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    2023届高考生物二轮复习细胞代谢作业含答案

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    2023届高考生物二轮复习细胞代谢作业含答案

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    这是一份2023届高考生物二轮复习细胞代谢作业含答案,共15页。试卷主要包含了下列关于酶实验的叙述,正确的是等内容,欢迎下载使用。
    专题二 细胞代谢


    1.(2022·无锡一中模拟)已知甲酶属于简单蛋白,乙酶属于结合蛋白。甲酶的催化活性仅取决于酶蛋白本身的结构;乙酶由酶蛋白和辅助因子(锰、铁等离子)或辅酶(有机小分子或金属有机化合物)共同组成。下列有关叙述正确的是( D )
    A.含铁的血红蛋白属于甲酶
    B.铁离子不会影响酶蛋白的空间结构
    C.用双缩脲试剂可鉴别甲酶和乙酶
    D.甲、乙酶发挥催化作用的部位可能不同
    【解析】 含铁的血红蛋白属于乙酶,A错误;铁离子会影响酶蛋白的空间结构,B错误;甲酶和乙酶都是蛋白质,都能和双缩脲试剂反应呈紫色,不能用来鉴别甲酶和乙酶,C错误;甲、乙酶发挥催化作用的部位可能不同,D正确。
    2.(2022·广东高考,13) 某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( C )
    组别
    pH
    CaCl2
    温度(℃)
    降解率(%)

    9

    90
    38

    9

    70
    88

    9

    70
    0

    7

    70
    58

    5

    40
    30
    注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
    A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
    B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
    C.该酶催化反应的最适温度70 ℃,最适pH为9
    D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
    【解析】 分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;分析①②变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90 ℃、70 ℃,故自变量为温度,B正确;②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,但由于温度梯度、pH梯度较大,不能说明最适温度为70 ℃,最适pH为9,C错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。
    3.(2022·长沙市南雅中学模拟)研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料,在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒,A、B、C组依次增加光照—黑暗的交替频率,每组处理的总时间均为T秒,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次增大。下列相关说法正确的是( C )

    A.实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产
    B.实验过程中C组积累的有机物最多
    C.实验结束后立即检测植物体内NADPH含量,D组最高
    D.实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增加,暗反应速率变小
    【解析】 实验说明增加光照—黑暗的交替频率,光合速率可以提高,但白天遮光会缩短光照时间,同样不利于农作物增产,A错误;实验过程中D组光照时间最长,所以D组积累的有机物最多,B错误;因为D组持续光照,有NADPH积累,故实验结束后D组NADPH含量最高,C正确;实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增加,暗反应速率也增加,D错误。
    4.(2022·盘锦模拟)人的骨骼肌细胞中,ATP含量仅够剧烈运动时3s以内的能量供给。运动员参加短跑比赛过程中,肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( B )

    A.AB段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩
    B.BC段ATP合成大于ATP水解,ATP含量上升的能量来源主要是有氧呼吸
    C.跑步时可能会感觉肌肉酸痛,主要是无氧呼吸产生的乳酸引起的
    D.无论AB段还是BC段都既有ATP的合成,又有ATP的分解
    【解析】 根据题意可知,运动员参加短跑比赛,AB段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩,A正确;人体剧烈运动需要消耗大量能量,有氧呼吸产生的能量较多,BC段ATP含量上升的能量来源主要是有氧呼吸,但此时,ATP合成与ATP水解仍处于动态平衡中,B错误;人体剧烈运动时,无氧呼吸与有氧呼吸并存,无氧呼吸产生的乳酸会引起肌肉酸痛,C正确;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,故AB段、BC段均既有ATP的合成又有ATP的分解,D正确。
    5.(2021·湖南高考真题)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( B )
    A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
    B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
    C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
    D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
    【解析】 南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A正确;种子无氧呼吸会产生酒精,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B错误;油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C正确;柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D正确。
    6.(2022·福州市二模)下列关于酶实验的叙述,正确的是( C )
    A.过氧化氢在高温下和酶的催化下分解都加快,其原理都是降低了反应所需要的活化能
    B.在探究温度对酶活性影响时,选择淀粉和淀粉酶作实验材料,或者选择过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料,检测效果均可
    C.若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,则检测试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液
    D.若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力的实验中,操作合理的顺序应为:加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
    【解析】 酶促反应的原理是降低化学反应的活化能,但是高温不会降低反应所需要的活化能,A错误;温度升高会使过氧化氢的分解速率升高,因此如果利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响时,改变温度后,引起过氧化氢分解速率的因素是温度和酶活性,有2个自变量,因此不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,B错误;验证酶的专一性实验中,可以用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂来进行,不可用碘液对实验结果进行检测,因为不管淀粉酶能否催化蔗糖分解,溶液都不变蓝,C正确;在测定酶活力的实验中,pH为无关变量,为了排除无关变量的干扰,应控制相同且适宜,而缓冲液能起到维持反应液的pH恒定的作用,因此最先加入;酶具有高效性,所以在控制pH恒定的情况下,应先加底物后加酶,让酶促反应在适宜的温度下进行,一定时间后检测产物的量来检测酶的活性,故其顺序应为:加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温→计时→一段时间后检测产物的量,D错误。
    7.关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( A )
    A.叶绿体中的色素可以用有机溶剂乙醇分离
    B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
    C.通常,红外线和紫外线不能被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
    D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻
    【解析】 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中,但是不能进行分离,而是提取,A错误;镁作为细胞中的无机盐,可以离子状态由植物的根从土壤中吸收,进而参与叶绿素的合成,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,可见光不包括红外光和紫外光,C正确;叶绿素的合成需要光,黑暗中生长的植物幼苗,因没有光照而导致叶绿素合成受阻,使类胡萝卜素的颜色显现出来,因而叶片呈黄色,D正确。
    8.(2022·湖南适应性测试)适宜的温度和光照条件下,在盛有水生动植物的鱼缸内(不考虑微生物的影响),物质代谢处于相对平衡状态的是( C )
    A.动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
    B.动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
    C.动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
    D.动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
    【解析】 要达到物质代谢的相对平衡状态,植物光合作用吸收的CO2量应等于动物和植物的呼吸作用释放的CO2量,A错误;要达到物质代谢的相对平衡状态,植物光合作用产生的O2量应等于动物和植物的呼吸作用吸收的O2量,B错误;动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量时,物质代谢处于相对平衡状态,C正确;要达到物质代谢的相对平衡状态,植物光合作用合成的有机物量应等于动物和植物呼吸作用消耗的有机物量,D错误。
    9.(2021·湖南高考真题)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( A )
    A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
    B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
    C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降
    D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
    【解析】 弱光条件下植物没有氧气的释放,有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度,光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有氧气的释放,A错误;二氧化碳性质不活泼,在暗反应阶段,一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后,很快形成两个C3分子,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原,因此二氧化碳不能直接被还原,B正确;在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,光合作用产物输出受阻,叶片的光合速率会暂时下降,C正确;合理密植可以充分利用光照,增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,D正确。
    10.(2022·鹤岗模拟)袁隆平团队研发的海水稻具有较强的耐盐碱能力。将某海水稻品种分为两组,对照组用完全培养液培养,实验组用含较高浓度NaCl的完全培养液培养;两周后,实验组培养液中Na+浓度高于Cl-,同时在晴朗天气下测定净光合速率及胞间CO2浓度日变化,结果如图。下列叙述错误的是( D )

    A.海水稻对Cl-吸收速率快于Na+,表明其对不同离子的吸收有选择性
    B.与正常状态相比,在高浓度NaCl下海水稻的净光合速率降低
    C.6:00~10:00间,两组净光合速率均增加的主要原因是光照强度增加
    D.在高盐条件下,10:00~12:00间光合速率下降的主要原因是气孔关闭
    【解析】 由于细胞膜上载体蛋白具有特异性,同时不同类型的载体蛋白的数量也不同,导致植物对不同离子的吸收具有选择性,A正确;由图1曲线看出,与正常状态相比,在高浓度NaCl作用下,该水稻的净光合作用速率降低,B正确;6:00~10:00间,对照组和实验组净光合速率都增加主要原因是此时间段光照强度增加,C正确;由图2曲线可知,10:00~12:00间,实验组的胞间CO2浓度高于对照组,说明在高盐条件下,该时间段内光合速率下降的主要原因不是气孔关闭,D错误。
    11.(2022·南师附中模拟)癌细胞在氧含量正常的情况下,利用葡萄糖转变为乳酸来产生ATP作为能量的主要来源。研究发现,线粒体中产生的NO一方面可与O2竞争性结合,另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸。下列说法错误的是( A )
    A.NO能抑制线粒体中葡萄糖的氧化分解过程
    B.细胞发生癌变时,线粒体中的NO水平升高
    C.与正常细胞相比,癌细胞中丙酮酸的生成速率高
    D.与正常细胞相比,癌细胞中葡萄糖的能量利用率低
    【解析】 葡萄糖分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中,A错误;细胞发生癌变时,线粒体中的NO水平升高,一方面与O2竞争性结合,另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸,B正确;由于葡萄糖转变为乳酸产生的ATP少,所以与正常细胞相比,癌细胞中丙酮酸的生成速率高,C正确;由于癌细胞在氧含量正常的情况下,利用葡萄糖转变为乳酸来产生ATP作为能量的主要来源,所以与正常细胞相比,癌细胞中葡萄糖的能量利用率低,D正确。
    11.(不定项)(2022·青岛二模)耐力性运动一般指机体每次进行30 min以上的低、中等强度的有氧运动,如游泳、慢跑、骑行等。研究表明,耐力性运动能使线粒体数量发生适应性改变,是预防冠心病和肥胖的关键因素;缺氧会导致肌纤维线粒体碎片化,ATP合成量减少约50%,而Drp1是保证线粒体正常分裂的重要蛋白。下图表示相关测量数据。下列相关叙述正确的是( CD )

    A.葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水是在线粒体内膜上完成的
    B.耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正相关关系
    C.Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤,使ATP合成大量减少
    D.坚持每周3~5天进行至少30 min的耐力运动,有助于提高肌纤维的功能
    【解析】 葡萄糖分解发生在细胞质基质,产生二氧化碳是在线粒体基质中完成的,产生水是在线粒体内膜上完成的,A错误;据图分析可知,5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量呈正相关关系,超过5周继续耐力训练,线粒体的数量并不会增加,B错误;线粒体内膜可以合成大量的ATP,Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤,使ATP合成大量减少,C正确;坚持每周3~5天进行至少30 min的耐力运动,有助于增加肌纤维中线粒体数量,提高肌纤维的功能,D正确。
    12.(2022·西宁模拟)以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图甲所示。下列分析正确的是( B )

    A.光照相同时间,在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
    B.光照相同时间,35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃相等
    C.如果该植物原重X kg,置于暗处4 h后重(X-1)kg,然后光照4 h后重(X+2)kg,则总光合速率为3/4 kg·h-1
    D.若将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水,则在黑暗条件下可测得B曲线
    【解析】 在光照时间相同的情况下,在25 ℃时,CO2吸收量最大,即光合作用净合成量最大,积累的有机物最多,A错误;在光照时间相同的情况下,30 ℃时光合作用的总量为3.50(净合成量)+3.00(呼吸消耗量)=6.50 mg/h,35 ℃时光合作用的总量为3.00(净合成量)+3.50(呼吸消耗量)=6.50 mg/h,二者相同,B正确;该植物原重X kg,置于暗处4 h后重(X-1)kg,说明呼吸速率为1/4 kg·h-1,然后光照4 h后重(X+2)kg,说明净光合速率为3/4 kg·h-1,则总光合速率为1 kg·h-1,C错误;将乙装置中NaHCO3溶液换成氢氧化钠溶液,则在黑暗条件下可测得B曲线,D错误。
    12.(不定项)(2022·烟台二模)植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用中放出的CO2时对应的光照强度称为光补偿点;当达到某一光照强度时,植物光合速率不再随光照强度增加而增加,该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、成熟期的光合作用相关数据。下列分析正确的是( ABC )
    生长期
    光补偿点
    (μmol·m-2·s-1)
    光饱和点
    (μmol·m-2·s-1)
    最大净光合速率
    (μmolCO2·m-2·s-1)






    灌浆期
    68
    52
    1 853
    1 976
    21.67
    27.26
    成熟期
    75
    72
    1 732
    1 365
    19.17
    12.63
    A.乙品种相对于甲品种能获得较高的产量
    B.成熟期呼吸作用增强可导致光补偿点增加
    C.达到光补偿点时,叶肉细胞会向外释放O2
    D.适当降低光照强度对甲品种的生长影响更大
    【解析】 表中数据表明,灌浆期乙品种的最大净光合速率大于甲品种,故可积累的有机物多,能获得较高产量,A正确;达到光补偿点时,光合速率等于呼吸速率,呼吸作用增强时,需要通过增强光照强度提高光合速率,使其与呼吸速率相等,即光补偿点增加,B正确;光补偿点时,植株光合速率等于呼吸速率,但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,所以叶肉细胞会向外释放O2,C正确;灌浆期乙品种的最大光合速率的光照强度更高,则适当降低光照强度对乙品种的生长影响更大,不同时期影响不同,D错误。
    13.为探究CO2浓度及紫外线对植物光合作用的影响,研究人员分别用紫外线和浓度加倍后的CO2处理培养了15天的番茄幼苗,直至果实成熟。期间测定了番茄叶绿素含量、株高和光合速率等生理指标(其他条件均为适宜状态),结果如表。
    分组及实验处理
    A组(自然条件下)
    B组(紫外线照射)
    C组(CO2浓度加倍)
    叶绿素含量
    (mg·g-1)
    15天
    1.20
    1.21
    1.19
    30天
    2.00
    1.50
    2.40
    45天
    2.00
    1.50
    2.45
    株高(cm)
    15天
    21.10
    21.20
    21.00
    30天
    35.20
    31.60
    38.30
    45天
    54.30
    48.30
    61.20
    光合速率平均值
    (μmol·m-2·s-1)
    8.86
    5.62
    14.28
    (1)在晴朗的中午,幼苗均可以正常生长。此时,A组番茄叶肉细胞产生ATP的部位有 细胞质基质、线粒体和叶绿体 ;依据表中数据判断,与A组相比,B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是 紫外线照射使植物叶绿素合成减少,光反应弱,光合速率低 。
    (2)从实验设计的角度来看,表格中的数据有不严谨的地方,具体体现在初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致,你认为这样的误差 不会 (填“会”或“不会”)对实验结果和得出结论产生显著影响,原因是 初始数据误差很小;实验结果和结论的得出主要依据因变量的变化 。
    (3)由表可知,CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。有研究者认为,这可能是因为CO2能促进植物生长素的合成。请补充实验,验证此假设(简要说明实验思路及结果): 在15天、30天、45天时,分别测定A、C组植株中生长素的含量,并作对比分析;检测结果:15天时,A、C两组植株生长素含量差别不大;30天、45天时,C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量 。
    (4)根据表中的数据分析,为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有 适度提高棚内二氧化碳浓度;使用能阻挡紫外线的塑料薄膜 。
    【解析】 (1)在晴朗的中午,幼苗均可以正常生长。此时,A组番茄叶肉细胞同时进行细胞呼吸和光合作用,所以产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体;依据表中数据判断,与A组相比,B组番茄叶绿素含量更低,因此B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外线照射使植物叶绿素含量低,所以光反应弱,进而影响暗反应,光合速率低。(2)由表格数据可知,初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致,但这样的误差不会对实验结果和得出的结论产生显著影响,原因主要有两方面,一是初始数据误差很小,二是实验结果和结论的得出主要依据因变量的变化(前后对照)。(3)由表可知,CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。可能是因为CO2能促进植物生长素的合成,为了保证单一变量,CO2浓度是否加倍作为自变量,选择A、C组进行实验,设计实验思路:在15天、30天、45天时,分别测定A、C组植株中生长素的含量,并作对比分析;检测结果(CO2能促进植物生长素的合成):15天时,A、C两组植株生长素含量差别不大;30天、45天时,C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量。(4)根据表中的数据可知,紫外线照射使植物在相同时间内叶绿素含量降低,平均株高降低,光合作用降低,CO2浓度加倍使植株在相同时间内平均株高增高,所以为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有适度提高棚内二氧化碳浓度;使用能阻挡紫外线的塑料薄膜。
    14.(2022·临沂模拟)由于萌发的种子所占体积小,代谢水平高,因此,常用作生物实验材料。如图三个装置以萌发的种子为材料,研究呼吸作用的产物及方式。据图回答下列问题:

    (1)为排除微生物对实验效果的干扰,常将萌发的种子进行 消毒 处理。
    (2)为使实验结果科学严谨,应设置对照实验。结合上述三套实验装置,确定实验目的,并确定对照实验的设置情况(将①~⑥补充完整):
    装置
    实验目的
    对照实验的设置情况

    ① 探究呼吸作用是否产生热量
    ② 等量的加热杀死并冷却至常温的萌发种子

    ③ 探究萌发种子的呼吸作用方式
    ④ 将NaOH溶液换成等量的清水

    ⑤ 探究种子的呼吸作用是否产生CO2
    ⑥ 等量的加热杀死的萌发的种子
    (3)增设对照实验后,乙组两个装置中有色液滴如何移动,证明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸? 含NaOH溶液的装置中有色液滴左移,含清水的装置中有色液滴右移 。
    【解析】 (1)为排除微生物呼吸作用的影响,种子必须进行消毒处理。(2)从三个装置所给的仪器中可以判断出“待观测指标”,再根据待观测指标推断出实验目的,由实验目的确定出对照实验的设置情况。甲装置:温度计→测定萌发种子是否产生热量→推断出实验目的为“探究呼吸作用是否产生热量”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。乙装置:有色液滴移动情况→容器内气体体积变化情况→推断出实验目的为“探究萌发种子的呼吸作用方式”→NaOH溶液吸收CO2,可更换为不吸收CO2的清水作为对照。丙装置:澄清的石灰水能否变混浊→是否产生CO2→推断出实验目的为“探究种子的呼吸作用是否产生CO2”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。(3)乙装置增设对照实验后,在含NaOH溶液的装置中,无论有氧呼吸还是无氧呼吸所产生的CO2都被NaOH溶液吸收,而O2消耗会使装置中气体体积减小,故有色液滴左移可表示种子进行有氧呼吸。在含清水的装置中进行的有氧呼吸不会引起装置中气体体积变化,但是无氧呼吸会使装置中气体体积变大,故有色液滴右移可表示种子进行无氧呼吸。
    15.(2022·四平市期末)某同学以菠菜的绿叶为材料,制备了完整叶绿体悬浮液,并均分为两组,进行如下实验:
    组别
    加入物质
    条件
    实验现象
    A组
    DCPIP溶液
    适宜温度和光照等条件
    产生气泡,DCPIP溶液变为无色
    B组
    适量磷酸、NaHCO3
    (CH2O)/C3值增高
    注:DCPIP氧化态为蓝紫色,被还原后为无色。
    请分析回答:
    (1)分离获得完整叶绿体需要用到的方法是 差速离心 和过滤。
    (2)A组气泡中成分是 O2 ,DCPIP溶液由蓝紫色变无色的原因是 光反应阶段产生的[H]使DCPIP被还原 。
    (3)B组(CH2O)/C3值增高的原因是 磷酸有利于光反应阶段中ATP的形成,进而促进暗反应中C3的还原形成(CH2O) 。
    【解析】 (1)分离获得完整叶绿体需要用到的方法是差速离心和过滤。(2)A组可以进行光合作用的光反应阶段,气泡中成分是O2,DCPIP氧化态为蓝紫色,被还原后为无色溶液,DCPIP由蓝紫色变无色说明被还原了,原因是光反应阶段产生的[H]使DCPIP被还原。(3)B组(CH2O)/C3值增高的原因是磷酸有利于光反应阶段中ATP的形成,进而促进暗反应中C3的还原形成(CH2O)。
    16.(2022·龙口市模拟)大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。

    回答下列问题:
    (1)本实验的目的是探究在一定光照强度下, 不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响 。
    (2)ATP水解酶的主要功能是 催化ATP水解 。ATP水解酶活性可通过测定 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量 表示。
    (3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞 呼吸作用 增强,导致有机物消耗增加。
    (4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能 提高 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是 龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态 。
    【解析】 (1)结合题意分析可知,本实验目的是探究在一定光照强度下,不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。(2)酶具有专一性,ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解;酶活性可通过产物的生成量或底物的消耗量进行测定,由于ATP的水解产物是ADP和Pi,故ATP水解酶活性可通过单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量表示。(3)净光合速率=总光合速率-呼吸速率,由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,矿质元素的吸收需要能量,因而细胞呼吸作用增强,导致有机物消耗增加。(4)由图2可知,大气CO2条件(LC组)下,HP组(高磷浓度)的净光合速率>LP组(低磷浓度),故推测高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率;结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态。
    17.(2022·济宁一模)研究者以3个品种的马铃薯(Q9、NB1、G2)为材料,研究不同光周期处理对马铃薯产量的影响。对光周期的控制共设置3组实验,分别为16 h-8 h组(长日照)、12 h-12 h组(中日照)、8 h-16 h组(短日照),发现中日照和短日照处理组有块茎生成,结果如下图所示,光照处理时光照强度为44 μmol·m-2·s-1,温度为20~27 ℃。

    (1)上图实验结果表明,平均单株产量受到光周期影响程度相对较低的品种是 Q9 ;单位时间内平均单株产量增量最高的实验组和时间段为 中日照组NB1在处理45~60 d期间 。
    (2)进一步实验表明,马铃薯的叶绿素含量大致表现为随光周期的光照时间减少而降低。请结合上述实验结果分析,同一品种马铃薯的平均单株产量存在差异的可能原因有哪些?(至少答出2点) 随光周期的光照时间减少,叶绿素含量降低,吸收和转化光能减少,光合速率降低;非光照时间不同,呼吸作用的有机物消耗情况不同;不同光周期下有机物的运输和储存情况不同等 。
    (3)若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响,并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响,应该选择上述3组实验中 长日照(16 h-8 h) 组的植株为实验材料。对照组叶片遮光处理,10 h后检测到叶片的干物质减少量为A mg;某实验组10 h后检测到叶片的干物质增加量为B mg,实验叶片的面积为C cm2,则该组的光合速率可以表示为 0.1(A+B)/Cmg/(h·cm2) 。
    (4)马铃薯钾含量丰富,是人类饮食中钾的重要来源。研究者通过田间实验研究不同钾肥(氯化钾、硫酸钾)及二者混合使用对马铃薯产量的影响。实验前,要对土壤进行 钾含量(肥力) 测定,各个实验组之间要保证 钾的使用量 是相同的,并与对照组保持无关变量一致。
    【解析】 (1)题图实验结果表明,Q9品种的平均单株产量受到光周期影响程度相对较低;中日照组NB1在处理45~60 d期间单位时间内平均单株产量增量最高。(2)进一步实验表明,马铃薯的叶绿素含量大致表现为随光周期的光照时间减少而降低。由于叶绿素是光合色素,其在光合作用的光反应过程中起着吸收、传递和转化光能的作用,因此,同一品种马铃薯的平均单株产量存在差异的可能原因表现在随光周期的光照时间减少,叶绿素含量降低,吸收和转化光能减少,光合速率降低;同时光照时间减少,呼吸作用的有机物消耗也会增多,因而单株产量会随着光周期的光照时间减少而降低。(3)若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响,为了尽量避免有机物的输出对实验结果的影响,应该选择上述3组实验中长日照(16 h-8 h)组的植株为实验材料,因为该实验组没有块茎生成,避免了有机物的输出。对照组叶片遮光处理,10 h后检测到叶片的干物质减少量为A mg,此时检测的是10小时的呼吸消耗;某实验组10 h后检测到叶片的干物质增加量为B mg,该值代表的是10小时有机物的增加量(或净光合速率),实验叶片的面积为C cm2,则该组的光合速率可以表示为(A+B)÷10÷C=0.1(A+B)/Cmg/(h·cm2)。(4)马铃薯钾含量丰富,是人类饮食中钾的重要来源。研究者通过田间实验研究不同钾肥(氯化钾、硫酸钾)及二者混合使用对马铃薯产量的影响。为了排除土壤自身含有的钾量的干扰,实验前,要对土壤进行钾含量(肥力)测定,各个实验组之间要保证钾的使用量是相同的,即保持无关变量相同且一致,本实验的自变量是钾肥种类的不同,因变量是产量的变化。

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