專題二作業(yè)（七）“代謝”類主觀題增分專練1．(2023·池州模擬)我國科研人員將菠菜葉綠體的類囊體制備成納米類囊體單元(NTUs)，并用動物軟骨細胞膜(CM)將其包裹得到CM-NTUs，最終成功實現(xiàn)了將植物類囊體跨物種植入到動物細胞內(nèi)。請回答下列有關(guān)問題：(1)類囊體膜的結(jié)構(gòu)及相關(guān)生理過程如下圖所示：①復(fù)合物A～D中，含有光合色素的復(fù)合物有________________。②圖中物質(zhì)b在光合作用過程中的作用有__________________________(答出2點)；物質(zhì)c的結(jié)構(gòu)簡式為__________；推測H＋經(jīng)復(fù)合物D跨膜運輸是________(填“順”或“逆”)H＋濃度梯度進行的。(2)研究者向骨關(guān)節(jié)炎模型小鼠的骨關(guān)節(jié)內(nèi)注射CM-NTUs并給予適宜光照，數(shù)周后檢查發(fā)現(xiàn)小鼠關(guān)節(jié)形態(tài)改善，骨關(guān)節(jié)炎疼痛好轉(zhuǎn)。①結(jié)合上圖分析，NTUs產(chǎn)生的物質(zhì)a被同一個軟骨細胞呼吸利用需要穿過________層磷脂分子層。植入了NTUs的軟骨細胞中既能合成ATP又能合成NADH的具體場所有____________________________________________。②有同學(xué)認為，患病小鼠相關(guān)癥狀好轉(zhuǎn)的原因是NTUs為軟骨細胞直接提供了豐富的葡萄糖等光合產(chǎn)物。請評價該觀點是否正確，并說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①由圖可知復(fù)合物A～D中，A和C能吸收光能，據(jù)此推測它們含有光合色素。②物質(zhì)a為O2，b為NADPH，c為ADP。光合作用過程中，NADPH作為還原劑，可參與暗反應(yīng)階段C3的還原，同時也為C3還原提供能量。ADP為腺苷二磷酸，類比ATP可知其結(jié)構(gòu)簡式為A—P～P。H＋經(jīng)復(fù)合物D跨膜運輸是順濃度梯度進行的，該過程可為ATP的合成提供能量。(2)①由圖可知，O2產(chǎn)生于類囊體膜的內(nèi)側(cè)，所以NTUs產(chǎn)生的O2被同一個軟骨細胞呼吸利用需要穿過1層類囊體膜和2層線粒體膜，即6層磷脂分子層。植入了NTUs的軟骨細胞中，能合成ATP和NADH的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。②NTUs的本質(zhì)是類囊體，只能進行光合作用的光反應(yīng)，不能進行暗反應(yīng)，不能合成葡萄糖等有機物。答案：(1)①復(fù)合物A、復(fù)合物C②作為還原劑參與C3還原、為C3還原提供能量A—P～P順(2)①6細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)②不正確；NTUs本身不能進行光合作用的暗反應(yīng)，不能合成葡萄糖等有機物2．(2023·三門峽模擬)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中花生因與玉米、小麥等作物間作、套種而造成遮光問題。研究者將健康、長勢相同的花生幼苗若干隨機均分為4組，設(shè)置遮光率為27%、43%、77%、對照組。生長一段時間后，研究者測定了葉綠素的含量、RuBP羧化酶的活性(RuBP羧化酶可結(jié)合CO2)以及分別在強光和弱光條件下的凈光合速率(Pn)，結(jié)果如下表所示?；卮鹣旅鎲栴}：遮光比例葉綠素含量RuBP羧化酶活性強光下Pn弱光下Pn對照組1.5250.125.87.2遮光27%1.6739.525.68.3遮光43%1.7227.622.59.2遮光77%2.179.619.29.1(1)對照組應(yīng)設(shè)置條件為________________。實驗過程中要提供氮肥、磷肥等無機鹽，N、P在植物體內(nèi)可以用來合成________________等物質(zhì)(至少寫兩種物質(zhì))。(2)遮光會降低RuBP羧化酶的活性，進而影響了暗反應(yīng)中________________，同時遮光又減少了光反應(yīng)中________________的供應(yīng)，使得有機物合成減少。(3)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在弱光條件下，一定范圍內(nèi)，隨著遮光比例的增加，花生的凈光合速率逐漸提高。請根據(jù)表格內(nèi)容分析其原因：___________________________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)研究結(jié)果，請你對提高農(nóng)作物產(chǎn)量提出合理建議：______________________________________________________________________________________________。解析：(1)該實驗的目的是探究遮光對光合作用的影響，這里的對照組應(yīng)設(shè)置為不遮光處理，N、P在植物體內(nèi)可以用來合成ATP和磷脂等物質(zhì)。(2)分析題表可知，遮光會降低RuBP羧化酶的活性，而RuBP羧化酶可結(jié)合CO2，即影響CO2的固定過程，所以降低RuBP羧化酶的活性，影響了CO2的固定，且隨光照強度降低，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH減少，即減少了光反應(yīng)中ATP和NADPH的供應(yīng)，進而降低了花生的產(chǎn)量。(3)據(jù)題表數(shù)據(jù)分析，在弱光條件下，影響花生植株光合速率的主要因素是光照強度，而隨著遮光比例增加，葉綠素的含量會逐漸增加，促進光能的吸收、利用和轉(zhuǎn)化，因此，在弱光條件下，隨著遮光比例增加，花生植株的凈光合速率會逐漸提高。(4)根據(jù)研究結(jié)果可知，與間作植物保持適當間距，以減小遮光程度；與固氮微生物共生，增加氮素供應(yīng)等均可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。答案：(1)不遮光(自然光)ATP和磷脂(合理即可)(2)CO2的固定ATP、NADPH(3)隨遮光比例增加，葉綠素的含量逐漸增加，促進花生對光能的吸收和利用(4)與間作植物保持適當間距，以減小遮光程度；與固氮微生物共生，增加氮素供應(yīng)(合理即可)3．中國科研團隊發(fā)現(xiàn)水稻高產(chǎn)和氮素供應(yīng)形態(tài)、氮素分配等機制密切相關(guān)。為探究高濃度CO2下氮素供應(yīng)形態(tài)對植物光合作用的影響，研究人員以某種水稻為實驗材料，在人工氣候室利用無土栽培技術(shù)進行了相關(guān)實驗，部分結(jié)果如下。請回答有關(guān)問題：(1)①完善下表的處理措施：表中③處應(yīng)為________________________。處理措施①硝態(tài)氮正常濃度CO2②硝態(tài)氮高濃度CO2③④氨態(tài)氮高濃度CO2凈光合速率②預(yù)測結(jié)果與結(jié)論：若結(jié)果能說明氨態(tài)氮(NHeq\o\al(＋,4))比硝態(tài)氮(NOeq\o\al(－,3))更顯著提高該水稻凈光合速率，且影響效果大于提高CO2產(chǎn)生的效果。請用柱狀圖補齊另3組處理措施的預(yù)期結(jié)果。(2)從物質(zhì)跨膜運輸?shù)慕嵌确治?，氨態(tài)氮(NHeq\o\al(＋,4))具有這種優(yōu)勢的原因可能是______________________________________________。(3)進一步研究發(fā)現(xiàn)植物光合系統(tǒng)中的氮素分配受供氮量等因素的影響，研究人員對葉片光合系統(tǒng)中氮素的含量及分配進行了檢測，結(jié)果如下：注：葉片氮素可分為光合氮素和非光合氮素；前者包括捕光氮素(用于光反應(yīng))和羧化氮素(用于暗反應(yīng))。由檢測結(jié)果推測，相對于中氮條件，高氮環(huán)境下會導(dǎo)致水稻的光合速率下降，判斷的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)上述研究對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高水稻產(chǎn)量有何啟示？________________________________________________________________________。解析：(1)①實驗遵循對照原則和單一變量原則，表中自變量為氮的種類及CO2濃度，表中③處應(yīng)為氨態(tài)氮正常濃度CO2。②分析題意，實驗結(jié)果是氨態(tài)氮(NHeq\o\al(＋,4))比硝態(tài)氮(NOeq\o\al(－,3))更顯著提高該水稻凈光合速率，則施加氨態(tài)氮的組別凈光合速率應(yīng)大于施加硝態(tài)氮的組別(①②小于③④)，且影響效果大于提高CO2產(chǎn)生的效果，則具體順序應(yīng)為④＞③＞②＞①，預(yù)期結(jié)果圖示見答案。(2)能夠顯著提高該水稻凈光合速率的氮素供應(yīng)形態(tài)是氨態(tài)氮，可能是由于根細胞膜上轉(zhuǎn)運氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量多于硝態(tài)氮，使得合成參與光合作用的含氮物質(zhì)更多，光合速率更高。(3)題圖為不同供氮量對葉片光合系統(tǒng)中氮素的含量及分配的影響，相對于中氮條件，高氮環(huán)境下，氮素從光合氮素向非光合氮素轉(zhuǎn)化，且羧化氮素所占比例降低，進而影響了光合作用的暗反應(yīng)，導(dǎo)致水稻的光合速率下降。(4)結(jié)合上述實驗結(jié)果可知，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高水稻產(chǎn)量可通過適當提高氮素含量和CO2濃度來實現(xiàn)增產(chǎn)。答案：(1)①氨態(tài)氮正常濃度CO2②如圖所示(2)根細胞膜上轉(zhuǎn)運氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)運蛋白(或載體蛋白)的數(shù)量多于硝態(tài)氮(3)氮素從光合氮素向非光合氮素轉(zhuǎn)化，且羧化氮素所占比例降低，進而影響了光合作用的暗反應(yīng)階段(4)適當提高氮素含量和CO2濃度可提高水稻產(chǎn)量4．研究人員以白菜幼苗為實驗材料，利用水培漂浮育苗法研究了在Pb2＋脅迫下，0.5μmol/L的水楊酸(SA)溶液對白菜幼苗吸收的Pb2＋含量及分布、株高和光合色素含量的影響，得到了如下所示實驗結(jié)果。完成下列各題：組別甲乙丙處理對照組Pb2＋處理組Pb2＋處理＋0.5μmol/L的SA處理組幼苗根系中Pb2＋含量(μmol/L·FW)00.550.25幼苗地上部分Pb2＋含量(μmol/L·FW)00.200.03(1)光合色素的主要作用為_____________________，測量光合色素含量之前，需要用___________(填化學(xué)試劑)提取色素。(2)從白菜幼苗生理作用角度解釋：實驗過程中，需要定期向培養(yǎng)液中通入空氣的目的是_____________________________________(答出1點即可)。(3)由實驗結(jié)果可以得出：Pb2＋可能______________(填“促進”或“抑制”)植物幼苗生長，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)實驗結(jié)果，0.5μmol/LSA的作用是_________________(答出1點即可)。SA作用的機理是SA可能抑制白菜根系_________________及_________________。解析：(1)光合色素的作用主要是吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能；葉綠體中的色素易溶于有機溶劑(如無水乙醇)中，所以用無水乙醇提取色素。(2)該實驗利用水培漂浮育苗法，植物的根系浸在水中，長時間浸泡，根部缺氧，無氧呼吸產(chǎn)生的能量少，不利于植物吸收無機鹽，同時無氧呼吸產(chǎn)生酒精，對細胞產(chǎn)生毒害作用，故需要定期向培養(yǎng)液中通入空氣。(3)由實驗結(jié)果可知，乙組白菜幼苗株高比甲組的矮，因此Pb2＋可能抑制植物幼苗生長；根據(jù)柱狀圖分析可知，乙組光合色素含量比甲組低，光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，導(dǎo)致暗反應(yīng)減弱，使光合速率下降，造成白菜幼苗株高降低。(4)由實驗結(jié)果可知，與甲組和乙組幼苗的株高和色素含量相比，丙組幼苗株高和色素含量均高于乙組，但低于甲組，因此SA可以緩解Pb2＋對葉綠素合成的抑制作用(或可以緩解Pb2＋對白菜幼苗生長的抑制作用)；由表中數(shù)據(jù)可知，SA處理后，幼苗根系中Pb2＋含量、幼苗地上部分Pb2＋含量均減少，而且地上部分Pb2＋含量減少的比例更大，因此SA作用的機理可能是抑制白菜根系對Pb2＋的吸收及其在體內(nèi)的運輸，并緩解Pb2＋對葉綠素合成的抑制作用，從而減弱Pb2＋對白菜幼苗生長的抑制作用。答案：(1)吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能無水乙醇(2)防止根部細胞進行無氧呼吸生成酒精，對細胞產(chǎn)生毒害作用；防止無氧呼吸釋放能量少，不利于植物吸收無機鹽(3)抑制與甲組相比，乙組白菜幼苗的光合色素含量減少，使光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，暗反應(yīng)隨之減弱，最終光合速率下降，白菜幼苗長勢矮小(4)緩解Pb2＋對葉綠素合成的抑制作用(或減緩Pb2＋對白菜幼苗生長的抑制作用)對Pb2＋的吸收Pb2＋在體內(nèi)的運輸5.(2023·天津模擬)植物光合作用速率受多種因素影響,研究人員獲得了光合作用速率明顯降低的CST1基因功能缺失突變體玉米,利用其研究了光合作用產(chǎn)物對光合作用的調(diào)節(jié)機制。(1)玉米在葉肉細胞中合成的光合作用產(chǎn)物，在完成傳粉后，可運輸?shù)椒N子中積累、儲存。研究人員檢測了傳粉后玉米葉片的氣孔開放程度，結(jié)果如圖1。結(jié)果說明野生型植株中CST1蛋白能夠__________(填“促進”或“抑制”)氣孔打開。(2)研究人員測定了野生型植株在不同條件下CST1基因的表達量，圖2結(jié)果顯示________________________________________________________________________________________________