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(共23张PPT)
第二部分　考前适度训练
一、命题点专训
命题点专训(十)　细胞代谢(非选择题)
1．(2024·湖南师大附中月考)德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表：
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
回答下列问题：
(1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是__________________；____________________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、_________________。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用______试剂来检测。若为了研究B溶液中M离子对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是________________________________________。
葡萄糖溶液＋酵母汁
葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液
酵母汁和B溶液
双缩脲
葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了M离子的B溶液
(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是_______________________________________________
_________________________________________，以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)________________________________________________。
保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
[解析]　(1)结合分析可知，为验证上述无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵及乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)，另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶)＋B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)，此组预期结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。
(2)多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，M离子存在于B溶液中，故为验证M离子对乙醇发酵是否是必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了M离子的B溶液，若有乙醇生成，则证明M离子不是必需的；若无乙醇生成，则证明M离子是必需的。
(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性。若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖；一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
2．研究人员通过人工诱变筛选出一株水稻突变体，其叶绿素含量仅为普通水稻的56%。图1表示在最适温度时不同光照强度下该突变体和普通水稻的净光合速率，图2中A、B两图表示某光照强度下该突变体与普通水稻的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。请分析回答下列问题：
(1)当光照强度为a时，为暗反应中C3的还原提供能量的物质为_____________________，此时水稻叶片表皮细胞产生ATP的场所有_________________________________________________________。
(2)当光照强度超过2 000 μmol·m-2·s-1时，限制普通水稻光合作用速率上升的主要环境因素为__________。如果不考虑光呼吸，当光照强度为2 000 μmol·m-2·s-1时，突变体水稻的实际光合速率比普通水稻高____________%(保留两位小数)。
ATP和NADPH
线粒体、叶绿体和细胞质基质
CO2浓度
23.53
(3)当光照强度超过a后，突变体的光合速率比普通水稻高。根据图2分析，突变体水稻的____________________________，进入叶片的CO2多，而________________________与普通水稻相近，说明________________________，导致光合速率高。
气孔导度大
胞间CO2浓度
突变体能较快地消耗CO2
[解析]　(1)光反应为暗反应提供ATP和NADPH，为C3的还原提供能量。当光照强度为a时，净光合速率大于0，此时水稻既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，因此叶片表皮细胞产生ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质。
(2)图1表示在最适温度时不同光照强度下该突变体和普通水稻的净光合速率，当光照强度超过2 000 μmol·m-2·s-1时，随着光照强度增加，净光合速率不再增加，因此此时限制普通水稻光合作用速率上升的主要环境因素为CO2浓度。当光照强度为时2 000 μmol·m-2·s-1，突变体水稻的实际光合速率为19＋2＝21，普通水稻的实际光合速率为15＋2＝17，因此突变体水稻的实际光合速率比普通水稻高(21－17)÷17×100%≈23.53%。
(3)据图2分析，突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通水稻相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2，所以突变体水稻在单位时间内固定的CO2多，导致光合速率高。
(教师用书独具)
1．(2024·辽宁沈阳模拟)科研人员对烟草叶片的光合作用进行了研究，发现光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能够吸收、利用光能进行电子传递。下图为烟草叶肉细胞类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ发生的反应示意图。据图分析，回答下列问题：
(1)图中能为暗反应提供能量的物质为________________________。
(2)维持类囊体腔与叶绿体基质中H＋浓度差的原因是_____________
______________________________________________________________________________________________________________________ (答出3点)。
(3)叶肉细胞光合作用产生的O2进入相邻细胞参与细胞呼吸至少穿过____层磷脂双分子层。
NADPH和ATP
光照驱动促使水分解产生H＋、伴随着电子的传递通过PQ将叶绿体基质中的H＋转运到类囊体腔内、形成NADPH时消耗叶绿体基质中的部分H＋
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(4)烟草易富集镉(Cd)等重金属，进而对其产量造成不良影响。褪黑素(MT)是一种生物活性小分子。多项研究证实，褪黑素可以作为一种生长调节剂参与植物种子萌发、生长等多项生命活动的调控，适宜浓度的褪黑素可以清除过量自由基，有效改善植物氧化损伤，保护植物免受如病原菌侵染和重金属污染等多种生物和非生物胁迫。科研人员采用水培的方法，研究喷施褪黑素对Cd胁迫下烟草幼苗生长和生理特性的影响，研究结果如下图(CK组为空白对照组)：
注：柱上标有不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。
外源褪黑素对Cd胁迫下烟苗光合特性的影响图
①褪黑素能________________植物细胞衰老，据图1分析，褪黑素的作用为_________________________________________________。
②气孔张开的程度(气孔导度)是影响植物光合作用、蒸腾作用、________________的主要因素，据图分析，Cd胁迫限制烟草光合作用的主要因素________________(填“是”或“不是”)气孔因素。
延缓
减缓Cd胁迫引起的烟草幼苗净光合作用的下降
呼吸作用
不是
[解析]　(1)图中能为暗反应提供能量的物质为NADPH和ATP。
(2)由图可知，光照驱动促使水分解产生H＋、伴随着电子的传递通过PQ将叶绿体基质中的H＋转运到类囊体腔内，形成NADPH时消耗叶绿体基质中的部分H＋可以导致类囊体腔中的H＋浓度高于叶绿体基质。
(3)叶肉细胞光合作用产生的O2进入相邻细胞参与细胞呼吸至少穿过：类囊体膜＋叶绿体双层膜＋叶肉细胞细胞膜＋相邻细胞细胞膜＋线粒体双层膜，共7层膜，即7层磷脂双分子层。
(4)①褪黑素可以清除过量自由基，所以可以延缓植物细胞的衰老，据图1可知，Cd胁迫与CK相比，烟草净光合作用降低，Cd胁迫＋褪黑素组与Cd胁迫组相比，烟草净光合作用强度有所提升，所以褪黑素能减缓Cd胁迫引起的烟草幼苗净光合作用的下降。②气孔张开的程度即气孔导度，是影响植物光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的主要因素。呼吸作用需要通过气孔吸收O2，排出CO2，根据图2和图3可知Cd胁迫组虽然气孔导度比对照组低，但是胞间CO2浓度比CK组高，说明气孔因素不是限制烟草光合作用的主要因素。
2．(2024·华南师大附中检测)微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富且光合利用度高的自养植物。植物吸收光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上，PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能将水分解为O2和H＋并释放电子。电子积累过多时产生的活性氧破坏PSⅡ，使光合速率下降。中国科学院研究人员提
出“非基因方式电子引流”的策略，利用能接收
电子的人工电子梭(铁氰化钾)有效解除微藻的光
抑制现象，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)PSⅡ分解水的场所是_______________，PSⅡ将水分解释放的电子用于_______________结合，形成NADPH，该过程中发生的能量转化为___________________________________________________。
(2)据图分析，在光照强度由Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中，对照组微藻的光能转化效率_____________(填“降低”“不变”或“提高”)，理由是_______________________________________________________
_________________________________________________________。
类囊体的薄膜
NADP＋和H＋
光能转化为(NADPH中活跃的)化学能
提高
光照强度降低，对照组微藻的光合放氧速率不变，光合作用利用的光能不变，因此光能转化效率提高
(3)若用对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻进行实验，分别加入铁氰化钾后，再置于Ⅰ3光照强度下，则经Ⅰ1光照强度处理的微藻的光合放氧速率____________(填“较高”或“较低”)，原因是___________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
较高
Ⅰ1光照强度下，微藻细胞中PSⅡ没有被破坏，加入铁氰化钾后，光抑制解除，光合放氧速率会升高；而Ⅰ3光照强度下，微藻细胞中PSⅡ被破坏，加入铁氰化钾后，光合放氧速率仍然较低
[解析]　(1)光反应场所是类囊体的薄膜，光反应中，水分解为O2、H＋和电子，电子与H＋、NADP＋结合形成NADPH，该过程中光能转化为NADPH中活跃的化学能。(2)由图可知，光照强度从Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中，对照组微藻的光合放氧速率不变，光合作用利用的光能不变，但光照强度降低，因此光能转化效率提高。(3)对照组中经Ⅰ1光照强度处理的微藻细胞中PSⅡ没有被破坏，加入铁氰化钾后，光抑制解除，再置于Ⅰ3光照强度下，光合放氧速率会升高；而对照组中经Ⅰ3光照强度处理的微藻细胞中PSⅡ已经被累积的电子破坏，加入铁氰化钾后，PSⅡ并不能恢复，光合放氧速率仍然较低。
谢 谢

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