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2023届高考生物二轮复习专项分类强化生命系统的自我更新作业(不定项)含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习专项分类强化生命系统的自我更新作业(不定项)含答案,共26页。试卷主要包含了红苋菜的叶肉细胞中含有花青素,将酵母菌培养液进行离心处理,提示等内容,欢迎下载使用。
专项分类强化练生命系统的自我更新
专项分类强化练生命系统的自我更新
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题组一 回归教材强化基础类
1.(人教必修1 P67)假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中,两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高,在显微镜下连续观察,可以预测甲乙两细胞的变化是( )
A.甲乙两细胞发生质壁分离后,不发生质壁分离复原
B.甲乙两细胞都发生质壁分离,但乙细胞很快发生质壁分离复原
C.只有乙细胞发生质壁分离,但不会发生质壁分离复原
D.甲乙两细胞发生质壁分离,随后都很快发生质壁分离复原
2.(人教必修1 P72)下列有关物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.果脯在腌制中慢慢变甜,是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
B.脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞
C.葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白,但不消耗能量,属于协助扩散
D.大肠杆菌吸收K+既消耗能量,又需要借助膜上的载体蛋白,属于主动运输
3.(人教必修1 P74)红苋菜的叶肉细胞中含有花青素。若将红苋菜叶片放在清水中,水的颜色无明显变化;若对其进行加热,随着水温升高,水的颜色逐渐变成红色,其原因是( )
A.花青素在水等无机溶剂中难以溶解
B.水温升高使花青素的溶解度增大
C.加热使细胞壁失去了选择透过性
D.加热使叶肉细胞的生物膜被破坏
4.(人教必修1 P85)嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解,使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是( )
A.纤维系酶 B.淀粉酶
C.脂肪酶 D.蛋白酶
5.(人教必修1 P85)将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃水中热烫处理2 min,可较好地保持甜味。这是因为加热会( )
A.提高淀粉酶的活性
B.改变可溶性糖分子的结构
C.破坏淀粉酶的活性
D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
6.(人教必修1 P89)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是( )
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
7.(人教必修1 P96)将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后,再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分,与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中,并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下,最终能产生CO2和H2O的试管是( )
A.甲 B.丙
C.甲和乙 D.丙和乙
8.(人教必修1 P108)在我国西北地区,夏季日照时间长,昼夜温差大,那里出产的瓜果往往特别甜。这是因为( )
A.白天光合作用微弱,晚上呼吸作用微弱
B.白天光合作用旺盛,晚上呼吸作用强烈
C.白天光合作用微弱,晚上呼吸作用强烈
D.白天光合作用旺盛,晚上呼吸作用微弱
题组二 题干描述简约类(高频考查)
1.[2022·北京朝阳一模]有些厨房洗涤剂中会加入脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶等生物酶制剂。下列有关说法正确的是( )
A.酶通过为反应物提供能量以降低化学反应的活化能
B.利用蛋白酶的专一性和高效性可去除餐具淀粉污渍
C.为提高不同类型污渍的去除效果酶制剂应复配使用
D.使用开水或加入强碱溶解酶制剂可以增加清洁效果
2.[2022·浙江绍兴二模]下列关于“乙醇(酒精)发酵实验”的叙述,错误的是( )
A.干酵母在活化过程中会产生较多气泡
B.发酵前需要充分振荡,使酵母菌和葡萄糖混匀
C.混合液表面加液体石蜡的目的是阻止气体进出
D.发酵时30 ℃的水浴有利于保证酶较高活性
3.[2022·北京丰台二模]如图所示为菠菜叶肉细胞内的部分能量转换过程,下列说法正确的是( )
A.①②都发生在叶绿体,③④分别发生在细胞质基质和线粒体
B.类囊体膜上的四种色素吸收光的波长有差异,但都可用于①
C.光合速率等于呼吸速率时,②储存的能量等于④释放的能量
D.②一般与放能反应相联系,③一般与吸能反应相联系
4.[2022·北京海淀一模]开发生物燃料替代化石燃料,可实现节能减排。下图为生物燃料生产装置示意图,据图推测合理的是( )
A.光照时,微藻产生ADP和NADP+供给暗反应
B.图中①为CO2,外源添加可增加产物生成量
C.图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质
D.该体系产油量的高低不受温度和pH等影响
题组三 生产实践和生活应用类(高频考查)
1.[2022·浙江宁波二模]糯米中含有大量淀粉,麦芽中含有淀粉酶,两者混匀后可用于制取麦芽糖,该过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.麦芽中的α淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖
B.55~60 ℃保温可杀灭部分杂菌,也会使淀粉酶失活
C.该过程制得的麦芽糖不能与本尼迪特(斐林)试剂发生反应
D.搅拌均匀有利于麦芽中淀粉酶充分接触底物发挥作用
2.[2022·浙江台州二模]萤火虫尾部发光器的发光原理如图所示,利用该原理制成了ATP快速荧光检测仪,检测样品中细菌数量,下列叙述正确的是( )
荧光素+ATP+O2氧化荧光素+物质X+2Pi+H2O+光能
A.物质X是DNA的基本组成单位之一
B.由反应式可知萤火虫发荧光属于放能反应
C.该检测仪检测结果代表样品中需氧型细菌的数量
D.运用该检测仪计数的前提是每个细菌内的ATP含量基本相同
3.[2022·苏、锡、常、镇二模]微生物燃料电池是一种利用产电微生物将有机污染物中的化学能转化成电能的装置,其简要工作原理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该燃料电池涉及的化学反应发生在微生物细胞内
B.电能由产电微生物细胞呼吸产生的ATP转换而成
C.图中产电微生物在阳极室的氧化产物是CO2和H2O
D.阴极室内的电子受体和还原产物分别为O2和H2O
4.[2022·湖南长沙三校模拟联考]自工业革命以来,全球环境中的O3浓度增加了一倍多。科学家研究了增加O3对玉米光合作用的影响,结果下表所示:
下列说法不正确的是( )
A.O3可能通过影响玉米光合作用的暗反应,使玉米产量下降
B.气孔导度主要通过影响细胞水分含量来影响光合作用的强度
C.环境CO2浓度、气孔导度会影响CO2的供应进而影响光合作用
D.O3导致的玉米减产是通过减少籽粒重量,而不是籽粒的数量
题组四 情景信息类(中频考查)
1.[2022·汕头一模]水稻在干旱时,保卫细胞通过失水而使气孔关闭,从而降低蒸腾作用。研究发现,气孔关闭的过程中,保卫细胞膜上向外运输K+的转运蛋白活性增强。若抑制K+转运蛋白磷酸化,则气孔无法关闭。下列有关叙述,错误的是( )
A.气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K+
B.K+转运蛋白发生磷酸化可促进气孔关闭
C.气孔关闭会使光合作用速率降低
D.保卫细胞失水只能通过自由扩散方式
2.[2022·德州二模]ABC转运器的胞质侧具有ATP和运输物质的结合位点,ATP与ABC转运器结合,将引起ABC转运器上的物质结合位点转向膜外侧,ATP水解后其结构恢复原状,从而实现物质的跨膜运输。CFTR是一种ABC转运器,囊性纤维化患者的CFTR转运Cl-功能异常,导致细胞外缺水而使得肺部黏稠分泌物堵塞支气管。下列相关叙述错误的是( )
A.CFTR功能异常会导致肺部细胞外液渗透压降低
B.Cl-通过CFTR的转运属于一种消耗能量的主动运输
C.CFTR的Cl-结合位点由膜内转向膜外不需要ATP水解供能
D.ABC转运器可以协助细胞逆浓度梯度从内环境中吸收营养物质
3.[2022·盐城伍佑中学阶段考]单羧酸转运蛋白(MCT1)是哺乳动物细胞质膜上同向转运乳酸和H+的跨膜蛋白。在癌细胞中,MCT1基因显著表达,导致呼吸作用产生大量乳酸;当葡萄糖充足时,MCT1能将乳酸和H+运出细胞,当葡萄糖缺乏时则将乳酸和H+运进细胞。下列推测错误的是( )
A.合成与运输MCT1,体现细胞结构之间的协调配合
B.乳酸被MCT1运进细胞,可作为替代葡萄糖的能源物质
C.癌细胞细胞质中乳酸产生较多使细胞内pH显著降低
D.MCT1会影响癌细胞增殖,其基因可作癌症治疗新靶点
4.[2022·北京西城一模]“自动酿酒综合征(ABS)”是由肠道微生物紊乱引起的罕见疾病,患者消化道内微生物发酵产生的高浓度酒精能致其酒醉,长期持续会导致肝功能衰竭。相关叙述错误的是( )
A.ABS患者肠道内产酒精微生物比例较高
B.肠道微生物主要通过有氧呼吸产生酒精
C.肠道内的酒精通过自由扩散进入内环境
D.减少糖类物质的食用可缓解ABS的病症
题组五 图示模型类(中频考查)
1.[2022·广州二模]耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干,由于标签损坏无法辨认类型,某生物兴趣小组使用0.3 g·mL-1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞,结果如图,下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ组水稻原生质体的体积增加,说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B.Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C.A→B段,Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D.B→C段是由于添加清水
2.[2022·东莞质检]研究人员筛选到植株矮、籽粒小的水稻突变体s,使用电子显微镜观察一天中不同时刻的野生型和突变体s叶肉细胞中的淀粉粒,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体是光合作用的场所,淀粉粒位于叶绿体中
B.叶肉细胞白天进行光合作用,淀粉粒积累逐渐增多
C.突变体s叶肉细胞淀粉粒积累可能是输出减少的结果
D.突变体s叶肉细胞淀粉粒积累有利于水稻生长
3.[2022·枣庄二模]研究发现,细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关。内质网膜上的蛋白A可以在蛋白S的协助下促进Ca2+进入内质网,并最终进入线粒体。Ca2+促进丙酮酸在线粒体内转化成脂肪的合成原料是柠檬酸,相关过程如图所示。有关叙述正确的是( )
A.Ca2+以协助扩散方式通过蛋白A进入内质网
B.M代表丙酮酸,在线粒体基质产生后参与柠檬酸循环
C.柠檬酸循环的产物N代表的物质是CO2和NADH
D.在有氧条件和无氧条件下,D代表的能量值相等
4.[2022·江苏新高考基地学校四联]越野滑雪是一种长距离雪上项目,运动员在比赛过程中,会经历有氧阶段、混氧阶段和无氧阶段。如图为体内血液中乳酸含量与氧气消耗速率的变化,下列叙述正确的是( )
A.a强度下运动员进行的是混氧阶段
B.b强度下供能方式仍以有氧呼吸为主
C.仅c运动强度时O2消耗量与CO2产生量相等
D.高强度运动产生的乳酸可直接通过肾脏排出
5.[2022·浙南名校联考]科研工作者研究了不同条件下大棚蔬菜叶片净光合速率的变化,实验结果如图。下列叙述错误的是( )
A.由1、2组可推知,在高温条件下,通风降温可提高蔬菜叶片的净光合速率
B.2组处理条件下温室蔬菜叶片净光合速率最低,可能原因是二氧化碳的供应不足
C.由2、3组(或2、4组)可推知,在高温条件下,增施二氧化碳可解除高温对净光合速率的抑制
D.3、4组处理后期,温室蔬菜叶片净光合速率快速降低的原因可能是蔬菜叶片内的酶快速失活
题组六 不定项选择类(部分省必考)
1.[2022·常德模拟考]1894年,科学家提出了“锁钥”学说,认为酶具有与底物相结合的互补结构。1958年,又有科学家提出了“诱导契合”学说,认为在与底物结合之前,酶的空间结构不完全与底物互补,在底物的作用下,可诱导酶出现与底物相结合的互补空间结构,继而完成酶促反应。为验证上述两种学说,科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(S酶)进行研究。该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU,且与两者结合的催化中心位置相同。进行的四组实验的结果如图所示,图中SCTH表示催化CTH反应后的S酶,SCU表示催化CU反应后的S酶。下列说法错误的是( )
A.S酶既可催化CTH反应,又可催化CU反应,说明S酶没有专一性
B.S酶的活性可以用反应产物的相对含量来表示
C.该实验结果更加支持“诱导契合”学说
D.为进一步探究SCTH不能催化CU水解的原因是SCTH失去活性,还是出现空间结构的固化,可以用SCTH催化CTH反应
2.下图表示蚕豆细胞利用细胞膜上的质子泵产生的H+梯度推动蔗糖吸收的过程。下列相关说法正确的是( )
A.质子泵将H+外运出细胞的方式属于主动运输
B.质子泵将H+外运的过程会导致ADP大量积累
C.抑制细胞呼吸不会影响植物细胞对蔗糖的吸收
D.外界溶液的pH升高会使细胞对蔗糖的吸收减少
3.[2022·苏北七市三模]ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,主要由TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分组成。研究表明,某些ABC转运蛋白能将已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出(如图)。相关叙述正确的是( )
A.TMD亲水性氨基酸比例比NBD高
B.图示化疗药物的运输方式属于主动运输
C.物质转运过程中,ABC转运蛋白构象发生改变
D.肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强
4.[2022·江苏押题卷]淀粉通常由农作物通过光合作用固定二氧化碳产生。自然界的淀粉合成与积累,涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控。2021年9月24日,中国科学院天津工业生物技术研究所研究员马延和带领团队采用一种类似“搭积木”的方式,设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。该途径包含了来自动物、植物、微生物等31种不同物种的62个生物酶催化剂。以下有关说法不正确的是( )
A.构成淀粉的元素只有C、H、O三种
B.该技术的11步反应是将自然界的60多步删减得到的
C.该技术之所以能高效地合成淀粉主要是因为科学家设计合成了全新的更加高效的酶
D.该技术可能的机制:首先把二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇,然后将还原的甲醇转换成为三碳,然后是将三碳合成六碳,最后再将六碳聚合成为淀粉
5.[2022·永州高考适应性考试]氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制[H]与O2的结合,使得组织细胞不能利用O2而陷入窒息。如图为研究植物根尖吸收K+的相关实验。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+可能属于主动运输或协助扩散
B.实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关
C.实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸
D.实验乙加入氰化物后,可能是通过抑制转运蛋白的活性来减少O2的吸收量
6.[2022·德州二模]研究发现,恶性肿瘤内部细胞的DRP1s367位点发生磷酸化,促进了线粒体融合,使其线粒体长度明显长于边缘区域细胞的。为进一步研究在营养缺乏时线粒体融合对癌细胞糖代谢的调控,研究人员用肝癌细胞进行了以下实验。下列相关叙述正确的是( )
注:线粒体嵴的密度=嵴的数目/线粒体长度
A.呼吸链复合体能够催化丙酮酸分解为[H]和CO2
B.肿瘤内部细胞比边缘区域细胞的葡萄糖分解速率快
C.肿瘤内部细胞线粒体融合增强,有利于适应营养缺乏的环境
D.促进DRP1s367位点磷酸化的药物能够有效地抑制肝癌的发展
—————————— 非选择题分类·规范提升练 ——————————
类型一 回扣教材长句问答落实类
1.(人教必修1 P67“拓展应用”)温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗?请提出假设,并设计检验该假设的实验方案。
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2.(人教必修1 P70“正文”)主动运输的意义是什么?
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3.(人教必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异常,影响了Cl-的跨膜运输,这一事例说明了什么?
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4.(人教必修1 P72“练习与应用”)淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,推测其伸缩泡的伸缩情况,分别会发生什么变化?
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5.(人教必修1 P72“概念检测2”改编)果脯在腌制过程中慢慢变甜,是细胞通过主动运输吸收糖分的结果吗?说明理由。
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6.(人教必修1 P82“探究·实践”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5,小肠液的pH为7.6,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗?为什么?
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7.(人教必修1 P95“思考讨论”)为什么包扎伤口应选用透气的纱布?
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8. (人教必修1 P95“思考讨论”拓展)蔬菜保鲜与种子贮藏所需条件是否相同?
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9. (人教必修1 P95 “正文”)松土能增进肥效的原因?
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10.(人教必修1 P96“思维训练”)科学家就线粒体的起源,提出了什么解释?
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11.(人教必修1 P103“图5-14”拓展)叶绿体中C3的分子数量为什么多于C5的分子数量?
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12.(人教必修1 P104“正文”拓展)光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2,一定时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析。实验发现,仅仅30 s的时间,放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s,发现放射性代谢产物减少到12种,想要探究CO2转化成的第一个产物,可能的实验思路是什么?
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13.(人教必修1 P99“正文”拓展)温室或大棚种植蔬菜时,应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源?
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14.(人教必修1 P102“正文”拓展)玉米田里的白化苗长出几片叶片就死亡,原因是什么?
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类型二 概述析因推理探究综合类
1.[2021·天津十二校联考一模]啤酒生产需经过制麦、糖化、发酵等主要环节。主要工艺流程如图所示,请回答下列问题:
(1)大麦是啤酒发酵的重要碳源,利用大麦实质是利用其中的α淀粉酶,用________处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生α淀粉酶。
(2)为探究两种大麦种子(红粒麦和白粒麦)所含α淀粉酶活性进行了如下实验。
取发芽时间相同、质量相等的红、白粒大麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:
步骤①中加入的C是______________。显色结果表明:α淀粉酶活性较高的品种是______________。
(3)啤酒酵母菌种决定着啤酒的风味和质量,某实验小组从原浆啤酒底泥中分离出一株高活性的啤酒酵母。
①在对原浆啤酒底泥中的酵母菌进行富集培养的过程中每隔4 h要摇动一次,每次1~2 min,其目的是____________、________________,以促进酵母菌的有氧呼吸和增殖。
②为了制备啤酒酵母分离培养基,实验人员将马铃薯去皮切块后高压煮沸,过滤后补加蒸馏水至1 L,加入葡萄糖和琼脂后加热溶化。该培养基的碳源主要包括__________________,培养基一般用__________________法进行灭菌处理。
(4)敲除野生型酿酒酵母中的蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白质的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。某科研小组用酪蛋白固体培养基筛选突变体,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。生产需要筛选透明圈________(大/小)的菌落。
2.[2022·韶关一模]研究人员发现一莲藕突变体植株,其叶绿素含量仅为普通莲藕植株的56%。如图表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体莲藕植株和普通莲藕植株的净光合速率。表中数据是某光照强度下测得的突变体莲藕植株与普通莲藕植株相关生理指标,请分析并回答相关问题:
品种
单位时间进入叶片单位面积的CO2量(mmol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(ppm)
还原性糖(mg·g-1鲜重)
普通莲藕植株
0.10
250
2.72
突变体莲藕植株
0.18
250
3.86
(1)莲藕植株叶片中的叶绿素主要吸收__________光。光照强度为a时,叶片中合成ATP的细胞器有_______________________________________。
(2)当光照强度低于a时,突变体莲藕植株的净光合速率低于普通莲藕植株,推测引起这种差异主要是由于突变体莲藕植株____________________________________。
(3)分析图表中信息可知,光照强度大于a时,环境中的CO2浓度__________(填“是”或“不是”)影响普通莲藕植株净光合速率的主要原因,突变体莲藕植株合成还原性糖较多的原因主要是①______________________________________________
________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为进一步探究突变体莲藕最适宜光照强度,实验测定各组数据时往往要采取随机取样、______________________________等措施(答出两点),以保证实验数据的可信度。
3.[2022·湖南长沙一中月考]为提高水果品质,研究者通过嫁接来改造砂糖橘。嫁接时,以砂糖橘的枝、芽为接穗,以其他植物茎段为砧木,基本操作如图所示。现用宜昌橙、枳壳、砂糖橘、香橙和粗柠檬等植物分别为砧木进行实验,探究不同砧木对砂糖橘的光合作用指标和含糖量的影响,进而筛选出砂糖橘栽培的最适砧木,数据如下表所示。请回答:
注:各组之间细胞呼吸强度基本相同。
(1)该实验的自变量是________,设置以砂糖橘为砧木的这一组的目的是进行____________________。
(2)假设各砧木上砂糖橘的呼吸作用强度相同,根据表格数据,砂糖橘生长的最适砧木是________,请叙述判断依据:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)与以香橙为砧木相比,以宜昌橙为砧木的砂糖橘的气孔导度较小,但胞间CO2浓度较大,请叙述其主要原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究者认为,砂糖橘的总叶绿素含量分别在以枳壳、宜昌橙为砧木时达到最多、最少,但砂糖橘中的遗传物质并未改变。请在上述实验基础上,选择合适的砧木材料,设计实验来验证上述观点。请写出实验思路及预期实验结果:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4.[2022·北京东城一模]植物光合作用速率受多种因素影响,研究人员获得了光合作用速率明显降低的CST1基因功能缺失突变体玉米,利用其研究了光合作用产物对光合作用的反馈调节机制。
(1)玉米在叶肉细胞的________中合成了光合作用产物,完成传粉后,光合作用产物可运输到种子中积累、储存。
(2)研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度,结果如图1。结果说明野生型植株中CST1蛋白能够________气孔打开,突变体光合速率下降的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。
图1
(3)研究人员测定了野生型植株在不同条件下CST1基因的表达量,图2结果显示________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
由此推测CST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控,进而影响气孔开放程度。
图2
图3
研究人员在玉米传粉后第15天分别向野生型和突变体植株的茎注射蔗糖溶液,对照组注射等量蒸馏水,48小时后检测叶片气孔开放程度。实验结果验证了上述推测,请将蔗糖处理突变体的结果补充在图3中。
(4)结合以上研究结果,请完善光合作用产物对光合作用的反馈调节机制模型
(任选一种,在方框中以文字和箭头的形式作答)。
5.[2022·苏、锡、常、镇调研]研究金鱼藻等沉水植物对水环境的适应性特征及其生长与环境因子的关系,将有利于人类更好地利用沉水植物。请分析并回答下列问题:
(1)图1是金鱼藻叶片横切局部图。在长期水环境的选择作用下,金鱼藻形成了许多适应性特征:叶片细裂成丝状,增加了________________________________;叶片结构中有__________________,增加了叶片中气体的含量而使其易在水中舒展,有利于接受光照;表皮细胞中含有________,使表皮细胞具备了进行光合作用的能力。
图1
图2
(2)某实验小组利用金鱼藻探究光照强度对光合作用的影响,部分实验装置如图2所示。材料用具包括金鱼藻、玻璃棒、量筒、20 W LED台灯、弯曲的玻璃喷管(尖端可匀速喷出气泡)、CO2缓冲液、清水等。实验步骤如下:
①剪取2~4根金鱼藻,将切口端部分插入玻璃喷管,并固定在玻璃棒上。
②将图2装置放入量筒中,注意将玻璃喷管的尖端朝________(填“上”或“下”),且全部浸没在水中。
③将上述装置按一定距离放置在20 W LED台灯前。
④打开灯的电源开关。
⑤计数一分钟内____________。
⑥按一定值(如10 cm)调整光源的距离,重复③~⑤步骤至少3次。
⑦设计记录实验结果的表格:
上述步骤中,金鱼藻的切口插到玻璃喷管上有利于__________________________,玻璃喷管不能过于弯曲的原因是________________________________________________________________________
______________________。
(3)研究发现,部分水生植物在夜间吸收CO2并转变为有机酸,白天将这些有机酸运输到叶绿体,释放出CO2,这种CO2固定方式的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6.[2022·潍坊二模]温室效应引起的气候变化对植物的生长发育会产生显著影响。研究人员以大豆、花生和棉花为实验材料,分别进行三种处理(其他条件均相同且适宜):甲组提供m浓度(大气浓度)的CO2;乙组提供2m(浓度加倍)浓度的CO2;丙组先在2m浓度下培养60天,再转至m浓度下培养7天。然后测定光合作用速率,其相对值(μmol·m-2·s-1)如下表所示:
甲组
乙组
丙组
大豆
23
36
16
花生
22
34
17
棉花
24
34
18
(1)上述实验的目的是______________________________________。为保证实验结果准确,甲、乙两组的培养时间应为________。
(2)研究表明,长时期高CO2环境会导致上述作物体内相关酶和气孔的响应发生适应性改变。从酶的角度推测,乙组与甲组相比光合速率并没有随CO2浓度倍增而加倍的原因是________________________________________________________。从气孔的角度推测,丙组的光合速率比甲组还低的原因是____________________________________________________________。
(3)CO2是主要的温室气体,我国政府在第七十五届联合国大会上提出:“……努力争取2060年前实现碳中和”。碳中和是指实现CO2的排放和吸收正负抵消,从而使大气CO2含量保持稳定。要实现这一目标,一方面要节能减排,另一方面应大力开展________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7.[2022·德州二模]小球藻具有CO2浓缩机制(CCM),可利用细胞膜上的HCO蛋白(ictB)将海水中的HCO转运进细胞,在碳酸酐酶(CA)作用下HCO和H+反应生成CO2,使细胞内的CO2浓度远高于海水。为研究不同光照强度和CO2浓度对CCM的影响,科研人员将培养在海水中的小球藻分别置于低光低CO2(LL)、低光高CO2(LH)、高光低CO2(HL)、高光高CO2(HH)四种条件下培养,测定结果如图所示。
图1
图2
(1)CO2通过____________的方式进入小球藻细胞。CO2被固定的过程发生在________________(填“细胞质基质”“叶绿体基质”或“叶绿体基粒”)。
(2)据图1可知,影响海水中小球藻生长的主要因素是____________。综合分析图1和图2可知,HL条件下CA酶活性升高,其意义是________________________________________________________________。
(3)随着培养时间的延长,培养液pH达到稳定时的pH称为pH补偿点。分析图2结果可知,HL组的pH补偿点________(填“最高”或“最低”),原因是________________________________________________。
(4)植物的CO2补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。为提高水稻的光合效率,将ictB基因和CA基因导入水稻,预期得到的转基因水稻CO2补偿点比正常水稻要________(填“高”或“低”)。
8.[2022·河北一模]甲醛(HCHO)是室内空气污染的主要成分之一,严重情况下会引发人体免疫功能异常甚至导致鼻咽癌和白血病,室内栽培观赏植物常春藤能够清除甲醛污染。研究发现外源甲醛可以作为碳源参与常春藤的光合作用,具体过程如图所示(其中RU5P和HU6P是中间产物)。
图1
(1)追踪并探明循环Ⅱ中甲醛的碳同化路径,可采用的方法是____________。推测细胞同化甲醛(HCHO)的场所应是______________________。
(2)甲醛在被常春藤吸收利用的同时,也会对常春藤的生长产生一定的影响,为此研究人员设计了甲醛胁迫下常春藤生长情况的实验。下表是常春藤在不同浓度甲醛胁迫下测得的可溶性糖的含量。甲醛脱氢酶(FALDH)是甲醛代谢过程中的关键酶,图2表示不同甲醛浓度下,该酶的活性相对值,图3是不同甲醛浓度下气孔导度(气孔的开放程度)的相对值。
组别
样品
0天
第1天
第2天
第3天
第4天
①
1个单位甲醛浓度的培养液
2 271
2 658
2 811
3 271
3 425
②
2个单位甲醛浓度的培养液
2 271
2 415
2 936
2 789
1 840
③
不含甲醛的培养液
2 271
2 311
2 399
2 462
2 529
图2
图3
a.表中的对照组是__________(①、②、③)。
b.常春藤在甲醛胁迫下气孔开放程度下降的生理意义是________________________________________________________________________。
(3)1个单位甲醛浓度下,常春藤气孔开放程度下降,可溶性糖的含量增加,综合上述信息,下列分析正确的是(多选)( )
A.可溶性糖含量增加引起气孔开放度下降
B.1个单位甲醛浓度使FALDH的活性增强
C.气孔开放度下降,导致光反应产物积累
D.甲醛代谢过程中能产生CO2用于光合作用
(4)综合分析表、图2和图3的信息,写出在甲醛胁迫下,常春藤的抗逆途径是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
选择题分类·高效提速练
题组一
1.B 2.A 3.D 4.D 5.D 6.C 7.B 8.D
题组二
1.C 酶的作用原理是降低化学反应的活化能,并不能提供能量,A错误;利用淀粉酶的专一性和高效性可去除餐具淀粉污渍,B错误;酶的作用具有专一性,为提高不同类型污渍的去除效果最好复配使用酶制剂,C正确;高温、强酸、强碱等条件下酶可能会失活,酶制剂不能发挥作用,D错误。
2.C 干酵母在活化过程中通过需(有)氧呼吸会产生较多气泡(即CO2),A正确;发酵前充分振荡可使酵母菌和葡萄糖混匀,有利于发酵进行,B正确;混合液表面加液体石蜡的目的是阻止氧气进入发酵液,又能让乙醇(酒精)发酵产生的CO2溢出,C错误;发酵时30 ℃的水浴给酵母菌提供了适宜温度,保证酶具有较高活性,D正确。
3.B 图中①、②过程分别代表光合作用的光反应和暗反应阶段,发生场所分别为类囊体薄膜和叶绿体基质,③过程代表细胞呼吸,发生场所为细胞质基质和线粒体,④代表ATP水解,可发生在细胞的任何部位,A错误;类囊体薄膜上存在四种光合色素,可吸收不同波长的可见光用于光合作用,具有吸收、传递和转换光能的作用,B正确;光合作用可将能量储存在有机物中,细胞呼吸过程中一部分能量以热能形式散失,另一部分可转变为ATP中活跃的化学能,故过程④ATP水解释放的能量要小于过程②储存的能量,C错误;过程④ATP水解释放的能量可用于有机物的合成(吸能反应),过程③将有机物中稳定的化学能转变为ATP中活跃的化学能,此过程为放能反应,D错误。
4.B 光照时海洋微藻进行光合作用,光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP和NADP+,A错误;物质供给箱是为海洋微藻的生长提供物质条件的,海洋微藻需要从外界吸收水和无机盐以及CO2用于光合作用,生成有机物,故外源添加CO2可增加产物生成量,B正确;酒精是细胞无氧呼吸的产物之一,并不是光合作用的产物,C错误;该体系的产油量主要由海洋微藻的光合速率决定,温度和pH均属于影响光合作用的因素,D错误。
题组三
1.D 麦芽中的α淀粉酶可催化淀粉水解为糊精,A错误;55~60 ℃保温有利于淀粉酶发挥催化作用,B错误;麦芽糖能与本尼迪特(斐林)试剂发生反应,经热水浴后产生红黄色(砖红色)沉淀,C错误。
2.D 物质X为ATP脱去两个磷酸基团后的产物,为RNA的基本组成单位之一,A错误;萤火虫发荧光需要消耗ATP,属于吸能反应,B错误;需氧型和厌氧型细菌均可产生ATP,因此该检测仪检测结果可代表样品中所有细菌的数量,C错误;每个细菌内的ATP含量基本相同,则可根据消耗ATP的总量估算细菌数量,D正确。
3.D 结合题干信息分析题图可知,该燃料电池涉及的化学反应发生在微生物细胞外,A错误;电能是由产电微生物经细胞呼吸将有机污染物中的化学能转化而成的,B错误;题图中显示阳极室处于无氧环境,因此产电微生物在阳极室的氧化产物可以是CO2,但不会是水,C错误;阴极室内电子受体得到电子被H+还原成还原产物,结合有氧呼吸的第三阶段,可推断阴极室内的电子受体和还原产物分别为O2和H2O,D正确。
4.B 由图可知,添加O3组中气孔导度和百粒重均小于未添加O3组,胞间CO2浓度大于未添加O3组,而光合作用的暗反应消耗CO2生成有机物,所以O3可能通过影响暗反应来影响玉米的光合作用,A正确;气孔导度主要通过影响细胞内CO2浓度来影响光合作用强度,B错误;环境中CO2浓度、气孔导度都会影响细胞内CO2的供应,从而影响光合作用,C正确;由图可知,添加O3组的百粒重小于未添加O3组的,而每穗籽粒数量大于未添加O3组,所以O3是通过减少籽粒重量导致玉米减产的,D正确。
题组四
1.D 由题干信息“气孔关闭的过程中,保卫细胞膜上向外运输K+的转运蛋白活性增强。若抑制K+转运蛋白磷酸化,则气孔无法关闭”可知,气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K+,A正确;K+转运蛋白发生磷酸化,其活性增强,促进K+的外流,进而促进气孔关闭,B正确;气孔关闭会导致CO2的吸收减少,进而导致光合作用速率降低,C正确;保卫细胞失水既有自由扩散方式,也有协助扩散方式,D错误。
2.D CFTR功能异常会导致Cl-积累在细胞内引起细胞内渗透压升高,肺部细胞外液渗透压降低,A正确;ABC转运器需要ATP为其提供能量,而CFTR是一种ABC转运器,因此Cl-通过CFTR的转运属于一种消耗能量的主动运输,B正确;由“ATP与ABC转运器结合,将引起ABC转运器上的物质结合位点转向膜外侧,ATP水解后其结构恢复原状”可知,CFTR的Cl-结合位点由膜内转向膜外不需要ATP水解供能,而CFTR恢复原状需要ATP水解供能,C正确;ABC转运器可以协助细胞逆浓度梯度从细胞内排出离子到细胞外,D错误。
3.C 由题干信息可知,MCT1是哺乳动物细胞质膜上的一种转运蛋白,其合成需要核糖体、内质网、高尔基体之间的协调配合,且需要线粒体提供能量,A正确;根据题干信息“当葡萄糖缺乏时则将乳酸和H+运进细胞”可知,乳酸可作为替代葡萄糖的能源物质,B正确;癌细胞呼吸作用产生大量乳酸,此时若葡萄糖充足,MCT1能将乳酸和H+运出细胞,但当葡萄糖缺乏时则将乳酸和H+运进细胞,则癌细胞细胞质中乳酸产生较多,细胞内pH不一定会显著降低,C错误;MCT1会通过影响细胞代谢从而影响癌细胞增殖,其基因可作癌症治疗新靶点,D正确。
4.B 由题意可知,患者消化道内微生物发酵产生的高浓度酒精能致其酒醉,所以自动酿酒综合征(ABS)患者肠道内产酒精微生物的比例较高,A正确;肠道微生物主要通过无氧呼吸产生酒精,B错误;酒精进入细胞的方式是自由扩散,C正确;细胞呼吸常利用的物质是葡萄糖,减少糖类物质的摄入可缓解ABS的病症,D正确。
题组五
1.A 结合题图可知,在0.3 g/mL的KNO3溶液中,Ⅱ组水稻的原生质体体积增加,说明Ⅱ组水稻可以从外界环境中吸收水分,属于耐盐碱水稻,A正确;Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升除受限于细胞壁的伸缩性外,还受到细胞内外溶液浓度差的影响,B错误;A→B段,Ⅰ组水稻的原生质体体积减小,说明细胞失水,细胞液浓度增加,吸水能力逐渐增强,C错误;由于细胞能通过主动运输吸收K+和NO,使B→C段细胞液浓度高于外界溶液浓度,细胞吸水,因此细胞会发生质壁分离的复原,D错误。
2.D 叶绿体是光合作用的场所,由图可知,淀粉粒位于叶绿体中,A正确;白天有光,叶肉细胞可以进行光合作用,淀粉粒积累逐渐增多,B正确;由图可知,与野生型水稻的叶绿体相比,突变体s水稻的叶绿体中淀粉粒积累明显增多,可能是输出减少的结果,C正确;水稻突变体s的植株矮、籽粒小,故突变体s叶肉细胞淀粉粒积累,即光合作用产物积累不利于水稻生长,D错误。
3.D 由图可知,Ca2+进入内质网需要消耗ATP、需要载体且逆浓度梯度运输,故Ca2+以主动运输方式进入内质网,A错误;M代表丙酮酸,葡萄糖在细胞质基质中氧化分解为丙酮酸,B错误;柠檬酸循环属于有氧呼吸的第二阶段,由图可知,产物N被释放出线粒体,则N代表的物质是CO2,NADH要用于有氧呼吸的第三阶段,一般不会出线粒体,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的,故D代表的能量值相等,D正确。
4.B 结合题干信息分析题图,a强度中乳酸含量是血液中乳酸正常值,而b强度和c强度中乳酸含量都高于血液中乳酸正常值,因此a强度下运动员进行的是有氧阶段,b和c运动强度下无氧呼吸加强,A错误;b强度下乳酸增多,氧气消耗速率也增大,供能方式仍然以有氧呼吸为主,B正确;由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2,因此任何时刻人体细胞O2的消耗量都与CO2的产生量相等,C错误;若运动强度长时间超过c运动强度,大量乳酸和碳酸氢钠反应生成乳酸钠,乳酸钠可进入肝脏反应产生碳酸氢钠,碳酸氢钠可通过肾脏排出体外,D错误。
5.D 由2组(闷棚升温至50 ℃维持5 h)蔬菜叶片的净光合速率较1组(对照组,即常规通风控温)低,可推知,在高温条件下通风降温可提高蔬菜叶片的净光合速率,A正确;根据各组实验结果可知,高温处理下蔬菜叶片的净光合速率降低,在高温处理的同时增加CO2供应,可解除高温对净光合速率的抑制,这也表明高温处理下蔬菜叶片的净光合速率降低的原因可能是CO2供应不足,B、C正确;3、4组处理后期,蔬菜叶片的净光合速率快速降低可能与蔬菜处于生长后期有关,且高温处理仅5 h,不可能在12 d前后出现因酶快速失活而净光合速率急速下降的现象,D错误。
题组六
1.AB 由题意可知,S酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU,且与两者结合的催化中心位置相同,说明S酶的空间结构可以在不同底物的诱导下发生相应改变,适应与不同底物的结合,并不能说明S酶没有专一性,该实验结果更加支持“诱导契合”学说,A错误,C正确;酶活性可以用单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量来表示,不能用反应产物的相对含量表示,B错误;SCTH不能催化CU水解,原因可能是SCTH失去活性或者出现空间结构固化,用SCTH催化CTH反应检测反应产物的生成量,如果SCTH能催化CTH水解,那么酶没有失活,即出现空间结构的固化;如果SCTH不能催化CTH水解,则SCTH失活,D正确。
2.AD 根据图解分析可知,质子泵将H+外运出细胞的方式属于主动运输,A正确;质子泵将H+外运的过程会消耗ATP,但不会导致ADP大量积累,因为细胞内的ATP和ADP会保持相对稳定,ATP消耗的多,则生成的速度会加快,消耗ADP增加,B错误;抑制细胞呼吸会影响H+的外运,而细胞内外H+浓度差会推动蔗糖的吸收,所以抑制细胞呼吸会影响植物细胞对蔗糖的吸收,C错误;外界溶液的pH升高,会使细胞内外的H+浓度差减小,使细胞对蔗糖的吸收减少,D正确。
3.BCD 根据题干信息分析题图,可知A侧为细胞质膜外侧,B侧为细胞质膜内侧,其中TMD为跨膜区,而NBD分布在细胞内,因此NBD亲水性氨基酸比例比TMD高,A错误;根据题图中化疗药物的运输需要消耗能量、需要转运蛋白的协助可知,其运输方式为主动运输,B正确;由题图可以看出,化疗药物出细胞时,ABC转运蛋白构象发生了改变,C正确;由“某些ABC转运蛋白能将已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出”可推测,肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强,D正确。
4.BC 淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖,其元素组成只有C、H、O三种,A正确;结合题意“自然界的淀粉合成与积累,涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控”及“设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径”可知,该技术不是将自然界的60多步删减得到的,B错误;据题干信息“该途径包含了来自动物、植物、微生物等31种不同物种的62个生物酶催化剂”可知,该技术中的酶来自自然界中的不同生物,C错误;该技术首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成过程,推测该技术可能的机制:首先把二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇,然后将还原的甲醇转换成为三碳,然后是将三碳合成六碳,最后再将六碳聚合成为淀粉,D正确。
5.AD 由实验甲可知,加入KCl后,O2的消耗速率增加,说明植物根尖细胞吸收K+需要消耗能量,属于主动运输,A错误;实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关,细胞吸收的K+减少,耗O2速率降低,B正确;氰化物可通过抑制[H]与O2的结合抑制有氧呼吸,则实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸,C正确;O2通过自由扩散进入细胞,不需要转运蛋白,因此氰化物不可能通过抑制转运蛋白的活性来减少O2的吸收量,D错误。
6.BC 呼吸链复合体是参与有氧呼吸第三阶段的酶,因此呼吸链复合体能够催化O2和[H]生成H2O,A错误;肿瘤内部细胞的线粒体比边缘区域细胞的线粒体长,因此肿瘤内部细胞比边缘区域细胞的葡萄糖分解速率快,B正确;DRP1s367位点磷酸化抑制剂会抑制肿瘤内部细胞线粒体融合,对比乙组和丙组可知,乙组线粒体嵴的密度更大、线粒体内膜呼吸链复合体活性更强、细胞耗氧速率更大、线粒体产生的ATP更多,说明肿瘤内部细胞线粒体融合增强,有利于适应营养缺乏的环境,C正确;促进DRP1s367位点磷酸化的药物能够促进线粒体融合,而线粒体融合增强有利于肝癌细胞适应营养缺乏的环境,因此促进DRP1s367位点磷酸化的药物不能有效地抑制肝癌的发展,D错误。
非选择题分类·规范提升练
类型一
1.提示:会。在一定温度范围内,升高温度会加快水分通过半透膜的速率;而降低温度则减缓水分通过半透膜的速率。实验方案设计如下:按教材第62页中的“渗透现象示意图”组装好三组装置。在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温;在第二组烧杯外加冰块降温;第三组不做处理作为对照。三组装置同时开始实验,记录液面变化及时间
2.提示:主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
3.提示:说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白,也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的
4.提示:放入蒸馏水中的草履虫,其伸缩泡的伸缩频率加快,放入海水中的则伸缩频率减慢
5.提示:不是。腌制果脯时由于细胞外液浓度过高,细胞失水死亡,然后糖分大量进入细胞才导致果脯慢慢变甜,不是细胞主动吸收糖分的结果
6.提示:不能。因为没有了适宜的pH,胃蛋白酶活性大大下降甚至失活,不再发挥作用
7.提示:包扎伤口时选用透气的纱布,其目的是抑制微生物的无氧呼吸,避免厌氧微生物大量繁殖
8.提示:不完全相同,蔬菜保鲜与种子贮藏均需低氧,蔬菜保鲜应保持零度以上低温和适宜的环境湿度,而种子贮藏则应保持干燥,可以是零下低温
9.提示:松土能促进植物根细胞的细胞呼吸,促进根对土壤中矿质元素的吸收
10.提示:有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,二者在共同繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器
11.提示:暗反应CO2固定时,每消耗1分子C5,产生2分子C3;C3还原时,每还原2分子C3产生1分子C5,因此当暗反应速率达到稳定时,C3化合物的分子数是C5化合物的2倍
12.提示:不断缩短光照时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析,直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物,该物质即为CO2转化成的第一个产物
13.提示:最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜,因为它可以使各种颜色的光通过;补充光源可选择红光或蓝紫光,因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多,更有利于植物进行光合作用
14.提示:玉米白化苗中不含叶绿素,不能进行光合作用,无法产生新的有机物,待种子中储存的营养物质被消耗尽后,幼苗就会死亡
类型二
1.(1)赤霉素 (2)0.5 mL蒸馏水 白粒麦 (3)①增大溶氧量 使酵母菌和营养物质混合均匀(或使酵母菌充分利用营养物质) ②淀粉和葡萄糖 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) (4)小
解析:(1)用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生α淀粉酶,可以简化工艺,降低成本。(2)根据表格可知,实验的自变量是大麦籽粒种类,实验组是红粒管和白粒管,对照管起对照作用,故步骤①中加入的C是0.5 mL蒸馏水。显色结果表明:白粒管显色最浅,说明淀粉被分解的最多,白粒麦的α淀粉酶活性较高。(3)①对原浆啤酒底泥中的酵母菌进行富集培养的目的是增加酵母菌的数量,酵母菌在有氧条件下能大量增殖,故进行富集培养的过程中酵母菌每隔4 h要摇动一次,每次1~2 min,其目的是增大溶氧量,使酵母菌和营养物质混合均匀(或使酵母菌充分利用营养物质),以促进酵母菌的有氧呼吸和增殖。②培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐等,据题意可知,该培养基的碳源主要包括淀粉和葡萄糖,培养基的灭菌方法一般是高压蒸汽灭菌(湿热灭菌)。(4)酪蛋白固体培养基不透明,若酪蛋白被酵母菌产生的蛋白酶水解,就会在菌落周围形成透明圈,透明圈越大,说明蛋白质被水解得越多,酵母菌产生的蛋白酶就越多。为减少发酵液中蛋白质的水解,增强啤酒泡沫的稳定性,生产上需要选择合成蛋白酶少的酵母菌,故需要筛选透明圈小的菌落,作为发酵的菌种。
2.(1)红光和蓝紫 叶绿体和线粒体 (2)叶绿素含量较低,光反应产生的ATP和NADPH少,光合速率低 (3)不是 ①充足光照弥补了叶绿素的不足 ②叶片吸收CO2的速率较快,暗反应效率更高,固定了较多的CO2 (4)重复取样测定、取平均值
解析:(1)叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素,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;叶片中合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,据图可知,光照强度为a时,净光合速率大于0,说明光合作用和呼吸作用都能进行,因此叶片中合成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。(2)图中光照强度低于a时,突变体莲藕植株的净光合速率低于普通莲藕植株,推测引起这种差异的主要原因是突变体莲藕植株的叶绿素含量较低,利用弱光的能力较差,光反应形成ATP和NADPH少,光合速率低。(3)据图表可知,光照强度大于a时,随着光照强度的增加,普通莲藕植株净光合速率仍在增加,因此影响普通莲藕植株净光合速率的主要因素是光照强度,环境中的CO2浓度不是限制因素;突变体莲藕植株叶绿素含量仅为普通莲藕植株的56%,突变体莲藕植株合成还原性糖较多的原因有两个方面:一方面充足的光照弥补了叶绿素的不足;另一方面突变体莲藕植株暗反应效率高,利用CO2的能力强,固定较多CO2。(4)科学实验中的数据,往往存在误差,为进一步探究突变体莲藕最适宜光照强度,实验测定各组数据时往往要采取随机取样、重复取样测定、取平均值等措施,以保证实验数据的可信度。
3.(1)砧木类型 对照(或空白对照) (2)香橙 净光合速率和可溶性总糖含量均最高 (3)以宜昌橙为砧木的砂糖橘净光合速率低,CO2吸收利用的少,故胞间CO2积累的多 (4)实验思路:取若干生长状况相似的砂糖橘茎段,分为甲乙两组;分别从以枳壳、宜昌橙为砧木的砂糖橘上取枝芽,作为接穗分别嫁接到砂糖橘砧木上;在相同且适宜环境下培养一段时间并检测、比较总叶绿素含量。预期结果:甲乙两组总叶绿素含量基本一致
解析:(1)本实验的目的是探究不同砧木对砂糖橘的光合作用指标和含糖量的影响,因此实验的自变量是砧木类型,设置以砂糖橘为砧木的目的是作为空白对照,与其他砧木作对照。(2)如果各砧木上砂糖橘的呼吸作用强度相同,对比表中数据可知,以香橙作为砧木的砂糖橘的净光合作用速率和可溶性总糖含量均最高,可作为砂糖橘生长的最适砧木。(3)与以香橙为砧木相比,以宜昌橙为砧木的砂糖橘的气孔导度较小,但胞间CO2浓度较大,对比表中数据可知,以宜昌橙为砧木的砂糖橘净光合速率低,CO2吸收利用的少,故胞间CO2积累的多。(4)为验证题述假设,设计实验如下:分别从以枳壳、宜昌橙为砧木的砂糖橘上取枝芽,作为接穗分别嫁接到砂糖橘砧木上,在相同且适宜的环境下培养一段时间并检测、比较总叶绿素含量,从而得出相应的结论。针对题述推测,相应的实验结果应该为甲、乙两组枝条长出的叶片中总叶绿素含量基本一致。
4.(1)叶绿体(基质) (2)促进 气孔开放程度显著下降,CO2供应不足,光合速率下降 (3)A组CST1基因表达量在光照时下降,黑暗时上升;B组CST1基因持续高水平表达;C组CST1基因持续低水平表达 答案如图所示
(4)
解析:(1)光合作用的场所为叶绿体,光反应发生在类囊体薄膜上,暗反应发生在叶绿体基质中,暗反应阶段CO2被利用并生成糖类。(2)依据柱形图可知,野生型植株气孔开放程度随传粉后天数增加而下降,但在20天、30天检测到的气孔开放程度无显著差异,而CST1基因功能缺失突变体植株传粉后,在实验检测时间范围内气孔开放程度一直在降低,且始终低于野生型植株,说明野生型植株中的CST1蛋白能抑制气孔开放程度下降,即能促进气孔打开。气孔是气体和水分进出叶片的通道,所以突变体光合速率下降的原因是气孔开放程度降低,导致CO2供应不足,从而引起暗反应速率下降,最终导致光合作用速率降低。(3)依据图2可知,野生型植株12 h光照/12 h黑暗交替处理组(A组)应为对照组,可看出CST1基因表达量的变化具有周期性,在光照时持续降低,黑暗时逐渐升高;B组连续黑暗处理,CST1基因表达量始终维持在较高水平;C组连续光照处理,CST1基因表达量始终处于较低水平,由此推测CST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控,进而影响气孔开放程度。依据实验现象可知,光合产物的合成会抑制CST1基因表达,故在15天时用蔗糖处理野生型植株,会导致CST1蛋白含量下降,玉米叶片气孔开放程度降低,由于突变体植株内CST1基因功能缺失,不能合成CST1蛋白,故在用蔗糖处理突变体植株后,两组的气孔开放程度应无显著区别。(4)光合产物积累会抑制CST1基因的表达,使CST1蛋白含量下降,气孔开放程度下降,CO2吸收量减少,光合速率下降;反之,光合产物减少,促进CST1基因表达,CST1蛋白含量升高,促进气孔开放,CO2吸收量增多,光合速率上升。
5.(1)光合作用面积和气体的吸收面积 通气组织、气腔 叶绿体 (2)②上 ⑤从玻璃喷管中冒出的气泡数量(不可只答“气泡数量”) ⑦
不同光照强度下金鱼藻每分钟产生的气泡数
距离/cm
5
15
25
35
平均气泡数/个
收集气体(并计数气泡) 避免气体聚集在管口而不喷出(表达出“不利于气泡冒出”的意思即可) (3)白天水生植物对CO2的竞争激烈,夜晚水体中含有丰富的CO2,有利于其获得更多CO2进行光合作用
解析:(1)根据题干信息可知,金鱼藻属于沉水植物,在长期水淹环境的选择作用下,金鱼藻形成了许多适应性特征,其叶片细裂成丝状,这增加了金鱼藻细胞与水的接触面积,有利于其从水体中吸收CO2等物质,也增加了光合作用面积,有利于光合作用的进行。分析图1可知,叶片结构中有气腔和通气组织,增加了叶片中气体的含量而使其易在水中舒展,有利于接受光照;光合作用的场所是叶绿体,从图1中可以看出表皮细胞中含有叶绿体,使表皮细胞具备了进行光合作用的能力。(2)根据题中信息可知,本实验的目的是利用金鱼藻探究光照强度对光合作用的影响,因此自变量是光照强度,因变量是光合作用速率(可用从玻璃喷管中冒出的气泡数量来表示)。由此分析实验步骤,②将图2装置放入量筒中,应将玻璃喷管的尖端朝上放置,且全部浸没在水中。⑤计数一分钟内从玻璃喷管中冒出的气泡数量。⑦设计记录实验结果的表格时注意要具有表格标题、自变量、因变量,具体见答案。金鱼藻的切口插到玻璃喷管上有利于收集气体并计数气泡,玻璃喷管不能过于弯曲的原因是避免气体聚集在管口而不喷出。(3)白天水生植物对CO2的竞争激烈,夜晚水体中含有丰富的CO2,因此部分水生植物在夜间吸收CO2并转变为有机酸,白天将这些有机酸运输到叶绿体,释放出CO2,有利于其白天获得更多的CO2进行光合作用。
6.(1)研究CO2浓度对三种(不同种)植物光合作用速率的影响 67天 (2)长时间2m浓度的CO2环境使作物体内固定CO2酶的数量(或活性)下降 长时间2m浓度的CO2环境使部分气孔关闭,恢复m浓度的CO2环境时,关闭的气孔未能及时开启 (3)植树造林 大气CO2的吸收主要是通过植物的光合作用实现的
解析:(1)实验的目的是研究CO2浓度对三种植物光合速率的影响;相对于甲组,乙组的CO2浓度加倍,丙组为两种浓度的混合培养,而时间是无关变量,因此应保证培养时间一致,三组均为67天。(2)长时间2m浓度的CO2环境使作物体内固定CO2酶的数量(或活性)下降,因此即使增加CO2浓度,光合速率也不会随CO2浓度的倍增而倍增;长时间2m浓度的CO2环境使部分气孔关闭,恢复m浓度的CO2环境时,关闭的气孔未能及时开启,因此丙组的光合速率比一直是m浓度的甲组的光合速率低。(3)碳中和是指实现CO2的排放和吸收正负抵消,节能减排是实现CO2减排的措施之一,而为了实现CO2吸收增多,可以大力开展植树造林,利用植物的光合作用固定CO2,使大气中的CO2含量下降。
7.(1)主动运输 叶绿体基质 (2)光照强度 使细胞在低浓度CO2条件下,能通过CA催化分解HCO,得到更多的CO2用于光合作用 (3)最高 HL组胞外CA活性最高,H+与HCO反应生成CO2被小球藻吸收利用较多,导致培养液中H+浓度下降最快,pH最高 (4)低
解析:(1)小球藻细胞内的CO2浓度远高于海水,故二氧化碳进入小球藻细胞的方式是主动运输。CO2被固定的过程是暗反应阶段发生的反应之一,场所是在叶绿体基质。(2)分析图1的曲线结果发现高光低CO2(HL)、高光高CO2(HH)这两组的小球藻细胞密度明显高于低光低CO2(LL)、低光高CO2(LH)两组,这说明光照强度相较于二氧化碳浓度来说对小球藻的生长影响更大。由于CA可以促进HCO和H+反应生成CO2,分析题图可以推测HL条件下CA酶活性升高,可以使细胞在低浓度CO2条件下,能通过CA催化HCO与H+反应,得到更多的CO2用于光合作用。(3)分析图2,HL组胞外CA活性最高,因此H+与HCO反应生成CO2被小球藻吸收利用较多,导致培养液中H+浓度下降最快,pH最高。(4)水稻转入ictB基因后,会表达出ictB,将水中的HCO转运进细胞,而CA又可以催化HCO和H+反应生成CO2,所以转基因水稻能在环境CO2浓度更低的情况下,胞内CO2浓度就达到了CO2补偿点。
8.(1)同位素示踪法 叶绿体基质 (2)③ 可以减少空气中的甲醛进入植物体内 (3)ABD (4)植物通过降低气孔的开放程度,减少甲醛的吸收,同时FALDH酶的活性提高,增强对甲醛的代谢能力,起到抗逆作用
解析:(1)同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。追踪并探明循环Ⅱ中甲醛的碳同化路径,可采用的方法是同位素示踪法;据图可知,细胞同化甲醛(HCHO)是在叶绿体基质中进行的。(2)据图、表分析可知,表中实验的自变量是不同浓度的甲醛和处理时间,因变量是可溶性糖含量,图中因变量为甲醛脱氢酶(FALDH)的活性和气孔导度,故表中第③组(不含甲醛的培养液)为对照组。据图3分析可知,随着甲醛浓度增加,气孔导度逐渐降低,可以减少空气中的甲醛进入植物体内。(3)可溶性糖含量增加可使保卫细胞失水,引起气孔开放度下降,A正确;根据图2可知,1个单位甲醛浓度使FALDH的活性增强,B正确;气孔开放度下降,CO2可能供应不足,使暗反应速率降低,进而会导致光合产物下降,C错误;1个单位甲醛浓度下,甲醛经过图1过程可以产生CO2用于光合作用,D正确。(4)据图、表分析可知,在甲醛胁迫下,常春藤一方面通过降低气孔的开放程度,来减少甲醛的吸收;另一方面,在降低气孔开放程度的同时,提高FALDH酶的活性,增强对甲醛的代谢能力,起到抗逆作用。
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