含量。表1

NaCl脅迫條件下兩個(gè)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(gè)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