2020版高考生物二輪復習 細胞代謝類專項突破（含解析）

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1、細胞代謝類專項突破 1．(原創(chuàng))如圖表示夏季晴朗的一天，某種綠色植物在24 h內O2吸收和釋放速率的變化示意圖(單位：mg/h)，A、C兩點對應時刻分別為6時和19時。請回答下列問題： (1)C點時，消耗氧氣的場所是__________________，寫出該反應式：__________________________________。 (2)圖中限制B點的主要內部因素是_________________________。 (3)圖中24小時內有機物積累在________點達到最大值，該植物1 h內最多能合成葡萄糖________mg。 (4)大棚種植時，若不改變光合速率要增大一

2、天內綠色植物的有機物積累量，請寫出兩種方法：________________________________________。 答案　(1)線粒體內膜　24[H]＋6O212H2O＋能量(系數不作要求，條件、反應物、產物、能量完整即可) (2)光合色素和與光合作用有關的酶 (3)C　52.5 (4)延長光照時間；夜間適當降低溫度 解析　(1)有氧呼吸消耗氧氣在第三階段，場所是線粒體內膜，反應式為24[H]＋6O212H2O＋能量。 (2)B點達到光合作用的最大速率，所以限制B點的主要內部因素是光合色素和與光合作用有關的酶。 (3)光合作用大于細胞呼吸的時段是6～19時，該時段內不

3、斷進行有機物的積累，即C點時有機物積累量達到最大值；植物1 h內生成氧氣的量＝呼吸消耗氧氣的量＋凈光合釋放氧氣的量，B點時達到最大光合速率，此時呼吸耗氧12 mg/h，凈光合釋放氧氣為44 mg/h，根據合成1 mol葡萄糖可生成6 mol氧氣，可知1 h內最多能合成葡萄糖(12＋44)×180/(32×6)＝52.5(mg)。 (4)大棚種植時，若在不改變光合速率的情況下增大植物一天內有機物的積累量，可以通過延長光照時間，增加光合作用的時間，也可以通過夜間適當降低溫度，減少呼吸消耗來實現(xiàn)。 2．(2019·天津市河西區(qū)高三二模)研究人員對兩年生香榧苗進行不同程度的遮陰處理，一段時間后測定

4、其葉片的各項生理特征，結果如下表。 請分析回答下列問題： (1)據表推知，遮陰會導致香榧苗對________離子的需求量增加，在提取香榧苗色素以及用紙層析法對色素種類和含量進行測定時，需添加的化學物質和有機化學試劑分別是______________________________。理論上，每組濾紙條上從點樣處開始的第________條色素帶都是最寬的。 (2)在一定的范圍內，香榧苗隨著遮陰程度的增加，光合速率有所提高，其原因可能是色素含量上升，利于對可見光中的____________的吸收，促進了水在光下分解產生____________。但遮陰度達90%時，光合速率卻有所下降，原

5、因可能是______________________________。 答案　(1)鎂　二氧化硅、碳酸鈣和無水乙醇、層析液　二 (2)紅光和藍紫光　[H]和O2　光合作用受到了光照強度的限制 解析　(1)據表可知，遮陰會導致葉綠素含量升高，葉綠素的合成需要鎂元素，因此，遮陰會導致香榧苗對鎂離子的需求量增加。在提取香榧苗色素時，需要添加的化學物質是碳酸鈣(防止研磨時色素被破壞)、二氧化硅(使研磨充分)和無水乙醇(溶解色素)。用紙層析法對色素進行分離和測定時，需要添加層析液。理論上，每組濾紙條上從點樣處開始的第二條色素帶都是最寬的，此色素帶為葉綠素a，含量最高。 (2)從表格中數據分析可知

6、，在一定的范圍內，香榧苗隨著遮陰程度的增加光合速率有所提高，其原因可能是色素含量上升，利于對可見光中的紅光和藍紫光的吸收，促進了水在光下分解產生氧氣和[H]。與遮陰度50%相比，遮陰度90%時，葉片中的色素含量略高，但光合速率卻下降，說明光合作用受到了光照強度的限制。 3．(2019·山東日照高三校際聯(lián)考)某小組利用草莓對影響光合作用的因素及果實發(fā)育期光合產物的轉移進行了相關實驗。圖1表示在最適溫度及其他條件保持不變的條件下，草莓葉片CO2釋放量隨光照強度變化的曲線；圖2表示在適宜條件下，向密閉溫室中充入一定量14CO2后，草莓葉片、莖、果實的放射性含量隨時間變化的曲線。請回答下列問題：

7、 (1)圖1中，B點時葉肉細胞中產生的O2的擴散路徑是______________________。C點驟變?yōu)镈點時，短時間內三碳化合物的含量將________。E點后曲線保持水平不變，此時限制草莓光合作用速率的主要環(huán)境因素是__________。 (2)由圖2可知，t1～t2時間段，葉片中有機物的含量下降，最可能的原因是____________________________________。 答案　(1)從葉綠體擴散到線粒體　下降　CO2濃度 (2)葉片中有機物的積累量小于有機物的輸出量 解析　(1)圖1中，B點時葉片的光合速率＝呼吸速率，故葉肉細胞中葉綠體中產生的O2全部進入線

8、粒體參與氧化分解。C點驟變?yōu)镈點時，光照增強，[H]和ATP的合成速率增加，短時間內C3的還原加快，而二氧化碳的固定速率幾乎不變，故短時間內三碳化合物的含量將出現(xiàn)下降。E點之前主要的限制因素是光照強度，E點之后主要的環(huán)境限制因素是二氧化碳濃度等。 (2)由圖2可知，t1～t2時間段，葉片的放射性的含量降低，莖和果實的放射性的含量升高，因此可能是因為有機物的積累量小于從葉片輸出到莖和果實的有機物量，所以葉片中有機物的含量下降。 4．(2019·山東臨沂高三二模)在化石燃料日趨耗竭的未來，清潔、豐富的太陽能轉化成“液態(tài)陽光”，將成為人類的重要能量來源，這為人工光合系統(tǒng)的研究提供了發(fā)展方向。20

9、19年4月，我國科學家設計了一種可以基因編碼的光敏蛋白(PSP)，成功模擬了自然光合系統(tǒng)的部分過程?；卮饐栴}： (1)光合作用是整個生物圈的物質基礎和能量基礎。在自然光合系統(tǒng)的光反應中所發(fā)生的能量轉化是____________________________________。 (2)卡爾文循環(huán)是指______________________________________，其發(fā)生的場所是__________，影響它的主要環(huán)境因素有______________________。該循環(huán)在黑暗中不能正常進行的原因是_______________________________。 (3)向培養(yǎng)某

10、植物的溫室內通入14CO2，光照一段時間后，發(fā)現(xiàn)CO2轉化成多種化合物。欲探究CO2轉化成的第一種產物是什么物質，簡要寫出實驗的設計思路及結果分析。________________________________________________________。 (4)人工設計的光敏蛋白是引入光敏劑二苯甲酮和CO2光還原劑三聯(lián)吡啶鎳配合物改造而成的雜合蛋白質，不像自然光合系統(tǒng)那樣只能還原____________，而是在光照條件下能夠將________直接還原成CO，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高。由此推測，光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中____________________等物質的功能相

11、似。 答案　(1)光能轉化為ATP和[H]中活躍的化學能 (2)光合作用過程中CO2中的碳轉化成有機物中的碳的途徑　葉綠體基質　CO2濃度、光照強度和溫度　沒有光反應提供的ATP和[H]，吸收的CO2不能被還原 (3)將植物分成不同的實驗組，逐漸縮短光照時間分別照射，停止光照后迅速殺死植物并提取細胞產物進行分析，當只檢測到一種含14C的轉化物時，說明該物質是CO2轉化成的第一種產物 (4)三碳化合物(C3)　CO2　光合色素、NADPH和ATP 解析　(1)光反應過程中能量變化是光能轉變成化學能，儲存在ATP、[H]中。 (2)卡爾文循環(huán)是光合作用過程中二氧化碳中的碳轉化成有機物中

12、的碳的途徑，即暗反應過程；發(fā)生在葉綠體基質中；影響暗反應的因素包括CO2濃度、溫度、光照強度等；由于暗反應需要光反應產生的[H]、ATP，因此在黑暗中不能正常進行。 (3)欲探究CO2轉化成的第一種產物是什么物質，應該將植物分成不同的實驗組，逐漸縮短光照時間分別照射，停止光照后迅速殺死植物并提取細胞產物進行分析，當只檢測到一種含14C的轉化物時，說明該物質是CO2轉化成的第一種產物。 (4)在自然光合系統(tǒng)中，暗反應先發(fā)生CO2與C5結合生成C3，再發(fā)生C3的還原反應，根據題意人工設計的光敏蛋白可以直接將CO2還原成CO，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高，此時該蛋白相當于是光合色素、A

13、TP和[H]的作用。 二輪專題復習·生物(JD) 非選擇題專項增分練5.(2019·云南昆明高三質檢)為探究影響黑藻光合作用強度的環(huán)境因素，某小組設計了如下“迷你實驗”裝置，回答下列問題。 (1)在可樂瓶里加入100 g黑藻，然后加入0.01 g/mL碳酸氫鈉溶液至滿，將②、⑤夾緊，④松開，在適宜光照等條件下，可通過測定____________________來定量表示凈光合速率，依據的原理是________________________________。 (2)用該裝置探究二氧化碳濃度對光合作用強度影響時，隨著碳酸氫鈉溶液濃度的增加，直接影響光合作用過程的________階段，

14、導致凈光合速率變化的趨勢是________________________。 (3)利用該裝置，還可以探究________________________(答出兩點即可)對黑藻光合作用強度的影響。 答案　(1)單位時間內收集到的液體體積　適宜光照等條件下，黑藻光合速率大于呼吸速率，二者的差值為凈光合速率可用氧氣的釋放量表示，釋放的氧氣使可樂瓶中液體排出到量筒 (2)暗反應　先增加，趨于穩(wěn)定后再降低 (3)光照強度、光質、溫度等 解析　(1)在適宜光照等條件下，植物的光合速率大于呼吸速率，單位時間內釋放的氧氣的體積可表示凈光合速率。碳酸氫鈉溶液可以維持可樂瓶中CO2濃度的穩(wěn)定，因此可樂

15、瓶中液體排出到量筒中的體積為植物釋放出的氧氣的體積，通過測定單位時間內收集到的液體體積定量表示凈光合速率。 (2)碳酸氫鈉溶液為光合作用提供二氧化碳，二氧化碳參與光合作用的暗反應，隨著碳酸氫鈉溶液濃度的增加，凈光合速率先隨著二氧化碳濃度的增加而增大，因為受光照強度及溫度等因素的限制，增大到一定值后會趨于穩(wěn)定，當碳酸氫鈉濃度過高后，會影響植物吸水，甚至植物會出現(xiàn)失水現(xiàn)象，則會引起光合速率降低。 (3)影響光合速率的外界因素有二氧化碳濃度、溫度、光照強度等，因此利用該裝置，除了探究二氧化碳濃度對光合作用強度的影響，還可以探究光照強度、光質、溫度等對黑藻光合作用強度的影響。 6．(2019·黑

16、龍江省齊齊哈爾市高三第三次試題)下圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應速率與溫度的關系曲線，回答下列問題： (1)圖中b、c兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應速率的是________，原因是_________________________________________________________。 (2)某同學為驗證溫度對該酶活性的影響，設計了如下實驗： 操作步驟 操作方法 試管A 試管B 試管C 1 淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 溫度處理(℃) 37 100 0 3 淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 碘液

17、 2滴 2滴 2滴 5 現(xiàn)象 X 變藍 變藍 ①該實驗的自變量是________。若反應時間相對充分，請在表格中X處填寫合適的內容：________。操作步驟4________(填“可以”或“不可以”)用斐林試劑代替碘液，原因是______________________________________。 ②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響原因？________。原因是____________________________________________。 ③若需判斷某生物大分子物質在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學角度分

18、析，最好檢測________來觀察反應情況。 答案　(1)c　低溫抑制酶活性，對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，對酶活性的影響是不可逆的 (2)①溫度　不變藍　不可以　用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65 ℃，改變了實驗的自變量，對實驗結果有干擾　②不能　溫度對H2O2分解的速度有影響，會對實驗結果造成干擾?、凵晌? 解析　(1)圖中c點時，酶的空間結構不變，升高溫度，酶的活性會升高，反應速率會升高。b點時酶的空間結構被破壞，即使降低溫度，酶的活性也不會恢復，反應速率不會升高。 (2)①驗證溫度對該酶活性的影響，實驗的自變量是溫度。由反應速率和溫度的變化曲線可知，該種淀

19、粉酶的適宜溫度為37 ℃，若反應時間相對充分，37 ℃時淀粉被徹底水解，X處應不變藍。由于斐林試劑使用時需要加熱，會影響實驗的自變量，因此操作步驟4不可以用斐林試劑代替碘液。 ②由于H2O2分解速率本身受溫度影響，因此不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響。 ③判斷某生物大分子物質在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，最好檢測生成物量的變化，原因是生成物從無到有，變化較為明顯，而反應物從多到少，變化可能不明顯。 7．(2019·山東青島高三模擬)柑橘喜溫，耐寒能力較差。研究人員通過相關實驗研究低溫條件對柑橘的影響，實驗中甲、乙兩組白天均保持25 ℃；夜間甲組進行6 ℃

20、的低溫處理，乙組保持15 ℃，測定結果如下圖曲線所示。請回答下列問題： (1)過低的溫度對柑橘光合作用影響較大，甚至引起植株死亡。主要原因是：一方面低溫導致____________結構受破壞，從而引起光反應生成的______________減少；另一方面低溫使__________________________，從而使暗反應速率降低。 (2)甲組在實驗的9天內干重變化情況是________(填“增加”或“減少”)，判斷依據是____________________________。 (3)據測定，甲組柑橘葉/果實的光合產物比率明顯高于乙組，導致葉的光合速率下降，推測其原因是：低溫使葉

21、的光合產物______________降低，造成光合產物在葉片中積累。 答案　(1)類囊體薄膜　ATP、[H](NADPH)　與暗反應有關酶的活性降低 (2)增加　甲組的凈光合作用速率大于零 (3)向外輸出的速率 解析　(1)光反應的場所是類囊體薄膜，如果低溫導致類囊體薄膜結構受破壞，會引起光反應的產物ATP、[H](NADPH)減少；同時溫度會引起酶的活性改變，故低溫引起與暗反應有關酶的活性降低，從而使暗反應速率降低。 (2)通過圖示分析可知，夜間6 ℃處理的甲組植物凈光合作用速率始終大于0，故甲組干重仍然增加。 (3)測定甲組柑橘葉/果實的光合產物比率明顯高于乙組，可能是低溫使葉的光合產物向外輸出的速率降低，造成光合產物在葉片中積累。 - 7 -