2019年高考生物 高考真題和模擬題分項(xiàng)匯編 專題02 細(xì)胞的代謝(含解析)
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1、專題02 細(xì)胞的代謝 1.(2019全國(guó)卷Ⅰ·3)將一株質(zhì)量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中,一段時(shí)間后植株達(dá)到40 g,其增加的質(zhì)量來自于 A.水、礦質(zhì)元素和空氣 B.光、礦質(zhì)元素和水 C.水、礦質(zhì)元素和土壤 D.光、礦質(zhì)元素和空氣 【答案】A 【解析】黃瓜幼苗可以吸收水,增加鮮重;也可以從土壤中吸收礦質(zhì)元素,合成相關(guān)的化合物。也可以利用大氣中二氧化碳進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物增加細(xì)胞干重。植物光合作用將光能轉(zhuǎn)化成了有機(jī)物中的化學(xué)能,并沒有增加黃瓜幼苗的質(zhì)量,故黃瓜幼苗在光照下增加的質(zhì)量來自于水、礦質(zhì)元素、空氣。綜上所述,BCD不符合題意,A符合題意。故選A。 2.
2、(2019全國(guó)卷II·2)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)酸味,這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是 A.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖 B.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來 C.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATP D.馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫中氧氣濃度的升高會(huì)增加酸味的產(chǎn)生 【答案】B 【解析】馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無葡萄糖,A錯(cuò)誤;馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的第一階段,葡萄糖被分解成丙酮酸,丙酮酸在第二階段轉(zhuǎn)化成乳酸,B正確;馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸屬于無氧呼吸的第一階段,會(huì)生成少量ATP,C錯(cuò)誤;馬鈴薯塊莖儲(chǔ)存
3、時(shí),氧氣濃度增加會(huì)抑制其無氧呼吸,酸味會(huì)減少,D錯(cuò)誤。 3.(2019全國(guó)卷III·4)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā),得到n株黃化苗。那么,與萌發(fā)前的這n粒干種子相比,這些黃化苗的有機(jī)物總量和呼吸強(qiáng)度表現(xiàn)為 A.有機(jī)物總量減少,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng) B.有機(jī)物總量增加,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng) C.有機(jī)物總量減少,呼吸強(qiáng)度減弱 D.有機(jī)物總量增加,呼吸強(qiáng)度減弱 【答案】A 【解析】根據(jù)題意分析,種子萌發(fā)時(shí),吸水膨脹,種皮變軟,呼吸作用逐漸增強(qiáng),將儲(chǔ)藏在子葉或胚乳中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐步分解,轉(zhuǎn)化為可以被細(xì)胞吸收利用的物質(zhì),所以種子萌發(fā)過程中,呼吸作用強(qiáng)度增加,而有機(jī)物因呼吸作用消耗而總量不斷減少。綜上
4、所述,BCD不符合題意,A符合題意。故選A。 4.(2019全國(guó)卷II·3)某種H﹢-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白,具有ATP水解酶活性,能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)H﹢。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞懸浮在一定pH的溶液中(假設(shè)細(xì)胞內(nèi)的pH高于細(xì)胞外),置于暗中一段時(shí)間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細(xì)胞的該溶液分成兩組,一組照射藍(lán)光后溶液的pH明顯降低;另一組先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制劑(抑制ATP水解),再用藍(lán)光照射,溶液的pH不變。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,下列推測(cè)不合理的是 A.H﹢-ATPase位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上,藍(lán)光能夠引起細(xì)胞內(nèi)的H﹢轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外
5、 B.藍(lán)光通過保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的H﹢-ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H﹢逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸 C.H﹢-ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)H﹢所需的能量可由藍(lán)光直接提供 D.溶液中的H﹢不能通過自由擴(kuò)散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞 【答案】C 【解析】載體蛋白位于細(xì)胞膜上,根據(jù)題意可知,照射藍(lán)光后溶液的pH值明顯下降,說明即H+含量增加,進(jìn)而推知:藍(lán)光能夠引起細(xì)胞內(nèi)H+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外,A正確;對(duì)比②中兩組實(shí)驗(yàn)可知,藍(lán)光引起細(xì)胞內(nèi)H+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外需要通過H+-ATPase,且原先細(xì)胞內(nèi)pH值高于細(xì)胞外,即細(xì)胞內(nèi)H+濃度低于細(xì)胞外,因此該H+為逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn),B正確;由題意可知H+-ATPase具有AT
6、P水解酶活性,利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)H+,C錯(cuò)誤;由①中的實(shí)驗(yàn)可知,最初細(xì)胞內(nèi)pH值高于細(xì)胞外,即細(xì)胞內(nèi)H+濃度低于細(xì)胞外,但暗處理后溶液濃度沒有發(fā)生變化,說明溶液中的H+不能通過自由擴(kuò)散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞,D正確。 5.(2019天津卷·2)下列過程需ATP水解提供能量的是 A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸 C.光反應(yīng)階段中水在光下分解 D.乳酸菌無氧呼吸的第二階段 【答案】B 【解析】唾液淀粉酶水解淀粉,形成麥芽糖,不消耗能量,A錯(cuò)誤;生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸是以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞?,在幼嫩組織中從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)到形態(tài)學(xué)下端,需要ATP
7、提供能量,B正確;光反應(yīng)階段中水在光下分解,需要光能,不需要ATP功能,C錯(cuò)誤;乳酸菌無氧呼吸的第二階段是丙酮酸變成乳酸,不需要ATP供能,D錯(cuò)誤。因此,本題答案選B。 6.(2019天津卷·3)植物受病原菌感染后,特異的蛋白水解酶被激活,從而誘導(dǎo)植物細(xì)胞編程性死亡,同時(shí)病原菌被消滅。激活蛋白水解酶有兩條途徑:①由鈣離子進(jìn)入細(xì)胞后啟動(dòng);②由位于線粒體內(nèi)膜上參與細(xì)胞呼吸的細(xì)胞色素c含量增加啟動(dòng)。下列敘述正確的是 A.蛋白水解酶能使磷酸二酯鍵斷開 B.鈣離子通過自由擴(kuò)散進(jìn)入植物細(xì)胞 C.細(xì)胞色素c與有氧呼吸第一階段有關(guān) D.細(xì)胞編程性死亡避免了病原菌對(duì)鄰近細(xì)胞的進(jìn)一步感染 【答案】D
8、 【解析】蛋白水解酶能使蛋白質(zhì)的肽鍵斷開,生成氨基酸,A錯(cuò)誤;鈣離子通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入植物細(xì)胞,B錯(cuò)誤;細(xì)胞色素c位于線粒體內(nèi)膜上,參與有氧呼吸第三階段,促進(jìn)[H]和O2結(jié)合,生成水,C錯(cuò)誤;植物受病原菌感染后,特異的蛋白水解酶被激活,從而誘導(dǎo)植物細(xì)胞編程性死亡,同時(shí)病原菌被消滅,避免了病原菌對(duì)鄰近細(xì)胞的進(jìn)一步感染,D正確。因此,本題答案選D。 7.(2019江蘇卷·17)如圖為某次光合作用色素紙層析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是 A.研磨時(shí)加入CaCO3過量會(huì)破壞葉綠素 B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液 C.在敞開的燒
9、杯中進(jìn)行層析時(shí),需通風(fēng)操作 D.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b 【答案】D 【解析】綠色植物的葉綠體中含有四種色素,紙層析后,形成的色素帶從上到下依次是:胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b黃綠色。由圖可知,菠菜含有四種色素,藍(lán)藻(原核生物)只含有葉綠素a和胡蘿卜素。研磨時(shí)加入碳酸鈣是為了保護(hù)葉綠素,A錯(cuò)誤;層析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成,也可以用92號(hào)汽油代替,B錯(cuò)誤;層析時(shí),為了防止層析液揮發(fā),需要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯,C錯(cuò)誤;由圖可知,藍(lán)藻只有兩條色素帶,不含有葉綠色b,D正確,故選D。 8.(2019浙江4月選考·9)哺乳動(dòng)物細(xì)胞在0.9%NaC
10、l溶液中仍能保持其正常形態(tài)。將兔紅細(xì)胞置于不同濃度NaCl溶液中,一段時(shí)間后制作臨時(shí)裝片,用顯微鏡觀察并比較其形態(tài)變化。下列敘述正確的是 A.在高于0.9%NaCl溶液中,紅細(xì)胞因滲透作用失水皺縮并發(fā)生質(zhì)壁分離 B.在0.9%NaCl溶液中,紅細(xì)胞形態(tài)未變是由于此時(shí)沒有水分子進(jìn)出細(xì)胞 C.在低于0.9%NaCl溶液中,紅細(xì)胞因滲透作用吸水膨脹甚至有的破裂 D.滲透作用是指水分子從溶液濃度較高處向溶液濃度較低處進(jìn)行的擴(kuò)散 【答案】C 【解析】在高于0.9%NaCl溶液中,紅細(xì)胞因滲透作用失水皺縮,但紅細(xì)胞無細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),故不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;在0.9%NaCl溶液中,紅細(xì)胞形
11、態(tài)未變是由于水分子進(jìn)出細(xì)胞膜達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,而不是沒有水分子進(jìn)出細(xì)胞,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;在低于0.9%NaCl溶液中,紅細(xì)胞會(huì)吸水甚至導(dǎo)致漲破,C選項(xiàng)正確;滲透是指水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過半透膜進(jìn)入高濃度溶液中的擴(kuò)散,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.(2019浙江4月選考·10)為研究酶的特性,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),基本過程如下表所示: 據(jù)此分析,下列敘述錯(cuò)誤的是 A.實(shí)驗(yàn)的可變因素是催化劑的種類 B.可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測(cè)指標(biāo) C.該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明酶的作用具有高效性 D.不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 【答案】D 【解析】實(shí)驗(yàn)中的可改變的自變量為催化劑的種類,A選項(xiàng)正確;過氧化氫分解產(chǎn)
12、生水和氧氣,故可以通過產(chǎn)生氣泡的速率作為判斷反應(yīng)速率的指標(biāo),B選項(xiàng)正確;該實(shí)驗(yàn)通過比較酶的催化速率和二氧化錳的催化速率來驗(yàn)證酶的高效性,C選項(xiàng)正確;雞肝勻漿和馬鈴薯勻漿中均含有過氧化氫酶,均可用作過氧化氫酶的性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。故錯(cuò)誤的選項(xiàng)選擇D。 10.(2019浙江4月選考·15)將豌豆根部組織浸在溶液中達(dá)到離子平衡后,測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表: 下列敘述正確的是 A.溶液通氧狀況與根細(xì)胞吸收Mg2+的量無關(guān) B.若不斷提高溫度,根細(xì)胞吸收H2PO4-的量會(huì)不斷增加 C.若溶液缺氧,根細(xì)胞厭氧呼吸產(chǎn)生乳酸會(huì)抑制NO3-的吸收 D.細(xì)胞呼吸電子傳遞鏈階段產(chǎn)生的大量ATP可為
13、吸收離子供能 【答案】D 【解析】分析表格數(shù)據(jù)可知,豌豆根部組織細(xì)胞內(nèi)的Mg2+、H2PO4-和NO3-的濃度均高于外部溶液,故三種離子進(jìn)入細(xì)胞的方式均為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)消耗ATP,并且需要借助載體蛋白。溶液通氧狀況會(huì)影響根細(xì)胞的需氧呼吸,影響ATP的合成,進(jìn)而影響吸收的Mg2+的量,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;不斷提高溫度,根細(xì)胞中需氧呼吸的酶的活性可能會(huì)受到抑制,影響需氧呼吸合成ATP,進(jìn)而影響根細(xì)胞吸收H2PO4-的量可能減少,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;若溶液缺氧,豌豆根細(xì)胞厭氧呼吸為酒精發(fā)酵,會(huì)產(chǎn)生乙醇和二氧化碳,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;細(xì)胞呼吸的電子傳遞鏈過程是[H]和氧氣結(jié)合生成水,并產(chǎn)生大量ATP的過程,可為吸收離
14、子功能,D選項(xiàng)正確。 11.(2019浙江4月選考·27)生物利用的能源物質(zhì)主要是糖類和油脂,油脂的氧原子含量較糖類中的少而氫的含量多??捎靡欢〞r(shí)間內(nèi)生物產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與消耗O2的摩爾數(shù)的比值來大致推測(cè)細(xì)胞呼吸底物的種類。下列敘述錯(cuò)誤的是 A.將果蔬儲(chǔ)藏于充滿氮?dú)獾拿荛]容器中,上述比值低于1 B.嚴(yán)重的糖尿病患者與其正常時(shí)相比,上述比值會(huì)降低 C.富含油脂的種子在萌發(fā)初期,上述比值低于1 D.某動(dòng)物以草為食,推測(cè)上述比值接近1 【答案】A 【解析】果蔬中利用的能源物質(zhì)為糖類,儲(chǔ)藏于充滿氮?dú)獾拿荛]容器中,產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與消耗O2的摩爾數(shù)的比值應(yīng)當(dāng)?shù)扔?,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;嚴(yán)重的糖
15、尿病患者利用的葡萄糖會(huì)減少,產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與消耗O2的摩爾數(shù)的比值相比正常時(shí)會(huì)降低,B選項(xiàng)正確;富含油脂的種子在萌發(fā)初期主要利用油脂為能源物質(zhì),故產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與消耗O2的摩爾數(shù)的比值低于1,C選項(xiàng)正確;某動(dòng)物以草為食,則主要的能源物質(zhì)為糖類,則產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與消耗O2的摩爾數(shù)的比值接近1,D選項(xiàng)正確。故錯(cuò)誤的選項(xiàng)選擇A。 12.(2019·陜西省西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)適應(yīng)性訓(xùn)練)下列關(guān)于細(xì)胞代謝的敘述,正確的是 A.乳酸菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]來自水 B.光合作用暗反應(yīng)過程中會(huì)有O2的生成 C.同一細(xì)胞中同時(shí)存在催化丙酮酸生成乳酸或酒精的酶 D.白天適宜條件下,水稻幼苗葉肉
16、細(xì)胞中O2濃度:葉綠體>線粒體 【答案】D 【解析】乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸,此過程沒有水參加反應(yīng),乳酸菌細(xì)胞呼吸第一階段產(chǎn)生的[H]來自于葡萄糖,A錯(cuò)誤。光合作用光反應(yīng)發(fā)生水的光解產(chǎn)生O2,B錯(cuò)誤。不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物有的是乳酸有的是酒精和二氧化碳,這兩個(gè)過程不會(huì)在同一細(xì)胞中發(fā)生,C錯(cuò)誤。白天適宜條件下,葉肉細(xì)胞的光合速率大于呼吸速率,則水稻幼苗葉肉細(xì)胞中O2濃度:葉綠體>線粒體,D正確。 13.(2019全國(guó)卷Ⅰ·29)將生長(zhǎng)在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理,該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大,葉片中的脫落酸(ABA)含量增高,葉片氣孔開度減小,回答下列問題。 (1)經(jīng)干旱處理
17、后,該植物根細(xì)胞的吸水能力_______________________。 (2)與干旱處理前相比,干旱處理后該植物的光合速率會(huì)_______________________,出現(xiàn)這種變化的主要原因是_______________________。 (3)有研究表明:干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。請(qǐng)以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。 【答案】(1)增強(qiáng) (2)降低 氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少 (3)取ABA缺失突變體植株在正常條件下測(cè)定氣孔開度,經(jīng)干
18、旱處理后,再測(cè)定氣孔開度,預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。 將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進(jìn)行ABA處理,另一組作為對(duì)照組,一段時(shí)間后,分別測(cè)定兩組的氣孔開度,預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小,對(duì)照組氣孔開度不變。 【解析】(1)經(jīng)干旱處理后,根細(xì)胞的溶質(zhì)濃度增大,滲透壓增大,對(duì)水分子吸引力增大,植物根細(xì)胞的吸水能力增強(qiáng)。(2)據(jù)題干條件可知干旱處理后該植物的葉片氣孔開度減小,導(dǎo)致葉片細(xì)胞吸收CO2減少,暗反應(yīng)減弱,因此光合速率會(huì)下降。(3)根據(jù)題意分析可知,實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑轵?yàn)證干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,故實(shí)驗(yàn)應(yīng)分為兩
19、部分:①證明干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起的;②證明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。該實(shí)驗(yàn)材料為ABA缺失突變體植株(不能合成ABA),自變量應(yīng)分別為①正常條件和缺水環(huán)境、②植物體中ABA的有無,因變量均為氣孔開度變化,據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。①取ABA缺失突變體植株在正常條件下測(cè)定氣孔開度,經(jīng)干旱處理后,再測(cè)定氣孔開度,預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變??烧f明缺水環(huán)境不影響ABA缺失突變體植株氣孔開度變化,即干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起。②將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進(jìn)行ABA處理,另一組作為對(duì)照組,一段時(shí)間后,分別測(cè)定兩組的氣孔開度,
20、預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小,對(duì)照組氣孔開度不變??烧f明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。 14.(2019北京卷·31)光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng),發(fā)生在高等植物、藻類和光合細(xì)菌中。 (1)地球上生命活動(dòng)所需的能量主要來源于光反應(yīng)吸收的____________,在碳(暗)反應(yīng)中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結(jié)合,生成2分子C3,影響該反應(yīng)的外部因素,除光照條件外還包括_________________________(寫出兩個(gè));內(nèi)部因素包括_____________(寫出兩個(gè))。 (2)R酶由8個(gè)大亞基蛋白(L)和8個(gè)小亞基蛋白(S)組成。高
21、等植物細(xì)胞中L由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成,S由細(xì)胞核基因編碼并在___________中由核糖體合成后進(jìn)入葉綠體,在葉綠體的___________中與L組裝成有功能的酶。 (3)研究發(fā)現(xiàn),原核生物藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)R酶的活性高于高等植物,有人設(shè)想通過基因工程技術(shù)將藍(lán)藻R酶的S、L基因轉(zhuǎn)入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人員將藍(lán)藻S、L基因轉(zhuǎn)入某高等植物(甲)的葉綠體DNA中,同時(shí)去除甲的L基因。轉(zhuǎn)基因植株能夠存活并生長(zhǎng)。檢測(cè)結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因植株中的R酶活性高于未轉(zhuǎn)基因的正常植株。 ①由上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸觥稗D(zhuǎn)基因植株中有活性的R酶是由藍(lán)藻的S、L組裝而成”的推測(cè)?請(qǐng)說明理由。 ②基
22、于上述實(shí)驗(yàn),下列敘述中能夠體現(xiàn)生物統(tǒng)一性的選項(xiàng)包括____________。 a.藍(lán)藻與甲都以DNA作為遺傳物質(zhì) b.藍(lán)藻與甲都以R酶催化CO2的固定 c.藍(lán)藻R酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成 d.在藍(lán)藻與甲的葉肉細(xì)胞中R酶組裝的位置不同 【答案】(1)光能 溫度、CO2濃度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(其中兩個(gè)) (2)細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì) (3)①不能,轉(zhuǎn)入藍(lán)藻S、L基因的同時(shí)沒有去除甲的S基因,無法排除轉(zhuǎn)基因植株R酶中的S是甲的S基因的表達(dá)產(chǎn)物的可能性。 ②a、b、c 【解析】(1)地球上生物生命活動(dòng)所需的能量來自有機(jī)物,有機(jī)物主要
23、來自植物的光合作用,光合作用合成有機(jī)物需要光反應(yīng)吸收光能,轉(zhuǎn)化為ATP的化學(xué)能,然后ATP為暗反應(yīng)中C3的還原提供能量,合成糖類。在暗反應(yīng)中,RuBP 羧化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結(jié)合,生成2分子C3,這是光合作用的暗反應(yīng)的二氧化碳的固定。暗反應(yīng)的進(jìn)行需要相關(guān)酶的催化,二氧化碳做原料,需要光反應(yīng)提供[H]和ATP,光反應(yīng)需要色素、酶、水、光照等,故影響該反應(yīng)的外部因素有光照、溫度、CO2濃度、水、無機(jī)鹽等;內(nèi)部因素包括色素含量及種類、酶的含量及活性等。(2)高等植物細(xì)胞中L由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成,S由細(xì)胞核基因通過轉(zhuǎn)錄成mRNA ,mRNA 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),與核糖體結(jié)合
24、,合成為S蛋白;因R酶是催化CO2與C5結(jié)合的,在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行,故S蛋白要進(jìn)入葉綠體,在葉綠體的基質(zhì)中與L組裝成有功能的酶。(3)①據(jù)題設(shè)條件可知,將藍(lán)藻S、L基因轉(zhuǎn)入某高等植物(甲)的葉綠體DNA中,只去除甲的L基因,沒有去除甲的S基因。因此,轉(zhuǎn)基因植株仍包含甲植株的S基因,不能排除轉(zhuǎn)基因植株中R酶是由藍(lán)藻的L蛋白和甲的S蛋白共同組成。故由上述實(shí)驗(yàn)不能得出“轉(zhuǎn)基因植株中有活性的R酶是由藍(lán)藻的S、L組裝而成”的推測(cè)。②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),可以看出藍(lán)藻基因能導(dǎo)入到甲的DNA中,說明藍(lán)藻和甲植株都以DNA為遺傳物質(zhì);藍(lán)藻中 R酶的活性高于高等植物,說明兩者都以R酶催化CO2的固定;由于藍(lán)藻S、L基因
25、均轉(zhuǎn)入甲的葉綠體DNA中,且去除了甲的L基因,結(jié)果轉(zhuǎn)基因植株合成了R酶,說明藍(lán)藻R酶大亞基蛋白L在甲的葉綠體中合成,以上體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。在藍(lán)藻中R酶組裝是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),甲的葉肉細(xì)胞組裝R酶是在葉綠體基質(zhì),則說明了不同生物之間具有差異性。因此,選abc。 15.(2019江蘇卷·28)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成,其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題: (1)合成酶R時(shí),細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息__________到RNA上,RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成;在葉綠體中,參與大亞基肽鏈合成
26、的RNA中,種類最多的是__________。 (2)進(jìn)行光合作用時(shí),組裝完成的酶R需ATP參與激活,光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在_________上(填場(chǎng)所)完成的?;罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-l),C3-I還原為三碳糖(C3-Ⅱ),這一步驟需要__________作為還原劑。在葉綠體中C3-Ⅱ除了進(jìn)一步合成淀粉外,還必須合成化合物X以維持卡爾文循環(huán),X為__________。 (3)作為光合作用的重要成分,X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控,下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程,與X濃度相關(guān)的有__________(填序號(hào))。 ①外界環(huán)境的CO2濃度 ②葉綠體接受的光照強(qiáng)度
27、 ③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3-ll輸出速度 ④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度 (4)光合作用旺盛時(shí),很多植物合成的糖類通常會(huì)以淀粉的形式臨時(shí)儲(chǔ)存在葉綠體中,假如以大量可溶性糖的形式存在,則可能導(dǎo)致葉綠體__________。 【答案】(1)轉(zhuǎn)錄 tRNA (2)類囊體 【H】 C5(五碳化合物) (3)①②③④ (4)吸水漲破 【解析】 分析圖示:細(xì)胞核中的DNA通過轉(zhuǎn)錄形成RNA,RNA通過核孔出細(xì)胞核,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),在核糖體上進(jìn)行翻譯形成小亞基。葉綠體中的DNA通過轉(zhuǎn)錄形成RNA,在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基。大亞基和小亞基
28、組合形成酶R,催化二氧化碳的固定形成C3。(1)通過分析可知,細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上,再通過核糖體上的翻譯形成小亞基。葉綠體編碼大亞基的DNA,經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯,形成大亞基,在此過程中需要一種mRNA,61種tRNA,故需要RNA種類最多的是tRNA。(2)光合作用過程中合成ATP是在葉綠體的類囊體薄膜上完成?;罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-I),C3-I 還原為三碳糖(C3-II),需要[H]作為還原劑。C3的還原的產(chǎn)物除了C3-II還有一分子的C5。(3)①外界環(huán)境的CO2濃度,直接影響二氧化碳的固定,間接影響C3的還原,進(jìn)而影響C5的濃度,故①符合題意
29、;②葉綠體接受的光照強(qiáng)度,直接影響光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP,間接影響C3的還原,進(jìn)而影響C5的濃度,故②符合題意;③磷酸根離子濃度,直接影響ATP的合成,間接影響C3的還原以及C3-II輸出速度,進(jìn)而影響C5的濃度,故③符合題意;④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)弱;直接影響酶R催化二氧化碳的固定,間接影響C3的還原,進(jìn)而影響C5的濃度,故④符合題意;故選①②③④。(4)光合作用合成的糖類,如以大量可溶性糖的形式存在,則可能導(dǎo)致葉綠體吸水漲破。 16.(2019浙江4月選考·30)回答與光合作用有關(guān)的問題: (1)在“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”活動(dòng)中,正常光照下,用含有0.1%
30、CO2的溶液培養(yǎng)小球藻一段時(shí)間。當(dāng)用綠光照射該溶液,短期內(nèi)小球藻細(xì)胞中3-磷酸甘油酸的含量會(huì)______。為3-磷酸甘油酸還原成三碳糖提供能量的物質(zhì)是______。若停止CO2供應(yīng),短期內(nèi)小球藻細(xì)胞中RuBP的含量會(huì)______。研究發(fā)現(xiàn) Rubisco酶是光合作用過程中的關(guān)鍵酶,它催化CO2被固定的反應(yīng),可知該酶存在于葉綠體______中。 (2)在“光合色素的提取與分離”活動(dòng)中,提取新鮮菠菜葉片的色素并進(jìn)行分離后,濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為______。分析葉綠素a的吸收光譜可知,其主要吸收可見光中的______光。環(huán)境條件會(huì)影響葉綠素的生物合成,如秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與___
31、__抑制葉綠素的合成有關(guān)。 【答案】(1)增加 ATP和 NADPH 增加 基質(zhì) (2)類胡蘿卜素 藍(lán)紫光和紅 低溫 【解析】(1)環(huán)境中的CO2含量增加,則會(huì)促進(jìn)碳反應(yīng)中CO2的固定這一環(huán)節(jié),使3-磷酸甘油酸的含量增加;3-磷酸甘油酸還原成三碳糖是還原反應(yīng)且消耗能量,所以提供能量的物質(zhì)是ATP和NADPH;若停止CO2供應(yīng),則會(huì)使CO2固定的速率降低,反應(yīng)消耗的RuBP會(huì)減少,故使得短期內(nèi)小球藻細(xì)胞中RuBP的含量會(huì)增加;CO2被固定的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì),故Rubisco酶也是存在于葉綠體基質(zhì)中。(2)光合色素的分離和提取實(shí)驗(yàn)中,濾紙條自上而下兩
32、條帶中的色素分別為胡蘿卜素和葉黃素,合稱類胡蘿卜素;葉綠素a主要吸收藍(lán)紫光和紅光;秋天葉片變黃主要是由于溫度降低導(dǎo)致葉綠素的合成受到抑制。 17.(2019·廣東省中山模擬)霧霾天氣會(huì)對(duì)植物光合作用產(chǎn)生明顯影響,進(jìn)而影響農(nóng)作物產(chǎn)量。某科研小組選擇冬季大棚中的草莓為實(shí)驗(yàn)材料,在保證植物生長(zhǎng)所需水分、肥料等相同且適宜的條件下,研究不同空氣質(zhì)量對(duì)溫室中的棚溫、光照強(qiáng)度和草莓光合速率的影響,結(jié)果如下表: (1)當(dāng)空氣質(zhì)量由二級(jí)良轉(zhuǎn)為三級(jí)輕度污染時(shí),光合速率并沒有明顯下降,原因可能是____________。 (2)當(dāng)三級(jí)污染加重成四級(jí)污染時(shí),草莓光合速率下降,此時(shí)C3含量_________。
33、當(dāng)四級(jí)污染加重成五級(jí)污染時(shí),草莓光合速率進(jìn)一步下降,主要原因是_____________________________________。 (3)分析以上數(shù)據(jù)可知,在空氣質(zhì)量處于四級(jí)中度污染以上時(shí),需對(duì)草莓棚采取__________________措施來維持植物的光合速率。 (4)用一定的低溫處理果實(shí),可以延遲果實(shí)在常溫保鮮過程中的后熟作用,從而延長(zhǎng)保鮮時(shí)間,這種低溫效應(yīng)稱為“冷激反應(yīng)”。為探究草莓保鮮技術(shù),請(qǐng)根據(jù)以上信息擬定一個(gè)研究方向,并簡(jiǎn)要說明研究過程:_____________________ 【答案】(1)27.3 ℃和26.1 ℃都接近草莓光合作用的最適溫度,785 lx的光
34、照強(qiáng)度也接近草莓的光飽和點(diǎn) (2)上升(增加) 溫度降低,導(dǎo)致與光合作用有關(guān)的酶活性降低,光合速率下降 (3)補(bǔ)充光照、提高棚內(nèi)溫度 (4)探究0℃低溫處理時(shí)間對(duì)后熟時(shí)間的影響 將草莓平均分成若干組,一組不處理,其他組分別用0℃低溫處理不同時(shí)間,觀察不同組草莓后熟所需要時(shí)間 【解析】(1)影響光合作用的外界因素有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等,由表格數(shù)據(jù)分析可知,當(dāng)空氣質(zhì)量由二級(jí)良轉(zhuǎn)為三級(jí)輕度污染時(shí),光合速率并沒有明顯下降,可能是27.3 °C和26.1 °C都接近草莓光合作用的最適溫度,785 lx的光照強(qiáng)度也接近草莓的光飽和點(diǎn)。所以盡管溫度和
35、光照強(qiáng)度有所降低,但光合速率沒有明顯的變化。(2)當(dāng)空氣質(zhì)量由三級(jí)升為四級(jí)時(shí),棚溫沒有明顯變化,但光照強(qiáng)度明顯降低,所以光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少,導(dǎo)致C3的消耗減少,短時(shí)間內(nèi)C3的生成速率不變,所以此時(shí)C3含量增加。當(dāng)污染進(jìn)一步加劇到五級(jí)時(shí),棚溫下降,使光合作用相關(guān)的酶的活性降低,導(dǎo)致草莓光合速率下降。(3)在空氣質(zhì)量處于四級(jí)中度污染以上時(shí),光照強(qiáng)度明顯降低,棚溫也有所降低,導(dǎo)致光合速率下降,可對(duì)草莓棚采取補(bǔ)充光照、提高棚內(nèi)溫度等措施來維持植物的光合速率。(4)根據(jù)“用一定的低溫處理果實(shí),可以延遲果實(shí)在常溫保鮮過程中的后熟作用,從而延長(zhǎng)保鮮時(shí)間”,可知,為探究草莓保鮮技術(shù),可設(shè)置研究的方向?yàn)椋禾骄?℃低溫處理時(shí)間對(duì)后熟時(shí)間的影響。研究過程為:將草莓平均分成若干組,一組不處理,其他組分別用0℃低溫處理不同時(shí)間,觀察不同組草莓后熟所需要時(shí)間。 13
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