高三生物二輪復(fù)習(xí)大題突破練：細胞代謝類

細胞代謝類1.ATP廣泛存在于微生物細胞中，且在一定生理時期內(nèi)含量較為穩(wěn)定，因此利用ATP生物熒光檢測技術(shù)能快速檢測生活飲用水中的細菌數(shù)量，其原理如下圖所示。請回答下列相關(guān)問題：（1）熒光素被氧化的過程是（填“吸能”或“放能”）反應(yīng)；熒光檢測儀測得的熒光值越大，說明所取樣水中的細菌數(shù)量（填“越多”或“越少”）。（2）研究者發(fā)現(xiàn)，熒光素被氧化的過程中，Mg2＋能提高ATP與熒光素酶的結(jié)合能力，促進熒光的形成。為確定Mg2＋的最適濃度，研究者進行了相關(guān)實驗，請簡要寫出實驗思路：。（3）該技術(shù)（填“能”或“不能”）用于檢測生活飲用水中的病毒含量，原因是。2.研究發(fā)現(xiàn)，起源于熱帶、亞熱帶的玉米、甘蔗和高粱等植物中存在一種特殊的酶，這種酶被稱為“CO2泵”，可將葉肉細胞中低濃度的CO2與C3轉(zhuǎn)化成C4。生成的C4最終被轉(zhuǎn)運至維管束鞘細胞后，將CO2釋放出來參與光合作用?；卮鹣铝袉栴}：（1）玉米等植物中“CO2泵”的作用是（填“載體運輸”“調(diào)節(jié)”或“催化”）。（2）玉米等植物在維管束鞘細胞中釋放出來的CO2與結(jié)合生成的C3，接受釋放出來的能量并被還原，經(jīng)過一系列變化，生成糖類等有機物。（3）研究表明，在熱帶地區(qū)的中午，即便是存在“CO2泵”，玉米等植物釋放的O2量也會出現(xiàn)下降現(xiàn)象，可能的原因是。從適應(yīng)性的角度分析，玉米等植物存在“CO2泵”的意義是。3.將甲、乙兩組同一植物的盆栽苗分別置于高CO2濃度和自然空氣CO2濃度下，其他條件保持相同且適宜，培養(yǎng)9～10d后，再把甲、乙兩組都放在自然空氣CO2濃度條件下培養(yǎng)，測定兩組植物在不同光強下的光合速率，實驗結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：（1）高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的上，該物質(zhì)主要捕獲可見光中的。（2）光強為100μmol·m－2·s－1時，兩組都有氣體向外界釋放，甲、乙兩組釋放的氣體分別來自于（填細胞器名稱）。其中甲組的判斷理由是。（3）從實驗結(jié)果可知高CO2濃度處理一段時間后，植物再在正常條件下總光合速率將（填“變大”“不變”或“變小”），判斷依據(jù)是。4.在25℃、CO2濃度為0.10%等環(huán)境條件下，實驗測得某植物幼苗光合作用與光照強度的關(guān)系，結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：（1）據(jù)圖分析，B點時該植物葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所有。（2）在其他條件不變的情況下，環(huán)境溫度由25℃升高到30℃的過程中，D點逐漸左移，對這種變化的合理解釋是溫度升高，光合作用的降低，達到光飽和點所需光照強度（填“升高”或“下降”）。（3）在溫度等條件保持不變的情況下，CO2濃度若下降到0.03%，B點右移，對該現(xiàn)象最合理的解釋是。（4）若在植物培養(yǎng)液中加入抑制暗反應(yīng)的藥物后，發(fā)現(xiàn)在同樣的光照條件下釋放氧氣的速率會下降。分析主要原因是的積累，使光反應(yīng)速率減慢。5.小麥和玉米是我國主要的糧食作物，為探究缺水對其產(chǎn)生的影響，將小麥和玉米的葉從植株上切下后，立即分別放在一定高溫、光照和CO2充足的容器內(nèi)（保持生活狀態(tài)），并測定葉在水分虧缺的情況下，相對光合作用強度的變化，結(jié)果如圖所示。分析回答下列問題：（1）水分在植物光合作用過程中的作用有。（答兩點）（2）從圖示可知，缺水對的光合作用影響較大，導(dǎo)致其光合作用大幅下降的主要原因是。（3）研究發(fā)現(xiàn)玉米進行光合作用合成淀粉的部位是維管束鞘細胞，葉肉細胞不能合成淀粉的原因是缺少與暗反應(yīng)有關(guān)的三羧酸酶系。為證明該結(jié)論，某同學(xué)設(shè)計了甲乙兩組實驗，甲組加入了玉米葉肉細胞葉綠體基質(zhì)提取液、一定濃度的ATP、[H]溶液，乙組加入玉米葉肉細胞，兩組均通入一定量的CO2，在適宜條件下保溫一段時間后，再加入，觀察顏色的變化。預(yù)期實驗結(jié)果為。6.蓮藕是被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%。如圖表示在25℃時不同光照強度下該突變體蓮藕和普通蓮藕的凈光合速率。表格數(shù)據(jù)是某光照強度下測得的突變體蓮藕與普通蓮藕相關(guān)生理指標。品種氣孔導(dǎo)度胞間CO2濃度還原性糖/（mg·g－1鮮重）普通蓮藕0.102502.72突變體蓮藕0.182503.86（1）興趣小組甲用紙層析法進行色素的分離、鑒定。色素分離的原理是不同色素在中的溶解度不同，擴散速度不同。若出現(xiàn)色的色素帶，說明有葉綠素a和葉綠素b。（2）圖中光照強度低于a時，突變體蓮藕的凈光合速率低于普通蓮藕，推測引起這種差異的主要原因是。（3）為了得到表中的實驗結(jié)果，實驗的設(shè)計條件應(yīng)包含。①置于相同CO2濃度的環(huán)境②置于相同的溫度環(huán)境③置于不同的光照強度④置于相同的濕度環(huán)境⑤植株樣本足夠⑥選用生長狀態(tài)一致的植株（4）根據(jù)圖和表信息推測，與普通蓮藕相比，突變體蓮藕合成還原性糖多的原因可能有：（答2點）。（5）突變體葉綠素含量降低，科研人員推測主要減少的色素為葉綠素b，為證實該結(jié)論進行實驗，寫出簡要實驗思路。7.研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后（圖a），測定相關(guān)指標（圖b），探究遮陰比例對植物的影響。回答下列問題：（1）結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量，原因可能是。（2）比較圖b中B1與A組指標的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測B組的玉米植株可能會積累更多的，因而生長更快。（3）某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結(jié)果，作出該條件可能會提高作物產(chǎn)量的推測，由此設(shè)計了初步實驗方案進行探究：實驗材料：選擇前期一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實驗方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以為對照，并保證除外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實驗的思路是。8.海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一，由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導(dǎo)致其不能正常開花，在生產(chǎn)實踐中需要夜間補光，使火龍果提前開花，提早上市。某團隊研究了同一光照強度下，不同補光光源和補光時間對火龍果成花的影響，結(jié)果如圖。回答下列問題。（1）光合作用時，火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細線為基準，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第條。（2）本次實驗結(jié)果表明，三種補光光源中最佳的是，該光源的最佳補光時間是小時/天，判斷該光源是最佳補光光源的依據(jù)是。（3）現(xiàn)有可促進火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強度的白色光源，設(shè)計實驗方案探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強度（簡要寫出實驗思路）。答案：1.解析：（1）熒光素酶催化熒光素和O2反應(yīng)需要能量，故熒光素被氧化的過程是吸能反應(yīng)；由于ATP廣泛存在于微生物細胞中，且在一定生理時期內(nèi)含量較為穩(wěn)定，故熒光檢測儀測得的熒光值越大，ATP越多，即說明所取樣水中的細菌數(shù)量越多。（2）為確定Mg2＋的最適濃度，設(shè)計相關(guān)實驗的自變量應(yīng)為Mg2＋的濃度，因變量為熒光的強度，實驗思路為：將等量待測生活飲用水分別加入含有熒光素、熒光素酶、一系列Mg2＋濃度梯度的密封管內(nèi)，振蕩后用ATP熒光檢測儀檢測熒光值。（3）由于病毒不能合成ATP，其生命活動所需的能量來源于宿主細胞，故該技術(shù)不能用于檢測生活飲用水中的病毒含量。答案：（1）吸能越多（2）將等量待測生活飲用水分別加入含有熒光素、熒光素酶、一系列Mg2＋濃度梯度的密封管內(nèi)，振蕩后用ATP熒光檢測儀檢測熒光值（3）不能病毒自身不能合成ATP，其生命活動所需的能量來源于宿主細胞2.解析：（1）該“CO2泵”是一種特殊的酶，酶的作用是催化生化反應(yīng)的進行。（2）暗反應(yīng)中，CO2與C5結(jié)合生成C3，在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原產(chǎn)生有機物。（3）熱帶地區(qū)中午時，即便是存在“CO2泵”，植物釋放的O2的量也會出現(xiàn)下降，可能的原因是隨著溫度的上升，植物的呼吸作用強度增大或該“CO2泵”是一種酶，溫度升高導(dǎo)致酶的活性降低；“CO2泵”的存在有利于這些植物在低CO2濃度下繼續(xù)生長。答案：（1）催化（2）C5（或五碳化合物）、ATP、[H]（或NADPH）（3）隨著溫度的上升，與呼吸作用相關(guān)的酶活性增強，植物的呼吸作用強度增大（或溫度升高導(dǎo)致“CO2泵”活性降低）使玉米等植物在低CO2濃度條件下也能繼續(xù)生長3.解析：（1）高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的類囊體薄膜上，主要捕獲可見光中的紅光和藍紫光。（2）據(jù)圖分析可知，光照強度為100μmol·m－2·s－1時，甲組呼吸速率大于光合速率，有CO2的釋放，產(chǎn)生氣體的成分是CO2，所以來自于線粒體；乙組呼吸速率小于光合速率，產(chǎn)生氣體的成分是O2，所以來自于葉綠體。（3）圖示表明，甲、乙兩組植物的呼吸速率相等，但甲的凈光合速率一直低于乙，所以甲組總光合速率始終小于乙組。答案：（1）類囊體薄膜紅光和藍紫光（2）線粒體和葉綠體光強為100μmol·m－2·s－1時，甲組的呼吸速率大于光合速率，有CO2的釋放（3）變小圖中甲、乙兩組植物的呼吸速率相等，但甲的凈光合速率一直低于乙，所以高濃度處理的甲組總光合速率始終小于乙組4.解析：（1）在有光情況下，光合作用與呼吸作用同時進行，因此產(chǎn)生ATP的場所為葉綠體類囊體薄膜、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和細胞質(zhì)基質(zhì)。據(jù)圖分析可知，B點時該植物葉肉細胞中既能進行呼吸作用，也能進行光合作用，其B點時該植物葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體（葉綠體類囊體薄膜）、線粒體（線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜）、細胞質(zhì)基質(zhì)。（2）環(huán)境溫度由25℃升高到30℃的過程中，D點逐漸左移，說明光合作用強度降低，原因可能是溫度升高，光合作用的酶活性降低，所需要的光照強度減弱，因而達到光飽和點所需光照強度下降。（3）圖中的B點表示某植物幼苗光合作用強度與呼吸作用強度相等，CO2濃度若下降到0.03%，導(dǎo)致暗反應(yīng)階段減弱，故在光合作用強度達到與呼吸作用強度相等時所需要的光照強度相應(yīng)增強，因此B點向右移。（4）光反應(yīng)的產(chǎn)物是[H]和ATP，[H]和ATP用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，加入抑制暗反應(yīng)的藥物，會導(dǎo)致[H]和ATP的積累，進而抑制光反應(yīng)階段，使光反應(yīng)速率減慢。答案：（1）葉綠體（葉綠體類囊體薄膜）、線粒體（線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜）、細胞質(zhì)基質(zhì)（2）酶活性下降（3）CO2濃度下降，暗反應(yīng)階段減弱，故在光合作用強度達到與呼吸作用強度相等時所需要的光照強度相應(yīng)增強（4）[H]、ATP5.解析：（1）自由水在生物體內(nèi)的作用是：①細胞內(nèi)的良好溶劑；②參與生化反應(yīng)；③提供液體環(huán)境；④運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。則水在光合作用中的作用是：作為光反應(yīng)的原料，被分解為氧氣和[H]；參與光合作用原料和產(chǎn)物的運輸；作為光合作用反應(yīng)過程的介質(zhì)，為光合作用提供液體環(huán)境。（2）分析題圖可知，在水分虧缺為20%和40%時，小麥和玉米分別停止光合作用，說明缺水對小麥的光合作用影響較大；由植物所吸收的水分絕大部分用于蒸騰作用，可知水分虧缺對光合作用的影響不是原料水的不足，因為此時葉片的含水量可以滿足光合作用對水的需求，而缺水導(dǎo)致光合作用的另一原料CO2減少，CO2主要通過氣孔從外界獲取，而水分虧缺會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，所以水分虧缺主要是通過影響CO2進入葉內(nèi)而影響光合作用的。（3）根據(jù)題干信息“研究發(fā)現(xiàn)玉米進行光合作用合成淀粉的部位是維管束鞘細胞，葉肉細胞不能合成淀粉的原因是缺少與暗反應(yīng)有關(guān)的三羧酸酶系”，為證明該結(jié)論，可以推知這個驗證實驗的自變量為有無三羧酸酶系，其他無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜，所以甲組加入玉米葉肉細胞葉綠體基質(zhì)提取液、一定濃度的ATP、[H]溶液，則乙組應(yīng)該加入玉米葉肉細胞葉綠體基質(zhì)提取液、一定濃度的ATP、[H]溶液和三羧酸酶系；要檢測是否有淀粉生成，加入的試劑為碘液；根據(jù)題干信息可以預(yù)測實驗結(jié)果為：甲組無三羧酸酶系，不能合成淀粉，不變藍，乙組加入三羧酸酶系，能合成淀粉，變藍。答案：（1）光反應(yīng)的原料，參與光合作用原料和產(chǎn)物的運輸，光合作用反應(yīng)過程的介質(zhì)（2）小麥缺水氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致細胞固定CO2減少，光合作用強度降低（3）葉綠體基質(zhì)提取液、一定濃度的ATP、[H]溶液和三羧酸酶系碘液甲組不變藍，乙組變藍6.解析：（1）分離色素的原理是：四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液擴散得速度快，溶解度低的隨層析液擴散得速度慢。葉綠素a是藍綠色，葉綠素b是黃綠色，若出現(xiàn)藍綠色和黃綠色的色素帶，說明有葉綠素a和葉綠素b。（2）圖中光照強度低于a時，突變體蓮藕的凈光合速率低于普通蓮藕，推測引起這種差異的主要原因是突變體蓮藕的葉綠素含量較低，利用弱光的能力較差，光反應(yīng)形成的ATP和NADPH少，暗反應(yīng)速率低，導(dǎo)致光合速率低。（3）設(shè)計實驗時為了排除無關(guān)變量的影響，遵循單一變量原則，應(yīng)保持無關(guān)變量相同，所以應(yīng)置于相同CO2濃度、相同溫度、相同光照強度、相同濕度的環(huán)境，選用生長狀態(tài)一致的植株；為減少實驗的偶然性，遵循重復(fù)原則，植株樣本應(yīng)足夠，故選①②④⑤⑥。（4）根據(jù)圖表分析可知，光照強度大于a時，突變體蓮藕的凈光合速率高于普通蓮藕，說明充足的光能彌補了色素缺乏；另一方面突變體蓮藕氣孔導(dǎo)度大，但胞間CO2濃度與普通蓮藕相等，說明突變體蓮藕利用CO2的能力強，固定較多CO2，暗反應(yīng)效率多。所以與普通蓮藕相比，突變體蓮藕合成還原性糖多。（5）可以通過“綠葉中色素的提取和分離”實驗檢測葉綠素b是否減少。具體實驗思路如下：分別取普通蓮藕和突變體蓮藕的等量綠葉，對這兩組綠葉進行色素的提取和分離操作；對比兩組濾紙條上黃綠色色素帶的寬度。答案：（1）層析液藍綠色和黃綠（2）突變體蓮藕的葉綠素含量較低，在弱光下，光反應(yīng)形成的ATP和NADPH少，光合速率低（3）①②④⑤⑥（4）充足的光能彌補了色素缺乏；固定較多CO2，暗反應(yīng)效率高（5）分別取普通蓮藕和突變體蓮藕的等量綠葉，對這兩組綠葉進行色素的提取和分離操作；對比兩組濾紙條上黃綠色色素帶的寬度7.解析：（1）分析圖b可知，與A組相比，C組葉片葉綠素含量較高，原因可能是遮陰條件一方面減弱了葉綠素的降解，另一方面增加了葉綠素的合成。（2）由圖b可知，B組的凈光合速率大于A組和C組的，推測B組的玉米植株可能會積累更多的糖類等光合產(chǎn)物，因而生長更快。（3）結(jié)合題意可知