高考大题集训(一)
细胞的代谢
(30分钟 100分)
1.(14分)解读下面与酶有关的曲线，回答下列问题：
(1)酶降低的活化能可以用甲图中______段来表示。如果将酶催化改为用无机催化剂催化该反应，则B在纵轴上将__________(填"上移"或"下移")。
(2)乙图中160 min时，生成物的量不再增加的原因是_______________。
(3)联系所学内容，分析丙图曲线：
①对于曲线ABC，若x轴表示pH，则曲线上B点的生物学意义是__________。
②对于曲线ABD，若x轴表示反应物浓度，则y轴可表示________________。
制约曲线BD增加的原因是__________________________________。
(4)若该酶是胃蛋白酶，酶浓度和其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速率将____________________，原因是________________。
【解析】(1)酶促反应的原理是降低化学反应的活化能，甲图中可以用AB段来表示，酶的催化效率比无机催化剂高，将酶换成无机催化剂以后，则B在纵轴上应该向上移动。
(2)乙图中160 min时，生成物的量不再增加的原因是底物已经消耗完。
(3)①对于曲线ABC，x轴表示pH，y轴可以表示酶的催化效率，则曲线表示的是酶促反应与pH之间的关系；B点表示该酶的最适pH条件下的酶促反应速率。
②对于曲线ABD，若x轴表示反应物浓度，则y轴可表示酶促反应速率，制约曲线BD增加的原因可能是酶浓度。
(4)酶的催化具有专一性，蛋白酶催化分解的底物应该是蛋白质，胃蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由10逐渐降低到2，则酶催化反应的速率将不变，原因是胃蛋白酶的最适pH是2左右，pH为10时已经失活，再改变pH，反应速率不变。
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酶促反应速率 受酶浓度的限制
(4)不变 胃蛋白酶的最适pH在2左右，pH为10时胃蛋白酶已经失活，再改变pH，酶的活性不会恢复
2.(14分)(2018·淮南模拟)花烛是一种观赏性植物，喜温热多湿而又排水良好的半阴环境。如图表示其在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线，请分析回答下列有关问题。
(1)图中b点时叶肉细胞内能够合成ATP的场所有________________________，M点的含义是__________________________，此时理论上叶肉细胞内叶绿体产生O2的速率__________(填"大于""等于"或"小于")线粒体消耗O2的速率。
(2)本实验的自变量为________________________________，无关变量有____________________________(写出两种即可)。
(3)由曲线可看出适当遮光能够增加花烛的净光合速率，某同学做出的推测为适当遮光可能导致叶绿素含量增加，请设计一个实验验证该同学的推测是否正确，简单写出实验思路：___________________________________________。
【解析】(1)图中b点时叶肉细胞可通过细胞呼吸和光合作用合成ATP，场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，M点时净光合速率为0，说明光合速率等于呼吸速率；对于整个植株而言，叶肉细胞可以进行光合作用，而所有细胞均可以进行呼吸作用，因此此时叶肉细胞内叶绿体产生O2的速率大于线粒体消耗O2的速率。
(2)一天中光照强度先逐渐增强，后逐渐减弱，本实验的自变量为花烛的遮光情况、光照强度，无关变量有CO2浓度、温度、湿度等。
(3)验证适当遮光可能导致叶绿素含量增加，可提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的花烛绿色叶片中的色素，观察并比较适当遮光条件下花烛绿色叶片中叶绿素含量是否增加。
答案：(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体 光合速率等于呼吸速率 大于
(2)花烛的遮光情况、光照强度 CO2浓度、温度、湿度等
(3)提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的花烛绿色叶片中的色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度是否发生变化及发生何种变化
3.(12分)(2018·贵阳模拟)取生理状态相同的某植物叶片，分离得到大量的叶肉细胞，将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中，并在适宜的条件下，测定该叶肉细胞的光合作用强度，实验结果如图所示。据图回答下列问题：
(1)叶肉细胞的光合作用强度达到最大后，随着蔗糖浓度升高，叶肉细胞的光合作用强度______________，从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是__________________________________。
(2)如果要研究光照强度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响，最好将叶肉细胞放在浓度为____________的蔗糖溶液中。
(3)除蔗糖浓度外，如分别改变叶肉细胞悬浮液的CO2浓度和温度等外界因素也能影响叶肉细胞的光合作用强度，原因分别是________________________。
【解析】(1)从实验结果的图示可看出，随着蔗糖浓度升高，光合作用强度增大，若蔗糖浓度继续升高，则叶肉细胞的光合作用强度下降。因为当蔗糖溶液的浓度高于叶肉细胞细胞液的浓度时，会导致叶肉细胞失水，从而影响叶肉细胞光合作用的进行。
(2)从图示可看出，叶肉细胞在浓度为0.2 mol·L-1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用强度，此时便于研究光照强度等因素对蔗糖溶液中的叶肉细胞光合作用强度的影响。
(3)植物的光合作用会受光照强度、叶绿素含量、CO2浓度、温度、酶的数量等多种因素的影响，其中CO2是植物进行光合作用的原料之一，而酶的活性会受温度的影响。
答案：(1)下降
在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水
(2)0.2 mol·L-1
(3)CO2是光合作用的原料，温度可以影响酶的活性
4.(14分)(2018·郑州模拟)水杨酸(SA)在植物体许多代谢途径中发挥重要作用，研究者选取黄瓜幼苗并分组实验。
检测结果如图所示(G基因的表达产物是光合作用中需要的一种酶)。回答下列问题：
(1)请为该实验拟定研究课题：______________________。
(2)选取黄瓜幼苗并分组时应注意____________________。
(3)第2组叶面应喷洒的物质是______________________。
(4)检测结果分析：与第1组比较，在低温、弱光条件下黄瓜幼苗的净光合速率__________；G基因表达量的检测结果表明，SA的作用机理可能是______(填"促进"或"抑制")黄瓜幼苗光合作用相关酶的合成，以达到使之适应不良条件胁迫的能力。若该酶依赖于[H]发挥催化作用，则该酶参与光合作用中________过程。
【解析】(3)生物实验遵循单一变量原则和等量原则，据表分析，实验中第1组用H2O处理属于对照组。第2、3组是实验组，它们在第4～9天作为一组对照，故第2组叶面应喷洒(等量)H2O。(4)据题图分析，外施SA后，G基因表达量明显提高，SA的作用机理之一可能是促进黄瓜幼苗光合作用相关酶的合成，以使之适应不良条件的胁迫。
答案：(1)探究水杨酸在低温、弱光条件下对黄瓜幼苗光合作用的影响
(2)各组幼苗长势相同；每组选用等量植株的幼苗 (3)(等量)H2O
(4)(明显)降低 促进 C3的还原
【加固训练】
测定甲、乙两植物在不同光照强度(最适温度)下的光合速率，结果如图所示。据图分析下列问题：
(1)在a点时，植物甲根尖细胞内产生ATP的场所包括_____________。
(2)若植物甲、乙不同部位的细胞呼吸速率相等，则c点时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点时，植物乙的真正光合速率__________(填"大于""等于"或"小于")其呼吸速率，此时限制植物乙光合速率的环境因素主要是__________。
(4)已知呼吸作用的最适温度高于光合作用的最适温度，当温度升高时，b点的移动方向是__________。
【解析】(1)植物甲的根尖细胞通过呼吸作用产生ATP，场所包括细胞质基质和线粒体。
(2)c点时植物甲的表观光合速率等于植物乙的表观光合速率，但植物乙的呼吸速率较大，故c点时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点时，植物乙叶片的真正光合速率等于叶片的呼吸速率，对植物乙整体而言，部分细胞如根部细胞不进行光合作用，其真正光合速率小于其呼吸速率。此时光合速率随光照强度的增大而增大，限制植物乙光合速率的环境因素主要是光照强度。
(4)图示曲线是在适宜温度下测得的，温度升高时，有利于呼吸作用，b点的移动方向是向右。
答案：(1)细胞质基质、线粒体 (2)小于
(3)小于 光照强度 (4)向右
5.(14分) 如图甲是某同学"探究影响植物光合速率的因素"的实验装置图。试回答：
(1)图甲装置中隔在灯与反应瓶之间的盛水玻璃柱的具体作用是___________，
此种处理是在调整实验的__________变量。
(2)若实验中每隔5 min缩短一次反应瓶与盛水玻璃柱之间的距离，随着两者间距离的减小，水银柱的高度__________，产生这一结果的原因可能是________。
(3)某同学利用两套图甲所示装置中的部分器材进行了如图乙所示的实验(两装置内的小麦种子质量相等；开始时水银柱a、b高度一致)。将装置放在适宜的条件下使种子萌发，一段时间后，会发现a与b的高度关系是__________。
【解析】(1)影响光合作用的主要因素有光照强度、温度和CO2浓度等，根据对实验装置的分析可以推测，盛水玻璃柱的具体作用是避免光照引起温度的改变而违背单一变量原则；若温度不是人为控制的自变量，又与光合作用有关，则温度就是实验的无关变量。
(2)反应瓶中有NaHCO3溶液，可以为植物提供光合作用所需要的CO2，释放的O2造成了反应瓶中气体体积的增大，最终使水银柱的高度下降；光合作用的强度越大，水银柱的高度下降的速度越快。
(3)图乙中左边装置测量的是呼吸作用消耗的O2量与产生的CO2量的差值，右边装置测量的是呼吸作用消耗的O2量，故一段时间后两者水银柱高度的关系是a<b。
答案：(1)吸收灯光的热量，避免光照对反应瓶内的温度造成影响 无关
(2)下降加快
光照强度增大，光合作用产生的O2增多
(3)a<b
【加固训练】
(2018·九江模拟)农业生产中为了获得高产，就要设法提高作物的光合作用强度。为此，某兴趣小组开展了"探究影响光合作用强度的环境因素"的实验研究。
【实验原理】
植物光合作用的强度可以通过检测氧气的释放速率来测定；产生的氧气滞留在叶片，会使叶片在液体中上浮。
【实验准备】长势相似的绿萝叶片、不同浓度的NaHCO3溶液(可分解释放CO2)、注射器、打孔器、如图所示的实验台(不同高度放有三组烧杯)等。
【实验步骤】
(1)用打孔器在绿萝叶片上取大小相同的小圆叶片若干，用________排出叶片细胞间隙的气体，使叶片在蒸馏水中都能下沉；
(2)在每组的三个烧杯中分别加入体积相同、浓度不同的 NaHCO3溶液(不考虑溶液密度差异)，然后用镊子将小圆叶片放入烧杯中，每个烧杯放10片；
(3)点亮LED灯带，记录每个烧杯中前8个叶片上浮到水面所需的时间。时间越长，表示光合作用强度________。
根据上述实验步骤可知，本实验中设置的自变量有二氧化碳浓度和________。
【实验结果】叶片上浮的平均时间记录如下表。(单位：秒)
【实验结论】在其他条件相同时，光照越强、二氧化碳浓度越大，光合作用越强。
【评价反思】
(1)本实验的重要改进是用LED冷光源代替传统的白炽灯，这一改进对该探究的主要意义是___________________________________。
(2)实验中每个烧杯放10个小圆叶片，而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间，这样做的目的是____________________________。
【解析】 【实验步骤】(1)将小圆叶片置于注射器内，并让注射器吸入蒸馏水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前 端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆叶片内的气体逸出，使叶片在蒸馏水中都能下沉。
(3)叶片上浮到水面所需的时间越长，说明氧气释放速度越慢，表示光合作用强度越弱。
不同高度的实验台离光源的距离不同，即光照强度不同，浓度不同的 NaHCO3溶液提供的二氧化碳浓度不同，即本实验的自变量为二氧化碳浓度和光照强度。
【评价反思】
(1)用LED冷光源代替传统的白炽灯，可减小白炽灯发热造成的不同的温度条件对实验结果的影响。
(2)实验中每个烧杯放10个小圆叶片，而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间，这样做可排除偶然性对实验结果的影响。
答案：【实验步骤】(1)注射器
(3)越弱 光照强度
【评价反思】(1)减小白炽灯发热造成的不同的温度条件对实验结果的影响
(2)排除偶然性，使实验结果更可靠
6.(16分)(2018·武汉模拟)以菠菜的绿叶为材料，制备叶绿体、线粒体等细胞器悬浮液，在离体条件下分别测定光合作用强度(用CO2的吸收量表示)和呼吸作用强度(用CO2的释放量表示)如下，回答下列问题：
表1 不同光照强度下测得离体叶绿体CO2的吸收量
表2 不同温度条件下测得离体线粒体CO2的释放量
(1)将称取的菠菜叶片放入研钵中研磨，制得含有叶绿体、线粒体的研磨液。研磨时能否放入清水中充分研磨？__________，请简述理由：______________。
(2)若植物叶肉细胞内的叶绿体和线粒体的生理活性与其离体状态时一致，在温度为30 ℃，光照强度为3 000 lx时，将某植物先光照10 h，然后转入无光条件下(平均温度为15 ℃)，则该叶肉细胞一昼夜是否会增重？______，请简述理由：______________________________________。
(3)在温度为30 ℃、光照强度为3 000 lx时，叶肉细胞内的各种[H]分别应用于哪里？______________________________________。
(4)叶肉细胞在3 000 lx光照强度下，15 ℃ 时CO2的吸收量比30 ℃时低，主要原因是____________________________________________________。
【解析】(1)放在清水中研磨，因清水的渗透压小于细胞质基质，会使两种细胞器吸水破裂；另外充分研磨会导致细胞器破裂，因此研磨时不能放入清水中充分研磨。
(2)温度为30 ℃，光照强度为3 000 lx时，将某植物先光照10 h，积累的有机物应为(3.0-1.5)×10=15，无光条件下(平均温度为15 ℃)消耗的有机物为0.75×14=10.5，则该叶肉细胞一昼夜积累的有机物为15-10.5=4.5，有机物含量增加。
(3)在温度为30 ℃、光照强度为3 000 lx时，叶肉细胞光反应产生的[H]用于C3的还原，呼吸作用产生的[H]用于与O2结合形成H2O。
(4)15 ℃时酶的活性比30 ℃时的低，影响CO2的固定，所以叶肉细胞在3 000 lx光照强度下，15 ℃时CO2的吸收量比30 ℃时低。
答案：(1)不能 放在清水中研磨，因清水的渗透压小于细胞质基质，会使两种细胞器吸水破裂；另外充分研磨也会导致细胞器破裂
(2)是 一昼夜积累的有机物大于0
(3)呼吸作用产生的[H]用于与O2结合形成H2O，光合作用产生的[H]用于C3的还原
(4)15 ℃时酶的活性比30 ℃时的低，从而影响CO2的固定
7.(16分)(2018·娄底模拟)看图回答下列有关光合作用的问题：
(1)与光合作用有关的色素主要分布在叶绿体的________________上。图1表示纸层析法分离绿叶中色素的结果，条带1表示____________(填色素名称)，条带3和条带4中的色素主要吸收________________。
(2)将对称叶片左侧遮光右侧曝光(如图2)，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b(单位：g)。则b-a 代表的是________________。
(3)图3表示种植蔬菜的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化。图中能表示光合作用强度和呼吸作用强度相等的点是__________，一昼夜内有机物积累最多的点是______点。
(4)图4表示在不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响。图中该植物在15 ℃、8千勒克斯的光照条件下，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量为________mg。在25 ℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内(15小时白天)葡萄糖的积累量是________mg。
【解析】(1)与光合作用有关的色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，图1表示纸层析法分离色素的结果，1是胡萝卜素，2是叶黄素，3是叶绿素a，4是叶绿素b，叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。
(2)图2是半叶法测定光合作用与呼吸作用的实验，根据题意，右侧曝光在适宜光照下照射12小时后，烘干后得到的b是净光合作用积累量和原叶片的质量之和，左侧是遮光在适宜光照下照射12小时后，烘干后得到的a是原叶片经呼吸作用消耗后的干重，真正的光合作用强度=呼吸作用强度 净光合作用强度=b-a，所代表的是12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量。
(3)由图3可知，在B和D点，大棚中二氧化碳含量达到最大值和最小值，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等。在D点时光合作用等于呼吸作用，超过D点，呼吸作用增强，将消耗有机物，D点时有机物积累最多。
(4)据图4分析，该植物在15 ℃、8千勒克斯的光照条件下，呼吸速率为每小时10 mg，净光合速率为每小时40 mg，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是真正的光合速率，真正的光合速率=呼吸速率 净光合速率=10 40=50。在
25 ℃、4千勒克斯的光照条件下，净光合速率为每小时20 mg，呼吸速率为每小时20 mg，植物单位叶面积在一天内(15小时白天)释放的氧气总量为15×20-(24-15)×20=120 mg，根据光合作用的反应式可知植物单位叶面积在一天内(15小时白天)葡萄糖的积累量是120×180÷6÷32=112.5 mg。
答案：(1)类囊体薄膜 胡萝卜素 红光和蓝紫光
(2)真正光合作用 (3)B、D D (4)50 112.5
