高考二轮复习生物课件大题分析与表达练1细胞代谢

1细胞代谢1234561.(2023·安徽合肥二模)蓝细菌是一类光能自养型细菌,其光合作用的原理与高等植物相似,但具有一种特殊的CO2浓缩机制,如图所示,其中羧化体具有蛋白质外壳,可避免CO2逃逸。请回答下列问题。蓝细菌CO2浓缩机制模式图123456(1)蓝细菌的光合片层膜上含

等光合色素及相关的酶,相当于高等植物叶绿体中

膜,可进行光反应过程。

(2)过程X中,C3接收

释放的能量,并且被

还原,再经过一系列反应转化成糖类和C5。

(3)水体中CO2浓度低,扩散速度慢,但蓝细菌能通过CO2浓缩机制高效进行光合作用,据图分析CO2浓缩的机制有

(至少答出两点)。

蓝细菌可以吸收CO2和

两种无机碳,在羧化体内可转变为CO2;光合片层膜可以通过主动运输的方式吸收CO2;羧化体的蛋白质外壳可避免CO2逃逸叶绿素和藻蓝素类囊体ATP和NADPHNADPH123456(4)蓝细菌大量繁殖会形成水华,影响淡水水质和水生动物的生存。科研人员在适宜CO2浓度条件下,探究温度和光照强度对蓝细菌光合作用强度的影响,结果如图所示。123456①图中C点时,蓝细菌30℃条件下产生的氧气量

(填“等于”“大于”或“小于”)20℃条件下产生的氧气量。

②水华现象一般发生在夏季,据图分析可能的原因是

。大于夏季温度高,光照强,蓝细菌光合作用强度大,导致蓝细菌生长繁殖速度快

123456解析

(1)蓝细菌能进行光合作用的原因是其光合片层膜上含有叶绿素和藻蓝素等光合色素及相关的酶,光合色素主要参与光反应过程,高等植物的光反应发生在叶绿体的类囊体膜(类囊体薄膜)上。(2)根据图示,过程X为C3的还原,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原,再经过一系列反应转化成糖类和C5。(3)根据图示,蓝细菌可以吸收CO2和

两种无机碳,在羧化体内可转变为CO2;光合片层膜上含有CO2转运蛋白,可以通过主动运输的方式吸收CO2;羧化体的蛋白质外壳可避免CO2逃逸。(4)氧气的产生量是在黑暗条件下测得的,图中20

℃与30

℃下氧气产生量为光照强度为0时两曲线与纵轴的交点,30

℃产生的氧气量大于20

℃产生的氧气量;水华现象产生是由于蓝细菌大量繁殖,夏季温度高,光照强,蓝细菌光合作用强度大,导致蓝细菌生长繁殖速度快。1234562.(2023·云南昆明二模)甘蔗是热带、亚热带地区的主要农作物,对磷元素的需求量大,而热带、亚热带地区的土壤大部分为酸性红壤,土壤脱硅富铝、富铁化严重,磷容易被土壤中的铁铝氧化物固定,导致土壤中有效磷缺乏。科研人员以KH2PO4为磷肥,对甘蔗的生长进行了相关实验研究,结果如表所示。123456甘蔗品种施磷量检测指标叶绿素含量/(mg·g-1)净光合速率/(μmol·m-2·s-1)株高/cmROC22无磷16.6510.025低磷18.9315.550高磷21.6018.0110YT236无磷16.895.513低磷16.3111.538高磷18.8913.065123456回答下列问题。(1)请为该实验拟定一个课题名称

,实验过程中应保证

(答出2点即可)等无关变量相同且适宜。(2)施用磷肥后可显著提高ROC22的光合作用速率,有利于甘蔗的生长,原因有:①据表分析,施用磷肥后,

,从而提高光反应速率;

②甘蔗利用磷元素合成的物质

可直接参与暗反应过程。(3)据表分析,在热带、亚热带地区建议种植的甘蔗品种为

,依据是

。探究不同施磷量对两个甘蔗品种生长的影响光照强度、温度叶绿素含量显著增加ATP、NADPHROC22与YT236相比,无磷和低磷条件下ROC22的净光合速率更大,株高更高123456解析

(1)科研人员以KH2PO4为磷肥,对甘蔗的生长进行了相关实验研究,表中显示该实验的自变量有甘蔗品种和施磷量,因变量有叶绿素含量、净光合速率和株高,以此分析,该实验是在探究不同施磷量对两个甘蔗品种生长的影响。该实验的无关变量要相同且适宜,例如培养甘蔗的环境条件(例如光照强度、光照波长、温度、土壤湿度、栽种的深度等)、甘蔗在实验前的生理状况(实验前的株高、健康程度等)要在实验过程中保证相同,以减少实验误差,增加实验的严谨性和说服力。123456(2)据表分析,没有施加磷肥时,ROC22的叶绿素含量是16.65

mg·g-1,净光合速率是10.0

μmol·m-2·s-1,株高是25

cm。施用磷肥后,ROC22的叶绿素含量、净光合速率和株高都有所增加,而且高磷组中的叶绿素含量、净光合速率和株高比低磷组的相应数据更大。所以在施用磷肥后,可能因为叶绿素含量显著增加,从而显著提高了ROC22的光反应速率。在光合作用过程中,光反应会为暗反应提供NADPH和ATP。甘蔗利用磷元素合成的物质ATP、NADPH可直接参与暗反应过程。(3)热带、亚热带地区的土壤中缺乏有效磷,据表分析,ROC22与YT236相比,无磷和低磷条件下,ROC22的净光合速率更大,株高更高,所以在热带、亚热带地区建议种植的甘蔗品种为ROC22。1234563.(2023·安徽江南十校联考)内共生起源学说认为叶绿体起源于原始真核细胞内共生的蓝细菌。叶绿体中含有丰富的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),该酶经适宜浓度Mg2+激活后能催化核酮糖-1,5-二磷酸与CO2结合。下面是其部分代谢示意图,请回答下列问题。123456(1)叶绿体吸收的光能转化为储存在

中的能量,供光合作用的暗反应阶段利用。

(2)核酮糖-1,5-二磷酸是图中的

。当其他条件适宜的情况下,光照由弱光转为适宜光照的瞬间,叶绿体中的核酮糖-1,5-二磷酸含量将

。一段时间后,其含量趋于稳定,这是因为

(仅从暗反应方面分析,不考虑其他代谢途径)。

C5的含量增加,CO2固定的速率加快,使C5的生成速率与消耗速率达到动态平衡ATP、NADPHC5增加123456(3)适当增施镁肥能够分别促进光反应和暗反应,提高光合作用速率,从而增加作物产量。结合本题信息分析,原因是

。

镁是叶绿素的重要组成元素,适当增施镁肥可提高叶绿素合成量,确保了光反应正常进行;适宜浓度Mg2+可以激活核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),促进暗反应正常进行(4)Rubisco由8个大亚基和8个小亚基组成。研究表明,小亚基是调节酶活性的蛋白质单位,由细胞核基因编码,该证据

(填“支持”或“不支持”)内共生起源学说。

不支持123456解析

(1)根据光反应过程可知,叶绿体中光合色素吸收的光能,有以下两方面用途:一是将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与NADP+结合,形成NADPH,二是在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样,光能就转化为储存在ATP中的化学能,所以叶绿体吸收的光能转化为储存在ATP、NADPH中的能量,供光合作用的暗反应阶段利用。123456(2)由题意“叶绿体中含有丰富的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),该酶经适宜浓度Mg2+激活后能催化核酮糖-1,5-二磷酸与CO2结合”可知,该酶催化核酮糖-1,5-二磷酸与CO2结合,结合图以及根据暗反应过程可知,核酮糖-1,5-二磷酸是图中的C5,当其他条件适宜的情况下,光照由弱光转为适宜光照的瞬间,光反应增强,光反应为暗反应提供的ATP、NADPH增多,使C5生成量增多,但C5消耗量不变,所以C5含量增多,即叶绿体中的核酮糖-1,5-二磷酸含量将增多。一段时间后,其含量趋于稳定,仅从暗反应方面分析,不考虑其他代谢途径,这是因为C5的含量增加,CO2固定的速率加快,使C5的生成速率与消耗速率达到动态平衡。123456(3)镁是叶绿素的重要组成元素,适当增施镁肥可提高叶绿素合成量,确保了光反应正常进行;由题意“该酶经适宜浓度Mg2+激活后能催化核酮糖-1,5-二磷酸与CO2结合”可知,适宜浓度Mg2+可以激活核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco),促进暗反应正常进行,因此适当增施镁肥能够分别促进光反应和暗反应,提高光合作用速率。(4)由题意可知,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)的小亚基由细胞核基因编码,内共生起源学说认为叶绿体起源于原始真核细胞内共生的蓝细菌,蓝细菌为原核生物,不含细胞核,所以该证据不支持内共生起源学说。1234564.(2023·山西大同模拟)以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质及其组合对植物光合作用的影响。图1表示用不同光质处理后的实验结果。图2表示叶片在持续红光照射条件下,再用不同单色光处理,“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。图1图2123456回答下列问题。(1)叶绿体中的光合色素可将吸收的光能转化为

中的化学能,并用于暗反应中

。

(2)由图1可知,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是

。气孔主要由保卫细胞构成,蓝光可使保卫细胞的光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞

,细胞吸水,气孔开放。

(3)由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被

光逆转。因此在生产实践中,除考虑不同光质及其组合的光照强度和光照时间外,还需考虑

。

ATP和NADPHC3的还原光合速率大,消耗的CO2多细胞液浓度升高(或细胞液渗透压增大或溶质浓度升高)蓝光照次序123456解析

(1)叶绿体中的光合色素可将吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,并用于暗反应中C3的还原。(2)分析图1,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,但气孔导度和光合速率较大,说明蓝光照射下光合速率较大,CO2消耗较多,导致胞间CO2浓度低。蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可使离子吸收增加,这些都会增大保卫细胞的细胞液浓度,从而使细胞渗透吸水,气孔开放。(3)分析图2,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,而在此基础上进一步施加蓝光可实现逆转。因此在生产实践中,除考虑不同光质及其组合的光照强度和光照时间外,还需考虑光照次序。1234565.(2023·山西怀仁模拟)莲藕是广泛用于观赏和食用的植物,研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体,其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%,图1表示在25℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率,图2中A、B分别表示某光照强度下该突变体与普通莲藕的气孔导度(单位时间内进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。请分析回答下列问题。图1图2123456(1)提取和分离莲藕叶片中叶绿体内的色素,使用的试剂分别是

。突变体与普通莲藕相比,经过纸层析法分离色素,在滤纸条上哪两种颜色的色素带将会变窄?

。突变体叶绿素含量显著下降,将直接影响光合作用的

阶段。

(2)莲藕切开后极易褐变,这是由细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的。将切好的莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度,原因是

。

(3)在2000μmol·m-2·s-1的光照强度下,普通莲藕的总光合速率为

μmol·m-2·s-1。

无水乙醇和层析液蓝绿色和黄绿色光反应高温下多酚氧化酶失去活性,抑制了褐变过程17123456(4)CO2被利用的场所是叶绿体基质,因为此处可以为CO2的固定提供

。据图2判断,突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多,请写出判断的依据:

。

突变体的气孔导度大,进入叶片的CO2多,而其胞间CO2浓度与普通莲藕的胞间CO2浓度相近,说明突变体的光合速率较高,能较快地消耗CO2C5和多种酶123456解析

(1)叶绿体内的光合色素易溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取。不同光合色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越大,随层析液在滤纸条上扩散得越快,反之越慢,所以可用层析液分离色素。突变体的叶绿素含量仅为普通莲藕的56%,所以突变体与普通莲藕相比,滤纸条上出现的蓝绿色(叶绿素a)和黄绿色(叶绿素b)的色素带将变窄。突变体中的叶绿素含量显著下降,将直接影响光合作用的光反应阶段。(2)由于高温下多酚氧化酶失去活性,抑制了褐变过程,所以将切好的莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度。123456(3)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由图可知,在2

000

μmol·m-2·s-1的光照强度下,普通莲藕的总光合速率为15+2=17(μmol·m-2·s-1)。(4)CO2被利用的场所是叶绿体基质,因为此处可以为CO2的固定提供C5和多种酶;据图2分析可知,突变体的气孔导度大,进入叶片的CO2多,而其胞间CO2浓度与普通莲藕相近,说明突变体的光合速率较高,能较快地消耗CO2,所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多。1234566.(2023·广东模拟)羊草根据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种生态型,二者在光合生理特性、耐盐碱性等方面都表现出稳定的不同,但灰绿型羊草的叶绿素a/叶绿素b与黄绿型羊草的相近。为阐释二者差异的分子机制,在夏季晴朗日子的不同时间对两种羊草的净光合速率进行测定,结果如下图所示。请回答下列问题。123456(1)灰绿型羊草叶片中的叶绿素含量比黄绿型羊草叶片中的

(填“高”“低”或“相等”)。叶绿素主要吸收可见光中的

用于光合作用。

(2)8~18时,两种羊草始终处于有机物的积累状态,判断依据是

。与10时相比,短时间内12时叶绿体中C3含量低,原因是_________________________________________________________________________________________________。

高红光和蓝紫光8~18时,两种羊草的净光合速率都大于0

气孔关闭,导致CO2供应不足,CO2的固定受阻,而C3的还原正常进行,导致叶绿体中C3含量下降123456(3)植物在逆境条件下可通过增加可溶性蛋白质的合成,直接参与适应逆境的过程,这对其适应不利的环境条件具有积极意义。表1和表2分别表示在盐碱胁迫条件下,两个生态型羊草的蛋白质含量。表1

NaCl胁迫条件下两个生态型羊草可溶性蛋白质含量(单位:mg/g)植物NaCl浓度/(mmol·L-1)025100200灰绿型羊草41.4±17.61266.246±28.125148.335±69.528116.035±13.924黄绿型羊草18.2±22.356121.411±26.64794.011±21.43535.525±29.106123456表2

Na2CO3胁迫条件下两个生态型羊草可溶性蛋白质含量(单位:mg/g)植物Na2CO3浓度/(mmol·L-1)012.550100灰绿型羊草41.4±17.612119.308±47.468104.215±54.066145.548±22.668黄绿型羊草18.2±22.356126.488±50.931187.907±129.46788.642±68.193据表分析,可得出的结论是__________________________________________________________________________________________________。

灰绿型羊草和