生物探究.docx

1、生物探究生命活动有共同的规律，但生物的多样性又决定了在这种共同的规律之外普遍存在着“特殊”。光合作用的过程中也体现实这种“特殊”。 例景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式，夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，如图一所示；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，如图二所示。十字花科植物B的CO2同化过程如图三所示，请回答下列问题： （1）白天，影响植物A光合作用强度的环境因素有 。 （2）植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成C6H12O6的原因是 ,白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有 和 。 （3）在上午10：00点时，突然降低环境中CO2浓度后的一

2、小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量变化的差异是 。 （4）植物A气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的，推测植物A生活的环境最可能是 。 分析：光合作用的暗反应中CO2的固定是CO2与C5结合形成C3的过程，这一过程不需要光，但由于暗反应需要光反应提供的H与ATP，在没有光的情况下暗反应是不能持续进行的。因此，植物白天有光时进行光合作用，包括CO2的固定。这是我们学习过的经典光合作用的类型。题中植物B光合作用的类型符合这种情形。但植物A的光合作用就明显与之不同了。从题中信息可知，植物A的光合作用特点是：环境中的CO2于晚间被固定到苹果酸储存于液泡中，白天苹果酸通过脱羧释放出CO2，释放

3、的CO2再被C5固定。我们知道，植物叶片的气孔既是吸收CO2的通道，也是水分蒸腾的通道。A植物白天关闭气孔，说明这种植物是在炎热干旱的环境中生存的，白天关闭气孔是它保存水分的生存策略。但白天气孔闭后需要解决光合作用所需的CO2的获得问题，在进化中这类植物形成了夜间将其固定在液泡中，白天再释放的迂回策略。看似这样的光合作用方式成本高了，效率也低了，但却是植物在极端环境中进化形成的与环境相适应的光合方式。由此可见，“特殊”的光合作用其实并不特殊。 （1）影响光合强度的环境因素包括光照强度、CO2浓度、温度、水分等，但对A植物来讲白天气孔是关闭的，CO2浓度对其没有影响。 （2）暗反应对光反应的依赖

4、是在C3还原的阶段，如果没有光反应的进行，C3的还原就停止，当然也就无法合成C6H12O6了。通常，白天光合作用所需要的CO2来自于细胞呼吸以及环境中吸收，但A植物白天气孔关闭不能利用大气中的CO2，而是来自于苹果酸的脱羧。 （3）上午10时突然降低CO2的浓度，对A植物光合作用利用CO2不会产生影响，因此对C3的含量也不产生影响；但B植物可利用的CO2下降，将导致C3合成量的减少。 （4）A植物气孔开闭的特点说明其是适应炎热干旱环境的，前面已作分析。 答案：（1）温度、光照强度、水分等 （2）没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、H 苹果酸经脱羧作用释放的 呼吸作用产生

5、的（3）植物A基本不变，植物B下降的（4）炎热干旱 下面的一题是2011年广东高考题，题中的蝴蝶兰的光合作用方式也是相对“特殊”的，同学们不妨试试，看能否分析得出正确的答案。 题目： 观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2，吸收方式以适应环境变化长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO2，并贮存在细胞中。 (1)依上左图分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在O4时 (填“有”或“无”)ATP和H的合成，原因是 ；此时段 (填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是 ；1016时无明显CO2吸收的直接原因是 。 (2)从上右图可知，栽培蝴蝶兰应避免 ，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当

6、 。 (3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的 ，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是 。答案：（1）有 呼吸作用合成 无 叶绿体在无光时不能合成ATP和H 气孔关闭 （2）长期干旱（长期缺水） 遮阴 (3)全能性 基因的选择性表达光合作用是历年高考中考查频率最高的考点之一。在2011年的14套生物卷中（包括理综生物），各卷几乎都涉及了该考点的考查。这些试题或考查光合作用的相关知识及应用，或以光合作用为背景考查能力与方法。 例1（全国新课标卷）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是 A.光反应强度升高，暗反应强度降低 B.光反应强

7、度降低，暗反应强度降低 C.光反应强度不变，暗反应强度降低 D.光反应强度降低，暗反应强度不变 解析本题考查缺镁对光合作用强度的影响。解答问题涉及的知识包括：镁是叶绿素的组成成分；光反应的进行首先需要色素吸收可见光；光反应为暗反应提供了还原剂H及ATP。思维的逻辑推理过程是：缺少镁叶绿素合成减少光反应强度减弱暗反应减弱光合作用强度下降。试题所考查的知识的难度不大。考生易犯的错误是误选D。其原因大多并非不清楚光反应对暗反应的影响，而是思维不够缜密，在推理的过程中，在光反应与暗反应关系的节点上发生思维的断裂。 答案：B 例2（江苏卷）某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其

8、光合作用影响的结果，相关叙述正确的是（多选） A适当的遮光处理，可提高其干重 B叶绿素含量与净光合速率呈正相关 C叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标 D遮光90%时，铁线莲不进行光合作用 解析从表中数据可知，随着遮光百分比的增加，叶绿素a/b的比例先增（遮光比例0-10区间），随后减少；与此表现为同步变化的是净光合速率与植株的干重。由此可见：（1）适当的遮光（遮光比例0-10区间）可以提高其干重（遮光比例在10-30间其干重是先升后降还是持续的下降无法判断）。（2）叶绿素a/b的比例、净光合速率与植株的干重三者间是呈正相关的，而这三者与叶绿素含量间不表现相关联。（3）对光的利用能力，通

9、常通过测定CO2的吸收速率、O2的释放速率以及有机物的积累（干重）速率来体现，这些测定的结果就是净光合速率。由于叶绿素a/b的比例与净光合速率及植株的干重三者间是呈相关，说明它们三者间存在着必然的因果联系，因此也就可以用叶绿素a/b作为植物利用光能的判断指标。由于净光合速率=实际光合速率-呼吸速率，遮光90%时，铁线莲的净光合速率为零，说明实际光合速率与呼吸速率相等，而非不进行光合作用。 本题涉及的知识主要是：光合作用的能力可以通过净光合速率及植株的干重来体现；净光合速率与实际光合间的关系。解答本题的难点在于，需要从不同数据的变化中找出其规律及相互联系，而这就是能力的考查所在，考查的是对实验结

10、果（也可看出是一种信息）的分析处理能力。 答案：AC 例3（全国新课标卷）在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。 回答问题： 图中物质A是 （C3化合物、C5化合物）。 在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是 ；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是 _。若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_（低、高）。 CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时

11、所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 （高、低），其原因 。 解析本题以环境中CO2的含量变化引起C3与C5的含量变化为背景，考查考生对光合作用过程，特别是暗反应过程的理解。 根据光合作用暗反应的过程（右图），一个C5与一个CO2结合，形成2个C3。由于C3与C5都是在暗反应循环的路径中的中间产物，这就决定了无论是在高浓度还是低浓度的CO2环境中，只要是平衡状态，那么C3与C5生成与消耗的速率都是相同的，此时的C3就是C5的二倍。有的考生可能会考虑循环路径之外的C3与C5。对于处于平衡光合状态的叶绿体来讲，积累C3与C5而不参与循环那是不经济的，也是不合理的；从解题技巧的角度来分析，也不应该

12、考虑循环之外C3与C5积累问题，因为没有依据可以对此作出分析与推测，因而也不符合命题者的意图。在暗反应循环的路径中，如果降低CO2的浓度，结合CO2所需的C5减少，而与此同时光反应是正常的，C5的再生成在暂短的时间内并不受影响，因此C5必然会表现为含量的升高（C5含量的变化既需要考虑它的“去”，也需要考虑它的“来”）。由于在低浓度CO2条件下，合成的C3减少，相应还原C3所需的H与ATP也减少，对光的需求也相应的降低。 可见，本题尽管考查的内容考生非常熟悉，但要作出正确的分析解答，除了对知识的深刻理解，还需要有较强的分析推理能力，这也正是高考能力考查要求的体现。 答案：（1）C3 化合物 （2

13、）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3 和C5 化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3 化合物的分子数是C5化合物的2倍。 当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗却减慢，导致C5 化合物积累。 （3）高 （4）低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和H少 例4（安徽卷）保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验： 材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。 方法步骤：选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂（60kghm-2）、氮

14、肥（255kghm-2）、保水剂（60kghm-2）+氮肥（255kghm-2）,置于相同的轻度干旱条件下培养，其它培养条件相同且适宜。 在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10:00-11:00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果（均值）如下表： 实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。 （1）请指出上述方法步骤的缺陷并改正：步骤 ；步骤 。 （2）如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是_。 （3）实验测得的CO2 吸收量 （大于、等于、小于）光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是

15、 。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定 释放量计算。 解析本题以探究影响光合作用的因素的实验为背景。 第（1）小题考查的实验的设计及分析评价能力。实验研究的是保水剂与氮肥对小麦光合强度的影响，实验控制的自变量是氮肥、保水剂，实验中设计3组控制作为实验组并无不妥，但这三组测得的结果都是在施加自变量的情况下得出的，在没有施加自变量的情况下会是什么结果并不清楚。只有将实验组的结果与没有施加变量的情况下的结果相比较，才能说明自变量的施加对实验结果带来的影响。因此，步骤中必须增加空白对照的实验。 步骤是对因变量的检测。题中检测的步骤考虑到了实验材料对实验结果的影响，强调了相同数量的叶片，

16、但却忽略了“质”的相同，即必须是部位相同的叶片，否则就无法排除检测材料的差异给实验结果带来的影响。第（2）（3）小题是对光合作用相关知识及分析思维能力的考查。光合作用暗反应过程中CO2的吸收量增加，从内在因素考虑是暗反应的过程得到了促进与加强，影响这一过程的有光反应产生的ATP、H以及暗反应所需的相关酶等，联系保水剂与氮施配施之因，可推测可能是影响了与暗反应相关的酶的含量与活性。 在光合作用过程中，测得的光合作用强度数据都属于净光合强度（表观光合强度），实际光合（或总光合）还应该包括呼吸作用的因素。以CO2的吸收量为例，实际的光合利用的CO2包含了测得的从环境中吸收的CO2以及呼吸作用产生的C

17、O2。 可见，对于第（1）小题的解答是建立在实验探究的方法与思路的基础之上的，与光合作用的知识关系并不密切，考查的是方法与能力。第（2）（3）小题是考查对光合作用过程以及与细胞呼吸的关系的理解与应用。 答案（1）没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组 取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位。 （2）提高了光合作用有关酶的含量与活性 （3）小于 实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用释放量之差 O2 第一部分1线粒体是有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用的场所，原核细胞没有线粒体与叶绿体，因此不能进行有氧呼吸与光合作用。2水绵、蓝藻、黑藻都属于自养型

18、的原核生物。3胰岛素、抗体、淋巴因子都能在一定条件下与双缩脲试剂发生紫色反应。4组成蛋白质的氨基酸都只含有一个氨基与一个羧基，并且连接在同一个碳原子上；每一条肽链至少含有一个游离的氨基与一个游离的羧基。5具有细胞结构的生物，其细胞中通常同时含有DNA与RNA，并且其遗传物质都是DNA。6淀粉、半乳糖以及糖原的元素组成都是相同的。7水不仅是细胞代谢所需的原料，也是细胞代谢的产物，如有氧呼吸、蛋白质与DNA的合成过程中都有水的生成。8具有一定的流动性是细胞膜的功能特性，这一特性与细胞间的融合、细胞的变形运动以及胞吞胞吐等生理活动密切相关。9细胞膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、液泡、细胞核、内质网与高尔

19、基体等都是膜结构的细胞器。10染色质与染色体是细胞中同一物质在不同时期呈现的两种不同形态。11当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，该细胞没有发生质壁分离，则该细胞一定是死细胞。12如果用单层磷脂分子构成的脂球体来包裹某种药物，则该药物应该属于脂溶性的。13在做温度影响酶的活性的实验中，若某两支试管的反应速率相同，在其他条件均相同的条件下，可判断这两支试管的所处的环境温度也一定是相同的。14如果以淀粉为底物，以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验，则酶促反应的速率既可以通过碘液检测淀粉的分解速率，也可以通过斐林试剂检测淀粉水解产物的生成速率。15竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均会影响酶促反应的速率，

20、竞争性抑制剂会与底物竞争酶的活性部位，非竞争性抑制剂则是与酶活性部位以外部位结合而改变活性部位的结构，使酶活性下降。据此可判断，在其他条件不变的情况下，随着底物浓度的增加，抑制作用越来越弱的是加入的竞争性抑制剂。16ATP在细胞内含量并不高，活细胞都能产生ATP，也都会消耗ATP。17在有氧呼吸过程的第三个阶段，H与O2结合生成水，在无氧呼吸过程中，则没有此过程。据此，是否有H的产生，可以作为判断有氧呼吸与无氧呼吸的依据。18探究酵母菌的呼吸方式时，不能用澄清的石灰水来检测CO2的产生，但可以用重铬酸钾来检测乙醇。19植物细胞光合作用的光反应在类囊体膜上进行，暗反应（碳反应）在叶绿体基质中进行

21、；呼吸作用的第一阶段在线粒体基质中进行，第二、三阶段在线粒体内膜上进行。20测得某油料作物的种子萌发时产生的CO2与消耗的O2的体积相等，则该萌发种子在测定条件下的呼吸作用方式是有氧呼吸。21在光合作用的相关实验中，可以通过测定绿色植物在光照条件下CO2的吸收量、O2释放量以及有机物的积累量来体现植物实际光合作用的强度。22给植物施用有机肥，不仅能为植物提供生命活动所需的无机盐，还能为植物生命活动提供CO2与能量。23在细胞分裂过程中，染色体数目的增加与DNA数量的增加不可能发生在细胞周期的同一个时期；DNA数目的减半与染色体数目的减半可以发生在细胞周期的同一时期。24在动植物细胞有丝分裂的中

22、期都会出现赤道板，但只有在植物细胞有丝分裂的末期才会出现细胞板。25一个处于细胞周期中的细胞，如果碱基T与U被大量利用，则该细胞不可能处于细胞周期的分裂期。26某一处于有丝分裂中期的细胞中，如果有一染色体上的两条染色单体的基因不相同，如分别为A与a，则该细胞在分裂过程中很可能发生了基因突变。27某正常分裂中的细胞如果含有两条Y染色体，则该细胞一定不可能是初级精母细胞。28细胞分化是基因选择性表达的结果；细胞的癌变是基因突变的结果；细胞的凋亡是细胞生存环境恶化的结果。29胚胎干细胞具有分化成各种组织器官的能力，这说明了胚胎干细胞的全能性。30对于呼吸作用来说，有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2

23、生成一定不是乳酸发酵。有酒精生成的呼吸一定有无氧呼吸，动物细胞无氧呼吸一定不会产生酒精。31主动运输一定需要载体、消耗能量，需要载体的运输一定是主动运输。32利用U形管做渗透作用实验（U形管中间用半透膜隔开）时，当管的两侧液面不再变化时，U形管两侧溶液的浓度一定相等。33酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外。34植物细胞含有细胞壁，但不一定含有液泡与叶绿体；动物细胞含有中心体，但不一定含有线粒体。35根据胰岛素基因制作的基因探针，仅有胰岛B细胞中的DNA与RNA能与之形成杂交分子，而其他细胞中只有DNA能与之形成杂交分子。36多细胞生物个体的衰

24、老与细胞的衰老过程密切相关，个体衰老过程是组成个体的细胞的衰老过程，但未衰老的个体中也有细胞的衰老。37将植物细胞的原生质体置于高浓度的蔗糖溶液中，该原生质体将会发生质壁分离现象。二信息给予题 例3在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲、所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题： （1）当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说

25、明酶的催化作用具有 。 （2）青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性，其原因是 。 （3）据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是 抑制剂，原因是 。 （4）唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高5，请在图丙内绘出相应变化曲线。 解答本题要运用到题中酶的竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂的作用原理。 在竞争性抑制中，抑制剂会与底物竞争酶的活性部位，使底物降低与酶结合的机会，从而使酶的催化活性下降。第（2）题中，青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，因此酶的活性部位就会与青霉素结合而使细菌合成细胞壁底物与酶活

26、性部位结合的机会下降，从而影响细胞壁的合成。在竞争性抑制中，随着底物浓度的增加，抑制剂与底物在竞争酶的活性部位时的作用就会明显减弱，当底物浓度足够大时，底物与酶活性部位结合的机会就加大，抑制剂的作用就无法显示出来，几乎就失去了抑制的作用；但如果是非竞争性抑制剂，由于其结合部位不与底物构成竞争关系，抑制剂的抑制作用始终在发挥着作用，不会因为底物浓度高了而失去其抑制作用。所以第（3）小题描述的是竞争性抑制剂。 温度对酶的影响是会改变酶的结构，使酶产生不可逆的失活。温度提高5，部分酶会因此而失去活性，相比于最适温度条件，酶的催化速度会有一定程度的下降。 答案：（1）专一性 （2）青霉素能与这些酶的活性位点结合（或：酶活性位点被封闭），使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降 （3）竞争性 底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小 （4）见图