高考生物 考前專項(xiàng)拔高提分練 二　必考題型一　細(xì)胞代謝

二大題突破篇5類必考題型務(wù)必要破解必考題型一細(xì)胞代謝【真題示例】(2024·廣東高考T20·15分)某湖泊曾處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài),水面漂浮著大量浮游藻類。管理部門通過控源、清淤、換水以及引種沉水植物等手段,成功實(shí)現(xiàn)了水體生態(tài)恢復(fù)?。引種的3種多年生草本沉水植物(①金魚藻、②黑藻、③苦草,答題時植物名稱可用對應(yīng)序號表示)在不同光照強(qiáng)度下光合速率及水質(zhì)凈化能力見圖?；卮鹣铝袉栴}:(1)湖水富營養(yǎng)化時,浮游藻類大量繁殖,水體透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有機(jī)物少于呼吸作用消耗的有機(jī)物,最終衰退和消亡。(2)生態(tài)恢復(fù)后,該湖泊形成了以上述3種草本沉水植物為優(yōu)勢的群落垂直結(jié)構(gòu)?,從湖底到水面依次是③②①,其原因是最大光合速率對應(yīng)光照強(qiáng)度依次升高。(3)為了達(dá)到湖水凈化的目的?,選擇引種上述3種草本沉水植物的理由是①(金魚藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高,三者配合能實(shí)現(xiàn)綜合治理效果。(4)上述3種草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途徑(濃縮CO2形成高濃度C4后,再分解成CO2傳遞給C5),使其在CO2受限的水體中仍可有效地進(jìn)行光合作用,在水生植物群落中競爭力較強(qiáng)。根據(jù)圖a設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證黑藻的碳濃縮優(yōu)勢?,完成下列表格。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)材料對照組:金魚藻實(shí)驗(yàn)組:黑藻實(shí)驗(yàn)條件控制光照強(qiáng)度為500μmol·m-2·s-1,營養(yǎng)及環(huán)境條件相同且適宜,培養(yǎng)時間相同控制條件二氧化碳濃度較低且相同測量指標(biāo)氧氣釋放量(5)目前在湖邊淺水區(qū)種植的沉水植物因強(qiáng)光抑制造成生長不良,此外,大量沉水植物葉片凋落,需及時打撈,增加維護(hù)成本?。針對這兩個實(shí)際問題從生態(tài)學(xué)角度提出合理的解決措施:合理引入浮水植物,減弱沉水植物的光照強(qiáng)度;合理引入以沉水植物凋落葉片為食物的生物?！鹃喚憩F(xiàn)場】【評分細(xì)則】(1)呼吸作用消耗(1分)(2)③②①(2分)最大光合速率對應(yīng)光照強(qiáng)度依次升高(2分)(3)①(金魚藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高(3分)(4)金魚藻(1分)500(1分)二氧化碳濃度較低且相同(2分)氧氣釋放量(1分)(5)合理引入浮水植物,減弱沉水植物的光照強(qiáng)度;合理引入以沉水植物凋落葉片為食物的生物(2分)【失分警示】1.忽視光照強(qiáng)度對沉水植物生長的影響:在解答問題時,容易忽略光照強(qiáng)度是影響沉水植物生長的關(guān)鍵因素,而這是決定群落垂直結(jié)構(gòu)從湖底到水面植物排序的重要原因。2.不理解光合速率與水質(zhì)凈化能力的關(guān)系:題目中提到的除藻率、除氮率、除磷率等指標(biāo)是評價沉水植物水質(zhì)凈化能力的重要標(biāo)準(zhǔn),但在理解時容易忽視這些指標(biāo)與光合速率之間的關(guān)聯(lián)。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路不清晰:在驗(yàn)證黑藻碳濃縮優(yōu)勢的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,如果沒有明確自變量、因變量、無關(guān)變量以及對應(yīng)的操作和控制,容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理,不能有效驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。【審答思維】關(guān)鍵信息信息轉(zhuǎn)化?需要理解題目描述的湖泊富營養(yǎng)化問題、沉水植物的作用以及它們對水質(zhì)的影響?+圖a需要分析3種草本沉水植物在不同光照下的光合速率,以及它們各自的光照強(qiáng)度最適范圍?+圖b分析3種草本沉水植物在相同條件下的水質(zhì)凈化能力,即它們?nèi)コ⒘缀驮孱惖哪芰?+表根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?選擇合適的對照組和實(shí)驗(yàn)組;確定實(shí)驗(yàn)的自變量(植物種類)、因變量(光合速率)和無關(guān)變量(如光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等);設(shè)計(jì)測量光合速率的指標(biāo),如氧氣釋放量?根據(jù)實(shí)際問題(強(qiáng)光抑制和葉片凋落),從生態(tài)學(xué)角度提出合理的解決措施,如引入浮水植物或特定生物等【答題規(guī)則】規(guī)則1:確保知識點(diǎn)準(zhǔn)確在回答問題時,應(yīng)確保所使用的生態(tài)學(xué)知識點(diǎn)準(zhǔn)確無誤,如光合作用、群落結(jié)構(gòu)、水質(zhì)凈化能力等。規(guī)則2:邏輯清晰在回答問題時,要有清晰的邏輯順序。例如,在分析湖水富營養(yǎng)化的原因時,應(yīng)首先描述現(xiàn)象,然后分析原因。規(guī)則3:圖表解讀準(zhǔn)確題目中提供了圖表信息,應(yīng)準(zhǔn)確解讀圖表中的數(shù)據(jù),并將其作為答題依據(jù),如金魚藻、黑藻、苦草曲線變化趨勢,及水質(zhì)凈化能力。規(guī)則4:答案簡潔明了在回答問題時,避免冗余,盡量用簡潔明了的語句表達(dá),如(5)問中關(guān)鍵詞“引入浮水植物”,不能忽略。角度一光合作用與細(xì)胞呼吸在物質(zhì)和能量代謝上的區(qū)別與聯(lián)系1.★★★(光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場所和過程)白及為我國傳統(tǒng)中藥材,具有廣泛的藥用價值,也具有很高的園林應(yīng)用價值。其同化外界CO2的途徑會隨環(huán)境的變化而有所改變,在適宜環(huán)境下同化CO2為圖1方式——C3途徑,在特定環(huán)境刺激下促進(jìn)白及細(xì)胞中PEPC基因(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)高效表達(dá)為圖2方式——CAM途徑(景天酸代謝途徑),甚至隨著環(huán)境變化在CAM途徑與C3途徑間轉(zhuǎn)換,以便提高光合作用效率。圖2方式為夜間通過氣孔吸收CO2,經(jīng)一系列反應(yīng)合成蘋果酸,存儲在液泡中。白天液泡中的蘋果酸經(jīng)過反應(yīng)釋放CO2,進(jìn)而參與光合作用。請回答下列問題:(1)白及葉肉細(xì)胞進(jìn)行光反應(yīng)中發(fā)生的能量變化是光能轉(zhuǎn)變成儲存在ATP中活躍的化學(xué)能及NADPH中的能量,暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。(2)圖2所示代謝途徑中,白天參與暗反應(yīng)的CO2直接來源于蘋果酸分解過程和細(xì)胞呼吸過程。這種代謝途徑是與高溫干旱環(huán)境相適應(yīng)的。(3)夜間,白及細(xì)胞液的pH通常會下降,請結(jié)合題目信息說明原因:夜間氣孔開放,葉肉細(xì)胞可以從外界吸收CO2,在酶的催化下可以將CO2轉(zhuǎn)化為蘋果酸,再運(yùn)輸至液泡,使細(xì)胞液pH降低。2.★★★★(光反應(yīng)、暗反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化)如圖是大豆葉肉細(xì)胞和根瘤細(xì)胞中的部分代謝示意圖,其中A~E代表物質(zhì),①~⑧代表過程。根瘤菌在根瘤細(xì)胞中以類菌體的形式存在,固氮酶對氧氣高度敏感,在低氧環(huán)境下才能發(fā)揮作用。請回答下列問題:(1)物質(zhì)B、E分別是O2、CO2。發(fā)生在葉肉細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的代謝途徑有⑥(填序號)。(2)葉綠體、類菌體中合成物質(zhì)C的場所分別是類囊體薄膜、類菌體基質(zhì)和類菌體膜。(3)大豆葉肉細(xì)胞合成的有機(jī)物以蔗糖(物質(zhì))形式進(jìn)行長距離運(yùn)輸,與葡萄糖相比用該物質(zhì)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是非還原糖較穩(wěn)定(或蔗糖分子為二糖,對滲透壓的影響較小)。(4)類菌體膜內(nèi)及四周存在大量豆血紅蛋白,其意義是:既能維持低氧環(huán)境有利于固氮酶發(fā)揮作用,又提供適量氧氣利于有氧呼吸的進(jìn)行。(5)丙酮酸激酶催化PEP轉(zhuǎn)化為丙酮酸,當(dāng)輸入根瘤細(xì)胞的有機(jī)物增多,丙酮酸激酶基因的表達(dá)水平就會降低,這有利于根瘤細(xì)胞固氮,原因是減緩有機(jī)物的氧化分解,使更多的有機(jī)物用于固氮。角度二光合作用原理的應(yīng)用3.★★★(甜菜的光合速率和葉綠素含量的測量)鹽漬化是影響吉林省生態(tài)環(huán)境的主要因素之一。甜菜是吉林省主要糖料作物之一,具有良好的耐鹽性。某研究組利用一定濃度NaCl溶液和Na2SO4溶液探究鹽脅迫對甜菜幼苗光合作用的影響,部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2所示。低溫弱光是影響甜菜幼苗正常生長發(fā)育、限制穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)的主要障礙因子。下表為該研究組在實(shí)驗(yàn)組溫度為10℃、光照強(qiáng)度為4klx,對照組溫度為25℃、光照強(qiáng)度為20klx條件下,對不同品種甜菜的光合速率和葉綠素含量的測量結(jié)果?；卮鹣铝袉栴}:品種光合速率葉綠素a葉綠素b葉綠素a+b品種1-13.79-23.94-28.76-25.34品種2-40.55+24.77+12.37+21.28品種3-48.50-61.20-80.27-69.09品種4-63.89-24.73+7.100-16.79品種5-54.37-62.42-64.64-63.08注:表中數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第7天時的測量結(jié)果與對照組的對比結(jié)果;光合速率單位為μmol·m-2·s-1,葉綠素含量單位為mg·g-1。(1)在實(shí)驗(yàn)期間,不管哪種鹽脅迫,甜菜的光合作用強(qiáng)度均大于(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用強(qiáng)度。(2)據(jù)圖分析,當(dāng)Na+濃度為140mmol·L-1時,NaCl(填“NaCl”“Na2SO4”或“混合鹽”)脅迫對甜菜凈光合速率影響最小。有同學(xué)據(jù)圖1得出結(jié)論,“用NaCl和Na2SO4溶液對甜菜幼苗進(jìn)行處理一定會減弱光合速率”,這種說法不正確(填“正確”或“不正確”)。(3)據(jù)表分析,與常溫相比,低溫條件下甜菜的光飽和點(diǎn)減小(填“增大”“不變”或“減小”)。根據(jù)5個甜菜品種的光合速率大小不能(填“能”或“不能”)判斷它們的產(chǎn)量高低,原因是甜菜產(chǎn)量不僅取決于光合速率,還取決于呼吸速率、有機(jī)物在不同器官中的分配。(4)據(jù)表推測,對低溫弱光適應(yīng)性較好的是品種1和品種2,判斷依據(jù)是品種1光合速率下降比例最低,品種2葉綠素含量比例最高。4.★★★★(小檗堿抑制銅綠微囊藻生長)中醫(yī)藥學(xué)是中華民族的偉大創(chuàng)造,傳承發(fā)展中醫(yī)藥,對于弘揚(yáng)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化具有重要意義。銅綠微囊藻是造成水華的一種藍(lán)細(xì)菌,研究人員用傳統(tǒng)中草藥——黃連提取小檗堿,抑制銅綠微囊藻生長。回答下列問題:(1)為研究小檗堿對銅綠微囊藻生長的影響,研究人員將4組銅綠微囊藻分別在適宜光照和黑暗條件下培養(yǎng),結(jié)果如圖:根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究人員推測,小檗堿抑制銅綠微囊藻的光合作用,從而抑制了銅綠微囊藻的生長。據(jù)此分析,圖甲、圖乙中表示正常光照條件的是圖甲。(2)在探究小檗堿抑制銅綠微囊藻光合作用機(jī)理時發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)液中添加4mg·L-1小檗堿對銅綠微囊藻合成光合色素基本沒有影響,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果是光照條件下,實(shí)驗(yàn)組(培養(yǎng)液中添加4mg·L-1小檗堿)平均每個銅綠微囊藻光合色素含量與對照組(培養(yǎng)液中沒有添加小檗堿)沒有明顯的差異。

(3)光合作用的光反應(yīng)在光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)和光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)內(nèi)進(jìn)行。通過兩個光系統(tǒng)協(xié)作,將水分解產(chǎn)生O2、H+及電子,電子經(jīng)過兩個光系統(tǒng)傳遞后產(chǎn)生NADPH,NADPH在暗反應(yīng)中用于提供能量并作為還原劑將三碳化合物還原。研究人員研究小檗堿對銅綠微囊藻全鏈電子傳遞活性、PSⅡ和PSⅠ電子傳遞活性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表:小檗堿濃度/(mg·L-1)光合電子傳遞活性/(μmolO2·mgChla-1·h-1)全鏈PSⅡPSⅠ0132.63248.0662.750.5108.53103.8569.23實(shí)驗(yàn)表明小檗堿通過抑制銅綠微囊藻光系統(tǒng)PSⅡ電子傳遞活性,進(jìn)而抑制全鏈電子傳遞活性。若利用本實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)一步開展研究,提出一個實(shí)驗(yàn)課題:比較(探究)不同濃度小檗堿對銅綠微囊藻光系統(tǒng)電子傳遞活性的影響。

(4)研究發(fā)現(xiàn),小檗堿對小球藻(真核生物)光合作用沒有影響。比較銅綠微囊藻和小球藻細(xì)胞結(jié)構(gòu),提出合理假設(shè):小檗堿不能通過小球藻葉綠體的雙層膜。角度三影響光合作用的因素5.★★★★★(不同濃度NaCl脅迫對海水稻生理特性的影響)研究鹽脅迫下植物的抗鹽機(jī)理及其對生長的影響具有重要意義。為研究不同濃度NaCl脅迫對海水稻生理特性的影響,某科研小組使用NaCl培養(yǎng)液培養(yǎng)某海水稻,分別測得不同濃度NaCl培養(yǎng)液條件下其根尖細(xì)胞和高鹽脅迫條件下(NaCl濃度200mmol·L-1)其葉肉細(xì)胞的相關(guān)數(shù)據(jù),結(jié)果分別如圖1、圖2所示。請回答:(1)為了探究高鹽脅迫條件對葉綠體形態(tài)及功能的影響,實(shí)驗(yàn)小組將正常條件及高鹽脅迫條件下培養(yǎng)的成熟葉研磨,通過差速離心法獲得葉綠體并制成懸液。在配制葉綠體懸液時,需要加入適宜濃度的蔗糖以保證結(jié)構(gòu)的完整,其作用是維持葉綠體內(nèi)外滲透壓相等,防止其吸水漲破。葉綠體中光合色素吸收的光能經(jīng)過光反應(yīng)之后轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能供暗反應(yīng)利用。(2)若以NaCl溶液濃度150mmol·L-1為界分為低鹽和高鹽脅迫,據(jù)圖1可知,隨著NaCl溶液濃度的升高,該海水稻根尖細(xì)胞適應(yīng)低鹽和高鹽脅迫的調(diào)節(jié)機(jī)制不同:前者主要是逐步提高細(xì)胞內(nèi)無機(jī)鹽的相對濃度,后者主要是大幅度提高細(xì)胞內(nèi)可溶性糖濃度。(3)據(jù)圖2分析該海水稻