2025版高考生物热点题型与考点专练二必考题型一细胞代谢试题（Word版附答案）

这是一份2025版高考生物热点题型与考点专练二必考题型一细胞代谢试题（Word版附答案），共10页。
【审答思维】
【答题规则】
规则1:确保知识点准确
在回答问题时,应确保所使用的生态学知识点准确无误,如光合作用、群落结构、水质净化能力等。
规则2:逻辑清晰
在回答问题时,要有清晰的逻辑顺序。例如,在分析湖水富营养化的原因时,应首先描述现象,然后分析原因。
规则3:图表解读准确
题目中提供了图表信息,应准确解读图表中的数据,并将其作为答题依据,如金鱼藻、黑藻、苦草曲线变化趋势,及水质净化能力。
规则4:答案简洁明了
在回答问题时,避免冗余,尽量用简洁明了的语句表达,如(5)问中关键词“引入浮水植物”,不能忽略。
角度一 光合作用与细胞呼吸在物质和能量代谢上的区别与联系
1.★★★(光反应和暗反应的场所和过程)白及为我国传统中药材,具有广泛的药用价值,也具有很高的园林应用价值。其同化外界CO2的途径会随环境的变化而有所改变,在适宜环境下同化CO2为图1方式——C3途径,在特定环境刺激下促进白及细胞中PEPC基因(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)高效表达为图2方式——CAM途径(景天酸代谢途径),甚至随着环境变化在CAM途径与C3途径间转换,以便提高光合作用效率。图2方式为夜间通过气孔吸收CO2,经一系列反应合成苹果酸,存储在液泡中。白天液泡中的苹果酸经过反应释放CO2,进而参与光合作用。请回答下列问题:
(1)白及叶肉细胞进行光反应中发生的能量变化是光能转变成储存在ATP中活跃的化学能及NADPH中的能量,暗反应的场所是叶绿体基质。
(2)图2所示代谢途径中,白天参与暗反应的CO2直接来源于苹果酸分解过程和细胞呼吸过程。这种代谢途径是与高温干旱环境相适应的。
(3)夜间,白及细胞液的pH通常会下降,请结合题目信息说明原因:夜间气孔开放,叶肉细胞可以从外界吸收CO2,在酶的催化下可以将CO2转化为苹果酸,再运输至液泡,使细胞液pH降低。
2.★★★★(光反应、暗反应的物质变化和能量变化)如图是大豆叶肉细胞和根瘤细胞中的部分代谢示意图,其中A~E代表物质,①~⑧代表过程。根瘤菌在根瘤细胞中以类菌体的形式存在,固氮酶对氧气高度敏感,在低氧环境下才能发挥作用。请回答下列问题:
(1)物质B、E分别是O2、CO2。发生在叶肉细胞细胞质基质中的代谢途径有⑥(填序号)。
(2)叶绿体、类菌体中合成物质C的场所分别是类囊体薄膜、类菌体基质和类菌体膜。
(3)大豆叶肉细胞合成的有机物以蔗糖(物质)形式进行长距离运输,与葡萄糖相比用该物质进行运输的优点是非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响较小)。
(4)类菌体膜内及四周存在大量豆血红蛋白,其意义是:既能维持低氧环境有利于固氮酶发挥作用,又提供适量氧气利于有氧呼吸的进行。
(5)丙酮酸激酶催化PEP转化为丙酮酸,当输入根瘤细胞的有机物增多,丙酮酸激酶基因的表达水平就会降低,这有利于根瘤细胞固氮,原因是减缓有机物的氧化分解,使更多的有机物用于固氮。
角度二 光合作用原理的应用
3.★★★(甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量)盐渍化是影响吉林省生态环境的主要因素之一。甜菜是吉林省主要糖料作物之一,具有良好的耐盐性。某研究组利用一定浓度NaCl溶液和Na2SO4溶液探究盐胁迫对甜菜幼苗光合作用的影响,部分实验结果如图1、图2所示。低温弱光是影响甜菜幼苗正常生长发育、限制稳产与高产的主要障碍因子。下表为该研究组在实验组温度为10 ℃、光照强度为4 klx,对照组温度为25 ℃、光照强度为20 klx条件下,对不同品种甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量结果。回答下列问题:
注:表中数据为实验进行到第7天时的测量结果与对照组的对比结果;
光合速率单位为μml·m-2·s-1,叶绿素含量单位为mg·g-1。
(1)在实验期间,不管哪种盐胁迫,甜菜的光合作用强度均大于(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。
(2)据图分析,当Na+浓度为140 mml·L-1时,NaCl(填“NaCl”“Na2SO4”或“混合盐”)胁迫对甜菜净光合速率影响最小。有同学据图1得出结论,“用NaCl和Na2SO4溶液对甜菜幼苗进行处理一定会减弱光合速率”,这种说法不正确(填“正确”或“不正确”)。
(3)据表分析,与常温相比,低温条件下甜菜的光饱和点减小(填“增大”“不变”或“减小”)。根据5个甜菜品种的光合速率大小不能(填“能”或“不能”)判断它们的产量高低,原因是甜菜产量不仅取决于光合速率,还取决于呼吸速率、有机物在不同器官中的分配。
(4)据表推测,对低温弱光适应性较好的是品种1和品种2,判断依据是品种1光合速率下降比例最低,品种2叶绿素含量比例最高。
4.★★★★(小檗碱抑制铜绿微囊藻生长)中医药学是中华民族的伟大创造,传承发展中医药,对于弘扬优秀传统文化具有重要意义。铜绿微囊藻是造成水华的一种蓝细菌,研究人员用传统中草药——黄连提取小檗碱,抑制铜绿微囊藻生长。回答下列问题:
(1)为研究小檗碱对铜绿微囊藻生长的影响,研究人员将4组铜绿微囊藻分别在适宜光照和黑暗条件下培养,结果如图:
根据实验研究人员推测,小檗碱抑制铜绿微囊藻的光合作用,从而抑制了铜绿微囊藻的生长。据此分析,图甲、图乙中表示正常光照条件的是图甲。
(2)在探究小檗碱抑制铜绿微囊藻光合作用机理时发现,培养液中添加4 mg·L-1小檗碱对铜绿微囊藻合成光合色素基本没有影响,该实验结果是光照条件下,实验组(培养液中添加4 mg·L-1小檗碱)平均每个铜绿微囊藻光合色素含量与对照组(培养液中没有添加小檗碱)没有明显的差异。
(3)光合作用的光反应在光系统Ⅱ(PS Ⅱ)和光系统Ⅰ(PS Ⅰ)内进行。通过两个光系统协作,将水分解产生O2、H+及电子,电子经过两个光系统传递后产生NADPH,NADPH在暗反应中用于提供能量并作为还原剂将三碳化合物还原。研究人员研究小檗碱对铜绿微囊藻全链电子传递活性、PSⅡ和PSⅠ电子传递活性的影响,实验结果见表:
实验表明小檗碱通过抑制铜绿微囊藻光系统 PSⅡ电子传递活性,进而抑制全链电子传递活性。若利用本实验原理进一步开展研究,提出一个实验课题:比较(探究)不同浓度小檗碱对铜绿微囊藻光系统电子传递活性的影响。
(4)研究发现,小檗碱对小球藻(真核生物)光合作用没有影响。比较铜绿微囊藻和小球藻细胞结构,提出合理假设:小檗碱不能通过小球藻叶绿体的双层膜。
角度三 影响光合作用的因素
5.★★★★★(不同浓度NaCl胁迫对海水稻生理特性的影响)研究盐胁迫下植物的抗盐机理及其对生长的影响具有重要意义。为研究不同浓度NaCl胁迫对海水稻生理特性的影响,某科研小组使用NaCl培养液培养某海水稻,分别测得不同浓度NaCl培养液条件下其根尖细胞和高盐胁迫条件下(NaCl浓度200 mml·L-1)其叶肉细胞的相关数据,结果分别如图1、图2所示。请回答:
(1)为了探究高盐胁迫条件对叶绿体形态及功能的影响,实验小组将正常条件及高盐胁迫条件下培养的成熟叶研磨,通过差速离心法获得叶绿体并制成悬液。在配制叶绿体悬液时,需要加入适宜浓度的蔗糖以保证结构的完整,其作用是维持叶绿体内外渗透压相等,防止其吸水涨破。
叶绿体中光合色素吸收的光能经过光反应之后转化为ATP和NADPH中的化学能供暗反应利用。
(2)若以NaCl溶液浓度150 mml·L-1为界分为低盐和高盐胁迫,据图1可知,随着NaCl溶液浓度的升高,该海水稻根尖细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制不同:前者主要是逐步提高细胞内无机盐的相对浓度,后者主要是大幅度提高细胞内可溶性糖浓度。
(3)据图2分析该海水稻叶肉细胞的胞间CO2浓度先降后升的原因:第15天之前色素含量下降不大,很可能是因为气孔导度(指气孔张开的程度)降低(填“升高”或“降低”),叶绿体从细胞间吸收的CO2增多,使胞间CO2浓度降低;第15天之后胞间CO2浓度逐渐上升,从色素含量变化对暗反应的影响并综合其他代谢过程,其原因可能是色素含量降低,光反应产生的NADPH和ATP不足,影响C3还原,导致CO2固定减少(C3未能被及时还原并形成C5最终导致CO2固定减少),净光合速率下降(光合速率降低,呼吸速率影响不大),从而使胞间CO2浓度升高。【真题示例】
(2024·广东高考T20·15分)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复ⓐ。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。回答下列问题:
(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于呼吸作用消耗的有机物,最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构ⓑ,从湖底到水面依次是③②①,其原因是最大光合速率对应光照强度依次升高。
(3)为了达到湖水净化的目的ⓒ,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高,三者配合能实现综合治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5),使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势ⓓ,完成下列表格。
实验设计方案
实验材料
对照组:金鱼藻 实验组:黑藻
实验条件
控制光照强度为500μml·m-2·s-1,
营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同
控制条件
二氧化碳浓度较低且相同
测量指标
氧气释放量
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本ⓔ。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施:合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。
【阅卷现场】
【评分细则】
(1)呼吸作用消耗(1分) (2)③②①(2分) 最大光合速率对应光照强度依次升高(2分)
(3)①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高(3分)
(4)金鱼藻(1分) 500(1分) 二氧化碳浓度较低且相同(2分) 氧气释放量(1分)
(5)合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物(2分)
【失分警示】
1.忽视光照强度对沉水植物生长的影响:在解答问题时,容易忽略光照强度是影响沉水植物生长的关键因素,而这是决定群落垂直结构从湖底到水面植物排序的重要原因。
2.不理解光合速率与水质净化能力的关系:题目中提到的除藻率、除氮率、除磷率等指标是评价沉水植物水质净化能力的重要标准,但在理解时容易忽视这些指标与光合速率之间的关联。
3.实验设计思路不清晰:在验证黑藻碳浓缩优势的实验设计中,如果没有明确自变量、因变量、无关变量以及对应的操作和控制,容易导致实验设计不合理,不能有效验证实验目的。
关键信息
信息转化
ⓐ
需要理解题目描述的湖泊富营养化问题、沉水植物的作用以及它们对水质的影响
ⓑ+图a
需要分析3种草本沉水植物在不同光照下的光合速率,以及它们各自的光照强度最适范围
ⓒ+图b
分析3种草本沉水植物在相同条件下的水质净化能力,即它们去除氮、磷和藻类的能力
ⓓ+表
根据实验目的,选择合适的对照组和实验组;确定实验的自变量(植物种类)、因变量(光合速率)和无关变量(如光照强度、二氧化碳浓度等);设计测量光合速率的指标,如氧气释放量
ⓔ
根据实际问题(强光抑制和叶片凋落),从生态学角度提出合理的解决措施,如引入浮水植物或特定生物等
品种
光合速率
叶绿素a
叶绿素b
叶绿素a+b
品种1
-13.79
-23.94
-28.76
-25.34
品种2
-40.55
+24.77
+12.37
+21.28
品种3
-48.50
-61.20
-80.27
-69.09
品种4
-63.89
-24.73
+7.100
-16.79
品种5
-54.37
-62.42
-64.64
-63.08
小檗碱浓
度/(mg·L-1)
光合电子传递活性/(μmlO2·mgChla-1·h-1)
全链
PSⅡ
PSⅠ
0
132.63
248.06
62.75
0.5
108.53
103.85
69.23