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【人教版2019】2023届高考生物分层训练—专题5 细胞的能量供应和利用 (标准)
满分:100分
一、单选题(共6题;共12分)
1.(2分)下列物质中,能够直接给细胞生命活动提供能量的是( )
A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸
2.(2分)在动物肝脏细胞中存在着大量H2O2酶,下列有关H2O2酶的叙述,正确的是( )
A.由附着在内质网上的核糖体合成
B.H2O2酶在细胞外无法发挥作用
C.H2O2酶本身会分解产生氧气
D.催化H2O2分解的效率比Fe3+高
3.(2分)细胞内部就像一个繁忙的工厂,细胞内时刻发生着物质和能量的复杂变化。下列与细胞结构有关的叙述,错误的是( )
A.叶绿体和线粒体都具有双层膜,二者增大膜面积的方式不同
B.细胞中内质网的部分膜结构可以转化为高尔基体的膜结构
C.细胞核中的染色体可通过核孔进入细胞质控制细胞代谢
D.细胞骨架与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关升
4.(2分)下图1为ATP的结构,图2为ATP与ADP相互转化的关系式,以下说法正确的是( )
A.图1中的五碳糖为脱氧核糖
B.图1中A代表腺苷,b、c为高能磷酸键
C.图2中反应向右进行时,图1中c键断裂并释放能量
D.图2中反应向左进行时,能量只能来自呼吸作用
5.(2分)适宜的温度和光照条件下,在盛有水生动植物的鱼缸内(不考虑微生物的影响),物质代谢处于相对平衡状态的是( )
A.动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
B.动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
C.动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
D.动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
6.(2分)光合作用和呼吸作用是植物细胞中两种重要的生理活动,图甲表示光合作用与细胞呼吸两者之间的关系。图乙表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物光合作用速率和呼吸速率的影响,图中实线表示总光合作用速率,虚线表示呼吸速率(单位:mg·h-1)。据图判断,以下说法正确的是( )
A.图甲中Z物质产生和消耗的场所均在叶绿体基质
B.在洋葱表皮细胞中能进行图甲中全部的代谢活动
C.根据图乙,阴雨天适当降温可增加植物体内有机物的积累量
D.图甲中的⑤过程需要酶的参与,并消耗ATP
二、多选题(共5题;共20分)
7.(4分)小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子,小麦籽粒产量约50%来自旗叶。科学家在适宜的条件下进行了相关研究,下列叙述错误的是( )
A.旗叶叶绿体中的光合色素有4种,其中胡萝卜素约占1/4
B.为小麦旗叶提供H218O,籽粒的淀粉中会含18O
C.为小麦旗叶提供14CO2,籽粒的淀粉中都含14C
D.若去掉一部分籽粒,旗叶的光合效率会上升
8.(4分)《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
9.(4分)(2022高二上·江西开学考)细胞通过本身的某种耗能过程将某种分子或离子逆着电化学梯度由膜的一侧移向另一侧的过程叫主动运输,主动运输所需要的能量由细胞提供。主动运输又分为原发性的主动运输和继发性的主动运输,后者消耗的能量不直接由高能磷酸化合物提供。如图表示钠离子、钾离子和葡萄糖的跨膜运输情况,下列相关叙述正确的是( )
A.载体蛋白l可进行继发性主动运输,载体蛋白2可进行自发性主动运输
B.钠离子经载体蛋白l进入细胞与葡萄糖进入红细胞的方式都是被动运输
C.载体蛋白1和载体蛋白2的功能不同,与细胞内DNA的数量密切相关
D.载体蛋白2既具有转运物质的功能,也具有降低化学反应活化能的功能
10.(4分)科研小组对桑树和大豆两植株在不同光照强度下的相关生理过程进行了研究和测定,得到了如表所示的数据(CO2的吸收和释放速率为相对值)。下列有关叙述正确的是( )
项目 光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx) 光饱和时的光照强度(klx) 光饱和时植物吸收CO2的速率 暗条件下CO2释放的速率
桑树 1 8 17 2
大豆 2 10 20 4
A.光照强度为2klx时,大豆细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
B.光照强度为2klx时,桑树光合作用产生O2的去向只有细胞内的线粒体
C.光照强度为10klx时,适当增加CO2浓度,可提高大豆的光合速率
D.光照强度为10klx时,桑树的净光合速率的相对值是17
11.(4分)(2023高三上·辽宁月考)酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基,也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基,因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时,下列检测或鉴定不能成功的是()
A.培养较短时间后,向A瓶的滤液中加入酸性重铬酸钾溶液,观察颜色变化
B.可在B瓶中加入溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2的产生情况
C.在A瓶的滤液中加入斐林试剂摇匀,可直接检测葡萄糖是否消耗完
D.适当延长酵母菌培养时间,耗尽葡萄糖后再进行鉴定
三、综合题(共1题;共20分)
12.(20分)下图为某生物膜结构,a、b、c、d、e代表物质的跨膜运输方式,请据图回答:
(1)(2分)膜成分中,图中①是 。组成人体细胞膜的脂质除了③外,还有 。
(2)(2分)图中的ATP,中文名称是 ,其结构简式是 。
(3)(2分)Ca2+由细胞内释放到细胞外的过程是图中字母 ,该过程中载体蛋白需通过 导致自身空间结构发生改变,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到细胞外。
(4)(2分)图中c、d跨膜运输方式均为 ,参与该过程的转运蛋白可分为 和 。
(5)(2分)组织细胞较大,不能穿过膜结构, 而痢疾内变形虫能通过 作用,形成囊泡,进而吃掉肠壁组织细胞,并引发阿米巴痢疾。这种病原体通过饮食传播,所以生活中要注意个人饮食卫生。
四、实验探究题(共3题;共48分)
13.(16分)选用若干生长状况相同的某植物,置于不同光照强度且其他条件适宜的环境中进行实验,一段时间后,所得相关数据平均值如下表所示。回答下列问题。
组别 光照强度 (Lux) 呼吸速率 (CO2·μmol·m-2·s-1) 净光合速率 (CO2·μmol·m-2·s-1) 绿素a含量 (mg·g-1)
甲 200 14 20 1.6
乙 400 14 29 1.3
丙 600 14 35 1
(1)(2分)叶绿素a分布在叶绿体的 上,主要吸收 参与光合作用的光反应过程,该过程中水中的 将NADP+还原为NADpH。三组实验中叶绿素a含量逐渐减少,这是植物对 环境的适应。
(2)(2分)将实验后的丙组植物置于甲组环境中,短时间内测得的净光合速率 (大于/小于/等于)20μmol·m-2·s-1,对此结果的合理解释是 。
(3)(2分)将实验后的乙组植物,分别置于甲、乙、丙组环境中,进行同样时长的光合作用,取叶片放入盛有 的小烧杯中进行脱色,并使用碘液进行检测。着色最深的是处于 环境中的叶片。
14.(8分)下图是用鸡蛋清作反应底物来研究胃蛋白酶的实验:
1取五支试管分组编号为1、2、3、4、5号;2、在5支试管中分别加入等量、浓度相同、pH不同的胃蛋白酶溶液,并水浴恒温37.50C;3、将等量的鸡蛋清分别放入带有5支相同大小带有刻度的细玻璃管中(两端没有封闭),煮沸使其凝固;4、将5支细玻璃管分别同时放入5支试管中;5、每隔4分钟测量细玻璃管的透明长度一次,计算已消化鸡蛋清的百分量。实验结果如下表:
实验开始时的时间(分钟) 鸡蛋清消化的百分量(%)
试管1 试管2 试管3 试管4 试管5
0 0 0 0 0 0
4 28 12 0 0 0
8 55 29 3 0 0
12 94 53 10 3 0
(1)(2分)该实验探究的目的是 ;
(2)(2分)将各试管水浴恒温的目的是 ;
(3)(2分)通过实验,你对蛋白酶的特性能得出的结论:胃蛋白酶的最适pH是 ;
(4)(2分)假设用胰蛋白酶做实验, (能或不能)得出相同的实验结果.
15.(24分)油菜素内酯(BR)是一类植物激素。为了探究外源BR对酸雨环境下番茄植株光合作用的影响。研究人员做了如下实验,实验结果见表。
表:外源BR对酸雨环境下番茄植株代谢活动的影响
组别 喷施试剂 检测指标
最大净光合速率(mmol·m-2·s-1) Rubisco相对表达量 MDA(Unit·mg-1protein)
1 H2O 16.56 1.06 1.46
2 BR溶液 18.81 1.94 1.41
3 酸雨 13.88 0.48 2.03
4 BR溶液+酸雨 15.49 1.35 1.54
注:酸雨指因空气污染而造成的酸性降水;Rubisco为核酮糖1,5-二磷酸羧化酶,其表达量可以直接影响图1中F的生成;MDA为膜脂过氧化产物,其含量可以反映生物膜的损伤程度。
请据以上图、表回答下列问题:
(1)(2分)如果要测番茄植株的总光合速率,还需测 条件下,单位时间内O2吸收量或CO2释放量。
(2)(6分)从1、3、4组实验数据得出什么结论?
(3)(2分)Rubisco直接催化光合作用的 过程。喷施酸雨影响了最大净光合速率,原因之一可能是因为 结构受损,使图中[ ]和[ ] ([ ]填字母, 填物质)减少,导致I过程减慢。
(4)(2分)为了给重度酸雨污染地区的农民种植番茄提供更具体的指导意见,在此实验的基础上还需进一步探究的实验课题是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】细胞生命活动所需能量的直接来源是ATP,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP又叫腺苷三磷酸,简称为ATP,其结构式是:A-P~P~P。A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团,“~”表示特殊的化学键。ATP是一种含有高能磷酸化合物,它的大量化学能就储存在特殊的化学键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个特殊的化学键。ATP是生命活动能量的直接来源,但本身在体内含量并不高。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、H2O2酶存在于动物肝脏细胞中,是属于胞内蛋白质,是在游离的核糖体上合成的,A错误;
B、肝脏研磨液含有肝脏细胞被破坏后释放出的H2O2酶,H2O2酶在细胞外依然能催化H2O2分解,B错误;
C、H2O2酶的本质是蛋白质,不会分解产生氧气,C错误;
D、酶具有高效性,H2O2酶的催化能力强于无机催化剂Fe3+,D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质: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。
3.【答案】C
【解析】【解答】A、叶绿体和线粒体都具有双层膜,二者增大膜面积的方式不同,叶绿体中通过类囊体堆叠形成基粒实现膜面积的增加,而线粒体增加膜面积的方式是通过内膜向内凹陷形成嵴实现的,A正确;
B、根据分泌蛋白的分泌过程可知,细胞中内质网的部分膜结构可以转化为高尔基体的膜结构,B正确;
C、细胞核上的核孔是大分子物质出入细胞核的通道,但细胞核中的染色体不可通过核孔进入细胞质控制细胞代谢,C错误;
D、由分析可知,细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关,D正确。
故选C。
【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质一内质网进行粗加工一内质网”出芽”形成囊泡一高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质一高尔基体“出芽“形成囊泡一细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、细胞骨架:真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序生的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
3、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间“和“能量转换站"。
4.【答案】C
【解析】【解答】 A、ATP中的五碳糖是核糖,A错误;
B、图1中A代表腺嘌呤,腺苷是由腺嘌呤和核糖结合形成的, B错误;
C、ATP水解时远离A的那个高能磷酸键断裂并释放能量,C正确;
D、合成ATP所需要的能量对于绿色植物来说,既可以来自光能,也可以来自呼吸作用所释放的能量, D错误。
故答案为:C。
【分析】1、ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,是一种高能磷酸化合物,其结构式可以简写为A—P~P~P,其中A代表腺苷(由腺嘌呤和核糖构成),P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易断裂和重建。
2、在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量对于绿色植物来说,既可以来自光能,也可以来自呼吸作用所释放的能量;对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、动物呼吸作用等于植物的光合作用强度时,植物也进行呼吸作用,所以不能处于相对平衡,A错误;
B、动物吸收的氧等于植物光合作用释放的氧,而植物呼吸作用也要吸收氧气,则氧气的吸收量大于释放量,物质代谢无法平衡,B错误;
C、所有生物呼吸作用释放的CO2等于植物光合作用吸收的CO2,物质代谢恰好处于动态平衡,C正确;
D、动物的呼吸作用强度与植物的呼吸作用强度无法比较,D错误。
故答案为:C。
【分析】 物质代谢平衡包括物质分解代谢和物质合成代谢。物质分解代谢包括有机物的呼吸作用分解,有机物的有氧呼吸分解会释放二氧化碳。物质合成代谢包括有机物的合成代谢,例如光合作用会利用二氧化碳和水合成有机物。
6.【答案】C
【解析】【解答】A、甲图中Z物质表示ATP,它是在进行光反应的类囊体薄膜上产生,在进行暗反应的叶绿体基质中被消耗,A错误;
B、由于洋葱表皮细胞不含叶绿体,不能进行光合作用,所以不能进行图甲中的①②⑤过程,B错误;
C、阴雨天由于光照强度弱导致光合作用制造的有机物减少,这时可以通过适当降低温度来降低呼吸作用强度,减少有机物的消耗,从而使植物体内有机物的积累量增加,C正确;
D、图甲中⑤过程表示CO2的固定,过程②表示C3的还原,暗反应的这两个过程都需要酶的催化,但是CO2的固定不消耗ATP,C3的还原需要消耗ATP,D错误。
故答案为:C。
【分析】图甲中①表示光合作用的光反应阶段,⑤表示暗反应中二氧化碳的固定,②表示暗反应中C3的还原,③表示有氧呼吸的第一阶段,④表示有氧呼吸的第二阶段。X物质表示光合作用中的三碳化合物,Y表示丙酮酸。
分析乙图可知在温度为30℃条件下,总光合作用速率与呼吸作用速率的差值最大,当环境温度为37℃时,总光合作用速率等于呼吸作用速率。净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸作用速率,只有净光合作用速率大于零时,植物才能生长,净光合作用速率越大,说明植物体内积累的有机物越多。
7.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A、旗叶叶肉细胞叶绿体中的光合色素有4种,其中胡萝卜素和叶黄素的含量约占色素总含量的1/4,A错误;
B、水既是光合作用的反应物也是有氧呼吸的反应物和产物,为小麦旗叶提供H2l8O,该水参与有氧呼吸第二阶段产生C l8O2,再参与光合作用暗反应将段,因此籽粒中的淀粉会含l8O,B正确;
C、籽粒中的有机物只有50%来自旗叶,因此给小麦旗叶提供14CO2,小麦籽粒中的淀粉只有一部分含有14C,C错误;
D、去掉一部分籽粒,旗叶产生的淀粉输出减少,导致旗叶中有机物积累,因此一段时间后旗叶的光合效率会下降,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】1、净光合速率 = 总的光合速率 - 呼吸速率。一昼夜内有机物的增加量=白天光合作用总量-一天呼吸作用消耗量.净光合作用量=光合作用量-相同时间内的呼吸作用消耗量。
2、影响光合作用的环境因素包括:光照强度、温度、二氧化碳浓度等,而旗叶是位于麦穗下的第一片叶子,因此光照强度不是其限制因素。
8.【答案】A,C,D
【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。
9.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A|、图中载体蛋白1运输葡萄糖,其跨膜运输需要的能量来源于钠离子的跨膜浓度梯度,因此属于继发性主动转运;图中载体蛋白2同时运输钾离子和钠离子,它们的跨膜运输需要的能量来源于ATP,因此属于原发性主动转运,A正确;
B、钠离子经载体蛋白1进入细胞是顺浓度梯度进行的,运输方式为协助扩散,葡萄糖进入红细胞的方式也是协助扩散,协助扩散属于被动运输,B正确;
C、载体蛋白1和载体蛋白2的功能不同,根本原因在于控制它们的基因不同,C错误;
D、从图中信息可知,载体蛋白2能催化ATP水解,说明该物质具有ATP水解酶活性,酶具有降低化学反应活化能的功能,载体蛋白2还具有转运物质的功能,D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1、物质跨膜运输的方式 (小分子物质)
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类(如甘油,因为细胞膜的主要成分是脂质)
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
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。
10.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A、光照强度为2klx时,大豆的叶肉细胞既可以进行光合作用又可以进行呼吸作用,故细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质,A正确;
B、桑树的光补偿点为1klx,当光照强度为2klx时,桑树的净光合速率大于0,所以光合作用产生的O2一部分供给细胞内的线粒体呼吸消耗,一部分释放到外界环境中,B错误;
C、大豆的光饱和点为10klx,此时净光合速率达到最大,限制因素应为光照强度以外的CO2浓度等因素,因此适当增加CO2浓度,可提高大豆的光合速率,C正确;
D、桑树的光饱和点为8klx,最大净光合速率为17,所以当光照强度为10klx时,桑树的净光合速率的相对值是17,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】 有光照时,植物可以进行光合作用,叶绿体类囊体薄膜产生ATP,同时细胞可以进行呼吸作用产生ATP。光补偿点可以指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度,此时呼吸作用消耗氧气量和释放氧气量相等。当光照强度大于光补偿点,光合作用较强,产生多余氧气可以释放到植物体外。
11.【答案】A,C
【解析】【解答】A、培养较短时间,A瓶的滤液中含有酒精和葡萄糖,两者都能与酸性重铬酸钾溶液发生相同颜色反应,A错误;
B、可在B瓶中加入溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2的产生情况,若溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,说明产生了CO2,B正确;
C、斐林试剂可检测葡萄糖的有无,但需加热后才能检测,C错误;
D、可适当延长酵母菌培养时间,以耗尽培养液中的葡萄糖再进行鉴定,这样可使葡萄糖消耗完,避免对酒精的鉴定造成影响,D正确。
故答案为:AC。
【分析】酵母菌是兼性厌氧微生物,在氧气充足的情况下进行有氧呼吸产生二氧化碳和水,在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,酒精在酸性条件下与重铬酸钾反应生成灰绿色,因此可以用酸性重铬酸钾溶液检测酒精。
12.【答案】(1)蛋白质;胆固醇
(2)腺苷三磷酸;A-P~P~P
(3)e;磷酸化
(4)协助扩散;通道蛋白;载体蛋白
(5)胞吞
【解析】【解答】(1)细胞膜主要成分磷脂和蛋白质,①是载体蛋白。组成人体细胞膜的脂质除了③磷脂双分子层外,还有胆固醇。(2)ATP的中文名称是三磷酸腺苷,其结构简式是A-P~P~P。(3)Ca2+由细胞内释放到细胞外的过程是主动运输,可用图中字母e表示,该过程中载体蛋白需通过与磷酸基团结合即磷酸化,导致自身空间结构发生改变,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到细胞外。(4)图中c、d表示协助扩散,特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量。参与该过程的转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白。(5)组织细胞较大,不能穿过膜结构, 而痢疾内变形虫能通过胞吞作用,形成囊泡,进而吃掉肠壁组织细胞,并引发阿米巴痢疾。这种病原体通过饮食传播,所以生活中要注意个人饮食卫生。
【分析】1、据图分析,①为载体蛋白,③为磷脂双分子层,②为糖蛋白,只分布在细胞膜外侧(由此可以判断物质是进细胞还是出细胞)。2、a、e为主动运输,特点低浓度运输到高浓度,需要载体和能量;b为自由扩散,特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;具有糖蛋白的一侧代表膜外,其中a、b由膜外运向膜内,e则由膜内运向膜外;c、d表示协助扩散,特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量。
13.【答案】(1)类囊体膜;红光和蓝紫光;H+、e-;强光
(2)小于;丙组叶绿素a含量小于甲组,光能利用率低,相同光照强度下,光合作用速率小于甲组,呼吸作用速率不变,所以,净光合速率小于20μmolCO2·m-2·s-l
(3)酒精;丙组
【解析】【解答】(1)光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,其中叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。光反应中水的光解产生的H+、e-将NADP+还原为NADpH。随着光照强度的增加,叶绿素的含量逐渐减少,这是植物对强光环境的适应,不需要提高叶绿素a的含量就能达到较大的光合速率。
(2)丙组的光照强度高于甲组,将丙组的植物置于甲组环境中,由于短时间内,丙组叶绿素a含量小于甲组,利用弱光的能力较弱,相同光照强度下,光合作用速率小于甲组,呼吸作用速率不变,所以,净光合速率小于20μmolCO2·m-2·s-l低。
(3)碘液用于检测淀粉,光合作用能制造淀粉,在检测光合作用制造的淀粉时首先需要进行酒精脱色,防止叶片颜色干扰。甲组的光照强度为200,叶绿素含量较高,影响甲组光合速率的因素是光照强度不足,丙组光照强度较强,而叶绿素含量较低,影响丙组光合速率的主要因素是叶绿素含量不足,若将乙组的植物置于甲乙丙三组环境中,则丙组叶绿素含量增加,光合速率增加较大,光合作用制造的淀粉更多,着色最深。
【分析】分析表格信息:光照强度从200升高到600,细胞呼吸强度不变,净光合速率随光照强度增加而增大,叶绿素a含量随光照强度增大而减少,因此在弱光条件下植物可能通过增加叶绿素含量而适应弱光环境。
14.【答案】(1)探究pH对胃蛋白酶活性的影响
(2)保持酶的最适温度,排除温度对酶活性的影响
(3)2
(4)不能
【解析】【解答】(1)分析图表可知:五组实验中自变量为pH,因变量为胃蛋白酶活性,故该实验目的是探究pH对胃蛋白酶活性的影响。
(2)本实验中温度属于无关变量,水浴加热使受热均匀,恒温使温度恒定,且能保持酶的最适温度,排除温度对酶活性的影响。
(3)由表格可知,在pH=2时,消化蛋清的速度最快,故pH=2时胃蛋白酶活性最强。
(4)由于胰蛋白酶与胃蛋白酶存在的场所不同,其最适pH不同,故结果不同。
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低,低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
15.【答案】(1)黑暗
(2)外源BR具有缓解(减弱)酸雨对番茄植株光合作用的抑制作用
(3)CO2固定;叶绿体的类囊体薄膜;C;H;(或NADPH);D;ATP
(4)(在重度酸雨环境下),探究缓解酸雨对番茄植株光合作用危害的最适BR溶液浓度
【解析】【解答】(1)表格中知道植物的净光合作用速率,如果要测番茄植株的总光合速率,还需测黑暗条件下,单位时间内O2吸收量或CO2释放量(即呼吸作用速率)。
(2)表中1、3、4组实验数据分析可知,外源BR具有缓解(减弱)酸雨对番茄植株光合作用的抑制作用。
(3)Rubisco为核酮糖1,5-二磷酸羧化酶,Rubisco直接催化光合作用暗反应的CO2固定过程。喷施酸雨影响了最大净光合速率,原因之一可能是因为叶绿体的类囊体薄膜结构受损,使图中[C][H](或NADPH)和[D]ATP减少,导致I暗反应过程减慢。
(4)通过(2)可知,为了给重度酸雨污染地区的农民种植番茄提供更具体的指导意见,还需进一步(在重度酸雨环境下),探究缓解酸雨对番茄植株光合作用危害的最适BR溶液浓度。
【分析】1、呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗环境下测得的值——单位时间内一定组织的有机物的消耗量或二氧化碳释放量或氧气吸收量。
总光合速率:植物绿色组织在有光条件下光合作用制造有机物的量或消耗二氧化碳的量或产生氧气的量。
净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。 用单位面积叶片在单位时间内的二氧化碳吸收量或氧气释放量或有机物的积累量来表示。
三者的关系为净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
2、 光合作用过程:
(1)光反应: 叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶I(NADP+)结合,形成还原型辅酶I(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样,光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
(2)暗反应:从外界吸收的CO2,在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子,在相关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列的变化,又形成C5。
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