1、微专题1 高考必考主观大题精细研究（一）“代谢类”1(2020山西省高三二模)金鱼藻是一种高等沉水植物，以全草入药，凉血止血、清热利水，具有较高的药用价值。为提高金鱼藻产量，科研人员探究了不同条件对金鱼藻净光合速率的影响，部分研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。请分析回答下列问题：(1)在光照条件下，叶肉细胞产生的氧气来自于 水 的光解，发生的场所是 叶绿体类囊体薄膜上 。(2)该实验所探究影响金鱼藻光合作用的环境因素是 光照强度和CO2浓度 ，实验装置应该 密闭且透光 ，才能准确测定因变量。(3)A点金鱼藻进行的生命活动
2、是 细胞呼吸 ，应将装置放置在 遮光(黑暗)密闭 条件下才能测得该数据。B点金鱼藻光合作用速率为 8molg1h1 (以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。(4)影响CD段光合作用的主要环境因素是 光照强度、温度 ，DE段下降的可能原因是 NaHCO3溶液浓度过大，导致细胞失水，影响金鱼藻细胞的各项生命活动 。【解析】(1)在光照条件下，叶肉细胞产生的氧气来自于水的光解，发生在叶绿体类囊体的薄膜上。(2)该实验自变量是光照强度和NaHCO3溶液浓度，而NaHCO3溶液浓度代表影响金鱼藻光合作用的环境因素中的CO2浓度，所以该实验所探究影响金鱼藻光合作用的环境因素是光照强度和CO2浓度；该实
3、验因变量是净光合速率，通过检测O2的释放量表示，因此实验装置应该密闭且透光。(3)A点是光照强度为零时O2的释放量，此时无光照，金鱼藻不进行光合作用只进行细胞呼吸(有氧呼吸)，测细胞呼吸强度应将装置放置在遮光或黑暗的密闭条件下进行；B点时金鱼藻净光合作用速率为零，净光合速率是实际光合速率与呼吸速率之差，金鱼藻细胞呼吸速率为8 molg1h1，因此B点时金鱼藻实际光合作用速率为8 molg1h1。(4)CD段净光合速率不再发生变化，因此影响因素不再是CO2浓度，而影响的主要环境因素是光照强度和温度，DE段下降的可能原因是NaHCO3溶液浓度过大，导致细胞失水，影响金鱼藻细胞的各项生命活动。2(2
4、020山东省高三其他)为探究酵母菌的细胞呼吸，将部分酵母菌破碎，并做差速离心处理，再将只含有酵母菌线粒体的沉淀物分别放入、三只试管中，分别进行如下操作。请回答：组别加入物质氧的消耗量丙酮酸较大葡萄糖几乎为零细胞质基质和葡萄糖较大(1)根据以上实验简述有氧呼吸过程中碳原子的转移途径 葡萄糖丙酮酸CO2 。(2)试管中加入2,4二硝基苯酚(DNP)，DNP对有氧呼吸产生的H与氧结合形成水的过程没有影响，但会使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，则DNP会影响 ATP 的合成。号试管中加入适量的甲烯蓝溶液(甲烯蓝氧化态为蓝色，被还原后为无色)，试管中液体呈蓝色，液体表面覆盖适量的石蜡油，37 保温一
5、段时间后，发现试管中蓝色变浅，原因是 在无氧呼吸过程中产生的H能使甲烯蓝被还原 。(3)用酵母菌生产果酒过程中，如发酵罐密闭性不好，酒会变酸并且发酵液表面会形成一层菌膜，形成原因是 醋酸菌在液面大量繁殖 。随着发酵的进行，发酵液呈缺氧、酸性，但不影响发酵的进行，原因是 缺氧、酸性条件下，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受抑制 。【解析】(1)有氧呼吸过程中葡萄糖被分解成丙酮酸，再被分解为CO2，所以其中碳原子的转移途径葡萄糖丙酮酸CO2。(2)有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式释放，少部分储存于ATP中，因此加入DNP使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，
6、则会影响ATP的合成；在液体表面覆盖适量的石蜡油则形成无氧的环境，导致酵母菌进行无氧呼吸，在无氧呼吸过程中产生的H能使甲烯蓝被还原生成浅色物质。(3)果酒的制作需要在无氧的条件下，如果发酵罐密闭性不好，则会形成有氧的环境造成醋酸菌在液面大量繁殖，形成菌膜；在酸性无氧的条件下酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受抑制。3(2020湖南省高三二模)实验者分别用4种不同浓度的CO2(0.03%；0.05%；0.07%；0.09%)对黄瓜幼苗进行处理，探究CO2浓度对黄瓜幼苗净光合速率和胞间CO2浓度的影响。实验15天后每隔7天测量一次，实验结果如下图所示。请回答：(1)幼苗
7、固定CO2的速率不能随CO2浓度的增加而持续增加，从代谢角度分析，其直接原因是 光合作用酶的含量和活性、C5的含量等限制CO2的固定 。(2)在1529天中，、的净光合速率都呈现 升高 趋势；在第29天，各组净光合速率达到最大值，随后各组净光合速率下降，该现象说明 长期施用高浓度CO2会降低叶片的净光合速率 。(3)实验结果中，的胞间CO2浓度大于的原因是 的胞外CO2浓度高，利于CO2由外界进入叶肉间隙；的净光合速率低，叶肉细胞对CO2的固定慢 。【解析】(1)从代谢角度分析，幼苗的光合作用酶的含量和活性以及C5的含量等限制了CO2的固定等因素，导致幼苗固定CO2的速率不能随CO2浓度的增加
8、而持续增加。(2)由图可知，在1529天中，、的净光合速率都呈现升高趋势；在第29天，各组净光合速率达到最大值，随后各组净光合速率下降，该现象说明长期施用高浓度CO2会降低叶片的净光合速率。(3)由实验结果可知：IV的胞外CO2浓度高，利于CO2由外界进入叶肉间隙以及IV的净光合速率低，叶肉细胞对CO2的固定慢等原因导致的胞间CO2浓度大于。4(2020盐城市伍佑中学高三月考)图甲为某种植物光合作用过程简图，其中英文大写字母表示物质成分，e为电子，数字表示过程。图乙为该植物叶片的气孔结构示意图，保卫细胞的细胞壁靠近气孔侧明显厚一点。请回答：(1)图甲光合作用产生的O2用该图中 A (字母)表示
9、，O2离开这个植物细胞，需要穿过的膜包括有 类囊体膜、叶绿体膜、细胞膜 ，据该图还可知ATP的形成与 氢离子 (填物质名称)的跨膜运输有关。(2)图甲中物质H是 C5 、物质G是 C3 ，若在夏季正中午由于光照太强，会因为图乙中的保卫细胞发生 细胞失水 引起气孔关闭，短时间内物质D和F的含量变化是 上升 。(3)迁移率(Rf)是指用于叶绿体中各种色素分离的重要指标(迁移率色素迁移距离/溶剂移动距离)。叶绿体中各种色素的分离常用 纸层析 法，分离后迁移率最低的色素是 叶绿素b 。【解析】据图分析，甲图中表示光反应，A是O2，B是H，H是C5，G是C3，是CO2固定，是C3的还原，F是NADPH，
10、E是NADP，D是ATP，C是ADP。(1)据分析可知，图甲中物质A是光合作用产生的O2，O2离开这个植物细胞，需要穿过的膜包括有类囊体膜、叶绿体膜、细胞膜，据该图还可知ATP的形成与H的跨膜运输有关。(2)图甲中物质H是C5、物质G是C3，若在夏季正中午由于光照太强，会因为图乙中的保卫细胞发生细胞失水引起气孔关闭，导致CO2吸收减少，合成的C3减少，光反应产物消耗减少，故短时间内物质D和F的含量会上升。(3)叶绿体中各种色素的分离常用纸层析法，在层析液中溶解度越低，迁移率越小，所以分离后迁移率最低的色素是叶绿素b。5(2020黑龙江省佳木斯一中高三月考)为探究植物甲的光合特性，研究人员测定了
11、植物甲在光、暗条件下CO2吸收速率，结果如下图所示。回答下列问题：(1)在有光条件下，植物甲与一般高等植物相同，其叶绿体可将光能转变为化学能，参与这过程的两类色素为 叶绿素和类胡萝卜素 ，其中高等植物的 叶绿素 的合成需在光照条件下进行。(2)在黑暗条件下，植物甲通过 细胞呼吸 (生理过程)产生CO2，据实验结果曲线图分析，暗期植物甲的CO2吸收总量 大于0 (填“大于0”，“小于0”，“等于0”)，这与一般高等植物不同。经进一步测定植物甲中酸性物质的含量变化，结果发现，酸性物质的含量在暗期上升，光期下降，结合曲线图推测最可能的原因是CO2能够在暗期转化为 酸性物质 储存起来，在光期释放出来。
12、(3)在暗期，植物甲不能将CO2转化为糖类物质等光合产物，其原因是 暗期没有光反应提供的ATP和H 。【解析】(1)叶绿体中的光合色素中的叶绿素和类胡萝卜素能够将光能转变为化学能，叶绿素的合成需要在光照条件下才能完成。(2)据图分析，黑暗条件下，植物甲通过细胞呼吸产生并释放CO2，但实验结果显示，暗期植物甲CO2吸收总量始终大于0。酸性物质的含量在暗期上升，光期下降，说明暗期吸收的二氧化碳能够被植物甲转化为酸性物质储存起来，在光期释放出来进行光合作用。(3)由于暗期没有光反应提供的ATP和H，所以不能将CO2转化为糖类等光合产物。6(2020陕西省西安中学高三二模)如何提高植物对CO2的同化力
13、以提高农作物产量一直是科学家关心的问题，根据以下有关研究过程回答问题：(1)卡尔文及其同事研究植物对CO2的固定过程如下：首先为了探明碳的转移途径，将 14C 标记的CO2注入培养藻的密闭容器，定时取样，每次将藻浸入热的乙醇中，杀死细胞，提取细胞中的有机物。然后应用双向纸层析法使得提取物 分离 ，再通过放射自显影分析放射性物质的斑点，并与已知化学成分进行比较。其次按反应顺序找到生成的各种化合物；不断缩短时间取样，若依次测定出的化合物种类为ABCABA，找到含有放射性的化合物C3、C5和C6等。你认为字母A表示以上哪种化合物？ C3 。(2)在生产实践中，增施CO2是提高温室作物产量的主要措施之
14、一。研究者以黄瓜为材料进行实验发现：增施CO2时间过长，作物的光合作用反而会减弱。原因在于：一方面是淀粉积累会 抑制 光合作用，另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的 ATP、ADP、酶、NADPH (至少答出两点)等含氮化合物合成不足。提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温增强了植物的 细胞呼吸 。请根据本研究的结果，对解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，提出合理化建议： 适当升温、控制增施CO2的时间(或间断供给CO2)、加强对植物氮素营养的补充 。(至少答出两点)【解析】(1)为研究CO2中C的转移途径，可将14C标记的CO2注
15、入培养藻的密闭容器，定时取样，并检测出现放射性的产物；细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可依据此原理用双向纸层析法使得提取物分离开来；随着取样时间缩短，若依次测定出的化合物种类为ABCABA，出现放射性的物质种类减少，根据光合作用暗反应过程分析可知，最先出现的放射性物质应为C3；(2)增施CO2时间过长，植物光合作用反而减弱，可能的原因：一方面是淀粉积累会抑制光合作用，另一方面是有限的氮元素营养会被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的ATP、ADP、酶、NADPH等含氮化合物合成不足；提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温增强了植
16、物的细胞呼吸，提高了细胞对糖的利用率(细胞呼吸)；通过以上分析，要解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，可适当升温以降低淀粉含量、控制增施CO2的时间(或间断供给CO2)以及加强对植物氮素营养的补充等。7(2020江苏省高三开学考试)图甲表示叶肉细胞内发生的卡尔文循环及三碳糖磷酸转变为淀粉和蔗糖的情况，叶绿体内膜上的磷酸转运器所转运的两种物质严格按照11的量进行；图乙是根据光质和CO2浓度对植物净光合速率的影响实验所得数据绘制的曲线。据图回答下列问题。(1)图甲中的卡尔文循环进行的场所是 叶绿体基质 ，影响该过程的主要环境因素有 二氧化碳浓度、温度和光照强度 ，该过程需要光反应提供的
17、ATP和NADPH 。(2)叶绿体内膜上的磷酸转运器，每转入一分子磷酸必定同时运出一分子 三碳糖磷酸 。叶肉细胞合成的蔗糖被相关酶水解为 葡萄糖和果糖 ，再被转入各种细胞利用。(3)图乙a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器有 叶绿体和线粒体 。b点数据大于c点的原因是 叶绿体色素主要吸收红光，而吸收的黄光较少 。(4)如果向培养植物的温室内通入14CO2，光照一定时间后杀死该植物，提取细胞中产物并分析。实验发现，短时间内CO2就已经转化为许多种类的化合物。如果要探究CO2转化成的第一种产物是什么物质，应如何操作？请写出实验的设计思路 通过逐渐缩短光照时间分组实验，当只检测到一种含14C转化物时，
18、说明该物质是二氧化碳转化成的第一种产物 。【解析】(1)图甲所示卡尔文循环发生在叶绿体基质中，影响该过程的主要环境因素有二氧化碳浓度、温度和光照强度；该过程需要光反应提供的ATP和NADPH。(2)根据以上分析已知，叶绿体内膜上的磷酸转运器每转入一分子磷酸，就会转出一分子三碳糖磷酸；叶肉细胞合成的蔗糖属于二糖，其水解产物是葡萄糖和果糖。(3)图乙a点时净光合速率等于0，说明此时光合速率与呼吸速率相等，则叶肉细胞中可以产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体；b、c两点的二氧化碳浓度相等，光的颜色不同，而叶绿体色素主要吸收红光，而吸收的黄光较少，所以b点数据大于c点。(4)要探究暗反应过程中二氧化碳中C的去向，可以对二氧化碳进行标记后，通过逐渐缩短光照时间分组实验，当只检测到一种含14C的转化物时，说明该物质是CO2转化成的第一种产物。
