1、生物命题说题细胞代谢细胞代谢原创命题考情学情依据原创命题考情学情依据 必修必修1 1分子与细胞分子与细胞细胞代谢部分几乎是每年高细胞代谢部分几乎是每年高考必考内容。尤其光合作用中二氧化碳的固定更是考查考必考内容。尤其光合作用中二氧化碳的固定更是考查的重点。的重点。通过一轮复习，学生对二氧化碳固定（卡尔文循环通过一轮复习，学生对二氧化碳固定（卡尔文循环）过程的能够熟悉掌握，同时学生对）过程的能够熟悉掌握，同时学生对细胞代谢中分子的细胞代谢中分子的作用机理认识还不够清晰作用机理认识还不够清晰。原创命题考情学情依据原创命题考情学情依据“一核四层四翼一核四层四翼”高考评价体系高考评价体系 依据依据高考
2、评价体系高考评价体系要求要求：聚集学科核心知识，注重聚集学科核心知识，注重考查的基础性、综合性、应考查的基础性、综合性、应用性和创新性。用性和创新性。同时参考同时参考20202020山东生物高考山东生物高考试题命制特点，从而命制有试题命制特点，从而命制有关二氧化碳固定的原创试题关二氧化碳固定的原创试题情境来源及选取依据情境来源及选取依据以人教版必修1分子与细胞光合作用中光合作用中COCO2 2 固定过程为基础固定过程为基础，依据细胞生物学P104高等植物的碳同化途径：高等植物的碳同化途径：C C3 3途径、途径、C C4 4途径和途径和CAMCAM（景天酸代谢）（景天酸代谢）途径途径的整体，选
3、择的整体，选择C C3 3途径途径的发现史及特点命制本题。的发现史及特点命制本题。20 20世纪世纪60年代发现，除了年代发现，除了C3植物的植物的卡尔文循环（卡尔文循环（C3途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独特的另一个独特的CO2固定途径固定途径-C4途径，通过途径，通过C4途径固定途径固定CO2的植物被称为的植物被称为C4植物。植物。C4植物的叶肉细胞的叶绿体中植物的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。C4植物细胞暗反应中植物细胞暗反应中CO2固定过程如下图所
4、示，已知固定过程如下图所示，已知PEP酶与酶与CO2的亲和力是的亲和力是Rubisco酶的酶的60倍。回答下列问题：倍。回答下列问题：（1 1）C C4 4植物的卡尔文循环是在植物的卡尔文循环是在 细胞叶绿体内进行的，反应中所需的细胞叶绿体内进行的，反应中所需的HH是由是由 细胞的叶绿体细胞的叶绿体提供的。提供的。（2）C C4 4植物暗反应过程中植物暗反应过程中 CO2的受体有的受体有 ，其叶肉细胞中，其叶肉细胞中 （能或不能）产生碳水化合物。若用（能或不能）产生碳水化合物。若用14C标记标记CO2分子，则在分子，则在C4植物光合作用过程中植物光合作用过程中14C的转移途径是的转移途径是 。
5、（3 3）高温条件下，植物光合作用速率往往会降低，主要原因是）高温条件下，植物光合作用速率往往会降低，主要原因是 。（4 4）在热带或亚热带高温条件下生活的）在热带或亚热带高温条件下生活的C C4 4植物和植物和C C3 3植物，哪种植物细胞内的植物，哪种植物细胞内的C C3 3含量变化幅度小并说明原因。含量变化幅度小并说明原因。原创命题展示原创命题展示 20 20世纪世纪60年代发现，除了年代发现，除了C3植物的植物的卡尔文循环（卡尔文循环（C3途径）以外，一途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独特的些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独特的CO2固定途径固定途径-C4
6、途径，通过途径，通过C4途径固定途径固定CO2的植物被称为的植物被称为C4植物。植物。C4植物的叶肉细胞的植物的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。C4植物细胞暗反植物细胞暗反应中应中CO2固定过程如下图所示，已知固定过程如下图所示，已知PEP酶与酶与CO2的亲和力是的亲和力是Rubisco酶酶的的60倍。回答下列问题：倍。回答下列问题：原创命题展示原创命题展示基础性基础性综合性综合性应用性应用性创新性创新性（1 1）C C4 4植物的卡尔文循环是在植物的卡尔文循环是在 细胞叶绿体内进行的，反应细胞叶绿体内进行的，反应中所需
7、的中所需的HH是由是由 细胞的叶绿体提供的。细胞的叶绿体提供的。（2）C C4 4植物暗反应过程中植物暗反应过程中 CO2的受体有的受体有 ，其叶肉细胞中，其叶肉细胞中 （能（能或不能）产生碳水化合物。若用或不能）产生碳水化合物。若用14C标记标记CO2分子，则在分子，则在C4植物光合作用植物光合作用过程中过程中14C的转移途径是的转移途径是 。（3 3）高温条件下，植物光合作用速率往往会降低，主要原因是）高温条件下，植物光合作用速率往往会降低，主要原因是 （4 4）在热带或亚热带高温条件下生活的）在热带或亚热带高温条件下生活的C C4 4植物和植物和C C3 3植物，哪种植物细胞植物，哪种植
8、物细胞内的内的C C3 3含量变化幅度小并说明原因。含量变化幅度小并说明原因。原创命题展示原创命题展示生命观念、科学思维生命观念、科学思维科学思维、科学探究科学思维、科学探究 科学思维科学思维生命观念、科学思维生命观念、科学思维 20 20世纪世纪60年代发现，除了年代发现，除了C3植物的植物的卡尔文循环（卡尔文循环（C3途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独特的还存在着另一个独特的CO2固定途径固定途径-C4途径，通过途径，通过C4途径固定途径固定CO2的植物被称为的植物被称为C4植物。植物。C4植物的植物的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达
9、，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。C4植物细胞暗反应中植物细胞暗反应中CO2固定过程固定过程如下图所示，已知如下图所示，已知PEP酶与酶与CO2的亲和力是的亲和力是Rubisco酶的酶的60倍。回答下列问题：倍。回答下列问题：（1 1）C C4 4植物的卡尔文循环是在植物的卡尔文循环是在 细胞叶绿体内进行的，反应中所需的细胞叶绿体内进行的，反应中所需的HH是由是由 细胞的叶绿体提供的。细胞的叶绿体提供的。原创命题展示原创命题展示 原创命题答案解析原创命题答案解析维管束鞘维管束鞘叶肉叶肉 20 20世纪世纪60年代发现，除了年代发现，除了C
10、3植物的植物的卡尔文循环（卡尔文循环（C3途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独特的还存在着另一个独特的CO2固定途径固定途径-C4途径，通过途径，通过C4途径固定途径固定CO2的植物被称为的植物被称为C4植物。植物。C4植物的植物的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。C4植物细胞暗反应中植物细胞暗反应中CO2固定过程固定过程如下图所示，已知如下图所示，已知PEP酶与酶与CO2的亲和力是的亲和力是Rubisco酶的酶的60倍。回答下列问题：倍。回答下列问题：
11、（2）C C4 4植物暗反应过程中植物暗反应过程中 CO2的受体有的受体有 ，其叶肉细胞中，其叶肉细胞中 （能或不能）产（能或不能）产生碳水化合物。若用生碳水化合物。若用14C标记标记CO2分子，则在分子，则在C4植物光合作用过程中植物光合作用过程中14C的转移途径的转移途径是是 。原创命题展示原创命题展示PEP 和和C5不能不能 COCO2 2 C4 COCO2 2 C3(CH(CH2 2O)O)20 20世纪世纪60年代发现，除了年代发现，除了C3植物的植物的卡尔文循环（卡尔文循环（C3途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独
12、特的另一个独特的CO2固定途径固定途径-C4途径，通过途径，通过C4途径固定途径固定CO2的植物被称为的植物被称为C4植物。植物。C4植物的叶肉细胞的叶绿体中植物的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。C4植物细胞暗反应中植物细胞暗反应中CO2固定过程如下图所示，已知固定过程如下图所示，已知PEP酶与酶与CO2的亲和力是的亲和力是Rubisco酶的酶的60倍。回答下列问题：倍。回答下列问题：（3 3）高温条件下，植物光合作用速率往往会降低，主要原因是）高温条件下，植物光合作用速率往往会降低，主要原因是 。原创命题展示原创命题展示叶片气
13、孔开度减小使供给光合作用所需二氧化碳减少叶片气孔开度减小使供给光合作用所需二氧化碳减少 20 20世纪世纪60年代发现，除了年代发现，除了C3植物的植物的卡尔文循环（卡尔文循环（C3途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着途径）以外，一些热带或亚热带起源的植物中还存在着另一个独特的另一个独特的CO2固定途径固定途径-C4途径，通过途径，通过C4途径固定途径固定CO2的植物被称为的植物被称为C4植物。植物。C4植物的叶肉细胞的叶绿体中植物的叶肉细胞的叶绿体中基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。基粒发达，维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒。C4植物细胞暗反应中植物细胞暗反应中CO2固定过程如
14、下图所示，已知固定过程如下图所示，已知PEP酶与酶与CO2的亲和力是的亲和力是Rubisco酶的酶的60倍。回答下列问题：倍。回答下列问题：（4 4）在热带或亚热带高温条件下生活的）在热带或亚热带高温条件下生活的C C4 4植物和植物和C C3 3植物，哪种植物细胞内的植物，哪种植物细胞内的C C3 3含量含量变化幅度小并说明原因。变化幅度小并说明原因。原创命题展示原创命题展示原因是：高温条件下，两种植物细胞内原因是：高温条件下，两种植物细胞内C3含量都减少，但由于玉米细胞中的含量都减少，但由于玉米细胞中的PEP酶与酶与CO2的亲和力强的亲和力强，在低浓度的，在低浓度的CO2环境中依然可以固定
15、环境中依然可以固定CO2生成一定量的生成一定量的C3，所以，所以C4植物细胞内的植物细胞内的C3含量变化幅度小含量变化幅度小C C4 4植物细胞内的植物细胞内的C3含量变化幅度小含量变化幅度小。原创命题答案分析展示原创命题答案分析展示（1）由题图可知，）由题图可知，C C4 4植物的卡尔文循环是在维管束细胞叶绿体内进行的，植物的卡尔文循环是在维管束细胞叶绿体内进行的，维管束鞘细胞的叶绿体中维管束鞘细胞的叶绿体中没有类囊体，不能进行光反应产生没有类囊体，不能进行光反应产生H，所以，所以H是由叶肉细胞的叶绿体产生的。是由叶肉细胞的叶绿体产生的。（2）根据题图可知，能固定）根据题图可知，能固定CO2
16、的物质有的物质有PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）和（磷酸烯醇式丙酮酸）和C5。其叶肉细胞中不能产生其叶肉细胞中不能产生碳水化合物。碳水化合物。若用若用1414C C标记标记COCO2 2分子，分子，则在则在C C4 4植物光合作用过程中植物光合作用过程中1414C C的转移途径是的转移途径是COCO2 2 C C4 4 COCO2 2 C C3 3(CH(CH2 2O)O)。（3）在热带或亚热带在热带或亚热带高温条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是高温条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是叶片气孔开度减小使供叶片气孔开度减小使供给光合作用所需二氧化碳减少。给光合作用所需二氧化碳减少。（
17、4）在炎热夏天的中午，叶片气孔关闭，叶肉细胞吸入的在炎热夏天的中午，叶片气孔关闭，叶肉细胞吸入的CO2减少，细胞内生成的减少，细胞内生成的C3含量减少，所含量减少，所以两种植物细胞内以两种植物细胞内C3含量都减少，但由于玉米细胞中的含量都减少，但由于玉米细胞中的PEP酶与酶与CO2的亲和力强，在低浓度的的亲和力强，在低浓度的CO2环境中依然可以固定环境中依然可以固定CO2生成一定量的生成一定量的C3，所以，所以C4植物细胞内的植物细胞内的C3含量变化幅度小。含量变化幅度小。命题意图命题意图本题以高考评价体系本题以高考评价体系“一核四层四翼一核四层四翼”为导向，结合为导向，结合COCO2 2固定
18、固定的的C4途径为情境出题，途径为情境出题，考查学生对光合作用中考查学生对光合作用中COCO2 2固定过程中固定过程中分子作用机制的理解，考查分子作用机制的理解，考查学生理解能力学生理解能力、解决问题的能力解决问题的能力和和创新能力创新能力。题目渗透的学科素养有：科学思维、科学探究、生。题目渗透的学科素养有：科学思维、科学探究、生命观念和社会责任，试题具有基础性、综合性、创新性、应用命观念和社会责任，试题具有基础性、综合性、创新性、应用性。性。二轮复习中该题利用加组合拳二轮复习中该题利用加组合拳通过微专题总结让学生对代谢中细胞内部分子作用的机理加深通过微专题总结让学生对代谢中细胞内部分子作用的机理加深认识，同时通过对比、总结形成对二氧化碳同化途径有综合的认识，同时通过对比、总结形成对二氧化碳同化途径有综合的、大视角的认识。、大视角的认识。
