山东高一生物上学期阶段测试2025—2026学年人教版必修1第五章
2026-05-05
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第5章 细胞的能量供应和利用 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.00 MB |
| 发布时间 | 2026-05-05 |
| 更新时间 | 2026-05-05 |
| 作者 | 水木郎 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57690310.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
山东高一生物2025—2026学年上学期阶段检测
(人教版必修1第五章)
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(原创) rRNA是核糖体的组成成分之一,在肽链合成过程中,rRNA具有催化肽键形成的作用。下列叙述错误的是( )
A. rRNA的基本组成单位是氨基酸
B. rRNA可降低脱水缩合反应所需的活化能
C. rRNA与ATP的化学组成元素均是C、H、O、N、P
D. rRNA也具有专一性和高效性
2. 下列实例中,不能说明“酶的作用条件较温和”的是( )
A. 人发高烧时,浑身无力,食欲下降
B. 唾液淀粉酶进入胃后失活,不再催化淀粉的水解
C. 平原地区人进入西藏后产生“高原反应”
D. 用沸水泡过的加酶洗衣粉洗涤效果不佳
3. 生物兴趣小组在最适温度下,以等量的作为底物,探究不同pH下两种不同过氧化氢酶(酶A、酶B)的活性。通过改变pH并测定相同时间内的剩余量,获得A、B两组结果(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量是pH和过氧化氢酶的种类
B. 若升高温度再实验,A、B两组曲线均会上移
C. 若反应时间延长,A、B两组结果差距会减小
D. 当pH为11时,酶A不能与双缩脲试剂发生反应
4. 如图为人体细胞的ATP-ADP循环示意图,下列叙述正确的是( )
A. 反应①需要水作为底物
B. 在ATP-ADP 循环中P可重复利用
C. 人在饥饿状态下ATP 含量显著下降
D. 细胞通过反应①和反应②实现能量的循环利用
5. 酵母菌的呼吸是一个温和的过程,CO2的释放比较缓慢,不易观察,而pH传感器反应灵敏,若使用如图的实验装置检测CO2的释放速率,检测结果将更准确。下列叙述正确的是( )
A. 实验过程中,图甲、乙装置检测到pH增大
B. 环境温度越高,两个装置的结果差距越大
C. 溶液X的作用是排除空气中CO2对实验结果的影响
D. 用溴麝香草酚蓝溶液可以检测装置乙中有酒精产生
6. 如图为细胞呼吸过程的示意图,其中a、b表示物质,①~④表示主要过程,下列叙述错误的是( )
A. ③过程包括有氧呼吸的第二、三阶段
B. ①过程中有[H]产生,②④过程有[H]的消耗
C. a为丙酮酸,在有氧条件下才能产生
D. b为乳酸,在人体细胞中可以产生
7. 线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径的电子传递链密切相关,如图所示。该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等传递,传递过程释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,最终ATP合成酶利用这一浓度差合成ATP。下列分析错误的是( )
A. 植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP,其ATP含量维持动态平衡
B. 电子传递的整个过程中都会受低温胁迫影响
C. 跨膜H+梯度的建立需要ATP供能
D. ATP合成酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能
8. 某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法正确的是( )
A. 甲曲线表示O2吸收量
B. O2浓度小于b时,该器官只进行无氧呼吸
C. O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
D. O2浓度为0时最适合保存该器官
9. 植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶活性及种类的影响,作用过程如图所示。植物被水淹时,某些植物根细胞中乳酸脱氢酶活性增强,生成的乳酸增多,引起pH下降,使得丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶被激活,乳酸脱氢酶活性被抑制。下列分析正确的是( )
A. 植物被水淹时可通过检测有无CO2的产生来判断有无乙醇产生
B. 植物被水淹时,丙酮酸通过转化为乙醇来增加细胞内ATP的供应
C. pH下降后,促进丙酮酸转化为乳酸,抑制丙酮酸转化为乙醇
D. 与有氧条件相比,无氧条件下,马铃薯块茎细胞中乳酸脱氢酶活性可能增强
10. 如图表示北方的一个贮存白菜的地窖内,随着O2的消耗,CO2浓度变化的情况。下列分析错误的是( )
A. ab段白菜主要进行有氧呼吸,cd段白菜主要进行无氧呼吸
B. bc段CO2浓度几乎不上升的原因是细胞无氧呼吸不释放CO2
C. 从b点开始,O2浓度是限制有氧呼吸的主要因素
D. 为了较长时间贮存大白菜,应把地窖里的O2控制在bc段范围内
11. 采用新鲜的菠菜绿叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验,下列叙述正确的是( )
A. 可以用无水乙醇进行色素的提取和分离
B. 色素在滤纸条上扩散速度快慢与其含量有关
C. 滤液细线过粗可能会导致滤纸条上色素带重叠
D. 滤纸条上分离出的色素带从下到上第1条是叶绿素a
12. 光合作用过程如图所示,其中①②代表结构,a、b、c代表物质。下列叙述正确的是( )
A. ①代表叶绿体内膜,其上含有叶绿素和类胡萝卜素
B. 若给植物提供H218O,则18O可出现在物质b中
C. ①上形成的NADPH和ATP均可为暗反应提供还原剂和能量
D. ①上无与光合作用相关的酶,②中有与光合作用相关的酶
13. 实验是生物学研究的重要手段。下列对光合作用的部分探究实验的分析,正确的是( )
选项
实验名称
实验材料、操作或现象
分析、结果或条件
A
恩格尔曼的水绵实验
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,好氧细菌会聚集在红光和蓝紫光照射的水绵区域
叶绿体主要吸收红光和蓝紫光,并用于光合作用
B
希尔的离体叶绿体悬浮液实验
在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2)
希尔反应证明了叶绿体中产生的O2中的氧元素全部来自水
C
鲁宾和卡门的放射性同位素示踪实验
对照组是C18O 2和H2O,实验组是CO2和H218O
该实验需要在适宜的光照和温度条件下进行
D
阿尔农的实验
光照下,叶绿体可合成ATP,这一过程总伴随着水光解
叶绿体能吸收光能并用于光合作用放氧
A. A B. B C. C D. D
14. 植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A. 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B. Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C. 弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获
D. PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
15. 部分厌氧菌可进行不产氧光合作用,以避免氧气产生的氧自由基对自身的伤害。图甲是绿色硫细菌的光反应过程示意图,图乙为绿色硫细菌的一种特殊的逆向TCA循环。下列说法错误的是( )
A. 绿色硫细菌中这种特殊的逆向TCA循环发挥着类似暗反应的作用
B. 绿色硫细菌的光合片层相当于绿色植物的类囊体薄膜
C. 菌绿素复合体中菌绿素的作用可能为吸收、传递和转化光能
D. 正常情况下,绿色硫细菌合成一分子己糖,需要消耗5分子ATP
16. 在生产生活中,经常运用到细胞呼吸和光合作用的相关原理。下列生产应用实例与对应原理错误的是( )
应用实例
原理
A
在低温、低氧环境中储存水果
影响酶的活性,抑制呼吸作用
B
栽种农作物时,正其行,通其风
有利于通风透气,为农作物提供更多的CO2提高光合作用效率
C
用透气创可贴包扎伤口
促进破伤风杆菌进行有氧呼吸
D
对作物中耕松土
增加土壤中氧气含量,有利于根部细胞进行呼吸作用
A. A B. B C. C D. D
17.(原创)某实验小组将正常生长在阳光下的小球藻,转移到相同强度的蓝紫光下,则短时间内,小球藻细胞的叶绿体内可能发生的变化是( )
A. O2的生成速率降低 B.NADP+/NADPH的比值上升
C. ADP/ATP的比值下降 D.C3/C5的比值上升
18.(原创)CAM植物(如龙舌兰)适于生长在干旱环境中,夜晚气孔开放,将CO2固定成苹果酸储存在液泡中,白天气孔关闭,苹果酸运出液泡后放出CO2,供叶绿体进行暗反应,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在夜晚,CAM植物产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体
B.在夜晚,CAM植物吸收的CO2以苹果酸形式储存会导致细胞液pH降低
C.在白天,CAM植物光合作用所需的CO2仅来自苹果酸的分解
D.在白天,若突然降低外界CO2浓度,CAM植物叶绿体内C3的含量也会突然减少
19. 下列各图分别表示不同环境因素对光合速率的影响情况(除各图中所示因素外,其余条件与自然环境一致)。下列分析错误的是( )
A. 若光照强度适当增强,可能使图1中a点左移,b点右移
B. 若CO2浓度适当增大,可能使图2中a点左移,b点右移
C. 图3中,与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较少
D. 图4中,当温度高于25℃时,光照下光合作用单位时间积累的有机物的量逐渐减少
20. 甘蔗、玉米是常见的C4植物, C4植物的叶片具有特殊的花环结构,其叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有 Rubisco,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有 Rubisco。C4植物的光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对 CO2的亲和力远高于Rubisco,下列叙述错误的是( )
A. 维管束鞘细胞可以通过卡尔文循环制造糖类
B. 叶肉细胞可以通过光反应产生 ATP 和NADPH
C. 甘蔗、玉米等C4植物具有较低的 CO2补偿点
D. 甘蔗、玉米等C4植物具有明显的光合午休现象
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
21.(12分)
图1中甲曲线表示在最适温度下淀粉酶的酶促反应速率与淀粉溶液浓度之间的关系,乙曲线表示该酶促反应速率随温度的变化趋势。除了温度对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果,图2为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。回答下列问题:
(1)图1乙曲线中E点对应的温度代表该酶作用的________;图1甲曲线中限制AB段反应速率的主要因素是______,在B点后适当增加淀粉酶浓度,反应速率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)图2中非竞争性抑制剂降低酶活性的原理是________。
(3)已知物质M为淀粉酶抑制剂,为探究该物质是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,某同学设计了如下实验组:
①组:足量的淀粉溶液+淀粉酶→测定酶促反应速率
②组:足量的淀粉溶液+淀粉酶+物质M→测定酶促反应速率
预期实验结果:若______,则物质M为竞争性抑制剂;若______,则物质M为非竞争性抑制剂。
22.(10分)
农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有___________(答出2点即可);参与有氧呼吸的酶是___________(选填“甲”或“乙”)。
(2)在水淹0~3d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是___________;水淹第3d时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的___________倍。
(3)若水淹3d后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是___________(答出2点即可)。
23.(12分)
菠菜是良好的生物学实验材料,某兴趣小组利用菠菜叶片进行了光合作用相关的实验探究。回答下列问题:
(1)进行菠菜叶片光合色素提取和分离实验时,光合色素是一类____________(选填“水溶性”“脂溶性”)物质,可用95%乙醇提取。若用纸层析法分离光合色素,滤纸条上的滤液细线要____________(选填“高于”“低于”)层析液液面,滤纸条上最终形成4条色素带,离滤液细线最近的色素带含有____________。
(2)进行“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,利用相同大小的菠菜叶圆片,抽去叶圆片中的空气后平均分成4组,分别放入盛有不同浓度溶液的小烧杯中,置于其他条件都适宜的环境下进行实验。实验装置如图,实验结果如下表。
时间
上浮的叶圆片数量(片)
A组蒸馏水
B组0.5%
C组1%
D组1.5%
2min
0
7
11
10
4min
0
11
16
13
①该实验是探究____________对菠菜叶光合作用强度影响,因变量的检测指标是____________。
②光合作用分为光反应和碳反应两个阶段。光反应发生在叶绿体的____________,光反应产生的____________是碳反应中将还原为糖的能源物质。
③由于叶圆片光合作用会产生____________,当光合速率大于____________,叶圆片及其表面气泡的浮力大于叶圆片重力时,叶圆片就会上浮。
④从实验结果中可以看出,最有利于光合作用的是____________组。
24.(12分)
甲图表示在乙图n点条件下测得的某阳生植物光合作用随光照强度的变化曲线,据图回答问题:
(1)b点时,叶肉细胞的光合作用速率____________(填>,<或=)细胞呼吸速率。要使该植物正常生活(白天和黑夜的时间各为12h),则光照强度的设置范围为____________。
(2)甲图中c点植物固定的CO2量为_________mg/(m2.h)
(3)如果只将n换成m点条件,其它条件不变,则图甲中的b点、c点的移动方向分别是____________、____________。(供选:左移/左上移/左下移/右移/右上移/右下移/不变)
(4)两图综合分析,n点条件下,甲图XZY区段光合作用的限制因子有____________。
(5)请用化学反应式来概括光合作用的过程:__________________。
25.(14分)
已知某植物的光合作用相关酶的最适温度为30℃,呼吸作用相关酶的最适温度为35℃。某科研小组为了研究不同光照强度对该植物光合作用的影响,设计了以下实验:将等量生长状况相同的该植物分为六组,分别置于光照强度不同的10L的密闭容器中,将密闭容器置于30℃的环境下,12h后,容器内的CO2浓度均不再变化时,测定容器内的CO2浓度,实验结果如表所示。实验过程中,若温度不变,则细胞呼吸速率不变。回答下列问题:
光照强度/klx
0
2
4
6
8
10
起始CO2浓度/(mg·L-1)
100
100
100
100
100
100
12h后CO2浓度/(mg·L-1)
110
105
95
90
85
85
(1)在光照强度为0klx时,该植物叶肉细胞产生ATP的场所有_______,若将温度从30℃升高至35℃,则容器内12h后的CO2浓度将_____(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)当光照强度为6klx时,该植物在12h内通过光合作用共消耗了CO2_____mg。若将光照强度由6klx瞬时提升至10klx,则短时间内叶绿体中C3的含量将_______(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_________。
(3)在CO2浓度为100mg·L-1的条件下,该植物的光补偿点(光合速率等于呼吸速率时对应的光照强度)_________(填“大于”“等于”或“小于”)2klx,理由是________。若其他条件不变,温度降低,则该植物的光饱和点(光合速率达到最大值时对应的最小光照强度)将________(填“升高”“降低”或“不变”)。
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山东高一生物2025—2026学年上学期阶段检测
(人教版必修1第五章)
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(原创) rRNA是核糖体的组成成分之一,在肽链合成过程中,rRNA具有催化肽键形成的作用。下列叙述错误的是( )
A. rRNA的基本组成单位是氨基酸
B. rRNA可降低脱水缩合反应所需的活化能
C. rRNA与ATP的化学组成元素均是C、H、O、N、P
D. rRNA也具有专一性和高效性
【答案】A
【解析】 rRNA是核糖核酸,其基本组成单位是核糖核苷酸,A错误;rRNA是催化剂,能降低化学反应所需的活化能,B正确;rRNA、ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成,C正确;酶具有专一性和高效性,因此rRNA也具有专一性和高效性,D正确。
2. 下列实例中,不能说明“酶的作用条件较温和”的是( )
A. 人发高烧时,浑身无力,食欲下降
B. 唾液淀粉酶进入胃后失活,不再催化淀粉的水解
C. 平原地区人进入西藏后产生“高原反应”
D. 用沸水泡过的加酶洗衣粉洗涤效果不佳
【答案】C
【解析】“人发高烧时,浑身无力,食欲下降”是因为高温使体内酶的活性降低,导致消化功能下降,说明酶的作用条件较温和,A不符合题意;“唾液淀粉酶进入胃后失活,不再催化淀粉的水解”是由于胃部的pH降低,导致淀粉酶变性失活,说明酶的作用条件较温和,B不符合题意;平原地区的人进入西藏后产生“高原反应”是由于氧气浓度低导致,不能说明“酶的作用条件较温和”,不能说明酶的作用条件较温和,C符合题意;“用沸水泡过加酶洗衣粉洗涤效果不佳”是由于高温破坏了酶的空间结构,使酶变性失活,说明酶的作用条件较温和,D不符合题意。
3. 生物兴趣小组在最适温度下,以等量的作为底物,探究不同pH下两种不同过氧化氢酶(酶A、酶B)的活性。通过改变pH并测定相同时间内的剩余量,获得A、B两组结果(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量是pH和过氧化氢酶的种类
B. 若升高温度再实验,A、B两组曲线均会上移
C. 若反应时间延长,A、B两组结果差距会减小
D. 当pH为11时,酶A不能与双缩脲试剂发生反应
【答案】D
【解析】该实验探究不同pH下两种不同过氧化氢酶(酶A、酶B)的活性,所以自变量是pH和过氧化氢酶的种类,A正确;实验是在最适温度下进行的,若升高温度,酶的活性会降低,相同时间内H2O2的剩余量会增加,所以A、B两组曲线均会上移,B正确;若反应时间延长,底物H2O2会被更多地分解,最终两组的H2O2剩余量会更接近,所以A、B两组结果差距会减小,C正确;双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应,酶A的化学本质是蛋白质,即使在pH为11时,酶A的空间结构被破坏,但肽键未被破坏,仍能与双缩脲试剂发生反应,D错误。
4. 如图为人体细胞的ATP-ADP循环示意图,下列叙述正确的是( )
A. 反应①需要水作为底物
B. 在ATP-ADP 循环中P可重复利用
C. 人在饥饿状态下ATP 含量显著下降
D. 细胞通过反应①和反应②实现能量的循环利用
【答案】B
【解析】反应①是ATP的合成过程,该过程不需要水做底物,A错误;在ATP-ADP循环中P可重复利用,B正确;ATP在体内含量很少,但由于ATP和ADP的转化时刻不停进行,故人在饥饿状态下ATP 含量也不会显著下降,C错误;通过反应①和反应②可实现ADP和ATP含量的动态平衡,但能量不能循环利用,D错误。
5. 酵母菌的呼吸是一个温和的过程,CO2的释放比较缓慢,不易观察,而pH传感器反应灵敏,若使用如图的实验装置检测CO2的释放速率,检测结果将更准确。下列叙述正确的是( )
A. 实验过程中,图甲、乙装置检测到pH增大
B. 环境温度越高,两个装置的结果差距越大
C. 溶液X的作用是排除空气中CO2对实验结果的影响
D. 用溴麝香草酚蓝溶液可以检测装置乙中有酒精产生
【答案】C
【解析】有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,因此实验过程中,图甲、乙装置都能产生CO2,溶于水形成弱酸,pH下降,A错误;温度过高,会导致酵母菌呼吸作用减弱,两个装置结果差距不一定大,B错误;溶液X是质量分数为10%的NaOH溶液,其作用是吸收空气中的CO2,排除空气中CO2对实验结果的影响,C正确;可以利用溴麝香草酚蓝溶液检测装置乙中有CO2产生,有无酒精产生需用酸性的重铬酸钾处理,D错误。
6. 如图为细胞呼吸过程的示意图,其中a、b表示物质,①~④表示主要过程,下列叙述错误的是( )
A. ③过程包括有氧呼吸的第二、三阶段
B. ①过程中有[H]产生,②④过程有[H]的消耗
C. a为丙酮酸,在有氧条件下才能产生
D. b为乳酸,在人体细胞中可以产生
【答案】C
【解析】③过程是丙酮酸分解,产生二氧化碳和水的过程,包括有氧呼吸的第二、三阶段,A正确;①过程为有氧呼吸的第一阶段或无氧呼吸的第一阶段,该过程可产生[H];②④过程是无氧呼吸的第二阶段,有[H]的消耗,B正确;a为丙酮酸,是葡萄糖在细胞质基质中分解产生的,在有氧条件和无氧条件下都能产生,C错误;b为乳酸,在人体细胞中,可以通过无氧呼吸产生乳酸,D正确。
7. 线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径的电子传递链密切相关,如图所示。该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等传递,传递过程释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,最终ATP合成酶利用这一浓度差合成ATP。下列分析错误的是( )
A. 跨膜H+梯度的建立需要ATP供能
B. 电子传递的整个过程中都会受低温胁迫影响
C. 植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP,其ATP含量维持动态平衡
D. ATP合成酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能
【答案】A
【解析】根据图示,NADH分解时要释放电子,释放的电子驱动了H+梯度的建立,A错误;低温胁迫影响膜流动性,还会影响酶活性,因而可能破坏线粒体中电子传递链,从而抑制跨膜H+梯度的建立,B正确;根部细胞无法进行光合作用,因此只能通过呼吸作用产生ATP,其ATP含量可维持动态平衡,这是细胞进行正常生命活动的前提,C正确;图中显示,线粒体内膜上ATP合成酶可顺浓度梯度转运氢离子,该过程驱动了ATP的产生,而ATP的产生需要ATP合酶的催化,即ATP合成酶能降低反应的活化能,D正确。
8. 某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法正确的是( )
A. 甲曲线表示O2吸收量
B. O2浓度小于b时,该器官只进行无氧呼吸
C. O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
D. O2浓度为0时最适合保存该器官
【答案】C
【解析】乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加,故乙曲线为O2吸收量,由于有氧呼吸消耗的氧气量和释放二氧化碳量相等,故乙曲线也可表示有氧呼吸CO2的释放量;甲曲线为CO2释放量,A错误;O2浓度小于b时,该器官即进行无氧呼吸,又进行有氧呼吸,B错误;O2浓度为b时,O2吸收量等于CO2释放量,该器官只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸,C正确;O2浓度为a时,单位时间内CO2的释放量最低,葡萄糖消耗少,最适合保存该器官,D错误。
9. 植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶活性及种类的影响,作用过程如图所示。植物被水淹时,某些植物根细胞中乳酸脱氢酶活性增强,生成的乳酸增多,引起pH下降,使得丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶被激活,乳酸脱氢酶活性被抑制。下列分析正确的是( )
A. 植物被水淹时可通过检测有无CO2的产生来判断有无乙醇产生
B. 植物被水淹时,丙酮酸通过转化为乙醇来增加细胞内ATP的供应
C. pH下降后,促进丙酮酸转化为乳酸,抑制丙酮酸转化为乙醇
D. 与有氧条件相比,无氧条件下,马铃薯块茎细胞中乳酸脱氢酶活性可能增强
【答案】D
【解析】有氧呼吸也会产生CO2,故不能通过检测有无CO2的产生来判断有无乙醇产生,A错误;植物被水淹时,丙酮酸转化为乙醇和乳酸时均不会产生ATP,B错误;pH下降后,使得丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶被激活,乳酸脱氢酶活性被抑制,因此抑制了丙酮酸转化为乳酸,促进了丙酮酸转化为乙醇,C错误;有氧条件下,马铃薯块茎细胞进行有氧呼吸,丙酮酸会生成CO2和水;无氧条件下,马铃薯块茎细胞无氧呼吸生成乳酸。据此推测与有氧条件相比,无氧条件下,马铃薯块茎细胞中乳酸脱氢酶活性可能增强,D正确。
10. 如图表示北方的一个贮存白菜的地窖内,随着O2的消耗,CO2浓度变化的情况。下列分析错误的是( )
A. ab段白菜主要进行有氧呼吸,cd段白菜主要进行无氧呼吸
B. bc段CO2浓度几乎不上升的原因是细胞无氧呼吸不释放CO2
C. 从b点开始,O2浓度是限制有氧呼吸的主要因素
D. 为了较长时间贮存大白菜,应把地窖里的O2控制在bc段范围内
【答案】B
【解析】ab段O2消耗量很大,CO2上升也很快,该阶段白菜在进行有氧呼吸;cd段O2的浓度接近零,而CO2仍在上升,该阶段白菜在进行无氧呼吸,A正确;bc段O2浓度已很低,CO2浓度几乎不上升,说明白菜的细胞呼吸强度低,分解的有机物少,原因是此时O2浓度低,有氧呼吸弱,又少量的O2抑制了无氧呼吸,B错误;从b点开始,O2浓度已很低,CO2浓度几乎不上升,说明O2浓度是限制有氧呼吸的主要因素,C正确;二氧化碳的释放量可作为有机物消耗的指标,ab段和cd段的二氧化碳浓度都升高较快,只有bc段二氧化碳浓度几乎不上升,此时有机物消耗最少,因此要较长时间贮藏大白菜,应把地窖里的O2浓度控制在bc段范围内,D正确。
11. 采用新鲜的菠菜绿叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验,下列叙述正确的是( )
A. 可以用无水乙醇进行色素的提取和分离
B. 色素在滤纸条上扩散速度快慢与其含量有关
C. 滤液细线过粗可能会导致滤纸条上色素带重叠
D. 滤纸条上分离出的色素带从下到上第1条是叶绿素a
【答案】C
【解析】无水乙醇用于色素的提取,用层析液进行色素分离,A错误;色素在滤纸条上扩散速度快慢与其在层析液中的溶解度有关,溶解度越大扩散速度越快,B错误;滤液细线过粗,色素过多,可能会导致滤纸条上色素带重叠,C正确;滤纸条上分离出的色素带从下到上依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,D错误。
12. 光合作用过程如图所示,其中①②代表结构,a、b、c代表物质。下列叙述正确的是( )
A. ①代表叶绿体内膜,其上含有叶绿素和类胡萝卜素
B. 若给植物提供H218O,则18O可出现在物质b中
C. ①上形成的NADPH和ATP均可为暗反应提供还原剂和能量
D. ①上无与光合作用相关的酶,②中有与光合作用相关的酶
【答案】B
【解析】①表示类囊体薄膜,A错误;物质b为C3,若给植物提供H218O,通过有氧呼吸第二阶段,会生成C18O2,再通过CO2的固定,18O会进入C3中,B正确;ATP不能作为还原剂,C错误;①上有与光合作用相关的酶,如ATP合成酶,D错误。
13. 实验是生物学研究的重要手段。下列对光合作用的部分探究实验的分析,正确的是( )
选项
实验名称
实验材料、操作或现象
分析、结果或条件
A
恩格尔曼的水绵实验
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,好氧细菌会聚集在红光和蓝紫光照射的水绵区域
叶绿体主要吸收红光和蓝紫光,并用于光合作用
B
希尔的离体叶绿体悬浮液实验
在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2)
希尔反应证明了叶绿体中产生的O2中的氧元素全部来自水
C
鲁宾和卡门的放射性同位素示踪实验
对照组是C18O 2和H2O,实验组是CO2和H218O
该实验需要在适宜的光照和温度条件下进行
D
阿尔农的实验
光照下,叶绿体可合成ATP,这一过程总伴随着水光解
叶绿体能吸收光能并用于光合作用放氧
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】恩格尔曼通过三棱镜照射水绵临时装片,好氧细菌主要集中在红光和蓝紫光照射的区域,说明叶绿体主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用,产生氧气,A正确;希尔的实验可以证明光合作用可以产生氧气,但不能证明氧气中的氧全部来自水,B错误;鲁宾和卡门的两组实验均为实验组,C错误;阿尔农的实验可以证明叶绿体可以吸收光能合成ATP,但不能证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧,D错误。
14. 植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A. 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B. Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C. 弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获
D. PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
【答案】C
【解析】叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ分离减少,PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强,A正确;Mg2+是叶绿素的组成成分,其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少,导致对光能的捕获减弱 ,B正确;弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,增强对光能的捕获,C错误;PSⅡ光复合体能吸收光能,并分解水,水的光解产生H+、电子和O2,D正确。
15. 部分厌氧菌可进行不产氧光合作用,以避免氧气产生的氧自由基对自身的伤害。图甲是绿色硫细菌的光反应过程示意图,图乙为绿色硫细菌的一种特殊的逆向TCA循环。下列说法错误的是( )
A. 绿色硫细菌中这种特殊的逆向TCA循环发挥着类似暗反应的作用
B. 绿色硫细菌的光合片层相当于绿色植物的类囊体薄膜
C. 菌绿素复合体中菌绿素的作用可能为吸收、传递和转化光能
D. 正常情况下,绿色硫细菌合成一分子己糖,需要消耗5分子ATP
【答案】D
【解析】分析图乙,绿色硫细菌中这种特殊的逆向TCA循环需要消耗ATP和[H],以二氧化碳为原料,最终合成糖类,发挥着类似暗反应的作用,A正确;图甲中的光合片层能够吸收光能进行水的光解,在功能上相当于高等植物的类囊体薄膜,B正确;据图甲可知菌绿素与蛋白质共同组成复合体,吸收、传递与转化光能,C正确;据图可知,绿色硫细菌合成一分子己糖,需要2分子的丙糖;而1分子CO2与1分子琥珀酸消耗1分子的ATP生成1分子的α-酮戊二酸,1分子的α-酮戊二酸与1分子CO2、2[H]生成1分子的柠檬酸,柠檬酸消耗1分子的ATP生成乙酰辅酶A和草酰乙酸,乙酰辅酶A与1分子CO2、并消耗2分子的ATP生成PEP,PEP消耗1分子的ATP产生丙糖,可见产生一分子丙糖至少需要消耗3分子CO2和5分子的ATP,产生2分子的丙糖至少需要消耗6分子CO2和10分子的ATP,即产生一分子己糖,至少需要消耗10分子ATP和6分子CO2,D错误。
16. 在生产生活中,经常运用到细胞呼吸和光合作用的相关原理。下列生产应用实例与对应原理错误的是( )
应用实例
原理
A
在低温、低氧环境中储存水果
影响酶的活性,抑制呼吸作用
B
栽种农作物时,正其行,通其风
有利于通风透气,为农作物提供更多的CO2提高光合作用效率
C
用透气创可贴包扎伤口
促进破伤风杆菌进行有氧呼吸
D
对作物中耕松土
增加土壤中氧气含量,有利于根部细胞进行呼吸作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】低温、低氧条件下储存水果,影响酶的活性,二氧化碳释放量少,细胞呼吸降低,有机物的消耗减少,A正确;栽种农作物时,正其行,通其风,有利于通风透气,为农作物提供更多的CO2提高光合作用效率,B正确;由于氧气能抑制破伤风杆菌的无氧呼吸,所以在包扎伤口时,可选用透气的纱布进行包扎,以达到抑制破伤风杆菌的无氧呼吸,避免厌氧病原菌繁殖,C错误;中耕松土能为根细胞提供更多氧气,促进根细胞的有氧呼吸,有利于根细胞吸收无机盐,促进植物的生长,D正确。
17.(原创)某实验小组将正常生长在阳光下的小球藻,转移到相同强度的蓝紫光下,则短时间内,小球藻细胞的叶绿体内可能发生的变化是( )
A. O2的生成速率降低 B.NADP+/NADPH的比值上升
C. ADP/ATP的比值下降 D.C3/C5的比值上升
【答案】C
【解析】叶绿体的色素主要吸收红光和蓝紫光,白光改为相同强度的蓝紫光,导致光反应增强,H2O光解速率上升,因此O2的生成速率上升,A错误;光反应增强,产生的NADPH和ATP增加,因此NADP+/NADPH、ADP/ATP的比值均下降,B错误、C正确;光反应增强,产生的NADPH和ATP增多,C3还原成C5的量增多,但短时间内C5的消耗量不变,因此C3含量减少,C3/C5比值下降,D错误。
18.(原创)CAM植物(如龙舌兰)适于生长在干旱环境中,夜晚气孔开放,将CO2固定成苹果酸储存在液泡中,白天气孔关闭,苹果酸运出液泡后放出CO2,供叶绿体进行暗反应,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在夜晚,CAM植物产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体
B.在夜晚,CAM植物吸收的CO2以苹果酸形式储存会导致细胞液pH降低
C.在白天,CAM植物光合作用所需的CO2仅来自苹果酸的分解
D.在白天,若突然降低外界CO2浓度,CAM植物叶绿体内C3的含量也会突然减少
【答案】B
【解析】在夜晚,CAM植物的叶肉细胞进行呼吸作用,不进行光合作用,产生ATP的细胞器是线粒体,A错误;夜晚CAM植物吸收的CO2合成苹果酸,会导致细胞液pH降低,B正确;气孔关闭,CAM植物光合作用所需的CO2来自苹果酸的分解和呼吸作用的释放,C错误;在白天,CAM植物气孔关闭,突然降低外界CO2浓度,不会影响细胞间CO2浓度,C3的含量不会突然减少,D错误。
19. 下列各图分别表示不同环境因素对光合速率的影响情况(除各图中所示因素外,其余条件与自然环境一致)。下列分析错误的是( )
A. 若光照强度适当增强,可能使图1中a点左移,b点右移
B. 若CO2浓度适当增大,可能使图2中a点左移,b点右移
C. 图3中,与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较少
D. 图4中,当温度高于25℃时,光照下光合作用单位时间积累的有机物的量逐渐减少
【答案】C
【解析】图1中,a为CO2补偿点,b为CO2饱和点,若光照强度适当增强,则光合作用强度也随之增强,所以a点左移,b点右移,A正确;图2中,a为光补偿点,b为光饱和点,若CO2浓度适当增大,则光合作用强度也随之增强,则a点左移,b点右移,B正确;图3中,在光照未达饱和时,限制光合作用的主要因素是光照强度,由于a点CO2浓度比b点高,所以a点与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较多,C错误;图4中,温度为25℃时,净光合量最多,当温度高于25℃时,光照下二氧化碳的吸收量减少,净光合量减少,光合作用积累的有机物的量开始减少,D正确。
20. 甘蔗、玉米是常见的C4植物, C4植物的叶片具有特殊的花环结构,其叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有 Rubisco,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有 Rubisco。C4植物的光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对 CO2的亲和力远高于Rubisco,下列叙述错误的是( )
A. 维管束鞘细胞可以通过卡尔文循环制造糖类
B. 叶肉细胞可以通过光反应产生 ATP 和NADPH
C. 甘蔗、玉米等C4植物具有较低的 CO2补偿点
D. 甘蔗、玉米等C4植物具有明显的光合午休现象
【答案】D
【解析】卡尔文循环属于暗反应过程,维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有 Rubisco,维管束鞘细胞可以通过卡尔文循环制造糖类,A正确;叶肉细胞中的叶绿体有类囊体,类囊体薄膜上含有光合色素,因此叶肉细胞可以通过光反应产生ATP和NADPH, B正确;PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco,在CO2浓度较低时,PEP羧化酶仍可催化CO2固定, CO2与某种C3结合成C4,C4从叶肉细胞运输至维管束鞘细胞,又释放出CO2,因此对低浓度CO2具有富集作用,所以甘蔗、玉米等C4植物具有较低的CO2补偿点,一般没有光合午休现象,C正确,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
21.(12分)
图1中甲曲线表示在最适温度下淀粉酶的酶促反应速率与淀粉溶液浓度之间的关系,乙曲线表示该酶促反应速率随温度的变化趋势。除了温度对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果,图2为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图。回答下列问题:
(1)图1乙曲线中E点对应的温度代表该酶作用的________;图1甲曲线中限制AB段反应速率的主要因素是______,在B点后适当增加淀粉酶浓度,反应速率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)图2中非竞争性抑制剂降低酶活性的原理是________。
(3)已知物质M为淀粉酶抑制剂,为探究该物质是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,某同学设计了如下实验组:
①组:足量的淀粉溶液+淀粉酶→测定酶促反应速率
②组:足量的淀粉溶液+淀粉酶+物质M→测定酶促反应速率
预期实验结果:若______,则物质M为竞争性抑制剂;若______,则物质M为非竞争性抑制剂。
答案(每空2分,共12分):
(1)最适温度 反应物浓度(淀粉溶液浓度) 增大
(2)非竞争性抑制剂与酶相应部分结合后,改变酶的空间结构,从而降低酶活性
(3)②组反应速率与①组反应速率大致相同 ②组反应速率小于①组反应速率
【解析】(1)分析题意可知,乙曲线表示该酶促反应速率随温度的变化趋势,图示E点时酶促反应速率最大,故E点代表温度是该酶作用的最适温度;甲曲线表示在最适温度下,某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系,其中曲线AB段,随着反应物浓度的增加,反应速率加快,因此该段影响酶促反应速率的因素是反应物浓度(淀粉溶液浓度);B点以后,酶促反应速率不在随底物浓度增加而增加,说明此时限制因素可能是酶数量有限,故在B点后适当增加淀粉酶浓度,反应速率将增大。
(2)据图可知,非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制。
(3)分析题意,本实验的目的是探究物质M是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,本实验中的自变量是是否加入物质M,因变量是反应速率的改变。预期实验结果为:由于加入的淀粉是足量的,若物质M为竞争性抑制剂,当淀粉的量足够大时,竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响可以忽略不计,因此②组反应速率与①组反应速率大致相同;若物质M为非竞争性抑制剂,非竞争性抑制剂会使酶的空间构象发生改变,因此②组反应速率小于①组反应速率。
22.(10分)
农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有___________(答出2点即可);参与有氧呼吸的酶是___________(选填“甲”或“乙”)。
(2)在水淹0~3d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是___________;水淹第3d时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的___________倍。
(3)若水淹3d后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是___________(答出2点即可)。
答案(每空2分,共10分):
(1)需要氧气参与;有机物被彻底氧化分解;释放大量能量,生成大量ATP 乙
(2)O2含量 3
(3)无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;0~3d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动;催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失
【解析】(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将葡萄糖彻底氧化分解,将能量释放出来。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。
(2)在水淹0~3d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1,有氧呼吸需要消耗氧气,葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1:6:6,无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1:2,有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2μmol·g-1·min-1 CO2,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。
(3)若水淹3d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,一方面是排水后氧气含量上升,有氧呼吸增强,产生的能量增多;另一方面,由图可知,第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低,可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度,之后就很难恢复,所以要在水淹3天排水。
23.(12分)
菠菜是良好的生物学实验材料,某兴趣小组利用菠菜叶片进行了光合作用相关的实验探究。回答下列问题:
(1)进行菠菜叶片光合色素提取和分离实验时,光合色素是一类____________(选填“水溶性”“脂溶性”)物质,可用95%乙醇提取。若用纸层析法分离光合色素,滤纸条上的滤液细线要____________(选填“高于”“低于”)层析液液面,滤纸条上最终形成4条色素带,离滤液细线最近的色素带含有____________。
(2)进行“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,利用相同大小的菠菜叶圆片,抽去叶圆片中的空气后平均分成4组,分别放入盛有不同浓度溶液的小烧杯中,置于其他条件都适宜的环境下进行实验。实验装置如图,实验结果如下表。
时间
上浮的叶圆片数量(片)
A组蒸馏水
B组0.5%
C组1%
D组1.5%
2min
0
7
11
10
4min
0
11
16
13
①该实验是探究____________对菠菜叶光合作用强度影响,因变量的检测指标是____________。
②光合作用分为光反应和碳反应两个阶段。光反应发生在叶绿体的____________,光反应产生的____________是碳反应中将还原为糖的能源物质。
③由于叶圆片光合作用会产生____________,当光合速率大于____________,叶圆片及其表面气泡的浮力大于叶圆片重力时,叶圆片就会上浮。
④从实验结果中可以看出,最有利于光合作用的是____________组。
答案(除标注外,每空2分,共12分):
(1)脂溶性(1分) 高于(1分) 叶绿素b(1分)
(2)CO2浓度(1分) 单位时间内上浮的叶圆片数量 类囊体薄膜(1分) ATP、NADPH O2 (1分) 呼吸作用速率(1分) C(1分)
【解析】(1)利用菠菜叶片进行光合色素的提取和分离实验时,在菠菜叶片研磨过程中,光合色素是一类脂溶性物质,可以用95%乙醇提取色素。分离色素的过程中,滤液细线需高于层析液液面,避免色素直接溶解在层析液中,分离后,在滤纸条上会呈现四条色素带,其中离滤液细线最近的色素是叶绿素b。
(2)①该实验是探究CO2浓度对菠菜叶光合作用强度的影响,因变量的检测指标是单位时间内上浮的叶圆片数量。
②光反应发生在叶绿体类囊体薄膜,光反应产生的ATP、NADPH是碳反应中将CO2还原为糖的能源物质。
③由于叶圆片光合作用会产生O2,当光合速率大于呼吸作用速率时,叶圆片及其表面气泡的浮力大于叶圆片重力时,叶圆片就会上浮。
④从实验结果中可以看出,C组单位时间内上浮的叶圆片数量最多,最有利于光合作用。
24.(12分)
甲图表示在乙图n点条件下测得的某阳生植物光合作用随光照强度的变化曲线,据图回答问题:
(1)b点时,叶肉细胞的光合作用速率____________(填>,<或=)细胞呼吸速率。要使该植物正常生活(白天和黑夜的时间各为12h),则光照强度的设置范围为____________。
(2)甲图中c点植物固定的CO2量为_________mg/(m2.h)
(3)如果只将n换成m点条件,其它条件不变,则图甲中的b点、c点的移动方向分别是____________、____________。(供选:左移/左上移/左下移/右移/右上移/右下移/不变)
(4)两图综合分析,n点条件下,甲图XZY区段光合作用的限制因子有____________。
(5)请用化学反应式来概括光合作用的过程:__________________。
答案(除标注外,每空2分,共12分):
(1)> (1分) 大于X (1分)
(2)8
(3)左移 右上移
(4)光照强度、温度、CO2浓度
(5)CO2+H2O(CH2O)+O2
【解析】(1)b点是植物的光补偿点,此时光合速率=呼吸速率,但由于植物细胞中有不能进行光合作用的细胞,故叶肉细胞的光合作用速率>细胞呼吸速率;由图可知,该植物呼吸作用强度为2,若白天和黑夜的时间各为12h,则该植物光合作用时间为12小时,呼吸作用时间为24小时,当CO2吸收量超过2时,光合作用积累的有机物才能弥补呼吸作用消耗的有机物,因此要使该植物正常生活,则光照强度应大于X。
(2)甲图中c点植物固定的CO2量即总光合速率,等于净光合速率+呼吸速率=6+2=8mg/(m2.h)。
(3)将n换成m点条件,即增大了CO2的浓度,增加CO2浓度会使光合作用强度增强,而图甲中的b点为光补偿点,表示光合作用强度等于呼吸作用强度,故增加CO2浓度会导致b点会向左移动;图甲中的c点表示光饱和点对应的光合作用强度,由于增加CO2浓度使光合作用强度增强,故c点应向右上方移动。
(4)由图乙可知,n点条件的CO2浓度为大气中的,若增加CO2浓度,光合作用强度会增强,故CO2浓度是其中一个限制因素;图甲中XZY区段随光照强度的增大,光合作用强度也在增强,说明光照强度是其中一个限制因素;另外乙图中,光合作用强度也随着温度的改变而变化,温度会影响酶的活性,所以温度也是限制因素之一。
(5)光合作用是植物利用水和二氧化碳合成有机物和氧气的过程,其化学反应式可表示CO2+H2O(CH2O)+O2。
25.(14分)
已知某植物的光合作用相关酶的最适温度为30℃,呼吸作用相关酶的最适温度为35℃。某科研小组为了研究不同光照强度对该植物光合作用的影响,设计了以下实验:将等量生长状况相同的该植物分为六组,分别置于光照强度不同的10L的密闭容器中,将密闭容器置于30℃的环境下,12h后,容器内的CO2浓度均不再变化时,测定容器内的CO2浓度,实验结果如表所示。实验过程中,若温度不变,则细胞呼吸速率不变。回答下列问题:
光照强度/klx
0
2
4
6
8
10
起始CO2浓度/(mg·L-1)
100
100
100
100
100
100
12h后CO2浓度/(mg·L-1)
110
105
95
90
85
85
(1)在光照强度为0klx时,该植物叶肉细胞产生ATP的场所有_______,若将温度从30℃升高至35℃,则容器内12h后的CO2浓度将_____(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)当光照强度为6klx时,该植物在12h内通过光合作用共消耗了CO2_____mg。若将光照强度由6klx瞬时提升至10klx,则短时间内叶绿体中C3的含量将_______(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_________。
(3)在CO2浓度为100mg·L-1的条件下,该植物的光补偿点(光合速率等于呼吸速率时对应的光照强度)_________(填“大于”“等于”或“小于”)2klx,理由是________。若其他条件不变,温度降低,则该植物的光饱和点(光合速率达到最大值时对应的最小光照强度)将________(填“升高”“降低”或“不变”)。
答案(除标注外,每空2分,共14分):
(1)细胞质基质和线粒体 升高
(2)200 降低(1分) 光照强度提高,光反应速率加快,ATP和NADPH生成加快,C3还原加快,导致C3消耗增多,但此时CO2固定速率不变,C3生成速率不变
(3)大于(1分) 当光照强度为2klx时,12h后,该容器内的CO2浓度升高,说明光照强度为2klx时该植物的光合速率小于呼吸速率,因此该植物的光合速率等于呼吸速率时对应的光照强度大于2klx 降低
【解析】(1)光照强度为0时,叶肉细胞中只能进行呼吸作用,产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。若将温度从30℃升高至35℃,呼吸速率上升,则容器内12h后的CO2浓度将升高。
(2)根据光照强度为0时CO2的变化可知,呼吸速率为110-100=10mg·L-1,当光照强度为6klx时,净光合速率为100-90=10mg·L-1,该植物在12h内通过光合作用共消耗了CO2的量为(10+10)×10=200mg。若将光照强度由6klx瞬时提升至10klx,则短时间内光照强度提高,光反应速率加快,ATP和NADPH生成加快,C3还原加快,导致C3消耗增多,但此时CO2固定速率不变,C3生成速率不变,故叶绿体中C3的含量将降低。
(3)当光照强度为2klx时,12h后,该容器内的CO2浓度升高,说明光照强度为2klx时该植物的光合速率小于呼吸速率,因此该植物的光合速率等于呼吸速率时对应的光照强度大于2klx。若其他条件不变,温度降低,则该植物的光合速率会下降,光饱和点会降低。
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题号
考查知识点
题型
分值
难度系数
1
酶的本质和作用
单选题
2
0.6
2
酶的作用特点
单选题
2
0.6
3
酶活性的影响因素
单选题
2
0.5
4
ATP
单选题
2
0.6
5
呼吸作用实验
单选题
2
0.5
6
细胞呼吸过程
单选题
2
0.5
7
有氧呼吸
单选题
2
0.4
8
细胞呼吸的影响因素
单选题
2
0.5
9
无氧呼吸
单选题
2
0.5
10
细胞呼吸
单选题
2
0.4
11
叶绿体色素的提取和分离
单选题
2
0.6
12
光合作用过程
单选题
2
0.5
13
光合作用实验
单选题
2
0.6
14
光合作用过程
单选题
2
0.4
15
光合作用
单选题
2
0.4
16
光合作用、细胞呼吸原理应用
单选题
2
0.6
17
光合作用
单选题
2
0.5
18
光合作用
单选题
2
0.4
19
光合速率变化
单选题
2
0.4
20
光合作用
单选题
2
0.4
21
酶的特性
非选择题
12
0.5
22
细胞呼吸
非选择题
10
0.5
23
光合作用实验
非选择题
12
0.6
24
光合作用
非选择题
12
0.5
25
光合作用
非选择题
14
0.4
总分
100
0.55
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