2024届高考生物一轮复习专项练习（2）细胞的代谢

这是一份2024届高考生物一轮复习专项练习（2）细胞的代谢，共14页。试卷主要包含了耐盐碱水稻是指能在盐浓度0等内容，欢迎下载使用。
（2）细胞的代谢  1.耐盐碱水稻是指能在盐（碱）浓度0.3%以上的盐碱地生长且产量良好的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3g·mL-1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图所示。下列叙述正确的是(   )A.Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻B.Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性C.AB段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱D.BC段细胞原生质体体积增大是由于Ⅰ组水稻细胞开始主动吸收K+、2.铁是人体内必不可少的微量元素，下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白（Tf）可运载Fe3+，以Tf-Fe3+结合形式进入血液。Tf-Fe3+与转铁蛋白受体（TfR）结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是(   )A.Fe2+顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散B.Tf与TfR结合后携带Fe3+进入细胞的过程属于胞吞C.蛋白2和转铁蛋白（Tf）都是细胞膜上的载体蛋白D.H+进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量3.某实验小组欲利用核桃幼苗研究氮素形态对根系呼吸速率的影响，在其他条件相同且适宜的情况下，通过调整营养液中-N与-N的比例，共设置A（100%：0%）、 B（75%：25%）、C（50%：50%）、D（25%：75%）、E（0%：100%）5个氮素形态，每月测定并统计一次。进行氮素形态处理前对栽培基质浇灌大量清水，最后测定实验结果如图所示。回答下列问题：（1）有氧条件下，根细胞呼吸作用消耗水的场所是____，有氧呼吸的整个过程是____（用反应式表示）。检测呼吸速率时，常用的指标是____。（2）每次进行氮素形态处理前要对栽培基质浇灌大量清水，这样做的目的是____由实验结果可知，随着处理时间的延长，核桃幼苗根系呼吸速率的变化是____推测与单独施用-N相比，单独施用-N的核桃幼苗根系呼吸速率____（填“更快”或“更慢”）。（3）在农业生产上，要提高根系细胞呼吸速率，除本实验所述的措施外，种植户还可采取的措施有_____（答出两点即可）。4.兴起于19世纪的第一次“绿色革命”获得了水稻半矮化突变体，半矮秆水稻虽抗倒伏、高产，但对氮的利用效率不高。中国科研团队就如何进一步提高水稻产量，减少农业生产对环境的影响这一问题进行了持续探索，并于2020年在水稻高产和氮素高效协同调控机制领域获得重要突破。为探究高浓度CO2下氮素供应形态对植物光合作用的影响，研究人员以武运粳稻为实验材料，在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验，部分结果如下表。请回答有关问题：硝态氮（）正常浓浓度CO2硝态氮（）高浓度CO2X氨态氮（）、高浓度CO2叶绿素SPAD值50514244净光合速率17.521.53542.8注：SPAD值与叶绿素含量呈正相关，净光合速率单位：[μmol/（m2·s）]。（1）环境中的氮元素进入叶肉细胞后，可用于合成与光合作用相关的酶（如RuBP羧化酶），RuBP羧化酶分布在____，能将CO2固定为____，再进一步被还原为糖类。此外氨元素还能用于合成____（答出其中两种），进而促进光合作用。（2）表中X处理措施应为_____。据表分析，能够显著提高该水稻净光合速率的氮素供应形态是_____。从物质跨膜运输的角度分析，原因可能是_____。（3）植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测，结果如下：检测结果显示：相对于中氨，高氮环境下，氨素从____向____转化，且羧化氮素所占比例降低，进而影响了光合作用的_____阶段，导致光合速率下降。5.随着各种生物技术的发展，科学家对光合作用的研究也越来越深入。如表是科研人员用番茄大棚和草莓大棚研究不同空气污染情况对大棚温度、光合有效辐射、光合速率的影响。（光合有效辐射：植物进行光合作用，被光合色素吸收并转化的太阳能） 番茄大棚空气质量棚温/℃光合有效辐射相对值光合速率相对值良25.698720.4轻度污染23.4746119.6重度污染23.547717.1重度污染23.132511.8 草莓大棚空气质量棚温/℃光合有效辐射相对值光合速率相对值良27.399420.11轻度污染26.1785518.72重度污染26.142817.41重度污染24.642810.10（1）光合作用过程中，叶肉细胞吸收的CO2在____中被固定形成C3，C3在____阶段产生的____的作用下，最终生成以糖类为主的有机物。（2）据表格信息，当空气质量为严重污染时，与中度污染时相比，番茄棚和草莓棚应分别采取____、____措施来提高植物的光合速率以提高产量。（3）长久以来普遍认为若持续光照，最终有机物积累量会增加，但科研人员有了新的发现。给予植物48小时持续光照，测定叶肉细胞中的淀粉积累量，结果如图1所示。实验结果反映出淀粉积累量的变化规律是_____。（4）为了解释（3）的实验现象，研究人员提出了两种假设。假设一：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成停止。假设二：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成与降解同时存在。为验证假设，科研人员测定了叶肉细胞的CO2吸收量和淀粉降解产物——麦芽糖的含量，结果如图2所示。实验结果支持上述哪一种假设？____。请运用图中证据进行阐述：（5）为进一步确定该假设成立，研究人员在第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a，为叶片光合作用通入仅含13C标记的CO24小时，在第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量为b，13C标记的淀粉含量为c。若淀粉量a、b、c的关系满足____（用关系式表示），则该假设成立。6.内蒙古锡林郭勒草原南端的浑善达克沙地土壤贫瘠，出现草地退化现象，为保护和恢复当地生态系统，生物学：家进行了系列研究。（1）调查发现近几十年畜牧业快速发展，出现过度放牧、大量畜牧产品外销等现象，导致当地生态系统的____功能失衡，使得土壤中氮等化学元素减少，土壤贫瘠。（2）非豆科植物黄柳和豆科植物木岩黄芪是当地的优良牧草资源。，长期高浓度CO2实验发现黄柳生物量无显著增加，木岩黄芪生物量增加明显。这是因为当地土壤中氮元素匮乏，导致细胞中_____等物质合成不足，从而影响了非豆科植物光合作用的顺利进行。（3）进一步检测黄柳和木岩黄芪的相关生理指标，结果如表所示。最大光合速率（μmolCO2·m-2·s-1）蒸腾速率（μmolH2O·m-2·s-1）叶片氮含量（g·m-2）胞间CO2浓度/大气CO2浓度黄柳196.31.10.61木岩黄芪376.51.70.52①上述两种植物位于生态系统营养结构中的第_____营养级。②据表和（2）信息分析，能否判断木岩黄芪是当地的优势种，请阐释原因_____。（4）研究发现黄柳比木岩黄芪在高温干旱条件下有机物积累量低，进一步检测黄柳和木岩黄芪相关酶的活性如图1，相关生理过程如图2。由图分析木岩黄芪在高温干旱的浑善达克沙地仍能积累较多有机物的原因：____。（5）综合以上研究，请提出修复浑善达克沙地生态系统的合理建议：____。7.为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2所示。RuBP羧化酶（简称R酶）是催化C5和CO2生成C3的酶。R酶的激活需ATP的参与，ATP的含量和R酶的活性均可测定。叶绿体中的可溶性糖可以在叶绿体中合成淀粉，暂时贮存起来，也可以运出叶绿体合成蔗糖等，过程如图3所示。请回答以下问题：（1）最适宜在果树林下套种的品种是_____，最适应较高光强的品种是_____。（2）在S植株处于光补偿点时，其叶肉细胞利用的CO2来自_____。（3）光合作用旺盛时，若叶绿体中合成淀粉过程出现障碍，则可能导致叶绿体发生破损，出现这种现象的原因是_____。（4）请设计实验来验证使R酶活性增强的ATP来自光反应（简要写出实验思路和预期结果）。实验思路：_____。预测结果：_____。8.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。请回答下列问题：（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_____（回答2点）。（2）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法以提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的最小光照强度）如表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是_____，选择这两种作物的依据是____。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/（μmol·m-2·s-1）12001180560623（3）如图所示为一段时间内番茄植株光合速率和呼吸速率变化曲线。4~6h间，检测发现番茄体内有机物含量的变化是容器内O2含量增加的原因是____。（4）进行实验时，番茄叶片出现黄斑，工作人员猜测是缺少镁元素引起的。请利用这些有黄斑的番茄，设计一简单实验加以证明。实验思路是_____。


           答案以及解析1.答案：A解析：A对，根据分析可知，Ⅱ组水稻是在盐碱条件下生活良好的耐盐碱水稻，Ⅰ组水稻是普通水稻；B错，因为细胞壁伸缩性有限和细胞内外溶液浓度差制约，Ⅱ组水稻曲线不能无限上升；C错，Ⅰ组水稻细胞在AB段失水，细胞液浓度升高，吸水能力增强；D错，Ⅰ组水稻细胞从实验开始时就吸收K+和，细胞液浓度升高，B点开始细胞液浓度高于外界溶液浓度，原生质体吸水大于失水，体积增大。2.答案：C解析：A、由图分析，Fe2+顺浓度梯度通过蛋白通道的过程属于协助扩散，协助扩散需要载体蛋白但无需能量，A正确；B、胞吞是胞外物质通过质膜包裹，质膜内陷并形成膜包被的囊泡进入细胞内的生理活动，图中Tf和TfR结合后携带Fe3+进入细胞的过程为胞吞，B正确；C、通过图知，Fe2+通过蛋白1被吸收和H+通过蛋白2进入囊泡可知，蛋白1为细胞膜上的载体蛋白，蛋白2是囊泡上的载体蛋白；而转铁蛋白（Tf）是一种分泌蛋白，属于转铁蛋白家族，由肝脏表达并分泌到血浆中，C错误；D、由图观察，H+从浓度低的地方到浓度高的地方逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗能量，D正确。故选：C。3.答案：（1）线粒体基质；C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量;单位时间内二氧化碳的释放量或氧气消耗量（2）避免氮素在栽培基质中累积影响实验结果（合理即可）;先上升后下降;更快（3）大田种植时，适时松土、适量浇水等；大棚种植时，适当控制温度等（合理即可）解析：（1）根细胞有氧呼吸第二阶段消耗水，场所为线粒体基质，常用单位时间内O2的减少量或CO2的增加量作为检验呼吸速率的指标。（2）对栽培基质大量浇灌清水可防止氮素在栽培基质中累积，从而对实验结果造成干扰。（3）温度、土壤氧气浓度、土壤含水量等均会影响根系细胞呼吸速率，故要提高根系细胞呼吸速率，大田种植时可适时松土、适量浇水，大棚种植时适当控制温度等。4.答案：（1）叶绿体基质；C3（三碳化合物）；叶绿素、NADPH、ATP、ADP（答出两种即可）（2）氨态氮（）、正常浓度CO2；氨态氮（）；根细胞膜上转运氨态氮的转运蛋白的数量多于硝态氮（3）光合氨素（羧化氨素）；非光合氮素；暗反应解析：（1）RuBP羧化酶将CO2中的碳固定在C3中，C3经一系列反应转化为糖类，氨元素合成叶绿素、NADPH、ATP、ADP等光合作用所需物质可促进光合作用。（2）实验分析。从物质跨膜运输的角度分析，可能因为根细胞膜上转运氨态氮的转运蛋白（载体蛋白）的数量多于硝态氨，植物细胞获得更多的氨元素用于合成与光合作用相关的物质，从而提高光合作用强度。（3）据图可知，相对于中氨，高氮环境下，非光合氮素增多，羧化氮素减少，说明高氨环境下，氮素从光合氨素（捕光氮素和羧化氨素）向非光合氮素转化。结合RuBP羧化酶参与二氧化碳的固定，可知羧化氮素所占比例降低，细胞中RuBP羧化酶数量减少，进而影响了光合作用的暗反应（碳反应）阶段。5.答案：（1）叶绿体基质；光反应；NADPH和ATP（2）增加光照；升高温度（3）最初一段时间内，随着光照时间增加淀粉积累量逐渐增加，之后几乎不增加（4）假设二；叶肉细胞持续（或并未停止）吸收CO2；淀粉分解产物麦芽糖含量快速上（5）b-a<c（或b<a+c）解析：（1）光合作用过程中，叶肉细胞吸收的CO2在暗反应阶段被利用，在叶绿体基质中被固定形成C3；C3在光反应阶段产生的NADPH和ATP的作用下，最终生成以糖类为主的有机物。（2）据表格信息，当空气质量为严重污染时，与中度污染相比，草莓的光合有效辐射相对值不变（相对值仍为428），但是棚温下降，说明温度影响了细胞与光合作用有关酶的活性，导致草莓光合速率下降；而番茄大棚的光合有效辐射相对值降低，故番茄棚和草莓棚应分别采取增加光照、升高温度措施来提高植物的光合速率以提高产量。（3）由图1结果可知，淀粉积累量的变化规律是在最初一段时间内，随着光照时间增加，淀粉积累量逐渐增加，之后几乎不增加，保持相对稳定。（4）结合题干信息对实验分析如下：（5）第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a，第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量为b，则b-a代表通入13CO2的4小时内淀粉的积累量，若小于这4小时内淀粉合成总量c，即b-a<c，则说明一部分淀粉被分解，假设二成立。6.答案：（1）物质循环（2）ATP、NADPH、与光合作用相关的酶（合理即可）（3）①一②不能，表中数据和（2）的实验结果只提供了木岩黄芪代谢水平和个体生长状态方面的数据，缺少物种多样性和种群密度等证据支撑，所以不能判断木岩黄芪为当地的优势种（合理即可）（4）木岩黄芪细胞中的RuBP羧化酶和PEP羧化酶的活性均比黄柳细胞中的高，可以补偿高温干旱导致的气孔关闭、CO2供应不足，提高CO2固定的效率，使得暗反应效率提高，光合速率增强，从而积累较多的有机物（5）人工播种豆科植物、投放自生固氮菌（合理即可）解析：（1）物质循环是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。根据“过度放牧、大量畜牧产品外销等现象”，“使得土壤中氨等化学元素减少，土壤贫瘠”可知，氮等化学元素的循环受阻，生态系统的物质循环功能失衡。（2）光合作用过程中，光反应发生水的光解、ATP和NADPH的生成，暗反应发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH,ATP、NADPH以及光合作用相关酶等物质均含有氮元素，因此当地土壤中氨元素匮乏，导致细胞中ATP、NADPH、光合作用相关的酶等物质合成不足，从而影响了非豆科植物光合作用的顺利进行。（3）①黄柳和木岩黄芪这两种植物都是生产者，在生态系统中属于第一营养级；②优势种是指群落中占优势的种类，包括群落每层中数量最多、体积最大、对生境影响最大的种类。表中数据和（2）的实验现象只提供了代谢水平和个体生长状态方面的证据，缺少物种多样性和种群密度的证据支撑，所以不能判断木岩黄芪为本地的优势种。（4）据图甲可知，木岩黄芪比黄柳细胞中的RuBP羧化酶和PEP羧化酶的活性高，可以补偿由于高温、千旱导致的气孔关闭所引起的CO2供应不足，提高CO2固定的效率，使得暗反应效率提高，光合速率增强，从而积累较多的有机物。（5）据题意可知，内蒙古锡林郭勒草原南端的浑善达克沙地土壤中氨等化学元素减少，土壤贫瘠，因此修复浑善达克沙地生态系统的合理建议为人工播种豆科植物并还田、播种自生固氮菌。7.答案： （1）①. S2②. S3（2）线粒体和外界（3）光合作用旺盛时，合成的可溶性还原糖增多，若叶绿体中合成淀粉的过程出现障碍，则叶绿体中会储存较多的可溶性糖，使得叶绿体渗透压升高引起吸水，而过度吸水则可能导致叶绿体吸水涨破，进而导致叶绿体发生破损（4）①. 选择适宜强光照的S3品种幼苗若干，随机均分为两组，一组置于黑暗条件下，另一组置于适宜的光照条件下，一段时间后检测叶肉细胞中R酶的活性，通过比较得出相应的结论②. 光照条件细胞幼苗叶肉细胞中R酶的活性高于黑暗条件下，因而能证明相应的结论解析：（1）由分析可知，三种植物光饱和点和光补偿点均最小的是S2，适于弱光下生长，因此可以在果树林下套种；光饱和点最大的是品种S3，因此品种S3是最适应较高光强的品种。（2）在S植株处于光补偿点时，说明其光合作用速率和呼吸速率相等，由于植物体中有许多不能进行光合作用的细胞，但它们在进行呼吸作用，也就是说这些细胞需要消耗来自叶肉细胞的有机物，故此时叶肉细胞的净光合速率是大于零的，即对于叶肉细胞来说，其光合速率大于呼吸速率，其光合作用利用的CO2来自呼吸作用通过线粒体产生的和外界吸收的。（3）光合作用旺盛时，合成的可溶性还原糖增多，若叶绿体中合成淀粉的过程出现障碍，则叶绿体中会储存较多的可溶性糖，使得叶绿体渗透压升高引起吸水，而过度吸水则可能导致叶绿体吸水涨破，进而导致叶绿体发生破损。（4）题意显示，R酶的激活需ATP的参与， ATP的含量和R酶的活性均可测定，本实验目的是验证使R酶活性增强的ATP来自光反应，据此可推测实验的自变量是光反应是否进行，而光反应的发生需要光照条件，因此，实验的自变量可设计为是否有光照，因变量是R酶活性，据此实验思路设计如下：选择适宜强光照的S3品种幼苗若干，随机均分为两组，一组置于黑暗条件下，另一组置于适宜的光照条件下，一段时间后检测叶肉细胞中R酶的活性，通过比较得出相应的结论。相应的实验结果为：光照条件细胞幼苗叶肉细胞中R酶的活性高于黑暗条件下，因而能证明相应的结论。8.答案：（1）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争：增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼吸（合理即可）（2）A和C；作物A光饱和点高且株高高，可利用上层光照进行光合作用：作物C光饱和点低且株高矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用（合理即可）（3）增加；4~6h之间，番茄的光合速率大于呼吸速率，光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量，有O2释放（或植株从容器中吸收CO2并释放出O2）（4）将黄斑番茄分别放在含镁元素和缺镁元素的完全培养液中培养，适宜条件下培养一段时间，观察叶片上的黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶是否有黄斑）（合理即可）解析：（1）根据题干对中耕松土的描述可知：在植株之间去除杂草并进行松士可避免杂草与农作物竞争阳光、水、无机盐，提升作物光合作用强度，保证物质与能量更多的流向农作物，促进农作物的生长发育，同时松土能增加土壤中氧气含量，增强根细胞呼吸作用强度，促进根细胞的生长发育，促进水和无机盐的吸收。（2）根据表格信息可知，AC作物之间株高差最大，且作物A光饱和点高且株高高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用，故应选择AC作物进行间作。（3）4~6h之间，曲线中看出，虽然光合速率不变，番茄的光合速率大于呼吸速率，光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量，有氧气释放，因此容器内O2含量增加，CO2含量减少，由于净光合速率大于0，所以番茄体内有机物含量增加。（4）分析题意，本实验目的是验证番茄出现黄斑是缺少镁元素引起的，则实验的自变量是镁元素的有无，本实验可通过自身前后加以证明，故可设计实验如下：将黄斑番茄的培养液添加适当比例的镁元素，培养一段时间，观察黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶是否有黄斑）。或将黄斑番茄分别在含镁元素和缺镁元素的完全培养液中培养，适宜条件下培养一段时间，观察黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶是否有黄斑）