(时间:90分钟,满分:100分)
一、选择题(本题共25小题,每小题2分,共50分)
1.在水深200 m的深海处,光线极少,能见度极低。有一种电鳗有特殊的适应性,能通过自身发出高达5000 V的生物电,击昏敌人,获得食物,保护自己。电鳗发出生物电的能量直接来于( )
A.葡萄糖彻底分解 B.氨基酸彻底分解
C.丙酮酸彻底分解 D.三磷酸腺苷的分解
解析:选D。三磷酸腺苷是直接的供能物质,其他的能源物质需转化成三磷酸腺苷才能供能。
2.有氧呼吸过程中释放的二氧化碳的氧( )
A.全部来自氧气 B.全部来自水
C.全部来自葡萄糖 D.来自葡萄糖和水
解析:选D。有氧呼吸的第二阶段释放二氧化碳,二氧化碳中的氧来自水和葡萄糖分解成的丙酮酸。
3.下列关于酶的论述错误的是( )
A.有些酶是核酸
B.在0~37 ℃范围内,唾液淀粉酶的活性会随着温度的升高而提高
C.酶的数量因参与化学反应而减少
D.任何活细胞内都有酶的存在
解析:选C。酶是一种催化剂,催化剂不会因化学反应的进行而数量减少。
4.在河北省“红心鸭蛋”事件中,部分的蛋鸭养殖户加入“红药”(主要成分是苏丹Ⅳ)的饲料喂蛋鸭而得到“红心鸭蛋”,被染成红色的是蛋黄中的( )
A.脂肪 B.蛋白质
C.ATP D.葡萄糖
解析:选A。苏丹Ⅳ是检测脂肪存在的一种物质,二者反应呈红色。
5.为了认识酶的特性,做了以体积分数为3.5%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验,观察结果如下表所示:
步骤
方法
观察结果
1
常温下自然分解
氧气泡少而小
2
常温下加入铁离子
氧气泡稍多而小
3
常温下加入新鲜
肝脏提取液
氧气泡极多而大
4
加入煮沸后冷却的新鲜肝脏提取液
同自然分解一样
5
加入在NaOH溶液中浸泡过的新鲜肝脏提取液
同自然分解一样
在下列有关结论的描述中,没有实验依据的是( )
A.高温和过碱会破坏酶的分子结构
B.低温对酶的活性的影响尚不能判断
C.酶具有专一性
D.酶具有高效性
解析:选C。由于实验过程中只有一种反应物和一种酶即过氧化氢酶,没有对照组,所以不能得出酶具有专一性的特点;实验组4和5分别是高温和过碱的环境,酶的结构被破坏;表格中没有设置低温对照组,所以不能判断低温对反应的影响;由第3组和1、2组的对照可知酶具有高效性。
6.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是( )
A.光吸收差异显著,色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条
C.光吸收差异显著,色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条
解析:选B。水稻的叶黄素缺失,则对蓝紫光的吸收减少,对红光的吸收无明显差异,A、C项错误。色素层析条带从上至下依次是类胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,叶黄素缺失则色素层析条带从上至下缺第2条,故B项正确、D项错误。
7.食品罐头的铁盖上印有“若安全钮鼓起,压有响声,请勿购买”的提示文字,铁盖上安全钮鼓起的原因可能是( )
A.好氧型细菌呼吸产生CO2和H2O
B.乳酸菌呼吸产生CO2和C3H6O3
C.微生物呼吸产生CO2和C2H5OH
D.硝化细菌呼吸产生CO2和H2O
解析:选C。未开启的食品罐头内缺氧,若内有微生物应进行无氧呼吸,乳酸发酵中不产生CO2,安全钮鼓起是酒精发酵产生的CO2引起的。
8.一头猪饱食过一餐后饿它五天,在这五天的不同时间里,作为体内主要的能源物质会有所不同。 这五天的时间里,作为主要的能源物质依次是( )
A.脂肪、糖类和蛋白质 B.糖类、脂肪和蛋白质
C.蛋白质、脂肪和糖类 D.糖类、蛋白质和脂肪
解析:选B。正常情况下,糖类是主要的能源物质,脂肪是良好的储能物质,脂肪、糖类和蛋白质的供能顺序为糖类、脂肪和蛋白质。
9.2012年第十三届夏季奥林匹克运动会在伦敦举行。奥运会有些项目被称为有氧运动,如马拉松长跑;有些运动被称为无氧运动,如百米赛跑,两者最大的区别在于( )
A.运动前是否需要吸氧
B.运动过程中是否需要氧气
C.运动后是否需要吸氧
D.产生能量的主要方式不同
解析:选D。长跑主要靠有氧呼吸供给能量,短跑主要靠无氧呼吸供给能量,两者产生能量的主要方式不同。
10.下列关于人体细胞中ATP的叙述,正确的是( )
A.ADP转变为ATP的过程是一个释放能量的过程
B.ATP的水解是指ATP分子中高能磷酸键的水解
C.ATP分子中的A是指腺苷,包含磷酸和腺嘌呤
D.ATP分子中只有高能磷酸键中含有能量
解析:选B。ADP转变成ATP需要能量;ATP分子中的A指腺苷,腺苷包括腺嘌呤和核糖;ATP中不仅高能磷酸键中含有能量,其他普通化学键中也含有能量。
11.下图表示植物细胞内的物质转化过程,下列分析错误的是( )
A.在生物膜上发生的生理过程是a、c、d三个过程
B.b、d过程有ATP的产生
C.在光照充足,条件适宜的情况下,a强于b,c强于d
D.人体细胞内具有的过程是b、d两个过程
解析:选A。a、c代表光合作用的某过程,b、d代表呼吸作用的某过程。a过程在叶绿体基质中进行,b过程在细胞质基质和线粒体基质中进行,c过程在类囊体膜上进行,d过程在线粒体内膜上进行。b过程产生少量ATP,d过程产生大量ATP。光照充足时,植物的光合作用速率大于细胞呼吸速率,a强于b,c强于d。人体细胞内不进行光合作用,不会具有a、c过程。
12.右图表示某植物叶肉细胞在进行光合作用和呼吸作用时CO2的变化,对该图的描述,正确的是( )
A.该细胞只进行呼吸作用
B.呼吸速率大于光合速率
C.光合速率大于呼吸速率
D.该细胞只进行光合作用
解析:选C。该图显示,叶绿体进行光合作用需要的CO2,除了线粒体提供外,还要从外界吸收,因此,该细胞的光合速率大于呼吸速率。
13.多数野生植物体内含有某些毒素,以阻止动物的食用。有一位研究者发现,如果将毒素注入到植物根细胞内,则该毒素对自身也有毒;进一步研究表明,这种毒素受热以后失活。根据上述内容,可能性最小的推测有( )
A.毒素贮存在叶绿体内
B.植物细胞含有毒素时,该毒素还没有生物活性
C.毒素贮存在线粒体中
D.毒素可能是一种酶
解析:选C。植物根细胞内含有线粒体,但不含有叶绿体,将毒素注入到植物根细胞内对自身也有毒,则毒素贮存在线粒体的可能性较小。毒素受热以后失活,与酶的性质相似。
14.向正在进行有氧呼吸的细胞悬浮液中分别加入a、b、c、d 4种抑制剂,下列说法正确的是( )
A.若a能抑制丙酮酸分解,则使丙酮酸的消耗减少
B.若b能抑制葡萄糖分解,则使丙酮酸增加
C.若c能抑制ATP形成,则使ADP的消耗增加
D.若d能抑制[H]氧化成水,则使O2的消耗增加
解析:选A。抑制丙酮酸分解时,丙酮酸的消耗减少,含量增加;丙酮酸是由葡萄糖分解产生的,若葡萄糖分解受抑制,则丙酮酸的形成减少;ATP与ADP能相互转化,ATP的形成减少,则ADP的含量增加,消耗减少;[H]和氧气结合生成水,如果[H]的生成受到抑制,则会使氧气不能与[H]结合或结合少,故氧气消耗减少。
15.研究发现,某些植物在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高后降低;持续的冷害使根生长迟缓,吸收能力下降,但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断不合理的是( )
A.冷害初期细胞呼吸增强,放出的热量有利于抵御寒冷
B.低温持续使淀粉合成酶活性减弱,影响可溶性糖合成淀粉
C.低温使细胞内结合水含量降低,自由水含量增加,以适应低温环境
D.低温使根细胞细胞呼吸减弱,限制根细胞吸收矿质营养,导致吸收能力下降
解析:选C。低温使细胞内自由水含量降低,结合水含量增加,以适应低温环境。
16.用特异性的酶处理某一生物的最外面部分,发现降解的产物主要是葡萄糖,进一步分离该细胞的某种细胞器进行分析,发现其含有RNA,据此推测,这种细胞器不可能完成的生化反应是(反应都在相关酶的催化下进行)( )
A.6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2
B.C6H12O6+6H2O+6O2―→6CO2+12H2O+能量
C.C3H4O3(丙酮酸)+H2O―→CO2+[H]+能量
D.丙氨酸+甘氨酸―→丙甘二肽+H2O
解析:选B。由题干分析可知,该种细胞器可能为线粒体、叶绿体或核糖体,B项反应进行的场所为细胞质基质和线粒体。
17.如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是( )
A.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B.水稻在收获时节,叶片中色素量的变化是(甲+乙)<(丙+丁)
C.四种色素都溶解在层析液中,乙色素的溶解度是最大
D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光
解析:选B。图中甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素。提取色素时加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏;随着水稻收获时节的临近,叶绿素逐渐被分解;四种色素都能溶解在层析液中,丁色素的溶解度最大;丙和丁主要吸收蓝紫光。
18.下图表示在不同条件下,酶催化反应的速率(或生成物)变化,有关叙述不正确的是( )
A.图①虚线表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速率关系
B.图②虚线表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物量变化的示意曲线
C.若图②中的实线表示Fe3+的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D.图③不能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系
解析:选D。酶量增加一倍时,在底物浓度相同的情况下反应速率加快,但是整个反应中,生成物的总量不变,因此图①、图②正确。在其他条件一定的情况下,反应开始时,底物浓度高,反应速率快,随着底物浓度的降低,反应速率逐渐减慢;因此图③能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时间的关系。
19.把小球藻培养液放在明亮处一段时间后,向其中滴加酚红pH指示剂(遇碱变红),培养液变为红色;若将此培养液分为两份,一份放在暗处,一份放在明处,结果放在明处的仍为红色,而在暗处的又恢复为原色。其原因是( )
A.光合作用消耗了CO2 B.光合作用产生了氧
C.光合作用产生了CO2 D.光合作用消耗了氧
解析:选A。绿色植物进行光合作用时,利用CO2作为原料,所以把小球藻培养液放在明亮处一段时间后,培养液中的CO2减少使得碱性增强,培养液变为红色;在暗处的小球藻进行呼吸作用产生CO2,使得培养液中的酸性增强,所以培养液又恢复为原色。
20.右图表示细胞中某条生化反应链,图中E1~E5代表不同的酶,A~E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是( )
A.若E1催化的反应被抑制,则A的消耗速度加快
B.若E5催化的反应被抑制,则B积累到较高水平
C.若E3的催化速度比E4快,则D的产量比E多
D.若E1的催化速度比E5快,则B的产量比A多
解析:选C。若E1催化的反应被抑制,则A的消耗速度减慢;若E5催化的反应被抑制,则B的消耗速度减慢,但B因E2的影响,其积累不会达到较高水平;若E3的催化速度比E4快,则C→D的速度比C→E快,D的产量比E多;若E1的催化速度比E5快,则A的消耗小于积累,A的数量减少,而B因E2的影响,数量不一定增加。
21.如图表示人体内氧元素随化合物代谢转移过程,下列分析合理的是( )
A.①过程发生在核糖体中,水中的H只来自于-NH2
B.在缺氧的情况下,③过程中不会发生脱氢反应
C.M物质是丙酮酸,④过程不会发生在线粒体中
D.在氧气充足的情况下,②③过程发生于线粒体中
解析:选C。①过程发生在核糖体中,水中的H来自于-NH2和—COOH;在缺氧的情况下,③过程中可发生脱氢反应;M物质是丙酮酸,④过程发生在细胞质中,不会发生在线粒体中;在氧气充足的情况下,②③过程发生在线粒体和细胞质基质中。
22.如图表示不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。正确的说法是( )
A.跑步距离越长,无氧呼吸供能所占比例越大
B.1500米跑时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
C.100米跑时,所需ATP主要由有氧呼吸产生
D.马拉松跑时,肌肉细胞呼吸释放的CO2与吸收的O2之比约为1∶1
解析:选D。坐标系中横坐标表示的是有氧呼吸,纵坐标表示的是无氧呼吸,当跑100米时接近100%的能量来自于无氧呼吸;当跑马拉松时接近100%的能量来自于有氧呼吸,有氧呼吸中释放CO2和吸收O2的量是相等的。所以跑步距离越长无氧呼吸供能所占比例越小。1500米跑时,有氧呼吸供能和无氧呼吸供能相等,但由于有氧呼吸对葡萄糖中能量利用率为×100%≈40%,而无氧呼吸对葡萄糖中能量利用率为×100%≈2%。因此,若二者供应相同能量,无氧呼吸消耗葡萄糖应是有氧呼吸消耗葡萄糖的20倍。
23.某同学研究甲湖泊中x深度生物光合作用和有氧呼吸。具体操作如下:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将a先包以黑胶布,再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水,测定瓶中水内氧含量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度,经24小时取出,测两瓶氧含量,结果如图所示。则24小时待测深度水体中生物光合作用和需氧呼吸的情况是( )
A.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶
B.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶
C.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k-v) mol/瓶
D.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k-v) mol/瓶
解析:选D。分析a、b、c三瓶,a瓶中生物只进行有氧呼吸,b瓶中生物即进行光合作用又进行有氧呼吸,c瓶未进行处理为对照瓶,由a、c瓶可得出24小时待测浓度水体中氧气量是k-w+(w-v)=(k-v) mol/瓶。
24.探究酵母菌细胞呼吸实验中,对3个保温瓶的处理情况分别是:A瓶注入煮沸后冷却的葡萄糖溶液,B、C两瓶注入未经煮沸的同样浓度的葡萄糖溶液;然后,向A、B两瓶加入等量的酵母菌培养液,C瓶加等量蒸馏水,并向A瓶注入液体石蜡覆盖满液体表面,最后用蓬松的棉花塞住瓶口。下列有关叙述不正确的是( )
A.C保温瓶的作用是作为对照
B.24小时后温度最高的是B瓶
C.A瓶中酵母菌不能存活
D.煮沸的作用包括灭菌和去除氧气
解析:选C。A瓶中的葡萄糖溶液经煮沸后除去其中的杂菌和氧气,加入酵母菌培养液注入液体石蜡,其中的酵母菌进行无氧呼吸,酵母菌能存活,故C项错误,D项正确。B瓶中可能存在杂菌,加上酵母菌进行的有氧呼吸和无氧呼吸,24小时后温度最高,B项正确。
25.将生长状况相同的轮藻分成4等份,在不同的温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其重量的变化,得到如下数据。由此得出的结论错误的是( )
组别
一
二
三
四
温度(℃)
27
28
29
30
暗处理后的重量变化(mg)
-1
-2
-3
-1
光照后与暗处理前的重量变化(mg)
+3
+3
+3
+1
A.轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29 ℃
B.第三组轮藻产生的氧气量最多
C.第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2 mg
D.四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度
解析:选C。暗处理时,轮藻只进行呼吸作用,光照时轮藻既进行光合作用又进行呼吸作用。分析四组实验,29 ℃时暗处理后的重量减少最多,故此时呼吸作用最强。再结合光照后与暗处理前的重量变化可判断29 ℃时光合作用最强,产生的氧气量最多。第四组轮藻1小时呼吸消耗的有机物量为1 mg,光照后与暗处理前的重量变化增加1 mg,则光合作用制造的有机物总量为3 mg。由于四个组中光照后与暗处理前的重量变化均增加,故光合作用强度都大于呼吸作用强度。
二、非选择题(本题共4小题,共50分)
26.(12分)在活细胞中,下列循环过程永不停止地进行着,请运用所学的知识,分析完成ATP和ADP循环中的有关问题:
(1)ATP作为生物体生命活动的________物质,其分子结构简式为______________,在②过程中,是由于__________________键断裂而释放出能量。
(2)在绿色植物体内与①相应的生理活动是在细胞内的________、________和________中进行的。
(3)A1和A2具有________作用,在图中它们的作用分别是促进___________________。
(4)在呼吸作用中,应该进行________过程,能量来自_________________________________
________________________________________________________________________。
解析:ATP是生命活动的直接能源物质,ATP水解时远离A的那个高能磷酸键断裂。ATP的水解和合成分别是由水解酶和合成酶催化。
答案:(1)直接能源 A—P~P~P 远离A的高能磷酸
(2)细胞质基质 线粒体 叶绿体
(3)催化 ATP的合成和水解
(4)① 糖类等有机物分解释放的能量
27.(12分)如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化,请据图回答:
(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是________________________。
(2)________点的生物学含义是无氧呼吸消失点,由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是_________________________________________。
(3)若图中的AB段与BC段的距离等长,此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的________倍。
(4)在长途运输新鲜蔬菜时,常常向塑料袋中充入氮气,目的是____________________。
你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度,更有利于蔬菜的运输。
解析:(1)随着O2浓度的增加无氧呼吸受到了较大的抑制,而有氧呼吸提高不明显,所以导致二氧化碳的释放量降低。
(2)当氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等时,证明只进行有氧呼吸,所以P点是无氧呼吸消失的点;二氧化碳的总释放量减去有氧呼吸释放量,所得到的就是无氧呼吸二氧化碳的释放量。
(3)AB表示无氧呼吸二氧化碳的释放量,BC表示有氧呼吸二氧化碳的释放量,无氧呼吸1 mol葡萄糖产生2 mol CO2,有氧呼吸1 mol葡萄糖产生6 molCO2,因此两者相等时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍。
(4)充入氮气会降低蔬菜的细胞呼吸,当CO2的释放量最小时,也就是总的细胞呼吸最小时是最佳点,此时有氧呼吸的强度较低,同时又抑制了无氧呼吸,蔬菜中的有机物消耗最少。
答案:(1)氧气浓度增加,无氧呼吸受到抑制 (2)P 氧气浓度逐渐增大的过程中,无氧呼吸生成的CO2的总量
(3)1/3 (4)降低氧气浓度,减少有机物的消耗 R
28.(12分)新收获的稻米煮的饭香气诱人,但是不法商贩将陈稻米抛光增白、上油后以假乱真,欺骗消费者。新稻米过氧化氢酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢(H2O2)存在时,能把某些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质,简单表示为:
愈创木酚红褐色物质
其颜色的深浅与酶活性呈正相关。请你帮助食品卫生质量检测人员设计完成一个检测稻米是否是新稻米的简易实验。
(1)实验目的:__________________________________________________________。
(2)实验原理:新稻米的过氧化氢酶活性明显高于陈稻米,
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验材料、试剂和用具:新稻米、待测稻米(数量足够)。1%愈创木酚,1%过氧化氢(H2O2),具塞试管,培养皿,移液管,观察颜色的放大镜等。
(4)实验步骤:
①______________:具体做法是取两支试管,编号A、B;在A中放入5 g新稻米,在B中放入________________________。再用移液管向两试管内加入_________________________,浸没大米,振荡并静置一段时间后,弃掉多余液体。
②将浸有1%的愈创木酚稻米分别倒入两个与试管有相同编号的培养皿中,摊开,再分别加入等量的________。
③________________________________________________________________________。
(5)预期实验结果及结论:
①若B培养皿中的稻米(待测稻米)与A相同呈红色,则说明待测稻米是新稻米;
②________________________________________________________________________。
解析:新稻米过氧化氢酶活性明显高于陈稻米。将新稻米和待测稻米均浸有1%愈创木酚溶液中,滴加H2O2后,新稻米会呈红褐色,若待测稻米呈红褐色,则说明是新稻米,若待测稻米颜色很浅或几乎无色,说明是陈稻米。本实验的目的是检测稻米是否为新稻米,为探究性实验,其步骤一般设置为:第一步:分组处理实验材料,此时所遵循的是等量原则,即设两组实验:取两支试管,编号A、B,分别放入新稻米和待测稻米5 g,再各滴加等量的1%的愈创木酚溶液,静置相同时间。第二步:实验对照,将试管内的稻米倒入与之有相同编号的培养皿中,用H2O2相同处理。
第三步:观察比较颜色变化。
答案:(1)检测稻米是否为新稻米
(2)稻米内过氧化氢酶在有H2O2存在时可将愈创木酚氧化为红褐色物质,颜色的深浅与酶活性呈正相关
(4)①让稻米事先浸在1%愈创木酚溶液中 5 g等量待测稻米 1%的愈创木酚溶液
②H2O2
③一段时间后用放大镜观察两培养皿中稻米的颜色变化
(5)②若B培养皿中的稻米(待测稻米)颜色与A相比很浅或几乎无色,说明待测稻米不是新稻米
29.(14分)某同学利用下列装置研究CO2含量以及光照强度对某种植物绿叶光合作用的综合影响,实验过程用同种、状况相同的若干新鲜叶片在室温25 ℃下进行,通过缓冲液调节密闭小室空间CO2浓度的相对恒定。对相应装置准确测量的结果如下表。
组别
实验条件
液滴移动
(mL/h)
光强(lx)
CO2(%)
1
800
0.03
右移6.0
2
1000
0.3
右移9.0
3
1000
0.5
右移11.2
4
1500
0.05
右移11.2
5
1500
0.03
右移9.0
请分析回答:
(1)第3组装置中液滴右移的生理原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
第3、4两组的结果相同,限制4组装置光合作用的非生物因素主要是______________。
(2)某同学认为本实验不能令人信服地说明光强度和CO2浓度的相互作用使光合作用进一步增强。又增设了一组实验,则该组的条件组合是_______________________________。
(3)若利用该装置研究叶片有氧呼吸强度与时间的关系,其方法是______________,预期观测到的变化趋势_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由题干分析知,当光合作用速率大于呼吸作用速率时,液滴右移,光合作用速率小于呼吸作用速率时,液滴左移。对比第3、4组实验,光照不同、CO2浓度相同,液滴移动位置相同,则限制第4组装置光合作用的非生物因素主要是CO2浓度。
(2)应使实验有说服力,应确保每种条件有对照实验。
(3)要研究叶片有氧呼吸强度与时间的关系,应保证叶片不进行光合作用,可在黑暗条件下进行。随着实验的进行,氧气逐渐消耗殆尽。
答案:(1)光合作用释放的氧气大于呼吸作用消耗的氧气 二氧化碳浓度
(2)光强度为800lx、二氧化碳为0.05%
(3)黑暗中进行 随着时间的推移,液滴向左移动的速度越来越慢,直至静止
1.ATP中A、T、P依次代表( )
A.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团
B.腺苷、三个、磷酸基团
C.胸腺嘧啶、三个、磷酸基团
D.腺苷、三个、腺嘌呤
解析:选B。ATP的中文名称为三磷酸腺苷,其结构简式为A—P~P~P,其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸基团。
2.大肠杆菌、甘蔗、噬菌体、酵母菌都具有的糖类是 ( )
A.纤维素 B.淀粉
C.糖元 D.脱氧核糖
解析:选D。纤维素和淀粉是植物中特有的糖类,糖元是动物细胞中特有的糖类,上述四种生物中都含有DNA,DNA的组成中含有脱氧核糖。
3.脂质在细胞中具有独特的生物学功能,下面有关脂质的生物学功能中,与胆固醇有关的是( )
A.生物膜的主要成分
B.构成生物体表面的保护层
C.具有保温作用
D.血液中含量过多可引发心脑血管疾病
解析:选D。胆固醇是构成生物膜的重要成分,但不是主要成分。胆固醇在血液中含量过多,会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞,危及生命。
4.(2012·执信中学高一检测)下列关于ATP的叙述,与事实不符的是( )
A.合成ATP所需的能量由磷酸提供
B.细胞核中也有ATP分布
C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
解析:选A。合成ATP的能量来自于光合作用中的光能或者是来自于细胞呼吸中的化学能;只要有需要ATP的场所均有ATP分布;ATP可以是由腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸分子组成;ATP与ADP的含量在一定范围内变化。
5.ATP之所以能作为能量的直接来源是因为( )
A.ATP在细胞内含量很多
B.ATP中的高能磷酸键很稳定
C.ATP是生物体内唯一可以释放能量的化合物
D.ATP中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定
解析:选D。ATP中远离腺苷的高能磷酸键易断裂,断裂后储存在这个高能磷酸键中的能量就释放出来,供生命活动直接利用。
6.(2012·扬州高级中学高一质检)美国的保罗·博耶和英国的约翰·沃克曾因研究ATP如何利用能量进行自身更新方面取得的成就而获得诺贝尔奖。ATP是腺嘌呤核苷的衍生物,下图是ATP的分子结构,请据图回答:
(1)ATP的分子简式为
________________________________________________________________________。
(2)图中虚线部分的名称是
________________________________________________________________________。
(3)写出ATP与ADP相互转变的反应式:__________________________。该反应进行的场所是____________。
(4)在绿色植物和动物体内,ATP合成所需能量的来源分别是____________________和____________。
(5)在生物体内,ATP水解释放的能量的去向是:______________________________。
解析:ATP的分子简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团。ATP与ADP在细胞内可相互转变,ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动,合成ATP的能量来源主要来自呼吸作用,对于植物细胞还可来自光合作用。
答案:(1)A-P~P~P (2)腺苷
(3)ATPADP+Pi(或磷酸)+能量 细胞内
(4)光合作用和呼吸作用 呼吸作用 (5)直接用于各项生命活动
一、选择题
1.关于ATP的化学组成的说法中,正确的是( )
A.ATP的结构简式为A—P~P~P
B.ATP中的A表示腺嘌呤
C.含有三个高能磷酸键
D.A代表腺苷,含有腺嘌呤和脱氧核糖
解析:选A。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子的磷酸组成1分子ATP,其中含有两个高能磷酸键,A代表腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。
2.(2012·浙江台州一中高一检测)科学家研究发现,向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液,肌肉不收缩;向同一条肌肉上滴ATP溶液,肌肉很快就发生明显的收缩。这说明( )
A.葡萄糖是能源物质 B.ATP是能源物质
C.葡萄糖是直接能源物质 D.ATP是直接能源物质
解析:选D。ATP是直接能源物质,葡萄糖是主要的能源物质,葡萄糖需转化为ATP才能供能。
3.30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP( )
A.30个 B.60个
C.10个 D.20个
解析:选D。每一个ATP分子中含有一个腺苷,三个磷酸基团。
4.下列有关ATP的叙述,其中不正确的是( )
A.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质
B.ATP中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能
C.ATP与ADP的组成元素相同,都只含有C、H、O、N、P五种元素
D.ATP释放能量往往与某些放能反应相关联
解析:选D。ATP中的“A”是指腺苷,而DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤;ATP中的能量可以来源于化学能和光能,例如细胞呼吸和光合作用,也可转化为光能和化学能;ATP与ADP均由C、H、O、N、P五种元素组成;ATP的分解释放的能量往往提供给其他的吸能反应。
5.东北虎主要分布于我国长白山、小兴安岭等地;华南虎主要分布于我国长江流域以南地区。请根据所学知识判断,东北虎为了与其生存环境相适应,与华南虎相比,下列哪种物质含量所占比例明显较高( )
A.脂肪 B.糖元
C.蛋白质 D.核酸
解析:选A。脂肪具有保温作用,长白山、小兴安岭相对较冷,在其生活的东北虎脂肪比例相对于生活在长江流域以南的华南虎较高。
6.下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一
B.绿色植物只在叶绿体中产生ATP
C.大脑在思考问题时,伴随着ATP与ADP的相互转化
D.长期不进食的病人,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
解析:选C。ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一;绿色植物可通过光合作用和细胞呼吸产生ATP;大脑思考问题需消耗能量。
7.某生物体内能发生如下反应:淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖元,则下面的说法中不正确的是( )
A.此生物一定是动物,因为能合成糖元
B.淀粉和糖元都属于多糖
C.此生物一定是动物,因为能利用葡萄糖
D.糖类在生物体内的主要作用是提供能量
解析:选C。在此生物体内有糖元合成,故该生物一定是动物,因为糖元是动物体内特有的糖类。不仅动物能利用葡萄糖,其他生物如植物、微生物等也可利用葡萄糖。
8.(2012·合肥一中高一检测)下图是淀粉、纤维素和糖元的示意图,它们的共同点是( )
A.都是细胞内储存能量的主要物质
B.都含有C、H、O、N四种元素
C.基本组成单位都是五碳糖
D.基本组成单位都是六碳糖
解析:选D。淀粉、纤维素和糖元均为多糖,其基本组成单位都是葡萄糖,葡萄糖只含有C、H、O三种元素,细胞内储存能量的主要物质为脂肪。
9.一定没有五碳糖参与组成的结构或物质是( )
A.DNA水解酶 B.核糖体
C.DNA D.线粒体
解析:选A。DNA水解酶的本质为蛋白质,没有五碳糖参与。DNA、RNA中都含有核糖,核糖体中含有RNA,线粒体中含有少量的DNA和RNA。
10.(2012·江苏盐城中学高一检测)下列有关ATP的叙述正确的是( )
A.一分子ATP彻底水解后得到三分子磷酸基、一分子核糖和一分子腺嘌呤
B.ATP能溶于水,制成的药剂只能注射不能口服
C.细胞内ATP的含量是处于动态平衡中,对于构成生物体内部稳定的供能环境具有重要意义
D.叶肉细胞内形成ATP的场所只有叶绿体和线粒体
解析:选C。一分子ATP彻底水解后得到三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺嘌呤。ATP是小分子物质,可以口服,并被肠道吸收。叶肉细胞内形成ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质。
11.某广告称某种牌号的八宝粥(含桂圆、红豆、糯米等),不加糖,比加糖还甜,最适合糖尿病病人食用。你认为下列关于糖尿病病人能否食用此八宝粥的判断不正确的是( )
A.糖尿病病人应少吃含糖的食品,该八宝粥未加糖,可以放心食用
B.这个广告有误导糖尿病病人消费的嫌疑
C.不加糖不等于没有糖,糖尿病病人食用应慎重
D.不能听从厂商或广告商的宣传,应询问医生
解析:选A。桂圆、红豆、糯米中含有淀粉,淀粉在人体内将转化为糖类,糖尿病病人不宜多吃。
12.下列关于ATP的表述,正确的是( )
A.ATP包括一分子的腺嘌呤和三个磷酸基
B.ATP和葡萄糖都是生命活动的直接能源
C.因为生命不能缺少能量,所以ATP可以在细胞内大量储存
D.某些疾病可以利用ATP药物进行辅助治疗
解析:选D。ATP包括一分子的腺嘌呤,一分子核糖和三个磷酸基;ATP是生命活动的直接能源,葡萄糖需转化成ATP后才能供能;ATP在细胞内含量很少,但ATP与ADP时刻进行转化,以维持生命活动的需要。
二、非选择题
13.如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图,据图完成下列问题:
(1)1分子ATP中含有______个高能磷酸键。
(2)图中的a、b分别代表________、________。
(3)c指________。
(4)在动物肌细胞中,进行②反应时,能量来自___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)①②反应进行时所需要的酶一样吗?为什么?
________________________________________________________________________。
(6)进行①反应时能量用于________,进行②反应时能量用于________,由此可见能量是________(“可逆的”或“不可逆的”),物质是____________(“可逆的”或“不可逆的”)。
解析:(1)ATP的结构简式为A-P~P~P,故1分子ATP中含有2个高能磷酸键。
(2)合成ATP时的能量来源,绿色植物来自于光合作用和细胞呼吸的生理过程,动物和人则来自于进行细胞呼吸时有机物的氧化分解。
(3)ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动。
(4)②反应为ATP的水解反应,释放的能量来自于储存在ATP中的远离A的那个高能磷酸键中的化学能。
(5)由于酶具有专一性,对于不同的反应,所需酶的种类也不同。
(6)①反应为ATP的合成反应,其能量储存在ATP中。
②反应为ATP的水解反应,释放的能量用于生物体的各项生命活动。在ATP与ADP的相互转化中,物质是可逆的,但能量不可逆。
答案:(1)2 (2)细胞呼吸 光合作用 (3)生命活动 (4)储存在ATP中的远离A的那个高能磷酸键中的化学能 (5)不一样,因为①和②是两个不同的反应,而酶具有专一性 (6)合成ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的
14.下表是动植物体内常见的糖类物质,据表回答下列问题:
类别
主要糖类举例
单糖
葡萄糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)、脱氧核糖(C5H10O4)、果糖、半乳糖等
二糖
蔗糖、麦芽糖、乳糖等,它们的分子式都是C12H22O11
多糖
淀粉、纤维素、糖元等,它们的分子式都是(C6H10O5)n
(1)表中的糖类只存在于植物体内的单糖是________,二糖是__________________,多糖是________________________________________________________________________。
(2)表中的糖类只存在动物体内的单糖是________,二糖是________,多糖是________。
(3)表中的糖类在动植物体内都存在的糖是
______________________________________________________________________。
解析:植物体内特有的单糖是果糖,特有的二糖是蔗糖和麦芽糖,特有的多糖是淀粉和纤维素。动物细胞内特有的单糖是半乳糖,特有的二糖是乳糖,特有的多糖是肝糖元和肌糖元。动植物细胞内共有的糖有葡萄糖、核糖、脱氧核糖。
答案:(1)果糖 蔗糖和麦芽糖 淀粉和纤维素
(2)半乳糖 乳糖 糖元 (3)葡萄糖、核糖和脱氧核糖
15.(创新探究题)如图为生物体的新陈代谢与ATP关系的示意图,请回答:
(1)海洋中的电鳗有放电现象,其电能是由图中的____________过程释放的能量转变而来的。
(2)某人感冒发烧,其体温上升所需要的能量是由图中____________过程释放出来的。
(3)用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能量的过程:
________________________________________________________________________。
(4)医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静脉滴注这种药物,ATP到达心肌细胞内最少要通过细胞膜有( )
A.1层 B.2层
C.3层 D.4层
(5)经测定,正常成年人静止状态下24 h将有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10 mmol/L,为满足能量需要,生物体内解决这一矛盾的合理途径是
________________________________________________________________________。
解析:(1)图中①表示ATP的合成过程,②为无机物转化为有机物的过程,③为有机物的分解过程,此过程释放的能量主要以热能的形式散失,维持体温,另一部分储存在ATP中,以供生命活动利用,但储存量很少,为满足机体的需要,细胞内时刻进行着ATP与ADP的相互转化。④为ATP的分解过程。血管壁是由单层细胞构成的,静脉滴注ATP注射液,ATP到达心肌细胞需穿过血管壁单层细胞两层细胞膜和心肌细胞一层细胞膜,共三层细胞膜。
答案:(1)④ (2)③ (3)①②③④
(4)C (5)ATP与ADP之间进行相互转化
1.下列关于酶的论述,正确的是( )
①对底物有严格的选择性
②酶在体内不能更新
③温度越高酶的活性越大
④酶制剂通常在低温下保存
⑤酶能降低化学反应所需要的能量
⑥酶只能在细胞内发挥催化作用
⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
A.①④⑤⑦ B.②④⑤⑦
C.②③④⑥ D.①②⑥⑦
解析:选A。②绝大多数酶是蛋白质,在体内不能贮存,所以要不断更新;③温度过高会使酶失活;⑥酶可在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用。
2.(2012·温州市楠江中学高一检测)水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质( )
A.在低温条件下容易发生变性
B.只含有C、H、O
C.也能催化蔗糖分解
D.含有羧基
解析:选D。细胞内合成的该物质为淀粉酶,其酶的本质为蛋白质。蛋白质含有羧基,必含C、H、O、N元素,酶具有专一性,淀粉酶不能催化蔗糖的分解。酶在低温下活性低,但并未变性。
3.图中能正确表示人体胰蛋白酶对底物的分解速率和温度关系的是( )
解析:选C。人体胰蛋白酶的最适温度为37 ℃左右,在低于37 ℃时,其催化活性随温度升高而逐渐增加,本题易错选B项,原因是只关注了曲线走势,没有注意到与横坐标的对应。
4.β半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明β半乳糖苷酶的催化作用具有( )
A.高效性 B.专一性
C.稳定性 D.多样性
解析:选B。β半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麦芽糖的分解,符合酶的专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶的多样性是根据细胞中的生化反应多样而来的。
5.(2012·黄冈中学高一质检)把酶放在0 ℃和100 ℃的温度条件下处理后,酶活性很低。下列说法正确的( )
A.经过0 ℃处理的酶的活性能够恢复
B.经过100 ℃处理的酶的活性能够恢复
C.经过0 ℃处理的酶的空间结构遭破坏
D.经过100 ℃处理的酶被水解成了氨基酸
解析:选A。酶在低温下活性降低,空间结构没被破坏,适当升高温度,酶活性升高。酶在高温下空间结构遭破坏,失去活性,即使恢复至最适温度,酶活性也不会恢复。
6.酶在酶促反应中能催化特定的底物反应,与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系,当酶与底物结合时,启动化学反应的发生。据图回答问题。
(1)图示的过程能说明酶具有________的特点。
(2)图中的①是酶的________,它往往与底物分子在____________上有特殊的匹配关系。
(3)下列符合图示反应类型的有________。
A.氨基酸a+氨基酸b→二肽+H2O
B.麦芽糖+H2O→葡萄糖
C.CO2+H2O→(CH2O)+O2
D.H2O2→H2O+O2
(4)若该酶是人的胃蛋白酶,在下列坐标中画出当pH值从2.0升高到10.0时酶活性随之变化的曲线。
解析:酶的催化作用具有专一性,因为酶的活性中心具有一定的空间结构,酶的活性中心与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系。
图中所示是一种分解反应,过氧化氢的分解符合此反应类型。胃蛋白酶的pH值在2.0左右,当pH值在10.0时,胃蛋白酶将变性失活。
答案:(1)专一性 (2)活性中心 空间结构 (3)D
(4)
一、选择题
1.下列关于酶的叙述中正确的一项是( )
①酶是活细胞产生的;②酶都有催化功能;③酶的本质是蛋白质,蛋白质都是酶;④酶具有专一性、高效性;⑤酶促反应与外界条件无关;⑥淀粉酶能促进淀粉水解;⑦酶只有在生物体内才起催化作用
A.①②③ B.①②④⑤
C.①②④⑥ D.①③⑥
解析:选C。本题考查酶的产生、作用、本质及作用特点。酶是活细胞产生的具有催化活性的一类特殊蛋白质,绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA,酶的催化效率极高且具特异性。酶的催化效率用酶活性表示,酶促反应速率(酶活性)受温度、pH等环境条件影响。所以③、⑤项是错误的。另外,酶的作用是促进某物质发生化学反应,与反应是否在细胞内或生物体内无关,如口腔中消化酶的作用,故⑦项也是错误的。正确选项为①②④⑥。
2.(2011·高考海南卷)关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶提供了反应过程所必需的能量
B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
解析:选C。酶能降低化学反应所需要的能量;酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物,多数酶是蛋白质,催化反应结束后,酶本身不发生变化;酶的活性与温度、pH有关,高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构,使酶活性降低甚至失活。
3.如图所示为探究“酶的特性”实验,属于该实验自变量的是( )
A.催化剂不同
B.环境温度不同
C.试管的大小
D.试管中的过氧化氢溶液的量
解析:选A。在对照实验中,一般设置对照组和实验组,这两组的实验条件除了自变量之外,其余因素都相同。在本题图表示的实验中,自变量是催化剂不同,一个试管是无机催化剂,一个试管是酶。
4.(2012·山东省实验中学高一质检)下图为4种不同的酶(分别以a、b、c、d表示)在不同温度下酶活性变化的曲线。在37 ℃时酶活性最高的是( )
A.a B.b
C.c D.d
解析:选D。酶的催化能力受温度的影响,温度过高或过低,都会影响酶的活性。每种酶都有一个最适温度,在一定的温度范围内(在到达最适温度前),酶活性随温度的升高而增强,超过最适温度若温度继续升高,酶的活性反而下降,甚至会引起酶蛋白的变性而失活。本题所示酶活性变化曲线显示在37 ℃,唯有曲线d酶活性最高。
5.探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是( )
①取3支试管编号,各注入2 mL淀粉液;另取3支试管编号,各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液 ②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中,维持各自的温度5 min ③向各试管滴一滴碘液 ④将6支试管分成三组,每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液,分别放在60 ℃的热水、沸水和冰水中 ⑤观察实验现象
A.①→②→④→③→⑤ B.①→③→②→④→⑤
C.①→③→④→②→⑤ D.①→④→②→③→⑤
解析:选D。为保证溶液混合前后温度相同,反应一开始便按照预设温度进行,应将淀粉和淀粉酶分别置于同一温度下加热,然后再混合。
6.(2012·金华一中高一检测)在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2,并向瓶中迅速加入等量的下列图示中的物质,烧瓶口紧包着一个小气球,使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列装置中,沉入底部的烧瓶最先浮起的是( )
解析:选C。新鲜的肝脏研磨液中含有较多的过氧化氢酶,过氧化氢酶在37 ℃时活性较高,酶的催化效率比无机催化剂的高。
7.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内,调整pH至2.0,在37 ℃条件下保温5 min后,容器中的剩余物质为( )
A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
解析:选A。酶的催化作用具有专一性,即本题中胃蛋白酶只能催化蛋白质的水解,唾液淀粉酶只能催化淀粉的水解;同时酶的催化作用还需要适宜的温度及pH。本题中容器内的pH为2.0,仅胃蛋白酶具有活性,而唾液淀粉酶的最适pH为6.8。因此,在pH为2.0的条件下唾液淀粉酶已经失活,不能将淀粉水解为麦芽糖。本题中两种酶的化学本质都是蛋白质。其中唾液淀粉酶会被胃蛋白酶水解成多肽,因此,剩余物中没有唾液淀粉酶。
8.在下图所示的酶促反应模式图中,属于酶的是( )
A.a B.b
C.c D.d
解析:选A。酶在反应前后性质、数量均不发生变化,故图中A为酶。
9.(2011·高考新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B. 甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析:选B。酶具有专一性,蛋白酶能催化蛋白质降解。在蛋白酶的作用下,甲酶没有变化,因此甲酶能够抗该种蛋白酶降解,故甲酶的化学本质不是蛋白质,有可能是具有催化功能的RNA。故A项正确、B项错误;因为用该种蛋白酶处理后,乙酶活性逐渐降低,所以乙酶的化学本质是蛋白质,C项正确;在蛋白酶的作用下,蛋白质的空间结构受到破坏,进而使蛋白质的分子结构发生改变,D项正确。
10.如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )
A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1时高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2时低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重
解析:选B。本题考查温度对酶活性的影响,同时还考查对图形的分析能力。从图中可以看出,当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性逐渐上升,故B正确。当反应温度由t2调到最适宜温度时,酶活性也上升,故A错误。当温度超过最适温度后,随温度升高酶逐渐失活,当温度达到一定程度后,高温使酶变性,空间结构被破坏,但低温时酶分子结构没有被破坏,只是活性降低,故D项错误。一般来说,保存酶制剂是在0~4 ℃,即低温保存。
11.将1亳升5%的胃液倒入装有10毫升蛋白质胶体的试管内,置于25 ℃的温水中水浴,研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是( )
A.把实验温度提高到37 ℃
B.在试管内再加入1毫升5%胃液溶液
C.将pH由3调节为7
D.在试管内加入1毫升唾液
解析:选A。胃液中含有胃蛋白酶能水解蛋白质,人体酶反应的最适温度为37 ℃,故A项正确。
12.猪笼草是一种食虫植物,为了验证猪笼草分泌液中含有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后,1、2中加入适量的双缩脲试剂,3、4中不加任何试剂,下列实验能达到目的的是( )
A.实验① B.实验②
C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能
解析:选B。实验②中,可通过观察蛋白块大小的变化,证明分泌液中含蛋白酶。实验①中加入双缩脲试剂,因蛋白酶本身也是蛋白质,可与双缩脲试剂反应,无法确定实验现象。
二、非选择题
13.下面的三个图是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果。
试回答下列有关问题:
(1)图一、二、三所代表的实验中,实验自变量依次为________________、________、________。
(2)根据图一可以得出的实验结论是_________________________________________。
(3)图二曲线bc段产生的最可能原因是__________________________________。
(4)根据你的理解,图三曲线纵坐标最可能代表_________________________________。
解析:本题考查了与酶相关的曲线分析。
(1)图一中两条曲线中一组加入过氧化氢酶,另一组加入Fe3+,所以自变量为催化剂的种类,图二、三中只有一条曲线,则横坐标即为自变量。
(2)图一中两条曲线对比,加过氧化氢酶的反应速率快,而并未改变平衡点,说明酶具有高效性。
(3)图二中bc段反应速率不再变化,而H2O2是过量的,因此酶数量(浓度)是限制因素。
(4)图三中横坐标为温度,而曲线表示的含义与酶活性的曲线刚好相反,所以应表示反应物剩余的多少。
答案:(1)催化剂种类 H2O2浓度 温度
(2)酶的催化作用具有高效性
(3)反应受过氧化氢酶数量(浓度)的限制
(4)溶液中H2O2的剩余量
14.(2012·广州六中高一检测)某研究小组在探究“影响酶活性的条件”的实验时,提出“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的问题,并设计了如下的实验操作步骤:
①向甲、乙试管内各加入2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液;
②向甲试管内加入1 mL质量分数为5%的盐酸;
③向乙试管内加入1 mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液;
④向甲、乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液;
⑤观察试管中发生的变化。
请根据该小组设计的实验操作步骤,回答下列问题:
(1)请设计一个表格,以便于实验时的操作和记录。
(2)可观测的指标是____________________________________________________。
(3)上述实验缺少对照,请补充一个实验作为对照组
________________________________________________________________________。
(4)在完成改进方案后,预期的实验结果是________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本题考查了pH对酶活性的影响及对照实验的分析。现解析如下:
在记录实验结果时要进行分组,记录下不同情况的结果,这是列表时的重要依据。
答案:(1)(其他合理设计也可以)
操作步骤
试管编号
甲
乙
①加入过氧化氢溶液
2 mL
2 mL
②加入盐酸
1 mL
③加入氢氧化钠溶液
1 mL
④加入猪肝研磨液
2滴
2滴
⑤观察、记录现象
(2)试管中产生的气泡数量
(3)增加丙试管,加入1 mL蒸馏水取代在第二、三步中加入的盐酸和氢氧化钠溶液,其他步骤相同
(4)甲、乙两试管中产生的气泡数量较少,丙试管中产生大量的气泡
15.(创新探究题)在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如图甲Ⅰ所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图甲Ⅱ、Ⅲ所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题:
(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时,酶才能与底物结合,这说明酶的催化作用具有________。
(2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,故能抑制细胞合成细胞壁相关的酶活性,其原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据图乙分析,随着底物浓度升高,抑制效力变得越来越小的是________抑制剂,原因是________________________________________________________________________。
(4)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高5 ℃,请在图丙中给出相应变化曲线。
解析:根据图甲可知,酶的催化作用的专一性体现了底物与酶活性位点具有互补的结构,这种互补的结构还表现在青霉素或细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点的结合上。图乙表明,底物浓度越大,竞争性抑制的效力越来越小。图丙曲线是在最适温度下的底物浓度与反应速率的关系,温度提高5 ℃时,相同底物浓度的条件下反应速率均会降低。
答案:(1)专一性 (2)青霉素能与这些酶的活性位点结合(或酶活性位点被封闭),使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降 (3)竞争性 底物浓度越高,底物与酶活性位点结合机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小 (4)见下图
1.光合作用光反应产生的物质有( )
A.C6H12O6、NADPH、ATP
B.NADPH、CO2、ATP
C.NADPH、O2、ATP
D.C6H12O6、CO2、H2O
解析:选C。光反应中水的光解可以产生氧气,同时产生NADPH,而且能将光能转换成活跃的化学能,储存在ATP中。
2.光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列属于暗反应所必需的物质是( )
A.H2O、CO2、ADP
B.CO2、NADPH、ATP
C.H2O、CO2、ATP
D.NADPH、H2O、ADP
解析:选B。光合作用暗反应过程包括二氧化碳的固定(CO2+C5―→2C3)和C3的还原2C3―→(CH2O)+C5,还原需要NADPH作为还原剂和酶的催化,并消耗能量(ATP分解)。所以选B。H2O和ADP都是参与光反应的。
3.(2011·高考海南卷)红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述,正确的是( )
A.红枫叶片不含叶绿素
B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用
解析:选C。红枫叶片含叶绿体,叶绿体中的色素(包括叶绿素)吸收光能用于光合作用;叶片红色是花青素的作用。
4.在晴天中午,密闭的玻璃温室中栽培的玉米,即使温度及水分条件适宜,光合速率仍然较低,其主要原因是( )
A.O2浓度过低 B.O2浓度过高
C.CO2浓度过低 D.CO2浓度过高
解析:选C。在晴天中午,玉米叶片的气孔关闭,CO2不能进入,光合速率下降。
5.下列关于光合作用的叙述中,正确的是( )
A.光反应只能在白天进行,而暗反应在昼夜不停地进行
B.光反应需要光,不需要酶,暗反应不需要光,需要多种酶
C.光反应在叶绿体的类囊体膜上进行,暗反应在叶绿体的基质中进行
D.光反应分解水生成O2,暗反应消耗O2生成水
解析:选C。光反应在有光的条件下进行,而在无光的条件下,不能产生NADPH和ATP,影响了暗反应中C3的还原;光反应需要光也需要酶,暗反应不需要光但需要酶;光反应在叶绿体的类囊体膜上进行,暗反应在叶绿体的基质中进行;光反应分解水生成O2,暗反应中产生的水的氧来自于CO2,但暗反应不消耗O2。
6.(2012·山西大同一中高一检测)甲图表示光合作用部分过程的图解,乙图表示改变光照后,与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线,请据图回答问题。
(1)甲图中A表示的物质是________,它是由________产生的,其作用主要是
________________________________________________________________________。
(2)甲图中ATP形成所需的能量最终来自于________。若用放射性同位素标记14CO2,则14C最终进入的物质是________________________。
(3)乙图中曲线a表示的化合物是________,在无光照时,其含量迅速上升的原因是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)曲线b表示的化合物是________,在无光照时,其含量下降的原因是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)光反应为暗反应提供的物质是NADPH和ATP,由此可确定A是NADPH,NADPH是由H2O光解后经一系列过程产生的,其作用主要是用于C3的还原。
(2)光反应中,光能转化为活跃的化学能储存于ATP中,14CO2的同化途径为14CO2―→14C3―→(14CH2O)。
(3)题干中已明确a、b表示C3和C5的含量变化,光照停止后,光反应停止,NADPH和ATP含量下降,C3的还原减弱直至停止,而CO2的固定仍在进行,因此C3含量相对升高,C5含量相对下降,即a表示C3,b表示C5。
答案:(1)NADPH 水在光下分解 用于C3的还原
(2)光能 (CH2O)
(3)C3 CO2与C5结合生成C3,而C3不能被还原
(4)C5 C5与CO2结合生成C3,而C3不能被还原为C5
1.光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段,下列叙述正确的是( )
A.光反应不需要酶,暗反应需要多种酶
B.光反应消耗水,暗反应消耗ATP
C.光反应固定和还原CO2
D.光反应储存能量,暗反应释放能量
解析:选B。考查对光合作用过程的理解,光反应和暗反应都需要酶;CO2的固定和还原都发生在暗反应;光反应是吸收、传递和转化光能,暗反应是把活跃的化学能转变成稳定的化学能储存起来。
2.(2011·高考浙江卷)下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是( )
A.破坏叶绿体外膜后,O2不能产生
B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变
C.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反应
解析:选D。光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜,破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行,仍然会有O2产生,A项错误。植物叶片在衰老过程中,部分色素(如叶绿素)遭到破坏,各种色素的比例发生改变:叶绿素含量相对减少,叶黄素和类胡萝卜素含量相对增多,B项错误。与夏季相比,冬季温度较低,低温直接影响光合作用所需酶的活性,温度是影响光合速率的主要原因,C项错误。暗反应的场所是叶绿体基质,暗反应所需条件为ATP、NADPH、CO2,所以在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反应,D项正确。
3.某植物上的绿叶经阳光照射24 h后,经脱色并用碘液处理,结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色,而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明( )
①光合作用需要CO2 ②光合作用需要光
③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出O2
⑤光合作用制造淀粉
A.①② B.③⑤
C.②⑤ D.③④
解析:选C。绿叶上包裹的锡箔不能透过光线,而光照24小时,叶片祼露的部分进行光合作用,脱色后用碘处理变蓝说明有淀粉生成,应选⑤。有锡箔覆盖的位置,因为无光,不能进行光合作用,未产生淀粉,用碘处理不变蓝,说明光合作用需要光,没有光就不能进行光合作用,应选②。
4.在叶绿体中,ATP和ADP的运动方向是 ( )
A.ATP与ADP同时由类囊体膜向叶绿体基质运动
B.ATP与ADP同时由叶绿体的基质向类囊体膜运动
C.ATP由类囊体膜向叶绿体的基质运动,ADP的运动方向则正好相反
D.ADP由类囊体膜向叶绿体的基质运动,ATP则向相反方向运动
解析:选C。ATP和ADP由类囊体膜至叶绿体基质之间的运输方向相反,ATP由类囊体膜向叶绿体的基质运动,ADP的运输方向正好相反。
5.(2012·长沙雅礼中学高一调研)下列哪些是与光合作用的光反应有关( )
A.①③⑤ B.①③
C.②④ D.③⑤
解析:选B。光反应中主要进行ATP的合成和水的光解,水光解产生O2和NADPH,有机物的合成是在暗反应中。
6.叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是( )
A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B.H2O在光下分解为质子H+和O2的过程发生在基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
解析:选D。本题主要考查光合作用的场所及叶绿体结构的相关知识。叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上;H2O在光下分解为质子H+和O2的过程也是发生在类囊体薄膜上;CO2的固定过程发生在叶绿体基质中,同时在叶绿体基质中还完成C3的还原,即生成淀粉的过程。
7.光照增强,光合作用增强。但在光照最强的夏季中午,光合作用不继续增强,反而下降。主要原因是( )
A.夏季光照太强,叶绿素分解
B.由于气孔关闭,暗反应过程中三碳化合物产生得太少
C.夏季气温太高,酶活性降低
D.水分蒸腾散失太多,光反应产生的ATP和NADPH少
解析:选B。夏季中午,光照太强,造成叶片失水,气孔关闭,CO2不能进入细胞,暗反应生成的三碳化合物减少,光合作用速率下降。
8.为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是( )
A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
解析:选B。水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气,光合作用需要光照和CO2,NaHCO3稀溶液可提供CO2;装片中不能有空气,否则好氧细菌均匀分布,无法根据好氧细菌的聚集状况来确定叶绿体是否有放氧功能。
9.下图是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图,图中A物质和B物质的相对分子质量之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.8∶9 D.9∶8
解析:选C。本题考查光合作用中原子的对应关系。A、B均为光合作用产生的O2,O2中的O原子来自原料水,A中均为16O,A的分子量为32,B中均为18O,B的分子量为36。
10.如图表示的是在CO2浓度为1%和0.03%两种情况下,某农作物的光合作用强度与光照强度之间的关系曲线图,据图分析,限制图中Q点的光合作用强度的因素是( )
①CO2浓度 ②光照强度
A.① B.②
C.①② D.与①和②无关
解析:选C。对照两条曲线,相同光照强度下Q点光合作用强度的限制因素为CO2浓度,仅从CO2浓度为0.03%时的曲线分析,在Q点基础上增加光照强度,光合作用强度仍能增强,因此,限制Q点光合作用强度的因素还有光照强度。
11.(2011·高考江苏卷)某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果,相关叙述正确的是( )
遮光比
例(%)
叶绿素
a/b
叶绿素
含量(mg/g)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
植株干重(g)
0
4.8
2.1
8.0
7.5
10
5.3
2.3
9.6
9.9
30
5.2
2.4
8.9
9.2
50
4.4
2.6
5.2
7.2
70
4.1
2.9
2.7
4.8
90
3.3
3.0
0
3.2
A.适当的遮光处理,可提高其干重
B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C.叶绿素a/b不可作为其利用弱光能力的判断指标
D.遮光90%时,铁线莲不进行光合作用
解析:选A。由表格数据可知,植物干重随遮光比例的增加而先增加后减少,说明适当遮光可以提高其干重,A项正确。叶绿素含量随遮光比例的增加而逐渐增加,净光合速率先增加后减少,两者不呈正相关,B项错误。叶绿素a/b变化与植物净光合速率和植物干重变化一致,因此可作为植物利用弱光能力的判断指标,C项错误。净光合速率=真光合速率-呼吸速率,遮光90%时,植物净光合速率为0,则说明光合速率和呼吸速率相等,D项错误。
12.图甲表示某种植物光合作用强度受光照强度影响的变化曲线,图乙表示该植物在两种光照强度条件下,光合作用强度受CO2浓度影响的变化曲线,据图分析正确的是( )
A.曲线①表示光照强度为n时的光合作用强度变化
B.a点与c点相比较,c点时叶肉细胞中C3的含量高
C.b点与c点相比较,b点叶肉细胞中C5的含量低
D.影响c点光合作用强度的因素只有CO2浓度
解析:选B。由于n点对应的光照强度较m点的光照强度低,所以②对应n点的光照强度,①对应m点的光照强度;a点与c点相比较两者在同一光照强度下产生的ATP和NADPH一样多,还原C3的能力是相同的,但由于c点的二氧化碳浓度高,生成的C3多,所以c点的C3含量高;在二氧化碳浓度相同的条件下同等消耗C5形成C3,但由于b点的光照强,产生的ATP和NADPH多,还原C3生成的C5多,所以b点的C5含量应该较高;影响c点光合作用强度的因素有二氧化碳浓度和光照强度。
二、非选择题
13.如图是光合作用过程实验图解。请分析实验结果:
(1)装置C中产生含碳有机物是由于在装置A中结构[ ]________上进行了________反应。为在结构[ ]________中进行的________反应提供了________。
(2)装置B中不能产生含14C的有机物,主要是结构[①]中缺少______________________和________。
(3)此实验说明________是进行光合作用完整的结构单位。
(4)适当增强________,增加________,以及适当提高温度可提高________,从而提高含碳有机物的产量,并能产生较多的________。
解析:(1)光合作用分光反应和暗反应两个阶段,光反应在类囊体膜上进行,暗反应在叶绿体基质中进行,光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应在ATP、NADPH作用下产生有机物。
(2)装置B中缺少叶绿体基质,不能为暗反应提供酶和固定CO2的五碳化合物,故无有机物生成。
(3)从3个试管产物分析知,光反应和暗反应彼此联系,不能分割,叶绿体是进行光合作用的完整结构单位。
(4)从影响光合作用速率的因素分析,适当增强光照、CO2浓度及升高温度可加快光合作用速率,增加光合作用产物(有机物和O2)的产生量。
答案:(1)① 类囊体膜 光 ② 叶绿体基质 暗 NADPH、ATP (2)固定CO2的五碳化合物 有关酶 (3)叶绿体 (4)光照 CO2浓度 光合作用速率 O2
14.(2012·合肥一中高一检测)下列是有关光合作用的图示,请回答:
(1)写出图甲中下列物质的名称:
A________;C________。
(2)从图甲可知:光合作用包括D和E两个阶段,E是________,在叶绿体的________进行,该阶段需要D阶段提供的物质是________和________。
(3)叶绿体的色素分布在________中(用图中字母回答),可用________法分离。
(4)影响绿色植物光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度等。
①若图乙中的x代表光照强度,光照强度影响光合作用强度主要是影响________阶段(用图甲的字母回答)。
②若图乙中的x代表温度,其主要通过影响________来影响光合作用强度。
③光合作用强度在图丙的a点时达到最大值,请画出CO2浓度继续增加时曲线的变化趋势。
解析:图中A是O2,B是ATP、C是C3,D是光反应,E是暗反应,F是基粒。叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上,可用纸层析分离绿叶中的色素。光照主要影响光合作用的光反应阶段,温度主要影响酶的活性。
答案:(1)O2 三碳化合物(或C3)
(2)暗反应 基质中 NADPH ATP(或B)
(3)F 纸层析
(4)①D ②酶的活性 ③如右图
15.(创新探究题)如图所示的是测定金鱼藻光合作用的实验装置。表中数据是在适宜(恒定)温度条件下,改变光源与烧杯距离测得的金鱼藻放出的气泡数,结果如下表所示。请仔细分析后回答问题。
光源与烧杯间的距离(cm)
10
15
20
25
30
35
40
45
气泡数(个/min)
18
15
10
8
6
4
2
0
(1)从图和表中可得出的结论是
________________________________________________________________________。
(2)若将光源与烧杯间的距离固定在15 cm,温度适宜,光照较长时间后发现产生的气泡逐渐减少。产生这一现象的原因是__________________,导致________________消耗减少,从而抑制了光反应。
(3)据表中数据估计,呈现如图所示关系时,光源与烧杯间的距离为________cm。
(4)金鱼藻细胞内合成蛋白质所需要的直接能源物质,其产生部位是
________________________________________________________________________。
解析:(1)气泡数的多少表示光合作用速率快慢。光源与烧杯间的距离表示光照强度大小。由表中数据可以看出,光合作用速率随光照强度的变化而变化。
(2)O2是光反应的产物,O2减少说明光反应减弱,由题干可判断CO2减少,引起暗反应减弱,从而导致光反应减弱。
(3)图中表示光合作用产生O2量与细胞呼吸消耗O2量相等,即产生气泡数为零。
(4)光合作用产生的ATP用于暗反应,蛋白质合成所需能量由细胞呼吸提供。
答案:(1)光合作用速率随光照强度的变化而变化(其他正确答案也可)
(2)溶液中CO2减少 NADPH和ATP
(3)45 (4)细胞质基质和线粒体
1.下列不是有氧呼吸第一阶段产物的是( )
A.水 B.氢
C.丙酮酸 D.ATP
解析:选A。本题考查有氧呼吸。有氧呼吸第一阶段是C6H12O6转变为丙酮酸,脱去氢,生成ATP,而水是第三阶段生成的。故正确答案为A。
2.在细胞呼吸过程中,分解水和合成水分别发生在( )
A.第一阶段和第二阶段
B.第二阶段和第三阶段
C.第三阶段和第一阶段
D.第三阶段和第二阶段
解析:选B。考查细胞呼吸的过程。在细胞呼吸过程中,分解水发生在有氧呼吸的第二阶段,而合成水是在第三阶段。
3.蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为( )
A.低温、干燥、低氧 B.低温、湿度适中、低氧
C.高温、干燥、高氧 D.高温、湿度适中、高氧
解析:选B。蔬菜和水果不断地进行细胞呼吸,消耗含有的有机物,要想保证有机物尽量少被消耗,需要降低细胞呼吸。温度能影响酶的活性,所以低温、低氧能够降低细胞呼吸,而保鲜则需要适宜的湿度,不同的蔬菜、水果需要的湿度不同。故正确答案为B。
4.在细胞呼吸中,有CO2放出时,可判断此过程( )
A.一定是无氧呼吸 B.一定是有氧呼吸
C.一定不是酒精发酵 D.一定不是乳酸发酵
解析:选D。有氧呼吸和无氧呼吸产生酒精的过程都有CO2的释放,故A、B、C全错,只有乳酸发酵不产生CO2。故正确答案为D。
5.下列关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累
D.质量相同时,脂肪比糖元有氧氧化释放的能量多
解析:选D。丙酮酸是呼吸作用的中间产物,无氧呼吸的终产物为酒精和二氧化碳或乳酸,A选项错误;有氧呼吸产生的[H]是在线粒体的内膜上与氧结合生成水的,B选项错误;无氧呼吸不需要O2的参与,该过程中并无[H]的积累,C选项错误;脂肪分子中O的含量远远少于糖元,而H的含量多于糖元,所以相同质量的脂肪和糖元,脂肪有氧氧化分解时所需要的O2多,放出的能量也多。
6.下图为细胞呼吸过程,其中a、b表示物质,①~④表示主要步骤,请回答下列问题:
(1)图中a、b表示的物质分别是________、________。
(2)图中②、③过程中都有CO2产生,其场所分别是__________、________。
(3)过程①除产生能量外,还产生________;在①~④过程中释放能量最多的是________。
(4)②和④过程一般不会同时发生在同一生物体内,其原因是
________________________________________________________________________。
解析:图中a和b分别表示丙酮酸、乳酸。②、③过程分别发生在细胞质基质和线粒体(基质)中。在过程①中除产生能量外,还可以产生[H],在①~④过程中,有氧呼吸的第三阶段③释放的能量最多。不同生物体细胞中,由于酶的种类不同,无氧呼吸的产物不同。
答案:(1)丙酮酸 乳酸 (2)细胞质基质 线粒体
(3)[H] ③ (4)不同生物体内酶的种类不同
一、选择题
1.在有氧呼吸过程中,进入细胞中的氧将( )
A.与还原氢结合生成水,产生少量能量
B.与碳结合形成二氧化碳
C.在线粒体中和细胞质基质中被消耗
D.与还原氢结合生成水,产生大量能量
解析:选D。在有氧呼吸的第三阶段,氧气参与反应,与还原氢结合生成水,产生大量能量。
2.下列过程存在无氧呼吸的是( )
A.植物叶片在光下放出O2
B.动物细胞内的糖分解为H2O和CO2
C.酵母菌细胞不产酒精的呼吸过程
D.苹果贮藏期间果肉积累酒精
解析:选D。
3.(2011·高考海南卷)关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.种子风干脱水后呼吸强度增强
B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸
C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
解析:选B。种子风干脱水后自由水含量降低,细胞代谢缓慢,细胞呼吸强度减弱;土壤淹水后,植物根系缺氧导致根系细胞进行无氧呼吸;破伤风杆菌能够侵入人体深部的组织细胞,进行无氧呼吸并大量繁殖,有氧条件能抑制破伤风杆菌的繁殖;小麦种子萌发过程中,自由水含量上升,代谢加快,有氧呼吸加强。
4.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O的转移途径是( )
A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→氧气
C.葡萄糖→氧气→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
解析:选D。葡萄糖的有氧呼吸过程可分为三个阶段:第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸,同时产生少量的[H]和少量的ATP;第二阶段是丙酮酸分解成CO2和[H],同时产生少量的ATP;第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H],在线粒体中和氧结合,生成水,同时产生了大量的ATP。从C6H12O6氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出,葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。故选D。
5.如图所示为呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于( )
A.线粒体、线粒体和细胞质基质
B.线粒体、细胞质基质和线粒体
C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体
解析:选C。呼吸作用的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸的过程,在细胞质基质中发生,是有氧呼吸与无氧呼吸共有的阶段;第二、三阶段,丙酮酸进入线粒体,被进一步彻底氧化分解成二氧化碳和水,是有氧呼吸特有的过程。丙酮酸也可以在细胞质基质中被分解为乳酸。所以,酶2在线粒体中,而酶1和酶3在细胞质基质中。故选C。
6.可降解的聚乳酸“玉米塑料”的生产原料是乳酸,乳酸可来自于( )
A.玉米的有氧呼吸 B.酵母菌的有氧呼吸
C.乳酸菌的无氧呼吸 D.酵母菌的无氧呼吸
解析:选C。乳酸是无氧呼吸的产物,酵母菌无氧呼吸的产物是酒精、CO2和少部分能量,不产生乳酸。
7.(2011·高考山东卷)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如右图)。下列分析错误的是( )
A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果
B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C.若试管中的水换成冷水,气泡释放速率下降
D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中
解析:选D。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2,气泡内的气体是CO2,A项正确;加水可以防止酵母菌与空气的接触,制造无氧环境,B项正确;若将水换成冷水,会降低酵母菌体内呼吸酶的活性,反应速率降低,气泡释放速率下降,C项正确;被分解的葡萄糖中的能量有三个去向:一部分转移至ATP,一部分以热能形式释放,其余的存留在酒精中,D项错误。
8.如图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是( )
A.②处消耗水
B.①处产生ATP
C.②处产生二碳化合物
D.③处发生[H]与O2的结合反应
解析:选B。本题考查线粒体的结构与细胞的有氧呼吸过程,意在考查考生对细胞呼吸过程的理解。图示中①为线粒体外膜和内膜间的空隙,②为线粒体基质,③为线粒体的内膜。线粒体中产生ATP的部位是线粒体基质和内膜。
9.(2012·沈阳二中高一检测)在有氧呼吸的下列反应阶段中,不在线粒体中进行的只有( )
A.[H]传递给O2生成水
B.C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
C.丙酮酸分解为CO2和[H]
D.ADP与磷酸反应生成ATP
解析:选B。在有氧呼吸的三个阶段中,第一阶段是由C6H12O6分解为丙酮酸和[H]的过程,是在细胞质基质中进行的,而A、C、D过程是在线粒体中进行的。
10.机体在一定时间内,呼吸作用产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值,常被用来判断呼吸分解有机物的种类。根据脂肪彻底氧化分解反应式计算,此比值应是( )
A.小于1 B.等于1.0
C.大于1 D.不能确定
解析:选A。葡萄糖彻底氧化分解产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值为1,脂肪比葡萄糖含O的比例较低,故彻底氧化分解需消耗更多的O2。
11.下列关于有氧呼吸的叙述正确的是( )
A.线粒体是有氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸
B.第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸,产生大量的[H]和ATP
C.第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O,产生少量的[H]和ATP
D.第三阶段是[H]和氧结合产生H2O,同时生成大量的ATP
解析:选D。原核生物的细胞无线粒体,但有的细胞内含有与有氧呼吸有关的酶,仍可进行有氧呼吸,如硝化细菌。有氧呼吸的第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸,产生的[H]和ATP是少量的。有氧呼吸的第二阶段有水的参与但无水的生成。
12.(2012·北京师大实验中学高一质检)根据不同成分的植物种子在萌发时需氧量不同,下列种子在种植时埋土最浅的是( )
A.花生 B.玉米
C.小麦 D.水稻
解析:选A。本题以呼吸作用知识为核心命题点,考查了不同植物种子成分及其呼吸过程等知识。种子萌发时要通过呼吸作用分解有机物释放能量,在三大有机物中脂肪分解需氧气最多,而花生、玉米、小麦、水稻的种子中,花生所含的脂肪最多,种植时埋土浅有利于通气。
二、非选择题
13.下图是不完整的呼吸作用示意图,请据图解答下列问题:
(1)填出图中方格中的物质名称________。
(2)从图中选择有关的字母,填在题的横线上。
①有氧呼吸的途径是________。
②其中产生能量最多的是________阶段。
③产生氢的阶段是________。
④氧气参与________阶段的反应。
(3)①A与B阶段的反应属________,反应式为_________________________________
________________________________________________________________________。
②A与E阶段的反应属________,反应式为___________________________________
________________________________________________________________________。
③有氧呼吸的反应式为_________________________________________________。
④前两种呼吸过程在细胞中进行的部位是___________________________________。
解析:本题是对有氧呼吸和无氧呼吸进行的综合考查。有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是酒精、CO2或者是乳酸,二者反应的第一阶段完全相同。根据题中提供的产物,不难区分有氧呼吸和无氧呼吸。
答案:(1)丙酮酸
(2)①A,C,D ②D ③A,C ④D
(3)①乳酸发酵 C6H12O62C3H6O3+能量
②酒精发酵 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
③C6H12O6+6O2+6H2ObCO2+12H2O+能量
④细胞质基质
14.如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析并回答下列问题:
(1)从甲图可知细胞呼吸最旺盛时在________点,AB段说明随温度的升高,细胞呼吸强度________;温度主要通过影响________来影响呼吸强度。
(2)乙图中曲线Ⅰ是________呼吸类型,若曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的细胞呼吸,那么在DE段根细胞内积累的物质是________。曲线Ⅱ在F点以后影响呼吸强度的外界因素主要是________,F点以前影响呼吸强度的外界因素主要是_________________________。
解析:(1)从甲图可知,曲线最高点即细胞呼吸最旺盛时所对应的B点,在AB段,随温度的上升细胞呼吸的相对速率逐渐增强,温度主要通过影响酶的活性来影响呼吸速率。
(2)乙图中,曲线Ⅰ随着氧气浓度的上升,细胞呼吸的相对速率下降,说明曲线Ⅰ是无氧呼吸。水稻根细胞在DE段氧气浓度相对较低的情况下主要进行无氧呼吸,产生酒精。曲线Ⅱ是有氧呼吸曲线,F点是在该氧气浓度下曲线最高点,因此在F点以后氧气浓度不再是限制细胞呼吸强度的因素,此时限制细胞呼吸强度的最可能因素是温度,而F点以前限制因素则是氧气浓度。
答案:(1)B 上升 酶活性
(2)无氧 酒精 温度 氧气浓度
15.(创新探究题)图中的实验装置用于测量大麦种子的呼吸速率。实验开始时,用夹子夹紧橡皮管并使图中U形管内两侧有色液体均处于“0”标志位。在25 ℃条件下两套装置都静置1 h,实验结果如图所示。
(1)装置中加入NaOH溶液的目的是________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置A中有色液体的变化量表示_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置B中对大麦种子进行灭菌处理的目的是_________________________________
________________________________________________________________________;
装置B中有色液体的变化可能是__________________造成的,设置B装置的目的是______________。
(4)根据图中的实验数据,请计算大麦种子在25 ℃条件下的呼吸速率(用每克种子在单位时间内O2的吸收速率表示,单位为mm3g-1h-1)______________。
(5)如果把实验材料大麦种子改为大麦的叶片,要测量大麦叶片在25 ℃条件下的呼吸速率,上述装置应该如何改进?___________________________________________;
请写出在氧气充足的条件下大麦种子进行呼吸作用的反应方程式:
________________________________________________________________________。
解析:装置A中为活大麦种子,活大麦种子进行呼吸作用,装置B中为死大麦种子,死大麦种子不进行呼吸作用,二者为对照实验。装置中的NaOH溶液用于吸收呼吸作用产生的二氧化碳,装置A右侧有色液体的变化用于测定大麦种子呼吸作用的消耗氧的体积,装置B右侧有色液体的变化是外界因素引起的。在测定大麦种子呼吸作用消耗氧的体积时要考虑装置B右侧有色液体的变化。
答案:(1)吸收呼吸作用产生的二氧化碳 (2)大麦种子呼吸作用消耗氧的体积 (3)防止细菌呼吸作用产生或吸收的气体影响实验结果 由于环境温度上升而引起的气体膨胀 对照(排除由物理因素引起的气体热膨胀对实验结果的干扰) (4)B内气体体积增加20 mm3,A内气体减少60 mm3,故A内实际吸收O2为80 mm3,O2吸收速率=80 mm3/10 g=8 mm3g-1h-1
(5)将装置进行遮光处理 C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量