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浙江省高考生物历年真题汇编3——细胞的代谢
一、单选题
1.(2022·浙江)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.由实验结果推知,甲图细胞是有活性的
B.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较低
C.丙图细胞的体积将持续增大,最终胀破
D.若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显
【答案】A
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由图可知,图甲的细胞可以发生质壁分离,有活性的细胞才能发生质壁分离,故有实验结果可知,图甲中的细胞是有活性的,A正确;
B、图甲细胞质壁分离后成为了乙细胞,质壁分离过程细胞失水细胞液浓度升高,则与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较高,B错误;
C、乙图中的细胞吸水之后成为丙图中的细胞,由于植物细胞具有细胞壁,所以细胞体积不会持续增大,也不会涨破,C错误;
D、根尖分生区细胞中央大液泡,不适合作为观察质壁分离的材料,D错误。
故答案为:A。
【分析】植物细胞有细胞壁,成熟的植物细胞有液泡,细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。有大液泡(成熟)的活的植物细胞,才能发生质壁分离;动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2.(2022·浙江)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、人体剧烈运动会进行无氧呼吸骨骼肌产生较多乳酸,A正确;
B、制作酸奶过程中乳酸菌可利用丙酮酸产生大量的乳酸,B错误;
C、细胞呼吸释放的能量一部分以热能的形式散失,一部分储存在ATP中,C正确;
D、酵母菌是兼性厌氧性生物,即可以进有氧呼吸也可以进行无氧呼吸,在酵母菌发酵过程中通入O2会增加有氧呼吸,降低无氧呼吸强度,影响无氧呼吸产物以纯的形成,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸原理的应用:
(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。
(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
3.(2022·浙江)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
【答案】B
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、低温会抑制酶的活性,不会改变酶的氨基酸组成,不会使酶失活,A错误;
B、酶作为催化剂具有高效性,稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B正确;
C、酶的催化作用需要一定pH范围,过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,C错误;
D、没具有专一性,在在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,不会加快淀粉的水解速率,反而会因为淀粉酶被蛋白酶水解而导致淀粉水解缓慢,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复
4.(2022·浙江选考)用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
【答案】A
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱,二者催化果胶水解得到的产物片段长度不同,A错误;
B、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶水解得到的单糖相同,B正确;
C、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶主链水解断裂的化学键相同,C正确;
D、酶是有机催化大部分是蛋白质、少量是RNA,需要最适温度,盐酸是无机催化剂,水解果胶不需要最适温度,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶,产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等,果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
5.(2022·浙江选考)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,A错误;
B、分子中磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键,B错误;
C、酶具有专一性,在水解酶的作用下不断地水解,在合成酶的作用下不断的合成,C错误;
D、细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
6.(2021·浙江)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A."酶的催化效率"实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C."探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A.加热会杀死马铃薯块茎中的酶,所以不能用熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎做酶的催化实验,A说法错误;
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,应将等量的酶中先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物,保证实验的准确,B说法正确;
C. "探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖,C说法错误;
D.本尼迪特试剂的使用需要加热,不能用来检测该实验结果,D说法错误。
故答案为:B。
【分析】探究酶受温度影响时,不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢本身受热易分解,探究酶受Ph影响时,不宜淀粉和淀粉酶作用实验材料,因为在因变量的检测时需要
7.(2021·浙江)渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示,图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响,图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供,山梨醇为渗透压调节剂,0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.与等渗相比,低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大,光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下,放氧率差异较大
C.低渗条件下,即使叶绿体不破裂,卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大,放氧率越低
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A. 由图乙分析可知,与等渗( 山梨醇浓度为 0.33 mol·L-1时 )相比,低渗状态( 山梨醇浓度为 0.105 mol·L-1时 )下,菠菜的完整叶绿体放氧率低,说明两者的光合速率大小不相似,A说法错误;
B.由图甲可知,当渗透压高于 0.265 mol·L-1时, 叶绿体完整率相似,该条件下,放氧率随渗透压的增加而增加,B说法正确;
C.由图甲可知,当渗透压低于于 0.33 mol·L-1时,放氧率随渗透压的增加而增加, 说明低渗条件下,卡尔文循环效率下降,C说法正确;
D.由图甲可知,叶绿体的完整度率越低,放氧率也越低,D说法正确。
故答案为:A。
【分析】此题为分析题,图甲中自变量为山梨醇浓度,因变量为叶绿体完整率和放氧率;图乙的自变量为时间、山梨醇的两种浓度,因变量为完整叶绿体ATP含量和放氧量。
8.(2021·浙江)需氧呼吸必须有氧的参加,此过程中氧的作用是( )
A.在细胞溶胶中,参与糖酵解过程
B.与丙酮酸反应,生成 CO2
C.进入柠檬酸循环,形成少量 ATP
D.电子传递链中,接受氢和电子生成H2O
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A. 糖酵解是指在无氧条件下,葡萄糖在细胞质溶胶中被分解成为丙酮酸的过程,A说法错误;
BC. 柠檬酸循环可以理解为H2O与丙酮酸反应生成[H]和CO2 ,B和C说法错误;
D.氧气参与电子传递链中,接受氢和电子生成H2O 形成大量 ATP的过程,D说法正确。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸:活细胞在有氧气的参与下,通过酶的催化作用,把某些有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
有氧呼吸的三个阶段:
9.(2021·浙江)苹果果实成熟到一定程度,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A.呼吸作用增强,果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱,精酵解产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实贮藏在低温条件下,可使呼吸跃变提前发生
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸,产生的是酒精和二氧化碳,A错误;
\B、糖酵解属于细胞呼吸第一阶段,在糖酵解的过程中,1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子,分解过程中释放出少量能量, 形成少量 ATP,故糖酵解过程中没有CO2产生,B错误;
C、乙烯能促进果实成熟和衰老,因此用乙烯合成抑制剂处理,可延缓细胞衰老,从而延缓呼吸跃变现象的出现,C正确;
D、果实贮藏在低温条件下,酶的活性比较低,细胞更不容易衰老,能延缓呼吸跃变现象的出现,D错误。
故答案为:C。
【分析】乙烯能促进果实成熟和衰老;糖酵解属于细胞呼吸第一阶段,该过程1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子,并释放出少量能量, 形成少量 ATP。
10.(2021·浙江)下图为植物细胞质膜中H+-ATP酶将细胞质中的H+转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是( )
A.H+转运过程中H+-ATP酶不发生形变
B.该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差
C.抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率
D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、主动转运过程中H+-ATP酶作为载体蛋白,会发生形变,协助物质运输,A错误;
B、该转运方式为主动转运,主动转运的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差,B正确;
C、H+的转运方式主动转运,需要载体蛋白的协助,同时需要能量,抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应,进而影响H+的转运速率,C错误;
D、图示过程是消耗ATP的过程,而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP,不会发生图示过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】据图分析可知:H+逆浓度梯度运输,且需要消耗能量,该过程为主动转运;在此过程中H+-ATP酶兼有载体蛋白和ATP水解酶的功能。
11.(2020·浙江选考)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是( )
A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、温度也会影响酶的活性,且该实验中温度为无关变量,应保持相同且适宜,则反应小室应保持在适宜水温的托盘中,A正确;
B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量,应保持一致,B正确;
C、应将反应小室稍立起,使有滤纸片的一侧在上面,然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液,此时混合液不能与滤纸片接触,C错误;
D、比较各组量筒中收集的气体量,可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小,从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围,D正确。
故答案为:C。
【分析】探究pH对过氧化氢酶的影响实验中,自变量是过氧化氢酶所处环境的pH,因变量是过氧化氢酶的活性,通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映,其他条件为无关变量,应保持相同且适宜。
12.(2020·浙江选考)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
【答案】A
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率,而分离得到的叶绿体的光合速率,就是总光合速率,A正确;
B、破碎叶绿体,其叶绿素释放出来,被破坏, 导致消耗二氧化碳减少,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏小,B错误;
C、若该植物较长时间处于遮阴环境,光照不足,光反应减弱,影响碳反应速率,蔗糖合成一直较少, C错误;
D、若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣,在叶片积累,光合速率下降,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似,D错误。故答案为:A。
【分析】叶绿体是光合作用的场所,需要保证完整的结构,才能正常进行光合作用;外界浓度过高,导致叶绿体失水,降低光合速率;光合产物积累过多,也会导致光合速率下降 。
分析题图:叶肉细胞光合作用强度随着蔗糖浓度的增加先增强,达到一定值之后又会随着蔗糖浓度的增加而下降,可能的原因是浓度过高可能导致细胞失水,进而影响光合作用。
13.(2020·浙江选考)下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B.细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C.细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D.若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程,贮存在有机物中的能量全部释放出来,产生大量ATP,而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量,产生的ATP少得多,A错误;
B、细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行,B错误;
C、细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程,将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子,C正确;
D、若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度,会抑制细胞的厌氧呼吸,酒精的生成量减少,D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物,并释放能量的过程,分为需氧呼吸和厌氧呼吸。需氧呼吸必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水,包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段;厌氧呼吸在无氧条件下发生,包括乳酸发酵和酒精发酵两种。
14.(2020·浙江选考)物质X过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,须载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.扩散 D.渗透
【答案】A
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】由题意可知,物质X过质膜顺浓度梯度运输,须载体蛋白参与,且不消耗能量,这种转运方式属于易化扩散。
故答案为:A。
【分析】物质通过质膜的运输方式有被动转运和主动转运。1、被动转运:物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧。包括简单扩散和易化扩散。2、主动转运:物质由浓度较低的一侧转运至浓度较高的一侧,需要消耗能量,必须有载体蛋白参与。
15.(2020·浙江选考)下列关于淀粉酶的叙述,错误的是( )
A.植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B.固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C.枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D.淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
【答案】D
【知识点】酶的特性;固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、淀粉酶可以分解淀粉,植物、动物和微生物都能产生淀粉酶,A正确;
B、固相淀粉酶不溶于水,比水溶液中的淀粉酶稳定性更高,可以反复利用,B正确;
C、枯草杆菌 淀粉酶的最适温度为50~75℃,比唾液淀粉酶的高,C正确;
D、淀粉水解时一般先生成糊精(遇碘显红色),再生成麦芽糖(遇碘不显色),最终生成葡萄糖,D错误。
故答案为:D。
【分析】1.酶:
(1)作用:酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点:它有高度的专一性和高效性、酶的作用受多种因素的影响。
2.固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
16.(2019·浙江会考)葡萄糖岀入哺乳动物红细胞的跨膜转运方式属于易化扩散。下列叙述正确的是( )
A.该转运过程伴随着载体蛋白的形状改变
B.红细胞内葡萄糖浓度越高,转运速率越大
C.易化扩散的转运方向是由载体蛋白决定的
D.易化扩散是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
【答案】A
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、由题目可知,葡萄糖岀入哺乳动物红细胞的跨膜转运方式属于易化扩散 ,该运输方式需要载体蛋白,所以在运输时需要载体蛋白性状改变,A符合题意
B、易化扩散的限制因素有浓度差和载体蛋白的数量,所以并不是葡萄糖浓度越高,转运速率越大 ,B不符合题意
C、易化扩散的方向由浓度差决定,C不符合题意
D、主动运输才是细胞最重要的吸收和排出物质的方式 ,D不符合题意
故答案为:A
【分析】各种跨膜运输方式比较:
名称 运输方向 载体 能量 实例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需要 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
易化扩散 高浓度→低浓度 需要 不需要 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
17.(2019·浙江会考)在“乙醇发酵实验”活动中,以酵母菌和葡萄糖为材料,用澄清石灰水检测CO2,装置简图如下。下列叙述错误的是( )
A.甲溶液为澄清石灰水,乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液
B.澄清石灰水变浑浊,说明酵母菌在无氧条件下会产生CO2
C.若向混合液中通入空气,酵母菌的乙醇发酵速率会减慢
D.若水浴温度过高使乙醇的生成速率下降,其原因是乳酸脱氢酶活性下降
【答案】D
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、由题目可知,检测二氧化碳用的是澄清石灰水,所以甲为澄清石灰水,而乙为酵母菌的培养场所,所以需要葡萄糖,A不符合题意
B、澄清石灰水变浑浊是因为生成了碳酸钙,所以可以说明产生了二氧化碳,B不符合题意
C、产生乙醇的为无氧呼吸,所以若通入空气,则无氧呼吸比例减小,速率会减慢,C不符合题意
D、酵母菌进行的是乙醇发酵,所以体内没有乳酸脱氢酶 ,D符合题意
故答案为:D
【分析】一.实验原理:
(1)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式:有氧呼吸:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量;无氧呼吸: C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(2)CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
(3)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。
实验装置:
二.方法步骤:
提出问题→作出假设→设计实验→(包括选择实验材料.选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格)→实施实验→分析与结论→表达与交流。
(1)酵母菌培养液的配制
取20g新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中 ,再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液
(2)检测CO2的产生
用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置(如上图),并连通橡皮球(或气泵),让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶(约50min)。然后将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。
(3)检测酒精的产生
各取2mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(体积分数为95%-97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液的颜色变化。
三.实验现象及分析
(1)现象:甲、乙装置中石灰水都变浑浊,装置甲混浊快且程度高。装置乙中的B溶液由橙色变成灰绿色,装置甲中的A溶液不变色。
(2)分析:①酵母菌有氧和无氧条件下都产生 CO2;②酵母菌在有氧比无氧时放出的CO2多且快; ③无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。
(3)实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。
18.(2019·浙江会考)下图是 ATP-ADP循环图解,其中①和②表示过程。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞在黑暗条件下,过程①只发生在线粒体中
B.人体细胞中,过程①所需的能量来自淀粉的氧化分解
C.生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D.在睡眠或运动状态下,人体细胞中的过程①和②均能达到平衡
【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、过程①指的是ATP的合成,所以就算是在黑暗条件下,植物合成ATP的场所也有细胞质基质(即有氧呼吸第一步或者是无氧呼吸)和线粒体,A不符合题意
B、人体内不含淀粉,人能量供应主要来自于葡萄糖的氧化分解,B不符合题意
C、吸能反应是吸收外界的能量,但这个能量有可能是光能或者是化学能,C不符合题意
D、无论在什么时候,人体的ATP的分解和合成总是动态平衡的,D符合题意
故答案为:D
【分析】ATP的结构简式:A—P~P~P
(1)A表示腺苷,T表示3个,P表示磷酸基团,~ 表示高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(2)一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。
(3)ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
2.ATP的生理功能:
细胞的代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
3. ATP中去掉2个磷酸基团即是构成 RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸。
19.(2019·浙江选考)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是( )
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,但红细胞无细胞壁结构,故不会发生质壁分离,A不符合题意;在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡,而不是没有水分子进出细胞,B不符合题意;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞会吸水甚至导致涨破,C符合题意;渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】当细胞液浓度与外界浓度达到平衡时,水分子的扩散不会停止。由于分子是在不断进行无规则运动的,所以即使细胞膜内外浓度达到平衡状态后,水分子依旧会不断进出细胞,保持一个动态平衡的状态。
20.(2019·浙江选考)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:( )
据此分析,下列叙述错误的是
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
【答案】D
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类,A不符合题意;过氧化氢分解产生水和氧气,故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标,B不符合题意;该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性,C不符合题意;鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据表格分析,该实验是通过与二氧化锰比较催化过氧化氢的分解,以探究酶的高效性。试管A与试管B为平行对照实验组。
21.(2019·浙江选考)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表:
下列叙述正确的是( )
A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B.若不断提高温度,根细胞吸收H2PO4-的量会不断增加
C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3-的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸,影响ATP的合成,进而影响吸收的Mg2+的量,A不符合题意;不断提高温度,根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制,影响需氧呼吸合成ATP,进而影响根细胞吸收H2PO4-的量可能减少,B不符合题意;若溶液缺氧,豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵,会产生乙醇和二氧化碳,C不符合题意;细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水,并产生大量ATP的过程,可为吸收离子功能,D符合题意。
故答案为:D
【分析】分析表格数据可知,豌豆根部组织细胞内的Mg2+、H2PO4-和NO3-的浓度均高于外部溶液,故三种离子进入细胞的方式均为主动转运,主动转运消耗ATP,并且需要借助载体蛋白。
22.(2018·浙江选考)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株,分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHS03,24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素),测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是( )
A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递
B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C.转Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D.喷施NaHS03促进光合作用.且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体内膜上[H]的传递,A不符合题意;
B、ATP产生于光合作用的光反应,寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的类囊体薄膜,B不符合题意;
C、对比分析(W+H2O)与(T+H2O)的实验结果可知:转Z基因提高光合作用的效率,对比分析(W+寡霉素)与(T+寡霉素)的实验结果可知:转Z基因可以减缓增加寡霉素对光合速率的抑制作用,C不符合题意;
D、对比分析(W+H2O)、(W+寡霉素)与(W+NaHS03)的实验结果可知:喷施NaHS03能够促进光合作用,且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降,D符合题意。
故答案为:D
【分析】(1)有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,反应方程式可以简写成: 总反应式:C6H12O6 +6H2O+6O2 6CO2 +12H2O +能量(2870kJ的能量,38个ATP:1161kJ,其余以热能形式散失)
第一阶段(葡萄糖的初步分解):细胞质基质
C6H12O6 2CH3COCOOH(丙酮酸)+4[H]+少量能量(2ATP)
第二阶段(丙酮酸彻底分解):线粒体基质
2 CH3COCOOH(丙酮酸)+6H2O 6C O2+20[H] +少量能量(2ATP)
第三阶段([H]的氧化):线粒体内膜
24[H]+6 O2 12H2O+大量能量(34ATP) ( 2 )光合作用的过程:
联系:光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
23.(2018·浙江选考)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C.乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、甲状态时,水分子仍然通过跨膜运输进出细胞,A不符合题意;
B、甲→乙变化表明,细胞正在发生质壁分离,其内在的原因是:结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小,B不符合题意;
C、乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原,其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度,细胞吸水所致,C符合题意;
D、细胞发生渗透作用至丙状态,因细胞壁的支持和保护作用,一段时间后该细胞不会破裂,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】分析题图,①是细胞壁,②是原生质层,甲细胞处于正常状态,乙处于质壁分离状态,丙处于质壁分离复原状态。
( 1 )外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时就,水分进出细胞处于动态平衡
( 2 )质壁分离产生的条件: ①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③外界溶液浓度>细胞液浓度
( 3 )质壁分离产生的原因: 内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性;外因:外界溶液浓度>细胞液浓度
24.(2018·浙江选考)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( )
A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B.ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程;ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP中的能量可以来自光合作用和呼吸作用等,故A不符合题意;
B、ATP在细胞和生物体内含量不多,其通过ATP-ADP循环来满足代谢过程中的大量需求,故B不符合题意;
C、ATP水解生成ADP和磷酸,同时释放能量,故C符合题意;
D、ATP中末端高能磷酸键容易断裂和形成,中间的磷酸键也是高能磷酸键,也可以断裂和形成,而临近腺苷的磷酸键为普通磷酸键,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】ATP是细胞中的能量通货,由一分子腺苷和三分子磷酸组成,含一个普通磷酸键和两个高能磷酸键,其中末端的高能磷酸键容易断裂和形成,使其与ADP相互转化,在能量代谢中发挥了重要作用。其中ATP形成的能量来源为光合作用和呼吸作用等,ATP水解释放的能量几乎可以应用到所有需能生命活动。
25.(2018·浙江选考)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( )
A.将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀
B.在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境
C.乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2
D.拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味
【答案】B
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、将温水化开酵母菌即是活化酵母菌,将悬液加入盛有葡萄糖液的试管后振荡混匀目的是使酵母菌能充分发酵,故A不符合题意;
B、液体石蜡薄层是为了隔绝空气制造缺氧环境,故B符合题意;
C、乙试管中澄清石灰水变浑浊是酵母菌产生二氧化碳所致,故C不符合题意;
D、酵母菌无氧呼吸产生的酒精,在甲试管塞子拔掉后会散发出酒精的气味,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】本实验中酵母菌需活化后进行实验,活化的酵母菌利用葡萄糖在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,酒精可以散发出特殊的香味,可以用酸性重铬酸钾溶液鉴定,二氧化碳可以用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液来鉴定。
二、综合题
26.(2022·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2.dm-2.hr-1.klx-1) 叶绿素含量(mg·dm-2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
【答案】(1)叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率
(2)蔗糖;叶
(3)下降;A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)分析表格可知,遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高,则花生可适应弱光环境,是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力;随着遮光时间的增加,光饱和点下降,说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率;随着遮光时间的增加,光补偿点下降,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
故答案为:叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率。
(2)植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官,由表可知,不同遮光时间下,果实光合产量差距较大,单株叶片的光合产量相差不大,则在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为:蔗糖;叶。
(3)分析表格可知,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为:下降;A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
27.(2022·浙江选考)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题:
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中 的还原。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被 光逆转。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞 ,细胞吸水,气孔开放。
(3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
【答案】(1)层析;3-磷酸甘油酸
(2)光合速率大,消耗的二氧化碳多;蓝;溶质浓度升高
(3)不同颜色;光强;光照时间
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)色素的分离通常用纸层析法。光合作用过程中光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原。
故答案为: 层析 ; 3-磷酸甘油酸 。
(2)由图1可知,光和色素主要吸收蓝紫光进行光合作用,故相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,是由于光合速率大消耗的二氧化碳多。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被蓝光逆转,并且气孔开放程度更大。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞溶质浓度升高。
故答案为:光合速率大;消耗的二氧化碳多;蓝;溶质浓度升高。
(3)由题意可知,生产上可选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光照强度或者光照时间、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
故答案为:不同颜色;光强;光照时间。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
28.(2021·浙江)不同光强度下,无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲;16h光照,8h黑暗条件下,无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题:
(1)叶片细胞中,无机磷主要贮存于 ,还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构,光合作用过程中,磷酸基团是光反应产物 的组分,也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物 的组分。
(2)图甲的O~A段表明无机磷不是光合作用中 过程的主要限制因素。由图乙可知,光照下,与高磷相比,低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是 ;不论高磷、低磷,24 h内淀粉含量的变化是 。
(3)实验可用光电比色法测定淀粉含量,其依据是 。为确定叶片光合产物的去向,可采用 法。
【答案】(1)液泡;ATP和NADPH;三碳糖磷酸
(2)光反应;较低、较高;光照下淀粉含量增加,黑暗下淀粉含量减少
(3)淀粉遇碘显蓝色,其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比;14CO2的同位素示踪
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)细胞中的无机盐主要以离子形式存在,成熟叶片细胞占体积最大的是液泡,在光合作用光反应产物有O2、 ATP和NADPH,其中ATP和NADPH含有磷酸基团,卡尔文循环即暗反应中首先产生并可运输到细胞质中的物质是三碳糖磷酸。
故答案为:液泡;ATP和NADPH; 三碳糖磷酸。
(2)图甲中的自变量为光强度和磷浓度、因变量为净光合速率,OA段的净光合速率只同光强度有关与磷浓度无关;图乙中的自变量为时间、磷浓度、光照与否,因变量为叶片中淀粉和蔗糖的含量,前16小时光照,光照条件下,与高磷相比,低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低、较高,24小时淀粉含量变化是光照下淀粉含量增加,黑暗下淀粉含量减少。
故答案为:光反应;较低、较高;光照下淀粉含量增加,黑暗下淀粉含量减少。
(3)淀粉遇碘显蓝色,一定范围内淀粉含量越浓,颜色越深。探究物质的来源去向可采用同位素标记法,研究光合产物可利用14C标记CO2。
故答案为:淀粉遇碘显蓝色,其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比;14CO2的同位素示踪法。
【分析】(1)光合作用图示:
(2)光合作用影响因素:
29.(2021·浙江)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图,图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的 ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较 ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种 反应。光反应的产物有 和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率 ,理由是 。
(4)绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成 μmol的3-磷酸甘油酸。
【答案】(1)光密度值;高;高光强
(2)吸能;ATP、NADpH
(3)小;绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(4)360
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异,因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量;由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较高,以增强吸光的能力,从而以适应低光强环境;由乙图分析可知,同温度下,高光强的释放氧速率更大,因此在高光强条件下,温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应需要消耗太阳能,光反应是一种吸能反应;光反应过程包括水的光解(产生NADpH和氧气)和ATP的合成,因此光反应的产物有ATP、NADpH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。(4)由乙图可知,绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1,光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1,因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol,因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【分析】分析甲图,同光强度下,绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多,同温度下,低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图,同光强下,温度在25℃之前,随着温度升高,绿藻释放氧速率(净光合速率)加快。同温度下,高光强的释放氧速率(净光合速率)更大。
30.(2019·浙江选考)回答与光合作用有关的问题:
(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会 。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP的含量会 。研究发现
Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体 中。
(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。
【答案】(1)增加;ATP和 NADpH;增加;基质
(2)类胡萝卜素;蓝紫光和红;低温
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】解:(1)环境中的CO2含量增加,则会促进碳反应中CO2的固定这一环节,使3-磷酸甘油酸的含量增加;3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量,所以提供能量的物质是ATP和NADpH;若停止CO2供应,则会使CO2固定的速率降低,反应消耗的RuBP会减少,故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加;CO2被固定的反应发生在叶绿体基质,故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中;(2)光合色素的分离和提取实验中,滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素,合称类胡萝卜素;叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光;秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【分析】注意:细胞活动中提供能量的物质为ATP,但是结合3-磷酸甘油酸还原成三碳糖这一反应为还原反应则还需要考虑到有NADPH作反应能量。
三、实验探究题
31.(2021·浙江) 1897年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。
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 -
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其它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溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是 。
(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)
【答案】(1)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
(2)双缩脲;葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液
(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
(4)染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
【知识点】检测蛋白质的实验;生物膜的功能特性;酶的相关综合
【解析】【解答】(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对乙醇发酵的是否为必需的,则应加设一组实验,即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液:若有乙醇生成,则证明B不是必须的,若无乙醇生成,则证明B是必须的。(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有:染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性: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。
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。3、分析题干信息可知:本实验的目的是为验证“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”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致;酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”;而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
32.(2020·浙江选考)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:
(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生 现象来判断。
(2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的 。
(3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂 期细胞的染色体,原因是 。
【答案】(1)质壁分离
(2)黄;移动速率;吸收光谱
(3)轻压盖玻片;中;中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】(1)活的植物细胞能发生质壁分离,而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离,因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡,质壁分离现象明显,常用于进行质壁分离实验。(2)碳酸钙有保护叶绿素的作用,未加碳酸钙,叶绿素被破坏,呈现类胡萝卜素的颜色,类胡萝卜素偏黄,故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素,被附着在滤纸条的同一条线上(滤液细线),随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散,且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率(扩散速率)而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标,以波长为横坐标作图,所得的曲线,就是该物质的吸收光谱。(3)观察细胞中的染色体,需要将细胞分散开来,因此用10%盐酸对根尖进行解离,为了进一步使细胞分散开来,染色后,用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体,按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像,由于中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究,因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影,制作染色体组型图。
【分析】质壁分离为植物细胞常有的现象,质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层(细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分)分开。质壁分离的原理为:①浓度差的存在,引起细胞失水,②细胞壁的伸缩性小于原生质层,因此细胞发生质壁分离。
色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质,色素的提取常采用菠菜为原料,光合色素是脂溶性的,因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为:研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
33.(2020·浙江选考)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,以黑藻、 溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题:
(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究 。在相同时间内,用 玻璃纸罩住的实验组 释放量最少。光合色素主要吸收 光,吸收的光能在叶绿体内将 分解为 。
(2)用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化,其理由是 ,引起溶液pH的改变。
(3)若将烧杯口密封,持续一段时间,直至溶液pH保持稳定,此时 和三碳酸的含量与密封前相比分别为 。
(4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 ,其主要原因是 。
【答案】(1)光波长对光合作用的影响;绿色;红光和蓝紫; 、 和
(2)黑藻将溶液中的 转化为有机物
(3)下降、下降
(4)减弱、减弱;高温导致酶的结构改变,活性下降
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,来制造不同波长的光,可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光,所以在相同时间内,用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光,吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为 、 和 。(2)二氧化碳含量可以改变溶液pH,黑藻将溶液中的 转化为有机物,所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。(3)若将烧杯口密封,持续一段时间,会使外界二氧化碳不能及时补充,导致 和三碳酸的含量与密封前相比均下降。(4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,由于高温导致酶的结构改变,酶活性下降,其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
【分析】
34.(2019·浙江会考)希尔反应是测定叶绿体活力的常用方法。希尔反应基本原理:光照下,叶绿体释放O2,同时氧化型DCI(2,6一二氯酚靛酚)被还原,颜色由蓝色变成无色。DCIP颜色变化引起的吸光率变化可反映叶绿体活力。硏究小组利用菠菜叶进行了叶绿体活力的测定实验。回答下列问题:
(1)制备叶绿体悬液:选取10g新鲜的菠菜叶加入硏钵,研磨前加入适量的0.35mol/L.NaCl溶液和pH7.8的酸碱缓冲液等;研磨成匀浆后,用纱布过滤,取滤液进行 ,分离得到叶绿体;将叶绿体置于 溶液中,以保证叶绿体的正常形态,获得叶绿体悬液
(2)测定叶绿体活力:分组如下,并按下表加入试剂;测定各组吸光率
试管号 磷酸缓冲液(mL) 叶绿体悬液(mL) 煮沸(min) DCP(mL)
1 9.4 0.1 _ 0.5
2 9.4 0.1 5 0.5
3 9.4 0.1 _ _
注:“-”表示不处理或不加入
①希尔反应模拟了光合作用中 阶段的部分变化,该阶段在叶绿体的 中进行。氧化型DCIP在希尔反应中的作用,相当于 在该阶段中的作用
②煮沸处理后,需向2号试管中加入一定量的 ,以保证各试管中液体的量相等。
③3号试管的作用是 。
【答案】(1)离心;0.35mol/ LNaCl(或等渗)
(2)光反应;类囊体膜;NADP+;蒸馏水;定该浓度叶绿体悬液自身的吸光率作为对照
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)分离叶绿体的方法是离心,即根据不同细胞器的质量区别来分离细胞器;为了保证叶绿体不被吸水胀破,应将叶绿体放到等渗溶液中( 0.35mol/ L NaCl溶液)
(2)①由题目可知,叶绿体释放O2,同时氧化型DCI被还原,颜色由蓝色变成无色,而在细胞中叶绿体释放氧气,生成[H],据此可知,模拟了光反应过程,该过程发生在叶绿体的类囊体薄膜,而DCIP的作用相当于 NADP+的在光反应的作用,即接受活跃的化学能。
②为了保证单一变量原则,应往2号试管中加入蒸馏水,来保证和其他试管的溶液量相等。
③3号试管的作用是空白对照,是为了确定叶绿体自身在在不添加DCI试剂时的吸光率。
【分析】1、光合作用
光反应
场所:类囊体薄膜
2H2O4[H]+O2
ADP+PiATP
暗反应
场所:叶绿体基质
CO2+C52C3
2C3+4([H])(CH2O)+C5+H2O
2.色素提取的相关问题:
(1)加入二氧化硅的原因:有利于充分研磨
(2)加入碳酸钙的原因:防止色素破坏。研磨时会破坏溶酶体,溶酶体里面的有机酸会流出来而色素中有Mg,碳酸钙能和酸反应,防止酸和镁反应,破坏了色素。
(3)加入无水乙醇的原因:光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中,可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。
(4)层析液的作用:光合色素可溶于层析液中,不同的光合色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的光合色素随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的光合色素在滤纸上扩散得慢。这样,最终不同的光合色素会在扩散过程中分离开来。
(5)提取色素的原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取色素。
(6)分离色素的原理:绿叶中的不同种类色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快。
35.(2018·浙江选考)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见下表。
品种 光照处理 叶绿素a含量(mg/cm2) 叶绿素b含量(mg/cm2) 类胡萝卜素含量(mg/cm2) 光合作用速率(μmolCO2/m2·s)
A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59
A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.60
B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97
B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97
回答下列问题:
(1)据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ,导致其卡尔文循环中再生出 的量改变,从而影响光合作用速率。
(2)表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素,再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,向上而下的第4条色素带变 ,这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。
(3)实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。品种 的耐荫性较高。
【答案】(1)下降;RuBP
(2)类囊体;宽;蓝紫
(3)比例;B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)分析表中信息可知:经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照下降,使其吸收的光能减少,光反应减弱,生成的[H]和ATP减少,致使卡尔文循环(暗反应)中的C3的还原减弱,再生出RuBP的量改变,从而影响光合作用速率。 (2)光合色素位于叶绿体的类囊体膜中。叶绿素b主要吸收蓝紫光。用纸层析法分离叶绿体中的色素,在滤纸条上,由上而下的第4条色素带是叶绿素b。表中信息显示:品种B的叶绿素b的含量,弱光照时高于正常光照。可见,分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素并用纸层析法进行分离,与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下的第4条色素带变宽,这有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。(3)表中信息显示:弱光照时品种A的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照,而品种B却与之相反,这一结果表明:经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境,品种B的耐荫性较高。 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验滤纸条上有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 光合作用的过程:
联系:光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
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浙江省高考生物历年真题汇编3——细胞的代谢
一、单选题
1.(2022·浙江)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.由实验结果推知,甲图细胞是有活性的
B.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较低
C.丙图细胞的体积将持续增大,最终胀破
D.若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显
2.(2022·浙江)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
3.(2022·浙江)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
4.(2022·浙江选考)用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
5.(2022·浙江选考)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
6.(2021·浙江)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A."酶的催化效率"实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C."探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
7.(2021·浙江)渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示,图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响,图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供,山梨醇为渗透压调节剂,0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.与等渗相比,低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大,光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下,放氧率差异较大
C.低渗条件下,即使叶绿体不破裂,卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大,放氧率越低
8.(2021·浙江)需氧呼吸必须有氧的参加,此过程中氧的作用是( )
A.在细胞溶胶中,参与糖酵解过程
B.与丙酮酸反应,生成 CO2
C.进入柠檬酸循环,形成少量 ATP
D.电子传递链中,接受氢和电子生成H2O
9.(2021·浙江)苹果果实成熟到一定程度,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A.呼吸作用增强,果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱,精酵解产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实贮藏在低温条件下,可使呼吸跃变提前发生
10.(2021·浙江)下图为植物细胞质膜中H+-ATP酶将细胞质中的H+转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是( )
A.H+转运过程中H+-ATP酶不发生形变
B.该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差
C.抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率
D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
11.(2020·浙江选考)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是( )
A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
12.(2020·浙江选考)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
13.(2020·浙江选考)下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B.细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C.细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D.若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
14.(2020·浙江选考)物质X过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,须载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.扩散 D.渗透
15.(2020·浙江选考)下列关于淀粉酶的叙述,错误的是( )
A.植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B.固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C.枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D.淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
16.(2019·浙江会考)葡萄糖岀入哺乳动物红细胞的跨膜转运方式属于易化扩散。下列叙述正确的是( )
A.该转运过程伴随着载体蛋白的形状改变
B.红细胞内葡萄糖浓度越高,转运速率越大
C.易化扩散的转运方向是由载体蛋白决定的
D.易化扩散是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
17.(2019·浙江会考)在“乙醇发酵实验”活动中,以酵母菌和葡萄糖为材料,用澄清石灰水检测CO2,装置简图如下。下列叙述错误的是( )
A.甲溶液为澄清石灰水,乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液
B.澄清石灰水变浑浊,说明酵母菌在无氧条件下会产生CO2
C.若向混合液中通入空气,酵母菌的乙醇发酵速率会减慢
D.若水浴温度过高使乙醇的生成速率下降,其原因是乳酸脱氢酶活性下降
18.(2019·浙江会考)下图是 ATP-ADP循环图解,其中①和②表示过程。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞在黑暗条件下,过程①只发生在线粒体中
B.人体细胞中,过程①所需的能量来自淀粉的氧化分解
C.生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D.在睡眠或运动状态下,人体细胞中的过程①和②均能达到平衡
19.(2019·浙江选考)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是( )
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
20.(2019·浙江选考)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:( )
据此分析,下列叙述错误的是
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
21.(2019·浙江选考)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表:
下列叙述正确的是( )
A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B.若不断提高温度,根细胞吸收H2PO4-的量会不断增加
C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3-的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
22.(2018·浙江选考)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株,分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHS03,24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素),测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是( )
A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递
B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C.转Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D.喷施NaHS03促进光合作用.且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
23.(2018·浙江选考)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C.乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
24.(2018·浙江选考)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是( )
A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B.ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
25.(2018·浙江选考)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( )
A.将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀
B.在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境
C.乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2
D.拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味
二、综合题
26.(2022·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2.dm-2.hr-1.klx-1) 叶绿素含量(mg·dm-2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
27.(2022·浙江选考)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题:
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中 的还原。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被 光逆转。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞 ,细胞吸水,气孔开放。
(3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
28.(2021·浙江)不同光强度下,无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲;16h光照,8h黑暗条件下,无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题:
(1)叶片细胞中,无机磷主要贮存于 ,还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构,光合作用过程中,磷酸基团是光反应产物 的组分,也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物 的组分。
(2)图甲的O~A段表明无机磷不是光合作用中 过程的主要限制因素。由图乙可知,光照下,与高磷相比,低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是 ;不论高磷、低磷,24 h内淀粉含量的变化是 。
(3)实验可用光电比色法测定淀粉含量,其依据是 。为确定叶片光合产物的去向,可采用 法。
29.(2021·浙江)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图,图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的 ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较 ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种 反应。光反应的产物有 和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率 ,理由是 。
(4)绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成 μmol的3-磷酸甘油酸。
30.(2019·浙江选考)回答与光合作用有关的问题:
(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会 。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP的含量会 。研究发现
Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体 中。
(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。
三、实验探究题
31.(2021·浙江) 1897年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。
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 -
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其它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溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是 。
(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)
32.(2020·浙江选考)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:
(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生 现象来判断。
(2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的 。
(3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂 期细胞的染色体,原因是 。
33.(2020·浙江选考)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,以黑藻、 溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题:
(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究 。在相同时间内,用 玻璃纸罩住的实验组 释放量最少。光合色素主要吸收 光,吸收的光能在叶绿体内将 分解为 。
(2)用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化,其理由是 ,引起溶液pH的改变。
(3)若将烧杯口密封,持续一段时间,直至溶液pH保持稳定,此时 和三碳酸的含量与密封前相比分别为 。
(4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 ,其主要原因是 。
34.(2019·浙江会考)希尔反应是测定叶绿体活力的常用方法。希尔反应基本原理:光照下,叶绿体释放O2,同时氧化型DCI(2,6一二氯酚靛酚)被还原,颜色由蓝色变成无色。DCIP颜色变化引起的吸光率变化可反映叶绿体活力。硏究小组利用菠菜叶进行了叶绿体活力的测定实验。回答下列问题:
(1)制备叶绿体悬液:选取10g新鲜的菠菜叶加入硏钵,研磨前加入适量的0.35mol/L.NaCl溶液和pH7.8的酸碱缓冲液等;研磨成匀浆后,用纱布过滤,取滤液进行 ,分离得到叶绿体;将叶绿体置于 溶液中,以保证叶绿体的正常形态,获得叶绿体悬液
(2)测定叶绿体活力:分组如下,并按下表加入试剂;测定各组吸光率
试管号 磷酸缓冲液(mL) 叶绿体悬液(mL) 煮沸(min) DCP(mL)
1 9.4 0.1 _ 0.5
2 9.4 0.1 5 0.5
3 9.4 0.1 _ _
注:“-”表示不处理或不加入
①希尔反应模拟了光合作用中 阶段的部分变化,该阶段在叶绿体的 中进行。氧化型DCIP在希尔反应中的作用,相当于 在该阶段中的作用
②煮沸处理后,需向2号试管中加入一定量的 ,以保证各试管中液体的量相等。
③3号试管的作用是 。
35.(2018·浙江选考)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见下表。
品种 光照处理 叶绿素a含量(mg/cm2) 叶绿素b含量(mg/cm2) 类胡萝卜素含量(mg/cm2) 光合作用速率(μmolCO2/m2·s)
A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59
A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.60
B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97
B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97
回答下列问题:
(1)据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ,导致其卡尔文循环中再生出 的量改变,从而影响光合作用速率。
(2)表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素,再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,向上而下的第4条色素带变 ,这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。
(3)实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。品种 的耐荫性较高。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由图可知,图甲的细胞可以发生质壁分离,有活性的细胞才能发生质壁分离,故有实验结果可知,图甲中的细胞是有活性的,A正确;
B、图甲细胞质壁分离后成为了乙细胞,质壁分离过程细胞失水细胞液浓度升高,则与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较高,B错误;
C、乙图中的细胞吸水之后成为丙图中的细胞,由于植物细胞具有细胞壁,所以细胞体积不会持续增大,也不会涨破,C错误;
D、根尖分生区细胞中央大液泡,不适合作为观察质壁分离的材料,D错误。
故答案为:A。
【分析】植物细胞有细胞壁,成熟的植物细胞有液泡,细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。有大液泡(成熟)的活的植物细胞,才能发生质壁分离;动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2.【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、人体剧烈运动会进行无氧呼吸骨骼肌产生较多乳酸,A正确;
B、制作酸奶过程中乳酸菌可利用丙酮酸产生大量的乳酸,B错误;
C、细胞呼吸释放的能量一部分以热能的形式散失,一部分储存在ATP中,C正确;
D、酵母菌是兼性厌氧性生物,即可以进有氧呼吸也可以进行无氧呼吸,在酵母菌发酵过程中通入O2会增加有氧呼吸,降低无氧呼吸强度,影响无氧呼吸产物以纯的形成,D正确。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸原理的应用:
(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。
(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
3.【答案】B
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、低温会抑制酶的活性,不会改变酶的氨基酸组成,不会使酶失活,A错误;
B、酶作为催化剂具有高效性,稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B正确;
C、酶的催化作用需要一定pH范围,过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,C错误;
D、没具有专一性,在在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,不会加快淀粉的水解速率,反而会因为淀粉酶被蛋白酶水解而导致淀粉水解缓慢,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复
4.【答案】A
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草每汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱,二者催化果胶水解得到的产物片段长度不同,A错误;
B、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶水解得到的单糖相同,B正确;
C、果胶酶和稀盐酸都是催化剂,两者催化果胶主链水解断裂的化学键相同,C正确;
D、酶是有机催化大部分是蛋白质、少量是RNA,需要最适温度,盐酸是无机催化剂,水解果胶不需要最适温度,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶,产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等,果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
5.【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,A错误;
B、分子中磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键,B错误;
C、酶具有专一性,在水解酶的作用下不断地水解,在合成酶的作用下不断的合成,C错误;
D、细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP结构:ATP(三磷酸腺苷)的结构简式为A─P~P~P,A-表示腺苷、P-表示磷酸基团;“~”表示高能磷酸键。
(1)ATP的元素组成为:C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”是腺苷,RNA中的“A”是腺嘌呤。
(3)ATP水解可直接为生命活动提供能量,是直接提供能量的物质。
(4)ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一:腺嘌呤核糖核苷酸。
(5)ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
6.【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A.加热会杀死马铃薯块茎中的酶,所以不能用熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎做酶的催化实验,A说法错误;
B.“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中,应将等量的酶中先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物,保证实验的准确,B说法正确;
C. "探究酶的专一性"实验中,设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖,C说法错误;
D.本尼迪特试剂的使用需要加热,不能用来检测该实验结果,D说法错误。
故答案为:B。
【分析】探究酶受温度影响时,不宜选过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢本身受热易分解,探究酶受Ph影响时,不宜淀粉和淀粉酶作用实验材料,因为在因变量的检测时需要
7.【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A. 由图乙分析可知,与等渗( 山梨醇浓度为 0.33 mol·L-1时 )相比,低渗状态( 山梨醇浓度为 0.105 mol·L-1时 )下,菠菜的完整叶绿体放氧率低,说明两者的光合速率大小不相似,A说法错误;
B.由图甲可知,当渗透压高于 0.265 mol·L-1时, 叶绿体完整率相似,该条件下,放氧率随渗透压的增加而增加,B说法正确;
C.由图甲可知,当渗透压低于于 0.33 mol·L-1时,放氧率随渗透压的增加而增加, 说明低渗条件下,卡尔文循环效率下降,C说法正确;
D.由图甲可知,叶绿体的完整度率越低,放氧率也越低,D说法正确。
故答案为:A。
【分析】此题为分析题,图甲中自变量为山梨醇浓度,因变量为叶绿体完整率和放氧率;图乙的自变量为时间、山梨醇的两种浓度,因变量为完整叶绿体ATP含量和放氧量。
8.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A. 糖酵解是指在无氧条件下,葡萄糖在细胞质溶胶中被分解成为丙酮酸的过程,A说法错误;
BC. 柠檬酸循环可以理解为H2O与丙酮酸反应生成[H]和CO2 ,B和C说法错误;
D.氧气参与电子传递链中,接受氢和电子生成H2O 形成大量 ATP的过程,D说法正确。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸:活细胞在有氧气的参与下,通过酶的催化作用,把某些有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
有氧呼吸的三个阶段:
9.【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸,产生的是酒精和二氧化碳,A错误;
\B、糖酵解属于细胞呼吸第一阶段,在糖酵解的过程中,1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子,分解过程中释放出少量能量, 形成少量 ATP,故糖酵解过程中没有CO2产生,B错误;
C、乙烯能促进果实成熟和衰老,因此用乙烯合成抑制剂处理,可延缓细胞衰老,从而延缓呼吸跃变现象的出现,C正确;
D、果实贮藏在低温条件下,酶的活性比较低,细胞更不容易衰老,能延缓呼吸跃变现象的出现,D错误。
故答案为:C。
【分析】乙烯能促进果实成熟和衰老;糖酵解属于细胞呼吸第一阶段,该过程1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子,并释放出少量能量, 形成少量 ATP。
10.【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、主动转运过程中H+-ATP酶作为载体蛋白,会发生形变,协助物质运输,A错误;
B、该转运方式为主动转运,主动转运的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差,B正确;
C、H+的转运方式主动转运,需要载体蛋白的协助,同时需要能量,抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应,进而影响H+的转运速率,C错误;
D、图示过程是消耗ATP的过程,而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP,不会发生图示过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】据图分析可知:H+逆浓度梯度运输,且需要消耗能量,该过程为主动转运;在此过程中H+-ATP酶兼有载体蛋白和ATP水解酶的功能。
11.【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、温度也会影响酶的活性,且该实验中温度为无关变量,应保持相同且适宜,则反应小室应保持在适宜水温的托盘中,A正确;
B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量,应保持一致,B正确;
C、应将反应小室稍立起,使有滤纸片的一侧在上面,然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液,此时混合液不能与滤纸片接触,C错误;
D、比较各组量筒中收集的气体量,可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小,从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围,D正确。
故答案为:C。
【分析】探究pH对过氧化氢酶的影响实验中,自变量是过氧化氢酶所处环境的pH,因变量是过氧化氢酶的活性,通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映,其他条件为无关变量,应保持相同且适宜。
12.【答案】A
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率,而分离得到的叶绿体的光合速率,就是总光合速率,A正确;
B、破碎叶绿体,其叶绿素释放出来,被破坏, 导致消耗二氧化碳减少,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏小,B错误;
C、若该植物较长时间处于遮阴环境,光照不足,光反应减弱,影响碳反应速率,蔗糖合成一直较少, C错误;
D、若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣,在叶片积累,光合速率下降,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似,D错误。故答案为:A。
【分析】叶绿体是光合作用的场所,需要保证完整的结构,才能正常进行光合作用;外界浓度过高,导致叶绿体失水,降低光合速率;光合产物积累过多,也会导致光合速率下降 。
分析题图:叶肉细胞光合作用强度随着蔗糖浓度的增加先增强,达到一定值之后又会随着蔗糖浓度的增加而下降,可能的原因是浓度过高可能导致细胞失水,进而影响光合作用。
13.【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程,贮存在有机物中的能量全部释放出来,产生大量ATP,而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量,产生的ATP少得多,A错误;
B、细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行,B错误;
C、细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程,将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子,C正确;
D、若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度,会抑制细胞的厌氧呼吸,酒精的生成量减少,D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物,并释放能量的过程,分为需氧呼吸和厌氧呼吸。需氧呼吸必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水,包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段;厌氧呼吸在无氧条件下发生,包括乳酸发酵和酒精发酵两种。
14.【答案】A
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】由题意可知,物质X过质膜顺浓度梯度运输,须载体蛋白参与,且不消耗能量,这种转运方式属于易化扩散。
故答案为:A。
【分析】物质通过质膜的运输方式有被动转运和主动转运。1、被动转运:物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧。包括简单扩散和易化扩散。2、主动转运:物质由浓度较低的一侧转运至浓度较高的一侧,需要消耗能量,必须有载体蛋白参与。
15.【答案】D
【知识点】酶的特性;固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、淀粉酶可以分解淀粉,植物、动物和微生物都能产生淀粉酶,A正确;
B、固相淀粉酶不溶于水,比水溶液中的淀粉酶稳定性更高,可以反复利用,B正确;
C、枯草杆菌 淀粉酶的最适温度为50~75℃,比唾液淀粉酶的高,C正确;
D、淀粉水解时一般先生成糊精(遇碘显红色),再生成麦芽糖(遇碘不显色),最终生成葡萄糖,D错误。
故答案为:D。
【分析】1.酶:
(1)作用:酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点:它有高度的专一性和高效性、酶的作用受多种因素的影响。
2.固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
16.【答案】A
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、由题目可知,葡萄糖岀入哺乳动物红细胞的跨膜转运方式属于易化扩散 ,该运输方式需要载体蛋白,所以在运输时需要载体蛋白性状改变,A符合题意
B、易化扩散的限制因素有浓度差和载体蛋白的数量,所以并不是葡萄糖浓度越高,转运速率越大 ,B不符合题意
C、易化扩散的方向由浓度差决定,C不符合题意
D、主动运输才是细胞最重要的吸收和排出物质的方式 ,D不符合题意
故答案为:A
【分析】各种跨膜运输方式比较:
名称 运输方向 载体 能量 实例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需要 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
易化扩散 高浓度→低浓度 需要 不需要 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
17.【答案】D
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、由题目可知,检测二氧化碳用的是澄清石灰水,所以甲为澄清石灰水,而乙为酵母菌的培养场所,所以需要葡萄糖,A不符合题意
B、澄清石灰水变浑浊是因为生成了碳酸钙,所以可以说明产生了二氧化碳,B不符合题意
C、产生乙醇的为无氧呼吸,所以若通入空气,则无氧呼吸比例减小,速率会减慢,C不符合题意
D、酵母菌进行的是乙醇发酵,所以体内没有乳酸脱氢酶 ,D符合题意
故答案为:D
【分析】一.实验原理:
(1)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式:有氧呼吸:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量;无氧呼吸: C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(2)CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
(3)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。
实验装置:
二.方法步骤:
提出问题→作出假设→设计实验→(包括选择实验材料.选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格)→实施实验→分析与结论→表达与交流。
(1)酵母菌培养液的配制
取20g新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中 ,再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液
(2)检测CO2的产生
用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置(如上图),并连通橡皮球(或气泵),让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶(约50min)。然后将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。
(3)检测酒精的产生
各取2mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(体积分数为95%-97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液的颜色变化。
三.实验现象及分析
(1)现象:甲、乙装置中石灰水都变浑浊,装置甲混浊快且程度高。装置乙中的B溶液由橙色变成灰绿色,装置甲中的A溶液不变色。
(2)分析:①酵母菌有氧和无氧条件下都产生 CO2;②酵母菌在有氧比无氧时放出的CO2多且快; ③无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。
(3)实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。
18.【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、过程①指的是ATP的合成,所以就算是在黑暗条件下,植物合成ATP的场所也有细胞质基质(即有氧呼吸第一步或者是无氧呼吸)和线粒体,A不符合题意
B、人体内不含淀粉,人能量供应主要来自于葡萄糖的氧化分解,B不符合题意
C、吸能反应是吸收外界的能量,但这个能量有可能是光能或者是化学能,C不符合题意
D、无论在什么时候,人体的ATP的分解和合成总是动态平衡的,D符合题意
故答案为:D
【分析】ATP的结构简式:A—P~P~P
(1)A表示腺苷,T表示3个,P表示磷酸基团,~ 表示高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(2)一个ATP分子中含有一个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。
(3)ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷),两个高能磷酸键水解,形成AMP(一磷酸腺苷)。
2.ATP的生理功能:
细胞的代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
3. ATP中去掉2个磷酸基团即是构成 RNA的基本单位之一—腺嘌呤核糖核苷酸。
19.【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,但红细胞无细胞壁结构,故不会发生质壁分离,A不符合题意;在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡,而不是没有水分子进出细胞,B不符合题意;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞会吸水甚至导致涨破,C符合题意;渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】当细胞液浓度与外界浓度达到平衡时,水分子的扩散不会停止。由于分子是在不断进行无规则运动的,所以即使细胞膜内外浓度达到平衡状态后,水分子依旧会不断进出细胞,保持一个动态平衡的状态。
20.【答案】D
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类,A不符合题意;过氧化氢分解产生水和氧气,故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标,B不符合题意;该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性,C不符合题意;鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据表格分析,该实验是通过与二氧化锰比较催化过氧化氢的分解,以探究酶的高效性。试管A与试管B为平行对照实验组。
21.【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸,影响ATP的合成,进而影响吸收的Mg2+的量,A不符合题意;不断提高温度,根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制,影响需氧呼吸合成ATP,进而影响根细胞吸收H2PO4-的量可能减少,B不符合题意;若溶液缺氧,豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵,会产生乙醇和二氧化碳,C不符合题意;细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水,并产生大量ATP的过程,可为吸收离子功能,D符合题意。
故答案为:D
【分析】分析表格数据可知,豌豆根部组织细胞内的Mg2+、H2PO4-和NO3-的浓度均高于外部溶液,故三种离子进入细胞的方式均为主动转运,主动转运消耗ATP,并且需要借助载体蛋白。
22.【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体内膜上[H]的传递,A不符合题意;
B、ATP产生于光合作用的光反应,寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的类囊体薄膜,B不符合题意;
C、对比分析(W+H2O)与(T+H2O)的实验结果可知:转Z基因提高光合作用的效率,对比分析(W+寡霉素)与(T+寡霉素)的实验结果可知:转Z基因可以减缓增加寡霉素对光合速率的抑制作用,C不符合题意;
D、对比分析(W+H2O)、(W+寡霉素)与(W+NaHS03)的实验结果可知:喷施NaHS03能够促进光合作用,且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降,D符合题意。
故答案为:D
【分析】(1)有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,反应方程式可以简写成: 总反应式:C6H12O6 +6H2O+6O2 6CO2 +12H2O +能量(2870kJ的能量,38个ATP:1161kJ,其余以热能形式散失)
第一阶段(葡萄糖的初步分解):细胞质基质
C6H12O6 2CH3COCOOH(丙酮酸)+4[H]+少量能量(2ATP)
第二阶段(丙酮酸彻底分解):线粒体基质
2 CH3COCOOH(丙酮酸)+6H2O 6C O2+20[H] +少量能量(2ATP)
第三阶段([H]的氧化):线粒体内膜
24[H]+6 O2 12H2O+大量能量(34ATP) ( 2 )光合作用的过程:
联系:光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
23.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、甲状态时,水分子仍然通过跨膜运输进出细胞,A不符合题意;
B、甲→乙变化表明,细胞正在发生质壁分离,其内在的原因是:结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小,B不符合题意;
C、乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原,其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度,细胞吸水所致,C符合题意;
D、细胞发生渗透作用至丙状态,因细胞壁的支持和保护作用,一段时间后该细胞不会破裂,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】分析题图,①是细胞壁,②是原生质层,甲细胞处于正常状态,乙处于质壁分离状态,丙处于质壁分离复原状态。
( 1 )外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时就,水分进出细胞处于动态平衡
( 2 )质壁分离产生的条件: ①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③外界溶液浓度>细胞液浓度
( 3 )质壁分离产生的原因: 内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性;外因:外界溶液浓度>细胞液浓度
24.【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程;ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP中的能量可以来自光合作用和呼吸作用等,故A不符合题意;
B、ATP在细胞和生物体内含量不多,其通过ATP-ADP循环来满足代谢过程中的大量需求,故B不符合题意;
C、ATP水解生成ADP和磷酸,同时释放能量,故C符合题意;
D、ATP中末端高能磷酸键容易断裂和形成,中间的磷酸键也是高能磷酸键,也可以断裂和形成,而临近腺苷的磷酸键为普通磷酸键,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】ATP是细胞中的能量通货,由一分子腺苷和三分子磷酸组成,含一个普通磷酸键和两个高能磷酸键,其中末端的高能磷酸键容易断裂和形成,使其与ADP相互转化,在能量代谢中发挥了重要作用。其中ATP形成的能量来源为光合作用和呼吸作用等,ATP水解释放的能量几乎可以应用到所有需能生命活动。
25.【答案】B
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、将温水化开酵母菌即是活化酵母菌,将悬液加入盛有葡萄糖液的试管后振荡混匀目的是使酵母菌能充分发酵,故A不符合题意;
B、液体石蜡薄层是为了隔绝空气制造缺氧环境,故B符合题意;
C、乙试管中澄清石灰水变浑浊是酵母菌产生二氧化碳所致,故C不符合题意;
D、酵母菌无氧呼吸产生的酒精,在甲试管塞子拔掉后会散发出酒精的气味,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】本实验中酵母菌需活化后进行实验,活化的酵母菌利用葡萄糖在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,酒精可以散发出特殊的香味,可以用酸性重铬酸钾溶液鉴定,二氧化碳可以用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液来鉴定。
26.【答案】(1)叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率
(2)蔗糖;叶
(3)下降;A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)分析表格可知,遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高,则花生可适应弱光环境,是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力;随着遮光时间的增加,光饱和点下降,说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率;随着遮光时间的增加,光补偿点下降,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
故答案为:叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率。
(2)植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官,由表可知,不同遮光时间下,果实光合产量差距较大,单株叶片的光合产量相差不大,则在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为:蔗糖;叶。
(3)分析表格可知,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为:下降;A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
27.【答案】(1)层析;3-磷酸甘油酸
(2)光合速率大,消耗的二氧化碳多;蓝;溶质浓度升高
(3)不同颜色;光强;光照时间
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)色素的分离通常用纸层析法。光合作用过程中光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原。
故答案为: 层析 ; 3-磷酸甘油酸 。
(2)由图1可知,光和色素主要吸收蓝紫光进行光合作用,故相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,是由于光合速率大消耗的二氧化碳多。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被蓝光逆转,并且气孔开放程度更大。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞溶质浓度升高。
故答案为:光合速率大;消耗的二氧化碳多;蓝;溶质浓度升高。
(3)由题意可知,生产上可选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光照强度或者光照时间、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
故答案为:不同颜色;光强;光照时间。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
28.【答案】(1)液泡;ATP和NADPH;三碳糖磷酸
(2)光反应;较低、较高;光照下淀粉含量增加,黑暗下淀粉含量减少
(3)淀粉遇碘显蓝色,其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比;14CO2的同位素示踪
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)细胞中的无机盐主要以离子形式存在,成熟叶片细胞占体积最大的是液泡,在光合作用光反应产物有O2、 ATP和NADPH,其中ATP和NADPH含有磷酸基团,卡尔文循环即暗反应中首先产生并可运输到细胞质中的物质是三碳糖磷酸。
故答案为:液泡;ATP和NADPH; 三碳糖磷酸。
(2)图甲中的自变量为光强度和磷浓度、因变量为净光合速率,OA段的净光合速率只同光强度有关与磷浓度无关;图乙中的自变量为时间、磷浓度、光照与否,因变量为叶片中淀粉和蔗糖的含量,前16小时光照,光照条件下,与高磷相比,低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低、较高,24小时淀粉含量变化是光照下淀粉含量增加,黑暗下淀粉含量减少。
故答案为:光反应;较低、较高;光照下淀粉含量增加,黑暗下淀粉含量减少。
(3)淀粉遇碘显蓝色,一定范围内淀粉含量越浓,颜色越深。探究物质的来源去向可采用同位素标记法,研究光合产物可利用14C标记CO2。
故答案为:淀粉遇碘显蓝色,其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比;14CO2的同位素示踪法。
【分析】(1)光合作用图示:
(2)光合作用影响因素:
29.【答案】(1)光密度值;高;高光强
(2)吸能;ATP、NADpH
(3)小;绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(4)360
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异,因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量;由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较高,以增强吸光的能力,从而以适应低光强环境;由乙图分析可知,同温度下,高光强的释放氧速率更大,因此在高光强条件下,温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应需要消耗太阳能,光反应是一种吸能反应;光反应过程包括水的光解(产生NADpH和氧气)和ATP的合成,因此光反应的产物有ATP、NADpH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。(4)由乙图可知,绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1,光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1,因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol,因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【分析】分析甲图,同光强度下,绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多,同温度下,低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图,同光强下,温度在25℃之前,随着温度升高,绿藻释放氧速率(净光合速率)加快。同温度下,高光强的释放氧速率(净光合速率)更大。
30.【答案】(1)增加;ATP和 NADpH;增加;基质
(2)类胡萝卜素;蓝紫光和红;低温
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】解:(1)环境中的CO2含量增加,则会促进碳反应中CO2的固定这一环节,使3-磷酸甘油酸的含量增加;3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量,所以提供能量的物质是ATP和NADpH;若停止CO2供应,则会使CO2固定的速率降低,反应消耗的RuBP会减少,故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加;CO2被固定的反应发生在叶绿体基质,故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中;(2)光合色素的分离和提取实验中,滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素,合称类胡萝卜素;叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光;秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【分析】注意:细胞活动中提供能量的物质为ATP,但是结合3-磷酸甘油酸还原成三碳糖这一反应为还原反应则还需要考虑到有NADPH作反应能量。
31.【答案】(1)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
(2)双缩脲;葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液
(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
(4)染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
【知识点】检测蛋白质的实验;生物膜的功能特性;酶的相关综合
【解析】【解答】(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对乙醇发酵的是否为必需的,则应加设一组实验,即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液:若有乙醇生成,则证明B不是必须的,若无乙醇生成,则证明B是必须的。(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有:染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性: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。
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。3、分析题干信息可知:本实验的目的是为验证“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”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致;酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”;而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
32.【答案】(1)质壁分离
(2)黄;移动速率;吸收光谱
(3)轻压盖玻片;中;中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】(1)活的植物细胞能发生质壁分离,而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离,因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡,质壁分离现象明显,常用于进行质壁分离实验。(2)碳酸钙有保护叶绿素的作用,未加碳酸钙,叶绿素被破坏,呈现类胡萝卜素的颜色,类胡萝卜素偏黄,故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素,被附着在滤纸条的同一条线上(滤液细线),随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散,且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率(扩散速率)而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标,以波长为横坐标作图,所得的曲线,就是该物质的吸收光谱。(3)观察细胞中的染色体,需要将细胞分散开来,因此用10%盐酸对根尖进行解离,为了进一步使细胞分散开来,染色后,用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体,按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像,由于中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究,因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影,制作染色体组型图。
【分析】质壁分离为植物细胞常有的现象,质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层(细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分)分开。质壁分离的原理为:①浓度差的存在,引起细胞失水,②细胞壁的伸缩性小于原生质层,因此细胞发生质壁分离。
色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质,色素的提取常采用菠菜为原料,光合色素是脂溶性的,因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为:研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
33.【答案】(1)光波长对光合作用的影响;绿色;红光和蓝紫; 、 和
(2)黑藻将溶液中的 转化为有机物
(3)下降、下降
(4)减弱、减弱;高温导致酶的结构改变,活性下降
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,来制造不同波长的光,可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光,所以在相同时间内,用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光,吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为 、 和 。(2)二氧化碳含量可以改变溶液pH,黑藻将溶液中的 转化为有机物,所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。(3)若将烧杯口密封,持续一段时间,会使外界二氧化碳不能及时补充,导致 和三碳酸的含量与密封前相比均下降。(4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,由于高温导致酶的结构改变,酶活性下降,其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
【分析】
34.【答案】(1)离心;0.35mol/ LNaCl(或等渗)
(2)光反应;类囊体膜;NADP+;蒸馏水;定该浓度叶绿体悬液自身的吸光率作为对照
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)分离叶绿体的方法是离心,即根据不同细胞器的质量区别来分离细胞器;为了保证叶绿体不被吸水胀破,应将叶绿体放到等渗溶液中( 0.35mol/ L NaCl溶液)
(2)①由题目可知,叶绿体释放O2,同时氧化型DCI被还原,颜色由蓝色变成无色,而在细胞中叶绿体释放氧气,生成[H],据此可知,模拟了光反应过程,该过程发生在叶绿体的类囊体薄膜,而DCIP的作用相当于 NADP+的在光反应的作用,即接受活跃的化学能。
②为了保证单一变量原则,应往2号试管中加入蒸馏水,来保证和其他试管的溶液量相等。
③3号试管的作用是空白对照,是为了确定叶绿体自身在在不添加DCI试剂时的吸光率。
【分析】1、光合作用
光反应
场所:类囊体薄膜
2H2O4[H]+O2
ADP+PiATP
暗反应
场所:叶绿体基质
CO2+C52C3
2C3+4([H])(CH2O)+C5+H2O
2.色素提取的相关问题:
(1)加入二氧化硅的原因:有利于充分研磨
(2)加入碳酸钙的原因:防止色素破坏。研磨时会破坏溶酶体,溶酶体里面的有机酸会流出来而色素中有Mg,碳酸钙能和酸反应,防止酸和镁反应,破坏了色素。
(3)加入无水乙醇的原因:光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中,可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。
(4)层析液的作用:光合色素可溶于层析液中,不同的光合色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的光合色素随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的光合色素在滤纸上扩散得慢。这样,最终不同的光合色素会在扩散过程中分离开来。
(5)提取色素的原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取色素。
(6)分离色素的原理:绿叶中的不同种类色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快。
35.【答案】(1)下降;RuBP
(2)类囊体;宽;蓝紫
(3)比例;B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】(1)分析表中信息可知:经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照下降,使其吸收的光能减少,光反应减弱,生成的[H]和ATP减少,致使卡尔文循环(暗反应)中的C3的还原减弱,再生出RuBP的量改变,从而影响光合作用速率。 (2)光合色素位于叶绿体的类囊体膜中。叶绿素b主要吸收蓝紫光。用纸层析法分离叶绿体中的色素,在滤纸条上,由上而下的第4条色素带是叶绿素b。表中信息显示:品种B的叶绿素b的含量,弱光照时高于正常光照。可见,分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素并用纸层析法进行分离,与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下的第4条色素带变宽,这有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。(3)表中信息显示:弱光照时品种A的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照,而品种B却与之相反,这一结果表明:经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境,品种B的耐荫性较高。 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验滤纸条上有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 光合作用的过程:
联系:光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
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