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第5章 细胞的能量供应和利用
一.选择题(共18小题)
1.如图表示某同学做“光合色素的提取与分离”实验的改进装置。下列相关叙述错误的是( )
A.提取色素时一般加入二氧化硅使研磨更加充分
B.分离色素前需要将滤液滴加在a处
C.溶解度越高的色素在滤纸上分离出来的色素带越宽
D.实验得到的4个同心圆中,最里面的一个圆呈黄绿色
2.某同学在25℃、最适pH下测定唾液淀粉酶催化不同浓度淀粉分解的酶促反应速率,结果如图。若想提高X,以下做法不恰当的是( )
A.将反应体系放入37℃的恒温水浴锅
B.加入少量HCl或NaOH调整pH
C.向各组溶液中添加等量的稀释唾液
D.向各组溶液中添加等量唾液淀粉酶激活剂
3.下列有关细胞中ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP的合成和水解可能发生在细胞同一场所中
B.ATP水解产生的能量用于细胞中的放能反应
C.ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化
D.ATP与ADP之间的迅速转化保证生命活动的正常进行
4.研究发现,当葡萄糖超过一定浓度时,野生型酵母菌即使在有氧条件下也主要进行酒精发酵。通过基因工程构建突变菌可阻断酒精发酵。下列分析不合理的是( )
A.消耗等量葡萄糖时,有氧呼吸释放能量高于无氧呼吸
B.高浓度葡萄糖可能抑制野生型酵母菌线粒体内相关酶的活性
C.上述现象说明环境因素会影响微生物的代谢途径
D.可通过敲除细胞呼吸第一阶段的关键酶基因来构建突变菌
5.研究工作者利用AI预测蛋白质与配体相互作用的关键结构以及活性位点,最终准确预测出脂肪族、芳香族和芳基脂肪族腈酶的底物范围。该研究主要体现的酶特性是( )
A.专一性 B.多样性
C.高效性 D.作用条件比较温和
6.ATP是细胞内的能量“货币”,细胞中不能合成ATP的场所是( )
A.细胞质基质 B.内质网
C.线粒体 D.叶绿体
7.ATP是细胞中的直接能源物质,其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.ATP能参与RNA的合成
B.γ位磷酸基团具有较高的转移势能
C.正常细胞ATP和ADP的相互转化处于动态平衡中
D.许多放能反应与ATP水解的反应相联系
8.下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.多酶片含有多种消化酶,咀嚼后服用效果更佳
B.酶具有专一性,一种酶只能催化一种生化反应
C.酶的活性中心与底物结合后为反应提供活化能
D.酶与底物结合时构象发生变化,脱离后构象恢复
9.葡萄糖在细胞质基质中的分解是细胞呼吸的重要步骤,如图为该过程示意图,其中酶3是该过程的主要限速酶。癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化。下列分析错误的是( )
A.可用稳定同位素标记的葡萄糖来追踪分解的具体过程,并揭示不同酶的催化作用
B.该过程不需要消耗氧气,消耗并产生ATP,无ATP积累,产物还有还原型辅酶Ⅰ
C.推测细胞内ATP含量较高时,抑制酶3的活性;ATP含量低时,激活酶3的活性
D.抑制丙酮酸向乳酸转化,使NADH在细胞质基质中积累,可能抑制癌细胞的分裂
10.ATP肠溶片可改善细胞代谢、缓解能量缺乏等。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖结合形成
B.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
C.ATP的合成与呼吸作用等吸能反应相联系
D.吸收的ATP可为细胞的生命活动直接提供能量
11.ATP分子的结构简式是( )
A.A~P﹣P﹣P B.A﹣T~P C.A﹣P~P~P D.A﹣P﹣P~P
12.茶树中细胞液内的茶多酚会被细胞质中的茶多酚氧化酶氧化而变红。杀青是绿茶加工过程中的关键工序,即将茶叶放在滚筒机中,在220℃下翻滚1分钟左右。下列叙述错误的是( )
A.“杀青”的主要目的是破坏茶多酚氧化酶的活性以保持茶叶的绿色
B.红茶制作过程应充分利用茶多酚氧化酶氧化作用使茶多酚变红
C.采摘过程中液泡膜被破坏可能会加速茶多酚氧化变红的过程
D.茶多酚氧化酶能为茶多酚氧化变红过程提供活化能
13.如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.长期偏爱高糖膳食的人体内,图示过程会加强,进而导致体内脂肪积累
B.细胞溶胶中有催化过程①的酶,该过程会产生少量[H]和ATP
C.过程②产生的二碳化合物是酒精
D.物质X为甘油,在糖尿病患者体内,X与脂肪酸反应合成脂肪减少
14.呼吸链由蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等组成,它可以传递e﹣并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。如图表示线粒体中进行的部分生理过程,下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP供能
B.线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶
C.硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示方式供能
D.蛋白复合体Ⅳ处发生的是有氧呼吸第三阶段,释放大量能量
15.胃蛋白酶是由胃部细胞分泌至胃液中的消化酶,下列叙述错误的是( )
A.胃蛋白酶的基本单位是氨基酸
B.高尔基体参与胃蛋白酶的加工过程
C.胃蛋白酶可以催化淀粉酶的水解
D.胃蛋白酶应在中性pH、低温条件下保存
16.食品检测时常用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药,操作过程如图所示(操作后将速测卡置于37℃恒温箱装置中10min为佳),其原理为:胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质,有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。下列叙述正确的是( )
A.将农药残留速测卡置于常温下保存可延长有效期
B.秋冬季节检测,“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长
C.“白色”药片呈现的蓝色越深,说明菠菜表面残留的有机磷农药越多
D.每批测定应设置滴加等量菠菜浸洗液到“白色药片”上的空白对照卡
17.酶和ATP是细胞代谢过程中两类重要的物质。下列生理过程中既需要酶参与又需要ATP供能的代谢过程为( )
A.氨基酸脱水缩合形成多肽链
B.脂肪水解形成甘油和脂肪酸
C.葡萄糖分解变成丙酮酸
D.光合作用中CO2被C5固定生成C3
18.在高等植物光合作用的卡尔文循环中,催化CO2固定形成三碳酸的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是( )
A.Rubisco存在于叶绿体基粒中
B.Rubisco催化五碳糖和CO2发生反应
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.必须在光照条件下Rubisco才能发挥作用
二.填空题(共9小题)
19.如图为某植物光合作用速率和环境因素之间的关系,甲图表示该植物通过光合作用产生氧气的速率,乙图表示该植物的氧气释放速率.请据图分析并回答下面的问题.
(1)甲图中,OS段的限制因素是 ,此时主要影响光合作用过程的 阶段;C点后的主要限制因素是 ,此时主要影响光合作用过程的 阶段.
(2)若呼吸作用强度不变,请根据乙图分析,C点产生氧气的速率是 mL/h,该植物在此光照强度下进行光合作用,除利用呼吸所产生的CO2外,每小时还应从外界吸收CO2 mL.
(3)根据乙图分析,该植物在甲图中A点每小时光合作用所产生的葡萄糖量是B点的2倍,这主要是因为 .
20.如图所示有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图,据图回答下列问题:
(1)1分子ATP中含有 个高能磷酸键.
(2)图中的a、b分别代表 、 .
(3)进行①反应时能量c用于 ,进行②反应时能量d用于 ,由此可见能量是 ,物质是 .
21.在做叶绿素的提取和分离实验时,研磨绿叶时需要加入 (使研磨充分),碳酸钙( 防止色素受到破坏) (提取色素).分离色素用 液.滤纸条从上到下分别是: 、叶黄素、 、叶绿素b.
22.在活细胞中,如图所示的循环过程永不停止地进行着,请运用所学知识,分析回答下面ATP与ADP循环中的有关问题:
(1)ATP是生物体生命活动的 物质,其分子的结构简式为 ,在②过程中,是由于 的断裂而释放出能量.
(2)在绿色植物细胞内,与①相应的生理活动主要是在细胞内的 、 中进行的.
(3)A1和A2起的作用分别是 、 .
23.跑步是人们常用的减肥方式。请回答下列有关跑步的问题;
(1)慢跑时,氧气能及时供应满足肌肉所需,氧气参与反应的具体场所 ,它与是来自有氧呼吸第 阶段的NADH发生反应,最终生成水。
(2)在释放等量能量的情况下, (填“无氧呼吸”或“有氧呼吸”)消耗更多的葡萄糖。而这种呼吸方式在第 阶段生成ATP。
(3)科学减肥方式仍提倡慢跑,请分析原因: 。
24.如图甲表示光合作用过程的图解,图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜的条件下,光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图.请据图分析并回答下列问题:
(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的 上,这些色素是 、 、 、 .
(2)光合作用的 过程可以分为两个阶段,图甲中A表示 阶段,B表示 阶段,A阶段为B阶段反应提供 .
(3)写出图甲中所示物质:① ;④ ;D过程名称为 .
(4)由图乙可知,影响光合作用的外界因素是 和 .
(5)比较图乙Ⅰ、Ⅱ两条曲线,当光照强度大于a时,曲线Ⅱ的光合作用强度不再增大的原因是 .
(6)写出光合作用的反应式: .
25.某同学利用图2装置进行试验得出的H2O2浓度与酶促反应速率关系如图1,请分析回答下列问题:
(1)图1中AB段说明反应速率大小主要与 有关,实验时如何利用图2中的实验装置进行自变量的设计:
(2)如果装置中放入的是经高温处理过的土豆片,实验现象是 原因是 .
(3)实验过程中温度、pH等保持不变,形成曲线a与曲线b差异的可能原因是 ;将装置中含有新鲜土豆片的烧瓶分别放置在不同温度的水浴锅中,定时记录不同温度条件下产生的气体量,绘制出的温度对过氧化氢酶酶促反应速率影响的线图不够科学,其原因是 .
(4)曲线b在B点后反应速率不再增加的原因是 .
26.回答下列有关实验的问题:
(1)西瓜汁和梨汁比较,适宜用来检测生物组织中还原糖的理想材料是 .
(2)在叶绿体色素的提取和分离实验中,加入 CaCO3的作用是 .色素提取以后发现,绿叶中色素含量最多的色素是 ,扩散速度最快的色素是 .
(3)生物实验中常用 试剂鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质.
(4)现有三支试管A、B、C,向试管A、C内各加入2mL可溶性淀粉溶液,向试管B内加入2mL蔗糖溶液,分别向三支试管中加入1mL唾液淀粉酶,然后将A、B试管保持37℃10min,C试管煮沸10min,最后分别用斐林试剂检验.回答下列问题:
①试管A和B对照,说明酶具有 .
②试管A和C对照,说明酶的活性受 的影响,实验中的自变量是 .
③用斐林试剂检测还原糖的加热方式为 .
④A、B、C试管中会出现砖红色沉淀的是 .
27.(1)活化能是指分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。
(2)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为 ,其发生的主要场所是 。
(3)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 上发生 的过程。
(4) 对维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的 都是十分重要的。
(5)绿叶中色素纸层析法分离的原理: 。
三.实验题(共5小题)
28.不良环境能使植物体内酶活力下降,酶活力降低的程度可作为衡量植株耐受性的重要指标。为探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力,研究人员将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中,用相同浓度的汽车尾气处理16h,取叶片研磨后获得叶片研磨液。用如图装置进行实验,每组实验测定4次,每次向锥形瓶中加入2mL叶片研磨液后均测定5min内的气体收集量,结果如下表(单位:mL)。请答下列问题:
植物 次数
第1次 第2次 第3次 第4次 平均
香樟 对照组 2.1 2.0 2.2 2.1 2.1
实验组 1.6 1.45 1.5 1.35 1.48
杜鹃 对照组 3.0 2.8 2.9 2.9 2.9
实验组 1.8 1.9 2.0 1.9 1.9
(1)本实验中应设计的对照组,对照组的处理方式是:将生理状况相似的香樟或杜鹃置于 的密闭气室中放置16小时。
(2)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是 。
(3)制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时加入缓冲液,其目的是避免研磨过程中 的变化对H2O2酶产生影响。恒温水浴设定为32℃的原因是 。
(4)统计气体收集量时,对每种实验材料均进行4次,并计算平均值,其的目的是 。
(5)实验表明:对汽车尾气污染耐受力较强的植物是 ,判断的理由是 。
29.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下:
①活化酵母细胞:称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌,使酵母细胞活化;
②配制CaCl2溶液:将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中,配制成一定浓度的CaCl2溶液;
③配制海藻酸钠溶液:用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的无菌水中,配制成溶液;
④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合:将活化的酵母细胞迅速加入到刚配制成的海藻酸钠溶液中,充分搅拌混合均匀;
⑤固定化酵母细胞:用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中,观察凝胶珠形成.
(1)请你改正其中两处错误的操作:
第一处 ;
第二处 .
(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右,目的是 .
(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度 (过低/过高).
30.在绿叶中色素的提取实验中,需要加入少许CaCO3,目的是 .
31.某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片中在叶绿体色素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做“提取与分离叶绿体中的色素”实验.
(1)提取和分离叶绿体中色素的正确顺序应该是 .
A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→将实验材料研磨
B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线
C.将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析
D.将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在液纸条上画线→进行纸层析
(2)在将实验材料剪碎、研磨的过程中,需要加入CaCO3、SiO2和95%丙酮,加入这三种试剂的目的分别是 、 、 .
(3)色素层析结果如图所示,请问绿叶组对应的滤纸条编号是 .判断依据是 .
32.为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,请根据所给的实验材料和用具设计实验.
实验目的:探究酵母菌的呼吸类型.
实验原理:酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,但产物不同.
实验材料和用具:酵母菌培养液、带橡皮塞的锥形瓶两只、烧杯4个、两根弯曲的带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、蒸馏水、凡士林.(提示:假设酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物)
实验方法:
(1)将实验材料和用具按图(装置1)安装好.
(2)如果想得到实验结论还必须同时设计对照实验,请描述对照实验装置(装置2)如何设置?装置同上(装置1图),用 代替 溶液,其它条件完全相同.
结果预测和结论:(请在方框内选填左移、右移、不移动等)
现象(红色液滴移动情况) 结论
装置1中液滴 装置2中液滴
1 ① 不移动 只进行有氧呼吸
2 不移动 ② 只进行无氧呼吸
3 ③ ④ 既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
(3)① ② ③ ④
(4)进一步探究:如果要进一步检测酵母菌细胞呼吸产物中有无酒精,常用什么试剂? .若颜色变为 ,说明有酒精产生.
(5)如果氧气供应不足,则人体内葡萄糖的分解产物是 .
(6)请写出有氧呼吸的反应式 .
四.解答题(共4小题)
33.将某植物置于密闭的容器中,测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系,结果如图所示。请分析回答下列相关问题:
(1)A点时该植物产生ATP的细胞器是 ,且与17℃相比,22℃条件下呼吸速率更 (填“大”或“小”)。
(2)B点时光合速率 呼吸速率;当植物缺镁时,B点向 移,E点向 移。
(3)C、D两点CO2吸收量相同,两点光合作用合成有机物的量 (填“不同”或“相同”),限制C、E两点光合速率的主要因素分别是 。
(4)由上述实验得到启示:阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量,可适当 或 。
34.回答下列有关光合作用的问题。
某研究小组对马褂木、光皮桦和楸树三种落叶阔叶幼树的光合特性进行研究,于2017年8月的一天测定了这三种树净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)的日变化曲线。(注:气孔导度指气孔的开放程度)
(1)由图1可知,对于马褂木而言,7:00时其叶肉细胞中叶绿体和线粒体间的气体交换关系可表示为 。
(2)由图1可知,楸树的净光合速率在15:00~17:00时间段不断下降,此时限制光合速率的环境因素主要是 ;受此影响,楸树叶肉细胞中三碳化合物的含量 (选填“上升”“下降”“不变”或“无法判断”)。
(3)根据图2,比较马褂木和楸树气孔导度日变化情况的差异:
(4)由图1可知,马褂木和 有相似的净光合速率日变化曲线,它们均呈双峰曲线,有明显的“午休”现象。小王同学推测,这种“午休”现象的出现是由于正午高温所致的气孔关闭,根据图2息,你 (选填“同意”或“不同意”)这一推测,理由是:
35.小麦是我国重要的粮食作物,对小麦的结构及生理过程的研究有利于指导农业生产、提高粮食产量。请回答下列有关问题:
(1)图1为小麦叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图,其中①②③④分别表示不同的生理过程。图中X代表的物质是 。图中②④过程发生的场所分别是 。[H]在②④过程中的作用分别是 。
(2)将小麦植株置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中,温度分别保持在5℃、15℃、25℃和35℃下,改变光照强度,测定CO2的吸收速率,得到如图2所示的结果,请据图分析:
①、A点时,该植物叶肉细胞产生ATP的场所是 。当光强度大于8时,25℃与15℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2,结果应为M1 M2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
36.探究在适合生长的氮浓度范围内.不同氮素水平对青花菜叶片光合作用的影响,实验结果如表所示:
氮素水平 (mmol L﹣1) 叶绿素含量 (μg cm﹣2) 净光合速率 (μmol m﹣2 s﹣1) 气孔导度 (mmol m﹣2 s﹣1) 胞间CO2浓度 (μL L﹣1)
5(低氮) 86 19.4 0.68 308
10(中氮) 99 20.7 0.84 304
15(偏高) 103 21.4 0.85 301
20(高氮) 103 22.0 0.84 295
请回答:
(1)表中净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积 的吸收量.
(2)光合作用过程中,叶绿素主要吸收 光,光合色素吸收的光能一部分用于将水分解为 ,还有一部分转移到 中.
(3)从表中可知,随着氮素水平的增高,叶片净光合速率逐渐 ,气孔导度 (限制/不限制)净光合速率的变化.
(4)高氮组比偏高组叶片净光合作用速率高,而叶绿素含量相同,推断其主要原因可能是参与光合作用的酶 .
(5)为使实验数据更可靠,在控制好无关变量的基础上,应针对每个氮素水平条件下设置 .
第5章 细胞的能量供应和利用
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.如图表示某同学做“光合色素的提取与分离”实验的改进装置。下列相关叙述错误的是( )
A.提取色素时一般加入二氧化硅使研磨更加充分
B.分离色素前需要将滤液滴加在a处
C.溶解度越高的色素在滤纸上分离出来的色素带越宽
D.实验得到的4个同心圆中,最里面的一个圆呈黄绿色
【答案】C
【分析】提取的原理:色素可以溶解在有机溶剂中。分离的原理:不同色素在有机溶剂中的溶解度不同。因为不同色素在有机溶剂中的溶解度不同,所以在层析液中溶解度大的,随层析液上升快,所以四种色素会分开。
【解答】解:A、提取色素的实验中加入二氧化硅,可使叶片研磨更充分,有利于色素充分的释放,A正确;
B、将提取的色素提取液滴在a处,b处连接层析液,B正确;
C、在“光合色素的提取与分离”实验中,色素带的宽窄取决于色素的含量,而不是溶解度。溶解度越高的色素在滤纸上扩散的速度越快,C错误;
D、实验结果应是得到四个不同颜色、不同大小的同心圆,从外向内依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,叶绿素b呈黄绿色,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查了色素的提取和分离实验等相关知识点,意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
2.某同学在25℃、最适pH下测定唾液淀粉酶催化不同浓度淀粉分解的酶促反应速率,结果如图。若想提高X,以下做法不恰当的是( )
A.将反应体系放入37℃的恒温水浴锅
B.加入少量HCl或NaOH调整pH
C.向各组溶液中添加等量的稀释唾液
D.向各组溶液中添加等量唾液淀粉酶激活剂
【答案】B
【分析】温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的,而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
【解答】解:A、唾液淀粉酶最适温度约37℃,25℃升温至37℃可提高酶活性,增大反应速率X,A正确;
B、实验在最适pH下进行,加入HCl或NaOH调整pH,会偏离最适pH,降低酶活性,无法提高X,B错误;
C、添加等量稀释唾液,增加酶浓度,可提高反应速率X,C正确;
D、向各组溶液中添加等量唾液淀粉酶激活剂,可增强酶的活性,提高酶促反应速率X,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查酶的特性的相关知识,意在考查考生理解所学知识要点、把握知识间内在联系的能力,能够运用所学知识,对生物学问题作出准确的判断,难度适中。
3.下列有关细胞中ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP的合成和水解可能发生在细胞同一场所中
B.ATP水解产生的能量用于细胞中的放能反应
C.ATP水解释放的磷酸基团可以使蛋白质等分子磷酸化
D.ATP与ADP之间的迅速转化保证生命活动的正常进行
【答案】B
【分析】对细胞的正常生活来说,ATP与ADP的相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。生成的ADP又可在一定条件下转化成ATP。ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性。
【解答】解:A、ATP的合成和水解可能发生在同一场所,如线粒体内膜上进行有氧呼吸的第三阶段生成ATP,同时可能水解ATP为某些反应供能,A正确;
B、ATP水解产生的能量用于细胞中的吸能反应,而放能反应通常为ATP合成提供能量,B错误;
C、ATP水解时,末端的磷酸基团可转移至蛋白质等分子,使其磷酸化并改变活性,C正确;
D、ATP与ADP的快速循环转化确保了细胞能量供应的持续性和稳定性,保证生命活动的正常进行,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查ATP与ADP相互转化的过程以及ATP的化学组成和特点等相关知识,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。
4.研究发现,当葡萄糖超过一定浓度时,野生型酵母菌即使在有氧条件下也主要进行酒精发酵。通过基因工程构建突变菌可阻断酒精发酵。下列分析不合理的是( )
A.消耗等量葡萄糖时,有氧呼吸释放能量高于无氧呼吸
B.高浓度葡萄糖可能抑制野生型酵母菌线粒体内相关酶的活性
C.上述现象说明环境因素会影响微生物的代谢途径
D.可通过敲除细胞呼吸第一阶段的关键酶基因来构建突变菌
【答案】D
【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、有氧呼吸将葡萄糖彻底分解为CO2和H2O,释放大量能量(30﹣32个ATP),而无氧呼吸仅产生2个ATP,因此消耗等量葡萄糖时,有氧呼吸释放能量高于无氧呼吸,A正确;
B、高浓度葡萄糖可能通过抑制线粒体内与有氧呼吸相关的酶,导致有氧呼吸受阻,迫使酵母菌转向无氧发酵,B正确;
C、题干现象表明葡萄糖浓度(环境因素)改变了酵母菌的代谢途径(有氧→无氧),说明环境因素影响代谢途径,C正确;
D、细胞呼吸第一阶段是葡萄糖分解为丙酮酸的共同途径,若敲除该阶段关键酶基因,无论有氧或无氧呼吸均无法进行,菌体将无法存活,因此不能通过敲除细胞呼吸第一阶段的关键酶基因来构建突变菌,D错误。
故选:D。
【点评】本题围绕酵母菌代谢调节及基因工程应用展开,考查细胞呼吸能量变化、环境对代谢的影响及基因工程策略,意在理解微生物代谢调控与基因操作的关联,培养科学思维。
5.研究工作者利用AI预测蛋白质与配体相互作用的关键结构以及活性位点,最终准确预测出脂肪族、芳香族和芳基脂肪族腈酶的底物范围。该研究主要体现的酶特性是( )
A.专一性 B.多样性
C.高效性 D.作用条件比较温和
【答案】A
【分析】1、酶对底物具有高度选择性,一种酶通常只作用于一种或一类化合物,催化特定的化学反应;
2、酶的种类繁多;
3、酶的催化效率极高;
4、酶所催化的化学反应一般在较温和的条件下进行,超出适宜范围,其活力会降低甚至消失。
【解答】解:酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是 RNA。其基本单位是氨基酸或核糖核苷酸,材料中提到的蛋白质的关键结构以及活性位点是酶的活性中心,具有特定的空间结构和化学基团分布,与特定底物在结构和形状上互补,负责与底物特异性结合,决定的是酶的专一性,A正确,BCD错误。
故选A。
【点评】本题考查酶的特性以及其特性的定义,需要考生理解酶的特性包括高效性、专一性、多样性、温和性等特性。
6.ATP是细胞内的能量“货币”,细胞中不能合成ATP的场所是( )
A.细胞质基质 B.内质网
C.线粒体 D.叶绿体
【答案】B
【分析】ATP在细胞内的含量很少,但是细胞对于ATP的需要量很大,ATP与ADP在细胞内不停地转化,保证了细胞对于ATP的大量需求,合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用,合成场所在线粒体、细胞质基质、叶绿体。
【解答】解:A、有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸场所在细胞质基质,细胞质基质是植物和动物形成ATP的场所之一,A正确;
B、内质网对蛋白质进行加工和运输,消耗ATP,不能合成ATP,B错误;
C、线粒体是有氧呼吸的主要场所,可以合成ATP,C正确;
D、叶绿体是光合作用的场所,可以合成ATP,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查ATP合成场所的相关知识,属识记内容,相对简单,应理解加记忆并举,学生作答一般不会出现太多错误.
7.ATP是细胞中的直接能源物质,其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.ATP能参与RNA的合成
B.γ位磷酸基团具有较高的转移势能
C.正常细胞ATP和ADP的相互转化处于动态平衡中
D.许多放能反应与ATP水解的反应相联系
【答案】D
【分析】1、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,~代表一种特殊的化学键。
2、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那个磷酸基团就脱离开来,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:A、ATP去掉两个磷酸基团后称为腺苷一磷酸,其是RNA的基本单位之一,故ATP能参与RNA的合成,A正确;
B、ATP末端的磷酸基团具有较高的转移势能,容易水解释放能量,根据题图可知,γ位磷酸基团具有较高的转移势能,B正确;
C、活细胞内的ATP含量很少,在正常条件下,细胞内ATP与ADP的相互转化处于动态平衡状态,以满足细胞的能量需求,C正确;
D、ATP水解释放能量,许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,ATP水解所释放的能量可用于吸能反应,D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查ATP等知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
8.下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.多酶片含有多种消化酶,咀嚼后服用效果更佳
B.酶具有专一性,一种酶只能催化一种生化反应
C.酶的活性中心与底物结合后为反应提供活化能
D.酶与底物结合时构象发生变化,脱离后构象恢复
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
【解答】解:A、多酶片中的消化酶在胃的酸性环境中会被破坏,应整片吞服以保证酶在小肠(适宜pH)发挥作用,咀嚼会破坏酶结构,A错误;
B、酶的专一性指一种酶催化一种或一类化学反应,并非只能催化一种反应,B错误;
C、酶通过降低反应的活化能加速反应,而非提供活化能,C错误;
D、根据诱导契合学说,酶与底物结合时构象改变,反应后恢复原状,可重复利用,D正确。
故选:D。
【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。
9.葡萄糖在细胞质基质中的分解是细胞呼吸的重要步骤,如图为该过程示意图,其中酶3是该过程的主要限速酶。癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化。下列分析错误的是( )
A.可用稳定同位素标记的葡萄糖来追踪分解的具体过程,并揭示不同酶的催化作用
B.该过程不需要消耗氧气,消耗并产生ATP,无ATP积累,产物还有还原型辅酶Ⅰ
C.推测细胞内ATP含量较高时,抑制酶3的活性;ATP含量低时,激活酶3的活性
D.抑制丙酮酸向乳酸转化,使NADH在细胞质基质中积累,可能抑制癌细胞的分裂
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢,同时产生少量的ATP,该过程发生在细胞质基质中,第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢,同时也产生少量的ATP,该过程发生在线粒体基质中,第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水,同时释放出大量的能量。
2、无氧呼吸分为两个阶段:第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同,第二阶段是丙酮酸和还原氢反应形成二氧化碳和酒精或者是乳酸,该过程没有能量产生,发生在细胞质基质中。
【解答】解:A、同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,因此可用稳定同位素标记的葡萄糖(用18O标记葡萄糖)来追踪分解的具体过程,并揭示不同酶的催化作用,A正确;
B、图示过程为葡萄糖在细胞质基质中的分解,为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,不需要消耗氧气,但ATP有积累,产物有ATP和还原型辅酶Ⅰ,B错误;
C、酶3是该过程的主要限速酶,推测细胞内ATP含量较高时,也就是细胞能量供应充足时,葡萄糖在细胞质基质中的分解速度减慢,通过抑制酶3的活性;ATP含量低细胞能量供应不足时,激活酶3的活性,使葡萄糖在细胞质基质中的分解速度加快,C正确;
D、癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化,说明癌细胞进行无氧呼吸,抑制丙酮酸向乳酸转化,使NADH在细胞质基质中积累,就是抑制癌细胞的无氧呼吸,切断癌细胞能量供应,从而抑制分裂,D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查有氧呼吸过程、意义等的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
10.ATP肠溶片可改善细胞代谢、缓解能量缺乏等。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖结合形成
B.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
C.ATP的合成与呼吸作用等吸能反应相联系
D.吸收的ATP可为细胞的生命活动直接提供能量
【答案】C
【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,~代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。
【解答】解:A、ATP中的A代表腺苷,由腺嘌呤和核糖结合形成,A正确;
B、细胞质基质、线粒体等产生ATP,细胞核内活动(如DNA复制)需消耗ATP,因此细胞质和细胞核中均有ATP分布,B正确;
C、许多放能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中,C错误;
D、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,吸收的ATP 可为细胞的生命活动直接提供能量,D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查ATP在生命活动中的作用和意义、ATP的化学组成和特点以及ATP与ADP相互转化的过程等相关知识,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。
11.ATP分子的结构简式是( )
A.A~P﹣P﹣P B.A﹣T~P C.A﹣P~P~P D.A﹣P﹣P~P
【答案】C
【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,~代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。
【解答】解:ABCD、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,~代表一种特殊的化学键,ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题属于基础题,考查ATP的化学组成和特点,要求考生识记ATP的结构特点,属于考纲识记层次的考查。
12.茶树中细胞液内的茶多酚会被细胞质中的茶多酚氧化酶氧化而变红。杀青是绿茶加工过程中的关键工序,即将茶叶放在滚筒机中,在220℃下翻滚1分钟左右。下列叙述错误的是( )
A.“杀青”的主要目的是破坏茶多酚氧化酶的活性以保持茶叶的绿色
B.红茶制作过程应充分利用茶多酚氧化酶氧化作用使茶多酚变红
C.采摘过程中液泡膜被破坏可能会加速茶多酚氧化变红的过程
D.茶多酚氧化酶能为茶多酚氧化变红过程提供活化能
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【解答】解:A、“杀青”在220℃高温下进行,酶在高温下会变性失活,所以“杀青”的主要目的是破坏茶多酚氧化酶的活性,阻止茶多酚被氧化,从而保持茶叶的绿色,A正确;
B、红茶制作需茶多酚氧化酶催化茶多酚氧化生成有色物质,故需保留酶活性以促进反应,B正确;
C、液泡膜破坏后,液泡内的茶多酚与细胞质中的茶多酚氧化酶接触,加速氧化反应,C正确;
D、酶通过降低化学反应的活化能起催化作用,而非直接提供活化能,D错误;
故选:D。
【点评】本题主要考查酶的相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
13.如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.长期偏爱高糖膳食的人体内,图示过程会加强,进而导致体内脂肪积累
B.细胞溶胶中有催化过程①的酶,该过程会产生少量[H]和ATP
C.过程②产生的二碳化合物是酒精
D.物质X为甘油,在糖尿病患者体内,X与脂肪酸反应合成脂肪减少
【答案】C
【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。
【解答】解:A、据图分析,人体内葡萄糖可以通过一系列的过程转化成脂肪,故长期偏爱高糖膳食的人,体内多余的糖,会加强图示过程而导致体内脂肪积累,A正确;
B、呼吸作用第一阶段在细胞质基质中进行,故细胞质基质中有催化过程①(呼吸作用第一阶段)的酶,该过程会产生少量[H]和ATP,B正确;
C、人体有氧呼吸和无氧呼吸都不能产生酒精,C错误;
D、物质X为甘油,在糖尿病患者体内,X与脂肪酸反应合成脂肪减少,在糖尿病患者体内,糖进入组织细胞和在细胞内的转换和利用发生障碍,导致图示过程减弱,脂肪分解增加,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查物质的转化过程,主要考查学生对糖酵解、无氧呼吸和有氧呼吸过程过程的理解和运用能力,需要对相关的生理过程掌握熟练。
14.呼吸链由蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等组成,它可以传递e﹣并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。如图表示线粒体中进行的部分生理过程,下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP供能
B.线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶
C.硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示方式供能
D.蛋白复合体Ⅳ处发生的是有氧呼吸第三阶段,释放大量能量
【答案】D
【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、由图可知丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质所需的能量由H+浓度差提供,不需要ATP,A错误;
B、线粒体内膜上分布着大量与呼吸作用有关的酶,B错误,
C、硝化细菌没有线粒体,不存在图示方式供能,C错误;
D、有氧呼吸第三阶段是[H]与氧气结合生成水并释放大量能量,从图中可以看出在蛋白复合体Ⅳ处发生的是[H](NADH脱下的氢)与氧气结合生成水的过程,所以此处发生的是有氧呼吸第三阶段,释放大量能量,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查细胞呼吸等知识,要求考生识记相关知识点,能正确分析题意,再结合所学的知识准确答题。
15.胃蛋白酶是由胃部细胞分泌至胃液中的消化酶,下列叙述错误的是( )
A.胃蛋白酶的基本单位是氨基酸
B.高尔基体参与胃蛋白酶的加工过程
C.胃蛋白酶可以催化淀粉酶的水解
D.胃蛋白酶应在中性pH、低温条件下保存
【答案】D
【分析】胃蛋白酶属于分泌蛋白。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。酶的特点是酶具有高效性、专一性、作用条件较温和。
【解答】解:A、胃蛋白酶的本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,A正确;
B、胃蛋白酶为分泌蛋白,其加工需经内质网和高尔基体,B正确;
C、淀粉酶是蛋白质,胃蛋白酶在胃液酸性环境中可催化其水解,C正确;
D、胃蛋白酶的最适pH为强酸性(约1.5),保存时若置于中性pH会导致其空间结构破坏,正确的保存条件应为低温和酸性环境,而非中性pH,D错误。
故选:D。
【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。
16.食品检测时常用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药,操作过程如图所示(操作后将速测卡置于37℃恒温箱装置中10min为佳),其原理为:胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质,有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。下列叙述正确的是( )
A.将农药残留速测卡置于常温下保存可延长有效期
B.秋冬季节检测,“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长
C.“白色”药片呈现的蓝色越深,说明菠菜表面残留的有机磷农药越多
D.每批测定应设置滴加等量菠菜浸洗液到“白色药片”上的空白对照卡
【答案】B
【分析】题图分析,白色药片中应含有胆碱酯酶,通过将纸片捏合,胆碱酯酶与红色药片中的物质接触,促进其水解为蓝色物质,如果滴加到白色药片上的菠菜浸洗液中有机磷浓度较高,将抑制胆碱酯酶的作用,从而使其蓝色变浅其至不变色。
【解答】解:A、农药残留速测卡发挥作用依赖于胆碱酯酶,保存酶应该在低温环境下可以延长有效期,A错误;
B、秋冬季节温度较低,酶的活性减弱,检测时,为了使酶充分发挥作用,“红色”和“白色”的叠合时间应适当延长,B正确;
C、“白色”药片呈现的蓝色越深,说明有机磷对胆碱酯酶的抑制作用越弱,菠菜表面残留的有机磷农药越少,C错误;
D、每批测定应设置滴加等量纯净水到“白色药片”上的空白对照卡,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查酶的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
17.酶和ATP是细胞代谢过程中两类重要的物质。下列生理过程中既需要酶参与又需要ATP供能的代谢过程为( )
A.氨基酸脱水缩合形成多肽链
B.脂肪水解形成甘油和脂肪酸
C.葡萄糖分解变成丙酮酸
D.光合作用中CO2被C5固定生成C3
【答案】A
【分析】ATP的利用场景主要包括物质合成、主动运输、肌肉收缩、生物发电发光以及细胞内各种耗能反应。
【解答】解:A、氨基酸脱水缩合形成多肽链,需要酶的催化,同时消耗ATP提供能量,A正确;
B、脂肪水解形成甘油和脂肪酸的过程需要酶的催化,但该过程是释放能量的过程,不需要ATP供能,B错误;
C、葡萄糖分解为丙酮酸需要酶催化,该过程产生ATP,C错误;
D、CO2被C5固定生成C3(暗反应)需要酶的催化,但此过程不消耗ATP,D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查ATP的利用等知识点,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析。
18.在高等植物光合作用的卡尔文循环中,催化CO2固定形成三碳酸的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是( )
A.Rubisco存在于叶绿体基粒中
B.Rubisco催化五碳糖和CO2发生反应
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.必须在光照条件下Rubisco才能发挥作用
【答案】B
【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段包括:①水的光解:H2O→[H]+O2,②ATP的形成:ADP+Pi+能量→ATP,发生场所是叶绿体的类囊体薄膜;暗反应阶段包括:①CO2固定:CO2+C5→2C3,②C3的还原:利用光反应产生的ATP和[H]进行,C3+[H]→C5+(CH2O),发生场所是叶绿体基质。
【解答】解:A、Rubisco参与暗反应过程,暗反应的场所是叶绿体基质,所以Rubisco存在于叶绿体基质中,A错误;
B、分析题意,催化CO2固定形成三碳酸的酶被称为Rubisco,由此可知Rubisco催化五碳糖和CO2发生反应生成三碳酸,B正确;
C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP,C错误;
D、Rubisco参与暗反应过程,暗反应过程不直接需要光照,D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查光合作用的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
二.填空题(共9小题)
19.如图为某植物光合作用速率和环境因素之间的关系,甲图表示该植物通过光合作用产生氧气的速率,乙图表示该植物的氧气释放速率.请据图分析并回答下面的问题.
(1)甲图中,OS段的限制因素是 光照强度 ,此时主要影响光合作用过程的 光反应 阶段;C点后的主要限制因素是 温度 ,此时主要影响光合作用过程的 暗反应 阶段.
(2)若呼吸作用强度不变,请根据乙图分析,C点产生氧气的速率是 80 mL/h,该植物在此光照强度下进行光合作用,除利用呼吸所产生的CO2外,每小时还应从外界吸收CO2 60 mL.
(3)根据乙图分析,该植物在甲图中A点每小时光合作用所产生的葡萄糖量是B点的2倍,这主要是因为 光照相同,提高温度有利于光合作用的进行 .
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意可知:
甲图是光合作用速度和光照强度、温度的关系曲线,OS段温度对光合速率无影响,有影响的是光照强度,A、C两点温度相同,影响因素为光照强度,A、B两点光照强度相同,影响因素为温度,B、C点后光合速率都保持稳定,光照强度对光合速率已经不再有影响,故限制因素为温度;影响光合速率的因素除上述两点外还有二氧化碳的浓度.
乙图表示该植物的氧气释放速度,即净光合速率,计算相应的光合速率需加上光照为零时的呼吸消耗的氧气,即真光合速率=净光合速率+呼吸速率.
【解答】解:(1)甲图中,0S段随光照强度的增加,光合作用产生氧气的速度也随着增加,故0S段的限制因素是光照强度,此时主要影响光合作用过程的光反应阶段;C点后光合作用产生氧气的速度不再随着随光照强度的增加而增加,但在C点改变温度会影响光合作用强度的变化,故C点后的主要限制因素是温度.C点以后光照强度不再影响光合作用强度,所以此时主要影响光合作用过程的暗反应阶段.
(2)若呼吸强度不变,根据乙图分析,甲图中C点为光的饱和点,故所处的光照强度是5千勒克司.分析图乙看出,该植物细胞呼吸消耗的氧气速度是20毫升/小时,净光合作用产生氧气的速度是60毫升/小时(从外界吸收的二氧化碳的量),故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是60+20=80毫升/小时.
(3)根据乙图分析,该植物在甲图中A点每小时光合作用所产生的葡萄糖量是B点的2倍,这主要是因为光照相同,提高温度在25摄氏度的条件下光合作用强度大于15摄氏度的光合作用强度,所以提高温度有利于光合作用的进行.
故答案为:
(1)光照强度 光反应 温度 暗反应
(2)80 60
(3)光照相同,提高温度有利于光合作用的进行
【点评】本题以图形为载体,考查了光合作用和有氧呼吸的过程及两者的联系.考查了学生识图、析图能力,运用所学知识分析和解决问题的能力,综合理解能力,有一定的难度.光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点.光合作用合成有机物,而呼吸作用分解有机物.光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气,呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水.净光合作用速率=真光合作用速率﹣呼吸作用速率.
20.如图所示有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图,据图回答下列问题:
(1)1分子ATP中含有 2 个高能磷酸键.
(2)图中的a、b分别代表 呼吸作用 、 光合作用 .
(3)进行①反应时能量c用于 合成ATP ,进行②反应时能量d用于 生物体的各项生命活动 ,由此可见能量是 不可逆 ,物质是 可逆 .
【答案】见试题解答内容
【分析】1、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.
2、分析题图可知,a为呼吸作用,b为光合作用,c是指合成ATP的化学能和其他形式的能量,d指ATP水解释放的化学能.①是合成ATP的反应,②是ATP的水解反应.
【解答】解:(1)ATP的结构简式为A﹣P~P~P,故1分子ATP中含有2个高能磷酸键.
(2)合成ATP时的能量来源,绿色植物来自于光合作用和呼吸作用的生理过程中,动物和人则来自于进行呼吸作用时有机物的氧化分解.
(3)进行①反应时能量用于合成ATP,进行②反应时能量用于生物体的各项生命活动.由此可见能量是不可逆,物质是可逆的.
故答案为:
(1)2
(2)呼吸作用 光合作用
(3)合成ATP 生命体的各项生命活动 不可逆 可逆
【点评】本题考查ATP与ADP相互转化的有关知识,意在考查学生的理解和应用能力,解答本题的关键是掌握ATP合成的能量来源.
21.在做叶绿素的提取和分离实验时,研磨绿叶时需要加入 二氧化硅 (使研磨充分),碳酸钙( 防止色素受到破坏) 无水乙醇 (提取色素).分离色素用 层析 液.滤纸条从上到下分别是: 胡萝卜素 、叶黄素、 叶绿素a 、叶绿素b.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、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.
2、色素分离的实验结果:
【解答】解:在做叶绿素的提取和分离实验时,研磨绿叶时需要加入二氧化硅(使研磨充分),碳酸钙( 防止色素受到破坏),无水乙醇(提取色素);
分离色素用层析液.
滤纸条从上到下分别是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b.
故答案为:
二氧化硅 无水乙醇 层析液 胡萝卜素 叶绿素a
【点评】本题考查课本基础实验的原理,要求学生掌握提取和分离叶绿体中色素的方法,理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能;要特别注意实验中的任何试剂的作用和步骤都有其道理,学习时要注意理解.
22.在活细胞中,如图所示的循环过程永不停止地进行着,请运用所学知识,分析回答下面ATP与ADP循环中的有关问题:
(1)ATP是生物体生命活动的 直接能源 物质,其分子的结构简式为 A﹣P~P~P ,在②过程中,是由于 远离A的高能磷酸 的断裂而释放出能量.
(2)在绿色植物细胞内,与①相应的生理活动主要是在细胞内的 细胞质基质 、 叶绿体、线粒体 中进行的.
(3)A1和A2起的作用分别是 ATP合成酶 、 ATP水解酶 .
【答案】见试题解答内容
【分析】本题主要考查ATP的有关知识.
ATP又叫三磷酸腺苷,简称为ATP,其结构式是:A﹣P~P~P.A﹣表示腺苷、T﹣表示三个、P﹣表示磷酸基团.“~”表示高能磷酸键.ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物,它的大量化学能就储存在高能磷酸键中.ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键.ATP是生命活动能量的直接来源,但本身在体内含量并不高.ATP来源于光合作用和呼吸作用,场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体.
【解答】解:(1)ATP是生物体生命活动的直接能源物质,ATP是的英文名称缩写三磷酸腺苷,其分子结构简式为A﹣P~P~P,在分解的过程中,是由于远离A的高能磷酸键断裂而释放出能量.
(2)ATP来源于光合作用和呼吸作用,在绿色植物的叶肉细胞内既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,故与酶1催化的相应生理活动是在细胞的细胞质基质、叶绿体和线粒体中进行.
(3)据图示可知,A1为催化ATP合成的酶,A2为催化ATP水解的酶.
故答案为:
(1)直接能源 A﹣P~P~P 远离A的高能磷酸
(2)细胞质基质 叶绿体、线粒体
(3)ATP合成酶 ATP水解酶
【点评】本题主要考查学生对知识的理解和记忆能力.脂肪是生物体中良好的储能物质,糖类是生物体中主要的能源物质,ATP是生物体所需能量的直接能源物质,根本的能量来源是太阳能.
23.跑步是人们常用的减肥方式。请回答下列有关跑步的问题;
(1)慢跑时,氧气能及时供应满足肌肉所需,氧气参与反应的具体场所 线粒体内膜 ,它与是来自有氧呼吸第 一、二 阶段的NADH发生反应,最终生成水。
(2)在释放等量能量的情况下, 无氧呼吸 (填“无氧呼吸”或“有氧呼吸”)消耗更多的葡萄糖。而这种呼吸方式在第 一 阶段生成ATP。
(3)科学减肥方式仍提倡慢跑,请分析原因: 慢跑时进行有氧呼吸,消耗等量葡萄糖时有氧呼吸比无氧呼吸释放更多能量,消耗更多脂肪,减肥效果更好 。
【答案】(1)线粒体内膜;一、二
(2)无氧呼吸;一
(3)慢跑时进行有氧呼吸,消耗等量葡萄糖时有氧呼吸比无氧呼吸释放更多能量,消耗更多脂肪,减肥效果更好。
【分析】1、无氧呼吸分为两个阶段:第一阶段:葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并释放少量能量;第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳,不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
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:(1)慢跑时,氧气参与有氧呼吸第三阶段,具体场所是线粒体内膜,它与来自有氧呼吸第一、二阶段的NADH发生反应,最终生成水。
(2)无氧呼吸释放的能量少,在释放等量能量的情况下,无氧呼吸消耗更多的葡萄糖。无氧呼吸只在第一阶段生成少量ATP。
(3)科学减肥方式仍提倡慢跑,是因为慢跑时氧气能及时供应满足肌肉所需,进行有氧呼吸,消耗等量葡萄糖时有氧呼吸比无氧呼吸释放更多能量,消耗更多脂肪,达到更好的减肥效果。
故答案为:
(1)线粒体内膜;一、二
(2)无氧呼吸;一
(3)慢跑时进行有氧呼吸,消耗等量葡萄糖时有氧呼吸比无氧呼吸释放更多能量,消耗更多脂肪,减肥效果更好。
【点评】本题考查有氧呼吸和无氧呼吸的相关知识,结合生活中慢跑减肥的情境,考查学生对呼吸作用过程、能量释放等知识的理解和应用能力。
24.如图甲表示光合作用过程的图解,图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜的条件下,光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图.请据图分析并回答下列问题:
(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的 囊状结构薄膜 上,这些色素是 胡萝卜素 、 叶黄素 、 叶绿素a 、 叶绿素b .
(2)光合作用的 光反应 过程可以分为两个阶段,图甲中A表示 光反应 阶段,B表示 暗反应 阶段,A阶段为B阶段反应提供 [H]和ATP .
(3)写出图甲中所示物质:① 氧气 ;④ 二氧化碳 ;D过程名称为 C3的还原 .
(4)由图乙可知,影响光合作用的外界因素是 光照强度 和 CO2浓度 .
(5)比较图乙Ⅰ、Ⅱ两条曲线,当光照强度大于a时,曲线Ⅱ的光合作用强度不再增大的原因是 CO2浓度过低,限制了光合作用暗反应阶段的进行 .
(6)写出光合作用的反应式: CO2+H2O(CH2O)+O2 .
【答案】见试题解答内容
【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变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程.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[H]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[H]的作用下还原生成糖类等有机物.
2、结合题意分析图解:图甲中,A表示光反应,B表示暗反应,C表示暗反应中二氧化碳的固定,D表示三碳化合物的还原;图中①是氧气、②是[H]、③是ATP、④是二氧化碳、⑤是有机物.图乙中探究了光照强度和二氧化碳浓度对光合作用强度的影响.
【解答】解:(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的囊状结构薄膜上,这些色素是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b.
(2)光合作用的过程可以分为两个阶段,图甲中A表示光反应阶段,B表示暗反应阶段,A光反应阶段为B暗反应阶段反应提供[H]和ATP.
(3)图甲中所示物质:①是氧气、④是二氧化碳;D过程名称为C3的还原.
(4)由图乙可知,影响光合作用的外界因素是光照强度和CO2浓度.
(5)比较图乙Ⅰ、Ⅱ两条曲线,当光照强度大于a时,曲线Ⅱ的光合作用强度不再增大的原因是CO2浓度过低,限制了光合作用暗反应阶段的进行.
(6)光合作用的反应式为:CO2+H2O(CH2O)+O2.
故答案为:
(1)囊状结构薄膜 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
(2)光反应 暗反应[H]和ATP
(3)氧气 二氧化碳 C3的还原
(4)光照强度 CO2浓度
(5)CO2浓度过低,限制了光合作用暗反应阶段的进行
(6)CO2+H2O(CH2O)+O2
【点评】本题着重考查了光合作用过程中的物质变化和能量变化,以及影响光合作用的因素,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.要注意,光反应离不开光,暗反应有光无光均可进行.光反应需要暗反应提供的ADP和Pi,暗反应需要光反应提供的ATP和[H],两者相互依存,是统一不可分割的整体.影响光合速率的条件:光照强度、温度和空气中二氧化碳浓度.
25.某同学利用图2装置进行试验得出的H2O2浓度与酶促反应速率关系如图1,请分析回答下列问题:
(1)图1中AB段说明反应速率大小主要与 H2O2浓度 有关,实验时如何利用图2中的实验装置进行自变量的设计: 改变图2装置中H2O2的浓度,其他条件不变
(2)如果装置中放入的是经高温处理过的土豆片,实验现象是 产生的气泡少 原因是 高温处理后,过氧化氢酶失活 .
(3)实验过程中温度、pH等保持不变,形成曲线a与曲线b差异的可能原因是 土豆片的数量 ;将装置中含有新鲜土豆片的烧瓶分别放置在不同温度的水浴锅中,定时记录不同温度条件下产生的气体量,绘制出的温度对过氧化氢酶酶促反应速率影响的线图不够科学,其原因是 温度会影响H2O2自身分解的速率 .
(4)曲线b在B点后反应速率不再增加的原因是 受过氧化氢酶数量的限制 .
【答案】见试题解答内容
【分析】本题主要考查影响酶活性的因素.
在最适温度(pH)下,酶的活性最高;当温度(pH)低于最适温度(pH)时,酶的活性随温度(pH)的升高而增强;当温度(pH)高于最适温度(pH)时,酶的活性随温度(pH)的升高而减弱.还要注意,低温使酶失活但不会破坏酶的空间结构,酶的活性可以恢复.高温、过酸、过碱会破坏酶的空间结构使酶失活,酶的活性不能恢复.
【解答】解:(1)图1中AB段随H2O2浓度的增加反应速率逐渐增大,说明实验中影响反应速率的因素主要是H2O2浓度.AB段反映的是不同浓度的H2O2分解速率不同,所以可推知该实验的自变量是H2O2浓度,故可只改变图2实验装置中H2O2浓度,通过观察气体的产生来验证.
(2)将土豆片高温处理后,其中的过氧化氢酶变性失活,加入H2O2后,失活的过氧化氢酶不能催化H2O2分解.H2O2自然分解,气泡产生量少.
(3)实验过程中温度、pH等保持不变,影响酶促反应速率的只能是酶的数量.将装置中含有新鲜土豆片烧瓶放在不同温度的水浴锅中,温度会对H2O2分解产生影响,高温促进H2O2分解,这样测得的结果不准确.
(4)若酶量一定,当反应物浓度增加到一定程度时,所有的酶都参与了反应,酶促反应速率最大,此时再增加反应物浓度,反应速率不再变化.
故答案为:
(1)H2O2浓度;改变图2装置中H2O2的浓度,其他条件不变
(2)产生的气泡少 高温处理后,过氧化氢酶失活
(3)土豆片的数量 温度会影响H2O2自身分解的速率
(4)受过氧化氢酶数量的限制
【点评】本题主要考查学生对知识的记忆和理解能力.要注意:①低温和高温时酶的活性都降低,但两者的性质不同.②在过酸或过碱环境中,酶均失去活性而不能恢复.③同一种酶在不同pH下活性不同,不同的酶的最适pH不同.④反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度.
26.回答下列有关实验的问题:
(1)西瓜汁和梨汁比较,适宜用来检测生物组织中还原糖的理想材料是 梨汁 .
(2)在叶绿体色素的提取和分离实验中,加入 CaCO3的作用是 防止色素被破坏 .色素提取以后发现,绿叶中色素含量最多的色素是 叶绿素a ,扩散速度最快的色素是 胡萝卜素 .
(3)生物实验中常用 双缩脲 试剂鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质.
(4)现有三支试管A、B、C,向试管A、C内各加入2mL可溶性淀粉溶液,向试管B内加入2mL蔗糖溶液,分别向三支试管中加入1mL唾液淀粉酶,然后将A、B试管保持37℃10min,C试管煮沸10min,最后分别用斐林试剂检验.回答下列问题:
①试管A和B对照,说明酶具有 专一性 .
②试管A和C对照,说明酶的活性受 温度 的影响,实验中的自变量是 温度 .
③用斐林试剂检测还原糖的加热方式为 水浴 .
④A、B、C试管中会出现砖红色沉淀的是 A .
【答案】见试题解答内容
【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、蔗糖).
(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).
(4)淀粉遇碘液变蓝.
2、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).
【解答】解:(1)检测还原糖实验中,所选实验材料应该富含还原糖且颜色较浅,因此西瓜汁和梨汁比较,适宜用来检测生物组织中还原糖的理想材料是梨汁.
(2)在叶绿体色素的提取和分离实验中,加入CaCO3的作用是防止色素被破坏.绿叶中色素含量最多的色素是叶绿素a;四种光合色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液向上扩散的速度也不同,其中扩散速度最快的色素是胡萝卜素.
(3)蛋白质用双缩脲试剂鉴定,出现紫色反应.
(4)①A与B试管对照,实验的自变量是底物不同,该实验是验证酶作用的专一性.
②A与C对照,自变量的温度不同,该实验可以证明温度对酶活性的影响.
③斐林试剂检测还原糖需水浴加热.
④A由于淀粉酶催化淀粉水解形成还原糖,因此加入斐林试剂后会出现砖红色沉淀;B淀粉酶不能催化蔗糖水解,因此不会出现砖红色沉淀;C试管加热煮沸过程中淀粉酶失去活性,淀粉不水解,因此不会出现砖红色沉淀.
故答案为:
(1)梨汁
(2)防止色素被破坏 胡萝卜素
(3)双缩脲
(4)①专一性
②温度 温度
③水浴
④A
【点评】本题考查检测还原糖实验、叶绿体中色素的提取和分离实验、检测蛋白质实验,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中逐渐积累.
27.(1)活化能是指分子从 常态 转变为容易发生化学反应的 活跃状态 所需要的能量。
(2)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为 细胞代谢 ,其发生的主要场所是 细胞质基质 。
(3)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 形态、结构和生理功能 上发生 稳定性差异 的过程。
(4) 减数分裂和受精作用 对维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的 遗传和变异 都是十分重要的。
(5)绿叶中色素纸层析法分离的原理: 各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离 。
【答案】见试题解答内容
【分析】1、酶通过降低化学反应的活化能活化能实现其催化作用,活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
2、细胞代谢是指细胞中每时每刻都在进行的许多化学反应的总和,包括物质代谢和能量代谢;细胞代谢进程使得生物体能够生长和繁殖、保持它们的结构以及对外界环境做出反应,其中细胞质基质是进行细胞代谢的主要场所。
3、细胞分化是在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程;细胞分化的意义是使生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率;细胞分化的实质是基因的选择性表达。
4、减数分裂是进行有性生殖的生物,在形成成熟生殖细胞进行的细胞分裂,在分裂过程中,染色体复制一次,而细胞连续分裂两次的分裂;减数分裂的结果是:成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半;通过受精作用,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目。
5、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、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
【解答】解:(1)活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)细胞代谢是细胞中每时每刻进行的许多化学反应的统称,细胞质基质是细胞代谢的主要场所。
(3)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
(4)减数分裂的分裂过程中,染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,形成的配子中的染色体数是体细胞中的一半,通过受精作用形成受精卵中的染色体又恢复到体细胞中的数目,减数分裂和受精作用对维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的遗传和变异都是十分重要的。
(5)各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,利用该原理用层析法可使绿叶中的各种色素相互分离。
故答案为:
(1)常态 活跃状态
(2)细胞代谢 细胞质基质
(3)形态、结构和生理功能 稳定性差异
(4)减数分裂和受精作用 遗传和变异
(5)各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离
【点评】本题考查酶促反应的原理、细胞代谢、细胞分裂和分化、绿叶中色素的提取和分离的知识,考生对相关知识点的识记和理解是解题的关键。
三.实验题(共5小题)
28.不良环境能使植物体内酶活力下降,酶活力降低的程度可作为衡量植株耐受性的重要指标。为探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力,研究人员将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中,用相同浓度的汽车尾气处理16h,取叶片研磨后获得叶片研磨液。用如图装置进行实验,每组实验测定4次,每次向锥形瓶中加入2mL叶片研磨液后均测定5min内的气体收集量,结果如下表(单位:mL)。请答下列问题:
植物 次数
第1次 第2次 第3次 第4次 平均
香樟 对照组 2.1 2.0 2.2 2.1 2.1
实验组 1.6 1.45 1.5 1.35 1.48
杜鹃 对照组 3.0 2.8 2.9 2.9 2.9
实验组 1.8 1.9 2.0 1.9 1.9
(1)本实验中应设计的对照组,对照组的处理方式是:将生理状况相似的香樟或杜鹃置于 不含汽车尾气 的密闭气室中放置16小时。
(2)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是 酶活力越高,催化H2O2分解的速率越快,气体产生量越多 。
(3)制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时加入缓冲液,其目的是避免研磨过程中 pH 的变化对H2O2酶产生影响。恒温水浴设定为32℃的原因是 32℃是过氧化氢酶催化的适宜温度 。
(4)统计气体收集量时,对每种实验材料均进行4次,并计算平均值,其的目的是 保证实验数据的可靠性 。
(5)实验表明:对汽车尾气污染耐受力较强的植物是 香樟 ,判断的理由是 相同浓度的汽车尾气处理后,香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度更小 。
【答案】见试题解答内容
【分析】本实验的目的是:探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力,根据题意可知,该实验的自变量是:是否有汽车尾气处理叶片、不同植物的叶片、因变量是过氧化氢酶的活性,据此答题。
【解答】解:(1)实验组的处理方式是:将两年生的香樟和杜鹃分别置于密闭气室中,用相同浓度的汽车尾气处理16h,对照组的处理方式是理状况相似的香樟或杜鹃在不含汽车尾气的密闭气室中放置16h。
(2)本实验用气体产生量衡量酶活力的原因是:酶活力越高,催化过氧化氢分解速率加快,气体产生量越多。
(3)实验要遵循单一变量原则,制备香樟和杜鹃的叶片研磨液时。加入缓冲液的目的是:避免研磨过程中pH值变化对过氧化氢酶产生影响,32℃是过氧化氢酶的适宜温度,故恒温水浴设定为32℃。
(4)每次实验均统计相同时间内气体收集量,目的是避免时间差异对实验结果产生影响,每种实验材料均进行4次实验的目的是:重复试验计算平均值,保证实验数据的可靠性。
(5)根据表格数据可知:相同浓度的汽车尾气处理后,香樟5min内的气体收集量变化幅度较小,说明香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度更小,故对汽车尾气污染耐受力较强的植物是香樟。
故答案为:
(1)不含汽车尾气
(2)酶活力越高,催化H2O2分解的速率越快,气体产生量越多
(3)pH 32℃是过氧化氢酶催化的适宜温度
(4)保证实验数据的可靠性
(5)香樟 相同浓度的汽车尾气处理后,香樟过氧化氢酶活力下降的相对幅度更小
【点评】本实验借助于“探究不同植物叶片对汽车尾气的耐受能力”考查考生分析实验目的获取自变量和因变量的能力,运用实验原则分析实验步骤的能力,属于中等难度试题。
29.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下:
①活化酵母细胞:称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌,使酵母细胞活化;
②配制CaCl2溶液:将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中,配制成一定浓度的CaCl2溶液;
③配制海藻酸钠溶液:用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的无菌水中,配制成溶液;
④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合:将活化的酵母细胞迅速加入到刚配制成的海藻酸钠溶液中,充分搅拌混合均匀;
⑤固定化酵母细胞:用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中,观察凝胶珠形成.
(1)请你改正其中两处错误的操作:
第一处 海藻酸钠溶解应适当加热至完全溶化 ;
第二处 海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞 .
(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右,目的是 让凝胶珠形成稳定的结构 .
(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度 过低 (过低/过高).
【答案】见试题解答内容
【分析】固定化细胞的相关知识点,制作过程中的注意事项:(1)酵母细胞的活化.(2)配制氯化钙溶液:要用蒸馏水配制.(3)配制海藻酸钠溶液:小火、间断加热、定容,如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊. (4)海藻酸钠溶液与酶母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入气泡. (5)制备固定化酵母细胞:高度适宜,并匀速滴入.
【解答】解:(1)操作步骤中的错误为:第一处海藻酸钠溶解应适当加热至完全溶化;第二处海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞,否则会杀死酵母菌.
(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右,目的是让凝胶珠形成稳定的结构.
(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度过低,包埋的酵母菌数量少.
故答案为:
(1)③海藻酸钠溶解应适当加热至完全溶化
④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞
(2)让凝胶珠形成稳定的结构
(3)过低
【点评】本题考查固定化酵母细胞,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验操作步骤等,需要考生在平时的学习过程中注意积累.
30.在绿叶中色素的提取实验中,需要加入少许CaCO3,目的是 防止色素被破坏 .
【答案】见试题解答内容
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验中,提取色素时需要加入无水乙醇(或丙酮)、石英砂和碳酸钙.其中无水乙醇或丙酮的作用是溶解色素;石英砂的作用是使研磨更充分;碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏.
【解答】解:在绿叶中色素的提取实验中,需要加入少许CaCO3,目的是防止色素被破坏.
故答案为:防止色素被破坏
【点评】本题考查绿叶中色素的提取和分离实验,对于此类试题,考查需要掌握的细节较多,如实验的原理、实验材料是否合理、实验选用的试剂及试剂的用法和作用、实验现象及解释、实验结论等,需要考生在平时的学习过程中注意积累.
31.某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片中在叶绿体色素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做“提取与分离叶绿体中的色素”实验.
(1)提取和分离叶绿体中色素的正确顺序应该是 D .
A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上画线→将实验材料研磨
B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线
C.将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上画线→制取滤液→进行纸层析
D.将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在液纸条上画线→进行纸层析
(2)在将实验材料剪碎、研磨的过程中,需要加入CaCO3、SiO2和95%丙酮,加入这三种试剂的目的分别是 保护色素(防止色素被破坏) 、 使研磨充分 、 溶解色素 .
(3)色素层析结果如图所示,请问绿叶组对应的滤纸条编号是 A .判断依据是 A组叶片所含叶绿素多 .
【答案】见试题解答内容
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:
1、提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素.
2、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.
3、各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏.
4、结果: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.
【解答】解:(1)根据色素提取和分离的实验步骤可知,提取和分离叶绿体中色素的正确顺序应该是将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在液纸条上画线→进行纸层析.
(2)在将实验材料剪碎、研磨的过程中,需要加入CaCO3、SiO2和95%丙酮,CaCO3能够保护色素(防止色素被破坏),SiO2能使研磨充分、95%丙酮能偶溶解色素.
(3)分析图解可知,滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色素带的宽窄与色素含量相关,绿叶色泽浓绿,所含叶绿素a和叶绿素b较多,叶绿素a带和叶绿素b带较宽,而A组叶片所含叶绿素多,因此绿叶组应对应A组.
故答案为:
(1)D
(2)保护色素(防止色素被破坏) 使研磨充分 溶解色素
(3)A A组叶片所含叶绿素多
【点评】本题考查课本基础实验的原理和选材,要求学生掌握提取和分离叶绿体中色素的方法,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.
32.为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,请根据所给的实验材料和用具设计实验.
实验目的:探究酵母菌的呼吸类型.
实验原理:酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,但产物不同.
实验材料和用具:酵母菌培养液、带橡皮塞的锥形瓶两只、烧杯4个、两根弯曲的带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、蒸馏水、凡士林.(提示:假设酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物)
实验方法:
(1)将实验材料和用具按图(装置1)安装好.
(2)如果想得到实验结论还必须同时设计对照实验,请描述对照实验装置(装置2)如何设置?装置同上(装置1图),用 等量蒸馏水(无等量不给分) 代替 NaOH 溶液,其它条件完全相同.
结果预测和结论:(请在方框内选填左移、右移、不移动等)
现象(红色液滴移动情况) 结论
装置1中液滴 装置2中液滴
1 ① 不移动 只进行有氧呼吸
2 不移动 ② 只进行无氧呼吸
3 ③ ④ 既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
(3)① 左移 ② 右移 ③ 左移 ④ 右移
(4)进一步探究:如果要进一步检测酵母菌细胞呼吸产物中有无酒精,常用什么试剂? 重铬酸钾 .若颜色变为 灰绿色 ,说明有酒精产生.
(5)如果氧气供应不足,则人体内葡萄糖的分解产物是 乳酸 .
(6)请写出有氧呼吸的反应式 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 .
【答案】见试题解答内容
【分析】酵母菌为兼性厌氧型,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸.
有氧呼吸的总反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量(大量).
无氧呼吸的总反应式:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量(少量).
【解答】解:(2)如果想得到实验结论必须同时设计另一个实验,另一个实验装置(装置2)与装置1的不同之处是用等量的清水代替NaOH溶液,其他相同.
(3)若酵母菌只进行有氧呼吸,则消耗氧气并释放二氧化碳,且释放的二氧化碳被NaOH溶液吸收,因此气体总量减少,装置1中液滴左移;若只进行无氧呼吸,不吸收氧气但产生二氧化碳,但装置2中的水不吸收二氧化碳,因此气体总量增加,液滴右移;若酵母菌既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,则装置1中气体总量减少,装置2中气体总量增加,因此装置1中液滴左移,装置2中液滴右移.
(3)酒精可用酸性重铬酸钾溶液鉴定,颜色由橙色变成灰绿色.
(5)人体细胞无氧呼吸的产物只有乳酸.
(6)有氧呼吸的反应式为:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量.
故答案为:
(2)等量蒸馏水(无等量不给分) NaOH
(3)①左移 ②右移 ③左移 ④右移
(4)重铬酸钾 灰绿色
(5)乳酸
(6)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
【点评】本题主要考查学生对知识的分析和理解能力.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.
四.解答题(共4小题)
33.将某植物置于密闭的容器中,测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系,结果如图所示。请分析回答下列相关问题:
(1)A点时该植物产生ATP的细胞器是 线粒体 ,且与17℃相比,22℃条件下呼吸速率更 大 (填“大”或“小”)。
(2)B点时光合速率 等于 呼吸速率;当植物缺镁时,B点向 右 移,E点向 左下 移。
(3)C、D两点CO2吸收量相同,两点光合作用合成有机物的量 不同 (填“不同”或“相同”),限制C、E两点光合速率的主要因素分别是 光照强度、温度和二氧化碳浓度 。
(4)由上述实验得到启示:阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量,可适当 降低温度 或 提高光照强度 。
【答案】见试题解答内容
【分析】据图分析:图示表示光照强度和温度对光合强度的影响的曲线,A点为22℃时的呼吸强度,B点表示22℃时的光补偿点,C点表示22℃时和17℃时的净光合速率相等,E点表示17℃下的光饱和点。据此分析作答。
【解答】解:(1)A点时该植物只能进行呼吸作用产生ATP,产生ATP的细胞器是线粒体。与17℃相比,22℃条件下释放的二氧化碳多,故呼吸速率更大。
(2)B点表示22℃时的光补偿点,此时光合速率等于呼吸速率。当植物缺镁时,叶绿素合成不足,光补偿点增大,B点向右移;光饱和点减小,E点向左下移动。
(3)C、D两点CO2吸收量相同,但D点的呼吸强度大,两点光合作用合成有机物的量为总光合强度,总光合强度=呼吸强度+净光合强度,故两点光合作用合成有机物的量不同。C点时没有达到光饱和点,限制光合速率的因素是自变量光照强度,E点已经达到光饱和点,此时限制光合速率的因素是无关变量温度和二氧化碳浓度。
(4)阴雨天光照不足,光合强度下降,为了提高大棚蔬菜的产量,可适当降低温度以减小呼吸作用对有机物的消耗或提高光照强度以增强光合强度。
故答案为:
(1)线粒体 大
(2)等于 右 左下
(3)不同 光照强度、温度和二氧化碳浓度
(4)降低温度 提高光照强度
【点评】本题结合图示主要考查光合作用与呼吸作用及影响光合作用的环境因素,意在强化学生对相关知识的理解与运用。
34.回答下列有关光合作用的问题。
某研究小组对马褂木、光皮桦和楸树三种落叶阔叶幼树的光合特性进行研究,于2017年8月的一天测定了这三种树净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)的日变化曲线。(注:气孔导度指气孔的开放程度)
(1)由图1可知,对于马褂木而言,7:00时其叶肉细胞中叶绿体和线粒体间的气体交换关系可表示为 D 。
(2)由图1可知,楸树的净光合速率在15:00~17:00时间段不断下降,此时限制光合速率的环境因素主要是 光照强度 ;受此影响,楸树叶肉细胞中三碳化合物的含量 上升 (选填“上升”“下降”“不变”或“无法判断”)。
(3)根据图2,比较马褂木和楸树气孔导度日变化情况的差异: 马褂木11:00之前气孔导度基本不变,11:00﹣13:00上升,13:00以后下降,而楸树气孔导度在13:00之前上升,13:00之后下降。
(4)由图1可知,马褂木和 光皮桦 有相似的净光合速率日变化曲线,它们均呈双峰曲线,有明显的“午休”现象。小王同学推测,这种“午休”现象的出现是由于正午高温所致的气孔关闭,根据图2息,你 同意 (选填“同意”或“不同意”)这一推测,理由是: 这两种植物在中午的气孔导度都增大,二氧化碳吸收增加,但是净光合速率下降,可能的原因是中午温度高,与光合作用有关的酶的活性降低。
【答案】见试题解答内容
【分析】1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【解答】解:(1)分析图1曲线,对于马褂木而言,7:00时整个植株的净光合速率大于零,所以光合速率大于呼吸速率,线粒体产生的二氧化碳进入叶绿体被利用,植株释放氧气,对应的是图D.故选:D。
(2)由图1可知,楸树的净光合速率在15:00~17:00时间段不断下降,此时限制光合速率的环境因素主要是光照强度,此时间段,光照强度减弱,影响植物的光反应,产生的ATP和[H]减少,减弱了光合作用,被还原的三碳化合物减少,导致植物体内三碳化合物的含量上升。
(3)分析曲线图2,马褂木11:00之前气孔导度基本不变,11:00﹣13:00上升,13:00以后下降,而楸树气孔导度在13:00之前上升,13:00之后下降。
(4)分析图1曲线,马褂木和光皮桦有相似的净光合速率日