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细胞的代谢
一.选择题(共16小题)
1.下列四种现象中,可以用如图表示的是( )
A.在适宜条件下光合作用强度随CO2浓度的变化
B.条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化
C.一个细胞周期中DNA含量随时间的变化
D.在适宜条件下有氧呼吸强度随O2含量的变化
2.下列生理过程中水既是反应物又是生成物的是( )
A.酵母菌的酒精发酵 B.有氧呼吸
C.氨基酸的脱水缩合 D.光合作用的光反应
3.某种ATP合成酶广泛分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体膜上,当H+顺浓度梯度借助其穿过膜时,该酶能促使ADP与Pi形成ATP。下列关于ATP和ATP合成酶的说法,错误的是( )
A.自然界的所有生物中普遍有ATP合成酶存在
B.ATP失去两个磷酸形成的化合物中的磷酸基团不具有较高的转移势能
C.ADP和Pi合成ATP的过程需要能量,本题中H的跨膜运输过程不需要消耗能量
D.该种ATP合成酶不只具有降低化学反应活化能的作用
4.研究小组从池塘不同深度采集水样,分别装入大小相同的黑白瓶中(白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶)并封闭.然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置.24h后,测定各黑白瓶中溶氧量.若测得白瓶溶氧量为A mg L﹣1,黑瓶溶氧量为Bmg L﹣1.下列说法正确的是( )
A.该方法可以在未测得呼吸作用的条件下,测得实际光合作用的强度
B.B可表示在24h内黑瓶呼吸作用强度的大小
C.(A﹣B)可表示24h内白瓶中的净光合作用强度的大小
D.该实验设计缺少对照组,无法测得光合作用的强度
5.将某植物的叶片放在特定的密闭容器中(有足够的氧气),在一定条件下,给与充足的光照,容器内的二氧化碳每小时减少44mg。如果将其放在黑暗的条件下,二氧化碳每小时增加8.8mg。如果在充足的光照下,光合作用合成的有机物最后都转变为葡萄糖,这些植物的叶片每小时制造的葡萄糖为( )
A.180mg B.72mg C.36mg D.24mg
6.冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植,下列相关叙述错误的是( )
A.阴雨天,应提高大棚的温度
B.大棚内夜间的温度高,不利于植物有机物积累
C.晴朗的中午,农民将塑料大棚开口,可以提高大棚内CO2的浓度
D.大棚施加农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度
7.图中①~③表示的是生物体内3种有机分子的结构.其中①仅存在于植物细胞中,有关说法正确的是( )
A.①存在于所有植物细胞
B.②中也含有与a类似的结构,且参与转录的过程
C.细胞中没有①就不能产生③
D.没有③时,细胞不能合成②
8.如图表示酵母菌随着氧气浓度的变化释放CO2(曲线axbc)和消耗O2(曲线oybc)的变化,试比较酵母菌与乳酸菌的有关问题,其中错误的叙述是( )
A.此图不适合乳酸菌,因为乳酸菌无氧呼吸不产生CO2
B.酵母菌的生物膜系统比乳酸菌更发达
C.当xy:yz=3:1时,酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为9:1
D.酵母菌有性生殖过程中细胞中的基因都遵循孟德尔遗传定律,而乳酸菌的遗传不遵循孟德尔遗传定律
9.下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.在细胞质基质和线粒体基质中都可产生CO2
B.无氧呼吸第二阶段释放的能量较少
C.能产生CO2的呼吸方式一定是有氧呼吸
D.有氧呼吸和无氧呼吸中[H]还原的物质相同
10.下列关于教材中“检测生物组织中蛋白质、脂肪”“绿叶中色素的提取和分离”“探究酵母菌呼 吸方式”实验的叙述,错误的是( )
A.蛋白质的检测中加入0.1g/mL的NaOH溶液可为反应提供碱性环境
B.检测花生种子中的脂肪时,体积分数为50%的酒精需在染色前加入
C.不同色素在层析液中的溶解度不同导致不同色素带的移动速率不同
D.根据溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化的快慢可判断酵母菌的呼吸方式
11.某同学将若干浸有酵母菌的小滤纸片(1cm2)取出后晾干,制备成附着有H2O2酶的滤纸片,用如图所示的装置进行探究影响酶促反应速率的因素的实验,下
列分析错误的是( )
A.为了提高实验的准确性,每个烧杯中需放多个滤纸片
B.可通过设置不同pH的H2O2溶液来探究pH对酶活性的影响
C.不能通过设置不同温度的H2O2溶液来探究温度对酶活性的影响
D.酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3﹣t2)来表示
12.下列生理活动中要产生ADP的是( )
①肌肉收缩
②光反应
③暗反应
④根吸收K+
⑤叶肉细胞吸收CO2
⑥葡萄糖分解成水和CO2
⑦唾液腺细胞分泌唾液.
A.①②⑤⑥ B.①③④⑦ C.①③⑥⑦ D.②④⑤⑦
13.下列关于以葡萄糖为底物进行厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.人体细胞厌氧呼吸产生的乳酸运至肝脏再生成葡萄糖
B.动物细胞厌氧呼吸产生的CO2来自细胞溶胶
C.酵母菌依靠厌氧呼吸生活,氧气会抑制其生存
D.人体肌细胞靠厌氧呼吸维持长时间的活动
14.植物细胞不一定具有的代谢过程是( )
A.水的光解 B.ATP与ADP转换
C.氨基酸脱水缩合 D.[H]的生成
15.如图所示,在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻,以研究光照强度对小球藻产生氧气的影响.装置A的曲线如图乙.据图分析,下列叙述正确的是( )
A.P点处产生的ATP可用于暗反应
B.适当降低温度,P点将下移
C.在图乙上绘制装置B的曲线,Q点应右移
D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置A的曲线,R点应右移
16.在同一天时间里,从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片,称取其质量,实验情况如图所示.在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析,其中错误的是( )
A.叶圆片y比叶圆片x重
B.(y﹣x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量
C.在下午4时至晚上10时这段时间内,呼吸作用消耗有机物的量可表示为(y﹣z)g
D.假使全天温度保持不变,则从上午10时到下午4时,一个叶圆片制造的有机物为(y﹣x)g
二.填空题(共6小题)
17.图1曲线表示某植物在恒温30℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸熵的实验装置 (呼吸熵指单位时间内进行呼吸作用释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值).请分析回答:
(1)图Ⅰ曲线中,与b点相比较,c点时叶肉细胞中三碳化合物的含量 .若将CO2浓度降低,则叶绿体中 合成速率将会 (变大、不变、变小),c点向 方向移动.
(2)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃,图Ⅰ曲线中a点将向 移动,b点将向 移动.
(3)图2装置中的KOH的作用是 .假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25℃下经10min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10min内小麦种子中发生 过程;如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10min内小麦种子中发生 过程.
(4)实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外,还有脂肪等,在25℃下10min内,如果甲装置中墨滴左移15mm,乙装置中墨滴左移100mm,则萌发小麦种子的呼吸熵是 .
(5)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化,还应设置一个对照装置.对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入 .
18.完成下列相关酶实验的问题:
(1)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,FeCl3溶液和肝脏研磨液都属于本实验的 变量,而 则是本实验的因变量.此外,试管的洁净程度、是否准确滴加FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液等都是本实验的 变量.
(2)在37℃,pH=6.8时,用过氧化氢酶催化过氧化氢分解比用FeCl3作催化剂所释放的氧气量多,由此可以得出结论是 .
(3)某同学想使用淀粉溶液和唾液淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,请你分析本实验的原理:
①淀粉遇碘后,形成 的复合物;
②淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖.麦芽糖遇碘后 (填“显”或“不显”色);
③温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液后,根据 来判断酶的活性.
19.甘薯和马铃薯都富含淀粉,但甘薯吃起来比马铃薯甜,为探究其原因,某兴趣小组以甘薯和马铃薯块茎为材料,在不同温度、其他条件相同的情况下处理30min后,测定还原糖含量,结果表明马铃薯不含还原糖,甘薯的还原糖含量见下表:
处理温度(℃) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
甘薯还原糖含量(mg/g) 22.1 23.3 25.8 37.6 40.5 47.4 54.7 68.9 45.3 28.6
由表可见,温度为70℃时甘薯还原糖含量最高,这是因为还原糖的产生是酶作用的结果,酶具有最适温度.
(1)马铃薯不含还原糖的原因是 .
(2)为了确认马铃薯不含还原糖的原因,请完成以下实验:
实验原理:① ;
② .
备选材料与用具:甘薯提取液(去淀粉和还原糖),马铃薯提取液(去淀粉),二苯胺试剂,斐林试剂,双缩脲试剂,质量分数为3%的淀粉溶液和质量分数为3%的蔗糖溶液等.
实验步骤:
第一步:取A、B两支试管,在A管中加入甘薯提取液,B管中加入等量的马铃薯提取液.
第二步:70℃水浴保温5min后,在A、B两支试管中各加入 ,
第三步:70℃水浴保温5min后,在A、B两支试管中再各加入 ,
第四步: .
实验结果:
(3)马铃薯不含还原糖,但吃起来略带甜味,这是由于 的作用.
20.如图是植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中a、b表示物质,①~④表示生理过程.请据图回答:
(1)有光的条件下,b进入细胞后,在 中发生反应;①过程产生的[H]的作用是 .
(2)在物质变化的同时,伴随着能量的变化.图中生理过程中能产生ATP的是 (用图中数字表示).
(3)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是 (用图中数字表示).
(4)白天若突然中断b的供应,过程②中的物质 会随之增加.
(5)美国科学家卡尔文采用了同位素示踪技术研究出②过程中碳元素的转移途径,该转移途径可为 .
21.如图表示水稻一个成熟叶肉细胞代谢的某些过程(图中数字代表物质,a、b代表细胞器).请据图回答下列问题:
(1)图中④是 ,其产生所需要的必要条件是 ,该过程 (填“能”或“不能”)发生在水稻植株的所有细胞中.
(2)图中③产生于 阶段,在 (填场所)中被利用;ATP合成酶存在于 (填“a”或“b”)的内膜上.
(3)图中①、②进入a的方式是 .
(4)在水稻种植过程中,“正其行、通其风”的主要目的是通过 来提高光合作用强度以增加产量.
(5)该细胞 (填“能”或“不能”)作为同时观察a和b在细胞中分布的实验材料.
22.如图为一可测定呼吸速率的密闭的实验装置.请据图分析回答:
(1)将该实验装置放在适宜的温度条件下,关闭活塞30分钟,可观察到在这一时间段内有色液滴向 移动.
(2)实验开始时,樱桃细胞进行呼吸作用主要方式的反应式是 ;场所是 .
(3)在樱桃细胞始终保持活力的情况下,一段时间后发现有色液滴不再移动,原因是 .
(4)某研究小组的同学通过观察发现,受到机械损伤后的樱桃易烂.他们推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关.假设你是该小组的一员,请利用上述实验装置,设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高.请完善实验步骤、预测实验结果并得出结论.
①实验步骤:第一步:按图中所示装置进行操作.30分钟时记录有色液滴移动距离为a. .
②实验结果及结论: .
三.实验题(共5小题)
23.某工厂生产了一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下说明:
成分:含碱性蛋白酶等。
用法:洗涤前先将衣物浸于溶有洗衣粉的水内数小时,使用温水效果最佳。
注意:切勿用于丝质及羊毛衣料;用后彻底清洗双手。
请回答下列问题。
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如图1所示装置进行实验:
该实验的目的是 。
(2)一学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考(1)中A组的实验装置、材料及方法进行了实验,并把结果用曲线图甲、乙表示(如图2):
①由图2可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为 。
②该学生在实验过程中可通过观察 来判断酶催化效率的高低。
(3)该加酶洗衣粉的去污原理是 。
(4)大力推广加酶洗衣粉,使之代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为 。
24.为了研究油茶叶片与果实关系对叶片表观光合速率(真正光合速率 呼吸速率)及果实产量的影响,研究人员对油茶植株进行了处理,处理方法及结果如图所示。
(1)为检测表观光合速率,需要测量的指标有 、外界环境中的CO2含量。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组实验结果表明,库源比(果与叶数目比)与叶片表观光合速率成 相关。
(2)研究人员检测发现,摘除部分叶片后果实重量增加,推测原因是 。研究人员还发现库源比高的枝条黄叶率低,推测原因是摘除了部分叶片,导致余下叶片细胞内 (植物激素)浓度升高,从而降低叶绿素的分解速率,延缓了叶片的衰老。
(3)欲检测黄叶中的光合色素种类,首先要提取黄叶中的光合色素,为提高色素的浓度,研磨前可对新鲜叶片进行 处理。可采用 方法分离色素,从而检测黄叶中光合色素的种类。将余下色素提取液置于适宜光照条件下, (填“可以”或“不可以”)产生氧气,理由是 。
25.细胞代谢过程中会产生一些对细胞有害的代谢废物,如H2O2。过氧化氢酶(CAT)是一种广泛存在于动物、植物和微生物体内的末端氧化酶,能将H2O2分解为O2和H2O。回答下列问题:
(1)为验证酶的特性,某实验小组在30℃条件下进行了如表所示的实验。对比实验 ,可验证酶的高效性;对比实验 ,可验证酶的专一性。
组别 加入物质 实验现象
实验1 2mLH2O2+2滴FeCl3 放出少量气泡
实验2 2mLH2O2+2滴新鲜肝脏研磨液 放出大量气泡
实验3 2mLH2O2+2滴新鲜唾液 无气泡产生
(2)该实验小组将新鲜肝脏研磨液煮沸后冷却至30℃,然后将其与H2O2混合,发现试管中无气泡产生,原因是 。
(3)调控CAT的生物合成对机体具有十分重要的意义。该实验小组在黑曲霉发酵培养过程中分别加入不同的金属离子(浓度均为:2g mL﹣1)培养结束后检测不同金属离子对菌体干重和CAT活力的影响,部分实验结果如图所示。
①该实验的自变量是 。
②据图分析,各金属离子中对黑曲霉生长的抑制作用最明显的是 。若要促进黑曲霉生长,减少生长过程中的代谢废物,最好选择金属离子 。
26.我国水果生产发展迅速,由于收获的季节性强,易造成积压,腐烂变质,为了解决上述问题且满足不同人群的需求,可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶,某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性,进行了如图1所示实验:
(1)实验方法:请将图中所示的操作进行排序 。
(2)实验结果:如图2曲线甲所示:
①中自变量是温度,该图还可以表示对苹果汁澄清度的影响。
A.酶的浓度 B.苹果泥的量 C.水的加入量 D.pH
②图中的纵坐标还可用 来表示。
③步骤c中在果胶酶和苹果泥混合前,将两者分装在不同试管中恒温处理的目的是 。
④实验小组改变了实验条件后重复该实验,得到曲线乙,苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标与曲线甲该点是同一位置的原因是 。
(3)如表是某实验小组的详细实验结果:
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80
果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10
根据上述结果实验结果表明,当温度为 时果汁量最多,能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度? 。如果不能,请设计出进一步探究果汁酶的最适温度的实验方案 。
27.研究甘蔗的叶片结构发现,甘蔗的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列,叶肉细胞的叶绿体中含发达基粒,维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒或基粒发育不良,甘蔗细胞暗反应中碳同化的过程先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中,过程如图所示。
(1)图中,光反应主要发生在 (填“叶肉细胞”“维管束鞘细胞”或“叶肉细胞和维管束鞘细胞”)的叶绿体中,它能够为卡尔文循环中C3还原提供 和
(2)将甘蔗置于适宜光照下一段时间后,取一片正常叶片,脱色处理后滴加碘液,做叶片的横切面装片,放在显微镜下观察,发现叶肉细胞不变蓝而维管束鞘细胞变蓝,原因是 。
(3)甘蔗在干旱、强光、高温条件下,能通过叶肉细胞中对CO2具有很强的亲和力的PEP羧化酶,促使PEP把大气中含量很低的CO2以 的形式固定下来,并且转移到维管束鞘细胞内的叶绿体中,分解产生CO2,用于其卡尔文循环合成有机物。
四.解答题(共3小题)
28.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如图1所示。请回答下列问题:
(1)酶是活细胞产生的能发挥 作用的有机物,其合成原料是 。
(2)由图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 (填“促进”或“抑制”)作用。
(3)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为 (填“B”或“C”)。
(4)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图3所示。
①本实验的自变量是 ,温度是 变量,实验组和对照组的温度设置应 。
②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变 。
③若要探究pH为7.4条件下,不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,实验的基本思路是:在pH为7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮的 ,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值。
29.三羧酸循环(TCA循环)是糖类、脂肪、蛋白质等物质分解代谢的最终共同途径。图1为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。回答下列问题:
(1)生物通过 等代谢中间物,将生物小分子的分解与合成代谢相互联系。在 (填细胞结构名称)中,糖类酵解产生 ,脂肪分解产生 ,蛋白质分解产生氨基酸。这些物质最终都需转化为 才能参加TCA循环。
(2)糖酵解和TCA循环产生的 分解产生高能电子和H+。电子通过 中的电子传递链,最终传递给 。H+在膜间隙中聚集产生较高的化学势能,最终通过ATP合酶释放,ATP合酶的作用有 。
(3)ATP合酶的结构与功能如图2所示。β亚基有β1~β3三个催化位点,每个位点可呈现三种构象,O为开放构象,T为紧密构象,L为松弛构象,其中 构象能催化ADP和Pi合成ATP。H+势能推动γ亚基旋转,从而引起β亚基依次呈现 (用字母和箭头表示)构象变化。
(4)研究表明,大肠杆菌中每合成一个ATP分子的H+/ATP值约为3.3,即10个H+可推动γ亚基旋转一周。中心线粒体完成该过程需要8个H+,其H+/ATP值约为 。
30.在许多沿海地区以及一些灌溉不合理的内陆农田,土壤盐碱化问题严重,这对农作物的生长和产量造成了极大威胁。植物在盐胁迫环境下,其光合作用过程会受到显著影响。科研人员以常见的农作物小麦为研究对象,开展了相关实验。实验设置了不同盐浓度处理组,在相同的光照、温度和水分管理等适宜条件下,一段时间后测定小麦叶片的各项光合作用相关指标,结果如下表所示:
NaCl浓度(mmol/L) 净光合速率(mmol/m2/s) 胞间CO2浓度(mmol/m2/s) 气孔导度(mmol/m2/s) 蒸腾速率(mmolH2O/m2/s) 叶绿素含量(mg/g)
0 15.4 220.4 211.2 5.7 2.4
30(低盐) 16.9 238.7 226.1 5.9 3.1
70(中盐) 12.1 265.8 187.7 5.3 2.1
110(高盐) 8.4 312.2 155.7 4.6 1.7
注:气孔导度表示气孔张开的程度
根据题目信息,回答以下问题:
(1)光合色素存在于小麦细胞叶绿体的 ,其作用是 。通常我们用 (填试剂名称)分离色素,小麦叶肉细胞通过光合作用合成的光合产物最终以 形式运输到小麦其他部位。
(2)气孔导度会影响碳反应中的 过程,在NaCl浓度为110mmol/L时,导致光合速率相对较低的原因 (“是”或“否”)受到气孔导度的限制。
(3)净光合速率可以用单位时间单位叶面积的 表示,据表中数据分析,随着盐浓度的增加,净光合速率的变化趋势是 ,导致产生这种结果的原因是 。
(4)针对此次实验研究的目的和成果,对于提高小麦产量你有什么合理建议? 。
细胞的代谢
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.下列四种现象中,可以用如图表示的是( )
A.在适宜条件下光合作用强度随CO2浓度的变化
B.条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化
C.一个细胞周期中DNA含量随时间的变化
D.在适宜条件下有氧呼吸强度随O2含量的变化
【答案】A
【分析】据图分析:在一定范围内,随着横轴因素的升高,纵轴所代表的数据逐渐增大;超过一定范围后,随着横轴因素的升高,纵轴所代表的数据不再升高.据此分析作答.
【解答】解:A、据图分析,该曲线可以表示在适宜条件下光合作用强度随CO2浓度的变化,A正确;
B、酶量一定的条件下,在一定范围内随着底物浓度的增加,反应速率也增加,但达到一定浓度后不再增加,原因是受到酶数量和酶活性的限制,条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化不断增加,B错误;
C、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化应该是2n→4n→2n,C错误;
D、当横轴为O2含量时,在其大于零的情况下,有氧呼吸强度必大于零,D正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生的识图判断和分析作答能力,考查面较广,难度中等,是一道好题.
2.下列生理过程中水既是反应物又是生成物的是( )
A.酵母菌的酒精发酵 B.有氧呼吸
C.氨基酸的脱水缩合 D.光合作用的光反应
【答案】B
【分析】有氧呼吸过程中,第二阶段丙酮酸和水结合生成还原态氢和二氧化碳和少量能量;第三阶段还原态氢和氧气结合生成水和大量能量,故有氧呼吸中,水既是反应物又是生成物.
【解答】解:A、酵母菌的酒精发酵属于无氧呼吸,不需要水的参与,A错误;
B、有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水结合生成还原态氢和二氧化碳和少量能量;第三阶段还原态氢和氧气结合生成水和大量能量,故有氧呼吸中,水既是反应物又是生成物,B正确;
C、氨基酸的脱水缩合中反应物中没有水,C错误;
D、光合作用的光反应阶段生成物中没有水,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了细胞的代谢,意在考查学生对所学知识点理解掌握及综合运用能力.
3.某种ATP合成酶广泛分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体膜上,当H+顺浓度梯度借助其穿过膜时,该酶能促使ADP与Pi形成ATP。下列关于ATP和ATP合成酶的说法,错误的是( )
A.自然界的所有生物中普遍有ATP合成酶存在
B.ATP失去两个磷酸形成的化合物中的磷酸基团不具有较高的转移势能
C.ADP和Pi合成ATP的过程需要能量,本题中H的跨膜运输过程不需要消耗能量
D.该种ATP合成酶不只具有降低化学反应活化能的作用
【答案】A
【分析】ATP在细胞内含量很少,但是通过ATP与ADP之间的相互转化,使细胞内的ATP总是处于动态平衡之中,从而保证了细胞能量的持续供应,其中ATP与ADP之间的转化十分迅速。
【解答】解:A、病毒没有线粒体和叶绿体,也不能独立完成生命活动,没有ATP合成酶,A错误;
B、ATP失去两个磷酸形成的化合物为腺嘌呤核糖核苷酸,只含一个磷酸基团,不具有较高的转移势能,B正确;
C、H+是顺浓度梯度跨膜运输的,不需要消耗能量,C正确;
D、根据题意可知,该ATP合成酶发挥作用过程中,H+顺浓度梯度借助其穿过膜,可见该ATP合成酶既具有催化作用,也具有运输作用,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查ATP的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
4.研究小组从池塘不同深度采集水样,分别装入大小相同的黑白瓶中(白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶)并封闭.然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置.24h后,测定各黑白瓶中溶氧量.若测得白瓶溶氧量为A mg L﹣1,黑瓶溶氧量为Bmg L﹣1.下列说法正确的是( )
A.该方法可以在未测得呼吸作用的条件下,测得实际光合作用的强度
B.B可表示在24h内黑瓶呼吸作用强度的大小
C.(A﹣B)可表示24h内白瓶中的净光合作用强度的大小
D.该实验设计缺少对照组,无法测得光合作用的强度
【答案】A
【分析】黑暗下,植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,因此黑瓶中氧气的变化量为呼吸作用速率;光照下,植物进行光合作用和呼吸作用,因此白瓶中氧气的变化量为真光合作用速率与呼吸作用速率的差值.
【解答】解:A、假设开始时瓶中的氧气含量为M,白瓶中,植物进行光合作用和呼吸作用,最后瓶中的氧气量为A,因此有如下方程式:①M+光合作用速率﹣呼吸作用速率=A;黑瓶中,植物只进行呼吸作用,最后瓶中的氧气量为B,因此有如下方程式:②M﹣呼吸作用速率=B,由①﹣②可得,光合作用速率=A﹣B,故A正确;
B、B表示原来氧气含量与呼吸作用消耗氧气量的差值,不代表呼吸作用速率,故B错;
C、根据A项中的解析可知,A﹣B表示真光合作用速率,故C错;
D、该实验能测得真光合作用强度,故D错。
故选:A。
【点评】本题以黑白瓶为题材,考查学生对真光合作用强度和净光合作用强度的理解,有一定的难度,对学生能力进行了考查,复习时加强这方面的训练.
5.将某植物的叶片放在特定的密闭容器中(有足够的氧气),在一定条件下,给与充足的光照,容器内的二氧化碳每小时减少44mg。如果将其放在黑暗的条件下,二氧化碳每小时增加8.8mg。如果在充足的光照下,光合作用合成的有机物最后都转变为葡萄糖,这些植物的叶片每小时制造的葡萄糖为( )
A.180mg B.72mg C.36mg D.24mg
【答案】C
【分析】根据植物光合作用和呼吸作用的关系可知植物的净积累葡萄糖量=光合作用产生的葡萄糖量﹣呼吸作用消耗的葡萄糖量。题中已经给出了二氧化碳的量,根据光合作用和呼吸作用的方程式分别计算即可。
【解答】解:已知植物的净积累葡萄糖量=光合作用产生的葡萄糖量﹣呼吸作用消耗的葡萄糖量。每小时葡萄糖净积累量可以通过二氧化碳净消耗量来计算,为44×180÷(44×6)=30mg;呼吸作用的速率不受光照或黑暗影响,为每小时释放8.8mg CO2,换算成葡萄糖的消耗量为8.8×180÷(44×6)=6mg,所以光合作用中葡萄糖的总产量=植物的净积累葡萄糖量+呼吸作用消耗的葡萄糖量=30+6=36mg
故选:C。
【点评】本题考查光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化的相关知识,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系、分析题意以及解决问题的能力。
6.冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植,下列相关叙述错误的是( )
A.阴雨天,应提高大棚的温度
B.大棚内夜间的温度高,不利于植物有机物积累
C.晴朗的中午,农民将塑料大棚开口,可以提高大棚内CO2的浓度
D.大棚施加农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度
【答案】A
【分析】提高农作物的光能的利用率的方法有:
(1)延长光合作用的时间;
(2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种);
(3)光照强弱的控制;
(4)必需矿质元素的供应;
(5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度)。
【解答】解:A、阴雨天,呼吸作用强于光合作用,此时为了提高产量,应降低大棚中的温度,抑制呼吸作用,减少有机物的消耗,A错误;
B、夜间只进行呼吸作用,若夜间温度高,则有机物的消耗大,不利于有机物的积累,B正确;
C、晴朗的中午,光合作用较强,消耗的CO2较多,所以农民将塑料大棚开口,提高了棚内CO2的浓度,有利于增强光合作用,C正确;
D、农家肥在分解者的作用下可分解产生无机盐,并释放CO2,同时还能疏松土壤,所以施农家肥既有利于提高土壤肥力,又提高了棚内CO2的浓度,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查光合速率的影响因素,意在考查考生判断能力和理解能力,难度中等。
7.图中①~③表示的是生物体内3种有机分子的结构.其中①仅存在于植物细胞中,有关说法正确的是( )
A.①存在于所有植物细胞
B.②中也含有与a类似的结构,且参与转录的过程
C.细胞中没有①就不能产生③
D.没有③时,细胞不能合成②
【答案】D
【分析】分析题图:①分子中含有N、Mg元素,是叶绿素分子;②具有明显的三叶草结构,是tRNA,能运输氨基酸;③是ATP分子,含有2个高能磷酸键,是生物体生命活动所需的直接能量物质,其中a是腺嘌呤核糖核苷酸.
【解答】解:A、已知①是叶绿素分子,只存在于绿色植物的某些细胞中,如叶肉细胞等,A错误;
B、已知②具有明显的三叶草结构,是tRNA.a是ATP分子脱去两个磷酸基团后剩余的腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸是组成RNA的基本单位之一,所以②中也含有与a类似的结构,且参与翻译的过程,B错误;
C、已知①是叶绿素,③是ATP.细胞中合成ATP的过程有光合作用和呼吸作用,没有叶绿素时,也能通过呼吸作用产生ATP,C错误;
D、tRNA的合成过程是发生在细胞核内的转录过程,需要ATP供能,所以没有ATP时,无法合成②,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查叶绿体结构及色素的分布和作用、ATP的化学组成和特点、RNA分子的组成和种类的相关知识点,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度,培养了学生分析图形、获取信息和解决问题的能力.
8.如图表示酵母菌随着氧气浓度的变化释放CO2(曲线axbc)和消耗O2(曲线oybc)的变化,试比较酵母菌与乳酸菌的有关问题,其中错误的叙述是( )
A.此图不适合乳酸菌,因为乳酸菌无氧呼吸不产生CO2
B.酵母菌的生物膜系统比乳酸菌更发达
C.当xy:yz=3:1时,酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为9:1
D.酵母菌有性生殖过程中细胞中的基因都遵循孟德尔遗传定律,而乳酸菌的遗传不遵循孟德尔遗传定律
【答案】D
【分析】分析曲线图:a点表示酵母菌只进行无氧呼吸释放的二氧化碳的量。在一定O2浓度范围内,有氧呼吸速率随着O2浓度的升高而加快,无氧呼吸强度随O2浓度升高而减弱。两曲线交于b点,b点表示酵母菌只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸完全被抑制。两线的差值表示无氧呼吸释放的二氧化碳的量。当氧气浓度为z点时,有氧呼吸释放的二氧化碳为zy,无氧呼吸释放的二氧化碳为xy。
【解答】解:A、乳酸菌只进行无氧呼吸,产生乳酸,不产生二氧化碳,A正确;
B、生物膜系统由真核细胞中细胞膜、核膜和具膜的细胞器组成。酵母菌是真核细胞构成的生物,乳酸菌是原核生物。因此酵母菌的生物膜系统比乳酸菌更发达,B正确;
C、当xy:yz=3:1时,酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为:9:1,C正确;
D、酵母菌有性生殖过程中细胞中核基因遵循孟德尔遗传定律,而质基因不遵循。乳酸菌是原核生物,也不遵循孟德尔遗传定律,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合曲线图,考查影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用,意在考查考生分析曲线图,提取有效信息的能力;能理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识和观点,解决社会生活中的生物学问题的能力。
9.下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.在细胞质基质和线粒体基质中都可产生CO2
B.无氧呼吸第二阶段释放的能量较少
C.能产生CO2的呼吸方式一定是有氧呼吸
D.有氧呼吸和无氧呼吸中[H]还原的物质相同
【答案】A
【分析】1、有氧呼吸分为三个阶段:
第一阶段:在细胞质的基质中。
反应式:1C6H12O6(葡萄糖)2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)
第二阶段:在线粒体基质中进行。
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP)
第三阶段:在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
反应式:24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
2、无氧呼吸分为两个阶段:
第一阶段:在细胞质的基质中C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+能量(2ATP)
第二阶段:在细胞质的基质中2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]2C2H5OH (酒精)+2CO2
【解答】解:A、酵母菌通过无氧呼吸和有氧呼吸第二阶段都可以产生CO2,分别发生在细胞质基质和线粒体基质中,A正确;
B、无氧呼吸第二阶段不产生ATP,B错误;
C、酵母菌通过无氧呼吸也可以产生CO2,C错误;
D、有氧呼吸[H]还原的物质是氧气,酵母菌无氧呼吸[H]还原的物质是乙醛,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了有氧呼吸、无氧呼吸的概念、场所、过程,意在考查学生对于呼吸作用的理解和运用,属于中等难度题。
10.下列关于教材中“检测生物组织中蛋白质、脂肪”“绿叶中色素的提取和分离”“探究酵母菌呼 吸方式”实验的叙述,错误的是( )
A.蛋白质的检测中加入0.1g/mL的NaOH溶液可为反应提供碱性环境
B.检测花生种子中的脂肪时,体积分数为50%的酒精需在染色前加入
C.不同色素在层析液中的溶解度不同导致不同色素带的移动速率不同
D.根据溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化的快慢可判断酵母菌的呼吸方式
【答案】B
【分析】1、生物组织中化合物的鉴定:
(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。
2、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:
(1)无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。
(2)层析液用于分离色素。
(3)二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。
(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
3、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。
4、探究酵母菌细胞呼吸方式中,产生的二氧化碳可以用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水检测,酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液检测(由橙红色变成灰绿色)。
【解答】解:A、蛋白质的检测中先加入0.1g/mL的NaOH溶液,目的是制造碱性环境,A正确;
B、检测花生种子中的脂肪时,体积分数为50%的酒精需在染色后加入,其作用是洗去浮色,B错误;
C、不同色素在层析液中的溶解度不同导致不同色素带随层析液在滤纸上的移动速率不同,C正确;
D、酵母菌呼吸产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,但酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖时,产生二氧化碳的速率和量都不同,所以用溴麝香草酚蓝溶液的颜色变化快慢可以判断酵母菌的呼吸方式,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查课本基础实验的原理和选材,意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用;并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。
11.某同学将若干浸有酵母菌的小滤纸片(1cm2)取出后晾干,制备成附着有H2O2酶的滤纸片,用如图所示的装置进行探究影响酶促反应速率的因素的实验,下
列分析错误的是( )
A.为了提高实验的准确性,每个烧杯中需放多个滤纸片
B.可通过设置不同pH的H2O2溶液来探究pH对酶活性的影响
C.不能通过设置不同温度的H2O2溶液来探究温度对酶活性的影响
D.酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3﹣t2)来表示
【答案】D
【分析】分析题图:图示实验装置用于探究影响酶促反应速率因素,过氧化氢酶能催化过氧化氢水解,酶促反应速率可以用滤纸片从进入液面之时到浮出液面的时间(即t3﹣t1)来表示,为了避免实验的偶然性,提高实验的准确性,应遵循平行重复原则,每个烧杯中需放多个滤纸片,再计算平均值.
【解答】解:A、为了避免实验的偶然性,提高实验的准确性,每个烧杯中需放多个滤纸片,计算平均值,A正确;
B、探究pH对酶活性的影响时,可设置不同pH的过氧化氢溶液,B正确;
C、由于高温条件下,过氧化氢也会分解,不能用过氧化氢来探究温度对酶活性的影响,C正确;
D、酶促反应速率可用滤纸片从进入液面之时到浮出液面的时间(即t3﹣t1)来表示,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合实验装置图,考查探究影响酶活性的因素,要求考生分析实验装置图,理解实验的原理,明确酶促反应速率可以用滤纸片从进入液面之时到浮出液面的时间(即t3﹣t1)来表示,同时掌握实验设计的原则,对选项作出准确的判断.
12.下列生理活动中要产生ADP的是( )
①肌肉收缩
②光反应
③暗反应
④根吸收K+
⑤叶肉细胞吸收CO2
⑥葡萄糖分解成水和CO2
⑦唾液腺细胞分泌唾液.
A.①②⑤⑥ B.①③④⑦ C.①③⑥⑦ D.②④⑤⑦
【答案】B
【分析】ATP中文名称叫三磷酸腺苷,结构简式A﹣P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键.水解时远离A的磷酸键线断裂生成ADP.ADP中文名称叫二磷酸腺苷,结构简式A﹣P~P.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通,ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”.
【解答】解:①肌肉收缩,需要消耗ATP水解释放的能量,可产生ADP,①正确;
②光反应可以合成ATP,则ADP的量减少,②错误;
③暗反应需要消耗光反应提供的ATP,生成ADP,③正确;
④根吸收K+需要消耗ATP,产生ADP,④正确;
⑤叶肉细胞吸收CO2,不需要消耗能量,没有生成,⑤错误;
⑥葡萄糖分解成水和CO2,并释放大量的能量,需要消耗大量的ADP,⑥错误;
⑦唾液腺细胞分泌唾液,唾液中含有消化酶,消化酶排出细胞需要消耗能量,可生成ADP,⑦正确。
故选:B。
【点评】本题着重考查了ATP的水解和合成的知识,意在考查考生能识记并理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成一定知识网络的能力,并且具有一定的分析能力和理解能力.
13.下列关于以葡萄糖为底物进行厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.人体细胞厌氧呼吸产生的乳酸运至肝脏再生成葡萄糖
B.动物细胞厌氧呼吸产生的CO2来自细胞溶胶
C.酵母菌依靠厌氧呼吸生活,氧气会抑制其生存
D.人体肌细胞靠厌氧呼吸维持长时间的活动
【答案】A
【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],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。
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。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同,在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳,在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【解答】解:A、人体细胞厌氧呼吸产生的乳酸运至肝脏再生成葡萄糖,A正确;
B、动物细胞厌氧呼吸只产生乳酸,不能产生的CO2,B错误;
C、酵母菌属于兼性厌氧型生物,主要依靠有氧呼吸生活,C错误;
D、人体肌细胞靠有氧呼吸维持长时间的活动,D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对知识的理解和分析能力。有氧呼吸和无氧呼吸过程是考查的重点和难点,可以通过流程图分析,表格比较,典型练习分析强化学生的理解。要注意,一般的植物细胞无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳,但少数植物营养器官如马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的块根进行无氧呼吸的产物是乳酸。
14.植物细胞不一定具有的代谢过程是( )
A.水的光解 B.ATP与ADP转换
C.氨基酸脱水缩合 D.[H]的生成
【答案】A
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将水和二氧化碳转变为储存能量的有机物,同时释放氧气的过程。生物的或细胞都能够进行细胞呼吸。
【解答】解:A、含有叶绿体的植物细胞才能进行光合作用,进行水的光解,没有叶绿体的植物细胞不能进行光合作用,A错误;
B、植物的光合作用与呼吸作用都可以进行ATP与ADP转换,B正确;
C、植物细胞能够进行蛋白质的合成,会发生脱水缩合反应,C正确;
D、植物细胞的呼吸作用可以有[H]的生成,D正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查光合作用与呼吸作用的相关知识,意在强化学生对光合作用与呼吸作用的过程的理解与掌握。
15.如图所示,在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻,以研究光照强度对小球藻产生氧气的影响.装置A的曲线如图乙.据图分析,下列叙述正确的是( )
A.P点处产生的ATP可用于暗反应
B.适当降低温度,P点将下移
C.在图乙上绘制装置B的曲线,Q点应右移
D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置A的曲线,R点应右移
【答案】C
【分析】根据图乙可分析:P点时,小球藻只进行呼吸作用;Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度;R点时达到光饱和点,再增加光照强度,光合作用都不会增强.镁元素是合成叶绿素的原料,缺镁会引起叶绿素不能合成,吸收光能将减少,光合作用强度将降低.
【解答】解:A、P点是小球藻只进行呼吸作用,不进行光合作用,A错误;
B、适当降低温度,酶的活性降低,呼吸作用强度降低,P点上移,B错误;
C、装置B是缺镁培养液,则小球藻中叶绿素不能合成,吸收光能减少,直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度,但是呼吸作用强度未变,则Q点将右移,增强光照强度,提高光合作用强度,C正确;
D、增加二氧化碳浓度,限制因素消除,光饱和点会向右移动,即R点应右移;降低二氧化碳浓度,光饱和点会向左移动,即R点应左移,D错误。
故选:C。
【点评】本题将光合作用和呼吸作用的影响因素有机结合在一起,较综合地考查了光合作用和呼吸作用的知识以及理解、识图能力.
16.在同一天时间里,从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片,称取其质量,实验情况如图所示.在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析,其中错误的是( )
A.叶圆片y比叶圆片x重
B.(y﹣x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量
C.在下午4时至晚上10时这段时间内,呼吸作用消耗有机物的量可表示为(y﹣z)g
D.假使全天温度保持不变,则从上午10时到下午4时,一个叶圆片制造的有机物为(y﹣x)g
【答案】D
【分析】分析题图:(y﹣x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量;(y﹣z)g表示下午4:00到晚上10:00这6个小时呼吸消耗的有机物的量;上午10时到下午4时,一个叶圆片制造的有机物=从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量+这6个小时呼吸消耗的有机物的量.
【解答】解:A、y经过了光合作用,比在饥饿处理下的叶片多积累了一些有机物,因此y比x重,A正确;
B、(y﹣x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量,B正确;
C、下午4时至晚上10时都在黑暗中,植物叶片只进行呼吸作用,(y﹣z)g表示这6个小时呼吸消耗的有机物的量,C正确;
D、(y﹣x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量,(y﹣z)g表示这6个小时呼吸消耗的有机物的量,所以从上午10时到下午4时,一个叶圆片制造的有机物=6个小时内有机物的净增加量+6个小时呼吸消耗的有机物的量=(y﹣x)+(y﹣z)=2y﹣x﹣z,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合图解,考查光合作用和呼吸作用的综合应用,要求考生理解(y﹣x)所代表的含义、(y﹣z)所代表的含义,明确D选项中“制造的有机物”代表的是真光合速率,再结合图解对选项作出准确的判断,有一定的难度.
二.填空题(共6小题)
17.图1曲线表示某植物在恒温30℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸熵的实验装置 (呼吸熵指单位时间内进行呼吸作用释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值).请分析回答:
(1)图Ⅰ曲线中,与b点相比较,c点时叶肉细胞中三碳化合物的含量 降低 .若将CO2浓度降低,则叶绿体中 三碳化合物 合成速率将会 变小 (变大、不变、变小),c点向 左下 方向移动.
(2)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃,图Ⅰ曲线中a点将向 上 移动,b点将向 左 移动.
(3)图2装置中的KOH的作用是 吸收二氧化碳气体 .假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25℃下经10min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10min内小麦种子中发生 有氧呼吸 过程;如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10min内小麦种子中发生 无氧呼吸 过程.
(4)实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外,还有脂肪等,在25℃下10min内,如果甲装置中墨滴左移15mm,乙装置中墨滴左移100mm,则萌发小麦种子的呼吸熵是 0.85 .
(5)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化,还应设置一个对照装置.对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入 煮沸杀死的小麦种子 .
【答案】见试题解答内容
【分析】1、分析图1:a点时只进行呼吸作用,对应的二氧化碳的释放量就可以表示呼吸速率;b点时光合作用等于呼吸作用;c点时光合作用达到饱和点,此时对应的二氧化碳的吸收量表示净光合作用量,而光合作用总量=净光合作用量+呼吸作用量.
2、分析图2,解题的关键是会分析有氧无氧呼吸的气体变化.KOH的作用是吸收二氧化碳气体.甲装置测得是种子吸收氧气和释放二氧化碳的差值,乙装置测的是种子呼吸作用吸收氧气的体积,如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,说明只进行无氧呼吸.呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积).对照实验应遵循单一变量原则,因此装置的大试管和小烧杯中应分别放入煮熟杀死的种子.
【解答】解:(1)图Ⅰ曲线中,与b点相比较,c点时,光照强度高,光反应强度高,叶肉细胞中三碳化合物还原量增加,其的含量降低,若将CO2浓度降低,则叶绿体中三碳化合物合成速率将会变小,暗反应强度降低,c点向左下移动.
(2)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃,光合强度增强,呼吸强度减弱,图Ⅰ曲线中a点将向上移动,b点将向左移动.
(3)图2装置中的KOH的作用是吸收二氧化碳气体,在25℃下经10min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10min内小麦种子中发生有氧呼吸,如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10min内小麦种子中发生无氧呼吸过程.
(4)甲装置中墨滴左移15mm,说明氧气消耗量比二氧化碳产生量多15mm,乙装置中墨滴左移100mm,说明氧气消耗量为100.所以,二氧化碳为100﹣15=85mm,呼吸熵为释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积=85/100=0.85.
(5)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化,还应设置一个对照装置.对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入煮沸杀死的小麦种子.
故答案为:(1)降低 三碳化合物 变小 左下
(2)上 左
(3)吸收二氧化碳 有氧呼吸 无氧呼吸
(4)0.85
(5)煮沸杀死的小麦种子
【点评】本题的有氧呼吸与无氧呼吸过程的分析和判断,对于细胞呼吸熵的测定过程和原来的分析,正确解读题图是解题的关键,(4)是本题的难点,对于图2装置甲液滴移动的距离的分析是解题的关键.
18.完成下列相关酶实验的问题:
(1)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,FeCl3溶液和肝脏研磨液都属于本实验的 自 变量,而 过氧化氢分解速率 则是本实验的因变量.此外,试管的洁净程度、是否准确滴加FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液等都是本实验的 无关 变量.
(2)在37℃,pH=6.8时,用过氧化氢酶催化过氧化氢分解比用FeCl3作催化剂所释放的氧气量多,由此可以得出结论是 酶具有高效性 .
(3)某同学想使用淀粉溶液和唾液淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,请你分析本实验的原理:
①淀粉遇碘后,形成 蓝色 的复合物;
②淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖.麦芽糖遇碘后 不显 (填“显”或“不显”色);
③温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液后,根据 是否蓝色及蓝色的深浅 来判断酶的活性.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题干信息可知,本实验的目的是探究氯化铁溶液、肝脏研磨液对过氧化氢分解速率的影响,实验室自变量有氯化铁溶液、肝脏研磨液,因变量是过氧化氢的分解速率,可以用产生氧气的量(或气泡的多少)来反应过氧化氢分解速率.
【解答】解:(1)根据题意分析在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,自变量是FeCl3溶液和肝脏研磨液,因变量是过氧化氢分解速率.而试管的洁净程度、是否准确滴加FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液等都是本实验的无关变量.
(2)因为酶具有高效性,所以用过氧化氢酶催化过氧化氢分解比用FeCl3作催化剂所释放的氧气量多.
(3)①淀粉遇碘变蓝是因为形成了蓝色的复合物;
②麦芽糖遇碘不变蓝;
③温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液后,若不变蓝,说明淀粉已经水解,酶的活性高;若变蓝或绿色变浅,说明淀粉没有水解,则酶失活或活性低.
故答案是:
(1)自 过氧化氢分解速率 无关
(2)酶具有高效性
(3)蓝色 不显 是否蓝色及蓝色的深浅
【点评】本题考查酶的特性及相关探究实验,要求考生分析表中实验过程,能正确区分实验的自变量、因变量和无关变量;掌握酶促反应的原理及酶的特性,能根据实验现象得出正确的实验结论.
19.甘薯和马铃薯都富含淀粉,但甘薯吃起来比马铃薯甜,为探究其原因,某兴趣小组以甘薯和马铃薯块茎为材料,在不同温度、其他条件相同的情况下处理30min后,测定还原糖含量,结果表明马铃薯不含还原糖,甘薯的还原糖含量见下表:
处理温度(℃) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
甘薯还原糖含量(mg/g) 22.1 23.3 25.8 37.6 40.5 47.4 54.7 68.9 45.3 28.6
由表可见,温度为70℃时甘薯还原糖含量最高,这是因为还原糖的产生是酶作用的结果,酶具有最适温度.
(1)马铃薯不含还原糖的原因是 不含淀粉酶(或不含使淀粉水解成还原糖的酶) .
(2)为了确认马铃薯不含还原糖的原因,请完成以下实验:
实验原理:① 淀粉酶(或酶)能使淀粉水解产生还原糖 ;
② 还原糖与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀 .
备选材料与用具:甘薯提取液(去淀粉和还原糖),马铃薯提取液(去淀粉),二苯胺试剂,斐林试剂,双缩脲试剂,质量分数为3%的淀粉溶液和质量分数为3%的蔗糖溶液等.
实验步骤:
第一步:取A、B两支试管,在A管中加入甘薯提取液,B管中加入等量的马铃薯提取液.
第二步:70℃水浴保温5min后,在A、B两支试管中各加入 等量的质量分数为3%的淀粉溶液 ,
第三步:70℃水浴保温5min后,在A、B两支试管中再各加入 等量的斐林试剂 ,
第四步: 沸水浴加热1﹣2分钟 .
实验结果: A试管砖红色,B试管蓝色
(3)马铃薯不含还原糖,但吃起来略带甜味,这是由于 唾液淀粉酶(或唾液中含有使淀粉水解的酶) 的作用.
【答案】见试题解答内容
【分析】熟练掌握还原糖的鉴定试验是解答本题的关键.此题还考查实验的原则(对照原则、单一变量原则)、还原糖的鉴定注意事项(斐林试剂氢氧化钠和硫酸铜要混匀使用,然后水浴加热,观察实验现象;还原糖的鉴定的材料必须用浅色)还原糖的鉴定原理:淀粉遇碘变蓝 还原糖遇斐林试剂呈砖红色沉淀.等等.
【解答】解:(1)马铃薯不含还原糖最可能的原因是没有淀粉酶不能将淀粉进行分解.
(2)上述原因的原理是①淀粉酶与水解淀粉能产生还原糖,且②还原糖能够用斐林试剂进行鉴定产生砖红色沉淀;
实验步骤一定遵循等量原则和控制无关变量原则,所以第二步需要加入等量的质量分数为3%的淀粉溶液,第三步需要加入等量斐林试剂鉴定是否产生还原糖,但斐林试剂的使用需要水浴加热;结果是A试管砖红色,B试管蓝色.
(3)马铃薯不含还原糖,但含有大量的淀粉,在唾液淀粉酶的作用下分解成葡萄糖.
故答案为:
(1)不含淀粉酶
(2)①淀粉酶水解淀粉产生还原糖 ②还原糖与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀
等量的质量分数为3%的淀粉溶液 等量斐林试剂 沸水浴加热煮沸1﹣2min A试管砖红色,B试管蓝色
(3)唾液淀粉酶水解作用
【点评】本题考查酶和实验设计相关知识,意在考查学生对知识点的理解掌握和运用能力以及实验分析能力.
20.如图是植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中a、b表示物质,①~④表示生理过程.请据图回答:
(1)有光的条件下,b进入细胞后,在 叶绿体基质 中发生反应;①过程产生的[H]的作用是 还原C3 .
(2)在物质变化的同时,伴随着能量的变化.图中生理过程中能产生ATP的是 ①③④ (用图中数字表示).
(3)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是 ③ (用图中数字表示).
(4)白天若突然中断b的供应,过程②中的物质 C5 会随之增加.
(5)美国科学家卡尔文采用了同位素示踪技术研究出②过程中碳元素的转移途径,该转移途径可为 CO2﹣C3﹣(CH2O) .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:①表示光合作用光反应,②表示光合作用暗反应,③表示有氧呼吸第一阶段,④表示有氧呼吸第二、三阶段;a表示氧气,b二氧化碳,据此答题.
【解答】解:(1)分析题图已知b是二氧化碳,进入细胞后在叶绿体基质中参与暗反应;①过程是光合作用光反应阶段,产生的[H]用于暗反应还原C3.
(2)图中能产生ATP的是:①表示光合作用光反应,③表示有氧呼吸第一阶段,④表示有氧呼吸第二、三阶段.
(3)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是③葡萄糖氧化分解产生丙酮酸和还原氢.
(4)白天若突然中断二氧化碳的供应,过程②暗反应中C5会随之增加.
(5)暗反应中碳原子的转移途径为CO2﹣C3﹣(CH2O).
故答案为:
(1)叶绿体基质; 还原C3
(2)①③④
(3)③
(4)C5
(5)CO2﹣C3﹣(CH2O)
【点评】本题考查了光合作用、呼吸作用的影响因素和物质变化相关内容.意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系.
21.如图表示水稻一个成熟叶肉细胞代谢的某些过程(图中数字代表物质,a、b代表细胞器).请据图回答下列问题:
(1)图中④是 氧气(或O2) ,其产生所需要的必要条件是 (叶绿体中的)色素、光、(酶) ,该过程 不能 (填“能”或“不能”)发生在水稻植株的所有细胞中.
(2)图中③产生于 细胞呼吸第一(其他合理答案可酌情给分) 阶段,在 线粒体(基质) (填场所)中被利用;ATP合成酶存在于 b (填“a”或“b”)的内膜上.
(3)图中①、②进入a的方式是 自由扩散 .
(4)在水稻种植过程中,“正其行、通其风”的主要目的是通过 增加(大气中)CO2(或①)的浓度 来提高光合作用强度以增加产量.
(5)该细胞 不能 (填“能”或“不能”)作为同时观察a和b在细胞中分布的实验材料.
【答案】见试题解答内容
【分析】分析图示:根据a需要光照,说明a是叶绿体,叶绿体需要水分和二氧化碳,同时b是线粒体,产生二氧化碳,所以判断出:①二氧化碳、②水、③丙酮酸、④氧气.
【解答】解:(1)据图分析已知④是氧气(或O2),产生于光合作用光反应,需要(叶绿体中的)色素、光、(酶)等条件,该过程只能发生在水稻的绿色部位的细胞中的叶绿体内.
(2)图中③是丙酮酸,产生于发生在细胞质基质中的有氧呼吸第一阶段,线粒体的内膜有与ATP合成有关的酶.
(3)图中①是二氧化碳、②是水,它们进入叶绿体的方式都是自由扩散.
(4)“正其行,通其风”的主要目的是促进空气流通,通过提高二氧化碳含量提高光合作用强度以增加产量.
(5)观察叶绿体和线粒体都需要借助颜色反应,所以不能同时观察.
故答案为:
(1)氧气(或O2) (叶绿体中的)色素、光、(酶) 不能
(2)细胞呼吸 第一 线粒体(基质)
(3)自由扩散
(4)增加(大气中)CO2(或①)的浓度
(5)不能
【点评】本题的知识点是光合作用的过程,主要考查学生解读题图获取有效信息并利用有效信息解决问题的能力和利用曲线对知识进行模型构建的能力.
22.如图为一可测定呼吸速率的密闭的实验装置.请据图分析回答:
(1)将该实验装置放在适宜的温度条件下,关闭活塞30分钟,可观察到在这一时间段内有色液滴向 左 移动.
(2)实验开始时,樱桃细胞进行呼吸作用主要方式的反应式是 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 ;场所是 细胞质基质和线粒体 .
(3)在樱桃细胞始终保持活力的情况下,一段时间后发现有色液滴不再移动,原因是 瓶中氧气耗尽,樱桃细胞进行无氧呼吸,产生的二氧化碳被氢氧化钠吸收 .
(4)某研究小组的同学通过观察发现,受到机械损伤后的樱桃易烂.他们推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关.假设你是该小组的一员,请利用上述实验装置,设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高.请完善实验步骤、预测实验结果并得出结论.
①实验步骤:第一步:按图中所示装置进行操作.30分钟时记录有色液滴移动距离为a. 第二步:向容器内加入与实验组等量的经消毒的受到机械损伤后的樱桃与实验组等量的经消毒的受到机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与实验组完全相同,记录相同时间内有色液滴移动距离为b .
②实验结果及结论: 如果a<b,说明机械损伤 能引起樱桃呼吸速率升高;
如果a>b,说明机械损伤 能引起樱桃呼吸速率降低;
如果a=b,则说明机械损伤 对樱桃呼吸速率没有影响. .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图:图示是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置,该装置中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,因此有色液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗的氧气量.据此答题.
【解答】解:(1)关闭活塞后,由于容器中还有部分空气,樱桃进行有氧呼吸,消耗氧气同时产生二氧化碳,但产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,因此容器中气体总量减少,压强变小,有色液滴向左移动.
(2)实验开始时,樱桃细胞进行有氧呼吸,其总反应式为:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量;有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体.
(3)有色液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗的氧气量,因此一段时间后有色液滴不再移动的原因是瓶中氧气耗尽,樱桃细胞进行无氧呼吸,产生的二氧化碳被氢氧化钠吸收.
(4)①实验步骤:
第一步:按装置图所示进行操作,30分钟后,记录有色液滴移动距离为a.
第二步:向容器内加入与实验组等量的经消毒的受到机械损伤后的樱桃与实验组等量的经消毒的受到机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与实验组完全相同,记录相同时间内有色液滴移动距离为b.
②预测结果及结论:共三种情况,即
如果a<b,说明机械损伤;能引起樱桃呼吸速率升高;
如果a>b,说明机械损伤;能引起樱桃呼吸速率降低;
如果a=b,则说明机械损伤.对樱桃呼吸速率没有影响.
故答案为:
(1)左
(2)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 细胞质基质和线粒体
(3)瓶中氧气耗尽,樱桃细胞进行无氧呼吸,产生的二氧化碳被氢氧化钠吸收
(4)①第二步:向容器内加入与实验组等量的经消毒的受到机械损伤后的樱桃与实验组等量的经消毒的受到机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与实验组完全相同,记录相同时间内有色液滴移动距离为b
②如果a<b,说明机械损伤 能引起樱桃呼吸速率升高;
如果a>b,说明机械损伤 能引起樱桃呼吸速率降低;
如果a=b,则说明机械损伤 对樱桃呼吸速率没有影响.
【点评】本题结合实验装置图,考查细胞呼吸及相关的探究实验,要求考生识记细胞呼吸的具体过程,明确探究实验的目的,能准确判断实验的自变量和因变量,掌握探究实验的原则,并能据此完善实验步骤和预测实验结果.
三.实验题(共5小题)
23.某工厂生产了一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下说明:
成分:含碱性蛋白酶等。
用法:洗涤前先将衣物浸于溶有洗衣粉的水内数小时,使用温水效果最佳。
注意:切勿用于丝质及羊毛衣料;用后彻底清洗双手。
请回答下列问题。
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如图1所示装置进行实验:
该实验的目的是 检测该洗衣粉中是否含蛋白酶 。
(2)一学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考(1)中A组的实验装置、材料及方法进行了实验,并把结果用曲线图甲、乙表示(如图2):
①由图2可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为 45℃ 。
②该学生在实验过程中可通过观察 胶片上的蛋白膜消失时间的长短 来判断酶催化效率的高低。
(3)该加酶洗衣粉的去污原理是 用蛋白酶分解衣服中的污垢,使污垢中所含的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,易被洗去 。
(4)大力推广加酶洗衣粉,使之代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为 酶本身无毒,含量少,又能被微生物降解,降低了洗衣粉中含磷物质的使用量,不会引起水体富营养化,可减少环境污染 。
【答案】(1)检测该洗衣粉中是否含蛋白酶
(2)①45℃②胶片上的蛋白膜消失时间的长短
(3)用蛋白酶分解衣服中的污垢,使污垢中所含的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,易被洗去
(4)酶本身无毒,含量少,又能被微生物降解,降低了洗衣粉中含磷物质的使用量,不会引起水体富营养化,可减少环境污染
【分析】1、酶是活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质或RNA。
2、酶活性受强酸、强碱、高温、重金属盐等多种因素的影响。
3、酶的特点有高效性、专一性和作用条件较温和。
【解答】解:(1)该实验分为A、B两组,自变量为洗衣粉溶液是否经过煮沸处理,而高温可以破坏酶的结构使酶失活,因此该实验的目的是检测该洗衣粉中是否含蛋白酶。
(2)①由图可知,该加酶洗衣粉的最适温度约为45℃,低于45℃或高于45℃酶的活性均降低。
②胶片上的蛋白膜本质是蛋白质,而洗衣粉的主要成分是含碱性蛋白酶,蛋白酶可以水解蛋白质,因此可通过观察胶片上的蛋白膜消失时间的长短来判断酶催化效率的高低。
(3)该加酶洗衣粉的主要成分是含碱性蛋白酶,蛋白酶可以水解蛋白质,因此去污原理是用蛋白酶分解衣服中的污垢,使污垢中所含的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,易被洗去。
(4)酶本身无毒,含量少,又能被微生物降解,降低了洗衣粉中含磷物质的使用量,不会引起水体富营养化,可减少环境污染。因此推广加酶洗衣粉,使之代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护。
故答案为:
(1)检测该洗衣粉中是否含蛋白酶
(2)①45℃②胶片上的蛋白膜消失时间的长短
(3)用蛋白酶分解衣服中的污垢,使污垢中所含的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,易被洗去
(4)酶本身无毒,含量少,又能被微生物降解,降低了洗衣粉中含磷物质的使用量,不会引起水体富营养化,可减少环境污染
【点评】本题通过实验形式考查酶的特性(专一性、易受高温影响),重点是考查学生的实验设计能力以及对结果的分析能力。
24.为了研究油茶叶片与果实关系对叶片表观光合速率(真正光合速率 呼吸速率)及果实产量的影响,研究人员对油茶植株进行了处理,处理方法及结果如图所示。
(1)为检测表观光合速率,需要测量的指标有 叶片面积 、外界环境中的CO2含量。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组实验结果表明,库源比(果与叶数目比)与叶片表观光合速率成 正 相关。
(2)研究人员检测发现,摘除部分叶片后果实重量增加,推测原因是 剩余叶片的光合产物运输到果实中比例升高 。研究人员还发现库源比高的枝条黄叶率低,推测原因是摘除了部分叶片,导致余下叶片细胞内 细胞分裂素 (植物激素)浓度升高,从而降低叶绿素的分解速率,延缓了叶片的衰老。
(3)欲检测黄叶中的光合色素种类,首先要提取黄叶中的光合色素,为提高色素的浓度,研磨前可对新鲜叶片进行 烘干(脱水) 处理。可采用 纸层析法 方法分离色素,从而检测黄叶中光合色素的种类。将余下色素提取液置于适宜光照条件下, 不可以 (填“可以”或“不可以”)产生氧气,理由是 缺少光合酶(缺少光合膜) 。
【答案】(1)叶片面积 正
(2)剩余叶片的光合产物运输到果实中比例升高 细胞分裂素
(3)烘干(脱水) 纸层析法 不可以 缺少光合酶(缺少光合膜)
【分析】1、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能量的有机物,并且释放出氧气的过程,叫做光合作用。
2、根据图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组结果表明,库源比(叶片与果实数量比例)越小,叶片的净光合速率越高。
【解答】解:(1)植物光合速率是单位时间,单位面积气体的质量变化,故为检测表观光合速率,需要测量的指标有叶片面积、外界环境中的CO2含量。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组实验结果显示,库源比(果与叶数目比)与叶片表观光合速率成正相关。
(2)摘除部分叶片后果实重量增加,由于果实中的有机物是叶片进行光合作用合成后运输过去的,可能是剩余叶片的光合产物运输到果实中比例升高。能延缓叶片衰老的是细胞分裂素。
(3)提高色素的浓度,研磨前可对新鲜叶片进行烘干(脱水)处理。分离色素用的是纸层析法。将光合色素分离后,余下的色素提取液缺少光合酶(缺少光合膜),所以不能产生氧气。
故答案为:
(1)叶片面积 正
(2)剩余叶片的光合产物运输到果实中比例升高 细胞分裂素
(3)烘干(脱水) 纸层析法 不可以 缺少光合酶(缺少光合膜)
【点评】本题考查影响光合作用的环境因素的相关实验,要求考生识记光合作用过程中的物质变化和能量转化,具备一定的分析能力和实验设计的能力。
25.细胞代谢过程中会产生一些对细胞有害的代谢废物,如H2O2。过氧化氢酶(CAT)是一种广泛存在于动物、植物和微生物体内的末端氧化酶,能将H2O2分解为O2和H2O。回答下列问题:
(1)为验证酶的特性,某实验小组在30℃条件下进行了如表所示的实验。对比实验 1和2 ,可验证酶的高效性;对比实验 2和3 ,可验证酶的专一性。
组别 加入物质 实验现象
实验1 2mLH2O2+2滴FeCl3 放出少量气泡
实验2 2mLH2O2+2滴新鲜肝脏研磨液 放出大量气泡
实验3 2mLH2O2+2滴新鲜唾液 无气泡产生
(2)该实验小组将新鲜肝脏研磨液煮沸后冷却至30℃,然后将其与H2O2混合,发现试管中无气泡产生,原因是 温度过高会导致酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活 。
(3)调控CAT的生物合成对机体具有十分重要的意义。该实验小组在黑曲霉发酵培养过程中分别加入不同的金属离子(浓度均为:2g mL﹣1)培养结束后检测不同金属离子对菌体干重和CAT活力的影响,部分实验结果如图所示。
①该实验的自变量是 金属离子种类、培养时间 。
②据图分析,各金属离子中对黑曲霉生长的抑制作用最明显的是 Zn2+ 。若要促进黑曲霉生长,减少生长过程中的代谢废物,最好选择金属离子 Ca2+ 。
【答案】(1)1和2;2和3
(2)温度过高会导致酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活
(3)金属离子种类、培养时间;Zn2+;Ca2+
【分析】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。
【解答】解:(1)与无机催化剂相比,酶的催化效率较高,说明酶具有高效性,据图可知,实验1添加了2mLH2O2+2滴FeCl3,而实验2加了2mLH2O2+2滴新鲜肝脏研磨液,对比实验1和2,添加酶的组产生了大量气泡,而添加无机催化剂的组产生了少量气泡,证明酶具有高效性;实验3添加了2mLH2O2+2滴新鲜唾液,而实验2加了2mLH2O2+2滴新鲜肝脏研磨液,可知两者的差别是酶的种类的不同,根据实验结果实验3无气泡产生,可以验证酶具有专一性。
(2)高温会导致酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,高温处理后即使将酶置于适宜温度下也不能再催化反应,因此将新鲜肝脏研磨液煮沸后冷却至30℃,然后将其与H2O2混合,试管中也无气泡产生。
(3)①从题干信息可知,该实验中分别加入不同的金属离子,该实验的自变量是金属离子种类;且从图中可知,本实验统计了24h和48h时菌体干重和CAT活力,因此本实验的自变量还有培养时间。
②据图可知,ZnCO3组的菌体干重和CAT活力均最低,CaCO3组的菌体干重和CAT活力均最高,说明各金属离子中对黑曲霉生长的抑制作用最明显的是Zn2+,促进黑曲霉生长最好选择金属离子Ca2+。
故答案为:
(1)1和2;2和3
(2)温度过高会导致酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活
(3)金属离子种类、培养时间;Zn2+;Ca2+
【点评】本题考查了酶的相关实验,需要学生掌握实验设计的基本原理,能合理科学地设计实验。
26.我国水果生产发展迅速,由于收获的季节性强,易造成积压,腐烂变质,为了解决上述问题且满足不同人群的需求,可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶,某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性,进行了如图1所示实验:
(1)实验方法:请将图中所示的操作进行排序 acdb 。
(2)实验结果:如图2曲线甲所示:
①中自变量是温度,该图还可以表示对苹果汁澄清度的影响。
A.酶的浓度 B.苹果泥的量 C.水的加入量 D.pH
②图中的纵坐标还可用 苹果汁的体积 来表示。
③步骤c中在果胶酶和苹果泥混合前,将两者分装在不同试管中恒温处理的目的是 保证苹果泥和果胶酶在混合时的温度是相同的,避免苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性 。
④实验小组改变了实验条件后重复该实验,得到曲线乙,苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标与曲线甲该点是同一位置的原因是 同一种酶的最适温度是一定的,不会因其他因素的不同而改变。 。
(3)如表是某实验小组的详细实验结果:
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80
果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10
根据上述结果实验结果表明,当温度为 40℃ 时果汁量最多,能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度? 不能 。如果不能,请设计出进一步探究果汁酶的最适温度的实验方案 可以以40℃为中心,设置更小的温度梯度进行实验,得到苹果汁量最多的一组对应的温度更接近果胶酶的最适温度 。
【答案】见试题解答内容
【分析】1、果胶酶的作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清。
2、成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
3、酶的活性
(1)概念:指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法:用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
(3)酶反应速度的表示方法:用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
(4)酶活性的影响因素:温度、pH和酶的抑制剂等。
4、探究温度对酶活性的影响实验和探究果胶酶的用量。
(1)实验流程
制备苹果泥→设置一系列具有梯度的温度和pH→加入果胶酶反应一段时间→过滤果汁
(2)该实验的自变量是温度,因变量是酶的活性,检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。
【解答】解:(1)根据微生物的发酵过程,可知正确的实验装置顺序是acdb。
(2)酶的活性受温度和pH影响;果胶酶的活性可用苹果汁的澄清度和果汁的体积来表示;将酶和底物分别装在试管中,保温的目的是让果胶酶和苹果泥处于相同的温度;同种酶的最适温度相同,因此改变其他因素,酶的最适温度不变。
(3)该实验只能得出在所设计的温度下,40℃的酶活性高,由于没有设计40℃左右,缩小温度梯度的实验,如梯度为1的实验,观察果汁量,因此不能确定40℃就是果胶酶的最适温度。可以以40℃为中心,设置更小的温度梯度进行实验,得到苹果汁量最多的一组对应的温度更接近果胶酶的最适温度。
故答案为:(1)acdb
(2)①D
②苹果汁的体积
③保证苹果泥和果胶酶在混合时的温度是相同的,避免苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性
④同一种酶的最适温度是一定的,不会因其他因素的不同而改变
(3)40℃不能 可以以40℃为中心,设置更小的温度梯度进行实验,得到苹果汁量最多的一组对应的温度更接近果胶酶的最适温度(2分)
【点评】本题考查了果胶酶活性测定的相关知识,意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力。
27.研究甘蔗的叶片结构发现,甘蔗的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列,叶肉细胞的叶绿体中含发达基粒,维管束鞘细胞的叶绿体中无基粒或基粒发育不良,甘蔗细胞暗反应中碳同化的过程先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中,过程如图所示。
(1)图中,光反应主要发生在 叶肉细胞 (填“叶肉细胞”“维管束鞘细胞”或“叶肉细胞和维管束鞘细胞”)的叶绿体中,它能够为卡尔文循环中C3还原提供 ATP和 和 [H](或NADPH)
(2)将甘蔗置于适宜光照下一段时间后,取一片正常叶片,脱色处理后滴加碘液,做叶片的横切面装片,放在显微镜下观察,发现叶肉细胞不变蓝而维管束鞘细胞变蓝,原因是 叶肉细胞中不能进行卡尔文循环产生淀粉,而维管束鞘细胞中能进行卡尔文循环产生淀粉 。
(3)甘蔗在干旱、强光、高温条件下,能通过叶肉细胞中对CO2具有很强的亲和力的PEP羧化酶,促使PEP把大气中含量很低的CO2以 苹果酸 的形式固定下来,并且转移到维管束鞘细胞内的叶绿体中,分解产生CO2,用于其卡尔文循环合成有机物。
【答案】(1)叶肉细胞 ATP和[H](或 NADPH)
(2)叶肉细胞中不能进行卡尔文循环产生淀粉,而维管束鞘细胞中能进行卡尔文循环产生淀粉
(3)苹果酸
【分析】根据题干信息和图形分析:在甘蔗叶肉细胞中PEP(C3)将CO2固定成苹果酸,苹果酸进一步可转运到甘蔗的维管束鞘细胞中去释放出CO2,同时产生C3(丙酮酸),丙酮酸进入叶肉细胞的叶绿体进一步反应生成PEP;而释放出的CO2又可与RuBP(核酮糖二磷酸)结合进生成C3。
【解答】解:(1)由图可知:碳同化过程中CO2的可以与PEP结合生成苹果酸,也可与C5结合生成C3,故碳同化过程中CO2的受体是C3和C5,光反应主要发生在叶肉细胞的叶绿体中,它能够为卡尔文循环中C3还原提供NADPH和ATP。
(2)由图可知:淀粉的生成是在维管束鞘细胞中经过卡尔文循环合成的,而叶肉细胞不进行卡尔文循环,不形成淀粉,故叶肉细胞不变蓝而维管束鞘细胞变蓝。
(3)根据题干信息和图形分析:在甘蔗叶肉细胞中PEP将CO2固定成苹果酸,苹果酸进一步可转运到甘蔗的维管束鞘细胞中去释放出CO2,用于其卡尔文循环合成有机物。
故答案为:
(1)叶肉细胞 ATP和[H](或 NADPH)
(2)叶肉细胞中不能进行卡尔文循环产生淀粉,而维管束鞘细胞中能进行卡尔文循环产生淀粉
(3)苹果酸
【点评】解答本题的关键是掌握光合作用暗反应的详细过程,明确图示暗反应过程是有所不同的,弄清楚叶肉细胞的叶绿体中PEP固定二氧化碳的机理,并能够判断根据所学知识综合分析答题。
四.解答题(共3小题)
28.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了实验:在酶量一定且环境适宜的条件下,检测加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响,结果如图1所示。请回答下列问题:
(1)酶是活细胞产生的能发挥 催化 作用的有机物,其合成原料是 氨基酸或核糖核苷酸 。
(2)由图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有 抑制 (填“促进”或“抑制”)作用。
(3)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,因此酶的作用具有 专一 性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推测的模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为 B (填“B”或“C”)。
(4)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图3所示。
①本实验的自变量是 是否加入板栗壳黄酮和不同pH ,温度是 无关 变量,实验组和对照组的温度设置应 相同且适宜 。
②由图3可知,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变 大 。
③若要探究pH为7.4条件下,不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,实验的基本思路是:在pH为7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮的 浓度梯度 ,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值。
【答案】(1)催化;氨基酸或核糖核苷酸
(2)抑制
(3)专一;B
(4)是否加入板栗壳黄酮和不同pH;无关变量;相同且适宜;大;浓度梯度
【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。
【解答】解:(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,因此其合成原料为氨基酸或核糖核苷酸。
(2)据图1实验结果显示,加入板栗壳黄酮后酶促反应速率比对照组低,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。
(3)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,说明酶促反应的发生需要酶与底物发生特异性结合,因此酶的作用具有专一性。图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使脂肪无法与脂肪酶发生结合,从而实现了对酶促反应速率的抑制,该抑制作用会导致脂肪的分解终止,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解。据图1可知,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组,且增加脂肪浓度,反应速率依然比对照组低,因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。
(4)①本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄铜对胰脂肪酶活性的影响,根据实验目的可知,本实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和不同pH。温度属于无关变量,实验组和对照组的温度设置应相同且适宜。
②由图2可知,胰脂肪酶作用效率最高的pH值约为7.4,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶的最适pH变大,即由7.4变成了7.7。
③若要探究不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度,因变量为酶促反应速率,因此实验的基本思路是在pH7.4条件下,设置一系列板栗壳黄酮浓度梯度,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性,并计算其差值。
故答案为:
(1)催化;氨基酸或核糖核苷酸
(2)抑制
(3)专一;B
(4)是否加入板栗壳黄酮和不同pH;无关变量;相同且适宜;大;浓度梯度
【点评】本题考查了影响酶活性的因素,需要学生熟知酶的作用机理以及影响酶促反应速率的因素,正确分析题中相关曲线的含义是解答本题的前提,掌握实验设计的基本思路是解答本题另一关键。
29.三羧酸循环(TCA循环)是糖类、脂肪、蛋白质等物质分解代谢的最终共同途径。图1为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。回答下列问题:
(1)生物通过 丙酮酸、乙酰CoA 等代谢中间物,将生物小分子的分解与合成代谢相互联系。在 细胞质基质 (填细胞结构名称)中,糖类酵解产生 丙酮酸 ,脂肪分解产生 脂肪酸和甘油 ,蛋白质分解产生氨基酸。这些物质最终都需转化为 乙酰CoA 才能参加TCA循环。
(2)糖酵解和TCA循环产生的 NADH 分解产生高能电子和H+。电子通过 线粒体内膜 中的电子传递链,最终传递给 O2 。H+在膜间隙中聚集产生较高的化学势能,最终通过ATP合酶释放,ATP合酶的作用有 将H+由线粒体膜间隙转运至线粒体基质,催化ATP合成 。
(3)ATP合酶的结构与功能如图2所示。β亚基有β1~β3三个催化位点,每个位点可呈现三种构象,O为开放构象,T为紧密构象,L为松弛构象,其中 T 构象能催化ADP和Pi合成ATP。H+势能推动γ亚基旋转,从而引起β亚基依次呈现 O→L→T (用字母和箭头表示)构象变化。
(4)研究表明,大肠杆菌中每合成一个ATP分子的H+/ATP值约为3.3,即10个H+可推动γ亚基旋转一周。中心线粒体完成该过程需要8个H+,其H+/ATP值约为 2.67 。
【答案】(1)丙酮酸、乙酰CoA 细胞质基质 丙酮酸 脂肪酸和甘油 乙酰CoA
(2)NADH 线粒体内膜 O2 将H+由线粒体膜间隙转运至线粒体基质,催化ATP合成
(3)T O→L→T
(4)2.67
【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,ATP分子的结构式可以简写成A﹣P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团;ATP的化学性质不稳定,在有关酶的催化作用下,ATP分子远离A那个特殊化学键很容易水解,于是远离A那个P就脱离开来,形成游离的Pi,同时释放出大量的能量,ATP就转化成了ADP。
【解答】解:(1)由图1可知,葡萄糖的代谢产物丙酮酸可以进入线粒体中进一步氧化分解。故结合题意可知,生物通过丙酮酸、乙酰﹣CoA等代谢中间物,将生物小分子的分解与合成代谢相互联系。在细胞质基质中,糖类酵解产生丙酮酸,脂肪分解产生脂肪酸和甘油,脂肪酸进一步分解产生乙酰﹣CoA,蛋白质分解产生氨基酸。这些物质最终都需转化为乙酰﹣CoA才能参加TCA循环。
(2)糖酵解和TCA循环产生的NADH(还原型辅酶Ⅰ)分解产生高能电子和H+,NADH是细胞呼吸过程中产生的重要还原型辅酶,可携带高能电子,电子通过线粒体内膜中的电子传递链,因为线粒体内膜上有一系列与电