2025年高考生物复习考前冲刺 细胞的代谢
一.选择题(共16小题)
1.(2024秋 榆阳区校级期末)在真核生物有氧呼吸的下列反应中,不在线粒体中进行的只有( )
A.[H]与氧气生成水
B.C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
C.丙酮酸分解为CO2和[H]
D.ADP与磷酸结合生成ATP
2.(2025 湖北一模)《齐民要术》中系统记载了古人在农牧、食品加工与贮藏等方面的经验,其中许多做法都与生物代谢息息相关。下列相关叙述正确的是( )
A.“酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽”中“沸”是由于微生物有氧呼吸产生大量CO2
B.“极熟时,全房折取。于屋下作荫坑,凿壁为孔。”说明应在低温无氧条件下储存果蔬
C.“作盐水,令极咸,于盐水中洗菜,即内瓮中。”该泡菜制作过程中乳酸菌产生CO2的场所是细胞质基质
D.“锄不厌数,勿以无草而中缀”中“锄”可以促进植物吸收更多的无机盐
3.(2024秋 连云港期末)如图为最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙两曲线的对比结果说明酶具有高效性
B.甲曲线所示过程中,反应前后酶的数量不发生改变
C.适当的升高温度,则B点会向右上方移动
D.在B点加入少许的酶,不会提高反应速率
4.(2025 浙江模拟)气孔张开与保卫细胞吸水有关。如图是保卫细胞在光下气孔开启的机理。下列叙述正确的是( )
A.在光照下,K+、Cl﹣进入液泡使其渗透压升高
B.Cl﹣进入保卫细胞的过程不需要消耗能量
C.光为H+﹣ATP酶的主动转运直接提供能量
D.光照下气孔张开不利于植物进行光合作用
5.(2025 浙江模拟)在一个被洪水淹没的玉米田中,土壤中氧气含量急剧下降。此时玉米生长缓慢且根系易变黑、腐烂。科研人员发现玉米根部细胞溶胶中既有乳酸脱氢酶,也含乙醇脱氢酶。下列叙述错误的是( )
A.根系变黑、腐烂是由于厌氧呼吸产生的酒精等对细胞有毒害作用
B.生长缓慢是由于根细胞厌氧呼吸生成ATP较少
C.厌氧呼吸释放出来的能量大部分以热能形式散失
D.玉米根每个细胞厌氧呼吸只能产生酒精或者乳酸一种产物
6.(2024秋 保定期末)用含有过氧化氢酶的新鲜肝脏研磨液进行分解H2O2的实验,两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20°C条件下,向5mL3%的H2O2溶液中加入2滴肝脏研磨液的结果。相比第1组,第2组只改变了一个处理方式,最可能是( )
A.降低了肝脏研磨液的滴加量
B.降低了H2O2溶液的浓度
C.将反应体系的温度增大到90°C
D.提高了反应体系的pH
7.(2024秋 保定期末)如果用含有18O的H2O来追踪光合作用和有氧呼吸中氧原子的转移途径,则是( )
A.光合作用:H2O→三碳化合物→糖类
B.光合作用:H2O→NADPH→糖类
C.有氧呼吸:H2O→丙酮酸→CO2
D.有氧呼吸:H2O→CO2
8.(2024秋 永州期末)实验小组用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸,将酵母菌(甲)、酵母菌细胞质基质(乙)及线粒体(丙)分别放入3支试管中,并向3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液,在有氧条件下培养一段时间后,得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲中产生的H2O中的氢元素来自葡萄糖和水
B.乙反应结束后可用溴麝香草酚蓝溶液检测酒精
C.甲、乙反应中释放的能量均大多以热能的形式散失
D.实验结果表明线粒体不能直接分解葡萄糖
9.(2024秋 连云港期末)甲、乙是两种细胞器的电镜照片,下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙都通过内膜折叠减少膜面积
B.甲、乙都含有与能量转换有关的酶
C.甲、乙都能通过相应代谢产生ATP
D.并不是所有的真核细胞都有甲和乙
10.(2024秋 连云港期末)如图甲、乙是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,下列相关叙述错误的是( )
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件
B.A瓶中可加入适宜浓度的NaOH溶液
C.D瓶应封口放置一段时间后再与E联通
D.向B瓶的滤液中加入重铬酸钾,若溶液变为灰绿色,则说明有酒精产生
11.(2024秋 榆阳区校级期末)如图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,下列叙述正确的是( )
A.相同反应时间内,甲装置中澄清石灰水的混浊程度更高
B.将乙装置中装有NaOH溶液的试管去除也可以得出相同的结论
C.甲装置中酵母菌培养液上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件
D.澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替,反应会使溶液变成蓝色
12.(2024秋 宝安区期末)深圳每年12月中下旬到次年的2月初,这段时间落羽杉叶子由绿转黄,再由橘色转为红色,层林尽染,风景如画。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的光合色素是( )
A.叶黄素 B.花青素 C.叶绿素 D.胡萝卜素
13.(2024秋 宝安区期末)绝大多数生物体的直接能源物质是ATP,下面关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP合成所需的能量由磷酸提供
B.与腺嘌呤脱氧核糖核苷酸相比ATP多2个磷酸基团
C.同一细胞内合成的ATP,其用途可能不同
D.ATP与ADP的相互转化,表明能量可以循环利用
14.(2024秋 连云港期末)如图为细胞呼吸的过程示意图,下列说法正确的是( )
A.人体肌肉细胞能进行的过程是①③④
B.过程③均在生物膜上进行
C.过程②③④均产生少量ATP
D.无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
15.(2024秋 道里区校级期末)如图所示,甲、乙、丙三图表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列相关分析不正确的是( )
A.甲图中,当反应物达到一定浓度时,反应速率不再上升
B.由乙图可知,A点最适宜保存酶制剂,对应的温度称为最适温度
C.乙图中,B点后反应速率极低,原因是高温条件下酶变性失活
D.若研究胃蛋白酶,则不符合丙图中的曲线变化
16.(2024秋 永州期末)生物学的研究和发展离不开科学技术和科学方法的支持。下列有关教材中实验叙述错误的是( )
A.建构物理模型——细胞膜的流动镶嵌模型的建立
B.提出假说——细胞膜成分和结构的探索过程
C.荧光标记法——标记亮氨酸示踪分泌蛋白的合成和分泌过程
D.对比实验——探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式
二.解答题(共4小题)
17.(2025 浙江模拟)为探究耐旱植物异子蓬PEPC2基因用于改良农作物的可行性,研究者将PEPC2基因转入烟草中获得转基因株系(OE)。对正常水分和干旱胁迫条件下的植株进行了叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、光合关键酶活性的测定,结果如下表所示。回答下列问题:
指标 处理组别 叶绿素含量(mg/g) 净光合速率(μmol m2 s﹣1) 气孔导度(mol m2 s﹣1) 光合关键酶活性(U/mg)
正常水分条件 NT 1.45 18.2 0.30 95
OE 1.62 25.8 0.36 118
干旱胁迫条件 NT 0.98 12.5 0.21 72
OE 1.25 20.4 0.28 105
注:NT:非转基因对照株系;光合关键酶指直接参与光合作用过程的酶,如Rubisco催化CO2与五碳糖结合
(1)提取烟草叶片中的光合色素,需加入的物质有 。在 光下测定提取液的吸光度,以估算其中叶绿素的含量。光合关键酶Rubisco发挥作用的场所是 。为判断干旱引起净光合速率下降是否与气孔导度下降有关,还需要测定的指标是 。
(2)该实验的可变因素有 。据表中数据可知,PEPC2基因 (能/不能)缓解干旱胁迫,可能原因有 (至少写出两点)。
(3)为进一步验证PEPC2基因对烟草抗旱性的影响,研究者在模拟干旱条件下测定了转基因和非转基因烟草的可溶性糖和超氧化物歧化酶(SOD)活性,结果如下表所示:
指标 处理组别 可溶性糖(mg/g) SOD活性(U/mg)
模拟干旱条件 NT 3.2 42
OE 5.1 58
注:SOD是植物的抗氧化酶,可清除活性氧等自由基。
根据实验数据,推测PEPC2基因提高烟草抗旱性的原因可能有:①使得烟草细胞内SOD活性上升,以清除多余的自由基,延缓细胞 ;② 。
18.(2024秋 永州期末)相对酶活性是指在不同温度下测量的酶活性与最高酶活性的百分比:残余酶活性是指酶在不同温度下保存足够长时间后,在最适温度下测量的酶活性与最高酶活性的百分比。工业生产中为了让某种淀粉酶持续保持较大活性,科研工作者对该酶的相对酶活性及残余酶活性进行了测量,结果如图。请回答下列问题:
(1)曲线①下降是因为 ,曲线②说明 (填“低温”、“适温”或“高温”)适宜保存该酶。
(2)该酶的残余酶活性是在温度为 的条件下测得的,为了让该淀粉酶持续保持较大活性,工业生产中使用该淀粉酶的适宜温度范围是 。
(3)在探究温度对酶活性的影响时,能否用过氧化氢酶来进行实验? (填“能”或“不能”),理由是 。
19.(2024秋 连云港期末)水稻、小麦等C3植物为典型温带植物;玉米等C4植物可在热带或亚热带高温条件下保持产量;仙人掌等CAM植物可在沙漠等缺水地区生存。它们固定CO2进行光合作用的过程如图所示。请回答下列问题:
(1)叶绿体中暗反应发生的场所是 ,其过程主要分为 和氧化还原反应、RuBP的再生等阶段。若CO2浓度突然降低,短时间内叶绿体中C5的含量会 (从“增加”“减少”中选填),原因是 。
(2)C4植物的叶肉细胞含有PEP羧化酶,可以固定低浓度CO2生成 ,并不断被运输到维管束鞘细胞,使其中的 浓度增加,暗反应顺利进行。
(3)CAM植物夜晚吸收CO2,却不能合成淀粉,是因为夜晚无法进行光反应,不能为暗反应提供 。从适应性角度分析,CAM植物适应高温干旱环境的原因是:夜晚气孔开放,吸收CO2,以满足光合作用的需求;白天气孔关闭, 降低,减少水分散失。
(4)下列关于C4植物与CAM植物固定CO2进行光合作用过程的叙述正确的是 。
a.CAM植物中CO2固定和糖的合成可发生在同一时间,但场所不同
b.C4植物中CO2固定和糖的合成可发生在同一细胞,但时间不同
c.CAM植物吸收的CO2被转化为苹果酸并储存在液泡中,因此夜间液泡中pH会下降
d.C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞之间可能有比较发达的胞间连丝,以利于物质运输
20.(2024秋 保定期末)伊乐藻是我国从北美引入的一种优质、速生、高产的高等沉水植物,为研究不同环境因素对伊乐藻光合能力的影响,某研究小组利用“黑白瓶”法开展了一系列实验:首先测定水样初始氧含量后,称取等量的伊乐藻置于灌满水样的黑白瓶中,给予特定条件处理,2h后测定黑白瓶中溶解氧含量。图1为伊乐藻细胞光合作用和有氧呼吸的部分过程简图,图中①~④为相关生理过程。图2为实验使用的黑白瓶示意图,白瓶为无色透明磨口试剂瓶,黑瓶用黑色塑料袋和锡箔纸双层包裹无色透明磨口试剂瓶。据图回答下列问题:
(1)图1中,能产生ATP的过程有 (填序号),③过程发生的具体场所是 。
(2)该小组通过两组实验数据,绘制了图3、图4柱状图。分析2组数据:
①净产氧量通过 瓶测定的数据获得,呼吸耗氧量通过 瓶测定的数据获得。
②图3的实验的目的是 。在30℃温度条件下,光照强度与伊乐藻的光合能力之间呈 相关。光照强度不同,影响光反应产生的 (填储能物质)含量,进而影响暗反应速率。
③根据以上结果推测最适宜伊乐藻生长的条件为 。
培养伊乐藻时,若昼夜水温保持20℃,白天光照强度维持在5300lx,要使伊乐藻正常生长,至少需要光照 小时(h)以上。
2025年高考生物复习考前冲刺 细胞的代谢
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B D B A D B D B A D C
题号 12 13 14 15 16
答案 C C A B C
一.选择题(共16小题)
1.(2024秋 榆阳区校级期末)在真核生物有氧呼吸的下列反应中,不在线粒体中进行的只有( )
A.[H]与氧气生成水
B.C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
C.丙酮酸分解为CO2和[H]
D.ADP与磷酸结合生成ATP
【考点】有氧呼吸的过程和意义.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】B
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【解答】解:A、[H]与氧气结合生成水发生在线粒体内膜上,A错误;
B、C6H12O6分解为丙酮酸和[H]是有氧呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,不发生在线粒体中,B正确;
C、丙酮酸与水反应生成CO2和[H]是有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,C错误;
D、ADP与磷酸反应形成ATP在细胞质基质和线粒体中都可以发生,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查有氧呼吸的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
2.(2025 湖北一模)《齐民要术》中系统记载了古人在农牧、食品加工与贮藏等方面的经验,其中许多做法都与生物代谢息息相关。下列相关叙述正确的是( )
A.“酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽”中“沸”是由于微生物有氧呼吸产生大量CO2
B.“极熟时,全房折取。于屋下作荫坑,凿壁为孔。”说明应在低温无氧条件下储存果蔬
C.“作盐水,令极咸,于盐水中洗菜,即内瓮中。”该泡菜制作过程中乳酸菌产生CO2的场所是细胞质基质
D.“锄不厌数,勿以无草而中缀”中“锄”可以促进植物吸收更多的无机盐
【考点】影响细胞呼吸的因素及其在生产和生活中的应用;无氧呼吸的概念与过程.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】D
【分析】细胞呼吸原理的应用
(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。
(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【解答】解:A、“酒冷沸止”中的“沸”是起泡,是由于微生物进行无氧呼吸产生的CO2释放形成的,A错误;
B、“荫坑”可保持低温、低氧、一定的湿度的环境,便于果蔬的储存,B错误;
C、乳酸菌无氧呼吸产物是乳酸,不产生CO2,C错误;
D、“锄不厌数,勿以无草而中缀”,“锄”可以疏松土壤,增加土壤中氧气含量,促进植物根细胞有氧呼吸,为主动运输吸收无机盐提供更多能量,从而促进植物吸收更多的无机盐,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查细胞呼吸的影响因素等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
3.(2024秋 连云港期末)如图为最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙两曲线的对比结果说明酶具有高效性
B.甲曲线所示过程中,反应前后酶的数量不发生改变
C.适当的升高温度,则B点会向右上方移动
D.在B点加入少许的酶,不会提高反应速率
【考点】酶的特性及应用.
【专题】正推法;酶在代谢中的作用;理解能力.
【答案】B
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。
3、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,另外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。
4、酶能降低化学反应的活化能,提高化学反应速率,在底物充足,其它条件不变的情况下,酶浓度越高,化学反应速率越快,但酶不能改变化学反应的平衡点。
【解答】解:A、甲、乙两曲线的对比结果说明酶具有催化作用,A错误;
B、甲曲线所示过程中,BC段酶达到饱和,反应速率达到最大,说明反应前后酶的数量不发生改变,B正确;
C、如图为最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响,则适当的升高温度,则B点会向左下方移动,C错误;
D、限制BC段的反应速率的主要因素是酶浓度,在B点时加入少许的酶,可增加反应速率,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查酶的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
4.(2025 浙江模拟)气孔张开与保卫细胞吸水有关。如图是保卫细胞在光下气孔开启的机理。下列叙述正确的是( )
A.在光照下,K+、Cl﹣进入液泡使其渗透压升高
B.Cl﹣进入保卫细胞的过程不需要消耗能量
C.光为H+﹣ATP酶的主动转运直接提供能量
D.光照下气孔张开不利于植物进行光合作用
【考点】光合作用的影响因素及应用;物质跨膜运输的方式及其异同.
【专题】模式图;物质跨膜运输;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】A
【分析】题图分析,H+﹣ATP酶被光诱导激活后会利用ATP水解释放的能量将H+运到细胞外,说明氢离子转运出该细胞的方式是主动运输,此时细胞外的K+运进保卫细胞,同时其他相关阴离子Cl﹣在H+协助下也进入保卫细胞,进而使细胞液浓度上升,吸水力增强,从而使气孔张开。
【解答】解:A、结合题图可知,H+﹣ATP酶被光诱导激活后会利用ATP水解释放的能量将H+运到细胞外,此时细胞外的K+和Cl﹣也进入保卫细胞的液泡内,进而使细胞液浓度上升,吸水力增强,从而使气孔张开,A正确;
B、Cl 依靠膜两侧H+的浓度差带来的势能进入保卫细胞,B错误;
C、光激活H+—ATP酶,为H+—ATP酶的主动转运直接提供能量的是ATP,C错误;
D、光照下气孔张开利于植物吸收外界二氧化碳,从而有利于植物进行光合作用,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了光合作用与物质的跨膜运输,需要学生读图答题。
5.(2025 浙江模拟)在一个被洪水淹没的玉米田中,土壤中氧气含量急剧下降。此时玉米生长缓慢且根系易变黑、腐烂。科研人员发现玉米根部细胞溶胶中既有乳酸脱氢酶,也含乙醇脱氢酶。下列叙述错误的是( )
A.根系变黑、腐烂是由于厌氧呼吸产生的酒精等对细胞有毒害作用
B.生长缓慢是由于根细胞厌氧呼吸生成ATP较少
C.厌氧呼吸释放出来的能量大部分以热能形式散失
D.玉米根每个细胞厌氧呼吸只能产生酒精或者乳酸一种产物
【考点】无氧呼吸的概念与过程.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】D
【分析】厌氧呼吸全过程:
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。
【解答】解:A、玉米生长缓慢且根系变黑、腐烂的原因是土壤中氧气含量急剧下降,厌氧呼吸产生的酒精等对细胞有毒害作用,A正确;
B、植物生长缓慢是由于厌氧呼吸产生的能量很少,无法向各项生命活动提供足够能量,B正确;
C、厌氧呼吸释放出来的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP,C正确;
D、科研人员发现玉米根部细胞溶胶(细胞质基质)中既有乳酸脱氢酶,也含乙醇脱氢酶,说明玉米根细胞厌氧呼吸能产生酒精和乳酸两种产物,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查细胞的无氧呼吸,要求考生识记细胞无氧呼吸的过程,能结合题干信息准确答题。
6.(2024秋 保定期末)用含有过氧化氢酶的新鲜肝脏研磨液进行分解H2O2的实验,两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20°C条件下,向5mL3%的H2O2溶液中加入2滴肝脏研磨液的结果。相比第1组,第2组只改变了一个处理方式,最可能是( )
A.降低了肝脏研磨液的滴加量
B.降低了H2O2溶液的浓度
C.将反应体系的温度增大到90°C
D.提高了反应体系的pH
【考点】探究影响酶活性的条件.
【专题】坐标曲线图;酶在代谢中的作用;理解能力.
【答案】B
【分析】酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。酶反应前后的数量、性质不改变。
【解答】解:ACD、降低肝脏研磨液的滴加量、将反应体系的温度增大到90°C和提高反应体系的pH都不会影响生成物氧气总量的相对值,ACD错误;
B、降低H2O2溶液的浓度会使生成物氧气总量的相对值减小,分析图可知,相比第1组,第2组只降低了H2O2溶液的浓度,因此产物氧气总量的相对值减少,B正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查探究影响酶活性的条件等相关知识,要求考生识记相关内容,再结合所学知识准确判断各选项,难度不大。
7.(2024秋 保定期末)如果用含有18O的H2O来追踪光合作用和有氧呼吸中氧原子的转移途径,则是( )
A.光合作用:H2O→三碳化合物→糖类
B.光合作用:H2O→NADPH→糖类
C.有氧呼吸:H2O→丙酮酸→CO2
D.有氧呼吸:H2O→CO2
【考点】光合作用原理——光反应、暗反应及其区别与联系;有氧呼吸的过程和意义.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】D
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【解答】解:AB、光合作用中H2O参与光反应,分解产生O2,其氧原子转移途径应为H2O→O2,AB错误;
CD、有氧呼吸时第二阶段丙酮酸和H2O反应生成CO2,其氧原子转移途径应为H2O→CO2,C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查光合作用和细胞呼吸的知识,意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
8.(2024秋 永州期末)实验小组用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸,将酵母菌(甲)、酵母菌细胞质基质(乙)及线粒体(丙)分别放入3支试管中,并向3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液,在有氧条件下培养一段时间后,得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲中产生的H2O中的氢元素来自葡萄糖和水
B.乙反应结束后可用溴麝香草酚蓝溶液检测酒精
C.甲、乙反应中释放的能量均大多以热能的形式散失
D.实验结果表明线粒体不能直接分解葡萄糖
【考点】探究酵母菌的呼吸方式.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],释放少量能量;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],释放少量能量;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,释放大量能量。
2、无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同,无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和[H]反应生成酒精和CO2或乳酸。
【解答】解:A、甲试管进行有氧呼吸,其中能进行有氧呼吸的全过程,该过程中产生的H2O中的氢元素来自葡萄糖和水,A正确;
B、乙中只能进行无氧呼吸,其中反应结束后可用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测酒精,B错误;
C、甲、乙反应分别是有氧呼吸和无氧呼吸,其中释放的能量均大多以热能的形式散失,C正确;
D、丙中无反应,因此,实验结果表明线粒体不能直接分解葡萄糖,进入线粒体中被消耗的是丙酮酸,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查细胞呼吸的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
9.(2024秋 连云港期末)甲、乙是两种细胞器的电镜照片,下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙都通过内膜折叠减少膜面积
B.甲、乙都含有与能量转换有关的酶
C.甲、乙都能通过相应代谢产生ATP
D.并不是所有的真核细胞都有甲和乙
【考点】光合作用原理——光反应、暗反应及其区别与联系;有氧呼吸的过程和意义.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】A
【分析】1、线粒体,或细胞进行有氧呼吸的主要场所,使细胞内提供能量的“动力工厂”在光学显微镜下观察,大多成椭球形,由内外两层膜构成,内膜上有嵴,里面有基质。线粒体中有少量DNA 和RNA。
2、叶绿体,进行光合作用的细胞器。内部含有几个到几十个基粒。每个基粒都是由一个个囊状结构堆叠而成的。叶绿体中含有少量的DNA和RNA。
【解答】解:A、甲线粒体通过内膜折叠形成嵴来增大膜面积,乙叶绿体通过类囊体薄膜堆积形成基粒来增大膜面积,A错误;
B、甲线粒体是有氧呼吸的主要场所,乙叶绿体是光合作用的场所,甲、乙都含有与能量转换有关的酶,B正确;
C、甲线粒体通过有氧呼吸过程产生ATP,乙叶绿体通过光合作用的光反应过程产生ATP,C正确;
D、并不是所有的真核细胞都有甲线粒体和乙叶绿体,如植物根部细胞没有叶绿体,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查光合作用和呼吸作用的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
10.(2024秋 连云港期末)如图甲、乙是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,下列相关叙述错误的是( )
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件
B.A瓶中可加入适宜浓度的NaOH溶液
C.D瓶应封口放置一段时间后再与E联通
D.向B瓶的滤液中加入重铬酸钾,若溶液变为灰绿色,则说明有酒精产生
【考点】探究酵母菌的呼吸方式.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】D
【分析】实验装置分析:甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的实验装置,其中甲图A中是NaOH溶液,其作用是吸收空气中CO2;B瓶中是酵母菌培养液,C瓶中为澄清石灰水;乙装置是探究酵母菌无氧呼吸的实验装置,D瓶中是酵母菌培养液,E瓶是澄清石灰水,目的是检测呼吸产生的二氧化碳。
【解答】解:A、由图可知,装置甲和乙分别探究酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸,即该实验设置有氧和无氧两种条件,A正确;
B、图示A瓶中可加入适宜浓度的NaOH溶液,用来吸收空气中的二氧化碳,B正确;
C、D瓶应封口放置一段时间后再与E联通,其目的是保证使E瓶中澄清石灰水变浑浊的气体来自酵母菌的无氧呼吸,C正确;
D、B瓶进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,向B瓶的滤液中加入重铬酸钾,若溶液变为灰绿色,则不能说明有酒精产生,因为葡萄糖也能与酸性条件下的重铬酸钾反应呈现灰绿色,因此需要将D瓶中的葡萄糖消耗完再进行酒精检测,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查细胞呼吸的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
11.(2024秋 榆阳区校级期末)如图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,下列叙述正确的是( )
A.相同反应时间内,甲装置中澄清石灰水的混浊程度更高
B.将乙装置中装有NaOH溶液的试管去除也可以得出相同的结论
C.甲装置中酵母菌培养液上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件
D.澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替,反应会使溶液变成蓝色
【考点】探究酵母菌的呼吸方式.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】C
【分析】装置甲探究的是酵母菌的无氧呼吸,其中澄清石灰水的作用是检测无氧呼吸产生的二氧化碳;装置乙探究的是酵母菌的有氧呼吸,其中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳,澄清石灰水的作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳。
【解答】解:A、观察图可知,装置甲探究的是酵母菌细胞的无氧呼吸,装置乙探究的是酵母菌细胞的有氧呼吸,酵母菌细胞有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,但相同时间内有氧呼吸产生的CO2更多,所以相同反应时间内,乙装置中澄清石灰水的混浊程度更高,A错误;
B、乙装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2,如果将其去除,就不能排除空气中的CO2的干扰,这样就无法得出相同的结论,B错误;
C、从图中看到甲装置中装酵母菌培养液的试管上部有少量空气(氧气),在酵母菌培养液上滴加几滴花生油形成油脂层可以创造无氧条件,这样能使结论更加严谨,C正确;
D、澄清石灰水可以用溴麝香草酚蓝溶液代替,但是CO2会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,而不是变成蓝色,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查细胞呼吸的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
12.(2024秋 宝安区期末)深圳每年12月中下旬到次年的2月初,这段时间落羽杉叶子由绿转黄,再由橘色转为红色,层林尽染,风景如画。低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的光合色素是( )
A.叶黄素 B.花青素 C.叶绿素 D.胡萝卜素
【考点】色素与叶绿体.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】C
【分析】树叶的绿色来自叶绿素。树叶中除含有大量的叶绿素外,还含有叶黄素、花青素等其它色素及糖分等营养成分。气温下降,叶绿素的合成受到阻碍,树叶中的叶绿素减少,叶黄素、胡萝卜素、花青素就会表现出来。
【解答】解:树叶的绿色来自叶绿素,树叶中除了含有大量的叶绿素之外,还含有叶黄素、花青素等其他色素,气温下降,叶绿素的合成受阻,树叶中的叶绿素减少,叶黄素、胡萝卜素、花青素的颜色就会表现出来。花青素表现出来就是非常鲜艳的红色,叶黄素表现出来的就是黄色,即低温造成叶肉细胞中含量下降最显著的光合色素是叶绿素,C正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查细胞中的色素的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
13.(2024秋 宝安区期末)绝大多数生物体的直接能源物质是ATP,下面关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP合成所需的能量由磷酸提供
B.与腺嘌呤脱氧核糖核苷酸相比ATP多2个磷酸基团
C.同一细胞内合成的ATP,其用途可能不同
D.ATP与ADP的相互转化,表明能量可以循环利用
【考点】ATP的化学组成和特点;ATP与ADP相互转化的过程;ATP在生命活动中的作用和意义.
【专题】正推法;ATP在能量代谢中的作用;理解能力.
【答案】C
【分析】1、ATP结构简式A﹣P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表特殊的化学键;ATP是三磷酸腺苷,由腺苷和三个磷酸组成,一分子ATP含有两个特殊的化学键,储存着大量能量,断裂后可以释放能量,为生命活动提供能量;呼吸作用、植物的光合作用等生命活动可以产生ATP。
2、ATP水解能量来源不同:ATP水解释放的能量,来自特殊的化学键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。ATP水解在细胞的各处;ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。
【解答】解:A、ATP合成所需的能量由呼吸作用或光合作用提供,A错误;
B、与腺嘌呤脱氧核糖核苷酸相比,ATP多2个磷酸基团和一个氧原子,B错误;
C、同一细胞内合成的ATP,其用途可能不同,如光反应产生的ATP只能用于暗反应,细胞呼吸产生的ATP 可用于暗反应以外的耗能反应,C正确;
D、ATP和ADP相互转化过程中的能量来源不同,能量不循环,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查ATP的化学组成和特点,要求考生识记ATP的化学组成及其结构,再结合所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记层次的考查。
14.(2024秋 连云港期末)如图为细胞呼吸的过程示意图,下列说法正确的是( )
A.人体肌肉细胞能进行的过程是①③④
B.过程③均在生物膜上进行
C.过程②③④均产生少量ATP
D.无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
【考点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的概念与过程.
【专题】正推法;蛋白质 核酸的结构与功能;理解能力.
【答案】A
【分析】过程①是有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,发生场所是细胞质基质;过程②是无氧呼吸(酒精发酵)的第二阶段,发生场所是细胞质基质;过程③是有氧呼吸的第二、三阶段,发生场所是线粒体;过程④是乳酸发酵的第二阶段,在细胞质基质进行。
【解答】解:A、①③④分别是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二、三阶段、产生乳酸的无氧呼吸第二阶段,①②④过程都可在人的肌肉细胞内可发生,A正确;
B、过程③是有氧呼吸的第二、三阶段,有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中,不在生物膜上进行,第三阶段发生在线粒体内膜上,B错误;
C、过程②是无氧呼吸(酒精发酵)的第二阶段,过程③是有氧呼吸的第二、三阶段,过程④是乳酸发酵的第二阶段,只有过程③释放出大量的能量,产生大量ATP,过程②④不产生ATP,C错误;
D、无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分储存在不彻底的氧化产物(酒精或乳酸)中,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞呼吸的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
15.(2024秋 道里区校级期末)如图所示,甲、乙、丙三图表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列相关分析不正确的是( )
A.甲图中,当反应物达到一定浓度时,反应速率不再上升
B.由乙图可知,A点最适宜保存酶制剂,对应的温度称为最适温度
C.乙图中,B点后反应速率极低,原因是高温条件下酶变性失活
D.若研究胃蛋白酶,则不符合丙图中的曲线变化
【考点】探究影响酶活性的条件.
【专题】正推法;酶在代谢中的作用;理解能力.
【答案】B
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度前,随着温度的升高,酶活性增强;到达最适温度时,酶活性最强,超过最适温度后,随着温度的升高,酶活性降低。另外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。
【解答】解:A、分析图甲可知,当反应物达到一定浓度时,即使反应物浓度再增大,反应速率也不再上升,A正确;
B、分析乙图可知,A点对应的温度为该酶的最适温度,在此温度下酶活性最高,但酶制剂适宜在低温下保存,B错误;
C、图乙中,B点后反应速率极低,原因是高温条件下酶变性失活,C正确;
D、胃蛋白酶的最适pH为1.5,因此丙图中的曲线变化不符合胃蛋白酶,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查探究影响酶活性的条件等相关知识,要求考生识记相关内容,再结合所学知识准确判断各选项,难度不大。
16.(2024秋 永州期末)生物学的研究和发展离不开科学技术和科学方法的支持。下列有关教材中实验叙述错误的是( )
A.建构物理模型——细胞膜的流动镶嵌模型的建立
B.提出假说——细胞膜成分和结构的探索过程
C.荧光标记法——标记亮氨酸示踪分泌蛋白的合成和分泌过程
D.对比实验——探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式
【考点】探究酵母菌的呼吸方式;细胞膜成分和结构的探索历程;细胞膜的结构特点——流动镶嵌模型;细胞器之间的协调配合.
【专题】正推法;生物膜系统;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】C
【分析】模型是人们为了某种特定目的而对认识所作的一种简化的概括性的描述,模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法。常见的有物理模型、概念模型和数学模型等。
【解答】解:A、细胞膜的流动镶嵌模型的建立,该模型属于物理模型,A正确;
B、科学家在探究细胞膜成分和结构,提出流动镶嵌模型时运用了提出假说和科学验证的方法,B正确;
C、通过同位素标记氨基酸(亮氨酸)来研究分泌蛋白的合成与运输过程,没有用到荧光标记,C错误;
D、探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式,其中每个氧浓度条件均为研究的对象,因而该实验为对比实验,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查生物科学方法的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
二.解答题(共4小题)
17.(2025 浙江模拟)为探究耐旱植物异子蓬PEPC2基因用于改良农作物的可行性,研究者将PEPC2基因转入烟草中获得转基因株系(OE)。对正常水分和干旱胁迫条件下的植株进行了叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、光合关键酶活性的测定,结果如下表所示。回答下列问题:
指标 处理组别 叶绿素含量(mg/g) 净光合速率(μmol m2 s﹣1) 气孔导度(mol m2 s﹣1) 光合关键酶活性(U/mg)
正常水分条件 NT 1.45 18.2 0.30 95
OE 1.62 25.8 0.36 118
干旱胁迫条件 NT 0.98 12.5 0.21 72
OE 1.25 20.4 0.28 105
注:NT:非转基因对照株系;光合关键酶指直接参与光合作用过程的酶,如Rubisco催化CO2与五碳糖结合
(1)提取烟草叶片中的光合色素,需加入的物质有 CaCO3、SiO2、95%酒精 。在 红 光下测定提取液的吸光度,以估算其中叶绿素的含量。光合关键酶Rubisco发挥作用的场所是 叶绿体基质 。为判断干旱引起净光合速率下降是否与气孔导度下降有关,还需要测定的指标是 胞间CO2浓度 。
(2)该实验的可变因素有 干旱胁迫(水分含量)、植物品种(株系) 。据表中数据可知,PEPC2基因 能 (能/不能)缓解干旱胁迫,可能原因有 干旱胁迫下,OE组的叶绿素含量、光合关键酶活性、气孔导度均大于NT组 (至少写出两点)。
(3)为进一步验证PEPC2基因对烟草抗旱性的影响,研究者在模拟干旱条件下测定了转基因和非转基因烟草的可溶性糖和超氧化物歧化酶(SOD)活性,结果如下表所示:
指标 处理组别 可溶性糖(mg/g) SOD活性(U/mg)
模拟干旱条件 NT 3.2 42
OE 5.1 58
注:SOD是植物的抗氧化酶,可清除活性氧等自由基。
根据实验数据,推测PEPC2基因提高烟草抗旱性的原因可能有:①使得烟草细胞内SOD活性上升,以清除多余的自由基,延缓细胞 衰老或凋亡 ;② 积累更多的可溶性糖,以增大胞内渗透压,吸水能力增强,从而提高抗旱能力 。
【考点】光合作用的影响因素及应用;叶绿体色素的提取和分离实验.
【专题】表格数据类简答题;光合作用与细胞呼吸;解决问题能力.
【答案】(1)CaCO3、SiO2、95%酒精 红 叶绿体基质 胞间CO2浓度
(2)干旱胁迫(水分含量)、植物品种(株系) 能 干旱胁迫下,OE组的叶绿素含量、光合关键酶活性、气孔导度均大于NT组
(3)衰老或凋亡 积累更多的可溶性糖,以增大胞内渗透压,吸水能力增强,从而提高抗旱能力
【分析】光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【解答】解:(1)提取烟草叶片中光合色素时加入二氧化硅与碳酸钙。二氧化硅是为了研磨充分,碳酸钙是防止叶绿素被破坏。分离光合色素时需加入无水乙醇。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以估算叶绿素的含量,需要在红光下测定提取液的吸光度。Rubisco为固定CO2的关键酶,所以Rubisco发挥作用的场所是叶绿体中的基质。在分析光合速率的下降是否是由气孔因素引起时,要同时分析气孔导度和胞间CO2浓度的变化,并提出以下判断标准:当胞间CO2浓度和气孔导度都下降时,才可以作出光合速率的降低是由于气孔导度降低所引起的结论;否则,光合速率的降低就不是气孔因素引起的。
(2)根据题意可知本实验的自变量是干旱胁迫(水分含量)、植物品种(株系),据表中数据可知,干旱胁迫条件下,转基因株系的净光合速率高于NT组的,PEPC2基因能缓解干旱胁迫,造成这种结果的原因可能是干旱胁迫下,OE组的叶绿素含量或光合关键酶活性或气孔导度均大于NT组。
(3)根据实验数据,推测PEPC2基因使得烟草细胞内SOD活性上升,以清除多余的自由基,延缓细胞衰老或凋亡以此提高烟草抗旱性,也可能PEPC2基因提高了净光合速率,积累更多的可溶性糖,以增大胞内渗透压,吸水能力增强,从而提高抗旱能力。
故答案为:
(1)CaCO3、SiO2、95%酒精 红 叶绿体基质 胞间CO2浓度
(2)干旱胁迫(水分含量)、植物品种(株系) 能 干旱胁迫下,OE组的叶绿素含量、光合关键酶活性、气孔导度均大于NT组
(3)衰老或凋亡 积累更多的可溶性糖,以增大胞内渗透压,吸水能力增强,从而提高抗旱能力
【点评】本题考查光合作用的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
18.(2024秋 永州期末)相对酶活性是指在不同温度下测量的酶活性与最高酶活性的百分比:残余酶活性是指酶在不同温度下保存足够长时间后,在最适温度下测量的酶活性与最高酶活性的百分比。工业生产中为了让某种淀粉酶持续保持较大活性,科研工作者对该酶的相对酶活性及残余酶活性进行了测量,结果如图。请回答下列问题:
(1)曲线①下降是因为 温度过高破坏了酶的空间结构 ,曲线②说明 低温 (填“低温”、“适温”或“高温”)适宜保存该酶。
(2)该酶的残余酶活性是在温度为 80℃ 的条件下测得的,为了让该淀粉酶持续保持较大活性,工业生产中使用该淀粉酶的适宜温度范围是 60﹣70℃ 。
(3)在探究温度对酶活性的影响时,能否用过氧化氢酶来进行实验? 不能 (填“能”或“不能”),理由是 加热能促进H2O2分解 。
【考点】探究影响酶活性的条件;酶的特性及应用.
【专题】正推法;酶在代谢中的作用;解决问题能力.
【答案】(1)温度过高破坏了酶的空间结构;低温
(2)80℃;60﹣70℃
(3)不能;加热能促进H2O2分解
【分析】酶的催化能力受温度的影响,温度过高或过低,都会影响酶的活性。每种酶都有一个最适温度,在一定的温度范围内(在到达最适温度前),酶活性随温度的升高而增强,超过最适温度,若温度继续升高,酶的活性反而下降,甚至会引起酶的变性而失活。
【解答】解:(1)据图可知,超过80°时,相对酶的活性下降,可能是因为温度过高破坏了酶的空间结构。曲线②表示在低于60°时,残余酶活性较高,而高于60°时,残余酶活性下降,因此为了保持酶的活性,应在低温条件下保存该酶。
(2)残余酶活性指酶在不同温下保温足够长的时间,在酶活性最高的温度下测得的酶活性,该酶的最适温度为80℃,说明残余酶活性是在80℃条件下测得的,工业生产中使用该淀粉酶的适宜温度范围是60℃~70℃,保证相对酶活性和残余酶活性都比较高。
(3)由于温度升高会导致过氧化氢自身分解,进而影响实验结果的观察,因此在探究温度对酶活性的影响时,不能用过氧化氢酶来进行实验。
故答案为:
(1)温度过高破坏了酶的空间结构;低温
(2)80℃;60﹣70℃
(3)不能;加热能促进H2O2分解
【点评】本题考查酶的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
19.(2024秋 连云港期末)水稻、小麦等C3植物为典型温带植物;玉米等C4植物可在热带或亚热带高温条件下保持产量;仙人掌等CAM植物可在沙漠等缺水地区生存。它们固定CO2进行光合作用的过程如图所示。请回答下列问题:
(1)叶绿体中暗反应发生的场所是 叶绿体基质 ,其过程主要分为 二氧化碳的固定 和氧化还原反应、RuBP的再生等阶段。若CO2浓度突然降低,短时间内叶绿体中C5的含量会 增加 (从“增加”“减少”中选填),原因是 CO2浓度突然降低,二氧化碳固定速率下降,消耗的C5减少,而C3还原速率还在正常进行,因而C5的含量会增加 。
(2)C4植物的叶肉细胞含有PEP羧化酶,可以固定低浓度CO2生成 (苹果酸)C4 ,并不断被运输到维管束鞘细胞,使其中的 二氧化碳 浓度增加,暗反应顺利进行。
(3)CAM植物夜晚吸收CO2,却不能合成淀粉,是因为夜晚无法进行光反应,不能为暗反应提供 ATP和NADPH 。从适应性角度分析,CAM植物适应高温干旱环境的原因是:夜晚气孔开放,吸收CO2,以满足光合作用的需求;白天气孔关闭, 蒸腾速率 降低,减少水分散失。
(4)下列关于C4植物与CAM植物固定CO2进行光合作用过程的叙述正确的是 cd 。
a.CAM植物中CO2固定和糖的合成可发生在同一时间,但场所不同
b.C4植物中CO2固定和糖的合成可发生在同一细胞,但时间不同
c.CAM植物吸收的CO2被转化为苹果酸并储存在液泡中,因此夜间液泡中pH会下降
d.C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞之间可能有比较发达的胞间连丝,以利于物质运输
【考点】光合作用原理——光反应、暗反应及其区别与联系.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;解决问题能力.
【答案】(1)叶绿体基质 二氧化碳的固定 增加 CO2浓度突然降低,二氧化碳固定速率下降,消耗的C5减少,而C3还原速率还在正常进行,因而C5的含量会增加
(2)(苹果酸)C4 二氧化碳
(3)ATP和NADPH 蒸腾速率
(4)cd
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。
【解答】解:(1)叶绿体中暗反应发生的场所是叶绿体基质,其过程主要分为二氧化碳的固定和氧化还原反应、RuBP的再生等阶段。若CO2浓度突然降低,短时间内叶绿体中C5的含量会“增加”,因为二氧化碳固定速率下降,消耗的C5减少,而C3还原速率还在正常进行,因而C5的含量会增加。
(2)C4植物的叶肉细胞含有PEP羧化酶,可以固定低浓度CO2生成C4,并不断被运输到维管束鞘细胞,使其中的二氧化碳浓度增加,使暗反应顺利进行。
(3)CAM植物夜晚吸收CO2,却不能合成淀粉,是因为夜晚无法进行光反应,不能为暗反应提供ATP和NADPH。从适应性角度分析,CAM植物夜晚气孔开放,吸收CO2,以满足光合作用的需求;白天气孔关闭,蒸腾速率降低,减少水分散失,因而该植物能适应高温干旱环境。
(4)a、结合图示可以看出,CAM植物中CO2固定和糖的合成发生在同一时间,且场所不同,即均发生在叶绿体基质中,a正确;
b、C4植物中CO2固定和糖的合成可发生在同一细胞,且时间相同,均发生杂叶绿体基质中,b错误;
c、CAM植物吸收的CO2被转化为苹果酸并储存在液泡中,进而导致夜间液泡中pH会下降,c正确;
d、C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞之间可能有比较发达的胞间连丝,进而可以实现C4和C3的转运,有利于光合作用的进行,d正确。
故选:cd。
故答案为:
(1)叶绿体基质 二氧化碳的固定 增加 CO2浓度突然降低,二氧化碳固定速率下降,消耗的C5减少,而C3还原速率还在正常进行,因而C5的含量会增加
(2)(苹果酸)C4 二氧化碳
(3)ATP和NADPH 蒸腾速率
(4)cd
【点评】本题考查光合作用的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
20.(2024秋 保定期末)伊乐藻是我国从北美引入的一种优质、速生、高产的高等沉水植物,为研究不同环境因素对伊乐藻光合能力的影响,某研究小组利用“黑白瓶”法开展了一系列实验:首先测定水样初始氧含量后,称取等量的伊乐藻置于灌满水样的黑白瓶中,给予特定条件处理,2h后测定黑白瓶中溶解氧含量。图1为伊乐藻细胞光合作用和有氧呼吸的部分过程简图,图中①~④为相关生理过程。图2为实验使用的黑白瓶示意图,白瓶为无色透明磨口试剂瓶,黑瓶用黑色塑料袋和锡箔纸双层包裹无色透明磨口试剂瓶。据图回答下列问题:
(1)图1中,能产生ATP的过程有 ①③ (填序号),③过程发生的具体场所是 线粒体基质 。
(2)该小组通过两组实验数据,绘制了图3、图4柱状图。分析2组数据:
①净产氧量通过 黑 瓶测定的数据获得,呼吸耗氧量通过 白 瓶测定的数据获得。
②图3的实验的目的是 探究在30℃温度条件下,不同光照强度对伊乐藻的光合能力的影响 。在30℃温度条件下,光照强度与伊乐藻的光合能力之间呈 正 相关。光照强度不同,影响光反应产生的 ATP (填储能物质)含量,进而影响暗反应速率。
③根据以上结果推测最适宜伊乐藻生长的条件为 光照强度5300lx,温度30℃ 。
培养伊乐藻时,若昼夜水温保持20℃,白天光照强度维持在5300lx,要使伊乐藻正常生长,至少需要光照 4 小时(h)以上。
【考点】光合作用的影响因素及应用;有氧呼吸的过程和意义.
【专题】正推法;光合作用与细胞呼吸;理解能力.
【答案】(1)①③;线粒体基质
(2)黑;白;探究在30℃温度条件下,不同光照强度对伊乐藻的光合能力的影响;正;ATP;光照强度5300lx,温度30℃;4
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:①光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成;②光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】解:(1)图1中,①为有氧呼吸的第一阶段,葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP,③为有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水反应生成二氧化碳、NADH和少量ATP,能产生ATP的过程有①③;③过程发生的具体场所是线粒体基质。
(2)①白瓶是透光瓶,里面可进行光合作用和呼吸作用。黑瓶是不透光瓶,只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据是初始瓶消耗氧气后的结果,可以得知正常的呼吸耗氧量,而白瓶中氧气的增加量是净光合作用产氧量,总光合作用产氧量=净光合作用产氧量+呼吸作用消耗氧量。
②图3的实验的目的是探究在30℃温度条件下,不同光照强度对伊乐藻的光合能力的影响。分析图3可知,在30℃温度条件下,伊乐藻的净产氧量和总产氧量随着光照强度升高而升高,说明光照强度与伊乐藻的光合能力之间呈正相关。光照强度直接影响光反应速率,光反应产物NADPH和ATP数量的多少会影响暗反应速率。还原型辅酶Ⅱ(NADPH)不是储能物质。
③分析图3和4可知,伊乐藻的净产氧量和总产氧量最高的条件是光照强度5300lx,温度30℃。分析图4可知,20℃光照强度5300lx时伊乐藻的呼吸耗氧量是0.2mg(L h g)﹣1,总产氧量是1.2mg(L h g)﹣1,设要使伊乐藻正常生长,至少需要光照X小时(h)以上,则1.2×X>0.2×24,解得X>4。要使伊乐藻正常生长,至少需要光照4小时(h)以上。
故答案为:
(1)①③;线粒体基质
(2)黑;白;探究在30℃温度条件下,不同光照强度对伊乐藻的光合能力的影响;正;ATP;光照强度5300lx,温度30℃;4
【点评】本题主要考查光合作用等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
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