【生物】2018届一轮复习人教版细胞代谢学案

【生物】2018届一轮复习人教版细胞代谢学案

高考大题冲关(一)——细胞代谢 ‎【典例剖析】 请指出题目中的错误答案。‎ ‎【审答指导】‎ 审题思维——理思路 ‎(1)实验组一和实验组二与对照组相比,自变量是相对湿度,实验组二、实验组三和实验组四三组对比,自变量是温度。‎ ‎(2)由表中数据可知,相同温度、不同相对湿度条件下,光合速率的变化较相同相对湿度、不同温度条件下的大,说明相对湿度对小麦光合速率影响较大。‎ ‎(3)由实验组二、实验组三和实验组四可知,温度可影响光合速率,其影响机制是温度通过影响酶的活性而影响光合速率。当温度达到酶的最适温度时酶活性最高,光合速率最强。‎ 规范答题——赢满分 ‎ 将错误答案的题号填入下表中,然后给出正确答案并分析错因。‎ 自主纠错 失分探因 错答 正确答案 序号 ‎(1)第二空 在相同温度条件下,相对湿度改变时,光合速率变化较大 没有找到问题的关键词“较大”,且未点出关键点“相同温度条件”‎ ‎(2)第二空 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 没有找出答题的关键点,且语言繁琐 ‎【冲关必备】‎ 寻根究源——挖深度 ‎(1)为什么植物会出现光合“午休”现象?‎ 提示:中午时光照强度过强,导致温度上升,植物蒸腾作用增强,为减少水分散失,气孔关闭,CO2供应不足,导致植物光合作用减弱。‎ ‎(2)为什么增加环境的相对湿度可降低小麦光合“午休”现象?‎ 提示:增加环境相对湿度,可降低植物蒸腾作用,防止气孔关闭进而保证CO2供应正常,光合作用正常进行。‎ ‎(3)为什么光合作用强度随温度的升高呈现先增强后减弱的变化 趋势?‎ 提示:温度通过影响酶活性而影响光合作用。低于最适温度时,温度升高,酶活性增强;高于最适温度时,温度升高,酶活性减弱。‎ 思维发散——拓宽度 ‎(1)为什么CO2吸收量随光照强度增强先逐渐增加后不变(从光合作用与细胞呼吸相互关系方面进行思考)?‎ 提示:光照强度影响光合作用强度而不影响细胞呼吸强度。光照强度增强,光合作用强度逐渐增强,导致CO2吸收量逐渐增加,当光照强度高于某一强度时,由于受限于色素和酶等,光合作用强度不变,CO2吸收量也 不再变化。‎ ‎(2)植物进行光合作用所需物质是如何进入叶肉细胞的(从物质出入细胞的方式进行思考)?‎ 提示:植物进行光合作用所需的CO2、H2O是通过自由扩散的方式进入叶肉细胞,无机盐离子则是通过主动运输的方式进入叶肉细胞。‎ ‎(3)植物在生态系统中属于生产者,其进行光合作用有何意义(从生态系统的能量流动和物质循环方面进行思考)?‎ 提示:植物的光合作用可将光能转变为化学能储存在有机物中,用于推动生态系统能量流动的进行,同时,通过光合作用可将环境中的CO2合成有机物而进入生物群落中,对生态系统的物质(碳)循环也有重要作用。‎ 冲关集训 ‎1.中国女科学家屠呦呦从青蒿中分离出青蒿素应用于疟疾治疗,获2015年诺贝尔生理学或医学奖。如图为青蒿叶肉细胞中两结构及物质转移示意图,下表为生理状况相同的幼苗在黑暗或3 klx光照、不同温度条件下O2的变化速率。结合所学知识,回答下列问题:‎ 温度(℃)‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎35‎ 光照下O2释 放速率(mg/h)‎ ‎0.96‎ ‎1.73‎ ‎2.52‎ ‎3.24‎ ‎3.86‎ ‎3.1‎ ‎2.72‎ 黑暗下O2吸 收速率(mg/h)‎ ‎0.46‎ ‎0.76‎ ‎0.98‎ ‎1.51‎ ‎2.45‎ ‎3.1‎ ‎3.29‎ ‎(1)叶绿体中的色素分布于结构乙的　　　　　　　　　上。提取绿叶 中的色素时,为保护色素,要加入的化学药品是　　　　,图中结构甲中嵴的作用是　 。 ‎ ‎(2)图中a代表的物质是　　　　,b　　　　　　(填“可以”或“不可以”)代表葡萄糖,因为　  　。 ‎ ‎(3)据表推测,图中结构甲中酶的最适温度　　　　　　(填“低于”“等于”或“高于”)结构乙中酶的最适温度。探究3 klx光照条件下幼苗生长的最适温度,应该设计的实验是　  　。 ‎ ‎(4)在3 klx光照、‎30 ℃‎条件下幼苗叶肉细胞中物质b的转移途径是　　　　　　　　　　　。若每天用3 klx的光照射幼苗12 h,当温度为表中　　　　 ℃时,幼苗生长最快。 ‎ 解析:(1)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,提取绿叶中的色素时,要加入CaCO3以保护叶绿体中的色素;由图分析,甲为线粒体,乙为叶绿体。线粒体中嵴的作用是增大线粒体内膜的面积,便于附着更多的有氧呼吸酶。(2)线粒体有氧呼吸的产物CO2可以供给叶绿体进行光合作用,故a代表CO2;b不可以代表葡萄糖,因为葡萄糖参与细胞质基质中细胞呼吸第一阶段,分解为丙酮酸和H],丙酮酸和H]进入线粒体参与有氧呼吸的第二、第三阶段,葡萄糖不可能进入线粒体,b应该为O2。(3)表中数据为3 klx 光照时幼苗O2的释放速率(净光合速率)和黑暗条件下O2的吸收速率(呼吸速率),其(总)光合速率的最大值对应的最适温度在20～30 ℃,而呼吸速率的最大值对应的最适温度大于‎30 ℃‎,故结构甲中酶的最适温度高于结构乙中酶的最适温度。若探究3 klx 光照条件下幼苗生长的最适温度,应在 20～30 ℃ 之间设置更小的温度梯度进行实验。(4)在3 klx光照、‎30 ℃‎条件下幼苗净光合速率为3.1,光合速率大于呼吸速率,则其叶肉细胞中产生的b(O2)应该向线粒体转移,并且还有多余 的释放到细胞外。当植物一天积累的有机物最多时,幼苗生长最快。故当12×净光合速率-12×呼吸速率,即12×(净光合速率-呼吸速率)最大时,幼苗生长最快。由表中数据可知,‎20 ℃‎时,12×(净光合速率-呼吸速率)的值最大。‎ 答案:(1)类囊体薄膜　CaCO3　增大线粒体内膜面积 ‎(2)CO2　不可以　葡萄糖的分解发生在细胞质基质中 ‎(3)高于　在20～‎30 ℃‎之间设置更小的温度梯度进行实验 ‎(4)向甲和细胞外转移　20‎ ‎2.在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。回答下列问题:‎ ‎　　物种 指标　　‎ 马尾松 苦槠 石栎 青冈 光补偿点 ‎(μmol·s-1)‎ ‎140‎ ‎66‎ ‎37‎ ‎22‎ 光饱和点 ‎(μmol·m-2·s-1)‎ ‎1 425‎ ‎1 255‎ ‎976‎ ‎924‎ ‎(光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小光强)‎ ‎(1)叶肉细胞内固定CO2的具体场所是　　　　　　,光强减弱,光反应为暗反应提供的　　　　　　减少。 ‎ ‎(2)在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,表中四种植物中　　　　　　的种群密度将会增加。 ‎ ‎(3)光强小于1 255 μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是　　　　　　　　　　　;光强为1 255 μmol·m-2·s-1～‎ ‎1 455 μmol·m-2·s-1时,苦槠的气孔开放程度减小但光合速率基本不变,可能的原因是　  　 。 ‎ ‎(4)相同光照条件下,石栎植株增重(干重)显著大于马尾松,但石栎结籽实量(干重)并不高于马尾松,可能的原因是石栎植株　　　　　　(注:石栎的果实是非绿色器官)。 ‎ 解析:(1)光合作用暗反应过程中发生CO2的固定,因此叶肉细胞内固定CO2的具体场所是叶绿体基质,光强减弱,光反应为暗反应提供的H]和ATP减少。‎ ‎(2)由表格信息可知,青冈的光补偿点较低,因而更适应弱光环境,在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,青冈的种群密度将会增加。‎ ‎(3)光强小于1 255 μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度;光强为1 255 μmol·m-2·s-1～1 455 μmol·m-2·s-1时,苦槠的气孔开放程度减小但光合速率基本不变,可能的原因是光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负值影响相互抵消。‎ ‎(4)相同光照条件下,石栎植株增重(干重)显著大于马尾松,但石栎结籽实量(干重)并不高于马尾松,可能的原因是石栎植株向籽实运输的有机物较少。‎ 答案:(1)叶绿体基质　 H]和ATP ‎(2)青冈 ‎(3)光照强度　光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负值影响相互抵消 ‎(4)向籽实运输的有机物较少 ‎3.图甲曲线表示某植物在恒温‎30 ℃‎时光合速率与光照强度的关系,图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置。请回答下列 问题:‎ ‎(1)图甲中,光照强度为W时,叶肉细胞中产生ATP的场所有　　　　。‎ 已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是‎25 ℃‎和‎30 ℃‎。在其他条件不变的情况下,将温度调节到‎25 ℃‎,图甲中曲线上的X点将向　　　　移动,Y点将向　　　　移动。 ‎ ‎(2)图甲中,Z点时限制光合速率的主要环境因素是　　　　　　　。与Y点相比,Z点光反应生成H]的量　　　　　(填“较少”“相等”或“较多”)。 ‎ ‎(3)在图乙装置的灯与广口瓶之间放一隔热装置(假设其对透光性无影响),则可用于探究　　　　　　　　 　的关系。若实验中每隔15 min加大一次广口瓶与灯之间的距离,随着时间与距离的增加,气泡产生速率下降,产生这一结果的原因可能是　  　。 ‎ 解析:(1)植物只要是活细胞就能进行细胞呼吸,进行细胞呼吸的细胞不一定进行光合作用。图甲中的X、Y、W、Z分别表示呼吸速率、光补偿点、光饱和点及光照强度为W时的光合速率(最大值)。当光照强度为W时,叶肉细胞既可进行光合作用,也能进行细胞呼吸,故产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质;在其他条件不变的情况下,将温度由 ‎30 ℃‎调节到‎25 ℃‎,呼吸速率减弱,X点下移,光合速率只需要小于Y的光照即可达到光补偿点,故Y点左移。(2)Z点时的光照强度为光饱和点,此时光照强度不再是光合速率的限制因素,而由(1)可知光合作用的最适温度为‎25 ℃‎,因此,Z点时限制光合速率的主要环境因素是温度、CO2‎ 浓度。与Y点相比,Z点的光照强度增强,光反应产生的ATP和H]增多。(3)影响光合作用的因素有很多,随着时间与距离的增加,光合作用减弱的原因是光照强度减弱和容器中的CO2含量减少。‎ 答案:(1)叶绿体、线粒体、细胞质基质　下　左 ‎(2)温度、CO2浓度　较多 ‎(3)光照强度(或光质)与光合速率　光照强度减弱或广口瓶中的CO2含量降低,导致光合速率下降,O2释放量减小,气泡产生速率下降 ‎4.(2016·广东汕头二模)对黄瓜植株不同着生位置的叶片的结构及光合作用进行研究,部分结果如下。‎ ‎(1)观察上位叶和下位叶的结构,发现下位叶的叶绿体数量多、体积大,叶绿体中的基粒数和每个基粒中的类囊体数量都比较多。上述项目中,能在光学显微镜下观察到的是　　　　　　　　　　,这种结果表明,生物体的结构和　　　　　是相适应的。 ‎ ‎(2)上位叶(着生于植株上部)的光合作用速率和CO2固定速率均明显高于下位叶(着生于植株基部)。其主要原因是  　。 ‎ ‎(3)上位叶的光饱和点和光补偿点均明显高于下位叶。若如图中的曲线Ⅰ表示上位叶在不同的光照强度下的光合速率(以吸收CO2的相对值表示),则表示下位叶的光合速率的曲线最可能是　　　　　　。 ‎ 解析:(1)在光学显微镜下观察到的是叶绿体数量和大小。观察结果表明,生物体的结构和功能是相适应的。‎ ‎(2)光反应为暗反应中C3的还原提供ATP和H],因此光照较弱,光反应产生的H]和ATP较少,抑制了暗反应中C3的还原,从而影响了对CO2的固定。‎ ‎(3)上位叶的光饱和点和光补偿点均明显高于下位叶。图示中曲线Ⅰ的光饱和点和光补偿点均明显高于曲线Ⅲ。若如图中的曲线Ⅰ表示上位叶在不同的光照强度下的光合速率(以吸收CO2的相对值表示),则表示下位叶的光合速率的曲线最可能是Ⅲ。‎ 答案:(1)叶绿体数量和大小　功能 ‎(2)下位叶接受到的光照较弱,光反应产生的H]和ATP较少,抑制了暗反应中C3的还原,从而影响了对CO2的固定(答案合理即可)　(3)Ⅲ ‎5.(2017·山西联考)某科研机构研究在最适温度和CO2浓度条件下,光照强度对海洋浮游植物中肋骨条藻光合作用的影响。图1表示随光照强度的变化,光合速率的变化曲线图;图2表示光照强度对光化学猝灭率和非光化学猝灭率的影响(光化学猝灭率表示植物用于光反应的能量占吸收光能的比率,非光化学猝灭率表示植物用于热能散失的能量占吸收光能的比率)。回答下列问题:‎ ‎(1)图1中的a点,中肋骨条藻叶肉细胞产生ATP的细胞器是　　　　　‎ ‎　　　　　　　。 ‎ ‎(2)据题可知,植物吸收的光能的去向为　　　　　　　　　　　。光照强度为1 500 Lux时,植物用于光反应的能量　　　　(填“>”“<”或“=”)植物用于热能散失的能量。 ‎ ‎(3)限制图1中c点光合速率的因素有　　　　　　　　,其主要影响　　　　过程。 ‎ ‎(4)在光照强度为0～1 000 Lux的范围内,随着光照强度的增大,用于光合作用的光能逐渐　　　　(填“增多”“不变”或“减少”)。非光化学猝灭率随着光照强度的增强逐渐增大的意义是　  　。 ‎ 解析:(1)图1中的a点,中肋骨条藻进行细胞呼吸和光合作用,因此叶肉细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。‎ ‎(2)分析题图可知,光化学猝灭率和非光化学猝灭率和约为1,结合题干信息可知,植物吸收的光能的去向为用于光反应和热能散失。光照强度为1 500 Lux时,光化学猝灭率和非光化学猝灭率均为0.5,即用于光反应的能量和用于热能散失的能量均占吸收光能的一半,因此,植物用于光反应的能量与用于热能散失的能量相等。‎ ‎(3)图1中c点时光合速率处于最大,而环境温度和CO2‎ 浓度均为最适,因此可推知限制该点光合速率的因素有光合色素、酶,其主要影响光反应过程。‎ ‎(4)在光照强度为0～1 000 Lux的范围内,随着光照强度的增大,光合速率逐渐增大,用于光合作用的光能逐渐增多。非光化学猝灭率随着光照强度的增强逐渐增大,以热能形式散失植物吸收的过量光能,从而保护光合器官不会因为高强度的光照而受到损伤。‎ 答案: (1)线粒体和叶绿体 ‎(2)用于光反应和用于热能散失　=‎ ‎(3)光合色素、酶　光反应 ‎(4)增多　以热能形式散失植物吸收的过量光能,保护光合器官不会因为高强度的光照而受到损伤 ‎6.(2016·全国Ⅱ卷,31)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。‎ 试管编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯 的距离(cm)‎ ‎20‎ 遮光*‎ ‎100‎ ‎80‎ ‎60‎ ‎40‎ ‎20‎ ‎50 min后试管 中溶液的颜色 浅绿 色 X 浅黄 色 黄绿 色 浅绿 色 浅蓝 色 蓝色 ‎*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯‎100 cm 的地方。‎ 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:‎ ‎(1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是　　　　(填“可靠的”或“不可靠的”)。 ‎ ‎(2)表中X代表的颜色应为　　　　(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是　 。 ‎ ‎(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草　 。 ‎ 解析:(1)1号试管中没有加水草,50 min 后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色,说明无关变量不会引起溶液颜色的变化。2至7号试管中都加了水草,2至7号试管中溶液颜色发生了改变说明是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。1号试管为对照组,若其溶液颜色发生了变化,说明又受其他因素的影响,故2～7号试管的实验结果也是不可靠的。‎ ‎(2)2号试管遮光,水草不能进行光合作用,只进行了呼吸作用释放CO2,溶液中CO2浓度高于3号试管,故2号试管中溶液的颜色为黄色。‎ ‎(3)若在某光照条件下,水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释 放的CO2的量,则溶液中CO2浓度不变,溶液的颜色在照光前后不发生变化。‎ 答案:(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用　不可靠的　(2)黄色　水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号试管　(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等