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专题05 细胞的能量供应和利用
1、 单选题
1.(23-24高一上·山东烟台·期末)酶在生产和生活上有非常广泛的应用,下列关于酶的叙述错误的是( )
A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用
B.多酶片是肠溶衣和糖衣的双层包衣片,服用时应整片吞服
C.加酶洗衣粉的去污能力强是由于酶提供了活化能
D.利用脂肪酶处理废油脂,可制造生物柴油
【答案】C
【详解】A、细菌细胞壁的成分是肽聚糖,溶菌酶能够溶解大多数细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用,A正确;
B、多酶片是肠溶衣和糖衣的双层包衣片,服用时应整片吞服,如果整颗吞服,会使多酶片的酶被消化酶分解,不能发挥作用,B正确;
C、酶通过降低化学反应的活化能提高反应速率,而不是提供活化能,C错误;
D、油脂中含有脂肪,可以被脂肪酶分解,所以利用脂肪酶处理废油脂,可制造生物柴油 ,D正确。
故选C。
2.(22-23高一上·山东潍坊·期末)酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性,其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心,从而对酶活性产生可逆的抑制作用;非竞争性抑制剂与酶的结合位点不同于底物,使酶与底物结合的活性中心发生改变,不能生成产物。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验的结果进行分析并绘图,下面相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是底物浓度
B.随着底物浓度的升高,抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失
C.每个酶分子的活性中心能和抑制剂Ⅰ、底物同时结合
D.抑制剂通过改变酶的空间结构,导致酶失活
【答案】B
【详解】A、该实验的自变量是底物浓度和抑制剂的种类,A错误;
B、非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合,从而使酶的活性部位功能丧失,导致最大酶促反应速率减小,所以图1中抑制剂Ⅱ为非竞争性抑制剂,抑制剂Ⅰ为竞争性抑制剂,随着底物浓度的升高,底物与酶活性位点结合的机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小,竞争性抑制剂的作用逐渐减小甚至消失,B正确;
C、每个酶分子的活性中心只能和抑制剂Ⅰ、底物中的一个结合,C错误;
D、非竞争性抑制剂会使酶与底物结合的活性中心发生改变,导致酶失活,竞争性抑制剂不会导致酶失活,D错误。
故选B。
3.(23-24高一上·山东菏泽·期末)某些酶促反应的产物积累量达到一定浓度时,产物与酶结合降低酶促反应速率。苏氨酸脱氢酶催化苏氨酸合成异亮氨酸的过程如图所示。下列分析错误的是( )
A.苏氨酸脱氢酶具有专一性
B.异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合降低了酶的活化能
C.及时清除异亮氨酸能逐步恢复该酶促反应的速率
D.该机制有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸的含量相对稳定
【答案】B
【详解】A、每一种酶只能催化一种或一类化学反应,苏氨酸脱氢酶具有专一性,A正确;
B、酶在催化化学反应时,能降低化学反应所需的活化能,其自身不提供活化能,因此异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合不是降低了酶的活化能,而是降低了酶的活性,B错误;
C、据图分析可知,当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而使得苏氨酸不能与苏氨酸脱氢酶结合,则苏氨酸也不能转化为异亮氨酸,若及时清除异亮氨酸,解除对苏氨酸脱氢酶的抑制,则能逐步恢复该酶促反应的速率,C正确;
D、图示为反馈调节,当异亮氨酸浓度达到一定程度时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而抑制酶促反应的进行,使异亮氨酸浓度不至于太高,因此有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸的含量稳定,D正确。
故选B。
4.(23-24高一下·山东淄博·期末)科研人员从某种微生物体中分离得到了一种酶Q,为探究该酶的最适温度,进行了相关实验,各组反应相同时间后的实验结果如图甲所示。图乙为酶Q在60℃条件下催化一定量的底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列说法正确的是( )
A.增加图甲中每个温度条件下实验的次数,可使得到的酶Q的最适温度更准确
B.由图甲可知,酶Q适合在较高的温度环境中发挥作用
C.图乙实验中,在t₂时限制反应速率的主要因素是酶的数量
D.图乙实验中若升高温度,酶Q的催化效率一定升高
【答案】B
【详解】A、据图所示,温度从20℃增加到60℃,底物剩余量相对值减小,说明酶的活性一直在增加,仅研究图示中的这些温度无法得出酶的最适温度,A错误;
B、由图甲分析可知,在这些温度条件下,温度60℃时酶活性相对最高,说明酶Q适合在较高的温度环境中发挥作用,B正确;
C、t2时生成物的量不再增加,原因是底物数量有限,C错误;
D、图甲所示,酶Q的最适温度应该在50℃以上,图乙是在60℃条件下进行的,若若升高温度,酶Q的催化效率可能升高,D错误。
故选B。
5.(23-24高一上·山东烟台·期末)如图所示,曲线b表示最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析错误的是( )
A.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B.若C点时升高温度,酶促反应速率可用曲线c表示
C.降低pH后,重复该实验,酶促反应速率可用曲线a表示
D.酶量减少时重复该实验,C点位置向左下方移动
【答案】B
【详解】A、图中可以看出,在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关,因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素,A正确;
B、由于曲线b是在最适温度、最适pH条件下进行的,所以如果在C点升高温度,酶促反应速率降低,不能用曲线c表示,B错误;
C、曲线b是在最适温度、最适pH条件下进行的,如果降低pH后,重复该实验,酶促反应速率将降低,可用曲线a表示,C正确;
D、酶量减少时重复该实验,酶促反应速率降低,达到最大反应速率的反应物浓度降低,C点位置向左下方移动,D正确。
故选B。
6.(23-24高一上·山东临沂·期末)某科研小组以1型胶原蛋白为底物,探究蛋白酶T 的最适催化条件,实验结果见下表。下列分析正确的是( )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注:+/-分别表示有/无添加。
A.该实验的自变量为 pH 和温度
B.分析实验结果可知,蛋白酶T 催化反应的最适温度是70℃
C.在上述各组实验中,蛋白酶T 在②组条件下活性最高
D.③组实验结果表明,pH为9、温度为70℃时蛋白酶T 会变性失活
【答案】C
【详解】A、该实验的自变量为pH、温度和是否添加CaCl2,A错误;
B、②组酶的活性最高,此时温度为70℃,但由于温度梯度较大,不能说明最适温度为70℃,B错误;
C、在上述各组别中,②组的降解率最高,蛋白酶T 在②组条件下活性最高,C正确;
D、②组结果中,pH为9、温度为70℃时蛋白酶T 的降解率为88%,即蛋白酶T没有变性失活,③组降解率为0,是因为没有添加CaCl2,D错误。
故选C。
7.(23-24高一上·山东聊城·期末)细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP三种腺苷磷酸之间的关系式来表示,称为能荷。能荷=([ATP]+1/2[ADP])/([ATP]+[ADP]+[AMP])。[ATP]+[ADP]+[AMP]指总腺苷酸系统(ATP、ADP和AMP的总和)的浓度;[ATP]+1/2[ADP]指ATP及相当ATP的浓度。高能荷时,ATP生成过程被抑制,ATP的利用过程被激发;低能荷时,其效应相反。下列相关叙述正确的是( )
A.ATP中的“A”代表腺苷,远离“A”的两个磷酸基团具有相同的转移势能
B.用32P标记的AMP,可以作为标记DNA的基本组成单位
C.活细胞代谢过程中,能荷值不会持续趋向于“0”或“1”
D.人体红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程都会引起细胞能荷减小
【答案】C
【详解】A、ATP中的“A”代表腺苷,远离“A”的末端磷酸基团具有较高的转移势能,A错误;
B、用32P标记的AMP,可以作为标记RNA的基本组成单位,B错误;
C、当细胞内的所有腺苷酸充分磷酸化为ATP ,其能荷值最大为1;当细胞内所有腺苷(酸)去磷酸化为AMP时,能荷值为零,据此推测能荷数值的变动范围在0~1之间,能荷值不会持续趋向于“0”或“1”,C正确;
D、人体红细胞吸收葡萄糖的过程是协助扩散,不消耗ATP,不会导致细胞能荷减小;小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程,消耗ATP,会引起细胞能荷减小,D错误。
故选C。
8.(23-24高一上·山东临沂·期末)下图表示萤火虫体内ATP与 ADP相互转化过程。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的M指的是腺苷,N 指的是核糖
B.ATP 分子中离核糖最近的磷酸基团最容易脱离
C.萤火虫发光时,ATP 的能量可以转变为光能
D.萤火虫发光时消耗大量 ATP,故体内储存着大量 ATP
【答案】C
【详解】A、图中的M指的是腺嘌呤,N指的是核糖,A错误;
B、ATP 分子远离腺苷的磷酸基团最容易脱离,B错误;
C、萤火虫发光时,ATP 的能量可以转变为光能,C正确;
D、萤火虫发光时消耗大量 ATP,但体内储存的 ATP很少,依靠ATP与ADP的快速转化来完成能量供应,D错误。
故选C。
9.(23-24高一上·山东烟台·期末)ATP荧光检测仪是一种基于萤火虫发光原理开发的快速检测细菌数量的仪器。荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化下,荧光素与氧发生化学反应发出荧光。利用上述原理,ATP荧光检测仪可通过测定荧光的强度来估测样品中细菌的含量。下列说法错误的是( )
A.ATP中磷酸基团因带有正电荷而相互排斥,使末端的磷酸基团易脱离
B.ATP水解释放的能量可在荧光素氧化过程中转化为光能
C.荧光检测仪中含有细菌裂解剂,能释放细菌细胞的ATP
D.ATP荧光检测仪检测细菌数量是建立在每个细菌ATP的含量相对稳定的基础上
【答案】A
【详解】A、ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能,A错误;
B、荧光素氧化发出荧光的过程涉及ATP水解,ATP中活跃的化学能转换为光能,B正确;
C、正常情况下ATP存在于细胞中,不能为荧光素提供能量,因此荧光检测仪中应含有细菌裂解剂,裂解细菌然后释放细菌细胞的ATP,C正确;
D、生物活细胞中ATP的含量是相对稳定的,荧光的强度反映出微生物的数量,可运用ATP荧光检测仪确定样品中微生物与其他生物残余的多少,来检测微生物的多少,判断卫生状况,D正确。
故选A。
10.(23-24高一上·山东济宁·期末)马达蛋白能结合并催化ATP水解,利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走,进而将其所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置,马达蛋白每“行走一步”需要消耗一分子ATP。下列叙述正确的是( )
A.马达蛋白能识别ATP分子和细胞骨架
B.马达蛋白同时具有ATP合酶与水解酶的活性
C.ATP依次水解三个磷酸基团均产生较高的转移势能
D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
【答案】A
【详解】A、马达蛋白能结合并催化ATP水解,利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走,则马达蛋白能识别ATP分子和细胞骨架,A正确;
B、分析题意可知,马达蛋白能催化ATP水解,故马达蛋白具有ATP水解酶的活性,B错误;
C、细胞中往往ATP中末端的磷酸基团具有较高的转移势能,C错误;
D、细胞代谢旺盛时,ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高,两者处于平衡状态,D错误。
故选A。
11.(23-24高一上·山东潍坊·期末)下图是某同学设计的探究酵母菌呼吸作用的实验装置示意图,2 号锥形瓶添加了蒸馏水、足量的酵母菌线粒体和适宜浓度的丙酮酸溶液。下列叙述错误的是( )
A.1号瓶中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2
B.3号瓶中溶液的颜色变化为由蓝变绿再变黄
C.该实验证明线粒体氧化分解的丙酮酸来自细胞质基质
D.若通入氮气,则3号瓶无颜色变化
【答案】C
【详解】A、分析题图:本装置为探究酵母菌呼吸作用的实验装置示意图,NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2,排除空气中CO2干扰实验结果,以保证3号锥形瓶的颜色变化只是由于酵母菌有氧呼吸引起的,A正确;
B、CO2遇溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,B正确;
C、2 号锥形瓶添加了蒸馏水、足量的酵母菌线粒体和适宜浓度的丙酮酸溶液,若3号锥形瓶发生颜色变化由蓝变绿再变黄,只能说明线粒体氧化分解丙酮酸,无法说明线粒体氧化分解的丙酮酸来自细胞质基质,C错误;
D、若通入氮气,则酵母菌在细胞质基质进行无氧呼吸,产生二氧化碳和酒精,但是2号锥形瓶添加了蒸馏水、足量的酵母菌线粒体和适宜浓度的丙酮酸溶液,无法完成无氧呼吸,则3号瓶无颜色变化,D正确。
故选C。
12.(23-24高一上·山东临沂·期末)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,细胞代谢旺盛,不耐贮藏
B.农作物种子在低氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏时间长
C.破伤风芽孢杆菌属于厌氧菌,更容易在伤口深处大量繁殖
D.用乳酸菌发酵制作的酸奶出现胀袋现象是因为乳酸菌过量繁殖
【答案】D
【详解】A、常温下鲜梨含水量大,细胞代谢旺盛,呼吸强度较高,有机物消耗较多,不耐贮藏,A正确;
B、低氧和低温条件下呼吸速率降低,有利于农作物种子的贮藏,B正确;
C、破伤风芽孢杆菌属于厌氧菌,更容易在伤口深处大量繁殖,C正确;
D、乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,酸奶出现胀袋现象是因为其他微生物繁殖产生了二氧化碳,D错误。
故选D。
13.(23-24高一下·山东济宁·期末)慢跑是人们常用的有氧锻炼方式,下列关于人刚进行慢跑时,细胞发生生理过程的叙述,正确的是( )
A.丙酮酸进入线粒体的速率加快
B.线粒体基质中CO2产生和O2消耗的速率加快
C.肌肉细胞中ATP含量因大量消耗而明显降低
D.肝细胞将肌肉细胞产生的大量乳酸转变为葡萄糖
【答案】A
【详解】A、人刚进行慢跑时,细胞呼吸加快,所以丙酮酸进入线粒体的速率加快,A正确;
B、O2消耗在有氧呼吸第三阶段发生,该过程在线粒体内膜上进行,B错误;
C、正常生活的细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,肌肉细胞中ATP含量不会因大量消耗而明显降低,C错误;
D、由题意可知,慢跑主要进行有氧呼吸,不会产生大量乳酸,D错误。
故选A。
14.(22-23高一上·泰安·期末)下图表示一植物的非绿色器官在不同的氧浓度下气体交换的相对值的变化,下列有关叙述正确的是( )
A.图中曲线QR区段下降的主要原因是氧气浓度增加,有氧呼吸受抑制
B.Q点只进行无氧呼吸,P点只进行有氧呼吸
C.若图中的AB段与BC段的距离等长,此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无氧呼吸
D.氧浓度应调节到Q点的对应浓度,更有利于水果的运输
【答案】B
【详解】A、图中曲线QR区段下降的主要原因是O2浓度增加,无氧呼吸受抑制,有氧呼吸较弱,A错误;
B、Q点不吸收O2,说明只进行无氧呼吸。P点O2吸收量等于CO2生成量,说明只进行有氧呼吸,B正确;
C、若图中的AB段与BC段的距离等长,说明有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,有氧呼吸消耗一分子葡萄糖产生6分子CO2,而无氧呼吸消耗一分子葡萄糖产生两分子CO2,故此时有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是1∶3,C错误;
D、图中R点时CO2的释放量表现为最低,则有机物的分解量最少,即呼吸作用最弱,该点O2浓度更有利于蔬菜、水果的运输和储存,D错误。
故选B。
15.(22-23高一上·山东枣庄·期末)细胞呼吸是ATP的主要来源,如图为细胞呼吸的两种方式的过程图解数字序号代表生理过程,字母代表物质,下列有关说法错误的是( )
A.图中过程③产生的能量少于②产生的能量 B.图中的字母b和c表示水,d表示CO2
C.人体中可以发生的生理过程是①②③⑤ D.过程④⑤都发生在细胞质基质中
【答案】A
【详解】A、图中②是有氧呼吸的第二阶段,③表示有氧呼吸的第三阶段,有氧呼吸第三阶段释放的能量远多于有氧呼吸的第二阶段,A错误;
B、图中b与丙酮酸a反应进行有氧呼吸第二阶段,生成d,因此b表示水,d表示CO2;[H]与O2结合形成c(有氧呼吸第三阶段),因此c是水,B正确;
C、人体细胞可发生有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸,即可以发生①表示细胞呼吸的第一阶段,②是有氧呼吸的第二阶段,③表示有氧呼吸的第三阶段,⑤表示产生乳酸的无氧呼吸的第二阶段,C正确;
D、过程④⑤都表示无氧呼吸的第二阶段,都发生在细胞质基质中,D正确。
故选A。
16.(22-23高一上·山东临沂·期末)如图为大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中蛋白质、总糖、脂肪含量变化趋势曲线,其中蛋白质含量用双缩脲试剂检测。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色且在一定范围内蛋白质含量越高,紫色越深
B.种子在黑暗条件下萌发后,有机物干重可能短暂增加,但总体趋势是减少
C.种子黑暗条件下萌发总糖含量下降的唯一原因是呼吸消耗糖类供能却不进行光合作用
D.种子在黑暗条件下萌发过程中细胞中蛋白质种类增加、鲜重增加
【答案】C
【详解】A、蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应,一定范围内,蛋白质含量越高,颜色越深,A正确;
B、种子萌发过程中细胞呼吸消耗大量有机物使得干重减少,但脂肪大量转化为糖使得干重增加,所以可能出现干重短暂增加,B正确;
C、种子萌发过程不仅需要消耗糖类提供能量,还要用于生成某些氨基酸等非糖物质,C错误;
D、大豆种子萌发和生长时需要产生更多的蛋白质参与各项生命活动(萌发属于发育过程,该过程中有基因选择性表达,可合成不同mRNA,翻译成不同蛋白质),因此蛋白质含量和种类增加,种子萌发需要吸收大量水分,鲜重增加,D正确。
故选C。
17.(23-24高一上·山东威海·期末)绿叶中的色素具有吸收、传递和转化光能的作用,实验室中可用纸层析法分离出各种色素。下列说法正确的是( )
A.利用绿叶中的色素能溶于无水乙醇的原理可实现色素的分离
B.向研钵中加入可使研磨更加充分
C.滤纸条最上面的两种色素主要吸收蓝紫光和红光
D.可根据滤纸条上呈现的色素带宽窄来比较各种色素含量的多少
【答案】D
【详解】A、利用绿叶中的色素能溶于无水乙醇的原理可实现色素的提取,而分离色素利用的是各色素在层析液中的溶解度不同,A错误;
B、向研钵中加入CaCO3可防止研磨过程中破坏色素,B错误;
C、滤纸条最上面的两种色素是叶黄素和胡萝卜素,统称为类胡萝卜素,主要吸收的是蓝紫光,C错误;
D、从滤纸条上色素带的宽窄可以判断出绿叶中各色素的含量多少,D正确。
故选D。
18.(23-24高一上·山东滨州·期末)大部分植物的叶片在秋天会从绿色渐变为黄色。为探究叶片颜色变化的原因,某兴趣小组分别提取绿叶和黄叶中的光合色素并进行分离,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A.四种色素在无水乙醇中溶解度不同使其在滤纸条上的分布不同
B.应选择同种植物、称取等质量的绿叶和黄叶进行实验
C.图中Ⅱ、Ⅲ色素带的颜色分别是黄色、黄绿色
D.据图分析,秋天叶片变黄的原因是叶绿素转化为类胡萝卜素
【答案】B
【详解】A、层析的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸条上的扩散速度快(位于滤纸条上方),反之则慢,故条带位置反映色素在层析液中溶解度大小,而无水乙醇是提取色素所用的有机溶剂,A错误;
B、实验的无关变量应相同且适宜,因此应选择同种植物、称取等质量的绿叶和黄叶进行实验,B正确;
C、从条带结果看,图中Ⅱ色素带是叶黄素,为浅黄色,Ⅲ叶绿素a为蓝绿色,C错误;
D、据图分析,秋天叶片变黄的原因是叶绿素含量下降,被分解,D错误。
故选B。
19.(23-24高一下·山东济宁·期末)叶绿素是绿色植物进行光合作用需要的重要色素。为研究二氧化硅颗粒大小对叶绿素提取量的影响,某生物兴趣小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验,实验结果如表。下列叙述正确的是( )
种类
二氧化硅
颗粒大小(目)
0
20
50
100
200
叶绿素a(mg/g)
0.25
0.53
0.61
0.48
0.47
叶绿素b(mg/g)
0.16
0.08
0.09
0.11
0.12
注:目值越大颗粒越细小
A.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,不吸收绿光
B.叶绿素a、b位于菠菜叶肉细胞的叶绿体内膜上
C.二氧化硅可以提高叶绿素b在无水乙醇中的溶解度
D.实验数据中,50目的二氧化硅最有利于叶绿素的提取
【答案】D
【详解】A、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,对绿光吸收很少,不是不吸收,A错误;
B、叶绿素a、b位于菠菜叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上,不是叶绿体内膜,B错误;
C、二氧化硅的作用是使研磨更充分,从而提高叶绿素的提取量,而不是提高叶绿素b在无水乙醇中的溶解度,C错误;
D、从实验数据来看,50目的二氧化硅对应的叶绿素a和叶绿素b的提取量相对较高,所以50目的二氧化硅最有利于叶绿素的提取,D正确。
故选D。
20.(23-24高一上·山东日照·期末)在适宜条件下,研碎高等绿色植物的叶肉细胞,放入离心管中进行相应处理,处理流程及结果如图。下列叙述错误的是( )
A.该实验采用了差速离心法分离细胞器
B.与光合作用有关的酶存在于S1和P2
C.与细胞呼吸有关的酶存在于S1、S2和P3
D.合成蛋白质的结构存在于S1、S2、S3和P4
【答案】C
【详解】A、采用差速离心法可以对不同密度的细胞器进行分离,A正确;
B、S1中有叶绿体,P2为叶绿体,与光合作用有关的酶存在于S1和P2,B正确;
C、与细胞呼吸有关的酶存在于S1、S2、S3、S4和P3,C错误;
D、合成蛋白质的结构是核糖体,其存在于S1、S2、S3和P4,D正确。
故选C。
21.(23-24高一上·山东滨州·期末)实验的效果往往与选材有密切的关系,下列说法错误的是( )
A.新鲜的黑藻是观察细胞质流动的理想材料
B.恩格尔曼的实验中水绵可以用菠菜叶代替
C.用梨匀浆与斐林试剂反应可检测还原糖
D.用藓类小叶或菠菜叶观察叶绿体的形态
【答案】B
【详解】A、观察细胞质流动时以叶绿体为参照物,黑藻叶子薄而小,叶绿体清楚,可取整个小叶直接制片,是观察细胞质流动的理想材料,A正确;
B、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,其叶绿体为螺旋带状,容易观察实验现象,而菠菜叶的叶绿体不利于上述观察,B错误;
C、梨匀浆中含有还原糖,用梨匀浆与斐林试剂反应可检测还原糖,经水浴加热后出现砖红色沉淀,C正确;
D、显微镜下观察的材料要薄而透明的,可选用藓类小叶或菠菜叶带叶肉的下表皮来观察叶绿体形态,D正确。
故选B。
22.(23-24高一上·山东淄博·期末)以某农作物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图,气孔导度大表示气孔开放程度大。下列说法错误的是( )
A.蓝光组,光合作用消耗的CO₂多,导致胞间CO₂浓度低
B.红光组,主要由类胡萝卜素吸收光能用于光合作用
C.与红光相比,蓝光能在一定程度上能促进气孔开放
D.大棚种植时,可以适当补充蓝光提高作物产量
【答案】B
【详解】A、蓝光照射下气孔导度大,且光合速率最大,因此,胞间CO2浓度低,即蓝光组消耗的二氧化碳多,A正确;
B、红光组,主要由叶绿素吸收光能用于光合作用,因为叶绿素能吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,B错误;
C、与红光相比,蓝光照射条件下气孔导度大,且高于白光组,因此推测,蓝光照射能在一定程度上能促进气孔开放,C正确;
D、根据实验结果可知,蓝光照射条件下,植物光合速率高,说明对二氧化碳利用效率高,因此,大棚种植时,可以适当补充蓝光提高作物产量,D正确。
故选B。
23.(23-24高一上·济南·期末)我国西北地区,夏季日照时间长,昼夜温差大,那里出产的瓜果往往特别甜。这是因为( )
A.白天光合作用微弱,晚上细胞呼吸微弱
B.白天光合作用旺盛,晚上细胞呼吸强烈
C.白天光合作用微弱,晚上细胞呼吸强烈
D.白天光合作用旺盛,晚上细胞呼吸微弱
【答案】D
【详解】新疆地区夏天白昼较长,温度高,植物进行光合作用旺盛,制造的有机物多;夜间短,气温低,植物的呼吸作用比较弱,消耗的有机物较少,因此新疆地区昼夜温差大,积累的糖分多,瓜果特别甜,D正确,ABC错误。
故选D。
24.(23-24高一上·山东泰安·期末)对某植物形态、大小、生长发育状况相同的三组叶片进行实验,如图所示,烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)。下列叙述正确的是( )
A.若验证光合作用需要光照,只需将丙装置遮光改为光照即可
B.若装置甲、乙、丙中的光照和温度均相同且适宜,则其中叶片的光合作用强度均相同
C.若乙装置液滴向右移动,则移动的距离可以代表实际光合作用的强度
D.若将甲装置置于黑暗条件下,液滴向左移动的原因可能是呼吸底物不一定都是糖类
【答案】D
【详解】A 、丙装置内的NaOH溶液能吸收CO2,无CO2不能进行光合作用,A 错误;
B、若装置甲、乙、丙中的光照和温度均相同且适宜,由于装置内的CO2浓度不同,则其中叶片的光合作用强度不相同,B错误;
C、乙装置内有二氧化碳缓冲液,可维持CO2浓度若乙不变,装置液滴向右移动,则移动的距离表示氧气的变化,呼吸作用也会影响氧气的变化,因此可以代表净光合作用的强度,C错误;
D、若将甲装置置于黑暗条件下,植物只进行呼吸作用,液滴向左移动是吸收的氧气大于二氧化碳的释放,原因是可能是呼吸底物不一定都是糖类,D正确。
故选D。
25.(23-24高一上·山东济宁·期末)图甲、乙分别为阳生植物鸡血藤在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列说法正确的是( )
A.温度为30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
B.换成阴生植物,图中的D点一般要右移
C.影响D、E两点光合速率的主要环境因素不同
D.光照强度为1klx时,只要白天时间比晚上长,鸡血藤即可正常生长
【答案】A
【详解】A、据甲图可知,实线的纵坐标为二氧化碳吸收量,因此实线表示净光合速率;虚线纵坐标为二氧化碳产生量,因此虚线表示呼吸速率。叶绿体消耗二氧化碳的速率为总光合速率,总光合速率=呼吸速率+净光合速率。温度为30℃时,呼吸速率为2mmol·cm-2·h-1,净光合速率为8mmol·cm-2·h-1,因此总光合速率为10mmol·cm-2·h-1;温度为40℃时,呼吸速率为5mmol·cm-2·h-1,净光合速率为5mmol·cm-5·h-1,因此总光合速率为10mmol·cm-2·h-1。综合以上分析,温度为30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等,A正确;
B、据图乙可知,D点对应的光照强度时植物光合速率和呼吸速率相等。阴生植物呼吸作用比阳生植物弱,因此,若换成阴生植物,图中的D点一般要左移,B错误;
C、图乙中D、E两点的二氧化碳吸收量都随光照强度增加而增加,因此影响D、E两点光合速率的主要环境因素都是光照强度,C错误;
D、据图乙可知,光照强度为1klx时,植物二氧化碳吸收量为0,即净光合速率为0,白天都没有有机物积累,因此,即使白天时间比晚上长,鸡血藤也不能正常生长,D错误。
故选A。
26.(23-24高一上·山东菏泽·期末)将图甲装置放于自然环境中,测定晴朗的夏天一昼夜密闭透明小室内氧气的变化量,得到的结果如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该植株8点开始进行光合作用
B.de段和fg段下降的原因相同
C.甲装置中红色液滴移到最右侧时,对应乙图曲线中的g点
D.如果该植株培养液中缺Mg,c点将向左移动
【答案】C
【难度】0.65
【详解】A、据图可知,c点时净光合速率为0,此时植物的光合速率等于呼吸速率,说明该植株进行光合作用的时间早于8点,A错误;
B、de段和fg段下降的原因不相同,de段是由于气温较高,植物部分气孔关闭,进行光合午休现象;而fg段是由于光照强度减弱导致光合速率下降,B错误;
C、甲装置中红色液滴移到最右侧时,说明该植物一天中进行的光合作用积累的氧气到达最大值,即图中g点,C正确;
D、c点代表的是光合作用等于呼吸作用强度,如果缺镁会影响叶绿素的形成,叶绿素参与光合作用的形成,光合作用降低,c点应向右移动,D错误。
故选C。
2、 非选择题
26.(23-24高一上·山东菏泽·期末)土豆被切片后,其组织暴露在空气中,在有氧气的条件下,其组织中的酚类物质氧化,最终形成褐色物质。切片中的某种酶能加快该反应,该现象称为酶促褐变。为探索不同条件对酶促褐变的影响,某生物兴趣小组的实验步骤和结果如下表。回答下列问题:
烧杯编号
1
2
3
4
5
实验过程
土豆切片
3 片
3 片
3 片
3 片
3片
25℃,pH=3的柠檬酸溶液
+
-
-
-
-
25℃,pH=7的蒸馏水
-
+
-
-
-
25℃,pH=11 的NaOH 溶液
-
-
+
-
-
0℃冰水混合物
-
-
-
+
··
100℃沸水
-
-
-
+
实验结果
10 分钟后观察褐变程度
轻微
严重
无褐变
轻微
无褐变
注:表中“+”表示添加试剂,“-”表示不添加试剂。
(1)为确保实验的科学性,对于烧杯1~5中的3片土豆切片的要求是 (答出2 点即可)。
(2)由实验方案可知设计者的思路是:通过 以缓解酶促褐变现象。
(3)烧杯4和烧杯5 设置的条件对酶活性影响的区别是 。生活中为了防止削皮的土豆块褐变可以采取的措施有 (答出1点即可)。
(4)科研人员发现酶抑制剂可以与酶结合并降低酶活性,其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应; 非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。酶抑制剂的作用机理如下图甲所示,图乙为探究这两种抑制剂对相同酶促反应速率影响的曲线。
由以上信息可知:图乙曲线 表示对照组(无抑制剂)的实验结果,曲线 表示非竞争性抑制剂和酶结合后的反应速率变化曲线。
【答案】(1)切片大小相同、厚薄相同、来自同一土豆等
(2)改变温度和pH条件,降低酶的活性
(3) 烧杯4中的低温条件抑制酶的活性,烧杯5中设置的高温条件使酶失去活性 对削皮的土豆块进行0℃保存、对削皮的土豆块煮熟后待用、将削皮的土豆块浸泡清水中
(4) a c
【详解】(1)实验设计的过程中,无关变量要保持相同且适宜,因此对3片土豆切片的要求是切片大小相同、厚薄相同、来自同一土豆等。
(2)由于切片中的某种酶能加快该反应,该现象称为酶促褐变,由表可知,本实验中降低此现象的操作是改变温度和pH条件,降低酶的活性。
(3)烧杯④和⑤设置的条件对酶活性影响的区别在于烧杯4中的低温条件抑制酶的活性,烧杯5中设置的高温条件使酶失去活性,实际生活当中为了防止削皮的土豆块褐变可以对削皮的土豆块进行0℃保存、对削皮的土豆块煮熟后待用、将削皮的土豆块浸泡清水中等。
(4)非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,从而使酶失去催化活性,降低酶对底物的催化反应速率;而竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应。由图可知,曲线a反应速度最快,因此其表示无抑制剂的情况,而曲线c反应速度慢且平缓,表示可能失去催化效果,因此其表示添加非竞争抑制剂的效果。
27.(23-24高一上·山东日照·期末)种子胎萌是指小麦、水稻等禾本科植物的种子收获前在田间母体植株上发芽的现象。胎萌会影响作物的产量和品质。某地种植的小麦品种甲的种子胎萌现象明显低于品种乙。为探究甲、乙种子中淀粉酶活性与种子胎萌现象的关系,取分别发芽时间相同、质量相等的甲、乙种子,去除淀粉,制成提取液。注:“+”数目越多表示蓝色越深。
实验步骤
对照组试管
甲品种试管
乙品种试管
①
加样
0.5mL蒸馏水
0.5mL提取液
0.5mL提取液
②
加缓冲液(mL)
1
1
1
③
加淀粉溶液(mL)
1
1
1
④
适宜温度下保温适当时间后,高温终止反应,冷却至常温
显色结果
+++++
+++
+
(1)淀粉酶能促进淀粉的水解,其作用机理是 。步骤④中高温能终止反应的原因是 。
(2)由实验结果可知,淀粉酶活性越高,种子胎萌现象越 。
(3)在保持显色结果不变的情况下,若适当降低步骤③中的淀粉溶液浓度,则保温时间应 (填“延长”或“缩短”),理由是 。
【答案】(1) 降低淀粉分解反应的活化能 高温使淀粉酶活性丧失
(2)明显
(3) 缩短 降低淀粉溶液浓度,淀粉酶的活性不变
【详解】(1)该实验的目的是探究淀粉酶活性与麦穗的发芽率的关系,则自变量是不同的甲、乙种子的提取液,因变量是淀粉酶的活性,可通过淀粉的水解量来检测。酶作用机理是降低淀粉分解反应的活化能。
高温能终止反应的原因是高温使淀粉酶活性丧失。
(2)根据显色结果,甲品种管中蓝色深于乙品种管,说明甲品种的淀粉酶活性低于乙品种,可推测淀粉酶活性越高,发芽率越高,种子胎萌现象越明显。
(3)若底物淀粉溶液浓度适当减小,而酶的量不变,为保持结果不变,则酶作用时间,即保温时间应缩短。
28.(23-24高一上·山东烟台·期末)龙胆花处于低温(16℃)下30min内发生闭合,而转移至正常生长温度((22℃),光照条件下30min内重新开放。花冠近轴表皮细胞的膨压(原生质体对细胞壁的压力)增大能促进龙胆花的开放,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用。其相关机理如图所示。
(1)水分子进出龙胆花花冠近轴表皮细胞的运输方式除图中所示方式外还有 。据图可知,被激活的GsCPK16能促使水通道蛋白 ,该过程 (填“会”或“不会”)改变水通道蛋白的构象,使水通道蛋白运输水的能力增强。水通道蛋白运输水能力的改变,体现了细胞膜的 功能。
(2)实验发现,龙胆花由低温转移至正常生长温度,给予光照的同时向培养液中添加适量的钙螯合剂(可与结合形成稳定的络合物),龙胆花重新开放受到抑制。据图推测,光刺激可加速龙胆花重新开放的机理是 。
(3)为了验证上述推测,可在(2)中实验的基础上另设一组相同实验,添加适量的 ,相同条件培养并观察、计时,若龙胆花重新开放时间 (填“缩短”、“延长”或“不变”),则说明上述推测是正确的。
【答案】(1) 自由扩散 磷酸化 会 控制物质进出细胞
(2)光刺激利于细胞吸收,激活GsCPK16,促使水通道蛋白磷酸化,花冠近轴表皮细胞吸水增多,膨压增大
(3) 缩短
【详解】(1)由图可知,图示水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的方式是通过水通道蛋白进行,属于协助扩散,另一种不需要水通道蛋白,这种运输方式为自由扩散;
磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变,故蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白构象的改变;
水通道蛋白运输水能力的改变,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能。
(2)光照促进Ca2+运输至细胞内,激活蛋白激酶GsCPK16,使水通道蛋白磷酸化,运输水的活性增强,花冠近轴表皮细胞吸水增多,膨压增大,加速龙胆花重新开放。
(3)实验目的是证明光照促进Ca2+运输至细胞内,激活蛋白激酶GsCPK16,使水通道蛋白磷酸化,运输水的活性增强,花冠近轴表皮细胞吸水增多,膨压增大,加速龙胆花重新开放,即龙胆花开放的时间与Ca2+浓度相关,所以可在(2)中实验的基础上另设一组相同实验,添加适量的Ca2+,这一组的Ca2+浓度更高,所以重新开放的时间缩短。
29.(23-24高一上·山东烟台·期末)图1中Ⅰ~Ⅴ是线粒体内膜上一组酶的复合物,其中复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以进行电子传递。罗哌卡因是一种麻醉药,具有治疗人甲状腺癌的作用。研究人员用生理盐水配置不同浓度的罗哌卡因溶液处理甲状腺癌细胞中的线粒体,并对线粒体中ATP的含量、内膜上4种复合物活性(数值越高活性越强)以及甲状腺癌细胞的凋亡率进行了测定,结果如下表。
罗哌卡因的量
复合物Ⅰ
复合物Ⅱ
复合物Ⅲ
复合物Ⅳ
ATP含量
细胞凋亡率(%)
对照组
1.02
1.01
0.99
0.98
1.1
4.62
0.1mM
0.75
0.78
0.97
0.95
0.62
11.86
0.5mM
0.35
0.58
0.95
0.99
0.41
20.17
1mM
0.23
0.41
0.98
0.97
0.23
34.66
(1)图1中进行的生理过程是 阶段,复合物Ⅰ、Ⅱ将在 (场所)产生的[H]分解,通过电子传递链将电子最终传递给产生,该过程释放的能量将泵到内外膜间隙。在图1生理过程中,复合物V具有 的双重作用。
(2)表中对照组的处理方法是 。实验结果说明罗哌卡因 (填“促进”或“抑制”)细胞凋亡,推测其作用机制是: 。
(3)罗哌卡因对于甲状腺癌细胞凋亡的诱导率只能达到35%左右,推测甲状腺癌细胞的主要呼吸方式是 。
【答案】(1) 有氧呼吸第三 细胞质基质和线粒体基质 运输和催化
(2) 等量的生理盐水处理甲状腺癌细胞中的线粒体 促进 抑制复合物Ⅰ、Ⅱ的活性,抑制有氧呼吸第三阶段,从而抑制ATP产生促进细胞凋亡
(3)无氧呼吸
【详解】(1)图1中发生的过程是在线粒体内膜上,所以是有氧呼吸第三阶段;在细胞质基质(将葡萄糖分解为丙酮酸)和线粒体基质(水和丙酮酸反应生成[H]和CO2)都能产生[H],所以复合物Ⅰ、Ⅱ将在细胞质基质和线粒体基质产生的[H]分解;
从图中看出复合物V可以运输H+同时催化ADP形成ATP,所以具有运输和催化的作用。
(2)研究人员用生理盐水配置不同浓度的罗哌卡因溶液处理甲状腺癌细胞中的线粒体,,所以对照组用等量的生理盐水处理甲状腺癌细胞中的线粒体;随着罗哌卡因浓度的提高,细胞凋亡率提高,可以说明罗帕卡因促进细胞凋亡,比较表格数据,可以发现与对照组相比,加入罗哌卡因的组别复合物Ⅰ、Ⅱ的活性明显降低,说明了罗哌卡因抑制复合物Ⅰ、Ⅱ的活性,抑制有氧呼吸第三阶段,从而抑制ATP产生促进细胞凋亡。
(3)罗哌卡因抑制了线粒体能量的供应,但对甲状腺癌细胞凋亡的诱导率只能达到35%左右,说明甲状腺癌细胞供能还可以通过细胞质基质,通过无氧呼吸供能。
一、单选题
1.(22-23高一上·山东滨州·期末)细胞中存在一种依赖泛素化的蛋白质降解途径。一种被称为泛素的多肽在胞内异常蛋白降解中起重要作用。其过程如下图:泛素激活酶E1将泛素分子激活,然后由E1将泛素交给泛素结合酶E2,最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到靶蛋白上。这一过程不断重复,靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白会被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解。下列说法错误的是( )
A.细胞中有些蛋白质被降解前,需要经过多次泛素化标记
B.一种酶催化反应产生的物质可以成为另一种酶催化的底物
C.泛素能降低蛋白质水解反应的活化能
D.内质网中错误折叠的蛋白质可通过上述途径降解
【答案】C
【详解】A、泛素蛋白会与异常蛋白质结合,被三个以上泛素标记的蛋白质会被蛋白酶体识别,A正确;
B、一种酶催化反应产生的物质,可以作为两一种反应的反应物,也就是可以成为另一种酶催化的底物,B正确;
C、酶的作用是降低反应所需的活化能,泛素在蛋白质和损伤细胞器降解过程中起到标记的作用,不是酶,C错误;
D、蛋白酶体是一种大分子复合体,其作用是降解细胞内异常的蛋白质,故在内质网中错误折叠的蛋白质可能需由蛋白酶体降解,D正确。
故选C。
2.(23-24高一上·山东聊城·期末)固定化酶是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。固定化酶用于生产前,需要获得酶的有关数据。如图:曲线①表示相对酶活性,即某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比;曲线②表示残余酶活性,即将该种酶在不同温度下保温足够时间,再在酶活性最高的温度下测得的酶活性。下列分析错误的是( )
A.任何温度下固定化酶只降低化学反应的活化能,其空间结构不会发生改变
B.曲线①的自变量是温度,反应体系中溶液的pH属于无关变量
C.由曲线②分析,温度越低越有利于固定化酶的保存
D.若该种酶固定化后用于生产,使用的最佳温度是60~70℃
【答案】A
【详解】A、由曲线①得知,固定化酶的最适温度是80℃,当温度高于80℃,酶的活性下降,原因是高温使酶的空间结构改变,酶失去活性,A错误;
B、曲线①表示相对酶活性,即某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比,所以温度是自变量,因变量是酶的活性,无关变量是pH,B正确;
C、曲线②表示残余酶活性,发现温度越低,残余酶的活性越高,说明温度越低越有利于固定化酶的保存,C正确;
D、根据曲线①和②,在60~70℃条件下,酶的相对活性和残余酶活性均较高,因此使用该酶用于生产时的最适宜温度范围是60~70℃,D正确。
故选A。
3.(23-24高一上·山东济宁·期末)对苯二酚氧化酶在染料降解、造纸、食品加工等方面有重要作用。研究人员在其他条件适宜的情况下,对该酶的最适温度和温度稳定性(将纯化后的酶液在不同温度下保温1h后,在最适温度条件下测酶活性)进行了测定,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.该酶宜在60℃左右的条件下保存及发挥作用
B.该酶的最适温度和温度稳定性的测定条件相同
C.在最适温度条件下,该酶为化学反应提供更多能量
D.某次利用该酶催化的反应需1.5h完成,则温度应控制在60℃以下
【答案】D
【详解】A、低温下酶的活性较低,温度升高后酶活性可以恢复,因此酶的保存一般在低温条件下,A错误;
B、据题干信息可知,研究人员在温度梯度都为10℃,其他条件适宜的情况下,测定该酶的最适温度,将纯化后的酶液在不同温度下保温1h后,在最适温度条件下测酶活性(温度稳定性),二者测定条件不同,B错误;
C、酶可以降低化学反应的活化能,不能提供能量,C错误;
D、据题干信息可知,在温度达到60℃后,酶保温1h后相对酶活性为0,而该酶促反应需1.5h后完成,因此工业发酵温度需控制在60℃以下,D正确。
故选D。
4.(23-24高一上·山东德州·期末)活细胞中ATP的含量相对稳定。ATP可以水解为AMP(腺苷一磷酸)和PPi(焦磷酸),AMP可与荧光素结合形成荧光酰腺苷酸,在荧光素酶的催化下,荧光酰腺苷酸发生氧化反应发出荧光。利用上述原理制成的ATP快速荧光检测仪常用于食品医疗等行业的微生物检测,荧光的强弱可反映样品被微生物污染的程度。下列有关说法正确的是( )
A.AMP在细胞中可作为合成DNA的原料
B.ATP水解为AMP和PPi的过程中不释放能量
C.ATP快速荧光检测仪对需氧型和厌氧型微生物均可进行检测
D.ATP快速荧光检测仪中应含有荧光酰腺苷酸、荧光素酶等物质
【答案】C
P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。
【详解】A、AMP由一分子腺嘌呤、一分子核糖及一分子磷酸组成,可作为合成RNA的原料,A错误;
B、ATP 水解为AMP和PPi的过程中断裂特殊的化学键,键中所含大量能量被释放出来,B错误;
C、依题意, ATP 快速荧光检测仪的检测原理是:AMP可与荧光素结合形成荧光酰腺苷酸,在荧光素酶的催化下,荧光酰腺苷酸发生氧化反应发出荧光,根据荧光的强弱判断样品被微生物污染的程度。需氧型和厌氧型微生物均可通过氧化反应产生ATP,再由ATP水解产生AMP。因此,ATP快速荧光检测仪对需氧型和厌氧型微生物均可进行检测,C正确;
D、依题意,AMP可与荧光素结合形成荧光酰腺苷酸,在荧光素酶的催化下,荧光酰腺苷酸发生氧化反应发出荧光。由此可知,荧光酰腺苷酸是检测仪检测时化学反应产生的产物,D错误。
故选C。
5.(23-24高一上·山东枣庄·期末)钙泵是参与Ca2+主动运输的载体蛋白,ATP水解释放的磷酸基团可以使钙泵分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,从而完成Ca2+跨膜运输过程。下列叙述错误的是( )
A.钙泵空间结构的改变是不可逆的
B.钙泵能够降低化学反应的活化能
C.钙泵磷酸化伴随ATP中特殊化学键的断裂
D.钙泵磷酸化的过程属于吸能反应
【答案】A
【详解】A、题干所述钙泵分子的磷酸化是可逆的,A错误;
B、钙泵属于能催化ATP水解的酶,可降低化学反应的活化能,B正确;
C、钙泵磷酸化需要ATP水解,伴随ATP中特殊化学键的断裂,C正确;
D、钙泵磷酸化的过程需要吸收ATP水解释放的能量,属于吸能反应,D正确。
故选A。
6.(23-24高一上·山东菏泽·期末)细菌中的 G 蛋白具双层笼状结构,可作为携带疏水药物的纳米机器。肿瘤微环境中的高浓度 ATP 可以激发G 蛋白改变构象,蛋白构象的变化导致其内部由疏水微环境变成亲水性环境,进而主动释放携带的药物来杀伤肿瘤细胞,实现药物的精准可控释放。下列说法正确的是( )
A.氨基酸脱水缩合形成G 蛋白的反应,属于吸能反应
B.ATP 中 A 的含义是腺嘌呤
C.高浓度 ATP 激发 G 蛋白构象改变时,肽键大量水解
D.肿瘤微环境中的ATP 都来自线粒体
【答案】A
【详解】A、氨基酸脱水缩合形成G 蛋白的反应需要ATP提供能量,属于吸能反应,A正确;
B、ATP 中 A 的含义是腺苷,由腺嘌呤和核糖结合而成,B错误;
C、高浓度 ATP 激发 G 蛋白构象改变时,肽键不发生水解,C错误;
D、肿瘤微环境中的ATP 可来自线粒体和细胞质基质,D错误。
故选A。
7.(23-24高一上·山东泰安·期末)用ATP荧光仪可快速检测食品中细菌的数量。其原理是ATP的含量越多会使得ATP荧光仪发光强度越强。根据ATP荧光仪发光强度来推测ATP的含量,进而反映活菌数。下列推测错误的是( )
A.ATP释放能量后可以作为构成DNA的基本单位
B.ATP和ADP的相互转化可以实现细菌细胞中能量的储存和释放
C.荧光强度越强,说明食品中活细菌数量越多
D.ATP普遍存在于活细菌的细胞中
【答案】A
【详解】A、ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,ATP释放能量后可以作为构成RNA的基本单位,A错误;
B、ATP水解是放能反应,ATP合成是吸能反应,ATP和ADP的相互转化可以实现细菌细胞中能量的储存和释放,B正确;
C、由题意可知,ATP的含量与活细胞的数量呈一定的比例关系,荧光强度越强,说明食品中活细菌数量越多,C正确;
D、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,普遍存在于活细菌的细胞中,D正确。
故选A。
8.(22-23高一上·山东淄博·期末)ATP是细胞内重要的高能磷酸化合物,其维持着细胞能量供应。下图为ATP的结构式,图中①~③表示化学键。下列说法错误的是( )
A.虚线框内的结构是腺苷,是构成RNA的基本单位之一
B.ATP水解酶的合成和发挥作用都伴随化学键①的断裂
C.踢足球时肌肉细胞ATP含量与上课时的含量无显著差异
D.ATP转化成ADP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
【答案】A
【详解】A、虚线框内的结构是腺苷,是由核糖和腺嘌呤组成,腺苷加磷酸为腺苷酸,是构成RNA的基本单位之一,A错误;
B、①是特殊的化学键,易断裂也易生成,ATP水解酶的合成为吸能反应,需要能量,ATP水解酶催化ATP的水解,两者都伴随化学键①的断裂,B正确;
C、细胞中ATP含量很少,但是ATP与ADP转化快,踢足球时肌肉细胞ATP含量与上课时的含量无显著差异,但是踢足球时ATP-ADP转化更快,C正确;
D、ATP转化成ADP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合可使蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质具有能量,可以用于做功,D正确。
故选A。
9.(22-23高一上·济宁·期末)如图为探究酵母菌呼吸作用类型的装置图,实验中微生物均有活性,假设环境因素对本实验无影响,则下列表述正确的是( )
A.装置1中液滴左移,装置2中液滴不移动,说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,说明酵母菌只进行了有氧呼吸
C.将酵母菌替换成乳酸菌,装置1中液滴左移,装置2中液滴右移
D.将酵母菌替换成乳酸菌,装置1和装置2中的液滴都不发生移动
【答案】D
【详解】A、装置l中液滴左移,说明酵母菌细胞呼吸消耗了氧气,即酵母菌进行了有氧呼吸;装置2中液滴不移动,说明酵母菌没有进行无氧呼吸,结合装置1和装置2说明酵母菌只进行有氧呼吸,A错误;
B、装置l中液滴左移,说明酵母菌细胞呼吸消耗了氧气,即酵母菌进行了有氧呼吸;装置2中液滴右移,说明酵母菌进行了无氧呼吸,结合装置1和装置2说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;
CD、将图中酵母菌替换成乳酸菌,由于乳酸菌只能进行无氧呼吸,不消耗氧气,产物为乳酸,且不产生二氧化碳,所以装置1中液滴不移动,装置2中液滴不移动,C错误,D正确。
故选D。
10.(23-24高一上·烟台·期末)葡萄糖进入细胞后在己糖激酶的作用下磷酸化,然后才能分解成丙酮酸。脱氧葡萄糖(2-DG)可与葡萄糖竞争己糖激酶,但不生成丙酮酸。下列说法错误的是( )
A.己糖激酶可以降低葡萄糖磷酸化所需的活化能
B.2-DG进入细胞时不需要细胞膜上的蛋白质协助
C.2-DG在细胞内的大量积累可抑制细胞呼吸
D.2-DG可使癌细胞“挨饿”,进而抑制其增殖
【答案】B
【详解】A、酶起催化作用的实质是降低化学反应所需活化能,己糖激酶可以降低葡萄糖磷酸化所需的活化能,A正确;
B、脱氧葡萄糖(2-DG)可与葡萄糖竞争己糖激酶,可知2-DG与葡萄糖结构相似,则推测2-DG进入细胞时需要细胞膜上的转运蛋白协助,B错误;
CD、依题意,脱氧葡萄糖(2-DG)可与葡萄糖竞争己糖激酶,但不生成丙酮酸,故2-DG在细胞内大量积累可抑制细胞呼吸,可使癌细胞“挨饿”,进而抑制其增殖,CD正确。
故选B。
11.(22-23高一上·山东·期末)细胞呼吸过程中产生的还原氢,能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在油料作物种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.12~24小时种子以无氧呼吸为主
B.CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液
C.可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D.b点时种子只进行有氧呼吸
【答案】D
【详解】A、据图可知,在12~24h期间,氧气吸收量很少,而二氧化碳释放量很多,表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸,A正确;
B、CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液,CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,B正确;
C、根据题意可知,细胞呼吸的底物经脱氢酶催化所释放的氢,能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺,活细胞可以发生上述颜色反应,而死细胞不可以,故可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”,C正确;
D、b点后氧气的吸收量大于二氧化碳的释放量,说明氧化分解的底物包括糖类、脂肪等物质,b点时洋氧气的吸收与二氧化碳的释放相等,此时种子进行有氧呼吸和无氧呼吸,D错误。
故选D。
12.(22-23高一上·山东潍坊·期末)下图表示酵母菌在不同氧浓度下,单位时间内O₂的吸收量和CO₂的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
A.阴影部分的面积表示无氧呼吸释放的二氧化碳的速率
B.若OaQ=QN,则有氧呼吸消耗的氧气与无氧呼吸释放的二氧化碳一样多
C.保存水果蔬菜应选择氧气浓度为0的时候
D.B点时只进行有氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质
【答案】B
【详解】A、阴影部分的面积表示无氧呼吸释放的二氧化碳总量,A错误;
B、由于有氧呼吸释放的CO2量和消耗的O2量一样多,因此若OaQ=QN,则有氧呼吸消耗的氧气与无氧呼吸释放的二氧化碳一样多,B正确;
C、由图可知,P点时,CO2释放总量最少,此时细胞呼吸作用最弱,因此保存水果蔬菜应选择氧气浓度为Ob的时候,C错误;
D、由图可知,B点时,CO2释放总量和O2吸收量相同,说明B点时只进行有氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质,D错误。
故选B。
13.(23-24高一上·山东日照·期末)乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理:甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水+Ca2+),在其它条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP
B.辣椒幼苗在淹水的条件下,其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D.淹水胁迫时,该植物根细胞酒精的产生速率大于乳酸的产生速率
【答案】C
【详解】A、丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,A错误;
B、分析题意,乙醇脱氢酶(ADH白色柱形图)、乳酸脱氢酶(LDH黑色柱形图)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,而图2显示乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性均>0,说明辣椒幼苗在淹水条件下,其根细胞的无氧呼吸产物有乳酸和酒精,B错误;
C、据图分析,丙组是实验组,ADH含量较高,LDH含量较低,说明水淹条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,C正确;
D、甲为对照组,是正常生长的幼苗,乙为实验组,为淹水条件,乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性升高,且LDH酶活性更高,据此可推测淹水条件下乳酸产生的速率高于乙醇产生速率,D错误。
故选C。
14.(22-23高一上·山东淄博·期末)“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。分析下列说法正确的是( )
A.a运动强度下只有有氧呼吸,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,c运动强度下只有无氧呼吸
B.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中
D.运动强度为c时,细胞呼吸所消耗的葡萄糖中能量去向有三处
【答案】D
【详解】A、a运动强度下乳酸含量低,无氧呼吸较弱,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸都有所增强,c运动强度下氧气消耗速率较高,有氧呼吸、无氧呼吸速率都在较高水平,A错误;
B、肌肉细胞无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸 CO2的产生量等于O2的消耗量,运动强度大于或等于b后也一样,B错误;
C、无氧呼吸中葡萄糖的能量大部分储存在乳酸中,少部分释放,释放的部分中大部分以热能散失,其余储存在ATP中,C错误;
D、运动强度为c时,细胞呼吸既有有氧呼吸和无氧呼吸,葡萄糖的能量去处有储存在乳酸中,以热能形式散失,合成ATP,三个去处,D正确。
故选D。
15.(23-24高一上·山东枣庄·期末)某细胞器结构模式如图所示,下列叙述错误的是( )
A.结构1和2中的蛋白质种类不同
B.结构3增大了该细胞器内膜的表面积
C.有氧呼吸过程在结构2上有H2O形成
D.无氧呼吸生成乳酸发生在结构4中
【答案】D
【详解】A、分析图可知,该细胞器是线粒体,有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,含酶多,所以结构1外膜和2内膜的功能不同,所含的蛋白质种类和数量不同,A正确;
B、内膜向内折叠形成3(嵴),增大了内膜面积,B正确;
C、有氧呼吸中产生水的过程发生在有氧呼吸的第三阶段,场所是线粒体内膜即结构2,C正确;
D、结构4为线粒体基质,无氧呼吸生成乳酸发生在细胞质基质,D错误。
故选D。
16.(23-24高一上·山东日照·期末)如图是利用纸层析法分离菠菜叶片光合色素的实验结果。下列叙述正确的是( )
A.条带①胡萝卜素主要吸收蓝紫光
B.条带④叶绿素b在层析液中的溶解度最大
C.实验过程中可用清水替代层析液分离色素
D.研磨时需加入SiO2以防止色素分子被破坏
【答案】A
【详解】A、分离色素的原理是,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,从上到下依次是①胡萝卜素(橙黄色)、②叶黄素(黄色)、②叶绿素a(蓝绿色)、③叶绿素b(黄绿色),其中胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A正确;
B、条带④叶绿素b离滤液细线最近,在层析液中的溶解度最小,B错误;
C、色素不溶于水,所以不能用清水替代层析液分离色素,C错误;
D、研磨时需加入SiO2是为了使研磨更充分,从而使叶绿体中的色素释放出来,加入CaCO3可以防止色素分子被破坏,D错误。
故选A。
17.(23-24高一上·山东烟台·期末)将某绿色植物置于密闭恒温箱中,6:00至12:00给予恒定光照,12:00至18:00为黑暗条件,每隔1小时检测恒温箱中浓度,结果如下表。下列分析正确的是( )
培养条件
光照阶段
黑暗阶段
测定时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
浓度()
570
420
290
220
180
180
180
270
360
450
540
600
645
A.光照阶段给该绿色植物提供,一段时间后可检测到和
B.10:00~12:00该绿色植物叶肉细胞的呼吸作用速率等于光合作用速率
C.16:00~18:00该绿色植物细胞呼吸速率逐步升高
D.实验结束后,该绿色植物的干重增加
【答案】A
【详解】A、给绿色植物提供H218O,H218O参与光反应,分解后产生18O2能释放到植物周围空气中,同时水还可参与有氧呼吸的第二阶段,生产C18O2,A正确;
B、10:00~12:00该绿色植物叶肉细胞的呼吸作用速率小于光合作用速率,对于整株植物来说,呼吸作用速率等于光合作用速率,B错误;
C、将某绿色植物置于密闭恒温箱中,16:00~18:00,随着呼吸作用的进行二氧化碳变化量逐渐减小,故呼吸速率逐渐降低,C错误;
D、18:00时CO2浓度比实验开始时CO2浓度高,故在以上实验条件下,绿色植物呼吸作用消耗的有机物的量大于其光合作用制造的有机物的量,绿色植物的总干重减少,D错误。
故选A。
18.(23-24高一上·山东烟台·期末)下图表示萌发小麦种子在不同的氧浓度下吸收速率和生成速率的变化,假设呼吸底物为糖类,下列有关说法正确的是( )
A.浓度为b时,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率之比为3:1
B.浓度为f时,小麦细胞中产生的场所是细胞质基质
C.浓度为c时比a时更有利于小麦种子的储存
D.从萌发到进行光合作用前,种子内的有机物有消耗但没有合成
【答案】C
【详解】A、分析题图可知,在O2浓度为b时CO2生成速率是O2吸收速率的2倍,假设小麦种子有氧呼吸消耗葡萄糖的速率是x,由有氧呼吸的反应式可得有氧呼吸吸收氧气的速率是6x,产生CO2的速率是6x,则无氧呼吸产生CO2的速率也是6x,进而计算无氧呼吸消耗葡萄糖的速率是6x÷2=3x,因此O2浓度为b时,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率之比为1:3,A错误;
B、分析题图可知,O2浓度为f时,CO2生成速率=O2吸收速率,只进行有氧呼吸,小麦细胞中产生CO2的场所是线粒体基质,B错误;
C、分析题图可知,O2浓度为a时O2吸收速率为0,说明此时只进行产生酒精和CO2的无氧呼吸,总呼吸速率为1(用CO2生产速率表示);O2浓度为c时,小麦种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,由于小麦种子有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2,总呼吸速率为0.6(用CO2生产速率表示),可见O2浓度为c时比a时更有利于小麦种子的储存,C正确;
D、从萌发到进行光合作用前,种子内的有机物有消耗也有合成,D错误。
故选C。
19.(23-24高一上·山东烟台·期末)科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量溶液和必要物质,在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.光照开始后短时间内,叶绿体内的含量会下降
B.阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内NADPH和ATP的积累量
C.光照开始后两曲线逐渐重合时,光反应速率等于暗反应速率
D.光照总时间及实验时间相同的条件下,光暗交替和连续光照制造的有机物相等
【答案】D
【详解】A、光反应产生ATP与NADPH,暗反应中C3的还原消耗ATP与NADPH;光照开始后短时间内,叶绿体内C3的含量会下降,A正确;
B、由于氧气的释放速率代表光反应,能产生NADPH和ATP,暗反应固定二氧化碳,消耗NADPH和ATP,所以阴影部分应该表示光反应产生量与暗反应消耗量的差值,即一个光周期的光照时间内NADPH和ATP的积累量,B正确;
C、由于该实验中只存在离体的叶绿体,所以测出O2的释放速率为真光合作用的速率;由于氧气的释放速率代表光反应,能产生ATP与NADPH,暗反应固定二氧化碳产生C3,C3的还原消耗ATP与NADPH,光照开始后两曲线逐渐重合时,光反应速率等于暗反应速率,C正确;
D、光暗交替时暗反应能更充分的利用光反应产生的NADPH和ATP,故光照总时间及实验时间相同的条件下,光暗交替制造的有机物大于连续光照制造的有机物,D错误。
故选D。
20.(23-24高一上·山东德州·期末)干旱地区的多肉植物为适应高温干旱环境,其气孔白天关闭、夜间开放。下图为多肉植物叶肉细胞内的部分代谢过程,下列说法正确的是( )
A.多肉植物白天只进行光反应
B.用于暗反应的CO2只来自苹果酸的分解
C.RuBP为三碳化合物,PGA为五碳化合物
D.PGA转化为(CH2O)时,能量来自于 ATP 和 NADPH
【答案】D
【详解】A、分析图可知,多肉植物白天光反应和暗反应都能进行,A错误;
B、由图可知,指向用于暗反应的二氧化碳的箭头有两个,既有线粒体的,也有细胞质基质的苹果酸的分解,B错误;
C、据图分析,细胞内的二氧化碳能够与RuBP结合形成PGA,所以RuBP为五碳化合物,PGA为三碳化合物,C错误;
D、PGA(三碳化合物)转化为(CH2O)时,能量来自于光反应产生的 ATP 和 NADPH,D正确。
故选D。
21.(23-24高一上·山东聊城·期末)叶绿体是一种动态的细胞器,随着光照强度的变化,其位置和分布会发生改变,该过程为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白(构成细胞骨架中微丝白的重要成分)相结合,用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验,叶绿体的分布情况如图。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体定位是植物对光照环境变化的适应性表现
B.由叶绿体定位现象可推测细胞骨架参与细胞器的锚定与支撑
C.在强光照射下.叶绿体定位的意义在于叶肉细胞能充分地吸收光能,更多制造有机物
D.在弱光照射下,CHUP1蛋白缺失型拟南芥比野生型拟南芥光反应速率低
【答案】C
【详解】A、弱光条件下,叶绿体会汇集到细胞顶面,能最大限度的吸收光能,保证高效率的光合作用,而强光条件下,叶绿体移动到细胞两侧,以避免强光的伤害,可见叶绿体定位是植物对光照环境变化的适应性表现,A正确;
B、CHUP1可能是叶绿体与微丝骨架之间实现连接的重要蛋白质,在以微丝骨架为依托的叶绿体定位过程中发挥重要的作用,B正确;
C、在强光照射下.叶绿体定位的意义在于叶肉细胞能减少强光造成的损伤,C错误;
D、在弱光照射下,CHUP1蛋白缺失型拟南芥的叶肉细胞依然分布在细胞的底部,无法吸收光能,导致其光反应速率低于比野生型拟南芥,D正确。
故选C。
22.(23-24高一上·山东济宁·期末)科学家通过实验观察到,正在进行光合作用的叶片突然停止光照后,短时间内会释放出大量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝发”。图示为最适温度条件下某植物叶片停止光照前CO2吸收速率和停止光照后CO2释放速率随时间变化的曲线,吸收CO2或释放CO2速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量,单位为μmol·m-2·s-1。下列说法正确的是( )
A.若适当提高温度,则图形A的面积变大
B.光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸
C.突然遮光,短时间内叶绿体中C3的含量会下降
D.该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为10μmol·m-2·s-1
【答案】B
【详解】A、图示为最适温度条件下某植物叶片的光合作用,若适当提高温度,细胞中酶的活性会下降,植物光合作用速率降低,则图形A的面积变小,A错误;
B、停止光照后,光反应立即停止,短时间内会释放出大量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝发”,并且超过了黑暗条件下的呼吸作用,说明光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸,B正确;
C、突然遮光,光反应产物ATP和NADPH减少,C3的还原减弱,短时间内CO2固定速率不变,C3的含量会上升,光合作用降低图形A面积会变小,C错误;
D、计算该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率时,应该加上释放CO2速率,所以该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7+3=10μmol·m-2·S-1,但若遮光(完全黑暗)后,再立即给予光照,由于“CO2的猝发”,CO2的释放速率为5,则该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7+5=12μmol·m-2·S-1,D错误。
故选B。
23.(23-24高一上·山东潍坊·期末)为测量蝴蝶兰的光合速率,分别选择功能正常的新叶、成熟叶、老叶进行实验。上午8时,分别在叶片相同位置取下1cm2圆形小叶片若干,测得平均干重为a克;中午12时,在已取位置附近再取下等量1cm2圆形小叶片,测得平均干重为b克;之后进行暗处理到16时再进行相同操作,测得平均干重为m克。以下相关叙述正确的是( )
A.叶片的光合速率为[(b-a)/4]g·cm-2·h-1
B.叶片的呼吸速率为(b-m)g·cm-2·h-1
C.植株的净光合速率小于[(b-a)/4]g·cm-2·h-1
D.12时之后进行黑暗处理的目的是消耗掉叶片中的有机物
【答案】C
【详解】A、叶片的光合速率=净光合速率+呼吸速率=(b-a)/4+(b-m)/4=[(2b-a-m)/4]g·cm-2·h-1,A错误;
B、12h后进行暗处理到16时,共进行了4h的呼吸作用,叶片的呼吸速率为(b-m)/4g·cm-2·h-1,B错误;
C、由于植物还有非绿色部分,不能进行光合作用,所以植株的净光合速率小于[(b-a)/4]g·cm-2·h-1,C正确;
D、12时之后进行黑暗处理的目的是测定呼吸速率,D错误。
故选C。
二 非选择题
24.(23-24高一上·山东烟台·期末)图1中的迁移体是由细胞形成的一些弹性纤维顶端生长出的小囊泡。研究发现,受损的线粒体可通过“线粒体自噬”及时被清理,还可通过迁移体被释放到细胞外。研究人员利用CCCP(诱导线粒体损伤的物质)处理细胞,分别统计细胞主体部分损伤线粒体的比率及弹性纤维入口处损伤线粒体的比率,结果如图2。
(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜通过折叠形成嵴的意义是 。线粒体中产生的ATP可用于细胞内多种 (填“吸能”或“放能”)反应。
(2)“线粒体自噬”属于细胞自噬的一种,在一定条件下,受损的线粒体会被内质网包裹形成吞噬泡,吞噬泡与 (填细胞器)融合形成自噬体,最终被清除。
(3)迁移体膜的主要成分是 ,迁移体的形成依赖于细胞膜具有 的特点。根据图2中 两组的比较结果,可验证损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。研究人员认为迁移体的作用可维持细胞内正常线粒体的比率,作出该判断的依据是 。
【答案】(1) 增大内膜面积,为酶提供更多的附着位点 吸能
(2)溶酶体
(3) 脂质(磷脂)和蛋白质 流动性 ①和③(②和④) ④组损伤线粒体的比例大于③组,①组和②组损伤线粒体的比例无明显差异
【详解】(1)线粒体内膜向内折叠形成嵴,可以增大内膜面积,为酶提供更多的附着位点,线粒体中产生的ATP水解释放能量可以为主动运输等吸能反应提供能量。
(2)溶酶体可以分解衰老受损的细胞器,所以受损的线粒体会被内质网包裹形成吞噬泡,吞噬泡与溶酶体形成自噬体。
(3)迁移体膜是由细胞器膜形成的,属于生物膜,其主要成分是蛋白质和磷脂分子;迁移体的形成依赖于细胞膜具有流动性的特点;
验证证损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外,实验自变量是迁移体和细胞主题,可以比较①和③或②和④弹性纤维入口处的损伤线粒体比例高于细胞主体。
从图2看出,④组损伤线粒体的比例大于③组,①组和②组损伤线粒体的比例无明显差异,说明迁移体的作用可维持细胞内正常线粒体的比率。
25.(23-24高一下·山东济宁·期末)番茄叶肉细胞光合作用的部分过程如图所示,序号表示过程,Rubisco是①过程需要的酶;甲、乙是参与②过程的两种物质,其中乙是一种还原剂。回答下列问题。
(1)图1中的Rubisco位于叶绿体 ;为②过程提供能量的是 。
(2)某科研人员将一株番茄放入密闭玻璃罩中,给于适当光照和适量含有14C的CO2,则14C在光合作用中的转移途径是 (结合图1,用文字/字母和箭头回答);若实验持续30分钟后补充含有14C的CO2,则短时间内3—磷酸甘油酸的含量将 (填“减少”、“不变”或“增加”)。
(3)O2和CO2竞争性与Rubisco结合,进而进行光呼吸,主要过程如图所示。
光呼吸可以为光合作用提供 ,从改变环境条件的角度提出一个能降低水稻光呼吸速率的建议: 。
【答案】(1) 基质 甲、乙
(2) 14CO2→3-磷酸甘油酸→(14CH2O)) 增加
(3) 3-磷酸甘油酸和CO2 适当增加环境中的CO2浓度
【详解】(1)图1中的Rubisco催化CO2固定,CO2固定发生在叶绿体基质,因此Rubisco位于叶绿体基质。甲、乙是参与②过程的两种物质,其中乙是一种还原剂,说明甲是ATP,乙是NADPH,ATP和NADPH都能为②过程(C3化合物还原)提供能量。
(2)据图可知,CO2能与核酮糖-1,5-二磷酸,结合形成3—磷酸甘油酸,3—磷酸甘油酸能被还原形成(CH2O)和核酮糖-1,5-二磷酸,因此给于适当光照和适量含有14C的CO2,则14C在光合作用中的转移途径是14CO2→3-磷酸甘油酸→(14CH2O))。若实验持续30分钟后补充含有14C的CO2,则CO2的供应量增加,CO2固定增加,短时间内-3−磷酸甘油酸(即C3)的含量将增加。
(3)据图可知,光呼吸是O2与核酮糖-1,5-二磷酸在Rubisco作用下形成3—磷酸甘油酸和CO2的过程,因此光呼吸可以为光合作用提供3-磷酸甘油酸和CO2。由于O2与核酮糖-1.5-二磷酸及CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合都需要Rubisco参与,即O2和CO2竞争性与Rubisco结合,因此从改变环境条件的角度提出一个能降低水稻光呼吸速率的建议:适当增加环境中的CO2浓度,这样O2就不能与核酮糖-1,5-二磷酸结合,进而降低光呼吸。
26.(23-24高一上·山东菏泽·期末)莲藕是一种具有观赏和食用价值的植物。研究人员发现一株莲藕突变体,其叶绿素含量明显低于普通莲藕。图1 表示在25℃时不同光照强度下突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B表示某光照强度下突变体与普通莲藕的气孔导度(可表示单位时间进入叶片单位面积的CO2量) 和胞间CO2浓度。请回答下列问题:
(1)藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通,在藕采收的前几天,向藕田灌水并割去荷叶的叶柄,有利于提高藕的产量,原因是 。
(2)图1中实验的自变量是 ,光照强度低于a时,突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕,据题意推测引起这种差异的主要原因是 。在2000μmol·m-2·s-1的光强下,突变体莲藕的总光合速率为 μmol·m-2·s-1。
(3)据图2分析, (填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多,判断依据是 。由此可以推测,图2是在图1中 (填“>a”、“=a”或“<a”)光照强度下测的结果。
(4)请设计实验验证突变体莲藕叶绿素含量明显低于普通莲藕。简要写出实验思路:
。
【答案】(1)减少氧气进入,降低呼吸作用,减少有机物的损耗
(2) 光照强度、莲藕类型 突变体的叶绿素含量较低,导致光反应减弱 22
(3) 突变体 突变体的气孔导度大,进入叶片的CO2多,而其胞间CO2浓度与普通莲藕的胞间CO2浓度相近,说明突变体的光合速率较高,能较快地消耗CO2 >a
(4)取等量突变体莲藕和普通莲藕的叶片进行色素的提取和分离实验,观察比较两组实验滤纸条上蓝绿色条带和黄绿色条带的宽度和颜色
【详解】(1)藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通,为细胞提供氧气,因此藕主要进行有氧呼吸。在藕采收的前几天,向藕田灌水并割去荷叶的叶柄,有利于减少氧气流入,降低呼吸作用,减少有机物的损耗,以提高藕的品质。
(2)图1中自变量是光照强度和莲藕的种类,因变量是净光合速率。突变体莲藕叶绿素含量明显低于普通莲藕,据此可推知:图1中光照强度低于 a 时,突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕的主要原因是:突变体莲藕的叶绿素含量较低,吸收的光能较少,导致光反应减弱。在2000μmol·m-2·s-1的光强下,突变体莲藕的总光合速率为20+2=22μmol·m-2·s-1。
(3)图2显示:突变体莲藕的气孔导度较普通莲藕的大,进入叶片的CO2多,而胞间CO2浓度与普通莲藕相近,说明突变体莲藕的光合速率较高,能较快地消耗CO2,所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2 多。图1显示,在光照强度大于a 时,突变体莲藕的净光合速率高于普通莲藕,据此可推测:图2是在图1中“>a”时的光照强度下测得的结果。
(4)突变体莲藕叶绿素含量明显低于普通莲藕,为证实该结论进行实验,可设计两组实验:分别取普通莲藕和突变体莲藕的等量绿叶,对这两组绿叶进行色素的提取和分离操作;对比两组滤纸条上蓝绿色条带(叶绿素a)和黄绿色(叶绿素b)条带的宽度。
27.(23-24高一上·山东威海·期末)淀粉和蔗糖是绿色植物光合作用的两种主要终产物,下图为某植物光合作用合成蔗糖和淀粉的过程,其中①~③代表与光合作用有关的物质,磷酸丙糖是淀粉和蔗糖合成过程中的共同原料,磷酸转运器能遵循1:1的原则反向交换Pi和磷酸丙糖。
(1)①是 ;②是 ;当光照等条件适宜时,③来源于 。
(2)高温干旱条件下,植物体内淀粉或蔗糖的产量下降,原因是 。
(3)光合产物主要以蔗糖的形式转运,被转运到各器官的蔗糖在相关酶的催化下水解成 后,才能被各细胞吸收利用;若蔗糖未被及时转运,则会在 (填细胞器)中储存以维持细胞的渗透压。
(4)研究发现,当蔗糖积累较多时更有利于植物的生长和产量的提高,因此小麦灌浆期时可适当 (填“增加”或“减少”)施用磷肥以提高小麦产量,原因是 。
【答案】(1) NADPH和ATP (三碳化合物) 细胞呼吸和外界吸收
(2)高温干旱条件下,气孔开放度降低,植物吸收的 减少,经暗反应合成的磷酸丙糖减少,导致以磷酸丙糖为原料的淀粉和蔗糖合成少,产量下降
(3) 单糖 液泡
(4) 增加 增施磷肥使细胞质基质中的Pi浓度增加,经磷酸转运器转运更多的磷酸进入叶绿体的同时会运出更多的磷酸丙糖,从而合成更多的蔗糖,更有利于植物的生长和产量提高
【详解】(1)由图示可知,①是NADPH和ATP,NADPH和ATP形成后将为三碳化合物的还原提供能量,因此②三碳化合物(C3);当光照等条件适宜时植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,且光合作用大于呼吸作用,所以③(CO2)来源于呼吸作用产生的及外界吸收的二氧化碳;
(2)高温干旱条件下植物的大多数气孔关闭,使得CO2的吸收量减少,植物暗反应合成的磷酸丙糖量减少,导致以磷酸丙糖为原料的淀粉和蔗糖合成减少,产量下降;
(3)蔗糖是二糖,在相关酶的催化下水解生单糖(或生成葡萄糖和果糖);如果蔗糖未被及时转运,则会在液泡中储存以维持细胞的渗透压;
(4)蔗糖是光合产物从叶片向各器官移动的主要形式,淀粉是一种暂时贮存形式,故小麦经过光合作用后,叶片淀粉含量很少,蔗糖积累较多,可以减少对光合作用的抑制,有利于小麦的生长和产量提高。在小麦灌浆期,通过增加磷肥的含量,通过磷酸转运器的作用,将更多的磷酸运入叶绿体,同时将磷酸丙糖运出叶绿体,合成蔗糖,同时促进光合作用的进行,有利于小麦的生长和产量提高。
28.(23-24高一上·山东淄博·期末)光照过强时,过量光能会引起叶肉细胞内NADP⁺不足、O₂浓度过高,并产生一些光有毒物质。这些光有毒物质会攻击PSII(参与水光解的色素-蛋白质复合体)中的D1蛋白,损坏光合结构,引发光合速率下降,这种现象称为光抑制。植物细胞光合结构的部分保护机制如图。
(1)PSⅡ位于 上,其中的色素可用 试剂进行提取。水分解产生的H+与NADP+结合、接受电子的能量,所形成的物质在暗反应中的作用是 。
(2)卡尔文利用 方法探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的途径。夏季晴朗的正午, 供应不足导致光合作用下降。
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是 ,此时O₂会形成O2-1,植物启动消除机制。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致光合速率 (填“增大”“不变”“减小”),原因是 (写出两点)。
(4)强光下,给植物提供用35S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 无水乙醇 提供能量、还原C3
(2) 同位素标记法 CO2
(3) 强光条件下,光反应消耗的NADP+多于暗反应产生的量,导致NADP+不足 减小 缺乏少类胡萝卜素,对蓝紫光的吸收减少;无法及时清除O2-1,损伤光合结构。
(4)切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本平衡
【详解】(1)PSII是参与水光解的色素-蛋白质复合体,而水光解发生的场所是类囊体薄膜,因此PSⅡ位于类囊体薄膜上。类囊体膜上的光合色素是脂溶性的,可以用无水乙醇试剂进行提取。水分解产生的H+与NADP+结合、接受电子的能量,所形成的物质是NADPH,在暗反应中的作用是提供能量、还原C3。
(2)卡尔文利用同位素标记法探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的途径。夏季晴朗的正午,由于温度过高,光照过强,气孔开放程度减小,二氧化碳供应不足导致光合作用下降。
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是强光条件下,光反应消耗的NADP+多于暗反应产生的量,导致NADP+不足,导致光合作用下降。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致光合速率减小,原因是缺乏少类胡萝卜素,对蓝紫光的吸收减少;无法及时清除O2-1,损伤光合结构。
(4)强光下,给植物提供用³⁵S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本平衡。
29.(23-24高一上·山东枣庄·期末)1937年英国植物学家希尔发现:在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生氧气,同时将高价铁还原为低价铁。在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎 2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如下图所示。
光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和 H+最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,化合物M可阻断电子传递过程。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。农业生产中,化合物 M可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。
(1)图中PSⅡ和PSⅠ分布在叶绿体的 上,提取细胞色素复合体中的色素利用的有机溶剂是 。成功分离后的色素会吸附在滤纸条上,在滤纸条自上而下第3条色素带的颜色是 。
(2)据图文中的信息可知,参与光反应过程中水的光解的是 (填“PSⅠ”“PSⅡ”),在光反应过程中能量形式的详细变化是 。根据文中信息并结合所学知识,推测化合物M抑制杂草生长的机理
。
(3)光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖。卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是 ,若突然停止光照,该物质的含量短时间内的变化是 (填“升高”或“降低”)。如果细胞内的生理环境抑制了磷酸丙糖的跨膜运输,则细胞中淀粉的含量将会 (填“升高”或“降低”)。
【答案】(1) 类囊体(薄膜) 无水乙醇 蓝绿色
(2) PSⅡ 光能激发低能电子成为高能电子,高能电子中的能量转化为ATP和NADPH中活跃的化学能(或光能转变为电能再转变为ATP和NADPH中活跃的化学能) 抑制电子传递过程,杂草无法合成有机物而死亡
(3) 五碳化合物(或C5) 降低 升高
【详解】(1)分析题意,光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合物,其中含有一些光合色素分子,故分布在叶绿体的类囊体薄膜上 ;色素易溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取其中的色素;不同色素的溶解度不同,扩散速度也不同,在滤纸条自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,其中第3条色素带是叶绿素a,颜色是蓝绿色。
(2)由图示可知,PSⅡ中的光合色素吸收光能后,用于水的分解,产生的电子经一系列传递体的传递,参与NADP+和H+的结合,形成NADPH;在光反应过程中能量形式的详细变化是光能激发低能电子成为高能电子,高能电子中的能量转化为ATP和NADPH中活跃的化学能(或光能转变为电能再转变为ATP和NADPH中活跃的化学能);分析题意可知,化合物M可阻断电子传递过程,被称为光合电子传递抑制剂,化合物M抑制杂草生长的机理 可能是抑制电子传递过程,杂草无法合成有机物而死亡。
(3)卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是五碳化合物(或C5),两者反应生成C3;若突然停止光照,光反应产生的NADPH和ATP减少,C3的还原减慢,C5生成减少,短时间内二氧化碳的固定不变,C5来源减少,故该物质的含量短时间内的变化是降低;分析题意,光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖,若细胞内的生理环境抑制了磷酸丙糖的跨膜运输,则会在叶绿体中更多的生成淀粉,故细胞中淀粉的含量将会升高。
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专题05 细胞的能量供应和利用
1、 单选题
1.(23-24高一上·山东烟台·期末)酶在生产和生活上有非常广泛的应用,下列关于酶的叙述错误的是( )
A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用
B.多酶片是肠溶衣和糖衣的双层包衣片,服用时应整片吞服
C.加酶洗衣粉的去污能力强是由于酶提供了活化能
D.利用脂肪酶处理废油脂,可制造生物柴油
2.(22-23高一上·山东潍坊·期末)酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性,其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心,从而对酶活性产生可逆的抑制作用;非竞争性抑制剂与酶的结合位点不同于底物,使酶与底物结合的活性中心发生改变,不能生成产物。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验的结果进行分析并绘图,下面相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是底物浓度
B.随着底物浓度的升高,抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失
C.每个酶分子的活性中心能和抑制剂Ⅰ、底物同时结合
D.抑制剂通过改变酶的空间结构,导致酶失活
3.(23-24高一上·山东菏泽·期末)某些酶促反应的产物积累量达到一定浓度时,产物与酶结合降低酶促反应速率。苏氨酸脱氢酶催化苏氨酸合成异亮氨酸的过程如图所示。下列分析错误的是( )
A.苏氨酸脱氢酶具有专一性
B.异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合降低了酶的活化能
C.及时清除异亮氨酸能逐步恢复该酶促反应的速率
D.该机制有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸的含量相对稳定
4.(23-24高一下·山东淄博·期末)科研人员从某种微生物体中分离得到了一种酶Q,为探究该酶的最适温度,进行了相关实验,各组反应相同时间后的实验结果如图甲所示。图乙为酶Q在60℃条件下催化一定量的底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列说法正确的是( )
A.增加图甲中每个温度条件下实验的次数,可使得到的酶Q的最适温度更准确
B.由图甲可知,酶Q适合在较高的温度环境中发挥作用
C.图乙实验中,在t₂时限制反应速率的主要因素是酶的数量
D.图乙实验中若升高温度,酶Q的催化效率一定升高
5.(23-24高一上·山东烟台·期末)如图所示,曲线b表示最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析错误的是( )
A.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B.若C点时升高温度,酶促反应速率可用曲线c表示
C.降低pH后,重复该实验,酶促反应速率可用曲线a表示
D.酶量减少时重复该实验,C点位置向左下方移动
6.(23-24高一上·山东临沂·期末)某科研小组以1型胶原蛋白为底物,探究蛋白酶T 的最适催化条件,实验结果见下表。下列分析正确的是( )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注:+/-分别表示有/无添加。
A.该实验的自变量为 pH 和温度
B.分析实验结果可知,蛋白酶T 催化反应的最适温度是70℃
C.在上述各组实验中,蛋白酶T 在②组条件下活性最高
D.③组实验结果表明,pH为9、温度为70℃时蛋白酶T 会变性失活
7.(23-24高一上·山东聊城·期末)细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP三种腺苷磷酸之间的关系式来表示,称为能荷。能荷=([ATP]+1/2[ADP])/([ATP]+[ADP]+[AMP])。[ATP]+[ADP]+[AMP]指总腺苷酸系统(ATP、ADP和AMP的总和)的浓度;[ATP]+1/2[ADP]指ATP及相当ATP的浓度。高能荷时,ATP生成过程被抑制,ATP的利用过程被激发;低能荷时,其效应相反。下列相关叙述正确的是( )
A.ATP中的“A”代表腺苷,远离“A”的两个磷酸基团具有相同的转移势能
B.用32P标记的AMP,可以作为标记DNA的基本组成单位
C.活细胞代谢过程中,能荷值不会持续趋向于“0”或“1”
D.人体红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程都会引起细胞能荷减小
8.(23-24高一上·山东临沂·期末)下图表示萤火虫体内ATP与 ADP相互转化过程。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的M指的是腺苷,N 指的是核糖
B.ATP 分子中离核糖最近的磷酸基团最容易脱离
C.萤火虫发光时,ATP 的能量可以转变为光能
D.萤火虫发光时消耗大量 ATP,故体内储存着大量 ATP
9.(23-24高一上·山东烟台·期末)ATP荧光检测仪是一种基于萤火虫发光原理开发的快速检测细菌数量的仪器。荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化下,荧光素与氧发生化学反应发出荧光。利用上述原理,ATP荧光检测仪可通过测定荧光的强度来估测样品中细菌的含量。下列说法错误的是( )
A.ATP中磷酸基团因带有正电荷而相互排斥,使末端的磷酸基团易脱离
B.ATP水解释放的能量可在荧光素氧化过程中转化为光能
C.荧光检测仪中含有细菌裂解剂,能释放细菌细胞的ATP
D.ATP荧光检测仪检测细菌数量是建立在每个细菌ATP的含量相对稳定的基础上
10.(23-24高一上·山东济宁·期末)马达蛋白能结合并催化ATP水解,利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走,进而将其所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置,马达蛋白每“行走一步”需要消耗一分子ATP。下列叙述正确的是( )
A.马达蛋白能识别ATP分子和细胞骨架
B.马达蛋白同时具有ATP合酶与水解酶的活性
C.ATP依次水解三个磷酸基团均产生较高的转移势能
D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
11.(23-24高一上·山东潍坊·期末)下图是某同学设计的探究酵母菌呼吸作用的实验装置示意图,2 号锥形瓶添加了蒸馏水、足量的酵母菌线粒体和适宜浓度的丙酮酸溶液。下列叙述错误的是( )
A.1号瓶中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2
B.3号瓶中溶液的颜色变化为由蓝变绿再变黄
C.该实验证明线粒体氧化分解的丙酮酸来自细胞质基质
D.若通入氮气,则3号瓶无颜色变化
12.(23-24高一上·山东临沂·期末)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,细胞代谢旺盛,不耐贮藏
B.农作物种子在低氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏时间长
C.破伤风芽孢杆菌属于厌氧菌,更容易在伤口深处大量繁殖
D.用乳酸菌发酵制作的酸奶出现胀袋现象是因为乳酸菌过量繁殖
13.(23-24高一下·山东济宁·期末)慢跑是人们常用的有氧锻炼方式,下列关于人刚进行慢跑时,细胞发生生理过程的叙述,正确的是( )
A.丙酮酸进入线粒体的速率加快
B.线粒体基质中CO2产生和O2消耗的速率加快
C.肌肉细胞中ATP含量因大量消耗而明显降低
D.肝细胞将肌肉细胞产生的大量乳酸转变为葡萄糖
14.(22-23高一上·泰安·期末)下图表示一植物的非绿色器官在不同的氧浓度下气体交换的相对值的变化,下列有关叙述正确的是( )
A.图中曲线QR区段下降的主要原因是氧气浓度增加,有氧呼吸受抑制
B.Q点只进行无氧呼吸,P点只进行有氧呼吸
C.若图中的AB段与BC段的距离等长,此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无氧呼吸
D.氧浓度应调节到Q点的对应浓度,更有利于水果的运输
15.(22-23高一上·山东枣庄·期末)细胞呼吸是ATP的主要来源,如图为细胞呼吸的两种方式的过程图解数字序号代表生理过程,字母代表物质,下列有关说法错误的是( )
A.图中过程③产生的能量少于②产生的能量 B.图中的字母b和c表示水,d表示CO2
C.人体中可以发生的生理过程是①②③⑤ D.过程④⑤都发生在细胞质基质中
16.(22-23高一上·山东临沂·期末)如图为大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中蛋白质、总糖、脂肪含量变化趋势曲线,其中蛋白质含量用双缩脲试剂检测。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色且在一定范围内蛋白质含量越高,紫色越深
B.种子在黑暗条件下萌发后,有机物干重可能短暂增加,但总体趋势是减少
C.种子黑暗条件下萌发总糖含量下降的唯一原因是呼吸消耗糖类供能却不进行光合作用
D.种子在黑暗条件下萌发过程中细胞中蛋白质种类增加、鲜重增加
17.(23-24高一上·山东威海·期末)绿叶中的色素具有吸收、传递和转化光能的作用,实验室中可用纸层析法分离出各种色素。下列说法正确的是( )
A.利用绿叶中的色素能溶于无水乙醇的原理可实现色素的分离
B.向研钵中加入可使研磨更加充分
C.滤纸条最上面的两种色素主要吸收蓝紫光和红光
D.可根据滤纸条上呈现的色素带宽窄来比较各种色素含量的多少
18.(23-24高一上·山东滨州·期末)大部分植物的叶片在秋天会从绿色渐变为黄色。为探究叶片颜色变化的原因,某兴趣小组分别提取绿叶和黄叶中的光合色素并进行分离,实验结果如图。下列说法正确的是( )
A.四种色素在无水乙醇中溶解度不同使其在滤纸条上的分布不同
B.应选择同种植物、称取等质量的绿叶和黄叶进行实验
C.图中Ⅱ、Ⅲ色素带的颜色分别是黄色、黄绿色
D.据图分析,秋天叶片变黄的原因是叶绿素转化为类胡萝卜素
19.(23-24高一下·山东济宁·期末)叶绿素是绿色植物进行光合作用需要的重要色素。为研究二氧化硅颗粒大小对叶绿素提取量的影响,某生物兴趣小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验,实验结果如表。下列叙述正确的是( )
种类
二氧化硅
颗粒大小(目)
0
20
50
100
200
叶绿素a(mg/g)
0.25
0.53
0.61
0.48
0.47
叶绿素b(mg/g)
0.16
0.08
0.09
0.11
0.12
注:目值越大颗粒越细小
A.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,不吸收绿光
B.叶绿素a、b位于菠菜叶肉细胞的叶绿体内膜上
C.二氧化硅可以提高叶绿素b在无水乙醇中的溶解度
D.实验数据中,50目的二氧化硅最有利于叶绿素的提取
20.(23-24高一上·山东日照·期末)在适宜条件下,研碎高等绿色植物的叶肉细胞,放入离心管中进行相应处理,处理流程及结果如图。下列叙述错误的是( )
A.该实验采用了差速离心法分离细胞器
B.与光合作用有关的酶存在于S1和P2
C.与细胞呼吸有关的酶存在于S1、S2和P3
D.合成蛋白质的结构存在于S1、S2、S3和P4
21.(23-24高一上·山东滨州·期末)实验的效果往往与选材有密切的关系,下列说法错误的是( )
A.新鲜的黑藻是观察细胞质流动的理想材料
B.恩格尔曼的实验中水绵可以用菠菜叶代替
C.用梨匀浆与斐林试剂反应可检测还原糖
D.用藓类小叶或菠菜叶观察叶绿体的形态
22.(23-24高一上·山东淄博·期末)以某农作物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图,气孔导度大表示气孔开放程度大。下列说法错误的是( )
A.蓝光组,光合作用消耗的CO₂多,导致胞间CO₂浓度低
B.红光组,主要由类胡萝卜素吸收光能用于光合作用
C.与红光相比,蓝光能在一定程度上能促进气孔开放
D.大棚种植时,可以适当补充蓝光提高作物产量
23.(23-24高一上·济南·期末)我国西北地区,夏季日照时间长,昼夜温差大,那里出产的瓜果往往特别甜。这是因为( )
A.白天光合作用微弱,晚上细胞呼吸微弱
B.白天光合作用旺盛,晚上细胞呼吸强烈
C.白天光合作用微弱,晚上细胞呼吸强烈
D.白天光合作用旺盛,晚上细胞呼吸微弱
24.(23-24高一上·山东泰安·期末)对某植物形态、大小、生长发育状况相同的三组叶片进行实验,如图所示,烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)。下列叙述正确的是( )
A.若验证光合作用需要光照,只需将丙装置遮光改为光照即可
B.若装置甲、乙、丙中的光照和温度均相同且适宜,则其中叶片的光合作用强度均相同
C.若乙装置液滴向右移动,则移动的距离可以代表实际光合作用的强度
D.若将甲装置置于黑暗条件下,液滴向左移动的原因可能是呼吸底物不一定都是糖类
25.(23-24高一上·山东济宁·期末)图甲、乙分别为阳生植物鸡血藤在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列说法正确的是( )
A.温度为30℃和40℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
B.换成阴生植物,图中的D点一般要右移
C.影响D、E两点光合速率的主要环境因素不同
D.光照强度为1klx时,只要白天时间比晚上长,鸡血藤即可正常生长
26.(23-24高一上·山东菏泽·期末)将图甲装置放于自然环境中,测定晴朗的夏天一昼夜密闭透明小室内氧气的变化量,得到的结果如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该植株8点开始进行光合作用
B.de段和fg段下降的原因相同
C.甲装置中红色液滴移到最右侧时,对应乙图曲线中的g点
D.如果该植株培养液中缺Mg,c点将向左移动
2、 非选择题
26.(23-24高一上·山东菏泽·期末)土豆被切片后,其组织暴露在空气中,在有氧气的条件下,其组织中的酚类物质氧化,最终形成褐色物质。切片中的某种酶能加快该反应,该现象称为酶促褐变。为探索不同条件对酶促褐变的影响,某生物兴趣小组的实验步骤和结果如下表。回答下列问题:
烧杯编号
1
2
3
4
5
实验过程
土豆切片
3 片
3 片
3 片
3 片
3片
25℃,pH=3的柠檬酸溶液
+
-
-
-
-
25℃,pH=7的蒸馏水
-
+
-
-
-
25℃,pH=11 的NaOH 溶液
-
-
+
-
-
0℃冰水混合物
-
-
-
+
··
100℃沸水
-
-
-
+
实验结果
10 分钟后观察褐变程度
轻微
严重
无褐变
轻微
无褐变
注:表中“+”表示添加试剂,“-”表示不添加试剂。
(1)为确保实验的科学性,对于烧杯1~5中的3片土豆切片的要求是 (答出2 点即可)。
(2)由实验方案可知设计者的思路是:通过 以缓解酶促褐变现象。
(3)烧杯4和烧杯5 设置的条件对酶活性影响的区别是 。生活中为了防止削皮的土豆块褐变可以采取的措施有 (答出1点即可)。
(4)科研人员发现酶抑制剂可以与酶结合并降低酶活性,其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应; 非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。酶抑制剂的作用机理如下图甲所示,图乙为探究这两种抑制剂对相同酶促反应速率影响的曲线。
由以上信息可知:图乙曲线 表示对照组(无抑制剂)的实验结果,曲线 表示非竞争性抑制剂和酶结合后的反应速率变化曲线。
27.(23-24高一上·山东日照·期末)种子胎萌是指小麦、水稻等禾本科植物的种子收获前在田间母体植株上发芽的现象。胎萌会影响作物的产量和品质。某地种植的小麦品种甲的种子胎萌现象明显低于品种乙。为探究甲、乙种子中淀粉酶活性与种子胎萌现象的关系,取分别发芽时间相同、质量相等的甲、乙种子,去除淀粉,制成提取液。注:“+”数目越多表示蓝色越深。
实验步骤
对照组试管
甲品种试管
乙品种试管
①
加样
0.5mL蒸馏水
0.5mL提取液
0.5mL提取液
②
加缓冲液(mL)
1
1
1
③
加淀粉溶液(mL)
1
1
1
④
适宜温度下保温适当时间后,高温终止反应,冷却至常温
显色结果
+++++
+++
+
(1)淀粉酶能促进淀粉的水解,其作用机理是 。步骤④中高温能终止反应的原因是 。
(2)由实验结果可知,淀粉酶活性越高,种子胎萌现象越 。
(3)在保持显色结果不变的情况下,若适当降低步骤③中的淀粉溶液浓度,则保温时间应 (填“延长”或“缩短”),理由是 。
28.(23-24高一上·山东烟台·期末)龙胆花处于低温(16℃)下30min内发生闭合,而转移至正常生长温度((22℃),光照条件下30min内重新开放。花冠近轴表皮细胞的膨压(原生质体对细胞壁的压力)增大能促进龙胆花的开放,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用。其相关机理如图所示。
(1)水分子进出龙胆花花冠近轴表皮细胞的运输方式除图中所示方式外还有 。据图可知,被激活的GsCPK16能促使水通道蛋白 ,该过程 (填“会”或“不会”)改变水通道蛋白的构象,使水通道蛋白运输水的能力增强。水通道蛋白运输水能力的改变,体现了细胞膜的 功能。
(2)实验发现,龙胆花由低温转移至正常生长温度,给予光照的同时向培养液中添加适量的钙螯合剂(可与结合形成稳定的络合物),龙胆花重新开放受到抑制。据图推测,光刺激可加速龙胆花重新开放的机理是 。
(3)为了验证上述推测,可在(2)中实验的基础上另设一组相同实验,添加适量的 ,相同条件培养并观察、计时,若龙胆花重新开放时间 (填“缩短”、“延长”或“不变”),则说明上述推测是正确的。
29.(23-24高一上·山东烟台·期末)图1中Ⅰ~Ⅴ是线粒体内膜上一组酶的复合物,其中复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以进行电子传递。罗哌卡因是一种麻醉药,具有治疗人甲状腺癌的作用。研究人员用生理盐水配置不同浓度的罗哌卡因溶液处理甲状腺癌细胞中的线粒体,并对线粒体中ATP的含量、内膜上4种复合物活性(数值越高活性越强)以及甲状腺癌细胞的凋亡率进行了测定,结果如下表。
罗哌卡因的量
复合物Ⅰ
复合物Ⅱ
复合物Ⅲ
复合物Ⅳ
ATP含量
细胞凋亡率(%)
对照组
1.02
1.01
0.99
0.98
1.1
4.62
0.1mM
0.75
0.78
0.97
0.95
0.62
11.86
0.5mM
0.35
0.58
0.95
0.99
0.41
20.17
1mM
0.23
0.41
0.98
0.97
0.23
34.66
(1)图1中进行的生理过程是 阶段,复合物Ⅰ、Ⅱ将在 (场所)产生的[H]分解,通过电子传递链将电子最终传递给产生,该过程释放的能量将泵到内外膜间隙。在图1生理过程中,复合物V具有 的双重作用。
(2)表中对照组的处理方法是 。实验结果说明罗哌卡因 (填“促进”或“抑制”)细胞凋亡,推测其作用机制是: 。
(3)罗哌卡因对于甲状腺癌细胞凋亡的诱导率只能达到35%左右,推测甲状腺癌细胞的主要呼吸方式是 。
一、单选题
1.(22-23高一上·山东滨州·期末)细胞中存在一种依赖泛素化的蛋白质降解途径。一种被称为泛素的多肽在胞内异常蛋白降解中起重要作用。其过程如下图:泛素激活酶E1将泛素分子激活,然后由E1将泛素交给泛素结合酶E2,最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到靶蛋白上。这一过程不断重复,靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白会被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解。下列说法错误的是( )
A.细胞中有些蛋白质被降解前,需要经过多次泛素化标记
B.一种酶催化反应产生的物质可以成为另一种酶催化的底物
C.泛素能降低蛋白质水解反应的活化能
D.内质网中错误折叠的蛋白质可通过上述途径降解
2.(23-24高一上·山东聊城·期末)固定化酶是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。固定化酶用于生产前,需要获得酶的有关数据。如图:曲线①表示相对酶活性,即某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比;曲线②表示残余酶活性,即将该种酶在不同温度下保温足够时间,再在酶活性最高的温度下测得的酶活性。下列分析错误的是( )
A.任何温度下固定化酶只降低化学反应的活化能,其空间结构不会发生改变
B.曲线①的自变量是温度,反应体系中溶液的pH属于无关变量
C.由曲线②分析,温度越低越有利于固定化酶的保存
D.若该种酶固定化后用于生产,使用的最佳温度是60~70℃
3.(23-24高一上·山东济宁·期末)对苯二酚氧化酶在染料降解、造纸、食品加工等方面有重要作用。研究人员在其他条件适宜的情况下,对该酶的最适温度和温度稳定性(将纯化后的酶液在不同温度下保温1h后,在最适温度条件下测酶活性)进行了测定,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.该酶宜在60℃左右的条件下保存及发挥作用
B.该酶的最适温度和温度稳定性的测定条件相同
C.在最适温度条件下,该酶为化学反应提供更多能量
D.某次利用该酶催化的反应需1.5h完成,则温度应控制在60℃以下
4.(23-24高一上·山东德州·期末)活细胞中ATP的含量相对稳定。ATP可以水解为AMP(腺苷一磷酸)和PPi(焦磷酸),AMP可与荧光素结合形成荧光酰腺苷酸,在荧光素酶的催化下,荧光酰腺苷酸发生氧化反应发出荧光。利用上述原理制成的ATP快速荧光检测仪常用于食品医疗等行业的微生物检测,荧光的强弱可反映样品被微生物污染的程度。下列有关说法正确的是( )
A.AMP在细胞中可作为合成DNA的原料
B.ATP水解为AMP和PPi的过程中不释放能量
C.ATP快速荧光检测仪对需氧型和厌氧型微生物均可进行检测
D.ATP快速荧光检测仪中应含有荧光酰腺苷酸、荧光素酶等物质
5.(23-24高一上·山东枣庄·期末)钙泵是参与Ca2+主动运输的载体蛋白,ATP水解释放的磷酸基团可以使钙泵分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,从而完成Ca2+跨膜运输过程。下列叙述错误的是( )
A.钙泵空间结构的改变是不可逆的
B.钙泵能够降低化学反应的活化能
C.钙泵磷酸化伴随ATP中特殊化学键的断裂
D.钙泵磷酸化的过程属于吸能反应
6.(23-24高一上·山东菏泽·期末)细菌中的 G 蛋白具双层笼状结构,可作为携带疏水药物的纳米机器。肿瘤微环境中的高浓度 ATP 可以激发G 蛋白改变构象,蛋白构象的变化导致其内部由疏水微环境变成亲水性环境,进而主动释放携带的药物来杀伤肿瘤细胞,实现药物的精准可控释放。下列说法正确的是( )
A.氨基酸脱水缩合形成G 蛋白的反应,属于吸能反应
B.ATP 中 A 的含义是腺嘌呤
C.高浓度 ATP 激发 G 蛋白构象改变时,肽键大量水解
D.肿瘤微环境中的ATP 都来自线粒体
7.(23-24高一上·山东泰安·期末)用ATP荧光仪可快速检测食品中细菌的数量。其原理是ATP的含量越多会使得ATP荧光仪发光强度越强。根据ATP荧光仪发光强度来推测ATP的含量,进而反映活菌数。下列推测错误的是( )
A.ATP释放能量后可以作为构成DNA的基本单位
B.ATP和ADP的相互转化可以实现细菌细胞中能量的储存和释放
C.荧光强度越强,说明食品中活细菌数量越多
D.ATP普遍存在于活细菌的细胞中
8.(22-23高一上·山东淄博·期末)ATP是细胞内重要的高能磷酸化合物,其维持着细胞能量供应。下图为ATP的结构式,图中①~③表示化学键。下列说法错误的是( )
A.虚线框内的结构是腺苷,是构成RNA的基本单位之一
B.ATP水解酶的合成和发挥作用都伴随化学键①的断裂
C.踢足球时肌肉细胞ATP含量与上课时的含量无显著差异
D.ATP转化成ADP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
9.(22-23高一上·济宁·期末)如图为探究酵母菌呼吸作用类型的装置图,实验中微生物均有活性,假设环境因素对本实验无影响,则下列表述正确的是( )
A.装置1中液滴左移,装置2中液滴不移动,说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,说明酵母菌只进行了有氧呼吸
C.将酵母菌替换成乳酸菌,装置1中液滴左移,装置2中液滴右移
D.将酵母菌替换成乳酸菌,装置1和装置2中的液滴都不发生移动
10.(23-24高一上·烟台·期末)葡萄糖进入细胞后在己糖激酶的作用下磷酸化,然后才能分解成丙酮酸。脱氧葡萄糖(2-DG)可与葡萄糖竞争己糖激酶,但不生成丙酮酸。下列说法错误的是( )
A.己糖激酶可以降低葡萄糖磷酸化所需的活化能
B.2-DG进入细胞时不需要细胞膜上的蛋白质协助
C.2-DG在细胞内的大量积累可抑制细胞呼吸
D.2-DG可使癌细胞“挨饿”,进而抑制其增殖
11.(22-23高一上·山东·期末)细胞呼吸过程中产生的还原氢,能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在油料作物种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.12~24小时种子以无氧呼吸为主
B.CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液
C.可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D.b点时种子只进行有氧呼吸
12.(22-23高一上·山东潍坊·期末)下图表示酵母菌在不同氧浓度下,单位时间内O₂的吸收量和CO₂的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
A.阴影部分的面积表示无氧呼吸释放的二氧化碳的速率
B.若OaQ=QN,则有氧呼吸消耗的氧气与无氧呼吸释放的二氧化碳一样多
C.保存水果蔬菜应选择氧气浓度为0的时候
D.B点时只进行有氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质
13.(23-24高一上·山东日照·期末)乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理:甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水+Ca2+),在其它条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP
B.辣椒幼苗在淹水的条件下,其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D.淹水胁迫时,该植物根细胞酒精的产生速率大于乳酸的产生速率
14.(22-23高一上·山东淄博·期末)“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。分析下列说法正确的是( )
A.a运动强度下只有有氧呼吸,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,c运动强度下只有无氧呼吸
B.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中
D.运动强度为c时,细胞呼吸所消耗的葡萄糖中能量去向有三处
15.(23-24高一上·山东枣庄·期末)某细胞器结构模式如图所示,下列叙述错误的是( )
A.结构1和2中的蛋白质种类不同
B.结构3增大了该细胞器内膜的表面积
C.有氧呼吸过程在结构2上有H2O形成
D.无氧呼吸生成乳酸发生在结构4中
16.(23-24高一上·山东日照·期末)如图是利用纸层析法分离菠菜叶片光合色素的实验结果。下列叙述正确的是( )
A.条带①胡萝卜素主要吸收蓝紫光
B.条带④叶绿素b在层析液中的溶解度最大
C.实验过程中可用清水替代层析液分离色素
D.研磨时需加入SiO2以防止色素分子被破坏
17.(23-24高一上·山东烟台·期末)将某绿色植物置于密闭恒温箱中,6:00至12:00给予恒定光照,12:00至18:00为黑暗条件,每隔1小时检测恒温箱中浓度,结果如下表。下列分析正确的是( )
培养条件
光照阶段
黑暗阶段
测定时间
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
浓度()
570
420
290
220
180
180
180
270
360
450
540
600
645
A.光照阶段给该绿色植物提供,一段时间后可检测到和
B.10:00~12:00该绿色植物叶肉细胞的呼吸作用速率等于光合作用速率
C.16:00~18:00该绿色植物细胞呼吸速率逐步升高
D.实验结束后,该绿色植物的干重增加
18.(23-24高一上·山东烟台·期末)下图表示萌发小麦种子在不同的氧浓度下吸收速率和生成速率的变化,假设呼吸底物为糖类,下列有关说法正确的是( )
A.浓度为b时,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率之比为3:1
B.浓度为f时,小麦细胞中产生的场所是细胞质基质
C.浓度为c时比a时更有利于小麦种子的储存
D.从萌发到进行光合作用前,种子内的有机物有消耗但没有合成
19.(23-24高一上·山东烟台·期末)科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量溶液和必要物质,在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.光照开始后短时间内,叶绿体内的含量会下降
B.阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内NADPH和ATP的积累量
C.光照开始后两曲线逐渐重合时,光反应速率等于暗反应速率
D.光照总时间及实验时间相同的条件下,光暗交替和连续光照制造的有机物相等
20.(23-24高一上·山东德州·期末)干旱地区的多肉植物为适应高温干旱环境,其气孔白天关闭、夜间开放。下图为多肉植物叶肉细胞内的部分代谢过程,下列说法正确的是( )
A.多肉植物白天只进行光反应
B.用于暗反应的CO2只来自苹果酸的分解
C.RuBP为三碳化合物,PGA为五碳化合物
D.PGA转化为(CH2O)时,能量来自于 ATP 和 NADPH
21.(23-24高一上·山东聊城·期末)叶绿体是一种动态的细胞器,随着光照强度的变化,其位置和分布会发生改变,该过程为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白(构成细胞骨架中微丝白的重要成分)相结合,用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验,叶绿体的分布情况如图。下列叙述错误的是( )
A.叶绿体定位是植物对光照环境变化的适应性表现
B.由叶绿体定位现象可推测细胞骨架参与细胞器的锚定与支撑
C.在强光照射下.叶绿体定位的意义在于叶肉细胞能充分地吸收光能,更多制造有机物
D.在弱光照射下,CHUP1蛋白缺失型拟南芥比野生型拟南芥光反应速率低
22.(23-24高一上·山东济宁·期末)科学家通过实验观察到,正在进行光合作用的叶片突然停止光照后,短时间内会释放出大量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝发”。图示为最适温度条件下某植物叶片停止光照前CO2吸收速率和停止光照后CO2释放速率随时间变化的曲线,吸收CO2或释放CO2速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量,单位为μmol·m-2·s-1。下列说法正确的是( )
A.若适当提高温度,则图形A的面积变大
B.光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸
C.突然遮光,短时间内叶绿体中C3的含量会下降
D.该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为10μmol·m-2·s-1
23.(23-24高一上·山东潍坊·期末)为测量蝴蝶兰的光合速率,分别选择功能正常的新叶、成熟叶、老叶进行实验。上午8时,分别在叶片相同位置取下1cm2圆形小叶片若干,测得平均干重为a克;中午12时,在已取位置附近再取下等量1cm2圆形小叶片,测得平均干重为b克;之后进行暗处理到16时再进行相同操作,测得平均干重为m克。以下相关叙述正确的是( )
A.叶片的光合速率为[(b-a)/4]g·cm-2·h-1
B.叶片的呼吸速率为(b-m)g·cm-2·h-1
C.植株的净光合速率小于[(b-a)/4]g·cm-2·h-1
D.12时之后进行黑暗处理的目的是消耗掉叶片中的有机物
二 非选择题
24.(23-24高一上·山东烟台·期末)图1中的迁移体是由细胞形成的一些弹性纤维顶端生长出的小囊泡。研究发现,受损的线粒体可通过“线粒体自噬”及时被清理,还可通过迁移体被释放到细胞外。研究人员利用CCCP(诱导线粒体损伤的物质)处理细胞,分别统计细胞主体部分损伤线粒体的比率及弹性纤维入口处损伤线粒体的比率,结果如图2。
(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内膜通过折叠形成嵴的意义是 。线粒体中产生的ATP可用于细胞内多种 (填“吸能”或“放能”)反应。
(2)“线粒体自噬”属于细胞自噬的一种,在一定条件下,受损的线粒体会被内质网包裹形成吞噬泡,吞噬泡与 (填细胞器)融合形成自噬体,最终被清除。
(3)迁移体膜的主要成分是 ,迁移体的形成依赖于细胞膜具有 的特点。根据图2中 两组的比较结果,可验证损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。研究人员认为迁移体的作用可维持细胞内正常线粒体的比率,作出该判断的依据是 。
25.(23-24高一下·山东济宁·期末)番茄叶肉细胞光合作用的部分过程如图所示,序号表示过程,Rubisco是①过程需要的酶;甲、乙是参与②过程的两种物质,其中乙是一种还原剂。回答下列问题。
(1)图1中的Rubisco位于叶绿体 ;为②过程提供能量的是 。
(2)某科研人员将一株番茄放入密闭玻璃罩中,给于适当光照和适量含有14C的CO2,则14C在光合作用中的转移途径是 (结合图1,用文字/字母和箭头回答);若实验持续30分钟后补充含有14C的CO2,则短时间内3—磷酸甘油酸的含量将 (填“减少”、“不变”或“增加”)。
(3)O2和CO2竞争性与Rubisco结合,进而进行光呼吸,主要过程如图所示。
光呼吸可以为光合作用提供 ,从改变环境条件的角度提出一个能降低水稻光呼吸速率的建议: 。
26.(23-24高一上·山东菏泽·期末)莲藕是一种具有观赏和食用价值的植物。研究人员发现一株莲藕突变体,其叶绿素含量明显低于普通莲藕。图1 表示在25℃时不同光照强度下突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B表示某光照强度下突变体与普通莲藕的气孔导度(可表示单位时间进入叶片单位面积的CO2量) 和胞间CO2浓度。请回答下列问题:
(1)藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通,在藕采收的前几天,向藕田灌水并割去荷叶的叶柄,有利于提高藕的产量,原因是 。
(2)图1中实验的自变量是 ,光照强度低于a时,突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕,据题意推测引起这种差异的主要原因是 。在2000μmol·m-2·s-1的光强下,突变体莲藕的总光合速率为 μmol·m-2·s-1。
(3)据图2分析, (填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多,判断依据是 。由此可以推测,图2是在图1中 (填“>a”、“=a”或“<a”)光照强度下测的结果。
(4)请设计实验验证突变体莲藕叶绿素含量明显低于普通莲藕。简要写出实验思路:
。
27.(23-24高一上·山东威海·期末)淀粉和蔗糖是绿色植物光合作用的两种主要终产物,下图为某植物光合作用合成蔗糖和淀粉的过程,其中①~③代表与光合作用有关的物质,磷酸丙糖是淀粉和蔗糖合成过程中的共同原料,磷酸转运器能遵循1:1的原则反向交换Pi和磷酸丙糖。
(1)①是 ;②是 ;当光照等条件适宜时,③来源于 。
(2)高温干旱条件下,植物体内淀粉或蔗糖的产量下降,原因是 。
(3)光合产物主要以蔗糖的形式转运,被转运到各器官的蔗糖在相关酶的催化下水解成 后,才能被各细胞吸收利用;若蔗糖未被及时转运,则会在 (填细胞器)中储存以维持细胞的渗透压。
(4)研究发现,当蔗糖积累较多时更有利于植物的生长和产量的提高,因此小麦灌浆期时可适当 (填“增加”或“减少”)施用磷肥以提高小麦产量,原因是 。
28.(23-24高一上·山东淄博·期末)光照过强时,过量光能会引起叶肉细胞内NADP⁺不足、O₂浓度过高,并产生一些光有毒物质。这些光有毒物质会攻击PSII(参与水光解的色素-蛋白质复合体)中的D1蛋白,损坏光合结构,引发光合速率下降,这种现象称为光抑制。植物细胞光合结构的部分保护机制如图。
(1)PSⅡ位于 上,其中的色素可用 试剂进行提取。水分解产生的H+与NADP+结合、接受电子的能量,所形成的物质在暗反应中的作用是 。
(2)卡尔文利用 方法探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的途径。夏季晴朗的正午, 供应不足导致光合作用下降。
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是 ,此时O₂会形成O2-1,植物启动消除机制。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致光合速率 (填“增大”“不变”“减小”),原因是 (写出两点)。
(4)强光下,给植物提供用35S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是 。
29.(23-24高一上·山东枣庄·期末)1937年英国植物学家希尔发现:在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生氧气,同时将高价铁还原为低价铁。在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎 2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如下图所示。
光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和 H+最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,化合物M可阻断电子传递过程。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。农业生产中,化合物 M可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。
(1)图中PSⅡ和PSⅠ分布在叶绿体的 上,提取细胞色素复合体中的色素利用的有机溶剂是 。成功分离后的色素会吸附在滤纸条上,在滤纸条自上而下第3条色素带的颜色是 。
(2)据图文中的信息可知,参与光反应过程中水的光解的是 (填“PSⅠ”“PSⅡ”),在光反应过程中能量形式的详细变化是 。根据文中信息并结合所学知识,推测化合物M抑制杂草生长的机理
。
(3)光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖。卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是 ,若突然停止光照,该物质的含量短时间内的变化是 (填“升高”或“降低”)。如果细胞内的生理环境抑制了磷酸丙糖的跨膜运输,则细胞中淀粉的含量将会 (填“升高”或“降低”)。
(
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