浙科版（2019）生物必修一 第三章综合检测（含解析）

第三章综合检测
一、选择题(每小题3分,共60分)
1.细胞的生存需要能量和营养物质,其中驱动细胞生命活动的直接能源物质是(　　)
A.H2O B.ATP C.Na+ D.Ca2+
2.用滤纸条分离菠菜的光合色素,实验结果如图所示,①～④为色素条带。下列叙述错误的是(　　)
A.实验使用了纸层析法
B.①的颜色呈现橙色
C.②中的色素主要吸收红光和蓝紫光
D.④中的色素在滤纸条上移动速率最慢
3.下列能判断某人在运动过程中是否发生厌氧呼吸的依据是(　　)
A.O2吸收量
B.CO2呼出量
C.乳酸积累量
D.O2吸收量与CO2呼出量的差值
4.在淀粉琼脂块上的5个圆点位置(如图)分别用蘸有不同液体(如表)的棉签涂抹,然后将其放入37 ℃恒温箱中保温一段时间。2 h后取出淀粉琼脂块,加入碘碘化钾处理1 min,然后用清水冲洗掉碘碘化钾,观察圆点的颜色变化。五种处理的结果记录如表所示。下列叙述正确的是(　　)
位置 处理圆点的液体 碘碘化钾处理 后的颜色反应
① 清水 蓝黑色
② 煮沸新鲜唾液 蓝黑色
③ 与盐酸混合 的新鲜唾液 蓝黑色
④ 新鲜唾液 红棕色
⑤ 2%的蔗糖酶溶液
A.对比圆点①和圆点④的结果,说明唾液淀粉酶能降低淀粉水解反应的活化能
B.圆点②和圆点③的颜色反应结果相同,但是唾液淀粉酶未起效的原因不相同
C.若实验中发现圆点⑤中呈红棕色,说明了蔗糖酶也能降解淀粉
D.该实验能说明唾液淀粉酶具有专一性,且其催化作用受温度、pH的影响
5.下列关于细胞呼吸原理的应用,正确的是(　　)
A.贮藏种子时保持低温、低氧、干燥条件,以减少有机物的分解
B.利用牛奶发酵产生酸奶时,应通入足够的空气以使乳酸菌快速繁殖
C.提倡慢跑等有氧运动,可防止剧烈运动产生的酒精对细胞造成损害
D.温室种植蔬菜时,夜晚应该适当升温以促进植物细胞生命活动
6.某同学以紫色洋葱外表皮为材料,探究植物细胞质壁分离和复原的条件,观察到了处于质壁分离状态的细胞,如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.质壁分离过程中,液泡颜色变深
B.质壁分离过程中,细胞膜的面积变小
C.在清水中完成质壁分离复原后,细胞内外溶液浓度相等
D.图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程
阅读下列材料,完成下面7、8小题。
磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物。它能在肌酸激酶的催化下,将自身的磷酸基团转移到ADP分子中,合成ATP,从而在一段时间内将细胞中的ATP量维持在正常水平。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的量,结果如下表所示。
磷酸 腺苷 对照组/(10-6mol·g-1) 实验组/(10-6mol·g-1)
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
7.根据上述材料,下列有关分析不正确的是(　　)
A.实验组的数据无法判断有无ATP的合成
B.实验组中消耗的ATP量与产生的ADP量不相等
C.对照组肌肉收缩前后没有ATP和ADP的相互转化
D.对照组的数据表明肌肉组织中的ATP含量保持不变
8.根据上述材料,有关肌酸激酶的叙述正确的是(　　)
A.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的底物相同
B.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的部位相同
C.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的能量来源相同
D.肌酸激酶阻断剂也能阻断ATP合成酶合成ATP
9.Na+、K+和葡萄糖等物质出入人体成熟红细胞的方式如图所示,①、②表示相关过程。其中过程①和②的方式分别为(　　)
A.易化扩散、扩散
B.扩散、易化扩散
C.易化扩散、主动转运
D.主动转运、易化扩散
10.下列关于ATP的叙述正确的是(　　)
A.每个ATP分子中含有三个高能磷酸键
B.洋葱根尖分生区细胞内合成ATP的场所有线粒体和叶绿体
C.叶绿体中ATP由叶绿体基质向类囊体运动,ADP则向相反方向运动
D.ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用,用于肌肉收缩、神经细胞活动等
11.在水分、温度适宜条件下对秋石斛和春石斛的叶肉细胞的光合作用特性进行研究,结果如图所示,下列叙述正确的是(　　)
A.A光强度下春石斛叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
B.B光强度下秋石斛叶肉细胞产生的O2扩散途径仅从叶绿体到线
粒体
C.若将光强度从A换至B,短时间内秋石斛叶绿体中的三碳酸含量将增加
D.据图分析春石斛相对于秋石斛更适应在阴生环境中生活
阅读下列材料,完成12～14小题。
酵母菌在有氧环境与无氧环境中都能生活,不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方式不同,呼吸所产生的产物不同,产生的能量也有差异。如图分别为酵母菌细胞呼吸的部分过程示意图和“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计的实验装置。实验中先向气球中加入10 mL酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,固定于装有20 ℃温水的烧杯底部。再将整个装置置于20 ℃的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。(注:水浴温度对气球体积的影响忽略不计)
12.在氧气充足的环境下培养液中的酵母菌能进行①③过程,①③过程发生的场所是(　　)
A.细胞膜 B.细胞溶胶
C.细胞溶胶和线粒体 D.线粒体
13.在低氧环境下培养液中的酵母菌能进行①②③,当②③过程消耗等量的丙酮酸时,酵母菌消耗的O2量与产生的CO2量的比值是(　　)
A.3∶4 B.4∶3
C.3 D.2
14.依据上述材料中的实验装置进行分析,下列叙述错误的是(　　)
A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B.若酵母菌进行了厌氧呼吸则液面应该下降
C.若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了需氧呼吸
D.该装置气球中如果不加入氧气,可以用来探究酵母菌进行厌氧呼吸的最适温度
15.如图为某同学在其他条件适宜的情况下,研究pH对两种酶作用的影响曲线,下列叙述错误的是(　　)
A.根据图可知不同酶的适宜pH范围互不交叉
B.该活动中底物用蛋白块比用蛋白液效果更明显
C.在各自最适pH范围下,该两种蛋白酶可能相互催化
D.在pH为0、4、6、10时反应速率为0的本质原因相同
16.苦瓜成熟后显橙黄色,挂在梢头像灯笼一样很漂亮,小明非常喜欢便在自己的花圃里种了一排,小明希望苦瓜能快点长大便一次性施入了大量尿素,结果苦瓜苗出现烧苗现象。以下分析正确的是(　　)
A.苦瓜成熟后颜色由绿转黄的原因可能是叶绿素不稳定被分解,显现出类胡萝卜素的颜色
B.处于甲图状态的植物细胞,既没有水分子进入细胞,也没有水分子出细胞
C.细胞由图甲状态到图乙状态的原因是外界溶液浓度太低
D.出现烧苗现象的苦瓜苗细胞处于图丙状态
17.探究pH为6.0、7.0、8.0下过氧化氢酶活性的实验装置如图,下列相关叙述错误的是(　　)
A.本实验的自变量为pH,温度、滤纸片的数量等为无关变量
B.以不再产生气泡时量筒内收集到的气体体积作为本实验的因变量
C.实验开始前反应小室状态如图甲所示,不能让滤纸片在小室下方
D.本实验中的肝脏匀浆需新鲜制备且不能高温处理
18.下表为在相同条件下测得的野生型和突变体水稻植株光合作用的相关指标,有关叙述正确的是(　　)
水稻品种 突变体 野生型
表观光合速率 (μmolCO2·m-2·s-1) 3.61 11.77
气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 0.18 0.30
胞间CO2浓度(μmol·m-2) 424.52 298.44
叶绿素含量(mg·g-1) 0.016 0.038
注:表观光合速率=实际光合速率-呼吸速率。
A.叶绿体中的光合色素分布在叶绿体内膜和类囊体膜上
B.突变体水稻的光饱和点可能低于野生型水稻
C.突变体水稻的呼吸作用强度低于野生型水稻
D.突变体水稻表观光合速率下降的主要原因是气孔导度下降导致CO2吸收不足
19.在适宜温度和一定的光强度下,甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.在CO2浓度低于b的环境中植物乙比植物甲生长得更好　
B.CO2浓度大于a时,甲才能进行光合作用
C.适当增加光强度,a点将右移
D.CO2浓度为b时,甲、乙植物的实际光合作用强度相等
20.如图是大棚番茄在24小时测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图,下列有关叙述错误的是(　D　)
A.a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱
B.d点是由于温度过高,蒸腾作用过强导致气孔关闭,CO2供应减少
C.如果N点低于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加
D.番茄通过光合作用制造有机物的时间是c～e段
二、非选择题(共40分)
21.(11分)某校实验小组以女贞(一种常见的绿化乔木)幼苗作为实验材料,研究不同浓度的NaCl溶液对植物生长的影响,实验结果如下表。请回答下列问题。
NaCl浓度 (mmol·L-1) 净光合速率 (μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度 (mmolCO2·m-2·s-1) 叶绿素含量 (mg·g-1)
0 5.1 52 2.30
100 3.9 36 1.90
200 1.8 25 1.20
注:假定细胞呼吸速率不变。
(1)本实验通过测量单位时间单位叶面积的　　　　作为净光合速率的指标。
(2)女贞幼苗进行光反应的场所是　　 　　,在此将水裂解为O2和　　　 　,光能转化为　　　 　中的化学能,然后三碳酸被还原成　　　 　。
(3)高浓度NaCl具有较强吸水能力,女贞幼苗会由于　　　　作用失水,导致气孔导度　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)实验表明,随着NaCl浓度的提高,净光合速率的变化趋势为　　 　　,原因是　 　。
(5)研究还发现,长时期使用高浓度NaCl溶液处理,会影响植物生物膜的形成。与正常组相比,高浓度NaCl溶液组叶绿体内三碳糖含量
　　　　(填“增多”“减少”或“不变”)。
22.(5分)囊性纤维病是一种遗传疾病,患者细胞中氯离子浓度升高,支气管被异常黏液堵塞,导致这一疾病发生的主要原因是细胞膜上CFTR蛋白功能异常。下图表示正常人和患者的氯离子跨膜运输的示意图。请据图回答问题。
(1)正常细胞,CFTR蛋白通过　　　　方式将氯离子转运到胞外,而不能转运其他离子,说明细胞膜具有　　　　性。
(2)CFTR蛋白能水解ATP释放能量,说明其还具有　　　　功能。氯离子持续运输的过程　　　　(填“会”或“不会”)导致细胞内的ADP大量积累。
(3)患者细胞膜上异常的CFTR蛋白处于关闭状态,氯离子无法转运至细胞外,导致水分子向膜外扩散的速度　　　　(填“加快”“减慢”或“不变”),黏稠的分泌物不断积累而堵塞支气管。
23.(6分)如图为探究酵母菌细胞呼吸装置图。据图回答下列问题。
(1)甲、乙两组装置中,探究需氧呼吸的实验装置是　　　　(填“甲”或“乙”)。
(2)实验结束时,取少量酵母菌培养液A和培养液B,分别加入酸性的重铬酸钾溶液,其中B呈现灰绿色,说明该种呼吸方式的产物有　　　　。
(3)装置中的澄清石灰水变　　　　则说明有CO2的生成。酵母菌需氧呼吸产生CO2的场所是　　　　,厌氧呼吸产生CO2的场所是　　　　。若甲、乙装置产生等量的CO2,则消耗的葡萄糖质量比是甲∶乙=
　　　　。
24.(6分)枸杞为药食同源的植物,生产枸杞鲜果果汁过程中易发生酶促褐变,影响其外观、风味甚至导致营养损失。为有效减少酶促褐变引起的产品质量下降,研究人员以红果枸杞为实验材料开展引起褐变的酶及其影响因素的研究。请回答下列问题。
(1)褐变是指植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化多酚类物质(无色)生成褐色醌类物质的过程。为了防止枸杞果汁发生褐变,应　　　　(填“升高”或“降低”)枸杞果实细胞中PPO活性。
(2)将枸杞鲜果在冰冻条件下快速研磨,离心后得到PPO粗酶提取液,并移入带冰袋的泡沫箱中保存。低温处理和低温保存的原因是
　 。
(3)已知L半胱氨酸、柠檬酸是食品领域应用广泛的食品添加剂。将不同浓度的食品添加剂分别加入PPO粗酶提取液中,30 ℃水浴恒温后,测定并得到PPO相对酶活性,结果如图。
据图可知,两种食品添加剂均可　　　　PPO相对酶活性。在枸杞鲜果果汁加工过程中,选用　　　　(填食品添加剂)处理效果更好。
(4)研究证明,枸杞所含的枸杞子色素,具有提高人体免疫力、预防和抑制肿瘤和预防动脉粥样硬化的作用。短时(3 min)高温处理也可抑制褐变,但高温会破坏果汁中枸杞子色素。请你提出一种实验思路,探究既能有效防止褐变,又能保留枸杞子色素这一成分的最佳温度。
25.(12分)光合作用是生物界最基本的物质和能量代谢过程。光合作用对环境因子敏感度较高,易受重金属影响。在土壤重金属的影响下,植物各方面会受到怎样的影响,某研究所对此展开研究。
实验材料:在普通土壤中培育的桑树幼苗若干,普通土壤,含Pb2+(铅离子)的土壤,含Cd2+(镉离子)的土壤,含Pb2+和Cd2+的土壤,色素提取套装,色素含量测定装置,光合速率测量装置,花盆等。
(要求与说明:光合色素含量与光合速率检测的方法与具体操作不作要求。)
(1)实验思路。
①分组设计:
A组:桑树幼苗+普通土壤;
B组:　 ;
C组:　 ;
D组:　 。
②每个花盆装入6 kg相应土壤,土壤沉淀一个月后,将各组幼苗移栽至花盆。
③　　　 　,每天每个花盆浇等量且适量的水。
④桑树幼苗叶片展开1个月后,测定各项指标。
⑤统计分析实验数据。
(2)请设计表格用于记录实验结果。
(3)①实验中,色素提取套装中用于提取色素的溶剂是　　　 　;
②已有研究表明,Pb2+、Cd2+作用都能降低桑树叶绿素含量,Pb2+作用后使叶绿素a/b的比值下降明显,Cd2+作用后使叶绿素a/b的比值上升明显,说明Pb2+主要抑制　　 　的合成,Cd2+主要抑制　 　　的合成。
第三章综合检测答案与解析
一、选择题(每小题3分,共60分)
1.细胞的生存需要能量和营养物质,其中驱动细胞生命活动的直接能源物质是(　B　)
A.H2O B.ATP C.Na+ D.Ca2+
解析:H2O、Na+、Ca2+是细胞中的水和无机盐,不能为细胞的生存提供能量;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
2.用滤纸条分离菠菜的光合色素,实验结果如图所示,①～④为色素条带。下列叙述错误的是(　C　)
A.实验使用了纸层析法
B.①的颜色呈现橙色
C.②中的色素主要吸收红光和蓝紫光
D.④中的色素在滤纸条上移动速率最慢
解析:分离光合色素的方法为纸层析法;①表示胡萝卜素,呈现橙色;②表示叶黄素,主要吸收蓝紫光;④表示叶绿素b,其在层析液中溶解度最低,在滤纸条上移动速度最慢。
3.下列能判断某人在运动过程中是否发生厌氧呼吸的依据是(　C　)
A.O2吸收量
B.CO2呼出量
C.乳酸积累量
D.O2吸收量与CO2呼出量的差值
解析:人体厌氧呼吸的产物是乳酸,在不消耗O2的情况下,将葡萄糖进行不彻底的氧化分解,此过程中没有CO2的释放。
4.在淀粉琼脂块上的5个圆点位置(如图)分别用蘸有不同液体(如表)的棉签涂抹,然后将其放入37 ℃恒温箱中保温一段时间。2 h后取出淀粉琼脂块,加入碘碘化钾处理1 min,然后用清水冲洗掉碘碘化钾,观察圆点的颜色变化。五种处理的结果记录如表所示。下列叙述正确的是(　B　)
位置 处理圆点的液体 碘碘化钾处理 后的颜色反应
① 清水 蓝黑色
② 煮沸新鲜唾液 蓝黑色
③ 与盐酸混合 的新鲜唾液 蓝黑色
④ 新鲜唾液 红棕色
⑤ 2%的蔗糖酶溶液
A.对比圆点①和圆点④的结果,说明唾液淀粉酶能降低淀粉水解反应的活化能
B.圆点②和圆点③的颜色反应结果相同,但是唾液淀粉酶未起效的原因不相同
C.若实验中发现圆点⑤中呈红棕色,说明了蔗糖酶也能降解淀粉
D.该实验能说明唾液淀粉酶具有专一性,且其催化作用受温度、pH的影响
解析:分析圆点①和圆点④可知,圆点①加入的是清水,淀粉未被分解,所以遇碘碘化钾呈现蓝黑色,圆点④加入的是新鲜唾液(含淀粉酶),催化淀粉分解,所以呈现为红棕色,对比圆点①和圆点④的结果,只能说明唾液淀粉酶具有催化作用,并不能说明唾液淀粉酶能降低淀粉水解反应的活化能;圆点②加入的是煮沸新鲜唾液,其中淀粉酶被高温破坏,使淀粉未被分解,所以遇碘碘化钾呈现蓝黑色,圆点③加入的是与盐酸混合的新鲜唾液,其中淀粉酶被盐酸破坏,使淀粉未被分解,所以遇碘碘化钾呈现蓝黑色,因此,圆点②和圆点③的颜色反应结果相同,但是唾液淀粉酶未起效的原因不相同;若实验中发现圆点⑤中呈红棕色,说明了淀粉被分解,但淀粉被分解是否是蔗糖酶催化的,不能证明;该实验不能说明唾液淀粉酶具有专一性,因为本实验中只用了唾液淀粉酶催化淀粉水解,并未证明唾液淀粉酶是否能水解其他
物质。
5.下列关于细胞呼吸原理的应用,正确的是(　A　)
A.贮藏种子时保持低温、低氧、干燥条件,以减少有机物的分解
B.利用牛奶发酵产生酸奶时,应通入足够的空气以使乳酸菌快速繁殖
C.提倡慢跑等有氧运动,可防止剧烈运动产生的酒精对细胞造成损害
D.温室种植蔬菜时,夜晚应该适当升温以促进植物细胞生命活动
解析:将种子贮藏在低温、低氧和干燥条件下,可以抑制细胞呼吸,减少有机物消耗;乳酸菌是厌氧菌,利用其制作酸奶时应该全程密封;提倡慢跑等有氧运动的原因之一是防止厌氧呼吸产生乳酸,人体细胞厌氧呼吸不会产生酒精;温室种植蔬菜,夜晚可适当降温,抑制酶的活性,以减少呼吸消耗。
6.某同学以紫色洋葱外表皮为材料,探究植物细胞质壁分离和复原的条件,观察到了处于质壁分离状态的细胞,如图所示。下列叙述错误的是(　C　)
A.质壁分离过程中,液泡颜色变深
B.质壁分离过程中,细胞膜的面积变小
C.在清水中完成质壁分离复原后,细胞内外溶液浓度相等
D.图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程
解析:质壁分离过程中,细胞不断失水,液泡体积减小、液泡颜色变深;质壁分离过程中,细胞不断失水,细胞膜的面积变小;发生质壁分离后完全复原的细胞,由于细胞壁的支撑作用,细胞吸水量受到限制,其细胞液浓度可能大于外界溶液浓度;图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程。
阅读下列材料,完成下面7、8小题。
磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物。它能在肌酸激酶的催化下,将自身的磷酸基团转移到ADP分子中,合成ATP,从而在一段时间内将细胞中的ATP量维持在正常水平。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的量,结果如下表所示。
磷酸 腺苷 对照组/(10-6mol·g-1) 实验组/(10-6mol·g-1)
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
7.根据上述材料,下列有关分析不正确的是(　C　)
A.实验组的数据无法判断有无ATP的合成
B.实验组中消耗的ATP量与产生的ADP量不相等
C.对照组肌肉收缩前后没有ATP和ADP的相互转化
D.对照组的数据表明肌肉组织中的ATP含量保持不变
8.根据上述材料,有关肌酸激酶的叙述正确的是(　B　)
A.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的底物相同
B.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的部位相同
C.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的能量来源相同
D.肌酸激酶阻断剂也能阻断ATP合成酶合成ATP
解析:7.实验组中收缩后ATP含量下降,ADP含量上升,只能判断有ATP的消耗,但不能判断是否有ATP生成;消耗1分子ATP就能产生1分子ADP,实验组中消耗的ATP量为5.5×10-7 mol·g-1,产生的ADP量为3.5×10-7 mol·g-1,二者不相等;收缩需要消耗能量,而直接能源物质是ATP,故对照组收缩前后消耗ATP,只是产生的ATP和消耗的量持平;由表中数据可知,对照组的数据表明肌肉组织中的ATP含量保持不变。
8.肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的底物,前者为磷酸肌酸和ADP,后者为Pi和ADP;肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的部位均为线粒体、叶绿体或细胞溶胶;肌酸激酶与ATP合成酶催化合成ATP的能量,前者来源于磷酸肌酸,后者来源于细胞呼吸或光合作用等;肌酸激酶阻断剂只能阻断肌酸激酶催化ATP的形成。
9.Na+、K+和葡萄糖等物质出入人体成熟红细胞的方式如图所示,①、②表示相关过程。其中过程①和②的方式分别为(　D　)
A.易化扩散、扩散
B.扩散、易化扩散
C.易化扩散、主动转运
D.主动转运、易化扩散
解析:由图可知,过程①中借助了载体蛋白的协助,也存在ATP水解为其提供能量,故①的方式为主动转运;过程②中葡萄糖顺浓度梯度运输,借助了载体蛋白的协助,故②的方式为易化扩散。
10.下列关于ATP的叙述正确的是(　D　)
A.每个ATP分子中含有三个高能磷酸键
B.洋葱根尖分生区细胞内合成ATP的场所有线粒体和叶绿体
C.叶绿体中ATP由叶绿体基质向类囊体运动,ADP则向相反方向运动
D.ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用,用于肌肉收缩、神经细胞活动等
解析:ATP的结构简式是A-P～P～P,每个ATP分子中含有两个高能磷酸键;洋葱根尖分生区细胞没有叶绿体;叶绿体的光反应合成ATP,碳反应消耗ATP,故叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体运动,ATP则向相反方向运动;ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用,如肌肉收缩、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。
11.在水分、温度适宜条件下对秋石斛和春石斛的叶肉细胞的光合作用特性进行研究,结果如图所示,下列叙述正确的是(　A　)
A.A光强度下春石斛叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
B.B光强度下秋石斛叶肉细胞产生的O2扩散途径仅从叶绿体到线
粒体
C.若将光强度从A换至B,短时间内秋石斛叶绿体中的三碳酸含量将增加
D.据图分析春石斛相对于秋石斛更适应在阴生环境中生活
解析:A光强度下春石斛的光合速率小于呼吸速率,两个生理过程都能产生ATP,故春石斛叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体;B光强度下秋石斛叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,故产生的O2扩散途径有从叶绿体到线粒体,还有从叶绿体到细胞外;若将光强度从A换至B,光强度增大,短时间内秋石斛叶绿体中的三碳酸消耗增大,而三碳酸的合成基本不变,故含量将减少;据图分析秋石斛的呼吸速率低,光补偿点低,故秋石斛相对于春石斛更适应在阴生环境中生活。
阅读下列材料,完成12～14小题。
酵母菌在有氧环境与无氧环境中都能生活,不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方式不同,呼吸所产生的产物不同,产生的能量也有差异。如图分别为酵母菌细胞呼吸的部分过程示意图和“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计的实验装置。实验中先向气球中加入10 mL酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,固定于装有20 ℃温水的烧杯底部。再将整个装置置于20 ℃的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。(注:水浴温度对气球体积的影响忽略不计)
12.在氧气充足的环境下培养液中的酵母菌能进行①③过程,①③过程发生的场所是(　C　)
A.细胞膜 B.细胞溶胶
C.细胞溶胶和线粒体 D.线粒体
13.在低氧环境下培养液中的酵母菌能进行①②③,当②③过程消耗等量的丙酮酸时,酵母菌消耗的O2量与产生的CO2量的比值是(　A　)
A.3∶4 B.4∶3
C.3 D.2
14.依据上述材料中的实验装置进行分析,下列叙述错误的是(　B　)
A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B.若酵母菌进行了厌氧呼吸则液面应该下降
C.若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了需氧呼吸
D.该装置气球中如果不加入氧气,可以用来探究酵母菌进行厌氧呼吸的最适温度
解析:12.酵母菌属于兼性厌氧菌,既可以进行需氧呼吸,也可以进行厌氧呼吸。在氧气充足的环境下培养液中的酵母菌进行需氧呼吸,即①③。需氧呼吸第一阶段的场所在细胞溶胶,第二阶段的场所在线粒体基质,第三阶段的场所在线粒体内膜。
13.在低氧环境下培养液中的酵母菌既能进行需氧呼吸,也能进行厌氧呼吸。②厌氧呼吸第二阶段消耗1 mol的丙酮酸,生成1 mol的CO2,③需氧呼吸第二、第三阶段消耗1 mol的丙酮酸,生成3 mol的CO2以及在第三阶段会消耗3 mol的O2,故酵母菌消耗的O2量与产生的CO2量的比值是3∶4。
14.实验在装有20 ℃温水的烧杯中进行,这个过程中温度也可能导致气体体积的变化,因此应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照;若酵母菌进行了厌氧呼吸,由于厌氧呼吸不吸收氧气,但是放出二氧化碳,使气球体积增大,因此液面应该上升;由于需氧呼吸吸收的氧气与释放的二氧化碳量相等,因此需氧呼吸不会引起烧杯液面变化,而厌氧呼吸会释放二氧化碳,因此若烧杯液面没有变化,说明酵母菌只进行了需氧呼吸;该装置气球中如果不加入氧气,可设置多个该实验装置,自变量为不同梯度的温度,观察烧杯液面上升的高度,用来探究酵母菌进行厌氧呼吸的最适温度。
15.如图为某同学在其他条件适宜的情况下,研究pH对两种酶作用的影响曲线,下列叙述错误的是(　A　)
A.根据图可知不同酶的适宜pH范围互不交叉
B.该活动中底物用蛋白块比用蛋白液效果更明显
C.在各自最适pH范围下,该两种蛋白酶可能相互催化
D.在pH为0、4、6、10时反应速率为0的本质原因相同
解析:根据图示可知,胃蛋白酶和胰蛋白酶的适宜pH范围互不交叉,但不能推出其他不同酶的适宜pH范围是否有交叉;蛋白块被酶解时,可明显观察到蛋白块的减小、消失,可用肉眼直接看出变化,因此底物用蛋白块比用蛋白液效果更明显;在pH为2时,胃蛋白酶活性最强,而胰蛋白酶(本质为蛋白质)已经失去活性,故胃蛋白酶可分解胰蛋白酶,反之胰蛋白酶在最适pH条件可以催化分解失活的胃蛋白酶;在pH为0、4、6、10时反应速率为0的本质原因相同,都是由于pH过高或过低导致酶(蛋白质)的空间结构发生不可逆性的改变,使酶变性失活。
16.苦瓜成熟后显橙黄色,挂在梢头像灯笼一样很漂亮,小明非常喜欢便在自己的花圃里种了一排,小明希望苦瓜能快点长大便一次性施入了大量尿素,结果苦瓜苗出现烧苗现象。以下分析正确的是(　A　)
A.苦瓜成熟后颜色由绿转黄的原因可能是叶绿素不稳定被分解,显现出类胡萝卜素的颜色
B.处于甲图状态的植物细胞,既没有水分子进入细胞,也没有水分子出细胞
C.细胞由图甲状态到图乙状态的原因是外界溶液浓度太低
D.出现烧苗现象的苦瓜苗细胞处于图丙状态
解析:叶绿素呈现绿色,类胡萝卜素呈现橙黄色,苦瓜成熟后叶绿素不稳定被分解,显现出类胡萝卜素的橙黄色;图甲所处状态,有可能是失水过程,也有可能是吸水过程,也有可能是平衡状态,但是都有水分子的进出;细胞由图甲状态到图乙状态的原因是细胞液浓度低于外界溶液浓度,使细胞失水发生质壁分离;烧苗的原因一般是在施肥过多之后导致土壤溶液的浓度大于植株根毛细胞液的浓度,造成植株根毛细胞液中的水分渗透到土壤溶液中,导致植株根毛细胞因失水发生质壁分离,因此出现烧苗现象的苦瓜苗细胞可能处于图乙状态。
17.探究pH为6.0、7.0、8.0下过氧化氢酶活性的实验装置如图,下列相关叙述错误的是(　B　)
A.本实验的自变量为pH,温度、滤纸片的数量等为无关变量
B.以不再产生气泡时量筒内收集到的气体体积作为本实验的因变量
C.实验开始前反应小室状态如图甲所示,不能让滤纸片在小室下方
D.本实验中的肝脏匀浆需新鲜制备且不能高温处理
解析:依据本实验的目的可知本实验的自变量为pH,温度、滤纸片的数量等为无关变量;过氧化氢溶液接触滤纸片后,同时开始计时,每隔30 s读取量筒中水平面的刻度1次,共进行4次,记录结果,即是以定时记录的气体体积作为因变量;实验开始前反应小室状态如图甲所示,不能让滤纸片在小室下方,否则一旦滤纸片与过氧化氢溶液接触,立即反应,会干扰实验结果的准确性;本实验中的肝脏匀浆需新鲜制备且不能高温处理,否则会影响酶的活性,干扰实验结果的准确性。
18.下表为在相同条件下测得的野生型和突变体水稻植株光合作用的相关指标,有关叙述正确的是(　B　)
水稻品种 突变体 野生型
表观光合速率 (μmolCO2·m-2·s-1) 3.61 11.77
气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 0.18 0.30
胞间CO2浓度(μmol·m-2) 424.52 298.44
叶绿素含量(mg·g-1) 0.016 0.038
注:表观光合速率=实际光合速率-呼吸速率。
A.叶绿体中的光合色素分布在叶绿体内膜和类囊体膜上
B.突变体水稻的光饱和点可能低于野生型水稻
C.突变体水稻的呼吸作用强度低于野生型水稻
D.突变体水稻表观光合速率下降的主要原因是气孔导度下降导致CO2吸收不足
解析:叶绿体中的光合色素仅分布在叶绿体的类囊体膜上;光饱和点是达到最大光合速率时对应的最小的光照强度,突变体水稻的气孔导度小于野生型,而胞间CO2浓度却大于野生型,说明突变体水稻的光饱和点可能低于野生型水稻;从表格中无法知道突变体水稻和野生型水稻的呼吸作用强度的高低;突变体水稻气孔导度较低,但是胞间CO2浓度较高,因此表观光合速率下降不是由于气孔导度下降所致。
19.在适宜温度和一定的光强度下,甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系如图所示,下列说法正确的是(　A　)
A.在CO2浓度低于b的环境中植物乙比植物甲生长得更好　
B.CO2浓度大于a时,甲才能进行光合作用
C.适当增加光强度,a点将右移
D.CO2浓度为b时,甲、乙植物的实际光合作用强度相等
解析:据题图分析可知,在CO2浓度低于b的环境中,植物乙比植物甲生长得更好;CO2浓度等于a时,甲的光合作用速率与细胞呼吸速率相等;适当增加光强度,光合作用增强,则a点将左移;CO2浓度为b时,甲、乙两种植物的净光合作用强度相等,但是甲、乙的细胞呼吸强度与实际光合作用强度不一定相等。
20.如图是大棚番茄在24小时测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图,下列有关叙述错误的是(　D　)
A.a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱
B.d点是由于温度过高,蒸腾作用过强导致气孔关闭,CO2供应减少
C.如果N点低于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加
D.番茄通过光合作用制造有机物的时间是c～e段
解析:a点时植物只进行细胞呼吸,故a点CO2释放量减少可能是温度降低导致细胞呼吸强度减弱;如果N点低于M点,说明经过一昼夜的时间,大棚中的CO2浓度降低,植物的光合作用大于细胞呼吸,植物体内的有机物总量增加;番茄通过光合作用积累有机物的时间是c～e段。
二、非选择题(共40分)
21.(11分)某校实验小组以女贞(一种常见的绿化乔木)幼苗作为实验材料,研究不同浓度的NaCl溶液对植物生长的影响,实验结果如下表。请回答下列问题。
NaCl浓度 (mmol·L-1) 净光合速率 (μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度 (mmolCO2·m-2·s-1) 叶绿素含量 (mg·g-1)
0 5.1 52 2.30
100 3.9 36 1.90
200 1.8 25 1.20
注:假定细胞呼吸速率不变。
(1)本实验通过测量单位时间单位叶面积的　　　　作为净光合速率的指标。
(2)女贞幼苗进行光反应的场所是　　 　　,在此将水裂解为O2和　　　 　,光能转化为　　　 　中的化学能,然后三碳酸被还原成　　　 　。
(3)高浓度NaCl具有较强吸水能力,女贞幼苗会由于　　　　作用失水,导致气孔导度　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)实验表明,随着NaCl浓度的提高,净光合速率的变化趋势为　　 　　,原因是　 　。
(5)研究还发现,长时期使用高浓度NaCl溶液处理,会影响植物生物膜的形成。与正常组相比,高浓度NaCl溶液组叶绿体内三碳糖含量
　　　　(填“增多”“减少”或“不变”)。
解析:(1)据表格数据可知,本实验通过测量单位时间单位叶面积的CO2吸收量作为净光合速率的指标。(2)女贞幼苗进行光反应的场所是叶绿体类囊体膜,据分析可知,在光反应阶段,①水分解产生O2和H+、e-,②合成NADPH和ATP,其能量转换为光能→ATP和NADPH中的化学能。ATP和NADPH用于碳反应阶段三碳酸的还原,三碳酸被还原成三碳糖。(3)高浓度NaCl具有较强吸水能力,女贞幼苗会由于渗透作用失水,导致部分气孔关闭,气孔导度减小。(4)据表格数据可知,女贞幼苗的净光合速率下降,结合表格数据分析可知,其原因是随着NaCl浓度的提高,叶绿素含量下降,导致光反应速率下降;同时气孔导度降低,导致CO2吸收减少,碳反应速率下降,使净光合速率下降。(5)长时期使用高浓度NaCl溶液处理,会影响植物生物膜的形成。与正常组相比,高浓度NaCl溶液组叶绿体类囊体膜减少,光反应速率降低,碳反应速率也降低,叶绿体中三碳糖含量下降。
答案:(1)CO2吸收量
(2)类囊体(或类囊体膜、光合膜、基粒)　H+、e-　ATP、NADPH　
三碳糖
(3)渗透　减小
(4)下降　随着NaCl浓度提高,叶绿素含量下降,导致光反应速率下降;同时气孔导度降低,导致CO2吸收减少,碳反应速率下降,故净光合速率下降
(5)减少
22.(5分)囊性纤维病是一种遗传疾病,患者细胞中氯离子浓度升高,支气管被异常黏液堵塞,导致这一疾病发生的主要原因是细胞膜上CFTR蛋白功能异常。下图表示正常人和患者的氯离子跨膜运输的示意图。请据图回答问题。
(1)正常细胞,CFTR蛋白通过　　　　方式将氯离子转运到胞外,而不能转运其他离子,说明细胞膜具有　　　　性。
(2)CFTR蛋白能水解ATP释放能量,说明其还具有　　　　功能。氯离子持续运输的过程　　　　(填“会”或“不会”)导致细胞内的ADP大量积累。
(3)患者细胞膜上异常的CFTR蛋白处于关闭状态,氯离子无法转运至细胞外,导致水分子向膜外扩散的速度　　　　(填“加快”“减慢”或“不变”),黏稠的分泌物不断积累而堵塞支气管。
解析:(1)由图可知,氯离子转运到胞外需要膜上CFTR蛋白的协助,并消耗能量,属于主动转运。CFTR蛋白只能转运氯离子,而不能转运其他离子,说明细胞膜上的载体具有特异性,即细胞膜具有选择透过性。
(2)CFTR蛋白能水解ATP释放能量,说明其能催化ATP的水解,即具有催化功能。ATP和ADP之间的转化效率很高,因此氯离子持续运输的过程不会导致细胞内的ADP大量积累。
(3)由图示可知,由于功能异常的CFTR蛋白不能协助氯离子转运至细胞外,导致水分子向膜外扩散的速度减慢,导致细胞表面的黏液不断积累。
答案:(1)主动转运　选择透过
(2)催化　不会
(3)减慢
23.(6分)如图为探究酵母菌细胞呼吸装置图。据图回答下列问题。
(1)甲、乙两组装置中,探究需氧呼吸的实验装置是　　　　(填“甲”或“乙”)。
(2)实验结束时,取少量酵母菌培养液A和培养液B,分别加入酸性的重铬酸钾溶液,其中B呈现灰绿色,说明该种呼吸方式的产物有　　　　。
(3)装置中的澄清石灰水变　　　　则说明有CO2的生成。酵母菌需氧呼吸产生CO2的场所是　　　　,厌氧呼吸产生CO2的场所是　　　　。若甲、乙装置产生等量的CO2,则消耗的葡萄糖质量比是甲∶乙=
　　　　。
解析:(1)甲装置中的第一个锥形瓶连接橡皮球或气泵,是探究酵母菌需氧呼吸的实验装置。乙装置中的第一个锥形瓶是密闭的,是探究酵母菌厌氧呼吸的实验装置。(2)酒精在酸性重铬酸钾溶液中会由橙色变成灰绿色。实验结束时,取少量酵母菌培养液A和培养液B,分别加入酸性的重铬酸钾溶液,其中B呈现灰绿色,说明该种呼吸方式的产物有酒精。(3)CO2使澄清石灰水变浑浊,酵母菌需氧呼吸产生CO2发生在第二阶段,场所是线粒体,厌氧呼吸产生CO2的场所是细胞溶胶。需氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 molCO2,厌氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 molCO2,假设需氧呼吸产生6 molCO2,则需消耗1 mol葡萄糖,厌氧呼吸产生6 molCO2,则需消耗3 mol葡萄糖,即甲、乙装置产生等量的CO2,则消耗的葡萄糖质量比是甲∶乙=1∶3。
答案:(1)甲
(2)酒精
(3)浑浊　线粒体　细胞溶胶　1∶3
24.(6分)枸杞为药食同源的植物,生产枸杞鲜果果汁过程中易发生酶促褐变,影响其外观、风味甚至导致营养损失。为有效减少酶促褐变引起的产品质量下降,研究人员以红果枸杞为实验材料开展引起褐变的酶及其影响因素的研究。请回答下列问题。
(1)褐变是指植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化多酚类物质(无色)生成褐色醌类物质的过程。为了防止枸杞果汁发生褐变,应　　　　(填“升高”或“降低”)枸杞果实细胞中PPO活性。
(2)将枸杞鲜果在冰冻条件下快速研磨,离心后得到PPO粗酶提取液,并移入带冰袋的泡沫箱中保存。低温处理和低温保存的原因是
　 。
(3)已知L半胱氨酸、柠檬酸是食品领域应用广泛的食品添加剂。将不同浓度的食品添加剂分别加入PPO粗酶提取液中,30 ℃水浴恒温后,测定并得到PPO相对酶活性,结果如图。
据图可知,两种食品添加剂均可　　　　PPO相对酶活性。在枸杞鲜果果汁加工过程中,选用　　　　(填食品添加剂)处理效果更好。
(4)研究证明,枸杞所含的枸杞子色素,具有提高人体免疫力、预防和抑制肿瘤和预防动脉粥样硬化的作用。短时(3 min)高温处理也可抑制褐变,但高温会破坏果汁中枸杞子色素。请你提出一种实验思路,探究既能有效防止褐变,又能保留枸杞子色素这一成分的最佳温度。
解析:(1)据题干信息“褐变是指植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化多酚类物质(无色)生成褐色醌类物质的过程”,故为了防止枸杞果汁发生褐变,应降低枸杞果实细胞中PPO活性。(2)酶的作用条件温和,易受温度影响,在低温条件下酶的活性受抑制,但酶的空间结构稳定,且在适宜温度下酶的活性可恢复,故酶适宜低温处理和低温保存。(3)据图可知:与对照组(0)相比,添加L半胱氨酸和柠檬酸后,PPO相对酶活性均有所降低;且添加L半胱氨酸后的PPO相对酶活性下降更显著,可更有效防止酶促褐变,故在枸杞鲜果果汁加工过程中,选用L半胱氨酸处理效果更好。(4)分析题意可知,本实验的目的是“探究既能有效防止褐变,又能保留枸杞子色素的最佳温度”,则实验的自变量为温度,因变量为褐变程度和枸杞子色素含量,实验设计应遵循对照原则和单一变量原则,故可设计实验如下:设置一系列高温的温度梯度(控制变量),分别测定PPO相对酶活性和枸杞子色素的含量。
答案:(1)降低
(2)低温不会破坏酶分子的结构,且在适宜温度下酶的活性可恢复
(3)降低(或抑制)　L半胱氨酸
(4)设置一系列高温的温度梯度,分别测定PPO相对酶活性和枸杞子色素的含量。
25.(12分)光合作用是生物界最基本的物质和能量代谢过程。光合作用对环境因子敏感度较高,易受重金属影响。在土壤重金属的影响下,植物各方面会受到怎样的影响,某研究所对此展开研究。
实验材料:在普通土壤中培育的桑树幼苗若干,普通土壤,含Pb2+(铅离子)的土壤,含Cd2+(镉离子)的土壤,含Pb2+和Cd2+的土壤,色素提取套装,色素含量测定装置,光合速率测量装置,花盆等。
(要求与说明:光合色素含量与光合速率检测的方法与具体操作不作要求。)
(1)实验思路。
①分组设计:
A组:桑树幼苗+普通土壤;
B组:　 ;
C组:　 ;
D组:　 。
②每个花盆装入6 kg相应土壤,土壤沉淀一个月后,将各组幼苗移栽至花盆。
③　　　 　,每天每个花盆浇等量且适量的水。
④桑树幼苗叶片展开1个月后,测定各项指标。
⑤统计分析实验数据。
(2)请设计表格用于记录实验结果。
(3)①实验中,色素提取套装中用于提取色素的溶剂是　　　 　;
②已有研究表明,Pb2+、Cd2+作用都能降低桑树叶绿素含量,Pb2+作用后使叶绿素a/b的比值下降明显,Cd2+作用后使叶绿素a/b的比值上升明显,说明Pb2+主要抑制　　 　的合成,Cd2+主要抑制　 　　的合成。
解析:(1)本实验目的是研究在土壤重金属的影响下,植物各方面会受到怎样的影响,自变量为是否重金属处理以及重金属的种类,根据实验材料可知:自变量处理为分别用普通土壤,含Pb2+(铅离子)的土壤,含Cd2+(镉离子)的土壤,含Pb2+和Cd2+的土壤处理桑树幼苗,因变量为光合色素含量与光合速率。①分组设计见答案。(2)本实验自变量为是否重金属处理及重金属的种类(普通土壤,含Pb2+的土壤,含Cd2+的土壤,含Pb2+和Cd2+的土壤),因变量为光合色素含量与光合速率。据此设计表格,表格见答案。(3)①叶绿体中的色素能溶解在95%的酒精中,因此用于提取色素的溶剂是95%的酒精。②叶绿素主要包括叶绿素a和叶绿素b,Pb2+作用后使叶绿素a/b的比值下降明显,说明Pb2+主要抑制叶绿素a的合成;Cd2+作用后使叶绿素a/b的比值上升明显,Cd2+主要抑制叶绿素b的合成。
答案:(1)①桑树幼苗+含Pb2+(铅离子)的土壤　桑树幼苗+含Cd2+(镉离子)的土壤　桑树幼苗+含Pb2+和Cd2+的土壤　③将各组幼苗在相同且适宜条件下培育
(2)Pb2+和Cd2+单独与共同胁迫下,对桑树幼苗光合色素含量与光合速率的影响
　　 自变量处理 因变量　　　 A组/对 照组 B组/ Pb2+ C组/ Cd2+ D组/ Pb2++Cd2+
光合色素含量
光合速率
(3)①95%的酒精　②叶绿素a　叶绿素b