簡(jiǎn)潔實(shí)用高效生物模塊一

分子與細(xì)胞

第三單元

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

長(zhǎng)句表達(dá)（一）與細(xì)胞代謝有關(guān)的物質(zhì)變化及生理過(guò)程分析內(nèi)容索引典題引領(lǐng)第一部分強(qiáng)化訓(xùn)練第三部分高效解題第二部分典題引領(lǐng)第分部一(2024·湖南卷)鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，主要生理功能包括參與酶活性調(diào)節(jié)、滲透調(diào)節(jié)以及促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化等。研究表明，缺鉀導(dǎo)致某種植物的氣孔導(dǎo)度下降，使CO2通過(guò)氣孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反應(yīng))活性下降，最終導(dǎo)致凈光合速率下降。回答下列問(wèn)題：(1)從物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化角度分析，葉綠體的光合作用即在光能驅(qū)動(dòng)下，水分解產(chǎn)生__________；光能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________________中儲(chǔ)存的化學(xué)能，用于暗反應(yīng)的過(guò)程。解析：植物光反應(yīng)過(guò)程中水的光解會(huì)產(chǎn)生O2和H＋，H＋和NADP＋結(jié)合產(chǎn)生NADPH。該過(guò)程中光能轉(zhuǎn)化為電能，電能再轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP和NADPH中的化學(xué)能。①O2和H＋②ATP和NADPH(2)長(zhǎng)期缺鉀導(dǎo)致該植物的葉綠素含量__________，從葉綠素的合成角度分析，原因是________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。解析：長(zhǎng)期缺鉀導(dǎo)致該植物的葉綠素含量降低，其原因是鉀參與酶活性的調(diào)節(jié)，缺鉀會(huì)降低葉綠素合成相關(guān)酶的活性；鉀參與滲透調(diào)節(jié)，缺鉀會(huì)影響細(xì)胞滲透壓，進(jìn)而影響細(xì)胞對(duì)Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成葉綠素的原料，因此最終會(huì)影響葉綠素的合成。③減少④缺鉀會(huì)使葉綠素合成相關(guān)酶的活性降低；缺鉀會(huì)影響細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)，進(jìn)而影響細(xì)胞對(duì)Mg、N等的吸收，使葉綠素合成減少(3)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)該植物群體中有一植株，在正常供鉀條件下，總?cè)~綠素含量正常，但氣孔導(dǎo)度等其他光合作用相關(guān)指標(biāo)均與缺鉀時(shí)相近，推測(cè)是Rubisco的編碼基因發(fā)生突變所致。Rubisco由兩個(gè)基因(包括1個(gè)核基因和1個(gè)葉綠體基因)編碼，這兩個(gè)基因及兩端的DNA序列已知。擬以該突變體的葉片組織為實(shí)驗(yàn)材料，以測(cè)序的方式確定突變位點(diǎn)。寫出關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟：A.__________________________________________________；b.________________________________________________________；c.________________________________________________；d.基因測(cè)序；e.__________________________。⑤分別提取該葉肉組織細(xì)胞的細(xì)胞核DNA和葉綠體DNA⑥根據(jù)編碼Rubisco的兩個(gè)基因的兩端DNA序列設(shè)計(jì)相應(yīng)引物⑦利用提取的DNA和設(shè)計(jì)的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增并電泳⑧和已知基因序列進(jìn)行比較解析：

Rubisco由兩個(gè)基因編碼，這兩個(gè)基因及兩端的DNA序列已知，因此檢測(cè)其是否突變的基本思路：利用PCR技術(shù)擴(kuò)增突變體的相應(yīng)基因，測(cè)序后和已知序列進(jìn)行比較。其具體步驟為：A．分別提取該葉肉組織細(xì)胞的細(xì)胞核DNA和葉綠體DNA；b.根據(jù)編碼Rubisco的兩個(gè)基因的兩端DNA序列設(shè)計(jì)相應(yīng)引物；c.利用提取的DNA和設(shè)計(jì)的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增并電泳；d.基因測(cè)序；e.和已知基因序列進(jìn)行比較。高效解題第分部二①②鏈接教材P103光合作用過(guò)程圖解：水光解產(chǎn)生O2和H＋，光能轉(zhuǎn)化為電能后再轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能。③鏈接題干“鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素”，可推測(cè)若長(zhǎng)期缺鉀，則會(huì)影響植物的生命活動(dòng)，進(jìn)而推測(cè)長(zhǎng)期缺鉀會(huì)導(dǎo)致葉綠素含量下降。④鏈接題干“主要生理功能包括參與酶活性調(diào)節(jié)、滲透調(diào)節(jié)”且“從葉綠素的合成角度分析”，可推測(cè)鉀可能影響葉綠素合成相關(guān)酶的活性及鉀影響細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，進(jìn)而影響對(duì)合成葉綠素的必需元素Mg、N等的吸收。⑤⑥⑦⑧鏈接題目信息：實(shí)驗(yàn)材料為突變體的葉片組織，實(shí)驗(yàn)方法為基因測(cè)序，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖谴_定突變位點(diǎn)。因此需要先從實(shí)驗(yàn)材料中獲取Rubisco的編碼基因，由于Rubisco的編碼基因包括1個(gè)核基因和1個(gè)葉綠體基因，所以需要提取突變體的葉片組織的核DNA和葉綠體DNA，然后據(jù)兩個(gè)基因兩端的DNA已知序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR，對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行基因測(cè)序并與已知基因序列對(duì)比從而確定突變位點(diǎn)。(1)試題類型與特點(diǎn)此類題目屬于非選擇題中的“科學(xué)思維”的特征設(shè)問(wèn)，其在語(yǔ)言表達(dá)題型中所占比例很高，其設(shè)問(wèn)方式一般有以下幾種：“……合理的解釋是________”“……判斷的依據(jù)是________”“……其原因是________”等。常常是對(duì)關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行考查，是真正素質(zhì)考查的體現(xiàn)。(2)解題策略(因—橋—果法)描述事實(shí)(起因)―→分析本質(zhì)(媒介)―→得出結(jié)果一般來(lái)自題干信息，可以照抄依據(jù)題干信息和教材有關(guān)生物學(xué)原理、規(guī)律等一般來(lái)自題干信息，可以照抄強(qiáng)化訓(xùn)練第分部三1．(2023·海南卷節(jié)選)海南是我國(guó)火龍果的主要種植區(qū)之一。由于火龍果是長(zhǎng)日照植物，冬季日照時(shí)間不足導(dǎo)致其不能正常開(kāi)花，在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開(kāi)花，提早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了同一光照強(qiáng)度下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時(shí)間對(duì)火龍果成花的影響，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種補(bǔ)光光源中最佳的是__________，該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間是__小時(shí)/天，判斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是________________________________________________________________________________________。紅光＋藍(lán)光6在不同的補(bǔ)光時(shí)間內(nèi)，紅光＋藍(lán)光的補(bǔ)光光源獲得的平均花朵數(shù)均最多，有利于促進(jìn)火龍果成花2．(2023·浙江卷節(jié)選)植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下：CK組(白光)、A組(紅光∶藍(lán)光＝1∶2)、B組(紅光∶藍(lán)光＝3∶2)、C組(紅光∶藍(lán)光＝2∶1)，每組輸出的功率相同?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是______________________________。由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配比為_(kāi)____，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是____________________________________。光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光3∶2葉綠素含量和氮含量最高，光合作用最強(qiáng)(3)進(jìn)一步探究在不同溫度條件下，增施CO2對(duì)生菜光合速率的影響，結(jié)果如圖丙所示。由圖可知，在25℃時(shí)，提高CO2濃度對(duì)提高生菜光合速率的效果最佳，判斷依據(jù)是________________________。光合速率最大且增加值最大主動(dòng)運(yùn)輸需要載體和能量，O2濃度大于a時(shí)能量充足，而吸收速率不再增加，說(shuō)明載體達(dá)到飽和消耗O2多4．(2021·河北卷節(jié)選)為探究水和氮對(duì)光合作用的影響，研究者將一批長(zhǎng)勢(shì)相同的玉米植株隨機(jī)均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對(duì)照組；(2)施氮組，補(bǔ)充尿素(12g·m-2)；(3)水＋氮組，補(bǔ)充尿素(12g·m-2)同時(shí)補(bǔ)水。檢測(cè)相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)下表。生理指標(biāo)對(duì)照組施氮組水＋氮組自由水/結(jié)合水6.26.87.8氣孔導(dǎo)度/(mmol·m-2·s-1)8565196生理指標(biāo)對(duì)照組施氮組水＋氮組葉綠素含量/(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性/(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率/(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4注氣孔導(dǎo)度反映氣孔開(kāi)放的程度?；卮鹣铝袉?wèn)題：(3)施氮同時(shí)補(bǔ)充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應(yīng)。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，葉肉細(xì)胞CO2供應(yīng)量增加的原因是______________________________________________________________________________________。多，同時(shí)RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大氣孔導(dǎo)度增加，CO2吸收量增5．(2021·全國(guó)甲卷節(jié)選)植物的根細(xì)胞可以通過(guò)不同方式吸收外界溶液中的K＋。回答下列問(wèn)題：(3)細(xì)胞外的K＋可以通過(guò)載體蛋白逆濃度梯度進(jìn)入植物的根細(xì)胞。在有呼吸抑制劑