高中生物全国卷2018-2021年真题分类汇编——细胞代谢
一、单选题
1.(2021·全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是( )
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】 A、酵母菌可以进行两种呼吸方式,即有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生能量多,有氧条件下利于酵母菌的增殖,A不符合题意;
B、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行,无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、和[H],并释放少量的能量,B符合题意;
C、酵母菌的第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇,同时生成二氧化碳,C不符合题意;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会生成CO2,D不符合题意。
故答案选:B。
【分析】酵母菌是一种真核生物,优先进行有氧呼吸,可以产生大量能量供机体的生命活动。无氧时,酵母菌亦可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有大量二氧化碳和水,同时释放大量能量。无氧呼吸时,酵母菌可以产生酒精和较少的二氧化碳。
2.(2020·全国Ⅱ)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是( )
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题干信息可知,叶细胞与溶液之间无溶质交换,而甲组的甲糖溶液浓度升高,则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度,引起了细胞吸水,A正确;
B、若乙糖溶液浓度不变,说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等,叶细胞净吸水量为零,B正确;
C、若乙糖溶液浓度降低,说明细胞失水,叶肉细胞可能发生了质壁分离,C正确;
D、若乙糖溶液浓度升高,说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度,细胞吸水,而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍,因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组,D错误。
故答案为:D。
【分析】渗透作用需要满足的条件是:①半透膜;②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异,即物质的量浓度差异,由题干信息可知,甲糖和乙糖的质量分数相同,但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
3.(2020·全国Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是( )
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、若二氧化碳的生成量=酒精的生成量,则说明不消耗氧气,故只有无氧呼吸,A正确;
B、若只进行有氧呼吸,则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量,B正确;
C、若只进行无氧呼吸,说明不消耗氧气,产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳,C正确;
D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,若无氧呼吸产酒精,则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量,若无氧呼吸产乳酸,则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量,D错误。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸总反应方程式:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸反应方程式:①C6H12O62 C2H5OH+2CO2+能量;②C6H12O62C3H6O3+能量
4.(2019·全国Ⅲ卷)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A.有机物总量减少,呼吸强度增强
B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱
D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】黑暗中的种子萌发后无法合成叶绿素,不能进行光合作用制造有机物,但是种子萌发需要细胞呼吸消耗有机物提供能量,因此有机物总量会减少。萌发前的干种子自由水少,代谢缓慢,萌发时吸收了水使自由水增多,代谢增强,尤其是需要细胞呼吸提供能量,因此呼吸强度增强。
故答案为:A
【分析】主要考查种子萌发时的细胞呼吸与光合作用。黑暗中萌发的种子因不能进行光合作用,而呼吸作用又消耗有机物而干重逐渐下降;种子在萌发过程中所进行的一系列复杂的生命活动,只有种子不断地进行呼吸,得到能量,才能保证生命活动的正常进行。休眠的种子含水量一般只占干重的10%左右。种子必须吸收足够的水分才能启动一系列酶的活动,开始萌发。
5.(2019·全国Ⅱ卷) 马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
【答案】B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有葡萄糖,A不符合题意;
B、马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来,B符合题意;
C、马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程能产生少量ATP,C不符合题意;
D、马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制无氧呼吸,减少酸味的产生,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】(1)动物细胞、玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块茎、乳酸菌等,进行有氧呼吸时,通过酶的催化作用,将葡萄糖等有机物氧化分解为乳酸,同时释放少量能量。
(2)马铃薯块茎细胞无氧呼吸的过程:
第一阶段:
第二阶段:
6.(2018·全国Ⅱ卷)下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C.神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、吞噬细胞摄入病原体的方式是胞吞,A不符合题意;
B、固醇类激素进入靶细胞的过程属于自由扩散(被动运输),B不符合题意;
C、神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于从浓度高到浓度低的协助扩散(被动运输),C符合题意;
D、护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散(被动运输),D不符合题意。
故答案啊为:C
【分析】(1)被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
①自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞
②协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
( 2 )主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺相对含量梯度 顺相对含量梯度 能逆相对含量梯度
能量 不消耗 不消耗 消耗
载体 不需要 需要 需要
影响因素 浓度差 浓度差、载体 载体、能量
举例 水、O2等气体、甘油等脂溶性物质 血浆中葡萄糖进入红细胞 离子进入细胞 氨基酸、葡萄糖被上皮细胞吸收
7.(2018·全国Ⅰ卷)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述,错误的是( )
A.在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的N2和NO-3
B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D.给玉米施肥过多时,会因根系水分外流引起“烧苗”现象
【答案】A
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、小麦的根可以从土壤中获得离子状态的NO3-,不能吸收利用N2,A符合题意;
B、根细胞吸收矿质元素的方式为主动运输,需要呼吸作用提供能量,松土有利于有氧呼吸的进行,B不符合题意;
C、根系只能吸收利用土壤微生物分解的无机盐离子,C不符合题意;
D、玉米施肥过多时,土壤溶液的浓度远远大于细胞内溶液的浓度,会导致细胞失水,引起“烧苗”现象,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】本题考查小麦的根系对无机盐的吸收形式,只能吸收离子,以及离子吸收时的跨膜运输方式为主动运输,需要细胞呼吸提供能量。
小分子物质跨膜运输的方式和特点
名称 运输方向 载体 能量 实 例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
大分子物质进出细胞的方式:胞吞、胞吐
二、实验探究题
8.(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释放的CO2。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止 ,又能保证 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
【答案】(1)细胞质基质、线粒体、(叶绿体)类囊体薄膜;细胞呼吸
(2)蒸腾作用水分丢失;光合作用(暗反应)
(3)实验思路:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
预期结果:A组液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:B组液泡中pH值夜晚显著低于白天。
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)白天叶肉细胞既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,所以白天叶肉细胞产生ATP的场所有:细胞质基质、线粒体和类囊体薄膜。细胞呼吸产生的CO2可为光合作用暗反应提供原料。
(2)夜间气孔打开,PEP羧化酶活性高,固定CO2形成苹果酸,储存在液泡中:白天气孔关闭、减少蒸腾作用水分散失,但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的CO2,不影响光合作用进行。
(3)根据题干,本题为验证型实验,实验目的为“验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊CO2固定方式"。根据实验目的找出自变量为植物甲的生存环境,因变量为植物甲液泡中的pH值。据此设计实验,
实验思路为:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
因为正常浇水时,植物甲无这种特殊的固定方式,所以A组液泡中无苹果酸储存过程,液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:又因为在干旱环境中植物甲特殊的CO2固定方式会将胞间二氧化碳固定形成苹果酸,储存在液泡中,故B组液泡中夜晚苹果酸储存较多pH值明显降低,白天液泡中苹果酸脱羧释放CO2,pH值升高。
【分析】 1、白天植物细胞可以进行呼吸作用和光合作用,均可以产生ATP,场所是“细胞质基质、线粒体”和“叶绿体”。呼吸作用可以产生CO2。有氧呼吸的过程:
C6H12O6+6H2O+6O2 → 6CO2+12H2O+能量。
2、蒸腾作用主要过程为:土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。
3、首先确定自变量、因变量和无关变量。验证“植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式”。所以自变量是“是否干旱条件”,因变量是“是否存在这种特殊的CO2固定方式”,CO2是酸性气体,可以用“pH作为检测指标”。
4、实验设计常规思路:①取材、②分组、③根据自变量进行适宜的实验处理(加法原理或者减法原理)、④观察实验现象和记录实验数据、⑤分析实验结果和得出实验结论、⑥进行交流、分析和报告。
5、预期结果可以结合实验目的和实验处理进行预测。
三、综合题
9.(2021·全国甲)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题:
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是 。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由 复合物构成的,其运输的特点是 (答出1点即可)。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是 。
【答案】(1)具有一定的流动性
(2)蛋白质;顺浓度或选择性
(3)细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程,需要能量,呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能,故使细胞主动运输速率降低
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】 (1)高中阶段常考的细胞膜的结构特点有:①细胞膜具有一定流动性;②细胞膜具有一定的选择透过性。 细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞 , 体现出生物膜的结构特点是 细胞膜具有一定流动性。
(2)离子通道的本质是蛋白质,是由蛋白质等构成的复合物。细胞离子通道进行运输离子时,具有专一性,离子通道运输的特点是顺浓度梯度和选择透过性。
(3) 细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。 所以细胞吸收离子的方式为主动运输,消耗能量。呼吸抑制剂抑制呼吸作用,抑制能量的提供,导致根细胞对K+的吸收速率降低。
【分析】 题意中植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。 所以可能存在两种物质跨膜运输离子的方式。植物根细胞的从外界吸收各种离子一般为主动运输,需要耗能、需要载体协助,进行逆浓度运输。
运输方式 方向 载体 能量 举例
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不需要 水、CO2、O2、N2、乙醇等
协助扩散 高→低 需要 不需要 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 需要 葡萄糖进入小肠上皮细胞
10.(2020·全国Ⅲ)照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 ( 1 ) 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸等
反应名称 ( 2 ) 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 ( 3 ) 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 ( 4 ) ( 5 )
【答案】细胞质基质;无氧呼吸;光能;O2、NADpH;H2O、CO2
【知识点】ATP的相关综合;光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸,反应场所为细胞质基质。(2)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸。(3)由分析可知,光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能,储存在ATP中。(4)由分析可知,光合作用的光反应的产物为O2和NADpH。(5)由分析可知,线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2,第三阶段产物为H2O。
【分析】1、无氧呼吸:场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量2、有氧呼吸三个阶段的反应:
第一阶段:反应场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段:反应场所:线粒体基质;反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段:反应场所:线粒体内膜;反应式:24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP)3、光反应和暗反应比较:
比较项目 光反应 暗反应
场所 基粒类囊体膜上 叶绿体的基质
条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、ADP、Pi、水
物质变化 水的光解:2H2O 4[H]+O2 ATP的生成:ADP+Pi ATP CO2的固定:CO2+C5 2C3 C3的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
能量变化 光能→电能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质 光能转变为化学能,水光解产生O2和[H] 同化CO2形成(CH2O)
联系 ①光反应为暗反应提供[H](以NADpH形式存在)和ATP; ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料; ③没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
11.(2019·全国Ⅰ卷)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。
(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。
(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。
(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
【答案】(1)增强
(2)降低;气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(3)取ABA缺失突变体植株,在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度,预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。
【知识点】影响光合作用的环境因素;渗透作用
【解析】【解答】(1)由题意知经干旱处理后,植物根细胞中溶质浓度增大,所以该植物根细胞的吸水能力将增强。
(2)由题意知干旱处理后叶片气孔开度减小,所以CO2吸收量减少,光合作用速率会降低
(3)取ABA缺失突变体植株,在正常情况下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱情况下,一组进行ABA处理,另一组做对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变.。
故答案为:(1)增强 (2)降低 叶片气孔导度减小,CO2吸收量减少,所以光合速率下降
(3)取ABA缺失突变体植株,在正常情况下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱情况下,一组进行ABA处理,另一组做对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变.。
【分析】(1)植物根部吸水主要靠主动运输吸收大量无机盐,使得自身细胞的浓度大于土壤浓度,从而让水顺浓度梯度运输进入细胞,所以细胞浓度越大,吸收能力越强。
(2)叶片气孔导度直接决定了可以从空气中吸收的CO2的量。
12.(2018·全国Ⅲ卷)回答下列问题:
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上,该物质主要捕获可见光中的 。
(2)植物的叶面积与产量关系密切,叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示,由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是 。
(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 (填“高”或“低”)。
【答案】(1)类囊体膜;蓝紫光和红光
(2)增加;群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低
(3)低
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)高等植物光合作用中捕获光能的色素分布在叶绿体的类囊体膜上,主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)植物群体光合速率=呼吸速率+干物质积累速率,在植物群体光合速率达到饱和前,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均增加;由题图可看出当叶面积系数超过b时,植物群体光合速率达到饱和,但群体呼吸速率仍在增加,导致群体干物质积累速率降低。(3)与阳生植物相比,阴生植物达到光补偿点时所需要的光照强度要低。
【分析】本题考查了与光合作用有关的色素;实际光合速率与呼吸速率和净光合速率之间相互影响的关系;不同植物的光补偿点。叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
13.(2018·全国Ⅱ卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:
(1)从图可知,A叶片的树冠 (填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是 .
(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素过程中,常用的有机溶剂是 .
【答案】(1)下层;A叶片的净光合速率到达最大时所需光照强度低于B叶片
(2)暗
(3)无水乙醇
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)下层叶片获得的光照低于上层叶片,导致光合作用强度低于上层,即光合速率较低。(2)光合作用分光反应和暗反应,光反应阶段产生氧气,据题意净光合速率下降但放氧速率不变说明不是光反应阶段受抑制导致,应该是暗反应受抑制导致。(3)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
【分析】(1)树冠下层叶片获得的光照低于上层,导致光合作用强度低于上层,即净光合速率较低。(2)光合作用的过程:
( 3 )提取叶绿体色素实验过程:
14.(2018·全国Ⅰ卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。
(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是 ,判断的依据是 。
(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。
(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足
【答案】(1)甲
(2)甲;光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(3)乙
(4)CO2
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)由图可知,当光照强度大于a时,甲的净光合速率大,光饱和点远大于乙,积累的有机物多,对光能的利用率较高。(2)甲、乙植物单独种植,且种植密度过大,会使每种植物的光照强度降低。从图中可以看出,光照强度的降低对甲植物的净光合速率影响大,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出乙植物的光的饱和点和光补偿点都比甲低,因此更适合在林下种植。(4)夏日的晴天中午,为减少蒸腾作用水分散失,叶片上的气孔关闭,导致细胞间二氧化碳的含量下降,光合作用速率随之下降。
【分析】本题考查学生对光合作用图表的分析能力。图中甲、乙两种植物的净光合速率受不同光照强度的影响变化有区别,甲植物的变化幅度明显大于乙植物,甲植物对光能的利用率明显高于乙植物。当光照强度受到影响时甲植物受到的影响大于乙植物。乙植物由于光的饱和点和光补偿点都比较低,属于阴生植物。分析夏日的晴天中午,引起光合速率下降的原因,是由于气孔的关闭,二氧化碳的含量下降,影响了暗反应的进行。
1 / 1高中生物全国卷2018-2021年真题分类汇编——细胞代谢
一、单选题
1.(2021·全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是( )
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
2.(2020·全国Ⅱ)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是( )
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
3.(2020·全国Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是( )
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
4.(2019·全国Ⅲ卷)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A.有机物总量减少,呼吸强度增强
B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱
D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
5.(2019·全国Ⅱ卷) 马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
6.(2018·全国Ⅱ卷)下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C.神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
7.(2018·全国Ⅰ卷)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述,错误的是( )
A.在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的N2和NO-3
B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D.给玉米施肥过多时,会因根系水分外流引起“烧苗”现象
二、实验探究题
8.(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释放的CO2。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止 ,又能保证 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
三、综合题
9.(2021·全国甲)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题:
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是 。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由 复合物构成的,其运输的特点是 (答出1点即可)。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是 。
10.(2020·全国Ⅲ)照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 ( 1 ) 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸等
反应名称 ( 2 ) 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 ( 3 ) 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO2 ( 4 ) ( 5 )
11.(2019·全国Ⅰ卷)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。
(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。
(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。
(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
12.(2018·全国Ⅲ卷)回答下列问题:
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上,该物质主要捕获可见光中的 。
(2)植物的叶面积与产量关系密切,叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示,由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是 。
(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 (填“高”或“低”)。
13.(2018·全国Ⅱ卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:
(1)从图可知,A叶片的树冠 (填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是 .
(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素过程中,常用的有机溶剂是 .
14.(2018·全国Ⅰ卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。
(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是 ,判断的依据是 。
(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。
(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】 A、酵母菌可以进行两种呼吸方式,即有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生能量多,有氧条件下利于酵母菌的增殖,A不符合题意;
B、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行,无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、和[H],并释放少量的能量,B符合题意;
C、酵母菌的第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇,同时生成二氧化碳,C不符合题意;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会生成CO2,D不符合题意。
故答案选:B。
【分析】酵母菌是一种真核生物,优先进行有氧呼吸,可以产生大量能量供机体的生命活动。无氧时,酵母菌亦可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有大量二氧化碳和水,同时释放大量能量。无氧呼吸时,酵母菌可以产生酒精和较少的二氧化碳。
2.【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题干信息可知,叶细胞与溶液之间无溶质交换,而甲组的甲糖溶液浓度升高,则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度,引起了细胞吸水,A正确;
B、若乙糖溶液浓度不变,说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等,叶细胞净吸水量为零,B正确;
C、若乙糖溶液浓度降低,说明细胞失水,叶肉细胞可能发生了质壁分离,C正确;
D、若乙糖溶液浓度升高,说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度,细胞吸水,而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍,因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组,D错误。
故答案为:D。
【分析】渗透作用需要满足的条件是:①半透膜;②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异,即物质的量浓度差异,由题干信息可知,甲糖和乙糖的质量分数相同,但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
3.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、若二氧化碳的生成量=酒精的生成量,则说明不消耗氧气,故只有无氧呼吸,A正确;
B、若只进行有氧呼吸,则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量,B正确;
C、若只进行无氧呼吸,说明不消耗氧气,产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳,C正确;
D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,若无氧呼吸产酒精,则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量,若无氧呼吸产乳酸,则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量,D错误。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸总反应方程式:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸反应方程式:①C6H12O62 C2H5OH+2CO2+能量;②C6H12O62C3H6O3+能量
4.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】黑暗中的种子萌发后无法合成叶绿素,不能进行光合作用制造有机物,但是种子萌发需要细胞呼吸消耗有机物提供能量,因此有机物总量会减少。萌发前的干种子自由水少,代谢缓慢,萌发时吸收了水使自由水增多,代谢增强,尤其是需要细胞呼吸提供能量,因此呼吸强度增强。
故答案为:A
【分析】主要考查种子萌发时的细胞呼吸与光合作用。黑暗中萌发的种子因不能进行光合作用,而呼吸作用又消耗有机物而干重逐渐下降;种子在萌发过程中所进行的一系列复杂的生命活动,只有种子不断地进行呼吸,得到能量,才能保证生命活动的正常进行。休眠的种子含水量一般只占干重的10%左右。种子必须吸收足够的水分才能启动一系列酶的活动,开始萌发。
5.【答案】B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有葡萄糖,A不符合题意;
B、马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来,B符合题意;
C、马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程能产生少量ATP,C不符合题意;
D、马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制无氧呼吸,减少酸味的产生,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】(1)动物细胞、玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块茎、乳酸菌等,进行有氧呼吸时,通过酶的催化作用,将葡萄糖等有机物氧化分解为乳酸,同时释放少量能量。
(2)马铃薯块茎细胞无氧呼吸的过程:
第一阶段:
第二阶段:
6.【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、吞噬细胞摄入病原体的方式是胞吞,A不符合题意;
B、固醇类激素进入靶细胞的过程属于自由扩散(被动运输),B不符合题意;
C、神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于从浓度高到浓度低的协助扩散(被动运输),C符合题意;
D、护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散(被动运输),D不符合题意。
故答案啊为:C
【分析】(1)被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
①自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞
②协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
( 2 )主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺相对含量梯度 顺相对含量梯度 能逆相对含量梯度
能量 不消耗 不消耗 消耗
载体 不需要 需要 需要
影响因素 浓度差 浓度差、载体 载体、能量
举例 水、O2等气体、甘油等脂溶性物质 血浆中葡萄糖进入红细胞 离子进入细胞 氨基酸、葡萄糖被上皮细胞吸收
7.【答案】A
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、小麦的根可以从土壤中获得离子状态的NO3-,不能吸收利用N2,A符合题意;
B、根细胞吸收矿质元素的方式为主动运输,需要呼吸作用提供能量,松土有利于有氧呼吸的进行,B不符合题意;
C、根系只能吸收利用土壤微生物分解的无机盐离子,C不符合题意;
D、玉米施肥过多时,土壤溶液的浓度远远大于细胞内溶液的浓度,会导致细胞失水,引起“烧苗”现象,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】本题考查小麦的根系对无机盐的吸收形式,只能吸收离子,以及离子吸收时的跨膜运输方式为主动运输,需要细胞呼吸提供能量。
小分子物质跨膜运输的方式和特点
名称 运输方向 载体 能量 实 例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
大分子物质进出细胞的方式:胞吞、胞吐
8.【答案】(1)细胞质基质、线粒体、(叶绿体)类囊体薄膜;细胞呼吸
(2)蒸腾作用水分丢失;光合作用(暗反应)
(3)实验思路:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
预期结果:A组液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:B组液泡中pH值夜晚显著低于白天。
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)白天叶肉细胞既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,所以白天叶肉细胞产生ATP的场所有:细胞质基质、线粒体和类囊体薄膜。细胞呼吸产生的CO2可为光合作用暗反应提供原料。
(2)夜间气孔打开,PEP羧化酶活性高,固定CO2形成苹果酸,储存在液泡中:白天气孔关闭、减少蒸腾作用水分散失,但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的CO2,不影响光合作用进行。
(3)根据题干,本题为验证型实验,实验目的为“验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊CO2固定方式"。根据实验目的找出自变量为植物甲的生存环境,因变量为植物甲液泡中的pH值。据此设计实验,
实验思路为:
①选取长势相同的若干株植物甲,均分为两组,编号分别为A、B;
②一次性浇足水后,A组正常浇水,B组停止浇水,放在其他条件相同且适宜的环境中培养;
③一段时间后,分别检测两组植物甲白天和夜晚叶肉细胞液泡中的pH值,并分别取平均值。
因为正常浇水时,植物甲无这种特殊的固定方式,所以A组液泡中无苹果酸储存过程,液泡中pH值白天和夜晚无明显变化:又因为在干旱环境中植物甲特殊的CO2固定方式会将胞间二氧化碳固定形成苹果酸,储存在液泡中,故B组液泡中夜晚苹果酸储存较多pH值明显降低,白天液泡中苹果酸脱羧释放CO2,pH值升高。
【分析】 1、白天植物细胞可以进行呼吸作用和光合作用,均可以产生ATP,场所是“细胞质基质、线粒体”和“叶绿体”。呼吸作用可以产生CO2。有氧呼吸的过程:
C6H12O6+6H2O+6O2 → 6CO2+12H2O+能量。
2、蒸腾作用主要过程为:土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。
3、首先确定自变量、因变量和无关变量。验证“植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式”。所以自变量是“是否干旱条件”,因变量是“是否存在这种特殊的CO2固定方式”,CO2是酸性气体,可以用“pH作为检测指标”。
4、实验设计常规思路:①取材、②分组、③根据自变量进行适宜的实验处理(加法原理或者减法原理)、④观察实验现象和记录实验数据、⑤分析实验结果和得出实验结论、⑥进行交流、分析和报告。
5、预期结果可以结合实验目的和实验处理进行预测。
9.【答案】(1)具有一定的流动性
(2)蛋白质;顺浓度或选择性
(3)细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程,需要能量,呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能,故使细胞主动运输速率降低
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】 (1)高中阶段常考的细胞膜的结构特点有:①细胞膜具有一定流动性;②细胞膜具有一定的选择透过性。 细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞 , 体现出生物膜的结构特点是 细胞膜具有一定流动性。
(2)离子通道的本质是蛋白质,是由蛋白质等构成的复合物。细胞离子通道进行运输离子时,具有专一性,离子通道运输的特点是顺浓度梯度和选择透过性。
(3) 细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。 所以细胞吸收离子的方式为主动运输,消耗能量。呼吸抑制剂抑制呼吸作用,抑制能量的提供,导致根细胞对K+的吸收速率降低。
【分析】 题意中植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。 所以可能存在两种物质跨膜运输离子的方式。植物根细胞的从外界吸收各种离子一般为主动运输,需要耗能、需要载体协助,进行逆浓度运输。
运输方式 方向 载体 能量 举例
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不需要 水、CO2、O2、N2、乙醇等
协助扩散 高→低 需要 不需要 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 需要 葡萄糖进入小肠上皮细胞
10.【答案】细胞质基质;无氧呼吸;光能;O2、NADpH;H2O、CO2
【知识点】ATP的相关综合;光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸,反应场所为细胞质基质。(2)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸。(3)由分析可知,光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能,储存在ATP中。(4)由分析可知,光合作用的光反应的产物为O2和NADpH。(5)由分析可知,线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2,第三阶段产物为H2O。
【分析】1、无氧呼吸:场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量2、有氧呼吸三个阶段的反应:
第一阶段:反应场所:细胞质基质;反应式C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段:反应场所:线粒体基质;反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段:反应场所:线粒体内膜;反应式:24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP)3、光反应和暗反应比较:
比较项目 光反应 暗反应
场所 基粒类囊体膜上 叶绿体的基质
条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、ADP、Pi、水
物质变化 水的光解:2H2O 4[H]+O2 ATP的生成:ADP+Pi ATP CO2的固定:CO2+C5 2C3 C3的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
能量变化 光能→电能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质 光能转变为化学能,水光解产生O2和[H] 同化CO2形成(CH2O)
联系 ①光反应为暗反应提供[H](以NADpH形式存在)和ATP; ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料; ③没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
11.【答案】(1)增强
(2)降低;气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(3)取ABA缺失突变体植株,在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度,预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。
【知识点】影响光合作用的环境因素;渗透作用
【解析】【解答】(1)由题意知经干旱处理后,植物根细胞中溶质浓度增大,所以该植物根细胞的吸水能力将增强。
(2)由题意知干旱处理后叶片气孔开度减小,所以CO2吸收量减少,光合作用速率会降低
(3)取ABA缺失突变体植株,在正常情况下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱情况下,一组进行ABA处理,另一组做对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变.。
故答案为:(1)增强 (2)降低 叶片气孔导度减小,CO2吸收量减少,所以光合速率下降
(3)取ABA缺失突变体植株,在正常情况下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱情况下,一组进行ABA处理,另一组做对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变.。
【分析】(1)植物根部吸水主要靠主动运输吸收大量无机盐,使得自身细胞的浓度大于土壤浓度,从而让水顺浓度梯度运输进入细胞,所以细胞浓度越大,吸收能力越强。
(2)叶片气孔导度直接决定了可以从空气中吸收的CO2的量。
12.【答案】(1)类囊体膜;蓝紫光和红光
(2)增加;群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低
(3)低
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)高等植物光合作用中捕获光能的色素分布在叶绿体的类囊体膜上,主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)植物群体光合速率=呼吸速率+干物质积累速率,在植物群体光合速率达到饱和前,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均增加;由题图可看出当叶面积系数超过b时,植物群体光合速率达到饱和,但群体呼吸速率仍在增加,导致群体干物质积累速率降低。(3)与阳生植物相比,阴生植物达到光补偿点时所需要的光照强度要低。
【分析】本题考查了与光合作用有关的色素;实际光合速率与呼吸速率和净光合速率之间相互影响的关系;不同植物的光补偿点。叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
13.【答案】(1)下层;A叶片的净光合速率到达最大时所需光照强度低于B叶片
(2)暗
(3)无水乙醇
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)下层叶片获得的光照低于上层叶片,导致光合作用强度低于上层,即光合速率较低。(2)光合作用分光反应和暗反应,光反应阶段产生氧气,据题意净光合速率下降但放氧速率不变说明不是光反应阶段受抑制导致,应该是暗反应受抑制导致。(3)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
【分析】(1)树冠下层叶片获得的光照低于上层,导致光合作用强度低于上层,即净光合速率较低。(2)光合作用的过程:
( 3 )提取叶绿体色素实验过程:
14.【答案】(1)甲
(2)甲;光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(3)乙
(4)CO2
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)由图可知,当光照强度大于a时,甲的净光合速率大,光饱和点远大于乙,积累的有机物多,对光能的利用率较高。(2)甲、乙植物单独种植,且种植密度过大,会使每种植物的光照强度降低。从图中可以看出,光照强度的降低对甲植物的净光合速率影响大,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出乙植物的光的饱和点和光补偿点都比甲低,因此更适合在林下种植。(4)夏日的晴天中午,为减少蒸腾作用水分散失,叶片上的气孔关闭,导致细胞间二氧化碳的含量下降,光合作用速率随之下降。
【分析】本题考查学生对光合作用图表的分析能力。图中甲、乙两种植物的净光合速率受不同光照强度的影响变化有区别,甲植物的变化幅度明显大于乙植物,甲植物对光能的利用率明显高于乙植物。当光照强度受到影响时甲植物受到的影响大于乙植物。乙植物由于光的饱和点和光补偿点都比较低,属于阴生植物。分析夏日的晴天中午,引起光合速率下降的原因,是由于气孔的关闭,二氧化碳的含量下降,影响了暗反应的进行。
1 / 1