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2023新教材高考生物二轮专题复习 突破等级考非选择题1 灵活多变的代谢题
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这是一份2023新教材高考生物二轮专题复习 突破等级考非选择题1 灵活多变的代谢题，共14页。试卷主要包含了18等内容，欢迎下载使用。
1.[2022·湖南卷]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μml/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2 μml/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题：
(1)在此条件下，该水稻种子________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μml/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻________(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有________________特性。
2．[2022·山东卷]强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是__________。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有________________、________________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过________________________________________发挥作用。
考 情 总 报 告
细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是命题的重中之重。从考查内容上看，所有知识点考查频率均较大，尤其是对光合作用和呼吸作用的考查，大多围绕二者的过程展开，对两个重要生理过程的发生场所、产物、影响因素、相互联系以及有关计算等进行全方位的考查。另外，还经常联系物质的运输与细胞的结构、生物膜系统、分泌蛋白的合成和分泌等内容进行综合考查。考查形式灵活多变：(1)以生产实践为情境，以图表、曲线分析及计算形式考查光合作用和细胞呼吸的过程；(2)以实验题的形式考查酶的活性、光合作用和细胞呼吸的影响因素；(3)常会涉及一些解释原因、阐述理由、说明判断依据等设问，试题呈现形式就是在非选择题中要求考生用一句或多句文字语言描述、分析生物学内容。预计2022年等级考仍将延续这一考查形式。
高 分 破 瓶 颈
长句描述错因分析
(一)审题不清，会而不全
【例】植物叶肉细胞遮光密闭，将会停止的生理过程是________。
[错答] 光合作用
[正答] 光合作用和有氧呼吸
[错因] 只是看到了遮光这一个条件，忽视了密闭这个条件，因此没有考虑氧气的减少会影响有氧呼吸。
[对策] 看清全部的显性条件，然后逐一考虑每一个条件对解答试题的限制，不断缩小答案的范围，千万别漏掉某些显性条件，否则答案就会不全面。
(二)答非所问，会而不对
【例】[全国卷Ⅰ，29节选]为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
(1)单位光照时间(光照135 s)内，C组植物合成有机物的量高于(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________________________________________________________________。
[错答] C组的光合作用强度大于D组的光合作用强度
[正答] C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
(三)思路混乱，无从下手
eq \a\vs4\al\c1(
) [2017·全国卷Ⅰ，30节选]植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________________________。
[错答] 密闭小室中CO2浓度有限，未达到甲乙两种植物的CO2补偿点，甲乙两种植物在该环境中由于CO2浓度有限，总光合速率下降而呼吸强度上升，使得甲、乙两种植物的光合速率都降低
[正答] (1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用产生的CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
长句描述题突破方法
(一)“现象—原因”类
【例】 [全国卷Ⅰ，30节选]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是甲，判断的依据是________。
起因：种植密度过大
媒介：
eq \a\vs4\al\c1(光照,强度) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(光照强度减弱,随着光照强度减弱，甲植物净光合速率,降低的幅度比乙大))
结果指标：净光合速率下降幅度较大的植物
[试答] 种植密度过大光照强度减弱，随着光照强度减弱，甲植物净光合速率降低的幅度比乙大
[正答] 由图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(二)“结果—结论”类
这一类试题的形式是给出实验过程和实验结果，要求由实验结果推导出实验结论。
解题思路：一是在题干中找“处理条件”和“实验结果”；二是分析本质，利用生物学原理等进行分析。
答题模式：分析本质，把实验目的用陈述句的形式具体化描述出来即是答案。
【例】 [全国卷Ⅰ，30节选]为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________。
处理条件：甲自然光照、乙低光照、乙子代自然光照
分析本质：甲、乙光合作用强度不同，由于环境(光照)引起的，而不是遗传物质引起的
实验结果：甲、乙光合作用强度不同，乙子代与甲光合作用强度相同
[试答] 甲、乙光合作用强度不同，由于环境(光照)引起的，而不是遗传物质引起的
[正答] 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
模 拟 练 规 范
1.[2022·河北衡水中学模拟预测]CO2是影响植物光合作用的重要因素。不同植物在长期的自然选择中形成了不同的适应特征。图1是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻，回答下列问题：
(1)色素提取过程中添加碳酸钙的目的是________________，以光合色素的吸光百分率为纵坐标，以波长为横坐标，获得光合色素的吸收光谱。通过对比各组提取液对________(填“红光”“蓝紫光”或“绿光”)的吸光率来比较叶片中的叶绿素含量。
(2)图1水稻、玉米和景天科植物中，最适应炎热干旱环境的植物是__________，原因是__________________________________________________。
(3)图2中，10点到12点间，B植物的光合速率下降而C植物继续升高，原因是____________________________________________________________________________。
(4)图2中，在12点时A植物能不能进行光合作用？________________。
(5)同位素标记法是生物学研究中的一种重要方法，可用此研究光合作用中________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2022·江苏省海安市高三学业质量监测]1946年到1953年之间。得益于纸层析法的发明和放射性同位素的研究，卡尔文及其同事用CO2饲养单细胞小球藻，观察光合作用过程中碳的转化和去向。从而揭示了光合作用暗反应的过程。下图为其研究的主要流程，请回答：
(1)灯与小球藻培养液之间盛水玻璃柱的作用是______________________________；小球藻吸收光能的场所是____________________________________________________________________。
(2)每隔几秒用沸腾的乙醇杀死细胞的目的是____________________________________________________________________________________________。
(3)对代谢物纸层析的原理是：不同代谢物在__________________________________________________________不同；与单向纸层析相比。双向纸层析的优点是______________________________________；
(4)下图为让小球藻同化14CO2不同时间的放射自显影图。黑斑的大小反映的是__________________________________，根据实验结果请对“尿苷二磷酸葡萄糖”、“磷酸丙糖”、“PGA(C3)”三种物质出现的先后顺序进行排序________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)卡尔文改变光－暗变化。测定C3和C5的变化，结果由光照环境进入黑暗环境C3含量上升，C5含量下降。突然进入黑暗环境光反应中的________________不能合成，致使C3不能还原。卡尔文接着又________14CO2的浓度，结果发现C3含量下降，C5含量上升。由此得到C3还可以通过一系列反应再生成C5。
3．[2022·辽宁省高三一轮联考]农业生产中花生因与玉米、小麦等作物间作、套种而造成遮光问题。研究者将健康、长势相同的花生幼苗(若干)随机均分为4组，设置遮光率为27%、43%、77%、对照组。实验过程中保持适宜的温度和水分，保证氮肥、磷肥等充足供应。生长一段时间后，研究者测定了叶绿素的含量、核酮糖1，5二磷酸羧化酶(RuBPcase)的活性(RuBPcase可结合CO2)以及分别在强光和弱光条件下的净光合速率(Pn)，结果如下表所示。回答下列问题：
(1)对照组应设置为________________。
(2)结果显示，遮光会降低RuBPcase的活性，进而影响暗反应中________________，同时遮光又减少了光反应对______________的供应，使得Pn降低，进而降低了花生的产量。
(3)研究结果发现：在弱光条件下，一定范围内，随着遮光比例的增加，花生的Pn逐渐增加。请根据表格内容分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)植物的光补偿点是光合速率和呼吸速率相等时的光照强度，体现植物体对弱光的利用能力。植物的光饱和点是当光照强度上升到某一数值之后，光合速率不再继续提高时的光照强度，体现了植物对强光的利用能力。若遮光对呼吸强度和最大光合速率没有影响，花生幼苗在上述不同遮光条件下生长较长时间后，研究人员测定了各组花生的光补偿点和光饱和点，结果如下表：
据表可知，花生的光补偿点和光饱和点发生的变化是____________________________________________。
4．[2022·江苏省南通市高三上期末质量调研]甲醛是家装的主要污染物，对动植物细胞均有毒害作用。科研人员为提高室内观赏植物天竺葵吸收甲醛的能力，将酵母菌的DAS蛋白基因和DAK蛋白基因导入天竺葵的叶绿体中，转基因后甲醛同化途径如下图所示。请回答下列问题：
(1)图中物质①是______________________。
(2)转基因天竺葵同化甲醛的两条途径是：①甲醛→________________→淀粉；②甲醛→________________→淀粉。
(3)据图分析，DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用__________________________________过程产生直接影响。
(4)为了进一步测定转基因天竺葵同化甲醛的能力，研究人员取生长良好、株龄和长势一致的天竺葵，置于含相同浓度甲醛的玻璃容器中胁迫处理24 h，同时以未放入天竺葵的空容器和容器外的天竺葵为对照，测定容器内的甲醛浓度和叶片的气孔导度，结果如下图。
①实验结果表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵________，其主要原因是________________基因成功表达，增加了甲醛的同化途径。
②转基因天竺葵在18：00至次日8：00时段内吸收甲醛的能力明显降低，结合甲醛转化途径，分析其原因可能是____________________________________________。
③实验结果表明天竺葵在有甲醛环境中气孔导度会发生明显变化，其意义是________________________________________________________________。
突破等级考非选择题1
等级考再回访
1．解析：（1）种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μml/（s·m2），每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。（2）将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μml/（s·m2），等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。（3）该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
答案：（1）能 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
（2）不能 光照强度为10 μml/（s·m2），等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花
（3）耐受酒精毒害
2．解析：（1）苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
（2）影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强。
（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
答案：（1）蓝紫光
（2）五碳化合物供应不足 CO2供应不足 强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
（3）减弱 促进光反应关键蛋白的合成
模拟练规范
1．解析：（1）色素提取过程中添加碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此可以通过对比各组提取液对红光的吸光率来比较叶片中的叶绿素含量。（2）分析图1中三种植物可知，景天科植物可以将夜晚吸收的CO2储存在液泡中，然后白天用于光合作用；炎热干旱条件下，为减少水分散失，白天植物一般关闭气孔，则在炎热干旱环境下景天科植物更能适应生存。（3）在10点到12点期间，温度较高，会使植物的部分气孔关闭，CO2供应不足，引起B植物光合速率下降，而C植物能利用低浓度的CO2进行光合作用，且此时光照强度不断增强，所以其光合速率继续升高。（4）在12点时，A植物虽然从外界吸收的CO2为零，但可以利用储存的CO2进行光合作用。（5）美国科学家卡尔文用同位素14C标记CO2，探究了碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。鲁宾、卡门采用同位素标记法研究了光合作用释放的氧气到底来自CO2还是H2O。故同位素标记法可用来研究光合作用中氧气中氧的来源或碳的固定途径。
答案：（1）防止研磨中色素被破坏 红光
（2）景天科植物 该类植物白天因减少水分的散失而气孔关闭，但夜晚能吸收CO2，不影响光合作用的进行
（3）该时间段温度较高，B植株部分气孔关闭CO2供应不足，C植株可以利用低浓度的CO2，此时光照强度不断增强，所以光合速率继续升高
（4）能
（5）氧气中氧的来源或碳的固定途径
2．解析：（1）装置中隔在灯与小球藻培养液之间“盛水玻璃柱”的作用是吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响。小球藻吸收光能的物质是叶绿体中的色素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上。（2）每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇杀死小球藻使细胞中的酶变性而失效，提取被标记的代谢产物，并采用双向纸层析分离被标记的代谢产物。（3）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，可把细胞内化合物分离开来。在样品所含溶质较多或某些组分在单向纸层析中的比移值比较接近，不易明显分离时，可采用双向纸层析法。该法是将滤纸在某一特殊的溶剂系统中按一个方向展层以后，即予以干燥，再转向90°，在另一溶剂系统中进行展层，待溶剂到达所要求的距离后，取出滤纸，干燥显色，从而获得双向层析谱。应用这种方法，如果溶质在第一溶剂中不能完全分开，而经过第二种溶剂的层析能得以完全分开，大大地提高了分离效果，分离现象更明显。（4）放射自显影图中黑斑的大小反映的是标记化合物分布的位置和数量。根据标记化合物出现的时间，0.5s检测到的是PGA（C3），5s是磷酸丙糖及其衍生物，30s尿苷二磷酸葡萄糖，所以三种物质出现的先后顺序是PGA（C3）→磷酸丙糖→尿苷二磷酸葡萄糖。（5）当光照停止时不能形成ATP和NADPH，暗反应（不需要光照）中二氧化碳固定照常进行合成C3；但由于ATP、NADPH的减少，C3的还原受阻，所以由光照环境进入黑暗环境C3含量上升，C5含量下降。若突然降低CO2浓度，C5因消耗减少而积累，生成的产物C3减少。
答案：（1）吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响 类囊体薄膜
（2）酶变性失活，提取标记的代谢产物
（3）层析液中的溶解度 分离效果好，分离现象明显
（4）标记化合物分布的位置和数量 PGA→磷酸丙糖→尿苷二磷酸葡萄糖
（5）NADPH和ATP 降低
3．解析：（1）从表格中的数据可以看出，随着遮光度的提高，叶绿素含量不断提高，RuBPcase活性不断下降，所以可以推测，对照组的设置应该是不遮光处理。（2）根据题干信息“RuBPcase可结合CO2”，所以遮光会降低RuBPcase的活性，进而影响暗反应中CO2的固定；由于遮光处理导致光反应降低，因此减少了光反应为暗反应提供的NADPH和ATP。（3）从表格中可以看出，随着遮光度的增加，叶绿素含量不断提高，促进花生对光能的吸收和利用，因此在弱光条件下，花生的净光合作用不断提高。（4）根据表格中的数据，随着遮光比例的增加，光补偿点和光饱和点都降低。
答案：（1）不遮光 （2）CO2的固定 NADPH和ATP
（3）随着遮光度的增加，叶绿素含量不断提高，促进花生对光能的吸收和利用
（4）随着遮光比例的增加，光补偿点和光饱和点都降低
4．解析：（1）图中物质①是参与暗反应三碳化合物还原过程的产物，则①是ADP、Pi、NADP＋，可被光反应重新利用。（2）通过分析题意可知，转基因天竺葵同化甲醛的两条主要途径是：①甲醛→3－磷酸甘油醛→淀粉；②甲醛→二羟丙酮→磷酸二羟丙酮→淀粉。（3）通过图示可知，DAS基因表达出来的DAS酶，DAK基因表达出来的DAK酶直接参与的是光合作用的暗反应过程，故DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用暗反应过程产生直接影响。（4）①由容器内剩余甲醛浓度曲线图可知，随着时间的延长，放置天竺葵的容器内甲醛浓度均下降，放置转基因天竺葵的容器内甲醛浓度下降得更明显，表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵的更强。结合题干信息分析可知，转基因天竺葵的叶绿体中导入了酵母菌的DAS基因和DAK基因，两种基因成功表达可使转基因天竺葵的叶绿体中存在DAS酶和DAK酶，增加了甲醛的同化途径。②在当日18：00至次日8：00时段内，光照强度过弱，暗反应受阻，此时段天竺葵光合作用弱，产生的5－磷酸木酮糖少，转基因天竺葵吸收甲醛的能力明显降低。③据下图可知，甲醛浓度较高时，天竺葵气孔导度较低，这样可以减少空气中甲醛进入植物体内，避免甲醛对植物细胞的伤害。
答案：（1）ADP、Pi、NADP＋
（2）3－磷酸甘油醛 二羟丙酮→磷酸二羟丙酮
（3）暗反应 （4）强 DAS基因和DAK 此时段天竺葵光合作用弱，产生的5－磷酸木酮糖少 减少甲醛的吸收，降低甲醛对植物细胞的伤害
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR＋L
遮光比例
叶绿素含量
(mg·g－1
FW)
RuBPcase活性
(μmlCO2·mg－1
蛋白·min－1)
强光条件下
Pn(μnlCO2
·m－2·s－1)
弱光条件下
Pn(μnlCO2
·m－2·s－1)
对照组
1.97
50.1
25.8
7.2
遮光27%
2.18
39.5
25.6
8.3
遮光43%
2.28
27.6
22.5
9.2
遮光77%
2.96
9.6
19.2
9.1
遮光比例
光补偿点(lx)
光饱和点(lx)
对照组
52.7
1400
遮光27%
45.9
1400
遮光43%
21.3
1200
遮光77%
9.6
1000
1.[2022·湖南卷]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μml/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2 μml/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题：
(1)在此条件下，该水稻种子________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μml/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻________(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有________________特性。
2．[2022·山东卷]强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是__________。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有________________、________________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过________________________________________发挥作用。
考 情 总 报 告
细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，是命题的重中之重。从考查内容上看，所有知识点考查频率均较大，尤其是对光合作用和呼吸作用的考查，大多围绕二者的过程展开，对两个重要生理过程的发生场所、产物、影响因素、相互联系以及有关计算等进行全方位的考查。另外，还经常联系物质的运输与细胞的结构、生物膜系统、分泌蛋白的合成和分泌等内容进行综合考查。考查形式灵活多变：(1)以生产实践为情境，以图表、曲线分析及计算形式考查光合作用和细胞呼吸的过程；(2)以实验题的形式考查酶的活性、光合作用和细胞呼吸的影响因素；(3)常会涉及一些解释原因、阐述理由、说明判断依据等设问，试题呈现形式就是在非选择题中要求考生用一句或多句文字语言描述、分析生物学内容。预计2022年等级考仍将延续这一考查形式。
高 分 破 瓶 颈
长句描述错因分析
(一)审题不清，会而不全
【例】植物叶肉细胞遮光密闭，将会停止的生理过程是________。
[错答] 光合作用
[正答] 光合作用和有氧呼吸
[错因] 只是看到了遮光这一个条件，忽视了密闭这个条件，因此没有考虑氧气的减少会影响有氧呼吸。
[对策] 看清全部的显性条件，然后逐一考虑每一个条件对解答试题的限制，不断缩小答案的范围，千万别漏掉某些显性条件，否则答案就会不全面。
(二)答非所问，会而不对
【例】[全国卷Ⅰ，29节选]为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
(1)单位光照时间(光照135 s)内，C组植物合成有机物的量高于(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________________________________________________________________。
[错答] C组的光合作用强度大于D组的光合作用强度
[正答] C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
(三)思路混乱，无从下手
eq \a\vs4\al\c1(
) [2017·全国卷Ⅰ，30节选]植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________________________。
[错答] 密闭小室中CO2浓度有限，未达到甲乙两种植物的CO2补偿点，甲乙两种植物在该环境中由于CO2浓度有限，总光合速率下降而呼吸强度上升，使得甲、乙两种植物的光合速率都降低
[正答] (1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用产生的CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
长句描述题突破方法
(一)“现象—原因”类
【例】 [全国卷Ⅰ，30节选]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是甲，判断的依据是________。
起因：种植密度过大
媒介：
eq \a\vs4\al\c1(光照,强度) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(光照强度减弱,随着光照强度减弱，甲植物净光合速率,降低的幅度比乙大))
结果指标：净光合速率下降幅度较大的植物
[试答] 种植密度过大光照强度减弱，随着光照强度减弱，甲植物净光合速率降低的幅度比乙大
[正答] 由图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(二)“结果—结论”类
这一类试题的形式是给出实验过程和实验结果，要求由实验结果推导出实验结论。
解题思路：一是在题干中找“处理条件”和“实验结果”；二是分析本质，利用生物学原理等进行分析。
答题模式：分析本质，把实验目的用陈述句的形式具体化描述出来即是答案。
【例】 [全国卷Ⅰ，30节选]为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________。
处理条件：甲自然光照、乙低光照、乙子代自然光照
分析本质：甲、乙光合作用强度不同，由于环境(光照)引起的，而不是遗传物质引起的
实验结果：甲、乙光合作用强度不同，乙子代与甲光合作用强度相同
[试答] 甲、乙光合作用强度不同，由于环境(光照)引起的，而不是遗传物质引起的
[正答] 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
模 拟 练 规 范
1.[2022·河北衡水中学模拟预测]CO2是影响植物光合作用的重要因素。不同植物在长期的自然选择中形成了不同的适应特征。图1是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻，回答下列问题：
(1)色素提取过程中添加碳酸钙的目的是________________，以光合色素的吸光百分率为纵坐标，以波长为横坐标，获得光合色素的吸收光谱。通过对比各组提取液对________(填“红光”“蓝紫光”或“绿光”)的吸光率来比较叶片中的叶绿素含量。
(2)图1水稻、玉米和景天科植物中，最适应炎热干旱环境的植物是__________，原因是__________________________________________________。
(3)图2中，10点到12点间，B植物的光合速率下降而C植物继续升高，原因是____________________________________________________________________________。
(4)图2中，在12点时A植物能不能进行光合作用？________________。
(5)同位素标记法是生物学研究中的一种重要方法，可用此研究光合作用中________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2022·江苏省海安市高三学业质量监测]1946年到1953年之间。得益于纸层析法的发明和放射性同位素的研究，卡尔文及其同事用CO2饲养单细胞小球藻，观察光合作用过程中碳的转化和去向。从而揭示了光合作用暗反应的过程。下图为其研究的主要流程，请回答：
(1)灯与小球藻培养液之间盛水玻璃柱的作用是______________________________；小球藻吸收光能的场所是____________________________________________________________________。
(2)每隔几秒用沸腾的乙醇杀死细胞的目的是____________________________________________________________________________________________。
(3)对代谢物纸层析的原理是：不同代谢物在__________________________________________________________不同；与单向纸层析相比。双向纸层析的优点是______________________________________；
(4)下图为让小球藻同化14CO2不同时间的放射自显影图。黑斑的大小反映的是__________________________________，根据实验结果请对“尿苷二磷酸葡萄糖”、“磷酸丙糖”、“PGA(C3)”三种物质出现的先后顺序进行排序________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)卡尔文改变光－暗变化。测定C3和C5的变化，结果由光照环境进入黑暗环境C3含量上升，C5含量下降。突然进入黑暗环境光反应中的________________不能合成，致使C3不能还原。卡尔文接着又________14CO2的浓度，结果发现C3含量下降，C5含量上升。由此得到C3还可以通过一系列反应再生成C5。
3．[2022·辽宁省高三一轮联考]农业生产中花生因与玉米、小麦等作物间作、套种而造成遮光问题。研究者将健康、长势相同的花生幼苗(若干)随机均分为4组，设置遮光率为27%、43%、77%、对照组。实验过程中保持适宜的温度和水分，保证氮肥、磷肥等充足供应。生长一段时间后，研究者测定了叶绿素的含量、核酮糖1，5二磷酸羧化酶(RuBPcase)的活性(RuBPcase可结合CO2)以及分别在强光和弱光条件下的净光合速率(Pn)，结果如下表所示。回答下列问题：
(1)对照组应设置为________________。
(2)结果显示，遮光会降低RuBPcase的活性，进而影响暗反应中________________，同时遮光又减少了光反应对______________的供应，使得Pn降低，进而降低了花生的产量。
(3)研究结果发现：在弱光条件下，一定范围内，随着遮光比例的增加，花生的Pn逐渐增加。请根据表格内容分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)植物的光补偿点是光合速率和呼吸速率相等时的光照强度，体现植物体对弱光的利用能力。植物的光饱和点是当光照强度上升到某一数值之后，光合速率不再继续提高时的光照强度，体现了植物对强光的利用能力。若遮光对呼吸强度和最大光合速率没有影响，花生幼苗在上述不同遮光条件下生长较长时间后，研究人员测定了各组花生的光补偿点和光饱和点，结果如下表：
据表可知，花生的光补偿点和光饱和点发生的变化是____________________________________________。
4．[2022·江苏省南通市高三上期末质量调研]甲醛是家装的主要污染物，对动植物细胞均有毒害作用。科研人员为提高室内观赏植物天竺葵吸收甲醛的能力，将酵母菌的DAS蛋白基因和DAK蛋白基因导入天竺葵的叶绿体中，转基因后甲醛同化途径如下图所示。请回答下列问题：
(1)图中物质①是______________________。
(2)转基因天竺葵同化甲醛的两条途径是：①甲醛→________________→淀粉；②甲醛→________________→淀粉。
(3)据图分析，DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用__________________________________过程产生直接影响。
(4)为了进一步测定转基因天竺葵同化甲醛的能力，研究人员取生长良好、株龄和长势一致的天竺葵，置于含相同浓度甲醛的玻璃容器中胁迫处理24 h，同时以未放入天竺葵的空容器和容器外的天竺葵为对照，测定容器内的甲醛浓度和叶片的气孔导度，结果如下图。
①实验结果表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵________，其主要原因是________________基因成功表达，增加了甲醛的同化途径。
②转基因天竺葵在18：00至次日8：00时段内吸收甲醛的能力明显降低，结合甲醛转化途径，分析其原因可能是____________________________________________。
③实验结果表明天竺葵在有甲醛环境中气孔导度会发生明显变化，其意义是________________________________________________________________。
突破等级考非选择题1
等级考再回访
1．解析：（1）种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μml/（s·m2），每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。（2）将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μml/（s·m2），等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。（3）该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
答案：（1）能 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
（2）不能 光照强度为10 μml/（s·m2），等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花
（3）耐受酒精毒害
2．解析：（1）苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
（2）影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强。
（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
答案：（1）蓝紫光
（2）五碳化合物供应不足 CO2供应不足 强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
（3）减弱 促进光反应关键蛋白的合成
模拟练规范
1．解析：（1）色素提取过程中添加碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此可以通过对比各组提取液对红光的吸光率来比较叶片中的叶绿素含量。（2）分析图1中三种植物可知，景天科植物可以将夜晚吸收的CO2储存在液泡中，然后白天用于光合作用；炎热干旱条件下，为减少水分散失，白天植物一般关闭气孔，则在炎热干旱环境下景天科植物更能适应生存。（3）在10点到12点期间，温度较高，会使植物的部分气孔关闭，CO2供应不足，引起B植物光合速率下降，而C植物能利用低浓度的CO2进行光合作用，且此时光照强度不断增强，所以其光合速率继续升高。（4）在12点时，A植物虽然从外界吸收的CO2为零，但可以利用储存的CO2进行光合作用。（5）美国科学家卡尔文用同位素14C标记CO2，探究了碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。鲁宾、卡门采用同位素标记法研究了光合作用释放的氧气到底来自CO2还是H2O。故同位素标记法可用来研究光合作用中氧气中氧的来源或碳的固定途径。
答案：（1）防止研磨中色素被破坏 红光
（2）景天科植物 该类植物白天因减少水分的散失而气孔关闭，但夜晚能吸收CO2，不影响光合作用的进行
（3）该时间段温度较高，B植株部分气孔关闭CO2供应不足，C植株可以利用低浓度的CO2，此时光照强度不断增强，所以光合速率继续升高
（4）能
（5）氧气中氧的来源或碳的固定途径
2．解析：（1）装置中隔在灯与小球藻培养液之间“盛水玻璃柱”的作用是吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响。小球藻吸收光能的物质是叶绿体中的色素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上。（2）每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇杀死小球藻使细胞中的酶变性而失效，提取被标记的代谢产物，并采用双向纸层析分离被标记的代谢产物。（3）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，可把细胞内化合物分离开来。在样品所含溶质较多或某些组分在单向纸层析中的比移值比较接近，不易明显分离时，可采用双向纸层析法。该法是将滤纸在某一特殊的溶剂系统中按一个方向展层以后，即予以干燥，再转向90°，在另一溶剂系统中进行展层，待溶剂到达所要求的距离后，取出滤纸，干燥显色，从而获得双向层析谱。应用这种方法，如果溶质在第一溶剂中不能完全分开，而经过第二种溶剂的层析能得以完全分开，大大地提高了分离效果，分离现象更明显。（4）放射自显影图中黑斑的大小反映的是标记化合物分布的位置和数量。根据标记化合物出现的时间，0.5s检测到的是PGA（C3），5s是磷酸丙糖及其衍生物，30s尿苷二磷酸葡萄糖，所以三种物质出现的先后顺序是PGA（C3）→磷酸丙糖→尿苷二磷酸葡萄糖。（5）当光照停止时不能形成ATP和NADPH，暗反应（不需要光照）中二氧化碳固定照常进行合成C3；但由于ATP、NADPH的减少，C3的还原受阻，所以由光照环境进入黑暗环境C3含量上升，C5含量下降。若突然降低CO2浓度，C5因消耗减少而积累，生成的产物C3减少。
答案：（1）吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响 类囊体薄膜
（2）酶变性失活，提取标记的代谢产物
（3）层析液中的溶解度 分离效果好，分离现象明显
（4）标记化合物分布的位置和数量 PGA→磷酸丙糖→尿苷二磷酸葡萄糖
（5）NADPH和ATP 降低
3．解析：（1）从表格中的数据可以看出，随着遮光度的提高，叶绿素含量不断提高，RuBPcase活性不断下降，所以可以推测，对照组的设置应该是不遮光处理。（2）根据题干信息“RuBPcase可结合CO2”，所以遮光会降低RuBPcase的活性，进而影响暗反应中CO2的固定；由于遮光处理导致光反应降低，因此减少了光反应为暗反应提供的NADPH和ATP。（3）从表格中可以看出，随着遮光度的增加，叶绿素含量不断提高，促进花生对光能的吸收和利用，因此在弱光条件下，花生的净光合作用不断提高。（4）根据表格中的数据，随着遮光比例的增加，光补偿点和光饱和点都降低。
答案：（1）不遮光 （2）CO2的固定 NADPH和ATP
（3）随着遮光度的增加，叶绿素含量不断提高，促进花生对光能的吸收和利用
（4）随着遮光比例的增加，光补偿点和光饱和点都降低
4．解析：（1）图中物质①是参与暗反应三碳化合物还原过程的产物，则①是ADP、Pi、NADP＋，可被光反应重新利用。（2）通过分析题意可知，转基因天竺葵同化甲醛的两条主要途径是：①甲醛→3－磷酸甘油醛→淀粉；②甲醛→二羟丙酮→磷酸二羟丙酮→淀粉。（3）通过图示可知，DAS基因表达出来的DAS酶，DAK基因表达出来的DAK酶直接参与的是光合作用的暗反应过程，故DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用暗反应过程产生直接影响。（4）①由容器内剩余甲醛浓度曲线图可知，随着时间的延长，放置天竺葵的容器内甲醛浓度均下降，放置转基因天竺葵的容器内甲醛浓度下降得更明显，表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵的更强。结合题干信息分析可知，转基因天竺葵的叶绿体中导入了酵母菌的DAS基因和DAK基因，两种基因成功表达可使转基因天竺葵的叶绿体中存在DAS酶和DAK酶，增加了甲醛的同化途径。②在当日18：00至次日8：00时段内，光照强度过弱，暗反应受阻，此时段天竺葵光合作用弱，产生的5－磷酸木酮糖少，转基因天竺葵吸收甲醛的能力明显降低。③据下图可知，甲醛浓度较高时，天竺葵气孔导度较低，这样可以减少空气中甲醛进入植物体内，避免甲醛对植物细胞的伤害。
答案：（1）ADP、Pi、NADP＋
（2）3－磷酸甘油醛 二羟丙酮→磷酸二羟丙酮
（3）暗反应 （4）强 DAS基因和DAK 此时段天竺葵光合作用弱，产生的5－磷酸木酮糖少 减少甲醛的吸收，降低甲醛对植物细胞的伤害
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR＋L
遮光比例
叶绿素含量
(mg·g－1
FW)
RuBPcase活性
(μmlCO2·mg－1
蛋白·min－1)
强光条件下
Pn(μnlCO2
·m－2·s－1)
弱光条件下
Pn(μnlCO2
·m－2·s－1)
对照组
1.97
50.1
25.8
7.2
遮光27%
2.18
39.5
25.6
8.3
遮光43%
2.28
27.6
22.5
9.2
遮光77%
2.96
9.6
19.2
9.1
遮光比例
光补偿点(lx)
光饱和点(lx)
对照组
52.7
1400
遮光27%
45.9
1400
遮光43%
21.3
1200
遮光77%
9.6
1000
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