專題3細胞代謝（非選擇題）——高考生物學模塊考前搶分練【新高考版】1.某實驗小組對“探究溫度對過氧化氫酶活性影響”的實驗進行改進，以一定濃度的某種酵母菌溶液代替過氧化氫酶，按圖所示裝置，設置實驗組和對照組進行實驗，步驟如下：①實驗組和對照組分別在注射器A、B中吸入相應的溶液（溶液體積一致），用乳膠管連接注射器A和B，在乳膠管上關閉止水夾后，將整個裝置放在溫度為10℃的恒溫水箱中，保溫10min進行第一組實驗。②保溫10min后打開止水夾，將注射器A中的液體勻速推至注射器B中，立刻關閉止水夾，并分別記錄實驗組與對照組注射器B中的刻度。③在10℃恒溫水箱中再保溫10min后，再次分別記錄實驗組與對照組注射器B中的刻度，計算注射器B前后兩次的刻度之差，重復實驗3次。④改變恒溫水箱的溫度，重復上述實驗步驟，完成其他溫度條件下的實驗，并記錄實驗結果如表所示。回答下列問題：實驗組別注射器B中的讀數（單位刻度）實驗組對照組10℃條件下的實驗結果2.00.120℃條件下的實驗結果2.60.130℃條件下的實驗結果4.50.140℃條件下的實驗結果3.60.350℃條件下的實驗結果2.40.660℃條作下的實驗結果1.21.2（1）實驗中對照組A、B注射器中所加的試劑為_____。（2）由表中數據可知，在30℃~60℃范圍內，對照組移動的平均速率隨溫度的升高而增大，說明_____。（3）實驗中酵母菌所代替的過氧化氫酶的活性大小可用_____來直觀表示，原因是_____。（4）60℃下實驗組和對照組注射器B中的讀數相同，原因是_____。2.利用藍細菌將CO2轉化為工業原料，有助于實現“雙碳”目標。（1）藍細菌是原核生物，細胞質中同時含有ATP、NADPH、NADH（呼吸過程中產生的[H]）和丙酮酸等中間代謝物。ATP來源于__________和__________等生理過程，為各項生命活動提供能量。（2）藍細菌可通過D—乳酸脫氫酶（Ldh），利用NADH將丙酮酸還原為D—乳酸這種重要的工業原料。研究者構建了大量表達外源Ldh基因的工程藍細菌，以期提高D—乳酸產量，但結果并不理想。分析發現，是由于細胞質中的NADH被大量用于_______________作用產生ATP，無法為合成D—乳酸提供充足的NADH。（3）藍細菌還存在一種只產生ATP不參與水光解的光合作用途徑。研究者構建了該途徑被強化的工程菌K，以補充ATP產量，使更多NADH用于生成D—乳酸。測定初始藍細菌、工程菌K中細胞質ATP、NADH和NADPH含量，結果如下表。菌株ATPNADHNADPH初始藍細菌6263249工程菌K8296249注：數據單位為pmol/OD730由表可知，與初始藍細菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三階段__________（被抑制/被促進/不受影響），光反應中的水光解__________（被抑制/被促進/不受影響）。（4）研究人員進一步把Ldh基因引入工程菌K中，構建工程菌L。與初始藍細菌相比，工程菌L能積累更多D—乳酸，是因為其__________（雙選）。A.光合作用產生了更多ATP B.光合作用產生了更多NADPHC.有氧呼吸第三階段產生了更多ATP D.有氧呼吸第三階段節省了更多NADH3.從19世紀中葉起，生物學研究逐漸由表及里，向理解生命現象的內在規律，探索生命過程的運行機理深入。而探索生命的過程離不開生物學實驗及其儀器的發明和使用。回答下列關于生物學實驗的問題：(1)觀察微觀世界需用到顯微鏡，人類歷史上利用自制顯微鏡第一個發現了細菌、紅細胞等微生物世界的科學家是______。(2)利用特定的顏色反應可以鑒定出特定的物質，做物質的鑒定實驗時，為使實驗結果更明顯，選擇合適材料的原則是______(答出兩點)。(3)科學家從耐熱菌中分離出了一種新型的酶，該酶能催化物質M(溶液呈紅色，該物質不含肽鍵，也不含磷酸二酯鍵)水解。請根據以下實驗思路，確定該新型酶的化學本質，補充完整預期實驗結果及結論。實驗思路：取該新型酶適量均分成甲、乙兩組，取適量物質M溶液均分成丙、丁兩組，甲組使用適量蛋白酶處理，乙組使用等量RNA酶處理，然后將甲組的酶倒入丙組，乙組的酶倒入丁組，觀察丙、丁兩組內紅色是否褪去。預期實驗結果及結論：___________。(4)酵母菌是一種______(代謝類型)菌，因此常用來研究細胞呼吸的不同方式。進行探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗時，有氧組用到NaOH溶液和澄清石灰水，這兩種液體的作用分別是_____________;無氧組中盛有酵母菌培養液的錐形瓶與盛有澄清石灰水的錐形瓶連通前，需要封口放置一段時間，目的是______。4.古有“五谷者，萬民之命，國之重寶”，今有“端牢飯碗”等糧食大事。研究人員發現某突變體水稻的葉綠素含量約為野生型水稻的50%，但在光飽和條件、不同濃度氮處理下葉片光合速率均比野生型高。為探究其作用機制，研究人員對該突變體和野生型水稻分別施不同濃度的氮肥0kg·N·hm-2、120kg·N·hm-2、240kg·N·hm-2，并標記為0N、120N、240N，實驗結果如圖。回答下列問題。（1）實驗時，水稻根部通氣良好有助于其細胞以____________方式吸收氮肥。氮被運輸到葉肉細胞后，既可合成具有_____________功能的葉綠素，也可用于合成Rubisco酶。Rubisco酶能催化CO2與C5生成C3，其作用的場所是____________，隨著氮肥濃度升高，突變體和野生型水稻光合速率均有所提高。（2）據實驗結果推測，突變體提高光合速率的機制主要是N元素促進_____________反應，進而提高光合速率。其依據是：施用氮肥時，與野生型相比，突變體的_____________，能從環境中吸收更多CO2；____________。（3）若實驗條件改為低光照強度，突變體的光合速率會略低于野生型，原因是_____________。5.隨著各種生物技術的發展，科學家對光合作用的研究也越來越深入。如表是科研人員用番茄大棚和草莓大棚研究不同空氣污染情況對大棚溫度、光合有效輻射、光合速率的影響。（光合有效輻射：植物進行光合作用，被光合色素吸收并轉化的太陽能）番茄大棚空氣質量棚溫/℃光合有效輻射相對值光合速率相對值良25.698720.4輕度污染23.4746119.6重度污染23.547717.1重度污染23.132511.8草莓大棚空氣質量棚溫/℃光合有效輻射相對值光合速率相對值良27.399420.11輕度污染26.1785518.72重度污染26.142817.41重度污染24.642810.10（1）光合作用過程中，葉肉細胞吸收的CO2在____中被固定形成C3，C3在____階段產生的____的作用下，最終生成以糖類為主的有機物。（2）據表格信息，當空氣質量為嚴重污染時，與中度污染時相比，番茄棚和草莓棚應分別采取____、____措施來提高植物的光合速率以提高產量。（3）長久以來普遍認為若持續光照，最終有機物積累量會增加，但科研人員有了新的發現。給予植物48小時持續光照，測定葉肉細胞中的淀粉積累量，結果如圖1所示。實驗結果反映出淀粉積累量的變化規律是_____。（4）為了解釋（3）的實驗現象，研究人員提出了兩種假設。假設一：當葉肉細胞內淀粉含量達到一定值后，淀粉的合成停止。假設二：當葉肉細胞內淀粉含量達到一定值后，淀粉的合成與降解同時存在。為驗證假設，科研人員測定了葉肉細胞的CO2吸收量和淀粉降解產物——麥芽糖的含量，結果如圖2所示。實驗結果支持上述哪一種假設？____。請運用圖中證據進行闡述：（5）為進一步確定該假設成立，研究人員在第12小時測得葉肉細胞中的淀粉含量為a，為葉片光合作用通入僅含13C標記的CO24小時，在第16小時測得葉肉細胞中淀粉總量為b，13C標記的淀粉含量為c。若淀粉量a、b、c的關系滿足____（用關系式表示），則該假設成立。6.炎熱干燥的天氣往往會導致植物出現光呼吸現象，圖1表示植物葉肉細胞發生的光呼吸過程簡圖，光呼吸發生的原因是圖中的R酶的雙功能性，當CO2與O2濃度之比較高時，R酶能夠催化與CO2與C5反應，生成C3，反之，當CO2與O2濃度之比較低時，光呼吸水平增加,R酶就會更多地催化C5與O2反應，生成乙醇酸（C2）,C2最后在相應細胞器中可轉化成C3和CO2。請完成以下問題：（1）炎熱干燥的天氣導致植物出現光呼吸的原因是_____。（2）比較光呼吸與植物細胞有氧呼吸的不同點______（描述三個方面）。（3）研究發現，水稻等作物的光合產物有較大比例要消耗在光呼吸底物上。那么，這些作物中光呼吸存在的意義是____。（4）科研人員設計了只在葉綠體中完成的光呼吸替代途徑R（依然具有降解乙醇酸產生CO2的能力）。同時，利用RNA干擾技術降低葉綠體膜上乙醇酸轉運蛋白的表達量，進而減少_____，從而影響光呼吸。檢測三種不同類型植株的光合速率，實驗結果如圖2所示。據此回答：①當胞間CO2濃度較低時，野生型植株與替代途徑植株的光臺速率相比____。②當胞間CO2濃度較高時，三種類型植株光合速率的大小關系為______,分析其原因是_____________________。

答案以及解析1、（1）答案：A中加一定濃度的過氧化氫溶液，B中加同種死的酵母菌溶液或蒸餾水（或A中加同種死的酵母菌溶液或蒸餾水，B中加一定濃度的過氧化氫溶液）解析：實驗中實驗組加入一定濃度的過氧化氫溶液和一定濃度的某種酵母菌溶液，對照組加入等量的一定濃度的過氧化氫溶液和同種死的酵母菌溶液或蒸餾水。（2）答案：過氧化氫自動分解的速率隨溫度的升高而加快解析：對照組中加入的為蒸餾水或死的酵母菌溶液，即無過氧化氫酶溶液，但由數據可知，在30℃~60℃范圍內，對照組也有移動，且移動的平均速率隨溫度的升高而增大，說明過氧化氫自動分解的速率隨溫度的升高而加快。（3）答案：實驗組與對照組的差值；實驗組的數據代表酵母菌中過氧化氫酶催化過氧化氫分解產生氧氣的量和過氧化氫自動分解產生氧氣的量之和解析：實驗組的數據代表酵母菌中過氧化氫酶催化過氧化氫分解產生氧氣的量和過氧化氫自動分解產生氧氣的量之和，因此，實驗組與對照組的差值可代表酵母菌所代替的過氧化氫酶的活性。（4）答案：60℃時酵母菌中的過氧化氫酶失去活性解析：60℃下實驗組和對照組注射器B中的讀數相同，原因是60℃時酵母菌中的過氧化氫酶失去活性。2.答案：（1）光合作用；呼吸作用（以上兩空可調換）（2）有氧呼吸（3）被抑制；不受影響（4）AD解析：（1）藍細菌是原核生物，但含有葉綠素和藻藍素，能進行光合作用，能產生NADH（呼吸過程中產生的[H]）和丙酮酸等中間代謝物，也能進行呼吸作用，因此藍細菌內的ATP來源于光合作用和呼吸作用等生理過程，為各項生命活動提供能量。（2）有氧呼吸第三階段是前兩個階段產生的NADH（呼吸過程中產生的[H]）與氧氣結合形成水，同時釋放大量能量，因此藍細菌中細胞質中的NADH可被大量用于有氧呼吸第三階段產生ATP，無法為合成D—乳酸提供充足的NADH。（3）NADH是有氧呼吸過程中的代謝產物，在有氧呼吸第三階段被利用，NADPH是光合作用過程中的代謝產物，是水光解的產物，據表格可知，與初始藍細菌相比，工程菌K的NADH較高，NADPH相同，說明有氧呼吸第三階段被抑制，光反應中的水光解不受影響。（4）工程菌K存在一種只產生ATP不參與水光解的光合作用途徑，能使更多NADH用于生成D—乳酸，把Ldh基因引入工程菌K中，構建工程菌L，光合作用產生了更多ATP，為各項生命活動提供能量，這樣有氧呼吸第三階段節省了更多NADH，這樣工程菌L就能利用NADH將丙酮酸還原為D—乳酸，能積累更多D—乳酸，AD正確，BC錯誤。故選AD。3.答案：(1)列文虎克(2)顏色白色或近白色，相應物質的含量比較高(3)若丙組紅色褪去、丁組紅色未褪去，則說明該新型酶的化學本質是RNA;若丙組紅色未褪去、丁組紅色褪去，則說明該新型酶的化學本質是蛋白質(4)(異養)兼性厭氧；去除通入有氧呼吸裝置的空氣中的CO2,保證檢測出的CO2都是酵母菌細胞呼吸的產物；檢測酵母菌有氧呼吸產生CO2的情況(順序不能顛倒)；讓酵母菌耗盡錐形瓶內的氧氣解析：（1）列文虎克是自制顯微鏡第一個發現了細菌、紅細胞等微生物世界的科學家，并且觀察到的是活細胞。（2）利用特定的顏色反應可以鑒定出特定的物質，在選擇材料時材料的顏色白色或近白色，相應物質的含量比較高。（3）酶的本質為蛋白質或RNA，甲組使用適量蛋白酶處理，乙組使用等量RNA酶處理，然后將甲組的酶倒入丙組，乙組的酶倒入丁組，若丙組紅色褪去、丁組紅色未褪去，則說明該新型酶的化學本質是RNA；若丙組紅色未褪去、丁組紅色褪去，則說明該新型酶的化學本質是蛋白質。（4）酵母菌屬于真核生物，既可以進行有氧呼吸又可以進行無氧呼吸，故酵母菌是(異養)兼性厭氧菌，探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗時NaOH溶液的作用是去除通入有氧呼吸裝置的空氣中的CO2，保證檢測出的CO2都是酵母菌細胞呼吸的產物，澄清石灰水的作用是檢測酵母菌有氧呼吸產生CO2的情況。無氧組中盛有酵母菌培養液的錐形瓶，需要封口放置一段時間，讓酵母菌耗盡錐形瓶內的氧氣，再與盛有澄清石灰水的錐形瓶連通。4.答案：（1）主動運輸；吸收、傳遞、轉化光能；葉綠體基質（2）暗反應；葉片氣孔導度明顯增大；突變體Rubisco酶的含量明顯增加，CO2固定的效率較高（3）突變體水稻的葉綠素含量約為野生型水稻的50%，低光照強度下吸收的光能少，光反應產生的ATP和NADPH減少解析：（1）根部通氣良好時，根細胞有氧呼吸旺盛，產生更多的能量，使細胞以主動運輸的方式吸收氮肥；葉綠素具有吸收、傳遞、轉化光能的作用；光合作用暗反應中，發生CO2與C5生成C3的過程，該過程發生在葉綠體基質。（2）分析題圖，施用氨肥時，與野生型相比，突變體葉片氣孔導度明顯增大，Rubisco酶含量大幅增加，胞間CO2濃度差別不大，說明突變體能夠從環境中吸收更多的CO2，CO2固定的效率更高，促進了暗反應。（3）突變體水稻的葉綠素含量約為野生型水稻的50%，低光照強度下吸收的光能少，光反應產生的ATP和NADPH減少，進而影響了光合速率。5.答案：（1）葉綠體基質；光反應；NADPH和ATP（2）增加光照；升高溫度（3）最初一段時間內，隨著光照時間增加淀粉積累量逐漸增加，之后幾乎不增加（4）假設二；葉肉細胞持續（或并未停止）吸收CO2；淀粉分解產物麥芽糖含量快速上（5）b-a<c（或b<a+c）解析：（1）光合作用過程中，葉肉細胞吸收的CO2在暗反應階段被利用，在葉綠體基質中被固定形成C3；C3在光反應階段產生的NADPH和ATP的作用下，最終生成以糖類為主的有機物。（2）據表格信息，當空氣質量為嚴重污染時，與中度污染相比，草莓的光合有效輻射相對值不變（相對值仍為428），但是棚溫下降，說明溫度影響了細胞與光合作用有關酶的活性，導致草莓光合速率下降；而番茄大棚的光合有效輻射相對值降低，故番茄棚和草莓棚應分別采取增加光照、升高溫度措施來提高植物的光合速率以提高產量。（3）由圖1結果可知，淀粉積累量的變化規律是在最初一段時間內，隨著光照時間增加，淀粉積累量逐漸增加，之后幾乎不增加，保持相對穩定。（4）結合題干信息對實驗分析如下：（5）第12小時測得葉肉細胞中的淀粉含量為a，第16小時測得葉肉細胞中淀粉總量為b，則b-a代表通入13CO2的4小時內淀粉的積累量，若小于這4小時內淀粉合成總量c，即b-a<c，則說明一部分淀粉被分解，假設二成立。6.答案：（1）炎熱干操天氣，蒸騰作用強導致水分散失過快，植物為了避免水分散失，氣孔關閉，CO2吸收減少，光合作用產生的O2在葉片中堆積，使得CO2與O2濃度之比降低，光呼吸水平增加（2）條件：光呼吸發生在光照條件下，有氧呼吸在有光、無光條件下均能發生；場所：光呼吸的發生需要葉綠體、過氧化物酶體和線粒體的參與，有氧呼吸發生在細胞質基質和線粒體中；能量角度：光呼吸消耗ATP，有氧呼吸生成ATP；物質角度：光呼吸利用O2和C5生成乙醇酸和C3，有氧呼吸利用葡萄糖和O2生成CO2與水（3）避免光反應過程中積累的ATP和NADPH對葉綠體的傷害，同時消除乙醇酸對細胞的毒害，回收碳元素，減少碳的流失（4）乙醇酸從葉綠體向過氧化物酶體的轉運；①無明顯差異；②R+RNA干擾>R>野生型；R途徑能夠更快速、高效地降解乙醇酸產生CO