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专题07 光合作用
一、单选题
1.(23-24高一上·江苏南京·期末)用14C标记CO2,来追踪光合作用中的碳原子的转移途径,下列分析正确的是( )
A.CO2→ATP→(CH2O) B.CO2→NADPH→C3
C.CO2→C3→(CH2O) D.CO2→C5→(CH2O)
【答案】C
【分析】光合作用暗反应包括二氧化碳的固定,即CO2在暗反应阶段首先和C5结合,形成C3。也包括C3的还原,即在相关酶的催化下,C3被NADPH还原,经过一系列变化,形成糖类。
【详解】在暗反应阶段,二氧化碳在叶绿体基质先进行二氧化碳的固定,形成C3,在相关酶的催化下,C3被NADPH还原,经过一系列变化,形成糖类(CH2O)。
故选C。
2.(23-24高一上·江苏泰州·期末)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是( )
A.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(丙+丁)<(甲+乙)
B.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
D.四种色素中,丙和丁主要吸收蓝紫光
【答案】D
【分析】在绿叶中色素的提取与分离实验中,由于胡萝卜素的溶解度最大,因此胡萝卜素扩散的最快,因此图中丁表示胡萝卜素、丙即为叶黄素、乙表示叶绿素a、甲表示叶绿素b。
【详解】A、根据扩散距离可知,甲乙丙丁分别为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,水稻成熟时,叶片为黄色,其中类胡萝卜素(丙+丁)含量高于叶绿素(甲+乙),A错误;
B、碳酸钙作用是保护叶绿素,B错误;
C、四种色素都能溶解在层析液中,乙色素含量高,丁溶解度最大,C错误;
D、四种色素中,丙和丁(类胡萝卜素)主要吸收蓝紫光,D正确。
故选D。
3.(23-24高一下·江苏盐城·期末)下列关于细胞中酶与ATP的叙述,正确的是( )
A.酶是具有催化作用的蛋白质,能降低反应所需的活化能
B.酶适宜在最适温度下长期保存以保持其最高活性
C.ATP 水解脱离下来的磷酸基团可与某些蛋白质结合
D.线粒体与叶绿体的内膜上均存在催化ATP合成的酶
【答案】C
【分析】1.ATP是生物体的直接能源物质,ATP在细胞内数量并不很多,可以和ADP迅速转化形成.人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用,高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸,ATP中的能量可用于各种生命活动,可以转变为光能、化学能等,但形成ATP的能量来自于呼吸作用释放的能量或植物的光合作用。
2.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,极少数酶是RNA.酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
【详解】A、酶是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,极少数酶是RNA,能降低反应所需的活化能,A错误;
B、酶适宜在低温条件下才可能长期保存,B错误;
C、ATP 水解脱离下来的磷酸基团可与某些蛋白质结合,如在ATP为主动运输供能的过程中,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来,可以参与离子主动运输的载体蛋白结合,C正确;
D、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,存在催化ATP合成的酶,叶绿体的类囊体结构博是光反应场所存在催化ATP合成的酶,但叶绿体的内膜上不均存在催化ATP合成的酶,D错误。
故选C。
4.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列有关温室大棚种植蔬菜的处理方法的叙述,错误的是( )
A.给大棚补充光照时,蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源
B.夜间蔬菜大棚可适当升高温度,有利于提高产量
C.白天定时给栽培大棚通风,以保证CO2供应
D.用大棚种植蔬菜时,套种能增加光合面积,有利于充分利用光能
【答案】B
【分析】1、影响光合作用强度的因素有光照强度、二氧化碳浓度和温度;2、影响细胞呼吸的因素主要有温度、氧气浓度(二氧化碳浓度、氮气浓度等)、水分等,在保持食品时,要抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,所以水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境。
【详解】A、光合色素主要吸收蓝紫光,因此给蔬菜大棚补充光照,用蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源,A正确;
B、温度通过影响光合作用酶和呼吸作用酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累,夜间适当降低温度有利于减弱呼吸作用,减少有机物消耗,提高有机物的净积累量,从而提高作物产量,B错误;
C、白天定时给栽培大棚通风,以保证CO2供应,有利于植物进行光合作用,C正确;
D、套种能使不同种类的植物更加充分的利用光能,增加了光合面积,D正确。
故选B。
5.(23-24高一上·江苏盐城·期末)图甲是叶绿体结构示意图,图乙是绿叶中色素分离的结果(①~④代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列有关光合作用叙述错误的是( )
A.②上与光反应有关的色素对绿光吸收最少
B.若用黄化叶片做提取色素实验,C和D色素带颜色变浅
C.在②和④中,有许多进行光合作用所必需的酶
D.希尔的离体叶绿体实验证明光合作用产生的氧气全部来自水
【答案】D
【分析】图甲中①为叶绿体内膜,②为类囊体薄膜,③为线粒体外膜,④为叶绿体基质;图乙中A为胡萝卜素,B为叶黄素,C叶绿素a,D为叶绿素b。
【详解】A、②上与光反应有关的光合色素对绿光吸收最少,故叶片呈绿色,A正确;
B、黄化叶片含有的叶绿素少,所以用黄化叶片做提取色素实验,C(叶绿素a)和D(叶绿素b)色素带颜色变浅,B正确;
C、②类囊体薄膜为光反应的场所,④叶绿体基质为暗反应的场所,在②和④中,有许多进行光合作用所必需的酶,C正确;
D、希尔的离体叶绿体实验中没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到氧元素的转移,不能证明光合作用产生的氧气全部来自水,D错误。
故选D。
6.(23-24高一上·江苏·期末)许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是( )
A.鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水
B.希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2,探明光合作用中氧气的来源
C.恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌,直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2
D.卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5
【答案】D
【分析】光合作用发现历程:(1)普利斯特利通过实验证明植物能净化空气;(2)梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能;(3)萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉;(4)恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验,发现光合作用的场所是叶绿体;(5)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;(6)卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用产生的O2全部都来自水,但18O不是放射性同位素,A错误;
B、希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2,只能说明水的光解会产生O2,并没有探明光合作用中氧气的来源,B错误;
C、恩格尔曼利用水绵和需氧细菌,直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2,即叶绿体是光合作用的场所,C错误;
D、卡尔文用放射性同位素(14C)示踪法,探明了CO2中碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5,D正确。
故选D。
7.(23-24高一上·江苏淮安·期末)用含14C的CO2来追踪光合作用中C原子的转移途径,正确的是( )
A.CO2→C3→(CH2O) B.CO2→C5→(CH2O)
C.CO2→叶绿素→C5 D.CO2→C5→C3
【答案】A
【分析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段发生的场所是类囊体薄膜,包括水的光解和ATP的合成:暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质,包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,光反应为暗反应提供的是ATP和NADPH,暗反应为光反应提供的是ADP、Pi和NADP+;影响光合作用的环境要素主要是温度、二氧化碳浓度、光照强度。
【详解】根据暗反应中二氧化碳的固定过程可知二氧化碳中的碳原子转移到三碳化合物中,然后暗反应进行的是三碳化合物的还 原,所以碳原子又转移到有机物中,即CO2→C3→(CH2O),A正确。
故选A。
8.(23-24高一上·江苏淮安·期末)NADPH(还原型辅酶Ⅱ),学名为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,常作为光合作用的还原剂。下列相关叙述错误的是( )
A.据学名可知其组成元素是C、H、O、N、P
B.NADPH的化学本质是蛋白质
C.光反应中NADP+接受电子被还原成NADPH
D.NADPH也可为暗反应中C3的还原提供能量
【答案】B
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成。
光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、NADPH的学名为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸可推测出其组成元素是C、H、O、N、P,A正确;
B、由题可知NADPH的化学本质就是还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,而不是蛋白质,B错误;
C、光反应产生的H+和NADP+结合电子形成NADPH,C正确;
D、NADPH作为还原剂和供能剂参与暗反应中C3的还原,D正确。
故选B。
9.(23-24高一上·江苏淮安·期末)图①~④表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤,先后顺序正确的是( )
A.①④②③ B.②①④③
C.②③④① D.②④①③
【答案】D
【分析】据图分析,①表示画滤液细线,②表示提取色素,③表示分离色素,④表示过滤。
【详解】据图分析,①表示画滤液细线,②表示提取色素,③表示分离色素,④表示过滤,则实验操作步骤的先后顺序是②→④→①→③,ABC错误,D正确。
故选D。
10.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列关于光合作用和细胞呼吸原理的应用,叙述正确的是( )
A.施用农家肥能直接为植物提供更多的CO2,进而提高光合作用速率
B.“轮作”利用了不同作物对无机盐的吸收具有选择性以减缓土壤肥力下降
C.低温、干燥、低氧条件下储存水果、蔬菜能减少有机物的消耗
D.酿酒时,应不断通入空气促进酵母菌细胞呼吸产生更多的酒精
【答案】B
【分析】1、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型,其中有氧呼吸指细胞在O2的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程,场所在细胞质基质和线粒体;无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用,细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解,同时释放少量能量的过程,场所在细胞质基质。
2、光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成两个过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。光反应与暗反应紧密联系,相互影响,光反应为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应为光反应ADP、Pi、NADP+。
【详解】A、有机肥可被分解者分解产生CO2,提高CO2浓度,因此施用农家肥可间接为植物提供更多的CO2,进而提高光合作用速率,A错误;
B、“轮作”利用了不同作物根系对无机盐离子吸收具有选择性,从而可以减缓土壤肥力下降,B正确;
C、低温、低湿、低氧条件下储存水果、蔬菜,能降低呼吸作用速率,减少有机物的消耗,C错误;
D、酿酒的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,故发酵过程中不能通入空气,D错误。
故选B。
11.(23-24高一上·江苏泰州·期末)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,常用作实验材料。下列有关叙述正确的是( )
A.黑藻是具有中心体的多年生沉水草本植物
B.黑藻叶可直接制成装片观察叶绿体的形态
C.宜用无水乙醇作层析液从黑藻叶片中提取色素
D.不同的黑藻细胞胞质环流方向、速率保持一致
【答案】B
【分析】黑藻叶片细胞含有较多的叶绿体,可以用于观察植物细胞中的叶绿体,也可以用于叶绿体中色素的提取与分离实验。提取色素的原理:色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水乙醇等提取色素;同时,黑藻叶片细胞是成熟的植物细胞,含有大液泡,可用于观察质壁分离和复原;但黑藻叶片细胞已经高度分化,不再分裂,不能用于观察植物细胞的有丝分裂。
【详解】A、黑藻是高等植物没有中心体,A错误;
B、黑藻叶非常薄,可直接制成装片观察叶绿体的形态,B正确;
C、宜用无水乙醇作提取液从黑藻叶片中提取色素,C错误;
D、不同的黑藻细胞代谢速率不同,则胞质环流方向不同、速率也不同,D错误。
故选B。
12.(23-24高一上·江苏连云港·期末)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是( )
A.色素在层析液中的溶解度不同,因而在滤纸上的扩散速度也有差异
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时,待滤液干后,再重复一到两次
【答案】B
【分析】绿叶中色素的提取和分离(色素提取):(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。(3)各物质的作用:① 无水乙醇或丙酮:提取色素。②层析液:分离色素。③二氧化硅:使研磨得充分。③碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
【详解】A、叶绿体色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的在滤纸条上扩散的速度快,反之则慢,A正确;
B、研磨时加入碳酸钙可以防止叶绿素被破坏,B错误;
C、加入石英砂(二氧化硅)是为了使研磨更充分,从而使叶绿体中的色素释放出来,C正确;
D、画滤液细线时,待滤液干后,再重复一到两次,可以使滤液细线上有较多的色素,分离结果更明显,D正确。
故选B。
13.(23-24高一上·江苏连云港·期末)结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述不能体现这一观点的是( )
A.脱氧核苷酸的排列顺序千差万别储存着生物的遗传信息
B.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
C.叶绿体含有双层膜,有利于扩大光合作用的受光面积
D.酵母菌的线粒体内膜向内折叠形成嵴,有利于附着与有氧呼吸有关的酶
【答案】C
【分析】1、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”。
2、叶绿体主要存在绿色植物叶肉细胞里。叶绿体是植物进行光合作用的场所。
【详解】A、脱氧核苷酸的排列顺序千差万别储存着生物的大量的遗传信息,体现了DNA分子的多样性,A正确;
B、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,酶无法发挥功能,B正确;
C、光反应发生在类囊体薄膜上。叶绿体内部含有很多由类囊体堆叠形成的基粒,极大地扩展了受光面积,C错误;
D、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。酵母菌的线粒体内膜向内折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加,有利于附着与有氧呼吸有关的酶,D正确。
故选C。
14.(23-24高一上·江苏南京·期末)采用新鲜菠菜叶开展“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验,下列叙述错误的是( )
A.可用无水乙醇提取叶绿体中色素
B.层析液可以利用生理盐水配制
C.画滤液细线时需要重复两到三次
D.提取时加SiO2有助于充分研磨
【答案】B
【分析】色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:
(1)无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。
(2)层析液用于分离色素。
(3)二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。
(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
【详解】A、无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素,A正确;
B、层析液用于分离色素,不能用生理盐水配制,层析液由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成,B错误;
C、画滤液细线时应尽量多画几次增加色素的含量,C正确;
D、二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分,D正确。
故选B。
15.(23-24高一上·江苏南京·期末)依据光合作用的基本原理,下列叙述正确的是( )
A.光合作用释放的O2中的氧元素来自CO2
B.光反应必须在光照条件下进行
C.暗反应必须在黑暗条件下进行
D.影响光反应的因素一定不会影响暗反应
【答案】B
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】A、光合作用过程中氧气来自于水的光解,所以其中的氧元素来自于水,A错误;
BC、光反应必须在光照条件下进行,但暗反应的进行需要光反应提供NADPH和ATP,所以在有光条件下进行,但短时间如果无光也可以进行,B正确,C错误;
D、光反应和暗反应相互影响,影响光反应的因素一定影响暗反应,D错误。
故选B。
16.(23-24高一上·江苏南京·期末)正常照光培养绿藻一段时间后,用黑布遮住培养瓶,绿藻细胞中短时间内可能发生的是( )
A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快
C.ATP含量上升 D.有机物合成加快
【答案】A
【分析】光合作用的具体过程:①光反应阶段:场所是类囊体薄膜,包括水光解生成O2和NADPH、ATP的生成;②暗反应阶段:场所是叶绿体基质,包括CO2的固定和三碳化合物的还原。
【详解】AC、用黑布遮住培养瓶,没有光照,不能进行光反应,导致O2的产生停止,不再生成ATP,ATP含量下降,A正确,C错误;
BD、用黑布迅速将培养瓶罩上,没有光照,不能进行光反应,NADPH和ATP不能产生,导致暗反应减弱,CO2的固定减弱,有机物合成减慢,BD错误。
故选A。
17.(23-24高一上·江苏扬州·期末)下图表示光合作用过程,a、b、c、d表示物质,甲、乙表示场所,下列分析正确的是( )
A.物质d直接被还原生成(CH2O)
B.甲中膜面积的增加提高了光反应的速率
C.乙中的生理过程只能在无光条件下进行过程
D.影响光反应的因素不会影响暗反应
【答案】B
【分析】1、光合作用是指绿色植物提高叶绿体利用光能将二氧化碳和水转变为储存能量的有机物,同时释放氧气的过程。光合作用可以分为光反应阶段和暗反应阶段。
2、根据题意和图示分析可知:a表示[H]和ATP,b表示ADP和Pi,c表示H2O,d表示二氧化碳;甲表示叶绿体类囊体薄膜,乙表示叶绿体基质。
【详解】A、物质dCO2需要被固定形成C3后,才能被还原生成(CH2O)和C5,A错误;
B、甲表示类囊体薄膜,膜面积的增加提高了光反应的速率,B正确;
C、乙为叶绿体基质, 是光合作用暗反应的场所,有光、无光条件下都可进行,C错误;
D、光反应会影响NADPH、ATP的量,进而影响暗反应,D错误。
故选B。
18.(23-24高一上·江苏南京·期末)关于探究光照强度对黑藻光合作用强度影响的实验设计,下列说法错误的是( )
A.环境温度、黑藻生长状况和培养时间等是无关变量
B.可通过调节光源与烧杯的距离控制实验的自变量
C.黑藻光合作用的强度随着光照强度增强不断增强
D.黑藻光合作用的强度可用氧气的释放速率来表示
【答案】C
【分析】实验过程中可以变化的因素称为变量,包括自变量、因变量和无关变量;自变量是想研究且可人为改变的变量称为自变量;因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因变量;无关变量是在实验中,除了自变量外,实验过程中存在一些可变因素,能对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。探究光照强度对光合作用强度的影响的实验中,自变量是光照强度,因变量是光合作用强度,环境温度、黑藻生长状况和培养时间等是无关变量。
【详解】A、环境温度、黑藻生长状况和培养时间等是无关变量,A正确;
B、可通过调节光源与烧杯的距离来控制光照强度,即实验的自变量,B正确;
C、一定范围内,黑藻光合作用的强度随着光照强度增强不断增强,但超过光饱和点后,光合作用强度不会再增强,C错误;
D、黑藻进行光合作用会释放氧气,因此黑藻光合作用的强度可用氧气的释放速率来表示,D正确。
故选C。
19.(23-24高一上·江苏常州·期末)下列有关生物学原理应用的叙述,错误的是( )
A.连续阴雨天时,提高大棚内温度可以增强光合作用速率
B.零度以上低温、低氧贮存蔬菜水果,可减少有机物分解
C.施用有机肥能提供更多的CO2,提高植物光合作用速率
D.选用透气性较好的创可贴,可防止厌氧菌在伤口处繁殖
【答案】A
【分析】1、影响光合作用的环境因素有:光照强度、温度、二氧化碳浓度等,其中光照强度主要影响光反应,二氧化碳浓度主要影响暗反应。
2、粮食储藏需要低温、干燥、低氧的环境,而水果、蔬菜储藏需要(零上)低温、低氧、湿度适中,这样可以降低细胞呼吸速率,减少有机物的消耗,达到长时间储藏、保鲜的效果。
【详解】A、连续阴雨,光照强度减弱,制造有机物减少,白天适当降低大棚内的温度,可以降低细胞呼吸减少有机物消耗,有利于提高作物产量,A错误;
B、零度以上低温、低氧贮存蔬菜水果,可降低呼吸速率,从而减少有机物分解,B正确;
C、施用有机肥,在微生物的分解作用下,能提供更多的CO2,提高植物光合作用速率,C正确;
D、选用透气性较好的创可贴,使伤口透气,可防止厌氧菌在伤口处繁殖,D正确。
故选A。
20.(23-24高一上·江苏常州·期末)高中生物学实验中,下列操作会使实验现象更加明显的是( )
序号
实验名称
实验操作
①
绿叶中色素的提取和分离
选取刚长出幼嫩的新叶
②
探究光照强度对光合作用强度影响
用绿色光源代替白色光源
③
用显微镜观察叶绿体流动
实验前适当提高培养黑藻的水温
④
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的专一性
用碘液代替斐林试剂进行鉴定
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【分析】 叶绿素的提取和分离:剪碎绿叶放入研钵,加入碳酸钙、二氧化硅进行研磨,使用无水乙醇进行提取,最后用纸层析法进行分离。
【详解】A、刚长出幼嫩的新叶叶绿素含量少,会导致色素带不明显,应该选择富含叶绿素的叶子,A错误;
B、植物基本不吸收绿光,不能用绿色光源代替白色光源,B错误;
C、温度升高可以促进叶绿体流动,C正确;
D、蔗糖无论是否被水解都不能与碘液发生颜色反应,因此不能用碘液代替斐林试剂进行鉴定该实验结果,D错误。
故选C。
21.(23-24高一上·江苏常州·期末)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.核糖体的形成离不开核仁的参与,代谢越旺盛核仁越大
B.线粒体和叶绿体一样,既可以水解ATP也可以合成ATP
C.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的重要结构
D.口腔上皮细胞中的核仁、核膜会出现周期性的消失和重建
【答案】A
【分析】细胞间信息交流的方式主要有三种:一是通过细胞分泌的化学物质(如激素)随血液运到全身各处,再与靶细胞表面的受体结合,将信息传递给靶细胞,二是通过相邻两个细胞的细胞膜接触、信号分子与靶细胞膜上的受体结合进行信息交流,三是相邻两个细胞间形成通道,携带信息的物质由通道进入另一细胞从而实现信息交流,此种方式没有细胞膜上的受体参与。核仁和核膜在细胞分裂过程中周期性的消失和重现。
【详解】A、核糖体是由RNA和蛋白质组成的形成离不开核仁的参与,代谢越旺盛核仁越大,A正确;
B、线粒体只可以合成ATP,B错误;
C、细胞间通过胞间连丝信息交流时没有利用受体,C错误;
D、口腔上皮细胞属于高度分化的细胞,不能进行细胞分裂,则核仁不能周期性的消失,D错误。
故选A。
22.(23-24高一上·江苏南京·期末)根据生物科学史,下列说法正确的是( )
A.欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析,提出膜是由脂质组成的
B.罗伯特森通过电镜观察,认为细胞质膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成
C.罗伯特胡克发现并命名了细胞,施莱登施旺提出了细胞学说
D.鲁宾和卡门用放射性同位素标记法研究了光合作用中产生的氧气来自于水
【答案】C
【分析】生物膜结构的探索历程:
(1)19世纪末,欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:膜是由脂质组成的。
(2)20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质.。
(3)1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍.由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
(4)1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,他把生物膜描述为静态的统一结构。
(5)1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
(6)1972年,桑格和尼科尔森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。
【详解】A、欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不同,凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:膜是由脂质组成的,A错误;
B、罗伯特森通过电镜观察,认为细胞质膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,B错误;
C、罗伯特胡克用显微镜观察植物的木栓组织,发现并命名了细胞,施莱登施旺利用不完全归纳法提出了细胞学说,C正确;
D、18O没有放射性,鲁宾和卡门用同位素标记法研究了光合作用中产生的氧气来自于水,D错误。
故选C。
23.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列有关科学发展史的说法正确的是( )
A.施莱登和施旺提出的细胞学说认为一切生物都由细胞发育而来
B.辛格和尼科尔森通过对细胞膜成分的分析,提出细胞膜的流动镶嵌模型
C.鲁宾和卡门的实验证明了植物光合作用释放的O2来自于CO2
D.恩格尔曼利用水绵、好氧细菌等材料进行对照实验,探明光合作用的场所是叶绿体
【答案】D
【分析】细胞学说主要内容:(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物构成;(2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞组成的整体生命起作用;(3)新细胞是由老细胞分裂产生的。
【详解】A、施莱登和施旺提出的细胞学说认为一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物构成,A错误;
B、辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上,提出细胞膜的流动镶嵌模型,并未对细胞膜成分进行分析,B错误;
C、鲁宾和卡门利用同位素标记法进行实验,证明了植物光合作用释放的O2来自于H2O,C错误;
D、恩格尔曼利用水绵、好氧细菌等材料进行对照实验,证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧,探明光合作用的场所是叶绿体,D正确。
故选D。
24.(23-24高一上·江苏镇江·期末)科学家用软骨细胞质膜包裹菠菜类囊体,导入病变的小鼠软骨细胞中,可成功改善其关节炎症状。下图是软骨质膜的结构示意图,①~④代表相关的物质或结构。下列叙述正确的是( )
A.物质①②③是构成细胞膜的主要成分
B.通过物质②进行的跨膜运输均需要消耗能量
C.破坏结构④会影响细胞分泌蛋白质的速度
D.含类囊体的软骨细胞可进行光合作用制造糖类
【答案】C
【分析】流动镶嵌模型内容:① 磷脂双分子层构成膜的基本支架;②蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中:有的覆盖在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。③构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动,导致膜具有流动性。在细胞膜的外表面有糖蛋白,由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。细胞膜和其它生物膜都具有选择透过性。
【详解】A、①是磷脂双分子层,②是蛋白质,③是多糖,细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,不包括多糖,A错误;
B、需要转运蛋白的跨膜运输方式包括协助扩散和主动运输,协助扩散不需要消耗能量,B错误;
C、物质④是细胞骨架,分泌蛋白的分泌过程与细胞骨架有关,细胞骨架破坏后分泌蛋白分泌速度会降低,C正确;
D、类囊体是光反应的场所,不能合成糖类,D错误。
故选C。
25.(23-24高一上·江苏·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是( )
A.使用未剪去叶柄的叶片将会导致提取液颜色变浅
B.提取的色素溶液中要及时加入CaCO3,以保护叶绿素
C.提取时层析液用量越多,提取的色素越多,分离时画线次数越少
D.画滤液细线时应连续多次画线,滤纸条上色素更清晰
【答案】A
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:(1)无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。(2)层析液用于分离色素。(3)二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。
【详解】A、叶柄中所含的叶绿素较少,故使用未剪去叶柄的叶片进行色素提取将会导致提取液颜色变浅,A正确;
B、提取色素开始前(研磨过程中)要及时加入CaCO3以保护叶绿素,B错误;
C、要提取更多的色素,应该多画几次滤液细线,C错误;
D、画滤液细线时应多次画线,待上一次划线干燥后在进行下一次划线,以使色素分离现象更清晰,D错误。
故选A。
26.(23-24高一上·江苏无锡·期末)光合作用的光反应为暗反应的进行提供了( )
A.ATP和NADP+ B.ATP和Pi
C.ATP和ADP D.ATP和NADPH
【答案】D
【分析】将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH,光反应的产物是ATP、NADPH、O2。
【详解】光反应过程中,在叶绿体的类囊体薄膜上,利用色素吸收的光能,把水分解为氧气和还原氢,同时把光能转化为ATP中活跃的化学能,光反应产生的NADPH和ATP可用于暗反应中三碳化合物的还原过程。综上所述。D正确,ABC错误。
故选D。
27.(23-24高一上·江苏泰州·期末)用含有 14C 的 CO2 追踪光合作用中的碳原子,该碳原子的转移途径为( )
A.CO2→叶绿体→ATP B.CO2→C3→糖类
C.CO2→叶绿素→ADP D.CO2→C5→糖类
【答案】B
【分析】 光合作用的过程: ①光反应阶段:场所是类囊体薄膜,完成 水的光解和ATP的生成; ②暗反应阶段:场所是叶绿体基质 ,完成CO2的固定和三碳化合物的还原。
【详解】根据光合作用的暗反应过程可知,二氧化碳中的碳原子完成二氧化碳的固定,转移到三碳化合物中,然后再进行三碳化合物的还原,将碳原子转移到到有机物中,即CO2→C3→糖类,B正确,ACD错误。
故选B。
28.(23-24高一上·江苏无锡·期末)在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,不能让层析液没及滤液细线的原因是( )
A.滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果
B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D.滤纸条上的几种色素会混合起来达不到分离的效果
【答案】C
【分析】分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素;滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】如果层析液没及滤液细线,则色素溶解在层析液中,滤纸条上基本没有色素带,ABD错误,C正确。
故选C。
29.(23-24高一上·江苏苏州·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )
A.色素提取的原理是叶绿体中色素都能溶于水
B.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次
C.研磨时加入CaCO3,可防止叶绿素被酸破坏
D.以黄叶为材料,滤纸条会缺失中间两条色素带
【答案】C
【分析】提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素;分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢;滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
【详解】A、绿叶中色素不溶于水,但易溶于无水乙醇等有机溶剂,因此可用无水乙醇把色素提取出来,A错误;
B、画滤液细线时,要等一次画完干燥后才能重复,防止滤液细线过粗,B错误;
C、CaCO3可防止酸破坏叶绿素,应在研磨时加入,C正确;
D、以黄叶为材料,滤纸条会缺失叶绿素a和叶绿素b,即缺失滤纸条从上到下的第三和第四条色素带,D错误。
故选C。
30.(23-24高一上·江苏苏州·期末)科学家通过追踪同位素标记的化合物,可以揭示生命相关生化反应的详细过程。下列叙述正确的是( )
A.探究碳在光合作用中的转化途径时,用以标记CO2的14C不具有放射性
B.用18O标记O2后让小鼠吸入,一段时间后可在其周围环境中检测到C18O2
C.用15N标记丙氨酸,附着型核糖体上会有放射性,游离的核糖体上无放射性
D.同位素示踪法是分子水平的标记,被标记的化合物化学性质相同
【答案】B
【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N,18O等。
【详解】A、标记CO2的14C具有放射性,A错误;
B、用18O标记O2后让小鼠吸入,氧气先参与有氧呼吸第三阶段生成水,水参与有氧呼吸第二阶段后水中的氧进入二氧化碳,所以一段时间后可在其周围环境中检测到C18O2,B正确;
C、15N不具有放射性,C错误;
D、同位素示踪法是原子水平的标记,D错误。
故选B。
31.(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于光合作用的发现历程的描述,错误的是( )
A.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.希尔发现离体的叶绿体在适宜条件下发生水的光解产生氧气
C.鲁宾和卡门用放射性同位素标记法,发现光合作用中产生的氧气来自于水
D.卡尔文探明了CO2中的碳到有机物中的转移途径
【答案】C
【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中,色素吸收、传递光能,并将光能变为 ATP 活跃的化学能。暗反应过程中将 ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。
【详解】A、德国科学家恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内,在黑暗中用极细的光束照射水绵,发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中,如果把装置放在光下,细菌则分布在叶绿体所有受光的部位,证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧,A正确;
B、希尔将离体叶绿体至于适宜条件下,叶绿体发生水的光解产生氧气,B正确;
C、鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,证明光合作用释放的O2来源水,设立了一组对照实验: H218O 和CO2,H2O 和C18O2,证明了光合作用释放的O2全部来自水,C错误;
D、20世纪40年代,美国科学家卡尔文用经过14C 标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪放射性14C的去向,最终发现了暗反应中碳的转移途径,D正确。
故选C。
32.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下列有关科学史和科学研究方法的叙述正确的是( )
A.恩格尔曼用水绵进行实验,定量分析了水绵光合作用生成的O2量
B.希尔制取离体叶绿体悬液并加入铁盐,光照后发现有氧气释放
C.鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自于CO2
D.卡尔文等用小球藻进行实验,最终探明了碳的转移途径:CO2→C5→(CH2O)
【答案】B
【分析】同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律。
【详解】A、恩格尔曼用水绵进行实验,证明了光合作用的场所是叶绿体,并没有定量的分析了水绵光合作用生成的O2量,A错误;
B、希尔制取离体叶绿体悬液并加入铁盐,光照后发现水的光解有氧气释放,B正确;
C、鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自于H2O,C错误;
D、卡尔文等用小球藻进行实验,用同位素标记法最终探明了碳的转移途径:CO2→C3→(CH2O),D错误。
故选B。
33.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下列关于光合作用过程的叙述中,正确的是( )
A.光反应离不开色素的作用 B.暗反应必须在黑暗的条件下进行
C.光反应为暗反应提供CO2 D.暗反应的产物是氧气和有机物
【答案】A
【分析】植物的光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上(分布有与光合作用有关的酶和色素),暗反应的产生在叶绿体基质,包括二氧化碳的固定和C3的还原,光反应产生的NADPH和ATP可用于暗反应中C3的还原。
【详解】A、光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,其上分布着光合作用的色素和酶,光反应离不开色素的作用,A正确;
B、暗反应阶段有光无光均可以进行,B错误;
C、光反应为暗反应提供[H]、ATP,C错误;
D、氧气是光反应的产物之一,暗反应的产物主要有机物,D错误。
故选A。
34.(22-23高一上·江苏南京·期末)在适宜的光照和温度条件下,向豌豆植株供应14CO2,最初测得含14C的化合物及其产生的场所分别是( )
A.C3,细胞间隙
B.C5,细胞质基质
C.C3,叶绿体基质
D.C5,类囊体薄膜
【答案】C
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H](NADPH)与氧气,同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和[H](NADPH)的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】在光合作用的暗反应阶段,CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和[H](NADPH)的作用下还原生成糖类等有机物,故向豌豆植株供应14CO2,最初测得含14C的化合物是C3,产生的场所分别是叶绿体基质,C正确,ABD错误。
故选C。
35.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下列关于探索光合作用原理的部分实验的叙述错误的是( )
A.植物学家希尔发现,在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐,在黑暗中就可以释放出氧气
B.鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究发现,光合作用中氧气来源于H2O
C.阿尔农发现在光照下叶绿体可以合成ATP,这一过程总是与水的光解相伴随
D.卡尔文等用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用,探明了CO2中的碳如何转变为糖
【答案】A
【分析】光合作用的发现历程:(1)普利斯特利通过实验证明植物能净化空气;(2)梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能;(3)萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉;(4)恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验,发现光合作用的场所是叶绿体;(5)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;(6)卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、希尔发现在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照下可以释放出氧气,该实验被后人称为希尔反应,A错误;
B、鲁宾和卡门用同位素示踪法(用18O标记水或二氧化碳)研究了光合作用中氧气全部来自于水,B正确;
C、阿尔农发现叶绿体可合成ATP,且该过程总与水的光解相伴随,C正确;
D、卡尔文采用同位素标记法(用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用),探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径,即CO2中的碳如何转变为糖,D正确。
故选A。
36.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下列关于生物科学史的叙述,正确的是( )
A.科学家应用不同的放射性荧光同位素示踪证明细胞膜具有流动性
B.恩格尔曼利用水绵和需氧细菌为材料证明了光合作用的场所是叶绿体
C.辛格和尼科尔森通过电镜观察到细胞膜的流动镶嵌模型
D.施莱登和施旺在建立细胞学说的过程中,运用了科学观察和完全归纳的方法
【答案】B
【分析】1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性;1972年,桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。
在光合作用的探究历程中,卡尔文等科学家用同位素标记法标记CO2供小球藻进行光合作用,最终探明了CO2中的碳最终转化为有机物糖类中的碳;恩格尔曼用水绵和好氧细菌为材料用实验证明了叶绿体是进行光合作用的场所,氧气是叶绿体释放出来的。
【详解】A、科学家应用荧光蛋白标记法证明细胞膜具有流动性,A错误;
B、恩格尔曼用水绵和需氧细菌为材料用证明了叶绿体是进行光合作用的场所,氧气是叶绿体释放出来的,B正确;
C、辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上提出了细胞膜的流动镶嵌模型,而不是直接观察到细胞膜的流动镶嵌模型,C错误;
D、施莱登和施旺在建立细胞学说的过程中,运用了科学观察和不完全归纳的方法,D错误。
故选B。
37.(22-23高一上·江苏盐城·期末)在实验室中,如果要测定藻类植物是否完成光反应,最好是检验其( )
A.氧气的释放量
B.ATP的生成量
C.二氧化碳的消耗量
D.糖类的合成量
【答案】A
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成;光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】AB、光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤,光反应是指植物利用光能,将光能转变成化学能,产生ATP,为暗反应提供能量,产生氧气,氧气易于检测,A正确,B错误;
CD、光合作用的暗反应实质是一系列的酶促反应,此时消耗CO2并生成糖类,故检测二氧化碳的消耗量及糖类的合成量更适于测定是否完成暗反应,CD错误;
故选A。
38.(22-23高一下·江苏盐城·期末)下图表示高等植物光合作用部分过程,下列叙述错误的是( )
A.该反应的场所是叶绿体基质
B.该反应在光照下不能进行
C.该过程需要光反应提供一部分物质
D.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶的参与
【答案】B
【分析】光合作用:
(1)光反应阶段:水光解产生[H]和氧气,ADP和Pi 结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi。
【详解】A、分析题图,二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi,属于暗反应过程,进行的场所为叶绿体基质,A正确;
B、暗反应过程有光无光都可以进行,B错误;
C、暗反应过程需要光反应提供ATP和[H],用于促进三碳化合物还原成五碳化合物,C正确;
D、三碳化合物还原成五碳化合物和(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶的参与,D正确。
故选B。
39.(22-23高一下·江苏盐城·期末)小麦叶肉细胞光合作用过程中,光反应为暗反应提供的物质有( )
A.H2O和O2
B.O2和ADP
C.NADPH和ATP
D.O2和NADPH
【答案】C
【分析】光合作用:
(1)光反应阶段:水光解产生[H]和氧气,ADP和Pi 结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi。
【详解】根据光合作用的光反应和暗反应的过程可知:光反应为暗反应提供的物质是NADPH和ATP,用于暗反应中三碳化合物的还原,C正确,ABD错误。
故选C。
40.(22-23高一上·江苏南京·期末)下列关于光合作用和细胞呼吸的相关叙述,错误的是( )
A.光合作用和细胞呼吸总是同时进行
B.光合作用合成的糖类能在细胞呼吸中被利用
C.光合作用和有氧呼吸都消耗水
D.光合作用与细胞呼吸均发生物质转化和能量转换
【答案】A
【分析】光合作用合成有机物,储存能量,呼吸作用分解有机物,释放能量;所有活细胞都能进行呼吸作用,光合作用主要发生在绿色植物的叶肉细胞中;光合作用的条件需要光,呼吸作用有光无光都可以进行。
【详解】A、能进行呼吸作用的细胞不一定能进行光合作用,如根细胞,而且进行光合作用还需要光条件,因此光合作用和细胞呼吸不一定同时进行,A错误;
B、光合作用合成的糖类,是细胞呼吸的原料,因此光合作用合成的糖类能在细胞呼吸中被利用,B正确;
C、光合作用在光反应阶段进行水的光解,有氧呼吸第二阶段丙酮酸与水反应分解为二氧化碳和氢,故都消耗水,C正确;
D、光合作用与细胞呼吸均发生物质转化和能量转换,光合作用能利用光能,将二氧化碳和水合成糖类和氧气,将光能转化为化学能储存在有机物中,细胞呼吸将有机物分解成无机物或酒精或乳酸,将稳定的化学能转化为活跃的化学能和热能,D正确。
故选A。
41.(22-23高一上·江苏苏州·期末)下列有关科学方法的叙述正确的是( )
A.科学家运用完全归纳法建立了细胞学说 B.假说能否被接受取决于后续补充和宣传
C.放射性同位素标记可追踪暗反应中碳的去向 D.显微镜下拍摄的细胞分裂照片属于物理模型
【答案】C
【分析】1、完全归纳法是以某类中每一对象(或子类)都具有或不具有某一属性为前提,推出以该类对象全部具有或不具有该属性为结论的归纳推理。
2、不完全归纳法是以关于某类事物中部分对象的判断为前提,推出关于某类事物全体对象的判断做结论的推理。
【详解】A、科学家运用不完全归纳法建立了细胞学说,A错误;
B、一种假说最终被接受或被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合,B错误;
C、同位素标记法指用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,卡尔文利用14CO2发现光合作用中碳反应过程,C正确;
D、物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,显微镜下拍摄的细胞分裂照片不属于物理模型,D错误。
故选C。
42.(22-23高一上·江苏苏州·期末)下列有关细胞内能源物质的叙述错误的是( )
A.NADPH能为暗反应提供能量 B.糖类是细胞内主要能源物质
C.脂肪是细胞内良好的储能物质 D.蛋白质不能为细胞代谢供能
【答案】D
【分析】糖类是细胞生命活动的主要能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质。
【详解】A、光反应阶段中产生的ATP和NADPH,均可以为暗反应提供能量,A正确;
B、细胞内主要能源物质是糖类,B正确;
C、细胞内良好的储能物质是脂肪,此外,脂肪还有缓冲、减压等功能,C正确;
D、在脂肪、糖类等提供的能量不能满足生理需求时,蛋白质可以为细胞代谢供能,D错误。
故选D。
43.(22-23高一上·江苏徐州·期末)如图表示蚕豆叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中部分化合物的变化。相关叙述正确的是( )
A.物质A、B作为还原剂参与相同的代谢过程
B.过程①④在生物膜上进行且均能合成ATP
C.过程②③依赖酶的催化且都需O2的参与
D.过程①②③④只发生在叶绿体和线粒体中
【答案】B
【分析】依据光合作用与细胞呼吸过程分析可知,①为光反应过程,②为暗反应过程,③为有氧呼吸第一、二阶段,④为有氧呼吸第三阶段。
【详解】A、A、B物质为[H](A为NADPH,B为NADH),作为还原剂,A参与暗反应,B参与有氧呼吸第三阶段,A错误;
B、过程①为光反应过程,在类囊体薄膜上进行,④为有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行,均能合成ATP,B正确;
C、过程②为暗反应过程,③为有氧呼吸第一、二阶段,都依赖酶的催化,但过程②生成(CH2O),不需O2的参与,过程③也不需要O2参与,C错误;
D、过程③包括有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中,D错误。
故选B。
44.(22-23高一上·江苏南通·期末)某同学对菠菜叶中提取的色素进行分离,相关结果如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.色素带甲在层析液中的溶解度最高
B.色素带丁的颜色为橙黄色
C.不同色素带的宽度是相同的
D.发黄的叶片中色素带甲和乙会变宽
【答案】B
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
2、色素的作用: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。
【详解】A、分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢,故色素带甲在层析液中的溶解度最低,A错误;
B、滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,故甲、乙、丙、丁分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,胡萝卜素为橙黄色,B正确;
C、色素带的宽窄与色素含量相关,不同色素带的宽度是不相同的,C错误;
D、发黄的叶片中,叶绿素a、叶绿素b减少,因此色素带甲和乙会变窄,D错误。
故选B。
45.(22-23高一上·江苏南通·期末)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,以下主要步骤操作正确的是( )
A.步骤①为获得10mL提取液,一次性加入a液研磨效果最好
B.步骤②采用定性滤纸过滤,可提高滤液中光合色素的含量
C.步骤③在滤纸条上连续画2~3次滤液细线,分离色素效果更好
D.步骤④将试管固定于铁架台上,可防止b液晃动而触及滤液细线
【答案】D
【分析】1.提取绿叶中的色素(1)称取 5 g 绿叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中。(2)向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入 5 ~ 10 mL 无水乙醇,迅速、充分地进行研磨(二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中色素被破坏)。(3)将研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一块单层尼龙布)进行过滤。将滤液收集到试管中,及时用棉塞将试管口塞严。2.制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条,将滤纸条一端剪去两角,并在距这一端底部1 cm 处用铅笔画一条细的横线。3.画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线(也可将滤液倒入培养皿,再用盖玻片蘸取滤液,在横线处按压出均匀的细线)。待滤液干后,再重画一到两次。4.分离绿叶中的色素将适量的层析液倒入试管中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用棉塞塞紧试管口。注意:不能让滤液细线触及层析液,否则滤液细线中的色素会被层析液溶解,而不能在滤纸上扩散。也可用小烧杯代替试管,用培养皿盖住小烧杯。
【详解】A、步骤①为获得10mL提取液,少量、多次加入a液无水乙醇研磨效果最好,A错误;
B、步骤②采用单层尼龙布过滤,可提高滤液中光合色素的含量,B错误;
C、画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,待滤液干后,再重画一到两次,不是连续画线,C错误;
D、为了防止滤液细线中的色素会被层析液溶解,步骤④可将试管固定于铁架台上,可防止b液层析液晃动而触及滤液细线,D正确。
故选D。
二、多选题
46.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列有关科学史和科学研究方法的说法正确的是( )
A.卡尔文等用小球藻进行实验,最终探明了CO2→C5→(CH2O)
B.恩格尔曼用水绵进行实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
C.鲁宾和卡门用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自CO2
D.希尔制取叶绿体悬液并加入草酸铁,光照后发现存在还原性物质将Fe3+还原成Fe2+
【答案】BD
【分析】1、鲁宾和卡门实验:⑴实验思路:用放射性同位素标记来研究物质的去路;⑵材料:小球藻;⑶处理:用18O分别标记CO2和H2O,给予光照;⑷结论:光合作用产生的O2中的氧来自H2O,不是来自CO2;
2、卡尔文实验:⑴实验思路:同位素标记14CO2,研究物质转化过程;⑵材料:小球藻;⑶处理:光照、提供14CO2;不同时间杀死小球藻,再纸层析分离,最后鉴定放射性物质;
3、希尔实验:⑴实验思路:施加单一变量进行研究;⑵材料:离体叶绿体;⑶处理:给离体叶绿体悬浮液加入氧化剂,不通入CO2;给予光照;⑷结果:叶绿体有O2释放。
【详解】A、卡尔文等用小球藻等进行同位素标记实验,最终探明了CO2中的碳到三碳化合物再到有机物的过程,即CO2→C3→(CH2O),A错误;
B、恩格尔曼用水绵进行实验,以好氧细菌为指示生物证明了叶绿体能吸收光能(红光和蓝紫光)用于光合作用放出氧气,B正确;
C、鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气中的氧来自水,但18O是稳定性同位素,不具有放射性,C错误;
D、希尔制取叶绿体悬液并加入草酸铁,光照后发现存在还原性物质将Fe3+还原成Fe2+,离体的叶绿体释放了氧气,D正确。
故选BD。
47.(23-24高一上·江苏盐城·期末)景天酸代谢(CAM)途径属于某些植物特有的CO2固定方式:夜晚气孔开放,通过一系列反应将CO2固定于苹果酸,并储存在液泡中(如图甲);白天气孔关闭,苹果酸运出液泡后放出CO2,供叶绿体的暗反应(如图乙)。下列关于这类植物的叙述错误的是( )
A.在晴朗的白天,叶肉细胞能产生ATP的部位是线粒体和叶绿体类囊体薄膜
B.该植物光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO2
C.CAM途径的出现,可能与植物适应干旱条件有关
D.若下午突然降低外界CO2浓度,C3的含量突然减少
【答案】AD
【分析】植物在光照条件下进行光合作用,光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,产生ATP和NADPH,同时释放氧气,ATP和NADPH用于暗反应阶段三碳化合物的还原,细胞的呼吸作用不受光照的限制,有光、无光都可以进行,为细胞的各项生命活动提供能量。
【详解】A、在晴朗的白天,植物既能进行光合作用,还可以进行呼吸作用,因此叶肉细胞能产生ATP的部位是叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体,A错误;
B、该植物夜晚气孔开放,将CO2固定于苹果酸,并储存在液泡中;白天气孔关闭,苹果酸运出液泡后放出CO2,供叶绿体的暗反应利用,同时细胞呼吸产生的CO2也能用于暗反应,B正确;
C、CAM植物白天气孔关闭,能够减少水分的散失,白天也能利用夜晚吸收的CO2进行光合作用,因此对于植物适应干旱有帮助,C正确;
D、由于该植物白天气孔关闭,植物不吸收CO2,而是利用苹果酸运出液泡后放出CO2进行光合作用,所以下午突然降低外界的CO2浓度,其暗反应不受影响,即C3的含量不受影响,短时间内不变,D错误。
故选AD。
48.(23-24高一上·江苏镇江·期末)植物学家茨维特将植物色素提取液装入含有碳酸钙粉末的层析柱中,并用层析液自上而下淋洗,出现如图所示的实验结果。下列叙述错误的有( )
A.层析柱中CaCO3可固定并保护色素
B.条带1中的色素主要吸收蓝紫光
C.条带2和3中色素的颜色是黄色和蓝绿色
D.条带4中的色素在层析液中溶解度最大
【答案】BC
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验:
①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
③各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
④结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
2、色素的作用: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。
【详解】A、碳酸钙的作用是防止研磨中色素被破坏,A正确;
B、各色素随层析液扩散速度不同,溶解度大,扩散速度快,溶解度小,扩散速度慢,4条色带分别是:1叶绿素b、2叶绿素a、3叶黄素、4胡萝卜素,叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,B错误;
C、条带2是叶绿素a,条带3是叶黄素,颜色分别是蓝绿色、黄色,C错误;
D、条带4是胡萝卜素,溶解度最大,扩散速度快,D正确。
故选BC。
49.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图表示细胞中与水分子代谢有关的生理过程,相关叙述正确的是( )
A.属于生物膜系统的结构有甲、乙、丙
B.结构甲产生的H2O中的氢来自于葡萄糖和水
C.图甲和图乙过程中都伴随着ATP的合成
D.结构丁上合成多肽链时生成的水分子数等于氨基酸数
【答案】ABC
【分析】据图判断:甲为线粒体,乙为叶绿体,丙为粗面型内质网。
【详解】A、生物膜系统细胞膜、细胞核膜以及细胞器膜等结构构成,甲为线粒体膜,乙为叶绿体膜,丙为粗面型内质网膜,A正确;
B、结构甲为线粒体,其产生的H2O中的氢来自于葡萄糖和水,B正确;
C、结构甲表示的是有氧呼吸的第三阶段,有ATP的合成,图乙结构中发生的是光合作用的光反应阶段,有ATP的合成,C正确;
D、丁为核糖体,氨基酸脱水缩合形成多肽链,生成的水分子数目等=肽键数=氨基酸数-肽链条数,D错误。
故选ABC。
50.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下图是光合作用和细胞呼吸过程中物质变化示意图,①②③④代表相关过程,有关叙述正确的是( )
A.人体细胞产生CO2的过程只能来自②
B.酵母菌是兼性厌氧型生物,可以发生②④过程
C.通过①过程光能最终转变成有机物中稳定的化学能
D.③④过程释放的能量少,是因为大部分能量以热能形式散失掉了
【答案】ABC
【分析】分析题图:①过程表示光合作用,②表示有氧呼吸,③为乳酸型无氧呼吸,④为酒精型无氧呼吸
【详解】A、人体能进行有氧呼吸和乳酸型无氧呼吸,人体细胞产生CO2的过程只能来自②有氧呼吸,A正确;
B、酵母菌是兼性厌氧型生物,既可以进行有氧呼吸也可以进行酒精型无氧呼吸,可以发生②有氧呼吸和④酒精型无氧过程,B正确;
C、①过程表示光合作用的过程,可将光能转化为有机物中稳定的化学能,C正确,
D、③为乳酸型无氧呼吸,④为酒精型无氧呼吸,③④过程释放的能量少,是因为大部分能量储存在酒精和乳酸中,D错误。
故选ABC。
51.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的关系图,下列说法正确的是( )
A.当光照强度<A时,光合速率>呼吸速率
B.当光照强度=A时,呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2
C.当光照强度在A与B之间时,植物叶片需从周围环境中吸收CO2
D.B点以后,限制光合作用的因素包括光照强度、温度、CO2浓度等
【答案】BC
【分析】据图分析:A点为光补偿点,此时光合速率=呼吸速率;B点为光饱和点,此时限制光合作用的因素不再是光照强度,而是温度、CO2浓度等。
【详解】A、当光照强度<A时,光合速率<呼吸速率,A错误;
B、当光照强度=A时,光合速率=呼吸速率,故呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2,B正确;
C、当光照强度在A与B之间时,光合速率>呼吸速率,植物叶片需从周围环境中吸收CO2,C正确;
D、B点以后,限制光合作用的因素不再是光照强度,而是温度、CO2浓度等,D错误。
故选BC。
52.(22-23高一下·江苏盐城·期末)发菜是一种能进行固氮作用的蓝细菌,富含蛋白质以及钙、铁等无机盐,含有大量的叶绿素、藻蓝素以及蓝藻蛋白,可以食用,蒸煮、凉拌皆可。下列有关说法正确的是( )
A.与凉拌相比,蒸煮后发菜中的蛋白质更容易被消化 B.食用发菜对贫血和抽搐有一定的预防作用
C.发菜和菠菜中参与光合作用的色素的种类不完全相同 D.发菜细胞内含有4种核苷酸和2种五碳糖
【答案】ABC
【分析】发菜是一种能进行固氮作用也能进行光合作用的蓝细菌,由原核细胞构成。与真核细胞相比,原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色质;没有复杂的细胞器(只有核糖体一种细胞器);含有细胞膜、细胞质;其遗传物质是DNA。
【详解】A、高温可以使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,因此蒸煮后发菜中的蛋白质更容易被消化,A正确;
B、人体血液中的钙离子含量太低时,会出现抽搐等症状;缺铁时,血红蛋白合成受到影响,易发生贫血,而发菜中富含蛋白质以及钙、铁等无机盐,所以食用发菜有利于预防抽搐和贫血,B正确;
C、发菜属于蓝细菌,为原核生物,参与光合作用的色素为叶绿素和藻蓝素;菠菜为真核生物,含有的光合色素为叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b,C正确;
D、发菜为细胞生物,其含有两种核酸—DNA和RNA,即其细胞内含有2种核酸、8种核苷酸和2种五碳糖(核糖和脱氧核糖),D错误。
故选ABC。
53.(22-23高一下·江苏盐城·期末)在封闭的温室内栽种蔬菜。下列能提高蔬菜产量的措施是( )
A.增施有机肥 B.提高O2浓度
C.适当提高CO2浓度 D.夜间适当减低温度
【答案】ACD
【分析】影响光合作用的外部因素因素包括光照(包括光照强度、光照时间长短、光质等)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)、矿质元素和水等。内部因素主要包括植物自身含有的光合色素含量、与光合作用有关的酶的活性等。
影响呼吸作用的主要因素:①温度:通过影响呼吸作用相关酶的活性来影响呼吸作用;②O2浓度:在一定范围内,有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强,O2抑制无氧呼吸的进行;③CO2浓度:CO2的浓度增加对呼吸作用有明显的抑制效应。
【详解】A、增施有机肥,有利于植物光合作用积累有机物,进而提高蔬菜产量,A正确;
B、一定范围内,提高O2浓度会使植物呼吸作用增强,消耗有机物增多,不利于蔬菜增产,B错误;
C、CO2是光合作用的原料,适当提高CO2浓度可以促进植物光合作用积累有机物,有利于蔬菜增产,C正确;
D、夜间降低温度,可以降低呼吸作用,减少有机物消耗,有利于蔬菜增产,D正确。
故选ACD。
54.(22-23高一上·江苏泰州·期末)下图为植物叶肉细胞代谢的部分过程,①-⑦为相关生理过程,其中O2在类囊体腔内产生。下列叙述正确的是( )
A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③
B.②的进行受到⑤⑥过程的影响
C.图中③过程产生的O2用于过程⑥要穿过5层膜
D.蓝细菌中发生过程④的场所是叶绿体基质
【答案】ABC
【分析】由图分析,图中过程①为被动运输,②为主动运输,③为光合作用光反应,④为光合作用暗反应,⑤为有氧呼吸(无氧呼吸)第一阶段,⑥为有氧呼吸第二、三阶段,⑦为(酒精)无氧呼吸第二阶段。
【详解】A、Mg为叶绿素组成成分,缺Mg直接影响光合作用光反应,A正确;
B、有氧呼吸为主动运输提供能量,因此会影响主动运输,B正确;
C、光反应产生的O2被细胞呼吸利用要穿过5层膜,分别是1层类囊体薄膜、2层叶绿体膜、2层线粒体膜,在线粒体内膜上利用,C正确;
D、蓝细菌无叶绿体,发生光合作用暗反应的场所是细胞质基质,D错误。
故选ABC。
55.(22-23高一上·江苏连云港·期末)利用A、B两种方法提取色素并测定叶绿素含量,过程如图。下列有关叙述正确的是( )
A.方法A中的“?”代表的是CaCO3,加入该成分可以防止叶绿素被破坏
B.方法A、B中,获得的滤液和上清液应用提取剂定容后再测定叶绿素的含量
C.如果要分离提取剂中的色素,可以采用纸层析法
D.如果方法B提取的色素含量高,只是因为液氮处理能充分破碎细胞
【答案】ABC
【分析】叶绿体色素提取的原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂,所以可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。
【详解】A、方法A中,加石英砂的目的是有助于研磨,使研磨更充分,同时还应添加一定量的碳酸钙以防止研磨过程中叶绿素被破坏,故“?”代表的是碳酸钙,A正确;
B、方法A、B中,研磨后需静置一段时间的原因是使色素充分溶解在提取液中,以便于充分提取色素;另外,获得的滤液和上清液应用提取剂定容后测定并计算叶绿素含量,B正确;
C、色素分离原理是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,溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢,可以根据该原理采用纸层析法分离提取剂中的色素,C正确;
D、如果方法B提取色素较好,可能是由于液氮处理能充分破碎细胞释放叶绿素;或温度低能降低叶绿素的分解;或离心能减少叶绿素的损失等,D错误。
故选ABC。
56.(22-23高一上·江苏南通·期末)下图为某叶肉细胞中两种细胞器之间的部分物质代谢途径,相关叙述正确的是( )
A.甲和乙均具有能量转换的功能
B.甲和乙中都有扩大膜面积的结构
C.催化生成O2的酶分布在甲的基质中
D.乙生成的ATP可参与甲中的暗反应
【答案】ABD
【分析】据图分析:甲是叶绿体,乙是线粒体。
【详解】A、甲是叶绿体,可以将光能转换成有机物中的化学能;乙是线粒体,可以将有机物中的化学能转化成热能和ATP中活跃的化学能,A正确;
B、叶绿体内有众多的基粒和类囊体,极大地扩展了膜面积;线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加,B正确;
C、光反应阶段产生O2,发生的场所是叶绿体类囊体薄膜上,催化生成O2的酶分布在叶绿体类囊体薄膜上,C错误;
D、据图可知,乙产生的ATP能进入叶绿体,乙生成的ATP可参与甲中的暗反应,D正确。
故选ABD。
三、非选择题
57.(23-24高一上·江苏徐州·期末)草莓是人们普遍喜爱的水果之一。图1表示草莓叶肉细胞内的部分代谢途径。①~⑤表示过程,甲~丁表示物质。图2表示遮阴处理对草莓叶片净光合速率的影响。请回答下列问题:
(1)图1中甲是 ,丙是 。
(2)图1中①-⑤发生在生物膜上的有 。③-⑤产生ATP最多的是 。
(3)图2中,对照组草莓11:00时净光合速率明显较低,其原因是 ,CO2吸收量减少,直接导致图1中 (从①~⑤中选填)速率减慢。
(4)实验时间段内遮阴组光合积累总量显著低于对照组,其直接原因有 导致固定CO2量减少,合成的有机物较少。
(5)若草莓植株遭到水淹,根细胞被迫在 (填场所)中进行无氧呼吸,产生 造成烂根。
【答案】(1) ATP、NADPH 丙酮酸
(2) ①⑤ ⑤
(3) 部分气孔关闭 ②
(4)遮阴后光照减弱,导致光反应减弱,为暗反应提供的ATP、NADPH减少,固定CO2量减少,合成的有机物较少
(5) 细胞质基质 酒精(C2H5OH)
【分析】据图分析:甲表示ATP、NADPH,乙表示CO2,丙表示丙酮酸,丁表示O2。过程①是光反应阶段,过程②是暗反应阶段,过程③是有氧呼吸第二阶段,过程④是有氧呼吸第一阶段,过程⑤是有氧呼吸第三阶段。
【详解】(1)过程①需要光,所以过程①是光反应阶段,过程①为过程②暗反应阶段提供甲,所以甲表示ATP、NADPH。过程④是有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中;故丙为丙酮酸。
(2)过程①是光反应阶段,发生在类囊体薄膜上;过程②是暗反应阶段,发生在叶绿体基质中;过程③是有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中;过程④是有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中;过程⑤是有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上。所以发生在生物膜上的过程有①⑤。⑤是有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,该阶段释放的能量最多,产生的ATP也最多。
(3)图2中,对照组草莓11:00时,此时净光合速率明显较低,其原因是部分气孔关闭,CO2吸收量减少,CO2参与暗反应阶段,所以直接导致图1中过程②速率减慢。
(4)实验时间段内遮阴组光合积累总量显著低于对照组,共原因主要是遮阴后光照减弱,导致光反应减弱,为暗反应提供的ATP、NADPH减少,固定CO2量减少,合成的有机物较少。
(5)植物细胞无氧呼吸的场所为细胞质基质,故若草莓植株遭到水淹,根细胞被迫在细胞质基质中进行无氧呼吸,产生酒精造成烂根。
58.(23-24高一上·江苏南京·期末)图表示某植物叶肉细胞中发生的光合作用过程,图中I、Ⅱ表示相应的阶段,A、B、C表示物质。某研究小组探究光照强度对该植物光合作用的影响,测定结果如下表所示。回答下列问题:
光照强度(lx)
0
100
150
300
900
1500
O2释放速率(μmol·m-2·s-1)
-5
-2
3
8
10
10
(1)上图中吸收光能的光合色素分布在叶绿体中的 上,I阶段产生的A和C分别是 ,I阶段产生NADPH可用于Ⅱ阶段中的 (填相关反应)。
(2)据表分析,当光照强度为1001x时,植物氧气释放速率仍为负值,原因是 ;当光照强度超过9001x时,植物光合速率不再增加,造成这种现象的主要外界因素可能是 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 O2和ATP C3的还原/三碳化合物的还原
(2) 植物细胞呼吸的速率大于光合作用的速率 CO2的浓度(不足)、温度
【分析】图表示某植物叶肉细胞中发生的光合作用过程,图中I阶段为光反应阶段,发生在叶绿体类囊体薄膜上,图中Ⅱ阶段为暗反应阶段,发生在叶绿体基质中。A是水的光解产生的O2,B是CO2与C5反应的产物C3(三碳化合物),C是由ADP和Pi合成的ATP。
【详解】(1)据分析可知,上图中吸收光能的光合色素分布在叶绿体中的类囊体薄膜上,I阶段(光反应)产生的A是水的光解产生的O2,C是由ADP和Pi合成的ATP,I阶段(光反应)产生的NADPH可用于Ⅱ阶段(暗反应)中的C3的还原。
(2)据表分析,当光照强度为1001x时,植物氧气释放速率仍为负值,原因是此时植物的呼吸作用消耗的氧气多于光合作用产生的氧气,即植物细胞呼吸的速率大于光合作用的速率;当光照强度超过9001x时,再增大光合作用强度,植物光合速率也不再增加,说明此时光照强度不是限制光合作用强度的因素,因此造成这种现象的主要外界因素可能是CO2的浓度(不足)或温度(偏高或偏低)。
59.(23-24高一上·江苏扬州·期末)下图为光合作用基本过程示意图,①、②表示细胞结构,A、B、C代表光合作用的物质,请结合图解回答下列问题:
(1)①结构上发生的生理过程是 ,为暗反应过程提供的A、B物质依次为 。
(2)②代表的细胞结构是 。14CO2进入叶绿体后,首先能检测到含14C的有机物是 。
(3)图中物质C是 ,叶肉细胞中叶绿体产生的C,将在 (结构)上被利用。
【答案】(1) 光反应 NADPH和ATP
(2) 叶绿体基质 C3
(3) O2 线粒体内膜
【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜,包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质,包括CO2的固定和C3的还原。
2、将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH,光反应的产物是ATP、NADPH、O2。
【详解】(1)①为类囊体薄膜构成的基粒,其上发生的为光反应,该过程为暗反应提供A为NADPH,B为ATP。
(2)②是叶绿体基质,根据卡尔文循环可知,14CO2进入叶绿体后,先进性CO2的固定,首先能检测到含14C的有机物是C3。
(3)图中C是光反应产生的O2,O2将在有氧呼吸过程中,线粒体内膜上被利用。
60.(23-24高一上·江苏·期末)光照条件下,高等植物的叶肉细胞可同时发生光合作用和呼吸作用,下图为光合作用和有氧呼吸的过程示意图,其中序号①⑥表示不同的生理过程,A~G表示相关物质。请回答下列问题:
(1)过程③为 ;该反应的发生离不开光反应为其提供的ATP和[A] 。
(2)突然降低环境中的CO2,短时间内B的含量变化为 。
(3)过程④和⑤均可产生E,E为 。
(4)除过程①外,图中能产生ATP的生理过程还有 。
【答案】(1) C3的还原 NADPH
(2)降低
(3)NADH
(4)④⑤⑥
【分析】分析图可知,图中①表示光反应阶段,②表示CO2的固定,③表示C3的还原,④表示有氧呼吸的第一阶段,⑤表示有氧呼吸的第二阶段,⑥表示有氧呼吸的第三阶段,其中A表示NADPH,B表示C3,C表示C5,D表示丙酮酸,E表示NADH(或[H]),F表示CO2,G表示H2O,据此答题即可。
【详解】(1)分析图可知,③表示C3的还原,该反应的发生离不开光反应为其提供的ATP和[A]NADPH。
(2)突然降低环境中的CO2,短时间会使C3的来源减少,但去路不变,所以C3的含量会降低。
(3)④表示有氧呼吸的第一阶段,⑤表示有氧呼吸的第二阶段,均可以产生E表示NADH(或[H])。
(4)有氧呼吸三个阶段都可产生ATP,所以除过程①外,图中能产生ATP的生理过程还有④有氧呼吸第一阶段,⑤有氧呼吸第二阶段,⑥有氧呼吸第三阶段。
61.(23-24高一上·江苏·期末)下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图,其中①~⑤为生理过程,a~i为物质名称。请据图回答:
(1)在光下,能够产生ATP的过程有 (填图中数字),过程①发生的场所是 ,过程①为过程②提供 (填名称),用于②中 。
(2)物质a是 ,过程②中有CO2与C5反应生成C3,这一过程叫做CO2的 。
(3)若将该植物从光照条件下突然移到黑暗处,则在短时间内物质d的含量将会 ,f的含量将会 。
(4)细胞呼吸的实质是 ,物质i是 ,过程③发生的场所是 ,在无氧条件下,该细胞呼吸作用的产物为 。
【答案】(1) ①③④⑤ 类囊体薄膜 NADPH和ATP C3的还原
(2) 光合色素 固定
(3) 减少 增加
(4) 有机物氧化分解,释放能量 丙酮酸 细胞质基质 酒精和CO2
【分析】根据图示进行判断:图中①代表光反应,②代表暗反应,③代表有氧呼吸第一阶段,④代表有氧呼吸第二阶段,⑤代表有氧呼吸第三阶段。a光合色素,bO2,c NADPH,d ATP ,e ADP ,f C3,g C5,h CO2,i丙酮酸。
【详解】(1)上述①~⑤过程中,能够产生ATP的过程是①光反应、③有氧呼吸第一阶段、④有氧呼吸第二阶段、⑤有氧呼吸第三阶段。①代表光反应,发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。①代表光反应,②代表暗反应,光反应可为暗反应C3的还原提供NADPH和ATP。
(2)物质a为光合色素,②暗反应阶段包括CO2的固定和C3的还原,中有CO2与C5反应生成C3,这一过程叫做CO2的固定。
(3)由图可知,d为ATP,f为C3,若将该植物从光照条件下突然移到黑暗处,则光反应产生的NADPH和ATP供应不足,导致f(C3)还原受阻,而CO2固定形成C3的速率不变,所以f(C3)含量增加,d(ATP)含量减少。
(4)细胞呼吸的实质是有机物氧化分解,释放能量。由图可知,物质i是有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸,过程③是有氧呼吸第一阶段,反应场所是细胞质基质。在无氧条件下,叶肉细胞的产物是酒精和CO2。
62.(23-24高一上·江苏无锡·期末)下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的图解,其中A~D表示相关过程,a~e表示有关物质,请据图回答问题:
(1)表示呼吸作用第一阶段的是图中 (填图中字母)。
(2)光合作用的完整过程应包括图中的 (填图中字母)。
(3)细胞中C过程进行的场所是 。
(4)搭建小型塑料棚种植蔬菜,恰遇阴雨连绵,可采取 等措施,确保蔬菜有机物的积累。
【答案】(1)D
(2)A和B
(3)线粒体基质和线粒体内膜
(4)补光、控温
【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,图中A是光反应,在叶绿体的类囊体薄膜上进行,其中进行水的光解,产生[H]和ATP,图中B是暗反应,在叶绿体基质中进行。D为有氧呼吸第一阶段,在细胞质基质中进行,C是有氧呼吸第二、三阶段,在线粒体中进行。
【详解】(1)分析题图,D发生葡萄糖分解丙酮酸,为有氧呼吸第一阶段。
(2)光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,图中A是光反应,在叶绿体的类囊体薄膜上进行,其中进行水的光解,产生[H]和ATP,图中B是暗反应,在叶绿体基质中进行,故光合作用的完整过程应包括图中的A和B。
(3)C发生丙酮酸彻底分解成c二氧化碳和a水,是有氧呼吸第二、三阶段,在线粒体基质和线粒体内膜中进行。
(4)阴雨连绵的天气,光合作用较弱,为了利于有机物的积累,应该降低植物的呼吸作用,因此可以采取适当降低温度的措施,抑制DC (有氧呼吸)过程,减少有机物的消耗,或者补光,提高光合速率,增加有机物的合成。
63.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下图是光合作用和细胞呼吸的示意图,请据图回答问题:
、
(1)图中A、B、C、D四个生理过程中,A是 作用,B是 ,人体肌细胞缺氧时能够暂时进行的是 (A/B/C/D)。
(2)A生理过程中,水在光下分解的部位是叶绿体的 上,二氧化碳的固定发生在暗反应阶段需要细胞中 参与。此阶段需要光反应提供的物质是 、 。
(3)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,在有氧条件下,细胞呼吸的主要场所是 ,在无氧条件下,细胞呼吸的场所是 ,C过程释放出少量能量,大部分能量存留在 中。
(4)D过程释放的能量 (填“大于、小于或等于”)B生理过程释放的能量。
(5)在夏季的植物体中,A、B、C、D四个生理过程数量之间的关系正确的是( )
A.A<B+C+D B.A>B+C+D C.A=B+C+D D.无法确定
【答案】(1) 光合 有氧呼吸 D
(2) (基粒)类囊体膜 酶
NADPH ATP
(3) 线粒体 细胞质基质 酒精(C2H5OH)
(4)小于
(5)B
【分析】题图分析:A是光合作用,B是有氧呼吸过程,C、D是无氧呼吸。
【详解】(1)A过程可利用CO2和水合成葡萄糖,为光合作用;B能将葡萄糖分解为CO2和水,是有氧呼吸过程;人体肌细胞缺氧时能够暂时进行的是产生乳酸的无氧呼吸,即D过程。
(2)A生理过程中,水在光下分解是光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,二氧化碳的固定发生在暗反应阶段,该过程需要细胞中的酶参与;暗反应阶段需要光反应提供的NADPH和ATP用于C3的还原。
(3)在有氧条件下,细胞呼吸的场所是细胞质基质(有氧呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸的第二、第三阶段);在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,场所是细胞质基质;C过程释放出少量能量,大部分能量存留在酒精中。
(4)无氧呼吸是将有机物不彻底的氧化分解,释放少量的能量,有氧呼吸是将有机物彻底氧化分解,释放大量能量,因此D无氧呼吸释放的能量小于B有氧呼吸释放的能量。
(5)在夏季的植物体中,净光合速率大于0,存在有机物的积累,因此A、B、C、D四个生理过程数量之间的关系为A﹥B+C+D,即B正确,ACD错误。
故选B。
64.(22-23高一上·江苏盐城·期末)图甲~丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题:
(1)图甲~丁中,实验操作步骤的先后顺序是 (填序号)。
(2)图中试剂a、b分别代表的是 、 。
(3)步骤丙中,滤纸条上出现四条色素带,那么最宽的色素带的色素名称是 。
(4)在该实验的操作过程中,有同学按下列方法操作,其中不合理的有 (在a~d中选择填空)。
a.用蒸馏水替代无水乙醇提取色素 b.在充分研磨叶片后立即加入碳酸钙
c.用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液 d.沿铅笔线连续数次画滤液细线
【答案】(1)乙、丁、甲、丙
(2) 无水乙醇 层析液
(3)叶绿素a
(4)abcd
【分析】色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质,色素的提取常采用菠菜为原料,光合色素是脂溶性的,因此色素的提取和分离都采用有机溶剂(无水乙醇)。色素提取和分离的主要步骤为:研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。图中甲为画滤液细线,乙为加入无水乙醇研磨,丙为纸层析法分离,丁为过滤获得滤液。滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】(1)图中甲为画滤液细线,乙为加入无水乙醇研磨,丙为纸层析法分离,丁为过滤获得滤液,实验操作步骤的先后顺序是乙、丁、甲、丙。
(2)提取色素原理是色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水乙醇等提取色素。试剂a为无水乙醇;分离色素原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,因此,试剂b是层析液。
(3)滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),那么最宽的色素带的色素名称是叶绿素a。
(4)a、色素为脂溶性,不溶于水,a错误;
b、碳酸钙可以保护叶绿素不被细胞中的有机酸溶解,需要在研磨时加入,b错误;
c、定性滤纸过滤,会让色素等吸附在滤纸上,导致实验现象不明显,c错误;
d、沿铅笔线数次画滤液细线可以增大色素附着量,但连续画可能会使色素扩散,导致起点不一致,影响实验结果的观察,应该等吹干了再画,不能连续划线,d错误。
故选abcd。
65.(22-23高一上·江苏南京·期末)图1是叶肉细胞中两种细胞器间的气体转移图解,其中a~f表示气体。图2是甲、乙两种植物CO2吸收速率随光照强度变化而变化的曲线(其他条件相同且适宜)。据图回答:
(1)图1中d是 ,a产生的场所是 。
(2)图1所示过程 (填“能”或“不能”)发生在植物根尖细胞中。
(3)图2中B点时,乙植物的光合作用强度 (填“>”或“=”或“<”)细胞呼吸强度。
(4)图2中,光照强度大于D点时,乙的光合作用强度大于甲的光合作用强度,导致这种差异的因素有 。
【答案】(1) CO2 类囊体薄膜
(2)不能
(3)=
(4)乙的色素含量更多,与光合作用的酶的数量和活性更高
【分析】光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示,具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。
【详解】(1)图1中左边是叶绿体,右边是线粒体,d是线粒体产生的CO2;a是O2,产生于叶绿体的类囊体薄膜。
(2)图1左边为叶绿体,可以进行光合作用,而根尖细胞中无叶绿体,因此无法进行图1过程。
(3)图2中B点时,乙植物的净光合速率等于0,光合作用强度等于呼吸作用强度。
(4)图2中,光照强度大于D点时,乙的光合作用强度大于甲的光合作用强度,光强度不再是限制因素,其他条件相同且适宜,因此可能的原因是植物本身的差异,如乙的色素含量更多,与光合作用的酶的数量和活性更高等。
66.(22-23高一上·江苏泰州·期末)下图为某种细胞的亚显微结构示意图,据图回答:
(1)若用磷脂酶处理该细胞,则被破坏的结构有 (填序号)。
(2)在发生质壁分离的过程中,②中的细胞液浓度 (减小、增大)。
(3)在色素的提取与分离实验中,必须充分研磨破坏图中 (填中文名称)的结构,用 (填试剂名称) 提取色素,分离色素的方法是 。
【答案】(1)①②④⑥⑦
(2)增大
(3) 细胞壁、叶绿体 无水乙醇 纸层析法
【分析】分析题图:①为线粒体,②为液泡,③为细胞质基质,④为叶绿体,⑤为核仁,⑥为核膜,⑦为高尔基体。
【详解】(1)磷脂酶能水解磷脂分子,破坏生物膜结构,图中含有膜结构的是①线粒体,②液泡,④叶绿体,⑥为核膜,⑦高尔基体,故若用磷脂酶处理该细胞,则被破坏的结构有①②④⑥⑦。
(2)当外界溶液浓度高于细胞液浓度时,植物细胞发生质壁分离,该过程中水分子不断从液泡外流至外界溶液,故②液泡中的细胞液浓度增大,吸水能力增强。
(3)光合色素位于植物细胞的叶绿体内,另外植物细胞的细胞壁对细胞具有保护作用,故应先充分研磨破坏细胞壁和叶绿体,释放其中的光合色素,因为光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂,故可用无水乙醇提取色素,再用纸层析法分离色素。
67.(22-23高一上·江苏苏州·期末)为研究大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的变化,某研究小组在25°C.黑暗等条件下进行相关实验,测定的数据结果如下图1所示。请回答下列问题。
(1)图1中可溶性糖含量在第1至9天内的变化是 。为验证第5天可溶性糖中含有还原糖,可在大豆提取液中加入 试剂,经水浴处理后可看到 现象。
(2)据图1推测,在种子萌发和生长过程中,糖类和蛋白质之间的主要转化关系是
(3)如果在同样条件下继续培养,预测图1三条曲线的最终变化趋势是 ,原因是黑暗条件下不能通过 合成有机物,而 消耗有机物。
(4)为检测大豆种子发芽过程中蛋白质的含量变化,可在不同发芽阶段的大豆提取液中加入 ,并比较不同阶段提取液的颜色变化。
(5)欲探究高温煮沸的大豆种子提取液能否发生题(4)的颜色反应,设计了如下图2的实验。在1~3号试管中分别加入相应的溶液和检测试剂,观察试管内颜色变化。
①本实验的对照组是 。
②预测试管3中的颜色变化是 ,理由是 。
【答案】(1) 先增多,然后保持相对稳定 斐林 砖红色沉淀
(2)糖类转化为蛋白质
(3) 降低 光合作用 呼吸作用
(4)双缩脲试剂
(5) 试管1和试管2 由蓝色变为紫色 加热仅破坏蛋白质的空间结构,没有破坏肽键,仍能与双缩脲试剂发生颜色反应
【分析】1、据图1分析可知,在大豆种子的萌发过程中可溶性糖的含量先增加,然后是保持相对稳定,总糖含量是不断下降的,而蛋白质含量在增加,说明糖类在种子的萌发过程中转化为蛋白质。
2、鉴定还原糖可用斐林试剂,鉴定蛋白质可用双缩脲试剂。
【详解】(1)据图1可知,可溶性糖含量在第1至9天内的变化是先增加,然后是保持相对稳定。鉴定还原糖可用斐林试剂,经水浴加热处理后可观察到砖红色沉淀。
(2)在种子萌发和生长过程中,总糖含量是不断下降的,而蛋白质含量在增加,说明糖类在种子的萌发过程中转化为蛋白质。
(3)黑暗条件下不能通过光合作用合成有机物,而呼吸作用却在消耗有机物,如果在同样条件下继续培养,预测图1三条曲线的最终变化趋势是下降。
(4)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,为检测大豆种子发芽过程中蛋白质的含量变化,可在不同发芽阶段的大豆提取液中加入双缩脲试剂,并比较不同阶段提取液的颜色变化。
(5)实验组是根据实验目特殊设计的,探究高温煮沸的大豆种子提取液能否发生紫色反应,试管3为实验组,对照组是自然地,可知试管1和试管2为对照组。3组高温破坏蛋白质的空间结构,但是对肽键没有影响,蛋白质仍然可与双缩脲试剂发生紫色反应,颜色变化由蓝色变为紫色。
68.(22-23高一上·江苏盐城·期末)分析下面光合作用过程示意图及影响光合作用因素的曲线图,回答问题:
(1)甲图中,I 过程的名称是 阶段,在 进行, Ⅱ过程的名称是 阶段,在 中进行。I 过程 为Ⅱ过程提供 ATP 和 等物质。B 物质代表 。
(2)乙图所示为光照强度对两种植物光合作用的影响。据图分析,植物 1 和植物 2 这两种植物呼吸作用较弱的是 。
(3)乙图中当光照强度为p 时,植物 2 叶肉细胞中可以产生 ATP 的细胞器是 。若光照强度突然由r 变为 q,则短时间内植物 1 叶肉细胞中 C3化合物的含量会 。
(4)当光照强度为 q 时,植物 2 在 1h 内固定的 CO2的量为 mmol。
【答案】(1) 光反应 类囊体薄膜 暗反应 叶绿体基质 [H] C3
(2)植物2
(3) 线粒体和叶绿体 增多
(4)3
【分析】甲图表示光合作用过程,其中的A为[H],B为三碳化合物(C3),C为五碳化合物(C5),D为糖类;I过程是光反应阶段,II过程是暗反应阶段。乙图纵坐标所示的CO2吸收量表示净光合速率,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率;p、q分别表示植物2、植物1的光补偿点(光合速率与呼吸速率相等时的光照强度),q、r分别表示植物2、植物1的光饱和点(光合速率达到最大值时的最小光照强度)。
【详解】(1)分析甲图可知:I过程是光反应阶段;光反应在叶绿体的类囊体膜上进行;II过程所示的暗反应阶段;暗反应在叶绿体基质中进行。光反应为暗反应提供[H]和ATP等物质;B物质代表C3(化合物),是C5与CO2反应生成。
(2)在乙图中,光照强度为零时的纵坐标所对应的数值表示呼吸速率。因植物1的呼吸速率高于植物2,所以这两种植物呼吸作用较弱的是植物2。
(3)乙图中当光照强度为p时,植物2的净光合速率为零,此时光合速率与呼吸速率相等,因此叶肉细胞中可以产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体;若光照强度突然由r变为q,即光照强度突然由强变弱,则光反应立即减弱,生成的ATP和[H]减少,导致暗反应中C3的还原过程减弱,而短时间内CO2和C5结合形成C3的固定过程仍在进行,所以短时间内植物1叶肉细胞中C3化合物的含量会增多。
(4)当光照强度为q时,植物2的净光合速率=2 mmol/h,呼吸速率=1 mmol/h,因此植物2在1h内固定的CO2的量=实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=2+1=3(mmol)。
69.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下图表示叶肉细胞(源)中合成的蔗糖,经质膜上的蔗糖载体进入质外体,在H+梯度的驱动下,质膜外的质子-蔗糖共转运体将质外体中蔗糖运进普通伴胞,然后经胞间连丝进入筛管,最终输送到果实(库)等器官,请回答:
(1)光反应阶段水被分解为氧和H+,H+与氧化型辅酶II结合生成 。推测图中的PGA是 碳化合物。
(2)已知叶肉细胞内的蔗糖浓度高于细胞外,过程①蔗糖跨膜运输的方式是 ,过程②中蔗糖进入普通伴胞的直接动力来自于 。过程③H+-ATP酶的功能是 。
(3)蔗糖经过过程④水解成己糖(六碳糖),己糖首先分解为 然后进入线粒体氧化分解,最终在 上产生大量ATP。
(4)已知叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。如将果实摘除后,叶片的光合速率将 。
【答案】(1) NADPH/[H] 三
(2) 协助扩散 膜两侧的H+浓度差 运输H+、催化ATP水解
(3) 丙酮酸 线粒体内膜
(4)下降
【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的形成,暗反应包括二氧化碳的固定和C3的还原。
有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质基质中进行,第二三阶段在线粒体中进行。
【详解】(1)光反应阶段包括水的光解和ATP的形成,其中水被分解为氧和H+,H+与氧化型辅酶II结合生成NADPH([H])。图中CO2与C5生成PGA,由此推测,PGA为C3(三碳化合物)。
(2)叶肉细胞内的蔗糖浓度高于细胞外,过程①蔗糖跨膜运输为顺浓度梯度,需要载体,为协助扩散。叶肉细胞(源)中合成的蔗糖,经质膜上的蔗糖载体进入质外体,在H+梯度的驱动下,质膜外的质子-蔗糖共转运体将质外体中蔗糖运进普通伴胞,说明过程②中蔗糖进入普通伴胞的直接动力来自于膜两侧的H+浓度差。由图可知,H+-ATP酶既有运输H+的功能,又有催化ATP水解的功能。
(3)己糖需分解为丙酮酸后才能进入线粒体氧化分解,最终在有氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜上)产生大量ATP。
(4)叶片中光合产物的积累会抑制光合作用,叶片摘除后,光合产物不能正常运出,导致光合产物积累,光合速率下降。
一、单选题
1.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将某种植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响,实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标,实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是( )
温度(℃)
20
25
30
35
40
45
光照下叶绿体CO2吸收总量(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
黑暗中CO2释放量(mg/h)
0.60
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
A.昼夜不停地光照,温度为40℃时,最有利于有机物的积累
B.昼夜不停地光照,温度为45℃时,最有利于有机物的积累
C.每天交替进行12h光照12h黑暗,温度均保持在35℃条件下,能正常生长
D.每天交替进行12h光照12h黑暗,温度均保持在40℃条件下,能正常生长
【答案】C
【分析】光合作用分为两个阶段进行,在这两个阶段中,第一阶段是直接需要光的称为光反应,第二阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用是将CO2还原为糖的反应,且产生O2。呼吸作用是将糖类氧化成的反应,且消耗O2。本题植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量代表光合作用。光合作用与呼吸作用的差值,称为净光合作用。净光合速率大于0,有机物积累,可用于植物的生长发育繁殖。表中光照下叶绿体CO2吸收总量代表光合速率,黑暗中CO2释放量代表呼吸速率。
【详解】AB、由表可知,不同温度条件下植物的积累量分别为:0.4、0.5、1.5、1.75、1.5、0.5,因此昼夜不停地光照,温度为35℃时最有利于有机物的积累,A、B错误;
C、温度均保持在35℃条件下,12小时光照能积累的量可用1.75 mg/h ×12h=21mg表示,12小时黑暗消耗的量可用1.50 mg/h ×12h=18mg表示,该植物存在有机物的积累,能正常生长,C正确;
D、温度均保持在40℃条件下,12小时光照能积累的量可用0.5 mg/h ×12h=6mg表示,12小时黑暗消耗的量可用3.00mg/h ×12h=36mg表示,该植物不存在有机物的积累,所以不能正常生长,D错误。
故选C。
2.(23-24高一上·江苏盐城·期末)2022年,我国科学家提取菠菜中的类囊体,跨物种注射到衰退的动物细胞中,成功逆转细胞代谢状态。下列关于含有类囊体的动物细胞说法错误的是( )
A.能利用细胞本身产生的O2 B.不能利用CO2合成有机物
C.不能吸收、传递和转化光能 D.相比衰退细胞能产生更多ATP用于代谢
【答案】C
【分析】叶绿体和光反应:
(1)场所:叶绿体的类囊体薄膜上。
(2)条件:光照、色素、酶等。
(3)物质变化:叶绿体利用吸收的光能,进行水的光解,同时促成ADP和Pi发生化学反应,形成ATP。
(4)能量变化:光能转变为ATP中的活跃的化学能。
【详解】A、动物细胞含有类囊体后,可利用自身类囊体产生的氧气,A正确;
B、二氧化碳合成有机物发生在叶绿体基质,不能发生在类囊体,B正确;
C、类囊体发生光反应,可吸收、传递和转化光能,C错误;
D、类囊体会产生ATP,相对于衰退的细胞含有类囊体的动物能产生更多的ATP,D正确。
故选C。
3.(23-24高一上·江苏泰州·期末)下图表示绿色植物光合作用的过程,其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段,a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是( )
A.物质a表示的物质是NADH
B.物质a仅能为C3的还原提供能量
C.阶段Ⅱ发生的场所在叶绿体基质
D.阶段Ⅱ不需要光照也能持久进行
【答案】C
【分析】图中阶段I属于光合作用的光反应阶段,图中阶段Ⅱ属于光合作用的暗反应阶段,a表示NADPH,b表示ATP。
【详解】A、图中阶段I属于光合作用的光反应阶段,图中阶段Ⅱ属于光合作用的暗反应阶段,a表示NADPH,A错误;
B、物质a表示NADPH,光反应中,水的光解产生氧气和NADPH,NADPH可以为暗反应提供部分能量并作为C3的还原还原剂,B错误;
C、图中阶段Ⅱ属于光合作用的暗反应阶段,在叶绿体基质中进行,C正确;
D、图中阶段Ⅱ属于光合作用的暗反应阶段,需要光反应提供NADPH和ATP,D错误。
故选C。
4.(23-24高一上·江苏淮安·期末)下列相关措施中,有利于大棚内农作物增产的是( )
A.大幅提高种植密度,增加有机物的积累
B.增施有机肥,降低CO2浓度
C.夜间增设日光灯,延长光照时间
D.改用红色薄膜,增强光照
【答案】C
【分析】使农作物增产,可以从增强光合作用、降低呼吸作用的角度考虑。
【详解】A、大幅提高种植密度,减少光照,会降低光合作用速率,不利于有机物的积累,A错误;
B、增施有机肥,升高CO2浓度,B错误;
C、增设日光灯,可以提高光照强度,提高光合速率,延长光照时间,有利于光合作用积累有机物,C正确;
D、采用红色薄膜,会减少光照,会降低光合作用,不利于有机物的积累,D错误。
故选C。
5.(23-24高一上·江苏淮安·期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是( )
A.补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点右移
B.图甲30℃时,该植物固定CO2的速率为10mmol·cm-2·h-1
C.图甲40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能不断长高
D.图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素不同
【答案】B
【分析】据图分析:图甲中,实线表示吸收二氧化碳速率,为净光合作用速率,虚线为CO₂产生速率,表示呼吸作用速率,40℃时净光合速率等于呼吸速率为5。
图乙中,呼吸速率为2,处于光饱和点时,总光合作用为10。
【详解】A、D点为光补偿点,光合速率与呼吸速率相等的点,补充适量的Mg2+(Mg2+是叶绿素的必需成分)可能导致光合速率上升,所需的光照强度减弱,图乙中D点左移,A错误;
B、图甲中,实线表示吸收二氧化碳速率,为净光合作用速率,虚线为CO₂产生速率,表示呼吸作用速率,图甲30℃时,该植物固定CO2的速率为8+2=10mmol·cm-2·h-1,B正确;
C、图甲40℃条件下,龙血树净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物不会积累,植物不能生长,C错误;
D、图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度,D错误。
故选B。
6.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图为植物叶肉细胞光合作用过程示意图,甲、乙为叶绿体内的相关结构。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体具有双层膜
B.光合作用需要的色素只分布在甲上
C.光合作用需要的酶只分布在乙上
D.若突然停止光照,短时间内C3的含量会增加
【答案】C
【分析】图中的甲为基粒,由类囊体堆叠而成,乙为叶绿体基质。
【详解】A、叶绿体具有双层膜结构,A正确;
B、光合作用需要的色素只分布在甲类囊体薄膜上,B正确;
C、光合作用需要的酶分布在甲和乙上,C错误;
D、若突然停止光照,光反应提供的ATP和NADPH将减少,C3还原生成C5的量减少,CO2固定形成C3不变,故在短时间内C3含量会增加,D正确。
故选C。
7.(23-24高一上·江苏淮安·期末)希尔反应是在离体的叶绿体悬液(悬液中有H2O,没有CO2)中加入草酸铁,经过光照后发现,Fe3+被还原为Fe2+并释放出了氧气。下列叙述错误的是( )
A.一定程度证明了光合作用在叶绿体中进行
B.离体叶绿体在适当条件下可发生水的光解、氧气的释放
C.希尔反应中的Fe3+与光合作用中的NADPH的作用相同
D.可用差速离心法获取叶绿体
【答案】C
【分析】希尔反应是水的光解过程,需要光照、水等条件;希尔反应说明水的光解和糖的合成是不同的过程。
【详解】A、分析题意:希尔反应是在离体的叶绿体悬液(悬液中有H2O,没有CO2)中加入草酸铁,经过光照后发现,Fe3+被还原为Fe2+并释放出了氧气,一定程度证明了光合作用在叶绿体中进行,A正确;
B、希尔反应的结果说明离体的叶绿体在适当的条件下可发生水的光解,并产生氧气,B正确;
C、希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似,都具有氧化的作用,C错误;
D、用差速离心法获取叶绿体,D正确。
故选C。
8.(23-24高一上·江苏泰州·期末)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列相关叙述错误的是( )
A.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
B.适时通风可提高系统内的CO2浓度
C.配制培养液的浓度需与根细胞液的相同
D.调控光照强度需根据植物生长特点
【答案】C
【分析】影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有:①CO2浓度;②温度;③光照强度。
【详解】A、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行,让植物合成更多的有机物,而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用,使其少分解有机物,合理控制昼夜温差有利于提高作物产量,A正确;
B、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度,进而提高光合作用的速率,B正确;
C、为保证植物的根能够正常吸收水分,该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度,C错误;
D、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同,可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度,D正确。
故选C。
9.(23-24高一上·江苏泰州·期末)气孔的成熟保卫细胞内壁厚而外壁薄,吸水后气孔张开。下列相关叙述错误的是( )
A.保卫细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶
B.气孔开度与保卫细胞吸水有关而与失水无关
C.绿叶可通过气孔从外界吸收CO2参与暗反应
D.细胞间的CO2浓度升高时气孔会适度关闭
【答案】B
【分析】1、保卫细胞吸水,叶片气孔开启;保卫细胞失水,叶片气孔关闭。
2、植物细胞渗透作用的原理:当外界溶液浓度>细胞液浓度,细胞失水;当外界溶液浓度<细胞液浓度,细胞吸水。
【详解】A、植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶,A正确;
B、分析题意可知:吸水后气孔张开,说明气孔开度与保卫细胞吸水有关而与失水有关,B错误;
C、气孔是气体交换的门户,绿叶可通过气孔从外界吸收CO2参与暗反应,C正确;
D、细胞间的CO2浓度升高时,CO2溶水之后保卫细胞pH下降,保卫细胞失水,此时气孔会适度关闭,D正确。
故选B。
10.(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于探索光合作用原理的部分实验的叙述,错误的是( )
A.希尔发现,在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐,在黑暗中可以释放出O2
B.鲁宾和卡门利用同位素示踪技术,证明了光合作用产物O2来源于H2O
C.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
D.卡尔文等用14C标记CO2,探明了CO2中的碳如何转变为有机物中的碳
【答案】A
【分析】光合作用的发现历程:(1)普利斯特利通过实验证明植物能净化空气;(2)梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能;(3)萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉;(4)恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验,发现光合作用的场所是叶绿体;(5)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;(6)卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、希尔发现在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照下可以释放出氧气,该实验被后人称为希尔反应,A错误;
B、鲁宾和卡门用同位素示踪法(用18O标记水或二氧化碳)研究了光合作用中氧气全部来自水,B正确;
C、恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验,发现光合作用的场所是叶绿体,C正确;
D、卡尔文采用同位素标记法(用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用),探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径,即CO2中的碳如何转变为糖,D正确。
故选A。
11.(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验叙述合理的是( )
A.提取、分离色素时分别用层析液、无水乙醇为溶剂
B.加入少许CaCO3是为了防止研磨中叶绿素被氧化破坏
C.若连续多次重复画滤液细线可积累更多的色素,但易出现色素带重叠
D.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
【答案】C
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
【详解】A 、提取色素时使用无水乙醇,分离色素时使用层析液,A错误;
B、加入少许CaCO3是为了防止研磨中叶绿素被破坏,碳酸钙通过调节环境、稳定温度、维持湿度和提供营养等方式,有效地保护叶绿素,B错误;
C、画滤液细线时要间断画2~3次,即等上一次干了以后再画下一次,若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素,但会造成滤液细线过宽,易出现色素带重叠,C正确;
D、该实验提取分离色素的方法不可用于测定绿叶中各种色素的含量,D错误。
故选C。
12.(23-24高一上·江苏盐城·期末)冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植,下列相关叙述正确的是( )
A.种植大棚时,选择绿色的薄膜更有利于增产
B.阴雨天适当提高大棚的温度可增加有机物的积累量
C.大棚种植时,为了提高产量可以增加种植的密度
D.大棚施加农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度
【答案】D
【分析】提高农作物的光能的利用率的方法有:
(1)延长光合作用的时间;
(2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种);
(3)光照强弱的控制;
(4)必需矿质元素的供应;
(5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度)。
【详解】A、采用绿色薄膜,减少光照,会降低光合作用,不利于有机物的积累,A错误;
B、阴雨天,光照弱,限制了光合作用强度,适当降低大棚的温度能降低细胞呼吸,因此阴雨天适当降低大棚的温度可增加有机物的积累量,B错误;
C、种植要合理密植,如果过密,植物叶片就会相互遮挡,光合作用强度降低,并且呼吸作用消耗的有机物提高,反而会使产量下降,C错误;
D、农家肥在分解者的作用下可分解产生无机盐,并释放CO2,同时还能疏松土壤,所以施农家肥既有利于提高土壤肥力,又提高了棚内CO2的浓度,D正确。
故选D。
13.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的关系图,下列说法错误的是( )
A.当光照强度<A时,光合速率>呼吸速率
B.当光照强度=A时,呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2
C.当光照强度在A与B之间时,植物叶片需从周围环境中吸收CO2
D.B点以后,限制光合作用的因素包括温度、CO2浓度等
【答案】A
【分析】据图分析:A点为光补偿点,此时光合速率=呼吸速率;B点为光饱和点,此时限制光合作用的因素不再是光照强度,而是温度、CO2浓度等。
【详解】A、当光照强度<A时,光合速率<呼吸速率,A错误;
B、当光照强度=A时,光合速率=呼吸速率,故呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2,B正确;
C、当光照强度在A与B之间时,光合速率>呼吸速率,植物叶片需从周围环境中吸收CO2,C正确;
D、B点以后,限制光合作用的因素不再是光照强度,而是温度、CO2浓度等,D正确。
故选A。
14.(23-24高一上·江苏连云港·期末)劳动人民口口相传的农业谚语中蕴藏着丰富的生物学知识,下列分析错误的是( )
选项
谚语
生物学知识
A
玉米带大豆,十年九不漏
玉米和大豆的间作套种,充分利用光能促进增产
B
寸麦不怕尺水,尺麦但怕寸水
作物不同时期需水量不同,应合理灌溉
C
深耕一寸顶车粪
深耕松土促进有氧呼吸,利于根部吸收无机盐
D
萝卜过长冬,只要不漏风
降低CO2含量,可以抑制细胞呼吸作用
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】1、植物光合作用受诸多因素的影响,最大限度地满足农作物光合作用对水、无机盐、温度、光照等方面的要求,农业生产就能获得丰收。
2、种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
【详解】A、“玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作,不仅充分利用了群落的空间,还因为豆科植物常有根瘤菌与其共生而增加了土壤中的含氮量,促进玉米增产,A正确;
B、“寸麦不怕尺水,尺麦但怕寸水”,寸麦指的是小麦苗期,而尺麦指的是小麦已经拔节了。小麦返青拔节是需要水,缺水不行,说明作物不同时期需水量不同,应合理灌溉,B正确;
C、“深耕一寸顶车粪”,是因为勤耕深耕可以松土,有利于根细胞呼吸,有利于植物根细胞吸收无机盐,C正确;
D、萝卜过长冬,只要不漏风,是指相对密闭、空气不流通的环境下,萝卜可以保存一冬天,这主要是因为细胞呼吸产生的CO2释放到环境中,高浓度的CO2可抑制细胞呼吸对有机物的消耗,进而延长萝卜的储存,D错误。
故选D。
15.(23-24高一上·江苏连云港·期末)同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,下列相关叙述错误的是( )
A.可利用同位素3H标记氨基酸研究分泌蛋白的合成与运输过程
B.可利用同位素15N标记人鼠细胞质膜的蛋白质研究膜的流动性
C.可利用同位素18O研究光合作用中的氧气来源
D.可利用同位素14C研究光合作用中的卡尔文循环过程
【答案】B
【分析】同位素标记法是指利用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,可用于示踪物质的运行和变化规律,通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。
【详解】A、利用同位素3H标记亮氨酸,研究分泌蛋白的合成与运输,A正确;
B、研究膜的流动性,用的是荧光染料标记人鼠细胞质膜表面的蛋白质,B错误;
C、鲁宾和卡门利用同位素18O标记H218O和C18O2,研究发现光合作用的氧气来源于水,C正确;
D、卡尔文利用同位素14C发现了光合作用中的卡尔文循环即14CO2→14C3→(14CH2O),D正确。
故选B。
16.(23-24高一上·江苏扬州·期末)下图为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程,有关说法正确的是( )
A.过程①和③都有ATP的合成,产生场所相同
B.①过程需要光,不需要酶,②过程不需要光,需要多种酶
C.叶肉细胞吸收矿质元素需要的能量由①过程提供
D.过程①、③都可以产生[H],但两者化学本质不一样
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:①表示光反应中光能转化为ATP的过程,发生在类囊体薄膜上;②表示ATP为三碳化合物的还原过程供能合成有机物的过程,发生在叶绿体的基质中;③表示有机物氧化分解释放能量的过程;④表示ATP水解释放能量的过程。
【详解】A、过程①是光反应合成ATP过程,场所是叶绿体的类囊体膜上,③是细胞呼吸产生ATP过程,场所是细胞质基质和线粒体,场所不同,A错误;
B、①过程为光反应,需要光也需要酶的参与,②为暗反应,不直接需要光,但需要光反应产生的ATP和NADPH,需要多种酶参与,B错误;
C、叶肉细胞吸收矿质元素是主动运输,需要消耗能量,来源于③过程,C错误;
D、过程①光反应产生NADPH,是一种[H],过程③是细胞呼吸,也可以产生NADH,也是一种[H],因此过程①、③都可以产生[H],但两者化学本质不一样,D正确。
故选D。
17.(23-24高一上·江苏南京·期末)天竺葵是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中,对天竺葵植株不同部位的成熟叶片(不做遮光处理)进行检测,一般不能直接测得的是( )
A.氧气释放量 B.呼吸速率
C.二氧化碳吸收量 D.净光合速率
【答案】B
【分析】植物体在光照条件下,即可以进行光合作用,也可以进行呼吸作用。光合作用利用的CO2来自呼吸作用产生和外界环境吸收。光合作用产生的氧气部分用于呼吸作用消耗,部分释放到外界环境中。光照条件下可测得净光合速率的大小。
【详解】A、5月的白天中,天竺葵植株不同部位的成熟叶片光合速率大于呼吸速率,产生的氧气部分用于呼吸作用消耗,部分释放到外界环境中,可以直接测得,A正确;
B、光照条件下,由于呼吸作用产生的CO2可被叶绿体利用,所以不能直接测出呼吸速率的大小,测定植物的呼吸速率需要置于黑暗环境中,B错误;
CD、单位时间内从外界环境中吸收的CO2量或单位时间释放到外界环境中的氧气量均可表示净光合速率,光照条件下可通过二氧化碳吸收量等测得净光合速率的大小,CD正确。
故选B。
18.(23-24高一上·江苏扬州·期末)为探究光照强度对不同植物光合作用的影响,某研究小组利用A、B两种植物在适宜温度下进行了相关研究,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是光照强度
B.光照强度为3000 lx时,光照强度限制了B植物的放氧速率
C.两种植物相比,A植物更适合在强光环境中生长
D.光照强度为300 lx时,A、B植物的总光合作用速率相同
【答案】C
【分析】光合作用:(1)分为两个过程:光反应和暗反应,其中光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体基质中进行。(2)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。(3)光合作用的影响该因素有:光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
【详解】A、该实验的自变量是光照强度和植物种类,A错误;
B、因为是在适应温度下,当光照强度为3000 lx时,主要的外界限制因素为环境中二氧化碳浓度,而不是光照强度,B错误;
C、据图分析可知,A植物的光饱和点更高,而B植物的光饱和点明显低于A植物的,B植物更适合在弱光环境下生长,A植物更适合在强光环境中生长,C正确;
D、据图分析可知,A植物的呼吸速率为10,B植物的呼吸速率为5,当光照强度为300 lx时,A植物的真光合速率为10+5=15,B植物的真光合速率为5+5=10,故A植物的光合作用的速率大于B植物的,D错误。
故选C。
19.(23-24高一上·江苏扬州·期末)生物学知识在生产、生活中有广泛的应用。下列做法不符合生物学原理的是( )
A.利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理制作酸奶
B.透气的创可贴会促进伤口细胞的有氧呼吸而利于愈合
C.大棚生产中增大昼夜温差有利于作物的增产
D.玉米和大豆间行种植,既可以充分利用光能,又有利于CO2的吸收
【答案】B
【分析】细胞呼吸原理的应用:
1、种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
2、利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
3、利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
4、皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
5、粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、酸奶是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理制成的,乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸能起到调味的作用,A正确;
B、用透气的创可贴包扎伤口是为了抑制厌氧菌的繁殖,进而避免厌氧菌产生的代谢物质造成的伤害,B错误;
C、大棚生产中适当降低夜间温度能够减少有机物的呼吸消耗,增加有机物的积累,因而增大昼夜温差有利于作物的增产,C正确;
D、玉米和大豆间行种植,能充分利用空间资源,且大豆和根瘤菌共生获得的氮元素能起到增加土壤氮元素的作用,因而既可以充分利用光能,提高光合作用,进而有利于CO2的吸收,D正确。
故选B。
20.(23-24高一上·江苏常州·期末)将小球藻培养在密封玻璃瓶内,实验在保持适宜温度的暗室中进行,5min后开始持续给予充足恒定光照,20min时补充一次NaHCO3(维持瓶内CO2含量的稳定),实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.0~5min时,小球藻仅进行呼吸作用不进行光合作用,其呼吸速率基本不变
B.15~20min,限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度
C.20min后,小球藻光合速率提高是因为光反应速率不变、暗反应速率增强
D.20min时加入NaHCO3,短时间内小球藻叶绿体中ATP、NADPH的含量会下降
【答案】C
【分析】 光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成两个过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。
【详解】A、0~5min时,小球藻处于黑暗条件下,仅进行呼吸作用不进行光合作用,氧气含量下降速率不变,说明其呼吸速率基本不变,A正确;
B、15~20min氧气含量基本不增加,说明达到饱和点,20min时加入NaHCO3,CO2浓度增加,氧气含量增加,说明加入的CO2能促进光合作用进行,则15~20min,限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度,B正确;
C、暗反应速率加快也能促进光反应速率加快,C错误;
D、20min时加入NaHCO3,CO2浓度增加,短时间内生成的C3增多,促进C3还原的进行,则对ATP、NADPH的消耗增多,ATP、NADPH的含量会下降,D正确。
故选C。
21.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列关于元素和化合物叙述正确的是( )
A.纤维素是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分
B.高等植物细胞的结合水主要存在于液泡中
C.Mg2+存在于叶绿素和类胡萝卜素中
D.核糖体、染色体含有的大量元素种类基本一致
【答案】D
【分析】糖类一般由C、H、O三种元素组成,分为单糖、二糖和多糖,是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
【详解】A、纤维素是植物细胞细胞壁的主要成分,蓝细菌属于原核生物,原核细胞细胞壁的主要成分是肽聚糖,A错误;
B、高等植物细胞的自由水主要存在于液泡中,B错误;
C、Mg是叶绿素组成元素之一,类胡萝卜素不含有Mg,C错误;
D、核糖体(蛋白质和RNA)、染色体(蛋白质和DNA)含有的大量元素为C、H、O、N、P,种类基本一致,D正确。
故选D。
22.(23-24高一上·江苏南京·期末)草莓是一种冬季常见水果。以下关于草莓的说法正确的是( )
A.草莓保存时需要放在无氧环境降低呼吸作用损耗
B.草莓不适宜作为还原糖鉴定的材料,因为存在颜色干扰
C.草莓富含K元素,大量食用会造成微量元素K超标
D.草莓果肉富含糖,糖是由果肉细胞光合作用产生的
【答案】B
【分析】细胞呼吸原理的应用:1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。 2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。 3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。 4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。 5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。 6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。 7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。 8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、草莓在无氧条件下会产生酒精,对于草莓的保存不利,A错误;
B、还原糖的鉴定应选择无色或浅色的材料,草莓不适宜作为还原糖鉴定的材料,因为存在颜色干扰,B正确;
C、K元素属于大量元素,C错误;
D、植物细胞的叶肉细胞含有叶绿体,可进行光合作用,而草莓果肉细胞不含叶绿体,不能进行光合作用,D错误。
故选B。
23.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验叙述合理的是( )
A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B.相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素,最近的是叶绿素a和叶绿素b
C.色素带的宽度,反映了色素在层析液中溶解度的大小
D.对研磨液进行过滤时可使用单层尼龙布、双层纱布、脱脂棉和滤纸
【答案】B
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
【详解】A、用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏,A错误;
B、色素在滤纸上扩散的速度与其在层析液中溶解度有关,溶解度越大扩散的速度越快,反之,越小,实验结果显示相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素,最近的是叶绿素a和叶绿素b,B正确;
C、色素在滤纸上扩散的速度,反映了色素在层析液中溶解度的大小,色素带的宽度反应了各种色素含量的多少,C错误;
D、对研磨液进行过滤时可使用单层尼龙布,不可用双层纱布、脱脂棉和滤纸,因为,双层纱布、脱脂棉和滤纸均会吸附色素,D错误。
故选B。
24.(23-24高一上·江苏盐城·期末)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。下列说法错误的是( )
A.该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1
B.模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等
C.在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量更高
D.人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景
【答案】A
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原成五碳化合物及糖类等有机物。
【详解】A、叶绿体通过光合作用光反应将光能转化成ATP、NADPH中活跃的化学能,据图可知,模块1将光能转化为电能,模块2将电能转化为活跃的化学能,两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能,A错误;
B、模块2中实现电能与ATP、NADPH中活跃化学能的转换,合成ATP、NADPH消耗ADP、Pi和NADP+等物质。因此,模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等,B正确;
C、由于该人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类,故在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量高于植物,C正确;
D、人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景,D正确。
故选A。
25.(23-24高一上·江苏镇江·期末)兴趣小组用真空渗水法探究环境因素对某植物光合作用强度的影响,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
组别
实验条件
30min内上浮叶圆片平均数(片)
温度
光照强度
NaHCO3浓度
组1
10℃
40W白炽灯
1%
3
组2
10℃
100W白炽灯
1%
5
组3
?
100W白炽灯
1%
8
组4
25℃
100W白炽灯
4%
10
组5
15℃
60W白炽灯
0%
0
A.该实验中自变量有温度、光照强度、CO2浓度和上浮叶片的数目
B.为探究CO2浓度对光合作用强度的影响,应将组3中的温度控制在15℃
C.组5叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用,没有O2产生
D.通过组2和4的比较,可证明温度会影响该植物光合作用强度
【答案】C
【分析】根据光合作用的反应式可以知道,光合作用的原料——水、CO2,动力——光能,都是影响光合作用强度的因素。因此,只要影响到原料、能量的供应,都可能是影响光合作用强度的因素。
【详解】A、该实验中自变量有温度、光照强度和CO2浓度,上浮叶片的数目是因变量,A错误;
B、为探究CO2浓度对光合作用强度的影响,应选择组3和组4进行对照,温度属于无关变量,组3和组4的温度应该相同,因此组3中的温度应控制在25℃,B错误;
C、组5中NaHCO3浓度为0%,叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用,没有O2产生,C正确;
D、组2和4的温度和NaHCO3浓度均不同,不能得出可证明温度会影响该植物光合作用强度,D错误。
故选C。
26.(22-23高一上·江苏淮安·期末)下图为某种植物在夏季晴天的一昼夜内CO2吸收量的变化情况。下列叙述正确的是( )
A.影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度
B.ce段下降主要是由于气孔关闭造成的
C.该植物进行光合作用的时间区段是bg
D.该植物一天中,积累有机物最多时刻是c时刻
【答案】B
【分析】1、植物在光照条件下进行光合作用,光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,产生ATP和[H],同时释放氧气,ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原,细胞的呼吸作用不受光照的限制,有光无光都可以进行,为细胞的各项生命活动提供能量。
2、分析题干曲线图,a点之前只进行呼吸作用,b点植物的呼吸作用和光合作用强度是相等的,是植物的光补偿点,b点以后植物的光合作用逐渐增强且大于呼吸作用,ce段由于中午温度过高,气孔关闭,二氧化碳的吸收减少,导致植物的光合作用有所下降。
【详解】A、影响bc段光合速率的外界因素有光照强度、温度等,A错误;
B、ce段下降主要是由于温度过高,光照过强,导致部分气孔关闭,二氧化碳吸收减少造成的,B正确;
C、二氧化碳释放减少说明出现光合作用,所以该植物进行光合作用的时间区段是ah,C错误;
D、该植物一天中,只要CO2吸收量大于0(在上半轴时),就说明有有机物的积累,所以积累有机物最多时刻是g时刻,D错误。
故选B。
27.(23-24高一上·江苏·期末)下列有关实验和科学史的叙述,正确的是( )
A.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,有氧条件的一组是空白对照
B.在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄
C.鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法,证明了光合作用释放的氧气来自水
D.卡尔文用14C标记CO2,探明了碳在光合作用中转化的途径
【答案】D
【分析】在同一元素中,质子数相同、中子数不同的原子为同位素。同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S 等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。
【详解】A、探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,设置有氧和无氧两种条件,均为实验组,通过对比探究氧气条件对细胞呼吸的影响,A错误;
B、橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色,B错误;
C、鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2,证明了光合作用释放的氧气来自水,但18O是稳定同位素,不具有放射性,C错误;
D、卡尔文用14C标记的CO2,供小球藻进行呼吸作用,通过追踪放射性14C的去向,探明了碳在光合作用中转化的途径,D正确。
故选D。
28.(23-24高一上·江苏无锡·期末)下列有关光合作用的叙述中,正确的是( )
A.叶绿体的内膜和类囊体薄膜上分布有捕获光能的色素
B.类囊体薄膜上和叶绿体基质中有与光合作用所必需的酶
C.自然界中,生物体只能通过光合作用制造有机物
D.卡尔文循环过程中,CO2分子需不断接受光反应产生的O2、ATP和NADPH
【答案】B
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。
【详解】A、叶绿体的类囊体薄膜上的色素具有捕获光能的功能,叶绿体的内膜没有光合色素,A错误;
B、光合作用的场所在类囊体薄膜和叶绿体基质中,可见,光合作用所需酶部分分布在叶绿体基质和类囊体薄膜上,B正确;
C、自然界中,生物体还能通过化能合成作用制造有机物,C错误;
D、卡尔文循环过程中,CO2分子需不断接受光反应产生的ATP和NADPH,D错误。
故选B。
29.(23-24高一上·江苏无锡·期末)绿色植物光合作用放出的氧来自( )
A.呼吸作用产生 B.CO2的分解
C.水的分解 D.葡萄糖的分解
【答案】C
【分析】绿色植物能够通过光合作用利用光能,释放氧气,生成有机物。
【详解】根据光合作用中水的光解:2H2O→4[H]+O2,说明氧来自水的分解,ABD错误,C正确。
故选C。
30.(23-24高一上·江苏南通·期末)用新鲜的菠菜进行光合色素的提取和分离,相关叙述正确的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次
C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
【答案】A
【分析】提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。
【详解】A、提取叶绿体中色素的原理是色素易溶于有机溶剂,可用无水乙醇作为溶剂,A正确;
B、画滤液细线时,应等上一次干了以后再画下一次,B错误;
C、进行层析时,应该将烧杯盖住,防止层析液挥发,C错误;
D、层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会因色素分解而消失,但不会因挥发而消失,D错误。
故选A。
31.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)如图是生活在适宜环境中的某植物光合作用部分过程图解,其中A、B、C、D表示四种化合物,a、b表示两个生理过程,下列叙述错误的是( )
A.突然增加CO2浓度,叶肉细胞内化合物A将会减少
B.突然增强光照,叶肉细胞内化合物B将增加
C.化合物C有较强的还原性
D.化合物D是储存着能量的有机物
【答案】B
【分析】分析题图可知:图中表示的为光合作用暗反应的过程,暗反应的过程包括CO2的固定和C3的还原,因而甲图中A表示C5、B表示C3、C表示的为NADPH、D为糖类。
【详解】A、A表示C5,突然增加CO2浓度,二氧化碳的固定加快,消耗的C5增多,但短时间内C3还原不变,产生的C5速率不变,故叶肉细胞内化合物A将会减少,A正确;
B、B表示C3,突然增强光照,光反应加快,三碳化合物的还原过程加快,短时间内三碳化合物C3的来源不变,最终导致三碳化合物的含量减少,B错误;
C、C表示的为NADPH,具有较强的还原性,C正确;
D、D为糖类,是储存着能量的有机物,D正确。
故选B。
32.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
C.在晴朗的夏季中午,叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【答案】A
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】A、弱光条件下植物没有氧气的释放,有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度,光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有氧气的释放,A错误;
B、在暗反应阶段,一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后,很快形成两个C3分子,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原,因此二氧化碳不能直接被还原,B正确;
C、在晴朗的夏季中午,由于气孔关闭,二氧化碳吸收减慢,叶片的光合速率会暂时下降,C正确;
D、合理密植可以充分利用光照,增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,D正确。
故选A。
33.(22-23高一下·江苏·期末)光合作用的强度直接关系到农作物的产量相关叙述错误的是( )
A.气孔开放程度降低使CO2供应量减少,暗反应受阻使作物减产
B.缺镁导致叶黄素等光合色素不能合成,光反应受阻使作物减产
C.调控植物工厂中人工光源的强度和颜色,可提高作物产量
D.合理灌溉有利于光反应和暗反应正常进行,可提高作物产量
【答案】B
【分析】影响光合作用的环境因素有光照强度、光质、CO2浓度、温度、水分、无机盐等;内部因素有光合色素的含量、酶的浓度和活性等。
【详解】A、气孔开放程度降低使CO2供应量减少,CO2是暗反应的原料,CO2降低暗反应受阻使作物减产,A正确;
B、镁是叶绿素的组成成分,叶黄素中不含镁元素,B错误;
C、光照强度通过影响光反应影响光合作用速率,叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收,因此光质也可以影响光合作用,故调控植物工厂中人工光源的强度和颜色,可提高作物产量,C正确;
D、水是光反应的原料,同时水分多少影响气孔开放程度进而影响CO2浓度影响暗反应,故合理灌溉有利于光反应和暗反应正常进行,可提高作物产量,D正确。
故选B。
34.(22-23高一下·江苏·期末)下列有关实验材料和所用试剂的选择正确的是( )
A.用斐林试剂检测豆浆中的蛋白质
B.用无水乙醇提取绿叶中的光合色素
C.用0.3g/mL蔗糖溶液处理洋葱根尖分生区细胞观察质壁分离现象
D.用碘液作为检测试剂来探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
【答案】B
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。
【详解】A、用双缩脲试剂检测豆浆中的蛋白质,A错误;
B、用无水乙醇提取绿叶中的光合色素,用层析液分离绿叶中的光合色素,B正确;
C、洋葱根尖分生区细胞没有液泡,故用0.3g/mL蔗糖溶液处理洋葱根尖分生区细胞无法观察质壁分离现象,C错误;
D、因为蔗糖及其水解产物都不能遇碘显蓝色,故不能用碘液作为检测试剂来探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,D错误。
故选B。
35.(22-23高一上·江苏淮安·期末)同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,下列相关叙述错误的是( )
A.利用同位素3H研究分泌蛋白的合成与运输
B.利用同位素15N标记人鼠细胞质膜的蛋白质来研究膜的流动性
C.鲁宾和卡门利用同位素18O,研究发现光合作用的氧气来源于水
D.卡尔文利用同位素14C发现了光合作用中的卡尔文循环
【答案】B
【分析】同位素标记法是指利用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,可用于示踪物质的运行和变化规律,通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。
【详解】A、利用同位素3H标记亮氨酸,研究分泌蛋白的合成与运输,A正确;
B、研究膜的流动性,用的是荧光染料标记人鼠细胞质膜表面的蛋白质,B错误;
C、鲁宾和卡门利用同位素18O标记H218O和C18O2,研究发现光合作用的氧气来源于水,C正确;
D、卡尔文利用同位素14C发现了光合作用中的卡尔文循环即14CO2→14C3→(14CH2O),D正确。
故选B。
36.(22-23高一上·江苏淮安·期末)叶绿体基因编码的D1蛋白是光合复合体的核心蛋白,位于叶绿体类囊体薄膜上,结构如图所示。相关叙述正确的是( )
A.D1蛋白肽链氨基端位于细胞质基质
B.D1蛋白的亲水部分分布于脂双层内
C.D1蛋白参与二氧化碳的固定与还原
D.叶绿体内可能存在参与合成D1蛋白的核糖体
【答案】D
【分析】蛋白质的合成场所为核糖体;细胞质、叶绿体和线粒体中均含有核糖体。
【详解】A、分析题图可知,D1蛋白肽链氨基端位于叶绿体基质中,A错误;
B、磷脂的尾部疏水,头部亲水,故D1蛋白的亲水部分分布于脂双层外,疏水部分分布于脂双层内,B错误;
C、分析题图和题干可知,D1蛋白位于叶绿体类囊体薄膜上,而二氧化碳的固定与还原发生在叶绿体基质中,故D1蛋白不参与二氧化碳的固定与还原,C错误;
D、蛋白质的合成场所为核糖体,且叶绿体基因编码的D1蛋白是光合复合体的核心蛋白,故D1蛋白在叶绿体内的核糖体上合成,D正确。
故选D。
37.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下列有关细胞呼吸及光合作用原理的应用叙述中错误的是( )
A.低氧、零上低温、一定的湿度是储藏水果、蔬菜的最佳条件
B.及时疏松土壤可为根细胞吸收水和无机盐提供更多能量
C.植物工厂一般通过提供红光或蓝紫光来进行人工补光
D.温室栽培植物时,可以通过增大昼夜温差来提高农作物产量
【答案】B
【分析】影响细胞呼吸的因素主要有温度、氧气浓度(二氧化碳浓度、氮气浓度等)、水分等,在保持食品时,要抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,所以水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境。
【详解】A、储藏水果、蔬菜要在低氧、零上低温、一定的湿度条件下储存,A正确;
B、根细胞吸收水属于自由扩散或协助扩散,不需要消耗能量,B错误;
C、绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光,植物工厂一般通过提供红光或蓝紫光来进行人工补光,C正确;
D、温室栽培植物时,可以通过增大昼夜温差来增大光合速率,减小呼吸速率,从而提高农作物产量,D正确。
故选B。
38.(22-23高一上·江苏苏州·期末)为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响,某同学提取并分离叶绿体色素,色素分离结果(1、II、III、IV为色素条带)如下图所示,有关叙述错误的是( )
A.光合色素I在层析液中的溶解度最高 B.连续重复地画滤液细线能防止其挥发
C.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 D.类胡萝卜素含量增加有利于抵御强光
【答案】B
【分析】正常光照下,叶绿体中色素经提取并分离后,在滤纸条从上到下依次是:Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a、Ⅳ叶绿素b,色素带的宽窄与色素含量相关,而强光照和正常光照相比,明显叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加。
【详解】A、色素在层析液中溶解度越大,在滤纸条上的扩散速度越快,所以光合色素I在层析液中的溶解度最高,A正确;
B、画滤液线时,重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行,其目的是增加色素含量,并非防止色素挥发,B错误;
C、强光照与正常光照相比,下面两条条带变窄,说明强光照导致了该植物的叶绿素含量降低,C正确;
D、强光照与正常光照相比,上面两条变宽,说明类胡萝卜素含量增加,可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照,D正确。
故选B。
39.(22-23高一上·江苏徐州·期末)如图是西瓜幼苗光合作用速率、呼吸作用速率随温度变化的曲线图,下列相关叙述错误的是( )
A.图中虚线是该西瓜幼苗在黑暗条件下测出的呼吸作用的曲线
B.图中B、D点光合作用制造的有机物等于呼吸消耗的有机物
C.限制AB段CO2吸收速率的主要因素是温度
D.白天气温为20℃~30℃时有利于西瓜积累有机物
【答案】B
【分析】单位时间内从空气中吸收的CO2量可表示净光合作用速率,单位时间内O2的消耗量可表示呼吸作用的速率。B、D点表示净光合作用速率等于呼吸作用速率。
【详解】A、单位时间内O2的消耗量可表示呼吸作用的速率,所以图中虚线是该西瓜幼苗在黑暗条件下测出的呼吸作用的曲线,A正确;
B、单位时间内从空气中吸收的CO2量可表示净光合作用速率,B、D点表示净光合作用速率等于呼吸作用速率,所以B、D点光合作用制造的有机物大于呼吸消耗的有机物,B错误;
C、由图可知,AB段CO2吸收速率随着温度的升高而增大,所以限制AB段CO2吸收速率的主要因素是温度,C正确;
D、由图可知,气温为20℃~30℃,西瓜的净光合作用速率达到最大,所以气温为20℃~30℃时有利于西瓜积累有机物,D正确。
故选B。
40.(22-23高一上·江苏徐州·期末)ATP合成酶是由F1和F0两部分组成的蛋白质,主要功能是将生物膜一侧的H+搬运到另一侧,并催化ATP的形成,其作用机理如下图所示。下列说法错误的是( )
A.图中H+跨膜运输的方式为协助扩散
B.F1中亲水性氨基酸比例比F0低
C.叶绿体类囊体薄膜上可能存在类似的ATP合成酶
D.ATP合成酶在线粒体中参与有氧呼吸第三阶段的反应
【答案】B
【分析】由图及题意可知,图中生物膜将H+从生物膜一侧转运到另一侧,并催化ATP的形成,说明该转运为协助扩散。
【详解】A、由图可知,图中H+跨膜运输需要F1和F0两部分蛋白质协助,但不消耗ATP,还形成ATP,为协助扩散,A正确;
B、F1靠生物膜外则,在亲水端,F0主要在镶嵌在生物膜中,在疏水端,说明F1中亲水性氨基酸比例比F0高,B错误;
C、叶绿体类囊体薄膜可形成ATP,其上可能存在类似的ATP合成酶,C正确;
D、有氧呼吸第三阶段有ATP的形成,说明ATP合成酶在线粒体中参与有氧呼吸第三阶段的反应,D正确。
故选B。
41.(22-23高一上·江苏徐州·期末)膜蛋白是生物膜功能的主要承担者。下列关于膜蛋白叙述错误的是( )
A.载体蛋白在运输物质时其结构会发生改变
B.植物进行光合作用时,在类囊体上多种酶的催化作用下,光反应顺利进行
C.分泌蛋白由细胞释放时需要载体蛋白的协助不消耗ATP
D.线粒体外膜上没有转运葡萄糖的载体
【答案】C
【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者,与物质运输、催化、调节、免疫等功能有关。
【详解】A、载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,在运输物质时其结构会发生改变,A正确;
B、植物进行光合作用时,在类囊体上多种酶的催化作用下,光反应顺利进行,在叶绿体基质中也有多种酶,催化暗反应的顺利进行,B正确;
C、分泌蛋白由细胞释放的过程属于胞吐,需要膜上的蛋白的协助,但不属于载体蛋白,同时也需要消耗ATP,C错误;
D、葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质,线粒体外膜上没有转运葡萄糖的载体蛋白,D正确。
故选C。
二、多选题
42.(23-24高一上·江苏泰州·期末)生物实验材料和方法的选用直接影响实验的效果。下列相关叙述错误的是( )
A.鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源采用了同位素示踪法
B.适合于检测脂肪的最理想材料是花生种子,苏丹Ⅲ染液溶于酒精
C.富含还原糖的柑橘是检测还原糖最理想的材料,反应生成砖红色沉淀
D.大米是最适合用于检测蛋白质的实验材料,实验前可留出一部分样液
【答案】CD
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀);苹果中含有丰富的还原糖。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,黄豆中含有大量的蛋白质。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色;花生种子含有脂肪比较多。(4)淀粉遇碘液变蓝,大米中含有丰富的淀粉。
【详解】A、鲁宾和卡门研究光合作用中用18O标记,研究O2来源采用了同位素示踪法,A正确;
B、适合于检测脂肪的最理想材料是花生种子,因为花生种子体积较大,且富含脂肪,颜色也较浅;在制作装片时为了洗去浮色需要用50%的酒精处理,因为苏丹Ⅲ染液溶于酒精,B正确;
C、柑橘本身的橘色会影响实验现象的观察,因此不是观察还原糖的理想材料,C错误;
D、大米富含淀粉,可用于检测淀粉的存在,而黄豆中富含蛋白质,且颜色近乎为白色,因而是检测蛋白质的理想实验材料,D错误。
故选CD。
43.(23-24高一下·江苏南通·期末)如图表示某绿色植物光合作用和呼吸作用的部分过程,其中A、B、C表示三种不同的物质。相关叙述正确的有( )
A.A是H2O,①④过程均发生在生物膜上
B.B是O2,①④过程均伴随着[H]和ATP的生成
C.C是CO2,②③过程分别发生在叶绿体基质、线粒体基质
D.糖类是能量甲转化为能量乙的中间载体
【答案】AD
【分析】据图分析,①光反应、②暗反应、③有氧呼吸第一和第二阶段、④有氧呼吸第三阶段,过程①②是光合作用,过程③④是呼吸作用,A是水,B是氧气,C是二氧化碳。
【详解】A、A是光反应的原料,表示H2O,①过程是光合作用的光反应,发生在叶绿体的类囊体膜上;④过程是呼吸作用的第三阶段,发生在线粒体内膜上,两者均发生在生物膜上,A正确;
B、B是光反应的产物,表示O2,①过程是光合作用的光反应,伴随着[H](NADPH)和ATP的生成;④过程是呼吸作用的第三阶段,伴随着ATP的生成,但不伴随[H]的生成,B错误;
C、C是暗反应的原料,表示CO2,②过程是光合作用的暗反应,发生在叶绿体基质;③过程是呼吸作用的第一、二阶段,发生在细胞质基质和线粒体基质,C错误;
D、能量甲通过光合作用将能量储存在糖类中,糖类在呼吸作用中释放能量(能量乙),因此糖类是能量甲转化为能量乙的中间载体,D正确。
故选AD。
44.(23-24高一上·江苏盐城·期末)我国科学家设计了一种人造淀粉合成途径(如图所示),成功将CO2和H2O转化为淀粉。利用该途径有利于缓解粮食短缺问题。下列说法正确的是( )
A.①过程模拟植物光合作用的光反应,②③④过程模拟植物叶肉细胞的线粒体
B.结合上图,若固定的CO2量相等,人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量,理由是植物存在呼吸作用,会消耗有机物
C.干旱条件下,很多植物光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭,胞间CO2减少
D.从能量转换角度分析,人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转化为有机物
【答案】BCD
【分析】光合作用,通常是指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。
【详解】A、①为水裂解产生H+、e-、O2,模拟的是光合作用的光反应阶段;②③④过程模拟植物叶肉细胞的暗反应阶段,发生在叶肉细胞的叶绿体基质中,A错误;
B、由于植物存在呼吸作用,会将光合产物有机物降解,因此若固定的CO2量相等,人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量,B正确;
C、CO2是暗反应的原料,干旱条件下,温度过高,蒸腾作用过旺,水分供应不足,部分气孔关闭,CO2供应不足,暗反应速率下降,光合速率下降,C正确;
D、人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转变为有机物的过程,D正确。
故选BCD。
45.(23-24高一上·江苏徐州·期末)下图表示某叶肉细胞中两种细胞器之间的部分物质交换途径,相关叙述正确的有( )
A.甲和乙均具有能量转换的功能
B.甲和乙中扩大膜面积的结构相同
C.催化生成O2的酶分布在甲的基质中
D.甲中消耗的能量可来自乙
【答案】ABD
【分析】据图分析:甲是叶绿体,乙是线粒体。叶绿体是进行光合作用的场所,线粒体是有氧呼吸的主要场所.它们均与能量转换有关,均含DNA、RNA,均有双层膜。
【详解】A、甲是叶绿体,可以将光能转换成有机物中的化学能;乙是线粒体,可以将有机物中的化学能转化成热能和ATP中活跃的化学能,A正确;
B、叶绿体内有众多的基粒和类囊体,极大地扩展了膜面积;线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加,B正确;
C、光反应阶段产生O2,发生的场所是叶绿体类囊体薄膜上,催化生成O2的酶分布在叶绿体类囊体薄膜上,C错误;
D、据图可知,乙产生的ATP能进入叶绿体,乙生成的ATP可参与甲中的暗反应,D正确。
故选ABD。
46.(23-24高一上·江苏泰州·期末)下列有关生物学科学史中经典实验的叙述,正确的是( )
A.罗伯特森拍摄的细胞膜结构电镜照片属于物理模型
B.科学家用荧光染料标记技术证明了细胞膜具有流动性
C.希尔反应说明植物光合作用产生的氧气全部来自水的光解
D.卡尔文通过同位素示踪法探明了暗反应过程中碳的转移途径
【答案】BD
【分析】1、欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,透过对现象的推理分析,提出“膜是由脂质组成的”结论。
2、科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气--水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面的2倍。这说明细胞膜中的脂质分子的排列是连续的两层。
【详解】A、物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型,罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片是实物,不属于模型,A错误;
B、1970年科学家用荧光染料标记细胞膜表面的蛋白质分子进行细胞融合实验,证明了细胞膜具有流动性,B正确;
C、希尔反应说明植物光合作用能产生的氧气,C错误;
D、卡尔文通过同位素示踪法探明了暗反应过程中碳的转移途径,并称其为卡尔文循环,D正确。
故选BD 。
47.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中,测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度,得到下图所示的结果。下列叙述错误的是( )
A.若每天的日照时间相同,则该植物在15℃的环境中积累有机物的速率最慢
B.若每天的日照时间少于12h,相比5℃,该植物在25℃环境中生长更快
C.若每天的日照时间为12h,则该植物在35℃环境中无法生存
D.由图可知,在一定的温度范围内,温度变化对该植物的细胞呼吸可能没有影响
【答案】AB
【分析】光合作用的概念:绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中把二氧化碳和水合成了淀粉等有机物,释放氧气,并且把光能转化成化学能,储存在有机物中,这个过程就叫光合作用; 呼吸作用概念:活细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫作呼吸作用。
【详解】A、据图可知,15℃时,该植物的净光合作用强度最大,有机物积累最快,A错误;
B、设日照时间为x,可以列两个方程:5℃时,一天的有机物积累可以用方程:y1=4x-1×24表示,25℃时,一天的有机物积累可以用方程:y2=6x-2×24表示,当x=12时,y1=y2,当x>12时,y1<y2,当x<12时,y1>y2,每天的日照时间少于12h,应当是5℃生长更快,B错误;
C、日照时间为12h,35℃时一天的有机物积累为5×12-3×24<0,该植物无法生长,C正确;
D、在5~15℃范围内,根据图中信息可知,温度对细胞呼吸几乎没有影响,D正确。
故选AB。
48.(23-24高一上·江苏连云港·期末)玉米是一种具有高光合作用效率的C4植物,它们的叶片中存在着结构和功能都不同的叶肉细胞和维管束鞘细胞。进行光合作用时叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物(C4途径),然后运输到维管束鞘细胞中分解,释放出CO2用于卡尔文循环(如图)。有关叙述正确的是( )
A.维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的
B.若叶片光合作用速率大于细胞呼吸速率,植物的干重不一定增加
C.玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的
D.干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小
【答案】BCD
【分析】题图分析:依题意,C4植物的叶肉细胞中有对CO2高亲和力的PEP酶,结合图示可知,该酶可催化CO2固定产生四碳化合物,然后运输到维管束鞘细胞中分解,释放出CO2用于卡尔文循环,这使得C4植物能利用环境中较低CO2进行光合作用,大大提高了光合作用效率。
【详解】A、在玉米的维管束鞘细胞中除了进行光合作用外,还会进行呼吸作用。因此玉米维管束鞘细胞光合作用所利用的CO2有C4分解释放和细胞呼吸产生两个来源,A错误;
B、植物的干重由植物的叶片进行光合作用合成的有机物量与植物所有细胞呼吸作用消耗的有机物量共同决定。若叶片中光合作用速率大于细胞呼吸速率,但可能叶肉细胞的光合作用小于或等于所有细胞的呼吸作用,B正确;
C、玉米的维管束鞘细胞能进行光合作用暗反应,故玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的,C正确;
D、在干旱条件下,植物叶片中的气孔部分关闭,导致植物吸收的CO2减小,在低浓度CO2条件下,相比于C3途径,C4途径中的PEP羧化酶对CO2的亲和力更高,更容易与CO2结合形成C4,C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中分解产生CO2,故C3途径植物光合速率比C4途径植物小,D正确。
故选BCD。
49.(23-24高一上·江苏盐城·期末)淀粉和蔗糖是光合作用的主要终产物,其合成过程如图所示。细胞质内形成的蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性贮藏,该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输。下列说法错误的是( )
A.参与淀粉生物合成的酶位于叶绿体基质中
B.呼吸抑制剂不会抑制蔗糖进入液泡的过程
C.细胞质基质中Pi不会影响叶绿体中的淀粉的合成量
D.磷酸丙糖的输出量过多会影响C5的再生,使暗反应速率下降
【答案】BC
【分析】题图分析:磷酸丙糖和淀粉都是暗反应的产物,产物的量积累过多会抑制暗反应的进行;磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成,同时将释放的Pi运至叶绿体基质,所以磷酸运转器的活性受抑制,会导致磷酸丙糖在叶绿体内积累同时运至叶绿体基质的Pi减少也会抑制暗反应的进行。
【详解】A、结合题图可知,参与淀粉生物合成的酶位于叶绿体基质中,即淀粉的合成位于叶绿体基质中,A正确;
B、题意显示“蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性贮藏,该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输”,可见蔗糖进入液泡的方式为主动运输过程,主动运输需要能量,故呼吸抑制剂可以通过抑制呼吸作用影响能量供应,进而抑制蔗糖进入液泡的过程,B错误;
C、结合题图分析可知,当细胞质基质中Pi浓度降低时,会减少磷酸丙糖从叶绿体中运出,进而使磷酸丙糖在叶绿体基质中合成淀粉,即促进淀粉的合成, C错误;
D、据图可知,磷酸丙糖的输出量增多,则C5的生成量减少,导致二氧化碳固定量下降,引起暗反应速率下降,D正确。
故选BC。
50.(23-24高一上·江苏南通·期末)如图为卡尔文循环主要过程示意图,相关叙述正确的是( )
A.卡尔文循环发生在叶绿体基质中,需要多种酶的参与
B.过程b表示三碳化合物的还原,该过程和再生过程均需要ATP供能
C.突然升高CO2的浓度,短时间内a的量增大,3-磷酸甘油酸的量减少
D.卡尔文循环将ATP和NADPH中的能量传递到磷酸丙糖等有机物中
【答案】ABD
【分析】碳反应又被称为卡尔文循环,发生在叶绿体基质中,3-磷酸甘油酸被还原的过程中,NADPH是还原剂,NADPH和ATP提供能量。
【详解】A、叶肉细胞中的卡尔文循环即碳循环发生在叶绿体基质,包括多个反应,故需要多种酶的参与,A正确;
B、分析题图,过程b表示三碳化合物的还原,该过程和再生过程均需要ATP水解供能,B正确;
C、突然升高CO2的浓度,CO2和a羧化成3-磷酸甘油酸的速率加快,故短时间内a的量减少,3-磷酸甘油酸的量增加,C错误;
D、卡尔文循环将ATP和NADPH中的能量传递到磷酸丙糖等有机物中,D正确。
故选ABD。
51.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下图1为光合作用过程图解,其中①-③表示具体过程,a-g表示物质。图2表示在不同光照强度下某植物的CO2吸收速率。下列说法正确的是( )
A.图1中类囊体为光反应的发生提供的物质条件是色素和酶
B.光合作用过程中发生的能量转化为光能→ATP和NADPH([H])中的化学能→有机物中的化学能
C.如果将该植物置于图2中A点光照强度条件下生长,则图1中的a物质不能产生
D.如果将该植物置于图2中C点条件下生长,则每小时单位叶面积实际消耗的CO2量为25mg
【答案】ABCD
【分析】据图分析,图1中①表示水的光解,可以产生a氧气和H+,H+与NADP+加电子生成d(NADPH),b为ATP,c为ADP;②表示C3的还原,需要NADPH做还原剂,ATP和NADPH提供能量;③表示二氧化碳的固定,其中g为C5,f为C3。
图2表示光照强度对植物体净光合速率的影响,其中A点由于没有光照,所以只进行细胞呼吸;B点为光的补偿点,此点表示光合速率等于呼吸速率;C点为光饱和点,此时净光合速率最大。
【详解】A、图1中类囊体薄膜附着大量色素和酶,为光反应的发生提供条件,A正确;
B、光合作用过程中发生的能量转化为:光反应将光能转化为ATP和NADPH([H])中的化学能,暗反应将ATP和NADPH([H])中的化学能转化为有机物中的化学能,B正确;
C、A点无光照,所以不能进行光反应,图1中的a物质氧气不能产生,C正确;
D、C点为光饱和点,此时净光合速率最大,每小时单位叶面积实际消耗的CO2量为总光合,为净光合20mg加呼吸5mg等于25mg,D正确。
故选ABCD。
52.(22-23高一上·江苏盐城·期末)对菠菜叶中提取的色素进行纸层析,以色素扩散距离为横坐标,光合色素的含量为纵坐标,绘制图示如下,下列叙述正确的是( )
A.色素带最宽的是乙,丁色素的溶解度最大
B.四种色素中,丙和丁主要吸收红光和蓝紫光
C.实验结果表明,不同色素带的宽度是相同的
D.提取色素时,加入少许碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
【答案】AD
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色素不只一种,它们都能溶解在层析液中。然而,它们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。这样,几分钟后,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
2、图中甲表示叶绿素b,乙表示叶绿素a,丙表示叶黄素,丁表示胡萝卜素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
【详解】A、分析图可知,色素含量最多的是乙,所以色素带最宽的是乙,丁扩散距离最远,所以丁色素的溶解度最大,A正确;
B、分析图可知,丙表示叶黄素,丁表示胡萝卜素,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,B错误;
C、分析图可知,不同色素含量是不同的,所以不同色素带的宽度是不相同的,C错误;
D、提取色素时,加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏,D正确。
故选AD。
53.(22-23高一上·江苏盐城·期末)将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下,如果在2h时,将环境中某一条件改变,此时,叶肉细胞中的C3、C5、ATP含量变化如图。那么改变的条件不可能是( )
A.加强光照 B.减弱光照 C.降低CO2浓度 D.降低温度
【答案】BD
【分析】光反应和暗反应关系:光合作用的光反应阶段,水分解成O2和[H],ADP和Pi形成ATP;暗反应阶段,CO2和C5结合,生成2个C3,C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原,形成糖类和C5。光反应与暗反应紧密联系,相互影响。光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。突然降低光照强度,则光反应减弱,产生的[H]和ATP减少,导致暗反应中还原C3生成的C5减少,则先后增加的物质分别是ADP和C3。
【详解】AC、图中改变某条件时,C5含量上升,C3下降,ATP上升,可知是加强光照或降低CO2浓度,加强光照,光反应为暗反应提供的NADPH和ATP增多,使C3的还原速率加快,C3降低、C5上升;降低CO2浓度,使CO2的固定速率降低,C5含量上升、C3下降,使ATP的消耗速率降低,ATP含量上升,AC不符合题意;
B、减弱光照,ATP合成减少,导致C3含量上升,C5含量减少,B符合题意;
D、降低温度导致酶的活性减弱,光合速率减慢,ATP合成减少,CO2固定和C3还原减弱,C3的含量减少、C5的含量增多,D符合题意。
故选BD。
54.(22-23高一上·江苏淮安·期末)某同学在研究某植物光合作用与呼吸作用的关系时,得到光照强度对植物单位时间内CO2释放量和O2产生量的影响,如图所示,下列对植物生理过程的分析错误的是( )
A.光照强度为a时,光合作用强度不一定为零
B.光照强度为b时,光合作用强度与呼吸作用强度相同
C.光照强度为c时,光合作用强度是呼吸作用强度的两倍
D.光照强度为d时,单位时间内光合作用向环境中释放2个单位O2
【答案】ABC
【分析】1.在光合作用作用过程中,吸收二氧化碳释放氧气;而呼吸作用过程中,吸收氧气释放二氧化碳。因此可通过氧气的产生量或二氧化碳的释放量来判断光合作用和呼吸作用的强弱。
2.由图可知,氧气的产生量可表示实际光合速率;a点时没有氧气产生量,说明没有光照,没有进行光合作用,此时二氧化碳释放量可表示呼吸速率,为6个单位二氧化碳;b点时二氧化碳释放量等于氧气的产生量,为3个单位,说明呼吸作用产生的6个单位二氧化碳被光合作用消耗了3个单位,释放出来3个单位,净光合速率小于0;c点无二氧化碳释放量,氧气的产生量为6个单位,说明呼吸作用产生的6个单位二氧化碳刚好被光合作用消耗完,净光合速率等于0;d点无二氧化碳释放量,氧气的产生量为8个单位,说明呼吸作用产生的6个单位二氧化碳被光合作用消耗完,释放出2个单位氧气,吸收2单位二氧化碳,净光合速率大于0。
【详解】A、光照强度为a时,没有氧气的产生,说明此时不能进行光合作用,A错误;
B、光照强度为b时,二氧化碳的释放量与氧气的产生量相等,也就是光合作用强度为3个单位,呼吸作用强度为6个单位,说明光合作用强度是呼吸作用强度的一半,B错误;
C、光照强度为c时,无二氧化碳释放量,光合作用强度为6个单位,呼吸作用强度为6个单位,说明此时光合作用强度等于呼吸作用强度,C错误;
D、光照强度为d时,实际光合速率就是图中的氧气的产生总量8个单位,即光合作用二氧化碳吸收总量为8个单位,而呼吸作用产生6个单位的二氧化碳,因此光合作用从环境中吸收2单位CO2,向环境中释放2个单位O2,D正确。
故选ABC。
55.(22-23高一上·江苏淮安·期末)分析甲、乙两图,判断下列说法错误的是( )
A.图甲中,a点时不进行光合作用,此时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
B.图甲中,b点时开始进行光合作用,c点时光合作用强度超过呼吸作用强度
C.若图乙代表叶绿素和类胡萝卜素这两类色素的吸收光谱,则f代表类胡萝卜素
D.图乙中,两类色素都能大量吸收蓝紫光,用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色的塑料薄膜
【答案】BCD
【分析】1、分析图甲可知,a点光照强度为0,此时只进行呼吸作用,光照强度为b时,二氧化碳的既不释放也不吸收,所以b点表示光补偿点。
2、一般情况下,叶绿体中的色素吸收的是可见光,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,所以e表示类胡萝卜素,f表示叶绿素。
【详解】A、分析图甲可知,a点光照强度为0,此时植物只进行呼吸作用,因此此时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确;
B、照强度为b时,二氧化碳的既不释放也不吸收,所以b点表示光补偿点,即此时光合作用等于呼吸作用,b点之前开始进行光合作用;c点时二氧化碳的吸收量大于0,此时光合作用强度大于呼吸作用强度,B错误;
C、由于叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此e表示类胡萝卜素,f表示叶绿素,C错误;
D、图乙中,两类色素虽对红光和蓝紫光吸收最多,但也吸收其他光,因此用塑料大棚种植蔬菜时,应选用无色的塑料大棚,D错误。
故选BCD。
56.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下图表示绿色植物叶肉细胞内的部分代谢过程,下列相关叙述正确的是( )
A.在细胞质基质中发生过程①时,会释放少量的能量
B.过程③和④都发生在叶绿体基质中
C.过程③主要消耗过程①②产生的[H]
D.突然增大光照强度,则短时间内叶绿体中C3含量会减少
【答案】ABD
【分析】由图可知,①表示呼吸作用第一阶段,②表示呼吸作用第二阶段,③表示C3的还原,④表示二氧化碳的固定。
【详解】A、图示表示细胞呼吸和光合作用的部分过程,其中①表示有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段、②表示有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段、③表示暗反应中C3的还原、④表示暗反应中CO2的固定,有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,其中有机物分解为丙酮酸,同时释放少量的能量,A正确;
B、过程③和④表示暗反应的两个阶段,都发生在叶绿体基质中,B正确;
C、光合作用与细胞呼吸所产生的[H]本质不同,光合作用中的[H]为还原型辅酶Ⅱ(NADPH),细胞呼吸过程中的[H]为还原型辅酶Ⅰ(NADH),细胞呼吸过程中产生的[H]不用于光合作用,C错误;
D、突然增大光照强度,光反应会增强,导致NADPH和ATP生成增加,而短时间内CO2浓度基本不变,暗反应中CO2固定(C3的来源)速率基本不变,但C3的还原(C3的去路)速率增大,故短时间内叶绿体中C3含量会减少,D正确。
故选ABD。
57.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下列关于ATP的叙述,不正确的是( )
A.能产生ATP的细胞不一定含有线粒体
B.许多吸能反应与ATP的水解相联系,许多放能反应与ATP的合成相联系
C.在叶绿体中,ADP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质
【答案】CD
【分析】ATP元素组成:ATP 由C、H、O、N、P五种元素组成.结构特点:ATP中文名称叫三磷酸腺苷,结构简式A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团;水解时远离A的特殊的化学键容易断裂,为新陈代谢所需能量的直接来源。
【详解】A、能产生ATP的细胞不一定含有线粒体,如蓝细菌能进行有氧呼吸产生ATP,但是不含有线粒体,A正确;
B、吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,B正确;
C、在叶绿体中,ADP的移动方向是由叶绿体基质到类囊体薄膜,C错误;
D、ATP中的“A”代表腺苷,DNA、RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤,D错误。
故选CD。
58.(22-23高一上·江苏连云港·期末)下图为“卡尔文循环”过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.该过程发生在叶绿体基质,需要多种酶参与
B.该过程是将CO2、ATP和NADH转变为五碳化合物的复杂生化反应
C.温度、二氧化碳浓度的变化都会影响图中的反应过程
D.该过程体现了从光能到G3P中活跃化学能的能量转换
【答案】AC
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将二氧化碳和水转变为储存能量的有机物,同时释放氧气的过程.光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。其中光反应可以为暗反应通过[H]和ATP,暗反应可以分为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。
【详解】A、图中表示的是光合作用的暗反应,发生在叶绿体基质中,需要多种酶参与,A正确;
B、该过程是将CO2、ATP和NADPH转变为三碳化合物的复杂生化反应,B错误;
C、温度影响暗反应相关酶的活性、二氧化碳作为反应物影响暗反应过程,C正确;
D、该过程体现了从活跃化学能到稳定的化学能的能量转换,D错误。
故选AC。
59.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下图表示绿色植物叶肉细胞内某些生理过程,其中a、b表示物质,①~⑤表示生理过程,相关叙述错误的是( )
A.①②表示光合作用过程,③④⑤表示有氧呼吸过程
B.a表示O2,b表示CO2,c表示乳酸
C.①过程产生的NADPH与④过程产生的[H]不是同一物质
D.绿色植物的所有细胞都能发生以上过程
【答案】BD
【分析】分析题图:a为O2,b为CO2,c为丙酮酸,①为光反应,②为暗反应,③呼吸作用第一阶段,④为有氧呼吸第二阶段,⑤有氧呼吸第三阶段。
【详解】A、据图可知,①和②是光反应和暗反应阶段,表示光合作用过程;③是有氧呼吸第一阶段,④为有氧呼吸第二阶段,⑤有氧呼吸第三阶段,③④⑤表示有氧呼吸过程,A正确;
B、据图可知,a是水光解产物,可释放到细胞外,表示氧气,b可与C5结合生成C3,表示二氧化碳;c是呼吸作用第一阶段的产物,表示丙酮酸,B错误;
C、①过程产生的NADPH与④过程产生的[H]不是同一物质,后者是NADH,C正确;
D、上述过程包括光合作用和呼吸作用,并非绿色植物的所有细胞都能发生以上过程,如根尖细胞不能进行光合作用,D错误。
故选BD。
三、非选择题
60.(23-24高一下·江苏盐城·期末)下图为某绿色植物叶肉细胞部分结构和生理活动简图,结构甲为细胞的边界,结构乙、丙为双层膜的细胞器,①~⑦为相关的生理过程。请据图回答:
(1)结构甲是 。它功能复杂程度与其成分中 的种类和数量密切相关。关于甲的分子结构模型,目前被大家普遍接受的是 模型。
(2)过程①的发生需要满足两个条件,一是具有相当于半透膜的结构,二是 。过程②中吸收的Mg2+可参与结构乙中 的合成。在③④⑤⑥⑦过程中, 能产生ATP的是 (填序号),能消耗NADH的是 (填序号)。
(3)某兴趣小组选择番茄A、B两品种探究植物生长过程中光照强度对光合作用的影响,部分实验内容与结果如下表:
品种
光照处理
叶绿素a含量
(mg/cm2)
叶绿素b含量
(mg/cm2)
CO2吸收速率
(mg/cm2)
A
正常光照
1.81
0.42
4.59
A
弱光照
0.99
0.25
2.60
B
正常光照
1.39
0.27
3.97
B
弱光照
3.80
3.04
2.97
该实验的自变量是 。据表分析,A、B两个品种中,更耐阴的是 。
(4)该小组设计下图所示的实验装置来探究另一种绿色植物的生理作用。假设该植物光合作用的产物以及呼吸作用的底物均为葡萄糖,并且其无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳,不考虑装置内其他微生物的干扰。下列说法正确的是___(填写选项)。
A.若要探究该植物的呼吸作用类型,应选择装置一和装置二,并在黑暗条件下进行
B.光照条件下,装置三中红色液滴向右移动的距离代表O2生成量
C.要测得真正光合速率,可选择光照条件下的装置一和装置三
D.黑暗条件,若装置一中的红色液滴向左移动,装置二中的红色液滴不移动,则该植物只进行有氧呼吸
【答案】(1) 细胞膜 蛋白质 流动镶嵌
(2) 浓度差(膜内溶液浓度高于膜外溶液浓度) 叶绿素(叶绿素a与叶绿素b) ③⑤⑥ ⑥⑦
(3) 番茄品种与光照强度 B
(4)AD
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原,随后,一些接受能量并被还原的三碳化合物在酶的作用下,经过一系列反应转化成糖类,另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物,这些五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。
2、 有氧呼吸的全过程十分复杂,可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。 第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。 第二个阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与,是在线粒体基质中进行的。 第三个阶段是,上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
【详解】(1)题干信息知,结构甲为细胞的边界,甲是细胞膜,细胞膜功能复杂程度与其成分中蛋白质的种类和数量密切相关。目前被大家普遍接受的是细胞膜结构模型是流动镶嵌模型。
(2)过程①表示用的时间细胞在吸水,细胞发生渗透作用的条件:一是具有相当于半透膜的结构,二是浓度差(膜内溶液浓度高于膜外溶液浓度)。Mg2+参与构成叶绿素。分析图可知,③表示光反应,④表示暗反应,⑤细胞呼吸的第一阶段,⑥表示有氧呼吸的第二三阶段,⑦无氧呼吸的第二阶段,所以 能产生ATP的是③表示光反应、⑤细胞呼吸的第一阶段、⑥表示有氧呼吸的第二三阶段,能消耗NADH的是⑥表示有氧呼吸的第二三阶段、⑦无氧呼吸的第二阶段。
(3)分析表格数据,正常光照和弱光照形成对照,自变量是光照强度,植物A和植物B形成对照,自变量是植物种类,所以该实验的自变量是光照强度和植物种类;品种B在弱光照处理时叶绿素a和叶绿素b含量增加,且CO2吸收速率比A品种大,说明B品种比A品种更耐阴。
(4)A、装置一烧杯中盛放NaOH溶液的作用是吸收呼吸作用产生的二氧化碳,该装置中液滴的移动代表氧气的变化,装置二中的水不吸收二氧化碳,液滴的移动代表呼吸作用释放的二氧化碳量与消耗氧气量的差值,可以根据液滴移动的情况来判断呼吸作用类型,且为避免光合作用的干扰,应提供黑暗条件,A正确;
B、装置三中由于二氧化碳缓冲液的存在,其中的二氧化碳浓度是稳定的,其中液滴的移动可表示光下净光合速率的大小,即代表O2的释放量, B错误;
C、要测得真正光合速率,需要将装置一置于黑暗下,测得其呼吸速率,装置三置于光照下测得净光合速率,两者相加即为真正光合速率,C错误;
D、黑暗条件,若装置一中的红色液滴向左移动,说明植物在黑暗条件下进行有氧呼吸消耗了氧气,装置二中的红色液滴不移动,表明植物没有进行无氧呼吸,则该植物只进行有氧呼吸,D正确。
故选AD。
61.(23-24高一上·江苏苏州·期末)将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶基因导入水稻后,在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率的影响,如图1;在光照强度为1000μmol·|m-2·s-1下测得温度影响光合速率的曲线如图2。
请据图回答下列问题:
(1)本实验的自变量是 。
(2)据图分析,转双基因水稻 (填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率的。若降低温度,重复图1相关实验,A点会向 移动。
(3)后续研究发现,光照强度大于转双基因水稻光饱和点后,喷施适宜浓度ATP溶液,其光合速率有明显提高,推测光照强度大于光饱和点后,限制转双基因水稻光合速率的主要过程是 阶段。
(4)研究者提取这两种植株的等质量叶片中的色素,结果发现两植株各种光合色素含量无显著差异,则可推测转双基因水稻是通过提高 (填场所)处的相关反应过程来提高光合速率的。
(5)叶绿素b/叶绿素a的值可作为植物光能利用率的判断指标。经研究发现,高温可使植物的叶绿素b/叶绿素a的值减小,若通过色素的提取和分离实验验证该结论,预期结果是 。
【答案】(1)光照强度、温度、是否转双基因(或水稻品种)
(2) 不是 左下
(3)光反应
(4)叶绿体基质
(5)高温组的滤纸条上黄绿色的色素带的宽度与蓝绿色的色素带的宽度的比值小于对照组
【分析】据图分析:图1中,A表示原种水稻在某温度下的光饱和点,A点以前限制光合作用的因素是自变量光照强度,其后是温度和二氧化碳浓度。图2表示不同温度条件下,在光照为l000μmol•m-2•s-1下两种水稻的净光合速率,根据图知,两个品种的水稻最大净光合速率所对应的温度相同。
【详解】(1)题述实验分别研究了光照强度、温度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率的影响,即自变量有光照强度、温度、有无转双基因。
(2)图2是在光照强度为1000μmol·m-2·s-1时测得的,图1中光照强度为1000μmol·m-2·s-1时,原种水稻的净光合速率为20μmolCO2·m-2·s-1,转双基因水稻的净光合速率为25μmolCO2·m-2·s-1,结合图2可知,A点时的温度为30℃,则降低温度,水稻光合作用减弱,A点会向左下移动。
(3)光反应阶段产生的ATP可用于暗反应C3的还原。
(4)光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光合色素参与光反应过程,若两植株各种光合色素含量无显著差异,可推测转双基因水稻通过促进暗反应过程来提高光合速率,暗反应的场所是叶绿体基质。
(5)高温使叶绿素b/叶绿素a的值减小,叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色,若通过色素的提取和分离实验验证该结论,则预期结果为高温组的滤纸条上黄绿色的色素带的宽度与蓝绿色的色素带的宽度的比值小于对照组。
62.(23-24高一上·江苏盐城·期末)I.下面分别是真核细胞内呼吸作用的过程和“探究酵母菌细胞呼吸的方式”装置图,请据下图回答:
(1)若图一中X:Y=1:2,则图二甲、乙过程消耗葡萄糖的比是 。
(2)花盆里的土壤板结后,需要及时松土,其目的是 。
(3)图二中的实验结束时,取少量酵母菌培养液A和培养液B,分别加入酸性条件下的 溶液,其中B呈现 。
Ⅱ.下图甲是某植物细胞内发生的生理过程示意图,其中①~⑤为相关过程,A、B表示两种物质;图乙表示密闭玻璃罩内的该植物在夏季某一天内CO2浓度变化曲线;图丙表示其叶肉细胞部分结构气体进出示意图。请回答下列问题:
(4)图甲①过程在 进行。物质A和B分别是 。在①②过程中当光照强度突然增强时C3的含量短时间变化是 。
(5)图乙中植物体光合速率和呼吸速率相等的点有 ,该植物在密闭玻璃罩内的一天时间内,植物体内的有机物含量 (选填“增加”、“减少”、“基本不变”)。
(6)图丙中表示氧气的有 (填字母)。某植物处于图2中D点时,其叶肉细胞丙,a-f中能进行的过程是 。
【答案】(1)1:3
(2)促进有氧呼吸,有利于植物对无机盐离子的吸收;防止进行无氧呼吸产生酒精烂根
(3) 重铬酸钾 灰绿色
(4) 叶绿体的类囊体膜上 氧气和二氧化碳 减少
(5) D和H 增加
(6) b、c、e a、b、c、d
【分析】据图分析,图一中①②③是有氧呼吸的过程,①④⑤是无氧呼吸的过程;图二中甲装置中酵母菌进行有氧呼吸,乙装置中酵母菌进行无氧呼吸。
【详解】(1)据图分析,图一中的X表示有氧呼吸消耗的氧气,Y表示呼吸产生的二氧化碳,设有氧呼吸消耗的氧气是6,则消耗的葡萄糖是1,产生的二氧化碳是6,若图一中X:Y=1:2,则无氧呼吸产生的二氧化碳是12-6=6,消耗的葡萄糖是3,图二的甲表示有氧呼吸,乙表示无氧呼吸,即图二甲、乙过程消耗葡萄糖的比是1:3。
(2)花盆里的土壤板结后,需要及时松土,其目的是促进有氧呼吸,有利于植物对无机盐离子的吸收(有氧呼吸产生的能量可为主动运输提供能量),同时也可防止进行无氧呼吸产生酒精烂根。
(3)乙装置中酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,加入酸性的重铬酸钾溶液后,溶液颜色由橙色变成灰绿色,酸性的重铬酸钾溶液可用来检测溶液中是否含有酒精,B瓶进行的是无氧呼吸(酵母菌无氧呼吸产生酒精),因此B呈现灰绿色,说明该种呼吸方式的产物有酒精。
(4)图甲①过程是在光的作用下将水分解,表示光反应过程,场所是叶绿体的类囊体薄膜;物质A是光反应的产物,表示氧气,B是呼吸作用的产物,表示二氧化碳;过程②中发生CO2固定,可推知②为暗反应,当光照强度突然增强时,光反应中ATP和NADPH合成增多,促进C3还原的进行,同时由于C3的合成量暂时不变,导致C3含量降低(减少)。
(5)乙中D点前玻璃罩内CO2浓度逐渐升高,D点后玻璃罩内CO2浓度逐渐降低,则D点时植物既不吸收也不释放CO2,即此时植物光合速率等于呼吸速率;同时H点前植物吸收CO2,导致玻璃罩内CO2浓度逐渐降低,H点后植物释放CO2,导致玻璃罩内CO2浓度逐渐升高,则H点时植物既不吸收也不释放CO2,即此时植物光合速率等于呼吸速率;该植物在密闭玻璃罩内的一天时间内,I点的CO2浓度低于A点的CO2浓度,说明经历一天时间后,玻璃罩内CO2被吸收进植物细胞中用于积累有机物,所以植物体内的有机物含量增加。
(6)根据题图分析,图丙中结构A含有类囊体,可推知A为叶绿体,结构B内膜向内凹陷,可推知B为线粒体。当光合速率大于呼吸速率时,叶绿体可向外释放氧气,也可供给线粒体,根据箭头指向,可推知,b和c都可以代表O2,线粒体也可从外界吸收氧气,对应图中的e,故表示氧气的是b、c、e;该植物光合速率等于呼吸速率,由于植物中有非光合器官的存在,它们只进行呼吸作用,不进行光合作用,因此可推知D点时叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,此时叶绿体吸收的CO2一部分来自于线粒体,另一部分来自于胞外,即存在a和d,同时其产生的O2除了供给线粒体外,还有部分释放到胞外,即存在b和c,而此时线粒体不向胞外释放CO2,也不从胞外吸收O2,因此不存在e和f,综上所述,图丙在图乙中D点时,存在a、b、c、d气体进出过程。
63.(23-24高一上·江苏·期末)黑藻是多年生沉水草本植物,图1表示利用黑藻进行质壁分离的实验步骤和观察结果,图2表示利用黑藻进行色素提取与分离的实验结果。图3表示利用黑藻探究光照强度对光合速率的影响。据图回答下列问题:
(1)黑藻是观察细胞质流动的理想材料,通常以 的运动作为标志。如果该标志在视野中沿液泡逆时针方向流动,则细胞质实际流动方向是 。
(2)若要选取菠菜叶作为观察细胞质流动的材料,则需要取菠菜叶 来制作临时装片。若用呼吸抑制剂处理黑藻叶片,则细胞质流动速度会 。
(3)图1中步骤①目的是 。步骤③中观察到了质壁分离现象,4处溶液是 ,2处颜色是 。若将0.3g/ml蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液,结果质壁分离明显,但不能复原,原因是 。
(4)利用黑藻进行色素的提取和分离,常用的提取试剂是 ,色素分离后的结果如图2所示,异常的原因可能是研磨时忘记加入 。
(5)排除装置中各种物理因素的影响,图3中液滴的移动是由装置中 (填某种物质)引起的。适宜光照强度下,一定时间内有色小液滴的移动距离代表瓶内黑藻 (填“呼吸速率”或“净光合速率”或“总光合速率”)。
【答案】(1) 叶绿体 逆时针
(2) 稍带叶肉细胞的下表皮 减慢
(3) 观察初始状态的植物细胞 蔗糖溶液 无色 细胞过度失水而死亡
(4) 无水乙醇 碳酸钙
(5) 氧气 净光合速率
【分析】植物细胞的质壁分离和复原实验:本实验有三次显微镜观察,第一次观察细胞在清水中的正常状态,第二次观察为细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态,第三次观察为细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态。
【详解】(1)黑藻是观察细胞质流动的理想材料,通常以叶绿体的运动作为观察细胞质流动的标志。显微镜的成像是上下颠倒、左右相反的物像,如果该标志在视野中沿液泡逆时针方向流动,则细胞质实际流动方向是逆时针。
(2)若要选取菠菜叶作为观察细胞质流动的材料,则需要取菠菜叶稍带叶肉细胞的下表皮来制作临时装片,因为靠近下表皮细胞的叶肉细胞中的叶绿体大而少,便于观察。由于细胞质的流动速度与细胞代谢呈正相关,若用呼吸抑制剂处理黑藻叶片,细胞代谢减慢,则细胞质流动速度会减慢。
(3)图1中步骤①是在清水中观察细胞的初始状态。步骤③使用了蔗糖溶液处理细胞,观察到了质壁分离现象。其中1是细胞壁,2是液泡中的细胞液,为无色,4处是细胞膜和细胞壁之间的空隙,充满了蔗糖溶液。若将0.3g/ml蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液,由于蔗糖溶液浓度增大,细胞失水量增加,使得质壁分离现象明显,但细胞由于过度失水而死亡,故不能发生质壁分离复原现象。
(4)利用黑藻进行色素的提取和分离,常用的提取试剂是无水乙醇,因为光合色素易溶于无水乙醇之中。色素分离后的结果如图2所示,1-4依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,由图可知叶绿素a、叶绿素b色素带窄,异常的原因可能是研磨时忘记加入碳酸钙,而碳酸钙具有保护叶绿素的功能。
(5)由图3可知,二氧化碳缓冲液可保持瓶内二氧化碳的平衡,黑藻在适宜光照下,光合作用速率大于呼吸速率,光合作用产生的氧气一部分用于黑藻呼吸作用消耗,一部分释放到瓶内,使瓶内氧气增多,引起小液滴向右移动。故若排除装置中各种物理因素的影响,图3中液滴的移动是由装置中氧气引起的。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,适宜光照强度下,一定时间内有色小液滴的移动距离代表瓶内黑藻净光合速率。
64.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图甲是大豆叶肉细胞中光合作用过程示意图。PSI和PSII分别是光系统Ⅰ和光系统II,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能和进行电子传递。光反应中经过一系列的电子传递,在图中膜两侧建立H'电化学梯度。图中数字表示生理过程,字母表示物质。图乙为农科所研究温度对大豆光合作用与呼吸作用的影响时所绘制的曲线。请回答下列问题:
(1)图甲中PSⅠ和PSII所在膜结构的名称为 ,过程③表示 ,过程③的进行需要光反应提供 。
(2)图甲中物质A代表 ,若由适宜光照转至黑暗环境,短时间内A的变化情况是 ,图甲产生的O2进入同一细胞被利用至少穿过 层膜。
(3)图甲中物质C的的化学本质是 ,其作用有
(4)据图乙可知大豆生长的最适温度是 ,白天,37℃时该植物产生ATP的场所有 ,此时光合作用吸收的CO2来自 。
【答案】(1) 类囊体 C3的还原 NADPH和ATP([H]和ATP)
(2) C5(五碳化合物) 减少 5
(3) 蛋白质 催化ATP的合成、运输H+
(4) 35℃ 细胞质基质、叶绿体、线粒体 呼吸作用产生的CO2和从外界吸收的CO2
【分析】图示为光合作用过程, 包括光反应和暗反应,水光解产生氧气和H+,光反应还产生ATP和NADPH,产生的ATP和NADPH用于暗反应 C3的还原过程,所以A为 C5,B为C3。①为光反应,②为二氧化碳固定,③为三碳化合物的还原。
【详解】(1) PS I和PS II分别是光系统I和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子传递,所以其位于类囊体膜上。过程②表示CO2的固定;过程③为C3还原,进行需要光反应提供NADPH和ATP。
(2)图甲中物质A代表 C5(五碳化合物),由适宜光照转至黑暗环境,光照不足,光反应产生ATP和NADPH不足,暗反应 C3的还原过程受到影响, C3被还原产生的C5减少,而C5还在参与二氧化碳固定被消耗,因此短时间内 C5的含量下降,图甲产生的O2进入同一细胞被利用,而图甲产生的O2位于类囊体内,由叶绿体进入同一细胞的线粒体,至少穿过的膜为:类囊体膜1层、叶绿体膜2层、 线粒体2层膜,因此图甲产生的O2进入同一细胞被利用至少穿过5层膜。
(3)图甲中物质C属于膜蛋白,化学本质是蛋白质,据图分析其作用有催化ATP的合成、运输H+。
(4)图乙可知,35℃时候植物光合作用强度最大,而呼吸作用强度相对较少,植物积累有机物最多,故大豆生长的最适温度是35℃;白天,37℃时该植物既要进行光合作用,也要进行呼吸作用,故此时产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。此时,光合作用强度大于细胞呼吸强度,CO2,吸收速率大于0,故光合作用吸收的CO2来自呼吸作用产生的CO2和从外界吸收的CO2。
65.(23-24高一上·江苏淮安·期末)蓝细菌是西藏土壤生态系统的重要生产者,减少除草剂的使用有利于保护土壤环境和维持土壤微生态健康。图1是蓝细菌光合作用过程示意图,字母a~e表示物质。回答下列问题:
(1)蓝细菌属于生产者,它能将光能转化为 (用图中字母表示)中的化学能,并用于合成有机物。
(2)蓝细菌具有与高等植物相似的光合系统。光合片层上有光合色素,可推测其功能类似于高等植物叶肉细胞的 膜。
(3)科研工作者研究发现了草甘膦农药(除草剂)对西藏土壤蓝细菌光合作用有一定的抑制作用,如图2。进一步研究其抑制机理,其中部分结果如图3,高浓度的草甘膦农药显著抑制蓝细菌光合作用,据图分析可能的原因是 。
(4)据此研究分析,保护高原土壤环境健康可行的措施有 (答出一点即可)。
【答案】(1)d和e
(2)类囊体
(3)蓝细菌的光合色素含量降低
(4)减少除草剂(或农药)的使用、开发新型农药、生物防治(其他合理答案也可以)
【分析】图1是蓝细菌光合作用过程示意图,a表示C5,b表示C3,c表示ADP,d表示ATP,e表示NADPH。
【详解】(1)蓝细菌属于生产者,能够吸收光能,将光能转化为ATP(d)和NADPH(e)中的化学能,最终转化为稳定的化学能,储存于糖类等有机物中。
(2)光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的,蓝细菌的光合片层上有光合色素,其功能类似于高等植物叶肉细胞的类囊体膜。
(3)由图可知,随着草甘膦农药的浓度的增加,蓝细菌的光合色素含量降低,由此可推测高浓度的草甘膦农药会导致蓝细菌的光合色素含量降低,因此会抑制蓝细菌的光合作用。
(4)草甘膦农药(除草剂)对西藏土壤蓝细菌光合作用有一定的抑制作用,为了保护高原土壤环境健康,可减少除草剂(或农药)的使用、开发新型农药、生物防治等。
66.(23-24高一上·江苏泰州·期末)青菜生产周期短,口感滑嫩,含有丰富的膳食纤维,营养价值高,是人们餐桌上常见的菜肴。科研人员在适宜的温度、湿度等条件下,分别在光照强度为100μmol·m-2·s-1(T100)、260μmol·m-2·s-1(T260)、400μmol·m-2·s-1(T400)和500mol·m-2·s-1(T500)下,测定青菜植株的净光合速率、总膳食纤维含量,结果如图1、图2所示。回答下列问题:
(1)可用 提取青菜中的光合色素,并依据 (填原理)来分离光合色素。
(2)为测定青菜的净光合速率,可以将等量生长旺盛的植株置于密闭白瓶中,测量 实验结果表明,随着光照强度(T100-T500)升高,青菜植株的净光合速率的变化趋势是 ,当光照强度从T100升至T260时,叶肉细胞中的三碳酸的含量会 。
(3)干旱胁迫下,青菜叶片会出现萎蔫,细胞的这种变化也会导致青菜的净光合速率下降,主要原因是 。严重干旱胁迫下,气孔导度会下降,胞间CO2浓度反而增加,可能是因为严重干旱胁迫导致代谢功能破坏, ,胞间CO2的消耗也减少。
(4)根据该研究结果,进行人工光型植物工厂生产高品质青菜,人工选择的光照强度是 ,选择的依据是 。
【答案】(1) 无水乙醇 光合色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速度不同
(2) 单位时间单位叶面积上的CO2变化量(O2变化量) 先增加后稳定 减少
(3) 细胞中水分减少,光合作用的反应物CO2和水减少(生成物运输减慢) CO2固定减少
(4) T400(400μmol·m-2·s-1) 既能保证青菜净光合速率和总膳食纤维素总量都较大,又能节约光能的投入
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离试验:(1)叶绿体色素位于叶绿体中,要提取出来必须破坏细胞,因此需要研磨使色素流出,再溶解于无水乙醇或丙酮之中来提取各种光合色素。(2)由于色素在层析液中溶解度不同,在滤纸条上的扩散速度也不同,溶解度高的扩散快;反之,扩散慢,据此将各种色素分离开来。
2、根据图1可知,随着光照强度增加,净光合速率增加,但光照强度由400到500时,净光合速率增加缓慢。图2中随着光照强度的增加,总膳食纤维的含量逐渐增加,增加的趋势与净光合速率的变化趋势相似。
【详解】(1)青菜中的光合色素可用无水乙醇来提取,由于色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸条上的扩散速度也不同,溶解度高的扩散快,故可以用来分离色素。
(2) 为测定青菜的净光合速率,即总光速速率-呼吸速率,可以将等量生长旺盛的植株置于密闭白瓶中,测量单位时间单位叶面积上的CO2变化量(O2变化量),由图1可知,随着光照强度(T100﹣T500)升高,青菜植株的净光合速率的变化趋势是先增加后稳定。当光照强度从T100升至T260时,光照增强,光反应加强,则三碳酸的还原将加强,叶肉细胞中的三碳酸的含量将会减少,五碳糖的含量将增多。
(3)由于细胞中水分减少,故干旱胁迫下,青菜叶片会出现萎蔫,由于细胞中水分减少,细胞中水分减少,光合作用的反应物和生成物运输减慢,故光合速率将会下降。严重干旱胁迫下,气孔导度会下降,胞间CO2浓度反而增加,可能是因为严重干旱胁迫导致代谢功能破坏,二氧化碳固定减少,胞间CO2的消耗也减少。
(4) 据图可知光照强度在400μmol•m﹣2•s﹣1时,既能保证青菜净光合速率和总膳食纤维素总量都较大,又能节约光能的投入,因此进行人工光型植物工厂生产高品质青菜,人工选择的光照强度是400μmol•m﹣2•s﹣1。
67.(23-24高一上·江苏徐州·期末)黑藻是多年生沉水草本植物,叶片小而薄,叶绿体大,是生物实验的良好材料。请回答下列问题:
(1)用黑藻叶片作为观察细胞质流动的材料,不需切片的原因是 ;不需要染色的原因是可用 (填细胞器名称)的运动作为标志。如果该标志在视野中沿液泡顺时针方向流动,则细胞质实际流动方向是 。
(2)下图表示用黑藻进行“观察植物细胞质壁分离现象”的实验步骤和观察结果。
①实验中需通过步骤a观察细胞的原始状态,目的是 ;步骤b重复多次操作的目的是 ,从而发生质壁分离。
②d图表示实验结果,其中4处是 溶液,2处颜色为 。
(3)某同学用黑藻叶片做“提取和分离光合色素的实验”时,在圆形滤纸上得到如下图所示的4个近似同心的色素环1、2、3、4。
①色素提取时使用的试剂为 ,研磨时加入二氧化硅的目的是 。
②分离色素时,在圆形滤纸中心处滴一滴色素提取液,待滤液干后,重复此操作的目的是 。
③若研磨时忘记加入碳酸钙,则上图中颜色变浅的色素环有 (填图中标号)。
【答案】(1) 黑藻是一种多细胞藻类,只是叶片是由单层细胞组成,可以直接制作成临时装片 叶绿体 顺时针
(2) 作为对照 使蔗糖溶液不断渗入装片中,使细胞发生质壁分离; 外界 无色
(3) 无水乙醇 有助于研磨得充分 增加色素的量,使实验效果明显 3和4
【分析】分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大的,扩散速度快;溶解度小的,扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
【详解】(1)黑藻是一种多细胞藻类,只是叶片是由单层细胞组成,可以直接制作成临时装片;用黑藻为材料观察细胞质流动时,通常以叶绿体的运动作为标志,由于叶绿体为绿色,易于观察,因此不需要染色。显微镜下呈倒像,上下颠倒,左右颠倒,如果该标志在视野中沿液泡顺时针方向流动,则细胞质实际流动方向也是顺时针。
(2)①步骤a观察的是正常细胞所处的状态,此时细胞未发生质壁分离,目的是作为对照,以便与后面质壁分离现象进行对照。步骤b采用引流法,具体操作过程是在盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,并重复几次,使蔗糖溶液不断渗入装片中,使细胞发生质壁分离;4处是细胞壁和原生质层之间的空隙,由于细胞壁为全透性,因此4处充满的是外界溶液。2处是液泡,黑藻的液泡是无色。
(3)由于色素易溶于有机溶剂,故提取黑藻叶中色素所用的试剂为无水乙醇;研磨时加入二氧化硅的目的是有助于研磨得充分。分离色素时,在圆形滤纸中央滴一滴色素提取液,待滤液干后,重复一到两次的目的是增加色素的量,使实验效果明显;加CaCO3是为了保护叶绿素不被破坏,3和4靠近滴加色素提取液的位置,说明其在层析液中的溶解度较小,3是叶绿素a,4是叶绿素b,因此上图中颜色变浅的色素环有色素带3和4。
68.(23-24高一上·江苏泰州·期末)为探究花生从荫蔽环境转入自然光照下的光抑制及光保护机制,科研人员进行了如下实验:采用两种不同透光率的遮阴网模拟50%(S50)和85%(S85)两种遮光条件,以自然光为对照(C),从花生出苗开始遮阴,40天后解除遮阴并开始进行数据测定,部分结果如下图1、2所示。请回答下列问题:
(1)本实验的自变量是 。遮阴棚高1.5m,东、南、西三面遮阴网距地面30cm,北面完全敞开,以利通风透气,这样做的目的是 。
(2)40天后突然解除遮阴,叶绿体中ADP/ATP的值会 。请据图1、2结合所学知识,分析解除遮阴后净光合速率下降的可能机理: 。
(3)研究发现,非光化学淬灭机制(NPQ)能将植物吸收的多余光能以热能形式散失,这种光保护机制与蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关,如下图3所示。
①叶黄素主要吸收 光用于光合作用,土壤中缺镁一般 (填“会”或“不会”)影响叶黄素的合成。
②叶黄素循环是几种叶黄素在不同条件下的相互转化过程。叶黄素循环发生在 (填场所)上。
【答案】(1) 光照强度、遮阴解除后的天数 保证无关变量相同,排除其他因素对实验结果的干扰;提供充足的CO2
(2) 降低 自由基攻击类囊体薄膜(或攻击光合色素、酶,使其活性下降),降低光合速率
(3) 蓝紫 不会 类囊体薄膜
【分析】1、参与光合作用的色素位于类囊体薄膜上,包括叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)这两类。
2、光合作用的过程:①光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜):水的光解产生还原氢与O2,以及ATP的形成;②暗反应阶段(场所是叶绿体的基质):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和还原氢的作用下还原生成C5和糖类等有机物。
【详解】(1)本实验的目的是探究花生从荫蔽环境转入自然光照下的光抑制及光保护机制,结合图中信息可知,该实验的自变量为光照强度、遮阴解除后的天数;设置遮阴棚高1.5m,东、南、西三面遮阴网距地面30cm,北面完全敞开,以利通风透气,通风透气为了给植物进行光合作用提供充足的CO2。
(2) 40天后突然解除遮阴,光照增强促进光合作用光反应阶段,有利于叶绿体中NADP+转化为NADPH、ADP转化为ATP,叶绿体中NADPH/NADP+、ATP/ADP的值会增大,即叶绿体中ADP/ATP的值会降低。根据图1图2可以看出,解除遮阴后,活性氧自由基的产生速率增大,净光合速率降低,据此推测,活性氧自由基的产生速率增大,自由基攻击类囊体薄膜(或攻击光合色素、酶,使其活性下降),降低光合速率。
(3) ①叶黄素属于类胡萝卜素,其主要吸收蓝紫光用于光合作用,土壤中缺镁一般“不会”影响叶黄素的合成,因为叶黄素中不含镁元素,因而缺镁对叶黄素含量无影响。
②叶黄素循环是几种叶黄素在不同条件下的相互转化过程。叶黄素等光合色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上,据此可推测,叶黄素循环发生在类囊体薄膜上。
69.(23-24高一上·江苏泰州·期末)叶绿体内大约有95%的蛋白质由细胞核内的基因控制合成,并以前体蛋白的形式与叶绿体膜上受体作用,再经过TOC-TIC蛋白复合体转运至叶绿体中。其过程如下图1所示,请回答下列问题:
(1)光合色素分布在 (填a或b或c)上,其作用是 。在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,为防止色素被破坏常添加 ,过滤匀浆常用单层 。
(2)据图判断,前体蛋白以 方式进入叶绿体,该过程体现了叶绿体膜具有 功能。
(3)玉米叶肉细胞中固定CO2的酶(PEP羧化酶)与CO2的亲和力比小麦叶肉细胞中固定CO2的酶与CO2的亲和力强。图2分别表示玉米和小麦在不同CO2浓度下的光合速率曲线图,其中表示玉米的曲线为 。
【答案】(1) c 吸收、传递、转化光能 CaCO3/碳酸钙 尼龙布
(2) 主动运输 控制物质的进出(选择透过性)
(3)B
【分析】光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。
【详解】(1)图中c是类囊体,光合色素分布在类囊体薄膜上,光合色素可以吸收、传递、转化光能。在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,加入碳酸钙可防止色素被破坏,常用单层尼龙布过滤匀浆。
(2)前体蛋白经过TOC-TIC蛋白复合体转运至叶绿体中,此过程消耗能量,需要转运蛋白的协助,属于主动运输,此过程体现了叶绿体膜具有控制物质进出的功能。
(3)玉米叶肉细胞中固定CO2的酶与CO2的亲和力比小麦叶肉细胞中固定CO2的酶与CO2的亲和力强,能够在较低CO2浓度下固定CO2进行光合作用,因此玉米的曲线为B。
70.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图为菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用示意图,甲~丙表示生理过程,①~⑤表示物质。请回答下列问题:
(1)甲过程吸收光能的光合色素分布在 上,③表示 。
(2)乙过程发生的场所是 ,丙过程⑤表示 。
(3)若白天提高大棚中CO2浓度,则细胞中C3含量 (“上升”或“下降”)。
【答案】(1) 叶绿体类囊体膜 C5
(2) 细胞质基质 CO2
(3)上升
【分析】据图分析,甲表示光合作用过程,乙表示呼吸作用第一阶段,丙表示有氧呼吸第二和第三阶段。
【详解】(1)甲表示光合作用过程,该过程中光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上;③可以与二氧化碳反应生成C3,③表示C5。
(2)乙表示呼吸作用第一阶段,乙过程发生的场所是细胞质基质;丙过程⑤是有氧呼吸第二阶段,在水的参与下生成[H]和⑤,故⑤表示二氧化碳。
(3)二氧化碳是暗反应的原料,若增加CO2浓度,C3生成增加,消耗不变,所以细胞中C3含量上升。
71.(23-24高一上·江苏连云港·期末)图1表示野生龙须菜光合作用的主要过程(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程)。图2为叶绿体中某种膜上进行的生理过程。请据图回答下列问题。
(1)光合作用包括光反应和暗反应阶段。分析图1,表示暗反应阶段的是 (用图中数字表示);a可以将光能转化为活跃的化学能储存在 中(用图中字母表示);从叶肉细胞中提取a,利用的原理是 ;b在龙须菜某种细胞器中被消耗的场所是 。
(2)分析图2,M、N侧分别为 、 (选填“类囊体腔”“叶绿体基质”或“细胞质基质”),该生理过程对应图1中的生理过程是 (用图1中的数字表示)。
(3)光照条件下,若M、N间的H+浓度梯度突然消失,其他条件不变,短时间内叶绿体中C3含量会 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)下图表示CO2浓度对龙须菜光合作用速率影响的示意图,A点表示CO2补偿点,其含义是 ,C点时影响光合作用的环境因素主要有 。
【答案】(1) ④⑤⑥ ce a能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中 线粒体内膜
(2) 叶绿体基质 类囊体腔 ②③
(3)增加
(4) 在光下植物光合过程所吸收的CO2量与呼吸过程所释放CO2量达到动态平衡时外界环境中的CO2浓度 温度和光照强度
【分析】1、由图1分析可知:①植物从土壤中吸收水分,②ATP的合成,③水的光解,④CO2的固定,⑤⑥C3的还原。a是色素,b是O2,c是ATP,d是ADP,e是 NADPH,f是NADP+,g是CO2。
2、分析图2:该结构上进行水的光解和ATP合成,表示光反应,光反应场所是叶绿体的类囊体。
【详解】(1)分析图1中,④表示CO2的固定,⑤⑥表示C3的还原,表示暗反应过程。在光合作用的光反应阶段,色素吸收的光能在叶绿体中转化为活跃的化学能储存在,c(ATP) 和e (NADPH)中。a光合色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素。b (O2)在有氧呼吸第三阶段消耗,场所是线粒体内膜。
(2)分析图2,该结构上能进行水的光解和ATP的合成,说明该结构是类囊体薄膜,氧气在类囊体腔中产生,因此N表示类囊体腔,类囊体薄膜的外侧是叶绿体基质,因此M是叶绿体基质。类囊体薄膜是光反应的场所,图1中②ATP的合成,③水的光解,因此该生理过程对应图1中的生理过程是②③。
(3)据图2可知,H+浓度梯度产生的化学势能用于ATP的合成,光照条件下,若M、N间的H+浓度梯度突然消失,ATP合成减少,C3还原需要光反应的ATP和NADPH,ATP合成减少,C3还原减少,短时间内CO2浓度不变,C3合成不变,因此短时间内叶绿体中C3含量会增加。
(4)A点表示CO2补偿点,其含义是指在光下植物光合过程所吸收的CO2量与呼吸过程所释放CO2量达到动态平衡时外界环境中的CO2浓度。C点达到CO2饱和点,此时增加CO2浓度,光合速率不变,说明CO2浓度不再是限制光合速率的因素,此时影响光合作用的环境因素主要有温度和光照强度。
72.(23-24高一上·江苏南京·期末)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。细胞中,光合色素分布于叶绿体的 。
(2)本次实验自变量是 ,因变量是 。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不同的 条件下,该光源组平均花朵数均最多。
【答案】(1) 叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b) 一和二 类囊体薄膜
(2) 光质和补光时间 平均花朵数 红光+蓝光 6 补光时间
【分析】光合色素的提取和分离实验中,用纸层析法分离叶绿体色素的原理为,不同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,分离后获得4条色素带,由下到上分别为叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙黄色),其中叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
分析题图,补光时间为6小时/天,且红光+蓝光组平均花朵数最多,即在此条件下最有利于火龙果成花。
【详解】(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b,二者统称为叶绿素。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一条和第二条。细胞中,光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜。
(2)为探究光质和补光时间对火龙果成花的影响,实验的自变量为光质和补光时间,因变量是平均花朵数。根据实验结果,三种补光光源中最佳的是红光+蓝光,因为在不同补光时间条件下,红光+蓝光组平均花朵数都最多,该光源的补光时间是6小时/天时,平均花朵数最多,所以最佳补光时间是6小时/天。
73.(23-24高一上·江苏南京·期末)图1为叶肉细胞中两个细胞器,图2(光反应示意图)为图1中叶绿体的局部放大,PSI和PSⅡ分别是光系统I和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子的传递,PQ、Cytbf、PC是相关蛋白质,其中PQ在传递电子的同时能运输H+。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,贯穿在生物膜上,其中CF0是跨膜部分。据图回答下列问题:
(1)O2是水光解的产物,其中需要的光能是通过 (填“PSI”或“PSⅡ”)吸收利用的。光反应过程中,最初提供电子的物质为 ,最终接受电子的物质为 。NADPH是在 (填“PSI”或“PSⅡ”)生成的。NADPH和ATP中都有化学能,NADPH中的化学能来自 (填“PSI”或“PSⅡ”或“PSI和PSⅡ”)吸收和转换的光能。
(2)图2中ATP合成酶的功能有 。酵母菌和硝化细菌中的ATP合成酶分布的场所依次是 。。
(3)某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率,若用该农药处理破坏了内外膜的叶绿体,会导致ATP的含量 (填“显著上升”“显著下降”或“不变”)。
(4)图1中叶肉细胞叶绿体光合作用产生的氧气给相邻细胞细胞呼吸使用,需要穿过 层膜,光合作用暗反应中CO2的固定场所是 。细胞呼吸产生的CO2可使 溶液从蓝色变绿色再变黄色。
【答案】(1) PSⅡ H2O NADPH PSI PSI和PSⅡ
(2) 运输H+和催化ATP的合成 细胞质基质和线粒体 、细胞质基质
(3)显著下降
(4) 7 叶绿体基质 溴麝香草酚蓝(水)
【分析】据图和题意可知:光系统涉及两个反应中心:光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)。PSⅡ光解水,PSI还原NADP+。光系统II的色素吸收光能以后,能产生高能电子,并将高能电子传送到电子传递体PQ,传递到PQ上的高能电子依次传递给Cytbf、PC。光系统I吸收光能后,通过PC传递的电子与H+、NADP+在类囊体薄膜上结合形成NADPH。水光解产生H+,使类囊体腔内H+浓度升高,H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外,而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外中H+浓度降低,同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内,这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差,类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。
【详解】(1)由图可知:O2是水光解的产物,需要的光能是通过PSⅡ直接吸收利用的,光反应过程中,最初提供电子的物质是H2O,最终接受电子的是NADPH,在光系统Ⅰ发生的物质变化是NADP++H++2e-→NADPH ,NADPH和ATP中都有化学能,NADPH中的化学能来自PSⅠ和PSⅡ吸收和转换的光能。
(2)由图可知,ATP合成酶的作用有运输H+和催化ATP的合成,ATP合成酶能合成ATP,生物体中光合作用和细胞呼吸能产生ATP,故酵母菌(真核生物)中ATP合成酶分布在细胞质基质、线粒体,硝化细菌(原核生物)中ATP合成酶分布在细胞质基质。
(3)水光解产生H+,使类囊体腔内H+浓度升高,H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外,而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外中H+浓度降低,同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内,这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差,ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差,类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP,因此若某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率,则用该农药处理破坏内外膜的叶绿体,会导致ATP的含量显著下降。
(4)叶肉细胞叶绿体光合作用在类囊体内产生氧气,产生的氧气给相邻细胞细胞呼吸使用需要穿过7层膜(类囊体摸、叶绿体内膜和外膜、两个细胞的细胞膜2层,线粒体内膜和外膜),光合作用暗反应中CO2的固定场所是叶绿体基质,细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝(水)溶液从蓝色变绿色再变黄色。
74.(23-24高一上·江苏盐城·期末)选取某植物幼苗进行无土栽培实验,下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线图。请据图回答:
(1)温度为5℃时,该植物幼苗细胞产生ATP的场所有 ,研究者用含14C的14CO2追踪光合作用中碳的转移过程,其转移途径是 (用符号和→表示)。
(2)假设上述实验在缺Mg2+的条件下进行,在其他条件相同的情况下,图中的A点会向 移动。
(3)据图分析,图中 点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。
(4)据图分析,呼吸酶对温度的敏感度比光合酶对温度的敏感度 (选填“高”或“低”),温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制的最低温度为 ℃。
(5)为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响,用8株各有20片叶片、大小长势相似的某盆栽植株,分别放在密闭的玻璃容器中,在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表:
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度(℃)
10
10
20
20
30
30
40
40
光照强度(Lx)
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
12小时后CO2量(g)
-0.5
+0.1
-1.5
+0.4
-3.0
+1.0
-3.1
+0.8
(注:“+”表示环境中二氧化碳增加;“-”表示环境中二氧化碳减少)
①用编号为 的装置可构成一个相对独立的实验组合,该实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响。欲探究其细胞呼吸的最适温度,实验设计思路是在 ℃之间缩小温度梯度做平行实验。
②由表可知,植物光合最强的是第 编号组实验
③现有一株某植物的叶绿素缺失突变体(不能合成叶绿素),将其叶片进行了红光照射光吸收测定,与正常叶片相比,实验结果是光吸收差异 (选填“不显著”或“显著”)。
【答案】(1) 细胞质基质、线粒体、叶绿体
(2)右
(3)B、D
(4) 高 20
(5) 2、4、6、8 20-40 5 显著
【分析】据图分析,实线为从空气中吸收的二氧化碳量,代表净光合速率;虚线为呼吸作用氧气的消耗量,代表的是呼吸速率。净光合速率=光合速率-呼吸速率,A点从空气中吸收的二氧化碳为0,光合作用小于或等于呼吸作用,光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收;随着温度的升高,光合作用和呼吸作用都逐渐增强,大于5℃后净光合作用大于0,即光合作用大于呼吸作用。
【详解】(1)A点(5℃)从空气中吸收的二氧化碳为0,光合作用小于或等于呼吸作用,光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收,该植物幼苗细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体;光合作用暗反应过程:二氧化碳与C5生成C3,C3在光反应产物NADPH和ATP提供能量的前提下,还原成有机物、C5,所以用含14C的14CO2追踪光合作用中碳的转移过程,其转移途径是:。
(2)假设上述实验在缺 Mg 的条件下进行,则叶绿素的合成不足,导致光合速率降低,但是不影响呼吸速率,因此A点将右移。
(3)A点(5℃)从空气中吸收的二氧化碳为0,光合作用小于或等于呼吸作用,光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收,随着温度的升高,光合作用和呼吸作用都逐渐增强,大于5℃后净光合作用大于0,即光合作用大于呼吸作用。图中B点和D点两条曲线相交,说明净光合速率=呼吸速率,而净光合速率=光合速率-呼吸速率,因此这两点的光合速率是呼吸速率的两倍。
(4)分析图可知:光合酶活性在20℃后不再随着温度变化而变化,而呼吸酶在此范围内随着温度的升高,酶活性增强,所以呼吸酶对温度的敏感度比光合酶对温度的敏感度高。
净光合速率最大时最有利于植物生长,因此温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制的最低温度为20℃。
(5)①根据题意分析,若实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响,则实验的自变量是温度,因变量是呼吸速率,而呼吸速率的测定应该排除光合作用的影响,因此该实验应该在无光照的条件下进行,则可以用表格中编号为2、4、6、8的装置可构成一个相对独立的实验组合。
表格数据显示,实验温度范围内,6组12小时后CO2量最多,说明该温度(30℃)条件下呼吸速率最高,因此欲探究其细胞呼吸的最适温度,实验设计思路是在20-40℃之间缩小温度梯度做平行实验。
②同一温度条件下的两组实验分别代表了该温度条件下的净光合速率和呼吸速率,两者绝对值的和代表了光合速率,由表数据可知,第5组实验的光合速率最大。
③叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此将某植物的叶绿素突变体的叶片进行红光照射光吸收测定,与正常叶片相比,实验结果是光吸收差异显著。
75.(23-24高一上·江苏镇江·期末)仙人掌是常见的沙漠植物,在长期进化中发展了一种特殊的代谢途径,可在夜间吸收CO2生成苹果酸储存在液泡中,以适应沙漠高温干旱的生态环境。图1是仙人掌肉质茎细胞中部分代谢示意图,其中A和B表示不同气体;图2是气孔开闭情况下,CO2吸收速率(相对值)和液泡中有机酸含量在24h内的变化。请回答下列问题。
(1)图1所示光反应中水被分解成A和 ,卡尔文循环发生的场所是 ,后者为光反应提供的物质有 。
(2)图2中a曲线表示 ,导致2-8时曲线下降的原因是 。8-16时,仙人掌气孔大量关闭以降低 ,该阶段植物光合作用所需CO2的来源主要有 。
(3)液泡中有机酸含量在一天中有规律的变化,白天下降的原因有 。
【答案】(1) H+(和e-) 叶绿体基质 ADP、Pi和NADP+
(2) CO2吸收速率 苹果酸积累影响CO2吸收(温度降低影响相关酶的活性) 蒸腾作用 苹果酸代谢产生的CO2和呼吸作用产生的CO2
(3)白天气孔关闭,几乎没有苹果酸生成;同时,液泡中夜间储存的苹果酸也被运输到细 胞质基质中分解为CO2
【分析】图中植物的显著特征是CO2的固定和还原过程发生的时间和空间不同。植物叶片的气孔会在夜间开放,有利于吸收CO2,合成苹果酸并在液泡中夜间积累,有机酸含量升高;在白天,大部分时间内叶片气孔关闭,有利于减缓水分散失,夜间积累的苹果酸会在白天释放出CO2用于卡尔文循环合成淀粉,白天有机酸含量下降,糖类含量增多。
【详解】(1)图1所示光反应中水被分解成A,进入线粒体,因此A是氧气,因此另外的产物为氢离子,卡尔文循环发生的场所是叶绿体基质,卡尔文循环为光反应提供了ADP和NADP+。
(2)图1两条曲线中,a曲线上升在前,所以a曲线表示的是CO2吸收速率在24h的变化,导致2-8时曲线下降的原因是苹果酸积累影响CO2吸收(温度降低影响相关酶的活性), 因此逐渐减少二氧化碳的吸收,8-16时,仙人掌气孔大量关闭以降低蒸腾作用,减少水分的散失,该阶段质植物光合作用所需要的CO2的来源主要是苹果酸代谢产生的CO2和呼吸作用产生的CO2。
(3)液泡中有机酸含量在一天中有规律的变化,黑暗条件下,气孔打开,CO2吸收增加,用于合成苹果酸,有机酸含量增加。光照增强气孔逐渐关闭,CO2吸收减少,苹果酸分解加快,产生CO2用于暗反应,白天下降的原因有光照增强气孔逐渐关闭,CO2吸收减少,苹果酸分解加快,产生CO2用于暗反应。
76.(23-24高一下·江苏南通·期末)微藻光合作用固定的CO2可通过直接吸收获得,也可通过吸收HCO3-经碳酸酐酶分解获得。高浓度CO2会导致pH降低,使碳酸酐酶等酶活性降低甚至失活,对细胞造成毒害。真核微茫藻能在高浓度CO2条件下通过生理性改变来适应高浓度CO2环境,因此利用真核微茫藻捕集烟气中高浓度的CO2是一种可持续环保的碳减排技术。下图表示高浓度CO2条件下真核微茫藻发生的部分生理性改变,其中“↑”代表相关蛋白质的表达水平升高。请回答下列问题。
(1)微茫藻 膜上的 (两类色素)捕获光能,将其转化为电能促进水分解产生电子,电子经电子传递链最终传递给 ,该过程建立膜两侧 驱动ATP的合成。
(2)CO2进入微茫藻细胞,在 (场所)中参与卡尔文循环的 (过程)。
(3)微茫藻适应高浓度CO2环境的途径有以下三种:
①通过 微茫藻细胞壁孔隙数量,提高CO2的运输效率;
②通过增加 的量,提高光合电子传递效率;
③通过增加磷酸甘油酸激酶、磷酸丙糖异构酶、景天庚酮糖双磷酸酯酶等酶的量,促进 。
(4)研究人员进一步探究高浓度CO2环境中,光质对微茫藻固碳速率和油脂含量的影响,结果如下表(油脂可消除多余的自由基)。
编号
光质
固碳速率/g·L-1·d-1
油脂含量/%
①
白光
0.09
20
②
红光
0.13
18
与白光相比,红光能 (增强、减弱)高浓度CO2对微茫藻光合作用的抑制,其可能原因是红光的光量子效率高,其能量更易被光合作用利用, 。
【答案】(1) 类囊体(薄) 叶绿素和类胡萝卜素 NADP+(和H+) H+电化学梯度
(2) 叶绿体基质 CO2的固定
(3) 增加 复合物铁硫蛋白亚基 卡尔文循环的进行
(4) 减弱 产生的自由基相对较少,自由基对光合结构的损伤小
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
【详解】(1)捕获光能的色素,即叶绿素和类胡萝卜素位于叶绿体的类囊体薄膜上,光反应中,水光解后产生的电子经电子传递链最终传递给NADP+,与H+一同形成NADPH,该过程建立膜两侧H+电化学梯度,H+顺梯度流动时驱动ATP的合成。
(2)卡尔文循环,即暗反应发生在叶绿体基质,该过程中CO2参与CO2的固定环节。
(3)由图可知,CO2可通过细胞壁空隙进入细胞,所以微茫藻可通过增加微茫藻细胞壁孔隙数量,提高CO2的运输效率;图中复合物铁硫蛋白亚基参与电子传递,增加复合物铁硫蛋白亚基,可提高光合电子传递效率;卡尔文循环过程中需要磷酸甘油酸激酶、磷酸丙糖异构酶、景天庚酮糖双磷酸酯酶等酶的参与,相关酶的数量增加,可促进卡尔文循环的进行。
(4)由表可知,白光对应的固碳速率较红光高,说明红光能减弱高浓度CO2对微茫藻光合作用的抑制,其可能原因是红光的光量子效率高,其能量更易被光合作用利用,产生的自由基相对较少,自由基对光合结构的损伤小,从而提高光合作用效率。
77.(23-24高一上·江苏盐城·期末)淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要产物,马铃薯叶片合成的有机物主要运向块茎储存,红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。图a是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图;图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图,请回答下列问题:
(1)图a中物质A是指 ,光反应为过程Ⅱ提供的物质是 ,叶肉细胞中产生蔗糖的场所是 。
(2)如果突然将太阳光照改为等强度的蓝紫色光照,其他条件不变,则短时间内物质B的含量变化是 。
(3)若将马铃薯叶片处于C18O2的环境,给以正常光照,一段时间后,块茎中的淀粉会含有18O,请写出元素18O转移的路径 (用图中相关物质及箭头表示)。
(4)图b表示叶绿体中的 结构,参与捕获光能的两类色素是 ,分离色素可用 法。
(5)图b膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会 (填“加快”或“减慢”),图中ATP合酶的作用为 。
【答案】(1) CO2 ATP和NADPH 细胞质基质
(2)升高
(3)C18O2(或A)→C3(或C)→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉
(4) 类囊体薄膜 叶绿素和类胡萝卜素 纸层析法
(5) NADPH 减慢 催化,运输
【分析】1、图1Ⅰ是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定,Ⅱ是暗反应中的C3的还原阶段。从图中可以看出,暗反应在叶绿体基质中进行,其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉,也可以被运出叶绿体,在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖,蔗糖可以进入液泡暂时储存起来;蔗糖也可以通过韧皮部被运至块茎或块根细胞,继而合成淀粉。2、由题意分析可知,对于物质跨膜转运时的能量可由ATP 直接提供,亦可借助 H+浓度梯度。有氧呼吸可以概括为三个阶段,第一个阶段是葡萄糖分解产生丙酮酸和少量[H],并释放出少量能量,场所是在细胞质基质中,第二个阶段是丙酮酸和水分解产生二氧化碳和[H],并释放少量能量,场所是线粒体基质,第三个阶段是[H]和氧气结合生成水,释放出大量能量,场所是线粒体内膜。无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同,第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。
【详解】(1)分析题图可知,物质B与A生成物质C,则物质A是CO2,B是C5化合物,C是C3化合物。过程Ⅱ为C3的还原,该过程需要光反应产生的ATP和NADPH。由图可知,在叶绿体基质中产生的磷酸丙糖到细胞质基质中去磷酸化继而反应生成蔗糖。
(2)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。B是C5化合物,如果突然将太阳光照改为等强度的蓝紫色光照,其他条件不变,色素吸收、传递、转化的光能增强,光反应增强,产生的ATP和NADPH增多,则C3的还原成C5增强,短时间内,CO2和C5固定成C3速率不变,总的来说,C5含量会上升。
(3)由图可知,将马铃薯叶片处于C18O2的环境,C18O2进入光合作用过程暗反应中生成C3,被还原生成葡萄糖,葡萄糖形成淀粉,故C18O2转移的路径为C18O2(或A)→C3(或C)→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。
(4)图b表示叶绿体中的类囊体薄膜结构,上面有光合色素,参与捕获光能的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素。由于色素易溶于有机溶剂,在有机溶剂的溶解度不同,可用纸层析法分离色素。
(5)在光反应中,光能转化为NADPH中的能量和ATP中活跃的化学能。若二氧化碳浓度降低,将会影响暗反应的速率,暗反应速率减慢,导致叶绿体中NADP+减少,根据图b可知:NADP+与H+在电子的作用下结合生成NADPH,若NADP+减少,则图b中电子传递速率减慢。图中ATP合酶的作用为催化剂,催化ATP合成,也可作为载体蛋白,协助H+运输。
78.(23-24高一上·江苏苏州·期末)玉米等C4植物通过光合作用C4途径,使其能在高温下保持产量。仙人掌等景天科植物则以光合作用CAM途径,助其在沙漠和其他缺水地区生存。研究表明,马齿苋的光合作用整合了C4途径和CAM途径,主要过程如下图。请回答下列问题:
(1)C4途径和CAM途径中,CO2先经历C4途径,然后在RuBP羧化酶的作用下与 结合,这个过程被称作CO2的固定,其发生的场所是 。
(2)马齿苋的光合细胞有 , 细胞中的叶绿体只能进行暗反应,据图推测其原因是其缺少了 (结构)。图中A表示的物质有 。
(3)图中①表示的结构是 ,叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是 。
(4)研究发现,当水分充足时,马齿苋叶片中主要进行C4途径,而处于干旱环境时,可以进行C4途径和CAM途径,该调节机制使马齿苋即使在干旱环境下也可通过在夜间 ,并且以 形式储存,为光合作用提供足够原料。说明马齿苋具有 优势。
【答案】(1) C5 维管束鞘细胞叶绿体(基质)
(2) 叶肉细胞和维管束鞘细胞 维管束鞘 类囊体(薄膜) ATP和NADPH
(3) 胞间连丝 提高了物质的运输效率
(4) 吸收CO2 苹果酸 抵御长期干旱同时更加高产
【分析】据图分析:图中C4途径:CO2固定分别发生在叶肉细胞中通过PEP羧化酶作用与PEP反应生成草酰乙酸和发生于维管束鞘细胞与C5结合形成C3,同时在此处C3还原;图中CAM途径:第一次CO2固定发生在夜间,形成草酰乙酸而后转化为苹果酸储存在液泡,第二次固定则是发生白天,储存在液泡中的苹果酸释放出CO2, 与C5结合形成C3。
【详解】(1)据图可知,C4途径和CAM途径中,二氧化碳先经历C4途径,然后在RuBP羧化酶的作用下与C5结合,这个过程被称作二氧化碳的固定,发生的场所为维管束鞘细胞。
(2)马齿苋的光合作用整合了C4途径和CAM途径,C4途径中CO2固定分别发生在叶肉细胞中通过PEP羧化酶作用与PEP反应生成草酰乙酸和发生于维管束鞘细胞与C5结合形成C3,因此马齿苋的光合细胞有叶肉细胞和维管束鞘细胞。而维管束鞘细胞中的叶绿体只能进行暗反应,通过题干图中信息可知其原因是因为缺少了类囊体(薄膜),没有色素和与光反应有关的酶。光反应能产生ATP和NADPH,可以用于暗反应中C3的还原,因此推测A代表的是ATP和NADPH。
(3)图中①是细胞间可以进行物质运输和信息交流的结构,表示为胞间连丝。高等植物细胞中进行物质运输和信息交流可以通过胞间连丝,所以叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义可以提高物质运输的效率,促进细胞代谢。
(4)图中CAM途径:第一次CO2固定发生在夜间,形成草酰乙酸而后转化为苹果酸储存在液泡,第二次固定则是发生白天,储存在液泡中的苹果酸释放出CO2, 马齿苋叶片在处于干旱环境时可以进行C4途径和CAM途径,而CAM途径中夜晚吸收二氧化碳,经过一系列过程形成苹果酸,储存在液泡中,白天气孔关闭,苹果酸释放二氧化碳用于光合作用,为光合作用提供足够原料,更加高产,同时说明了马齿苋具有抗干旱的优势。
79.(23-24高一上·江苏南通·期末)CO2浓度会影响C3植物的光合作用,Rubisco酶可以催化CO2的固定,但CO2浓度低而O2浓度高时,O2可与CO2竞争性地与Rubisco酶结合导致光合速率下降。光合产物运出叶绿体能力也会影响光合速率(注:图中虚线代表夜间淀粉的主要去路)。请回答:
(1)由图可知,蛋白A分布在 上(场所),既能通过 的方式运输H+,同时又能 。
(2)过程②中的核酮糖-1,5-二磷酸属 (化合物);过程③反应条件除了图中所示还需要 ;蔗糖的合成场所是 。
(3)从Rubisco酶的角度分析,夏天晴朗的中午光合作用减弱的原因是:为了减少水分散失 。
(4)白天叶绿体中合成过渡型淀粉,一方面可以保障光合作用速率 蔗糖的合成速率,另一方面可为夜间细胞生命活动提供 。
(5)研究发现高浓度的CO2会影响气孔开度。为了探究NO在高浓度CO2影响植物气孔开闭过程中的作用,科研人员采用一定量的NO供体SNP和NO合酶抑制剂L-NAME分别处理番茄的保卫细胞,结果如下图。
(注:A表示正常的CO2浓度,E表示高CO2浓度,S表示SNP,L表示L-NAME)
①由图可知,高浓度的CO2诱导番茄气孔 (填“关闭”或“打开”)。
②关于NO在CO2浓度升高调节气孔开度中的作用有两种假说,假说一:CO2浓度升高增强了保卫细胞合成NO的能力,提高了保卫细胞中NO含量,从而诱导番茄气孔关闭;假说二:NO浓度升高增强了保卫细胞合成CO2的能力,提高了保卫细胞中CO2含量,从而诱导番茄气孔关闭。据图分析你支持两种假说中的 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 协助扩散 催化ATP合成
(2) C5 酶、NADPH 细胞质基质
(3)气孔导度下降,植物吸收的CO2减少,O2竞争性地与R酶结合,导致光合速率下降
(4) 大于 物质和能量
(5) 关闭 假说一
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段:光反应阶段发生的场所是叶绿体的类囊体膜,产物包括NADPH、ATP和氧气;暗反应过程二氧化碳的固定、3-磷酸甘油酸的还原以及五碳糖的再生。三碳糖的去向包括了五碳糖的再生,以及淀粉的合成、蔗糖的形成。
【详解】(1)据图分析,蛋白A所在的结构发生水的光解和ATP的形成,因此蛋白A分布在类囊体膜上,既能通过协助扩散的方式运输H+,同时又能催化ATP合成。
(2)过程②中的核酮糖-1,5-二磷酸属C5(五碳糖);过程③为3-磷酸甘油酸的还原过程,需要光反应产生的ATP和NADPH以及酶的参与,图中已经标示了ATP,因此除了图中所示还需要酶、NADPH;蔗糖的合成场所是细胞质基质。
(3)夏天晴朗的中午光合作用减弱的原因是为了减少水分散失气孔导度下降,植物吸收的CO2减少,O2竞争性地与R酶结合,导致光合速率下降。
(4)光合作用合成的三碳糖一部分运输到细胞质基质转变为蔗糖,另一部分用于淀粉的合成,所以白天叶绿体中合成过渡型淀粉,一方面可以保障光合作用速率大于蔗糖的合成速率,另一方面可为夜间细胞生命活动提供物质和能量。
(5)①据图分析,正常的CO2浓度时气孔开度大于高CO2浓度时的气孔开度,说明高浓度的CO2诱导番茄气孔关闭。
②A和E对比分析高二氧化碳浓度会使气孔开度减小;A和A+S对比分析NO可以使气孔开度减小;A和E和E+L综合分析,气孔开度减小是因为CO2浓度升高提高了保卫细胞中NO含量,从而诱导番茄气孔关闭,因此支持两种假说中的假说一。
80.(23-24高一上·江苏无锡·期末)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图 1、图 3 所示,图2 是叶肉细胞内两种细胞器间的气体可能的转移途径。
(1)图 1 中所测气体为 。
(2)图 3 中ef 段速率下降的原因是 。
(3)处于图 1 中的 DE 段时,图 2 中应该进行的气体转移途径有 。
(4)到达图 3 中的 点时,玻璃罩内 CO2浓度最高;图1中的 E 点对应图 3 中的 点。
【答案】(1)氧气
(2)中午光照过强,温度过高,植物为避免蒸腾作用水分散失过多,气孔大量关闭,导致二氧化碳供应减少
(3)ACDE
(4) d h
【分析】图1中,植株放在密闭玻璃罩内一昼夜氧气浓度变化曲线,氧气浓度下降表示呼吸作用强度大于光合作用强度或光合作用强度为0;氧气浓度上升时,表示光合作用强度大于呼吸作用强度;C点时玻璃钟罩内O2浓度最低,此时净光合速率为0;E点玻璃钟罩内O2浓度最高,此时净光合速率为0。图2中,左侧为叶绿体,右侧为线粒体,DEF表示CO2、ABC表示O2。图3中,纵坐标表示植物吸收或释放CO2的速率,d、h两点植物光合速率为0;f点时可能由于光照过强导致气孔关闭,二氧化碳吸收减少,导致光合作用强度下降。
【详解】(1)由图中O-C时气体含量减少,C-D时含量增加,可推测有光照时气体增加,无光时减少,则该气体为氧气。
(2)图乙中ef段的形成主要是因为中午光照过强,温度过高,植物为避免蒸腾作用水分散失过多,气孔大量关闭,导致$$
专题07 光合作用
一、单选题
1.(23-24高一上·江苏南京·期末)用14C标记CO2,来追踪光合作用中的碳原子的转移途径,下列分析正确的是( )
A.CO2→ATP→(CH2O) B.CO2→NADPH→C3
C.CO2→C3→(CH2O) D.CO2→C5→(CH2O)
2.(23-24高一上·江苏泰州·期末)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是( )
A.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(丙+丁)<(甲+乙)
B.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
D.四种色素中,丙和丁主要吸收蓝紫光
3.(23-24高一下·江苏盐城·期末)下列关于细胞中酶与ATP的叙述,正确的是( )
A.酶是具有催化作用的蛋白质,能降低反应所需的活化能
B.酶适宜在最适温度下长期保存以保持其最高活性
C.ATP 水解脱离下来的磷酸基团可与某些蛋白质结合
D.线粒体与叶绿体的内膜上均存在催化ATP合成的酶
4.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列有关温室大棚种植蔬菜的处理方法的叙述,错误的是( )
A.给大棚补充光照时,蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源
B.夜间蔬菜大棚可适当升高温度,有利于提高产量
C.白天定时给栽培大棚通风,以保证CO2供应
D.用大棚种植蔬菜时,套种能增加光合面积,有利于充分利用光能
5.(23-24高一上·江苏盐城·期末)图甲是叶绿体结构示意图,图乙是绿叶中色素分离的结果(①~④代表叶绿体结构,A~D代表4种色素),下列有关光合作用叙述错误的是( )
A.②上与光反应有关的色素对绿光吸收最少
B.若用黄化叶片做提取色素实验,C和D色素带颜色变浅
C.在②和④中,有许多进行光合作用所必需的酶
D.希尔的离体叶绿体实验证明光合作用产生的氧气全部来自水
6.(23-24高一上·江苏·期末)许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是( )
A.鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水
B.希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2,探明光合作用中氧气的来源
C.恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌,直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2
D.卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5
7.(23-24高一上·江苏淮安·期末)用含14C的CO2来追踪光合作用中C原子的转移途径,正确的是( )
A.CO2→C3→(CH2O) B.CO2→C5→(CH2O)
C.CO2→叶绿素→C5 D.CO2→C5→C3
8.(23-24高一上·江苏淮安·期末)NADPH(还原型辅酶Ⅱ),学名为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,常作为光合作用的还原剂。下列相关叙述错误的是( )
A.据学名可知其组成元素是C、H、O、N、P
B.NADPH的化学本质是蛋白质
C.光反应中NADP+接受电子被还原成NADPH
D.NADPH也可为暗反应中C3的还原提供能量
9.(23-24高一上·江苏淮安·期末)图①~④表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤,先后顺序正确的是( )
A.①④②③ B.②①④③
C.②③④① D.②④①③
10.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列关于光合作用和细胞呼吸原理的应用,叙述正确的是( )
A.施用农家肥能直接为植物提供更多的CO2,进而提高光合作用速率
B.“轮作”利用了不同作物对无机盐的吸收具有选择性以减缓土壤肥力下降
C.低温、干燥、低氧条件下储存水果、蔬菜能减少有机物的消耗
D.酿酒时,应不断通入空气促进酵母菌细胞呼吸产生更多的酒精
11.(23-24高一上·江苏泰州·期末)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,常用作实验材料。下列有关叙述正确的是( )
A.黑藻是具有中心体的多年生沉水草本植物
B.黑藻叶可直接制成装片观察叶绿体的形态
C.宜用无水乙醇作层析液从黑藻叶片中提取色素
D.不同的黑藻细胞胞质环流方向、速率保持一致
12.(23-24高一上·江苏连云港·期末)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是( )
A.色素在层析液中的溶解度不同,因而在滤纸上的扩散速度也有差异
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时,待滤液干后,再重复一到两次
13.(23-24高一上·江苏连云港·期末)结构与功能相适应是生物学的基本观点之一。下列叙述不能体现这一观点的是( )
A.脱氧核苷酸的排列顺序千差万别储存着生物的遗传信息
B.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
C.叶绿体含有双层膜,有利于扩大光合作用的受光面积
D.酵母菌的线粒体内膜向内折叠形成嵴,有利于附着与有氧呼吸有关的酶
14.(23-24高一上·江苏南京·期末)采用新鲜菠菜叶开展“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验,下列叙述错误的是( )
A.可用无水乙醇提取叶绿体中色素
B.层析液可以利用生理盐水配制
C.画滤液细线时需要重复两到三次
D.提取时加SiO2有助于充分研磨
15.(23-24高一上·江苏南京·期末)依据光合作用的基本原理,下列叙述正确的是( )
A.光合作用释放的O2中的氧元素来自CO2
B.光反应必须在光照条件下进行
C.暗反应必须在黑暗条件下进行
D.影响光反应的因素一定不会影响暗反应
16.(23-24高一上·江苏南京·期末)正常照光培养绿藻一段时间后,用黑布遮住培养瓶,绿藻细胞中短时间内可能发生的是( )
A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快
C.ATP含量上升 D.有机物合成加快
17.(23-24高一上·江苏扬州·期末)下图表示光合作用过程,a、b、c、d表示物质,甲、乙表示场所,下列分析正确的是( )
A.物质d直接被还原生成(CH2O)
B.甲中膜面积的增加提高了光反应的速率
C.乙中的生理过程只能在无光条件下进行过程
D.影响光反应的因素不会影响暗反应
18.(23-24高一上·江苏南京·期末)关于探究光照强度对黑藻光合作用强度影响的实验设计,下列说法错误的是( )
A.环境温度、黑藻生长状况和培养时间等是无关变量
B.可通过调节光源与烧杯的距离控制实验的自变量
C.黑藻光合作用的强度随着光照强度增强不断增强
D.黑藻光合作用的强度可用氧气的释放速率来表示
19.(23-24高一上·江苏常州·期末)下列有关生物学原理应用的叙述,错误的是( )
A.连续阴雨天时,提高大棚内温度可以增强光合作用速率
B.零度以上低温、低氧贮存蔬菜水果,可减少有机物分解
C.施用有机肥能提供更多的CO2,提高植物光合作用速率
D.选用透气性较好的创可贴,可防止厌氧菌在伤口处繁殖
20.(23-24高一上·江苏常州·期末)高中生物学实验中,下列操作会使实验现象更加明显的是( )
序号
实验名称
实验操作
①
绿叶中色素的提取和分离
选取刚长出幼嫩的新叶
②
探究光照强度对光合作用强度影响
用绿色光源代替白色光源
③
用显微镜观察叶绿体流动
实验前适当提高培养黑藻的水温
④
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的专一性
用碘液代替斐林试剂进行鉴定
A.① B.② C.③ D.④
21.(23-24高一上·江苏常州·期末)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.核糖体的形成离不开核仁的参与,代谢越旺盛核仁越大
B.线粒体和叶绿体一样,既可以水解ATP也可以合成ATP
C.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的重要结构
D.口腔上皮细胞中的核仁、核膜会出现周期性的消失和重建
22.(23-24高一上·江苏南京·期末)根据生物科学史,下列说法正确的是( )
A.欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析,提出膜是由脂质组成的
B.罗伯特森通过电镜观察,认为细胞质膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成
C.罗伯特胡克发现并命名了细胞,施莱登施旺提出了细胞学说
D.鲁宾和卡门用放射性同位素标记法研究了光合作用中产生的氧气来自于水
23.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列有关科学发展史的说法正确的是( )
A.施莱登和施旺提出的细胞学说认为一切生物都由细胞发育而来
B.辛格和尼科尔森通过对细胞膜成分的分析,提出细胞膜的流动镶嵌模型
C.鲁宾和卡门的实验证明了植物光合作用释放的O2来自于CO2
D.恩格尔曼利用水绵、好氧细菌等材料进行对照实验,探明光合作用的场所是叶绿体
24.(23-24高一上·江苏镇江·期末)科学家用软骨细胞质膜包裹菠菜类囊体,导入病变的小鼠软骨细胞中,可成功改善其关节炎症状。下图是软骨质膜的结构示意图,①~④代表相关的物质或结构。下列叙述正确的是( )
A.物质①②③是构成细胞膜的主要成分
B.通过物质②进行的跨膜运输均需要消耗能量
C.破坏结构④会影响细胞分泌蛋白质的速度
D.含类囊体的软骨细胞可进行光合作用制造糖类
25.(23-24高一上·江苏·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是( )
A.使用未剪去叶柄的叶片将会导致提取液颜色变浅
B.提取的色素溶液中要及时加入CaCO3,以保护叶绿素
C.提取时层析液用量越多,提取的色素越多,分离时画线次数越少
D.画滤液细线时应连续多次画线,滤纸条上色素更清晰
26.(23-24高一上·江苏无锡·期末)光合作用的光反应为暗反应的进行提供了( )
A.ATP和NADP+ B.ATP和Pi
C.ATP和ADP D.ATP和NADPH
27.(23-24高一上·江苏泰州·期末)用含有 14C 的 CO2 追踪光合作用中的碳原子,该碳原子的转移途径为( )
A.CO2→叶绿体→ATP B.CO2→C3→糖类
C.CO2→叶绿素→ADP D.CO2→C5→糖类
28.(23-24高一上·江苏无锡·期末)在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,不能让层析液没及滤液细线的原因是( )
A.滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果
B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D.滤纸条上的几种色素会混合起来达不到分离的效果
29.(23-24高一上·江苏苏州·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )
A.色素提取的原理是叶绿体中色素都能溶于水
B.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次
C.研磨时加入CaCO3,可防止叶绿素被酸破坏
D.以黄叶为材料,滤纸条会缺失中间两条色素带
30.(23-24高一上·江苏苏州·期末)科学家通过追踪同位素标记的化合物,可以揭示生命相关生化反应的详细过程。下列叙述正确的是( )
A.探究碳在光合作用中的转化途径时,用以标记CO2的14C不具有放射性
B.用18O标记O2后让小鼠吸入,一段时间后可在其周围环境中检测到C18O2
C.用15N标记丙氨酸,附着型核糖体上会有放射性,游离的核糖体上无放射性
D.同位素示踪法是分子水平的标记,被标记的化合物化学性质相同
31.(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于光合作用的发现历程的描述,错误的是( )
A.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.希尔发现离体的叶绿体在适宜条件下发生水的光解产生氧气
C.鲁宾和卡门用放射性同位素标记法,发现光合作用中产生的氧气来自于水
D.卡尔文探明了CO2中的碳到有机物中的转移途径
32.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下列有关科学史和科学研究方法的叙述正确的是( )
A.恩格尔曼用水绵进行实验,定量分析了水绵光合作用生成的O2量
B.希尔制取离体叶绿体悬液并加入铁盐,光照后发现有氧气释放
C.鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自于CO2
D.卡尔文等用小球藻进行实验,最终探明了碳的转移途径:CO2→C5→(CH2O)
33.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下列关于光合作用过程的叙述中,正确的是( )
A.光反应离不开色素的作用 B.暗反应必须在黑暗的条件下进行
C.光反应为暗反应提供CO2 D.暗反应的产物是氧气和有机物
34.(22-23高一上·江苏南京·期末)在适宜的光照和温度条件下,向豌豆植株供应14CO2,最初测得含14C的化合物及其产生的场所分别是( )
A.C3,细胞间隙
B.C5,细胞质基质
C.C3,叶绿体基质
D.C5,类囊体薄膜
35.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下列关于探索光合作用原理的部分实验的叙述错误的是( )
A.植物学家希尔发现,在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐,在黑暗中就可以释放出氧气
B.鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究发现,光合作用中氧气来源于H2O
C.阿尔农发现在光照下叶绿体可以合成ATP,这一过程总是与水的光解相伴随
D.卡尔文等用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用,探明了CO2中的碳如何转变为糖
36.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下列关于生物科学史的叙述,正确的是( )
A.科学家应用不同的放射性荧光同位素示踪证明细胞膜具有流动性
B.恩格尔曼利用水绵和需氧细菌为材料证明了光合作用的场所是叶绿体
C.辛格和尼科尔森通过电镜观察到细胞膜的流动镶嵌模型
D.施莱登和施旺在建立细胞学说的过程中,运用了科学观察和完全归纳的方法
37.(22-23高一上·江苏盐城·期末)在实验室中,如果要测定藻类植物是否完成光反应,最好是检验其( )
A.氧气的释放量
B.ATP的生成量
C.二氧化碳的消耗量
D.糖类的合成量
38.(22-23高一下·江苏盐城·期末)下图表示高等植物光合作用部分过程,下列叙述错误的是( )
A.该反应的场所是叶绿体基质
B.该反应在光照下不能进行
C.该过程需要光反应提供一部分物质
D.C3生成(CH2O)需要NADPH、ATP和多种酶的参与
39.(22-23高一下·江苏盐城·期末)小麦叶肉细胞光合作用过程中,光反应为暗反应提供的物质有( )
A.H2O和O2
B.O2和ADP
C.NADPH和ATP
D.O2和NADPH
40.(22-23高一上·江苏南京·期末)下列关于光合作用和细胞呼吸的相关叙述,错误的是( )
A.光合作用和细胞呼吸总是同时进行
B.光合作用合成的糖类能在细胞呼吸中被利用
C.光合作用和有氧呼吸都消耗水
D.光合作用与细胞呼吸均发生物质转化和能量转换
41.(22-23高一上·江苏苏州·期末)下列有关科学方法的叙述正确的是( )
A.科学家运用完全归纳法建立了细胞学说 B.假说能否被接受取决于后续补充和宣传
C.放射性同位素标记可追踪暗反应中碳的去向 D.显微镜下拍摄的细胞分裂照片属于物理模型
42.(22-23高一上·江苏苏州·期末)下列有关细胞内能源物质的叙述错误的是( )
A.NADPH能为暗反应提供能量 B.糖类是细胞内主要能源物质
C.脂肪是细胞内良好的储能物质 D.蛋白质不能为细胞代谢供能
43.(22-23高一上·江苏徐州·期末)如图表示蚕豆叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中部分化合物的变化。相关叙述正确的是( )
A.物质A、B作为还原剂参与相同的代谢过程
B.过程①④在生物膜上进行且均能合成ATP
C.过程②③依赖酶的催化且都需O2的参与
D.过程①②③④只发生在叶绿体和线粒体中
44.(22-23高一上·江苏南通·期末)某同学对菠菜叶中提取的色素进行分离,相关结果如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.色素带甲在层析液中的溶解度最高
B.色素带丁的颜色为橙黄色
C.不同色素带的宽度是相同的
D.发黄的叶片中色素带甲和乙会变宽
45.(22-23高一上·江苏南通·期末)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,以下主要步骤操作正确的是( )
A.步骤①为获得10mL提取液,一次性加入a液研磨效果最好
B.步骤②采用定性滤纸过滤,可提高滤液中光合色素的含量
C.步骤③在滤纸条上连续画2~3次滤液细线,分离色素效果更好
D.步骤④将试管固定于铁架台上,可防止b液晃动而触及滤液细线
二、多选题
46.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下列有关科学史和科学研究方法的说法正确的是( )
A.卡尔文等用小球藻进行实验,最终探明了CO2→C5→(CH2O)
B.恩格尔曼用水绵进行实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
C.鲁宾和卡门用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自CO2
D.希尔制取叶绿体悬液并加入草酸铁,光照后发现存在还原性物质将Fe3+还原成Fe2+
47.(23-24高一上·江苏盐城·期末)景天酸代谢(CAM)途径属于某些植物特有的CO2固定方式:夜晚气孔开放,通过一系列反应将CO2固定于苹果酸,并储存在液泡中(如图甲);白天气孔关闭,苹果酸运出液泡后放出CO2,供叶绿体的暗反应(如图乙)。下列关于这类植物的叙述错误的是( )
A.在晴朗的白天,叶肉细胞能产生ATP的部位是线粒体和叶绿体类囊体薄膜
B.该植物光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO2
C.CAM途径的出现,可能与植物适应干旱条件有关
D.若下午突然降低外界CO2浓度,C3的含量突然减少
48.(23-24高一上·江苏镇江·期末)植物学家茨维特将植物色素提取液装入含有碳酸钙粉末的层析柱中,并用层析液自上而下淋洗,出现如图所示的实验结果。下列叙述错误的有( )
A.层析柱中CaCO3可固定并保护色素
B.条带1中的色素主要吸收蓝紫光
C.条带2和3中色素的颜色是黄色和蓝绿色
D.条带4中的色素在层析液中溶解度最大
49.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图表示细胞中与水分子代谢有关的生理过程,相关叙述正确的是( )
A.属于生物膜系统的结构有甲、乙、丙
B.结构甲产生的H2O中的氢来自于葡萄糖和水
C.图甲和图乙过程中都伴随着ATP的合成
D.结构丁上合成多肽链时生成的水分子数等于氨基酸数
50.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下图是光合作用和细胞呼吸过程中物质变化示意图,①②③④代表相关过程,有关叙述正确的是( )
A.人体细胞产生CO2的过程只能来自②
B.酵母菌是兼性厌氧型生物,可以发生②④过程
C.通过①过程光能最终转变成有机物中稳定的化学能
D.③④过程释放的能量少,是因为大部分能量以热能形式散失掉了
51.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的关系图,下列说法正确的是( )
A.当光照强度<A时,光合速率>呼吸速率
B.当光照强度=A时,呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2
C.当光照强度在A与B之间时,植物叶片需从周围环境中吸收CO2
D.B点以后,限制光合作用的因素包括光照强度、温度、CO2浓度等
52.(22-23高一下·江苏盐城·期末)发菜是一种能进行固氮作用的蓝细菌,富含蛋白质以及钙、铁等无机盐,含有大量的叶绿素、藻蓝素以及蓝藻蛋白,可以食用,蒸煮、凉拌皆可。下列有关说法正确的是( )
A.与凉拌相比,蒸煮后发菜中的蛋白质更容易被消化 B.食用发菜对贫血和抽搐有一定的预防作用
C.发菜和菠菜中参与光合作用的色素的种类不完全相同 D.发菜细胞内含有4种核苷酸和2种五碳糖
53.(22-23高一下·江苏盐城·期末)在封闭的温室内栽种蔬菜。下列能提高蔬菜产量的措施是( )
A.增施有机肥 B.提高O2浓度
C.适当提高CO2浓度 D.夜间适当减低温度
54.(22-23高一上·江苏泰州·期末)下图为植物叶肉细胞代谢的部分过程,①-⑦为相关生理过程,其中O2在类囊体腔内产生。下列叙述正确的是( )
A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③
B.②的进行受到⑤⑥过程的影响
C.图中③过程产生的O2用于过程⑥要穿过5层膜
D.蓝细菌中发生过程④的场所是叶绿体基质
55.(22-23高一上·江苏连云港·期末)利用A、B两种方法提取色素并测定叶绿素含量,过程如图。下列有关叙述正确的是( )
A.方法A中的“?”代表的是CaCO3,加入该成分可以防止叶绿素被破坏
B.方法A、B中,获得的滤液和上清液应用提取剂定容后再测定叶绿素的含量
C.如果要分离提取剂中的色素,可以采用纸层析法
D.如果方法B提取的色素含量高,只是因为液氮处理能充分破碎细胞
56.(22-23高一上·江苏南通·期末)下图为某叶肉细胞中两种细胞器之间的部分物质代谢途径,相关叙述正确的是( )
A.甲和乙均具有能量转换的功能
B.甲和乙中都有扩大膜面积的结构
C.催化生成O2的酶分布在甲的基质中
D.乙生成的ATP可参与甲中的暗反应
三、非选择题
57.(23-24高一上·江苏徐州·期末)草莓是人们普遍喜爱的水果之一。图1表示草莓叶肉细胞内的部分代谢途径。①~⑤表示过程,甲~丁表示物质。图2表示遮阴处理对草莓叶片净光合速率的影响。请回答下列问题:
(1)图1中甲是 ,丙是 。
(2)图1中①-⑤发生在生物膜上的有 。③-⑤产生ATP最多的是 。
(3)图2中,对照组草莓11:00时净光合速率明显较低,其原因是 ,CO2吸收量减少,直接导致图1中 (从①~⑤中选填)速率减慢。
(4)实验时间段内遮阴组光合积累总量显著低于对照组,其直接原因有 导致固定CO2量减少,合成的有机物较少。
(5)若草莓植株遭到水淹,根细胞被迫在 (填场所)中进行无氧呼吸,产生 造成烂根。
58.(23-24高一上·江苏南京·期末)图表示某植物叶肉细胞中发生的光合作用过程,图中I、Ⅱ表示相应的阶段,A、B、C表示物质。某研究小组探究光照强度对该植物光合作用的影响,测定结果如下表所示。回答下列问题:
光照强度(lx)
0
100
150
300
900
1500
O2释放速率(μmol·m-2·s-1)
-5
-2
3
8
10
10
(1)上图中吸收光能的光合色素分布在叶绿体中的 上,I阶段产生的A和C分别是 ,I阶段产生NADPH可用于Ⅱ阶段中的 (填相关反应)。
(2)据表分析,当光照强度为1001x时,植物氧气释放速率仍为负值,原因是 ;当光照强度超过9001x时,植物光合速率不再增加,造成这种现象的主要外界因素可能是 。
59.(23-24高一上·江苏扬州·期末)下图为光合作用基本过程示意图,①、②表示细胞结构,A、B、C代表光合作用的物质,请结合图解回答下列问题:
(1)①结构上发生的生理过程是 ,为暗反应过程提供的A、B物质依次为 。
(2)②代表的细胞结构是 。14CO2进入叶绿体后,首先能检测到含14C的有机物是 。
(3)图中物质C是 ,叶肉细胞中叶绿体产生的C,将在 (结构)上被利用。
60.(23-24高一上·江苏·期末)光照条件下,高等植物的叶肉细胞可同时发生光合作用和呼吸作用,下图为光合作用和有氧呼吸的过程示意图,其中序号①⑥表示不同的生理过程,A~G表示相关物质。请回答下列问题:
(1)过程③为 ;该反应的发生离不开光反应为其提供的ATP和[A] 。
(2)突然降低环境中的CO2,短时间内B的含量变化为 。
(3)过程④和⑤均可产生E,E为 。
(4)除过程①外,图中能产生ATP的生理过程还有 。
61.(23-24高一上·江苏·期末)下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图,其中①~⑤为生理过程,a~i为物质名称。请据图回答:
(1)在光下,能够产生ATP的过程有 (填图中数字),过程①发生的场所是 ,过程①为过程②提供 (填名称),用于②中 。
(2)物质a是 ,过程②中有CO2与C5反应生成C3,这一过程叫做CO2的 。
(3)若将该植物从光照条件下突然移到黑暗处,则在短时间内物质d的含量将会 ,f的含量将会 。
(4)细胞呼吸的实质是 ,物质i是 ,过程③发生的场所是 ,在无氧条件下,该细胞呼吸作用的产物为 。
62.(23-24高一上·江苏无锡·期末)下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的图解,其中A~D表示相关过程,a~e表示有关物质,请据图回答问题:
(1)表示呼吸作用第一阶段的是图中 (填图中字母)。
(2)光合作用的完整过程应包括图中的 (填图中字母)。
(3)细胞中C过程进行的场所是 。
(4)搭建小型塑料棚种植蔬菜,恰遇阴雨连绵,可采取 等措施,确保蔬菜有机物的积累。
63.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下图是光合作用和细胞呼吸的示意图,请据图回答问题:
、
(1)图中A、B、C、D四个生理过程中,A是 作用,B是 ,人体肌细胞缺氧时能够暂时进行的是 (A/B/C/D)。
(2)A生理过程中,水在光下分解的部位是叶绿体的 上,二氧化碳的固定发生在暗反应阶段需要细胞中 参与。此阶段需要光反应提供的物质是 、 。
(3)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,在有氧条件下,细胞呼吸的主要场所是 ,在无氧条件下,细胞呼吸的场所是 ,C过程释放出少量能量,大部分能量存留在 中。
(4)D过程释放的能量 (填“大于、小于或等于”)B生理过程释放的能量。
(5)在夏季的植物体中,A、B、C、D四个生理过程数量之间的关系正确的是( )
A.A<B+C+D B.A>B+C+D C.A=B+C+D D.无法确定
64.(22-23高一上·江苏盐城·期末)图甲~丁表示用新鲜菠菜进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题:
(1)图甲~丁中,实验操作步骤的先后顺序是 (填序号)。
(2)图中试剂a、b分别代表的是 、 。
(3)步骤丙中,滤纸条上出现四条色素带,那么最宽的色素带的色素名称是 。
(4)在该实验的操作过程中,有同学按下列方法操作,其中不合理的有 (在a~d中选择填空)。
a.用蒸馏水替代无水乙醇提取色素 b.在充分研磨叶片后立即加入碳酸钙
c.用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液 d.沿铅笔线连续数次画滤液细线
65.(22-23高一上·江苏南京·期末)图1是叶肉细胞中两种细胞器间的气体转移图解,其中a~f表示气体。图2是甲、乙两种植物CO2吸收速率随光照强度变化而变化的曲线(其他条件相同且适宜)。据图回答:
(1)图1中d是 ,a产生的场所是 。
(2)图1所示过程 (填“能”或“不能”)发生在植物根尖细胞中。
(3)图2中B点时,乙植物的光合作用强度 (填“>”或“=”或“<”)细胞呼吸强度。
(4)图2中,光照强度大于D点时,乙的光合作用强度大于甲的光合作用强度,导致这种差异的因素有 。
66.(22-23高一上·江苏泰州·期末)下图为某种细胞的亚显微结构示意图,据图回答:
(1)若用磷脂酶处理该细胞,则被破坏的结构有 (填序号)。
(2)在发生质壁分离的过程中,②中的细胞液浓度 (减小、增大)。
(3)在色素的提取与分离实验中,必须充分研磨破坏图中 (填中文名称)的结构,用 (填试剂名称) 提取色素,分离色素的方法是 。
67.(22-23高一上·江苏苏州·期末)为研究大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的变化,某研究小组在25°C.黑暗等条件下进行相关实验,测定的数据结果如下图1所示。请回答下列问题。
(1)图1中可溶性糖含量在第1至9天内的变化是 。为验证第5天可溶性糖中含有还原糖,可在大豆提取液中加入 试剂,经水浴处理后可看到 现象。
(2)据图1推测,在种子萌发和生长过程中,糖类和蛋白质之间的主要转化关系是
(3)如果在同样条件下继续培养,预测图1三条曲线的最终变化趋势是 ,原因是黑暗条件下不能通过 合成有机物,而 消耗有机物。
(4)为检测大豆种子发芽过程中蛋白质的含量变化,可在不同发芽阶段的大豆提取液中加入 ,并比较不同阶段提取液的颜色变化。
(5)欲探究高温煮沸的大豆种子提取液能否发生题(4)的颜色反应,设计了如下图2的实验。在1~3号试管中分别加入相应的溶液和检测试剂,观察试管内颜色变化。
①本实验的对照组是 。
②预测试管3中的颜色变化是 ,理由是 。
68.(22-23高一上·江苏盐城·期末)分析下面光合作用过程示意图及影响光合作用因素的曲线图,回答问题:
(1)甲图中,I 过程的名称是 阶段,在 进行, Ⅱ过程的名称是 阶段,在 中进行。I 过程 为Ⅱ过程提供 ATP 和 等物质。B 物质代表 。
(2)乙图所示为光照强度对两种植物光合作用的影响。据图分析,植物 1 和植物 2 这两种植物呼吸作用较弱的是 。
(3)乙图中当光照强度为p 时,植物 2 叶肉细胞中可以产生 ATP 的细胞器是 。若光照强度突然由r 变为 q,则短时间内植物 1 叶肉细胞中 C3化合物的含量会 。
(4)当光照强度为 q 时,植物 2 在 1h 内固定的 CO2的量为 mmol。
69.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下图表示叶肉细胞(源)中合成的蔗糖,经质膜上的蔗糖载体进入质外体,在H+梯度的驱动下,质膜外的质子-蔗糖共转运体将质外体中蔗糖运进普通伴胞,然后经胞间连丝进入筛管,最终输送到果实(库)等器官,请回答:
(1)光反应阶段水被分解为氧和H+,H+与氧化型辅酶II结合生成 。推测图中的PGA是 碳化合物。
(2)已知叶肉细胞内的蔗糖浓度高于细胞外,过程①蔗糖跨膜运输的方式是 ,过程②中蔗糖进入普通伴胞的直接动力来自于 。过程③H+-ATP酶的功能是 。
(3)蔗糖经过过程④水解成己糖(六碳糖),己糖首先分解为 然后进入线粒体氧化分解,最终在 上产生大量ATP。
(4)已知叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。如将果实摘除后,叶片的光合速率将 。
一、单选题
1.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将某种植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响,实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标,实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是( )
温度(℃)
20
25
30
35
40
45
光照下叶绿体CO2吸收总量(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
黑暗中CO2释放量(mg/h)
0.60
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
A.昼夜不停地光照,温度为40℃时,最有利于有机物的积累
B.昼夜不停地光照,温度为45℃时,最有利于有机物的积累
C.每天交替进行12h光照12h黑暗,温度均保持在35℃条件下,能正常生长
D.每天交替进行12h光照12h黑暗,温度均保持在40℃条件下,能正常生长
2.(23-24高一上·江苏盐城·期末)2022年,我国科学家提取菠菜中的类囊体,跨物种注射到衰退的动物细胞中,成功逆转细胞代谢状态。下列关于含有类囊体的动物细胞说法错误的是( )
A.能利用细胞本身产生的O2 B.不能利用CO2合成有机物
C.不能吸收、传递和转化光能 D.相比衰退细胞能产生更多ATP用于代谢
3.(23-24高一上·江苏泰州·期末)下图表示绿色植物光合作用的过程,其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段,a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是( )
A.物质a表示的物质是NADH
B.物质a仅能为C3的还原提供能量
C.阶段Ⅱ发生的场所在叶绿体基质
D.阶段Ⅱ不需要光照也能持久进行
4.(23-24高一上·江苏淮安·期末)下列相关措施中,有利于大棚内农作物增产的是( )
A.大幅提高种植密度,增加有机物的积累
B.增施有机肥,降低CO2浓度
C.夜间增设日光灯,延长光照时间
D.改用红色薄膜,增强光照
5.(23-24高一上·江苏淮安·期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是( )
A.补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点右移
B.图甲30℃时,该植物固定CO2的速率为10mmol·cm-2·h-1
C.图甲40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能不断长高
D.图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素不同
6.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图为植物叶肉细胞光合作用过程示意图,甲、乙为叶绿体内的相关结构。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体具有双层膜
B.光合作用需要的色素只分布在甲上
C.光合作用需要的酶只分布在乙上
D.若突然停止光照,短时间内C3的含量会增加
7.(23-24高一上·江苏淮安·期末)希尔反应是在离体的叶绿体悬液(悬液中有H2O,没有CO2)中加入草酸铁,经过光照后发现,Fe3+被还原为Fe2+并释放出了氧气。下列叙述错误的是( )
A.一定程度证明了光合作用在叶绿体中进行
B.离体叶绿体在适当条件下可发生水的光解、氧气的释放
C.希尔反应中的Fe3+与光合作用中的NADPH的作用相同
D.可用差速离心法获取叶绿体
8.(23-24高一上·江苏泰州·期末)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列相关叙述错误的是( )
A.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
B.适时通风可提高系统内的CO2浓度
C.配制培养液的浓度需与根细胞液的相同
D.调控光照强度需根据植物生长特点
9.(23-24高一上·江苏泰州·期末)气孔的成熟保卫细胞内壁厚而外壁薄,吸水后气孔张开。下列相关叙述错误的是( )
A.保卫细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶
B.气孔开度与保卫细胞吸水有关而与失水无关
C.绿叶可通过气孔从外界吸收CO2参与暗反应
D.细胞间的CO2浓度升高时气孔会适度关闭
10.(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于探索光合作用原理的部分实验的叙述,错误的是( )
A.希尔发现,在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐,在黑暗中可以释放出O2
B.鲁宾和卡门利用同位素示踪技术,证明了光合作用产物O2来源于H2O
C.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
D.卡尔文等用14C标记CO2,探明了CO2中的碳如何转变为有机物中的碳
11.(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验叙述合理的是( )
A.提取、分离色素时分别用层析液、无水乙醇为溶剂
B.加入少许CaCO3是为了防止研磨中叶绿素被氧化破坏
C.若连续多次重复画滤液细线可积累更多的色素,但易出现色素带重叠
D.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
12.(23-24高一上·江苏盐城·期末)冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植,下列相关叙述正确的是( )
A.种植大棚时,选择绿色的薄膜更有利于增产
B.阴雨天适当提高大棚的温度可增加有机物的积累量
C.大棚种植时,为了提高产量可以增加种植的密度
D.大棚施加农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度
13.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的关系图,下列说法错误的是( )
A.当光照强度<A时,光合速率>呼吸速率
B.当光照强度=A时,呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2
C.当光照强度在A与B之间时,植物叶片需从周围环境中吸收CO2
D.B点以后,限制光合作用的因素包括温度、CO2浓度等
14.(23-24高一上·江苏连云港·期末)劳动人民口口相传的农业谚语中蕴藏着丰富的生物学知识,下列分析错误的是( )
选项
谚语
生物学知识
A
玉米带大豆,十年九不漏
玉米和大豆的间作套种,充分利用光能促进增产
B
寸麦不怕尺水,尺麦但怕寸水
作物不同时期需水量不同,应合理灌溉
C
深耕一寸顶车粪
深耕松土促进有氧呼吸,利于根部吸收无机盐
D
萝卜过长冬,只要不漏风
降低CO2含量,可以抑制细胞呼吸作用
A.A B.B C.C D.D
15.(23-24高一上·江苏连云港·期末)同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,下列相关叙述错误的是( )
A.可利用同位素3H标记氨基酸研究分泌蛋白的合成与运输过程
B.可利用同位素15N标记人鼠细胞质膜的蛋白质研究膜的流动性
C.可利用同位素18O研究光合作用中的氧气来源
D.可利用同位素14C研究光合作用中的卡尔文循环过程
16.(23-24高一上·江苏扬州·期末)下图为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程,有关说法正确的是( )
A.过程①和③都有ATP的合成,产生场所相同
B.①过程需要光,不需要酶,②过程不需要光,需要多种酶
C.叶肉细胞吸收矿质元素需要的能量由①过程提供
D.过程①、③都可以产生[H],但两者化学本质不一样
17.(23-24高一上·江苏南京·期末)天竺葵是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中,对天竺葵植株不同部位的成熟叶片(不做遮光处理)进行检测,一般不能直接测得的是( )
A.氧气释放量 B.呼吸速率
C.二氧化碳吸收量 D.净光合速率
18.(23-24高一上·江苏扬州·期末)为探究光照强度对不同植物光合作用的影响,某研究小组利用A、B两种植物在适宜温度下进行了相关研究,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是光照强度
B.光照强度为3000 lx时,光照强度限制了B植物的放氧速率
C.两种植物相比,A植物更适合在强光环境中生长
D.光照强度为300 lx时,A、B植物的总光合作用速率相同
19.(23-24高一上·江苏扬州·期末)生物学知识在生产、生活中有广泛的应用。下列做法不符合生物学原理的是( )
A.利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理制作酸奶
B.透气的创可贴会促进伤口细胞的有氧呼吸而利于愈合
C.大棚生产中增大昼夜温差有利于作物的增产
D.玉米和大豆间行种植,既可以充分利用光能,又有利于CO2的吸收
20.(23-24高一上·江苏常州·期末)将小球藻培养在密封玻璃瓶内,实验在保持适宜温度的暗室中进行,5min后开始持续给予充足恒定光照,20min时补充一次NaHCO3(维持瓶内CO2含量的稳定),实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.0~5min时,小球藻仅进行呼吸作用不进行光合作用,其呼吸速率基本不变
B.15~20min,限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度
C.20min后,小球藻光合速率提高是因为光反应速率不变、暗反应速率增强
D.20min时加入NaHCO3,短时间内小球藻叶绿体中ATP、NADPH的含量会下降
21.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列关于元素和化合物叙述正确的是( )
A.纤维素是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分
B.高等植物细胞的结合水主要存在于液泡中
C.Mg2+存在于叶绿素和类胡萝卜素中
D.核糖体、染色体含有的大量元素种类基本一致
22.(23-24高一上·江苏南京·期末)草莓是一种冬季常见水果。以下关于草莓的说法正确的是( )
A.草莓保存时需要放在无氧环境降低呼吸作用损耗
B.草莓不适宜作为还原糖鉴定的材料,因为存在颜色干扰
C.草莓富含K元素,大量食用会造成微量元素K超标
D.草莓果肉富含糖,糖是由果肉细胞光合作用产生的
23.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验叙述合理的是( )
A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B.相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素,最近的是叶绿素a和叶绿素b
C.色素带的宽度,反映了色素在层析液中溶解度的大小
D.对研磨液进行过滤时可使用单层尼龙布、双层纱布、脱脂棉和滤纸
24.(23-24高一上·江苏盐城·期末)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。下列说法错误的是( )
A.该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1
B.模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等
C.在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量更高
D.人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景
25.(23-24高一上·江苏镇江·期末)兴趣小组用真空渗水法探究环境因素对某植物光合作用强度的影响,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
组别
实验条件
30min内上浮叶圆片平均数(片)
温度
光照强度
NaHCO3浓度
组1
10℃
40W白炽灯
1%
3
组2
10℃
100W白炽灯
1%
5
组3
?
100W白炽灯
1%
8
组4
25℃
100W白炽灯
4%
10
组5
15℃
60W白炽灯
0%
0
A.该实验中自变量有温度、光照强度、CO2浓度和上浮叶片的数目
B.为探究CO2浓度对光合作用强度的影响,应将组3中的温度控制在15℃
C.组5叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用,没有O2产生
D.通过组2和4的比较,可证明温度会影响该植物光合作用强度
26.(22-23高一上·江苏淮安·期末)下图为某种植物在夏季晴天的一昼夜内CO2吸收量的变化情况。下列叙述正确的是( )
A.影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度
B.ce段下降主要是由于气孔关闭造成的
C.该植物进行光合作用的时间区段是bg
D.该植物一天中,积累有机物最多时刻是c时刻
27.(23-24高一上·江苏·期末)下列有关实验和科学史的叙述,正确的是( )
A.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,有氧条件的一组是空白对照
B.在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄
C.鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法,证明了光合作用释放的氧气来自水
D.卡尔文用14C标记CO2,探明了碳在光合作用中转化的途径
28.(23-24高一上·江苏无锡·期末)下列有关光合作用的叙述中,正确的是( )
A.叶绿体的内膜和类囊体薄膜上分布有捕获光能的色素
B.类囊体薄膜上和叶绿体基质中有与光合作用所必需的酶
C.自然界中,生物体只能通过光合作用制造有机物
D.卡尔文循环过程中,CO2分子需不断接受光反应产生的O2、ATP和NADPH
29.(23-24高一上·江苏无锡·期末)绿色植物光合作用放出的氧来自( )
A.呼吸作用产生 B.CO2的分解
C.水的分解 D.葡萄糖的分解
30.(23-24高一上·江苏南通·期末)用新鲜的菠菜进行光合色素的提取和分离,相关叙述正确的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次
C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
31.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)如图是生活在适宜环境中的某植物光合作用部分过程图解,其中A、B、C、D表示四种化合物,a、b表示两个生理过程,下列叙述错误的是( )
A.突然增加CO2浓度,叶肉细胞内化合物A将会减少
B.突然增强光照,叶肉细胞内化合物B将增加
C.化合物C有较强的还原性
D.化合物D是储存着能量的有机物
32.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
C.在晴朗的夏季中午,叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
33.(22-23高一下·江苏·期末)光合作用的强度直接关系到农作物的产量相关叙述错误的是( )
A.气孔开放程度降低使CO2供应量减少,暗反应受阻使作物减产
B.缺镁导致叶黄素等光合色素不能合成,光反应受阻使作物减产
C.调控植物工厂中人工光源的强度和颜色,可提高作物产量
D.合理灌溉有利于光反应和暗反应正常进行,可提高作物产量
34.(22-23高一下·江苏·期末)下列有关实验材料和所用试剂的选择正确的是( )
A.用斐林试剂检测豆浆中的蛋白质
B.用无水乙醇提取绿叶中的光合色素
C.用0.3g/mL蔗糖溶液处理洋葱根尖分生区细胞观察质壁分离现象
D.用碘液作为检测试剂来探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
35.(22-23高一上·江苏淮安·期末)同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,下列相关叙述错误的是( )
A.利用同位素3H研究分泌蛋白的合成与运输
B.利用同位素15N标记人鼠细胞质膜的蛋白质来研究膜的流动性
C.鲁宾和卡门利用同位素18O,研究发现光合作用的氧气来源于水
D.卡尔文利用同位素14C发现了光合作用中的卡尔文循环
36.(22-23高一上·江苏淮安·期末)叶绿体基因编码的D1蛋白是光合复合体的核心蛋白,位于叶绿体类囊体薄膜上,结构如图所示。相关叙述正确的是( )
A.D1蛋白肽链氨基端位于细胞质基质
B.D1蛋白的亲水部分分布于脂双层内
C.D1蛋白参与二氧化碳的固定与还原
D.叶绿体内可能存在参与合成D1蛋白的核糖体
37.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)下列有关细胞呼吸及光合作用原理的应用叙述中错误的是( )
A.低氧、零上低温、一定的湿度是储藏水果、蔬菜的最佳条件
B.及时疏松土壤可为根细胞吸收水和无机盐提供更多能量
C.植物工厂一般通过提供红光或蓝紫光来进行人工补光
D.温室栽培植物时,可以通过增大昼夜温差来提高农作物产量
38.(22-23高一上·江苏苏州·期末)为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响,某同学提取并分离叶绿体色素,色素分离结果(1、II、III、IV为色素条带)如下图所示,有关叙述错误的是( )
A.光合色素I在层析液中的溶解度最高 B.连续重复地画滤液细线能防止其挥发
C.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 D.类胡萝卜素含量增加有利于抵御强光
39.(22-23高一上·江苏徐州·期末)如图是西瓜幼苗光合作用速率、呼吸作用速率随温度变化的曲线图,下列相关叙述错误的是( )
A.图中虚线是该西瓜幼苗在黑暗条件下测出的呼吸作用的曲线
B.图中B、D点光合作用制造的有机物等于呼吸消耗的有机物
C.限制AB段CO2吸收速率的主要因素是温度
D.白天气温为20℃~30℃时有利于西瓜积累有机物
40.(22-23高一上·江苏徐州·期末)ATP合成酶是由F1和F0两部分组成的蛋白质,主要功能是将生物膜一侧的H+搬运到另一侧,并催化ATP的形成,其作用机理如下图所示。下列说法错误的是( )
A.图中H+跨膜运输的方式为协助扩散
B.F1中亲水性氨基酸比例比F0低
C.叶绿体类囊体薄膜上可能存在类似的ATP合成酶
D.ATP合成酶在线粒体中参与有氧呼吸第三阶段的反应
41.(22-23高一上·江苏徐州·期末)膜蛋白是生物膜功能的主要承担者。下列关于膜蛋白叙述错误的是( )
A.载体蛋白在运输物质时其结构会发生改变
B.植物进行光合作用时,在类囊体上多种酶的催化作用下,光反应顺利进行
C.分泌蛋白由细胞释放时需要载体蛋白的协助不消耗ATP
D.线粒体外膜上没有转运葡萄糖的载体
二、多选题
42.(23-24高一上·江苏泰州·期末)生物实验材料和方法的选用直接影响实验的效果。下列相关叙述错误的是( )
A.鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源采用了同位素示踪法
B.适合于检测脂肪的最理想材料是花生种子,苏丹Ⅲ染液溶于酒精
C.富含还原糖的柑橘是检测还原糖最理想的材料,反应生成砖红色沉淀
D.大米是最适合用于检测蛋白质的实验材料,实验前可留出一部分样液
43.(23-24高一下·江苏南通·期末)如图表示某绿色植物光合作用和呼吸作用的部分过程,其中A、B、C表示三种不同的物质。相关叙述正确的有( )
A.A是H2O,①④过程均发生在生物膜上
B.B是O2,①④过程均伴随着[H]和ATP的生成
C.C是CO2,②③过程分别发生在叶绿体基质、线粒体基质
D.糖类是能量甲转化为能量乙的中间载体
44.(23-24高一上·江苏盐城·期末)我国科学家设计了一种人造淀粉合成途径(如图所示),成功将CO2和H2O转化为淀粉。利用该途径有利于缓解粮食短缺问题。下列说法正确的是( )
A.①过程模拟植物光合作用的光反应,②③④过程模拟植物叶肉细胞的线粒体
B.结合上图,若固定的CO2量相等,人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量,理由是植物存在呼吸作用,会消耗有机物
C.干旱条件下,很多植物光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭,胞间CO2减少
D.从能量转换角度分析,人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转化为有机物
45.(23-24高一上·江苏徐州·期末)下图表示某叶肉细胞中两种细胞器之间的部分物质交换途径,相关叙述正确的有( )
A.甲和乙均具有能量转换的功能
B.甲和乙中扩大膜面积的结构相同
C.催化生成O2的酶分布在甲的基质中
D.甲中消耗的能量可来自乙
46.(23-24高一上·江苏泰州·期末)下列有关生物学科学史中经典实验的叙述,正确的是( )
A.罗伯特森拍摄的细胞膜结构电镜照片属于物理模型
B.科学家用荧光染料标记技术证明了细胞膜具有流动性
C.希尔反应说明植物光合作用产生的氧气全部来自水的光解
D.卡尔文通过同位素示踪法探明了暗反应过程中碳的转移途径
47.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中,测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度,得到下图所示的结果。下列叙述错误的是( )
A.若每天的日照时间相同,则该植物在15℃的环境中积累有机物的速率最慢
B.若每天的日照时间少于12h,相比5℃,该植物在25℃环境中生长更快
C.若每天的日照时间为12h,则该植物在35℃环境中无法生存
D.由图可知,在一定的温度范围内,温度变化对该植物的细胞呼吸可能没有影响
48.(23-24高一上·江苏连云港·期末)玉米是一种具有高光合作用效率的C4植物,它们的叶片中存在着结构和功能都不同的叶肉细胞和维管束鞘细胞。进行光合作用时叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物(C4途径),然后运输到维管束鞘细胞中分解,释放出CO2用于卡尔文循环(如图)。有关叙述正确的是( )
A.维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的
B.若叶片光合作用速率大于细胞呼吸速率,植物的干重不一定增加
C.玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的
D.干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小
49.(23-24高一上·江苏盐城·期末)淀粉和蔗糖是光合作用的主要终产物,其合成过程如图所示。细胞质内形成的蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性贮藏,该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输。下列说法错误的是( )
A.参与淀粉生物合成的酶位于叶绿体基质中
B.呼吸抑制剂不会抑制蔗糖进入液泡的过程
C.细胞质基质中Pi不会影响叶绿体中的淀粉的合成量
D.磷酸丙糖的输出量过多会影响C5的再生,使暗反应速率下降
50.(23-24高一上·江苏南通·期末)如图为卡尔文循环主要过程示意图,相关叙述正确的是( )
A.卡尔文循环发生在叶绿体基质中,需要多种酶的参与
B.过程b表示三碳化合物的还原,该过程和再生过程均需要ATP供能
C.突然升高CO2的浓度,短时间内a的量增大,3-磷酸甘油酸的量减少
D.卡尔文循环将ATP和NADPH中的能量传递到磷酸丙糖等有机物中
51.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下图1为光合作用过程图解,其中①-③表示具体过程,a-g表示物质。图2表示在不同光照强度下某植物的CO2吸收速率。下列说法正确的是( )
A.图1中类囊体为光反应的发生提供的物质条件是色素和酶
B.光合作用过程中发生的能量转化为光能→ATP和NADPH([H])中的化学能→有机物中的化学能
C.如果将该植物置于图2中A点光照强度条件下生长,则图1中的a物质不能产生
D.如果将该植物置于图2中C点条件下生长,则每小时单位叶面积实际消耗的CO2量为25mg
52.(22-23高一上·江苏盐城·期末)对菠菜叶中提取的色素进行纸层析,以色素扩散距离为横坐标,光合色素的含量为纵坐标,绘制图示如下,下列叙述正确的是( )
A.色素带最宽的是乙,丁色素的溶解度最大
B.四种色素中,丙和丁主要吸收红光和蓝紫光
C.实验结果表明,不同色素带的宽度是相同的
D.提取色素时,加入少许碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
53.(22-23高一上·江苏盐城·期末)将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下,如果在2h时,将环境中某一条件改变,此时,叶肉细胞中的C3、C5、ATP含量变化如图。那么改变的条件不可能是( )
A.加强光照 B.减弱光照 C.降低CO2浓度 D.降低温度
54.(22-23高一上·江苏淮安·期末)某同学在研究某植物光合作用与呼吸作用的关系时,得到光照强度对植物单位时间内CO2释放量和O2产生量的影响,如图所示,下列对植物生理过程的分析错误的是( )
A.光照强度为a时,光合作用强度不一定为零
B.光照强度为b时,光合作用强度与呼吸作用强度相同
C.光照强度为c时,光合作用强度是呼吸作用强度的两倍
D.光照强度为d时,单位时间内光合作用向环境中释放2个单位O2
55.(22-23高一上·江苏淮安·期末)分析甲、乙两图,判断下列说法错误的是( )
A.图甲中,a点时不进行光合作用,此时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
B.图甲中,b点时开始进行光合作用,c点时光合作用强度超过呼吸作用强度
C.若图乙代表叶绿素和类胡萝卜素这两类色素的吸收光谱,则f代表类胡萝卜素
D.图乙中,两类色素都能大量吸收蓝紫光,用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色的塑料薄膜
56.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下图表示绿色植物叶肉细胞内的部分代谢过程,下列相关叙述正确的是( )
A.在细胞质基质中发生过程①时,会释放少量的能量
B.过程③和④都发生在叶绿体基质中
C.过程③主要消耗过程①②产生的[H]
D.突然增大光照强度,则短时间内叶绿体中C3含量会减少
57.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下列关于ATP的叙述,不正确的是( )
A.能产生ATP的细胞不一定含有线粒体
B.许多吸能反应与ATP的水解相联系,许多放能反应与ATP的合成相联系
C.在叶绿体中,ADP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质
58.(22-23高一上·江苏连云港·期末)下图为“卡尔文循环”过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.该过程发生在叶绿体基质,需要多种酶参与
B.该过程是将CO2、ATP和NADH转变为五碳化合物的复杂生化反应
C.温度、二氧化碳浓度的变化都会影响图中的反应过程
D.该过程体现了从光能到G3P中活跃化学能的能量转换
59.(22-23高一上·江苏徐州·期末)下图表示绿色植物叶肉细胞内某些生理过程,其中a、b表示物质,①~⑤表示生理过程,相关叙述错误的是( )
A.①②表示光合作用过程,③④⑤表示有氧呼吸过程
B.a表示O2,b表示CO2,c表示乳酸
C.①过程产生的NADPH与④过程产生的[H]不是同一物质
D.绿色植物的所有细胞都能发生以上过程
三、非选择题
60.(23-24高一下·江苏盐城·期末)下图为某绿色植物叶肉细胞部分结构和生理活动简图,结构甲为细胞的边界,结构乙、丙为双层膜的细胞器,①~⑦为相关的生理过程。请据图回答:
(1)结构甲是 。它功能复杂程度与其成分中 的种类和数量密切相关。关于甲的分子结构模型,目前被大家普遍接受的是 模型。
(2)过程①的发生需要满足两个条件,一是具有相当于半透膜的结构,二是 。过程②中吸收的Mg2+可参与结构乙中 的合成。在③④⑤⑥⑦过程中, 能产生ATP的是 (填序号),能消耗NADH的是 (填序号)。
(3)某兴趣小组选择番茄A、B两品种探究植物生长过程中光照强度对光合作用的影响,部分实验内容与结果如下表:
品种
光照处理
叶绿素a含量
(mg/cm2)
叶绿素b含量
(mg/cm2)
CO2吸收速率
(mg/cm2)
A
正常光照
1.81
0.42
4.59
A
弱光照
0.99
0.25
2.60
B
正常光照
1.39
0.27
3.97
B
弱光照
3.80
3.04
2.97
该实验的自变量是 。据表分析,A、B两个品种中,更耐阴的是 。
(4)该小组设计下图所示的实验装置来探究另一种绿色植物的生理作用。假设该植物光合作用的产物以及呼吸作用的底物均为葡萄糖,并且其无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳,不考虑装置内其他微生物的干扰。下列说法正确的是___(填写选项)。
A.若要探究该植物的呼吸作用类型,应选择装置一和装置二,并在黑暗条件下进行
B.光照条件下,装置三中红色液滴向右移动的距离代表O2生成量
C.要测得真正光合速率,可选择光照条件下的装置一和装置三
D.黑暗条件,若装置一中的红色液滴向左移动,装置二中的红色液滴不移动,则该植物只进行有氧呼吸
61.(23-24高一上·江苏苏州·期末)将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶基因导入水稻后,在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率的影响,如图1;在光照强度为1000μmol·|m-2·s-1下测得温度影响光合速率的曲线如图2。
请据图回答下列问题:
(1)本实验的自变量是 。
(2)据图分析,转双基因水稻 (填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率的。若降低温度,重复图1相关实验,A点会向 移动。
(3)后续研究发现,光照强度大于转双基因水稻光饱和点后,喷施适宜浓度ATP溶液,其光合速率有明显提高,推测光照强度大于光饱和点后,限制转双基因水稻光合速率的主要过程是 阶段。
(4)研究者提取这两种植株的等质量叶片中的色素,结果发现两植株各种光合色素含量无显著差异,则可推测转双基因水稻是通过提高 (填场所)处的相关反应过程来提高光合速率的。
(5)叶绿素b/叶绿素a的值可作为植物光能利用率的判断指标。经研究发现,高温可使植物的叶绿素b/叶绿素a的值减小,若通过色素的提取和分离实验验证该结论,预期结果是 。
62.(23-24高一上·江苏盐城·期末)I.下面分别是真核细胞内呼吸作用的过程和“探究酵母菌细胞呼吸的方式”装置图,请据下图回答:
(1)若图一中X:Y=1:2,则图二甲、乙过程消耗葡萄糖的比是 。
(2)花盆里的土壤板结后,需要及时松土,其目的是 。
(3)图二中的实验结束时,取少量酵母菌培养液A和培养液B,分别加入酸性条件下的 溶液,其中B呈现 。
Ⅱ.下图甲是某植物细胞内发生的生理过程示意图,其中①~⑤为相关过程,A、B表示两种物质;图乙表示密闭玻璃罩内的该植物在夏季某一天内CO2浓度变化曲线;图丙表示其叶肉细胞部分结构气体进出示意图。请回答下列问题:
(4)图甲①过程在 进行。物质A和B分别是 。在①②过程中当光照强度突然增强时C3的含量短时间变化是 。
(5)图乙中植物体光合速率和呼吸速率相等的点有 ,该植物在密闭玻璃罩内的一天时间内,植物体内的有机物含量 (选填“增加”、“减少”、“基本不变”)。
(6)图丙中表示氧气的有 (填字母)。某植物处于图2中D点时,其叶肉细胞丙,a-f中能进行的过程是 。
63.(23-24高一上·江苏·期末)黑藻是多年生沉水草本植物,图1表示利用黑藻进行质壁分离的实验步骤和观察结果,图2表示利用黑藻进行色素提取与分离的实验结果。图3表示利用黑藻探究光照强度对光合速率的影响。据图回答下列问题:
(1)黑藻是观察细胞质流动的理想材料,通常以 的运动作为标志。如果该标志在视野中沿液泡逆时针方向流动,则细胞质实际流动方向是 。
(2)若要选取菠菜叶作为观察细胞质流动的材料,则需要取菠菜叶 来制作临时装片。若用呼吸抑制剂处理黑藻叶片,则细胞质流动速度会 。
(3)图1中步骤①目的是 。步骤③中观察到了质壁分离现象,4处溶液是 ,2处颜色是 。若将0.3g/ml蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液,结果质壁分离明显,但不能复原,原因是 。
(4)利用黑藻进行色素的提取和分离,常用的提取试剂是 ,色素分离后的结果如图2所示,异常的原因可能是研磨时忘记加入 。
(5)排除装置中各种物理因素的影响,图3中液滴的移动是由装置中 (填某种物质)引起的。适宜光照强度下,一定时间内有色小液滴的移动距离代表瓶内黑藻 (填“呼吸速率”或“净光合速率”或“总光合速率”)。
64.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图甲是大豆叶肉细胞中光合作用过程示意图。PSI和PSII分别是光系统Ⅰ和光系统II,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能和进行电子传递。光反应中经过一系列的电子传递,在图中膜两侧建立H'电化学梯度。图中数字表示生理过程,字母表示物质。图乙为农科所研究温度对大豆光合作用与呼吸作用的影响时所绘制的曲线。请回答下列问题:
(1)图甲中PSⅠ和PSII所在膜结构的名称为 ,过程③表示 ,过程③的进行需要光反应提供 。
(2)图甲中物质A代表 ,若由适宜光照转至黑暗环境,短时间内A的变化情况是 ,图甲产生的O2进入同一细胞被利用至少穿过 层膜。
(3)图甲中物质C的的化学本质是 ,其作用有
(4)据图乙可知大豆生长的最适温度是 ,白天,37℃时该植物产生ATP的场所有 ,此时光合作用吸收的CO2来自 。
65.(23-24高一上·江苏淮安·期末)蓝细菌是西藏土壤生态系统的重要生产者,减少除草剂的使用有利于保护土壤环境和维持土壤微生态健康。图1是蓝细菌光合作用过程示意图,字母a~e表示物质。回答下列问题:
(1)蓝细菌属于生产者,它能将光能转化为 (用图中字母表示)中的化学能,并用于合成有机物。
(2)蓝细菌具有与高等植物相似的光合系统。光合片层上有光合色素,可推测其功能类似于高等植物叶肉细胞的 膜。
(3)科研工作者研究发现了草甘膦农药(除草剂)对西藏土壤蓝细菌光合作用有一定的抑制作用,如图2。进一步研究其抑制机理,其中部分结果如图3,高浓度的草甘膦农药显著抑制蓝细菌光合作用,据图分析可能的原因是 。
(4)据此研究分析,保护高原土壤环境健康可行的措施有 (答出一点即可)。
66.(23-24高一上·江苏泰州·期末)青菜生产周期短,口感滑嫩,含有丰富的膳食纤维,营养价值高,是人们餐桌上常见的菜肴。科研人员在适宜的温度、湿度等条件下,分别在光照强度为100μmol·m-2·s-1(T100)、260μmol·m-2·s-1(T260)、400μmol·m-2·s-1(T400)和500mol·m-2·s-1(T500)下,测定青菜植株的净光合速率、总膳食纤维含量,结果如图1、图2所示。回答下列问题:
(1)可用 提取青菜中的光合色素,并依据 (填原理)来分离光合色素。
(2)为测定青菜的净光合速率,可以将等量生长旺盛的植株置于密闭白瓶中,测量 实验结果表明,随着光照强度(T100-T500)升高,青菜植株的净光合速率的变化趋势是 ,当光照强度从T100升至T260时,叶肉细胞中的三碳酸的含量会 。
(3)干旱胁迫下,青菜叶片会出现萎蔫,细胞的这种变化也会导致青菜的净光合速率下降,主要原因是 。严重干旱胁迫下,气孔导度会下降,胞间CO2浓度反而增加,可能是因为严重干旱胁迫导致代谢功能破坏, ,胞间CO2的消耗也减少。
(4)根据该研究结果,进行人工光型植物工厂生产高品质青菜,人工选择的光照强度是 ,选择的依据是 。
67.(23-24高一上·江苏徐州·期末)黑藻是多年生沉水草本植物,叶片小而薄,叶绿体大,是生物实验的良好材料。请回答下列问题:
(1)用黑藻叶片作为观察细胞质流动的材料,不需切片的原因是 ;不需要染色的原因是可用 (填细胞器名称)的运动作为标志。如果该标志在视野中沿液泡顺时针方向流动,则细胞质实际流动方向是 。
(2)下图表示用黑藻进行“观察植物细胞质壁分离现象”的实验步骤和观察结果。
①实验中需通过步骤a观察细胞的原始状态,目的是 ;步骤b重复多次操作的目的是 ,从而发生质壁分离。
②d图表示实验结果,其中4处是 溶液,2处颜色为 。
(3)某同学用黑藻叶片做“提取和分离光合色素的实验”时,在圆形滤纸上得到如下图所示的4个近似同心的色素环1、2、3、4。
①色素提取时使用的试剂为 ,研磨时加入二氧化硅的目的是 。
②分离色素时,在圆形滤纸中心处滴一滴色素提取液,待滤液干后,重复此操作的目的是 。
③若研磨时忘记加入碳酸钙,则上图中颜色变浅的色素环有 (填图中标号)。
68.(23-24高一上·江苏泰州·期末)为探究花生从荫蔽环境转入自然光照下的光抑制及光保护机制,科研人员进行了如下实验:采用两种不同透光率的遮阴网模拟50%(S50)和85%(S85)两种遮光条件,以自然光为对照(C),从花生出苗开始遮阴,40天后解除遮阴并开始进行数据测定,部分结果如下图1、2所示。请回答下列问题:
(1)本实验的自变量是 。遮阴棚高1.5m,东、南、西三面遮阴网距地面30cm,北面完全敞开,以利通风透气,这样做的目的是 。
(2)40天后突然解除遮阴,叶绿体中ADP/ATP的值会 。请据图1、2结合所学知识,分析解除遮阴后净光合速率下降的可能机理: 。
(3)研究发现,非光化学淬灭机制(NPQ)能将植物吸收的多余光能以热能形式散失,这种光保护机制与蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关,如下图3所示。
①叶黄素主要吸收 光用于光合作用,土壤中缺镁一般 (填“会”或“不会”)影响叶黄素的合成。
②叶黄素循环是几种叶黄素在不同条件下的相互转化过程。叶黄素循环发生在 (填场所)上。
69.(23-24高一上·江苏泰州·期末)叶绿体内大约有95%的蛋白质由细胞核内的基因控制合成,并以前体蛋白的形式与叶绿体膜上受体作用,再经过TOC-TIC蛋白复合体转运至叶绿体中。其过程如下图1所示,请回答下列问题:
(1)光合色素分布在 (填a或b或c)上,其作用是 。在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,为防止色素被破坏常添加 ,过滤匀浆常用单层 。
(2)据图判断,前体蛋白以 方式进入叶绿体,该过程体现了叶绿体膜具有 功能。
(3)玉米叶肉细胞中固定CO2的酶(PEP羧化酶)与CO2的亲和力比小麦叶肉细胞中固定CO2的酶与CO2的亲和力强。图2分别表示玉米和小麦在不同CO2浓度下的光合速率曲线图,其中表示玉米的曲线为 。
70.(23-24高一上·江苏盐城·期末)下图为菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用示意图,甲~丙表示生理过程,①~⑤表示物质。请回答下列问题:
(1)甲过程吸收光能的光合色素分布在 上,③表示 。
(2)乙过程发生的场所是 ,丙过程⑤表示 。
(3)若白天提高大棚中CO2浓度,则细胞中C3含量 (“上升”或“下降”)。
71.(23-24高一上·江苏连云港·期末)图1表示野生龙须菜光合作用的主要过程(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程)。图2为叶绿体中某种膜上进行的生理过程。请据图回答下列问题。
(1)光合作用包括光反应和暗反应阶段。分析图1,表示暗反应阶段的是 (用图中数字表示);a可以将光能转化为活跃的化学能储存在 中(用图中字母表示);从叶肉细胞中提取a,利用的原理是 ;b在龙须菜某种细胞器中被消耗的场所是 。
(2)分析图2,M、N侧分别为 、 (选填“类囊体腔”“叶绿体基质”或“细胞质基质”),该生理过程对应图1中的生理过程是 (用图1中的数字表示)。
(3)光照条件下,若M、N间的H+浓度梯度突然消失,其他条件不变,短时间内叶绿体中C3含量会 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)下图表示CO2浓度对龙须菜光合作用速率影响的示意图,A点表示CO2补偿点,其含义是 ,C点时影响光合作用的环境因素主要有 。
72.(23-24高一上·江苏南京·期末)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。细胞中,光合色素分布于叶绿体的 。
(2)本次实验自变量是 ,因变量是 。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不同的 条件下,该光源组平均花朵数均最多。
73.(23-24高一上·江苏南京·期末)图1为叶肉细胞中两个细胞器,图2(光反应示意图)为图1中叶绿体的局部放大,PSI和PSⅡ分别是光系统I和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子的传递,PQ、Cytbf、PC是相关蛋白质,其中PQ在传递电子的同时能运输H+。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,贯穿在生物膜上,其中CF0是跨膜部分。据图回答下列问题:
(1)O2是水光解的产物,其中需要的光能是通过 (填“PSI”或“PSⅡ”)吸收利用的。光反应过程中,最初提供电子的物质为 ,最终接受电子的物质为 。NADPH是在 (填“PSI”或“PSⅡ”)生成的。NADPH和ATP中都有化学能,NADPH中的化学能来自 (填“PSI”或“PSⅡ”或“PSI和PSⅡ”)吸收和转换的光能。
(2)图2中ATP合成酶的功能有 。酵母菌和硝化细菌中的ATP合成酶分布的场所依次是 。。
(3)某种农药与PQ竞争限制了电子传递的速率,若用该农药处理破坏了内外膜的叶绿体,会导致ATP的含量 (填“显著上升”“显著下降”或“不变”)。
(4)图1中叶肉细胞叶绿体光合作用产生的氧气给相邻细胞细胞呼吸使用,需要穿过 层膜,光合作用暗反应中CO2的固定场所是 。细胞呼吸产生的CO2可使 溶液从蓝色变绿色再变黄色。
74.(23-24高一上·江苏盐城·期末)选取某植物幼苗进行无土栽培实验,下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线图。请据图回答:
(1)温度为5℃时,该植物幼苗细胞产生ATP的场所有 ,研究者用含14C的14CO2追踪光合作用中碳的转移过程,其转移途径是 (用符号和→表示)。
(2)假设上述实验在缺Mg2+的条件下进行,在其他条件相同的情况下,图中的A点会向 移动。
(3)据图分析,图中 点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。
(4)据图分析,呼吸酶对温度的敏感度比光合酶对温度的敏感度 (选填“高”或“低”),温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制的最低温度为 ℃。
(5)为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响,用8株各有20片叶片、大小长势相似的某盆栽植株,分别放在密闭的玻璃容器中,在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表:
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度(℃)
10
10
20
20
30
30
40
40
光照强度(Lx)
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
12小时后CO2量(g)
-0.5
+0.1
-1.5
+0.4
-3.0
+1.0
-3.1
+0.8
(注:“+”表示环境中二氧化碳增加;“-”表示环境中二氧化碳减少)
①用编号为 的装置可构成一个相对独立的实验组合,该实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响。欲探究其细胞呼吸的最适温度,实验设计思路是在 ℃之间缩小温度梯度做平行实验。
②由表可知,植物光合最强的是第 编号组实验
③现有一株某植物的叶绿素缺失突变体(不能合成叶绿素),将其叶片进行了红光照射光吸收测定,与正常叶片相比,实验结果是光吸收差异 (选填“不显著”或“显著”)。
75.(23-24高一上·江苏镇江·期末)仙人掌是常见的沙漠植物,在长期进化中发展了一种特殊的代谢途径,可在夜间吸收CO2生成苹果酸储存在液泡中,以适应沙漠高温干旱的生态环境。图1是仙人掌肉质茎细胞中部分代谢示意图,其中A和B表示不同气体;图2是气孔开闭情况下,CO2吸收速率(相对值)和液泡中有机酸含量在24h内的变化。请回答下列问题。
(1)图1所示光反应中水被分解成A和 ,卡尔文循环发生的场所是 ,后者为光反应提供的物质有 。
(2)图2中a曲线表示 ,导致2-8时曲线下降的原因是 。8-16时,仙人掌气孔大量关闭以降低 ,该阶段植物光合作用所需CO2的来源主要有 。
(3)液泡中有机酸含量在一天中有规律的变化,白天下降的原因有 。
76.(23-24高一下·江苏南通·期末)微藻光合作用固定的CO2可通过直接吸收获得,也可通过吸收HCO3-经碳酸酐酶分解获得。高浓度CO2会导致pH降低,使碳酸酐酶等酶活性降低甚至失活,对细胞造成毒害。真核微茫藻能在高浓度CO2条件下通过生理性改变来适应高浓度CO2环境,因此利用真核微茫藻捕集烟气中高浓度的CO2是一种可持续环保的碳减排技术。下图表示高浓度CO2条件下真核微茫藻发生的部分生理性改变,其中“↑”代表相关蛋白质的表达水平升高。请回答下列问题。
(1)微茫藻 膜上的 (两类色素)捕获光能,将其转化为电能促进水分解产生电子,电子经电子传递链最终传递给 ,该过程建立膜两侧 驱动ATP的合成。
(2)CO2进入微茫藻细胞,在 (场所)中参与卡尔文循环的 (过程)。
(3)微茫藻适应高浓度CO2环境的途径有以下三种:
①通过 微茫藻细胞壁孔隙数量,提高CO2的运输效率;
②通过增加 的量,提高光合电子传递效率;
③通过增加磷酸甘油酸激酶、磷酸丙糖异构酶、景天庚酮糖双磷酸酯酶等酶的量,促进 。
(4)研究人员进一步探究高浓度CO2环境中,光质对微茫藻固碳速率和油脂含量的影响,结果如下表(油脂可消除多余的自由基)。
编号
光质
固碳速率/g·L-1·d-1
油脂含量/%
①
白光
0.09
20
②
红光
0.13
18
与白光相比,红光能 (增强、减弱)高浓度CO2对微茫藻光合作用的抑制,其可能原因是红光的光量子效率高,其能量更易被光合作用利用, 。
77.(23-24高一上·江苏盐城·期末)淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要产物,马铃薯叶片合成的有机物主要运向块茎储存,红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。图a是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图;图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图,请回答下列问题:
(1)图a中物质A是指 ,光反应为过程Ⅱ提供的物质是 ,叶肉细胞中产生蔗糖的场所是 。
(2)如果突然将太阳光照改为等强度的蓝紫色光照,其他条件不变,则短时间内物质B的含量变化是 。
(3)若将马铃薯叶片处于C18O2的环境,给以正常光照,一段时间后,块茎中的淀粉会含有18O,请写出元素18O转移的路径 (用图中相关物质及箭头表示)。
(4)图b表示叶绿体中的 结构,参与捕获光能的两类色素是 ,分离色素可用 法。
(5)图b膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会 (填“加快”或“减慢”),图中ATP合酶的作用为 。
78.(23-24高一上·江苏苏州·期末)玉米等C4植物通过光合作用C4途径,使其能在高温下保持产量。仙人掌等景天科植物则以光合作用CAM途径,助其在沙漠和其他缺水地区生存。研究表明,马齿苋的光合作用整合了C4途径和CAM途径,主要过程如下图。请回答下列问题:
(1)C4途径和CAM途径中,CO2先经历C4途径,然后在RuBP羧化酶的作用下与 结合,这个过程被称作CO2的固定,其发生的场所是 。
(2)马齿苋的光合细胞有 , 细胞中的叶绿体只能进行暗反应,据图推测其原因是其缺少了 (结构)。图中A表示的物质有 。
(3)图中①表示的结构是 ,叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是 。
(4)研究发现,当水分充足时,马齿苋叶片中主要进行C4途径,而处于干旱环境时,可以进行C4途径和CAM途径,该调节机制使马齿苋即使在干旱环境下也可通过在夜间 ,并且以 形式储存,为光合作用提供足够原料。说明马齿苋具有 优势。
79.(23-24高一上·江苏南通·期末)CO2浓度会影响C3植物的光合作用,Rubisco酶可以催化CO2的固定,但CO2浓度低而O2浓度高时,O2可与CO2竞争性地与Rubisco酶结合导致光合速率下降。光合产物运出叶绿体能力也会影响光合速率(注:图中虚线代表夜间淀粉的主要去路)。请回答:
(1)由图可知,蛋白A分布在 上(场所),既能通过 的方式运输H+,同时又能 。
(2)过程②中的核酮糖-1,5-二磷酸属 (化合物);过程③反应条件除了图中所示还需要 ;蔗糖的合成场所是 。
(3)从Rubisco酶的角度分析,夏天晴朗的中午光合作用减弱的原因是:为了减少水分散失 。
(4)白天叶绿体中合成过渡型淀粉,一方面可以保障光合作用速率 蔗糖的合成速率,另一方面可为夜间细胞生命活动提供 。
(5)研究发现高浓度的CO2会影响气孔开度。为了探究NO在高浓度CO2影响植物气孔开闭过程中的作用,科研人员采用一定量的NO供体SNP和NO合酶抑制剂L-NAME分别处理番茄的保卫细胞,结果如下图。
(注:A表示正常的CO2浓度,E表示高CO2浓度,S表示SNP,L表示L-NAME)
①由图可知,高浓度的CO2诱导番茄气孔 (填“关闭”或“打开”)。
②关于NO在CO2浓度升高调节气孔开度中的作用有两种假说,假说一:CO2浓度升高增强了保卫细胞合成NO的能力,提高了保卫细胞中NO含量,从而诱导番茄气孔关闭;假说二:NO浓度升高增强了保卫细胞合成CO2的能力,提高了保卫细胞中CO2含量,从而诱导番茄气孔关闭。据图分析你支持两种假说中的 。
80.(23-24高一上·江苏无锡·期末)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图 1、图 3 所示,图2 是叶肉细胞内两种细胞器间的气体可能的转移途径。
(1)图 1 中所测气体为 。
(2)图 3 中ef 段速率下降的原因是 。
(3)处于图 1 中的 DE 段时,图 2 中应该进行的气体转移途径有 。
(4)到达图 3 中的 点时,玻璃罩内 CO2浓度最高;图1中的 E 点对应图 3 中的 点。
81.(22-23高一上·江苏盐城·期末)下图中甲为测定光合作用速率的装置,在密封的试管内放一些新鲜叶片和缓冲液,试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动的距离测得。在一定温度,不同强度的光照条件下,测得的气体体积如乙图所示。
(1)甲图中,试管内引起气压变化的气体是 。
(2)根据乙图可知呼吸作用每小时吸收的氧气体积为 。若此时图乙植物光照强度为15千勒克司,则1小时光合作用产生的气体量为 毫升。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外,植物还需从外界吸收CO2 毫升。
(3)利用甲装置测定光合速率时,为了排除无关因子对实验结果的干扰,本实验还应设置对照实验,对照实验的设置是 。
82.(22-23高一下·江苏盐城·期末)下图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图,PS Ⅰ和PS Ⅱ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质,其中PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中。图中实线为电子的传递过程,虚线为H+的运输过程。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,在进行H+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成。请回答下列问题:
(1)分析图中电子传递的整个过程可知,最初提供电子的物质为 ,最终接受电子的物质为 。
(2)光反应产生的氧气被用于有氧呼吸,且在 (场所)被消耗。图中用于暗反应的物质是 。
(3)合成ATP依赖于类囊体薄膜两侧的H+浓度差,图中使膜两侧H+浓度差增加的过程有 。
(4)在适宜的光照条件下,向某一密闭环境通入14CO2,并改变其浓度,测定不同时间叶片中葡萄糖、C5和C3三种化合物中14C的变化情况,实验结果如图。
下列分析正确的是( )
A.图中曲线a、b、c分别表示C5、C3、葡萄糖的含量变化
B.在暗反应阶段中14C的转移途径是14CO2→14C5→14C3→(14CH2O)
C.0~20分钟内该叶片光合作用强度等于呼吸作用强度,维持动态平衡
D.第15分钟时,14CO2浓度由0.003%变成1%,NADPH和ATP都减少
(5)某同学研究甲湖泊中x 深度生物光合作用和有氧呼吸。具体操作如下:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将a 先包以黑胶布,再包以铅箔。用a、b、c 三瓶从待测水体深度取水,测定每瓶中水内氧容量。将a瓶,b瓶密封再沉入待测水体深度,经24小时取出,测两瓶氧含量,结果如图丙。则24小时b瓶中生物光合作用制造的氧气量是 。
(6)菠萝等植物以气孔白天关闭,晚上开放的特殊方法适应干旱环境,如图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图,分析回答下列问题:
①如图所示,PEP、OAA、RuBP、PGA、C为菠萝叶肉细胞内的部分相关代谢物质,能参与CO2固定的有 ,推测C物质最可能是 。
②干旱条件下,菠萝叶肉细胞白天进行光合作用时所需CO2的来源有 ;若白天施用某种药物促进苹果酸分解,则光补偿点将 。
83.(22-23高一上·江苏徐州·期末)绿色植物的光合作用强度受到很多环境因素的影响,请结合下图回答有关问题:
(1)光照强度直接影响光合作用的 过程,该过程发生的部位在 。
(2)根据图乙,当光照强度为4Klx时,该植物叶片的真正光合速率是每100cm2叶片每小时固定CO2 mg。
(3)若图乙为图甲中曲线I所对应的CO2浓度,当乙图光合作用速率达到D点以后,继续提高光合作用速率的方法为 。
(4)图乙中C点的名称为 。
(5)若乙图曲线表示该植物在30℃时光合速率与光照强度的关系,并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,那么在原有条件不变的情况下,将温度调节到25℃,曲线C点位置如何移动? 。
84.(22-23高一下·江苏·期末)浒苔是一种常见的绿藻,下图表示浒苔细胞部分代谢过程,C4循环是植物进化中形成的一种二氧化碳浓缩机制,请回答下列问题。
(1)浒苔细胞光反应的场所是 。与蓝细菌相比,其结构上最主要的区别是具有 。
(2)过程②需要光反应产生的 参与。浒苔细胞固定CO2的场所有 。
(3)从代谢过程分析,浒苔通过 方式从低浓度CO2的海水中吸收,还能通过 ,增加光合效率,实现快速生长。
(4)Rubisco的活化需要一定的光照条件,科研人员研究了某种浒苔的Rubisco活性与环境条件的关系,部分结果如图。已知该浒苔细胞中Rubisco活性的最适温度约为25~29℃。
①从采样到酶活性测定,需对藻体进行低温处理,原因是 ,研磨前在样品中加入液氮(-196℃)使浒苔细胞快速冷冻并脆化,有利于 。
②结合右图分析,Rubisco活性在14:00、18:00明显下降的主要原因分别是 、 。
85.(22-23高一下·江苏盐城·期末)图甲、乙、丙是3类不同生物细胞的亚显微结构模式图。请回答下列问题:
(1)图乙与图甲细胞结构相比主要区别是没有叶绿体、液泡、 ,有中心体;若图甲表示洋葱根尖分生区细胞,则图中不应该具有的细胞器有⑩和 (填序号)。图丙与上述两种细胞在结构上最主要的区别是 ,甲、乙、丙细胞中都有的细胞器是 (填名称)。
(2)图甲所示细胞中,含有核酸的细胞器有 (填序号)。
(3)图甲、乙细胞中都有但功能不完全相同的细胞器是 (填名称),其在图甲细胞中的功能是参与 的形成。
(4)若图乙细胞能分泌蛋白质,该蛋白质从合成、加工到分泌到细胞外依次经过的细胞器是 (填序号),该过程体现了细胞质膜具有的结构特点是 。
(5)下图是纸层析法分离图甲⑨中色素后得到的不同色素带,其中在层析液中溶解度最大的色素对应的色素带是 (填序号)。
86.(22-23高一下·江苏盐城·期末)图1为植物叶肉细胞代谢的部分过程简图,①~⑦为相关生理过程,图2表示在不同光照强度下该植物光合作用速率变化曲线。请据图回答:
(1)图1中无机盐主要通过② 方式进入细胞,过程④发生的场所是 。
(2)过程⑤产生的C3表示的化合物名称是 ,过程①~⑦中,能产生ATP的是 (填序号)。产生CO2的场所有 (填结构名称)。
(3)细胞呼吸过程中需多种酶参与,酶的作用机理是 。与无机催化剂相比,酶的特性是高效性、专一性和 。
(4)若需检测某植物细胞⑦过程是否产生酒精,应选择 试剂进行检测。
(5)图2中d点时植物的真正光合速率是 (CO2mg/100cm2·h),在光照强度大于 klx时,植物才会表现出生长现象。该植物若缺镁,则图中c点如何移动 (左移/右移/不动)。
87.(22-23高一上·江苏泰州·期末)科学家研究发现:在强光下,激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体,然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素,起到保护叶绿体的作用。如图是夏季连续两昼夜内,某杏树CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1~S5表示曲线与横轴围成的面积。请据图回答下列问题:
(1)图中B点时,该杏树的叶肉细胞中光合速率 呼吸速率(填“大于”“小于”或“等于”)。造成MN段波动的主要外界因素是 。
(2)图中MN段杏树叶肉细胞合成ATP的场所有 ,图中FG段CO2吸收量下降,造成这-变化的主要原因是
(3)经过这两昼夜,该杏树能正常生长,则有机物的积累量在图示 (填字母)时刻达到最大值。图中S2明显小于S4,造成这种情况的主要外界因素最可能是 。
(4)对缺乏类胡萝卜素的突变体进行叶绿体色素进行提取,需要用到的有机溶剂是 ,再经过分离,获得的色素条带与正常植株相比有何不同? ﹔缺乏类胡萝卜素的突变体与正常植株对红光的吸收是否有差异? (填“有”或“无”)
(5)在强光条件下,与正常植株相比,缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率 (填“上升”“不变”或“下降”),原因是 。
88.(22-23高一上·江苏泰州·期末)某研究人员利用油菜做了如下实验。
实验1:将不同发育阶段的油菜种子制成匀浆,测得部分有机物的变化如图1所示。
实验2:将成熟的油菜种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重,发现其脂肪含量逐渐减少,到第11d时减少了90%,其干重变化如图2所示。据实验结果的曲线图,分析回答:
(1)据实验1推测,油菜种子成熟过程中,自由水/结合水的值逐渐 ,种子中可溶性糖含量发生明显变化的原因 。
(2)据实验2推测,种子干重增加的原因是因为油菜种子萌发过程中,种子中脂肪分解为甘油和 时要消耗 ,此时引起种子干重增加的主要元素是 (填“C”、“N”或“O”)
(3)第7天后种子干重下降的原因是 。实验2中第11d后,如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加,必须提供的条件有 和 ,干重增加的主要原因是 。
(4)人们进一步研究发现,油菜种子萌发时候明显比相同量的小麦耗氧量大,这是什么原因?
89.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)辣椒是我国广泛栽培的蔬菜之一。图1是辣椒植株光合作用过程图解;图2是将辣椒植株置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中,温度分别保持在15℃、25℃和35℃下,改变光照强度测定的CO2吸收速率;图3是叶绿体亚显微结构示意图,a、b、c、d表示叶绿体结构。请据图回答:
(1)参与光合作用的色素主要有两大类,分别是 ,位于图3中的 (填字母)部位。图1中乙表示 ,其作用是用于暗反应中 (过程)。
(2)图2中A点时,该植物叶肉细胞能产生ATP的场所是 。当光照强度大于8时,25℃与15℃条件下植物制造有机物的速率分别为X、Y,则X (填“>”“<”或“=”)Y。
(3)35℃条件下,当光照强度相对值为2时,一昼夜光照与黑暗各12h,植物 (填“能”或“不能”)正常生长。
(4)若辣椒秧苗长期被深水淹没,秧苗根部细胞被迫进行无氧呼吸过程,产生 造成烂秧。
(5)在夏季晴天的正中午,叶片大部分气孔关闭,暗反应阶段中的 含量减少,光合作用减弱。
90.(22-23高一上·江苏淮安·期末)植物通过释放某种化学物质(称为化感物质)到环境中对其他植物造成影响,该过程为植物化感作用。因此可利用水生植物对藻类的化感抑制作用治理水华。水生植物化感抑藻的机制之一是抑制藻类的光合作用,下图为蛋白核小球藻光反应过程示意图。请据图回答下列问题:
(1)图中色素分布的场所是 。光系统Ⅱ和光系统I为卡尔文循环提供了 。
(2)为探究化感物质是否通过降低藻类细胞的叶绿素含量而降低光合作用水平。科学家利用蛋白核小球藻(水华常见种,为单细胞绿藻)、肉桂酸(水生植物产生的一种化感物质)设计以下实验:
①取蛋白核小球藻均分为两组:A组藻类置于完全培养液中培养,作为对照组;B组藻类置于 的完全培养液中培养,作为实验组。
②相同且适宜的环境下培养相同时间,分别提取两组藻类的光合色素,提取色素时需加入试剂是 。
③不同种类的色素对不同光质的光吸收是有差异的。可通过测定色素提取液在 光下的吸光值,计算、比较两组叶绿素含量。
91.(22-23高一上·江苏淮安·期末)某植物叶肉细胞的光合作用过程如图1所示,其中磷酸丙糖转运器的活性受光的调节,适宜光照条件下,其活性较高。某实验小组将长势相同的植株幼苗分成若干组,分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜),暗处理1h,再光照1h,测其干重变化,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中B物质表示 ,产生的场所是 。夏日午后,该植株会出现“午休”现象,即光合作用强度明显减弱。请解释其原因 。
(2)据图1分析可知,被还原为磷酸丙糖后,大部分用于 的再生。通常情况下,Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1:1反向交换方式进行转运,在环境条件由适宜光照转为较强光照时,短时间内磷酸丙糖的转运速率会 ,同时淀粉的合成加强,以满足光反应对 的需求。
(3)据图2分析可知,最适合该植株幼苗呼吸作用的温度为 ℃;30℃时,光照1h该幼苗制造的有机物的量为 mg。
92.(22-23高一上·江苏苏州·期末)下图1为某植物叶肉细胞在光下的相关物质变化示意图,其中a—d代表不同的细胞结构,①~⑤代表不同的物质。请回答下列问题。
(1)在类囊体膜上,物质①分解为 。在红光照射下,参与物质①变化的主要色素是 。
(2)物质④是 ,从物质②到物质④发生的生理过程依次是 、 。
(3)当叶肉细胞释放物质③的量大于0时,该细胞进行光合作用所需CO2的来源有
(4)物质⑤的结构简式为 ,叶肉细胞中进行的下列过程不需要物质⑤直接参与的有 。
A.结构a中H2O的运输 B.结构b中C3的还原 C.结构c中丙酮酸的分解 D.结构d中ATP的合成
(5)若将该植物在适宜条件下置于透明且密闭的容器中培养一段时间,分别在光照和黑暗条件下测得其吸收和产生CO2的速率,如下图2所示。
在A时刻,该植物的真光合速率为 mg·h-1(用CO2的相对值表示),在B时刻,该植物叶肉细胞的真光合速率 (填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率的2倍。
93.(22-23高一上·江苏盐城·期末)3.5亿年前,大气中O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降成为限制植物光合速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种催化CO2固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间的CO2浓度,促进了CO2的固定。请回答:
(1)有一些植物具有图1所示的CO2浓缩机制,在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO3-转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisco附近的CO2浓度,已知PEP与无机碳的结合力远大于RuBP(C5)。
①图1所示植物无机碳的固定场所为 细胞的叶绿体,产生的苹果酸至少经过 层膜才能脱羧释放CO2.
②玉米有类似的CO2浓缩机制,据此可以推测,夏天中午玉米可能 (填“存在”或“不存在”)“光合午休”现象,原因是 。
(2)还有些藻类具有图2所示的无机碳浓缩过程,该过程中无机碳穿过 层磷脂进入细胞参与卡尔文循环,为该过程提供ATP的生理过程有
(3)已知Rubisco同时也能催化C5与O2结合,C5与O2结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点,据此分析可以通过提高 (措施)减弱光呼吸提高光合效率。某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率,结果如图所示(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。突然停止光照时,植物所释放CO2的来源是 。在光照条件下,该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用积累有机物总量是 (用图中A、B、C表示每一块的面积大小)。
94.(22-23高一上·江苏南京·期末)科学研究中,植物光合产物合成部位被称作“源”,光合产物储存部位被称作“库”。图1为光合产物合成及向“库”运输过程示意图。请回答下列问题:
(1)图1中的暗反应阶段利用光反应产生的 将C3还原为磷酸丙糖。磷酸丙糖可在叶绿体中合成 储存,也可运至细胞质基质合成蔗糖。
(2)科研人员通过去除部分桃树枝条上的果实,探究“库”的大小对叶片净光合速率等的影响,结果如表所示。
组别
对照组(留果)
实验组(去果)
净光合速率/(μ mol·m-2·s-1)
5.39
2.48
叶片蔗糖含量/ (mg·g-1FW)
30.14
34.20
叶片淀粉含量/ (mg·g-1FW)
60.61
69.32
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
51.41
29.70
①结合图1及上表推测,去果处理使叶片中 含量增加,导致 在叶绿体内外积累;同时发现气孔导度在下降,这会使 供应不足,抑制暗反应,光合速率进一步下降。
②为进一步探究蔗糖浓度对叶绿体光合速率的影响,研究人员进行了相关实验。该实验通过差速离心法获得离体叶绿体,将其悬浮在类似于 (填细胞结构)的溶胶状环境中,确保其正常的结构和功能。根据图2的实验结果推测,当蔗糖浓度在 范围时,可抑制光合速率。
95.(22-23高一上·江苏徐州·期末)某同学用菠菜叶做色素的提取和分离实验过程中,用纸层析法分离色素在滤纸条分离出5条色素带,计算出每条色素带的迁移率如下图1所示。可以确定最下面的两条色素带分别为叶绿素a和叶绿素b,但上方还有三条色素带。为了弄清这些色素带的成分,该同学做了β-胡萝卜素和叶黄素的标准品迁移率的对比,结果如下图2所示,请回答:
(1)菠菜叶中的光合色素主要分布在叶绿体中的 ,功能是 。
(2)实验中可以用 提取菠菜叶中的色素。色素带的迁移率与 有关。
(3)叶绿素a的颜色是 ,叶绿素主要吸收 光。
(4)根据图2实验结果可以推测β-胡萝卜素和叶黄素分别对应图1中色素带 和 。
(5)为了探究菠菜根细胞中是否有脂肪,可将菠菜根切薄片后置于载玻片上,吸去材料表面的清水,滴加 进行染色。用酒精洗去多余染料,并制成临时装片。若在显微镜下观察到有 色颗粒,则说明菠菜根细胞中有脂肪。
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