2025年高考二輪復(fù)習(xí)生物大題分析與表達練1細胞代謝2

1.細胞代謝(分值:84分)學(xué)生用書P245

1.(2024·山東模擬)(14分)海水稻(耐鹽堿水稻)是一種介于野生稻和栽培稻之間的普遍生長在海邊灘涂地區(qū)的水稻,具有抗?jié)?、抗鹽堿等能力,比普通水稻具有更強的生存競爭力。圖1是海水稻相關(guān)的生理過程示意圖。圖1圖2(1)據(jù)圖分析,H+進入液泡的方式為。Na+借助NHX從細胞質(zhì)基質(zhì)進入液泡,所需要的能量來自。海水稻通過調(diào)節(jié)相關(guān)物質(zhì)的運輸,使根部成熟區(qū)細胞的細胞液濃度比普通水稻的(填“高”或“低”),提高了根細胞的能力,從而提高了海水稻的耐鹽堿性。

(2)某研究小組在高鹽脅迫條件下(NaCl濃度為200mmol/L)進行了海水稻的相關(guān)實驗,并根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)繪制如圖2所示曲線。①如圖2所示,實驗前15d時,海水稻胞間CO2相對濃度逐漸下降,原因可能是。

②據(jù)圖2分析,第15d之后胞間CO2相對濃度逐漸上升,原因可能是。

(3)結(jié)合所學(xué)知識和生活實際,寫出海水稻具有的兩點價值:。

答案(1)主動運輸H+順濃度梯度從液泡運輸?shù)郊毎|(zhì)基質(zhì)形成的電化學(xué)勢能高吸水(2)高鹽脅迫條件下,海水稻根細胞失水較多,為降低蒸騰失水,氣孔導(dǎo)度降低第15d后海水稻光合色素相對含量明顯降低,光反應(yīng)速率降低,導(dǎo)致暗反應(yīng)所需的ATP和NADPH供應(yīng)減少,CO2固定速率減慢,胞間CO2消耗較少(3)增加糧食產(chǎn)量和保障糧食安全,改良土壤和改善生態(tài)環(huán)境,可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益解析(1)據(jù)圖1分析可知,H+進入液泡需要載體蛋白協(xié)助并消耗能量,運輸方式為主動運輸。Na+借助NHX從細胞質(zhì)基質(zhì)進入液泡,方式為主動運輸,所需要的能量來自H+順濃度梯度從液泡運輸?shù)郊毎|(zhì)基質(zhì)形成的電化學(xué)勢能。相比普通水稻,海水稻通過調(diào)節(jié)相關(guān)物質(zhì)的運輸,使根部成熟區(qū)細胞的細胞液濃度升高,提高了根細胞的吸水能力,從而提高了海水稻的耐鹽堿性。(2)①高鹽脅迫條件下,海水稻根細胞失水較多,為降低蒸騰失水,氣孔導(dǎo)度降低,使得胞間CO2濃度逐漸下降。②第15d后海水稻光合色素相對含量明顯降低,光反應(yīng)速率降低,導(dǎo)致暗反應(yīng)所需的ATP和NADPH供應(yīng)減少,CO2固定速率減慢,胞間CO2消耗較少,導(dǎo)致胞間CO2濃度逐漸上升。(3)海水稻具有的價值:增加糧食產(chǎn)量和保障糧食安全,改良土壤和改善生態(tài)環(huán)境,可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益等。2.(2024·重慶二模)(14分)植物含有葉綠體的細胞在光照下不僅能進行CO2同化,而且存在依賴光的消耗O2釋放CO2的耗能反應(yīng),稱為光呼吸。其大致過程如圖所示。(1)由圖可知,光呼吸過程中消耗O2的細胞器是,判斷依據(jù)是。產(chǎn)生CO2的細胞器是。

(2)引起光呼吸作用的基礎(chǔ)是光合作用中固定CO2的酶Rubisco具有雙重功能,既能催化CO2固定又能催化O2與C5結(jié)合,形成C3和C2,導(dǎo)致光合效率下降。CO2和O2競爭性結(jié)合Rubisco的同一活性位點。據(jù)此推測,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過(至少填一種措施)增加作物產(chǎn)量。

(3)當(dāng)CO2和O2分壓比降低時,暗反應(yīng)減慢,積累導(dǎo)致H2O光解產(chǎn)生的電子與O2結(jié)合產(chǎn)生自由基對膜結(jié)構(gòu)造成傷害。光呼吸途徑的存在可減輕這種傷害,其機理是。

(4)嘗試從能量和反應(yīng)條件(光)兩方面說明光呼吸和細胞呼吸的不同點:。

答案(1)葉綠體光呼吸過程中O2需要與葉綠體中的RuBP結(jié)合線粒體(2)適當(dāng)提高CO2濃度(3)NADPH光呼吸產(chǎn)生的C3和CO2可加快暗反應(yīng)的進行,促進水光解產(chǎn)生的電子與NADP+結(jié)合,減少與O2結(jié)合(產(chǎn)生自由基),從而避免其對葉綠體結(jié)構(gòu)造成傷害(4)光呼吸不產(chǎn)生ATP,需要光;細胞呼吸產(chǎn)生ATP,有光無光均能進行解析(1)植物含有葉綠體的細胞在光照下不僅能進行CO2同化,而且存在依賴光的消耗O2釋放CO2的耗能反應(yīng),稱為光呼吸。根據(jù)圖示信息可知,光呼吸過程中O2需要與葉綠體中的RuBP結(jié)合并在酶的作用下生成乙醇酸,所以消耗O2的場所在葉綠體。產(chǎn)生CO2的細胞器是線粒體。(2)根據(jù)題意可知,Rubisco具有雙重功能,既能催化CO2固定又能催化O2與C5結(jié)合,形成C3和C2,導(dǎo)致光合效率下降。CO2和O2競爭性結(jié)合Rubisco的同一活性位點,因此可通過適當(dāng)提高CO2濃度,促進CO2和Rubisco的活性位點結(jié)合,進而提高光合作用,增加作物產(chǎn)量。(3)當(dāng)CO2和O2分壓比降低時,暗反應(yīng)減慢,NADPH的消耗速率減慢,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH會積累,導(dǎo)致H2O光解產(chǎn)生的電子與O2結(jié)合產(chǎn)生自由基對膜結(jié)構(gòu)造成傷害。光呼吸產(chǎn)生的C3和CO2可加快暗反應(yīng)的進行,促進水光解產(chǎn)生的電子與NADP+結(jié)合,減少與O2結(jié)合(產(chǎn)生自由基),從而避免其對葉綠體結(jié)構(gòu)造成傷害。(4)從能量的角度來看,光呼吸不產(chǎn)生ATP,細胞呼吸產(chǎn)生ATP;從反應(yīng)條件(光)的角度來看,光呼吸需要光才能進行,細胞呼吸有光無光均能進行。3.(2024·山東聊城三模)(14分)為探究光照強度對蓮葉桐幼苗生理特性的影響,研究人員選取生長狀態(tài)良好且長勢一致的蓮葉桐幼苗,用一、二、三層遮陰網(wǎng)分別對蓮葉桐幼苗進行遮陰處理(記為T1、T2、T3,網(wǎng)層數(shù)越多,遮陰效果越好),對照組不遮陰處理,其他條件一致。一段時間后,測定相關(guān)數(shù)據(jù)見下表(表中葉綠素SPAD值越大,表示葉綠素含量越高)?；卮鹣铝袉栴}。測量指標(biāo)組別對照組T1T2T3單株總干重/g7.029.017.756.15葉綠素(SPAD)41.5246.4943.8435.03葉片可溶性糖/(mg·g1)25.0920.4115.4111.14(1)經(jīng)過遮陰處理后,T1、T2組葉綠素SPAD的值反而高于對照組,其生理意義是。T1、T2的葉片可溶性糖含量比對照組低,但T1、T2單株總干重比對照組高,其原因是。

(2)在采用紙層析法定性比較T3組與對照組的葉綠素含量變化時,為了形成整齊的色素帶,對干燥的定性濾紙條的處理方法是。待觀測比較的條帶位于濾紙條(自上而下)的第條,觀測的指標(biāo)是。

(3)一氧化氮(NO)是一種氣體信號分子,對植物的生命活動具有重要的調(diào)控作用。某研究小組為探究NO對植物光合作用強度的影響,進行了如下實驗:設(shè)置兩組實驗,甲組噴施適量蒸餾水于葉片背面,乙組噴施等量一定濃度的SNP(硝普鈉,作為NO的供體)溶液于葉片背面,一段時間后,測定葉片中的NO含量、葉綠素含量、類胡蘿卜素含量和氣孔導(dǎo)度,結(jié)果如圖所示。相較于甲組,推測乙組葉片的光合作用強度較弱,其依據(jù)是。進一步研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的SNP會提高植物應(yīng)對干旱脅迫的能力,推測其原因是。

答案(1)在遮陰的條件下,光照強度由強到弱,植物通過增加葉綠素的含量可增強對光能的吸收和利用,從而保障一定的光合作用效率在適當(dāng)遮陰條件下,葉片合成的有機物運輸?shù)礁蚯o儲存的速率增加,有利于葉肉細胞光合作用的進行,加上葉綠素含量的增加,植物的凈光合作用速率增大(2)在干燥的定性濾紙條一端剪去兩角,并在這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細的橫線三、四色素帶的寬度(3)乙組葉片中光合色素含量低,抑制光反應(yīng)階段,氣孔導(dǎo)度低,CO2吸收少,抑制暗反應(yīng)階段適宜濃度的SNP會通過降低氣孔導(dǎo)度而降低蒸騰作用,另外,適宜濃度的SNP還可能通過提高植物的滲透壓,增強植物應(yīng)對干旱脅迫的能力解析(1)在遮陰的條件下,光照強度由強到弱,植物通過增加葉綠素的含量可增強對光能的吸收和利用,從而保障一定的光合作用效率,所以經(jīng)過遮陰處理后,T1、T2組葉綠素SPAD的值反而高于對照組。在適當(dāng)遮陰條件下,葉片合成的有機物運輸?shù)礁蚯o儲存的速率增加,有利于葉肉細胞光合作用的進行,加上葉綠素含量的增加,植物的凈光合作用速率增大,所以T1、T2的葉片可溶性糖含量比對照組低,但T1、T2單株總干重比對照組高。(2)在干燥的定性濾紙條一端剪去兩角,并在這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細的橫線,可形成整齊的色素帶。濾紙條(自上而下)的第三、四條分別代表葉綠素a和葉綠素b,所以要觀察濾紙條(自上而下)的第三、四條條帶,色素帶的寬度代表了色素的含量,所以通過觀察色素帶的寬度可判斷色素含量的多少。(3)根據(jù)圖示結(jié)果可知,與甲組相比,乙組葉片中光合色素含量低,抑制光反應(yīng)階段,氣孔導(dǎo)度低,可以減少水分的蒸發(fā),響應(yīng)干旱脅迫,但是會抑制CO2的吸收,影響暗反應(yīng)過程,從而直接影響光合速率。進一步研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度的SNP會提高植物應(yīng)對干旱脅迫的能力,推測其原因是適宜濃度的SNP會通過降低氣孔導(dǎo)度而降低蒸騰作用,另外,適宜濃度的SNP還可能有效提高植物的滲透壓,增強植物應(yīng)對干旱脅迫的能力。4.(2024·山東棗莊二模)(12分)小麥、水稻等大多數(shù)植物,在暗反應(yīng)階段,CO2被C5固定以后形成C3,進而被還原成(CH2O),這類植物稱為C3植物。而玉米、甘蔗等原產(chǎn)在熱帶的植物,CO2中的碳首先轉(zhuǎn)移到草酰乙酸(C4)中,然后轉(zhuǎn)移到C3中,這類植物稱為C4植物,其固定CO2的途徑如圖1所示。蘆薈、仙人掌等植物白天氣孔關(guān)閉,夜間氣孔開放,這類植物在進化中形成了特殊的固碳途徑,如圖2所示,這類植物稱為CAM植物。(注:PEP羧化酶比RuBP羧化酶對CO2的親和力更強)圖1圖2(1)C4植物的光反應(yīng)發(fā)生在細胞中。在夏季炎熱干旱的中午,C4植物比C3植物的優(yōu)越性表現(xiàn)為。

(2)CAM植物參與卡爾文循環(huán)的CO2直接來源于過程,夜晚其葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的場所是。

(3)蝴蝶蘭因花色艷麗、花姿優(yōu)美、開花期長,一直以來深受愛花者的青睞。有人想在室內(nèi)大量培養(yǎng)蝴蝶蘭,又擔(dān)心植物多,在夜晚會釋放大量的CO2不利于健康。請你根據(jù)圖1、圖2的固碳途徑,利用CO2傳感器,設(shè)計實驗探究蝴蝶蘭是否屬于CAM植物。實驗思路:。

實驗結(jié)果和結(jié)論:。

答案(1)葉肉夏季炎熱干旱的中午,植物氣孔大量關(guān)閉,使得空氣中的CO2不易進入細胞,細胞內(nèi)CO2濃度較低,而C4植物的PEP羧化酶比RuBP羧化酶對CO2的親和力更強,可以利用低濃度的CO2進行光合作用(2)蘋果酸分解和細胞呼吸(有氧呼吸)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(3)在密閉裝置內(nèi)種植蝴蝶蘭,利用CO2傳感器測定其白天和夜晚CO2含量變化的差異若密閉容器內(nèi)白天CO2含量不變,晚上CO2含量下降,則為CAM植物;若白天CO2含量下降,晚上CO2含量增多,則不是CAM植物解析(1)結(jié)合圖1可知,葉肉細胞的葉綠體中有類囊體沒有RuBP羧化酶,因此可以進行光反應(yīng),不能進行暗反應(yīng);C4植物的PEP羧化酶活性較強,對CO2的親和力很大,這種酶就起一個“二氧化碳泵”的作用,把外界CO2“壓”進維管束鞘薄壁細胞中去,增加維管束鞘薄壁細胞內(nèi)的CO2濃度。所以,在炎熱干旱環(huán)境中,葉片關(guān)閉氣孔以減少水分的喪失,導(dǎo)致葉片中CO2濃度大大下降,因此在這樣的環(huán)境中,C4植物在較低CO2濃度時光合速率高于C3植物。(2)結(jié)合圖2可知,CAM植物參與卡爾文循環(huán)的CO2直接來源于呼吸過程(有氧呼吸)釋放和蘋果酸分解;夜晚其葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的過程是細胞呼吸,場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(3)CAM植物白天氣孔關(guān)閉,夜間氣孔開放,因此要設(shè)計實驗探究蝴蝶蘭是否屬于CAM植物,可從密閉容器內(nèi)白天和晚上CO2的濃度變化可知,將蝴蝶蘭培養(yǎng)在透明的密閉容器內(nèi),置于自然環(huán)境中,若白天CO2含量不變,晚上CO2含量下降,則為CAM植物;若白天CO2含量下降,晚上CO2含量增多,則不是CAM植物。5.(2024·河南模擬)(16分)光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ是植物光合作用的捕光復(fù)合物、放氧復(fù)合物和電子傳遞復(fù)合物等。藻藍蛋白是海洋藻類中吸收光能的一類蛋白質(zhì),能吸收550~650nm內(nèi)不同波長的光,影響光合作用的效率。為研究藻藍蛋白的功能,研究人員以缺失細胞壁的萊茵衣藻突變體(cc849)、基于cc849制備的高表達藻藍蛋白FACHB314的轉(zhuǎn)基因萊茵衣藻藻株(CrPC)和高表達藻藍蛋白FACHB314及FACHB314合成酶的萊茵衣藻藻株(CrPCHP)為材料,研究相關(guān)光合參數(shù),結(jié)果如圖1和圖2所示?；卮鹣铝袉栴}。圖1圖2(1)萊茵衣藻屬于單細胞真核生物。光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ分布在葉綠體的上,捕光復(fù)合物中的葉綠素主要吸收可見光中的。不能用低滲溶液培養(yǎng)cc849藻株,原因是。

(2)結(jié)合實驗結(jié)果分析,藻藍蛋白FACHB314吸收的光(填“能”或“不能”)輸入光合作用系統(tǒng),判斷依據(jù)是。

(3)檢測以上三種萊茵衣藻的生長曲線和干重(有機干物質(zhì)量),結(jié)果如圖3和圖4所示。圖3圖4在培養(yǎng)過程中,檢測培養(yǎng)液中萊茵衣藻的細胞數(shù)量時,可采用的方法是。重組藻藍蛋白FACHB314的表達對萊茵衣藻生長和有機物的積累具有作用,基于上述研究,原因是。

答案(1)類囊體薄膜紅光和藍紫光cc849藻株的細胞壁缺失,在低滲溶液中會吸水漲破(2)能CrPC和CrPCHP藻株均高表達藻藍蛋白FACHB314,兩者的光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ的電子傳遞速率均高于cc849藻株(3)抽樣檢測法(或顯微鏡直接計數(shù)法)促進藻藍蛋白FACHB314能提高光系統(tǒng)的電子傳遞速率,提高光合速率,增加有機物的積累量解析(1)萊茵衣藻屬于單細胞真核生物。光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ參與光反應(yīng),存在于萊茵衣藻葉綠體的類囊體薄膜上。葉綠素主要吸收可見光中的紅光和藍紫光。cc849藻株的細胞壁缺失,在低滲溶液中容易吸水漲破,因而不能用低滲溶液培養(yǎng)cc849藻株。(2)根據(jù)實驗結(jié)果,CrPC和CrPCHP藻株均高表達藻藍蛋白FACHB314,二者的光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ的電子傳遞速率均高于cc849藻株,說明藻藍蛋白FACHB314吸收的光能輸入光合作用系統(tǒng),從而能提高光合速率。(3)在培養(yǎng)過程中,檢測培養(yǎng)液中萊茵衣藻的細胞數(shù)量時,可采用抽樣檢測法。根據(jù)實驗結(jié)果,CrPC和CrPCHP藻株均高表達藻藍蛋白FACHB314,其細胞密度和干重均大于cc849藻株,說明重組藻藍蛋白的表達對萊茵衣藻生長和有機物的積累具有促進作用,原因是藻藍蛋白吸收光能,提高了光系統(tǒng)的電子傳遞速率,提高了光合速率。6.(2024·廣東韶關(guān)二模)(14分)研究人員發(fā)現(xiàn)大豆細胞中GmPLP1(一種光受體蛋白)的表達量在強光下顯著下降。據(jù)此,他們作出GmPLP1參與強光脅迫響應(yīng)的假設(shè)。為驗證該假設(shè),他們選用WT(野生型)、GmPLP1ox(GmPLP1過表達)和GmPLP1i(GmPLP1低表達)轉(zhuǎn)基因大豆幼苗為材料進行相關(guān)實驗,結(jié)果如圖1所示。請回答下列問題。圖1(1)強光脅迫時,過剩的光能會對光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白復(fù)合體(PSⅡ)造成損傷,并產(chǎn)生活性氧(影響PSⅡ的修復(fù)),進而影響和ATP的供應(yīng),導(dǎo)致暗反應(yīng)中(填生理過程)減弱,生成的有機物減少,致使植物減產(chǎn)。

(2)圖1中,光照強度大于1500μmol/(m2·s)時,隨著光照強度的增加,三組實驗大豆幼苗的凈光合速率均增加緩慢,分析其原因可能是(試從暗反應(yīng)角度答出2點)。該實驗結(jié)果表明GmPLP1參與強光脅迫響應(yīng),判斷依據(jù)是。

(3)研究小組在進一步的研究中發(fā)現(xiàn),強光會誘導(dǎo)蛋白質(zhì)GmVTC2b的表達。為探究GmVTC2b是否參與大豆對強光脅迫的響應(yīng),他們測量了弱光和強光下WT(野生型)和GmVTC2box(GmVTC2b過表達)轉(zhuǎn)基因大豆幼苗中抗壞血酸(可清除活性氧)的含量,結(jié)果如圖2所示。圖2依據(jù)結(jié)果可推出在強光脅迫下GmVTC2b增強了大豆幼苗對強光脅迫的耐受性(生物對強光脅迫的忍耐程度),其原理是。

(4)經(jīng)進一步的研究,研究人員發(fā)現(xiàn)GmPLP1通過抑制GmVTC2b的功能,減弱大豆幼苗對強光脅迫的耐受性。若在第(3)小題實驗的基礎(chǔ)上增設(shè)一個實驗組進行驗證,該實驗組的選材為的轉(zhuǎn)基因大豆幼苗(提示:可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到相應(yīng)基因過表達和低表達的植物)。根據(jù)以上信息,試提出一個可提高大豆對強光脅迫的耐受性,從而達到增產(chǎn)目的的思路:(答出1點即可)。

答案(1)NADPHC3的還原(2)受胞間CO2濃度的限制;受光合作用有關(guān)酶的數(shù)量(活性)的限制;受溫度的影響一定范圍內(nèi),光照較強時,與WT相比