2020版高考生物二輪復(fù)習(xí) 細(xì)胞代謝類專項(xiàng)突破（含解析）

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1、細(xì)胞代謝類專項(xiàng)突破 1．(原創(chuàng))如圖表示夏季晴朗的一天，某種綠色植物在24 h內(nèi)O2吸收和釋放速率的變化示意圖(單位：mg/h)，A、C兩點(diǎn)對應(yīng)時刻分別為6時和19時。請回答下列問題： (1)C點(diǎn)時，消耗氧氣的場所是__________________，寫出該反應(yīng)式：__________________________________。 (2)圖中限制B點(diǎn)的主要內(nèi)部因素是_________________________。 (3)圖中24小時內(nèi)有機(jī)物積累在________點(diǎn)達(dá)到最大值，該植物1 h內(nèi)最多能合成葡萄糖________mg。 (4)大棚種植時，若不改變光合速率要增大一

2、天內(nèi)綠色植物的有機(jī)物積累量，請寫出兩種方法：________________________________________。 答案　(1)線粒體內(nèi)膜　24[H]＋6O212H2O＋能量(系數(shù)不作要求，條件、反應(yīng)物、產(chǎn)物、能量完整即可) (2)光合色素和與光合作用有關(guān)的酶 (3)C　52.5 (4)延長光照時間；夜間適當(dāng)降低溫度 解析　(1)有氧呼吸消耗氧氣在第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，反應(yīng)式為24[H]＋6O212H2O＋能量。 (2)B點(diǎn)達(dá)到光合作用的最大速率，所以限制B點(diǎn)的主要內(nèi)部因素是光合色素和與光合作用有關(guān)的酶。 (3)光合作用大于細(xì)胞呼吸的時段是6～19時，該時段內(nèi)不

3、斷進(jìn)行有機(jī)物的積累，即C點(diǎn)時有機(jī)物積累量達(dá)到最大值；植物1 h內(nèi)生成氧氣的量＝呼吸消耗氧氣的量＋凈光合釋放氧氣的量，B點(diǎn)時達(dá)到最大光合速率，此時呼吸耗氧12 mg/h，凈光合釋放氧氣為44 mg/h，根據(jù)合成1 mol葡萄糖可生成6 mol氧氣，可知1 h內(nèi)最多能合成葡萄糖(12＋44)×180/(32×6)＝52.5(mg)。 (4)大棚種植時，若在不改變光合速率的情況下增大植物一天內(nèi)有機(jī)物的積累量，可以通過延長光照時間，增加光合作用的時間，也可以通過夜間適當(dāng)降低溫度，減少呼吸消耗來實(shí)現(xiàn)。 2．(2019·天津市河西區(qū)高三二模)研究人員對兩年生香榧苗進(jìn)行不同程度的遮陰處理，一段時間后測定

4、其葉片的各項(xiàng)生理特征，結(jié)果如下表。 請分析回答下列問題： (1)據(jù)表推知，遮陰會導(dǎo)致香榧苗對________離子的需求量增加，在提取香榧苗色素以及用紙層析法對色素種類和含量進(jìn)行測定時，需添加的化學(xué)物質(zhì)和有機(jī)化學(xué)試劑分別是______________________________。理論上，每組濾紙條上從點(diǎn)樣處開始的第________條色素帶都是最寬的。 (2)在一定的范圍內(nèi)，香榧苗隨著遮陰程度的增加，光合速率有所提高，其原因可能是色素含量上升，利于對可見光中的____________的吸收，促進(jìn)了水在光下分解產(chǎn)生____________。但遮陰度達(dá)90%時，光合速率卻有所下降，原

5、因可能是______________________________。 答案　(1)鎂　二氧化硅、碳酸鈣和無水乙醇、層析液　二 (2)紅光和藍(lán)紫光　[H]和O2　光合作用受到了光照強(qiáng)度的限制 解析　(1)據(jù)表可知，遮陰會導(dǎo)致葉綠素含量升高，葉綠素的合成需要鎂元素，因此，遮陰會導(dǎo)致香榧苗對鎂離子的需求量增加。在提取香榧苗色素時，需要添加的化學(xué)物質(zhì)是碳酸鈣(防止研磨時色素被破壞)、二氧化硅(使研磨充分)和無水乙醇(溶解色素)。用紙層析法對色素進(jìn)行分離和測定時，需要添加層析液。理論上，每組濾紙條上從點(diǎn)樣處開始的第二條色素帶都是最寬的，此色素帶為葉綠素a，含量最高。 (2)從表格中數(shù)據(jù)分析可知

6、，在一定的范圍內(nèi)，香榧苗隨著遮陰程度的增加光合速率有所提高，其原因可能是色素含量上升，利于對可見光中的紅光和藍(lán)紫光的吸收，促進(jìn)了水在光下分解產(chǎn)生氧氣和[H]。與遮陰度50%相比，遮陰度90%時，葉片中的色素含量略高，但光合速率卻下降，說明光合作用受到了光照強(qiáng)度的限制。 3．(2019·山東日照高三校際聯(lián)考)某小組利用草莓對影響光合作用的因素及果實(shí)發(fā)育期光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖1表示在最適溫度及其他條件保持不變的條件下，草莓葉片CO2釋放量隨光照強(qiáng)度變化的曲線；圖2表示在適宜條件下，向密閉溫室中充入一定量14CO2后，草莓葉片、莖、果實(shí)的放射性含量隨時間變化的曲線。請回答下列問題：

7、 (1)圖1中，B點(diǎn)時葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2的擴(kuò)散路徑是______________________。C點(diǎn)驟變?yōu)镈點(diǎn)時，短時間內(nèi)三碳化合物的含量將________。E點(diǎn)后曲線保持水平不變，此時限制草莓光合作用速率的主要環(huán)境因素是__________。 (2)由圖2可知，t1～t2時間段，葉片中有機(jī)物的含量下降，最可能的原因是____________________________________。 答案　(1)從葉綠體擴(kuò)散到線粒體　下降　CO2濃度 (2)葉片中有機(jī)物的積累量小于有機(jī)物的輸出量 解析　(1)圖1中，B點(diǎn)時葉片的光合速率＝呼吸速率，故葉肉細(xì)胞中葉綠體中產(chǎn)生的O2全部進(jìn)入線

8、粒體參與氧化分解。C點(diǎn)驟變?yōu)镈點(diǎn)時，光照增強(qiáng)，[H]和ATP的合成速率增加，短時間內(nèi)C3的還原加快，而二氧化碳的固定速率幾乎不變，故短時間內(nèi)三碳化合物的含量將出現(xiàn)下降。E點(diǎn)之前主要的限制因素是光照強(qiáng)度，E點(diǎn)之后主要的環(huán)境限制因素是二氧化碳濃度等。 (2)由圖2可知，t1～t2時間段，葉片的放射性的含量降低，莖和果實(shí)的放射性的含量升高，因此可能是因?yàn)橛袡C(jī)物的積累量小于從葉片輸出到莖和果實(shí)的有機(jī)物量，所以葉片中有機(jī)物的含量下降。 4．(2019·山東臨沂高三二模)在化石燃料日趨耗竭的未來，清潔、豐富的太陽能轉(zhuǎn)化成“液態(tài)陽光”，將成為人類的重要能量來源，這為人工光合系統(tǒng)的研究提供了發(fā)展方向。20

9、19年4月，我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種可以基因編碼的光敏蛋白(PSP)，成功模擬了自然光合系統(tǒng)的部分過程。回答問題： (1)光合作用是整個生物圈的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ)。在自然光合系統(tǒng)的光反應(yīng)中所發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是____________________________________。 (2)卡爾文循環(huán)是指______________________________________，其發(fā)生的場所是__________，影響它的主要環(huán)境因素有______________________。該循環(huán)在黑暗中不能正常進(jìn)行的原因是_______________________________。 (3)向培養(yǎng)某

10、植物的溫室內(nèi)通入14CO2，光照一段時間后，發(fā)現(xiàn)CO2轉(zhuǎn)化成多種化合物。欲探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一種產(chǎn)物是什么物質(zhì)，簡要寫出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路及結(jié)果分析。________________________________________________________。 (4)人工設(shè)計(jì)的光敏蛋白是引入光敏劑二苯甲酮和CO2光還原劑三聯(lián)吡啶鎳配合物改造而成的雜合蛋白質(zhì)，不像自然光合系統(tǒng)那樣只能還原____________，而是在光照條件下能夠?qū)_______直接還原成CO，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高。由此推測，光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中____________________等物質(zhì)的功能相

11、似。 答案　(1)光能轉(zhuǎn)化為ATP和[H]中活躍的化學(xué)能 (2)光合作用過程中CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳的途徑　葉綠體基質(zhì)　CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度　沒有光反應(yīng)提供的ATP和[H]，吸收的CO2不能被還原 (3)將植物分成不同的實(shí)驗(yàn)組，逐漸縮短光照時間分別照射，停止光照后迅速殺死植物并提取細(xì)胞產(chǎn)物進(jìn)行分析，當(dāng)只檢測到一種含14C的轉(zhuǎn)化物時，說明該物質(zhì)是CO2轉(zhuǎn)化成的第一種產(chǎn)物 (4)三碳化合物(C3)　CO2　光合色素、NADPH和ATP 解析　(1)光反應(yīng)過程中能量變化是光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，儲存在ATP、[H]中。 (2)卡爾文循環(huán)是光合作用過程中二氧化碳中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中

12、的碳的途徑，即暗反應(yīng)過程；發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；影響暗反應(yīng)的因素包括CO2濃度、溫度、光照強(qiáng)度等；由于暗反應(yīng)需要光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP，因此在黑暗中不能正常進(jìn)行。 (3)欲探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一種產(chǎn)物是什么物質(zhì)，應(yīng)該將植物分成不同的實(shí)驗(yàn)組，逐漸縮短光照時間分別照射，停止光照后迅速殺死植物并提取細(xì)胞產(chǎn)物進(jìn)行分析，當(dāng)只檢測到一種含14C的轉(zhuǎn)化物時，說明該物質(zhì)是CO2轉(zhuǎn)化成的第一種產(chǎn)物。 (4)在自然光合系統(tǒng)中，暗反應(yīng)先發(fā)生CO2與C5結(jié)合生成C3，再發(fā)生C3的還原反應(yīng)，根據(jù)題意人工設(shè)計(jì)的光敏蛋白可以直接將CO2還原成CO，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高，此時該蛋白相當(dāng)于是光合色素、A

13、TP和[H]的作用。 二輪專題復(fù)習(xí)·生物(JD) 非選擇題專項(xiàng)增分練5.(2019·云南昆明高三質(zhì)檢)為探究影響黑藻光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素，某小組設(shè)計(jì)了如下“迷你實(shí)驗(yàn)”裝置，回答下列問題。 (1)在可樂瓶里加入100 g黑藻，然后加入0.01 g/mL碳酸氫鈉溶液至滿，將②、⑤夾緊，④松開，在適宜光照等條件下，可通過測定____________________來定量表示凈光合速率，依據(jù)的原理是________________________________。 (2)用該裝置探究二氧化碳濃度對光合作用強(qiáng)度影響時，隨著碳酸氫鈉溶液濃度的增加，直接影響光合作用過程的________階段，

14、導(dǎo)致凈光合速率變化的趨勢是________________________。 (3)利用該裝置，還可以探究________________________(答出兩點(diǎn)即可)對黑藻光合作用強(qiáng)度的影響。 答案　(1)單位時間內(nèi)收集到的液體體積　適宜光照等條件下，黑藻光合速率大于呼吸速率，二者的差值為凈光合速率可用氧氣的釋放量表示，釋放的氧氣使可樂瓶中液體排出到量筒 (2)暗反應(yīng)　先增加，趨于穩(wěn)定后再降低 (3)光照強(qiáng)度、光質(zhì)、溫度等 解析　(1)在適宜光照等條件下，植物的光合速率大于呼吸速率，單位時間內(nèi)釋放的氧氣的體積可表示凈光合速率。碳酸氫鈉溶液可以維持可樂瓶中CO2濃度的穩(wěn)定，因此可樂

15、瓶中液體排出到量筒中的體積為植物釋放出的氧氣的體積，通過測定單位時間內(nèi)收集到的液體體積定量表示凈光合速率。 (2)碳酸氫鈉溶液為光合作用提供二氧化碳，二氧化碳參與光合作用的暗反應(yīng)，隨著碳酸氫鈉溶液濃度的增加，凈光合速率先隨著二氧化碳濃度的增加而增大，因?yàn)槭芄庹諒?qiáng)度及溫度等因素的限制，增大到一定值后會趨于穩(wěn)定，當(dāng)碳酸氫鈉濃度過高后，會影響植物吸水，甚至植物會出現(xiàn)失水現(xiàn)象，則會引起光合速率降低。 (3)影響光合速率的外界因素有二氧化碳濃度、溫度、光照強(qiáng)度等，因此利用該裝置，除了探究二氧化碳濃度對光合作用強(qiáng)度的影響，還可以探究光照強(qiáng)度、光質(zhì)、溫度等對黑藻光合作用強(qiáng)度的影響。 6．(2019·黑

16、龍江省齊齊哈爾市高三第三次試題)下圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系曲線，回答下列問題： (1)圖中b、c兩點(diǎn)中通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的是________，原因是_________________________________________________________。 (2)某同學(xué)為驗(yàn)證溫度對該酶活性的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 操作步驟 操作方法 試管A 試管B 試管C 1 淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 溫度處理(℃) 37 100 0 3 淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 碘液

17、 2滴 2滴 2滴 5 現(xiàn)象 X 變藍(lán) 變藍(lán) ①該實(shí)驗(yàn)的自變量是________。若反應(yīng)時間相對充分，請?jiān)诒砀裰蠿處填寫合適的內(nèi)容：________。操作步驟4________(填“可以”或“不可以”)用斐林試劑代替碘液，原因是______________________________________。 ②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗(yàn)證溫度對酶活性的影響原因？________。原因是____________________________________________。 ③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實(shí)驗(yàn)的科學(xué)角度分

18、析，最好檢測________來觀察反應(yīng)情況。 答案　(1)c　低溫抑制酶活性，對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，對酶活性的影響是不可逆的 (2)①溫度　不變藍(lán)　不可以　用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65 ℃，改變了實(shí)驗(yàn)的自變量，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾?、诓荒堋囟葘2O2分解的速度有影響，會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾　③生成物 解析　(1)圖中c點(diǎn)時，酶的空間結(jié)構(gòu)不變，升高溫度，酶的活性會升高，反應(yīng)速率會升高。b點(diǎn)時酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，即使降低溫度，酶的活性也不會恢復(fù)，反應(yīng)速率不會升高。 (2)①驗(yàn)證溫度對該酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度。由反應(yīng)速率和溫度的變化曲線可知，該種淀

19、粉酶的適宜溫度為37 ℃，若反應(yīng)時間相對充分，37 ℃時淀粉被徹底水解，X處應(yīng)不變藍(lán)。由于斐林試劑使用時需要加熱，會影響實(shí)驗(yàn)的自變量，因此操作步驟4不可以用斐林試劑代替碘液。 ②由于H2O2分解速率本身受溫度影響，因此不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗(yàn)證溫度對酶活性的影響。 ③判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，最好檢測生成物量的變化，原因是生成物從無到有，變化較為明顯，而反應(yīng)物從多到少，變化可能不明顯。 7．(2019·山東青島高三模擬)柑橘喜溫，耐寒能力較差。研究人員通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究低溫條件對柑橘的影響，實(shí)驗(yàn)中甲、乙兩組白天均保持25 ℃；夜間甲組進(jìn)行6 ℃

20、的低溫處理，乙組保持15 ℃，測定結(jié)果如下圖曲線所示。請回答下列問題： (1)過低的溫度對柑橘光合作用影響較大，甚至引起植株死亡。主要原因是：一方面低溫導(dǎo)致____________結(jié)構(gòu)受破壞，從而引起光反應(yīng)生成的______________減少；另一方面低溫使__________________________，從而使暗反應(yīng)速率降低。 (2)甲組在實(shí)驗(yàn)的9天內(nèi)干重變化情況是________(填“增加”或“減少”)，判斷依據(jù)是____________________________。 (3)據(jù)測定，甲組柑橘葉/果實(shí)的光合產(chǎn)物比率明顯高于乙組，導(dǎo)致葉的光合速率下降，推測其原因是：低溫使葉

21、的光合產(chǎn)物______________降低，造成光合產(chǎn)物在葉片中積累。 答案　(1)類囊體薄膜　ATP、[H](NADPH)　與暗反應(yīng)有關(guān)酶的活性降低 (2)增加　甲組的凈光合作用速率大于零 (3)向外輸出的速率 解析　(1)光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜，如果低溫導(dǎo)致類囊體薄膜結(jié)構(gòu)受破壞，會引起光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP、[H](NADPH)減少；同時溫度會引起酶的活性改變，故低溫引起與暗反應(yīng)有關(guān)酶的活性降低，從而使暗反應(yīng)速率降低。 (2)通過圖示分析可知，夜間6 ℃處理的甲組植物凈光合作用速率始終大于0，故甲組干重仍然增加。 (3)測定甲組柑橘葉/果實(shí)的光合產(chǎn)物比率明顯高于乙組，可能是低溫使葉的光合產(chǎn)物向外輸出的速率降低，造成光合產(chǎn)物在葉片中積累。 - 7 -