第5章 细胞的能量供应和利用单元测试卷2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1（word含解析）

《第5章　细胞的能量供应和利用》单元测试卷
一、单项选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于酶的叙述,正确的是(　　)
A.过氧化氢酶适于在较低温度和适宜的pH条件下进行保存
B.酶比无机催化剂催化效率高的原因是酶可与底物特异性结合
C.具有专一性的胃蛋白酶不能催化食物中多种蛋白质的水解
D.一种酶在不同pH条件下催化同一种化学反应的最适温度不同
2.为了研究温度对某种酶活性的影响,设置甲、乙、丙三个实验组,各组温度条件不同,其他条件相同且适宜,测定各组在不同反应时间内的产物浓度,结果如图。以下分析正确的是(　　)
A.在t时刻之后,甲组曲线不再上升,是由于受到酶数量的限制
B.在t时刻降低丙组温度,将使丙组酶的活性提高,曲线上升
C.若甲组温度小于乙组温度,则该酶的最适温度不可能大于乙组温度
D.若甲组温度大于乙组温度,则该酶的最适温度不可能大于甲组温度
3.20世纪60年代,医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。如图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列说法错误的是(　　)
A.应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值再将相应的淀粉酶溶液和淀粉溶液混合
B.pH为13的实验组调到pH为7后淀粉含量基本不变
C.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
D.根据上述实验结果无法推出淀粉酶的最适pH为7
4.[2022湖北荆州沙市中学高一上期末考试]研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成了ATP
B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
5.如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATP
D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
6.[2022广东惠州高三调研]在2021年东京奥运会男子100米半决赛中,苏炳添以半决赛第一的成绩闯入决赛并打破亚洲纪录,成为中国首位闯入奥运会男子100米决赛的运动员。下列叙述正确的是(　　)
A.在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉的能量供应直接来自葡萄糖
B.运动员在参加短跑比赛时细胞内ATP的含量远高于参加长跑比赛时细胞内ATP的含量
C.不同运动状态下肌肉细胞呼吸方式不同,说明同一种酶可以催化不同反应
D.在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉细胞中CO2的产生场所只有线粒体基质
7.[2022山东潍坊五县市高三联考]某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下,通过控制氧气浓度的变化,得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线,实验结果如图所示,t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验,实验装置和条件不变,得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是(　　)
A.t1时刻,氧气浓度较高,酵母菌细胞中只有线粒体可以产生CO2
B.如果改变温度条件,t1会左移或右移,但是S1和S2的值始终相等
C.若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1,则0~t1时间段酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为2∶1
D.若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合,则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
8.如图表示某植物种子在萌发过程中不同阶段CO2释放速率的变化曲线。下列叙述错误的是(　　)
A.第Ⅰ阶段,种子吸水后代谢增强,细胞呼吸释放的CO2增多
B.第Ⅱ阶段,种子细胞呼吸释放的CO2主要来自线粒体基质
C.第Ⅲ阶段,种子细胞呼吸增强的原因可能是种皮破裂,有氧呼吸强度逐渐增强
D.第Ⅳ阶段,种子细胞呼吸减弱的原因可能是细胞呼吸缺乏底物
9.[2022福建福州八县市高三上期中联考]迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标,可用于色素的鉴定。以新鲜菠菜绿叶为材料进行色素的提取和分离实验,得到表中结果。下列相关叙述,错误的是(　　)
层析液 色素1 色素2 色素3 色素4
移动距离/cm 8.00 7.60 4.24 1.60 0.80
迁移率 — 0.95 0.53 0.20 0.10
注:迁移率=色素移动距离/层析液移动距离。
A.可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠代替无水乙醇
B.新鲜菠菜绿叶的色素提取液呈绿色主要是由于存在色素3、4
C.4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素1、2、3、4
D.迁移率为0.95和0.53的色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光
10.如图所示为甘蔗某一叶肉细胞内的一系列反应过程,下列有关说法正确的是(　　)
A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B.过程②发生在叶绿体基质中,过程④释放的能量可用于叶肉细胞的主动运输
C.过程①产生CO2,过程②消耗CO2,过程③既产生CO2、也消耗CO2
D.若过程①②的速率大于过程③的速率,则甘蔗的干重就会增加
11.如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5浓度的变化趋势,该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是(　　)
A.图中物质甲转变成乙一定需要消耗光反应提供的ATP
B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件一定是降低了光照强度
C.Ⅱ阶段甲上升一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累
D.若改变的环境条件是降低CO2浓度,则Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段的低
12.[2021河南南阳高二下期末考试]某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
A.CO2浓度大于c时,限制曲线B和C净光合速率增大的主要环境因素是光强
B.当CO2浓度为a时,高光强下该植物产生的氧气会进入线粒体及释放到大气中
C.据图可推测,与高光强相比,低光强能增强该植物对低CO2浓度环境的适应
D.据图推测,可通过适当增大CO2浓度和光强来提高温室中该种植物的产量
13.三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是(　　)
A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高
B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少
C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
14.[2022四川内江六中高三月考]如图表示蝴蝶兰在正常条件下和长期干旱条件下CO2吸收速率的日变化曲线,据图分析,下列叙述正确的是(　　)
A.长期干旱条件下,叶肉细胞在10~16时不能进行光合作用
B.正常条件下,12时CO2吸收速率最快,此时植株干重达到一天中最大
C.正常条件下,叶肉细胞在0~6时和20~24时不能产生ATP
D.长期干旱条件下,蝴蝶兰可能通过夜间吸收CO2以适应环境
二、不定项选择题:本题共4小题,每小题3分,共12分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
15.除了温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会影响酶的催化效果。图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加适量不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法错误的是(　　)
A.非竞争性抑制剂抑制酶活性的机理与高温、低温抑制酶活性的机理相同
B.据图可推测,竞争性抑制剂因与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点
C.底物浓度相对值大于15时,限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度
D.曲线乙和曲线丙分别是添加了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的结果
16.[2022辽宁沈阳重点高中联合体高一联考]2,4-二硝基苯酚(DNP)能抑制线粒体内膜合成ATP,但不影响此部位[H]与O2的结合以及能量的释放。将部分酵母菌破碎后获取线粒体和细胞质基质,进行如表所示各组实验。下列有关叙述正确的是(　　)
组别 反应条件
甲 1 mol葡萄糖+线粒体+充足氧气
乙 1 mol葡萄糖+细胞质基质+缺乏氧气
丙 1 mol葡萄糖+完整酵母菌+充足氧气
丁 1 mol葡萄糖+完整酵母菌+缺乏氧气
戊 1 mol葡萄糖+完整酵母菌+充足氧气+DNP
A.丙组和丁组的葡萄糖分解后释放出的能量是不一样多的
B.乙组和丁组都可以进行无氧呼吸,两组产生的酒精量基本相同
C.甲组、丙组和戊组中产生的丙酮酸都能在线粒体中分解产生CO2
D.丙组和戊组都可以进行有氧呼吸,丙组产生的H2O、CO2和ATP的量都多于戊组
17.[2021山东临沂高一上期末考试]为研究有机物的积累对苹果叶片光合作用的影响,研究人员将B组苹果叶片上下的枝条进行环割处理(如图1)以阻断有机物的运输,A组不作处理。然后在白天不同时间测定两组叶片净光合速率的变化,实验结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)
A.5时B组苹果叶片叶肉细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体
B.分析图2可知,13时B组苹果叶片内有机物的含量最高
C.7时后B组净光合速率明显低于A组,说明叶片中有机物积累会抑制光合作用的进行
D.图2 A、B两组曲线的两个峰值中,下午的峰值均比上午低,可能与上午光合作用较强,积累了有机物有关
18.[2022湖南名校联合体联考]将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中,测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度,得到如图所示的结果。下列叙述错误的是(　　)
A.若每天的日照时间相同,则该植物在15 ℃的环境中生长最快
B.若每天的日照时间相同,该植物在5 ℃的环境中比在25 ℃的环境中生长更快
C.若每天的日照时间为12 h,则该植物在35 ℃的环境中无法长时间生存
D.由图可知,该植物光合作用的最适温度比细胞呼吸作用的最适温度低
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
19.(11分)在农业生产中,人们发现麦穗发芽会影响小麦的产量和品质。某兴趣小组为探究麦穗发芽率与淀粉酶活性的关系,进行了相关实验。请补充实验方案并回答问题。
实验材料及用品:萌发时间相同的A品种和B品种小麦种子提取液(不含淀粉)、恒温水浴锅、缓冲液、碘液、蒸馏水、一系列不同浓度的淀粉溶液等。
(1)实验步骤:
①取三组试管,每组若干支,分别标为甲、乙、丙。
②在每组的每支试管中分别加入1 mL缓冲液。
③向甲组的每支试管中加入0.5 mL A品种小麦种子提取液,向乙组的每支试管中加入0.5 mL　　　　　　,向丙组每支试管加入等量的蒸馏水。
④在甲、乙、丙三组的每支试管中分别加入1 mL　　　　　　　　　　　　　,摇匀,在相同且适宜温度下保温。
⑤处理相同时间后,终止反应,冷却至常温,分别加入适量　　　　　,观察记录颜色变化情况。
(2)实验结果:三组试管均变蓝,且蓝色由深到浅依次为丙组>乙组>甲组,说明　　　　　　　　。该兴趣小组的另一实验表明,处理相同的时间,A品种小麦的麦穗发芽率高于B品种,通过这两个实验能推测出的结论是　　　　　。
(3)某同学按(1)中方案进行了实验,实验结果却是甲、乙两组都没有变蓝,而丙组显示蓝色。试分析可能的原因是 　 。
20.(11分)马拉松是一项高负荷、高强度、长距离的竞技运动。如图表示甲、乙两名运动员在不同运动强度下,摄氧量与血液中乳酸含量的变化情况。回答下列问题:
(1)据图分析,当甲、乙运动员的摄氧量为2~3 L/min时,骨骼肌细胞的呼吸方式是　　　　　　　,骨骼肌细胞中产生ATP最多的场所是　　　　　　。
(2)马拉松运动过程中,人体细胞中生成乳酸的场所是　　　　,该过程的化学反应式可以概括为　　　　　　　　　　　　　　　。与有氧呼吸相比,骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少,葡萄糖中能量的主要去向是　　　　　　　　。
(3)据图分析,运动员　　　　(填“甲”或“乙”)更适合从事马拉松运动。图中结果表明,随着运动强度不断增加,运动员的摄氧量和血液中乳酸含量都在增加,请你对此现象作出合理的解释:　 　 。
21.(14分)[2021新高考八省(市)联考广东生物]光补偿点指同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中产生的CO2等量时的光照强度,光合速率随光照强度增加而增加,当达到某一光照强度时,光合速率不再增加,该光照强度称为光饱和点。如表所示为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。
生长期 光补偿点 光饱和点 最大净光合速率
甲 乙 甲 乙 甲 乙
灌浆期 68 52 1 853 1 976 21.67 27.26
蜡熟期 75 72 1 732 1 365 19.17 12.63
注:光补偿点和光饱和点单位是μmol·m-2·s-1,最大净光合速率单位是μmolCO2·m-2·s-1。灌浆期幼穗开始积累有机物,谷粒内含物呈白色浆状;蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。
回答下列问题:
(1)从表中的数据推测,　　　　　　　品种能获得较高产量,理由是　 　 。
(2)据表分析水稻叶片在衰老过程中光合作用强度的变化趋势为　　　　　　　　。
(3)根据该实验的结果推测,从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片中的叶绿素含量变化有关。请设计实验验证该推测(简要写出实验设计思路、预测实验结果并给出结论)。
22.(12分)[2022江苏泰州高三调研]异戊二烯能清除活性氧,降低高温、强光等环境因素对类囊体膜造成的伤害。如图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程,其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题:
(1)A、B代表的细胞器分别是　　　　　　,A中合成NADPH的场所是　　　 　　,B中[H]还原O2的场所是　　 　　。
(2)由图可知,光合作用可为异戊二烯的合成提供　　　　(物质)。
(3)高温下呼吸链受抑制,耗氧量下降,异戊二烯合成量增加,据图分析,异戊二烯合成量增加的主要原因是高温下叶片呼吸作用降低,使　　　　向叶绿体输送的数量增加,增加了异戊二烯的合成。
(4)为进一步验证高温使呼吸链被抑制,导致异戊二烯合成量增多,科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验,完成下表。
实验步骤 实验步骤要点
配制溶液 配制缓冲液,均分为3组,第1组加适量①　　　　,第2、3组不加
材料选择 切取②　　　　一致的叶片,分为3组
进行实验处理 将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中,第1、2组分别置于③　　　　下,第3组置于常温下
测定相关数值 一段时间后,测定3组叶片的④　　　
预期实验结果:⑤　 。
23.(12分)[2021新高考八省(市)联考辽宁生物]在植物体内,制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物,其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图所示),旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题:
(1)旗叶是小麦最重要的“源”。与其他叶片相比,旗叶光合作用更有优势的环境因素是　　　　。
在旗叶的叶肉细胞中,叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为　　　　阶段提供了更多的场所。
(2)在光合作用过程中,光反应与暗反应相互依存,依据是 　 。
“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的　　　　　　　　和　　　　　　,另一部分输送至“库”。
(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种,科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如表所示。表中数值代表相关性,数值越大,表明该指标对籽粒产量的影响越大。
不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性
*气孔导度表示气孔张开的程度。
①气孔导度主要影响光合作用中　　　　的供应。以上研究结果表明,在　　　　期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,有效的增产措施是　 。
②根据以上研究结果,在小麦的品种选育中,针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶　　　
的品种进行进一步培育。
(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系,以下研究思路合理的是　　　　(多选)。
A.阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化
B.阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化
C.使用O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物所占的比例
D.使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物所占的比例
参考答案
一、单项选择题
1.A　高温、过酸、过碱容易使酶失活,所以过氧化氢酶应在低温和适宜的pH条件下进行保存,A正确;酶比无机催化剂催化效率高的原因是酶降低活化能的作用更显著,B错误;胃蛋白酶具有专一性,它能催化食物中多种蛋白质的水解,而不催化其他反应,如多糖的水解,C错误;一种酶在不同pH条件下催化同一种化学反应的最适温度相同,D错误。
2.C　在t时刻后,甲组曲线不再上升,是由于底物被彻底分解,A错误;丙组温度过高,在t时刻酶已失活,降低温度,酶的活性不能提高,B错误;若甲组温度小于乙组温度,图中曲线说明乙组已超过最适温度,故该酶的最适温度不可能大于乙组温度,C正确;若甲组温度大于乙组温度,该酶的最适温度可能大于甲组温度,也可能小于或等于甲组温度,D错误。
3.C　实验的自变量是不同pH,即每个实验组的pH应保持相对稳定,因此,每个实验组的淀粉溶液和淀粉酶溶液在混合之前,应保持pH一致,A正确;由题中柱形图可知,当pH=13时,淀粉剩余量为100%,说明在pH=13的条件下淀粉酶已经永久失活,所以把pH为13的实验组调到pH为7后,其淀粉的含量基本不变,B正确;虽然pH为3和9的两支试管中,1 h后淀粉剩余量相同,但pH为3的试管中,参与淀粉水解过程的除了淀粉酶之外,还有“酸”,因此,pH为3的试管中淀粉酶的活性低于pH为9的试管中淀粉酶的活性,C错误;分析题图可知,pH为7时淀粉剩余最少,淀粉酶活性较高,但不一定是最适pH,D正确。
4.B　根据题意,该实验只能说明被32P标记的磷酸中的磷可以进入ATP,不能说明细胞内全部ADP都转化成了ATP,A错误;据题干“结果发现……几乎一致”,可推出32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等,B正确、C错误;ATP与ADP相互转化主要发生在细胞质中,D错误。
5.D　题图中①②过程为无氧呼吸,①④③过程为有氧呼吸,a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精,D正确;催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中,A错误;无氧呼吸的第一阶段也产生[H],B错误;①②过程表示无氧呼吸,其中e为酒精,C错误。
6.D　ATP为直接能源物质,因此在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉的能量供应直接来自ATP,A错误;细胞内ATP含量相对稳定,运动员在参加短跑比赛时细胞内ATP的含量不会远高于参加长跑比赛时细胞内ATP的含量,B错误;酶具有专一性,同一种酶只能催化同一种或者同一类反应,C错误;人肌肉细胞的无氧呼吸不会产生CO2,所以在100米短跑比赛中,运动员腿部肌肉细胞中CO2的产生场所只有线粒体基质,D正确。
7.B　第Ⅰ阶段,种子吸水后代谢增强,细胞呼吸释放的CO2增多,A正确;第Ⅱ阶段,种子细胞主要进行无氧呼吸,释放的CO2主要来自细胞质基质,B错误;第Ⅲ阶段,种子细胞呼吸增强的原因可能是种皮破裂,有氧呼吸强度逐渐增强,C正确;第Ⅳ阶段,种子细胞呼吸减弱的原因可能是细胞呼吸缺乏底物,D正确。
8.D　t1时刻,酒精产生速率为0,Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,说明酵母菌只进行有氧呼吸,无氧呼吸消失,酵母菌细胞中只有线粒体可以产生CO2,A正确;如果改变温度条件,酶的活性会升高或降低,t1会左移或右移,0~t1时间段产生的CO2总量=S1+S2+S3+S4,无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同,即无氧呼吸产生的CO2量=S2+S3,有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量,即有氧呼吸产生的CO2量=S2+S4,0~t1时间段产生的CO2总量=无氧呼吸产生的CO2量+有氧呼吸产生的CO2量,即S1+S2+S3+S4=S2+S3+S2+S4,S1和S2的值始终相等,B正确;由上述分析可知,S1=S2,若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1,则S4∶S2=8∶1,有氧呼吸产生的CO2量=S2+S4=9S2,无氧呼吸产生的CO2量=S2+S3=1.5S2,有氧呼吸产生的CO2量∶无氧呼吸产生的CO2量=6∶1,有氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生6 mol CO2,无氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2,因此0~t1时间段酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为2∶1,C正确;乳酸菌进行无氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸,酵母菌无氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精,若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ完全重合,说明0~t1时间段酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等,但酵母菌同时进行有氧呼吸,故0~t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌,D错误。
9.D　绿叶中色素的提取和分离实验中,如果没有无水乙醇,可以用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替,A正确;色素提取液呈绿色主要是由于含有叶绿素a和叶绿素b,两者在层析液中的溶解度较低,扩散距离较近,可对应表中的3、4,B正确;各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同,溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢,则4种色素在层析液中的溶解度由大到小依次是色素1、2、3、4,C正确;迁移率为0.95和0.53的色素分别对应胡萝卜素和叶黄素,两者主要吸收可见光中的蓝紫光,D错误。
10.B　过程①、②分别表示光反应和暗反应,过程③表示细胞呼吸,过程④表示ATP的利用。叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A错误。光合作用只消耗CO2,呼吸作用只产生CO2,C错误。仅某一个叶肉细胞中光合作用速率大于呼吸作用速率,整个甘蔗的干重不一定会增加,D错误。
11.D　光合作用过程中,若降低光照强度,ATP与NADPH生成量减少,C3还原受阻,短时间内C3的合成量不变,最终导致C3含量上升,C5的含量下降,此时甲是C3,乙是C5;若降低CO2浓度,CO2的固定量减少,C3的合成量减少,去路暂时不变,导致C3含量下降,C5含量上升,此时甲是C5,乙是C3。若甲是C3,乙是C5,甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP和NADPH;若甲是C5,乙是C3,甲转变成乙需要消耗CO2,A错误。Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度或降低CO2浓度,B错误。根据分析,Ⅱ阶段甲上升不一定是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累,C错误。低CO2浓度下的光饱和点也低,D正确。
12.C　分析坐标曲线可知,CO2浓度大于c时,曲线B和C的净光合速率不会随着CO2浓度的升高而增大,即CO2浓度已不再是限制曲线B和C净光合速率增大的主要环境因素,此时限制曲线B和C净光合速率增大的主要环境因素是光强,A正确;当CO2浓度为a时,高光强下该植物净光合速率为0,即光合速率等于呼吸速率,该植物与外界环境的氧气交换净量为0,但由于该植物和外界之间时刻有O2的进出,所以产生的O2会进入线粒体用于有氧呼吸及释放至大气中,B正确;由图可知,高光强下该植物的CO2补偿点更低,故高光强比低光强更能够增强该植物对低CO2环境的适应,C错误;据图可知,可通过适当增大CO2浓度和光强来提高温室中该种植物的产量,D正确。
13.D　与11:00时相比,13:00时胞间CO2浓度较低,叶绿体中合成C3的速率相对较低,A错误;14:00后,叶片的净光合速率下降,但净光合速率仍然大于0,植株还在积累有机物,故植物积累有机物的量还在增加,B错误;17:00后胞间CO2浓度快速上升,是由于光照减弱,ATP、NADPH产生减少,C3的还原减弱,暗反应速率也降低,C错误; 叶片净光合速率第一次下降是由于胞间CO2浓度降低,第二次下降是由于光照强度减弱,D正确。
14.D　长期干旱条件下,叶肉细胞在10~16时CO2的吸收速率降为0,净光合速率为0,即光合速率等于呼吸速率,此时也在进行光合作用,A错误;正常条件下,12时CO2吸收速率最快,表明此时有机物积累最快,但是之后有机物还在积累,植株干重在20时之前与横轴的交点处达到最大,B错误;正常情况下,叶肉细胞在0~6时和20~24时可通过呼吸作用产生ATP,C错误;图中可以看出,长期干旱条件下,蝴蝶兰可在夜间吸收CO2并储存在细胞中,而在白天温度较高时关闭气孔防止水分过度蒸发,以适应干旱环境,D正确。
二、不定项选择题
15.A　由图可知,图中非竞争性抑制剂和酶的活性位点外的其他部位结合,从而抑制酶将底物分解为产物,高温通过破坏酶的空间结构使酶失活,低温只能降低酶活性,但不改变酶的空间结构,A错误。由图可知竞争性抑制剂因与底物有相似的结构而与底物竞争酶的活性位点,B正确。由图可知底物浓度相对值大于15时,限制曲线甲的因素不是横轴所表示的底物浓度而可能是酶的数量,C正确。添加竞争性抑制剂后,在底物浓度足够大时,底物与酶的活性位点结合的概率增大,几乎可以达到原来的反应速率,对应曲线乙;添加非竞争性抑制剂后,酶的催化作用受到抑制,即使在底物浓度足够大时也达不到原来的反应速率,对应曲线丙,D正确。
16.AB　分析表格:甲组中线粒体不能直接利用葡萄糖,因此不会发生呼吸作用;乙组和丁组都可以发生无氧呼吸,产物是酒精和二氧化碳;丙组和戊组都可以发生有氧呼吸,产物是二氧化碳和水,但由于戊组加入了DNP,因此该组形成的ATP比丙组少。丙组和丁组的差别在于是否有氧气,即丙组中进行的是有氧呼吸,丁组中进行的是无氧呼吸,则反应完成后,丙组葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量,而丁组葡萄糖中的能量大多数储存在酒精中,少数释放出来,释放的能量中一部分以热能的形式散失,一部分储存在ATP中,即两组释放的能量不一样多,A正确;乙组和丁组中进行的是无氧呼吸,反应完成后乙组和丁组产生了酒精,由于底物量相同,两组产生的酒精量也基本相同,B正确;由于线粒体不能直接利用葡萄糖,因此甲组不能产生丙酮酸,也不会发生丙酮酸进入线粒体进一步氧化分解产生CO2的过程,而丙组和戊组中产生的丙酮酸都能在线粒体中分解产生CO2,C错误;丙组和戊组都具备有氧呼吸的条件,且底物量相同,因此反应完成后丙组和戊组产生相同数量的H2O和CO2,但戊组加入的2,4-二硝基苯酚(DNP)会抑制线粒体内膜合成ATP,因此丙组产生的ATP的量多于戊组,D错误。
17.ACD　5时B组净光合速率为0,即光合速率与呼吸速率相等,此时B组叶肉细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体,A正确;11~13时,B组叶片的净光合速率已小于0,这段时间光合速率小于呼吸速率,有机物被不断消耗,故13时B组苹果叶片内有机物的含量并非最高,B错误;根据题意分析,B组苹果叶片上下的枝条进行环割处理,其光合产物不能及时输出,7时后B组净光合速率明显低于A组,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行,C正确;若上午光合作用较强,积累了有机物,而有机物的积累会抑制下午光合作用的进行,从而会导致A、B两组曲线中,下午的峰值比上午低,D正确。
18.B　据图分析可知,在15 ℃时,光合作用与细胞呼吸强度差值最大,故有机物积累速率最大,植物生长最快,A正确;植物在5 ℃的环境中的净光合速率小于在25 ℃的环境中的净光合速率,因此在每天的日照时间相同的前提下,该植物在5 ℃的环境中比在25 ℃的环境中生长更慢,B错误;若每天的日照时间为12 h,在35 ℃时,该植物光合作用制造的有机物总量小于细胞呼吸消耗的有机物总量,故该植物无法长时间生存,C正确;据图分析可知,光合作用的最适温度在15~25 ℃范围内,呼吸作用的最适温度大于25 ℃,故该植物光合作用的最适温度比细胞呼吸作用的最适温度低,D正确。
三、非选择题
19.答案　(除标明外,每空2分)(1)③B品种小麦种子提取液
④一定浓度的淀粉溶液　⑤碘液(1分)
(2)A品种小麦的淀粉酶活性高于B品种　淀粉酶活性越高,麦穗发芽率越高
(3)使用的淀粉溶液浓度偏小或反应时间太长,淀粉被消耗完(合理即可)
解析　本实验的自变量是不同品种发芽小麦种子的提取液(不含淀粉)中淀粉酶的活性,步骤③中甲、乙两组分别加入不同品种的小麦种子的提取液,丙组可加入等量的蒸馏水作为空白对照。淀粉遇碘变蓝,蓝色深浅与淀粉酶活性有关。淀粉酶活性越高,淀粉分解越快,蓝色越浅。
20.答案　(除标明外,每空1分)(1)有氧呼吸和无氧呼吸(2分)　线粒体内膜
(2)细胞质基质　C6H12O62C3H6O3+能量　 存留在乳酸中
(3)乙(2分)　运动强度增加,细胞对能量需求越来越大,有氧呼吸逐渐增强使摄氧量逐渐增加,但有氧呼吸还不能完全满足能量需求,无氧呼吸也随之增强,无氧呼吸增强导致产生的乳酸增多(3分)
解析　(1)据图分析,当甲、乙运动员的摄氧量为2~3 L/min时,骨骼肌细胞既有有氧呼吸又有无氧呼吸,骨骼肌细胞中产生ATP最多的是有氧呼吸第三阶段,其场所是线粒体内膜。(2)人体细胞中生成乳酸的场所是细胞质基质。与有氧呼吸相比,骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少,主要原因是葡萄糖中的能量没有彻底释放出来,大部分还存留在乳酸中。(3)由图中曲线可以看出,相同运动强度、摄氧量时,乙产生的乳酸比甲少,因此乙比甲更适合从事马拉松运动。
21.答案　(除标明外,每空2分)(1)乙　在灌浆期,乙品种的最大净光合速率比甲品种的大,能积累更多有机物(4分)　
(2)逐渐下降　(3)实验设计思路:取适量的灌浆期和蜡熟期的水稻叶片,进行色素的提取,然后用纸层析法进行色素的分离,观察并对比叶绿素条带的宽度。预测实验结果和结论:灌浆期水稻叶片的叶绿素条带比蜡熟期水稻叶片的叶绿素条带宽,证明从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率降低与叶片中的叶绿素含量下降有关。(6分)
解析　(1)由题表信息可知,灌浆期开始积累有机物,而乙品种在灌浆期的最大净光合速率比甲品种的大,能积累更多有机物。(2)据表分析可知,植物由灌浆期到蜡熟期,光补偿点升高,光饱和点及最大净光合速率均下降,推测水稻叶片在衰老过程中光合作用强度逐渐下降。
22.答案　(除标明外,每空1分)(1)叶绿体、线粒体　叶绿体的类囊体薄膜　线粒体内膜
(2)3-磷酸甘油醛
(3)磷酸烯醇式丙酮酸
(4)①呼吸链抑制剂(2分)　②生长健壮、长势　③常温、高温(2分)
④异戊二烯的含量　⑤第1、2组异戊二烯合成量相当,均高于第3组
解析　(1)A中发生CO2的固定和C3的还原,说明其是叶绿体;B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解,是有氧呼吸的第二、三阶段,说明其是线粒体;A中在类囊体薄膜上进行光反应时合成NADPH;B中[H]还原O2,是有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上进行。(2)由图可知,光合作用可为异戊二烯的合成提供3-磷酸甘油醛。(3)高温下叶片呼吸作用降低,丙酮酸消耗减少,使磷酸烯醇式丙酮酸向叶绿体输送的数量增加,增加了异戊二烯的合成。(4)该实验的目的是验证高温使呼吸链被抑制,导致异戊二烯合成量增多。根据实验设计可知,第1组加入了呼吸链抑制剂,第2组进行了高温处理,第3组既未加呼吸链抑制剂,也未进行高温处理,属于对照组。该实验为验证实验,因此预期实验结果为第1、2组中异戊二烯合成量相当,均高于第3组。
23.答案　(除标明外,每空1分)(1)光照强度　光反应
(2)光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+(2分)　呼吸作用　生长发育
(3)①CO2　灌浆前　合理灌溉　②叶绿素含量高　(4)ABD(2分)
解析　(1)与其他叶片相比,旗叶位于植株的最上部,能充分接受光照。类囊体是光合作用光反应的场所,旗叶叶肉细胞的叶绿体内有更多的类囊体堆叠,这为光反应阶段提供了更多的场所。(2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,这两个阶段相互影响、相互依存,光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。叶肉细胞通过光合作用制造的有机物一部分用于“源”(叶片)自身的呼吸作用和生长发育,另一部分输送至“库”。(3)①气孔是气体进出叶片的主要途径,气孔导度主要影响光合作用中CO2的供应。表中数据显示,在灌浆前期气孔导度和胞间CO2浓度与籽粒产量的相关性均最大,说明这一时期需要较多的CO2,此时的旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降,籽粒产量会明显降低,所以应在灌浆前期合理灌溉,避免因干旱造成减产。②根据表格分析,在小麦的灌浆后期和末期,籽粒产量与气孔导度和胞间CO2浓度的相关性下降,而与叶绿素含量的相关性增加,因此针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。(4)阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化,若籽粒的产量有所下降,说明旗叶为籽粒提供有机物,A合理;如果旗叶和籽粒之间有“源”“库”关系,阻断籽粒有机物的输入,旗叶会因有机物积累引起光合作用速率下降,B合理;使用O浇灌小麦,O会进入小麦全身细胞,无法确定籽粒中含18O的有机物是否来自旗叶,C不合理;使用14CO2饲喂旗叶,旗叶进行光合作用将14C固定在有机物中,检测籽粒中含14C的有机物所占的比例,可以证明旗叶是否为籽粒提供有机物,D合理。