二大題突破篇5類必考題型務必要破解必考題型一細胞代謝【真題示例】(2024·廣東高考T20·15分)某湖泊曾處于重度富營養化狀態,水面漂浮著大量浮游藻類。管理部門通過控源、清淤、換水以及引種沉水植物等手段,成功實現了水體生態恢復?。引種的3種多年生草本沉水植物(①金魚藻、②黑藻、③苦草,答題時植物名稱可用對應序號表示)在不同光照強度下光合速率及水質凈化能力見圖。回答下列問題:(1)湖水富營養化時,浮游藻類大量繁殖,水體透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有機物少于呼吸作用消耗的有機物,最終衰退和消亡。(2)生態恢復后,該湖泊形成了以上述3種草本沉水植物為優勢的群落垂直結構?,從湖底到水面依次是③②①,其原因是最大光合速率對應光照強度依次升高。(3)為了達到湖水凈化的目的?,選擇引種上述3種草本沉水植物的理由是①(金魚藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高,三者配合能實現綜合治理效果。(4)上述3種草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途徑(濃縮CO2形成高濃度C4后,再分解成CO2傳遞給C5),使其在CO2受限的水體中仍可有效地進行光合作用,在水生植物群落中競爭力較強。根據圖a設計一個簡單的實驗方案,驗證黑藻的碳濃縮優勢?,完成下列表格。實驗設計方案實驗材料對照組:金魚藻實驗組:黑藻實驗條件控制光照強度為500μmol·m-2·s-1,營養及環境條件相同且適宜,培養時間相同控制條件二氧化碳濃度較低且相同測量指標氧氣釋放量(5)目前在湖邊淺水區種植的沉水植物因強光抑制造成生長不良,此外,大量沉水植物葉片凋落,需及時打撈,增加維護成本?。針對這兩個實際問題從生態學角度提出合理的解決措施:合理引入浮水植物,減弱沉水植物的光照強度;合理引入以沉水植物凋落葉片為食物的生物。【閱卷現場】【評分細則】(1)呼吸作用消耗(1分)(2)③②①(2分)最大光合速率對應光照強度依次升高(2分)(3)①(金魚藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高(3分)(4)金魚藻(1分)500(1分)二氧化碳濃度較低且相同(2分)氧氣釋放量(1分)(5)合理引入浮水植物,減弱沉水植物的光照強度;合理引入以沉水植物凋落葉片為食物的生物(2分)【失分警示】1.忽視光照強度對沉水植物生長的影響:在解答問題時,容易忽略光照強度是影響沉水植物生長的關鍵因素,而這是決定群落垂直結構從湖底到水面植物排序的重要原因。2.不理解光合速率與水質凈化能力的關系:題目中提到的除藻率、除氮率、除磷率等指標是評價沉水植物水質凈化能力的重要標準,但在理解時容易忽視這些指標與光合速率之間的關聯。3.實驗設計思路不清晰:在驗證黑藻碳濃縮優勢的實驗設計中,如果沒有明確自變量、因變量、無關變量以及對應的操作和控制,容易導致實驗設計不合理,不能有效驗證實驗目的。【審答思維】關鍵信息信息轉化?需要理解題目描述的湖泊富營養化問題、沉水植物的作用以及它們對水質的影響?+圖a需要分析3種草本沉水植物在不同光照下的光合速率,以及它們各自的光照強度最適范圍?+圖b分析3種草本沉水植物在相同條件下的水質凈化能力,即它們去除氮、磷和藻類的能力?+表根據實驗目的,選擇合適的對照組和實驗組;確定實驗的自變量(植物種類)、因變量(光合速率)和無關變量(如光照強度、二氧化碳濃度等);設計測量光合速率的指標,如氧氣釋放量?根據實際問題(強光抑制和葉片凋落),從生態學角度提出合理的解決措施,如引入浮水植物或特定生物等【答題規則】規則1:確保知識點準確在回答問題時,應確保所使用的生態學知識點準確無誤,如光合作用、群落結構、水質凈化能力等。規則2:邏輯清晰在回答問題時,要有清晰的邏輯順序。例如,在分析湖水富營養化的原因時,應首先描述現象,然后分析原因。規則3:圖表解讀準確題目中提供了圖表信息,應準確解讀圖表中的數據,并將其作為答題依據,如金魚藻、黑藻、苦草曲線變化趨勢,及水質凈化能力。規則4:答案簡潔明了在回答問題時,避免冗余,盡量用簡潔明了的語句表達,如(5)問中關鍵詞“引入浮水植物”,不能忽略。角度一光合作用與細胞呼吸在物質和能量代謝上的區別與聯系1.★★★(光反應和暗反應的場所和過程)白及為我國傳統中藥材,具有廣泛的藥用價值,也具有很高的園林應用價值。其同化外界CO2的途徑會隨環境的變化而有所改變,在適宜環境下同化CO2為圖1方式——C3途徑,在特定環境刺激下促進白及細胞中PEPC基因(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)高效表達為圖2方式——CAM途徑(景天酸代謝途徑),甚至隨著環境變化在CAM途徑與C3途徑間轉換,以便提高光合作用效率。圖2方式為夜間通過氣孔吸收CO2,經一系列反應合成蘋果酸,存儲在液泡中。白天液泡中的蘋果酸經過反應釋放CO2,進而參與光合作用。請回答下列問題:(1)白及葉肉細胞進行光反應中發生的能量變化是光能轉變成儲存在ATP中活躍的化學能及NADPH中的能量,暗反應的場所是葉綠體基質。(2)圖2所示代謝途徑中,白天參與暗反應的CO2直接來源于蘋果酸分解過程和細胞呼吸過程。這種代謝途徑是與高溫干旱環境相適應的。(3)夜間,白及細胞液的pH通常會下降,請結合題目信息說明原因:夜間氣孔開放,葉肉細胞可以從外界吸收CO2,在酶的催化下可以將CO2轉化為蘋果酸,再運輸至液泡,使細胞液pH降低。2.★★★★(光反應、暗反應的物質變化和能量變化)如圖是大豆葉肉細胞和根瘤細胞中的部分代謝示意圖,其中A~E代表物質,①~⑧代表過程。根瘤菌在根瘤細胞中以類菌體的形式存在,固氮酶對氧氣高度敏感,在低氧環境下才能發揮作用。請回答下列問題:(1)物質B、E分別是O2、CO2。發生在葉肉細胞細胞質基質中的代謝途徑有⑥(填序號)。(2)葉綠體、類菌體中合成物質C的場所分別是類囊體薄膜、類菌體基質和類菌體膜。(3)大豆葉肉細胞合成的有機物以蔗糖(物質)形式進行長距離運輸,與葡萄糖相比用該物質進行運輸的優點是非還原糖較穩定(或蔗糖分子為二糖,對滲透壓的影響較小)。(4)類菌體膜內及四周存在大量豆血紅蛋白,其意義是:既能維持低氧環境有利于固氮酶發揮作用,又提供適量氧氣利于有氧呼吸的進行。(5)丙酮酸激酶催化PEP轉化為丙酮酸,當輸入根瘤細胞的有機物增多,丙酮酸激酶基因的表達水平就會降低,這有利于根瘤細胞固氮,原因是減緩有機物的氧化分解,使更多的有機物用于固氮。角度二光合作用原理的應用3.★★★(甜菜的光合速率和葉綠素含量的測量)鹽漬化是影響吉林省生態環境的主要因素之一。甜菜是吉林省主要糖料作物之一,具有良好的耐鹽性。某研究組利用一定濃度NaCl溶液和Na2SO4溶液探究鹽脅迫對甜菜幼苗光合作用的影響,部分實驗結果如圖1、圖2所示。低溫弱光是影響甜菜幼苗正常生長發育、限制穩產與高產的主要障礙因子。下表為該研究組在實驗組溫度為10℃、光照強度為4klx,對照組溫度為25℃、光照強度為20klx條件下,對不同品種甜菜的光合速率和葉綠素含量的測量結果。回答下列問題:品種光合速率葉綠素a葉綠素b葉綠素a+b品種1-13.79-23.94-28.76-25.34品種2-40.55+24.77+12.37+21.28品種3-48.50-61.20-80.27-69.09品種4-63.89-24.73+7.100-16.79品種5-54.37-62.42-64.64-63.08注:表中數據為實驗進行到第7天時的測量結果與對照組的對比結果;光合速率單位為μmol·m-2·s-1,葉綠素含量單位為mg·g-1。(1)在實驗期間,不管哪種鹽脅迫,甜菜的光合作用強度均大于(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用強度。(2)據圖分析,當Na+濃度為140mmol·L-1時,NaCl(填“NaCl”“Na2SO4”或“混合鹽”)脅迫對甜菜凈光合速率影響最小。有同學據圖1得出結論,“用NaCl和Na2SO4溶液對甜菜幼苗進行處理一定會減弱光合速率”,這種說法不正確(填“正確”或“不正確”)。(3)據表分析,與常溫相比,低溫條件下甜菜的光飽和點減小(填“增大”“不變”或“減小”)。根據5個甜菜品種的光合速率大小不能(填“能”或“不能”)判斷它們的產量高低,原因是甜菜產量不僅取決于光合速率,還取決于呼吸速率、有機物在不同器官中的分配。(4)據表推測,對低溫弱光適應性較好的是品種1和品種2,判斷依據是品種1光合速率下降比例最低,品種2葉綠素含量比例最高。4.★★★★(小檗堿抑制銅綠微囊藻生長)中醫藥學是中華民族的偉大創造,傳承發展中醫藥,對于弘揚優秀傳統文化具有重要意義。銅綠微囊藻是造成水華的一種藍細菌,研究人員用傳統中草藥——黃連提取小檗堿,抑制銅綠微囊藻生長。回答下列問題:(1)為研究小檗堿對銅綠微囊藻生長的影響,研究人員將4組銅綠微囊藻分別在適宜光照和黑暗條件下培養,結果如圖:根據實驗研究人員推測,小檗堿抑制銅綠微囊藻的光合作用,從而抑制了銅綠微囊藻的生長。據此分析,圖甲、圖乙中表示正常光照條件的是圖甲。(2)在探究小檗堿抑制銅綠微囊藻光合作用機理時發現,培養液中添加4mg·L-1小檗堿對銅綠微囊藻合成光合色素基本沒有影響,該實驗結果是光照條件下,實驗組(培養液中添加4mg·L-1小檗堿)平均每個銅綠微囊藻光合色素含量與對照組(培養液中沒有添加小檗堿)沒有明顯的差異。

(3)光合作用的光反應在光系統Ⅱ(PSⅡ)和光系統Ⅰ(PSⅠ)內進行。通過兩個光系統協作,將水分解產生O2、H+及電子,電子經過兩個光系統傳遞后產生NADPH,NADPH在暗反應中用于提供能量并作為還原劑將三碳化合物還原。研究人員研究小檗堿對銅綠微囊藻全鏈電子傳遞活性、PSⅡ和PSⅠ電子傳遞活性的影響,實驗結果見表:小檗堿濃度/(mg·L-1)光合電子傳遞活性/(μmolO2·mgChla-1·h-1)全鏈PSⅡPSⅠ0132.63248.0662.750.5108.53103.8569.23實驗表明小檗堿通過抑制銅綠微囊藻光系統PSⅡ電子傳遞活性,進而抑制全鏈電子傳遞活性。若利用本實驗原理進一步開展研究,提出一個實驗課題:比較(探究)不同濃度小檗堿對銅綠微囊藻光系統電子傳遞活性的影響。

(4)研究發現,小檗堿對小球藻(真核生物)光合作用沒有影響。比較銅綠微囊藻和小球藻細胞結構,提出合理假設:小檗堿不能通過小球藻葉綠體的雙層膜。角度三影響光合作用的因素5.★★★★★(不同濃度NaCl脅迫對海水稻生理特性的影響)研究鹽脅迫下植物的抗鹽機理及其對生長的影響具有重要意義。為研究不同濃度NaCl脅迫對海水稻生理特性的影響,某科研小組使用NaCl培養液培養某海水稻,分別測得不同濃度NaCl培養液條件下其根尖細胞和高鹽脅迫條件下(NaCl濃度200mmol·L-1)其葉肉細胞的相關數據,結果分別如圖1、圖2所示。請回答:(1)為了探究高鹽脅迫條件對葉綠體形態及功能的影響,實驗小組將正常條件及高鹽脅迫條件下培養的成熟葉研磨,通過差速離心法獲得葉綠體并制成懸液。在配制葉綠體懸液時,需要加入適宜濃度的蔗糖以保證結構的完整,其作用是維持葉綠體內外滲透壓相等,防止其吸水漲破。葉綠體中光合色素吸收的光能經過光反應之后轉化為ATP和NADPH中的化學能供暗反應利用。(2)若以NaCl溶液濃度150mmol·L-1為界分為低鹽和高鹽脅迫,據圖1可知,隨著NaCl溶液濃度的升高,該海水稻根尖細胞適應低鹽和高鹽脅迫的調節機制不同:前者主要是逐步提高細胞內無機鹽的相對濃度,后者主要是大幅度提高細胞內可溶性糖濃度。(3)據圖2分析該海水稻