第三周(试题卷)
(范围:必修1 第5章 第3、4节)
时间:40分钟 总分:50分
单项选择题(每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列有关细胞呼吸原理运用的叙述,错误的是( )
A.冰箱能较长时间保存水果和蔬菜的主要原因是低温降低了呼吸酶的活性
B.选用透气的消毒纱布包扎伤口可避免伤口处细胞进行无氧呼吸
C.水稻田需要定期排水,防止根细胞无氧呼吸产生酒精导致烂根
D.人体剧烈运动后出现肌肉酸胀是细胞无氧呼吸产生大量乳酸所致
2.某小组为研究培养液脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响,进行甲、乙两组实验,一段时间内结果如图所示,下列相关分析错误的是( )
A.甲组是脱气后培养组,乙组是不脱气培养组
B.甲组可先把酵母菌培养液煮沸再冷却,然后加酵母菌
C.相同时间内乙组释放的能量大于甲组
D.肌肉细胞在剧烈运动时的呼吸产物与甲组的产物相同
3.为研究两种呼吸抑制剂的作用,甲组实验在有氧条件下,向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂(R1)。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂(R2),其他条件相同。下列说法正确的是( )
A.R1、R2都是作用于有氧呼吸的第三阶段
B.甲组细胞中的ATP产生量迅速降至零,细胞继而死亡
C.R2的作用效果与将乙组改为无氧条件但不加R2的效果完全相同
D.一段时间后,两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高
4.下列关于叶绿体的叙述,正确的是( )
A.叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积
B.叶绿体基质中NADP+能形成NADPH
C.类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光
D.类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原
5.科学是在实验和争论中前进的,光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中,相关叙述正确的是( )
A.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
B.科学家发现甲醛是光合作用的原料
C.希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放O2
D.鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O
6.如图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图,PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,是吸收、传递、转化光能的光系统,下列叙述错误的( )
A.光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中
B.在ATP合成酶的作用下,H+顺浓度梯度转运提供分子势能,促进ADP和Pi合成ATP
C.自然界中能发生光合作用的生物,一定都具备吸收传递和转化光能的能力
D.有些生物可以进行光合作用但不具备PSⅡ和PSⅠ系统结构
7.景天酸代谢(CAM)途径属于某些植物特有的CO2固定方式:夜晚气孔开放,通过一系列反应将CO2固定于苹果酸,并储存在液泡中(甲);白天气孔关闭,苹果酸运出液泡后放出CO2,供叶绿体的暗反应(乙)利用。下列关于这类植物的叙述错误的是( )
A.在夜晚,叶肉细胞能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体
B.景天酸代谢途径的出现,可能与植物适应干旱条件有关
C.给植物提供14C标记的14CO2,14C可以出现在OAA、苹果酸、C3和有机物中
D.在上午某一时刻,突然降低外界的CO2浓度,叶肉细胞中C3的含量短时间内不变
不定项选择题(每小题4分,共12分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
8.科研人员对野生酵母进行诱变处理,导致图中某呼吸酶基因发生突变,获得了高产酒精酵母,该突变酵母甚至在有氧条件下也能产生酒精。下列说法正确的是( )
A.高产酒精酵母可能是酶3基因发生突变而产生的新品种
B.丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解释放的能量都可用于ATP的合成
C.O2充足时,野生型酵母菌细胞质基质中因缺少NADH导致丙酮酸不能转化成酒精
D.O2充足时,野生型酵母菌在线粒体大量消耗NADH
9.研究表明:盐胁迫下植物叶绿素减少主要是叶绿素b被降解导致的,而叶绿素a的变化较小;此外,盐胁迫还可以降低RuBP羧化酶(催化CO2的固定)的活性和含量。下列相关叙述正确的是( )
A.盐渍地区的植物气孔开放程度相对较低,导致胞间CO2浓度较低进而影响暗反应
B.提取盐胁迫组绿叶的色素,分离所得色素条带从上往下第三条带明显比未处理组窄
C.RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中,其催化的反应过程需要消耗NADPH和ATP
D.不合理灌溉使作物处于盐胁迫状态时,会减弱光反应和暗反应过程,导致作物减产
10.图甲表示某油科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势,图乙表示油科植物叶肉细胞中C3的相对含量在夏季某天24 h内(有一段时间乌云遮蔽)的变化趋势。下列有关分析判断错误的是( )
A.图甲中,在12~24 h期间,萌发种子的呼吸方式主要是无氧呼吸
B.图甲中,第48 h后,萌发的种子O2吸收速率超过CO2释放速率,其原因是幼苗开始进行光合作用
C.图乙中,叶肉细胞进行光合作用的区间是曲线B-I,乌云遮蔽开始的时间可能是曲线上D点对应的时刻
D.与F点相比,G点叶绿体中NADPH的含量较高
三、非选择题(共24分)
11.(12分)食物特殊动力作用(SDA)是指机体的能量代谢因进食而额外增加的现象。如某人基础代谢率(人体在清醒且极端安静情况下的能量代谢率)为168.80(kJ·h-1),当摄取相当于168.80 kJ的食物,并处于基础代谢条件下,经测定这时的代谢率不是168.80(kJ·h-1),而是176.40(kJ·h-1),显然这部分增加的代谢值是因进食导致的。回答下列问题:
(1)人体细胞代谢产生CO2的具体场所是________;人体细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量,ATP产生的场所有______________。
(2)研究发现SDA只能增加体热的外散而不能增加可利用的能量,而这个能量来源于体内营养物质的储备。由此可判断细胞有氧代谢增强而多消耗的物质中能量的去向是________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)研究人员通过实验分别探究了SDA现象的产生与进食行为和食物种类的关系,实验结果表明只有将氨基酸或葡萄糖经静脉注射后方能观察到SDA现象,且注射氨基酸组的SDA远高于注射葡萄糖组,说明SDA与________无关,而与________有关,与此关系较大的食物是__________________;切除动物肝脏后再进行上述实验,SDA现象不再发生,对此现象的合理推测是__________________。
12.(12分)油菜终花后叶片大量凋落,角果皮成为生育后期最主要的光合器官。某研究小组设置了3个钾肥梯度(0、60、120 kg/hm2),分别表示不施钾肥处理(K0)、钾肥施用不足处理(K60)和推荐施钾肥量处理(K120),研究了不同钾肥用量下油菜角果皮的光合特性,结果如下表所示。
施钾量对油菜角果皮CO2传输特征参数的影响
施钾处理 A/(μmol·m-2·s-1) g5/(mol·m-2·s-1) Ci/(μmol·mol-1) Cc/(μmol·mol-1)
K0 6.18 0.08 254.2 59.7
K60 7.68 0.11 272.4 135.9
K120 9.81 0.12 250.8 103.0
(A:净光合速率;g5:气孔导度;Ci:胞间CO2浓度;Cc:叶绿体CO2浓度)
(1)用________提取到油菜的光合色素后,可通过对比光合色素对某种波长的光吸收率来计算其叶绿素含量。为减少其他光合色素的干扰,最可能是__________(填“红光”“蓝紫光”或“绿光”),原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)据上表分析,推测增施钾肥可以提高角果皮的净光合速率的原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)大多数植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,这是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)研究发现,蓝光可激活保卫细胞内的系列生理过程,引发其细胞膜上内向K+通道打开,K+大量内流,有利于气孔张开。科研人员培育出保卫细胞中能大量表达K+通道蛋白的油菜突变体,试图提高气孔开合的动力,即光照增强时气孔打开的更快,光照减弱时关闭的也更快。请简要写出探究增加K+通道蛋白能否提高气孔开合速率的实验设计思路。
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
第三周(参考答案)
1.B 冰箱能较长时间保存水果和蔬菜的主要原因是低温降低了呼吸酶的活性,从而降低呼吸速率,减少了有机物的消耗,A正确;无氧环境有利于厌氧型病菌的繁殖,选用透气的消毒纱布包扎伤口,可避免厌氧型病菌的繁殖,有利于伤口的愈合,而不是避免伤口处细胞进行无氧呼吸,B错误;水稻田需要定期排水,否则稻田中的氧气会不足,根细胞无氧呼吸产生大量酒精,而使根系变黑、腐烂,C正确;人体剧烈运动时,氧气供应不足,在缺氧条件下进行无氧呼吸,会产生大量的乳酸,使肌肉产生酸胀乏力的感觉,D正确。
2.D 酵母菌是兼性厌氧型生物,脱气后进行无氧呼吸,与有氧呼吸相比,初期产生CO2速率减小,因此甲组是脱气后培养组,乙组是不脱气培养组,A正确;甲组是脱气后培养组,脱气的过程是先把装置中的酵母菌培养液煮沸,赶走空气,然后冷却加酵母菌,B正确;酵母菌是兼性厌氧型生物,脱气后进行无氧呼吸,与有氧呼吸相比,无氧呼吸释放的能量少,故相同时间内乙组释放的能量大于甲组,C正确;肌肉细胞剧烈运动进行无氧呼吸,产生乳酸,甲组无氧呼吸产生酒精和CO2,产物不同,D错误。
3.D 有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,也可以合成ATP,所以R1可以作用于有氧呼吸第二和第三阶段,A错误;细胞质基质可以进行有氧呼吸第一阶段的反应,产生少量ATP,所以甲组细胞中仍然可以产生少量ATP,B错误;R2特异性抑制[H]与O2结合,但细胞可以进行有氧呼吸第二阶段的反应,将丙酮酸彻底分解,而在无氧条件下,细胞不能将丙酮酸分解,只能将其还原为乳酸,因此二者不同,C错误;一段时间后,细胞合成ATP减少,因此需要通过无氧呼吸产生ATP,而无氧呼吸产生的能量较少,所以需要分解更多的葡萄糖为生命活动提供能量,因此两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高,D正确。
4.C 叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜,而是类囊体薄膜,A错误;NADP+形成NADPH的场所是类囊体薄膜,B错误;类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,C正确;催化CO2的固定和还原的酶存在于叶绿体的基质中,D错误。
5.C 恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气,但没有定量分析生成O2的量,A错误;科学家发现甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖,B错误;鲁宾和卡门的实验中,用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的O2来自H2O而不是CO2。
6.A 光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中,A错误;由图可知,在ATP合成酶的作用下,H+顺浓度梯度转运提供分子势能,促进ADP和Pi合成ATP,B正确;自然界中能发生光合作用的生物,一定具有吸收传递和转化光能的能力,否则无法利用光能,C正确;由图可知,PSⅡ和PSⅠ分布在叶肉细胞的类囊体膜上,自然界中能发生光合作用的生物,不一定有叶绿体,如蓝细菌,故不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统,D正确。
7.A 在夜晚,叶肉细胞只能通过细胞呼吸产生ATP,即产生ATP的细胞器是线粒体,A错误;具有景天酸代谢途径的植物,气孔白天关闭,可以减少蒸腾作用,夜晚气孔张开吸收二氧化碳,因此可以适应干旱环境,B正确;晚上气孔开放,14CO2进入细胞后在细胞质基质中与PEP结合生成OAA,然后再转化为苹果酸而被固定。白天苹果酸运出液泡后放出14CO2,14CO2首先与五碳化合物结合生成三碳化合物,随后三碳化合物被还原生成有机物,14CO2→OAA→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O),C正确;由于该类植物白天气孔关闭,所以在上午某一时刻,突然降低外界的CO2浓度,对于该叶肉细胞来说,其暗反应不受影响,即C3的含量不受影响,D正确。
8.ACD 高产酒精酵母不能进行有氧呼吸全过程,可能是酶3基因发生突变而产生的新品种,A正确;从能量转化角度分析,细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP,而在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP,B错误;丙酮酸在细胞质基质中,经酶1催化,能被NADH转化成酒精,所以O2充足时,野生型酵母菌细胞质基质中因缺少NADH导致丙酮酸不能转化成酒精,C正确;O2充足时,野生型酵母菌在线粒体中大量消耗NADH,生成H2O,释放大量能量,D正确。
9.AD 盐渍地区的植物为避免蒸腾作用失水,气孔开放程度相对较低,CO2吸收减少,导致胞间CO2浓度较低进而影响暗反应,A正确;分离色素时滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,而盐胁迫下植物叶绿素b被降解,而叶绿素a的变化较小,故分离所得色素条带从上往下第四条带明显比未处理组窄,B错误;RuBP羧化酶催化CO2的固定,属于光合作用的暗反应过程,场所是叶绿体基质,但CO2的固定不需要消耗NADPH和ATP,C错误;分析题意可知,不合理灌溉使作物处于盐胁迫状态时,叶绿素含量减少,影响光反应过程,同时会降低RuBP羧化酶的活性,影响暗反应过程,导致作物减产,D正确。
10.BC 由图可知,在12~24 h期间,CO2释放速率很大,而O2吸收速率很低,表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸,A正确;图中48 h后,吸收氧气的速率大于释放二氧化碳的速率,所以细胞呼吸底物不只是糖类,还有脂肪等,B错误;图乙中,AB段时间为0点到6点,此时无光照且C3的含量不变,只有呼吸作用,从B到I,C3的含量在降低,说明叶肉细胞在利用C3,且这段时间有光照,因此植物在进行光合作用。有乌云时,光照强度降低,C3的还原减慢,二氧化碳固定生成C3的速率不变,故C3含量一直升高,因此乌云遮蔽开始的时间可能是曲线上C点对应的时刻,C错误;G点相对F点,中午气温较高,气孔关闭,吸收的二氧化碳减少,二氧化碳的固定速度减慢,C3的含量减少,还原所需要的NADPH减少,故NADPH含量高,D正确。
11.【答案】(1)线粒体基质 线粒体和细胞质基质
(2)转化为热量用于维持体温
(3)进食行为 食物种类 含蛋白质(氨基酸)较高的食物 SDA可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原的过程有关
【解析】(1)人体内代谢终产物二氧化碳的产生发生在有氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质;ATP合成场所分别有:线粒体和细胞质基质。(2)由于SDA只能增加体热的外散而不能增加可利用的能量,多消耗的物质中能量转化为热量用于维持体温。(3)由于注射氨基酸组的SDA远高于注射葡萄糖组,可知SDA与进食行为无关而与食物种类有关,蛋白质含量高的食物中氨基酸较多,与此关系较大的食物是含蛋白质(氨基酸)较高的食物。
12.【答案】(1)无水乙醇 红光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,通过比较红光的吸收率,能更准确地计算出叶绿素含量
(2)增施钾肥能够提高角果皮的气孔导度,从而使叶绿体CO2浓度提高,暗反应速率升高
(3)既能降低蒸腾作用强度,又能保障CO2供应,使光合作用正常进行
(4)将正常油菜和油菜突变体置于蓝光下照射,检测正常油菜和油菜突变体气孔开合所需时间随光照强度的变化
【解析】(1)用无水乙醇可以提取绿叶中的色素,由于不同色素主要吸收的光不同,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,通过比较红光的吸收率,能更准确地计算出叶绿素含量,所以题意中“某种波长的光最可能是红光”。(2)由表可知,随着钾肥浓度的增大,气孔导度不断增加,从而使叶绿体CO2浓度提高,暗反应速率加快,光合速率加快,进而使角果皮的净光合速率提高。(3)气孔既是CO2进出的场所,也是蒸腾作用的通道,气孔周期性的闭合既能降低蒸腾作用强度,又能保障CO2供应,使光合作用正常进行,有利于植物对干旱条件的适应性。(4)由题可知,油菜突变体的保卫细胞中能大量表达K+通道蛋白,正常油菜的K+通道蛋白相对较少,又由于蓝光照射后,可激活保卫细胞内的系列生理过程,引发其细胞膜上内向K+通道打开,K+大量内流,有利于气孔张开。所以若要探究增加K+通道蛋白能否提高气孔开合速率,可将正常油菜和油菜突变体置于蓝光下照射,检测正常油菜和油菜突变体气孔开合所需时间随光照强度的变化,通过对比分析两者结果,从而说明增加K+通道蛋白与提高气孔开合速率的关系。