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一、代謝類 一、代謝類 一、近六年考查角度剖析 年份 題號 考查角度 2016 甲卷 29 (曲線題) 以反映“溫度對某種酶活性影響的實驗結(jié)果”曲線圖為載體，考查學(xué)生對酶本質(zhì)及影響酶活性的因素的知識的理解和掌握情況。 31 (表格題) 以反映實驗處理和結(jié)果信息的表格為情境，考查學(xué)生對光合作用與呼吸作用的掌握情況以及對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理的能力。 乙卷 30 (曲線題) 著重考查了影響光合作用的環(huán)境因素相關(guān)的知識，意在考查學(xué)生審題能力，能識記并理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成一定知識網(wǎng)絡(luò)的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。 丙卷 29 (表格題) 考查“探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對小麥光合作用的影響”的實驗分析，該實驗涉及“溫度”和“相對濕度”兩個自變量，所以，對實驗結(jié)果進行分析時一定要遵循單一變量原則。 2015 全國Ⅰ 29 (實驗題) 以實驗為背景主要考查光合作用的過程，意在強化學(xué)生對光合作用的過程的理解與對實驗結(jié)果的分析與處理能力。 2014 新課標(biāo) 全國Ⅱ 29 (曲線題) 考查影響光合作用的環(huán)境因素的相關(guān)探究實驗，意在考查學(xué)生的識圖分析能力和圖文轉(zhuǎn)換能力，學(xué)生在分析圖解時要能夠利用單一變量的原則；明確凈光合速率為總光合速率和呼吸速率的差值。 2013 新課標(biāo) 全國Ⅰ 29 (曲線題) 考查了脂肪的鑒定和植物的光合作用，要記住三大營養(yǎng)物質(zhì)鑒定時加入的試劑和出現(xiàn)的顏色反應(yīng)；植物的光合作用是考查的重點，必須牢固掌握。 2012 新課標(biāo) 全國 29 (曲線題) 本題考查了細胞呼吸的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖分析能力，解題的關(guān)鍵是明白呼吸作用所消耗的有機物量＝胚乳減少的干重量－轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)。 2011 新課標(biāo) 全國 29 (曲線題) 以暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢圖形作為信息的載體，考查了光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的相關(guān)知識，提升了學(xué)生分析圖形，以及解決問題的能力。 二、基本模型回歸 1．酶的本質(zhì)和作用。 2．酶的有關(guān)曲線分析考查。 3．酶的有關(guān)實驗探究。 4．光合作用和細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變。 5．光合作用和細胞呼吸的影響因素及相關(guān)曲線辨析。 6．光合作用和細胞呼吸的相關(guān)實驗探究。 三、熱點模型預(yù)測 熱點模型一　酶的本質(zhì)與特性相關(guān)實驗與曲線 1．某科研小組將新鮮的蘿卜磨碎、過濾制得提取液，以等體積等濃度的H2O2作為底物，對提取液中過氧化氫酶的活性進行了相關(guān)研究，得到如圖所示的實驗結(jié)果?；卮鹣铝袉栴}： (1)實驗一分兩組進行，其主要目的是探究______________________。與加Fe3＋相比，單位時間內(nèi)加蘿卜提取液產(chǎn)生的氧氣多，其原因是酶降低________________________________。 (2)實驗二是在最適溫度下測定相同時間內(nèi)H2O2的剩余量，引起A、B曲線出現(xiàn)差異的原因最可能是________________。 (3)過氧化氫酶制劑的保存，一般應(yīng)選擇____________(填“低溫”“高溫”或“最適溫度”)、pH為____________的條件。 (4)由圖可知，在進行酶活性的測定時，可根據(jù)一定條件下單位時間內(nèi)______________或____________________來表示酶活性。 答案　(1)酶的高效性　活化能的作用比無機催化劑更顯著　(2)酶含量不同　(3)低溫　7　(4)產(chǎn)物的增加量　反應(yīng)物的消耗量 解析　(1)由分析可知，該實驗一的自變量是酶和無機催化劑，因變量是氧氣的產(chǎn)生量，因此該實驗的目的是探究酶作用的高效性。與加Fe3＋相比，單位時間內(nèi)加蘿卜提取液產(chǎn)生的氧氣多，其原因是酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著。 (2)如果實驗二的兩次實驗溫度均保持在適宜溫度，A、B曲線在同樣pH條件下，反應(yīng)速率不同的原因是酶含量不同。 (3)因為過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，低溫條件下酶的活性雖然較低，但是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故過氧化氫酶制劑的保存，一般應(yīng)選擇低溫和pH值為7的條件。 (4)由圖可知，在進行酶活性的測定時，可根據(jù)一定條件下單位時間內(nèi)產(chǎn)物的增加量或反應(yīng)物的消耗量表示酶活性。 2．圖甲表示酶和一般催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的原理，圖乙表示加入抑制劑對起始反應(yīng)速率的影響。酶的抑制劑是與酶結(jié)合并降低酶活性的分子。競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性部位，非競爭性抑制劑和酶活性部位以外的其他位點結(jié)合，從而抑制酶的活性。請分析作答： (1)從甲圖可知，該酶降低的活化能是______________(用圖中字母表示)，酶與無機催化劑相比________________________，因而催化效率更高。 (2)活細胞產(chǎn)生酶的場所是____________，需要的原料是____________。 (3)圖乙中對照組是________曲線的結(jié)果，其中B為加入__________抑制劑的曲線，判斷理由是：隨底物濃度的增加，與抑制劑結(jié)合的酶的比例逐漸________，抑制劑的抑制作用逐漸________。 答案　(1)EB－EC　降低活化能的作用更顯著　(2)核糖體或細胞核　氨基酸或核糖核苷酸　(3)A　競爭性　減小　減弱 解析　(1)從甲圖可知，EB表示非催化反應(yīng)的活化能，EC表示酶催化的化學(xué)反應(yīng)的活化能，則該酶降低的活化能是 EB－EC；與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。 (2)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，RNA產(chǎn)生的場所是細胞核，需要的原料是核糖核苷酸；蛋白質(zhì)的產(chǎn)生場所是核糖體，需要的原料是氨基酸。 (3)圖乙中A曲線催化效率最高，表示活性不被抑制的酶，屬于對照組；其中B為加入競爭性抑制劑的曲線，理由是：底物濃度越高，底物與酶活性位點結(jié)合機會越大，競爭性抑制劑與酶活性位點結(jié)合機會越小，因此隨著底物濃度升高，競爭性抑制劑的抑制作用會變得越來越小。 3．石油降解酶去醛基后變?yōu)槭?，這兩種酶都能催化污泥中石油的分解。請回答下列問題： (1)驗證石化酶化學(xué)本質(zhì)所用的試劑名稱是__________________，酶催化作用的機理是________________________________。 (2)如圖為不同條件下，石油降解酶對某湖泊污泥中石油分解能力的測定結(jié)果。 本實驗的自變量為____________________，若要比較石油分解酶及石化酶催化能力的大小可觀測的指標(biāo)是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)通過預(yù)實驗得知兩種酶的適宜溫度在20～30 ℃之間，為進一步探究這兩種酶的最適溫度及催化能力，某同學(xué)以2 ℃為溫度梯度設(shè)計了如下的實驗記錄表格。 探究石油降解酶及石化酶的最適溫度和催化能力實驗記錄表： 溫度 2天后石油含量(g/kg污泥) 酶 石油降解酶 指出表中的三處錯誤： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 答案　(1)雙縮脲試劑　降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 (2)污泥含水量和pH值　(相同樣品中)2天內(nèi)1 kg污泥中剩余石油含量 (3)①沒有標(biāo)明具體的溫度及單位?、跍囟仍O(shè)置少一列 ③缺少對石化酶的記錄 解析　(1)石化酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，檢測蛋白質(zhì)用雙縮脲試劑，酶催化作用的機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 (2)分析曲線圖：本實驗的自變量是污泥含水量和pH值，觀測指標(biāo)是2天內(nèi)1 kg污泥中剩余石油含量。 (3)該實驗的目的是：探究兩種酶的最適溫度及催化能力，觀測指標(biāo)是2天后石油含量(g/kg污泥)。 該實驗記錄表格有三處明顯錯誤： ①沒有標(biāo)明具體的溫度，應(yīng)該在20～30 ℃之間，以2 ℃為溫度梯度設(shè)計一系列溫度。 ②溫度設(shè)置少一列。 ③缺少對石化酶的記錄。 熱點模型二　光合作用和細胞呼吸綜合曲線辨析 4．為探究不同波長的光和CO2濃度對葡萄試管苗光合作用的影響，分別用40 W的白色、紅色和黃色燈管做光源，設(shè)置不同CO2濃度，處理試管苗。培養(yǎng)一段時間后，測定試管苗的凈光合速率(凈光合速率＝真光合速率－呼吸速率)，結(jié)果如圖。據(jù)圖回答下列問題： (1)光合作用中，催化三碳化合物還原的酶存在于葉綠體的________中。 (2)a點的凈光合速率大于c點，從光合作用的角度分析，原因是_______________________。 c點的凈光合速率大于b點，從呼吸作用的角度分析，原因是__________________________。 (3)實驗結(jié)果表明，大棚種植葡萄時，應(yīng)選用________色塑料薄膜搭建頂棚。 (4)為探究黃光培養(yǎng)條件下葡萄試管苗的葉綠素含量是否發(fā)生改變，提出實驗思路如下：分別取________和黃光條件下培養(yǎng)的試管苗葉片，提取其中的色素并用____________(試劑)分離，通過比較濾紙條上的____________________________來判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變。 答案　(1)基質(zhì)　(2)葉綠體中的色素吸收紅光多于黃光，光合速率高　c點的CO2濃度高于b點，呼吸速率低 (3)無(或白)　(4)白光(或自然光)　層析液　葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄(或葉綠素a、b色素帶顏色深淺) 解析　(1)光合作用的暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中進行。(2)比較a點和c點的凈光合速率，a點的光合速率大于c點，是因為色素吸收的紅光比黃光多。c點的凈光合速率大于b點，從呼吸作用的角度分析，c點CO2濃度高，呼吸速率低，凈光合速率高。(3)白光下的凈光合速率最高，因此應(yīng)選用白(無)色塑料薄膜。(4)探究黃光培養(yǎng)條件下葡萄試管苗的葉綠素含量是否發(fā)生變化，應(yīng)將黃光培養(yǎng)條件下的試管苗的葉綠素含量與白光培養(yǎng)條件下試管苗的葉綠素含量作對照。 5．科學(xué)家從發(fā)菜藻體中分離出細胞進行液體懸浮培養(yǎng)。通過實驗測定了液體懸浮培養(yǎng)條件下溫度對離體發(fā)菜細胞的光合與呼吸速率的影響，其他條件均正常，結(jié)果如下圖所示。請分析作答： (1)發(fā)菜細胞與水綿細胞相比，最根本的區(qū)別是發(fā)菜細胞__________________________。據(jù)圖分析，離體發(fā)菜細胞生長的最適溫度是________ ℃。 (2)據(jù)圖可知離體發(fā)菜細胞的光合作用和呼吸作用都受溫度的影響，其中與________________作用有關(guān)的酶的最適溫度更高，光合速率與呼吸速率相等時對應(yīng)的溫度是________ ℃。 (3)若在持續(xù)保持溫度為35 ℃的條件下，長時間每天12小時光照、12小時黑暗交替，離體發(fā)菜細胞________(填“能”或“不能”)正常生長，原因是_______________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在離體發(fā)菜細胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)其他條件不變突然增強光照時，短時間內(nèi)細胞中C3的含量將減少，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)沒有以核膜為界限的細胞核　25　(2)呼吸　45　(3)不能　35 ℃時離體發(fā)菜細胞的真光合速率是呼吸速率的2倍，離體發(fā)菜細胞進行12小時光合作用制造的有機物量等于24小時呼吸作用消耗的有機物量，因此一晝夜有機物積累量為0，所以不能正常生長　(4)增強光照，細胞中ATP和[H]的量增加，C3的還原加快 解析　(1)發(fā)菜是原核生物，原核生物和真核生物最大的區(qū)別是有無以核膜為界限的細胞核。在光照條件下積累有機物最多的溫度對應(yīng)25 ℃。 (2)由圖可以判斷呼吸作用的最適溫度比光合作用高，光合速率與呼吸速率相等時也就是凈光合速率為零時溫度是45 ℃。 (3)持續(xù)保持溫度為35 ℃的條件下，長時間每天12小時光照、12小時黑暗交替，看圖可知凈光合速率＝呼吸速率，每天12小時光照積累的有機物恰好在12小時黑暗中消耗完。所以發(fā)菜細胞不能生長。 (4)增強光照，ATP和[H]增多，C3的還原加快，剩下的C3變少。 6．選取生理狀態(tài)良好的甜櫧植株，保持溫度(30 ℃)、CO2濃度等恒定，測定不同光照強度條件下O2和CO2的釋放量(如圖1)。圖2中的 X、Y、Z 曲線分別表示一天24小時的溫度、光照強度、凈光合速率(CO2 mg/h)的變化。請據(jù)圖分析回答： (1)從圖1可知，在光照強度為8千勒克斯(klx)時植物固定CO2的速率為______ molm－2h－1。 (2)分析圖2可知，中午12點時，Z曲線下降，可能的原因是_____________________________。 (3)若比較圖2中Z曲線的k、a兩點，________點更有利于蔬菜的儲存。 (4)圖2中光合速率與呼吸速率相等的點是__________，對應(yīng)圖1中的光照強度為________klx，根據(jù)圖2中Z曲線的變化推測該植物未接受光照的時間是曲線中的____________________段。 答案　(1)8　(2)溫度上升，部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少　(3)a　(4)c、g點　4　k～b、m～k 解析　(1)依題意并結(jié)合圖1分析可知：圖1中光照強度為0時的CO2的釋放量表示呼吸速率，其數(shù)值為4 molm－2h－1；在光照強度大于0時的O2釋放量表示凈光合速率，凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率。光照強度為8千勒克斯(klx)時的植物凈光合速率為4 molm－2h－1，此時植物固定CO2的速率即實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝4＋4＝8 (molm－2h－1)。 (2)中午12點，由于光照過強，溫度上升，部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，導(dǎo)致Z曲線下降。 (3)圖2顯示：k點時的CO2釋放速率為20 mg/h，a點時CO2釋放速率小于20 mg/h，說明a點時有機物的消耗少于k點，a點更有利于蔬菜的儲存。 (4)圖2的縱坐標(biāo)表示凈光合速率，而圖1光照強度大于0時的O2釋放量也表示凈光合速率，當(dāng)凈光合速率為0時，(實際)光合速率與呼吸速率相等，即圖2中的c、g點，與圖1中的光照強度為4 klx相對應(yīng)。植物未接受光照，光合作用不能進行，據(jù)此可推測：該植物未接受光照的時間是曲線Z中的k～b和m～k段。 熱點模型三　透過實驗考查光合作用與細胞呼吸相關(guān)原理 7．黃瓜是我國重要的蔬菜作物，研究人員以北方生長的黃瓜品種為材料，用單層黑色遮陽網(wǎng)(遮蔭率70%)對黃瓜幼苗進行遮蔭，以自然條件下光照為對照，一段時間后，測定黃瓜的生長發(fā)育和光合特性變化，實驗結(jié)果如下表所示。請分析回答： 株葉面積 (cm2) 總?cè)~綠素 (mgg－1 FM) 凈光合速率 (μmolm－2s－1) 胞間CO2濃度 (μmolmol－1) 自然條件 2 860 1.43 15.04 187 弱光條件 3 730 1.69 4.68 304 (1)實驗中需用________提取葉綠素，再測定其含量。 (2)實驗組凈光合速率顯著低于對照組，主要原因是實驗組______________，使光反應(yīng)產(chǎn)物__________________減少，進而降低了葉肉細胞對________的利用能力。 (3)弱光處理一段時間后，黃瓜產(chǎn)生的有利于提升其光能利用率的變化有________________。與葉綠素a相比，葉綠素b在430～450 nm藍紫光區(qū)有較高的吸收峰和較寬的吸收帶(弱光下占優(yōu)勢)，由此推測，實驗組葉綠素a/b含量比值________對照組。 (4)研究結(jié)果表明，弱光條件下，黃瓜植株株高顯著升高。研究者認為，這是由于弱光下植株光合產(chǎn)物向莖分配增多所致。為驗證以上假設(shè)，需測定黃瓜植株各部分的________，若測定結(jié)果為實驗組__________________________________對照組，則支持上述假設(shè)。 答案　(1)無水乙醇(有機溶劑)　(2)光照強度弱　ATP和[H]　CO2　(3)增大株葉面積和增加總?cè)~綠素含量　低于　(4)干重　莖干重占全株干重的比高于 解析　(1)提取光合色素需用無水乙醇。(2)實驗組由于遮光光照強度弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP少，光反應(yīng)速率低，導(dǎo)致暗反應(yīng)對CO2的利用能力降低。(3)從表中分析，弱光處理組株葉面積和總?cè)~綠素含量高于對照組，從而提高了對光能的利用率。實驗組為弱光，而葉綠素b在弱光下吸收光的能力強，因此實驗組葉綠素b的含量高于對照組，則實驗組葉綠素a/b含量比值低于對照組。(4)實驗?zāi)康摹膀炞C弱光下植株光合產(chǎn)物向莖分配增多”，因此需測定各部分的干重，比較莖的干重占整株干重比例的大小。 8．藍色氧化劑DCPIP被還原后變成無色。某興趣小組探究了水溶性物質(zhì)M對光反應(yīng)的影響，實驗過程及結(jié)果如下表所示，請分析回答： 組別 實驗操作 藍色消失時間(min) 葉綠體 懸浮液 試劑1 試劑2 光照 強度 CO2 甲 5 mL 0.1% DCPIP 溶液 5～6滴 細胞等滲液配制的M溶液 (1 mmol/L)2 mL 3 klx 未通入 30 乙 5 mL Y 60 丙 5 mL 細胞等滲液配制的M溶液(1 mmol/L) 2 mL 1 klx 65 丁 5 mL Y 120 (1)分離細胞中葉綠體的常用方法是____________。實驗乙組、丁組中Y為________________，用細胞等滲溶液取代清水配制M溶液的目的是__________________。 (2)DCPIP藍色消失是因為光反應(yīng)產(chǎn)生了__________。實驗中觀察到有氣泡產(chǎn)生，相關(guān)氣體產(chǎn)生的具體部位是____________________。因未通入CO2，暗反應(yīng)不能為光反應(yīng)提供________________________，所以氣泡不能持續(xù)產(chǎn)生。 (3)本實驗的結(jié)論有： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 答案　(1)差速離心法　細胞等滲溶液2 mL　維持葉綠體的形態(tài)　(2)[H]　葉綠體類囊體薄膜　ADP和Pi　(3)①物質(zhì)M能促進光反應(yīng)?、谠谝欢ǚ秶鷥?nèi)，光照強度增大促進光反應(yīng)進行 解析　(1)分離細胞器一般用差速離心法；葉綠體離開細胞后需放在細胞等滲溶液中才能維持正常形態(tài)，因而Y為細胞等滲溶液，配制M溶液應(yīng)用細胞等滲溶液。(2)藍色氧化劑DCPIP被還原后變成無色，光反應(yīng)的產(chǎn)物中有[H]，[H]與DCPIP反應(yīng)使之被還原變成無色；實驗中觀察到有氣泡產(chǎn)生，該氣體是氧氣，產(chǎn)生的部位是光反應(yīng)階段的場所，即葉綠體類囊體薄膜；因未通入CO2，暗反應(yīng)階段無法進行，也不能為光反應(yīng)階段提供ADP和Pi，氣泡不能持續(xù)產(chǎn)生。(3)甲組和乙組對照、丙組和丁組對照說明物質(zhì)M能促進光反應(yīng)；甲組和丙組、乙組和丁組對照說明在一定范圍內(nèi)，光照強度增大，促進光反應(yīng)進行。 9．研究小組將生長狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進行實驗探究，A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2＋的培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。一段時間后，持續(xù)提供14C標(biāo)記的CO2進行光合作用，然后檢測并比較14C標(biāo)記的有機化合物的量。請回答下列問題： (1)該實驗的目的是___________________________________________________________。 (2)B組14C標(biāo)記的(CH2O)的量比A組低，原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)6 s后有十余種產(chǎn)物含有放射性，而0.5 s內(nèi)只發(fā)現(xiàn)一種產(chǎn)物含有放射性，這種產(chǎn)物最可能是________。 (4)實驗中的“其他條件”主要是指__________________(至少答兩項)。若在實驗過程中突然停止14CO2供應(yīng)，則此時兩組實驗中C5的含量均會________，(CH2O)/C3比值會________。 答案　(1)探究Mg2＋對植物光合作用的影響　(2)缺少Mg2＋不利于葉綠素的合成，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，C3的還原減弱，形成(CH2O)減少　(3)C3　(4)溫度、光照、pH值等　升高　升高 解析　(1)根據(jù)實驗的自變量為是否含有鎂離子，說明該實驗的目的是探究Mg2＋對植物光合作用的影響。 (2)由于缺少Mg2＋不利于葉綠素的合成，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，C3的還原減弱，形成(CH2O)減少，所以B組14C標(biāo)記的(CH2O)的量比A組低。 (3)根據(jù)題干信息，提供14C標(biāo)記的CO2進行光合作用，二氧化碳與五碳化合物反應(yīng)，生成三碳化合物，所以0.5 s內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一的含放射性的物質(zhì)應(yīng)該是三碳化合物。 (4)實驗中的“其他條件”指的是無關(guān)變量，如溫度、光照、pH值等。若在實驗過程中突然停止14CO2供應(yīng)，則生成的三碳化合物減少，消耗的五碳化合物也減少，導(dǎo)致兩組實驗中C5的含量均升高，(CH2O)/C3比值也升高。