专题四 细胞的能量供应和利用(含解析)-【考点剖析】2025届高考生物一轮复习考点剖析
展开考点13 ATP在能量代谢中的作用2颗星(4-6题,23-24题)
考点14 细胞呼吸过程和原理5颗星(7-9题,25-26题)
考点15 细胞呼吸的影响因素及应用5颗星(10-12题,27-28题,32题)
考点16 光合色素提取,分离与作用2颗星(13-14题)
考点17 光合作用过程及影响因素5颗星(15-18题,29-30题,33题)
考点18 光合作用与呼吸作用的综合应用5颗星(19-20题)
第I卷(选择题)
一、单项选择题(本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1.虾酱是沿海地区人民习惯食用的一种鲜香型调味料。某品牌虾酱以当地特色虾为主要原料,在相应酶的作用下发酵制成。下列叙述错误的是( )
A.酶都是具有催化作用的蛋白质
B.加酶后发酵反应所需活化能比加酶前低
C.发酵过程要注意对温度和pH的控制
D.底物充足时,发酵速率与酶量呈正相关
2.酶催化一定化学反应的能力称为酶活力,温度对某种酶的酶活力影响如图1所示。在一定条件下,先将酶在不同的温度下处理一段时间(图2横轴),然后迅速放在最适温度条件下测定酶活力,可得到酶的热稳定性数据,如图2所示。下列分析错误的是( )
A.图1为反应时间相同时,不同温度下测定的酶活力值
B.同等酶活力下的两个不同温度对酶活力影响的原理相同
C.温度较高时,随处理时间的延长,酶活力可能降至零
D.进行工业生产时,将温度控制在60℃比40℃产量更高
3.有关“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的叙述,错误的是( )
A.与1号相比,2号试管的现象说明加热降低了化学反应的活化能
B.该实验的自变量是温度、催化剂的种类
C.溶液的体积、试管的洁净程度为无关变量
D.与3号试管相比,4号试管中过氧化氢分解得更快,证明该酶具有高效性
4.驱动蛋白利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动,将携带的“货物”(细胞器或大分子物质)送到指定位置。相关叙述错误的是( )
A.驱动蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物”结合区域
B.ATP末端磷酸基团携能量与驱动蛋白结合,并改变其空间结构
C.驱动蛋白将ATP中的化学能转化为自身运动的机械能
D.“货物”运输繁忙的细胞中,ATP的水解速率远大于合成速率
5.ATP可为代谢提供能量,也参与RNA的合成,ATP结构如图所示,图中~表示高能磷酸键,下列叙述错误的是( )
A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B.用a位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂
D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键
6.蛋白质的磷酸化是指由蛋白质激酶催化把ATP的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程,可激活该蛋白质的活力。蛋白质的磷酸化和去磷酸化被比喻为一种“分子开关”,其机理如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能
B.蛋白质的磷酸化反应过程有ATP分解,属于放能反应
C.“分子开关”可通过改变蛋白质的结构调控蛋白质活性
D.图示过程反映出物质、能量、信息一定程度上的统一性
7.篮球是很多人喜欢的运动项目。在篮球比赛过程中,随着运动强度的增大,运动员的O2摄入量和乳酸含量明显增加。如细胞呼吸底物为葡萄糖,下列有关说法错误的是( )
A.骨骼肌细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体
B.骨骼肌细胞在呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式散失
C.运动强度过高导致骨骼肌细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
D.骨骼肌细胞在呼吸过程中产生的丙酮酸,可以转化为其他的非糖物质
8.下图为人和酵母菌细胞呼吸的示意简图。下列叙述正确的是( )
A.X、Y分别为有氧和无氧,两种条件下均能产生丙酮酸和[H]
B.物质a为细胞中含量最高的化合物,可参与人体内物质的运输
C.一定条件下,物质b和c可在骨骼肌细胞质基质中大量生成
D.物质d会导致蛋白质变性,酸性条件下能使重铬酸钾变为橙色
9.某生物实验小组为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计了如右图所示实验装置。实验中先向气球中加入10mL酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,固定于装有20℃温水的烧杯底部。再将整个装置置于20℃的恒温水浴中,记录实验开始30min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是( )
A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B.若30min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸
C.若酵母菌进行了无氧呼吸则液面应该下降
D.该装置气球中如果不加入氧气,可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”
10.某科研人员将绿色番茄果实置于密闭容器内,在t₁、t₂、t₃三种不同温度条件下测定其呼吸速率,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.呼吸速率可用番茄果实中有机物的减少速率来表示
B.不同温度下呼吸速率不同的主要原因是酶活性不同
C.t₁温度条件下呼吸速率的变化与容器内O2浓度有关
D.据图分析可以判断三个温度的大小关系为t₃>t₂>t₁
11.乳酸脱氢酶(ADH)和乙醇脱氢酶(LDH)能催化不同类型的无氧呼吸。低氧胁迫处理玉米第三天,研究人员发现玉米品系A根系中ADH活性显著提高,LDH活性变化不显著,而玉米品系B根系中LDH活性显著提高,ADH活性变化不大。下列说法正确的是( )
A.ADH和LDH都能催化丙酮酸分解,并生成少量的ATP
B.玉米品系A水淹后体内可能会出现酒精、乳酸、CO2等呼吸产物
C.低氧胁迫下,玉米品系A和品系B细胞呼吸的途径完全不同
D.玉米是否产生酒精可通过是否能让酸性重铬酸钾变蓝来判断
12.细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛,以下分析不正确的是( )
A.创可贴透气,可以抑制破伤风杆菌的生长繁殖
B.稻田定期排水,避免无氧呼吸产生酒精导致烂根
C.水果储存在低温、无氧环境下,能减少有机物消耗
D.农田疏松土壤,有利于植物根系细胞有氧呼吸
13.将绿叶中的色素提取并分离后,实验结果如图。相关叙述错误的是( )
A.提取色素要加入无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙
B.分离色素时需注意滤液细线不能触及层析液
C.色素1和2主要吸收蓝紫光和红光
D.色素4在层析液中溶解度最小
14.如图为秋季银杏叶片中叶绿素含量和类胡萝卜素含量的变化。下列叙述错误的是( )
A.纸层析法不能测得图中所示数据
B.11月7日的类胡萝卜素含量高于叶绿素
C.银杏叶色变黄的原因是类胡萝卜素含量的变化
D.银杏叶色变黄与叶绿素含量呈负相关
15.在下面几个关于光合作用的实验中,有关叙述正确的是( )
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. 阿尔农的实验证明了在光照下叶绿体可合成ATP
C. 希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加人铁盐或其他还原剂在光照下可以释放出氧气
D. 鲁宾和卡门用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
16.植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSI和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图)。LHCⅡ与PSUⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C.弱光LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获
D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+电子和O2
17.为了给引种栽培提供理论依据,研究者测量了常绿乔木深山含笑在不同季节的净光合速率(Pn)的日变化(见下图)。下列相关叙述,不正确的是( )
A.可以用CO2的吸收速率作为Pn的检测指标,其值越大表明植物生长越快
B.左图夏季的Pn日变化为双峰曲线,是因为雨水充沛和中午光强过大
C.据图分析,推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高
D.秋冬光合有效辐射减弱,可以适当修剪枝叶以减少物质能量消耗
18.如图为叶绿体的结构与功能示意图,下列说法错误的是( )
A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP和NADPH中的化学能
B.供给14CO2,放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C.结构A释放的氧气可进入线粒体中
D.如果突然停止CO2的供应,则短时间内C3的含量将会增加
19.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呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
20.黄瓜叶片在适宜温度和大气CO2浓度条件下,光补偿点(光合速率等于呼吸速率时的光照强度)为3.7klx,光饱和点(达到最大光合速率所需的最小光照强度)为8.6klx,下列叙述正确的是( )
A.光照强度大于3.7klx后黄瓜植株的干重一定会有所增加
B.光照强度大于8.6klx时光合速率不再增加,此时CO2浓度是唯一制约因素
C.光照强度由光饱和点突然降至5.4klx时,叶绿体中NADPH和C5含量将减少
D.若升高温度,光补偿点和光饱和点都会降低
二、多项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。)
21.酶使化学反应能够在常温常压下进行,下列对酶活性的实验设计不合理的是( )
A.AB.BC.CD.D
22.为探究金属离子对木聚糖酶活力(酶活性)的影响,科研人员在1mL木聚糖酶溶液中分别加入浓度为4mml/L金属离子溶液1mL,混合均匀,再加入等量的一定浓度的木聚糖,保温后测定木聚糖酶的酶活力,其中不加金属离子的酶活力为100%,实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.若增加C2+组中木聚糖的含量,则酶促反应速率可能会增大
B.对木聚糖酶具有显著激活作用的金属离子是Mn2+、Zn2+、C2+
C.Fe3+、Ag+、Hg2+可能通过破坏木聚糖酶的空间结构使其变性失活
D.在经Sn2+处理后的木聚糖酶溶液中加入双缩脲试剂不会发生紫色反应
23.蛋白激酶A(PKA)由两个调节亚基和两个催化亚基组成,其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节(如下图)。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化,改变这些蛋白的活性。下列有关说法正确的是( )
A.调节亚基具有结合到cAMP的结构域,催化亚基包含活性位点
B.蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解
C.ATP不仅是生物的直接供能物质,还是合成cAMP、DNA等物质的原料
D.cAMP与调节亚基结合,使调节亚基和催化亚基分离,释放出高活性的催化亚基
24.如图为细胞内腺苷合成及转运示意图,ATP运到胞外后,可被核酸磷酸酶分解。下列叙述正确的是( )
A.腺苷与ADP的组成元素中都有C、H、O、N
B.核酸磷酸酶可使ATP脱去2个磷酸产生腺苷
C.储存在囊泡中的ATP通过自由扩散转运至细胞外
D.转运腺苷的核苷转运体具有特异性
25.下图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,催化ADP和Pi合成ATP。下列有关叙述正确的是( )
A.NADH代表还原型辅酶I,既是能量的载体又是还原剂
B.H+由B侧面到A侧面为吸能过程,伴随着ATP的合成
C.该过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸释放能量最多的阶段
D.蓝细菌能进行有氧呼吸,推测其存在类似该电子传递的膜结构
26.人体摄入乙醇(酒精)5min后,可在血液中检测到乙醇,30~60min后乙醇含量达到最高值。乙醇的排出途径较为有限:约10%的乙醇通过汗液、尿液和呼吸直接排出体外,剩余部分通过肝脏代谢来分解。酒精在肝细胞中的代谢途径如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.乙醇进入肝细胞不需要载体蛋白的协助
B.人体细胞可通过无氧呼吸在细胞质基质中合成乙醇
C.人体内仅有肝细胞存在乙醇脱氢酶基因
D.据图可知乙酸的氧化分解过程发生在线粒体内
27.细胞色素C氧化酶(CytC)是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的电子传递体终末复合物。正常情况下,外源性CytC不能通过细胞膜进入细胞,但在缺氧时,细胞膜的通透性增加,外源性CytC便能进入细胞及线粒体内,参与[H]和氧气的结合,增加ATP的合成,提高氧气的利用率。若给相对缺氧条件下培养的人体肌细胞补充外源性CytC,下列叙述错误的是( )
A.在人体内葡萄糖可以转化成脂肪和各种氨基酸
B.线粒体内膜上与氧气结合的[H]都来自葡萄糖
C.在相对缺氧条件下,肌细胞CO2释放量与O2吸收量相等
D.在相对缺氧条件下,外源性CytC进入线粒体可促进肌细胞产生更多的热能
28.呼吸作用强度受多种因素的影响。呼吸熵(RQ=CO2释放量/O2吸收量)可作为描述细胞利用不同底物呼吸过程中O2供应情况的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响,图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸商。下列说法错误的是( )
A.由图甲可知,冬季升高室内温度可以提高人体温度,从而明显促进人体呼吸作用
B.若图乙D点开始只进行有氧呼吸,则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量不一定相等
C.据图丙分析,c点以后呼吸作用强度不再随氧分压的增大而变化
D.综上分析,种子萌发时应在温度适宜、氧气充足的条件下进行
29.光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收的光能的比值。下列作物种植方式可提高光合作用效率的是( )
A.适当增施氮、磷、钾肥,促进农作物茎叶生长
B.阴生植物应当种植在荫蔽的地方
C.对温室里的农作物增施农家肥
D.农业生态系统中的间种、套作、轮种
30.生物科研兴趣小组从某湖的某一深度取得一桶水样,分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透光瓶,黑瓶为不透光瓶),剩余的水样测得初始溶氧量为10mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由are逐渐加强),其他条件相同,24小时后,实测获得六对黑白瓶中溶氧量,记录数据如下。下列分析错误的是( )
A.光照强度为a时,黑瓶中所有生物正常生活24h耗氧量为3mg/L
B.光照强度为d、e时,黑瓶中溶氧量(E)应为3mg/L
C.光照强度为C时,在24h内白瓶中植物产生的氧气量为21mg/L
D.光照强度为e时,再增加光照强度,白瓶中溶解氧的含量继续增加
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(共3小题,共30分。)
31.请根据下列有关酶促反应的实验操作,回答相关问题注:表中“+”为加入,“-”为未加入
(1)A、B、C、D四支试管放在37℃水浴中保温10min的目的是__________。
(2)实验过程中,E、F号试管起空白对照作用。如果E、F号试管也出现砖红色沉淀,可能有很多原因,下列原因分析正确的是(用序号表示)__________。
①淀粉溶液、蔗糖溶液不纯,混有还原性糖
②淀粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长,其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原性糖
③试管不干净、上面留有还原性糖
④实验操作过程中,胶头滴管混用、错用
(3)本实验,能否用碘液代替斐林试剂__________(能/不能)理由__________。
(4)上述实验中,__________号试管能与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀,本实验的结论为__________。
32.呼吸商(RQ)指单位时间内进行细胞呼吸的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ =释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。下图1表示萌发的小麦种子中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①〜④表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。
(1)图1中,催化过程①②的酶存在于细胞中______,物质A表示______,B的产生部位有______。
(2)实验装置乙中,KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是______。
(3)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25℃下经10min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10min内小麦种子中发生图1中的_________(填序号)过程;如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10min内小麦种子中发生图1中的______(填序号)过程。
(4)实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外,还有脂肪等,在25℃下经10min内,如果甲装置中墨滴左移30min,乙装置中墨滴左移100mm,则萌发小麦种子的呼吸商是____。
33.彩叶扶桑的叶片大部分为绿色,常杂以红色、黄色、白色或粉红色条纹,具有很高的观赏效果,广泛运用在园林种植中。科研工作者研究了不同光照强度对彩叶扶桑叶片生理特征的影响,相关结果见下表和下图。
注:表中数据为日均值;气孔导度指气孔张开的程度;胞间CO2浓度指植物细胞间隙的CO2浓度。
回答下列问题:
(1)100%光强组叶片在光合作用过程中主要吸收______光,捕获的光能有以下两方面用途:①______;②______。
(2)与100%光强组相比,24%光强组的彩叶扶桑叶片的绿色更_______(填“深”或“浅”)。分析在该光照条件下,彩叶扶桑叶片叶色改变的意义是______。
(3)叶片光合作用利用的CO2除来自外界环境外,还可来自______(填细胞中的场所)。与11%光强组相比,60%光强组胞间CO2浓度较低的原因是______。
答案以及解析
1.答案:A
解析:A、酶是由活细胞产生的、具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,A错误;B、酶能降低化学反应所需的活化能,故加酶后发酵反应所需活化能比加酶前低,B正确;C、发酵过程要注意对温度和pH的控制,因为温度和pH会影响酶活性,C正确;D、底物充足时,酶量越多,酶促反应速率越快,即发酵速率与酶量呈正相关,D正确。故选A。
2.答案:B
解析:A、图1横坐标为温度(自变量),纵坐标为酶活力(因变量),根据实验设计的原则:科学性原则、平行重复原则、对照性原则、单因子变量原则,图1实验时,反应时间为无关变量,应相同,所以图1为反应时间相同时,不同温度下测定的酶活力值,A正确;
温度小于最适影响酶活力的原因是温度过低抑制酶活力,而温度大于最适温度,影响酶活力的原因是温度过高使酶失活,所以同等酶活力下的两个不同温度对酶活力影响的原理是不相同的,B错误;
图2分析可知,相同处理时间,随着温度升高,相对酶活力降低,相同温度,随着处理时间增加,相对酶活力降低,所以相对酶活力与处理时间和温度有关,温度较高时,随处理时间的延长,酶活力可能降至零,C正确;
图1分析可知,60℃时酶活力比40℃酶活力高,图2分析可知,60℃时相对酶活力与
40℃相对酶活力相差不大,综合分析进行工业生产时,将温度控制在60℃比40℃产量更高,D正确。故选B。
3.答案:A
解析:A、与1号相比,2号试管加热是增加反应分子的能量,能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态,没有降低化学反应的活化能,A错误;B、该实验的自变量是温度和催化剂的种类,B正确;C、溶液的体积、过氧化氢的浓度、反应时间、试管的洁净程度等是无关变量,C正确;D、与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,D正确。故选A.
4.答案:D
解析:A、驱动蛋白利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动,将携带的“货物”(细胞器或大分子物质)送到指定位置。因此驱动蛋白含有细胞骨架结合区域和“货物*结合区域,A正确;B、ATP水解时末端磷酸基团携能量与驱动蛋白结合,并改变其空间结构,使其完成相应功能,B正确;C、ATP水解可释放其储存的化学能,并转化为其它形式的能量,驱动蛋白利用ATP驱动自身沿细胞骨架定向运动,将携带的“货物”(细胞器或大分子物质)送到指定位置。该过程中驱动蛋白将ATP中的化学能转化为自身运动的机械能,C正确;D、细胞内ATP的含量很少,可通过ATP与ADP之间的快速转化满足细胞对能量的需要,因此货物”运输繁忙的细胞中,ATP的水解速率仍等于合成速率,D错误。
5.答案:C
解析:离子的主动运输需要消耗能量,ATP转化为ADP时可以释放能量,供离子的主动运输利用,A正确;当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一),故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,B正确;β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程,其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用,细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能,如转录,故C错误;光合作用过程中,光能可转化为化学能储存在ATP中,这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键, D正确。
6.答案:B
解析:A、ATP是一种高能磷酸化合物,ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能,A正确;B、通过图示可知,蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP,与ATP的水解相联系,属于吸能反应,B错误;CD、分析题意可知,蛋白质的磷酸化和去磷酸化被比喻为一种“分子开关”,结合图示可知,活性蛋白质形成为有活性蛋白质的过程中,需要ATP在蛋白激酶的催化形成ADP,有活性蛋白质形成为无活性蛋白质的过程中,需要在蛋白磷酸酶的催化下进行,故“分子开关”可通过改变蛋白质的结构调控蛋白质活性,图示过程反映出物质、能量、信息一定程度上的统一性,CD正确。故选:B。
7.答案:C
解析:C、人体骨骼肌细胞进行无氧呼吸只产生乳酸,进行有氧呼吸才能产生CO2,故运动强度过高时,骨骼肌细胞CO2的产生量仍等于O2的消耗量,C错误
8.答案:B
解析:A、据图分析可知,条件X为无氧,条件Y为有氧,有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都可以能产生丙酮酸和[H],A错误;B、物质a为水,是细胞中含量最高的化合物,可参与人体内物质的运输,B正确;C、图中b为二氧化碳,c为乳酸,其中有氧呼吸中的二氧化碳在骨骼肌的线粒体基质中大量生成,无氧呼吸中的乳酸可以在骨骼肌细胞的细胞质基质中大量生成,C错误;D、物质d酒精会导致蛋白质变性,酸性条件飞能使重铬酸钾变为灰绿色,D错误。故选:B。
9.答案:C
解析:若酵母菌只进行无氧呼吸,则气球内气体的体积增大.液面上升;若酵母菌既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸,则气球内的气体体积也增大,液面也上升;若酵母菌只进行有氧呼吸,则气球内的气体体积不变,液面不变。
10.答案:D
解析:A项,细胞呼吸速率可以用单位时间内二氧化碳的释放量或氧气吸收量或有机物消耗量来表示,故A项正确;B项,酶是生物体内催化化学反应的生物催化剂,其活性受到温度的影响。在最适温度下,呼吸强度达到最大,因为此时酶的活性最高,能够有效地促进呼吸作用的进行。然而,当温度超出或低于最适温度时,酶的活性会降低,甚至变性失活,导致呼吸速率下降。因此不同温度下呼吸速率不同的主要原因是酶活性不同,故B项正确;C项,O2浓度低时,无氧呼吸占优势,随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强,但当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强,因此t1温度条件下呼吸速率的变化与容器内O2浓度有关,故C项正确;D项,据图分析可以判断三个温度的大小关系为t3
解析:ADH和LDH都催化丙酮酸分解,但不释放能量,因为无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量,A错误;据题干信息分析,玉米品系A根系中含有乳酸脱氢酶(ADH)和乙醇脱氢酶(LDH),因此在被水淹后,进行无氧呼吸既能产生乳酸也能产生酒精和CO2,B正确;玉米品系A和B的根细胞中都有将葡萄糖分解为丙酮酸的过程,C错误;酒精能使酸性重铬酸钾变成灰绿色,D错误。
12.答案:C
解析:A、透气的创可贴可以使伤口附近的空气流通,从而抑制像破伤风杆菌等这种厌氧菌的生长繁殖,A正确;
B、稻田定期排水,可以抑制根细胞无氧呼吸产生酒精,导致烂根,B正确;
C、储存水果应该在相对低氧的环境中,有机物的消耗量最少,C错误;
D、给土壤松土,是为了是空气流通,从而促进根细胞的有氧呼吸,D正确;
故选C。
13.答案:C
解析:A、无水乙醇的作用是溶解色素,二氧化硅作用的充分研磨,碳酸钙保护叶绿素,因此提取色素要加入无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙,A正确;B、分离色素时需注意滤液细线不能触及层析液,若触及层析液,色素带无法呈现,B正确;C、滤纸条自上而下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色素1和2主要吸收蓝紫光,C错误;D、色素在层析液中溶解度越小,扩散速度越慢,说明色素4在层析液中溶解度最小,D正确,故选C
14.答案:C
解析:纸层析法可将四种光合色素分离,但不能测定色素的含量,因此不能测得题图中所示数据,A正确;11月7日的类胡萝卜素含量(略高于2.3个单位)高于叶绿素(约为1.4个单位),B正确;银杏叶色变黄的主要原因是叶绿素含量降低,C错误;叶绿素呈绿色,银杏叶色变黄与叶绿素含量呈负相关,D正确。
15.答案:B
解析:A、恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成了氧气,但未定量分析,A错误;
B、美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验发现,在光照下,当向反应体系中供给ADP、Pi时叶绿体可合成ATP,并且发现这一过程总是与水的光解相伴随,B正确;
C、1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气,C错误;
D、鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水,D错误。
故选B。
16.答案:C
解析:叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ分离减少,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,A正确;Mg2+是叶绿素的主要组成成分,其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少,导致对光能的捕获减弱,B正确;弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,增强对光能的捕获,C错误;PSⅡ光复合体能吸收光能,并分解水,水的光解产生H+、电子(e-)和O2,D正确。
17.答案:B
解析:A、可以用CO2的吸收速率代表净光合速率的数值,其值越大表明净光合速率越大,积累量越多,植物生长越快,A正确;
B、左图夏季的Pn日变化为双峰曲线,是因为雨水充沛和中午光强过大,温度适宜等诸多环境因素影响,B错误;
C、据图分析,推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高,光照强度不是唯一因素,例如还有温度等影响因素,C正确;
D、秋冬光合有效辐射减弱,可以适当修剪枝叶以减弱呼吸作用,减少物质能量消耗,D正确。
故选B。
18.答案:D
解析:A、结构A类囊体膜中的光反应能量变化是光能转变为ATP和NADPH中的化学能,A正确;
B、图中甲表示(CH2O),根据暗反应过程可知,暗反应中供给14CO2放射性出现的顺序为CO2→C3→甲(CH2O),B正确;
C、类囊体薄膜上释放的氧气可以进入线粒体参与呼吸作用,C正确;
D、如果突然停止CO2的供应,将导致暗反应中CO2的固定减弱,导致C3含量减少,D错误。
故选D。
19.答案:D
解析:A、两曲线的交点表示绿色植物积累的有机物的量与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A错误;
B、植物积累的有机物量等于净光合作用量,图中虚线表示净光合作用量,光照相同时间,在25℃条件下植物积累的有机物的量最多,B错误;
C、25℃、30℃、35℃时植物光合作用制造的有机物的量分别为6、6.5、6.5,温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量并不一定减少,C错误;
D、制造的有机物为总光合量,等于净光合加呼吸,光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等,D正确。
故选D。
20.答案:C
解析:3.7klx是黄瓜叶片的光补偿点,在此光照强度下,黄瓜叶片的光合速率等于呼吸速率,但黄瓜植株的光合速率小于呼吸速率,因此当光照强度大于黄瓜叶片的光补偿点而小于黄瓜植株的光补偿点时,植株的光合速率小于呼吸速率,没有有机物累积,A错误;光照强度大于光饱和点时,限制光合作用的因素不仅有CO2浓度,还有光合色素的含量以及与光合作用有关的酶的数量等,B错误;突然降低光照强度,光反应减弱,叶绿体中NADPH的合成减少,CO2的固定速率暂时不变,即C5的消耗速率不变,但C3还原生成的C5减少,故C5含量会减少,C正确;题干温度为光合作用的适宜温度,若升高温度,其他条件相同时,光合作用减弱,光补偿点升高,光合速率最大值降低,光饱和点降低,D错误。
21.答案:ABD
解析:A、过氧化氢在加热条件下易分解,会影响实验结果,因此不适合作为反应物探究温度对酶活性的影响,A符合题意;
B、可溶性淀粉溶液可以直接被无机催化剂H+水解,会影响实验结果,故不适合作为反应物探究pH对酶活性的影响,B符合题意;
C、新鲜的土豆浸出液含过氧化氢酶,可以与无机催化剂FeCl3对比来探究酶的高效性,C不符合题意;
D、碘液既不与蔗糖溶液反应,也不与蔗糖的水解产物反应,不适合作为该实验的检测试剂,应选用斐林试剂鉴定实验结果,D符合题意。
故选ABD。
22.答案:ABC
解析:木聚糖酶作用的底物是木聚糖,在一定条件下,随底物浓度的增加,酶促反应速率也会随之增大,A正确;由图可知,Mn2+、Zn2+、CO2+组木聚糖酶活性均显著高于对照组,B正确;Fe3+、Ag+、Hg2+组木聚糖酶活性非常低,说明其对木聚糖酶具有抑制作用,这些离子可能通过破坏木聚糖酶的空间结构使其变性失活,C正确;金属离子一般破坏蛋白质的空间结构,不会破坏肽键,而双缩脲可与含肽键的物质发生颜色反应,故反应结束后,在Sn2+组中加入双缩脲试剂,溶液会呈紫色,D错误。
23.答案:ABD
解析:A、据图分析:活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP的作用下产生无活性的调节亚基和游离态、活化的催化亚基,说明调节亚基具有结合到cAMP的结构域,催化亚基包含活性位点,A正确;
B、据题干的信息:活化的PKA催化亚基可将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化,改变这些蛋白的活性,ATP上的磷酸基团转移的过程即是ATP的水解过程,B正确;
C、腺苷酸环化酶催化ATP环化形成cAMP,故ATP不仅是生物的直接供能物质,还是合成cAMP的原料,但ATP水解后形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料,C错误;
D、据图可知,cAMP与调节亚基结合,使调节亚基和催化亚基分离,释放出高活性的催化亚基,D正确。
故选ABD。
24.答案:AD
解析:ATP脱去3个磷酸产生腺苷,B错误:储存在囊泡中的ATP通过胞吐转运至细胞外,C错误
25.答案:ACD
解析:A、NADH代表还原型辅酶1,既是能量的载体又是还原剂,是呼吸过程中的还原剂,A正确;会B、H+由B侧面到A侧面为放能过程,伴随着ATP的合成,B错误;C、该过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸释放能量最多的阶段,即H+、e-、氧气生成水的过程,C正确;D、蓝细菌能进行有氧呼吸,没有线粒体,推测其存在类似该电子传递的膜结构,D正确。故选ACD。
26.答案:AD
解析:AD肝细胞吸收乙醇的过程属于自由扩散,A正确;人体细胞不能合成酒精,B错误;人体正常细胞中都含有乙醇脱氢酶基因,C错误;据图可知乙酸的氧化分解过程发生在肝细胞的线粒体内,D正确,
27.答案:ABD
解析:A、人体内有8种必需氨基酸,只能从食物中获取,所以葡萄糖只能转化为各种非必需氨基酸,A错误;
B、线粒体内膜上与氧气结合的[H]但大部分来自有氧呼吸第二阶段产生,有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水结合形成[H]和CO2,丙酮酸来自葡萄糖的分解,因此[H]来自葡萄糖和水,B错误;
C、在相对缺氧条件下,肌细胞可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸中氧气的消耗量和二氧化碳的释放量相等,无氧呼吸不消耗氧气,也不释放二氧化碳(肌细胞无氧呼吸产物是乳酸),因此CO2释放量与O2吸收量相等,C正确;
D、有氧呼吸释放的能量有两个去路,一是形成ATP,一是以热能形式释放。在相对缺氧条件下,外源性CytC进入线粒体,参与[H]和氧气的结合,增加ATP的合成,提高氧气的利用率,不是产生更多的热能,D错误。
故选ABD。
28.答案:AC
解析:A、由甲图可知,在一定的温度范围内,温度越高,呼吸速率越快。但人是恒温哺乳动物,外界温度变化,机体可通过自身调节维持体温稳定,A错误;
B、细胞呼吸一般以葡萄糖为底物,但底物也可能是脂肪等其他物质,消耗脂肪时CO2产生量小于氧气消耗量,所以若乙图D点开始只进行有氧呼吸,D点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等,B正确;
C、RQ=CO2释放量/O2吸收量,当RQ=1时,CO2释放量等于O2吸收量,若底物为葡萄糖,则RQ=1时,说明细胞只进行有氧呼吸,一定范围的氧气浓度下,有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加,因此c点以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化,C错误;
D、由图可知,适宜的温度、氧气充足的条件下有利于种子萌发,D正确。
故选AC。
29.答案:ABC
解析:适当增施氮、磷、钾肥,促进农作物茎叶生长,促进光合色素和相关酶的合成,提高光合作用效率,A正确;对于阴生植物而言,太强的光照不利于其生长发育,因此阴生植物应当种植在荫蔽的地方,B正确;对于温室里的农作物来说,通过增施农家肥料,可以增加温室中的CO2含量,同样可以提高农作物的光合作用效率,C正确;农业生态系统中的间种、套作、轮种,可以最大限度利用光合作用时间,提高光能利用率(光能利用率是指植物光合作用所累积的有机物所含的能量,占照射在单位地面上的日光能量的比率),但不能提高光合作用效率,D错误。
30.答案:AD
解析:分析黑瓶可知,24h氧气的消耗量是10-3=7(g/L),即黑瓶中所有生物正常生活24h耗氧量为7mg/L, A错误;根据0、a、b、c可知,光照强度变化,消耗的氧气不变,因此光照强度为d、e时,黑瓶中溶氧量应为3mg/L,B正确;光照强度为c时,24h氧气的增加量是24-10=14(mg/L),呼吸消耗量是7mg/L,因此在24h内白瓶中植物产生的氧气量为14+7=21(mg/L),C正确;由表格数据可知,d对应的光照强度达到光饱和点,再增加光照强度,瓶中溶解氧的含量将不再增加,D错误。
31.答案:(1)保证酶在此温度下充分催化反应、保持各试管相同温度
(2)①②③④
(3)不能;碘液不能检测蔗糖是否被分解产生还原性糖(蔗糖不与碘液发生显色反应,蔗糖水解产物也不与碘液发生显色反应)
(4)A、D;蔗糖酶只能催化蔗糖水解、唾液淀粉酶只能催化淀粉水解或酶催化具有专一性
解析:(1)为保证酶在37°C下充分催化反应、保持各试管相同温度,A、B、C、D四支试管放在37C水浴中保温10min。
(2)实验过程中,E、F号试管加的是蒸馏水,起空白对照作用。如果E、F号试管也出现砖红色沉淀,说明试管中出现还原性糖,可能有很多原因:①淀粉溶液、蔗糖溶液不纯,混有还原性糖;②淀粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长,其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原性糖;③试管不干净、上面留有还原性糖;④实验操作过程中,胶头滴管混用、错用,使得试管中生成还原性糖;故选①②③④。
(3)本实验,不能用碘液代替斐林试剂。因为蔗糖不与碘液发生显色反应,蔗糖水解产物还原糖也不与碘液发生显色反应,故碘液不能检测蔗糖是否被分解产生还原性糖。
(4)上述实验中,A号试管唾液淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖,D号试管蔗糖酶将蔗糖水解成葡萄糖和果糖,而麦芽糖、葡萄糖和果糖都属于还原性糖,能与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀。上述实验说明蔗糖酶只能催化蔗糖水解、唾液淀粉酶只能催化淀粉水解,即酶催化具有专一性。
32.答案:(1)溶胶;丙酮酸;细胞溶胶和线粒体基质
(2)增大吸收二氧化碳的面积
(3)①③④;①②
(4)0.7
解析:(1)①表示细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞溶胶中,相应酶也分布在细胞溶胶中。②表示厌氧呼吸的第二阶段,发生在细胞溶胶,相应酶也分布在细胞溶胶。A为细胞呼吸第一阶段产生的丙酮酸,B为二氧化碳。如果是需氧呼吸,二氧化碳在第二阶段产生,场所是线粒体基质:如果是厌氧呼吸,二氧化碳在第二阶段产生,场所是细胞溶胶。
(2)装置乙中,KOH溶液的作用是吸收二氧化碳,在装置中加入筒状滤纸,滤纸吸收KOH溶液,与空气中二氧化碳接触面积增加。
(3)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25℃下经10min观察墨滴的移动情况。如发现甲装置中墨滴不动,说明产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量,乙装置中墨滴左移,说明消耗了氧气,则10min内小麦种子只进行需氧呼吸,即发生了题图1中①③④过程。如发现甲装置中墨滴右移,说明产生的二氧化碳量大于消耗的氧气量或不消耗氧气但产生了二氧化碳,乙装置中墨滴不动,说明没有消耗氧气,则10mi内小麦种子只进行厌氧呼吸,即发生了题图1中①②过程。
(4)甲装置中墨滴左移30mm,说明氧气消耗量比二氧化碳产生量多30,乙装置中墨滴左移100mm,说明氧气消耗量为100。所以,二氧化碳量为100-30=70,呼吸商为释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积=70÷100=0.7。
33.答案:(1)红、蓝紫;将水分解为氧和H+;为ATP的合成提供能量
(2)深;有利于对光能的吸收和利用,从而加快光合作用的速率
(3)线粒体;光合作用消耗的二氧化碳多
解析:(1)叶片中含有叶绿素和类胡萝卜素,主要吸收红光和蓝紫光。捕获的光能有以下两方面用途,一是将水分解为氧和H+,二是为ATP的合成提供能量。
(2)据图所示,与100%光强组相比,24%光强组的彩叶扶桑叶片的叶绿素含量增加,颜色更深。在该光照条件下,彩叶扶桑叶片叶色改变的意义是有利于对光能的吸收和利用,从而加快光合作用的速率。
(3)叶片光合作用利用的CO2除来自外界环境外,还可来自细胞呼吸产生的二氧化碳,产生的场所是线粒体。据图所示,与11%光强组相比,60%光强组胞间CO2浓度较低的原因是60%光强组叶绿素含量多,光反应产生的ATP和NADPH增多,碳反应速率加快,使得消耗的二氧化碳增多。实验编号
探究课题
选用材料与试剂
A
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
B
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
C
酶的高效性
H2O2溶液、新鲜的土豆浸出液、FeCl3溶液
D
酶的专一性
蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、碘液
光强度(klx)
0
a
b
c
d
e
白瓶溶氧量(mg/L)
3
10
16
24
30
30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3
3
3
3
E
E
实验操作
试管
A
B
C
D
E
F
1.质量分数为1%的可溶性淀粉溶液1mL
+
+
-
-
+
-
2.质量分数为2%的蔗糖溶液1mL
-
-
+
+
-
+
3.稀释200倍的新鲜唾液1mL
+
-
+
-
-
-
4.蔗糖酶溶液1mL
-
+
-
+
-
-
5.蒸馏水1mL
-
-
-
-
+
+
6.酶促水解反应
摇匀,37℃水浴中保温10min
7.向每个试管中加入斐林试剂2mL
摇匀,沸水浴中加热1~2min
8.观察并记录各试管内的变化
光照强度
净光合速率/(μml·m-2·s-1)
气孔导度/(μml·m-2·s-1)
胞间CO2浓度/(μml·m-2·s-1)
100%
2.274
0.086
363.5
60%
1.642
0.072
380.0
24%
1.437
0.069
382.9
11%
0.869
0.059
396.8
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