高考生物非选择题专项增分练细胞代谢类专项突破 8页

细胞代谢类专项突破 ‎1．(原创)如图表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内O2吸收和释放速率的变化示意图(单位：mg/h)，A、C点对应时刻分别为6时和19时。请回答下列问题：‎ ‎(1)C点时，消耗氧气的场所是________，写出该反应式_________________。‎ ‎(2)图中限制B点的主要内部因素是_______________________。‎ ‎(3)图中24小时内有机物积累在________点达到最大值，该植物1小时最多能合成葡萄糖________mg。‎ ‎(4)大棚种植时，若不改变光合速率要增大图中阴影面积，请写出两种方法：________________________________________。‎ 答案　(1)线粒体内膜　24[H]＋6O212H2O＋能量(系数不作要求，条件、反应物、产物、能量完整即可)‎ ‎(2)光合色素和与光合作用有关的酶 ‎(3)C　52.5‎ ‎(4)延长光照时间；夜间适当降低温度 解析　(1)有氧呼吸消耗氧气在第三阶段，场所是线粒体内膜，反应式为24[H]＋6O212H2O＋能量。‎ ‎(2)B点达到光合作用的最大速率，所以限制B点的主要内部因素是光合色素和与光合作用有关的酶。‎ ‎(3)光合作用大于细胞呼吸的时段是6～19时，即C点时有机物积累量达到最大值；植物1小时生成氧气的量＝呼吸消耗氧气的量＋净光合释放氧气的量，B点时达到最大光合速率，此时呼吸耗氧12 mg/h，净光合释放氧气为44 mg/h，根据合成1 mol葡萄糖可生成6 mol氧气，可知1 h内最多能合成葡萄糖(12＋44)×180/(32×6)＝52.5(mg)。‎ ‎(4)大棚种植时，若在不改变光合速率的情况下增大图中阴影面积(即有机物的积累量)，可以通过延长光照时间，增加光合作用的时间，也可以通过夜间适当降低温度，减少呼吸消耗来实现。‎ ‎2．(2018·山东烟台高三适应性练习)某研究小组对不同温度下密闭容器中水稻种子储存过程中每隔12小时的CO2生成速率相对值进行了相关研究，结果如下表所示，请根据所学知识回答下列问题：‎ 注：CO2的生成速率单位为mL·kg－1·h－1；“—”表示未测定。‎ ‎(1)由上表可知，0.5 ℃条件下水稻种子的CO2生成速率较25 ℃条件下低，主要的原因是________________________________；随着储存时间的延长，CO2生成速率逐渐降低的原因是_________________________________。‎ ‎(2)该密闭容器中的种子后期主要进行的细胞呼吸方式和初期相比，在分解相同质量的有机物时产生的能量________(填“较少”“较多”或“相同”)，原因是_______________________________________________________。‎ 答案　(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性　由于种子进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，密闭容器中CO2浓度增加，O2浓度减少，在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸 ‎ ‎(2)较少　后期容器中种子以无氧呼吸为主，无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，大部分能量仍存留在酒精中；而初期进行的有氧呼吸将有机物彻底氧化分解释放的能量较多 解析　(1)根据题意和表格分析可知，由于细胞呼吸是酶促反应，酶的活性受温度的影响，所以与25 ℃相比，0.5 ℃条件下低温抑制了细胞呼吸相关酶的活性，导致水稻种子的CO2生成速率较低。随着水稻种子储存时间的增加，由于种子进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，密闭容器中CO2浓度增加，O2浓度减少，在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸，导致CO2生成速率逐渐降低。‎ ‎(2)该密闭容器中的种子后期以无氧呼吸为主，无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，大部分能量仍存留在酒精中；而初期进行的有氧呼吸将有机物彻底氧化分解释放的能量较多，所以在分解相同质量的有机物时后期产生的能量较少。‎ ‎3．(2018·四川宜宾高三第二次诊断性测试)植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响。请根据相关原理回答下列问题：‎ ‎(1)植物光合作用的________过程直接受光照强度影响，而温度对光合作用过程中物质变化的影响实质是通过________________来实现的。‎ ‎(2)在30 ℃时，测定某种植物三种品系植株光合速率变化情况如图1所示。分析三曲线的变化情况，可得出的结论是(写出两点)：_____________________；_________________________________________________。‎ ‎(3)图2是在不同CO2浓度下测定一天中不同时段的某种植物净光合作用速率的变化情况。若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下，呼吸速率差异不明显；相同时刻中，与环境浓度CO2相比，高浓度CO2条件下该植物的光反应速率________(填“较高”“相同”或“较低”)，其原因是____________________。‎ ‎(4)将完整的线粒体、叶绿体制备成相应的悬浮液，编号为甲、乙组，分别向其中加入适量、适宜浓度的丙酮酸溶液和NaHCO3溶液，给予两组装置充足光照后均有气泡产生，请用文字描述甲、乙两组装置产生气泡的过程：_______________；____________________________________________。‎ 答案　(1)光反应　影响酶的活性 ‎(2)同一光照强度下，不同品系的植株光合速率不同(A品系光合速率>B品系光合速率>C品系光合速率)　在光照强度较高时(光照强度超过一定的范围时)，随光照强度的增加三个品系的光合速率均降低 ‎(3)较高　高浓度CO2条件下该植物暗反应速率加快，需光反应提供更多的ATP和[H]，光反应增强 ‎(4)甲装置中的线粒体利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡　乙装置中的叶绿体利用光能，将水分解，产生氧气并形成气泡 解析　(1)植物光合作用包括光反应和暗反应阶段，其中光反应阶段必须有光照的参与，因此植物光合作用的光反应过程直接受光照强度影响；温度主要通过影响酶的活性，进而影响光合作用的进行。‎ ‎(2)图1三条曲线显示：同一光照强度下，不同品系的植株光合速率不同(A品系光合速率>B品系光合速率>C品系光合速率)；在光照强度较高时(光照强度超过一定的范围时)，随光照强度的增加三个品系的光合速率均降低。‎ ‎(3)根据以上分析可知，在相同时刻，高浓度CO2条件下该植物的光合速率高于环境CO2条件下的光合速率，可能是因为高浓度CO2条件下该植物暗反应速率加快，需光反应提供更多的ATP和[H]，光反应增强。‎ ‎(4)根据题意分析，甲组装置中的线粒体能够利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡；乙组装置中的叶绿体利用光能，将水分解，产生氧气并形成气泡。‎ ‎4.(2018·河北衡水第十次模拟)在1937年植物生理学家希尔发现，将叶绿体分离后置于试管中，在试管中加入适当的“氢受体”，如二氯酚吲哚酚(简称DCPIP)，那么照光后便会使水分解并放出氧气，这个反应被称为“希尔反应”。反应的过程如下(注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色。)‎ DCPIP(蓝色)＋H2ODCPIPH2(无色)＋O2‎ 为验证“希尔反应”需要光能和叶绿体，现提供如下材料和用品：试管若干、离体叶绿体、0.5 mol/L蔗糖溶液、1% DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、离心机。‎ 请依据“希尔反应”涉及的实验原理，把下面的实验设计补充完整，并回答有关问题：‎ ‎(1)方法步骤：‎ 第一步：离体叶绿体溶解于0.5 mol/L蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液；‎ 第二步：选取3支试管，编上1号、2号和3号。‎ 第三步：‎ ‎①向1号试管中加入1% DCPIP溶液0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL，给予光照处理。‎ ‎②向2号试管中加入____________________________________，__________处理。‎ ‎③向3号试管中加入______________________，________________________处理。‎ 第四步：将上述试管放置在温度等其他条件相同且适宜的环境中一段时间。‎ 第五步：一段时间后，对各试管用离心机离心5分钟，观察试管内上层清液的颜色。‎ ‎(2)实验结果及相应的结论：‎ 观察结果：离心后1～3三支试管内上层清液的颜色依次为：______________；‎ 为什么不直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色？____________________________________。‎ 实验结论：“希尔反应”需要光能和叶绿体。‎ 答案　(1)1%DCPIP溶液0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL　用锡箔纸遮光(或黑暗)　1%DCPIP溶液0.5 mL和0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL　给予光照 ‎ ‎(2)1号无色，2号、3号蓝色　排除叶绿体颜色的干扰 解析　(1)1号试管为对照实验(处于正常状态下)，根据单一变量原则和对照原则可推知，应向2号试管中加入1% DCPIP溶液0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL，用锡箔纸遮光(或黑暗)处理；应向3号试管中加入1% DCPIP溶液0.5 mL和0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL，给予光照处理。‎ ‎(2)根据三支试管中加入的物质和条件可以判断1号试管进行了光反应，2号试管、3号试管不能进行光反应。1号试管由于可以进行光合作用导致二氯酚吲哚酚褪色，所以1号试管无色；2号试管和3号试管由于不能进行光合作用，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色。叶绿体本身为绿色，为排除叶绿体颜色的干扰，不能直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色。‎ ‎5．(2018·安徽省“皖南八校”高三第三次联考)图甲是某绿色植物光合作用过程的图解，图乙表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对该植物光合作用速率和呼吸速率的影响。据图分析回答下列问题：‎ ‎(1)参与Ⅰ阶段的色素有两大类，其中类胡萝卜素主要吸收________，提取叶绿体中的色素通常用________________作为溶剂。‎ ‎(2)图中Ⅰ阶段为Ⅱ阶段提供_________________________________，叶绿体中③水解成ADP和Pi的场所是________________。‎ ‎(3)在适宜条件下正常生长的绿色植物，若突然减少④________的供应，则C3将________(填“升高”“降低”或“不变”)。‎ ‎(4)分析图乙可知，光合作用、细胞呼吸都受温度的影响，其中与________作用有关的酶对高温更为敏感；在光合作用和细胞呼吸过程中，有关酶的作用机理是________________________________。‎ ‎(5)在30 ℃条件下，白天光照11小时，一昼夜植物体的干重变化情况是____________(保留一位小数)。‎ 答案　(1)蓝紫光　无水乙醇 ‎(2)还原态氢([H]/NADPH)和ATP　叶绿体基质 ‎ ‎(3)CO2　降低 ‎ ‎(4)光合　酶能降低化学反应的活化能 ‎ ‎(5)减少0.3 mg 解析　(1)类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光；提取叶绿体中的色素通常用无水乙醇作为溶剂。‎ ‎(2)图中Ⅰ阶段为光反应，Ⅱ 阶段为暗反应，光反应为暗反应提供还原态氢([H]/NADPH)和ATP；图中③表示ATP，为暗反应中C3的还原提供能量，叶绿体中③ATP水解成ADP和Pi的场所是叶绿体基质。‎ ‎(3)图中的④表示CO2，在适宜条件下正常生长的绿色植物，若突然减少④CO2的供应，则短时间内C3的生成量将减少，而C3被还原的速率基本不变，所以短时间内C3含量将降低。‎ ‎(4)实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。分析图乙可知，图中虚线表示净光合速率，实际光合速率在30 ℃时达到最大值，而呼吸作用速率在35 ℃时还在增加，故与光合作用有关的酶对高温更为敏感；在光合作用和细胞呼吸过程中，有关酶的作用机理是降低化学反应的活化能。‎ ‎(5)在30 ℃条件下，植物的净光合速率是3.5 mg/h，呼吸速率是3.0 mg/h。白天光照11小时， 一昼夜植物体吸收CO2量为3.5×11－3.0×(24－11)＝－0.5(mg)，说明一昼夜该植物体的干重会减少，根据有氧呼吸反应式可换算成葡萄糖的量约为0.3 mg，即一昼夜植物体的干重减少0.3 mg。‎ ‎6．(2018·黑龙江省齐齐哈尔市高三第三次试题)下图是某种淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与温度的关系曲线，回答下列问题：‎ ‎(1)图中b、c两点中通过改变温度条件可明显提高反应速率的是________，原因是________________________________________________。‎ ‎(2)某同学为验证温度对该酶活性的影响，设计了如下实验：‎ 操作步骤 操作方法 试管A 试管B 试管C ‎1‎ 淀粉溶液 ‎2 mL ‎2 mL ‎2 mL ‎2‎ 温度处理(℃)‎ ‎37‎ ‎100‎ ‎0‎ ‎3‎ 淀粉酶溶液 ‎1 mL ‎1 mL ‎1 mL ‎4‎ 碘液 ‎2滴 ‎2滴 ‎2滴 ‎5‎ 现象 X 变蓝 变蓝 ‎①‎ 该实验的自变量是________。若反应时间相对充分，请在表格中X处填写合适的内容：X________。操作步骤4________(填“可以”或“不可以”)用斐林试剂代替碘液，原因是___________________________________。‎ ‎②能不能利用过氧化氢酶催化H2O2分解来验证温度对酶活性的影响原因？________。原因是________________________________________。‎ ‎③若需判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，从实验的科学角度分析，最好检测：________。‎ 答案　(1)c　低温抑制酶活性，低温对酶活性的影响是可逆的，而高温使酶失活，高温对酶活性的影响是不可逆的 ‎(2)①温度　不变蓝　不可以　用斐林试剂检测生成物时，需水浴加热到50～65 ℃，改变了实验的自变量，对实验结果有干扰　②不能　温度对H2O2分解的速度有影响，会对实验结果造成干扰　③生成物 解析　(1)图中c点时，酶的空间结构不变，升高温度，酶的活性会升高，反应速率会升高。b点时酶的空间结构被破坏，即使降低温度，酶的活性也不会恢复，反应速率不会升高。‎ ‎(2)①验证温度对该酶活性的影响，实验的自变量是温度的不同。该种淀粉酶的适宜温度为37 ℃，若反应时间相对充分，37 ℃时淀粉被彻底水解， X处应不变蓝色。由于斐林试剂使用时需要加热，会影响实验的自变量，操作步骤4不可以用斐林试剂代替碘液。‎ ‎②由于H2O2分解速率本身受温度影响，因此不能利用过氧化氢酶催化H2O2分解来验证温度对酶活性的影响。‎ ‎③判断某生物大分子物质在不同温度条件下，相同酶催化是否水解，最好检测生成物量的变化，原因是生成物从无到有，变化较为明显，而反应物从多到少，变化可能不明显。‎