综合检测(三)
第四章 光合作用和细胞呼吸
时间:45分钟 满分:100分
一、选择题(每小题5分,共60分)
1.(2013·武汉高一期末)反应式ADP+Pi+能量ATP是在所有活细胞中均能发生的反应,下列与反应式中“能量”相关的叙述正确的是( )
A.向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程
B.向右反应需要的能量可以来自乳酸的氧化分解
C.向左反应产生的能量可以用于叶绿体中H2O的光解或CO2的固定
D.向左反应产生的能量可以用于人体肺泡内的气体交换过程
【解析】 ATP只有在放能反应中才能合成,蛋白质水解为氨基酸的过程中不释放能量。绝大部分乳酸必须先在肝细胞中转变成丙酮酸,丙酮酸再氧化分解释放能量。叶绿体中ATP水解释放的能量用于暗反应中CO2的固定,而H2O的光解所需的能量来自色素吸收的光能。肺泡内的气体交换过程是简单扩散,不消耗能量。
【答案】 B
2.如图分别表示温度、pH与酶活性的关系,叙述不正确的是( )
A.曲线A上的b点对应的温度表示该酶的最适温度
B.人体内胃蛋白酶的活性与曲线B相似
C.曲线B、C说明不同的酶有不同的最适pH
D.酶活性随温度的升高而增强
【解析】 在适宜的温度范围内,随温度的升高,酶的活性增强;超过适宜温度,随温度升高,酶的活性减弱。
【答案】 D
3.(2011·江苏高考)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】 叶绿体中的叶绿素a和b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时,光吸收差异不显著;对正常叶片叶绿体中的色素提取后层析的结果,自上而下依次是胡萝卜素带、叶黄素带、叶绿素a带和叶绿素b带,故B正确。
【答案】 B
4.(2013·周口高一检测)下列科学家的经典研究中,采取了同位素标记法的是( )
①恩吉尔曼发现光合作用的部位
②梅耶指出植物通过光合作用把光能转换为化学能
③鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2来自于水
④卡尔文探明了CO2中的碳在光合作用中的转移途径
A.①③ B.②④
C.①② D.③④
【解析】 鲁宾和卡门的实验中用18O分别标记了H2O和CO2,最后的结论是氧气中的氧来自于水;卡尔文用14C探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
【答案】 D
5.(2013·青岛高一检测)如图为叶绿体结构与功能的示意图,下列说法错误的是( )
A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B.供给“14CO2”,放射性出现的顺序为C3→C5→甲
C.结构A释放的氧气可进入线粒体中
D.结构A释放的氧气来自于水
【解析】 结构A为类囊体,于此发生光反应即水的光解,ATP的合成,14CO2中14C的放射性出现顺序的14CO2→14C3→甲。
【答案】 B
6.如图所示是测得两种植物上层叶子的光合作用同化CO2量与光照强度的关系。若农田栽培植物过密,则这些叶子因何种因素严重影响产量( )
A.CO2供应不足 B.O2供应不足
C.光照不足 D.温度过低
【解析】 影响光合作用的外界环境因素主要是光照、CO2浓度和温度等,若栽培过密,则光照不足,从而影响光合作用,进而影响产量。
【答案】 C
7.下图为高等绿色植物光合作用图解,以下说法正确的是( )
A.①是光合色素,分布在叶绿体和细胞质基质中
B.②是氧气,可参与有氧呼吸第三阶段
C.③是三碳化合物,能被氧化为(CH2O)
D.④是ATP,在叶绿体基质中生成
【解析】 光合色素分布在叶绿体类囊体的膜上,三碳化合物能被还原为(CH2O)。ATP在叶绿体类囊体的膜上生成。
【答案】 B
8.科学家研究小麦20 ℃时光合作用强度与光照强度的关系,得到如图曲线。下列有关叙述错误的是( )
A.在25 ℃条件下研究时,cd段位置会下移,a会上移
B.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
C.其他条件适宜,当植物缺Mg时,b点将向右移动
D.c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的浓度有关
【解析】 二氧化碳吸收量代表光合作用强度,二氧化碳释放量代表呼吸作用强度。当温度升高为25 ℃时,因为还在适宜的温度范围内,所以呼吸作用和光合作用强度都会增大,因此cd段会上移,a点会下移。Mg是植物合成叶绿素的必需元素,而叶绿素在光合作用时可以吸收和传递光能,在其他条件适宜的情况下,当缺少Mg元素时,叶绿素的合成就会受阻,从而使光合作用的强度降低,由于呼吸作用强度不受影响,所以要让光合作用和呼吸作用强度相等,就必须要增加光照强度以提高光合作用强度,因此b点右移。据图可知,c点是光饱和点,c点之后光合作用强度不再随光照强度增大而增大,此时影响的因素可能是色素含量、原料酶的浓度等。
【答案】 A
9. (2011·山东高考)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】 依据题中提供的信息分析,酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2;无氧呼吸在有氧条件下会受抑制,因此加入适量的水可以营造一个缺氧的环境;冷水中,酶的活性会降低,无氧呼吸速率减小,因此释放气泡速率下降;被分解的C6H12O6中的能量还有一部分以热能形式散失,故D错误。
【答案】 D
10.(2013·徐州高一联考)如图表示在不同条件下酶催化反应的速率(或生成物)变化情况。以下有关叙述正确的是( )
图1 图2
①图1能用来表示反应物浓度与反应时间的关系
②图2虚线表示增加酶浓度后,其他条件不变时,生成物量与反应时间关系的变化情况
③若图2中的实线表示过氧化氢酶对H2O2分解的催化效率,则虚线表示Fe3+的催化效率
④图2不能用来表示不同温度下,反应速率与时间的关系
A.①② B.②③
C.②④ D.①④
【解析】 本题考查影响酶促反应的曲线分析。在酶促反应中,反应物浓度随反应的进行而逐渐降低,因此图1可表示反应物浓度与反应时间的关系。增大酶浓度,只能加快化学反应速率,而不会改变生成物的量,因此图2可表示增加酶浓度后,生成物量与反应时间的关系。过氧化氢酶催化效率比Fe3+高,图2中若实线表示Fe3+的催化效率,虚线可表示过氧化氢酶的催化效率。图2可以用来表示不同温度下,反应速率与时间的关系。
【答案】 A
11.如图为大气中氧的浓度对植物组织内产生的CO2的影响,为了有利于贮藏蔬菜和水果,贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度( )
A.A点 B.B点
C.C点 D.D点
【解析】 这是通过控制氧的浓度而抑制细胞呼吸的应用实例。空气中氧含量过低,植物细胞则进行无氧呼吸获得能量;氧的浓度增加,能促进有氧呼吸的进行,CO2释放量增加。保存蔬菜、水果,可采用降低空气中氧含量的办法,降低蔬菜细胞呼吸的速率。
【答案】 B
12.
如图是某阳生植物光合作用强度(以CO2的吸收量或放出量表示)与光照强度之间的关系。能正确反映a点时该植物生理过程及量变关系的示意图是( )
【解析】 光照强度为a点时,光合作用的速率与呼吸作用的速率相等,光合作用叶绿体需要的CO2全部由呼吸作用线粒体产生的CO2提供即可。整个细胞或植物体对外不表现气体交换,做到自给自足。
【答案】 C
二、非选择题(共40分)
13.(12分)(2011·广东高考)中国的饮食讲究“色香味”,颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约25 ℃)下进行实验,方法和结果如下表。
注:叶绿素被破坏后变成黄褐色。
根据所学知识和实验结果,请回答:
(1)提取食用叶绿素的X应该为__________________,原因是________。
(2)表中Y应该为________,原因是__________________________________
________________________________________________________________。
(3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于____________食品,否则___________________________________________________________________。
(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素,请你提供检测方法并写出主要步骤。
【解析】 叶绿素易溶于有机溶剂,如丙酮或无水乙醇中;探究pH对叶绿素稳定性的影响时,要有酸性、中性和碱性等不同条件;由表格信息可知,酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色;可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。
【答案】 (1)对人无害的有机溶剂(食用酒精) 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响
(2)8.0 实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响
(3)酸性 由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质
(4)纸层析法,其主要步骤:①制备滤纸条,②画色素液细线,③用层析液分离色素,④观察色素带。
14.(14分)(2013·安康高一测试)图1是某高等生物细胞内发生的生理过程示意图,1、2、3、4、5、6表示生理过程,A、B、C、D表示化学物质。请回答下列问题。
图1
(1)图中代表暗反应的是________,代表有氧呼吸第二个阶段的是________,A、B代表的物质分别是___________________________________________、
________和________。
(2)图中所示代谢过程中,可以发生于高等动物细胞内的生理过程有________(填写标号)。
(3)在可以调节温度的温室里栽培番茄,以研究昼夜温差对番茄生长的影响,实验结果如图2所示。曲线a是根据番茄植株在日温为26 ℃、夜温如横坐标所示的温度范围内测定的数据绘制的。曲线b是根据番茄植株在昼夜恒温的情况下,如横坐标所示的温度范围内测定的数据绘制的。
图2
①在夜间温度为5 ℃时,曲线a反映出的茎的生长速率比曲线b反映出的茎的生长速率要快,你认为其中的原因是什么?____________________________
_______________________________________________________________。
②是否昼夜温差越大,对番茄的生长就越有利?_____________________
________,能够证明你的观点的曲线是___________________________。
【解析】 从图中可以看出:5、6过程在叶绿体中进行,3、4过程在线粒体中进行,5为光反应,6为暗反应,3为有氧呼吸的第二个阶段,4为有氧呼吸的第三个阶段。对于两条曲线的分析,关键是分析光合作用与细胞呼吸的关系,夜间只进行细胞呼吸,消耗有机物相同,当夜间温度为5 ℃时,曲线a的日温高,积累的有机物多,而曲线b的日温低,不利于光合作用的进行,积累的有机物少,因此,曲线a反映出的茎的生长速率比曲线b反映出的茎的生长速率要快;当温度过高时,光合作用会因为酶的活性受温度的影响而降低,因此并不是昼夜温差越大越好。
【答案】 (1)6 3 丙酮酸 [H] (2)1、3、4
(3)①夜间温度相同时,夜间消耗的有机物量相同;在相同夜温时,曲线a比曲线b的日温高,有利于有机物积累,利于茎的生长 ②否 a
15.(14分)请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有特异性,要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题:
实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液、斐林试剂、试管、37 ℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
(1)若“+”代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计,请作答。
溶液
试管
蔗糖
溶液
淀粉
溶液
蔗糖酶
溶液
唾液淀
粉酶溶
液
甲
+
-
+
-
(2)实验步骤:
①按照上表中的设计,取试管、加溶液。
②_____________________________________________________________。
③_____________________________________________________________。
④_____________________________________________________________。
(3)结果预测:__________________________________________________。
(4)结论:______________________________________________________。
(5)在上述实验中,如果仅将37 ℃恒温水浴锅的温度调到20 ℃,而在其他条件不变的情况下,重做上述实验,出现砖红色试管中的颜色会比37 ℃时的浅,其原因是
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
【解析】 酶具有特异性,一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原性糖,但不能分解蔗糖;蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原性糖,但不能分解淀粉。可溶性还原性糖遇斐林试剂在沸水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的特异性,在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管,甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液,乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液,然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液,向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后放在37 ℃恒温水浴一段时间,然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原性糖,哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适宜温度为37 ℃,当将水浴锅的温度由37 ℃降至20 ℃时,酶的活性会降低,分解速率减慢,产生的还原性糖少,从而使出现砖红色试管中的颜色浅。
【答案】 (1)
溶液
试管
蔗糖
溶液
淀粉
溶液
蔗糖酶
溶液
唾液淀
粉酶溶
液
甲
+
-
+
-
乙
-
+
-
+
丙
+
-
-
+
丁
-
+
+
-
(2)②混匀,37 ℃恒温水浴一段时间 ③取出试管,分别加入适量的斐林试剂,混匀,沸水浴一段时间 ④观察实验现象并记录实验结果
(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管,以及淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀,其他试管中不出现砖红色沉淀
(4)酶的催化作用有特异性
(5)20 ℃低于酶的最适温度,酶活性低,水解产生的还原性糖少