精品解析:山东省青岛市第二中学2024-2025学年高一上学期12月月考生物试题
2024-12-30
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内容正文:
青岛二中2024—2025学年第一学期12月份阶段练习
——高一生物试题
第Ⅰ卷(选择题共45分)
一、单项选择题:本题15小题,每题2.5分,共25分。每小题只有一项符合要求。
1. 我国科学家在海南发现一种海洋软体动物——绿叶海天牛,它进食藻类后,可从藻类细胞中抢夺出叶绿体为自身所用,这种现象被称为“盗叶绿体现象”。海天牛还能吸收藻类中与光合作用有关的核基因,将其整合到自己的核基因中,从而实现自身叶绿体的增殖和更新。下列说法正确的是( )
A. 海天牛进食藻类后细胞中含有核酸的细胞器有2种
B. 海天牛可通过进食蓝细菌获取自身所需的叶绿体
C. 叶绿体的增殖是在核、质基因共同作用下完成的
D. 可以采用无水乙醇提取和分离海天牛体内的叶绿素
2. 高尔基体是由单层膜构成的扁平囊叠加在一起组成的,是完成分泌蛋白最后加工和包装的场所。如可将胰岛素原分子水解为相同数目的胰岛素和C肽分子。胰岛素释放后在经过肝脏和肾脏时被大部分降解,而C肽则不会被肝脏和肾脏降解,在血液中存在的时间比较长,浓度较稳定。下列分析错误的是( )
A. 在胰岛素的加工、运输、分泌过程中,高尔基体的膜面积处于动态变化中
B. 同一个体不同细胞中,高尔基体的数目和发达程度与细胞分化的程度无关
C. 高尔基体中含有对胰岛素等分泌蛋白进行加工所需要的酶
D. 临床上可通过测定血液中C肽水平以反映胰岛的功能状态
3. 人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A. 血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B. ①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C. 成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D. 成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
4. 如图为溶酶体膜上的部分蛋白质及其作用示意图,其中V﹣ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转H+。当细胞自噬时,钙离子通道开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列说法正确的是( )
A. V﹣ATP酶具有催化和运输作用,水解ATP的过程使酶结构发生去磷酸化
B. 细胞自噬时,细胞质基质中的钙离子浓度升高,导致溶酶体酶活性增强
C. 溶酶体膜上的蛋白质的合成均起始于附着在内质网上的核糖体
D. 溶酶体内K+运出溶酶体的动力来自于K+的电化学势能
5. Mg2+是一种非常重要的元素,它不仅参与ATP转化为ADP的过程,同时Mg2+还能作为其他涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应的辅助因子。(注:NTP或者dNTP中“N”指的是含氮碱基)下列说法正确的是( )
A. 细胞中ATP与ADP含量很少,较少量的Mg 2+便可满足反应需求,因此Mg2+属于微量元素
B. 由于合成DNA和RNA的原料不是NTP或者dNTP,因此这些过程不需要Mg2+参与
C. 在细胞的各个结构中只有线粒体、叶绿体膜上有Mg2+的载体
D. 代谢旺盛的细胞中Mg2+的需求量与正常细胞相比可能会更多
6. 用打孔器制取土豆片并均分为9份,分别称重(W1),并浸泡在一系列不同浓度的 CaCl2溶液中。一段时间后,将材料取出,用吸水纸吸干表面水分并称重(W2)。(W2-W1)/ W1与CaCl2溶液浓度的关系如图所示,下列分析错误的是( )
A. (W2-W1)/ W1与CaCl2溶液的浓度呈负相关
B. CaCl2溶液浓度为0的一组为空白对照组,土豆片的重量仍为W1
C. 在一定范围内随着CaCl2溶液浓度的增大,植物细胞失水的速率逐渐加快
D. 直线与横轴的交点所示的CaCl2浓度即为组织细胞的等渗浓度
7. 如图是某种微生物体内某一物质代谢过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述,错误的是
A. 丁物质既是酶③催化生成的产物,又是酶③的反馈抑制物
B. 戊物质通过与酶④结合导致酶④结构变化而使其活性下降
C. 当丁物质和戊物质中任意一种过量时,酶①的活性都将受到抑制
D. 若此代谢途径的终产物不断排出菌体外,则可消除丙物质对酶①的抑制作用
8. 如图表示运动员运动强度与其细胞呼吸产生的乳酸含量和氧气消耗速率的关系(底物为葡萄糖)。下列相关分析正确的是( )
A. a~b范围内,随运动强度增加,细胞的有氧呼吸减弱
B. 运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由无氧呼吸提供
C. b运动强度时,肌肉细胞氧气的消耗量等于二氧化碳的产生量
D. 运动强度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖量等于有氧呼吸消耗的葡萄糖量
9. 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,据图分析错误的是( )
A. 图中A过程表示光合作用的光反应过程,发生在叶绿体类囊体薄膜上
B. 图中D过程表示有氧呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质
C. 图中a、b、c分别表示的物质依次是H2O、O2、CO2
D. 图中能产生[H]、ATP的过程为A过程
10. 下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,正确的是
A. t1—t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多
B. t2—t3,暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高
C. t3—t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D. t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低
二、不定项选择题:本题共5小题,每题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,至少有一项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 淀粉酶有多种类型,α-淀粉酶是一种内切酶,可使淀粉内部随机水解,β-淀粉酶是一种外切酶,可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图1和图2所示。下列说法不正确的是( )
A. 淀粉经α-淀粉酶和β-淀粉酶分别水解后的产物都能被人体直接吸收
B. Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
C. β-淀粉酶在50℃条件下处理1小时后,用双缩脲试剂检测不能呈现紫色
D. β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶,在人胃内β-淀粉酶的活性高于α-淀粉酶
12. 泛素(Ub)是广泛存在于真核细胞中的一类小分子蛋白质。研究发现,在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素-蛋白酶体系统(UPS)。Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白,完成对异常蛋白的泛素化修饰,最终由蛋白酶体降解,过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 真核细胞中蛋白质的水解可发生在UPS和溶酶体中
B. 由泛素化过程可推测Ub中含有可被蛋白酶体识别的结构
C. 蛋白质泛素化降解过程属于放能反应,而蛋白质的合成属于吸能反应
D. 泛素化的过程相当于给相应物质打上“分子标签”,有助于对它们的分类和识别
13. 科研人员用茶树离体叶片测定了气孔导度(指单位时间、单位面积叶片通过气孔的气体量)、净光合速率的变化,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 4 min时,光合作用消耗的CO2来自于外界环境和线粒体
B. 16 min时产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体
C. 与8 min时相比,4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高
D. 0~4 min内,叶肉细胞净光合速率下降可能由暗反应速率下降所致
14. 在有氧呼吸第三阶段,有机物中的电子经UQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)传递给O2生成水并释放能量,该过程为细胞色素途径,如图所示。氰化物能够抑制复合体Ⅳ的活性,而对AOX(氧化酶)的活性无影响,使细胞在消耗等量呼吸底物的情况下比细胞色素途径产生更多的热量,这种细胞呼吸方式称为抗氰呼吸。线粒体解偶联蛋白(UCP)是一类离子转运蛋白,UCP可以将H+通过膜渗漏到线粒体基质中,从而降低膜两侧的H+梯度,使能量以热能形式释放。下列说法正确的是( )
A. AOX和蛋白复合体Ⅳ均能催化O2与NADPH结合形成水
B. 在消耗等量底物的情况下,抗氰呼吸过程产生的ATP会明显增多
C. ATP合成酶具有运输H+和催化ATP合成的功能,并参与能量转换
D. 据信息推测,UCP的存在可以提高生物对寒冷环境的适应性
15. 利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
A. 从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C. 光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片产生氧气的速率相等
D. 光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
三、非选择题:本部分4道小题,共55分。
16. 填空
(1)糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的,例如,在糖类供应充足的情况下,______;而脂肪一般只在糖类供应不足时,才会分解供能,______。
(2)液泡主要存在于植物的细胞中,内有______,含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节______,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
(3)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或者离子通过,而且______,通道蛋白只容许______,分子或者离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
(4)过酸、过碱或者温度过高,______,使酶永久失活。在0℃左右时,酶的活性很低,但______。
(5)参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种______,当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了,在这种酶的作用下,ATP分子末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着能量的转移,这就是______。
17. 图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图,图3表示该实验小组研究温度影响麦芽糖酶活性的实验。请回答下列问题:
(1)酶起催化作用的原理是______。图1和图2所代表的实验中,实验的自变量依次为______。
(2)由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有的特性是______。图2酶促反应中限制ab段和bc段O2产生速率的主要因素分别是______。
(3)该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响麦芽糖酶活性的实验,探究经过t4温度处理的酶,当温度降低到t3时,其活性是否可以恢复到较高水平。关于变量的设置:取3支试管,分别编号为A、B、C,各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL;A和B作为对照组应分别在温度为______的水浴装置中保温适宜时间,C作为实验组的处理为______。
18. 玉米是人们喜爱的一种粮食作物,普通的玉米品种经过人工选择后获得了高油玉米,为了验证玉米种子中储存的营养物质的种类,同学们将其切成薄片进行实验。
(1)甲同学将薄片放在载玻片上,滴加少许苏丹Ⅲ染液染色3分钟后,用吸水纸吸去染液,______,盖盖玻片制成临时装片,可以在显微镜下观察到薄片中有橘黄色脂肪滴;
(2)乙同学将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。
①萌发过程中在______h之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为______mg。
②萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率为______mg/(粒·d)。
③若保持实验条件不变,120 h后萌发种子的干重变化趋势是______,原因是______。
(3)与普通玉米相比,这种高油玉米的种子通常播种的深度需要相对较浅,从物质代谢的角度分析,可能的原因是______。
(4)以玉米幼苗叶片为材料,提取并分离绿叶中的光合色素时,滤纸条上的滤液细线不能触及层析液的原因是______;分离得到的色素条带中扩散到最上边条带的颜色是______色,该条带的色素主要吸收______光,最下边条带的颜色是______色,该条带的色素主要吸收______光。
19. 生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天甲的叶肉细胞产生ATP的场所有______。光合作用所需的CO2来源于有______和______(请填写相关生理过程)。甲植物在夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)的原因是______。
(2)白天叶绿体光合色素吸收的光能有两方面用途:______,______,两方面储存下的能量最终都提供给暗反应阶段利用。
(3)若对多肉植物突然停止光照,其叶肉细胞内C5的含量______(填“上升”或“下降”),原因是______。
(4)给甲植物提供14C标记的14CO2,14C可以相继出现在______(用箭头和图中物质名称及所学过的相关物质名称表示)。
(5)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。______(简要写出实验思路和预期结果)
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青岛二中2024—2025学年第一学期12月份阶段练习
——高一生物试题
第Ⅰ卷(选择题共45分)
一、单项选择题:本题15小题,每题2.5分,共25分。每小题只有一项符合要求。
1. 我国科学家在海南发现一种海洋软体动物——绿叶海天牛,它进食藻类后,可从藻类细胞中抢夺出叶绿体为自身所用,这种现象被称为“盗叶绿体现象”。海天牛还能吸收藻类中与光合作用有关的核基因,将其整合到自己的核基因中,从而实现自身叶绿体的增殖和更新。下列说法正确的是( )
A. 海天牛进食藻类后细胞中含有核酸的细胞器有2种
B. 海天牛可通过进食蓝细菌获取自身所需的叶绿体
C. 叶绿体的增殖是在核、质基因共同作用下完成的
D. 可以采用无水乙醇提取和分离海天牛体内的叶绿素
【答案】C
【解析】
【分析】1.大分子物质以胞吞胞吐的形式进入细胞。
2.具有双层膜的细胞器有线粒体和叶绿体,单层膜的细胞器有内质网、高尔基体、液泡、溶酶体,无膜的细胞器有核糖体和中心体。
【详解】A、海天牛进食藻类后,可从藻类细胞中抢夺出叶绿体为自身所用,所以海天牛进食藻类后细胞中含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体,有3种,A错误;
B、蓝细菌是原核生物,不含叶绿体,B错误;
C、叶绿体含有DNA,是半自主细胞器,其增殖受核、质基因共同控制,C正确;
D、无水乙醇可提取叶绿素,分离用层析液,D错误。
故选C。
2. 高尔基体是由单层膜构成的扁平囊叠加在一起组成的,是完成分泌蛋白最后加工和包装的场所。如可将胰岛素原分子水解为相同数目的胰岛素和C肽分子。胰岛素释放后在经过肝脏和肾脏时被大部分降解,而C肽则不会被肝脏和肾脏降解,在血液中存在的时间比较长,浓度较稳定。下列分析错误的是( )
A. 在胰岛素的加工、运输、分泌过程中,高尔基体的膜面积处于动态变化中
B. 同一个体不同细胞中,高尔基体的数目和发达程度与细胞分化的程度无关
C. 高尔基体中含有对胰岛素等分泌蛋白进行加工所需要的酶
D. 临床上可通过测定血液中C肽水平以反映胰岛的功能状态
【答案】B
【解析】
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。
【详解】A、高尔基体膜面积在分泌蛋白的合成、加工、分泌过程中会先增大后减小,总体维持相对稳定,处于动态平衡中,A正确;
B、在同一个体不同的细胞中,由于细胞分化的程度不同,功能也不相同,所以高尔基体的数目和发达程度也不相同,B错误;
C、高尔基体可以对胰岛素等分泌蛋白进行加工,所以含有与加工有关的酶,C正确;
D、高尔基体可以将胰岛素原分子水解为相同数目的胰岛素和C肽分子,所以可以通过测定C肽水平以反映胰岛的功能状态,D正确。
故选B。
3. 人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A. 血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B. ①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C. 成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D. 成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
【答案】D
【解析】
【分析】1、人体成熟的红细胞在发育成熟过程中,将细胞核和细胞器等结构分解或排出细胞,为血红蛋白腾出空间,运输更多的氧气;
2、分析题图可知,①和②表示气体进出红细胞,一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散,③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞。
【详解】A、根据题意可知,红细胞能运输O2和CO2,肌肉细胞进行有氧呼吸时,消耗O2,产生CO2,可以判断气体A和B分别是CO2和O2,A正确;
B、①和②表示气体进出红细胞,一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散,④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞,顺浓度梯度,不需要消耗能量,为协助扩散,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞,属于协助扩散,B正确;
C、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,成熟红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量,C正确;
D、成熟红细胞没有核糖体,不能再合成新的蛋白质,细胞膜上的糖蛋白不能更新,糖蛋白存在于细胞膜的外表面,由于细胞膜具有流动性,其表面的糖蛋白处于不断流动中,D错误。
故选D。
4. 如图为溶酶体膜上的部分蛋白质及其作用示意图,其中V﹣ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转H+。当细胞自噬时,钙离子通道开放,增强与溶酶体生成相关基因的表达。下列说法正确的是( )
A. V﹣ATP酶具有催化和运输作用,水解ATP的过程使酶结构发生去磷酸化
B. 细胞自噬时,细胞质基质中的钙离子浓度升高,导致溶酶体酶活性增强
C. 溶酶体膜上的蛋白质的合成均起始于附着在内质网上的核糖体
D. 溶酶体内K+运出溶酶体的动力来自于K+的电化学势能
【答案】D
【解析】
【分析】从图中看出,发生细胞自噬后,H+通过主动运输的方式进入溶酶体,钙离子顺浓度梯度从溶酶体运出。
【详解】A、根据题干信息“V﹣ATP酶能利用水解ATP释放的能量跨膜转H+”,说明V﹣ATP酶具有催化和运输的作用,ATP最末端的特殊化学键断裂,V﹣ATP酶发生磷酸化,A错误;
B、从图中看出,当细胞自噬时,溶酶体上的钙离子通道打开,细胞质基质中的钙离子浓度升高,所以溶酶体酶的数量会增多,B错误;
C、溶酶体膜上的蛋白质合成起始于游离的核糖体,C错误;
D、溶酶体内K+浓度高于溶酶体外,所以溶酶体内的K+运出溶酶体是顺浓度梯度进行的,动力来自于K+电化学势能,D正确。
故选D。
5. Mg2+是一种非常重要的元素,它不仅参与ATP转化为ADP的过程,同时Mg2+还能作为其他涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应的辅助因子。(注:NTP或者dNTP中“N”指的是含氮碱基)下列说法正确的是( )
A. 细胞中ATP与ADP含量很少,较少量的Mg 2+便可满足反应需求,因此Mg2+属于微量元素
B. 由于合成DNA和RNA的原料不是NTP或者dNTP,因此这些过程不需要Mg2+参与
C. 在细胞的各个结构中只有线粒体、叶绿体膜上有Mg2+的载体
D. 代谢旺盛的细胞中Mg2+的需求量与正常细胞相比可能会更多
【答案】D
【解析】
【分析】1、细胞中常见的化学元素中,含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素,称为大量元素;有些元素含量很少,如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等,称为微量元素。
2、ATP是细胞中的能量通货。ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的。
3、小分子的跨膜方式主要有三种:(1)主动运输,需要载体和能量,逆浓度梯度的运输;(2)协助扩散,需要载体,不需要能量的顺浓度梯度运输;(3)自由扩散,不需要载体,不需要能量的顺浓度梯度运输。
【详解】A、镁元素在细胞中的含量较多,属于大量元素,A错误;
B、由于镁离子还能作为其他涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应的辅助因子,而NTP或者dNTP断裂两个高能磷酸键即可形成核苷酸,是合成DNA和RNA的原材料,因而合成DNA和RNA需要镁离子的参与,B错误;
C、镁离子通过主动运输进入细胞,因而细胞膜上也存在镁离子的载体,线粒体膜上没镁有离子的载体,C错误;
D、由于镁离子参与ATP转化为ADP的过程,而代谢越旺盛的细胞,其ATP和ADP的转化越迅速,所以对镁离子的需求越高,D正确。
故选D。
6. 用打孔器制取土豆片并均分为9份,分别称重(W1),并浸泡在一系列不同浓度的 CaCl2溶液中。一段时间后,将材料取出,用吸水纸吸干表面水分并称重(W2)。(W2-W1)/ W1与CaCl2溶液浓度的关系如图所示,下列分析错误的是( )
A. (W2-W1)/ W1与CaCl2溶液的浓度呈负相关
B. CaCl2溶液浓度为0的一组为空白对照组,土豆片的重量仍为W1
C. 在一定范围内随着CaCl2溶液浓度的增大,植物细胞失水的速率逐渐加快
D. 直线与横轴的交点所示的CaCl2浓度即为组织细胞的等渗浓度
【答案】B
【解析】
【分析】先从曲线图入手,按照“识标-明点-析线”的步骤进行分析解答。横坐标是CaCl2溶液浓度,而(W2-W1)/ W1则反映的是被不同浓度CaCl2溶液浸泡以后土豆片与吸水纸接触后,相对于未浸泡前的失水率,若为正值,则相对于浸泡前,土豆片水分在增加,若为负值,则相对于浸泡前,土豆片水分在减少,即失水;注意,上图中趋势线与横轴的交点,即该CaCl2浓度为组织细胞的等渗浓度。
【详解】A、曲线图显示:(W2-W1)/ W1的比值随着CaCl2溶液浓度的增大而减小,说明(W2-W1)/ W1与CaCl2溶液的浓度呈负相关,A正确;
B、CaCl2溶液浓度为0的一组为空白对照组,该组的(W2-W1)/ W1≈0.04,为正值,说明W2>W1,即土豆片的重量大于W1,B错误;
C、CaCl2浓度相对值0.1之后,细胞失水,并随着CaCl2溶液浓度的增大,(W2-W1)/ W1的比值逐渐减小,说明植物细胞失水的速率逐渐加快,C正确;
D、直线与横轴的交点所对应的(W2-W1)/ W1=0,说明W2=W1,水分子进出细胞处于动态平衡,说明该交点所示的CaCl2浓度即为组织细胞的等渗浓度,D正确。
故选B。
【点睛】本题突破口在于对曲线的进行精准的解读,然后再根据所学课本知识合理地解释图中趋势线变化的原因。
7. 如图是某种微生物体内某一物质代谢过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述,错误的是
A. 丁物质既是酶③催化生成的产物,又是酶③的反馈抑制物
B. 戊物质通过与酶④结合导致酶④结构变化而使其活性下降
C. 当丁物质和戊物质中任意一种过量时,酶①的活性都将受到抑制
D. 若此代谢途径的终产物不断排出菌体外,则可消除丙物质对酶①的抑制作用
【答案】C
【解析】
【详解】微生物代谢的调节主要有两种形式:酶合成的调节和酶活性的调节。酶活性的调节是微生物通过改变已有酶的催化活性来调节代谢有速率。酶活性发生改变的主要原因是代谢过程中产生的物质与酶结合,致使酶的结构产生变化,但这种变化是可逆的,当代谢产物与酶脱离时,酶结构便会复原,又恢复原有的活性。因此A、B、D正确。当丁物质和戊物质中任意一种过量时,不一定会导致丙物质积累,以抑制酶①的活性。故C错误。
8. 如图表示运动员运动强度与其细胞呼吸产生的乳酸含量和氧气消耗速率的关系(底物为葡萄糖)。下列相关分析正确的是( )
A. a~b范围内,随运动强度增加,细胞的有氧呼吸减弱
B. 运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由无氧呼吸提供
C. b运动强度时,肌肉细胞氧气的消耗量等于二氧化碳的产生量
D. 运动强度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖量等于有氧呼吸消耗的葡萄糖量
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸:有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,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; 无氧呼吸:一般是指在无氧条件下,通过酶的催化作用,细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
【详解】A、a~b范围内,随运动强度增加,氧气消耗速率增加,细胞的有氧呼吸增强,A错误;
B、运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由有氧呼吸提供,B错误;
C、人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有CO2,因此根据图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率,C正确;
D、c运动强度下的氧气消耗速率与乳酸含量相等,消耗6分子氧气同时消耗1分子葡萄糖,产生6分子乳酸就消耗3分子葡萄糖,故c运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的量不相等,D错误。
故选C。
9. 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,据图分析错误的是( )
A. 图中A过程表示光合作用的光反应过程,发生在叶绿体类囊体薄膜上
B. 图中D过程表示有氧呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质
C. 图中a、b、c分别表示的物质依次是H2O、O2、CO2
D. 图中能产生[H]、ATP的过程为A过程
【答案】D
【解析】
【分析】根据光合作用和呼吸作用的过程分析题图可知,图中A~D依次表示光合作用的光反应阶段、暗反应阶段、有氧呼吸的二、三阶段和有氧呼吸第一阶段,发生的场所分别在叶肉细胞叶绿体的类囊体薄膜、叶绿体基质、细胞质基质和线粒体,a~e依次表示的是H2O、O2、CO2、[H]、ATP。
【详解】A、叶绿体的类囊体薄膜上分布着吸收光能的光合色素,是进行A光反应的场所,A正确;
B、在D有氧呼吸第一阶段,1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量[H],释放少量能量,场所为细胞质基质,B正确;
C、由分析可知,图中a、b、c分别表示的物质依次是H2O、O2、CO2,C正确;
D、上图中除了光合作用的暗反应过程没有[H]、ATP的产生,其他过程都有,D错误。
故选D。
10. 下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,正确的是
A. t1—t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多
B. t2—t3,暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高
C. t3—t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D. t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低
【答案】D
【解析】
【详解】A、水的光解发生在叶绿体类囊体的薄膜上,A错误;
B、在t2→t3阶段光合作用主要的限制因素是CO2的量,若在t2时刻增加光照,光合速率不会提高,B错误;
C、t3→t4阶段,光照强度不变,CO2的量增加,而CO2增加,首先会影响暗反应阶段,CO2固定增强,C3含量上升,进而导致光反应速率增强,所以光合作用的速率是加快的,C错误;
D、CO2供应不变,光照突然减弱,光反应减弱,消耗的ADP、Pi少,合成产生的ATP、[H]少,从而导致暗反应中C3的还原减弱,因此在t4后短暂时间内,ADP和Pi的含量升高,C3还原后的直接产物含量降低,D正确。
故选D。
二、不定项选择题:本题共5小题,每题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,至少有一项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 淀粉酶有多种类型,α-淀粉酶是一种内切酶,可使淀粉内部随机水解,β-淀粉酶是一种外切酶,可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图1和图2所示。下列说法不正确的是( )
A. 淀粉经α-淀粉酶和β-淀粉酶分别水解后的产物都能被人体直接吸收
B. Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
C. β-淀粉酶在50℃条件下处理1小时后,用双缩脲试剂检测不能呈现紫色
D. β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶,在人胃内β-淀粉酶的活性高于α-淀粉酶
【答案】ACD
【解析】
【分析】由图可知,不同的淀粉酶的最适pH不同;在不同的处理下β-淀粉酶在50℃条件下处理一段时间后酶活性有所不同。
【详解】A、淀粉的基本单位为葡萄糖,麦芽糖是由两个葡萄糖组成的,根据题意可知,α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解,因此淀粉水解终产物中不都是葡萄糖,β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解,两个单糖刚好构成麦芽糖,都不能被直接吸收,A错误;
B、据图1可知,Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性,B正确;
C、β-淀粉酶在50℃条件下处理1小时后,β-淀粉酶酶活性为0,但仍具有肽键,用双缩脲试剂检测可以呈现紫色,C错误;
D、据图2可知,β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶,但人胃内的pH环境,远低于二者的最适pH,所以在人胃内,β-淀粉酶和α-淀粉酶均失活,D错误。
故选ACD。
12. 泛素(Ub)是广泛存在于真核细胞中的一类小分子蛋白质。研究发现,在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素-蛋白酶体系统(UPS)。Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白,完成对异常蛋白的泛素化修饰,最终由蛋白酶体降解,过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 真核细胞中蛋白质的水解可发生在UPS和溶酶体中
B. 由泛素化过程可推测Ub中含有可被蛋白酶体识别的结构
C. 蛋白质泛素化降解过程属于放能反应,而蛋白质的合成属于吸能反应
D. 泛素化的过程相当于给相应物质打上“分子标签”,有助于对它们的分类和识别
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:E3与异常蛋白结合形成E3•异常蛋白,Ub与E1消耗ATP提供的能量形成Ub•E1,E1•Ub再与E2形成E2•Ub。E2•Ub再与E3•异常蛋白反应形成异常蛋白•Ub,最终由蛋白酶体将异常蛋白降解成多肽。
【详解】A、依题意,泛素-蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞中一种异常蛋白降解途径,在真核细胞中,溶酶体也可以降解蛋白,因此,真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中,A正确;
B、蛋白质被多个泛素结合后,会进入蛋白酶体被降解,因此蛋白酶体有识别泛素和降解蛋白质的功能,B正确;
C、据图可知,蛋白质泛素化降解过程需要消耗ATP,属于吸能反应,C错误;
D、由图可知,泛素与错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体结合,就像给蛋白质和线粒体贴上标签,使之与正常的蛋白质和线粒体区分开,D正确。
故选C。
13. 科研人员用茶树离体叶片测定了气孔导度(指单位时间、单位面积叶片通过气孔的气体量)、净光合速率的变化,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 4 min时,光合作用消耗的CO2来自于外界环境和线粒体
B. 16 min时产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体
C. 与8 min时相比,4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高
D. 0~4 min内,叶肉细胞净光合速率下降可能由暗反应速率下降所致
【答案】ACD
【解析】
【分析】本题主要考查影响光合速率的因素,意在考查考生对所学知识的理解,把握知识间内在联系的能力。由图可知,随着时间的变化,净光合速率逐渐下降,叶片导度也逐渐下降,自变量为时间,因变量为净光合速率和叶片导度。
【详解】实验开始4min时,净光合速率大于0,说明光合速率大于呼吸速率,光合作用消耗的CO2来自于外界环境和线粒体,A正确;16min时,净光合速率为0,说明植物体的光合作用强度等于细胞呼吸,产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体,B错误;由4-8min期间,气孔导度下降,导致CO2供应减少,使暗反应中CO2固定减慢,C3还原正常进行,C5积累,C3减少,故4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高,C正确;在最初0~4min内,气孔导度的迅速下降,减少了CO2的供应,导致叶肉细胞的暗反应减弱,净光合速率下降,D正确。
【点睛】要注意8-16分钟时净光合速率等于零,表明光合速率等于细胞呼吸速率,并不是只有细胞呼吸。
14. 在有氧呼吸第三阶段,有机物中的电子经UQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)传递给O2生成水并释放能量,该过程为细胞色素途径,如图所示。氰化物能够抑制复合体Ⅳ的活性,而对AOX(氧化酶)的活性无影响,使细胞在消耗等量呼吸底物的情况下比细胞色素途径产生更多的热量,这种细胞呼吸方式称为抗氰呼吸。线粒体解偶联蛋白(UCP)是一类离子转运蛋白,UCP可以将H+通过膜渗漏到线粒体基质中,从而降低膜两侧的H+梯度,使能量以热能形式释放。下列说法正确的是( )
A. AOX和蛋白复合体Ⅳ均能催化O2与NADPH结合形成水
B. 在消耗等量底物的情况下,抗氰呼吸过程产生的ATP会明显增多
C. ATP合成酶具有运输H+和催化ATP合成的功能,并参与能量转换
D. 据信息推测,UCP的存在可以提高生物对寒冷环境的适应性
【答案】CD
【解析】
【分析】有氧呼吸第二阶段的场所在线粒体基质,第三阶段的场所在线粒体内膜。
据题意和图形分析可知,图示的膜结构为线粒体内膜,下侧为线粒体基质。
【详解】A、AOX和蛋白复合体均参与细胞呼吸的第三阶段,能催化O2与NADH结合生成水,A错误;
B、根据题干信息“细胞在消耗等量呼吸底物的情况下比细胞色素途径产生更多的热量,这种呼吸方式称为抗氰呼吸”可知,在消耗等量的底物情况下,抗氰呼吸释放的热量更多,则产生的ATP会减少,B错误;
C、H+通过ATP合成酶进入线粒体基质的过程中同时催化ATP合成,该过程是以ATP合成酶为载体,且顺浓度梯度进行的,这种情况下会导致开花生热现象变弱,能量储存在ATP中,C正确;
D、UCP(离子转运蛋白)能驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放,因为有机物中的能量被更多地转换成了热能,故可以提高生物对寒冷环境的适应性,D正确。
故选CD。
15. 利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
A. 从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C. 光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片产生氧气的速率相等
D. 光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
【答案】BD
【解析】
【分析】分析图解:图甲装置中CO2缓冲液能够为叶片光合作用提供稳定的二氧化碳,因此装置中气体量变化为氧气的释放量;净光合速率=真正光合速率-呼吸速率;真正光合速率=单位时间产生葡萄糖的速率或者产生氧气的速率;呼吸速率=单位时间消耗的氧气或者产生的CO2。
【详解】A、图乙中曲线F所代表的植物的光补偿点和光饱和点均低,因此适应于较弱光照下生长,A错误;
B、将甲装置置于光下,在光照强度为1klx时,植物E的光合作用速率小于呼吸作用速率,氧气含量在减少,因此测定时着色液滴向左移动,B正确;
C、图乙中光照强度为3klx时,相同时间内,E植物光合作用合成强度=10+20=30,而F植物光合作用合成强度=10+10=20,速率不等,即相同面积的E、F两种植物的叶片合成有机物的质量之比为3:2, C错误;
D、光照强度为6klx时,E植物净光合速率大于F植物,释放的氧气更多,因此装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短,D正确。
故选BD。
【点睛】本题以实验装置和曲线图为载体,考查了影响光合作用的环境因素以及光合作用和呼吸作用之间的关系,要求学生能够明确实验装置中气体变化的实质,能够准确分析曲线,利用净光合速率=真正光合速率-呼吸速率计算光合作用生成量。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
三、非选择题:本部分4道小题,共55分。
16. 填空
(1)糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的,例如,在糖类供应充足的情况下,______;而脂肪一般只在糖类供应不足时,才会分解供能,______。
(2)液泡主要存在于植物的细胞中,内有______,含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节______,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
(3)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或者离子通过,而且______,通道蛋白只容许______,分子或者离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
(4)过酸、过碱或者温度过高,______,使酶永久失活。在0℃左右时,酶的活性很低,但______。
(5)参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种______,当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了,在这种酶的作用下,ATP分子末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着能量的转移,这就是______。
【答案】(1) ①. 可以大量转化为脂肪 ②. 而且不能大量转化为糖类
(2) ①. 细胞液 ②. 调节植物细胞内的环境
(3) ①. 每次转运时都会发生自身构象的改变 ②. 与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或者离子通过
(4) ①. 会使酶的空间结构遭到破坏 ②. 但酶的空间结构稳定
(5) ①. 能催化ATP水解的酶 ②. 载体蛋白的磷酸化
【解析】
【小问1详解】
糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的,例如,在糖类供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类供应不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
【小问2详解】
液泡主要存在于植物的细胞中,内有细胞液,含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
【小问3详解】
转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或者离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或者离子通过,分子或者离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
【小问4详解】
过酸、过碱或者温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。在0℃左右时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定。
【小问5详解】
参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了,在这种酶的作用下,ATP分子末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着能量的转移,这就是载体蛋白的磷酸化。
17. 图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图,图3表示该实验小组研究温度影响麦芽糖酶活性的实验。请回答下列问题:
(1)酶起催化作用的原理是______。图1和图2所代表的实验中,实验的自变量依次为______。
(2)由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有的特性是______。图2酶促反应中限制ab段和bc段O2产生速率的主要因素分别是______。
(3)该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响麦芽糖酶活性的实验,探究经过t4温度处理的酶,当温度降低到t3时,其活性是否可以恢复到较高水平。关于变量的设置:取3支试管,分别编号为A、B、C,各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL;A和B作为对照组应分别在温度为______的水浴装置中保温适宜时间,C作为实验组的处理为______。
【答案】(1) ①. 降低化学反应的活化能 ②. 催化剂种类、H2O2浓度(或加上“时间”)
(2) ①. 高效性 ②. H2O2浓度、过氧化氢酶量(浓度)
(3) ①. t3、t4 ②. 先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间,后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间
【解析】
【分析】酶的特性:高效性、专一性、需要适宜的温度和pH。
【小问1详解】
酶起催化作用的原理是能降低化学反应的活化能。这两个实验是探究过氧化氢在不同条件下的分解情况,由图1可知,两条曲线的形成是加入的催化剂的种类不同,图2是酶促反应速率随底物浓度的变化而变化的曲线,所以图1、图2所代表的实验中,实验自变量依次为催化剂的种类、H2O2浓度和反应时间。
【小问2详解】
依据图1可知,加入过氧化氢酶比加入FeCl3提前达到反应的平衡点,这说明过氧化氢酶具有高效性。图2中ab段,随着过氧化氢浓度的增大,O2产生速率也不断增大,说明过氧化氢浓度是限制ab段O2产生速率的主要因素;bc段,O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大,过氧化氢的浓度不再是限制因素,此时的主要限制因素为过氧化氢酶数量(浓度)。
【小问3详解】
实验目的是探究经过t4温度处理的酶,当温度降低到t3时,其活性是否可以恢复到较高水平,根据实验目的,实验需分为三组,一组温度设定在t3,一组温度设定在t4,一组温度应从t4降到t3。因此A和B作为对照组应分别在温度为t3、t4的水浴装置中保温适宜时间,C作为实验组的处理为先在温度为t4的水浴装置中保温适宜时间,后在温度为t3的水浴装置中保温适宜时间。
18. 玉米是人们喜爱的一种粮食作物,普通的玉米品种经过人工选择后获得了高油玉米,为了验证玉米种子中储存的营养物质的种类,同学们将其切成薄片进行实验。
(1)甲同学将薄片放在载玻片上,滴加少许苏丹Ⅲ染液染色3分钟后,用吸水纸吸去染液,______,盖盖玻片制成临时装片,可以在显微镜下观察到薄片中有橘黄色脂肪滴;
(2)乙同学将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。
①萌发过程中在______h之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为______mg。
②萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率为______mg/(粒·d)。
③若保持实验条件不变,120 h后萌发种子的干重变化趋势是______,原因是______。
(3)与普通玉米相比,这种高油玉米的种子通常播种的深度需要相对较浅,从物质代谢的角度分析,可能的原因是______。
(4)以玉米幼苗叶片为材料,提取并分离绿叶中的光合色素时,滤纸条上的滤液细线不能触及层析液的原因是______;分离得到的色素条带中扩散到最上边条带的颜色是______色,该条带的色素主要吸收______光,最下边条带的颜色是______色,该条带的色素主要吸收______光。
【答案】(1)滴加1-2滴50%的酒精洗去浮色,吸水纸洗净后滴加清水
(2) ①. 72-96 ②. 26.5 ③. 22 ④. 下降 ⑤. 幼苗呼吸作用消耗有机物,且不能进行光合作用
(3)高油玉米中脂肪含量高,而脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时,(脂肪释放的能量更多,)需要的O2多,(产生的H2O多,)播种浅能得到更多的O2,有利于高油玉米种子的萌发
(4) ①. 滤液细线中的色素会被层析液溶解,而不能在滤纸条上扩散 ②. 橙黄色 ③. 蓝紫光 ④. 黄绿色 ⑤. 蓝紫光和红光
【解析】
【分析】1、可使用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪,脂肪被染为橘黄色。
2、呼吸速率越大,单位时间内种子干重减少越多,根据曲线变化可以推断出在72-96h时,种子干重下降最快,即种子的呼吸速率最大。
【小问1详解】
在脂肪的鉴定实验中,用苏丹Ⅲ染液染色后需要用体积分数为50%的酒精溶液1-2滴洗去浮色,然后吸水纸洗净后滴加清水,可在显微镜下观察到切片中有橘黄色脂肪滴。
【小问2详解】
①呼吸速率越大,单位时间内种子干重减少越多,根据曲线变化可以推断出在72-96h时,种子干重下降最快,即种子的呼吸速率最大。每粒种子呼吸消耗的平均干重=204.2-177.7=26.5mg。
②胚乳干重减少量与萌发种子干重减少量差值最大时,胚乳营养转化为幼苗组成物质的速率最大。符合该特点的时间段为96~120h,该时间段内,每粒胚乳干重减少量为118.1-91.1=27(mg),其中呼吸消耗177.7-172.7=5(mg),即胚乳中22 mg营养物质转化为幼苗的组成物质,转化速率为22 mg/粒·d。
③120h后,如果继续保持黑暗条件,玉米幼苗只能进行呼吸作用消耗有机物,不能进行光合作用合成有机物,故干重仍呈下降的趋势。
【小问3详解】
高油玉米与普通玉米相比较,脂肪含量高,脂肪中氧含量远远低于糖类,氢含量高于糖类,等质量的脂肪与糖类氧化分解时,需要的氧气更多,播种浅利于获得更多的氧气,利于高油玉米种子的萌发。
【小问4详解】
在提取并分离绿叶中的光合色素时,滤纸条上的滤液细线之所以不能触及层析液,是由于滤液细线中的色素会被层析液溶解,进而导致不能在滤纸条上扩散;色素在层析液中的溶解度越大,扩散速度最快,所以分离得到的色素条带中扩散到最上边条带的颜色是胡萝卜素的橙黄色,胡萝卜素主要吸收蓝紫光,最下边的条带是溶解度最小的叶绿素b,其颜色是黄绿色,主要吸收蓝紫光和红光。
19. 生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天甲的叶肉细胞产生ATP的场所有______。光合作用所需的CO2来源于有______和______(请填写相关生理过程)。甲植物在夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)的原因是______。
(2)白天叶绿体光合色素吸收的光能有两方面用途:______,______,两方面储存下的能量最终都提供给暗反应阶段利用。
(3)若对多肉植物突然停止光照,其叶肉细胞内C5的含量______(填“上升”或“下降”),原因是______。
(4)给甲植物提供14C标记的14CO2,14C可以相继出现在______(用箭头和图中物质名称及所学过的相关物质名称表示)。
(5)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。______(简要写出实验思路和预期结果)
【答案】(1) ①. 细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜 ②. 苹果酸经脱羧作用释放 ③. 呼吸作用产生 ④. 缺乏光照,不能产生NADPH和ATP
(2) ①. 水的光解产生O2,并生成NADPH; ②. ADP和Pi生成ATP
(3) ①. 下降 ②. 突然停止光照,光反应无法产生NADPH和ATP,C3的还原速率下降,C5的合成速率下降,而CO2浓度不变,C5的消耗速率不变,故C5含量下降
(4)14CO2→OAA→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)(或(14CH2O)和C5)
(5)实验思路:取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组;A组在(湿度适宜的)正常环境中培养,B组在干旱环境中培养,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH,并求平均值
预期结果:A组pH平均值高于B组
【解析】
【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。
【小问1详解】
白天有光照,叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用,也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸,光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中,有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP,因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜;细胞呼吸(呼吸作用)产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应,故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸(或呼吸作用)释放的CO2;暗反应需要光反应提供NADPH和ATP,由于缺乏光照,不能产生NADPH和ATP,故甲植物在夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)。
【小问2详解】
白天叶绿体光合色素吸收的光能有两方面用途:水的光解产生O2,并生成NADPH;ADP和Pi生成ATP,NADPH和ATP储存下的能量最终都提供给暗反应阶段利用。
【小问3详解】
若对多肉植物突然停止光照,光反应无法产生NADPH和ATP,C3的还原速率下降,C5的合成速率下降,而CO2浓度不变,C5的消耗速率不变,故C5含量下降。
【小问4详解】
结合图示可知,植物吸收二氧化碳后首先出现在OAA中,此后在苹果酸中,而暗反应过程包括二氧化碳的固定和C3的还原过程,故给甲植物提供14C标记的14CO2,14C可以相继出现在14CO2→OAA→苹果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)(或(14CH2O)和C5)。
【小问5详解】
该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱,由于夜间气孔打开吸收二氧化碳,生成苹果酸储存在液泡中,导致液泡pH降低,故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式,即因变量检测指标是液泡中的pH值。故实验思路:取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组;A组在(湿度适宜的)正常环境中培养,B组在干旱环境中培养,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH,并求平均值。
预期结果:A组pH平均值高于B组。
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