新教材高考生物一轮复习大题专项练1细胞的代谢含解析新人教版

细胞的代谢

1.下图是某植物及其叶绿体的示意图,图中数字代表结构,字母代表物质。据图回答下列问题。

(1)光合色素存在于图中的[　]　　　　上,Y和Z表示　　　　　　　。在暗反应中,Y和Z直接参与的反应是　　　　　　。  

(2)夏季午后温度过高时,部分气孔关闭,图中物质[　]　　　　的合成最先受到影响。秋冬季节,由于叶绿体中的　　　　(色素)易被破坏,使叶片呈现黄色,导致吸收光的能力减弱,其中吸收明显减少的是　　　　。  

①黄光、红光　②红光、蓝紫光　③蓝紫光、绿光　④绿光、黄光

2.在有光、O2含量较高等条件下,水稻叶肉细胞能同时进行光合作用和光呼吸,其原因是催化过程①的Rubisco酶还能催化过程②,如下图所示。据图回答下列问题。

(1)对绿色植物而言,光合作用、细胞呼吸和光呼吸三种生理过程,只能在光下进行的是　                                                                          。 

(2)据图推测,当CO2含量与O2含量的比值　　　　(填“高”或“低”)时,有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累,从C5角度分析,其原因是                 　。

(3)科学研究发现在一些蓝细菌中存在CO2浓缩机制:蓝细菌中会产生一种特殊的蛋白质微室,能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制在进化上的意义是                       　。

3.下图表示一生长迅速的植物在夏季24 h内的CO2净吸收量和CO2净释放量(单位:mg)。请回答下列问题。

(1)在　　　　　　　　时,该植物既没有CO2的净吸收,也没有CO2的净释放,说明植物此时刻　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)测定植物呼吸速率比较简单的方法是　　　　　　　　　　　　。假设该植物在24 h内呼吸速率不变,则该植物的呼吸速率为　　　　mg/h,最高光合速率约为　　　　mg/h。 

(3)该植物一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为　　　　(用字母表示)。 

(4)若某一阶段,该植物体对CO2的吸收量与释放量总是符合图中所示的曲线,说明植物正处于旺盛的生长状态,因为这一阶段                                     　。 

4.下图是北方某干旱地区夏日晴朗天气,黄瓜叶片净光合速率与胞间CO2含量的日变化曲线。请回答下列问题。

(1)据图推测13:00时,　　　　(填“增加”或“降低”)环境的相对湿度可降低黄瓜光合作用“午休”的程度,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)有同学认为,17:00~18:00胞间CO2含量快速上升的原因是呼吸速率大于光合速率,你认为是否正确?　　　(填“是”或“否”),理由是　　　　　　　　　　　　。 

(3)玉米、甘蔗等植物细胞中有一种酶,能通过一系列反应将CO2“泵”入某些进行光合作用的细胞,保证暗反应顺利进行。在干旱缺水地区,与11:00时相比,13:00时该类植物光合作用速率反而有所升高,除光照、温度等因素外,主要原因是　                            。 

5.某研究小组想测量萌发的小麦种子与蚯蚓呼吸速率的差异,设计了下列实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料,每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数,结果如下表所示。请分析回答下列问题。

有色液滴移动的距离/mm

(1)装置图中的Y溶液是　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。设置乙装置的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动,有色液滴将向　　　　(填“左”或“右”)移动,以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是　　　　。 

(3)另一组该实验装置每隔5 min测量时,将注射器活塞往　　　　(填“上”或“下”)移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量,其中以小麦为材料的实验结果如下表所示。 

分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为　　　　,在此过程中,有氧呼吸的强度越来越　　　　。 

6.科学家从麦芽的水抽提物中,用酒精沉淀得到了一种对热不稳定的物质,它可以使淀粉水解为可溶性糖,后来知道了这种物质就是淀粉酶。淀粉酶有多种类型,如α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解,β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。下图为研究pH对两种淀粉酶相对活性影响的结果。请据图回答下列问题。

(1)与α-淀粉酶水解淀粉的终产物相比,β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为　　　　。由图可知,　　　　酶在人体胃液(pH为1.5左右)中的活性更高。 

(2)在验证pH对淀粉酶活性影响的实验中,酶的相对活性大小可以用单位时间内　　　　　　　　　　　　来表示。某同学设计了下列两种实验方案。 

①先分别在试管中加底物,再加酶,然后一起放在相应的pH条件下保温,一段时间后进行检测。

②先分别在试管中加酶,在相应的pH条件下保温再加底物,一段时间后进行检测。

为了使实验结果更加可靠,应选择方案　　　　(填“①”或“②”)。  

7.植物A有一种很特殊的CO2同化方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中(如图一所示);白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用(如图二所示)。植物B的CO2同化过程如图三所示。请回答下列问题。

(1)植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的,推测植物A的生活环境最可能是　　　　　　　　　。植物A夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反应必需的　　　　　　　　　;白天植物A进行光合作用所需的CO2是由　　　　　　　　和　　　　释放的。 

(2)在上午10:30时,突然降低环境中CO2含量后的一小段时间内,植物A和植物B细胞中C3含量的变化分别是A　　　　,B　　　　。 

(3)将植物B放入密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,用CO2含量测定仪测得该玻璃罩内CO2含量的变化情况,绘成下图的曲线。

在一天当中,植物B有机物积累量最多时是在曲线的　　　　点。据图分析,一昼夜后玻璃罩内植物B体内有机物的含量将会　　　　。 

8.参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。

9.大豆与根瘤菌是互利共生关系。下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径。请据图回答下列问题。

(1)在叶绿体中,光合色素分布在　　　　　　上;在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和　　　　。 

(2)上图所示的代谢途径中,催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在　　　　中,PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于　　　　。 

(3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形成　　　　键。 

(4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自　　　　;根瘤中合成ATP的能量主要源于　　　　的分解。 

答案：

1.答案:(1)③　类囊体薄膜　NADPH、ATP　三碳化合物(或C3)的还原

(2)N　三碳化合物(或C3)　叶绿素　②

解析:(1)叶绿体中,类囊体有较大的膜面积,光合色素存在于[③]类囊体薄膜上,有利于吸收光能,Y和Z表示光反应的产物ATP和NADPH。在暗反应中,ATP和NADPH直接参与暗反应中三碳化合物(或C3)的还原。

(2)夏季午后温度过高时,部分气孔关闭,影响CO2的吸收,图中[N]三碳化合物(或C3)的合成最先受到影响。秋冬季节,叶片呈现黄色,原因是叶绿体中的叶绿素在低温下合成减慢,且易被破坏,导致吸收光的能力减弱,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

2.答案:(1)光合作用、光呼吸　(2)低　当O2含量增大时,参与光呼吸的C5增多,参与光合作用暗反应的C5减少,从而使光合作用减弱　(3)可以减少光呼吸,增加光合作用中有机物的产量

解析:(1)光合作用必须在光下进行,细胞呼吸在光照下或黑暗中都可以进行,在有光、较高O2含量等条件下,Rubisco酶能催化C5与O2反应(光呼吸),这说明光呼吸必须在光照条件下进行。(2)图中C5既可与CO2发生反应,又可与O2发生反应,结合题干信息,当O2含量增大(或CO2含量与O2含量的比值低)时,与O2反应的C5增多,与CO2反应的C5减少,从而使光合作用合成的有机物减少。(3)蓝细菌中的一种特殊的蛋白质微室,能将CO2浓缩在Rubisco酶周围,从而提高局部CO2含量(或使CO2含量与O2含量的比值升高),减少光呼吸,增强光合作用,有利于有机物的积累。

3.答案:(1)18:00和6:00　光合作用强度与细胞呼吸强度相等　(2)测定在黑暗条件下单位时间内CO2的释放量　10　85　(3)A+C-B　(4)A+C的总面积大于B的面积,表示植物光合作用制造的有机物量大于细胞呼吸消耗的有机物量,植物能积累较多的有机物

4.答案:(1)增加　避免因气孔关闭导致胞间CO2含量较低,进而影响暗反应速率　(2)否　由图中实验结果可知该时间段净光合速率大于0　(3)该类植物能利用较低浓度的CO2

解析:(1)题图中显示,13:00时黄瓜光合作用出现了“午休”现象,是气孔关闭导致CO2吸收不足,进而影响光合作用暗反应所致,因此适当增加环境的相对湿度可降低黄瓜光合作用“午休”的程度。(2)据题图中实验结果可知,17:00~18:00 黄瓜的净光合速率大于0,说明其光合速率大于细胞呼吸速率。(3)根据题意分析可知,玉米、甘蔗等植物能利用较低浓度的CO2,所以在干旱缺水地区,与11:00时相比,13:00时该类植物光合作用速率反而有所升高。

5.答案:(1)NaOH溶液　吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2　排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)　(2)左　0.9 mm/min　(3)下　0.22 mL/min　弱

解析:(1)装置图中的Y溶液是NaOH溶液,其作用是吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2。设置乙装置的目的是排除微生物及环境因素对实验的干扰,使实验结果更科学、合理。(2)有氧呼吸过程消耗O2,产生CO2,CO2又被NaOH溶液吸收,甲中是活的小麦种子,呼吸旺盛,所以实验开始后保持注射器的活塞不移动,连接甲、乙装置的玻璃管中有色液滴慢慢往左移动。以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是4.5÷5=0.9(mm/min)。(3)另一组该实验装置每隔5 min测量时,将注射器活塞往下移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量,分析表格中数据可知,该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为5.5÷25=0.22(mL/min),在此过程中,有氧呼吸的强度越来越弱。

6.答案:(1)麦芽糖　α-淀粉

(2)底物的消耗量(或产物的生成量)　②

解析:(1)由题干“α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解,β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解”,判断β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖。由题图可知,α-淀粉酶在人体胃液(pH为1.5左右)中的活性更高。

(2)在验证pH对淀粉酶活性影响的实验中,酶的相对活力大小可以用单位时间内底物的消耗量(或单位时间内产物的生成量)来表示。为了使实验结果更加可靠,应选择方案②,因为如果酶和底物先混合,还没放到对应的pH条件下,化学反应已经进行,会干扰实验结果。

7.答案:(1)炎热干旱　ATP、NADPH　苹果酸(脱羧作用)　细胞呼吸

(2)基本不变　降低

(3)F　增加

解析:(1)植物A的气孔在白天关闭,晚上开放,而气孔的开闭与蒸腾作用有关,据此推测植物A可能生活在炎热干旱的环境;植物A夜晚不能进行光反应,不能为暗反应提供ATP、NADPH,所以吸收的CO2不能合成(CH2O);白天植物A进行光合作用所需要的CO2由苹果酸经脱羧作用释放和细胞呼吸产生。(2)在上午10:30时,突然降低环境中CO2含量后的一小段时间内,植物A由于气孔关闭,不吸收CO2,C3的含量基本不变;而植物B吸收的CO2减少,CO2的固定能力减弱,细胞中C3的含量降低。(3)据题图分析,F点CO2含量最低,说明这时玻璃罩内CO2被吸收得最多,植物积累的有机物最多;由于G点的CO2含量比A点低,说明一昼夜后玻璃罩内植物B体内有机物的含量增加。

8.答案:(1)细胞质基质　(2)无氧呼吸　(3)光能　(4)O2、NADPH　(5)H2O、CO2

解析:能产生ATP、乙醇、CO2的生理过程为无氧呼吸,无氧呼吸的场所为细胞质基质。叶绿体的类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,光反应是指叶绿体中的色素吸收光能,将水分解成O2和NADPH,并将光能转化为ATP和NADPH中的化学能。线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所,有氧呼吸的最终产物除ATP外,还有H2O和CO2。

9.答案:(1)类囊体的薄膜　C5

(2)叶绿体基质　细胞质基质

(3)肽

(4)光能　糖类

解析:(1)叶绿体是绿色植物细胞进行光合作用的场所,光合色素分布在叶绿体的类囊体的薄膜上,其功能是吸收光能;在酶催化下直接参与CO2固定的物质是H2O和C5。(2)光合作用分为两个阶段,光反应阶段和暗反应阶段,暗反应包括CO2的固定和C3的还原,暗反应的场所是叶绿体基质,参与暗反应的酶在叶绿体基质中。由题图可知TP合成后运出叶绿体,在细胞质基质中合成蔗糖,则催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中。(3)氨基酸是合成蛋白质的基本单位,氨基酸合成蛋白质时通过脱水缩合形成肽键。(4)叶绿体中的类囊体薄膜是光反应的场所,色素捕获的光能用于水的光解和合成ATP;根瘤菌中合成ATP的能量主要来源于糖类的分解。