资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩22页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
- 高频考点01 细胞的组成结构和功能（5大考向+3大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用） 试卷 0 次下载
- 高频考点03 细胞的生命历程（9大考向+4大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用） 试卷 0 次下载
- 高频考点04 遗传的基本规律（5大考向+4大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用） 试卷 0 次下载
- 高频考点05 遗传的分子基础（9大考向+3大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用） 试卷 0 次下载
- 高频考点06 变异与进化（3大考向+4大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用） 试卷 0 次下载
高频考点02 细胞的代谢（7大考向+8大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用）
展开
这是一份高频考点02 细胞的代谢（7大考向+8大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用），文件包含高频考点解密02细胞的代谢原卷版docx、高频考点解密02细胞的代谢解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共63页， 欢迎下载使用。
一、对知识进行层级化的框架梳理：生物知识点比较多，我们可以引导学生以逻辑关系对知识进行层级化的“知识框架”梳理，以便让学生更牢固地掌握基础知识， 从而能够更好地把知识融会贯通。
二、回归教材，注重教材细节：新课标I卷的题“不偏”“不怪”“不坑”，不会在题目中设“语言陷阱”，大多数题考查的内容直接或改编至教材。
三、帮助学生进行“方法类知识”的梳理，深入理解生物学研究方法
四、掌握生物学实验的两大要素：自变量和对照。自变量保证了实验设计的逻辑正确，对照保证实验在特定条件下进行。
五、帮助学生总结一些答题技巧。做好以上几点，相信二轮复习后学生会有一个很大的提升。
高频考点02 细胞的代谢
从近6次浙江选考的考查形势来看，细胞代谢一直是高考的重点考查内容，其中酶和物质出入细胞的方式，主要以选择题为主，结合教材实验，考察学生的科学思维和科学探究能力；细胞呼吸多以细胞呼吸的过程、与细胞呼吸有关的实验探究、细胞呼吸在生产生活中具体的应用为情境，考查有氧呼吸和无氧呼吸的方式和过程、细胞呼吸方式的判断、细胞呼吸原理在日常的生产和生活实践中的应用，题型为选择题，难度适中且；光合作用主要以非选择题形式考察不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定等，用整句回答的简释题的比例有上升趋势，通过原因、理由和依据的分析，考察学生的分析综合能力和语言表达能力。
本考点常以选择题或非选择题出现,一般情境新颖，难度较大,考查角度灵活多变。需要考生系统地掌握光合作用和呼吸作用的知识及联系,并能灵活地运用到日常的生产和生活情境中去,才能满足高考的要求。高考考查方向集中如下：
物质跨膜运输的方式特点及影响因素
观察植物细胞质壁分离和复原实验及分析
细胞呼吸的过程、与细胞呼吸有关的实验探究、细胞呼吸在生产生活中具体的应用
光和色素的提取和分离
光合作用的探究历程、过程、影响因素及应用
酶的考查
多以图形、图表等信息为载体，通过实验等途径展开考查，试题多以选择题主要形式命题，考查酶在细胞代谢中的作用等，试题情境多与生产生活相联系，对考生的实验探究能力、获取信息、分析问题及解决问题的能力要求很高。
物质出入细胞的方式
在高考中多以植物细胞质璧分离和质壁分离复原的实验、物质的跨膜运输为情境,考查渗透作用的原理、质跨膜运输的影响因素等,主要考查科学思维和科学探究的学科素养。多以选择题的形式出现，一般创设的情境较复杂,难度较大,综合考查获取信息的能力、综合分析问题的能力、实验探究能力。
细胞呼吸
多以细胞呼吸的过程、与细胞呼吸有关的实验探究、细胞呼吸在生产生活中具体的应用为情境，考查有氧呼吸和无氧呼吸的方式和过程、细胞呼吸方式的判断、细胞呼吸原理在日常的生产和生活实践中的应用，建立结构与功能观、物质与能量观的生命观念，考查考生的科学思维能力和社会责任。高考中多以选择题或非选择题的形式出现,是高考中的高频考点,难度适中。
光合作用
在高考中常结合“绿叶中色素的提取和分离”“光合作用的探究历程和光合作用的原理”,分析不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定,考查学生物质和能量观的生命观念，考查科学思维和实验探究的学科素养。
1.酶的本质、作用实质和特性
酶的本质是蛋白质，具有催化作用，实质是降低化学反应的活化能，酶具有专一性、高效性和作用条件较温和特点。一般来说，动物体内的酶最适温度为35～40 ℃；植物体内的酶最适温度在40～50 ℃；细菌和真菌体内的最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70 ℃。动物体内的酶最适pH大多为6.5～8.0，但是胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多为4.5～6.5。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶活性很低，但酶的空间结构稳定。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
2.探究影响酶活性因素的实验
酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，其可用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。建议不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响(原因是温度本身会影响过氧化氢自然分解的速度)，不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响(原因是盐酸可催化淀粉水解)。
3.ATP在细胞代谢中的作用
细胞通过呼吸作用产生ATP，有氧呼吸释放大量能量，其中一部分用于合成ATP，植物也可以通过光合作用合成ATP，但此能量只用于暗反应。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，ATP水解后转化为ADP，ADP在有关酶的作用下，接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的；ATP在酶的作用下，脱离一个磷酸基团形成ADP（腺苷二磷酸），ADP再脱离一个磷酸基团形成AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），AMP再脱离一个磷酸基团形成腺苷
4. 细胞呼吸在生产生活中具体的应用
提倡慢跑等有氧运动,使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸；稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸,防止幼根因缺氧进行无氧呼吸产生酒精而变黑、腐烂；利用醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
5.光合作用的探究历程及原理剖析
同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性,如18O就没有放射性,不能检测其放射性;而14C有放射性,可被追踪检测。
6.光合作用的影响因素及应用
实验变量分析：(1)自变量的设置:光照强度是自变量,可通过调整台灯与烧杯之间的距离或台灯的瓦数来调节光照强度的大小。(2)光合作用强度是因变量,可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
7.光合作用在生产生活中具体的应用
生产上,用无色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚作物产量高,原因是日光中各种颜色的光均能通过,作物光合效率最高。阴天时,在功率相同的情况下,应该选择发红光或蓝紫光的照明灯为蔬菜补充光源,原因是在照明灯功率相同时的情况下,用发红光或蓝紫光的照明灯,植物利用光能的效率最高。
题型01 酶的本质、特性、影响酶活性的因素
1.中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
答案 C 揉捻即将茶叶揉成条状,适度揉出茶汁,这个过程会破坏细胞结构,有利于茶叶中的多酚氧化酶与茶多酚接触,A正确;温度会影响酶的活性,发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性,B正确;发酵液的酸碱性会影响酶的活性,发酵时有机酸含量增加会使发酵液的pH降低,进而影响多酚氧化酶的活性,C错误;为防止过度氧化影响茶品质,可通过高温使多酚氧化酶变性失活,D正确。
2.某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
根据实验结果可以得出的结论是( )
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
答案 C 实验①结果表明在低浓度Mg2+条件下,酶P具有催化活性,A错误;实验③⑤的结果表明,不论在低浓度Mg2+还是在高浓度Mg2+条件下,蛋白质组分都无催化活性,B错误;实验④⑤的结果表明,在高浓度Mg2+条件下,酶P中的RNA组分具有催化活性,而蛋白质组分没有催化活性,C正确,D错误。
3.摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏
B.密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,利于保鲜
C.冷藏时,梨细胞的自由水增多,导致各种代谢活动减缓
D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓
答案 C 常温下,酶活性较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏,A正确;密封条件下,刚开始时,密封的环境中O2相对较多,梨进行有氧呼吸,而有氧呼吸会不断消耗O2导致O2减少,CO2增多,进而使呼吸作用受抑制,利于保鲜,B正确;冷藏时,梨细胞中的自由水相对减少,结合水相对增多,C错误;低温会抑制酶活性,导致果肉中酚氧化酶的活性降低,因而果肉褐变会减缓,D正确。
4.下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( )
A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶
B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
答案 C 本题考查酶的相关知识。细胞质中线粒体和叶绿体内也有参与DNA合成的酶,A错误;在适宜环境下,酶在生物体内外都有催化活性,B错误;在胃蛋白酶的提取液中加入某些无机盐溶液后,可以使胃蛋白酶凝聚而从溶液中析出,C正确;唾液淀粉酶催化反应的最适温度不适合该酶的保存,应该在低温下保存,D错误。
5.将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。右下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是( )
A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先快后慢
C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D.适当降低反应温度,T2值增大
答案 C 本题考查酶促反应过程中酶的作用。由图示中A、B物质变化曲线知,A、B分别为反应物和生成物,酶C的作用是降低A 生成B这一反应的活化能,A 正确;随反应物浓度降低,该体系中酶促反应速率先快后慢,B正确;T2后因A浓度降低导致了反应速率下降,从而导致B浓度增加缓慢,C错误;该图为最适温度下的酶促反应曲线,若适当降低反应温度,达到反应平衡的时间会延长,T2值会增大,D正确。
6.细胞内复杂的物质变化在温和条件下有序进行，离不开酶的催化。下列有关酶的实验，叙述正确的是（ ）
A．斯帕兰札尼让鹰吞下放入肉块的金属笼，一段时间后笼内的肉块消失，这说明胃对食物有化学性消化
B．“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热、Fe3+和过氧化氢酶促使H2O2分解的原因是在不同程度上降低了化学反应的活化能
C．“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来说明酶的作用是否有专一性
D．“探究温度对酶活性的影响”实验中，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合，再分别置于不同温度条件下保温
【答案】A
【详解】A、斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，排除胃对肉块的机械摩擦消化的影响，然后让鹰吞下去，一段时间后，笼内肉块消失了，这个实验说明了胃具有化学性消化的作用，A正确；
B、在“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热为H2O2分子提供了能量，Fe3+和过氧化氢酶降低了过氧化氢分解反应的活化能，B错误；
C、淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖，因此在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过检测是否有还原糖来说明酶的作用具有专一性，由于无论蔗糖是否被分解均不与碘液反应呈蓝色，故不能通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来证明酶的作用有专一性，C错误；
D、在“探究温度对酶活性的影响”实验中，关键步骤是先将淀粉液和淀粉酶液分别在所对应的温度条件下保温相同时间，然后将同一温度保温下的淀粉液与淀粉酶液混合，D错误。
故选A。
题型02 ATP的结构及在代谢中的作用
1.ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、P
B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化
D.可直接为细胞提供能量
答案 B ATP的全称是腺苷三磷酸,含有C、H、O、N、P,A正确;ATP合成所需的能量主要来自细胞呼吸和光合作用,其中细胞呼吸又包括有氧呼吸和无氧呼吸,所以无氧条件下也能产生ATP,B错误;胞内合成ATP需要ATP合成酶的催化,C正确;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,可以直接为细胞提供能量,D正确。
2.关于生物体内能量代谢的叙述,正确的是( )
A.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成
B.人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化
C.叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程
D.硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量
答案 C 淀粉的水解在消化道内进行,该过程中会释放能量,但消化道内不存在ATP合成酶,无法生成ATP,A错误;人体生命活动的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化,B错误;暗反应合成葡萄糖的过程需要光反应提供的能量,C正确;硝化细菌需要的能量主要来自其将氨氧化成硝酸的过程,D错误。
3．ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列说法正确的是（ ）
A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATP
B．一分子ADP中的两个特殊化学键水解后可释放能量
C．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一
D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系
【答案】D
【详解】A、细胞质基质中可进行细胞呼吸的第一阶段，该阶段只产生少量的ATP，A错误；
B、一分子ADP含有一个特殊化学键，ADP水解的实质是特殊化学键断裂释放能量，B错误；
C、dATP是脱氧腺苷三磷酸，ATP是腺苷三磷酸，两者组成成分最主要的不同是dATP中含有脱氧核糖，ATP中含核糖，ATP水解产生ADP，ADP水解可产生AMP，AMP是构成RNA的基本单位之一，dATP经过水解之后可以得到dAMP，是构成DNA的基本单位之一，C错误；
D、ATP转化为ADP的过程中释放大量能量，可用于细胞中某些吸能反应，D正确。故选D。
4．如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程，而磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程
B．蛋白质磷酸化是一个放能过程
C．蛋白质去磷酸化是一个吸能过程
D．蛋白质磷酸化属于“开”，去磷酸化属于“关”
【答案】D
【详解】A、由题图分析可知：蛋白质的磷酸化和去磷酸化的过程中所需的酶不同，因此不是一个可逆过程，A错误；
B、由题图分析可知：蛋白质磷酸化过程中伴随ATP的水解，因此是一个吸能过程，B错误；
C、由题图分析可知：蛋白质去磷酸化过程属于水解，生成无活性蛋白和Pi往往伴随着能量的释放，因此是一个放能过程，C错误；
D、蛋白质磷酸化以后具有活性，能参与生化反应属于“开”，去磷酸化成为无活性蛋白，不能催化生化反应，属于“关”，D正确。故选D。
题型03细胞吸水与失水的状况分析
1.探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
答案 C 将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用30%蔗糖溶液处理后,液泡和原生质体体积均会因渗透失水而变小,一段时间后再用清水处理,二者体积会因吸水而变大,A错误;在用30%蔗糖溶液处理后,液泡中的细胞液会因失水而导致浓度变大,用清水处理后,细胞液会因吸水而导致浓度变小,B错误;随处理的蔗糖溶液浓度升高,液泡和原生质体体积由于失水增多而逐渐变小,而细胞液浓度则逐渐上升,C正确,D错误。
2.原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 ml/L
B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D.若将该菌先65 ℃水浴灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
答案 A 图中,甲组用0.3 ml/L NaCl溶液处理后,原生质体表面积都有增大,未引起质壁分离,故该菌的细胞质浓度≥0.3 ml/L,但细胞质浓度不止与NaCl有关,细胞质中还有葡萄糖、氨基酸、其他离子等,A错误;乙、丙组分别用1.0 ml/L和1.5 ml/L的NaCl溶液处理后,原生质体的表面积都小于前一阶段葡萄糖处理后的表面积,说明细胞均发生了质壁分离,且处理解除后均可发生质壁分离复原,B正确;该菌正常生长和吸水后细胞体积均会增大,都可导致原生质体表面积增加,C正确;该菌65 ℃水浴灭活后,原生质体失去选择透过性,再用NaCl溶液处理不会出现渗透作用,原生质体表面积无变化,D正确。
3.质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是( )
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
答案 D 施肥过多,外界溶液浓度大于植物根细胞的细胞液浓度,根细胞会失水发生质壁分离,若细胞失水过多则会导致“烧苗”现象,A正确;质壁分离过程中,因失水的多少不同,质壁分离的程度也不同,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B正确;在质壁分离复原过程中,细胞吸水,细胞液浓度逐渐下降,因此细胞的吸水能力逐渐降低,C正确;渗透压是溶液中溶质微粒对水的吸引力,溶质微粒数越多,渗透压越大,因为NaCl在水中会电离而蔗糖不会,所以NaCl溶液中的溶质微粒是2 ml/L,其渗透压大于1 ml/L蔗糖溶液,D错误。
4.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图3为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
图3
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
答案 A 由图示可知,经①、②、③处理后气孔变化分别为基本不变、关闭、张开,说明①、②、③处理后保卫细胞的变化分别为①形态几乎不变,细胞液浓度基本不变;②失水,细胞液浓度变大;③吸水,细胞液浓度变小,C正确。保卫细胞经③处理后的细胞液浓度小于①处理后,A错误。②处理后保卫细胞失水,最可能发生质壁分离,B正确。推测3种蔗糖溶液浓度的高低为②>①>③,D正确。
题型04 物质进出细胞的方式及影响因素
1.盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
答案 B 根据题图分析可知,当禾本科农作物AT1蛋白与Gβ结合时,可抑制PIP2s蛋白磷酸化,从而降低H2O2的外排能力,使细胞死亡;当禾本科农作物AT1蛋白缺陷而无法与Gβ结合时,其对PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用(细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平提高),使H2O2的外排能力提高,从而减轻H2O2对禾本科农作物细胞的毒害作用,A正确,B错误。敲除AT1基因或降低其表达,可解除AT1蛋白对细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用,H2O2外排增加,进而提高禾本科农作物的抗氧化胁迫能力和成活率,C正确。可以将特殊物种中逆境胁迫相关基因转移至农作物细胞内,以改良其抗逆性,D正确。
2.物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
答案 B 乙醇是脂溶性的小分子有机物,可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞,A错误;人红细胞内的K+浓度远远高于血浆,K+由血浆进入红细胞是逆浓度梯度的主动运输,需要载体蛋白并消耗ATP,B正确;抗体是蛋白质,其分泌过程属于胞吐,需要消耗能量,C错误;葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞的方式是顺浓度梯度的协助扩散,D错误。
3.心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用。下列叙述正确的是( )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
答案 C 据图分析可知,药物特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,可以使细胞排出的Na+减少,细胞外的Na+浓度偏低,进而引起Na+-Ca2+交换体的活动减弱,导致通过Na+-Ca2+交换体排出的Ca2+减少,细胞内Ca2+浓度升高引起心肌收缩力增强,A、D错误;Na+-K+泵被阻断后,细胞吸收K+减少,导致细胞内的K+浓度降低,B错误;由于药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,使细胞外的Na+浓度偏低,则动作电位期间通过协助扩散进入细胞的钠离子减少,C正确。
4.下列生理过程的完成不需要两者结合的是( )
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
答案 D 分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D项过程不需要K+通道蛋白和K+结合。
5.NO3−和NH4+是植物利用的主要无机氮源,NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,NO3−的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是( )
A.NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.NO3−通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的NO3−会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运NO3−和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
答案 B NH4+通过AMTs进入细胞由根细胞膜两侧的电位差驱动,A错误;NO3−的吸收由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,而NO3−通过SLAH3转运到细胞外为顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确;增加细胞外的NO3−可促进载体蛋白NRT1.1转运NO3−和H+进入细胞,从而减弱细胞外酸化程度,故可减轻铵毒,C错误;据图可知,载体蛋白NRT1.1转运NO3−的方式属于主动运输,转运速度与膜外浓度不呈正相关,D错误。
6.哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是( )
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
答案 B 硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性,从而使水分子不能以协助扩散的方式进出细胞,但可以自由扩散的方式进出细胞,因此经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢吸水而膨胀,而未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速吸水膨胀,A、C正确;经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢失水而变小,而未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速失水变小,B错误,D正确。
7.水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是( )
A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP
C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关
答案 D 人唾液腺正常组织中的AQP1、AQP3和AQP5三种水通道蛋白的氨基酸序列不同,A错误;膜通道蛋白参与物质跨膜运输的过程中不与被运输的物质结合,B错误;水肿组织中三种水通道蛋白均参与水分子的跨膜运输,与正常组织相比,水肿组织中AQP5基因表达过量,说明正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关,C错误,D正确。
题型05细胞呼吸的过程原理
1.水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B.检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C.转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
答案 B 题干中“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累”,说明H+进入液泡是消耗能量的主动运输,为逆浓度梯度转运,可推知液泡内H+浓度较细胞质基质高,pH较低,A错误;玉米根细胞进行有氧呼吸或产生酒精的无氧呼吸均有CO2产生,B正确;无氧呼吸只有第一阶段生成ATP,产酒精和产乳酸的无氧呼吸第一阶段的过程相同,生成等量的ATP,C错误;细胞将无氧呼吸过程中丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径可减少乳酸的产生以缓解酸中毒,D错误。
2.植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
答案 C 在无氧环境中植物幼苗进行无氧呼吸,根据CO2的产生与否可判断a点前只进行产乳酸的无氧呼吸,a点后逐渐由产乳酸的无氧呼吸转为产酒精和CO2的无氧呼吸,A、B正确;产酒精和产乳酸的无氧呼吸都只在第一阶段产生ATP,第二阶段不产生,而且二者第一阶段完全相同,所以产生的ATP一样多,C错误;酒精跨膜运输的方式是自由扩散,不消耗ATP,D正确。
3.(2023广东,7,2分)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A.还原型辅酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
答案 A 人在游泳过程中主要进行有氧呼吸,在线粒体内膜上进行的是有氧呼吸的第三阶段,此阶段中[H]与氧结合形成水,同时释放大量能量,[H]指的是还原型辅酶Ⅰ(NADH),氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)为产物,B、C、D错误,A正确。
4.运动强度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。
对这一结果正确的理解是( )
A.低强度运动时,主要利用脂肪酸供能
B.中等强度运动时,主要供能物质是血糖
C.高强度运动时,糖类中的能量全部转变为ATP
D.肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
答案 A 通过对柱形图的分析可知,低强度运动时,供能物质中脂肪酸所占比例较高,A正确;中等强度运动时,主要供能物质不是占比最低的血糖,B错误;高强度运动时,糖类在氧化分解时释放出的能量一部分储存在ATP中,一部分以热能形式散失,C错误;肌糖原存在于肌肉中,剧烈运动时肌糖原可分解产生乳酸,乳酸经血液循环进入肝脏,再转化成葡萄糖提供能量,在饥饿、寒冷等条件下,肌糖原也可以分解供能,有氧、无氧条件下肌糖原都能氧化分解提供能量,D错误。
题型06 细胞呼吸方式的实验探究
1.从图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是( )
注:箭头表示气流方向
A.⑤→⑧→⑦和⑥→③
B.⑧→①→③和②→③
C.⑤→⑧→③和④→⑦
D.⑧→⑤→③和⑥→⑦
答案 B 探究酵母菌细胞能进行有氧呼吸时(有CO2生成),为防止空气中的CO2影响实验结果,空气通往酵母菌培养液前需先通过NaOH溶液,以除去其中的CO2,将该气体通入酵母菌培养液,再用澄清石灰水对酵母菌培养液中的CO2产生情况进行检测,酵母菌培养液中的通气管应“长进短出”;探究酵母菌细胞能进行无氧呼吸时(也有CO2生成),将酵母菌培养液直接与澄清石灰水相连,可用装置②设置无氧条件(装置②应封口放置一段时间,使酵母菌消耗尽瓶中的O2;⑥中培养液过多,易溢出,排除),再与③相连,检测CO2产生情况,B正确。
2．某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是（ ）
A．当观察到注射器A中的气体体积大于25mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸
B．取注射器B中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色
C．将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝水溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄
D．当注射器A、B中的气体体积均为25mL时，两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同
【答案】D
【详解】若酵母菌只进行有氧呼吸，气体体积不变，而注射器A中的气体体积大于25mL，说明酵母菌开始进行无氧呼吸，A正确；注射器B中酵母菌无氧呼吸产生了酒精，酒精可以与酸性重铬酸钾反应，使颜色由橙色变为灰绿色，B正确；注射器A中的气体为二氧化碳，将其通入溴麝香草酚蓝水溶液中，颜色会由蓝变绿再变黄，C正确；当注射器A、B中的气体体积均为25mL时，注射器A中酵母菌只进行有氧呼吸，消耗的葡萄糖的量不确定，注射器B中酵母菌全部进行无氧呼吸，所以两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量无法比较，D错误。故选D。
3．如图为探究水稻种子萌发时细胞呼吸类型的实验装置，假设萌发种子仅以葡萄糖为呼吸底物，观察到单位时间内装置1的红色液滴左移了6个单位，装置2的红色液滴右移了2个单位。下列有关分析错误的（ ）
A．水稻种子萌发过程中有机物的总量减少，有机物种类增多
B．水稻种子萌发时进行细胞呼吸的场所有细胞质基质和线粒体
C．水稻种子萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为3:1
D．实验期间萌发的水稻种子细胞不会进行产生乳酸的无氧呼吸
【答案】C
【详解】水稻种子萌发过程中由于呼吸作用消耗，有机物的总量减少，由于有有机物的转化，有机物种类增多，A正确；观察到单位时间内装置1的红色液滴左移了6个单位，装置2的红色液滴右移了2个单位，说明萌发是既进行了有氧呼吸，又进行了无氧呼吸，故其呼吸场所有细胞质基质和线粒体，B正确；装置1的红色液滴左移了6个单位，说明有氧呼吸消耗了6个单位的氧气，对应消耗1个单位的葡萄糖，装置2的红色液滴右移了2个单位，说明无氧呼吸产生了2个单位的二氧化碳，说明无氧呼吸对应产生1个单位的葡萄糖，故萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1:1，C错误；水稻种子无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，D正确。故选C。
4.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48小时后，储藏在温度为1℃的冷库内，另一份则始终在1℃的冷库内储藏。从采摘后第1d算起，每10d定时定量取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列叙述与实验结果不一致的是（ ）
A．曲线中比值大于1时，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B．第20d对照组蓝莓产生的酒精量高于CO2处理组
C．第40d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D．储藏蓝莓前用高浓度CO2短时（如48h）处理，能一定程度上抑制其在储藏时的无氧呼吸
【答案】C
【详解】有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，无氧呼吸不吸氧只释放二氧化碳，CO2释放量和O2吸收量的比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，A正确；第20天，处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，只进行有氧呼吸；对照组比值大于1，存在无氧呼吸，对照组乙醇量高于CO2处理组，B正确；第40天，对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有关系式（6x+2y）÷6x=2，解得x∶y=1∶3，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，C错误；分析题图曲线可知，储藏10天后，处理组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值小于对照组，说明贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理48h，能一定程度上抑制其在贮藏时的无氧呼吸，D正确。故选C。
4.某实验小组为探究细胞中ROCK1（一种蛋白激酶基因）过度表达对细胞呼吸的影响，通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率（OCR，可一定程度地反映细胞呼吸情况），设置对照组∶ Ad-GFP组，实验组∶Ad-ROCK1（ROCK1过度表达）两组进行实验，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
注∶寡霉素∶ATP合酶抑制剂；FCCP∶作用于线粒体内膜，线粒体解偶联剂，不能产生 ATP；抗霉素A∶呼吸链抑制剂，完全阻止线粒体耗氧。
A．加入寡霉素后，OCR 降低值代表机体用于 ATP 合成的耗氧量
B．FCCP 的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放
C．ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加 ATP的产生量
D．抗霉素A加入成肌细胞后只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和 CO2。
【答案】A
【详解】图中0～17min，加入寡霉素前可代表细胞的正常耗氧率，寡霉素是ATP合酶抑制剂，加入寡霉素后，OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量，间接反映细胞此时的ATP产量，A正确；FCCP作用于线粒体内膜，大量耗氧，不能产生 ATP，故 FCCP 的加入使细胞耗氧量增加，线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞质基质和线粒体基质中的能量还可储存在 ATP中，B错误；ROCK1 过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞 ATP 的产生，C错误；抗霉素 A加入成肌细胞阻止线粒体耗氧，无法产生 ATP，但细胞质基质中进行的反应不受影响，能产生[H]和CO， D错误。故选A。
题型07 光合作用的探究历程及原理
1.植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是( )
A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢
答案 D 叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg,因此氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素,A正确;叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素,均存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,B正确;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,因此用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰,C正确;叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,D错误。
2.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(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ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.弱光下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
答案 C 从图示可以看出,弱光下LHCⅡ能与PSⅡ结合,增强其对光能的捕获;强光下LHCⅡ能与PSⅡ分离,减弱其对光能的捕获;由题干可知,LHC蛋白激酶可催化LHCⅡ与PSⅡ分离,减少其对光能的捕获,所以该酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ不易分离,PSⅡ光复合体对光的捕获会增强,A正确,C错误。Mg2+参与叶绿素(为光合色素)的合成,Mg2+含量下降,PSⅡ光复合体上光合色素含量减少,对光能的捕获减弱,B正确。PSⅡ光复合体能将水分解,产生H+、电子和O2,D正确。
3.某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
答案 B 本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现),温度、光照等属于无关变量,应相同且适宜,A错误;实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理,叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大,叶圆片上浮所需时间越短,B正确;四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长,表明其光合速率最低,C错误;若从适宜温度降低到4 ℃,与光合作用相关的酶的活性降低,导致光合速率降低,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长,D错误
题型08光合作用的影响因素及应用
1.某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是 (答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在 上,其中类胡萝卜素主要吸收 (填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下该悬浮液中不能产生糖,原因是 。
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。
答案 (1)差速离心法 类囊体薄膜 蓝紫光
(2)黑暗条件下不能进行光反应,不能生成ATP和NADPH,因此不能还原C3,不能生成糖类 (3)实验思路:将叶绿体用无水乙醇脱色,用适量碘液处理,观察叶绿体的颜色变化。预期结果:叶绿体变蓝色。
解析 (1)分离各种细胞器常用的方法是差速离心法,即将含各种细胞器的匀浆在不同的转速下进行离心处理,从而将细胞器分离。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,叶绿体中含有四种色素,其中胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素,根据光合色素的吸收光谱分析,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)破坏叶绿体的内膜和外膜,类囊体薄膜上仍可进行光反应,但在黑暗条件下光反应不能进行,没有ATP和NADPH的生成,进而导致C3不能被还原,不能产生糖。(3)叶绿体本身有颜色,会干扰实验现象的观察,应先用无水乙醇将其脱去颜色。可以利用淀粉遇碘变蓝的原理,检测叶绿体中是否有淀粉存在。若用碘液处理后叶绿体变蓝,则说明叶绿体中有淀粉存在。
2.当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光反应阶段的 PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有 (答出2个因素即可)。
(2)根据本实验, (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱,理由是 。
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量 (填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本实验推测,原因是 。
答案 (1)有无光照、有无H基因或H蛋白 温度、CO2浓度、水 (2)不能 野生型PSⅡ损伤大但能修复;突变体PSⅡ损伤小但不能修复 (3)少 突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多
解析 (1)从图示可以看出有两个自变量,一是有无光照,二是拟南芥有无H基因或H蛋白。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有温度、CO2浓度、水等。(2)野生型PSⅡ损失大,但损失可被H蛋白修复;突变体PSⅡ损失小,无H蛋白修复损失,所以不能比较出强光照射下突变体和野生型的PSⅡ活性强弱。(3)强光照射下,突变体通过NPQ增加了光能的耗散,流向光合所用的能量减少。若测得突变体的暗反应强度增加,通过实验推测原因可能是突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多。
4.植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 (答出2点即可)等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是 。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔 (填“能”或“不能”)维持一定的开度。
答案 (1)呼吸作用、光合作用 (2)保卫细胞在红光下进行光合作用合成蔗糖等有机物,使保卫细胞的渗透压增大,引起保卫细胞吸水,体积膨大,气孔打开 (3)蓝光作为一种信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,使保卫细胞内渗透压升高,保卫细胞吸水,体积膨大,气孔进一步打开 (4)能
解析 (1)气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”,二氧化碳和氧气也通过气孔进出。所以,气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用等。(2)保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含叶绿体,可以吸收红光进行光合作用,光合作用过程中合成的蔗糖等有机物使细胞渗透压增大,发生渗透吸水,体积膨大,气孔打开。(3)见答案。(4)阻断光反应,光合作用无法进行,有机物不能积累,但不影响蓝光信号下K+的逆浓度运输,故气孔能维持一定的开度。
5海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。
回答下列问题。
(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是 ,该光源的最佳补光时间是 小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。
答案 (1)叶绿素 1、2 (2)红光+蓝光 6 在不同的补光时间内,红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,有利于促进火龙果的成花 (3)将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组,分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间,一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量,产量最高的则为最适光照强度。
解析 (1)光合色素中叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;纸层析法分离得到的四条色素带(以滤液细线为基准)自下而上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。(2)从柱形图可知:在不同的补光时间内,使用红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,促进火龙果成花的效果最好,当该光源补光时间为6小时/天时,获得的平均花朵数最多。(3)由实验目的可知,自变量是光照强度,由题干可知光照强度有三种,故可将实验分为3组;实验观测指标为火龙果产量,具体实验思路见答案。
6.科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(图Ⅰ)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。
Ⅰ Ⅱ
(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是 ;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。
(2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因是 。
(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因,对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,结果如图Ⅲ所示,悬液的pH在光照处理时升高,原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,电子的最终来源物质是 。
(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产,需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,若要增产,可采取的有效措施有 ___________________________________(答两点)。
答案 (1)保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂 低温 (2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养的,无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H+浓度差 (3)类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内,造成溶液pH升高 水 (4)NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
解析 (1)制备类囊体时,提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖,这样可保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂。低温可抑制蛋白酶的活性,避免膜蛋白被降解。(2)图Ⅱ实验中,光照条件下,将类囊体置于pH=4的提取液中培养,将平衡后的类囊体转移到pH=8的提取液中,在黑暗条件下培养并加入ADP和Pi,可产生ATP,该实验无法排除ATP的生成所需的能量来自光能的情况,若实验全过程都在黑暗中进行才可证明ATP生成所需的能量来自膜内外H+浓度差。(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,悬液pH在光照时升高,可推测是因为光照下类囊体膜外的H+被转移到类囊体膜内,使溶液pH升高。光反应中水的光解反应式为H2O 1/2O2+2H++2e-,电子的最终来源物质是水。(4)光反应为暗反应提供NADPH和ATP,故要实现黑暗中使人工叶绿体持续生产,需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP,以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,说明此时光合作用的限制因素是光照强度以外的因素,如二氧化碳浓度、温度等,增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度可有效提高【归纳总结】
1.ATP的产生与消耗：
转化场所
产生或消耗ATP的生理过程
细胞膜
消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体
产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制等
线粒体
产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制等
核糖体
消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP：DNA复制、转录等
2.物质跨膜运输易错提醒：
①.抑制某转运蛋白的活性,只会导致该转运蛋白转运的物质的运输受到影响,对其他物质的运输无影响。
②.抑制细胞呼吸,所有需要消耗能量的物质运输方式都会受到影响,包括主动运输、胞吞、胞吐。
③.被动运输和主动运输都体现了细胞膜的选择透过性;胞吞、胞吐主要体现了细胞膜的流动性。
3.细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
物质
来源
去路
[H]
(NADH)
有氧呼吸:C6H12O6和H2O;
无氧呼吸:C6H12O6
有氧呼吸:与O2结合生成H2O;
无氧呼吸:还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸:三个阶段都产生;
无氧呼吸:只在第一阶段产生
用于各项需要能量的生命活动
光合效率。
4.分析细胞呼吸中能量的释放与去向
5.总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析
①细胞呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率=净光合速率+细
1.(2023浙江6月选考,7,2分)为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实验分组、处理及结果如表所示。
下列叙述错误的是( )
A.H2O2分解生成O2导致压强改变
B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
答案 C 根据表格分析可知,250 s时Ⅰ组的压强不再变化,原因是酶已将底物耗尽,反应结束,而Ⅲ组的压强不再变化,原因是该组H2O2分解速率十分缓慢,但是反应仍在进行,C错误;与Ⅱ组(无机催化剂组)相比,Ⅰ组反应更快,酶的催化效果更好,说明酶具有高效性,D正确。
2.(2023浙江1月选考,8,2分)某同学研究某因素对酶活性的影响,实验处理及结果如下:己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min,酶活性丧失50%;己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min,酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是( )
A.温度 B.底物 C.反应时间 D.酶量
答案 B 该同学两次操作的差异是第一次未加底物,第二次加了过量底物,即该同学研究的因素(题述实验的自变量)是底物,B正确。
3.(2022浙江1月选考,3,2分)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
答案 D 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成的,A错误;ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键,即高能磷酸键,磷酸基团与核糖相连接的化学键为普通化学键,B错误;ATP的水解与合成由不同的酶催化,C错误;吸能反应一般与ATP的分解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,故D正确。
4.(2022浙江6月选考,10,2分)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
答案 B 低温时淀粉酶的活性降低,但低温不改变淀粉酶的氨基酸组成和空间结构,A错误;淀粉酶在一定pH范围内起作用,在小于最适pH时,酶活性随pH升高而不断升高,在最适pH时,酶活性最高,在大于最适pH时,酶活性随pH升高而不断降低,C错误;若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,淀粉酶(本质为蛋白质)会被蛋白酶水解,淀粉的水解速率会降低,D错误。
5.(2022浙江1月选考,17,2分)用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草莓汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
答案 A 用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草莓汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱,说明两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同,A正确。盐酸属于无机催化剂,与果胶酶催化果胶主链水解断裂的化学键、催化果胶水解得到的单糖是相同的,B、C错误。无论是酶还是盐酸催化化学反应,反应的过程中温度达到最适温度,可以让反应更加充分,D错误。
6.(2021浙江6月选考,16,2分)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A.“酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C.“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
答案 B 熟马铃薯块茎中的酶在高温条件下已经失活,无法发挥催化作用,A错误;“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,应该先分别加入不同pH的缓冲液,再加入底物(过氧化氢溶液),B正确;“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖,C错误;本尼迪特试剂用于检测还原糖,其使用时需要热水浴加热,D错误。
7.(2023浙江1月选考,4,2分)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,可结合在微生物的细胞膜上,将K+运输到细胞外(如图所示),降低细胞内外的K+浓度差,使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是( )
A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外
B.缬氨霉素为运输K+提供ATP
C.缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关
D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
答案 A 根据题干信息可知,缬氨霉素可将K+运输到细胞外,降低细胞内外的K+浓度差,推断缬氨霉素运输K+的方式类似于协助扩散,是顺浓度梯度进行的,不消耗能量,A正确,B错误;细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,而缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,根据“相似相溶原理”推知缬氨霉素能结合到微生物的细胞膜上,C错误;噬菌体是病毒,无细胞膜结构,缬氨霉素不会导致噬菌体失去侵染能力,D错误。
8.(2022浙江6月选考,11,2分)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.由实验结果推知,甲图细胞是有活性的
B.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较低
C.丙图细胞的体积将持续增大,最终胀(涨)破
D.若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显
答案 A 能发生质壁分离与质壁分离复原的细胞是有活性的,A正确;与甲图细胞相比,乙图细胞失水发生质壁分离,细胞液浓度增大,B错误;丙图细胞吸水发生质壁分离复原,细胞体积有所增大,但由于细胞壁的限制,细胞不会涨破,C错误;根尖分生区细胞没有大液泡,不会发生质壁分离现象,D错误。
9.(2023浙江6月选考,11,2分)小曲白酒的酿造过程中,酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用,下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸产生的[H]与O2结合,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
B.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
C.有氧呼吸有热能的释放,无氧呼吸没有热能的释放
D.有氧呼吸需要酶催化,无氧呼吸不需要酶催化
答案 A 因为无氧呼吸没有O2参与,第一阶段产生的[H]不与O2结合,A正确;有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸都有能量以热能的形式散失,都需要酶的催化,C、D错误。
10.(2023浙江6月选考,12,2分)关于小曲白酒的酿造过程,下列叙述错误的是( )
A.糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖
B.发酵液样品的蒸馏产物有无酒精,可用酸性重铬酸钾溶液检测
C.若酿造过程中酒变酸,则发酵坛密封不严
D.蒸熟并摊晾的原料加入糟醅,立即密封可高效进行酒精发酵
答案 D 霉菌通过代谢将淀粉水解为葡萄糖属于糖化,A正确;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变成灰绿色,因此可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的有无,B正确;发酵坛密封不严,则醋酸菌(好氧细菌)会把糖类分解成醋酸(或把乙醇氧化为醋酸),C正确;蒸熟并摊晾的原料需冷却后再加入糟醅,以免杀死菌种,且需在有氧条件下培养一段时间,让酵母菌大量繁殖,此后再密封发酵,D错误。
11.(2023浙江1月选考,16,2分)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄
糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是 ( )
Ａ.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
Ｂ.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
Ｃ.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
Ｄ.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
答案 Ｃ 探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，有无O2是实验的自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度皆属于无关变，Ａ、Ｂ错误；可用酒精和CO2的生成量作为实验因变量的检测指标，Ｃ正确；消耗等量的葡萄糖有(需)氧呼吸比无(厌)氧呼吸释放的能量多，Ｄ 错误。
12.(2022浙江6月选考,12,2分)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
答案 B 人体在剧烈运动时骨骼肌细胞会进行产乳酸的厌(无)氧呼吸,产生较多的乳酸,A正确;乳酸菌厌氧呼吸的中间产物包括丙酮酸,终产物包括乳酸,但乳酸菌厌氧呼吸不产生CO2,B错误;梨果肉细胞厌氧呼吸产生酒精和CO2,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP,C正确;在有O2的条件下,酵母菌的厌氧呼吸受到抑制,乙醇的生成量减少,D正确。
13.(2022浙江1月选考,6,2分)线粒体结构模式如图所示,下列叙述错误的是( )
A.结构1和2中的蛋白质种类不同
B.结构3增大了线粒体内膜的表面积
C.厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中
D.电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
答案 C 厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在细胞溶胶中,而图中结构4表示线粒体基质,C错误。
14.(2021浙江6月选考,10,2分)需氧呼吸必须有氧的参加,此过程中氧的作用是( )
A.在细胞溶胶中,参与糖酵解过程
B.与丙酮酸反应,生成CO2
C.进入柠檬酸循环,形成少量ATP
D.电子传递链中,接受氢和电子生成H2O
答案 D 糖酵解发生的场所是细胞溶胶,产物为丙酮酸、[H]和少量ATP,氧不参与糖酵解过程,A错误;需氧呼吸第二阶段中,丙酮酸可在线粒体基质中和嵴上进行柠檬酸循环,生成CO2、[H]和少量ATP,该阶段不需要氧的参与,B、C错误;需氧呼吸第三阶段(电子传递链)发生在线粒体内膜上,O2接受氢和电子生成H2O,同时释放出大量的能量,合成大量的ATP,D正确。
15.(2021浙江1月选考,11,2分)苹果果实成熟到一定程度,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A.呼吸作用增强,果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱,糖酵解产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实贮藏在低温条件下,可使呼吸跃变提前发生
答案 C 苹果果实细胞在呼吸作用过程中不产生乳酸,其厌氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳,A错误;糖酵解是指1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子的过程,该过程中不产生CO2,B错误;乙烯促进果实成熟,果实成熟到一定阶段会出现呼吸跃变现象,因此用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现,C正确;果实贮藏在低温条件下,能抑制相关酶的活性,从而延缓呼吸跃变现象的出现,D错误。
16.(2022浙江1月选考,2,2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )
A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变
答案 C 黑藻幼嫩叶片薄,适宜作为“观察叶绿体”活动的材料,A错误;黑藻叶肉细胞有中央液泡,叶绿体分布在液泡的周边,B错误;叶绿体的位置可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。
17.(2023浙江6月选考,22,10分)植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示,不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下:CK组(白光)、A组(红光∶蓝光=1∶2)、B组(红光∶蓝光=3∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1),每组输出的功率相同。
甲 乙 丙
回答下列问题:
(1)光为生菜的光合作用提供 ,又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求,若营养液中的离子浓度过高,根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知,A、B、C组的干重都比CK组高,原因是 。由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为 ,最有利于生菜产量的提高,原因是 。
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25 ℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气,冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度,还可以 ,使光合速率进一步提高,从农业生态工程角度分析,优点还有 。
答案 (1)能量 渗透 (2)光合色素主要吸收红光和蓝紫光,在光照功率相同的情况下,相比于白光(CK组),单独使用红光和蓝光时,光合色素对光能的利用率更高,光合速率更高,干重也更高 3∶2 从甲、乙两图可知,B组比其他组叶绿素含量、氮含量更高,干物质积累最多,最有利于提高产量 (3)高CO2浓度下25 ℃时光合速率最大,且在此温度时,高CO2浓度下与大气CO2浓度下光合速率差值最大,有机物合成增加值更高 为植物工厂供热,以保持最适温度 实现物质的循环利用和能量的多级利用,提高了能量的利用率,使物质和能量更多地流向对人类有益的方向
解析 (1)光为植物光合作用的进行提供了能量;若培养液中的离子浓度过高,细胞会因渗透作用而失水。(2)从图甲可知,B组幼苗体内氮含量和叶绿素含量最高,而氮又是光合酶和叶绿素的组成成分,故红、蓝光配比为3∶2时,可大大提高光合酶和叶绿素的含量,从而促进植物的光合作用,增加干物质积累。(3)从图丙可知,在25 ℃时,高CO2浓度条件下,生菜的光合速率最高,且25 ℃时,高CO2浓度下与大气CO2浓度下光合速率差值最大。冬季燃烧沼气,不仅可提高CO2浓度,还可提高植物工厂内的温度,有利于促进植物的光合作用。从生态工程角度分析,利用秸秆发酵生产沼气,能使秸秆中的物质和能量更多地流向对人类有益的部分,实现物质的良性循环和能量的多级利用,提高了能量的利用率。
18.(2022浙江6月选考,27,8分)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
答案 (每空1分) (1)叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5 klx光合曲线的斜率 (2)蔗糖 叶 (3)降低 A
解析 (1)与不遮阴相比,遮阴2小时和4小时情况下,花生植株的叶绿素含量都有提高,故花生通过增加叶绿素含量,提高吸收光的能力来适应弱光环境。与不遮阴相比,遮阴2小时和4小时情况下,花生植株的光饱和点和光补偿点均降低,这说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率,而植株通过降低呼吸速率,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,低于5 klx光合曲线的斜率(mg CO2·dm-2·hr-1·klx-1)分别为1.22、1.23、1.46,这说明,在实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以蔗糖形式提供给各器官。对比表格中不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下的单株光合产量、单株叶光合产量、单株果实光合产量可知,在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶中。(3)在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,花生植株的单株光合产量(g干重)分别为18.92、18.84、16.64,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均降低。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,单株果实光合产量(g干重)分别为8.25、8.21、6.13,可判断在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间<2小时,才能获得较高的花生产量。
19.(2022浙江1月选考,27,8分)(8分)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30 s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
图1
图2
回答下列问题:
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中 的还原。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被 光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞 ,细胞吸水,气孔开放。
(3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
答案 (1)层析 3-磷酸甘油酸(三碳酸) (2)光合速率大,消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升高 (3)不同颜色 光强度 光照时间
解析 (1)光合色素的分离常采用(纸)层析的方法。光反应产生的ATP和NADPH中的化学能可用于碳反应中3-磷酸甘油酸(三碳酸)的还原。(2)据题图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,但气孔导度和光合速率较大,说明蓝光照射下光合速率较大,CO2消耗较多,导致胞间CO2浓度低。据题图2分析,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,而在此基础上进一步施加蓝光可实现逆转。蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可使离子吸收增加,这些都会增大保卫细胞内的溶质浓度,从而使细胞渗透吸水,气孔开放。(3)利用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜均可获得不同光质环境。结合本题的实验结果可知,合理调整红光和蓝光两种光照射的强度或时间比例或光照次序,利于植物代谢和次生代谢产物的合成。
20.(2021浙江1月选考,27,8分)(8分)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图,图中的绿藻质量为鲜重。
甲 乙
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的 ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较 ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种 反应。光反应的产物有 和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率 ,理由是 。
(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μml·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成 μml 的3-磷酸甘油酸。
答案 (每空1分)(1)光密度值 高 高光强 (2)吸能 ATP、NADPH (3)小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 (4)360
解析 (1)利用光电比色法测定经处理后的光合色素提取液的光密度值(OD值),再结合相关标准曲线,可计算叶绿素a的含量。由甲图可知,低光强组叶绿素a的含量较高光强组高,这有利于低光强组绿藻适应低光强环境。分析乙图可知,在高光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著。(2)从能量角度分析,光反应需要吸收光能,是一种吸能反应,光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)绿藻细胞的叶绿体中光反应产生的氧气一部分用于细胞呼吸消耗,因此绿藻放氧速率应比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下的放氧速率为150 μml·g-1·h-1,细胞呼吸的耗氧速率为30 μml·g-1·h-1,因此在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗CO2的量为180 μml,由于1分子CO2和1分子RuBP生成2分子3-磷酸甘油酸,因此该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗180 μml CO2可生成360 μml的3-磷酸甘油酸。
胞呼吸速率。2021年
2022年
2023年
1月
6月
1月
6月
1月
6月
ATP
2分
酶
2分
2分
2分
2分
2分
物质出入方式
2分
2分
2分
2分
细胞呼吸
2分
2分
2分
2分
2分
2分
光合作用
8分
10分
8分
8分
12分
10分
分值合计
12分
14分
14分
14分
18分
16分
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
-
+
-
蛋白质组分
+
-
+
-
+
低浓度Mg2+
+
+
+
-
-
高浓度Mg2+
-
-
-
+
+
产物
+
-
-
+
-
组
别
甲中溶液
(0.2 mL)
乙中溶液
(2 mL)
不同时间测定的
相对压强(kPa)
0 s
50 s
100 s
150 s
200 s
250 s
Ⅰ
肝脏提
取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
Ⅱ
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
Ⅲ
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
处理
指标
光饱和点
(klx)
光补偿点
(lx)
低于5 klx光
合曲线的斜率
(mg CO2·dm-2·
hr-1·klx-1)
叶绿素含量
(mg·dm-2)
单株光
合产量
(g干重)
单株叶光
合产量
(g干重)
单株果实
光合产量
(g干重)
不遮阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮阴2小时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮阴4小时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
一、对知识进行层级化的框架梳理：生物知识点比较多，我们可以引导学生以逻辑关系对知识进行层级化的“知识框架”梳理，以便让学生更牢固地掌握基础知识， 从而能够更好地把知识融会贯通。
二、回归教材，注重教材细节：新课标I卷的题“不偏”“不怪”“不坑”，不会在题目中设“语言陷阱”，大多数题考查的内容直接或改编至教材。
三、帮助学生进行“方法类知识”的梳理，深入理解生物学研究方法
四、掌握生物学实验的两大要素：自变量和对照。自变量保证了实验设计的逻辑正确，对照保证实验在特定条件下进行。
五、帮助学生总结一些答题技巧。做好以上几点，相信二轮复习后学生会有一个很大的提升。
高频考点02 细胞的代谢
从近6次浙江选考的考查形势来看，细胞代谢一直是高考的重点考查内容，其中酶和物质出入细胞的方式，主要以选择题为主，结合教材实验，考察学生的科学思维和科学探究能力；细胞呼吸多以细胞呼吸的过程、与细胞呼吸有关的实验探究、细胞呼吸在生产生活中具体的应用为情境，考查有氧呼吸和无氧呼吸的方式和过程、细胞呼吸方式的判断、细胞呼吸原理在日常的生产和生活实践中的应用，题型为选择题，难度适中且；光合作用主要以非选择题形式考察不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定等，用整句回答的简释题的比例有上升趋势，通过原因、理由和依据的分析，考察学生的分析综合能力和语言表达能力。
本考点常以选择题或非选择题出现,一般情境新颖，难度较大,考查角度灵活多变。需要考生系统地掌握光合作用和呼吸作用的知识及联系,并能灵活地运用到日常的生产和生活情境中去,才能满足高考的要求。高考考查方向集中如下：
物质跨膜运输的方式特点及影响因素
观察植物细胞质壁分离和复原实验及分析
细胞呼吸的过程、与细胞呼吸有关的实验探究、细胞呼吸在生产生活中具体的应用
光和色素的提取和分离
光合作用的探究历程、过程、影响因素及应用
酶的考查
多以图形、图表等信息为载体，通过实验等途径展开考查，试题多以选择题主要形式命题，考查酶在细胞代谢中的作用等，试题情境多与生产生活相联系，对考生的实验探究能力、获取信息、分析问题及解决问题的能力要求很高。
物质出入细胞的方式
在高考中多以植物细胞质璧分离和质壁分离复原的实验、物质的跨膜运输为情境,考查渗透作用的原理、质跨膜运输的影响因素等,主要考查科学思维和科学探究的学科素养。多以选择题的形式出现，一般创设的情境较复杂,难度较大,综合考查获取信息的能力、综合分析问题的能力、实验探究能力。
细胞呼吸
多以细胞呼吸的过程、与细胞呼吸有关的实验探究、细胞呼吸在生产生活中具体的应用为情境，考查有氧呼吸和无氧呼吸的方式和过程、细胞呼吸方式的判断、细胞呼吸原理在日常的生产和生活实践中的应用，建立结构与功能观、物质与能量观的生命观念，考查考生的科学思维能力和社会责任。高考中多以选择题或非选择题的形式出现,是高考中的高频考点,难度适中。
光合作用
在高考中常结合“绿叶中色素的提取和分离”“光合作用的探究历程和光合作用的原理”,分析不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定,考查学生物质和能量观的生命观念，考查科学思维和实验探究的学科素养。
1.酶的本质、作用实质和特性
酶的本质是蛋白质，具有催化作用，实质是降低化学反应的活化能，酶具有专一性、高效性和作用条件较温和特点。一般来说，动物体内的酶最适温度为35～40 ℃；植物体内的酶最适温度在40～50 ℃；细菌和真菌体内的最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70 ℃。动物体内的酶最适pH大多为6.5～8.0，但是胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多为4.5～6.5。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶活性很低，但酶的空间结构稳定。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
2.探究影响酶活性因素的实验
酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，其可用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。建议不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响(原因是温度本身会影响过氧化氢自然分解的速度)，不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响(原因是盐酸可催化淀粉水解)。
3.ATP在细胞代谢中的作用
细胞通过呼吸作用产生ATP，有氧呼吸释放大量能量，其中一部分用于合成ATP，植物也可以通过光合作用合成ATP，但此能量只用于暗反应。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，ATP水解后转化为ADP，ADP在有关酶的作用下，接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的；ATP在酶的作用下，脱离一个磷酸基团形成ADP（腺苷二磷酸），ADP再脱离一个磷酸基团形成AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），AMP再脱离一个磷酸基团形成腺苷
4. 细胞呼吸在生产生活中具体的应用
提倡慢跑等有氧运动,使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸；稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸,防止幼根因缺氧进行无氧呼吸产生酒精而变黑、腐烂；利用醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
5.光合作用的探究历程及原理剖析
同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性,如18O就没有放射性,不能检测其放射性;而14C有放射性,可被追踪检测。
6.光合作用的影响因素及应用
实验变量分析：(1)自变量的设置:光照强度是自变量,可通过调整台灯与烧杯之间的距离或台灯的瓦数来调节光照强度的大小。(2)光合作用强度是因变量,可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
7.光合作用在生产生活中具体的应用
生产上,用无色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚作物产量高,原因是日光中各种颜色的光均能通过,作物光合效率最高。阴天时,在功率相同的情况下,应该选择发红光或蓝紫光的照明灯为蔬菜补充光源,原因是在照明灯功率相同时的情况下,用发红光或蓝紫光的照明灯,植物利用光能的效率最高。
题型01 酶的本质、特性、影响酶活性的因素
1.中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
答案 C 揉捻即将茶叶揉成条状,适度揉出茶汁,这个过程会破坏细胞结构,有利于茶叶中的多酚氧化酶与茶多酚接触,A正确;温度会影响酶的活性,发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性,B正确;发酵液的酸碱性会影响酶的活性,发酵时有机酸含量增加会使发酵液的pH降低,进而影响多酚氧化酶的活性,C错误;为防止过度氧化影响茶品质,可通过高温使多酚氧化酶变性失活,D正确。
2.某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
根据实验结果可以得出的结论是( )
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
答案 C 实验①结果表明在低浓度Mg2+条件下,酶P具有催化活性,A错误;实验③⑤的结果表明,不论在低浓度Mg2+还是在高浓度Mg2+条件下,蛋白质组分都无催化活性,B错误;实验④⑤的结果表明,在高浓度Mg2+条件下,酶P中的RNA组分具有催化活性,而蛋白质组分没有催化活性,C正确,D错误。
3.摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏
B.密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,利于保鲜
C.冷藏时,梨细胞的自由水增多,导致各种代谢活动减缓
D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓
答案 C 常温下,酶活性较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏,A正确;密封条件下,刚开始时,密封的环境中O2相对较多,梨进行有氧呼吸,而有氧呼吸会不断消耗O2导致O2减少,CO2增多,进而使呼吸作用受抑制,利于保鲜,B正确;冷藏时,梨细胞中的自由水相对减少,结合水相对增多,C错误;低温会抑制酶活性,导致果肉中酚氧化酶的活性降低,因而果肉褐变会减缓,D正确。
4.下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( )
A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶
B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
答案 C 本题考查酶的相关知识。细胞质中线粒体和叶绿体内也有参与DNA合成的酶,A错误;在适宜环境下,酶在生物体内外都有催化活性,B错误;在胃蛋白酶的提取液中加入某些无机盐溶液后,可以使胃蛋白酶凝聚而从溶液中析出,C正确;唾液淀粉酶催化反应的最适温度不适合该酶的保存,应该在低温下保存,D错误。
5.将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。右下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是( )
A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B.该体系中酶促反应速率先快后慢
C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D.适当降低反应温度,T2值增大
答案 C 本题考查酶促反应过程中酶的作用。由图示中A、B物质变化曲线知,A、B分别为反应物和生成物,酶C的作用是降低A 生成B这一反应的活化能,A 正确;随反应物浓度降低,该体系中酶促反应速率先快后慢,B正确;T2后因A浓度降低导致了反应速率下降,从而导致B浓度增加缓慢,C错误;该图为最适温度下的酶促反应曲线,若适当降低反应温度,达到反应平衡的时间会延长,T2值会增大,D正确。
6.细胞内复杂的物质变化在温和条件下有序进行，离不开酶的催化。下列有关酶的实验，叙述正确的是（ ）
A．斯帕兰札尼让鹰吞下放入肉块的金属笼，一段时间后笼内的肉块消失，这说明胃对食物有化学性消化
B．“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热、Fe3+和过氧化氢酶促使H2O2分解的原因是在不同程度上降低了化学反应的活化能
C．“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来说明酶的作用是否有专一性
D．“探究温度对酶活性的影响”实验中，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合，再分别置于不同温度条件下保温
【答案】A
【详解】A、斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，排除胃对肉块的机械摩擦消化的影响，然后让鹰吞下去，一段时间后，笼内肉块消失了，这个实验说明了胃具有化学性消化的作用，A正确；
B、在“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热为H2O2分子提供了能量，Fe3+和过氧化氢酶降低了过氧化氢分解反应的活化能，B错误；
C、淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖，因此在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过检测是否有还原糖来说明酶的作用具有专一性，由于无论蔗糖是否被分解均不与碘液反应呈蓝色，故不能通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来证明酶的作用有专一性，C错误；
D、在“探究温度对酶活性的影响”实验中，关键步骤是先将淀粉液和淀粉酶液分别在所对应的温度条件下保温相同时间，然后将同一温度保温下的淀粉液与淀粉酶液混合，D错误。
故选A。
题型02 ATP的结构及在代谢中的作用
1.ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、P
B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化
D.可直接为细胞提供能量
答案 B ATP的全称是腺苷三磷酸,含有C、H、O、N、P,A正确;ATP合成所需的能量主要来自细胞呼吸和光合作用,其中细胞呼吸又包括有氧呼吸和无氧呼吸,所以无氧条件下也能产生ATP,B错误;胞内合成ATP需要ATP合成酶的催化,C正确;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,可以直接为细胞提供能量,D正确。
2.关于生物体内能量代谢的叙述,正确的是( )
A.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成
B.人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化
C.叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程
D.硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量
答案 C 淀粉的水解在消化道内进行,该过程中会释放能量,但消化道内不存在ATP合成酶,无法生成ATP,A错误;人体生命活动的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化,B错误;暗反应合成葡萄糖的过程需要光反应提供的能量,C正确;硝化细菌需要的能量主要来自其将氨氧化成硝酸的过程,D错误。
3．ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列说法正确的是（ ）
A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATP
B．一分子ADP中的两个特殊化学键水解后可释放能量
C．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一
D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系
【答案】D
【详解】A、细胞质基质中可进行细胞呼吸的第一阶段，该阶段只产生少量的ATP，A错误；
B、一分子ADP含有一个特殊化学键，ADP水解的实质是特殊化学键断裂释放能量，B错误；
C、dATP是脱氧腺苷三磷酸，ATP是腺苷三磷酸，两者组成成分最主要的不同是dATP中含有脱氧核糖，ATP中含核糖，ATP水解产生ADP，ADP水解可产生AMP，AMP是构成RNA的基本单位之一，dATP经过水解之后可以得到dAMP，是构成DNA的基本单位之一，C错误；
D、ATP转化为ADP的过程中释放大量能量，可用于细胞中某些吸能反应，D正确。故选D。
4．如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程，而磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程
B．蛋白质磷酸化是一个放能过程
C．蛋白质去磷酸化是一个吸能过程
D．蛋白质磷酸化属于“开”，去磷酸化属于“关”
【答案】D
【详解】A、由题图分析可知：蛋白质的磷酸化和去磷酸化的过程中所需的酶不同，因此不是一个可逆过程，A错误；
B、由题图分析可知：蛋白质磷酸化过程中伴随ATP的水解，因此是一个吸能过程，B错误；
C、由题图分析可知：蛋白质去磷酸化过程属于水解，生成无活性蛋白和Pi往往伴随着能量的释放，因此是一个放能过程，C错误；
D、蛋白质磷酸化以后具有活性，能参与生化反应属于“开”，去磷酸化成为无活性蛋白，不能催化生化反应，属于“关”，D正确。故选D。
题型03细胞吸水与失水的状况分析
1.探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
答案 C 将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用30%蔗糖溶液处理后,液泡和原生质体体积均会因渗透失水而变小,一段时间后再用清水处理,二者体积会因吸水而变大,A错误;在用30%蔗糖溶液处理后,液泡中的细胞液会因失水而导致浓度变大,用清水处理后,细胞液会因吸水而导致浓度变小,B错误;随处理的蔗糖溶液浓度升高,液泡和原生质体体积由于失水增多而逐渐变小,而细胞液浓度则逐渐上升,C正确,D错误。
2.原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 ml/L
B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D.若将该菌先65 ℃水浴灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
答案 A 图中,甲组用0.3 ml/L NaCl溶液处理后,原生质体表面积都有增大,未引起质壁分离,故该菌的细胞质浓度≥0.3 ml/L,但细胞质浓度不止与NaCl有关,细胞质中还有葡萄糖、氨基酸、其他离子等,A错误;乙、丙组分别用1.0 ml/L和1.5 ml/L的NaCl溶液处理后,原生质体的表面积都小于前一阶段葡萄糖处理后的表面积,说明细胞均发生了质壁分离,且处理解除后均可发生质壁分离复原,B正确;该菌正常生长和吸水后细胞体积均会增大,都可导致原生质体表面积增加,C正确;该菌65 ℃水浴灭活后,原生质体失去选择透过性,再用NaCl溶液处理不会出现渗透作用,原生质体表面积无变化,D正确。
3.质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是( )
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
答案 D 施肥过多,外界溶液浓度大于植物根细胞的细胞液浓度,根细胞会失水发生质壁分离,若细胞失水过多则会导致“烧苗”现象,A正确;质壁分离过程中,因失水的多少不同,质壁分离的程度也不同,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B正确;在质壁分离复原过程中,细胞吸水,细胞液浓度逐渐下降,因此细胞的吸水能力逐渐降低,C正确;渗透压是溶液中溶质微粒对水的吸引力,溶质微粒数越多,渗透压越大,因为NaCl在水中会电离而蔗糖不会,所以NaCl溶液中的溶质微粒是2 ml/L,其渗透压大于1 ml/L蔗糖溶液,D错误。
4.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图3为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
图3
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
答案 A 由图示可知,经①、②、③处理后气孔变化分别为基本不变、关闭、张开,说明①、②、③处理后保卫细胞的变化分别为①形态几乎不变,细胞液浓度基本不变;②失水,细胞液浓度变大;③吸水,细胞液浓度变小,C正确。保卫细胞经③处理后的细胞液浓度小于①处理后,A错误。②处理后保卫细胞失水,最可能发生质壁分离,B正确。推测3种蔗糖溶液浓度的高低为②>①>③,D正确。
题型04 物质进出细胞的方式及影响因素
1.盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
答案 B 根据题图分析可知,当禾本科农作物AT1蛋白与Gβ结合时,可抑制PIP2s蛋白磷酸化,从而降低H2O2的外排能力,使细胞死亡;当禾本科农作物AT1蛋白缺陷而无法与Gβ结合时,其对PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用(细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平提高),使H2O2的外排能力提高,从而减轻H2O2对禾本科农作物细胞的毒害作用,A正确,B错误。敲除AT1基因或降低其表达,可解除AT1蛋白对细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用,H2O2外排增加,进而提高禾本科农作物的抗氧化胁迫能力和成活率,C正确。可以将特殊物种中逆境胁迫相关基因转移至农作物细胞内,以改良其抗逆性,D正确。
2.物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
答案 B 乙醇是脂溶性的小分子有机物,可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞,A错误;人红细胞内的K+浓度远远高于血浆,K+由血浆进入红细胞是逆浓度梯度的主动运输,需要载体蛋白并消耗ATP,B正确;抗体是蛋白质,其分泌过程属于胞吐,需要消耗能量,C错误;葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞的方式是顺浓度梯度的协助扩散,D错误。
3.心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用。下列叙述正确的是( )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
答案 C 据图分析可知,药物特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,可以使细胞排出的Na+减少,细胞外的Na+浓度偏低,进而引起Na+-Ca2+交换体的活动减弱,导致通过Na+-Ca2+交换体排出的Ca2+减少,细胞内Ca2+浓度升高引起心肌收缩力增强,A、D错误;Na+-K+泵被阻断后,细胞吸收K+减少,导致细胞内的K+浓度降低,B错误;由于药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,使细胞外的Na+浓度偏低,则动作电位期间通过协助扩散进入细胞的钠离子减少,C正确。
4.下列生理过程的完成不需要两者结合的是( )
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
答案 D 分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D项过程不需要K+通道蛋白和K+结合。
5.NO3−和NH4+是植物利用的主要无机氮源,NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,NO3−的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是( )
A.NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.NO3−通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的NO3−会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运NO3−和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
答案 B NH4+通过AMTs进入细胞由根细胞膜两侧的电位差驱动,A错误;NO3−的吸收由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,而NO3−通过SLAH3转运到细胞外为顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确;增加细胞外的NO3−可促进载体蛋白NRT1.1转运NO3−和H+进入细胞,从而减弱细胞外酸化程度,故可减轻铵毒,C错误;据图可知,载体蛋白NRT1.1转运NO3−的方式属于主动运输,转运速度与膜外浓度不呈正相关,D错误。
6.哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是( )
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
答案 B 硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性,从而使水分子不能以协助扩散的方式进出细胞,但可以自由扩散的方式进出细胞,因此经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢吸水而膨胀,而未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速吸水膨胀,A、C正确;经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢失水而变小,而未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速失水变小,B错误,D正确。
7.水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是( )
A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP
C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关
答案 D 人唾液腺正常组织中的AQP1、AQP3和AQP5三种水通道蛋白的氨基酸序列不同,A错误;膜通道蛋白参与物质跨膜运输的过程中不与被运输的物质结合,B错误;水肿组织中三种水通道蛋白均参与水分子的跨膜运输,与正常组织相比,水肿组织中AQP5基因表达过量,说明正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关,C错误,D正确。
题型05细胞呼吸的过程原理
1.水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B.检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C.转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
答案 B 题干中“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累”,说明H+进入液泡是消耗能量的主动运输,为逆浓度梯度转运,可推知液泡内H+浓度较细胞质基质高,pH较低,A错误;玉米根细胞进行有氧呼吸或产生酒精的无氧呼吸均有CO2产生,B正确;无氧呼吸只有第一阶段生成ATP,产酒精和产乳酸的无氧呼吸第一阶段的过程相同,生成等量的ATP,C错误;细胞将无氧呼吸过程中丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径可减少乳酸的产生以缓解酸中毒,D错误。
2.植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
答案 C 在无氧环境中植物幼苗进行无氧呼吸,根据CO2的产生与否可判断a点前只进行产乳酸的无氧呼吸,a点后逐渐由产乳酸的无氧呼吸转为产酒精和CO2的无氧呼吸,A、B正确;产酒精和产乳酸的无氧呼吸都只在第一阶段产生ATP,第二阶段不产生,而且二者第一阶段完全相同,所以产生的ATP一样多,C错误;酒精跨膜运输的方式是自由扩散,不消耗ATP,D正确。
3.(2023广东,7,2分)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A.还原型辅酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
答案 A 人在游泳过程中主要进行有氧呼吸,在线粒体内膜上进行的是有氧呼吸的第三阶段,此阶段中[H]与氧结合形成水,同时释放大量能量,[H]指的是还原型辅酶Ⅰ(NADH),氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)为产物,B、C、D错误,A正确。
4.运动强度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。
对这一结果正确的理解是( )
A.低强度运动时,主要利用脂肪酸供能
B.中等强度运动时,主要供能物质是血糖
C.高强度运动时,糖类中的能量全部转变为ATP
D.肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
答案 A 通过对柱形图的分析可知,低强度运动时,供能物质中脂肪酸所占比例较高,A正确;中等强度运动时,主要供能物质不是占比最低的血糖,B错误;高强度运动时,糖类在氧化分解时释放出的能量一部分储存在ATP中,一部分以热能形式散失,C错误;肌糖原存在于肌肉中,剧烈运动时肌糖原可分解产生乳酸,乳酸经血液循环进入肝脏,再转化成葡萄糖提供能量,在饥饿、寒冷等条件下,肌糖原也可以分解供能,有氧、无氧条件下肌糖原都能氧化分解提供能量,D错误。
题型06 细胞呼吸方式的实验探究
1.从图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是( )
注:箭头表示气流方向
A.⑤→⑧→⑦和⑥→③
B.⑧→①→③和②→③
C.⑤→⑧→③和④→⑦
D.⑧→⑤→③和⑥→⑦
答案 B 探究酵母菌细胞能进行有氧呼吸时(有CO2生成),为防止空气中的CO2影响实验结果,空气通往酵母菌培养液前需先通过NaOH溶液,以除去其中的CO2,将该气体通入酵母菌培养液,再用澄清石灰水对酵母菌培养液中的CO2产生情况进行检测,酵母菌培养液中的通气管应“长进短出”;探究酵母菌细胞能进行无氧呼吸时(也有CO2生成),将酵母菌培养液直接与澄清石灰水相连,可用装置②设置无氧条件(装置②应封口放置一段时间,使酵母菌消耗尽瓶中的O2;⑥中培养液过多,易溢出,排除),再与③相连,检测CO2产生情况,B正确。
2．某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是（ ）
A．当观察到注射器A中的气体体积大于25mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸
B．取注射器B中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色
C．将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝水溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄
D．当注射器A、B中的气体体积均为25mL时，两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同
【答案】D
【详解】若酵母菌只进行有氧呼吸，气体体积不变，而注射器A中的气体体积大于25mL，说明酵母菌开始进行无氧呼吸，A正确；注射器B中酵母菌无氧呼吸产生了酒精，酒精可以与酸性重铬酸钾反应，使颜色由橙色变为灰绿色，B正确；注射器A中的气体为二氧化碳，将其通入溴麝香草酚蓝水溶液中，颜色会由蓝变绿再变黄，C正确；当注射器A、B中的气体体积均为25mL时，注射器A中酵母菌只进行有氧呼吸，消耗的葡萄糖的量不确定，注射器B中酵母菌全部进行无氧呼吸，所以两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量无法比较，D错误。故选D。
3．如图为探究水稻种子萌发时细胞呼吸类型的实验装置，假设萌发种子仅以葡萄糖为呼吸底物，观察到单位时间内装置1的红色液滴左移了6个单位，装置2的红色液滴右移了2个单位。下列有关分析错误的（ ）
A．水稻种子萌发过程中有机物的总量减少，有机物种类增多
B．水稻种子萌发时进行细胞呼吸的场所有细胞质基质和线粒体
C．水稻种子萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为3:1
D．实验期间萌发的水稻种子细胞不会进行产生乳酸的无氧呼吸
【答案】C
【详解】水稻种子萌发过程中由于呼吸作用消耗，有机物的总量减少，由于有有机物的转化，有机物种类增多，A正确；观察到单位时间内装置1的红色液滴左移了6个单位，装置2的红色液滴右移了2个单位，说明萌发是既进行了有氧呼吸，又进行了无氧呼吸，故其呼吸场所有细胞质基质和线粒体，B正确；装置1的红色液滴左移了6个单位，说明有氧呼吸消耗了6个单位的氧气，对应消耗1个单位的葡萄糖，装置2的红色液滴右移了2个单位，说明无氧呼吸产生了2个单位的二氧化碳，说明无氧呼吸对应产生1个单位的葡萄糖，故萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1:1，C错误；水稻种子无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，D正确。故选C。
4.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48小时后，储藏在温度为1℃的冷库内，另一份则始终在1℃的冷库内储藏。从采摘后第1d算起，每10d定时定量取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列叙述与实验结果不一致的是（ ）
A．曲线中比值大于1时，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B．第20d对照组蓝莓产生的酒精量高于CO2处理组
C．第40d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D．储藏蓝莓前用高浓度CO2短时（如48h）处理，能一定程度上抑制其在储藏时的无氧呼吸
【答案】C
【详解】有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，无氧呼吸不吸氧只释放二氧化碳，CO2释放量和O2吸收量的比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，A正确；第20天，处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，只进行有氧呼吸；对照组比值大于1，存在无氧呼吸，对照组乙醇量高于CO2处理组，B正确；第40天，对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有关系式（6x+2y）÷6x=2，解得x∶y=1∶3，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，C错误；分析题图曲线可知，储藏10天后，处理组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值小于对照组，说明贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理48h，能一定程度上抑制其在贮藏时的无氧呼吸，D正确。故选C。
4.某实验小组为探究细胞中ROCK1（一种蛋白激酶基因）过度表达对细胞呼吸的影响，通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率（OCR，可一定程度地反映细胞呼吸情况），设置对照组∶ Ad-GFP组，实验组∶Ad-ROCK1（ROCK1过度表达）两组进行实验，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
注∶寡霉素∶ATP合酶抑制剂；FCCP∶作用于线粒体内膜，线粒体解偶联剂，不能产生 ATP；抗霉素A∶呼吸链抑制剂，完全阻止线粒体耗氧。
A．加入寡霉素后，OCR 降低值代表机体用于 ATP 合成的耗氧量
B．FCCP 的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放
C．ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加 ATP的产生量
D．抗霉素A加入成肌细胞后只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和 CO2。
【答案】A
【详解】图中0～17min，加入寡霉素前可代表细胞的正常耗氧率，寡霉素是ATP合酶抑制剂，加入寡霉素后，OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量，间接反映细胞此时的ATP产量，A正确；FCCP作用于线粒体内膜，大量耗氧，不能产生 ATP，故 FCCP 的加入使细胞耗氧量增加，线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞质基质和线粒体基质中的能量还可储存在 ATP中，B错误；ROCK1 过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞 ATP 的产生，C错误；抗霉素 A加入成肌细胞阻止线粒体耗氧，无法产生 ATP，但细胞质基质中进行的反应不受影响，能产生[H]和CO， D错误。故选A。
题型07 光合作用的探究历程及原理
1.植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是( )
A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢
答案 D 叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg,因此氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素,A正确;叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素,均存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,B正确;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,因此用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰,C正确;叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,D错误。
2.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(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ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.弱光下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
答案 C 从图示可以看出,弱光下LHCⅡ能与PSⅡ结合,增强其对光能的捕获;强光下LHCⅡ能与PSⅡ分离,减弱其对光能的捕获;由题干可知,LHC蛋白激酶可催化LHCⅡ与PSⅡ分离,减少其对光能的捕获,所以该酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ不易分离,PSⅡ光复合体对光的捕获会增强,A正确,C错误。Mg2+参与叶绿素(为光合色素)的合成,Mg2+含量下降,PSⅡ光复合体上光合色素含量减少,对光能的捕获减弱,B正确。PSⅡ光复合体能将水分解,产生H+、电子和O2,D正确。
3.某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
答案 B 本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现),温度、光照等属于无关变量,应相同且适宜,A错误;实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理,叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大,叶圆片上浮所需时间越短,B正确;四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长,表明其光合速率最低,C错误;若从适宜温度降低到4 ℃,与光合作用相关的酶的活性降低,导致光合速率降低,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长,D错误
题型08光合作用的影响因素及应用
1.某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是 (答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在 上,其中类胡萝卜素主要吸收 (填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下该悬浮液中不能产生糖,原因是 。
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。
答案 (1)差速离心法 类囊体薄膜 蓝紫光
(2)黑暗条件下不能进行光反应,不能生成ATP和NADPH,因此不能还原C3,不能生成糖类 (3)实验思路:将叶绿体用无水乙醇脱色,用适量碘液处理,观察叶绿体的颜色变化。预期结果:叶绿体变蓝色。
解析 (1)分离各种细胞器常用的方法是差速离心法,即将含各种细胞器的匀浆在不同的转速下进行离心处理,从而将细胞器分离。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,叶绿体中含有四种色素,其中胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素,根据光合色素的吸收光谱分析,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)破坏叶绿体的内膜和外膜,类囊体薄膜上仍可进行光反应,但在黑暗条件下光反应不能进行,没有ATP和NADPH的生成,进而导致C3不能被还原,不能产生糖。(3)叶绿体本身有颜色,会干扰实验现象的观察,应先用无水乙醇将其脱去颜色。可以利用淀粉遇碘变蓝的原理,检测叶绿体中是否有淀粉存在。若用碘液处理后叶绿体变蓝,则说明叶绿体中有淀粉存在。
2.当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光反应阶段的 PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有 (答出2个因素即可)。
(2)根据本实验, (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱,理由是 。
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量 (填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本实验推测,原因是 。
答案 (1)有无光照、有无H基因或H蛋白 温度、CO2浓度、水 (2)不能 野生型PSⅡ损伤大但能修复;突变体PSⅡ损伤小但不能修复 (3)少 突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多
解析 (1)从图示可以看出有两个自变量,一是有无光照,二是拟南芥有无H基因或H蛋白。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有温度、CO2浓度、水等。(2)野生型PSⅡ损失大,但损失可被H蛋白修复;突变体PSⅡ损失小,无H蛋白修复损失,所以不能比较出强光照射下突变体和野生型的PSⅡ活性强弱。(3)强光照射下,突变体通过NPQ增加了光能的耗散,流向光合所用的能量减少。若测得突变体的暗反应强度增加,通过实验推测原因可能是突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多。
4.植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 (答出2点即可)等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是 。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔 (填“能”或“不能”)维持一定的开度。
答案 (1)呼吸作用、光合作用 (2)保卫细胞在红光下进行光合作用合成蔗糖等有机物,使保卫细胞的渗透压增大,引起保卫细胞吸水,体积膨大,气孔打开 (3)蓝光作为一种信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,使保卫细胞内渗透压升高,保卫细胞吸水,体积膨大,气孔进一步打开 (4)能
解析 (1)气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”,二氧化碳和氧气也通过气孔进出。所以,气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用等。(2)保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含叶绿体,可以吸收红光进行光合作用,光合作用过程中合成的蔗糖等有机物使细胞渗透压增大,发生渗透吸水,体积膨大,气孔打开。(3)见答案。(4)阻断光反应,光合作用无法进行,有机物不能积累,但不影响蓝光信号下K+的逆浓度运输,故气孔能维持一定的开度。
5海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。
回答下列问题。
(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是 ,该光源的最佳补光时间是 小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。
答案 (1)叶绿素 1、2 (2)红光+蓝光 6 在不同的补光时间内,红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,有利于促进火龙果的成花 (3)将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组,分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间,一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量,产量最高的则为最适光照强度。
解析 (1)光合色素中叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;纸层析法分离得到的四条色素带(以滤液细线为基准)自下而上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。(2)从柱形图可知:在不同的补光时间内,使用红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,促进火龙果成花的效果最好,当该光源补光时间为6小时/天时,获得的平均花朵数最多。(3)由实验目的可知,自变量是光照强度,由题干可知光照强度有三种,故可将实验分为3组;实验观测指标为火龙果产量,具体实验思路见答案。
6.科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(图Ⅰ)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。
Ⅰ Ⅱ
(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是 ;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。
(2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因是 。
(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因,对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,结果如图Ⅲ所示,悬液的pH在光照处理时升高,原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,电子的最终来源物质是 。
(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产,需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,若要增产,可采取的有效措施有 ___________________________________(答两点)。
答案 (1)保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂 低温 (2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养的,无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H+浓度差 (3)类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内,造成溶液pH升高 水 (4)NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
解析 (1)制备类囊体时,提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖,这样可保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂。低温可抑制蛋白酶的活性,避免膜蛋白被降解。(2)图Ⅱ实验中,光照条件下,将类囊体置于pH=4的提取液中培养,将平衡后的类囊体转移到pH=8的提取液中,在黑暗条件下培养并加入ADP和Pi,可产生ATP,该实验无法排除ATP的生成所需的能量来自光能的情况,若实验全过程都在黑暗中进行才可证明ATP生成所需的能量来自膜内外H+浓度差。(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,悬液pH在光照时升高,可推测是因为光照下类囊体膜外的H+被转移到类囊体膜内,使溶液pH升高。光反应中水的光解反应式为H2O 1/2O2+2H++2e-,电子的最终来源物质是水。(4)光反应为暗反应提供NADPH和ATP,故要实现黑暗中使人工叶绿体持续生产,需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP,以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,说明此时光合作用的限制因素是光照强度以外的因素,如二氧化碳浓度、温度等,增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度可有效提高【归纳总结】
1.ATP的产生与消耗：
转化场所
产生或消耗ATP的生理过程
细胞膜
消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体
产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制等
线粒体
产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制等
核糖体
消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP：DNA复制、转录等
2.物质跨膜运输易错提醒：
①.抑制某转运蛋白的活性,只会导致该转运蛋白转运的物质的运输受到影响,对其他物质的运输无影响。
②.抑制细胞呼吸,所有需要消耗能量的物质运输方式都会受到影响,包括主动运输、胞吞、胞吐。
③.被动运输和主动运输都体现了细胞膜的选择透过性;胞吞、胞吐主要体现了细胞膜的流动性。
3.细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
物质
来源
去路
[H]
(NADH)
有氧呼吸:C6H12O6和H2O;
无氧呼吸:C6H12O6
有氧呼吸:与O2结合生成H2O;
无氧呼吸:还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸:三个阶段都产生;
无氧呼吸:只在第一阶段产生
用于各项需要能量的生命活动
光合效率。
4.分析细胞呼吸中能量的释放与去向
5.总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析
①细胞呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率=净光合速率+细
1.(2023浙江6月选考,7,2分)为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实验分组、处理及结果如表所示。
下列叙述错误的是( )
A.H2O2分解生成O2导致压强改变
B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
答案 C 根据表格分析可知,250 s时Ⅰ组的压强不再变化,原因是酶已将底物耗尽,反应结束,而Ⅲ组的压强不再变化,原因是该组H2O2分解速率十分缓慢,但是反应仍在进行,C错误;与Ⅱ组(无机催化剂组)相比,Ⅰ组反应更快,酶的催化效果更好,说明酶具有高效性,D正确。
2.(2023浙江1月选考,8,2分)某同学研究某因素对酶活性的影响,实验处理及结果如下:己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min,酶活性丧失50%;己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min,酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是( )
A.温度 B.底物 C.反应时间 D.酶量
答案 B 该同学两次操作的差异是第一次未加底物,第二次加了过量底物,即该同学研究的因素(题述实验的自变量)是底物,B正确。
3.(2022浙江1月选考,3,2分)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
答案 D 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成的,A错误;ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键,即高能磷酸键,磷酸基团与核糖相连接的化学键为普通化学键,B错误;ATP的水解与合成由不同的酶催化,C错误;吸能反应一般与ATP的分解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,故D正确。
4.(2022浙江6月选考,10,2分)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是( )
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
答案 B 低温时淀粉酶的活性降低,但低温不改变淀粉酶的氨基酸组成和空间结构,A错误;淀粉酶在一定pH范围内起作用,在小于最适pH时,酶活性随pH升高而不断升高,在最适pH时,酶活性最高,在大于最适pH时,酶活性随pH升高而不断降低,C错误;若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,淀粉酶(本质为蛋白质)会被蛋白酶水解,淀粉的水解速率会降低,D错误。
5.(2022浙江1月选考,17,2分)用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草莓汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱。果胶酶和盐酸催化果胶水解的不同点在于( )
A.两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同
B.两者催化果胶水解得到的单糖不同
C.两者催化果胶主链水解断裂的化学键不同
D.酶催化需要最适温度,盐酸水解果胶不需要最适温度
答案 A 用果胶酶处理草莓,可以得到比较澄清的草莓汁;而利用稀盐酸处理草莓可以制得糊状的草莓酱,说明两者催化果胶水解得到的产物片段长度不同,A正确。盐酸属于无机催化剂,与果胶酶催化果胶主链水解断裂的化学键、催化果胶水解得到的单糖是相同的,B、C错误。无论是酶还是盐酸催化化学反应,反应的过程中温度达到最适温度,可以让反应更加充分,D错误。
6.(2021浙江6月选考,16,2分)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是( )
A.“酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C.“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
答案 B 熟马铃薯块茎中的酶在高温条件下已经失活,无法发挥催化作用,A错误;“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,应该先分别加入不同pH的缓冲液,再加入底物(过氧化氢溶液),B正确;“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验底物中是否混有还原糖,C错误;本尼迪特试剂用于检测还原糖,其使用时需要热水浴加热,D错误。
7.(2023浙江1月选考,4,2分)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,可结合在微生物的细胞膜上,将K+运输到细胞外(如图所示),降低细胞内外的K+浓度差,使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是( )
A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外
B.缬氨霉素为运输K+提供ATP
C.缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关
D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
答案 A 根据题干信息可知,缬氨霉素可将K+运输到细胞外,降低细胞内外的K+浓度差,推断缬氨霉素运输K+的方式类似于协助扩散,是顺浓度梯度进行的,不消耗能量,A正确,B错误;细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,而缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,根据“相似相溶原理”推知缬氨霉素能结合到微生物的细胞膜上,C错误;噬菌体是病毒,无细胞膜结构,缬氨霉素不会导致噬菌体失去侵染能力,D错误。
8.(2022浙江6月选考,11,2分)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.由实验结果推知,甲图细胞是有活性的
B.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较低
C.丙图细胞的体积将持续增大,最终胀(涨)破
D.若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显
答案 A 能发生质壁分离与质壁分离复原的细胞是有活性的,A正确;与甲图细胞相比,乙图细胞失水发生质壁分离,细胞液浓度增大,B错误;丙图细胞吸水发生质壁分离复原,细胞体积有所增大,但由于细胞壁的限制,细胞不会涨破,C错误;根尖分生区细胞没有大液泡,不会发生质壁分离现象,D错误。
9.(2023浙江6月选考,11,2分)小曲白酒的酿造过程中,酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用,下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸产生的[H]与O2结合,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
B.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
C.有氧呼吸有热能的释放,无氧呼吸没有热能的释放
D.有氧呼吸需要酶催化,无氧呼吸不需要酶催化
答案 A 因为无氧呼吸没有O2参与,第一阶段产生的[H]不与O2结合,A正确;有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸都有能量以热能的形式散失,都需要酶的催化,C、D错误。
10.(2023浙江6月选考,12,2分)关于小曲白酒的酿造过程,下列叙述错误的是( )
A.糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖
B.发酵液样品的蒸馏产物有无酒精,可用酸性重铬酸钾溶液检测
C.若酿造过程中酒变酸,则发酵坛密封不严
D.蒸熟并摊晾的原料加入糟醅,立即密封可高效进行酒精发酵
答案 D 霉菌通过代谢将淀粉水解为葡萄糖属于糖化,A正确;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变成灰绿色,因此可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的有无,B正确;发酵坛密封不严,则醋酸菌(好氧细菌)会把糖类分解成醋酸(或把乙醇氧化为醋酸),C正确;蒸熟并摊晾的原料需冷却后再加入糟醅,以免杀死菌种,且需在有氧条件下培养一段时间,让酵母菌大量繁殖,此后再密封发酵,D错误。
11.(2023浙江1月选考,16,2分)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄
糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是 ( )
Ａ.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
Ｂ.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
Ｃ.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
Ｄ.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
答案 Ｃ 探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，有无O2是实验的自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度皆属于无关变，Ａ、Ｂ错误；可用酒精和CO2的生成量作为实验因变量的检测指标，Ｃ正确；消耗等量的葡萄糖有(需)氧呼吸比无(厌)氧呼吸释放的能量多，Ｄ 错误。
12.(2022浙江6月选考,12,2分)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
答案 B 人体在剧烈运动时骨骼肌细胞会进行产乳酸的厌(无)氧呼吸,产生较多的乳酸,A正确;乳酸菌厌氧呼吸的中间产物包括丙酮酸,终产物包括乳酸,但乳酸菌厌氧呼吸不产生CO2,B错误;梨果肉细胞厌氧呼吸产生酒精和CO2,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP,C正确;在有O2的条件下,酵母菌的厌氧呼吸受到抑制,乙醇的生成量减少,D正确。
13.(2022浙江1月选考,6,2分)线粒体结构模式如图所示,下列叙述错误的是( )
A.结构1和2中的蛋白质种类不同
B.结构3增大了线粒体内膜的表面积
C.厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中
D.电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
答案 C 厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在细胞溶胶中,而图中结构4表示线粒体基质,C错误。
14.(2021浙江6月选考,10,2分)需氧呼吸必须有氧的参加,此过程中氧的作用是( )
A.在细胞溶胶中,参与糖酵解过程
B.与丙酮酸反应,生成CO2
C.进入柠檬酸循环,形成少量ATP
D.电子传递链中,接受氢和电子生成H2O
答案 D 糖酵解发生的场所是细胞溶胶,产物为丙酮酸、[H]和少量ATP,氧不参与糖酵解过程,A错误;需氧呼吸第二阶段中,丙酮酸可在线粒体基质中和嵴上进行柠檬酸循环,生成CO2、[H]和少量ATP,该阶段不需要氧的参与,B、C错误;需氧呼吸第三阶段(电子传递链)发生在线粒体内膜上,O2接受氢和电子生成H2O,同时释放出大量的能量,合成大量的ATP,D正确。
15.(2021浙江1月选考,11,2分)苹果果实成熟到一定程度,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A.呼吸作用增强,果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱,糖酵解产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实贮藏在低温条件下,可使呼吸跃变提前发生
答案 C 苹果果实细胞在呼吸作用过程中不产生乳酸,其厌氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳,A错误;糖酵解是指1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子的过程,该过程中不产生CO2,B错误;乙烯促进果实成熟,果实成熟到一定阶段会出现呼吸跃变现象,因此用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现,C正确;果实贮藏在低温条件下,能抑制相关酶的活性,从而延缓呼吸跃变现象的出现,D错误。
16.(2022浙江1月选考,2,2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )
A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变
答案 C 黑藻幼嫩叶片薄,适宜作为“观察叶绿体”活动的材料,A错误;黑藻叶肉细胞有中央液泡,叶绿体分布在液泡的周边,B错误;叶绿体的位置可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。
17.(2023浙江6月选考,22,10分)植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示,不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下:CK组(白光)、A组(红光∶蓝光=1∶2)、B组(红光∶蓝光=3∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1),每组输出的功率相同。
甲 乙 丙
回答下列问题:
(1)光为生菜的光合作用提供 ,又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求,若营养液中的离子浓度过高,根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知,A、B、C组的干重都比CK组高,原因是 。由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为 ,最有利于生菜产量的提高,原因是 。
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25 ℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气,冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度,还可以 ,使光合速率进一步提高,从农业生态工程角度分析,优点还有 。
答案 (1)能量 渗透 (2)光合色素主要吸收红光和蓝紫光,在光照功率相同的情况下,相比于白光(CK组),单独使用红光和蓝光时,光合色素对光能的利用率更高,光合速率更高,干重也更高 3∶2 从甲、乙两图可知,B组比其他组叶绿素含量、氮含量更高,干物质积累最多,最有利于提高产量 (3)高CO2浓度下25 ℃时光合速率最大,且在此温度时,高CO2浓度下与大气CO2浓度下光合速率差值最大,有机物合成增加值更高 为植物工厂供热,以保持最适温度 实现物质的循环利用和能量的多级利用,提高了能量的利用率,使物质和能量更多地流向对人类有益的方向
解析 (1)光为植物光合作用的进行提供了能量;若培养液中的离子浓度过高,细胞会因渗透作用而失水。(2)从图甲可知,B组幼苗体内氮含量和叶绿素含量最高,而氮又是光合酶和叶绿素的组成成分,故红、蓝光配比为3∶2时,可大大提高光合酶和叶绿素的含量,从而促进植物的光合作用,增加干物质积累。(3)从图丙可知,在25 ℃时,高CO2浓度条件下,生菜的光合速率最高,且25 ℃时,高CO2浓度下与大气CO2浓度下光合速率差值最大。冬季燃烧沼气,不仅可提高CO2浓度,还可提高植物工厂内的温度,有利于促进植物的光合作用。从生态工程角度分析,利用秸秆发酵生产沼气,能使秸秆中的物质和能量更多地流向对人类有益的部分,实现物质的良性循环和能量的多级利用,提高了能量的利用率。
18.(2022浙江6月选考,27,8分)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
答案 (每空1分) (1)叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5 klx光合曲线的斜率 (2)蔗糖 叶 (3)降低 A
解析 (1)与不遮阴相比,遮阴2小时和4小时情况下,花生植株的叶绿素含量都有提高,故花生通过增加叶绿素含量,提高吸收光的能力来适应弱光环境。与不遮阴相比,遮阴2小时和4小时情况下,花生植株的光饱和点和光补偿点均降低,这说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率,而植株通过降低呼吸速率,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,低于5 klx光合曲线的斜率(mg CO2·dm-2·hr-1·klx-1)分别为1.22、1.23、1.46,这说明,在实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以蔗糖形式提供给各器官。对比表格中不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下的单株光合产量、单株叶光合产量、单株果实光合产量可知,在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶中。(3)在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,花生植株的单株光合产量(g干重)分别为18.92、18.84、16.64,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均降低。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,单株果实光合产量(g干重)分别为8.25、8.21、6.13,可判断在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间<2小时,才能获得较高的花生产量。
19.(2022浙江1月选考,27,8分)(8分)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30 s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
图1
图2
回答下列问题:
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中 的还原。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被 光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞 ,细胞吸水,气孔开放。
(3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
答案 (1)层析 3-磷酸甘油酸(三碳酸) (2)光合速率大,消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升高 (3)不同颜色 光强度 光照时间
解析 (1)光合色素的分离常采用(纸)层析的方法。光反应产生的ATP和NADPH中的化学能可用于碳反应中3-磷酸甘油酸(三碳酸)的还原。(2)据题图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,但气孔导度和光合速率较大,说明蓝光照射下光合速率较大,CO2消耗较多,导致胞间CO2浓度低。据题图2分析,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,而在此基础上进一步施加蓝光可实现逆转。蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可使离子吸收增加,这些都会增大保卫细胞内的溶质浓度,从而使细胞渗透吸水,气孔开放。(3)利用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜均可获得不同光质环境。结合本题的实验结果可知,合理调整红光和蓝光两种光照射的强度或时间比例或光照次序,利于植物代谢和次生代谢产物的合成。
20.(2021浙江1月选考,27,8分)(8分)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图,图中的绿藻质量为鲜重。
甲 乙
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的 ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较 ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种 反应。光反应的产物有 和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率 ,理由是 。
(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μml·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成 μml 的3-磷酸甘油酸。
答案 (每空1分)(1)光密度值 高 高光强 (2)吸能 ATP、NADPH (3)小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 (4)360
解析 (1)利用光电比色法测定经处理后的光合色素提取液的光密度值(OD值),再结合相关标准曲线,可计算叶绿素a的含量。由甲图可知,低光强组叶绿素a的含量较高光强组高,这有利于低光强组绿藻适应低光强环境。分析乙图可知,在高光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著。(2)从能量角度分析,光反应需要吸收光能,是一种吸能反应,光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)绿藻细胞的叶绿体中光反应产生的氧气一部分用于细胞呼吸消耗,因此绿藻放氧速率应比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下的放氧速率为150 μml·g-1·h-1,细胞呼吸的耗氧速率为30 μml·g-1·h-1,因此在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗CO2的量为180 μml,由于1分子CO2和1分子RuBP生成2分子3-磷酸甘油酸,因此该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗180 μml CO2可生成360 μml的3-磷酸甘油酸。
胞呼吸速率。2021年
2022年
2023年
1月
6月
1月
6月
1月
6月
ATP
2分
酶
2分
2分
2分
2分
2分
物质出入方式
2分
2分
2分
2分
细胞呼吸
2分
2分
2分
2分
2分
2分
光合作用
8分
10分
8分
8分
12分
10分
分值合计
12分
14分
14分
14分
18分
16分
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
-
+
-
蛋白质组分
+
-
+
-
+
低浓度Mg2+
+
+
+
-
-
高浓度Mg2+
-
-
-
+
+
产物
+
-
-
+
-
组
别
甲中溶液
(0.2 mL)
乙中溶液
(2 mL)
不同时间测定的
相对压强(kPa)
0 s
50 s
100 s
150 s
200 s
250 s
Ⅰ
肝脏提
取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
Ⅱ
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
Ⅲ
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
处理
指标
光饱和点
(klx)
光补偿点
(lx)
低于5 klx光
合曲线的斜率
(mg CO2·dm-2·
hr-1·klx-1)
叶绿素含量
(mg·dm-2)
单株光
合产量
(g干重)
单株叶光
合产量
(g干重)
单株果实
光合产量
(g干重)
不遮阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮阴2小时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮阴4小时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
相关试卷
解密02 细胞的基本结构（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（学生版）： 这是一份解密02 细胞的基本结构（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（学生版），共14页。试卷主要包含了按照细胞结构划分的生物类型，细胞的统一性，原核细胞与真核细胞的区别等内容，欢迎下载使用。
解密02 细胞的基本结构（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（新教材）： 这是一份解密02 细胞的基本结构（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（新教材），共13页。
解密02 细胞的基本结构（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（教师版）： 这是一份解密02 细胞的基本结构（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（教师版），共25页。试卷主要包含了按照细胞结构划分的生物类型，细胞的统一性，原核细胞与真核细胞的区别，结构特点等内容，欢迎下载使用。
