2025版高考生物二輪復(fù)習(xí)課件 限時(shí)練5 電子傳遞鏈及化學(xué)滲透假說、C4植物與光呼吸等特殊代謝類型

電子傳遞鏈及化學(xué)滲透假說、C4植物與光呼吸等特殊代謝類型限時(shí)練5

(時(shí)間：30分鐘

分值：50分)1.(2024·山東滕州一中模擬)如圖為光反應(yīng)示意圖，PSⅠ和PSⅡ分別是光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ，是葉綠素和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體，能吸收利用光能進(jìn)行電子的傳遞，PQ、Cytbf、PC是相關(guān)蛋白質(zhì)，其中PQ在傳遞電子的同時(shí)能將H＋運(yùn)輸?shù)筋惸殷w腔中。ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，在進(jìn)行H＋順濃度梯度運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)催化ATP的合成。據(jù)圖回答下列問題。(1)上圖說明生物膜具有__________________________________功能。與植物細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)相比，類囊體薄膜上的蛋白質(zhì)具有的獨(dú)特功能是_____________________________________?？刂莆镔|(zhì)進(jìn)出、能量轉(zhuǎn)化、催化傳遞電子，在光能轉(zhuǎn)換中發(fā)揮作用(2)O2是水光解的產(chǎn)物，其中需要的光能是通過________(填“PSⅠ”或“PSⅡ”)吸收利用的。在光系統(tǒng)Ⅰ中發(fā)生的物質(zhì)變化是________________________。NADPH和ATP中都有化學(xué)能，NADPH中的化學(xué)能來自________________(填光系統(tǒng)名稱)吸收和轉(zhuǎn)換的光能。PSⅡNADP＋＋H＋→NADPHPSⅠ和PSⅡ(3)類囊體薄膜上的ATP合成酶是一種可逆性復(fù)合酶，既能利用____________________________________(能量)合成ATP，又能水解ATP將質(zhì)子從基質(zhì)泵到膜間隙。線粒體和細(xì)菌中的ATP合成酶分布的場(chǎng)所分別是___________________________________________。H＋提供的電化學(xué)勢(shì)能(或質(zhì)子動(dòng)力勢(shì))線粒體內(nèi)膜、細(xì)胞膜(4)某種農(nóng)藥與PQ競(jìng)爭(zhēng)限制了電子傳遞的速率，若用該農(nóng)藥處理破壞內(nèi)外膜的葉綠體，會(huì)導(dǎo)致ATP的含量___________(填“顯著上升”“顯著下降”或“不變”)。顯著下降解析

(1)題圖說明生物膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出、能量轉(zhuǎn)化、催化功能；傳遞電子并且在光能轉(zhuǎn)換中發(fā)揮作用是類囊體薄膜上的蛋白質(zhì)具有的獨(dú)特功能。(2)由圖可知，O2是水光解的產(chǎn)物，需要的光能是通過PSⅡ吸收利用的。在光系統(tǒng)Ⅰ發(fā)生的物質(zhì)變化是NADP＋＋H＋→NADPH，NADPH和ATP中都有化學(xué)能，NADPH中的化學(xué)能來自PSⅠ和PSⅡ吸收和轉(zhuǎn)換的光能。(3)ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，利用類囊體薄膜兩側(cè)的H＋濃度差，類囊體薄膜上的ATP合成酶合成了ATP，所以ATP合成酶既能利用H＋提供的電化學(xué)勢(shì)能(質(zhì)子動(dòng)力勢(shì))合成ATP，又能水解ATP將質(zhì)子從基質(zhì)泵到膜間隙。線粒體和細(xì)菌中的ATP合成酶分布的場(chǎng)所分別是線粒體內(nèi)膜、細(xì)胞膜。(4)由圖知，ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，利用類囊體薄膜兩側(cè)的H＋濃度差，類囊體薄膜上的ATP合成酶合成了ATP，因此若某種農(nóng)藥與PQ競(jìng)爭(zhēng)限制了電子傳遞的速率，則用該農(nóng)藥處理破壞內(nèi)外膜的葉綠體，會(huì)導(dǎo)致ATP的含量顯著下降。2.(2024·河南青桐鳴聯(lián)考)根據(jù)光合作用碳同化的最初產(chǎn)物的不同，人們將植物分為C3植物和C4植物，它們?cè)诮馄式Y(jié)構(gòu)、能量代謝和適應(yīng)性上均存在差異。Rubisco是雙功能酶，在CO2/O2的值高時(shí)，能催化CO2與RuBP結(jié)合形成C3，在CO2/O2的值低時(shí)，能催化O2與RuBP結(jié)合釋放CO2，后者稱作光呼吸。圖1為夏季晴朗的白天，兩種植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。請(qǐng)回答下列問題。(1)在10：00～12：00期間，植物B的光合作用強(qiáng)度下降，原因是氣孔關(guān)閉，____________________，暗反應(yīng)速率減弱。此時(shí)，植物B光呼吸速率________。(2)植物A的光合作用存在C4途徑(過程如圖2)，與Rubisco相比，PEP羧化酶與CO2的親和力更強(qiáng)。CO2供應(yīng)量(吸收量)減少增強(qiáng)①該植物生成NADPH的細(xì)胞是________。②低CO2環(huán)境下，植物A富集CO2的機(jī)制是__________________________________________________________________________________________________。在干旱脅迫下，與植物B相比，植物A表現(xiàn)出較低的光呼吸速率，原因是__________________________________________________________________。(3)科學(xué)家將玉米PEP羧化酶基因?qū)胨?C3植物)細(xì)胞，水稻光合作用強(qiáng)度能否提高，并寫出判斷依據(jù)：____________________________________________________________________________________________________________________________________。葉肉細(xì)胞

在PEP羧化酶的作用下將低濃度CO2合成C4，并轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞，分解為CO2和丙酮酸(C4植物固定CO2能力強(qiáng)，)維管束鞘細(xì)胞中CO2/O2的值較高

能，PEP與CO2結(jié)合產(chǎn)生C4，C4可分解成丙酮酸和CO2，能抑制光呼吸(或不能，只產(chǎn)生C4，不確定能否產(chǎn)生CO2；水稻是C3植物，結(jié)構(gòu)與C4植物不同)解析

(1)Rubisco是雙功能酶，在CO2/O2的值高時(shí)，能催化CO2與RuBP結(jié)合形成C3，在CO2/O2的值低時(shí)，能催化O2與RuBP結(jié)合釋放CO2，后者稱作光呼吸。由圖可知，在10：00～12：00期間，植物B的光合作用強(qiáng)度下降(光合午休現(xiàn)象)，原因是光照過強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，導(dǎo)致進(jìn)入細(xì)胞間隙的CO2減少，暗反應(yīng)速率減弱，此時(shí)段CO2/O2的值降低，則植物B光呼吸速率增強(qiáng)。(2)①光反應(yīng)階段可生成NADPH，場(chǎng)所為葉綠體類囊體薄膜。由圖可知，葉肉細(xì)胞中有類囊體，維管束鞘細(xì)胞中沒有類囊體，則該植物生成NADPH的細(xì)胞是葉肉細(xì)胞。②植物A中PEP羧化酶與CO2的親和力更強(qiáng)，低CO2環(huán)境下，在PEP羧化酶的催化下，CO2與PEP結(jié)合形成C4，C4轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞，分解為CO2和丙酮酸。在干旱脅迫下，植物A表現(xiàn)出較低的光呼吸速率，這是因?yàn)橹参顰中C4途徑使得維管束鞘細(xì)胞中CO2濃度提高，促進(jìn)了CO2固定形成C3的過程，抑制了光呼吸。3.(2024·黑吉遼卷，21)在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3；當(dāng)CO2/O2比值低時(shí)，C5也能與O2反應(yīng)形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質(zhì)變化如圖1。光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放，且整體上是消耗能量的過程。回答下列問題。(1)反應(yīng)①是___________過程。CO2的固定(2)與光呼吸不同，以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場(chǎng)所是___________和______________。(3)我國科學(xué)家將改變光呼吸的相關(guān)基因轉(zhuǎn)入某種農(nóng)作物野生型植株(WT)，得到轉(zhuǎn)基因株系1和2，測(cè)定凈光合速率，結(jié)果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除了有外界環(huán)境外，還可來自________和__________(填生理過程)。7～10時(shí)株系1和2與WT凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)光呼吸呼吸作用

凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率(包含光呼吸)，7～10時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，株系1和2由于轉(zhuǎn)入了改變光呼吸的相關(guān)基因，導(dǎo)致光呼吸速率降低，又因光呼吸與暗反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合C5，所以會(huì)促進(jìn)暗反應(yīng)中CO2的固定，提高光合作用速率據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)________(填“能”或“不能”)計(jì)算出株系1的總光合速率，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________。圖2 圖3不能

總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率(包含光呼吸)，因橫坐標(biāo)CO2濃度的改變，光呼吸釋放CO2也在改變，無法算出總光合速率(4)結(jié)合上述結(jié)果分析，選擇轉(zhuǎn)基因株系1進(jìn)行種植，產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢(shì)，判斷的依據(jù)是____________________________________________________________。與株系2和WT相比，轉(zhuǎn)基因株系1的凈光合速率最大圖2 圖3解析

(1)在光合作用的暗反應(yīng)過程中，CO2在特定酶的作用下，與C5結(jié)合形成兩個(gè)C3，這個(gè)過程稱作CO2的固定，故反應(yīng)①是CO2的固定過程。(2)有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，故以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。(3)由圖1可知，在線粒體中進(jìn)行光呼吸的過程中，也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的來源除了有外界環(huán)境外，還可來自光呼吸和呼吸作用。凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率(包含光呼吸)，7～10時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，株系1和2由于轉(zhuǎn)入了改變光呼吸的相關(guān)基因，導(dǎo)致光呼吸速率降低，又因光呼吸與暗反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合C5，所以會(huì)促進(jìn)暗反應(yīng)中CO2的固定，提高光合作用速率，因此與WT相比，株系1和2的凈光合速率較高?？偣夂纤俾剩絻艄夂纤俾剩粑俾?包含光呼吸)，因橫坐標(biāo)CO2濃度的改變，光呼吸釋放CO2也在改變，無法算出總光合速率。(4)由圖2、圖3可知，與株系2和WT相比，轉(zhuǎn)基因株系1的凈光合速率最大，因此選擇轉(zhuǎn)基因株系1進(jìn)行種植，產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢(shì)。4.(2023·遼寧高考適應(yīng)性測(cè)試)圖1為葉綠體中卡爾文循環(huán)的三個(gè)階段和碳輸出的過程，圖2為卡爾文循環(huán)中某些酶活性轉(zhuǎn)換的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖1中②過程需要的能量由_________________提供，③過程需要的酶位于___________。ATP和NADPH葉綠體基質(zhì)(2)精細(xì)的調(diào)控機(jī)制保障了卡爾文循環(huán)中能量的有效利用：①當(dāng)葉綠體中RuBP含量低時(shí)，可通過_______________________的方式增加其含量。②丙糖磷酸通過葉綠體膜上的Pi運(yùn)轉(zhuǎn)器運(yùn)入細(xì)胞質(zhì)的同時(shí)將等量的Pi運(yùn)入葉綠體。丙糖磷酸合成蔗糖時(shí)會(huì)釋放Pi，如果蔗糖的輸出受阻，則其合成速率會(huì)________(填“升高”或“降低”)，造成丙糖磷酸在葉綠體中積累，從而影響卡爾文循環(huán)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。抑制丙糖磷酸輸出循環(huán)降低③卡爾文循環(huán)中酶的數(shù)量和活性都會(huì)受到調(diào)控，其酶數(shù)量可以通過