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专题3 细胞的能量供应与利用
一、单选题
1.(2015高一上·莒南月考)下面关于ATP的叙述,错误的是( )
A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B.合成ATP所需的能量主要由磷酸提供
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
2.(2021·福州模拟)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析,可得出的结论是( )
氧浓度/% a b c d
产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol
产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol
A.氧浓度为a时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.氧浓度为b时酵母菌有氧呼吸耗糖速率大于无氧呼吸耗糖速率
C.氧浓度为c时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.氧浓度为d时酵母菌只进行有氧呼吸
3.(2021高一上·新泰期末)某研究组获得了小麦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.光吸收差异不显著,色素带缺第2条
B.光吸收差异显著,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
4.(2022高一上·松原期末)关于有氧呼吸的特点(与无氧呼吸相比),下列表述错误的是( )
A.需要酶催化 B.生成大量ATP
C.释放出二氧化碳 D.分解有机物不彻底
5.(2022高二下·昆明期中)探究pH对果胶酶活性影响的实验中,下列说法中不正确的是( )
A.自变量是不同的pH
B.无关变量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等
C.可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pH
D.pH过低时,果胶酶活性变小,但不失活
6.(2022高三上·安徽开学考)某生物兴趣小组将活酵母粉5g和一定量的葡萄糖溶液装进塑料饮料瓶,预留1/3的空间后密封,培养一段时间后,发现瓶子膨胀,溶液出现气泡,溶液变暖。下列叙述正确的是( )
A.酵母菌属于兼性厌氧菌,其数量在培养瓶中将呈J形增长
B.瓶中酵母菌发酵以葡萄糖为底物,产物有水、酒精、CO2
C.可用溴麝香草酚蓝溶液鉴定、判断酵母菌细胞呼吸的方式
D.葡萄糖中的化学能只能转化为热能和ATP中活跃的化学能
7.(2021高三上·浙江开学考)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP,O2与RuBP结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS 溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。下列叙述正确的是( )
SoBS浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2μmolm2s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光呼吸强度(CO2μmolm2s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
A.光呼吸必须要在有光条件下进行,其反应的场所在线粒体
B.在大棚种植蔬菜时可采取延长光照时间措施,降低光呼吸作用
C.据表分析,SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在0~200mg/L之间
D.喷施100mg/LSoBS 溶液与未喷施的水稻叶片相比,吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度低
8.(2023高一下·安徽开学考)下图为溶酶体形成的两条途径局部示意图。进入A中的某些蛋白质在S酶的作用下形成M6P标志具有该标志的蛋白质能被MGP受体识别,引发如图所示的过程,下列有关说法错误的是( )
A.与溶酶体酶形成相关的细胞器除结构A外还有核糖体、内质网、线粒体
B.S酶功能丧失的细胞中,可能会导致一些衰老和损伤的细胞器等在细胞内积累,造成代谢紊乱
C.溶酶体中的酸性水解酶是从附着在内质网的核糖体上开始合成的,然后进入内质网进行初步加工
D.研究发现分泌到细胞外的溶酶体蛋白酶不具有生物学活性,最可能的原因是胞外pH不适宜
9.(2017高二上·清城期末)下面式子为ATP与ADP相互转化的关系式,以下说法正确的是( )
ATP ADP+Pi+能量.
A.ATP在生物体内含量很多
B.当反应向右进行时,靠近A的高能磷酸键易水解释放能量
C.ADP转化为ATP的能量可来自光能或化学能
D.图中酶1和酶2的功能相同,化学结构也相同
10.(2016高三上·中江期中)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运动.白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有( )
①酒精
②乳酸
③CO2
④H2O
⑤ATP
A.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤
11.(2017高一下·遵义期中)光合作用和化能合成作用的相同点是( )
A.都能把无机物转变成有机物 B.都需要太阳光能
C.都需要无机物氧化供能 D.都需要利用氧气
12.(2019高一下·番禺期中)对提取光合色素进行纸层析分离实验中各种现象的解释,正确的是( )
A. 未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
B.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液
C.胡萝卜素处于滤纸最前方,是因为其在层析液中的溶解度最低
D.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
13.(2015高一上·枣阳月考)下列关于细胞内合成ATP的叙述中,错误的是( )
A.在叶绿体中形成ATP需要光能
B.在线粒体中形成ATP时需要氧气
C.在有氧与缺氧的条件下,细胞质基质都能形成ATP
D.在一定条件下,ADP与ATP可以相互转化
14.(2020高三上·深圳月考)高中生物的必修教材有很多的实验。下列有关教材实验的材料选择、使用方法、实验现象的叙述不正确的是( )
A.高倍显微镜下,并不能清晰的看到黑藻叶绿体中的基粒
B.观察植物细胞的失水和吸水实验,可选择黑藻细胞。质壁分离过程中,细胞的绿色加深
C.可用纸层析法分离黑藻细胞中的光合色素,以探究黑藻细胞中光合色素的种类
D.观察黑藻细胞的有丝分裂时,由中心体发出星射线,形成纺锤体
15.(2020高一上·深圳期末)下列关于细胞呼吸的叙述正确的是( )
A.包扎伤口选用透气的消毒纱布,是为了给伤口细胞提供氧气,利于其有氧呼吸
B.将收获的作物种子置于无氧环境保存,以降低其呼吸强度
C.细胞呼吸是细胞物质代谢的枢纽,糖类、脂质、蛋白质的代谢可通过细胞呼吸相联系
D.酸奶袋出现胀气,原因可能是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的
16.(2024高三上·成都模拟)某研究小组进行某植物的栽培试验,图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线;图2为在恒温密闭玻璃温室中,连续24h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图分析,下列说法中错误的是
A.图1中,当温度达到55℃时,植物光合作用相关的酶失活
B.6h时,图2叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质等
C.18h时,图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量
D.该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时,在两图中的描述点共有4个
17.(2022高三上·兴县开学考)生物学中通常要利用特定的显色反应来鉴定某些物质。下列对有关物质的鉴定和颜色,对应错误的是( )
A.果糖或葡萄糖——斐林试剂(水浴加热)——砖红色
B.花生子叶切片——苏丹Ⅲ染液(显微观察)——橘黄色
C.鸡蛋清稀释液——双缩脲试剂(常温摇匀)——紫色
D.CO2——溴麝香草酚盐水溶液——蓝色变黄色再变绿色
18.(2019高三上·浙江期中)黑藻在高中生物教材实验中有很多用途,下列叙述错误的是( )
A.只有选择黑藻的幼嫩叶片才能观察叶绿体的形态和分布
B.成熟黑藻叶片一般不能用于“观察植物细胞有丝分裂”实验
C.黑藻叶片可以作为“光合色素的提取和分离”实验的材料
D.用黑藻叶片做植物细胞质壁分离及复原实验时,叶绿体的存在有利于观察实验现象
19.(2022高三上·大连期中)下图表示甲、乙两种植物在适宜温度下的CO2吸收速率随着光强度的变化而变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.对于植物甲,光强度从X变成Y的短时间内,三碳化合物的还原速率上升,五碳化合物含量上升
B.如果温度升高,M点将向右下方移动
C.当平均光强度在X和Y之间(每日光照12h)时,植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲增加,乙减少
D.将甲、乙放入密封的瓶子中,持续给予Y强度的光照,甲的质量先上升后下降,乙的质量一直上升且上升速率持续减小
20.(2021高二下·浙江期末)下图表示葡萄果实细胞呼吸过程中含碳物质的变化过程,其中C2表示2个碳原子的化合物,C3表示3个碳原子的化合物,①②③表示代谢过程,下列叙述错误的是( )
葡萄糖 C3 C2 X
A.过程①和②均可能产生ATP
B.过程②和③均可能产生[H]
C.过程②和③均可能产生CO2
D.过程①和③发生的场所可能不同
21.(2019·沈阳模拟)用14CO2“饲喂”叶肉细胞,让叶肉细胞在光下进行光合作用.一段时间后,关闭光源,将叶肉细胞置于黑暗环境中,含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质,暗反应全过程都消耗ATP和还原性氢
B.b点后叶肉细胞内没有有机物的合成
C.ab段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽
D.Oa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降
22.(2019高三上·沈阳开学考)下图甲、乙表示某植物体内的光合作用与呼吸作用过程及其与温度的关系,下列有关叙述错误的是( )
A.图甲所示植物在光照条件下,25℃时该植物积累的有机物最多
B.图乙中①过程发生在细胞质基质中,②过程发生在叶绿体基质中
C.图甲中两曲线的交点表示光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物量相等
D.图乙中①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气,①④过程都能产生[H]
23.呼吸商(RQ)=呼吸作用释放的CO2量/吸收的O2量。下图是生物氧化分解葡萄糖过程中呼吸商与氧分压的关系,以下叙述正确的是 ()
A.呼吸商越大,细胞呼吸产生的CO2越多
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
24.将萤火虫腹部末端的发光器切下,干燥后研成粉末(无光)。然后完成如下实验:第一步:向试管A中加入粉末和蒸馏水,A中出现淡黄色荧光,2 min后荧光消失。第二步:向试管A中滴加葡萄糖溶液,荧光不能恢复。第三步:向试管A中滴加ATP溶液,荧光恢复.分析上述实验现象,下列相关叙述正确的是( )
A.“2 min后荧光消失”,说明细胞内含有大量的ATP
B.“A中出现淡黄色荧光”,说明ATP水解时2个高能磷酸键中的化学能转换成了光能
C.“滴加葡萄糖溶液,荧光不能恢复”,说明葡萄糖中的能量不能被细胞利用
D.实验结果不能说明细胞内的直接能量物质是ATP而不是葡萄糖
25.(2018高三上·黑龙江开学考)如图为水果存放时,空气中的氧气浓度(y)与水果释放出的CO2气体量(x)的关系曲线。根据图示,你认为保存水果应该选择哪个状态下的氧气浓度最合适( )
A.① B.② C.③ D.④
二、综合题
26.(2021高一下·如皋月考)下图1表示某高等植物细胞内部分物质转变过程,图2表示外界环境因素对光合速率的影响。请据图回答:
(1)图1中生理过程1为 ,生理过程3发生的场所为 。
(2)由图2可知,影响光合速率的因素有 和 ,图中c点转向b点时,短时间内叶绿体中C3将 。
(3)图2曲线中O点时,图1中能发生的生理过程有 (填序号)。
27.(2020高一下·重庆期中)图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系;图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况;图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中,用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线;图丁是测定光合速率的装置。请分析回答:
(1)图甲中的a点表示 ,b点时叶肉细胞中产生ATP的场所有 。
(2)图乙所示该植物细胞代谢情况,可用图甲中a、b、c、d哪一点来表示? 。
(3)在光照强度大于 klx时,植物才会表现出生长现象。在相同温度下,将该植物的叶片置于8klx光照下9小时,然后移到黑暗处15小时,则该24小时内每100cm3叶片的光合作用所消耗的CO2的量为 mg。
(4)图甲曲线中c点与图丙曲线中 点的生理状态相同。由图丙可推知,密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是 点,j点与e点相比植物体内有机物含量将 (填增加、减少或不变)。
(5)如果要测定该植物真正光合作用的速率,该如何在图丁的基础上增加一组实验(作为对照组)? 。若在单位时间内,实验组读数为M,对照组读数为N,该植物的真正光合作用速率为 。
28.(2019高二下·攀枝花期末)下图曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为降雨后第2、8、15天测得的某株桑树桑叶光合速率的日变化情况。据图回答下列问题:
(1)桑叶没有出现“午休”现象的是曲线 ;若这三天测量时光照强度及日变化相同,则第2、8、15天桑叶光合速率不同的主要原因是 ;由此可见,生产上可以采用 的方法提高作物的光合速率。
(2)曲线Ⅲ中,影响AB段光合速率的主要环境因素是 ;BC段光合速率下降的主要原因是 。在A点时,桑叶的叶肉细胞中产生ATP的结构有 。
29.(2019·济南模拟)夏季晴朗的一天,某科研机构对互花米草和芦苇的净光合速率进行了测量,结果如图1所示;图2是当天的光合有效辐射量,即太阳辐射中能用于光合作用的光量子密度。用海水浇灌互花米草和芦苇后,每天在同一时间段内测量各自的最大净光合速率得到的数据如表1所示。请回答下列问题:
(1)由图1和图2可知,中午互花米草和芦苇的净光合作用速率均下降,前者净光合作用速率下降的原因是 ,后者净光合作用速率下降的原因是 。
(2)据图1和图2推测,更适合在强光下生长的植物是 。
(3)南方某沿海城市,因飞机场的扩建实施了填海工程,为快速绿化沿海滩涂,据上述图表分析,最好人工引入 植物,理由是 。
30.(2020高一上·荆门期末)图1表示利用高粱和小麦在适宜的温度、光照强度下进行的有关实验;图2表示小麦在最适宜的光照强度、CO2浓度等条件下测得的温度与净光合速率、呼吸速率的关系曲线;图3是某绿色植物细胞内生命活动示意图,其中1、2、3、4、5表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质。请分析并回答下列问题:(图中的数据取整数)
(1)从图1中可知,影响光合速率的因素有 。如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中,保持题干中的条件和21%的O2体积浓度环境,一段时间后, 幼苗先死亡。
(2)如图2所示小麦在30℃条件下光照12小时,20℃条件下黑暗8小时,有机物(葡萄糖)的积累量为 mg。
(3)图3中在生物膜上发生的生理过程有 (用图中数字表示),A表示 ,写出有氧呼吸反应式 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】解:A、细胞质和细胞核中都有耗能反应,因此都有ATP为耗能反应提供能量,A正确;
B、合成ATP需要的能量主要由光合作用与细胞呼吸提供,磷酸只提供ATP合成的物质,不能提供能量,B错误;
C、ATP水解掉2个磷酸后形成AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,C正确;
D、正常细胞中ATP与ADP相互转化,使ATP与ADP的比值保持相对稳定的状态,D正确.
【分析】本题是对ATP的化学正常、结构特点和ATP与ADP相互转化的考查,梳理ATP的化学组成、结构及ATP与ADP相互转化的过程和意义,然后结合选项涉及的具体内容分析综合进行解答.
2.【答案】D
【解析】【解答】A、a浓度时,酒精的产生量=二氧化碳的生成量,说明此时只有无氧呼吸,A错误;
B、b浓度时,无氧呼吸消耗的葡萄糖为6.5÷2=3.25mol,有氧呼吸消耗的葡萄糖为(12.5-6.5)÷6=1mol,可见酵母菌有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率,B错误;
C、c浓度时,无氧呼吸消耗的葡萄糖为6÷2=3mol,有氧呼吸消耗的葡萄糖为(15-6)÷6=1.5mol,故有2/3的葡萄糖用于酒精发酵,C错误;
D、d浓度时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行有氧呼吸,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3.【答案】A
【解析】【解答】叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。叶黄素缺失突变体叶片不能合成叶黄素,叶黄素主要吸收蓝紫光,进行红光照射测定,则光吸收差异不显著,而色素带缺叶黄素这个条带,自上而下位于第2条,故实验结果是光吸收差异不显著,色素带缺第2条,BCD错误,A正确。
故答案为:A。
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
4.【答案】D
【解析】【解答】有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,合成大量ATP的过程,A、B、C正确;D错误。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸的比较:
有氧呼吸 无氧呼吸
不
同 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质
是否需氧 需要O2 不需要O2
分解产物 CO2和H2O 酒精和CO2或乳酸
释放能量 释放大量能量,形成大量ATP 释放少量能量,形成少陵ATP
相同点 第一阶段完全相同,均有丙酮酸这一中间产物,都能释放能量,都需要酶
5.【答案】D
【解析】【解答】实验目的是探究pH对酶活性的影响,因此实验的自变量为pH,A正确;温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等属于该实验的无关变量,无关变量应保持相同且适宜,B正确;可通过测定滤出果汁体积判断果胶酶最适pH,C正确;pH值过低时,酶的空间结构改变,导致其变性失活,D错误。
【分析】1、酶
(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。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、自变量是指在一组变量中,能够影响其他变量发生变化,而又不受其他变量影响的变量.自变量一般是对所研究现象的一种解因变量是指依赖于其他变量,而又不能影响其他变量的变量.因变量一般是我们所希望解释的现象。无关变量(也称控制变量)是指与自变量同时影响因变量的变化,但与研究目的无关的变量。
6.【答案】B
【解析】【解答】A、酵母菌属于兼性厌氧菌,由于饮料瓶的空间有限,在一定时间段内,酵母菌数量在培养过程中将呈S形增长,A错误;
B、由于瓶子已密封,且留有1/3的空间,酵母菌可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,细胞呼吸的底物是葡萄糖,产物有水、酒精、CO2,B正确;
C、溴麝香草酚蓝溶液可以判断CO2的有无,由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,因此不能用溴麝香草酚蓝溶液鉴定、判断酵母菌细胞呼吸的方式,C错误;
D、葡萄糖经酵母菌发酵后,其释放的能量可用于合成ATP或转化为热能,另有部分未释放的能量储存在酒精中,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
2、无氧呼吸:在细胞质基质中进行。
第一阶段:葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:丙酮酸+[H]酒精+CO2。
7.【答案】D
【解析】【解答】A、由题意可知,光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP,故光呼吸必须要在有光条件下进行,光呼吸中O2与RuBP结合的反应发生在叶绿体的基质中,“光呼吸”反应首先发生在叶绿体中,A错误;
B、光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧、低二氧化碳情况下发生的一个生化过程,因此延长光照时间会增强光呼吸,B错误;
C、光呼吸会消耗有机物,但光呼吸会释放CO2,补充光合作用的原料,适当抑制光呼吸可以增加作物产量,由表可知,在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大,即光合产量最大,故SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在100~300mg/L之间,C错误;
D、叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点,与未喷施的水稻叶片相比,喷施100mg/LSoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,故在更低的光照强度下,两者即可相等,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
8.【答案】C
【解析】【解答】A、溶酶体酶的化学本质是蛋白质,与其形成相关的细胞器除结构A高尔基体外,还有核糖体(蛋白质的合成车间)、内质网(对蛋白质进行加工)和线粒体(提供能量),A正确;
B、S酶功能丧失的细胞中,溶酶体酶无法正常转运到溶酶体中,从而无法发挥细胞内的消化作用,会导致一些衰老和损伤的细胞器等在细胞内积累,造成代谢紊乱,B正确;
C、溶酶体中的酸性水解酶是从游离的核糖体开始合成,然后在信号肽的引导下附着在内质网继续合成的,C错误;
D、酶作用的发挥需要适宜的条件,溶酶体内的pH为偏酸性,分泌到细胞外的溶酶体蛋白酶不具有生物学活性最可能的原因是胞外pH不适宜,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、图示是溶酶体形成的两条途径,途径1是由高尔基体的囊泡形成溶酶体;途径2是通过胞吞溶酶体酶和细胞膜形成溶酶体。
2、溶酶体内含有许多种水解酶,能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,被比喻为细胞内的"酶仓库"、"消化系统"。
9.【答案】C
【解析】【解答】解:A、ATP为直接能源物质,但在生物体内含量很少,A错误;
B、当反应向右进行即发生ATP水解时,远离A的高能磷酸键易水解释放能量,B错误;
C、ADP转化为ATP的能量可来自光能或化学能,C正确;
D、图中酶1为水解酶,酶2为合成酶,它们的功能不相同,化学结构也不同,D错误.
故选:C.
【分析】该反应为ATP与ADP的相互转化,若反应向右进行,ATP水解,释放能量;若反应向左进行,ADP转化为ATP,所需的能量对于动物和人来说,主要来自呼吸作用,对于绿色植物来说,除来自呼吸作用外,还来自光合作用.
10.【答案】D
【解析】【解答】解:白肌细胞含少量线粒体,可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,无氧呼吸的产物为乳酸和ATP,有氧呼吸的产物为CO2 、H2O、ATP.
故选:D.
【分析】无氧呼吸
阶段 场所 物质变化 产能情况
第一阶段 细胞质基质 酒精发酵:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 乳酸发酵:C6H12O 2C3H6O3+能量 少量能量
第二阶段 不产能
11.【答案】A
【解析】【解答】解;A、光合作用和化能合成作用分别用光能和化学能将无机物合成有机物的过程,A正确;
B、化能合成作用是利用化学能,B错误;
C、光合作用不需要无机物氧化供能,需要光能提供能量,C错误;
D、光合作用不需要氧化供能,能量由光能提供的,故光合作用不需要利用氧气,D错误.
故选:A.
【分析】1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能,把二氧化碳和水转化成储存量的有机物,并释放出氧气的过程.实质是把二氧化碳和水转变成有机物,同时把光能转变为化学能储存在有机物中.2、自然界中存在某些微生物,它们能以二氧化碳为主要碳源,以无机含氮化合物为氮源,合成细胞物质,并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量.这些微生物进行的营养方式称为化能合成作用.
12.【答案】D
【解析】【解答】A、黄化叶片叶绿素被破坏,含有叶黄素和胡萝卜素 ,会出现两条色素带,A项不符合题意
B、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇、层析液中,色素始终在滤纸上,可能是因为滤纸没有接触层析液,B项不符合题意
C、分离色素原理是各色素溶解度不同随层析液在滤纸上扩散速度不同,胡萝卜素处于滤纸最前方,是因为其在层析液中的溶解度最高,C项不符合题意
D、 由于叶绿素a叶绿素b含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色,所以,提取液呈绿色,D项符合题意
故答案为:D
【分析】主要考查色素的提取和分离实验,叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中,如:无水乙醇等,所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素.分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素.溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢.滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A、在光合作用的光反应阶段,光能转化成ATP中活跃的化学能,A正确;
B、有氧呼吸第二阶段有ATP的形成,但不需要氧气,B错误;
C、有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段相同,都在细胞质基质中进行,能产生少量的ATP,C正确;
D、在适宜的外界环境中,在酶的作用下,ADP与ATP可以快速相互转化,D正确.
故选:B.
【分析】ATP是生物体的直接能源物质,ATP在细胞内数量并不很多,可以和ADP迅速转化形成.人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用,高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸,ATP中的能量可用于各种生命活动,可以转变为光能、化学能等,但形成ATP的能量来自于呼吸作用释放的能量或植物的光合作用.
14.【答案】D
【解析】【解答】A、叶绿体基粒在叶绿体内部,且属于细胞的亚显微结构,高倍显微镜观察不到,A正确;
B、黑藻叶片小而薄,黑藻细胞的叶绿体较大而清晰的叶绿体,原生质层呈绿色,液泡无色,便于观察质壁分离和复原现象,B正确;
C、色素可溶于层析液中,不同的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,溶解度低的色素在滤纸上扩散得慢,这样,最终不同的色素会在扩散过程中分离开来,C正确;
D、黑藻细胞无中心体,D错误;
故答案为:D。
【分析】黑藻叶片表面有黑色小斑点,不是黑色的藻类。黑藻有较大的叶绿体和透明的液泡,适合用于观察质壁分离和复原。色素是有机物,根据相似相容原理,色素可以用层析液等分离。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、 目的是防止厌氧菌繁殖,防止伤口感染,A错误;
B、将收获的作物种子置于一定的低氧环境下,是可以降低整体的呼吸强度的,B错误;
C、呼吸作用产生的丙酮酸作为中间物质,与糖类、脂质、蛋白质的代谢有关,C正确;
D、乳酸菌进行无氧呼吸只产生乳酸,D错误;
故答案为:C
【分析】对呼吸作用的实际应用,实际生活中我们可以利用酵母菌和乳酸菌的无氧呼吸来进行发酵作业,得到我们酒精和酸奶等;我们还可以利用呼吸作用的原理来解决粮食和水果的贮藏、保鲜等。
16.【答案】D
【解析】【解答】A、图中看出,当温度达到55℃时,光合作用不再吸收二氧化碳,只剩下呼吸作用消耗二氧化碳的曲线,表示植物不再进行光合作用,即光合作用的酶失活,只进行呼吸作用,A正确;
B、分析图2可知,6h时,二氧化碳的吸收速率为0,此时密闭小室内二氧化碳浓度达到最大值,此时光合作用强度与合成作用强度相等,因此叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质等,B正确;
C、分析图2可知,18时,二氧化碳的吸收速度等于0,说明此时植株的光合作用强度等于有氧呼吸的强度。因为植株的光合作用等于呼吸作用,所以植株的叶肉细胞的叶绿体产生的O2量就必须大于线粒体消耗的O2量,这样才能保证非叶肉细胞的O2供应,而使植株的光合作用强度等于有氧呼吸的强度,C正确;
D、图2中当光合速率等于呼吸速率时,净光合速率为0,处于室内二氧化碳浓度曲线的拐点,因此图2中光合速率和呼吸速率相等的时间点有4个,图1中,光合作用与呼吸作用相等的温度条件是40℃,共5个,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在叶绿体基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
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。过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
17.【答案】D
【解析】【解答】A、果糖、葡萄糖均属于还原糖,与斐林试剂(水浴加热)反应后呈现砖红色,A正确;
B、花生子叶中含有脂肪,与苏丹Ⅲ染液(显微观察)反应后呈现橘黄色,B正确;
C、鸡蛋清稀释液中含有蛋白质,与双缩脲试剂(常温摇匀)反应后呈现紫色,C正确;
D、CO2与溴麝香草酚蓝水溶液反应,颜色由蓝色变为绿色再变为黄色,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、还原糖的检测:
2、脂肪的检测:
3、蛋白质的检测:
4、二氧化碳的检测:①使澄清的石灰水变浑浊。②使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
18.【答案】A
【解析】【解答】A、观察叶绿体的形态和分布的实验材料不只有黑藻叶片,理论上只要含有叶绿体的细胞均可用作观察叶绿体形态和分布的实验材料,如菠菜叶靠近下表皮的叶肉细胞,A错误;
B、成熟黑藻叶片细胞为高度分化的细胞,不具有分裂能力,所以一般不能用于“观察植物细胞有丝分裂”实验,B正确;
C、黑藻叶片的叶绿体含有光合色素,可以作为“光合色素的提取和分离”实验的材料,C正确;
D、黑藻叶片细胞为成熟的植物细胞,含大液泡,可用作植物细胞质壁分离及复原实验的材料,其中叶绿体的存在有利于观察实验现象,D正确。
故答案为:A。
【分析】黑藻属于真核生物,含有叶绿体,可用作观察叶绿体的实验材料,叶绿体中含有光合色素,故黑藻也可用作“光合色素的提取和分离”实验的材料。成熟的植物细胞因含有大液泡,可用于质壁分离和复原实验的观察。
19.【答案】A
【解析】【解答】A、对于植物甲,光强度从X变成Y的短时间内,光强度增大,光反应产生的NADPH和ATP增加,三碳化合物的还原速率上升,五碳化合物的生成速率增加,而二氧化碳的固定速率暂时不变,故五碳化合物含量上升,A正确;
B、由题意可知,该实验是在适宜温度下进行的,若升高温度,则与光合作用有关酶活性下降,M点将向左下方移动,B错误;
C、分析题图数据可知,当平均光强度在X和Y之间,甲植物净光合速率小于2,呼吸速率为2,若每日光照12h,则白天积累的不够夜间消耗,一昼夜中有机物积累量的变化是减少;乙植物净光合作用大于1,呼吸速率为1,若每日光照12h,则一昼夜中有机物积累量的变化是增加,C错误;
D、将甲、乙放入密封的瓶子中,持续给予Y强度的光照,在该光照强度下,两种植株净光合速率均大于0,不断消耗瓶子中的二氧化碳,由于瓶子中的二氧化碳含量是有限的,两种植株光合速率均不断下降直至与呼吸速率相等,因此甲和乙的质量均使先上升后保持相对稳定,D错误。
故答案为:A。
【分析】。1、光合作用的具体过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜;
a.水的光解:2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质;
a.CO2的固定:CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原:2C3 →(CH2O)+C5+H2O;
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,其中光照强度主要影响光合作用的光反应阶段;温度主要影响光合作用过程中酶的活性;而二氧化碳浓度影响光合作用暗反应中的二氧化碳的固定。
3、题图中光照强度为0时,植物只进行呼吸作用,图中看出甲植物的呼吸作用强度高于乙植物。光照强度在X和Y之间时,乙植物净光合作用速率大于1,大于夜间的呼吸作用消耗,甲植物净光合作用速率小于2,小于夜间该植物呼吸作用消耗;当光照强度达到Z点后,光合作用强度不再增强,说明光照不再是光合作用的限制因素。
20.【答案】C
【解析】【解答】A、图中①发生在细胞质基质中,为糖酵解过程,该过程有ATP的生成,②过程若代表有氧呼吸过程,则有ATP的生成,若代表无氧呼吸的过程,则无ATP的生成,A正确;
B、②过程若代表有氧呼吸过程,则有还原氢的生成,③过程为有氧呼吸第三阶段,有还原氢的生成,B正确;
C、③过程为有氧呼吸第三阶段,不产生二氧化碳,C错误;
D、若为真核细胞,①过程发生在细胞质基质,③有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,D正确。
故答案为:C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
21.【答案】D
【解析】【解答】解:暗反应分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两部分,二氧化碳固定过程不需要消耗ATP和还原性氢,A不符合题意。b点后虽然是黑暗环境,但前面光反应产生的部分ATP和还原性氢还没有消耗完,仍会有部分有机物的合成,B不符合题意。ab段三碳化合物浓度不变的原因应该是三碳化合物在被还原的同时,C5将叶肉细胞中供给的14CO2通过固定生成部分14C3,从而使14C3浓度将保持相对稳定 ,C不符合题意。oa段提供的14CO2 与C5结合形成三碳化合物,14C3上升,五碳化合物浓度下降,D符合题意。
故答案为:D
【分析】 绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行的,叶绿体主要存在于绿色植物的叶肉细胞中,包括光反应阶段与暗反应阶段。
光合作用的光反应阶段:水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成,场所是叶绿体的类囊体膜上;
光合作用的暗反应阶段:CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物,场所是叶绿体的基质中。
22.【答案】C
【解析】【解答】A、图甲所示植物在光照条件下,25℃时二氧化碳的吸收速率最高,说明此温度下该植物积累的有机物最多,A正确;
B、呼吸作用第一阶段发生在细胞质基质中,暗反应发生在叶绿体基质中,B正确;
C、图甲中两曲线的交点表示净光合速率与呼吸速率相等,此时光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗的有机物量的二倍,C错误;
D、光合作用中光反应阶段产生氧气,有氧呼吸第三阶段消耗氧气,图乙中①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气,①④过程都能产生[H],D正确。
故答案为:C。
【分析】图甲中,虚线代表光照下二氧化碳的吸收速率,即净光合速率;实线代表黑暗中二氧化碳的释放速率,即呼吸速率。图乙中①过程代表呼吸作用第一阶段,②过程代表暗反应中三碳化合物的还原阶段,③代表暗反应中二氧化碳的固定阶段,④代表有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段,X物质为三碳化合物,Y物质为丙酮酸。
23.【答案】B
【解析】【分析】呼吸商是二氧化碳的释放量与氧气的吸收量的比值,当比值等于1时,说明释放的二氧化碳与吸收的氧气相同,此时生物只进行有氧呼吸;如果二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量,说明生物既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,呼吸商越大,无氧呼吸越强,有氧呼吸越弱。
呼吸商是反应的有氧呼吸与无氧呼吸强度大小的量,与释放二氧化碳的量没有直接关系;a点时的呼吸商大于b点时的呼吸熵,说明b点有氧呼吸强度大于a点;c点时,呼吸商等于1,说明此时植物只进行有氧呼吸,保存水果应该将水果放在低氧的环境中以抑制其有氧呼吸;c点以后细胞呼吸吸收的氧气与释放的二氧化碳相等,在一定范围内,随着氧气的吸收量增加细胞呼吸强度也不断增强。
【点评】本题以呼吸商为背景,考查有氧呼吸和无氧呼吸的相关知识,意在考查考生分析曲线图的能力和理解应用能力,属于难题。
24.【答案】C
【解析】【解答】2分钟后荧光消失,说明细胞内含有少量的ATP,A错误。“A中出现淡黄色荧光”,说明ATP水解时高能磷酸键中的化学能转换成了光能,但是不能体现水解了几个高能磷酸键,而且一般水解远离腺苷的那个高能磷酸键,B错误。“滴加葡萄糖溶液,荧光不能恢复”,说明葡萄糖中的能量不能被细胞直接利用,ATP可以直接被利用,C正确。由C可知,D错误。
【分析】本题考查ATP在能量代谢中作用的相关知识,意在考查考生运用对比法解决问题的能力。
25.【答案】B
【解析】【解答】①点氧气浓度很低,此时产生的二氧化碳全部由水果无氧呼吸产生,水果无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,酒精会影响水果口味,并且此时消耗有机物也较多,不适宜保存水果,A不符合题意;图中看出,②点时氧气浓度条件下,二氧化碳产生量最少,消耗有机物最少,并且有氧条件下,无氧呼吸受到抑制,最有利于水果的储存,B符合题意;③点时氧气浓度较高,有氧呼吸产生的二氧化碳较多,说明消耗的有机物较多,不利于水果的储存,C不符合题意;同C项,④点时氧气浓度高,有氧呼吸消耗有机物多,不利于水果储存,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】保存水果应以有机物消耗最少、即细胞呼吸速率最低为原则,一般选择低氧、一定的湿度、零上低温的环境保存。据此答题。
26.【答案】(1)有氧呼吸第三阶段;叶绿体基质
(2)光照强度;CO2浓度;上升
(3)1、4
【解析】【解答】(1)图1中,1表示发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段,3表示光合作用暗反应阶段,场所在叶绿体基质。
(2)据图2分析可知,影响光合速率的环境因素有二氧化碳浓度和光照强度。
图中c点转向b点时,二氧化碳浓度增加,二氧化碳的固定加快,三碳化合物的生成增加,短时间内三碳化合物的消耗不变,最终导致叶绿体中C3含量上升。
(3)图2曲线中O点时,光照强度为0,植物只进行呼吸作用,对应图1中的生理过程1、4。
【分析】据图分析:图1中,1是有氧呼吸第三阶段,2是光合作用有光反应阶段水的光解过程,3是光合作用暗反应阶段,4是有氧呼吸第一、二阶段。
图2表示光照强度和二氧化碳浓度对光合速率的影响,曲线上升段限制光合作用的因素是光照强度,c点限制光合作用的因素是二氧化碳浓度,b点限制光合作用的因素可能是温度。
27.【答案】(1)细胞呼吸强度(或呼吸作用释放的CO2量);细胞质基质、线粒体、叶绿体
(2)d
(3)2;18
(4)f、h;h;减少
(5)除遮光外其他条件与装置A相同;M﹣N(或M+N)
【解析】【解答】(1)图甲中的a点光照强度为零,不能进行光合作用,表示细胞呼吸强度。c点时,同时进行光合作用和呼吸作用,因此叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。(2)由分析可知,图乙此时光合作用强度大于呼吸作用强度,可用图甲中d点表示。(3)光合作用强度大于呼吸作用强度时,植物会出现生长,即光照强度大于2klx时,植物才会表现出生长现象。在相同温度下,呼吸作用速率为6 mg,将该植物的叶片置于8klx光照下9小时,净光合速率为12 mg,真正光合作用制造的有机物为(12+6)×9=162 mg,然后移到黑暗处15小时,24小时内每100cm3叶片的光合作用所消耗的CO2的量即为其净光合强度,根据真正的光合强度=呼吸强度+净光合强度可知,24小时内每100cm3叶片的光合作用所消耗的CO2的量为162-24×6=18 mg。(4)图甲中c点光合作用强度等于呼吸作用强度,与图丙曲线中f、h点的生理状态相同。丙图中纵轴表示的是温室中二氧化碳的量,光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,因此二氧化碳量最少时就是氧气积累最多时,故密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是h点。j点与e点相比二氧化碳量升高,即有机物分解的多,有机物含量减少。(5)要测定该植物真正光合作用的速率,还需测出呼吸速率,故增加一组除遮光外其他条件与装置A相同。真正光合作用速率为M﹣N。
【分析】图甲中a点只进行呼吸作用;b点呼吸作用强度大于光合作用强度;c点表示光补偿点,光合作用等于呼吸作用强度;d点表示光饱和点。图乙中,叶绿体产生的氧气不仅供给线粒体,还释放出来;线粒体产生的二氧化碳供给叶绿体,叶绿体还吸收空气中的二氧化碳,表明此时光合作用强度大于呼吸作用强度。图丙曲线上升表示呼吸作用强度大于光合作用强度,曲线下降表示光合作用强度大于呼吸作用强度。图丁液滴左移,表面密闭容器气体变小,由于二氧化碳的浓度不变,因此氧气下降。
28.【答案】(1)Ⅰ;土壤含水量的变化;适时灌溉
(2)光照强度;气温升高,部分气孔关闭,吸收二氧化碳减少,暗反应速率降低;细胞质基质、线粒体、叶绿体
【解析】【解答】(1) 依题意并分析曲线图可知:曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次为降雨后第2、8、15天测得的数据,三者对应的土壤含水量依次递减,曲线Ⅰ有一个峰值,而曲线Ⅱ与Ⅲ有两个峰值,据此可推知:桑叶没有出现“午休”现象的是曲线Ⅰ,其原因是土壤水分较充足。若这三天测量时光照强度及日变化相同,则第2、8、15天桑叶光合速率不同的主要原因是土壤含水量的变化;由此可见,生产上可以采用适时灌溉的方法提高作物的光合速率。 (2) 曲线Ⅲ中,在AB段对应于6~9h,在此时段内,光照强度逐渐增强,说明影响AB段光合速率的主要环境因素是光照强度。BC段对应的时段约为9~12h,在此时段内,光照强度继续增强,气温也逐渐升高,导致桑树蒸腾失水增多,部分气孔关闭,吸收的CO2减少,暗反应速率降低,光合速率下降。在A点时,桑叶的光合作用与细胞呼吸都能进行,因此桑叶的叶肉细胞中产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
【分析】由题意“曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次为降雨后第2、8、15天测得的某株桑树桑叶光合速率的日变化情况”可知,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的土壤含水量依次递减。曲线Ⅱ、Ⅲ呈现出双峰值,其原因是土壤本身含水量较少,加之蒸腾失水过多,造成部分气孔关闭,吸收的CO2减少,光合作用的暗反应减弱,致使出现“午休”现象;曲线Ⅰ没有出现“午休”现象,与其土壤本身含水量较多密不可分。
29.【答案】(1)光合有效辐射减弱(光照强度减弱);温度高,气孔关闭,CO2吸收减少
(2)互花米草
(3)互花米草;相同条件下,互花米草净光合速率大于芦苇;海水能增大互花米草的净光合速率,降低芦苇的净光合速率
【解析】【解答】解:(1)由图1和图2曲线变化可知,互花米草的净光合速率变化与光合有效辐射量的变化曲线相似,而芦苇净光合速率在光合有效辐射量最大时反而最低,中午互花米草净光合作用速率下降的原因是光合有效辐射减弱,而芦苇的净光合作用速率也均下降,其原因是此时温度高,气孔关闭,CO2吸收减少。(2)据图1和图2可知,互花米草在较强光照下的净光合速率更高,说明互花米草更适合在强光下生长。(3)根据图1可知,相同条件下,互花米草净光合速率大于芦苇,而表1说明海水能增大互花米草的净光合速率,降低芦苇的净光合速率,故绿化沿海滩涂最好引入互花米草。
【分析】题图1表示互花米草和芦苇在晴朗一天的净光合速率的变化,图2是一天中光合有效辐射量的变化,据图2可知,光合有效辐射量在12:30时达到最大,而互花米草的净光合速率变化与光合有效辐射量的变化曲线相似,而芦苇净光合速率在光合有效辐射量最大时反而最低,而且相同条件下,互花米草净光合速率大于芦苇;表1表示用海水浇灌互花米草和芦苇后每天在同一时间段内两者最大净光合速率变化,分析可知用海水灌溉后互花米草的最大净光合速率反而增加,芦苇的净光合速率降低,说明互花米草比芦苇更耐高盐环境。据此分析答题。
30.【答案】(1)CO2浓度、O2浓度、植物种类;小麦
(2)30mg
(3)3和4;丙酮酸;
【解析】【解答】解:(1)图1显示:在一定CO2体积浓度的范围内,高梁和小麦的光合速率均随着CO2体积浓度的增加而增加,超过该浓度范围,高梁和小麦的光合速率均不再随着CO2体积浓度的增加而增加,高梁的光合速率高于小麦,小麦的光合速率在不同O2浓度下也有所不同,因此影响光合速率的因素有CO2浓度、O2浓度、植物种类。如果将长势相同的高梁和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中,保持题干中的条件和21%的O2体积浓度环境,则在此环境条件下,高梁的光合速率明显高于小麦,且高梁进行光合作用所需要的最低CO2浓度比小麦的低,所以一段时间后,当透明密闭装置中的CO2体积浓度降到很低时,小麦幼苗因不能进行光合作用而先死亡。(2)图2小麦在30℃条件下的净光合速率为5mg/单位面积·h,20℃条件下的呼吸速率为2mg/单位面积·h,因此小麦在30℃条件下光照12小时、20℃条件下黑暗8小时,CO2的净吸收量=5×12-2×8=44mg,有机物(葡萄糖)的积累量为44×180÷(6×44)=30mg。(3)分析图3可知:1为发生在细胞质基质中的有氧呼吸的第一阶段;2为发生在线粒体基质中的有氧呼吸第二阶段;3为发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段;4为发生在类囊体薄膜上的光反应阶段;5为发生在叶绿体基质中暗反应阶段;可见,图丙中发生在生物膜上的生理过程有3和4。A表示丙酮酸。有氧呼吸的反应式为:
【分析】分析图1:随着横轴所示的CO2体积浓度的增加,高梁和小麦的光合速率均表现为先逐渐增加而后达到饱和点;高梁的光合速率高于小麦;小麦的光合速率在不同的O2浓度下有所不同。分析图2:虚线表示CO2的产生量,且均在横坐标以下,因此虚线为呼吸速率随温度变化的曲线;实线超过40℃之后表现出释放二氧化碳,因此实线表示净光合速率随温度变化的曲线。图3表示光合作用与有氧呼吸的过程图解,回顾相关过程,认真分析图中字母和数字的含义即可作答。
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