新高考适用2023版高考生物二轮总复习非选择题规范练1细胞代谢

非选择题规范练一细胞代谢(2022·浙江6月，27)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。处理指标光饱和点(klx)光补偿点(lx)低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2·dm－2·hr－1·klx－1)叶绿素含量(mg·dm－2)单株光合产量(g干重)单株叶光合产量(g干重)单株果实光合产量(g干重)不遮阴405501.222.0918.923.258.25遮阴2小时355151.232.6618.843.058.21遮阴4小时305001.463.0316.643.056.13注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。回答下列问题：(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加叶绿素含量，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低呼吸速率，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中低于5klx光合曲线的斜率的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以蔗糖形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至叶中。(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均下降。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为A(A.<2小时B．2小时C．4小时D．>4小时)，才能获得较高的花生产量。【解析】(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0即有机物积累效果。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。(2)植物的光合产物主要是以有机物(蔗糖)形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长(4小时)遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。1．慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：(1)该模型类似于内质网、高尔基体产生的囊泡，其边界(膜外壳)由磷脂分子构成。(2)该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础；另外还需要填入ATP作为直接能源。(3)将该结构置于一定浓度的K＋溶液中一段时间，检测发现K＋不能进入其中。你认为应怎样对该模型进行改造？并写出理由。在其膜外壳中加入K＋的载体蛋白，因为K＋进入细胞的跨膜运输方式是主动运输，需要相应载体蛋白的协助。【解析】(1)细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体；该模型的边界(膜外壳)是由磷脂分子构成的。(2)生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。(3)若将该结构置于一定浓度的K＋溶液中一段时间，检测发现K＋不能进入其中，说明膜上缺乏相应的载体蛋白，因此应该在其膜外壳中加入K＋的载体蛋白。2．(2022·重庆一中模拟)超氧化物歧化酶(SOD)能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质，具有抗衰老的特殊效果，其含有的金属离子对增强酶的热稳定性有重要影响。资料报道，当反应温度为88℃，时间为15～30min时对SOD的活性影响不大。下面是通过光催化反应装置分别在四种条件下检测紫外光对DNA损伤的相关曲线(TiO2表示二氧化钛，是一种光催化剂；UV表示紫外光)。Ⅰ组：黑暗处理曲线a(TiO2/DNA体系)、Ⅱ组：紫外光处理曲线b(UV/DNA体系)、Ⅲ组：光催化曲线c(UV/TiO2/DNA体系)、Ⅳ组：光催化引入SOD曲线d(UV/TiO2/SOD/DNA体系)。据图回答下列问题：(1)根据SOD的化学性质，我们可以利用高温变性(或88℃环境下处理15～30min)的方法来除去一部分其他杂质蛋白。实验中设计黑暗处理作为对照组的目的是证明TiO2不会损伤DNA。曲线b说明无TiO2(催化剂)的条件下，紫外光对DNA损伤很小。(2)分析曲线c、d可以得出的实验结论是SOD能够明显延缓或抑制DNA的损伤。(3)DNA损伤过程中会伴有H2O2产生，若要验证(2)中的实验结果，可通过检测H2O2的有无及产生量来判断，写出你的实验思路并预测实验结果(注：H2O2的检测方法不做要求)。实验思路：按照题干条件，设置同样的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组实验，测定不同体系DNA损伤过程中H2O2的产生量。预测实验结果：Ⅰ组、Ⅱ组没有H2O2产生，Ⅲ组和Ⅳ组均有H2O2产生，且Ⅲ组H2O2产生量较Ⅳ组多，时间较早。【解析】(1)当反应温度为88℃，时间为15～30min时对SOD的影响不大，而部分其他杂质蛋白在该条件下已经失活，故可利用这个特性来除去其他杂质蛋白。黑暗处理组为TiO2/DNA体系，设计黑暗处理作为对照组的目的是证明TiO2不会损伤DNA。紫外光处理组曲线b(UV/DNA体系)说明没有TiO2(催化剂)的条件下，紫外光对DNA的损伤很小。(2)光催化组曲线c(UV/TiO2/DNA体系)说明紫外光对DNA的损伤非常严重，300min时，DNA几乎全部损伤，而光催化引入SOD组曲线d(UV/TiO2/SOD/DNA体系)，由于有SOD存在，DNA损伤很缓慢，故曲线d说明SOD能够明显延缓或抑制DNA的损伤。(3)要通过H2O2的有无及产生量来验证(2)中的实验结论，很显然要设置实验检测H2O2的产生量，H2O2的产生量越多，DNA损伤越严重，故本实验思路是按照题干条件，设置同样的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组实验，测定不同体系DNA损伤过程中H2O2的产生量；预测的实验结果是Ⅰ组、Ⅱ组没有H2O2产生，Ⅲ组和Ⅳ组均有H2O2产生，且Ⅲ组H2O2产生量较Ⅳ组多，时间较早。3．在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，其分子结构式如下图1所示。(1)从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸。(2)人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时3s内的能量供给。在学校运动会上，某同学参加100m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示，请回答下列问题。①由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。②从整条曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的合成和水解是同时进行的。(3)某同学进行了一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。①必须待离体肌肉自身的ATP消耗完之后，才能进行实验。②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP溶液(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。③如果将上述程序颠倒，实验结果是否可靠？不可靠，原因是如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象。【解析】(1)从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是RNA的基本组成单位之一，即腺嘌呤核糖核苷酸。(2)①ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。②肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的合成和水解是同时进行的。(3)①必须待离体肌肉自身的ATP消耗完之后，才能进行实验，排除原有ATP对实验结果的影响。②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP溶液。③如果将上述程序颠倒，实验结果不可靠，原因是外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象。4．(2022·辽宁育才中学一模)气孔有利于二氧化碳流入植物叶片进行光合作用，但同时也是蒸腾作用丧失水分的门户。科研人员在拟南芥气孔周围的保卫细胞中表达了一种K＋载体蛋白(BLINK1)，如下图1所示。该载体蛋白能调控气孔快速开启与关闭，而野生拟南芥无BLINK1，气孔开闭较慢。图2表示拟南芥在一天中连续光照和间隔光照(强光和弱光交替光照)下的实验结果。回答下列问题：(1)据图1分析，转基因拟南芥保卫细胞吸收K＋的方式为主动运输，K＋进入保卫细胞后，提高了细胞内的渗透压，导致气孔快速开启。若通过一定办法测得某株拟南芥单位时间内二氧化碳的吸收量与氧气的释放量相等。一段时间后该植物的干重将增加。(2)为确定拟南芥叶片光合产物的去向，可采用14CO2的同位素示踪法，在此过程中需要利用ATP和NADPH提供的磷酸基团和氢。(3)由图2可知，间隔光照条件下，转基因植株每升水可产生植物茎的干重大于野生植株，其原因可能是在间隔光照下，转基因植株含BLINK1基因，在保卫细胞中能表达BLINK1蛋白，进而调控气孔快速开启与关闭，含BLINK1植株强光时气孔能快速打开快速吸收CO2，弱光时气孔能快速关闭减少水分蒸发，而野生植株气孔开闭较慢。【解析】(1)分析可知，钾离子通过K＋载体蛋白(BLINK1)进入气孔细胞内，需要消耗能量，属于主动运输。据图1分析，在光照条件下，钾离子通过K＋载体蛋白(BLINK1)进入气孔细胞内，提高了胞内渗透压，保卫细胞吸水膨胀，气孔快速开启。单位时间内二氧化碳的吸收量与氧气的释放量都是净光合作用，因此如果有二氧化碳的吸收，并且有氧气的释放，说明总光合作用强度大于呼吸作用强度，因此植物干重会增加。(2)为确定拟南芥叶片光合产物的去向，可采用14CO2的同位素示踪法，这是暗反应的过程，需要光反应产生的ATP和NADPH提供磷酸基团和氢。(3)据图2分析可知，在连续光照下，野生植株和含BLINK1植株的茎干重无显著性差异，因为连续光照下，野生植株和含BLINK1植株的气孔均开启，二氧化碳摄入量和水分散失量基本相当；间隔光照下，含BLINK1植株的茎干重大于野生植株，因为间隔光照下，强光时含BLINK1植株气孔能快速打开，加快二氧化碳摄入，弱光时，气孔能快速关闭，减少水分蒸发量，所以每单位重量水分产生干物质量大。5．(2022·江苏常州模拟)西洋参具有广泛的药用和保健价值，也是生产化妆品的重要原料。人类常搭建光植物工厂，通过调控温度、光照等环境因素，进行西洋参人工栽培。请分析并回答下列问题：(1)西洋参在进行光反应时，水中的氢在光下将NADP＋还原为NADPH是吸能(填“吸能”或“放能”)反应，NADPH在暗反应中的作用是还原剂和提供能量。(2)为筛选出适宜西洋参生长发育的人工光环境条件，生产人员设置了3种红蓝光配比(Q2：1、Q3：1、Q4：1)和2种光照强度(50umol·m－2·s－1、80umol·m－2·s－1)，探究LED灯光质比和光照强度对西洋参光合作用的影响，从而为实现西洋参在植物工厂的优质高产提供理论基础，步骤如下：①选取生理状况相同(长势相同)、无病害的西洋参苗若干，随机移栽于长方形塑料栽培槽内，每槽8株。②每组用不同红蓝光配比和光照强度的光进行照射，其他条件如培养液中无机盐浓度、温度和湿度相同且适宜。③采用便携式光合仪在第60d，测定不同光强下叶片的净光合速率(或CO2吸收速率)。④将相关数据输入软件，绘制曲线和表格。(3)上述实验结果如图1、图2所示：①据图1，假设呼吸作用强度不变，一昼夜给西洋参光照15小时，光照强度为80umol·m－2·s－1，则一昼夜产生有机物的总量最多为2.16×105umol·m－2(用CO2的量表示)。②据图2，不同LED光质比和不同光照强度对西洋参叶片光合作用影响的特点是同一光照强度处理下，不同LED光质比对西洋参叶片光合作用影响不大。同一LED光质比处理下，光照强度为80umol·m－2·s－1处理下西洋参光合作用更强。【解析】(1)西洋参在进行光反应时，水中的氢在光下将NADP＋还原为NADPH是需要消耗能量的，因此是吸能反应，NADPH在暗反应中的作用是还原C3化合物，可以提供能量和作还原剂。(2)本实验是探究LED灯光质比和光照强度对西洋参光合作用的影响，自变量是LED灯光质比和光照强度，因变量是西洋参的光合作用强度。因此设计实验时选材要一致(无关变量)，所以选择生理状况相同(长势相同)、无病害的西洋参。第二步是对变量的处理，要注意无关变量要设置相同且适宜，本实验要注意是培养植物，所以培养液中无机盐浓度、温度和湿度这些都是很重要的无关变量，它们会影响光合作用强度，因此要设置为相同且适宜。第三步是测定因变量，因此测定