高考大題集訓(一)

細胞的代謝

(30分鐘　100分)

1.(14分)解讀下面與酶有關的曲線，回答下列問題：

(1)酶降低的活化能可以用甲圖中______段來表示。如果将酶催化改為用無機催化劑催化該反應，則B在縱軸上将__________(填"上移"或"下移")。

(2)乙圖中160 min時，生成物的量不再增加的原因是_______________。

(3)聯系所學内容，分析丙圖曲線：

①對于曲線ABC，若x軸表示pH，則曲線上B點的生物學意義是__________。

②對于曲線ABD，若x軸表示反應物濃度，則y軸可表示________________。

制約曲線BD增加的原因是__________________________________。

(4)若該酶是胃蛋白酶，酶濃度和其他條件不變，反應液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應的速率将____________________，原因是________________。

【解析】(1)酶促反應的原理是降低化學反應的活化能，甲圖中可以用AB段來表示，酶的催化效率比無機催化劑高，将酶換成無機催化劑以後，則B在縱軸上應該向上移動。

(2)乙圖中160 min時，生成物的量不再增加的原因是底物已經消耗完。

(3)①對于曲線ABC，x軸表示pH，y軸可以表示酶的催化效率，則曲線表示的是酶促反應與pH之間的關系；B點表示該酶的最适pH條件下的酶促反應速率。

②對于曲線ABD，若x軸表示反應物濃度，則y軸可表示酶促反應速率，制約曲線BD增加的原因可能是酶濃度。

(4)酶的催化具有專一性，蛋白酶催化分解的底物應該是蛋白質，胃蛋白酶濃度和其他條件不變，反應液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應的速率将不變，原因是胃蛋白酶的最适pH是2左右，pH為10時已經失活，再改變pH，反應速率不變。

答案：(1)AB　上移

(2)底物已被完全消耗掉

(3)①在最适pH下，酶的催化效率最高

②酶促反應速率　受酶濃度的限制

(4)不變　胃蛋白酶的最适pH在2左右，pH為10時胃蛋白酶已經失活，再改變pH，酶的活性不會恢複

2.(14分)(2018·淮南模拟)花燭是一種觀賞性植物，喜溫熱多濕而又排水良好的半陰環境。如圖表示其在不同遮光處理條件下淨光合速率的日變化曲線，請分析回答下列有關問題。

(1)圖中b點時葉肉細胞内能夠合成ATP的場所有________________________，M點的含義是__________________________，此時理論上葉肉細胞内葉綠體産生O2的速率__________(填"大于""等于"或"小于")線粒體消耗O2的速率。

(2)本實驗的自變量為________________________________，無關變量有____________________________(寫出兩種即可)。

(3)由曲線可看出适當遮光能夠增加花燭的淨光合速率，某同學做出的推測為适當遮光可能導緻葉綠素含量增加，請設計一個實驗驗證該同學的推測是否正确，簡單寫出實驗思路：___________________________________________。

【解析】(1)圖中b點時葉肉細胞可通過細胞呼吸和光合作用合成ATP，場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體，M點時淨光合速率為0，說明光合速率等于呼吸速率；對于整個植株而言，葉肉細胞可以進行光合作用，而所有細胞均可以進行呼吸作用，因此此時葉肉細胞内葉綠體産生O2的速率大于線粒體消耗O2的速率。

(2)一天中光照強度先逐漸增強，後逐漸減弱，本實驗的自變量為花燭的遮光情況、光照強度，無關變量有CO2濃度、溫度、濕度等。

(3)驗證适當遮光可能導緻葉綠素含量增加，可提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的花燭綠色葉片中的色素，觀察并比較适當遮光條件下花燭綠色葉片中葉綠素含量是否增加。

答案：(1)細胞質基質、線粒體和葉綠體　光合速率等于呼吸速率　大于

(2)花燭的遮光情況、光照強度　CO2濃度、溫度、濕度等

(3)提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的花燭綠色葉片中的色素，觀察并比較葉綠素色素帶的寬度是否發生變化及發生何種變化

3.(12分)(2018·貴陽模拟)取生理狀态相同的某植物葉片，分離得到大量的葉肉細胞，将等量的葉肉細胞分别懸浮在不同濃度的蔗糖溶液中，并在适宜的條件下，測定該葉肉細胞的光合作用強度，實驗結果如圖所示。據圖回答下列問題：

(1)葉肉細胞的光合作用強度達到最大後，随着蔗糖濃度升高，葉肉細胞的光合作用強度______________，從滲透作用的角度分析出現這一現象的原因是__________________________________。

(2)如果要研究光照強度等因素對蔗糖溶液中葉肉細胞光合作用強度的影響，最好将葉肉細胞放在濃度為____________的蔗糖溶液中。

(3)除蔗糖濃度外，如分别改變葉肉細胞懸浮液的CO2濃度和溫度等外界因素也能影響葉肉細胞的光合作用強度，原因分别是________________________。

【解析】(1)從實驗結果的圖示可看出，随着蔗糖濃度升高，光合作用強度增大，若蔗糖濃度繼續升高，則葉肉細胞的光合作用強度下降。因為當蔗糖溶液的濃度高于葉肉細胞細胞液的濃度時，會導緻葉肉細胞失水，從而影響葉肉細胞光合作用的進行。

(2)從圖示可看出，葉肉細胞在濃度為0.2 mol·L-1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用強度，此時便于研究光照強度等因素對蔗糖溶液中的葉肉細胞光合作用強度的影響。

(3)植物的光合作用會受光照強度、葉綠素含量、CO2濃度、溫度、酶的數量等多種因素的影響，其中CO2是植物進行光合作用的原料之一，而酶的活性會受溫度的影響。

答案：(1)下降

在較高濃度的蔗糖溶液中葉肉細胞失水

(2)0.2 mol·L-1

(3)CO2是光合作用的原料，溫度可以影響酶的活性

4.(14分)(2018·鄭州模拟)水楊酸(SA)在植物體許多代謝途徑中發揮重要作用，研究者選取黃瓜幼苗并分組實驗。

檢測結果如圖所示(G基因的表達産物是光合作用中需要的一種酶)。回答下列問題：

(1)請為該實驗拟定研究課題：______________________。

(2)選取黃瓜幼苗并分組時應注意____________________。

(3)第2組葉面應噴灑的物質是______________________。

(4)檢測結果分析：與第1組比較，在低溫、弱光條件下黃瓜幼苗的淨光合速率__________；G基因表達量的檢測結果表明，SA的作用機理可能是______(填"促進"或"抑制")黃瓜幼苗光合作用相關酶的合成，以達到使之适應不良條件脅迫的能力。若該酶依賴于[H]發揮催化作用，則該酶參與光合作用中________過程。

【解析】(3)生物實驗遵循單一變量原則和等量原則，據表分析，實驗中第1組用H2O處理屬于對照組。第2、3組是實驗組，它們在第4～9天作為一組對照，故第2組葉面應噴灑(等量)H2O。(4)據題圖分析，外施SA後，G基因表達量明顯提高，SA的作用機理之一可能是促進黃瓜幼苗光合作用相關酶的合成，以使之适應不良條件的脅迫。

答案：(1)探究水楊酸在低溫、弱光條件下對黃瓜幼苗光合作用的影響

(2)各組幼苗長勢相同；每組選用等量植株的幼苗　(3)(等量)H2O

(4)(明顯)降低　促進　C3的還原

【加固訓練】

測定甲、乙兩植物在不同光照強度(最适溫度)下的光合速率，結果如圖所示。據圖分析下列問題：

(1)在a點時，植物甲根尖細胞内産生ATP的場所包括_____________。

(2)若植物甲、乙不同部位的細胞呼吸速率相等，則c點時植物甲的真正光合速率__________(填"大于""等于"或"小于")植物乙的真正光合速率。

(3)在b點時，植物乙的真正光合速率__________(填"大于""等于"或"小于")其呼吸速率，此時限制植物乙光合速率的環境因素主要是__________。

(4)已知呼吸作用的最适溫度高于光合作用的最适溫度，當溫度升高時，b點的移動方向是__________。

【解析】(1)植物甲的根尖細胞通過呼吸作用産生ATP，場所包括細胞質基質和線粒體。

(2)c點時植物甲的表觀光合速率等于植物乙的表觀光合速率，但植物乙的呼吸速率較大，故c點時植物甲的真正光合速率小于植物乙的真正光合速率。

(3)在b點時，植物乙葉片的真正光合速率等于葉片的呼吸速率，對植物乙整體而言，部分細胞如根部細胞不進行光合作用，其真正光合速率小于其呼吸速率。此時光合速率随光照強度的增大而增大，限制植物乙光合速率的環境因素主要是光照強度。

(4)圖示曲線是在适宜溫度下測得的，溫度升高時，有利于呼吸作用，b點的移動方向是向右。

答案：(1)細胞質基質、線粒體　(2)小于

(3)小于　光照強度　(4)向右

5.(14分) 如圖甲是某同學"探究影響植物光合速率的因素"的實驗裝置圖。試回答：

(1)圖甲裝置中隔在燈與反應瓶之間的盛水玻璃柱的具體作用是___________，

此種處理是在調整實驗的__________變量。

(2)若實驗中每隔5 min縮短一次反應瓶與盛水玻璃柱之間的距離，随着兩者間距離的減小，水銀柱的高度__________，産生這一結果的原因可能是________。

(3)某同學利用兩套圖甲所示裝置中的部分器材進行了如圖乙所示的實驗(兩裝置内的小麥種子質量相等；開始時水銀柱a、b高度一緻)。将裝置放在适宜的條件下使種子萌發，一段時間後，會發現a與b的高度關系是__________。

【解析】(1)影響光合作用的主要因素有光照強度、溫度和CO2濃度等，根據對實驗裝置的分析可以推測，盛水玻璃柱的具體作用是避免光照引起溫度的改變而違背單一變量原則；若溫度不是人為控制的自變量，又與光合作用有關，則溫度就是實驗的無關變量。

(2)反應瓶中有NaHCO3溶液，可以為植物提供光合作用所需要的CO2，釋放的O2造成了反應瓶中氣體體積的增大，最終使水銀柱的高度下降；光合作用的強度越大，水銀柱的高度下降的速度越快。

(3)圖乙中左邊裝置測量的是呼吸作用消耗的O2量與産生的CO2量的差值，右邊裝置測量的是呼吸作用消耗的O2量，故一段時間後兩者水銀柱高度的關系是a<b。

答案：(1)吸收燈光的熱量，避免光照對反應瓶内的溫度造成影響　無關

(2)下降加快

光照強度增大，光合作用産生的O2增多

(3)a<b

【加固訓練】

(2018·九江模拟)農業生産中為了獲得高産，就要設法提高作物的光合作用強度。為此，某興趣小組開展了"探究影響光合作用強度的環境因素"的實驗研究。

【實驗原理】

植物光合作用的強度可以通過檢測氧氣的釋放速率來測定；産生的氧氣滞留在葉片，會使葉片在液體中上浮。

【實驗準備】長勢相似的綠蘿葉片、不同濃度的NaHCO3溶液(可分解釋放CO2)、注射器、打孔器、如圖所示的實驗台(不同高度放有三組燒杯)等。

【實驗步驟】

(1)用打孔器在綠蘿葉片上取大小相同的小圓葉片若幹，用________排出葉片細胞間隙的氣體，使葉片在蒸餾水中都能下沉；

(2)在每組的三個燒杯中分别加入體積相同、濃度不同的 NaHCO3溶液(不考慮溶液密度差異)，然後用鑷子将小圓葉片放入燒杯中，每個燒杯放10片；

(3)點亮LED燈帶，記錄每個燒杯中前8個葉片上浮到水面所需的時間。時間越長，表示光合作用強度________。

根據上述實驗步驟可知，本實驗中設置的自變量有二氧化碳濃度和________。

【實驗結果】葉片上浮的平均時間記錄如下表。(單位：秒)

【實驗結論】在其他條件相同時，光照越強、二氧化碳濃度越大，光合作用越強。

【評價反思】

(1)本實驗的重要改進是用LED冷光源代替傳統的白熾燈，這一改進對該探究的主要意義是___________________________________。

(2)實驗中每個燒杯放10個小圓葉片，而統計時隻選取前8個小圓葉片上浮的平均時間，這樣做的目的是____________________________。

【解析】 【實驗步驟】(1)将小圓葉片置于注射器内，并讓注射器吸入蒸餾水，待排出注射器内殘留的空氣後，用手堵住注射器前 端的小孔并緩緩拉動活塞，使小圓葉片内的氣體逸出，使葉片在蒸餾水中都能下沉。

(3)葉片上浮到水面所需的時間越長，說明氧氣釋放速度越慢，表示光合作用強度越弱。

不同高度的實驗台離光源的距離不同，即光照強度不同，濃度不同的 NaHCO3溶液提供的二氧化碳濃度不同，即本實驗的自變量為二氧化碳濃度和光照強度。

【評價反思】

(1)用LED冷光源代替傳統的白熾燈，可減小白熾燈發熱造成的不同的溫度條件對實驗結果的影響。

(2)實驗中每個燒杯放10個小圓葉片，而統計時隻選取前8個小圓葉片上浮的平均時間，這樣做可排除偶然性對實驗結果的影響。

答案：【實驗步驟】(1)注射器

(3)越弱　光照強度

【評價反思】(1)減小白熾燈發熱造成的不同的溫度條件對實驗結果的影響

(2)排除偶然性，使實驗結果更可靠

6.(16分)(2018·武漢模拟)以菠菜的綠葉為材料，制備葉綠體、線粒體等細胞器懸浮液，在離體條件下分别測定光合作用強度(用CO2的吸收量表示)和呼吸作用強度(用CO2的釋放量表示)如下，回答下列問題：

表1　不同光照強度下測得離體葉綠體CO2的吸收量

表2　不同溫度條件下測得離體線粒體CO2的釋放量

(1)将稱取的菠菜葉片放入研缽中研磨，制得含有葉綠體、線粒體的研磨液。研磨時能否放入清水中充分研磨？__________，請簡述理由：______________。

(2)若植物葉肉細胞内的葉綠體和線粒體的生理活性與其離體狀态時一緻，在溫度為30 ℃，光照強度為3 000 lx時，将某植物先光照10 h，然後轉入無光條件下(平均溫度為15 ℃)，則該葉肉細胞一晝夜是否會增重？______，請簡述理由：______________________________________。

(3)在溫度為30 ℃、光照強度為3 000 lx時，葉肉細胞内的各種[H]分别應用于哪裡？______________________________________。

(4)葉肉細胞在3 000 lx光照強度下，15 ℃ 時CO2的吸收量比30 ℃時低，主要原因是____________________________________________________。

【解析】(1)放在清水中研磨，因清水的滲透壓小于細胞質基質，會使兩種細胞器吸水破裂；另外充分研磨會導緻細胞器破裂，因此研磨時不能放入清水中充分研磨。

(2)溫度為30 ℃，光照強度為3 000 lx時，将某植物先光照10 h，積累的有機物應為(3.0-1.5)×10=15，無光條件下(平均溫度為15 ℃)消耗的有機物為0.75×14=10.5，則該葉肉細胞一晝夜積累的有機物為15-10.5=4.5，有機物含量增加。

(3)在溫度為30 ℃、光照強度為3 000 lx時，葉肉細胞光反應産生的[H]用于C3的還原，呼吸作用産生的[H]用于與O2結合形成H2O。

(4)15 ℃時酶的活性比30 ℃時的低，影響CO2的固定，所以葉肉細胞在3 000 lx光照強度下，15 ℃時CO2的吸收量比30 ℃時低。

答案：(1)不能　放在清水中研磨，因清水的滲透壓小于細胞質基質，會使兩種細胞器吸水破裂；另外充分研磨也會導緻細胞器破裂

(2)是　一晝夜積累的有機物大于0

(3)呼吸作用産生的[H]用于與O2結合形成H2O，光合作用産生的[H]用于C3的還原

(4)15 ℃時酶的活性比30 ℃時的低，從而影響CO2的固定

7.(16分)(2018·婁底模拟)看圖回答下列有關光合作用的問題：

(1)與光合作用有關的色素主要分布在葉綠體的________________上。圖1表示紙層析法分離綠葉中色素的結果，條帶1表示____________(填色素名稱)，條帶3和條帶4中的色素主要吸收________________。

(2)将對稱葉片左側遮光右側曝光(如圖2)，并采用适當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移。在适宜光照下照射12小時後，從兩側截取同等面積的葉片，烘幹稱重，分别記為a和b(單位：g)。則b-a 代表的是________________。

(3)圖3表示種植蔬菜的密閉大棚内一晝夜空氣中的CO2含量變化。圖中能表示光合作用強度和呼吸作用強度相等的點是__________，一晝夜内有機物積累最多的點是______點。

(4)圖4表示在不同溫度下光照強度對植物氧氣釋放速率的影響。圖中該植物在15 ℃、8千勒克斯的光照條件下，單位葉面積每小時光合作用産生的氧氣量為________mg。在25 ℃、4千勒克斯的光照條件下，植物單位葉面積在一天内(15小時白天)葡萄糖的積累量是________mg。

【解析】(1)與光合作用有關的色素主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，圖1表示紙層析法分離色素的結果，1是胡蘿蔔素，2是葉黃素，3是葉綠素a，4是葉綠素b，葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光。

(2)圖2是半葉法測定光合作用與呼吸作用的實驗，根據題意，右側曝光在适宜光照下照射12小時後，烘幹後得到的b是淨光合作用積累量和原葉片的質量之和，左側是遮光在适宜光照下照射12小時後，烘幹後得到的a是原葉片經呼吸作用消耗後的幹重，真正的光合作用強度=呼吸作用強度 淨光合作用強度=b-a，所代表的是12小時内右側截取部分光合作用制造的有機物總量。

(3)由圖3可知，在B和D點，大棚中二氧化碳含量達到最大值和最小值，此時光合作用強度與呼吸作用強度相等。在D點時光合作用等于呼吸作用，超過D點，呼吸作用增強，将消耗有機物，D點時有機物積累最多。

(4)據圖4分析，該植物在15 ℃、8千勒克斯的光照條件下，呼吸速率為每小時10 mg，淨光合速率為每小時40 mg，單位葉面積每小時光合作用産生的氧氣量是真正的光合速率，真正的光合速率=呼吸速率 淨光合速率=10 40=50。在

25 ℃、4千勒克斯的光照條件下，淨光合速率為每小時20 mg，呼吸速率為每小時20 mg，植物單位葉面積在一天内(15小時白天)釋放的氧氣總量為15×20-(24-15)×20=120 mg，根據光合作用的反應式可知植物單位葉面積在一天内(15小時白天)葡萄糖的積累量是120×180÷6÷32=112.5 mg。

答案：(1)類囊體薄膜　胡蘿蔔素　紅光和藍紫光

(2)真正光合作用　(3)B、D　D　(4)50　112.5

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