高三生物二輪復(fù)習(xí)大題突破練：細(xì)胞代謝類

細(xì)胞代謝類1.ATP廣泛存在于微生物細(xì)胞中，且在一定生理時(shí)期內(nèi)含量較為穩(wěn)定，因此利用ATP生物熒光檢測(cè)技術(shù)能快速檢測(cè)生活飲用水中的細(xì)菌數(shù)量，其原理如下圖所示。請(qǐng)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(cè)儀測(cè)得的熒光值越大，說明所取樣水中的細(xì)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(jìn)熒光的形成。為確定Mg2＋的最適濃度，研究者進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路：。（3）該技術(shù)（填“能”或“不能”）用于檢測(cè)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(xì)胞中低濃度的CO2與C3轉(zhuǎn)化成C4。生成的C4最終被轉(zhuǎn)運(yùn)至維管束鞘細(xì)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(yùn)輸”“調(diào)節(jié)”或“催化”）。（2）玉米等植物在維管束鞘細(xì)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(jī)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(huì)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(cè)定兩組植物在不同光強(qiáng)下的光合速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)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(qiáng)為100μmol·m－2·s－1時(shí)，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(xì)胞器名稱）。其中甲組的判斷理由是。（3）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知高CO2濃度處理一段時(shí)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(shí)驗(yàn)測(cè)得某植物幼苗光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：（1）據(jù)圖分析，B點(diǎn)時(shí)該植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)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(diǎn)逐漸左移，對(duì)這種變化的合理解釋是溫度升高，光合作用的降低，達(dá)到光飽和點(diǎn)所需光照強(qiáng)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(diǎn)右移，對(duì)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(huì)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(duì)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(cè)定葉在水分虧缺的情況下，相對(duì)光合作用強(qiáng)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(diǎn)）（2）從圖示可知，缺水對(duì)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(jìn)行光合作用合成淀粉的部位是維管束鞘細(xì)胞，葉肉細(xì)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(jì)了甲乙兩組實(shí)驗(yàn)，甲組加入了玉米葉肉細(xì)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(xì)胞，兩組均通入一定量的CO2，在適宜條件下保溫一段時(shí)間后，再加入，觀察顏色的變化。預(yù)期實(shí)驗(yàn)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(shí)不同光照強(qiáng)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(qiáng)度下測(cè)得的突變體蓮藕與普通蓮藕相關(guān)生理指標(biāo)。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(jìn)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(kuò)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(qiáng)度低于a時(shí)，突變體蓮藕的凈光合速率低于普通蓮藕，推測(cè)引起這種差異的主要原因是。（3）為了得到表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)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(qiáng)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(cè)，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(diǎn)）。（5）突變體葉綠素含量降低，科研人員推測(cè)主要減少的色素為葉綠素b，為證實(shí)該結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，寫出簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)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(cè)定相關(guān)指標(biāo)（圖b），探究遮陰比例對(duì)植物的影響?；卮鹣铝袉栴}：（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(biāo)的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測(cè)B組的玉米植株可能會(huì)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(huì)提高作物產(chǎn)量的推測(cè)，由此設(shè)計(jì)了初步實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)照，并保證除外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測(cè)量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì)：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(shí)驗(yàn)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(shí)間不足導(dǎo)致其不能正常開花，在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開花，提早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了同一光照強(qiáng)度下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時(shí)間對(duì)火龍果成花的影響，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}。（1）光合作用時(shí)，火龍果植株能同時(shí)吸收紅光和藍(lán)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(xì)線為基準(zhǔn)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種補(bǔ)光光源中最佳的是，該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間是小時(shí)/天，判斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是。（3）現(xiàn)有可促進(jìn)火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度（簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)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(xì)胞中，且在一定生理時(shí)期內(nèi)含量較為穩(wěn)定，故熒光檢測(cè)儀測(cè)得的熒光值越大，ATP越多，即說明所取樣水中的細(xì)菌數(shù)量越多。（2）為確定Mg2＋的最適濃度，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)為Mg2＋的濃度，因變量為熒光的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)思路為：將等量待測(cè)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(cè)儀檢測(cè)熒光值。（3）由于病毒不能合成ATP，其生命活動(dòng)所需的能量來源于宿主細(xì)胞，故該技術(shù)不能用于檢測(cè)生活飲用水中的病毒含量。答案：（1）吸能越多（2）將等量待測(cè)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(cè)儀檢測(cè)熒光值（3）不能病毒自身不能合成ATP，其生命活動(dòng)所需的能量來源于宿主細(xì)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(jìn)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(jī)物。（3）熱帶地區(qū)中午時(shí)，即便是存在“CO2泵”，植物釋放的O2的量也會(huì)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(qiáng)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(qiáng)，植物的呼吸作用強(qiáng)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(lán)紫光。（2）據(jù)圖分析可知，光照強(qiáng)度為100μmol·m－2·s－1時(shí)，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(lán)紫光（2）線粒體和葉綠體光強(qiáng)為100μmol·m－2·s－1時(shí)，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(shí)進(jìn)行，因此產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為葉綠體類囊體薄膜、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。據(jù)圖分析可知，B點(diǎn)時(shí)該植物葉肉細(xì)胞中既能進(jìn)行呼吸作用，也能進(jìn)行光合作用，其B點(diǎn)時(shí)該植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。（2）環(huán)境溫度由25℃升高到30℃的過程中，D點(diǎn)逐漸左移，說明光合作用強(qiáng)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(qiáng)度減弱，因而達(dá)到光飽和點(diǎn)所需光照強(qiáng)度下降。（3）圖中的B點(diǎn)表示某植物幼苗光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)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(qiáng)度達(dá)到與呼吸作用強(qiáng)度相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度相應(yīng)增強(qiáng)，因此B點(diǎn)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(huì)導(dǎo)致[H]和ATP的積累，進(jìn)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(xì)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(qiáng)度達(dá)到與呼吸作用強(qiáng)度相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度相應(yīng)增強(qiáng)（4）[H]、ATP5.解析：（1）自由水在生物體內(nèi)的作用是：①細(xì)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(yùn)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(yùn)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(shí)，小麥和玉米分別停止光合作用，說明缺水對(duì)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(duì)光合作用的影響不是原料水的不足，因?yàn)榇藭r(shí)葉片的含水量可以滿足光合作用對(duì)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(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，所以水分虧缺主要是通過影響CO2進(jìn)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(jìn)行光合作用合成淀粉的部位是維管束鞘細(xì)胞，葉肉細(xì)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(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(xì)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(xì)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(cè)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(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：甲組無三羧酸酶系，不能合成淀粉，不變藍(lán)，乙組加入三羧酸酶系，能合成淀粉，變藍(lán)。答案：（1）光反應(yīng)的原料，參與光合作用原料和產(chǎn)物的運(yùn)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(xì)胞固定CO2減少，光合作用強(qiáng)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(lán)，乙組變藍(lán)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(kuò)散得速度快，溶解度低的隨層析液擴(kuò)散得速度慢。葉綠素a是藍(lán)綠色，葉綠素b是黃綠色，若出現(xiàn)藍(lán)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(qiáng)度低于a時(shí)，突變體蓮藕的凈光合速率低于普通蓮藕，推測(cè)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(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)度大于a時(shí)，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(bǔ)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(qiáng)，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(shí)驗(yàn)檢測(cè)葉綠素b是否減少。具體實(shí)驗(yàn)思路如下：分別取普通蓮藕和突變體蓮藕的等量綠葉，對(duì)這兩組綠葉進(jìn)行色素的提取和分離操作；對(duì)比兩組濾紙條上黃綠色色素帶的寬度。答案：（1）層析液藍(lán)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(bǔ)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(duì)這兩組綠葉進(jìn)行色素的提取和分離操作；對(duì)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(cè)B組的玉米植株可能會(huì)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