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高考生物五年真题汇编7——细胞呼吸(1)
一、单选题
1.(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
2.(2022·广东)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是()
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
3.(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是( )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
4.(2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是()
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
5.(2021·福建)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”(实验I)和“培养液中酵母菌种群数量的变化”(实验II)的叙述,正确的是( )
A.实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B.实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO2
C.实验I中,有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D.实验Ⅱ中,可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
6.(2021·福建)运动可促进机体产生更多新的线粒体,加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解,维持线粒体数量、质量及功能的完整性,保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求。下列相关叙述正确的是( )
A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B.细胞中不同线粒体的呼吸作用强度均相同
C.衰老线粒体被消化降解导致正常细胞受损
D.运动后线粒体的动态变化体现了机体稳态的调节
7.(2021·湖北)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏
B.密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,利于保鲜
C.冷藏时,梨细胞的自由水增多,导致各种代谢活动减缓
D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓
8.(2021·辽宁)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述,正确的是( )
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A.A
B.B
C.C
D.D
9.(2021·天津)铅可导致神经元线粒体空泡化、内质网结构改变、高尔基体扩张,影响这些细胞器的正常功能。这些改变不会直接影响下列哪种生理过程( )
A.无氧呼吸释放少量能量 B.神经元间的兴奋传递
C.分泌蛋白合成和加工 D.[H]与O2结合生成水
10.(2021·北京)在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是( )
A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
11.(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
12.(2021·湖南)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
13.(2021·河北)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
14.(2021·广东)秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料,生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2
C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
15.(2021·全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是( )
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
16.(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
17.在生态系统中,植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其中一部分用于自身的呼吸消耗,余下部分称为净初级生产量。表为4个生态系统的研究实例。
类别 玉米地 荒地 湖泊I 湖泊II
太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能) 1.6% 1.2% 0.4% 0.1%
呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量) 23.4% 15.1% 22.3% 21.0%
净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量) 76.6% 84.9% 77.7% 79.0%
下列有关叙述错误的是( )
A.与玉米地相比,荒地的太阳能利用率低,净初级生产效率也低
B.若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地
C.两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地
D.两个湖泊的太阳能利用率低,与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
18.(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
二、多选题
19.(2021·辽宁)肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌,如下图所示。微囊泡被单核细胞摄取后,PKM2进入单核细胞内既可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成,又可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞。巨噬细胞分泌的各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成。下列有关叙述正确的是( )
A.微囊泡的形成依赖于细胞膜的流动性
B.单核细胞分化过程中进行了基因的选择性表达
C.PKM2主要在单核细胞的线粒体基质中起催化作用
D.细胞因子促进肝癌细胞产生微囊泡属于正反馈调节
20.(2021·山东)关于细胞中的 H2O 和 O2,下列说法正确的是( )
A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生
B.有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O
C.植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用
D.光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O
三、双选题
21.(2021·河北)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使角大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是( )
A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制
C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间
四、综合题
22.(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。
23.(2021·山东)光照条件下,叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5,O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示,SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
SoBS浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2umol·m2·s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光合呼吸强度 (CO2umol·m2·s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
(1)光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的 中。正常进行光合作用的水稻,突然停止光照,叶片 CO2释放量先增加后降低,CO2释放量增加的原因是 。
(2)与未喷施 SoBS 溶液相比,喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度 (填:“高”或“低”),据表分析,原因是 。
(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物,农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度,据表分析,应在 mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
24.(2021·天津)乳酸菌是乳酸的传统生产菌,但耐酸能力较差,影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强,但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因(LDH)导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的工程菌株。下图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图,图2为构建表达载体时所需的关键条件。
(1)乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为 。
(2)获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下:
①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。
为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG,且能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑 和 。
②将上述PCR产物和质粒重组后,导入大肠杆菌,筛选、鉴定,扩增重组质粒。重组质粒上有 ,所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性,易被本物种的转录系统识别并启动转录,因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列 (能/不能)在大肠杆菌中高效表达。
③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株,在 的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母,并进行鉴定。
(3)以葡萄糖为碳源,利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵,结果既产生乳酸,也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量,下列措施中不合理的是___________(单选)。
A.进一步优化发酵条件
B.使用乳酸菌LDH基因自身的启动子
C.敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因
D.对转基因酿酒酵母进行诱变育种
25.(2021·海南)植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中,需定时向营养液通入空气,目的是 。除通气外,还需更换营养液,其主要原因是 。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜,选用红蓝光的依据是 。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图,培植区的光照强度应设置在 点所对应的光照强度;为提高生菜产量,可在培植区适当提高CO2浓度,该条件下B点的移动方向是 。
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响,结果如图,光合作用最适温度比呼吸作用最适温度 ;若将培植区的温度从T5调至T6,培植24h后,与调温前相比,生菜植株的有机物积累量 。
26.(2021·全国乙卷)[生物-选修:生物技术实践]
工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程,利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖、大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”*异养厌氧”或“异养好氧")微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物“或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
27.在晴朗无云的夏日,某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化,结果如图。回答下列问题。
(1)据图分析,与10时相比,7时蔬菜的光合作用强度低,此时,主要的外界限制因素是 ;从10时到12时,该蔬菜的光合作用强度 。
(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度,小组成员将菜地分成A、B两块,10~14时在A菜地上方遮阳,B菜地不遮阳,其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高,主要原因是 。
(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖,测得棚内温度比B菜地高,一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比,C菜地蔬菜产量低,从光合作用和呼吸作用的原理分析,原因是 。
五、实验探究题
28.(2021·福建)大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下, 。
(2)ATP水解酶的主要功能是 。ATP水解酶活性可通过测定 表示。
(3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞 增强,导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是 。
29.(2021·江苏)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径,虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”,请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在 上将光能转变成化学能,参与这一过程的两类色素是 。
(2)光合作用时,CO2与C5结合产生三碳酸,继而还原成三碳糖(C3),为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3必须用于再生 ;运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖,运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了 个CO2分子。
(3)在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的 中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为 中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响,用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦,实验方法是:取培养10~14d大麦苗,将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中,通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后,测定,计算光合放氧速率(单位为 molO2 mg-1chl h-1,chl为叶绿素)。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水,需先溶于丙酮,配制高浓度母液,并用丙酮稀释成不同药物浓度,用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组 ①
② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③ 称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定
30.(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释放的CO2。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止 ,又能保证 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、种子细胞中没有叶绿体不能进行光合作用,反应不需要在光下进行,A错误;
B、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中,生成少量[H],可以与TTC反应生成TTF,B正确;
C、保温时间长,进入细胞的TTC较多,则TTF的生成量多,故TTF生成量与保温时间有关,C错误;
D、相同时间保温时,红色越深代表代表细胞生成[H]越多,细胞代谢越旺盛,种子活力越高,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
3.【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】由题意可知,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定,由净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率,净光合作用用CO2的吸收量表示,初期CO2含量逐渐降低表明CO2大于0,光合速率大于呼吸速率,之后CO2保持相对稳定,则光合速率等于呼吸作用速率,故D正确,A、B、C错误。
故答案为:D。
【分析】1、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。
2、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
3、净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率。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。
4.【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、有氧呼吸的三个阶段都会产生ATP,其中第一阶段发生在细胞质基质中,第二、三阶段发生在线粒体中,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP,A正确;
B、有氧呼吸第三阶段发生在线粒体的内膜上,在相应酶的参与下[H]和氧气结合,形成水同时释放大量能量,B正确;
C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸在相应酶的参与下分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH),同时释放少量能量,该过程不需要O2的直接参与,C错误;
D、线粒体中含有DNA分子,属于半自主性的细胞器,能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、线粒体形状是短棒状,圆球形,分布在动植物细胞中,内膜向内折叠形成嵴,嵴上有基粒,基质中含有与有氧呼吸有关的酶,是双层膜结构,含有少量的DNA和RNA,是半自主性细胞器。
2、有氧呼吸全过程:
第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。
第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。
第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
5.【答案】C
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、实验I 根据实验现象判断酵母菌细胞的呼吸方式,不需要将结果转化为数学模型,实验Ⅱ 酵母菌的种群数量变化需要将实验结果转化为数学模型,A错误;
B、实验I探究酵母菌细胞呼吸的方式需要用NaOH去除空气中的CO2,实验Ⅱ中CO2对实验无影响不需要除去,B错误;
C、酵母菌的有氧呼吸产物和无氧呼吸产物中都有CO2,故实验I中的有氧组合和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊,C正确;
D、实验II中将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”(实验I):(1)NaOH溶液的作用是除去酵母菌呼吸释放的二氧化碳,所以装置中液滴移动的距离代表酵母菌有氧呼吸消耗的氧气;(2)清水不吸收气体,也不释放气体,所以装置中液滴移动的距离代表呼吸作用释放的二氧化碳的量与消耗氧气的量的差值。
2、探究酵母菌种群数量的变化实验 (实验II) 中,实验流程为:(1)酵母菌培养(液体培养基,无菌条件)→(2)振荡培养基(酵母菌均匀分布于培养基中)→(3)观察并计数→重复(2)、(3)步骤(每天计数酵母菌数量的时间要固定)→绘图分析。探究培养液中酵母种群数量变化的实验中应注意:(1)在吸取培养液计数前,要轻轻振动试管,使试管中的酵母菌分布均匀。(2)采用抽样检测的方法:先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余培养液用滤纸吸去,稍待片刻,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
6.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;稳态的生理意义;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、葡萄糖在有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中被分解为两分子丙酮酸,丙酮酸进入线粒体氧化分解,而不是葡萄糖,A错误;
B、呼吸作用的强度与线粒体中呼吸酶及氧浓度和丙酮酸浓度等因素相关,细胞中不同线粒体中这些因素可能不同,故细胞中不同线粒体的呼吸作用强度可能不同,B错误;
C、衰老线粒体被消化降解可以维持细胞中线粒体数量、质量及功能的完整性,是为了正好的维持细胞功能不会损伤正常细胞,C错误;
D、内环境稳态是指体内渗透压、温度、pH等理化特性和化学成分呈现动态平衡的过程,运动促进机体产生更多新的线粒体,加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解,维持线粒体数量、质量及功能的完整性,维持细胞功能的正常进行,这是机体进行稳态调节的结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、线粒体的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
3、内环境稳态(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性和化学成分呈现动态平衡的过程;(2)定义:在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态;(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络;(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节;(5)意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
7.【答案】C
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、鲜梨果肉细胞中水含量大,自由水含量多,常温下环境温度较高代谢旺盛,有机物被消耗,梨不耐贮藏,A正确;
B、密封条件下,梨有氧呼吸作用消耗有机物O2,释放CO2,CO2会抑制有氧呼吸,利于保鲜,B正确;
C、冷藏时,细胞中的结合水含量增多,代谢活动减缓,C错误;
D、 果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变,低温会降低酶的活性,抑制梨的酚氧化酶活性,减缓果肉褐变,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、水的存在形式是自由水和结合水,主要是自由水。
(1)自由水:细胞中绝大部分以自由水形式存在的,可以自由流动的水。其主要功能:①细胞内的良好溶剂。②细胞内的生化反应需要水的参与。③多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。④运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。
(2)结合水:细胞内的一部分与其他物质相结合的水,它是组成细胞结构的重要成分。
(3)代谢旺盛的细胞中,自由水所占比例增加。若细胞中结合水所占比例增大,有利于抵抗不良环境(高温、干旱、寒冷等)。生物代谢旺盛,结合水可转化为自由水,使结合水与自由水的比例降低,当生物代谢缓慢,自由水可转换为结合水,使结合水与自由水比例上升。即自由水越多,代谢越旺盛,结合水越多抗逆性越强。
2、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。
8.【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原;探究酵母菌的呼吸方式;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、植物细胞的吸水和失水以原生质层的大小和位置作为观察对象,A错误;
B、绿叶中色素的提取和分离最后的结果是观察到四条色素带,根据条带的顺序、颜色和宽度区分色素,B正确;
C、探究酵母菌呼吸方式观察澄清石灰水变浑浊,以及溴麝香草酚蓝水溶液和橙色的酸性重铭酸钾溶液的变色情况,C错误;
D、根尖分生组织细胞有丝分裂观察细胞内染色体的形态和数目,细胞已死亡,不会发生变化,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、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。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、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)。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中:(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(2)检测酒精的产生:橙色的重铭酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。
4、观察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
9.【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法;无氧呼吸的过程和意义;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、无氧呼吸的场所在细胞质基质,释放能量,不会受影响,A正确;
B、神经元间的兴奋传递需要消耗线粒体合成的能量,受影响,B错误;
C、分泌蛋白的合成需要内质网、高尔基体和线粒体参与,C错误;
D、[H]与O2结合的场所在线粒体内膜,D错误。
故答案为:A。
【分析】各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
10.【答案】D
【知识点】ATP的相关综合;有氧呼吸的过程和意义;全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、由表可知,走路上学比手洗衣服在单位时间内能量消耗更多,A正确;
B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,B正确;
C、有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分提供机体各项活动,C正确;
D、温室效应主要是化石燃料的燃烧释放二氧化碳形成的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、葡萄糖是细胞呼吸的反应物,是细胞生命活动所需要的主要能源物质,呼吸过程中有机物氧化分解释放的能量少部分转换成ATP外其余均以热能形式散失,其意义是维持生物体的体温,从而维持酶的活性。
2、温室效应:
(1)主要成因:大量使用化学燃料,打破了生物圈中碳循环的平衡,大气中的二氧化碳迅速增加。
(2)影响:地球气候异常,灾难性气候增加;温度上升,冰川融化,沿海国家和地区可能被海水淹没。
(3)解决方法:减少化学燃料的使用,开发新的能源,改进能源结构,如利用风能、水能、核能。
11.【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:
12.【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A不符合题意;
B、种子在无氧条件下进行无氧呼吸会产生酒精,不利于种子储存,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B符合题意;
C、油料作物种子含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C不符合题意;
D、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】细胞呼吸的影响因素及其原理的应用
1.温度:温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性。
应用:①在零上低温下储存蔬菜、水果;②在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温以减少有机物的消耗,提高产量。
2.氧气浓度:氧气浓度决定细胞呼吸类型和强度
应用:常利用适当降低氧气浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
3.二氧化碳浓度:从化学平衡角度分析,增加二氧化碳的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用。
应用:储藏粮食时适当增大二氧化碳浓度,可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
3.水分:自由水含量较高时细胞呼吸较旺盛。
应用:储藏作物种子时,将种子风干,减少自由水的含量,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。
13.【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A. 血液流经肌肉组织时,需要吸收O2,释放CO2,而红细胞可以释放O2,带走CO2,故对红细胞而言,判断气体A是CO2、B是O2,A说法正确;
B.①和②表示气体顺浓度梯度进出红细胞,不需要载体和能量,为自由扩散;④是葡萄糖借助载体蛋白顺浓度梯度进入红细胞,不需要能量,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞,两者都属于协助扩散,B说法正确;
C.人体成熟红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,只能进行无氧呼吸产生ATP,为③过程提供能量,C说法正确;
D.人体成熟红细胞无核糖体,不能合成新的蛋白质,膜上的糖蛋白不能更新,但处于不断流动中,D说法错误。
故答案为:D。
【分析】1、人体成熟的红细胞,无各种细胞器和细胞核,只能进行无氧呼吸。
2、小分子物质跨膜运输的方式和特点
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
水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散
需要
红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 细胞吸收氨基酸、葡萄糖、离子等小分子物质
14.【答案】D
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、培养开始时如果就加入重铬酸钾,可能会杀死酵母菌。如果想检测乙醇的生成,应取甲瓶中的少量滤液2mL注入到试管中,接着向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A错误;
B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此B错误;
C、酵母菌是真核生物,具有线粒体。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,如果用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布情况,C错误;
D、甲瓶中的葡萄糖经过无氧呼吸分解可以产生乙醇,因此当甲瓶中葡萄糖的量是一定值,因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量,D正确。
故答案为:D。
【分析】探究酵母菌进行无氧呼吸的实验原理:
①酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ,无氧呼吸产生酒精和CO2 。
②CO2的检测方法:CO2使澄清石灰水变浑浊,CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
③酒精的检测:橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
15.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】 A、酵母菌可以进行两种呼吸方式,即有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生能量多,有氧条件下利于酵母菌的增殖,A不符合题意;
B、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行,无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、和[H],并释放少量的能量,B符合题意;
C、酵母菌的第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇,同时生成二氧化碳,C不符合题意;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会生成CO2,D不符合题意。
故答案选:B。
【分析】酵母菌是一种真核生物,优先进行有氧呼吸,可以产生大量能量供机体的生命活动。无氧时,酵母菌亦可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有大量二氧化碳和水,同时释放大量能量。无氧呼吸时,酵母菌可以产生酒精和较少的二氧化碳。
16.【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。
17.【答案】A
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、玉米地的太阳能利用率高于荒地,而玉米地的净初级生产效率却低于荒地,A错误;
B、若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地,因为玉米地的太阳能利用率最高,B正确;
C、由实验数据可知,两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地,C正确;
D、两个湖泊中有很多的水生植物,而这些植物接受的太阳能需要穿过水层,据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低,与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关,D正确。
故答案为:A。
【分析】在生态系统中,生产者通过光合作用固定的能量称为总初级生产量。光能利用效率最高的是总初级生产量/总入射日光量的值最大的生态系统;总初级生产量转化为净初级生产量比例最高的生态系统是生产者呼吸消耗量/总初级生产量的值最小的生态系统。
18.【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。
19.【答案】A,B,D
【知识点】细胞膜的结构特点;有氧呼吸的过程和意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、由图可知,囊泡由细胞膜出芽形成,体现了细胞膜的流动性,A正确;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,B正确;
C、PKM2进入单核细胞催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成,呼吸作用中丙酮酸的合成场所在细胞质基质,C错误;
D、肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌,微囊泡被单核细胞摄取后,PKM2进入单核细胞可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞,分泌各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成,属于正反馈调节,D正确。
故答案为:A B D 。
【分析】1、细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的,蛋白质分子大都是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输,它们均需要消耗能量,依赖于细胞膜的流动性。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
3、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
4、在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节,抑制原来生命活动的是负反馈调节。
20.【答案】A,B,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、葡萄糖脱水缩合形成多糖,A正确,与题意相符;
B、有氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量,[H]来自水,B正确,与题意相符;
C、某些植物中过氧化氢分解会产生氧气,C错误,不符合题意;
D、光反应阶段又称水的光解,产生O2、ATP和NADPH,O2来自H2O中的O,D正确,与题意相符。
故答案为:ABD。
【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、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
3、生物大分子都是由单体构成的聚合物,单体聚合形成大分子是通过脱水缩合完成的。
21.【答案】A,C,D
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A.荫坑和气调冷藏库环境中低温、缺氧的环境降低了细胞呼吸速率,减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解,A说法正确;
B.荫坑和气调冷藏库贮存中的低温通过降低呼吸作用相关酶的活性,对有氧呼吸的三个阶段均有影响,B说法错误;
C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性,C说法正确;
D.乙烯具有催熟作用,因此气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间,D说法正确。
故答案为:ACD。
【分析】影响细胞呼吸作用的因素有:氧气浓度(促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸)、温度(影响酶活力)、水分、二氧化碳浓度(抑制细胞呼吸)等。
农产品的贮存和保鲜方法:
新鲜水果:零上低温、低氧、湿度适中。
种子、粮食作物:零上低温、低氧、干燥。
22.【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。
23.【答案】(1)基质;光照停止,产生的ATP、[H]减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多
(2)低;喷施 SoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,此时,在更低的光照强度下,两者即可相等
(3)100~300
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)光合作用光反应场所是类囊体薄膜,光反应的场所是叶绿体基质。O2与C5结合发生在暗反应阶段,场所在叶绿体基质。突然停止光照,光反应停止,暗反应进行,光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多。
故答案为:基质 ; 光照停止,产生的ATP、[H]减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多 。
(2)由表可知,与对照相比,喷施100mg/LSoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,则呼吸释放CO2和光合作用固定的CO2相等时的光合强度比未喷施SoBS溶液相比光合强度更低。
故答案为:低 ; 喷施 SoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,此时,在更低的光照强度下,两者即可相等 。
(3)由表可知,在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合产量最大,为了进一步探究最适喷施浓度,应在100~300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
故答案为:100~300 。
【分析】1、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。(5)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。
2、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。
24.【答案】(1)细胞质基质
(2)包含BamHI的识别序列;将GTG改为ATG;原核生物复制原点;不能;缺失尿嘧啶
(3)B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)酵母细胞无氧呼吸的场所为细胞质基质。
故答案为:细胞质基质。
(2)①为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG,且能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应包含BamHl的识别序列。
②PCR产物和质粒连接获得重组质粒,重组质粒上需要有原核生物复制原点,才能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性,易被本物种的转录系统识别并启动转录,重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。
③利于不含尿腔啶的选择培养基筛选含重组质粒的转基因酿酒酵母。
故答案为:包含BamHI的识别序列;将GTG改为ATG;原核生物复制原点;不能;缺失尿嘧啶。
(3)A、优化发酵条件,是条件更适合乳酸菌的生存和繁殖,提高其乳酸产量,A正确;
B、启动子存在物种特异性,酵母细胞中不表达乳酸菌LDH基因自身的启动子,B错误;
C、敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因,酵母菌则不能进行酒精发酵,只进行乳酸发酵,C正确;
D、基因突变具有不定向性,对转基因酸酒酵母进行诱变育种,可能会出现乳酸菌的高产菌株,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
2、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:CDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;b、终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
25.【答案】(1)促进生菜根部细胞呼吸;为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,选用红蓝光可以提高植物的光合作用,从而提高生菜的产量;B;右上方
(3)低;减少
【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;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)植物工厂用培养液培植生菜需定时向营养液通入空气,目的是保证充足的氧气促进生菜根部的细胞呼吸。除通气外,还会定期更换培养液以保证为生菜提供足够的无机盐,保证生菜的正常生长。
故答案为:促进生菜根部细胞呼吸;为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长。
(2)植物叶绿素主要吸收收红光和蓝紫光,为了提高植物光合作用从而提高生菜产量,植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜。由图可知,生菜成熟叶片在不同光照强度下的光合速率不同,达到光饱和点之后光照强度强加光合速率也不再上升,故培植区的光照强度应设置在图中B点所对应的光照强度,当提高CO2浓度时,生菜的光饱和点右移光合速率也会提高,B点会向右上方移动。
故答案为:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,选用红蓝光可以提高植物的光合作用,从而提高生菜的产量;B;右上方。
(3)真正光合作用=净光合作用+呼吸作用,由图可知光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度,T5是光合作用的最适温度,若将温度从T5调至T6,温度升高光合速率下降,呼吸速率上升,有机物的积累量减少。
故答案为:低 ; 减少 。
【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、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、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
4、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。
26.【答案】(1)蛋白质;碳源
(2)蛋白酶;脂肪酶;氨基酸;异养好氧
(3)原核生物;二氧化碳和酒精;乳酸 (酒精、食盐)
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;微生物发酵及其应用;果酒果醋的制作
【解析】【解答】(1)大豆中富含蛋白质可为发酵提供氮源,小麦中的淀粉可为发酵提供碳源。
(2)蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸。米曲霉发酵需要提供营养物质并通入空气,说明米曲霉属于异养好氧微生物。
(3)乳酸菌是原核生物;酵母菌进行无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵母菌,它们产生的乳酸和酒精均可以抑制其它微生物的生长,加入的食盐也可抑制微生物生长。
【分析】 1、大豆富含蛋白质(组成元素C、H、O、N等),得知大豆中的哪种成分提供氮源。淀粉可以作为发酵底物,作为碳源。
2、结合酶具有专一性,例如蛋白酶将促进蛋白质水解,进行答题。
3、米曲霉发酵过程需要提供营养物质(说明米曲霉是异养型生物)、通入空气(目的之一提供氧气)并搅拌,由此可以判断米曲霉属于哪种新陈代谢类型。
4、结合题意进行答题:
① 乳酸菌全名是“乳酸杆菌”,带“杆菌”的一般都是原核生物。
②CHO→2CO2+2CH3CH2OH。
③细菌生存易受到环境的影响,酸、碱、重金属、高渗透压或者地渗透压等因素都会影响细菌的生存。
27.【答案】(1)光照强度;降低
(2)B地光照强度过高,导致蔬菜气孔关闭,二氧化碳吸收受阻,光合作用速率降低
(3)C的温度上升,光合作用有关酶活性下降,呼吸作用有关酶活性增加,C的净光合作用降低,产量下降,因此C的蔬菜产量低于B
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加,与10时相比,7时光照强度弱,此时,影响光合作用的主要因素是光照强度,10时到12时,从图中分析可知,光合作用强度在降低;(2)光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加,当光照强度持续增加同时温度上升,会对植物组织内部灼烧,部分气孔关闭,导致植物从外界吸收二氧化碳受阻,植物暗反应受到限制,光合作用强度降低;(3)当温度升高后,与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低,光合作用强度降低,呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度,呼吸速率上升,最终导致净光合速率降低,蔬菜的有机物积累减少,产量降低。
【分析】影响光合作用的环境因素:光照、二氧化碳浓度、温度、水、矿质元素等该题以一天的时间来代替光照强度,中午因为光照强度过强,气孔关闭影响光合作用的暗反应从而影响整个光合作用过程。温度的变化会引起光合作用和呼吸作用相关酶活性影响光合和呼吸作用,植物的产量既有机物的积累,是植物一天光合作用的产物减去呼吸作用所消耗的有机物:净光合作用=总光合作用-呼吸作用。
28.【答案】(1)不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响
(2)催化ATP水解;单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量
(3)呼吸作用
(4)提高;龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态
【知识点】酶的相关综合;ATP与ADP相互转化的过程;影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)由题意可知,本实验中的自变量为不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP),变量为龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率,故本实验探究的是在一定光照强度下,不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)对海洋藻类龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
故答案为:不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
(2)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。ATP水解酶的作用是催化ATP的水解,它的活性可以通过测定单位时间ADP或者磷酸的生成量来表示,也可以通过测量测定单位时间ATP的消耗量来表示。
故答案为: 催化ATP水解 ; 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量 。
(3)净光合作用=真正光合作用-呼吸作用,且在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。在高CO2浓度HC下光合作用速率应该增强,而在HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,则推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞呼吸作用增强,导致有机物消耗增加,净光合速率下降。
故答案为:呼吸作用。
(4)由图可知,大气CO2条件下,高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态。
故答案为:提高 ; 龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态 。
【分析】1、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。
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、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
4、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。
5、探究实验遵循的原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。
6、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。
29.【答案】(1)类囊体薄膜;叶绿素、类胡萝卜素
(2)C5;12
(3)[H];ATP
(4)在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮;减少叶片差异造成的误差;叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量)
【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;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,此阶段将光能转化为化学能,参与反应的注意有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故填: 类囊体薄膜 ; 叶绿素、类胡萝卜素 。
(2)暗反应 C5 是需要循环利用的;一个蔗糖分子是有1分子葡萄糖和1分子果糖分子构成的,一个葡萄糖分子通过有氧呼吸可以产生6分子的CO2,说明合成1分子的葡萄糖需要6个CO2。果糖和葡萄糖都是六碳糖,一共需要12个CO2,故填:C5;12。
(3)光反应的产物有O2、[H]、ATP ,这个三个产物中只有[H]具有还原性,从图示可知最终[H]形成NADH,NADH在线粒体中参与反应,最终生产ATP。故填: [H]; ATP 。
(4)寡霉素是唯一变量,对照组除了没有寡霉素外其他的完全同实验中;测定多个大麦叶是为了取平均值,减少叶片差异对实验结果的影响;最终是计算光合放氧速率,从单位可以知道需要知道叶绿素的含量,所有推出第三部的实验目的是叶绿素的测定。故填: 在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 ; 减少叶片差异造成的误差 ; 3、叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量) 。
【分析】(1)光合作用分为两个阶段:光反应阶段和暗反应阶段。
光反应阶段:水的光解 2H2O
4[H]+O2+少量ATP;发生在内囊体薄膜上,主要通过色素吸收,转化传递光能来完成这个阶段。
暗反应阶段:CO2的固定:CO2+C5
2C3;第二阶段是 C3 的还原2C3
(CH2O)+C5。
(2)从图示可知光合作用产生的光合作用产生的C3和[H]进入了呼吸作用。而且[H]最终参与到ATP的合成中。
(3)通过题干可以知道要求计算光合放氧速率的,根据它的单位可以知道涉及到参数有O2的释放量和叶绿素的含量,针对两个参数实验是需要测定的。设计实验时要注意对照实验的设置,为了减少系统性误差,实验一般需要多测几个数据求平均值。
30.【答案】(1)细胞质基质、线粒体、(叶绿体)类囊体薄膜;细胞呼吸
(2)蒸腾作用水分丢失;光合作用(暗反应)
(3)实验思路:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
预期结果:A组液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:B组液泡中pH值夜晚显著低于白天。
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)白天叶肉细胞既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,所以白天叶肉细胞产生ATP的场所有:细胞质基质、线粒体和类囊体薄膜。细胞呼吸产生的CO2可为光合作用暗反应提供原料。
(2)夜间气孔打开,PEP羧化酶活性高,固定CO2形成苹果酸,储存在液泡中:白天气孔关闭、减少蒸腾作用水分散失,但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的CO2,不影响光合作用进行。
(3)根据题干,本题为验证型实验,实验目的为“验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊CO2固定方式"。根据实验目的找出自变量为植物甲的生存环境,因变量为植物甲液泡中的pH值。据此设计实验,
实验思路为:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
因为正常浇水时,植物甲无这种特殊的固定方式,所以A组液泡中无苹果酸储存过程,液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:又因为在干旱环境中植物甲特殊的CO2固定方式会将胞间二氧化碳固定形成苹果酸,储存在液泡中,故B组液泡中夜晚苹果酸储存较多pH值明显降低,白天液泡中苹果酸脱羧释放CO2,pH值升高。
【分析】 1、白天植物细胞可以进行呼吸作用和光合作用,均可以产生ATP,场所是“细胞质基质、线粒体”和“叶绿体”。呼吸作用可以产生CO2。有氧呼吸的过程:
C6H12O6+6H2O+6O2 → 6CO2+12H2O+能量。
2、蒸腾作用主要过程为:土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。
3、首先确定自变量、因变量和无关变量。验证“植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式”。所以自变量是“是否干旱条件”,因变量是“是否存在这种特殊的CO2固定方式”,CO2是酸性气体,可以用“pH作为检测指标”。
4、实验设计常规思路:①取材、②分组、③根据自变量进行适宜的实验处理(加法原理或者减法原理)、④观察实验现象和记录实验数据、⑤分析实验结果和得出实验结论、⑥进行交流、分析和报告。
5、预期结果可以结合实验目的和实验处理进行预测。
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高考生物五年真题汇编7——细胞呼吸(1)
一、单选题
1.(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。
2.(2022·广东)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是()
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、种子细胞中没有叶绿体不能进行光合作用,反应不需要在光下进行,A错误;
B、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中,生成少量[H],可以与TTC反应生成TTF,B正确;
C、保温时间长,进入细胞的TTC较多,则TTF的生成量多,故TTF生成量与保温时间有关,C错误;
D、相同时间保温时,红色越深代表代表细胞生成[H]越多,细胞代谢越旺盛,种子活力越高,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
3.(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是( )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】由题意可知,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定,由净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率,净光合作用用CO2的吸收量表示,初期CO2含量逐渐降低表明CO2大于0,光合速率大于呼吸速率,之后CO2保持相对稳定,则光合速率等于呼吸作用速率,故D正确,A、B、C错误。
故答案为:D。
【分析】1、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。
2、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
3、净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率。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。
4.(2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是()
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、有氧呼吸的三个阶段都会产生ATP,其中第一阶段发生在细胞质基质中,第二、三阶段发生在线粒体中,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP,A正确;
B、有氧呼吸第三阶段发生在线粒体的内膜上,在相应酶的参与下[H]和氧气结合,形成水同时释放大量能量,B正确;
C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸在相应酶的参与下分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH),同时释放少量能量,该过程不需要O2的直接参与,C错误;
D、线粒体中含有DNA分子,属于半自主性的细胞器,能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、线粒体形状是短棒状,圆球形,分布在动植物细胞中,内膜向内折叠形成嵴,嵴上有基粒,基质中含有与有氧呼吸有关的酶,是双层膜结构,含有少量的DNA和RNA,是半自主性细胞器。
2、有氧呼吸全过程:
第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。
第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。
第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
5.(2021·福建)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”(实验I)和“培养液中酵母菌种群数量的变化”(实验II)的叙述,正确的是( )
A.实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B.实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO2
C.实验I中,有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D.实验Ⅱ中,可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
【答案】C
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、实验I 根据实验现象判断酵母菌细胞的呼吸方式,不需要将结果转化为数学模型,实验Ⅱ 酵母菌的种群数量变化需要将实验结果转化为数学模型,A错误;
B、实验I探究酵母菌细胞呼吸的方式需要用NaOH去除空气中的CO2,实验Ⅱ中CO2对实验无影响不需要除去,B错误;
C、酵母菌的有氧呼吸产物和无氧呼吸产物中都有CO2,故实验I中的有氧组合和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊,C正确;
D、实验II中将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”(实验I):(1)NaOH溶液的作用是除去酵母菌呼吸释放的二氧化碳,所以装置中液滴移动的距离代表酵母菌有氧呼吸消耗的氧气;(2)清水不吸收气体,也不释放气体,所以装置中液滴移动的距离代表呼吸作用释放的二氧化碳的量与消耗氧气的量的差值。
2、探究酵母菌种群数量的变化实验 (实验II) 中,实验流程为:(1)酵母菌培养(液体培养基,无菌条件)→(2)振荡培养基(酵母菌均匀分布于培养基中)→(3)观察并计数→重复(2)、(3)步骤(每天计数酵母菌数量的时间要固定)→绘图分析。探究培养液中酵母种群数量变化的实验中应注意:(1)在吸取培养液计数前,要轻轻振动试管,使试管中的酵母菌分布均匀。(2)采用抽样检测的方法:先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余培养液用滤纸吸去,稍待片刻,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
6.(2021·福建)运动可促进机体产生更多新的线粒体,加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解,维持线粒体数量、质量及功能的完整性,保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求。下列相关叙述正确的是( )
A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B.细胞中不同线粒体的呼吸作用强度均相同
C.衰老线粒体被消化降解导致正常细胞受损
D.运动后线粒体的动态变化体现了机体稳态的调节
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;稳态的生理意义;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、葡萄糖在有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中被分解为两分子丙酮酸,丙酮酸进入线粒体氧化分解,而不是葡萄糖,A错误;
B、呼吸作用的强度与线粒体中呼吸酶及氧浓度和丙酮酸浓度等因素相关,细胞中不同线粒体中这些因素可能不同,故细胞中不同线粒体的呼吸作用强度可能不同,B错误;
C、衰老线粒体被消化降解可以维持细胞中线粒体数量、质量及功能的完整性,是为了正好的维持细胞功能不会损伤正常细胞,C错误;
D、内环境稳态是指体内渗透压、温度、pH等理化特性和化学成分呈现动态平衡的过程,运动促进机体产生更多新的线粒体,加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解,维持线粒体数量、质量及功能的完整性,维持细胞功能的正常进行,这是机体进行稳态调节的结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、线粒体的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
3、内环境稳态(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性和化学成分呈现动态平衡的过程;(2)定义:在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态;(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络;(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节;(5)意义:机体进行正常生命活动的必要条件。
7.(2021·湖北)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏
B.密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,利于保鲜
C.冷藏时,梨细胞的自由水增多,导致各种代谢活动减缓
D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓
【答案】C
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、鲜梨果肉细胞中水含量大,自由水含量多,常温下环境温度较高代谢旺盛,有机物被消耗,梨不耐贮藏,A正确;
B、密封条件下,梨有氧呼吸作用消耗有机物O2,释放CO2,CO2会抑制有氧呼吸,利于保鲜,B正确;
C、冷藏时,细胞中的结合水含量增多,代谢活动减缓,C错误;
D、 果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变,低温会降低酶的活性,抑制梨的酚氧化酶活性,减缓果肉褐变,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、水的存在形式是自由水和结合水,主要是自由水。
(1)自由水:细胞中绝大部分以自由水形式存在的,可以自由流动的水。其主要功能:①细胞内的良好溶剂。②细胞内的生化反应需要水的参与。③多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。④运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。
(2)结合水:细胞内的一部分与其他物质相结合的水,它是组成细胞结构的重要成分。
(3)代谢旺盛的细胞中,自由水所占比例增加。若细胞中结合水所占比例增大,有利于抵抗不良环境(高温、干旱、寒冷等)。生物代谢旺盛,结合水可转化为自由水,使结合水与自由水的比例降低,当生物代谢缓慢,自由水可转换为结合水,使结合水与自由水比例上升。即自由水越多,代谢越旺盛,结合水越多抗逆性越强。
2、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。
8.(2021·辽宁)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述,正确的是( )
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原;探究酵母菌的呼吸方式;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、植物细胞的吸水和失水以原生质层的大小和位置作为观察对象,A错误;
B、绿叶中色素的提取和分离最后的结果是观察到四条色素带,根据条带的顺序、颜色和宽度区分色素,B正确;
C、探究酵母菌呼吸方式观察澄清石灰水变浑浊,以及溴麝香草酚蓝水溶液和橙色的酸性重铭酸钾溶液的变色情况,C错误;
D、根尖分生组织细胞有丝分裂观察细胞内染色体的形态和数目,细胞已死亡,不会发生变化,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、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。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、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)。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中:(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(2)检测酒精的产生:橙色的重铭酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。
4、观察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
9.(2021·天津)铅可导致神经元线粒体空泡化、内质网结构改变、高尔基体扩张,影响这些细胞器的正常功能。这些改变不会直接影响下列哪种生理过程( )
A.无氧呼吸释放少量能量 B.神经元间的兴奋传递
C.分泌蛋白合成和加工 D.[H]与O2结合生成水
【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法;无氧呼吸的过程和意义;线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、无氧呼吸的场所在细胞质基质,释放能量,不会受影响,A正确;
B、神经元间的兴奋传递需要消耗线粒体合成的能量,受影响,B错误;
C、分泌蛋白的合成需要内质网、高尔基体和线粒体参与,C错误;
D、[H]与O2结合的场所在线粒体内膜,D错误。
故答案为:A。
【分析】各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
10.(2021·北京)在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是( )
A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
【答案】D
【知识点】ATP的相关综合;有氧呼吸的过程和意义;全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、由表可知,走路上学比手洗衣服在单位时间内能量消耗更多,A正确;
B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,B正确;
C、有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分提供机体各项活动,C正确;
D、温室效应主要是化石燃料的燃烧释放二氧化碳形成的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、葡萄糖是细胞呼吸的反应物,是细胞生命活动所需要的主要能源物质,呼吸过程中有机物氧化分解释放的能量少部分转换成ATP外其余均以热能形式散失,其意义是维持生物体的体温,从而维持酶的活性。
2、温室效应:
(1)主要成因:大量使用化学燃料,打破了生物圈中碳循环的平衡,大气中的二氧化碳迅速增加。
(2)影响:地球气候异常,灾难性气候增加;温度上升,冰川融化,沿海国家和地区可能被海水淹没。
(3)解决方法:减少化学燃料的使用,开发新的能源,改进能源结构,如利用风能、水能、核能。
11.(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:
12.(2021·湖南)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A不符合题意;
B、种子在无氧条件下进行无氧呼吸会产生酒精,不利于种子储存,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B符合题意;
C、油料作物种子含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C不符合题意;
D、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】细胞呼吸的影响因素及其原理的应用
1.温度:温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性。
应用:①在零上低温下储存蔬菜、水果;②在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温以减少有机物的消耗,提高产量。
2.氧气浓度:氧气浓度决定细胞呼吸类型和强度
应用:常利用适当降低氧气浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
3.二氧化碳浓度:从化学平衡角度分析,增加二氧化碳的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用。
应用:储藏粮食时适当增大二氧化碳浓度,可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
3.水分:自由水含量较高时细胞呼吸较旺盛。
应用:储藏作物种子时,将种子风干,减少自由水的含量,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。
13.(2021·河北)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A. 血液流经肌肉组织时,需要吸收O2,释放CO2,而红细胞可以释放O2,带走CO2,故对红细胞而言,判断气体A是CO2、B是O2,A说法正确;
B.①和②表示气体顺浓度梯度进出红细胞,不需要载体和能量,为自由扩散;④是葡萄糖借助载体蛋白顺浓度梯度进入红细胞,不需要能量,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞,两者都属于协助扩散,B说法正确;
C.人体成熟红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,只能进行无氧呼吸产生ATP,为③过程提供能量,C说法正确;
D.人体成熟红细胞无核糖体,不能合成新的蛋白质,膜上的糖蛋白不能更新,但处于不断流动中,D说法错误。
故答案为:D。
【分析】1、人体成熟的红细胞,无各种细胞器和细胞核,只能进行无氧呼吸。
2、小分子物质跨膜运输的方式和特点
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
水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散
需要
红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 细胞吸收氨基酸、葡萄糖、离子等小分子物质
14.(2021·广东)秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料,生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2
C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
【答案】D
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、培养开始时如果就加入重铬酸钾,可能会杀死酵母菌。如果想检测乙醇的生成,应取甲瓶中的少量滤液2mL注入到试管中,接着向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A错误;
B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此B错误;
C、酵母菌是真核生物,具有线粒体。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,如果用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布情况,C错误;
D、甲瓶中的葡萄糖经过无氧呼吸分解可以产生乙醇,因此当甲瓶中葡萄糖的量是一定值,因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量,D正确。
故答案为:D。
【分析】探究酵母菌进行无氧呼吸的实验原理:
①酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ,无氧呼吸产生酒精和CO2 。
②CO2的检测方法:CO2使澄清石灰水变浑浊,CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
③酒精的检测:橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
15.(2021·全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是( )
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】 A、酵母菌可以进行两种呼吸方式,即有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生能量多,有氧条件下利于酵母菌的增殖,A不符合题意;
B、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行,无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、和[H],并释放少量的能量,B符合题意;
C、酵母菌的第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇,同时生成二氧化碳,C不符合题意;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会生成CO2,D不符合题意。
故答案选:B。
【分析】酵母菌是一种真核生物,优先进行有氧呼吸,可以产生大量能量供机体的生命活动。无氧时,酵母菌亦可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有大量二氧化碳和水,同时释放大量能量。无氧呼吸时,酵母菌可以产生酒精和较少的二氧化碳。
16.(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。
17.在生态系统中,植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其中一部分用于自身的呼吸消耗,余下部分称为净初级生产量。表为4个生态系统的研究实例。
类别 玉米地 荒地 湖泊I 湖泊II
太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能) 1.6% 1.2% 0.4% 0.1%
呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量) 23.4% 15.1% 22.3% 21.0%
净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量) 76.6% 84.9% 77.7% 79.0%
下列有关叙述错误的是( )
A.与玉米地相比,荒地的太阳能利用率低,净初级生产效率也低
B.若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地
C.两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地
D.两个湖泊的太阳能利用率低,与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
【答案】A
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、玉米地的太阳能利用率高于荒地,而玉米地的净初级生产效率却低于荒地,A错误;
B、若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地,因为玉米地的太阳能利用率最高,B正确;
C、由实验数据可知,两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地,C正确;
D、两个湖泊中有很多的水生植物,而这些植物接受的太阳能需要穿过水层,据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低,与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关,D正确。
故答案为:A。
【分析】在生态系统中,生产者通过光合作用固定的能量称为总初级生产量。光能利用效率最高的是总初级生产量/总入射日光量的值最大的生态系统;总初级生产量转化为净初级生产量比例最高的生态系统是生产者呼吸消耗量/总初级生产量的值最小的生态系统。
18.(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。
二、多选题
19.(2021·辽宁)肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌,如下图所示。微囊泡被单核细胞摄取后,PKM2进入单核细胞内既可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成,又可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞。巨噬细胞分泌的各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成。下列有关叙述正确的是( )
A.微囊泡的形成依赖于细胞膜的流动性
B.单核细胞分化过程中进行了基因的选择性表达
C.PKM2主要在单核细胞的线粒体基质中起催化作用
D.细胞因子促进肝癌细胞产生微囊泡属于正反馈调节
【答案】A,B,D
【知识点】细胞膜的结构特点;有氧呼吸的过程和意义;细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、由图可知,囊泡由细胞膜出芽形成,体现了细胞膜的流动性,A正确;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,B正确;
C、PKM2进入单核细胞催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成,呼吸作用中丙酮酸的合成场所在细胞质基质,C错误;
D、肝癌细胞中的M2型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌,微囊泡被单核细胞摄取后,PKM2进入单核细胞可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞,分泌各种细胞因子进一步促进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成,属于正反馈调节,D正确。
故答案为:A B D 。
【分析】1、细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的,蛋白质分子大都是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输,它们均需要消耗能量,依赖于细胞膜的流动性。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
3、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
4、在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节,抑制原来生命活动的是负反馈调节。
20.(2021·山东)关于细胞中的 H2O 和 O2,下列说法正确的是( )
A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生
B.有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O
C.植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用
D.光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O
【答案】A,B,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、葡萄糖脱水缩合形成多糖,A正确,与题意相符;
B、有氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量,[H]来自水,B正确,与题意相符;
C、某些植物中过氧化氢分解会产生氧气,C错误,不符合题意;
D、光反应阶段又称水的光解,产生O2、ATP和NADPH,O2来自H2O中的O,D正确,与题意相符。
故答案为:ABD。
【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、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
3、生物大分子都是由单体构成的聚合物,单体聚合形成大分子是通过脱水缩合完成的。
三、双选题
21.(2021·河北)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使角大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是( )
A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制
C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间
【答案】A,C,D
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A.荫坑和气调冷藏库环境中低温、缺氧的环境降低了细胞呼吸速率,减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解,A说法正确;
B.荫坑和气调冷藏库贮存中的低温通过降低呼吸作用相关酶的活性,对有氧呼吸的三个阶段均有影响,B说法错误;
C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性,C说法正确;
D.乙烯具有催熟作用,因此气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间,D说法正确。
故答案为:ACD。
【分析】影响细胞呼吸作用的因素有:氧气浓度(促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸)、温度(影响酶活力)、水分、二氧化碳浓度(抑制细胞呼吸)等。
农产品的贮存和保鲜方法:
新鲜水果:零上低温、低氧、湿度适中。
种子、粮食作物:零上低温、低氧、干燥。
四、综合题
22.(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。
23.(2021·山东)光照条件下,叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5,O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示,SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
SoBS浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2umol·m2·s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光合呼吸强度 (CO2umol·m2·s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
(1)光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的 中。正常进行光合作用的水稻,突然停止光照,叶片 CO2释放量先增加后降低,CO2释放量增加的原因是 。
(2)与未喷施 SoBS 溶液相比,喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度 (填:“高”或“低”),据表分析,原因是 。
(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物,农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度,据表分析,应在 mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【答案】(1)基质;光照停止,产生的ATP、[H]减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多
(2)低;喷施 SoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,此时,在更低的光照强度下,两者即可相等
(3)100~300
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)光合作用光反应场所是类囊体薄膜,光反应的场所是叶绿体基质。O2与C5结合发生在暗反应阶段,场所在叶绿体基质。突然停止光照,光反应停止,暗反应进行,光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多。
故答案为:基质 ; 光照停止,产生的ATP、[H]减少,暗反应消耗的C5减少,C5与O2结合增加,产生的CO2增多 。
(2)由表可知,与对照相比,喷施100mg/LSoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,则呼吸释放CO2和光合作用固定的CO2相等时的光合强度比未喷施SoBS溶液相比光合强度更低。
故答案为:低 ; 喷施 SoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,此时,在更低的光照强度下,两者即可相等 。
(3)由表可知,在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合产量最大,为了进一步探究最适喷施浓度,应在100~300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
故答案为:100~300 。
【分析】1、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。(5)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。
2、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。
24.(2021·天津)乳酸菌是乳酸的传统生产菌,但耐酸能力较差,影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强,但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因(LDH)导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的工程菌株。下图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图,图2为构建表达载体时所需的关键条件。
(1)乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为 。
(2)获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下:
①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。
为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG,且能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑 和 。
②将上述PCR产物和质粒重组后,导入大肠杆菌,筛选、鉴定,扩增重组质粒。重组质粒上有 ,所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性,易被本物种的转录系统识别并启动转录,因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列 (能/不能)在大肠杆菌中高效表达。
③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株,在 的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母,并进行鉴定。
(3)以葡萄糖为碳源,利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵,结果既产生乳酸,也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量,下列措施中不合理的是___________(单选)。
A.进一步优化发酵条件
B.使用乳酸菌LDH基因自身的启动子
C.敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因
D.对转基因酿酒酵母进行诱变育种
【答案】(1)细胞质基质
(2)包含BamHI的识别序列;将GTG改为ATG;原核生物复制原点;不能;缺失尿嘧啶
(3)B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)酵母细胞无氧呼吸的场所为细胞质基质。
故答案为:细胞质基质。
(2)①为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG,且能通过双酶切以正确方向插入质粒,需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应包含BamHl的识别序列。
②PCR产物和质粒连接获得重组质粒,重组质粒上需要有原核生物复制原点,才能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性,易被本物种的转录系统识别并启动转录,重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。
③利于不含尿腔啶的选择培养基筛选含重组质粒的转基因酿酒酵母。
故答案为:包含BamHI的识别序列;将GTG改为ATG;原核生物复制原点;不能;缺失尿嘧啶。
(3)A、优化发酵条件,是条件更适合乳酸菌的生存和繁殖,提高其乳酸产量,A正确;
B、启动子存在物种特异性,酵母细胞中不表达乳酸菌LDH基因自身的启动子,B错误;
C、敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因,酵母菌则不能进行酒精发酵,只进行乳酸发酵,C正确;
D、基因突变具有不定向性,对转基因酸酒酵母进行诱变育种,可能会出现乳酸菌的高产菌株,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
2、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:CDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;b、终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
25.(2021·海南)植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中,需定时向营养液通入空气,目的是 。除通气外,还需更换营养液,其主要原因是 。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜,选用红蓝光的依据是 。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图,培植区的光照强度应设置在 点所对应的光照强度;为提高生菜产量,可在培植区适当提高CO2浓度,该条件下B点的移动方向是 。
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响,结果如图,光合作用最适温度比呼吸作用最适温度 ;若将培植区的温度从T5调至T6,培植24h后,与调温前相比,生菜植株的有机物积累量 。
【答案】(1)促进生菜根部细胞呼吸;为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,选用红蓝光可以提高植物的光合作用,从而提高生菜的产量;B;右上方
(3)低;减少
【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;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)植物工厂用培养液培植生菜需定时向营养液通入空气,目的是保证充足的氧气促进生菜根部的细胞呼吸。除通气外,还会定期更换培养液以保证为生菜提供足够的无机盐,保证生菜的正常生长。
故答案为:促进生菜根部细胞呼吸;为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长。
(2)植物叶绿素主要吸收收红光和蓝紫光,为了提高植物光合作用从而提高生菜产量,植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜。由图可知,生菜成熟叶片在不同光照强度下的光合速率不同,达到光饱和点之后光照强度强加光合速率也不再上升,故培植区的光照强度应设置在图中B点所对应的光照强度,当提高CO2浓度时,生菜的光饱和点右移光合速率也会提高,B点会向右上方移动。
故答案为:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,选用红蓝光可以提高植物的光合作用,从而提高生菜的产量;B;右上方。
(3)真正光合作用=净光合作用+呼吸作用,由图可知光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度,T5是光合作用的最适温度,若将温度从T5调至T6,温度升高光合速率下降,呼吸速率上升,有机物的积累量减少。
故答案为:低 ; 减少 。
【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、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、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
4、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。
26.(2021·全国乙卷)[生物-选修:生物技术实践]
工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程,利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供 。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖、大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和 。米曲发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于 (填“自养厌氧”*异养厌氧”或“异养好氧")微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 (填“真核生物“或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是 (答出1点即可)。
【答案】(1)蛋白质;碳源
(2)蛋白酶;脂肪酶;氨基酸;异养好氧
(3)原核生物;二氧化碳和酒精;乳酸 (酒精、食盐)
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;微生物发酵及其应用;果酒果醋的制作
【解析】【解答】(1)大豆中富含蛋白质可为发酵提供氮源,小麦中的淀粉可为发酵提供碳源。
(2)蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸。米曲霉发酵需要提供营养物质并通入空气,说明米曲霉属于异养好氧微生物。
(3)乳酸菌是原核生物;酵母菌进行无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵母菌,它们产生的乳酸和酒精均可以抑制其它微生物的生长,加入的食盐也可抑制微生物生长。
【分析】 1、大豆富含蛋白质(组成元素C、H、O、N等),得知大豆中的哪种成分提供氮源。淀粉可以作为发酵底物,作为碳源。
2、结合酶具有专一性,例如蛋白酶将促进蛋白质水解,进行答题。
3、米曲霉发酵过程需要提供营养物质(说明米曲霉是异养型生物)、通入空气(目的之一提供氧气)并搅拌,由此可以判断米曲霉属于哪种新陈代谢类型。
4、结合题意进行答题:
① 乳酸菌全名是“乳酸杆菌”,带“杆菌”的一般都是原核生物。
②CHO→2CO2+2CH3CH2OH。
③细菌生存易受到环境的影响,酸、碱、重金属、高渗透压或者地渗透压等因素都会影响细菌的生存。
27.在晴朗无云的夏日,某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化,结果如图。回答下列问题。
(1)据图分析,与10时相比,7时蔬菜的光合作用强度低,此时,主要的外界限制因素是 ;从10时到12时,该蔬菜的光合作用强度 。
(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度,小组成员将菜地分成A、B两块,10~14时在A菜地上方遮阳,B菜地不遮阳,其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高,主要原因是 。
(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖,测得棚内温度比B菜地高,一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比,C菜地蔬菜产量低,从光合作用和呼吸作用的原理分析,原因是 。
【答案】(1)光照强度;降低
(2)B地光照强度过高,导致蔬菜气孔关闭,二氧化碳吸收受阻,光合作用速率降低
(3)C的温度上升,光合作用有关酶活性下降,呼吸作用有关酶活性增加,C的净光合作用降低,产量下降,因此C的蔬菜产量低于B
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加,与10时相比,7时光照强度弱,此时,影响光合作用的主要因素是光照强度,10时到12时,从图中分析可知,光合作用强度在降低;(2)光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加,当光照强度持续增加同时温度上升,会对植物组织内部灼烧,部分气孔关闭,导致植物从外界吸收二氧化碳受阻,植物暗反应受到限制,光合作用强度降低;(3)当温度升高后,与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低,光合作用强度降低,呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度,呼吸速率上升,最终导致净光合速率降低,蔬菜的有机物积累减少,产量降低。
【分析】影响光合作用的环境因素:光照、二氧化碳浓度、温度、水、矿质元素等该题以一天的时间来代替光照强度,中午因为光照强度过强,气孔关闭影响光合作用的暗反应从而影响整个光合作用过程。温度的变化会引起光合作用和呼吸作用相关酶活性影响光合和呼吸作用,植物的产量既有机物的积累,是植物一天光合作用的产物减去呼吸作用所消耗的有机物:净光合作用=总光合作用-呼吸作用。
五、实验探究题
28.(2021·福建)大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下, 。
(2)ATP水解酶的主要功能是 。ATP水解酶活性可通过测定 表示。
(3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞 增强,导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是 。
【答案】(1)不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响
(2)催化ATP水解;单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量
(3)呼吸作用
(4)提高;龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态
【知识点】酶的相关综合;ATP与ADP相互转化的过程;影响光合作用的环境因素;影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】(1)由题意可知,本实验中的自变量为不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP),变量为龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率,故本实验探究的是在一定光照强度下,不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)对海洋藻类龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
故答案为:不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
(2)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。ATP水解酶的作用是催化ATP的水解,它的活性可以通过测定单位时间ADP或者磷酸的生成量来表示,也可以通过测量测定单位时间ATP的消耗量来表示。
故答案为: 催化ATP水解 ; 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量 。
(3)净光合作用=真正光合作用-呼吸作用,且在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。在高CO2浓度HC下光合作用速率应该增强,而在HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,则推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞呼吸作用增强,导致有机物消耗增加,净光合速率下降。
故答案为:呼吸作用。
(4)由图可知,大气CO2条件下,高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态。
故答案为:提高 ; 龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态 。
【分析】1、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。
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、影响细胞呼吸的因素:(1)温度:温度主要影响酶的活性,在一定范围内,随着温度的升高,呼吸作用增强。(2)O2浓度:在O2浓度为零时,只进行无氧呼吸;O2浓度较低时,既进行有氧呼吸,有进行无氧呼吸;O2浓度将高时,只进行有氧呼吸。(3)CO2浓度:CO2是呼吸作用的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降,CO2浓度过大,会抑制呼吸作用的进行。(4)含水量在一定范围内,水的含量增加,呼吸作用增强。
4、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。
5、探究实验遵循的原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。
6、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。
29.(2021·江苏)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径,虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”,请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在 上将光能转变成化学能,参与这一过程的两类色素是 。
(2)光合作用时,CO2与C5结合产生三碳酸,继而还原成三碳糖(C3),为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3必须用于再生 ;运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖,运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了 个CO2分子。
(3)在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的 中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为 中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响,用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦,实验方法是:取培养10~14d大麦苗,将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中,通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后,测定,计算光合放氧速率(单位为 molO2 mg-1chl h-1,chl为叶绿素)。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水,需先溶于丙酮,配制高浓度母液,并用丙酮稀释成不同药物浓度,用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组 ①
② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③ 称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定
【答案】(1)类囊体薄膜;叶绿素、类胡萝卜素
(2)C5;12
(3)[H];ATP
(4)在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮;减少叶片差异造成的误差;叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量)
【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;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,此阶段将光能转化为化学能,参与反应的注意有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故填: 类囊体薄膜 ; 叶绿素、类胡萝卜素 。
(2)暗反应 C5 是需要循环利用的;一个蔗糖分子是有1分子葡萄糖和1分子果糖分子构成的,一个葡萄糖分子通过有氧呼吸可以产生6分子的CO2,说明合成1分子的葡萄糖需要6个CO2。果糖和葡萄糖都是六碳糖,一共需要12个CO2,故填:C5;12。
(3)光反应的产物有O2、[H]、ATP ,这个三个产物中只有[H]具有还原性,从图示可知最终[H]形成NADH,NADH在线粒体中参与反应,最终生产ATP。故填: [H]; ATP 。
(4)寡霉素是唯一变量,对照组除了没有寡霉素外其他的完全同实验中;测定多个大麦叶是为了取平均值,减少叶片差异对实验结果的影响;最终是计算光合放氧速率,从单位可以知道需要知道叶绿素的含量,所有推出第三部的实验目的是叶绿素的测定。故填: 在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 ; 减少叶片差异造成的误差 ; 3、叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量) 。
【分析】(1)光合作用分为两个阶段:光反应阶段和暗反应阶段。
光反应阶段:水的光解 2H2O
4[H]+O2+少量ATP;发生在内囊体薄膜上,主要通过色素吸收,转化传递光能来完成这个阶段。
暗反应阶段:CO2的固定:CO2+C5
2C3;第二阶段是 C3 的还原2C3
(CH2O)+C5。
(2)从图示可知光合作用产生的光合作用产生的C3和[H]进入了呼吸作用。而且[H]最终参与到ATP的合成中。
(3)通过题干可以知道要求计算光合放氧速率的,根据它的单位可以知道涉及到参数有O2的释放量和叶绿素的含量,针对两个参数实验是需要测定的。设计实验时要注意对照实验的设置,为了减少系统性误差,实验一般需要多测几个数据求平均值。
30.(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释放的CO2。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止 ,又能保证 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
【答案】(1)细胞质基质、线粒体、(叶绿体)类囊体薄膜;细胞呼吸
(2)蒸腾作用水分丢失;光合作用(暗反应)
(3)实验思路:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
预期结果:A组液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:B组液泡中pH值夜晚显著低于白天。
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)白天叶肉细胞既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,所以白天叶肉细胞产生ATP的场所有:细胞质基质、线粒体和类囊体薄膜。细胞呼吸产生的CO2可为光合作用暗反应提供原料。
(2)夜间气孔打开,PEP羧化酶活性高,固定CO2形成苹果酸,储存在液泡中:白天气孔关闭、减少蒸腾作用水分散失,但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的CO2,不影响光合作用进行。
(3)根据题干,本题为验证型实验,实验目的为“验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊CO2固定方式"。根据实验目的找出自变量为植物甲的生存环境,因变量为植物甲液泡中的pH值。据此设计实验,
实验思路为:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
因为正常浇水时,植物甲无这种特殊的固定方式,所以A组液泡中无苹果酸储存过程,液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:又因为在干旱环境中植物甲特殊的CO2固定方式会将胞间二氧化碳固定形成苹果酸,储存在液泡中,故B组液泡中夜晚苹果酸储存较多pH值明显降低,白天液泡中苹果酸脱羧释放CO2,pH值升高。
【分析】 1、白天植物细胞可以进行呼吸作用和光合作用,均可以产生ATP,场所是“细胞质基质、线粒体”和“叶绿体”。呼吸作用可以产生CO2。有氧呼吸的过程:
C6H12O6+6H2O+6O2 → 6CO2+12H2O+能量。
2、蒸腾作用主要过程为:土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。
3、首先确定自变量、因变量和无关变量。验证“植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式”。所以自变量是“是否干旱条件”,因变量是“是否存在这种特殊的CO2固定方式”,CO2是酸性气体,可以用“pH作为检测指标”。
4、实验设计常规思路:①取材、②分组、③根据自变量进行适宜的实验处理(加法原理或者减法原理)、④观察实验现象和记录实验数据、⑤分析实验结果和得出实验结论、⑥进行交流、分析和报告。
5、预期结果可以结合实验目的和实验处理进行预测。
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