内容正文:
高一年级生物学单元检测卷答案与解析
一、单项选择题。
1、【答案】D
【解析】选项A:葡萄糖中的能量属于化学能,细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)的本质是分解有机物、释放能量,因此能量1可通过细胞呼吸释放,A正确。
选项B:细胞呼吸释放的能量(能量2)有两个去向:一部分以热能形式散失(能量4),另一部分用于合成ATP(能量3),ATP是细胞可直接利用的能源物质,B正确。
选项C:细胞呼吸过程中以热能形式散失的能量(能量4),无法再被细胞直接转化为化学能或其他形式的可利用能量,C正确。
选项D:有氧呼吸过程中,葡萄糖彻底氧化分解释放的能量(能量2)中,大部分以热能形式散失(能量4),只有少部分用于合成ATP(能量3),即能量3<能量4,D错误。
2、【答案】B
【解析】选项A:酶的活性受温度、pH等因素影响,过酸、过碱或温度过高都会破坏酶的空间结构,影响其活性,A正确。
选项B:高温使酶失活的原理是破坏酶的空间结构(如蛋白质的空间折叠方式),但不会破坏肽键(肽键断裂需要蛋白酶或强酸强碱长时间作用),B错误。
选项C:酶的作用机理是降低化学反应的活化能,多酚氧化酶也不例外,它通过降低多酚氧化反应的活化能来加快反应速率,C正确。
选项D:高温会不可逆地破坏酶的空间结构,因此即使将处理后的脐橙切片置于适宜条件(如适宜温度、pH)下,酶活性也无法恢复,D正确。
3、【答案】C
【解析】选项A:夜间草莓只进行细胞呼吸,不进行光合作用。适当降低棚内温度,能降低呼吸作用相关酶的活性,减弱细胞呼吸,从而减少白天光合作用积累的有机物(如糖类)在夜间的消耗,有利于果实甜度的提升,A正确。
选项B:大棚种植中,适时通风具有多重作用。一方面,通风可以补充大棚内因植物光合作用消耗而减少的CO₂,提高光合速率;另一方面,通风能降低棚内湿度,创造不利于病原菌(如真菌、细菌)繁殖的环境,保障植株健康,B正确。
选项C:草莓属于高等植物,其根细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸,产物是酒精和二氧化碳;而酵母菌的无氧呼吸产物也是酒精和二氧化碳。两者产物相同,但此选项的表述在生物学上其实是对的。
选项D:有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是在细胞质基质中将1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸,产生少量[H],并释放出少量能量,这些能量中有部分用于合成少量ATP,D正确。
4、【答案】C
【解析】选项A:探究pH对酶活性影响的实验中,自变量是pH,其他无关变量(如温度、底物量等)需保持一致,遵循单一变量原则。但该实验属于相互对照实验,不同pH组别之间互为对照,不需要也不应该设置一个绝对的空白对照组(如pH=7.0),因为空白对照无法体现不同pH梯度之间的差异,A错误。
选项B:根据题意,纤维素酶的最适pH约为5.0。当pH从最适值5.0逐渐升高至7.0时,偏离了最适pH,酶的活性会逐渐降低,因此甘蔗渣被水解的速率也会随之持续下降,B正确。
选项C:酶促反应的作用机理是降低化学反应的活化能,而不是为反应提供活化能。纤维素酶通过降低纤维素水解所需的活化能,使反应更容易发生,从而加快反应速率,C错误。
选项D:pH过低(如pH=3.0)会破坏酶的空间结构,导致酶发生不可逆的失活。因此,即使后续将pH调整回最适的5.0,由于酶的结构已经被永久破坏,其催化活性也无法恢复,D正确。
5、【答案】C
【解析】选项A:ATP水解供能时,断裂的是远离腺苷的那个特殊化学键(即γ位与β位之间的高能磷酸键),释放的能量用于驱动主动运输、物质合成等吸能反应,A正确。
选项B:RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,每个核糖核苷酸只含有一个磷酸基团。在转录合成RNA时,ATP脱去β和γ位的两个磷酸基团,剩下的腺嘌呤核糖核苷酸(含α位磷酸)整合到RNA链中。因此,用α位³²P标记的ATP,放射性会进入RNA,B正确。
选项C:人体成熟红细胞没有线粒体,只能通过无氧呼吸产生ATP。无氧呼吸的场所是细胞质基质,因此其ATP中β位与γ位之间的特殊化学键确实只能在细胞质基质中形成,C错误。
选项D:ATP中β位与γ位之间的特殊化学键储存的能量来源广泛:在光合作用的光反应阶段,可来源于光能;在细胞呼吸过程中,可来源于有机物氧化分解释放的化学能。
6、【答案】B
【解析】选项A:根据题干信息,SOS1蛋白排出Na⁺是“逆浓度梯度”,摄入H⁺是“顺浓度梯度”。SOS1蛋白利用的是H⁺顺浓度梯度释放的势能来驱动Na⁺的逆浓度排出,这一过程本身不直接消耗ATP;直接消耗ATP的是H⁺-ATP酶(用于建立和维持H⁺浓度梯度)。因此,并非两个过程都需要直接消耗ATP,A错误。
选项B:载体蛋白在转运物质时,都需要与被转运的离子特异性结合,随后发生空间构象的改变,从而将离子转运至膜的另一侧。因此,SOS1蛋白和H⁺-ATP酶在发挥转运功能时,均会发生自身空间构象的改变,B正确。
选项C:呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,导致ATP合成受阻。由于H⁺-ATP酶需要消耗ATP来维持H⁺浓度梯度,ATP减少会导致H⁺浓度梯度无法维持,进而使依赖该梯度的SOS1蛋白转运Na⁺和H⁺的速率均下降,C错误。
选项D:白莲是高等植物,其根细胞最外层有坚韧的细胞壁。在盐碱胁迫下,虽然细胞内Na⁺浓度可能升高,但由于细胞壁的保护和限制作用,植物细胞吸水后只会发生质壁分离或膨胀,绝不会像动物细胞那样“吸水涨破”,D错误。
7、【答案】D
【解析】选项A:ATP在细胞内的含量很少,但消耗量很大,这依赖于ATP与ADP之间时刻不停地快速相互转化,以满足剧烈运动时的能量需求,A正确。
选项B:ATP水解供能时,末端磷酸基团脱离并携能量与肌球蛋白结合(磷酸化),使其空间结构发生改变,从而产生运动(肌肉收缩),B正确。
选项C:ATP是细胞内的能量“通货”,肌肉收缩是吸能反应,需要吸收ATP水解释放的能量,C正确。
选项D:运动员肌细胞合成ATP的能量来源包括:细胞呼吸(有机物氧化分解释放的化学能)和无氧呼吸(细胞质基质中葡萄糖分解)。但人体细胞不能进行光合作用,因此不能利用光能合成ATP,D错误。
8、【答案】D
【解析】① 正确:人体成熟的红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器,无法进行有氧呼吸。但它依然可以通过无氧呼吸(糖酵解)在细胞质基质中分解葡萄糖,从而合成少量的ATP,以维持其基本的生命活动(如维持细胞形态和离子浓度)。
② 正确:ATP合成所需的能量来源广泛:在绿色植物中可来源于光能(光合作用),在动植物细胞中均可来源于有机物氧化分解释放的化学能(细胞呼吸)。同时,ATP水解释放的能量也能转化为多种形式的能量,如萤火虫发光转化为光能、肌肉收缩转化为机械能、合成有机物转化为化学能等。
③ 正确:有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸和[H],并释放出少量能量用于合成少量ATP。因此,无论细胞处于有氧还是缺氧环境,细胞质基质都能产生ATP。
④ 正确:ATP结构简式(A-P~P~P)中的“A”代表腺苷,它是由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的;而构成DNA、RNA的碱基“A”仅仅指代腺嘌呤这一含氮碱基。因此,两者表示的不是同一物质。
综上所述,①②③④均表述正确,共有4项正确。
9、【答案】C
【解析】选项A:在绿叶中色素的提取和分离实验中,无水乙醇的作用是提取色素(因为色素易溶于有机溶剂),而分离色素需要使用层析液(利用不同色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上扩散的速度也不同)。该选项表述准确,A合理。
选项B:黑藻叶片细胞含有叶绿体,便于观察细胞质流动;同时它也是成熟的植物细胞,具有大液泡。用适当浓度的蔗糖溶液处理,细胞会失水发生质壁分离,在此过程中也可以观察到细胞质的流动现象。该选项表述准确,B合理。
选项C:双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是在碱性条件下,肽键与Cu²⁺结合生成紫色络合物。该反应在常温下即可进行,不需要加热。(需要加热的是斐林试剂鉴定还原糖的实验)。该选项表述错误,C不合理。
选项D:酵母菌有氧呼吸产物为CO₂和H₂O,无氧呼吸产物为CO₂和酒精。使用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液,若溶液由橙色变成灰绿色,说明有酒精生成,从而可判断酵母菌进行了无氧呼吸。该选项表述准确,D合理。
10、【答案】C
【解析】选项A:在自然的光合作用光反应中,水光解产生的电子最终传递给NADP⁺使其还原为NADPH。而在希尔反应中,由于没有CO₂,电子无法传递给NADP⁺,而是被人为加入的铁盐等氧化剂(希尔氧化剂)接受,因此铁盐的作用相当于NADP⁺,A正确。
选项B:希尔反应在无CO₂的条件下进行,叶绿体依然能够发生水的光解并释放O₂,这说明水的光解与CO₂还原成糖类不是同一个反应,两者可以分开进行,B正确。
选项C:希尔反应确实证明了水在光下能够被分解并释放氧气,但该实验并没有使用同位素标记法追踪氧原子的去向,因此不能直接证明光合作用释放的O₂“全部”来自水。真正证明O₂全部来自水的是后来鲁宾和卡门利用同位素¹⁸O标记H₂O和CO₂进行的对比实验,C错误。
选项D:贾格道夫实验在黑暗条件下进行,排除了光照引起水光解产生H⁺的干扰。实验通过人为制造类囊体膜内外pH的差异(即H⁺浓度差),在黑暗中也成功合成了ATP,这为米切尔的“化学渗透假说”提供了早期证据,证实了H⁺浓度差是合成ATP的直接动力,D正确。
11、【答案】B
【解析】选项A:根据题干信息,实线表示CO₂吸收速率(代表净光合速率),虚线表示CO₂释放速率(代表呼吸速率)。因此,该实验的自变量是温度,因变量包括CO₂的吸收速率与释放速率,A正确。
选项B:实际光合作用制造的有机物总量(总光合速率)= 净光合速率(CO₂吸收速率)+ 呼吸速率(CO₂释放速率)。当温度高于25℃时,虽然净光合速率可能开始下降,但呼吸速率仍在上升,因此总光合速率(实际制造的有机物总量)不一定减少,可能依然大于25℃时的水平,B错误。
选项C:植物的生长速度取决于有机物的积累量,即净光合速率。根据常规的光合作用温度曲线规律,净光合速率(实线)的最高点通常出现在25℃左右,因此在25℃条件下信丰脐橙的生长速度最快,C正确。
选项D:P点是实线(净光合速率)与虚线(呼吸速率)的交点,此时净光合速率等于呼吸速率。这意味着白天光合作用积累的有机物刚好等于夜晚呼吸作用消耗的有机物,全天有机物的净积累量为零,D正确。
12、【答案】D
【解析】选项A:根据题干信息,科研小组探究的是不同无机盐离子对酶活性的影响,因此自变量是洗涤液中无机盐离子的种类(如Na⁺、Cl⁻、Cu²⁺等),因变量是污渍的分解速率(代表酶的催化活性),A正确。
选项B:重金属离子(如Cu²⁺)会使蛋白质变性,从而破坏酶的空间结构,导致酶发生不可逆的失活。酶失活后无法降低反应的活化能,因此丙组污渍分解速率最低,B正确。
选项C:甲组(含NaCl)的污渍分解速率高于乙组(空白对照或仅含SO₄²⁻),由于已知Na⁺和SO₄²⁻不影响该反应,由此可推断Cl⁻是该加酶洗涤剂中酶的激活剂,能够提高酶的催化效率,C正确。
选项D:加酶洗涤剂中的酶(本质为蛋白质)具有最适温度(通常在40℃左右)。若将温度从40℃升高至80℃,高温会破坏酶的空间结构,导致酶变性失活,因此三条曲线的最高点不仅不会上移,反而会显著下降,D错误。
13、【答案】ABD
【解析】选项A正确:荔枝采摘后依然进行细胞呼吸,会消耗果实内的有机物(如糖类)。低温(如剧中使用的冰块降温)能够有效降低细胞呼吸相关酶的活性,从而减弱呼吸作用,减少有机物的消耗,延长保鲜期。
选项B正确:荔枝在储藏过程中,为了维持生命活动,会通过细胞呼吸不断消耗体内的糖类,导致含糖量下降。纤维素是植物细胞壁的结构物质,在果实成熟和储藏过程中,糖类并不会大量逆向转化为纤维素。
选项C错误:0℃时虽然储藏时间最长,但荔枝作为亚热带水果,其细胞呼吸并未被“完全抑制”。如果呼吸作用完全停止,细胞将死亡,果实会迅速腐败。此时只是呼吸速率降到了较低水平,且低温对荔枝的生理代谢造成了其他影响(见D选项解析)。
选项D正确:从表格数据可以看出,0℃时的含糖量下降幅度(-1.8%)大于5℃时(-0.5%)。这是因为荔枝属于亚热带水果,对低温较为敏感。0℃的低温可能导致荔枝发生冷害(冻伤),破坏了细胞的膜结构,导致细胞代谢紊乱,有机物加速分解,因此含糖量下降反而更明显。
14、【答案】AB
【解析】选项A正确:光合作用光反应(a过程)产生的ATP具有专一性,只能用于叶绿体基质中暗反应(b过程)C₃的还原;而细胞呼吸(d过程等)产生的ATP是细胞的“通用能量货币”,可用于茶树植株各项生命活动,如根细胞通过主动运输吸收无机盐等。
选项B正确:光照减弱会导致光反应(a过程)产生的ATP和[H]减少,进而使得暗反应(b过程)中C₃的还原受阻,C₃消耗减少而生成量暂时不变,因此C₃含量增加;同时,由于C₃还原减慢,再生成的C₅减少,而CO₂的固定仍在消耗C₅,因此C₅含量减少。
选项C错误:暗反应(b过程)有光无光都能进行,它不需要光直接参与,但需要光反应提供ATP和[H]。光照并不会抑制参与碳固定相关酶的活性,只是在黑暗条件下,由于缺乏ATP和[H],暗反应最终会因原料不足而停止。
选项D错误:当叶肉细胞a过程释放的氧气量与d过程消耗的氧气量相等时,仅说明该叶肉细胞的净光合速率为零(光合速率等于呼吸速率)。但茶树植株的根部、茎部等非绿色器官不进行光合作用,却时刻在进行细胞呼吸消耗有机物。因此,整株植物的总光合速率小于总呼吸速率,有机物处于净消耗状态,茶树不能正常生长。
15、【答案】BD
【解析】选项A错误:虽然该实验的自变量确实是光照强度,但指针的偏转反映的是装置内气体体积的变化,即O₂的净释放量,代表的是净光合速率(总光合速率 - 呼吸速率),而不是总光合速率。在严谨的生物学表述中,该因变量的定义存在偏差,且实验直接测得的是净光合速率,A表述不够严谨(作为干扰项)。
选项B正确:B装置中放置已死亡的幼苗,且培养液条件与A组完全相同。当灯泡距离改变导致水温发生变化时,B装置可以反映出单纯由温度变化引起的气体热胀冷缩效应。通过对比A、B两组,可以排除温度变化对气球体积和指针偏转的干扰,确保实验结果仅由光合作用引起,B正确。
选项C错误:在乙图曲线的ac段,指针向左偏转,说明气球体积缩小,即装置内的气体总量在减少。这意味着广昌泽泻幼苗光合作用释放的O₂量小于细胞呼吸消耗的O₂量,即光合速率小于呼吸速率。但此处“装置内气体减少”的表述忽略了CO₂缓冲液的作用,实际上气体减少是因为O₂被消耗,而非CO₂增加,C表述存在逻辑漏洞(作为干扰项)。
选项D正确:在de段,随着灯泡到水面距离的增大,光照强度减弱,指针偏转的格数逐渐减小。由于指针偏转格数代表单位时间内O₂的净释放量,偏转格数减小说明广昌泽泻幼苗单位时间内O₂的释放量在减少,D正确。
16、【答案】BC
【解析】选项A错误:在探究温度对酶活性影响的实验中,必须先将底物溶液和酶溶液分别在设定的温度下保温,使其达到预设温度后,再将两者混合。如果先混合再置于不同温度下保温,在温度改变的过程中酶促反应已经开始,会干扰实验结果,A错误。
选项B正确:冰箱冷藏室的温度通常在4℃左右,属于低温环境。低温能够降低广丰马家柚中酚氧化酶的活性,从而减缓酚类物质的氧化速率,达到延缓果肉褐变、保持品质的目的,B正确。
选项C正确:在初步实验中,若发现酶B的活性在某一温度区间达到较高水平,为了更精确地确定其最适温度,需要在该区间内缩小温度梯度进行进一步实验,C正确。
选项D错误:低温会降低酶的活性,但不会破坏酶的空间结构,温度回升后酶的活性可以恢复;而高温会破坏酶的空间结构导致酶发生不可逆失活。因此,低温并没有使酶的空间结构发生不可逆破坏,D错误。
17、(每空1分,共10分)【答案】(1) 水通道蛋白;逆浓度;主动运输
(2) ATP合成;降低;转运蛋白A排出Na⁺属于主动运输,需要消耗ATP;需要
(3) 降低化学反应的活化能;空间结构;非竞争性抑制剂
【解析】(1) 水分子通过协助扩散进出细胞需要借助细胞膜上的水通道蛋白。海水稻将细胞质基质中过量的Na⁺运入液泡内,是逆浓度梯度进行的,需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输。
(2) 呼吸抑制剂会抑制细胞的有氧呼吸,导致细胞内ATP合成受阻。由于转运蛋白A排出Na⁺属于主动运输,需要消耗ATP,因此ATP合成受阻后,Na⁺排出细胞的速率会明显降低。同时,将H⁺排出细胞外也是逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗能量。
(3) 酶的作用机理是降低化学反应的活化能。非竞争性抑制剂与酶结合后,会改变酶的空间结构,导致底物无法与酶的活性中心结合。图2乙中,曲线C的最大反应速率降低,且增加底物浓度也无法恢复,这是非竞争性抑制剂的典型特征。
18、(每空1分,共12分)【答案】(1) ①②;④;腺嘌呤;核糖
(2) 不是;吸能;肌肉细胞内ATP与ADP的相互转化十分迅速(或时刻不停地发生着ATP与ADP的相互转化),使其含量处于动态平衡
(3) ① 消耗掉骨骼肌中原有的ATP(耗尽肌肉细胞中储存的ATP)
② 葡萄糖
③ ATP
④ ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源(葡萄糖不是肌肉收缩的直接能源物质)
【解析】(1)ATP由腺苷和三个磷酸基团组成,腺苷由①腺嘌呤和②核糖构成。ATP分子中含有两个高能磷酸键(④),储存着大量能量。ATP彻底水解后,会分解为磷酸基团、腺嘌呤和核糖三种小分子物质。
(2) 图2中,ATP与ADP的相互转化在物质上是可逆的,但在反应所需的酶、能量来源与去向、反应场所等方面均不相同,因此该过程不是可逆反应。ATP水解会释放大量能量,这些能量通常用于驱动细胞内的吸能反应(如物质合成、主动运输等)。在活细胞中,ATP与ADP的相互转化时刻不停地进行,且转化速度极快,因此即使剧烈运动消耗大量ATP,其含量也不会降为零,而是维持动态平衡。
(3) 本实验采用自身前后对照的方法。实验前持续刺激肌肉至不再收缩,是为了耗尽肌肉内原有的ATP,排除原有ATP对实验结果的干扰。由于葡萄糖不能直接为肌肉收缩供能,而ATP可以,因此应先滴加葡萄糖溶液(步骤②),再滴加ATP溶液(步骤③)。若只有滴加ATP后肌肉恢复收缩,即可证明ATP是肌肉收缩的直接能源物质。
19、 (除标注外,每空1分,共14分)【答案】(1)保护叶绿素不被破坏;不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越大的色素在滤纸条上扩散速度越快(2分);叶绿素a
(2) NADPH;为暗反应提供能量、作为还原剂参与C₃的还原(2分);气孔部分关闭导致CO₂供应减少;
(3) 蛋白质;通过高温破坏和钝化鲜叶中多酚氧化酶(PPO)等酶的活性,抑制茶多酚的酶促氧化(2分);细胞膜的结构;选择透过
【解析】(1) 提取色素时加入CaCO₃可以中和细胞液中的有机酸,保护叶绿素不被破坏。纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的扩散速度快。在四种光合色素中,只有叶绿素a能够将吸收的光能转化为化学能,其他色素只能吸收和传递光能。
(2) 光反应阶段水光解产生O₂、H⁺和电子,最终生成NADPH和ATP,其中NADPH既提供能量又作还原剂。夏季正午部分气孔关闭导致CO₂吸收减少,暗反应中C₃的还原受阻,暗反应速率下降。
(3) 酶的化学本质大多是蛋白质,少数是RNA。高温会破坏酶(蛋白质)的空间结构,使其永久失活。高温同时会破坏细胞膜的结构,使其失去选择透过性,变成全透性,导致细胞内物质外流。
20、(除标注外,每空1分,共10分)【答案】(1)高效性;专一性
(2) 酒精和二氧化碳;一部分储存在ATP中,其余主要以热能的形式散失(2分)
(3) 氨基酸;甘油和脂肪酸
(4) 方案一;方案二中底物与酶在混合时未达到预设的实验温度,在升温/降温过程中酶已经开始催化反应,会对实验结果产生干扰,方案一先将底物和酶分别保温至预设温度再混合,能确保反应在设定的温度下进行,实验结果更准确(2分)
【解析】(1) 酶降低活化能的作用更显著,催化效率极高,体现了高效性;酶只能催化特定的化学反应(如蛋白酶只催化蛋白质水解),体现了专一性。
(2) 酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,产物是酒精和二氧化碳;细胞呼吸释放的能量只有一小部分储存在ATP中,其余大部分以热能的形式散失。
(3) 蛋白质在蛋白酶的作用下水解,产物是具有鲜味的氨基酸;脂肪在脂肪酶的作用下水解,产物是甘油和脂肪酸。
(4) 探究温度对酶活性的影响时,必须严格控制自变量。方案二中底物与酶在室温下混合,在升温/降温过程中酶已开始催化反应,会干扰实验结果;方案一先将底物和酶分别保温至预设温度再混合,能确保反应在设定的温度下进行,实验结果更准确。
21、【答案】(除标注外,每空2分,共14分)
(1) 吸收、传递和转化光能;叶绿体类囊体薄膜;无水乙醇(1分);溶解(提取)色素(1分)0;O₂和C₃
(2) 光照强度、温度(或土壤含水量、CO₂浓度等);覆膜能保持土壤水分,使脐橙叶片气孔开放程度更大,CO₂吸收量增加(或覆膜能提高地温,促进根系对矿质元素的吸收,有利于叶绿素的合成)
(3) ①②③
【解析】(1) 光合色素的功能是吸收、传递和转化光能,它们分布在叶绿体类囊体薄膜上。提取色素时加入无水乙醇是为了溶解色素。根据常规光合作用示意图,A通常是水光解产生的O₂,C是CO₂固定生成的C₃。
(2) 实验需遵循单一变量原则,除自变量(覆膜与否)外,光照、温度、水分等均为无关变量,需保持相同且适宜。覆膜能保水保墒,维持土壤适宜含水量,有利于脐橙在夏季保持较高的光合速率。
(3) H₂¹⁸O参与光反应,水光解会产生¹⁸O₂(①);¹⁸O₂参与有氧呼吸第三阶段生成H₂¹⁸O,H₂¹⁸O再参与有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应,会生成C¹⁸O₂(②);C¹⁸O₂再参与光合作用的暗反应,最终会合成含¹⁸O的葡萄糖(③)。因此①②③均能检测到。
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作业大赛
一、作品基础信息
项目
填写内容
作品名称
【江西高一生物学上学期单元作业(人教版必修一第五章)】
学段学科
【高中】【生物学】
适用年级
【高一年级】
教材版本
【人教版】
对应内容
【第五单元 细胞的能量供应与利用】
作业类型
【单元作业】
完成时长
总时长75分钟
设计者
【黄春艳】
二、设计背景与意图
1. 课标与教材分析
· 课标要求:本作业对应的学科核心素养是生命观念、科学思维、科学探究和社会责任,需达成能够解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,阐明光合作用和细胞呼吸的物质与能量变化,并能运用相关知识解决生产生活实际问题的学业质量标准水平
· 教材地位:本单元承载的核心概念是细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在细胞的特定区域,酶是生物催化剂,ATP是细胞的能量“货币”,光合作用和细胞呼吸是细胞能量代谢的核心途径;核心方法是模型建构、控制变量与对比实验设计、科学史探究分析;核心价值观是认同结构与功能观、物质与能量观,体会科学探索的严谨性,关注生物学原理在农业生产和生活中的应用价值。
· 教学重难点:本作业聚焦的重难点是酶促反应曲线分析与实验设计(如抑制剂机理、温度/pH探究)、ATP与ADP转化机制及供能本质、有氧呼吸与无氧呼吸的过程辨析及影响因素、光反应与暗反应的物质能量联系及环境因素对光合速率的影响。
2. 学情分析
维度
具体描述
已有基础
学生已掌握细胞的结构与功能、物质跨膜运输等前置知识,初中阶段对光合作用和呼吸作用有初步认知,具备一定的图表信息提取能力和基础的实验变量控制意识。
现有困惑
容易混淆ATP与ADP转化是否为可逆反应、有氧呼吸与无氧呼吸的场所及产物、光合色素吸收光谱与功能;薄弱的思维环节在于对酶促反应多因素曲线(如竞争性/非竞争性抑制)的综合分析、光合作用与细胞呼吸综合情境下的物质转移路径推断;缺乏的实践经验是将抽象的细胞代谢原理迁移至真实农业生产情境(如海水稻耐盐机制、脐橙光合午休、臭鳜鱼/霉鱼发酵工艺)中进行问题解决。
差异分析
班级内基础薄弱的学生需要强化核心概念的记忆与基础图表的识读;中等水平学生需加强过程性知识的逻辑串联与常规情境题的解答;学优生则需要挑战多变量综合分析、复杂实验方案评价及跨模块知识融合的创新题型,以满足其高阶思维发展的需求。
3. 设计意图
本单元检测卷以“细胞的能量供应和利用”大概念为统领,创设赣南脐橙、永丰霉鱼、海水稻等本土真实情境,将抽象的细胞代谢原理与生产生活实际深度融合,旨在通过多层次、多维度的试题考查,精准诊断学生对酶、ATP、细胞呼吸和光合作用核心概念的掌握程度,强化其“物质与能量观”“结构与功能观”的生命观念,提升图表分析、实验探究及知识迁移的科学思维与探究能力,同时引导学生关注本土特色农业与生物技术的应用,培养学以致用的社会责任感。
三、作业目标
目标维度
编号
具体目标
对应核心素养
评价证据
知识理解
A
识记/复述/解释/辨别酶的特性与机理、ATP的结构与转化、细胞呼吸与光合作用的过程及影响因素
生命观念
正确率、概念复述
能力运用
B
运用控制变量、对比实验设计、同位素示踪等方法/策略解决真实情境(如发酵工艺、耐盐机制、农业增产)中的实际问题
科学探究、社会责任
过程记录、方法选用
思维发展
C
比较、概括、推理、评价、创新分析多因素曲线(如酶促反应、光合速率)、综合推断物质与能量转化路径、评价并优化实验方案
科学思维
论证思路、创意思维体现
情感态度
D
认同/体验本土特色农业(如赣南脐橙、永丰霉鱼、海水稻)背后的生物学智慧,形成学以致用、关注生态与可持续发展的意识或习惯
社会责任
反思语、作品倾向
4、 作业内容与目标对应表
题号
题型
题目概要
对应作业目标编号
设计意图
参考答案/评价要点
1
单选
细胞呼吸中葡萄糖氧化分解的能量去向分析
A
考查学生对细胞呼吸中能量转化与去向的理解,巩固物质与能量观。
D
2
单选
脐橙干制作中高温“钝化”多酚氧化酶的原理
A
结合赣南脐橙特产,考查酶的特性及高温使其失活的机理。
B
3
单选
草莓大棚种植中夜间降温、通风等措施的细胞呼吸原理分析
B
将细胞呼吸原理应用于农业生产,考查学生运用知识解决实际问题的能力。
C
4
单选
探究pH对纤维素酶活性影响的实验分析
A, C
考查酶活性影响因素的实验设计原则(对照、单一变量)及结果分析能力。
C
5
单选
ATP的分子结构与功能辨析
A
考查ATP的结构、功能及其在细胞中的作用,夯实核心概念。
C
6
单选
广昌白莲耐盐碱机制中离子跨膜运输与ATP的关系
B, C
结合本土作物耐盐实例,考查物质跨膜运输方式及ATP供能的综合分析。
B
7
单选
运动员剧烈运动时ATP的消耗与再生机制
A
联系生活实际,考查ATP与ADP快速转化的动态平衡及其供能特点。
D
8
单选
关于ATP结构、合成及功能的综合判断
A
综合考查ATP的相关知识,检验学生对核心概念的全面掌握程度。
D
9
单选
高中生物学经典实验方法(色素提取、质壁分离等)的判断
A
考查学生对教材基础实验的原理、试剂和操作步骤的识记与理解。
C
10
单选
希尔反应和贾格道夫实验对光合作用机理的探究分析
C
通过科学史经典实验,考查学生分析实验、推理结论的科学思维能力。
C
11
单选
温度对信丰脐橙光合速率和呼吸速率影响的曲线分析
B, C
考查学生解读双纵坐标曲线图,并综合分析净光合速率与有机物积累的能力。
C
12
单选
无机盐离子对加酶洗涤剂中酶活性影响的实验结果分析
C
考查学生分析实验曲线,推断离子对酶活性影响(激活或抑制)的能力。
C
13
多选
不同储藏温度对荔枝储藏时间和含糖量影响的表格分析
B, C
考查学生分析实验数据,并运用细胞呼吸原理和冷害知识进行综合解释的能力。
ABD
14
多选
茶树叶片光合作用与细胞呼吸过程示意图的综合分析
A
考查学生对光合作用和细胞呼吸全过程的物质能量变化及相互关系的理解。
AB
15
多选
利用气压变化装置探究光照强度对广昌泽泻光合速率的影响
B, C
考查学生对创新实验装置的原理分析、变量判断及结果预测的科学探究能力。
BD
16
多选
温度对广丰马家柚中两种酚氧化酶活性影响的柱状图分析
B, C
考查学生分析柱状图数据,并对探究酶最适温度的实验设计进行评价的能力。
BC
17
非选
海水稻耐盐碱的生理机制及酶抑制剂的作用机理
A, B, C
结合“海水稻”前沿科技,综合考查物质运输、酶的作用机理及实验曲线分析。
(1) 水通道蛋白;逆浓度;主动运输 (2) ATP合成;降低;转运蛋白A排出Na⁺是逆浓度梯度的主动运输,需要消耗ATP;需要 (3) 降低化学反应的活化能;空间结构;非竞争性抑制剂
18
非选
ATP的分子结构、与ADP的相互转化及验证实验设计
A, B
考查ATP的结构细节、ATP-ADP循环的特点,并设计实验验证ATP是直接能源物质。
(1) ①②;b、c;腺嘌呤;核糖 (2) 不是;吸能;ATP与ADP的相互转化十分迅速,处于动态平衡之中 (3) ①耗尽肌肉细胞中原有的ATP ②葡萄糖 ③ATP ④ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源,而葡萄糖不是
19
非选
庐山云雾茶的光合色素提取、光合作用过程及“杀青”工艺原理
A, B, D
结合江西名茶,考查光合色素实验、光合作用过程,并运用酶的知识解释传统制茶工艺。
(1) 防止色素被破坏;不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;少数特殊状态的叶绿素a (2) NADPH;作为还原剂,并提供能量;气孔部分关闭,CO₂吸收减少 (3) 蛋白质;空间结构;选择透过
20
非选
永丰霉鱼发酵过程中的酶特性、细胞呼吸及产物分析
A, B, D
结合江西特色美食,考查酶的特性、细胞呼吸类型及产物,并评价实验方案的科学性。
(1) 高效性;专一性 (2) 酒精和CO₂;一部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中 (3) 氨基酸;甘油和脂肪酸 (4) 方案一;方案一能保证酶和底物在混合前就达到预设温度,确保反应在设定温度下进行,实验结果更准确
21
非选
赣南脐橙光合作用的过程、影响因素及同位素示踪应用
A, B, C
以赣南脐橙为情境,综合考查光合作用的物质变化、环境因素影响及同位素示踪法的应用。
(1) 吸收、传递和转化光能;叶绿体类囊体薄膜;无水乙醇;溶解(提取)色素;O₂和C₃ (2) 时间和CO₂浓度 (3) 光照强度、温度;覆膜能保持土壤水分,使气孔开放程度更大,CO₂吸收量增加 (4) ①②③
5、 作业评价
维度
权重
评价要点
知识理解
20%
围绕酶的特性与机理、ATP结构与转化、细胞呼吸与光合作用过程等核心概念,结合第1-9题基础单选进行评价
能力运用
30%
围绕控制变量、对比实验设计、同位素示踪等方法,结合第11题双纵坐标曲线、第13题储藏温度表格、第15题气压装置、第16题酶活性柱状图等图表分析题进行评价
思维发展
30%
围绕多因素综合分析(第17题海水稻耐盐机制、第18题ATP验证实验设计)、物质与能量转化路径推断(第1题、第21题)、科学史实验推理(第10题)等高阶思维进行评价
情感态度
20%
围绕赣南脐橙、南丰蜜桔、庐山云雾茶、永丰霉鱼、广昌白莲等本土农业情境,评价学生学以致用的社会责任意识
6、 试题详情
高一年级生物学单元检测卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题。(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、如图表示葡萄糖氧化分解过程中能量的去向,下列相关叙述错误的是( )
A. 能量1是葡萄糖中储存的化学能,可通过细胞呼吸过程释放
B. 能量2为细胞呼吸释放的能量,其中一部分(能量3)可用于合成ATP
C. 能量4以热能形式散失,该部分能量无法再被细胞直接利用
D. 有氧呼吸时葡萄糖彻底氧化分解,能量3>能量4
2.赣州脐橙是国家地理标志产品,经切片、烘干等制成的脐橙干口感酸甜有嚼劲。切片后的高温处理可“钝化”多酚氧化酶(化学本质是蛋白质),防止脐橙中的多酚类物质氧化而褐变。下列有关叙述错误的是( )
A. 多酚氧化酶的活性受温度、pH等环境因素影响
B. 高温处理使多酚氧化酶失活的原理是破坏了其肽键结构
C. 多酚氧化酶通过降低化学反应的活化能来催化多酚氧化
D. 若将处理后的脐橙切片置于适宜条件下,酶活性无法恢复
3.近年来,南丰蜜桔品质有所下滑,部分橘农转而种植草莓、蓝莓等经济水果。在草莓大棚种植过程中,果农常采取夜间适当降低棚内温度、适时通风换气等措施,以提升果实甜度并保障植株健康。下列相关分析错误的是( )
A. 夜间适当降温能减弱草莓的细胞呼吸,从而减少光合作用产物在夜间的消耗
B. 适时通风不仅能为草莓补充光合作用所需的CO₂,还能降低棚内湿度以抑制病原菌繁殖
C. 若大棚长时间密闭导致草莓根部缺氧,其根细胞无氧呼吸的产物与酵母菌不同
D. 草莓叶肉细胞在进行有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段时,均能在细胞质基质中合成少量ATP
4、赣州信丰黑皮甘蔗是国家地理标志产品,其榨汁后产生的甘蔗渣富含纤维素。为了高效降解这些农业废弃物,某研究小组以甘蔗渣为底物,探究pH对纤维素酶活性的影响,在适宜温度下测得酶活性随pH变化的曲线(呈钟形曲线,最适pH约为5.0)。下列相关分析错误的是( )
A.为保证实验结果的准确性,该探究实验应遵循单一变量原则,且需设置pH为7.0的组别作为空白对照
B. 若将反应体系的pH从5.0逐渐升高至7.0,甘蔗渣被纤维素酶水解的速率会持续下降
C. 纤维素酶能够加快甘蔗渣水解速率的原因是该酶为反应提供了活化能
D. 若将反应体系的pH从3.0直接调整至5.0,由于酶的空间结构已被破坏,纤维素酶的活性无法恢复
5.ATP是细胞生命活动的直接能源物质,也是合成RNA的原料之一,其分子结构如图所示(α、β、γ分别代表磷酸基团的位置)。下列关于ATP结构与功能的叙述,错误的是( )
A. ATP水解时断裂的是γ位与β位之间的特殊化学键,释放的能量可直接用于驱动细胞内的吸能反应
B. 在转录过程中,若使用α位被³²P标记的ATP作为原料,新合成的RNA链中会检测到放射性
C. 在人体成熟的红细胞中,β位与γ位之间的特殊化学键能在细胞质基质中或线粒体中形成
D. ATP分子中β位与γ位之间的特殊化学键储存的能量,可以来源于光能或有机物氧化分解释放的化学能
6、广昌白莲是享誉海内外的“莲中珍品”,但近年来受土壤盐碱化影响,部分莲田出现白莲品质下降、产量降低的问题。科研人员发现,广昌白莲根部细胞膜上存在一种特殊的SOS1反向转运蛋白,它可将细胞内积累的过量Na⁺逆浓度梯度排出细胞外,同时将胞外H⁺顺浓度梯度转运至细胞内;而H⁺浓度梯度的维持,则依赖于消耗ATP的H⁺-ATP酶。下列相关叙述正确的是( )
A. 白莲根细胞排出Na⁺与摄入H⁺的过程,均需要直接消耗细胞内的ATP
B. SOS1蛋白和H⁺-ATP酶在转运离子时,均会发生自身空间构象的改变
C. 若用呼吸抑制剂处理白莲根细胞,SOS1蛋白转运Na⁺和H⁺的速率均不受影响
D. 盐碱胁迫下,白莲根细胞内Na⁺浓度会持续升高,最终导致细胞吸水涨破
7、乒乓球运动员在赛场上进行高强度对抗时,肌肉的收缩与舒张需要消耗大量能量,而ATP是肌肉收缩的直接能源物质。下列关于ATP的叙述,错误的是( )
A.运动员在剧烈运动时,肌细胞内ATP的消耗量远大于其储存量,这依赖于ATP与ADP之间时刻不停地快速转化
B. 肌球蛋白水解ATP时,末端磷酸基团脱离并携能量与肌球蛋白结合,使其空间结构发生改变从而产生运动
C. 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,肌肉收缩作为吸能反应,需要吸收ATP水解释放的能量
D. 运动员肌细胞在合成ATP时,所需的能量可来源于葡萄糖等有机物的氧化分解,也可来源于光能
8、ATP(三磷酸腺苷)是细胞内流通的能量“货币”,在生物体的能量代谢中扮演着核心角色。近年来,随着细胞生物学研究的深入,科学家对ATP的结构、合成途径及其在细胞内的动态平衡有了更全面的认识。基于现代生物学对ATP的理解,下列关于ATP的叙述中,正确的有几项( )
① 人体成熟的红细胞虽然没有线粒体,但依然能通过无氧呼吸在细胞质基质中合成ATP
② ATP分子中的能量既可以来源于光能和有机物氧化分解释放的化学能,也可以转化为光能、化学能等其他形式的能量
③ 无论是有氧还是缺氧条件,细胞呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行,并能产生少量ATP
④ ATP结构简式中的“A”代表腺苷,而构成DNA、RNA的碱基“A”代表腺嘌呤,两者并非同一物质
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
9、生物学实验是探究生命规律的重要手段,高中生物学教材中涵盖了物质提取、显微观察、物质鉴定及细胞呼吸探究等多种经典实验方法。下列有关实验方法的描述不合理的是( )
A. 在绿叶中色素的提取和分离实验中,提取色素使用无水乙醇,而分离色素应使用层析液
B. 适当浓度的蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片,可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C. 检测样品中的蛋白质时,需水浴加热才能使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D. 用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液中是否有酒精生成,可辅助判断酵母菌的呼吸方式
10、江西是著名的农业大省,拥有南丰蜜桔、赣南脐橙等众多国家地理标志农产品。在探究这些特色农作物光合作用机制的过程中,科学家们曾开展过一系列经典实验。1937年,希尔发现在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐等氧化剂,在无CO₂的条件下给予光照,叶绿体能够释放O₂;1963年,贾格道夫将离体叶绿体类囊体置于pH=4的酸性溶液中平衡,随后迅速转移至含有ADP和Pi的pH=8缓冲液中,发现在黑暗条件下也能合成ATP。结合上述实验,下列相关分析错误的是( )
A. 希尔反应中,铁盐等氧化剂的作用相当于自然光合作用光反应阶段中的NADP⁺
B. 希尔反应证明了水的光解与C3还原成糖类是两个可以相对独立进行的化学反应
C. 希尔反应中释放的氧气来源于水的光解,该实验直接证明了光合作用释放的O₂全部来自水
D. 贾格道夫实验在黑暗中进行,排除了光反应中水光解的干扰,证实了类囊体膜内外的H⁺浓度差是驱动ATP合成的动力
11、信丰脐橙是国家地理标志产品,以其果大形正、酸甜适度而闻名。科研人员为探究温度对信丰脐橙光合特性的影响,在光照充足且其余条件均相同的情况下,测定了不同温度下植株CO₂的吸收速率和释放速率,并绘制了变化曲线(注:实线代表CO₂吸收速率,虚线代表CO₂释放速率;两线在P点相交)。下列相关分析正确的是( )
A.该实验的自变量是温度,因变量包括CO₂的吸收速率与释放速率
B.温度高于25℃时,信丰脐橙实际光合作用制造的有机物总量开始减少
C.在光照相同时间的条件下,信丰脐橙在25℃条件下生长速度最快
D.若昼夜时间相同且温度不变,处于P点温度时,信丰脐橙全天有机物的净积累量为零
12、近年来,市面上各种加酶洗涤剂层出不穷,其核心成分多为耐碱的蛋白酶或脂肪酶。为探究洗涤液中某些无机盐离子对加酶洗涤剂中酶活性的影响,某科研小组在适宜温度(如40℃)和适宜pH等条件下,利用含有NaCl和CuSO₄的溶液进行了探究实验,结果如图所示(已知Na⁺和SO₄²⁻几乎不影响该酶的催化活性)。下列相关分析正确的是( )
A.该实验的自变量是洗涤液中无机盐离子的种类,因变量是污渍的分解速率
B.丙组污渍分解速率最低,可能是因为Cu²⁺破坏了酶的空间结构,导致酶失活
C.甲组污渍分解速率高于乙组,可能是因为Cl⁻是该加酶洗涤剂中酶的激活剂,提高了催化效率
D.若将实验温度从40℃升高至80℃,三条曲线的最高点均会上移
二、多项选择题.(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13、热播剧《长安的荔枝》中,李善德为完成将岭南鲜荔枝运至长安的“死亡任务”,尝试了冰块保鲜、竹筒密封等多种方法。荔枝素有“一日色变,二日香变,三日味变”的特性,其保鲜难度极高。为探究现代低温储藏对荔枝品质的影响,科研人员研究了密闭环境中不同储藏温度对荔枝最长储藏时间和含糖量变化的影响,结果如表所示。下列分析正确的是( )
储藏温度/℃
最长储藏时间/h
含糖量变化/%
0
240
-1.8
5
96
-0.5
20
24
-1.0
A.剧中李善德使用冰块降温,其原理是低温能降低荔枝细胞呼吸相关酶的活性,从而减少有机物的消耗
B.荔枝在储藏过程中含糖量下降,主要原因是细胞呼吸消耗了糖类,而非糖类大量转化成了纤维素
C.0℃时荔枝的储藏时间最长,说明此温度下荔枝细胞的呼吸作用被完全抑制,物质消耗量最少
D.储藏温度过低(如0℃)时,荔枝的含糖量下降幅度反而增大,这可能与低温造成的冷害(细胞结构受损)有关
14、庐山云雾茶是江西著名的特产,其茶叶中含有丰富的茶多酚和氨基酸。下图为庐山云雾茶茶树叶肉细胞中光合作用与细胞呼吸的部分过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.a过程产生的ATP只能用于b过程中C₃的还原,而d过程产生的ATP可用于茶树根细胞吸收无机盐等生命活动
B.若遇阴雨天气导致光照强度减弱,短时间内叶肉细胞中C₃的含量会增加,而C₅的含量会减少
C.b过程(暗反应)必须在黑暗条件下才能进行,因为光照会抑制参与碳固定的相关酶的活性
D.当叶肉细胞a过程释放的氧气量与d过程消耗的氧气量相等时,说明该叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,茶树植株可以正常生长
15、广昌泽泻素有“大天鹅蛋”之称,其块茎可入药,具有利尿渗湿等功效。为探究光照强度对广昌泽泻光合速率的影响,某科研小组设计了如下实验装置:甲图中A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的广昌泽泻幼苗,其中B幼苗已死亡(作为对照)。两个气球的体积相同且可膨胀、收缩,膨胀时会上浮。气球内的培养液中均含有CO₂缓冲液(以维持气球内CO₂浓度不变),初始时指针在正中间零的位置。乙图为改变灯泡到水面的距离,在相同时间内测得指针偏转格数的变化曲线(每次实验后指针复零,且实验过程中呼吸速率默认不变)。下列相关叙述正确的是( )
A. 该实验通过改变灯泡到水面的距离来改变光照强度,自变量是光照强度,因变量是广昌泽泻幼苗的净光合速率
B.B装置中放置已死亡的广昌泽泻幼苗,是为了排除温度变化引起的气球体积变化对实验结果的干扰
C.在乙图曲线的ac段,广昌泽泻幼苗的光合速率小于呼吸速率,装置内气体减少,指针向左偏转
D.随着灯泡距离的增大,乙图de段指针偏转格数逐渐减小,则广昌泽泻幼苗单位时间内O₂的释放量在减少
15、广丰马家柚是江西省上饶市广丰区的特产,也是中国国家地理标志产品。其果肉细嫩、汁水充盈,但在切开或榨汁后,果肉中的酚类物质会在空气中被酚氧化酶(PPO)加速氧化,导致果肉发生褐变,影响品质与外观。为探究不同温度对广丰马家柚中两种酚氧化酶(酶A和酶B)活性的影响,某研究小组设计了相关实验并绘制了曲线图。下列相关叙述正确的是( )
A.在探究温度对酚氧化酶活性的影响时,应将酚类底物与酚氧化酶混合后,再分别置于不同温度下保温
B.将切开的广丰马家柚置于冰箱冷藏室中,可有效减缓果肉褐变的速度
C.若要准确探究酶B的最适温度,应在曲线峰值对应的温度区间内设置更小的温度梯度进行实验
D.在低温(如4℃)和高温(如80℃)条件下酚类物质剩余量均较高,说明极端温度均能使酚氧化酶的空间结构发生不可逆破坏
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17、(10分)袁隆平院士团队研发的“海水稻”能在沿海滩涂等盐碱地正常生长,得益于其独特的耐盐碱生理机制。盐碱地中大量的Na⁺进入植物根细胞后会产生毒害,而海水稻根细胞能够通过“排盐—隔离”等协同机制,有效降低细胞质基质中Na⁺的浓度。图1为海水稻根细胞耐盐碱相关的生理过程示意图。图2为酶的作用机理及抑制剂影响酶活性的示意图。据图回答:
(1) 海水稻根细胞吸收水分的方式包括自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要借助细胞膜上的________。海水稻将细胞质基质中过量的Na⁺运入液泡内储存起来,这一过程是________(填“顺浓度”或“逆浓度”)进行的,对应的跨膜运输方式为________。
(2) 若用呼吸抑制剂处理海水稻根细胞,细胞内________受阻,则Na⁺通过转运蛋白A排出细胞外的速率会明显________(填“升高”或“降低”),其原因是________。同时,海水稻还能通过转运蛋白将细胞质基质中的H⁺排出细胞外,以中和盐碱地中过多的碱,该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3) 在海水稻的耐盐代谢过程中,多种酶的催化作用至关重要。酶能够加快反应速率的作用机理是________。图2甲中,非竞争性抑制剂与酶结合后改变了酶的________,导致底物无法与酶结合从而失去催化活性。图2乙表示在相同酶溶液条件下,酶促反应速率随反应物浓度变化的曲线,其中曲线C代表加入了________(填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制剂”)。
18、(12分)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。图1为ATP的分子结构模式图,其中①~④表示组成ATP的化学基团或化学键;图2为ATP与ADP相互转化的过程示意图,其中酶1和酶2分别代表催化该过程的两种酶。请据图回答下列问题:
(1) 图1中,代表腺苷的是________(填序号),ATP分子中储存大量能量的化学键是________(填序号)。从组成成分上看,ATP彻底水解后的产物除了磷酸基团外,还包括________和________。
(2) 图2中,ATP与ADP的相互转化过程________(填“是”或“不是”)可逆反应。在活细胞中,ATP水解通常伴随着________(填“吸能”或“放能”)反应的发生,在人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内ATP的含量不会降为零,而是处于动态平衡之中,其原因是________________________。
(3) 为验证ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源,某研究小组利用离体的新鲜蛙腓肠肌标本、ATP溶液、葡萄糖溶液及电刺激设备等进行了如下实验。请完善实验思路并分析:
① 实验前,需用电极间歇性刺激该骨骼肌标本,直到骨骼肌受刺激后不再收缩为止。此操作的目的是________________________。
② 向不再收缩的骨骼肌标本上滴加适量________溶液,施加相同强度的电刺激,观察骨骼肌是否收缩。
③ 接着,再向该骨骼肌标本上滴加等量________溶液,施加相同强度的电刺激,观察骨骼肌是否收缩。
④ 若观察到步骤②中肌肉不收缩,步骤③中肌肉恢复收缩,则说明________________________。
19、(14分)庐山云雾茶是中国十大名茶之一,其茶区常年云海弥漫,凉爽多雾的气候及日光直射时间短等条件,造就了其叶厚、毫多、醇甘耐泡的独特品质。科研人员为探究庐山云雾茶的生长生理特性及制茶工艺,开展了相关研究。回答下列问题:
(1) 庐山云雾茶鲜叶中富含多种光合色素。在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,提取色素时通常加入少许CaCO₃,其作用是____________________;分离色素的原理是 。从功能上看,光合色素中只有__________(填色素名称)具有转化光能的作用。
(2) 庐山云雾茶在生长过程中,叶肉细胞通过光合作用将光能转化为化学能。在光反应阶段,水被裂解产生O₂和______(填“NADPH”或“ATP”),该物质的作用是 。在夏季正午光照过强时,茶树常出现“光合午休”现象,此时由于 导致暗反应速率下降。
(3) 酶的化学本质大多是________,茶叶采摘后需经过“杀青”(高温)工艺,猜测杀青的作用是________________________。“杀青”时还会破坏 ,使其失去__________性,导致细胞内的物质容易流出。
20.(10分)江西吉安永丰霉鱼是一道历史悠久的特色风味美食。在制作过程中,鱼肉需经过特定的霉制发酵,期间酵母菌等微生物在鱼肉中迅速繁殖,并分泌多种酶(如蛋白酶、脂肪酶等)。这些酶能将鱼肉中的大分子物质分解,转化为具有特殊风味的氨基酸等小分子,从而赋予霉鱼“奇香扑鼻、外酥里嫩”的特点。请结合细胞呼吸及相关生物学知识,回答下列问题:
(1) 在霉鱼的发酵过程中,微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶等能够高效催化鱼肉中蛋白质和脂肪的分解,这体现了酶具有________的特性;同时,这些酶只能催化特定的化学反应,这体现了酶具有________的特性。
(2) 在霉鱼的发酵初期,酵母菌迅速增殖,其所需能量主要来自于细胞呼吸。其中,酵母菌进行无氧呼吸的产物是________;酵母菌细胞呼吸释放的能量去向________________________。
(3) 霉鱼“奇香扑鼻”的风味源于发酵过程中大分子物质的降解。请推断鱼肉中的蛋白质被分解后,产生了具有鲜味的________(填小分子物质名称);而脂肪被分解后,则会产生具有特殊香气的________。
(4) 发酵温度的高低会直接影响霉鱼的品质。为了提高霉鱼的品质,某生物学兴趣小组围绕“探究永丰霉鱼发酵中蛋白酶的适宜温度范围”设计了两套备选实验方案。
方案一:各取6支试管,分别加入等量鱼肉匀浆并置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃水浴保温;另取6支试管,分别加入等量发酵液(含蛋白酶)并在相同温度下水浴保温;随后将同温度的鱼肉匀浆和发酵液混合,继续在对应温度保温30min;最后加氨基酸检测试剂,量化检测颜色变化。
方案二:取6支试管,各加入等量鱼肉匀浆和发酵液,混匀后分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃水浴保温30min;然后加氨基酸检测试剂,量化检测颜色变化。
上述方案________更合理,理由是________________________________________。
21、(14分)赣南脐橙是中国国家地理标志产品,其果实中丰富的糖分和风味物质主要来源于叶片的光合作用。科研人员以赣南脐橙为材料,探究了影响其光合作用的相关因素。请据图及所学知识回答下列问题:
(1) 脐橙叶片中的光合色素能够 ,色素主要分布在_____________,在提取脐橙叶片中的光合色素时,通常加入 ,其作用是__________。图一中字母A和C分别代表的物质是 。
(2) 为了探究地表覆膜对赣南脐橙光合速率的影响,科研人员设置了覆膜组与对照组。实验中,除了地表是否覆膜外,还需要控制的无关变量有__________(答出2点即可)。若覆膜组脐橙叶片的净光合速率显著高于对照组,从环境因素分析,可能的原因是__________(答出1点即可)。
(3) 如果将一株脐橙栽培在含H₂¹⁸O的完全培养液中,给予充足的光照,较长时间后,下列物质中能检测到¹⁸O的有_____________。
① 周围空气中的氧气
② 周围空气中的CO₂
③ 光合作用制造的C₆H₁₂¹⁸O₆
7、 答案与解析
高一年级生物学单元检测卷答案与解析
一、单项选择题。
1、【答案】D
【解析】选项A:葡萄糖中的能量属于化学能,细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)的本质是分解有机物、释放能量,因此能量1可通过细胞呼吸释放,A正确。
选项B:细胞呼吸释放的能量(能量2)有两个去向:一部分以热能形式散失(能量4),另一部分用于合成ATP(能量3),ATP是细胞可直接利用的能源物质,B正确。
选项C:细胞呼吸过程中以热能形式散失的能量(能量4),无法再被细胞直接转化为化学能或其他形式的可利用能量,C正确。
选项D:有氧呼吸过程中,葡萄糖彻底氧化分解释放的能量(能量2)中,大部分以热能形式散失(能量4),只有少部分用于合成ATP(能量3),即能量3<能量4,D错误。
2、【答案】B
【解析】选项A:酶的活性受温度、pH等因素影响,过酸、过碱或温度过高都会破坏酶的空间结构,影响其活性,A正确。
选项B:高温使酶失活的原理是破坏酶的空间结构(如蛋白质的空间折叠方式),但不会破坏肽键(肽键断裂需要蛋白酶或强酸强碱长时间作用),B错误。
选项C:酶的作用机理是降低化学反应的活化能,多酚氧化酶也不例外,它通过降低多酚氧化反应的活化能来加快反应速率,C正确。
选项D:高温会不可逆地破坏酶的空间结构,因此即使将处理后的脐橙切片置于适宜条件(如适宜温度、pH)下,酶活性也无法恢复,D正确。
3、【答案】C
【解析】选项A:夜间草莓只进行细胞呼吸,不进行光合作用。适当降低棚内温度,能降低呼吸作用相关酶的活性,减弱细胞呼吸,从而减少白天光合作用积累的有机物(如糖类)在夜间的消耗,有利于果实甜度的提升,A正确。
选项B:大棚种植中,适时通风具有多重作用。一方面,通风可以补充大棚内因植物光合作用消耗而减少的CO₂,提高光合速率;另一方面,通风能降低棚内湿度,创造不利于病原菌(如真菌、细菌)繁殖的环境,保障植株健康,B正确。
选项C:草莓属于高等植物,其根细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸,产物是酒精和二氧化碳;而酵母菌的无氧呼吸产物也是酒精和二氧化碳。两者产物相同,但此选项的表述在生物学上其实是对的。
选项D:有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是在细胞质基质中将1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸,产生少量[H],并释放出少量能量,这些能量中有部分用于合成少量ATP,D正确。
4、【答案】C
【解析】选项A:探究pH对酶活性影响的实验中,自变量是pH,其他无关变量(如温度、底物量等)需保持一致,遵循单一变量原则。但该实验属于相互对照实验,不同pH组别之间互为对照,不需要也不应该设置一个绝对的空白对照组(如pH=7.0),因为空白对照无法体现不同pH梯度之间的差异,A错误。
选项B:根据题意,纤维素酶的最适pH约为5.0。当pH从最适值5.0逐渐升高至7.0时,偏离了最适pH,酶的活性会逐渐降低,因此甘蔗渣被水解的速率也会随之持续下降,B正确。
选项C:酶促反应的作用机理是降低化学反应的活化能,而不是为反应提供活化能。纤维素酶通过降低纤维素水解所需的活化能,使反应更容易发生,从而加快反应速率,C错误。
选项D:pH过低(如pH=3.0)会破坏酶的空间结构,导致酶发生不可逆的失活。因此,即使后续将pH调整回最适的5.0,由于酶的结构已经被永久破坏,其催化活性也无法恢复,D正确。
5、【答案】C
【解析】选项A:ATP水解供能时,断裂的是远离腺苷的那个特殊化学键(即γ位与β位之间的高能磷酸键),释放的能量用于驱动主动运输、物质合成等吸能反应,A正确。
选项B:RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,每个核糖核苷酸只含有一个磷酸基团。在转录合成RNA时,ATP脱去β和γ位的两个磷酸基团,剩下的腺嘌呤核糖核苷酸(含α位磷酸)整合到RNA链中。因此,用α位³²P标记的ATP,放射性会进入RNA,B正确。
选项C:人体成熟红细胞没有线粒体,只能通过无氧呼吸产生ATP。无氧呼吸的场所是细胞质基质,因此其ATP中β位与γ位之间的特殊化学键确实只能在细胞质基质中形成,C错误。
选项D:ATP中β位与γ位之间的特殊化学键储存的能量来源广泛:在光合作用的光反应阶段,可来源于光能;在细胞呼吸过程中,可来源于有机物氧化分解释放的化学能。
6、【答案】B
【解析】选项A:根据题干信息,SOS1蛋白排出Na⁺是“逆浓度梯度”,摄入H⁺是“顺浓度梯度”。SOS1蛋白利用的是H⁺顺浓度梯度释放的势能来驱动Na⁺的逆浓度排出,这一过程本身不直接消耗ATP;直接消耗ATP的是H⁺-ATP酶(用于建立和维持H⁺浓度梯度)。因此,并非两个过程都需要直接消耗ATP,A错误。
选项B:载体蛋白在转运物质时,都需要与被转运的离子特异性结合,随后发生空间构象的改变,从而将离子转运至膜的另一侧。因此,SOS1蛋白和H⁺-ATP酶在发挥转运功能时,均会发生自身空间构象的改变,B正确。
选项C:呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,导致ATP合成受阻。由于H⁺-ATP酶需要消耗ATP来维持H⁺浓度梯度,ATP减少会导致H⁺浓度梯度无法维持,进而使依赖该梯度的SOS1蛋白转运Na⁺和H⁺的速率均下降,C错误。
选项D:白莲是高等植物,其根细胞最外层有坚韧的细胞壁。在盐碱胁迫下,虽然细胞内Na⁺浓度可能升高,但由于细胞壁的保护和限制作用,植物细胞吸水后只会发生质壁分离或膨胀,绝不会像动物细胞那样“吸水涨破”,D错误。
7、【答案】D
【解析】选项A:ATP在细胞内的含量很少,但消耗量很大,这依赖于ATP与ADP之间时刻不停地快速相互转化,以满足剧烈运动时的能量需求,A正确。
选项B:ATP水解供能时,末端磷酸基团脱离并携能量与肌球蛋白结合(磷酸化),使其空间结构发生改变,从而产生运动(肌肉收缩),B正确。
选项C:ATP是细胞内的能量“通货”,肌肉收缩是吸能反应,需要吸收ATP水解释放的能量,C正确。
选项D:运动员肌细胞合成ATP的能量来源包括:细胞呼吸(有机物氧化分解释放的化学能)和无氧呼吸(细胞质基质中葡萄糖分解)。但人体细胞不能进行光合作用,因此不能利用光能合成ATP,D错误。
8、【答案】D
【解析】① 正确:人体成熟的红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器,无法进行有氧呼吸。但它依然可以通过无氧呼吸(糖酵解)在细胞质基质中分解葡萄糖,从而合成少量的ATP,以维持其基本的生命活动(如维持细胞形态和离子浓度)。
② 正确:ATP合成所需的能量来源广泛:在绿色植物中可来源于光能(光合作用),在动植物细胞中均可来源于有机物氧化分解释放的化学能(细胞呼吸)。同时,ATP水解释放的能量也能转化为多种形式的能量,如萤火虫发光转化为光能、肌肉收缩转化为机械能、合成有机物转化为化学能等。
③ 正确:有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸和[H],并释放出少量能量用于合成少量ATP。因此,无论细胞处于有氧还是缺氧环境,细胞质基质都能产生ATP。
④ 正确:ATP结构简式(A-P~P~P)中的“A”代表腺苷,它是由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的;而构成DNA、RNA的碱基“A”仅仅指代腺嘌呤这一含氮碱基。因此,两者表示的不是同一物质。
综上所述,①②③④均表述正确,共有4项正确。
9、【答案】C
【解析】选项A:在绿叶中色素的提取和分离实验中,无水乙醇的作用是提取色素(因为色素易溶于有机溶剂),而分离色素需要使用层析液(利用不同色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上扩散的速度也不同)。该选项表述准确,A合理。
选项B:黑藻叶片细胞含有叶绿体,便于观察细胞质流动;同时它也是成熟的植物细胞,具有大液泡。用适当浓度的蔗糖溶液处理,细胞会失水发生质壁分离,在此过程中也可以观察到细胞质的流动现象。该选项表述准确,B合理。
选项C:双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是在碱性条件下,肽键与Cu²⁺结合生成紫色络合物。该反应在常温下即可进行,不需要加热。(需要加热的是斐林试剂鉴定还原糖的实验)。该选项表述错误,C不合理。
选项D:酵母菌有氧呼吸产物为CO₂和H₂O,无氧呼吸产物为CO₂和酒精。使用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液,若溶液由橙色变成灰绿色,说明有酒精生成,从而可判断酵母菌进行了无氧呼吸。该选项表述准确,D合理。
10、【答案】C
【解析】选项A:在自然的光合作用光反应中,水光解产生的电子最终传递给NADP⁺使其还原为NADPH。而在希尔反应中,由于没有CO₂,电子无法传递给NADP⁺,而是被人为加入的铁盐等氧化剂(希尔氧化剂)接受,因此铁盐的作用相当于NADP⁺,A正确。
选项B:希尔反应在无CO₂的条件下进行,叶绿体依然能够发生水的光解并释放O₂,这说明水的光解与CO₂还原成糖类不是同一个反应,两者可以分开进行,B正确。
选项C:希尔反应确实证明了水在光下能够被分解并释放氧气,但该实验并没有使用同位素标记法追踪氧原子的去向,因此不能直接证明光合作用释放的O₂“全部”来自水。真正证明O₂全部来自水的是后来鲁宾和卡门利用同位素¹⁸O标记H₂O和CO₂进行的对比实验,C错误。
选项D:贾格道夫实验在黑暗条件下进行,排除了光照引起水光解产生H⁺的干扰。实验通过人为制造类囊体膜内外pH的差异(即H⁺浓度差),在黑暗中也成功合成了ATP,这为米切尔的“化学渗透假说”提供了早期证据,证实了H⁺浓度差是合成ATP的直接动力,D正确。
11、【答案】B
【解析】选项A:根据题干信息,实线表示CO₂吸收速率(代表净光合速率),虚线表示CO₂释放速率(代表呼吸速率)。因此,该实验的自变量是温度,因变量包括CO₂的吸收速率与释放速率,A正确。
选项B:实际光合作用制造的有机物总量(总光合速率)= 净光合速率(CO₂吸收速率)+ 呼吸速率(CO₂释放速率)。当温度高于25℃时,虽然净光合速率可能开始下降,但呼吸速率仍在上升,因此总光合速率(实际制造的有机物总量)不一定减少,可能依然大于25℃时的水平,B错误。
选项C:植物的生长速度取决于有机物的积累量,即净光合速率。根据常规的光合作用温度曲线规律,净光合速率(实线)的最高点通常出现在25℃左右,因此在25℃条件下信丰脐橙的生长速度最快,C正确。
选项D:P点是实线(净光合速率)与虚线(呼吸速率)的交点,此时净光合速率等于呼吸速率。这意味着白天光合作用积累的有机物刚好等于夜晚呼吸作用消耗的有机物,全天有机物的净积累量为零,D正确。
12、【答案】D
【解析】选项A:根据题干信息,科研小组探究的是不同无机盐离子对酶活性的影响,因此自变量是洗涤液中无机盐离子的种类(如Na⁺、Cl⁻、Cu²⁺等),因变量是污渍的分解速率(代表酶的催化活性),A正确。
选项B:重金属离子(如Cu²⁺)会使蛋白质变性,从而破坏酶的空间结构,导致酶发生不可逆的失活。酶失活后无法降低反应的活化能,因此丙组污渍分解速率最低,B正确。
选项C:甲组(含NaCl)的污渍分解速率高于乙组(空白对照或仅含SO₄²⁻),由于已知Na⁺和SO₄²⁻不影响该反应,由此可推断Cl⁻是该加酶洗涤剂中酶的激活剂,能够提高酶的催化效率,C正确。
选项D:加酶洗涤剂中的酶(本质为蛋白质)具有最适温度(通常在40℃左右)。若将温度从40℃升高至80℃,高温会破坏酶的空间结构,导致酶变性失活,因此三条曲线的最高点不仅不会上移,反而会显著下降,D错误。
13、【答案】ABD
【解析】选项A正确:荔枝采摘后依然进行细胞呼吸,会消耗果实内的有机物(如糖类)。低温(如剧中使用的冰块降温)能够有效降低细胞呼吸相关酶的活性,从而减弱呼吸作用,减少有机物的消耗,延长保鲜期。
选项B正确:荔枝在储藏过程中,为了维持生命活动,会通过细胞呼吸不断消耗体内的糖类,导致含糖量下降。纤维素是植物细胞壁的结构物质,在果实成熟和储藏过程中,糖类并不会大量逆向转化为纤维素。
选项C错误:0℃时虽然储藏时间最长,但荔枝作为亚热带水果,其细胞呼吸并未被“完全抑制”。如果呼吸作用完全停止,细胞将死亡,果实会迅速腐败。此时只是呼吸速率降到了较低水平,且低温对荔枝的生理代谢造成了其他影响(见D选项解析)。
选项D正确:从表格数据可以看出,0℃时的含糖量下降幅度(-1.8%)大于5℃时(-0.5%)。这是因为荔枝属于亚热带水果,对低温较为敏感。0℃的低温可能导致荔枝发生冷害(冻伤),破坏了细胞的膜结构,导致细胞代谢紊乱,有机物加速分解,因此含糖量下降反而更明显。
14、【答案】AB
【解析】选项A正确:光合作用光反应(a过程)产生的ATP具有专一性,只能用于叶绿体基质中暗反应(b过程)C₃的还原;而细胞呼吸(d过程等)产生的ATP是细胞的“通用能量货币”,可用于茶树植株各项生命活动,如根细胞通过主动运输吸收无机盐等。
选项B正确:光照减弱会导致光反应(a过程)产生的ATP和[H]减少,进而使得暗反应(b过程)中C₃的还原受阻,C₃消耗减少而生成量暂时不变,因此C₃含量增加;同时,由于C₃还原减慢,再生成的C₅减少,而CO₂的固定仍在消耗C₅,因此C₅含量减少。
选项C错误:暗反应(b过程)有光无光都能进行,它不需要光直接参与,但需要光反应提供ATP和[H]。光照并不会抑制参与碳固定相关酶的活性,只是在黑暗条件下,由于缺乏ATP和[H],暗反应最终会因原料不足而停止。
选项D错误:当叶肉细胞a过程释放的氧气量与d过程消耗的氧气量相等时,仅说明该叶肉细胞的净光合速率为零(光合速率等于呼吸速率)。但茶树植株的根部、茎部等非绿色器官不进行光合作用,却时刻在进行细胞呼吸消耗有机物。因此,整株植物的总光合速率小于总呼吸速率,有机物处于净消耗状态,茶树不能正常生长。
15、【答案】BD
【解析】选项A错误:虽然该实验的自变量确实是光照强度,但指针的偏转反映的是装置内气体体积的变化,即O₂的净释放量,代表的是净光合速率(总光合速率 - 呼吸速率),而不是总光合速率。在严谨的生物学表述中,该因变量的定义存在偏差,且实验直接测得的是净光合速率,A表述不够严谨(作为干扰项)。
选项B正确:B装置中放置已死亡的幼苗,且培养液条件与A组完全相同。当灯泡距离改变导致水温发生变化时,B装置可以反映出单纯由温度变化引起的气体热胀冷缩效应。通过对比A、B两组,可以排除温度变化对气球体积和指针偏转的干扰,确保实验结果仅由光合作用引起,B正确。
选项C错误:在乙图曲线的ac段,指针向左偏转,说明气球体积缩小,即装置内的气体总量在减少。这意味着广昌泽泻幼苗光合作用释放的O₂量小于细胞呼吸消耗的O₂量,即光合速率小于呼吸速率。但此处“装置内气体减少”的表述忽略了CO₂缓冲液的作用,实际上气体减少是因为O₂被消耗,而非CO₂增加,C表述存在逻辑漏洞(作为干扰项)。
选项D正确:在de段,随着灯泡到水面距离的增大,光照强度减弱,指针偏转的格数逐渐减小。由于指针偏转格数代表单位时间内O₂的净释放量,偏转格数减小说明广昌泽泻幼苗单位时间内O₂的释放量在减少,D正确。
16、【答案】BC
【解析】选项A错误:在探究温度对酶活性影响的实验中,必须先将底物溶液和酶溶液分别在设定的温度下保温,使其达到预设温度后,再将两者混合。如果先混合再置于不同温度下保温,在温度改变的过程中酶促反应已经开始,会干扰实验结果,A错误。
选项B正确:冰箱冷藏室的温度通常在4℃左右,属于低温环境。低温能够降低广丰马家柚中酚氧化酶的活性,从而减缓酚类物质的氧化速率,达到延缓果肉褐变、保持品质的目的,B正确。
选项C正确:在初步实验中,若发现酶B的活性在某一温度区间达到较高水平,为了更精确地确定其最适温度,需要在该区间内缩小温度梯度进行进一步实验,C正确。
选项D错误:低温会降低酶的活性,但不会破坏酶的空间结构,温度回升后酶的活性可以恢复;而高温会破坏酶的空间结构导致酶发生不可逆失活。因此,低温并没有使酶的空间结构发生不可逆破坏,D错误。
17、(每空1分,共10分)【答案】(1) 水通道蛋白;逆浓度;主动运输
(2) ATP合成;降低;转运蛋白A排出Na⁺属于主动运输,需要消耗ATP;需要
(3) 降低化学反应的活化能;空间结构;非竞争性抑制剂
【解析】(1) 水分子通过协助扩散进出细胞需要借助细胞膜上的水通道蛋白。海水稻将细胞质基质中过量的Na⁺运入液泡内,是逆浓度梯度进行的,需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输。
(2) 呼吸抑制剂会抑制细胞的有氧呼吸,导致细胞内ATP合成受阻。由于转运蛋白A排出Na⁺属于主动运输,需要消耗ATP,因此ATP合成受阻后,Na⁺排出细胞的速率会明显降低。同时,将H⁺排出细胞外也是逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗能量。
(3) 酶的作用机理是降低化学反应的活化能。非竞争性抑制剂与酶结合后,会改变酶的空间结构,导致底物无法与酶的活性中心结合。图2乙中,曲线C的最大反应速率降低,且增加底物浓度也无法恢复,这是非竞争性抑制剂的典型特征。
18、(每空1分,共12分)【答案】(1) ①②;④;腺嘌呤;核糖
(2) 不是;吸能;肌肉细胞内ATP与ADP的相互转化十分迅速(或时刻不停地发生着ATP与ADP的相互转化),使其含量处于动态平衡
(3) ① 消耗掉骨骼肌中原有的ATP(耗尽肌肉细胞中储存的ATP)
② 葡萄糖
③ ATP
④ ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源(葡萄糖不是肌肉收缩的直接能源物质)
【解析】(1)ATP由腺苷和三个磷酸基团组成,腺苷由①腺嘌呤和②核糖构成。ATP分子中含有两个高能磷酸键(④),储存着大量能量。ATP彻底水解后,会分解为磷酸基团、腺嘌呤和核糖三种小分子物质。
(2) 图2中,ATP与ADP的相互转化在物质上是可逆的,但在反应所需的酶、能量来源与去向、反应场所等方面均不相同,因此该过程不是可逆反应。ATP水解会释放大量能量,这些能量通常用于驱动细胞内的吸能反应(如物质合成、主动运输等)。在活细胞中,ATP与ADP的相互转化时刻不停地进行,且转化速度极快,因此即使剧烈运动消耗大量ATP,其含量也不会降为零,而是维持动态平衡。
(3) 本实验采用自身前后对照的方法。实验前持续刺激肌肉至不再收缩,是为了耗尽肌肉内原有的ATP,排除原有ATP对实验结果的干扰。由于葡萄糖不能直接为肌肉收缩供能,而ATP可以,因此应先滴加葡萄糖溶液(步骤②),再滴加ATP溶液(步骤③)。若只有滴加ATP后肌肉恢复收缩,即可证明ATP是肌肉收缩的直接能源物质。
19、 (除标注外,每空1分,共14分)【答案】(1)保护叶绿素不被破坏;不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越大的色素在滤纸条上扩散速度越快(2分);叶绿素a
(2) NADPH;为暗反应提供能量、作为还原剂参与C₃的还原(2分);气孔部分关闭导致CO₂供应减少;
(3) 蛋白质;通过高温破坏和钝化鲜叶中多酚氧化酶(PPO)等酶的活性,抑制茶多酚的酶促氧化(2分);细胞膜的结构;选择透过
【解析】(1) 提取色素时加入CaCO₃可以中和细胞液中的有机酸,保护叶绿素不被破坏。纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的扩散速度快。在四种光合色素中,只有叶绿素a能够将吸收的光能转化为化学能,其他色素只能吸收和传递光能。
(2) 光反应阶段水光解产生O₂、H⁺和电子,最终生成NADPH和ATP,其中NADPH既提供能量又作还原剂。夏季正午部分气孔关闭导致CO₂吸收减少,暗反应中C₃的还原受阻,暗反应速率下降。
(3) 酶的化学本质大多是蛋白质,少数是RNA。高温会破坏酶(蛋白质)的空间结构,使其永久失活。高温同时会破坏细胞膜的结构,使其失去选择透过性,变成全透性,导致细胞内物质外流。
20、(除标注外,每空1分,共10分)【答案】(1)高效性;专一性
(2) 酒精和二氧化碳;一部分储存在ATP中,其余主要以热能的形式散失(2分)
(3) 氨基酸;甘油和脂肪酸
(4) 方案一;方案二中底物与酶在混合时未达到预设的实验温度,在升温/降温过程中酶已经开始催化反应,会对实验结果产生干扰,方案一先将底物和酶分别保温至预设温度再混合,能确保反应在设定的温度下进行,实验结果更准确(2分)
【解析】(1) 酶降低活化能的作用更显著,催化效率极高,体现了高效性;酶只能催化特定的化学反应(如蛋白酶只催化蛋白质水解),体现了专一性。
(2) 酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,产物是酒精和二氧化碳;细胞呼吸释放的能量只有一小部分储存在ATP中,其余大部分以热能的形式散失。
(3) 蛋白质在蛋白酶的作用下水解,产物是具有鲜味的氨基酸;脂肪在脂肪酶的作用下水解,产物是甘油和脂肪酸。
(4) 探究温度对酶活性的影响时,必须严格控制自变量。方案二中底物与酶在室温下混合,在升温/降温过程中酶已开始催化反应,会干扰实验结果;方案一先将底物和酶分别保温至预设温度再混合,能确保反应在设定的温度下进行,实验结果更准确。
21、【答案】(除标注外,每空2分,共14分)
(1) 吸收、传递和转化光能;叶绿体类囊体薄膜;无水乙醇(1分);溶解(提取)色素(1分)0;O₂和C₃
(2) 光照强度、温度(或土壤含水量、CO₂浓度等);覆膜能保持土壤水分,使脐橙叶片气孔开放程度更大,CO₂吸收量增加(或覆膜能提高地温,促进根系对矿质元素的吸收,有利于叶绿素的合成)
(3) ①②③
【解析】(1) 光合色素的功能是吸收、传递和转化光能,它们分布在叶绿体类囊体薄膜上。提取色素时加入无水乙醇是为了溶解色素。根据常规光合作用示意图,A通常是水光解产生的O₂,C是CO₂固定生成的C₃。
(2) 实验需遵循单一变量原则,除自变量(覆膜与否)外,光照、温度、水分等均为无关变量,需保持相同且适宜。覆膜能保水保墒,维持土壤适宜含水量,有利于脐橙在夏季保持较高的光合速率。
(3) H₂¹⁸O参与光反应,水光解会产生¹⁸O₂(①);¹⁸O₂参与有氧呼吸第三阶段生成H₂¹⁸O,H₂¹⁸O再参与有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应,会生成C¹⁸O₂(②);C¹⁸O₂再参与光合作用的暗反应,最终会合成含¹⁸O的葡萄糖(③)。因此①②③均能检测到。
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高一年级生物学单元检测卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题。(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、如图表示葡萄糖氧化分解过程中能量的去向,下列相关叙述错误的是( )
能量1是葡萄糖中储存的化学能,可通过细胞呼吸过程释放
B. 能量2为细胞呼吸释放的能量,其中一部分(能量3)可用于合成ATP
C. 能量4以热能形式散失,该部分能量无法再被细胞直接利用
D. 有氧呼吸时葡萄糖彻底氧化分解,能量3>能量4
2.赣州脐橙是国家地理标志产品,经切片、烘干等制成的脐橙干口感酸甜有嚼劲。切片后的高温处理可“钝化”多酚氧化酶(化学本质是蛋白质),防止脐橙中的多酚类物质氧化而褐变。下列有关叙述错误的是( )
A. 多酚氧化酶的活性受温度、pH等环境因素影响
B. 高温处理使多酚氧化酶失活的原理是破坏了其肽键结构
C. 多酚氧化酶通过降低化学反应的活化能来催化多酚氧化
D. 若将处理后的脐橙切片置于适宜条件下,酶活性无法恢复
3.近年来,南丰蜜桔品质有所下滑,部分橘农转而种植草莓、蓝莓等经济水果。在草莓大棚种植过程中,果农常采取夜间适当降低棚内温度、适时通风换气等措施,以提升果实甜度并保障植株健康。下列相关分析错误的是( )
A. 夜间适当降温能减弱草莓的细胞呼吸,从而减少光合作用产物在夜间的消耗
B. 适时通风不仅能为草莓补充光合作用所需的CO₂,还能降低棚内湿度以抑制病原菌繁殖
C. 若大棚长时间密闭导致草莓根部缺氧,其根细胞无氧呼吸的产物与酵母菌不同
D. 草莓叶肉细胞在进行有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段时,均能在细胞质基质中合成少量ATP
4、赣州信丰黑皮甘蔗是国家地理标志产品,其榨汁后产生的甘蔗渣富含纤维素。为了高效降解这些农业废弃物,某研究小组以甘蔗渣为底物,探究pH对纤维素酶活性的影响,在适宜温度下测得酶活性随pH变化的曲线(呈钟形曲线,最适pH约为5.0)。下列相关分析错误的是( )
A. 为保证实验结果的准确性,该探究实验应遵循单一变量原则,且需设置pH为7.0的组别作为空白对照
B. 若将反应体系的pH从5.0逐渐升高至7.0,甘蔗渣被纤维素酶水解的速率会持续下降
C. 纤维素酶能够加快甘蔗渣水解速率的原因是该酶为反应提供了活化能
D. 若将反应体系的pH从3.0直接调整至5.0,由于酶的空间结构已被破坏,纤维素酶的活性无法恢复
5.ATP是细胞生命活动的直接能源物质,也是合成RNA的原料之一,其分子结构如图所示(α、β、γ分别代表磷酸基团的位置)。下列关于ATP结构与功能的叙述,错误的是( )
A. ATP水解时断裂的是γ位与β位之间的特殊化学键,释放的能量可直接用于驱动细胞内的吸能反应
B. 在转录过程中,若使用α位被³²P标记的ATP作为原料,新合成的RNA链中会检测到放射性
C. 在人体成熟的红细胞中,β位与γ位之间的特殊化学键能在细胞质基质中或线粒体中形成
D. ATP分子中β位与γ位之间的特殊化学键储存的能量,可以来源于光能或有机物氧化分解释放的化学能
6、广昌白莲是享誉海内外的“莲中珍品”,但近年来受土壤盐碱化影响,部分莲田出现白莲品质下降、产量降低的问题。科研人员发现,广昌白莲根部细胞膜上存在一种特殊的SOS1反向转运蛋白,它可将细胞内积累的过量Na⁺逆浓度梯度排出细胞外,同时将胞外H⁺顺浓度梯度转运至细胞内;而H⁺浓度梯度的维持,则依赖于消耗ATP的H⁺-ATP酶。下列相关叙述正确的是( )
A. 白莲根细胞排出Na⁺与摄入H⁺的过程,均需要直接消耗细胞内的ATP
B. SOS1蛋白和H⁺-ATP酶在转运离子时,均会发生自身空间构象的改变
C. 若用呼吸抑制剂处理白莲根细胞,SOS1蛋白转运Na⁺和H⁺的速率均不受影响
D. 盐碱胁迫下,白莲根细胞内Na⁺浓度会持续升高,最终导致细胞吸水涨破
7、乒乓球运动员在赛场上进行高强度对抗时,肌肉的收缩与舒张需要消耗大量能量,而ATP是肌肉收缩的直接能源物质。下列关于ATP的叙述,错误的是( )
A.运动员在剧烈运动时,肌细胞内ATP的消耗量远大于其储存量,这依赖于ATP与ADP之间时刻不停地快速转化
B. 肌球蛋白水解ATP时,末端磷酸基团脱离并携能量与肌球蛋白结合,使其空间结构发生改变从而产生运动
C. 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,肌肉收缩作为吸能反应,需要吸收ATP水解释放的能量
D. 运动员肌细胞在合成ATP时,所需的能量可来源于葡萄糖等有机物的氧化分解,也可来源于光能
8、ATP(三磷酸腺苷)是细胞内流通的能量“货币”,在生物体的能量代谢中扮演着核心角色。近年来,随着细胞生物学研究的深入,科学家对ATP的结构、合成途径及其在细胞内的动态平衡有了更全面的认识。基于现代生物学对ATP的理解,下列关于ATP的叙述中,正确的有几项( )
① 人体成熟的红细胞虽然没有线粒体,但依然能通过无氧呼吸在细胞质基质中合成ATP
② ATP分子中的能量既可以来源于光能和有机物氧化分解释放的化学能,也可以转化为光能、化学能等其他形式的能量
③ 无论是有氧还是缺氧条件,细胞呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行,并能产生少量ATP
④ ATP结构简式中的“A”代表腺苷,而构成DNA、RNA的碱基“A”代表腺嘌呤,两者并非同一物质
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
9、生物学实验是探究生命规律的重要手段,高中生物学教材中涵盖了物质提取、显微观察、物质鉴定及细胞呼吸探究等多种经典实验方法。下列有关实验方法的描述不合理的是( )
A. 在绿叶中色素的提取和分离实验中,提取色素使用无水乙醇,而分离色素应使用层析液
B. 适当浓度的蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片,可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C. 检测样品中的蛋白质时,需水浴加热才能使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D. 用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液中是否有酒精生成,可辅助判断酵母菌的呼吸方式
10、江西是著名的农业大省,拥有南丰蜜桔、赣南脐橙等众多国家地理标志农产品。在探究这些特色农作物光合作用机制的过程中,科学家们曾开展过一系列经典实验。1937年,希尔发现在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐等氧化剂,在无CO₂的条件下给予光照,叶绿体能够释放O₂;1963年,贾格道夫将离体叶绿体类囊体置于pH=4的酸性溶液中平衡,随后迅速转移至含有ADP和Pi的pH=8缓冲液中,发现在黑暗条件下也能合成ATP。结合上述实验,下列相关分析错误的是( )
A. 希尔反应中,铁盐等氧化剂的作用相当于自然光合作用光反应阶段中的NADP⁺
B. 希尔反应证明了水的光解与CO₂还原成糖类是两个可以相对独立进行的化学反应
C. 希尔反应中释放的氧气来源于水的光解,该实验直接证明了光合作用释放的O₂全部来自水
D. 贾格道夫实验在黑暗中进行,排除了光反应中水光解的干扰,证实了类囊体膜内外的H⁺浓度差是驱动ATP合成的动力
11、信丰脐橙是国家地理标志产品,以其果大形正、酸甜适度而闻名。科研人员为探究温度对信丰脐橙光合特性的影响,在光照充足且其余条件均相同的情况下,测定了不同温度下植株CO₂的吸收速率和释放速率,并绘制了变化曲线(注:实线代表CO₂吸收速率,虚线代表CO₂释放速率;两线在P点相交)。下列相关分析正确的是( )
A.该实验的自变量是温度,因变量包括CO₂的吸收速率与释放速率
B.温度高于25℃时,信丰脐橙实际光合作用制造的有机物总量开始减少
C.在光照相同时间的条件下,信丰脐橙在25℃条件下生长速度最快
D.若昼夜时间相同且温度不变,处于P点温度时,信丰脐橙全天有机物的净积累量为零
12、近年来,市面上各种加酶洗涤剂层出不穷,其核心成分多为耐碱的蛋白酶或脂肪酶。为探究洗涤液中某些无机盐离子对加酶洗涤剂中酶活性的影响,某科研小组在适宜温度(如40℃)和适宜pH等条件下,利用含有NaCl和CuSO₄的溶液进行了探究实验,结果如图所示(已知Na⁺和SO₄²⁻几乎不影响该酶的催化活性)。下列相关分析正确的是( )
A.该实验的自变量是洗涤液中无机盐离子的种类,因变量是污渍的分解速率
B.丙组污渍分解速率最低,可能是因为Cu²⁺破坏了酶的空间结构,导致酶失活
C.甲组污渍分解速率高于乙组,可能是因为Cl⁻是该加酶洗涤剂中酶的激活剂,提高了催化效率
D.若将实验温度从40℃升高至80℃,三条曲线的最高点均会上移
二、多项选择题.(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13、热播剧《长安的荔枝》中,李善德为完成将岭南鲜荔枝运至长安的“死亡任务”,尝试了冰块保鲜、竹筒密封等多种方法。荔枝素有“一日色变,二日香变,三日味变”的特性,其保鲜难度极高。为探究现代低温储藏对荔枝品质的影响,科研人员研究了密闭环境中不同储藏温度对荔枝最长储藏时间和含糖量变化的影响,结果如表所示。下列分析正确的是( )
储藏温度/℃
最长储藏时间/h
含糖量变化/%
0
240
-1.8
5
96
-0.5
20
24
-1.0
A.剧中李善德使用冰块降温,其原理是低温能降低荔枝细胞呼吸相关酶的活性,从而减少有机物的消耗
B.荔枝在储藏过程中含糖量下降,主要原因是细胞呼吸消耗了糖类,而非糖类大量转化成了纤维素
C.0℃时荔枝的储藏时间最长,说明此温度下荔枝细胞的呼吸作用被完全抑制,物质消耗量最少
D.储藏温度过低(如0℃)时,荔枝的含糖量下降幅度反而增大,这可能与低温造成的冷害(细胞结构受损)有关
14、庐山云雾茶是江西著名的特产,其茶叶中含有丰富的茶多酚和氨基酸。下图为庐山云雾茶茶树叶肉细胞中光合作用与细胞呼吸的部分过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.a过程产生的ATP只能用于b过程中C₃的还原,而d过程产生的ATP可用于茶树根细胞吸收无机盐等生命活动
B.若遇阴雨天气导致光照强度减弱,短时间内叶肉细胞中C₃的含量会增加,而C₅的含量会减少
C.b过程(暗反应)必须在黑暗条件下才能进行,因为光照会抑制参与碳固定的相关酶的活性
D.当叶肉细胞a过程释放的氧气量与d过程消耗的氧气量相等时,说明该叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,茶树植株可以正常生长
15、广昌泽泻素有“大天鹅蛋”之称,其块茎可入药,具有利尿渗湿等功效。为探究光照强度对广昌泽泻光合速率的影响,某科研小组设计了如下实验装置:甲图中A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的广昌泽泻幼苗,其中B幼苗已死亡(作为对照)。两个气球的体积相同且可膨胀、收缩,膨胀时会上浮。气球内的培养液中均含有CO₂缓冲液(以维持气球内CO₂浓度不变),初始时指针在正中间零的位置。乙图为改变灯泡到水面的距离,在相同时间内测得指针偏转格数的变化曲线(每次实验后指针复零,且实验过程中呼吸速率默认不变)。下列相关叙述正确的是( )
A. 该实验通过改变灯泡到水面的距离来改变光照强度,自变量是光照强度,因变量是广昌泽泻幼苗的净光合速率
B.B装置中放置已死亡的广昌泽泻幼苗,是为了排除温度变化引起的气球体积变化对实验结果的干扰
C.在乙图曲线的ac段,广昌泽泻幼苗的光合速率小于呼吸速率,装置内气体减少,指针向左偏转
D.随着灯泡距离的增大,乙图de段指针偏转格数逐渐减小,表明广昌泽泻幼苗单位时间内O₂的释放量在减少
15、广丰马家柚是江西省上饶市广丰区的特产,也是中国国家地理标志产品。其果肉细嫩、汁水充盈,但在切开或榨汁后,果肉中的酚类物质会在空气中被酚氧化酶(PPO)加速氧化,导致果肉发生褐变,影响品质与外观。为探究不同温度对广丰马家柚中两种酚氧化酶(酶A和酶B)活性的影响,某研究小组设计了相关实验并绘制了曲线图。下列相关叙述正确的是( )
A.在探究温度对酚氧化酶活性的影响时,应将酚类底物与酚氧化酶混合后,再分别置于不同温度下保温
B.将切开的广丰马家柚置于冰箱冷藏室中,可有效减缓果肉褐变的速度
C.若要准确探究酶B的最适温度,应在曲线峰值对应的温度区间内设置更小的温度梯度进行实验
D.在低温(如4℃)和高温(如80℃)条件下酚类物质剩余量均较高,说明极端温度均能使酚氧化酶的空间结构发生不可逆破坏
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17(10分)袁隆平院士团队研发的“海水稻”能在沿海滩涂等盐碱地正常生长,得益于其独特的耐盐碱生理机制。盐碱地中大量的Na⁺进入植物根细胞后会产生毒害,而海水稻根细胞能够通过“排盐—隔离”等协同机制,有效降低细胞质基质中Na⁺的浓度。图1为海水稻根细胞耐盐碱相关的生理过程示意图。图2为酶的作用机理及抑制剂影响酶活性的示意图。据图回答问题:
(1) 海水稻根细胞吸收水分的方式包括自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要借助细胞膜上的________。海水稻将细胞质基质中过量的Na⁺运入液泡内储存起来,这一过程是________(填“顺浓度”或“逆浓度”)进行的,对应的跨膜运输方式为________。
(2) 若用呼吸抑制剂处理海水稻根细胞,细胞内________受阻,则Na⁺通过转运蛋白A排出细胞外的速率会明显________(填“升高”或“降低”),其原因是________。同时,海水稻还能通过转运蛋白将细胞质基质中的H⁺排出细胞外,以中和盐碱地中过多的碱,该过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3) 在海水稻的耐盐代谢过程中,多种酶的催化作用至关重要。酶能够加快反应速率的作用机理是________。图2甲中,非竞争性抑制剂与酶结合后改变了酶的________,导致底物无法与酶结合从而失去催化活性。图2乙表示在相同酶溶液条件下,酶促反应速率随反应物浓度变化的曲线,其中曲线C代表加入了________(填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制剂”)。
18、(12分)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。图1为ATP的分子结构模式图,其中①~④表示组成ATP的化学基团或化学键;图2为ATP与ADP相互转化的过程示意图,其中酶1和酶2分别代表催化该过程的两种酶。请据图回答下列问题:
(1) 图1中,代表腺苷的是________(填序号),ATP分子中储存大量能量的化学键是________(填序号)。从组成成分上看,ATP彻底水解后的产物除了磷酸基团外,还包括________和________。
(2) 图2中,ATP与ADP的相互转化过程________(填“是”或“不是”)可逆反应。在活细胞中,ATP水解通常伴随着________(填“吸能”或“放能”)反应的发生,在人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内ATP的含量不会降为零,而是处于动态平衡之中,其原因是________________________。
(3) 为验证ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源,某研究小组利用离体的新鲜蛙腓肠肌标本、ATP溶液、葡萄糖溶液及电刺激设备等进行了如下实验。请完善实验思路并分析:
① 实验前,需用电极间歇性刺激该骨骼肌标本,直到骨骼肌受刺激后不再收缩为止。此操作的目的是________________________。
② 向不再收缩的骨骼肌标本上滴加适量________溶液,施加相同强度的电刺激,观察骨骼肌是否收缩。
③ 接着,再向该骨骼肌标本上滴加等量________溶液,施加相同强度的电刺激,观察骨骼肌是否收缩。
④ 若观察到步骤②中肌肉不收缩,步骤③中肌肉恢复收缩,则说明________________________。
19、(14分)庐山云雾茶是中国十大名茶之一,其茶区常年云海弥漫,凉爽多雾的气候及日光直射时间短等条件,造就了其叶厚、毫多、醇甘耐泡的独特品质。科研人员为探究庐山云雾茶的生长生理特性及制茶工艺,开展了相关研究。回答下列问题:
(1) 庐山云雾茶鲜叶中富含多种光合色素。在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,提取色素时通常加入少许CaCO₃,其作用是____________________;分离色素的原理是______。从功能上看,光合色素中只有__________(填色素名称)具有转化光能的作用。
(2) 庐山云雾茶在生长过程中,叶肉细胞通过光合作用将光能转化为化学能。在光反应阶段,水被裂解产生O₂和______(填“NADPH”或“ATP”),该物质的作用是 。在夏季正午光照过强时,茶树常出现“光合午休”现象,此时由于 导致暗反应速率下降。
(3) 酶的化学本质大多是________,茶叶采摘后需经过“杀青”(高温)工艺,猜测杀青的作用是________________________。“杀青”时还会破坏 ,使其失去__________性,导致细胞内的物质容易流出。
20.(10分)江西吉安永丰霉鱼是一道历史悠久的特色风味美食。在制作过程中,鱼肉需经过特定的霉制发酵,期间酵母菌等微生物在鱼肉中迅速繁殖,并分泌多种酶(如蛋白酶、脂肪酶等)。这些酶能将鱼肉中的大分子物质分解,转化为具有特殊风味的氨基酸等小分子,从而赋予霉鱼“奇香扑鼻、外酥里嫩”的特点。请结合细胞呼吸及相关生物学知识,回答下列问题:
(1) 在霉鱼的发酵过程中,微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶等能够高效催化鱼肉中蛋白质和脂肪的分解,这体现了酶具有________的特性;同时,这些酶只能催化特定的化学反应,这体现了酶具有________的特性。
(2) 在霉鱼的发酵初期,酵母菌迅速增殖,其所需能量主要来自于细胞呼吸。其中,酵母菌进行无氧呼吸的产物是________;酵母菌细胞呼吸释放的能量去向是____________________。
(3) 霉鱼“奇香扑鼻”的风味源于发酵过程中大分子物质的降解。请推断鱼肉中的蛋白质被分解后,产生了具有鲜味的________(填小分子物质名称);而脂肪被分解后,则会产生具有特殊香气的________。
(4) 发酵温度的高低会直接影响霉鱼的品质。为了提高霉鱼的品质,某生物学兴趣小组围绕“探究永丰霉鱼发酵中蛋白酶的适宜温度范围”设计了两套备选实验方案。
方案一:各取6支试管,分别加入等量鱼肉匀浆并置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃水浴保温;另取6支试管,分别加入等量发酵液(含蛋白酶)并在相同温度下水浴保温;随后将同温度的鱼肉匀浆和发酵液混合,继续在对应温度保温30min;最后加氨基酸检测试剂,量化检测颜色变化。
方案二:取6支试管,各加入等量鱼肉匀浆和发酵液,混匀后分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃水浴保温30min;然后加氨基酸检测试剂,量化检测颜色变化。
上述方案________更合理,理由是________________________________________。
21、(14分)赣南脐橙是中国国家地理标志产品,其果实中丰富的糖分和风味物质主要来源于叶片的光合作用。科研人员以赣南脐橙为材料,探究了影响其光合作用的相关因素。请据图及所学知识回答下列问题:
(1)脐橙叶片中的光合色素能够 ,色素主要分布在_____________,在提取脐橙叶片中的光合色素时,通常加入 ,其作用是__________。图一中字母A和C分别代表的物质是_____________
(2) 为了探究地表覆膜对赣南脐橙光合速率的影响,科研人员设置了覆膜组与对照组。实验中,除了地表是否覆膜外,还需要控制的无关变量有__________(答出2点即可)。若覆膜组脐橙叶片的净光合速率显著高于对照组,从环境因素分析,可能的原因是__________(答出1点即可)。
(3) 如果将一株脐橙栽培在含H₂¹⁸O的完全培养液中,给予充足的光照,较长时间后,下列物质中能检测到¹⁸O的有_____________。
① 周围空气中的氧气
② 周围空气中的CO₂
③ 光合作用制造的C₆H₁₂¹⁸O₆
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