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專題04細(xì)胞的代謝【題型1物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗俊绢}型2細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出】【題型3酶與ATP】【題型4細(xì)胞呼吸】【題型5光合作用】【題型6糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的代謝】【題型7物質(zhì)跨膜運輸綜合】【題型8呼吸作用和光合作用綜合】【題型9細(xì)胞的代謝綜合】01物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗纠?】下列有關(guān)生物學(xué)實驗的敘述,正確的是()A.向發(fā)芽的小麥種子研磨液中加入斐林試劑后,會立即出現(xiàn)磚紅色沉淀B.觀察黑藻葉綠體實驗時需在高倍鏡下才能觀察到葉綠體的外膜和內(nèi)膜C.洋蔥表皮細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時,外界溶液滲透壓大于細(xì)胞液滲透壓D.用洋蔥根尖細(xì)胞觀察有絲分裂實驗時,需用鹽酸和酒精混合配制成解離液【答案】D【分析】測還原糖時,采用斐林試劑,但斐林試劑的使用需要現(xiàn)配現(xiàn)用,且需要水浴加熱?!驹斀狻緼、向發(fā)芽的小麥種子研磨液中加入斐林試劑,水浴加熱后才會出現(xiàn)磚紅色沉淀,A錯誤;B、觀察黑藻葉綠體時需在電子顯微鏡下才能觀察到葉綠體的外膜和內(nèi)膜,B錯誤;C、洋蔥表皮細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時,外界溶液的滲透壓可能大于、等于或小于細(xì)胞液的滲透壓,C錯誤;D、用洋蔥根尖細(xì)胞觀察有絲分裂時,需用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合配制解離液,使組織中的細(xì)胞相互分離開來,D正確。故選D。【變式11】將黑藻葉片放在一定濃度的外界溶液中,第8分鐘時顯微鏡下觀察到黑藻細(xì)胞形態(tài)與初始狀態(tài)相近。下列推測不合理的是(
)A.第8分鐘時可能觀察到黑藻細(xì)胞的葉綠體運動B.黑藻細(xì)胞原生質(zhì)層的伸縮性與細(xì)胞壁的伸縮性相近C.外界溶液為低濃度的蔗糖溶液,黑藻細(xì)胞吸水膨脹D.外界溶液為一定濃度KNO3溶液,黑藻細(xì)胞可能發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原【答案】B【分析】原生質(zhì)層指的是細(xì)胞膜、液泡膜以及它們之間的細(xì)胞質(zhì)。質(zhì)壁分離的內(nèi)因是原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性,外因是外界溶液濃度大于細(xì)胞液的濃度。【詳解】A、黑藻葉片含有葉綠體,且葉綠體呈綠色,第8分鐘時顯微鏡下觀察到黑藻細(xì)胞形態(tài)與初始狀態(tài)相近,說明細(xì)胞是活的,故在顯微鏡下可以看到葉綠體運動,A正確;B、原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁,因此可以發(fā)生質(zhì)壁分離,B錯誤;C、若外界溶液為低濃度的蔗糖溶液,黑藻細(xì)胞細(xì)胞液濃度大,發(fā)生滲透作用吸水膨脹,C正確;D、外界溶液為一定濃度的KNO3溶液,若大于黑藻細(xì)胞細(xì)胞液濃度,則失水發(fā)生質(zhì)壁分離,隨著K+、NO3主動運輸進入細(xì)胞,細(xì)胞液濃度超過外界溶液濃度時,則會發(fā)生吸水而自動復(fù)原,D正確。故選B?!咀兪?2】洋蔥管狀葉光合作用合成的有機物主要儲存在鱗片葉內(nèi)。下列敘述正確的是(
)A.洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在蔗糖溶液中未發(fā)生質(zhì)壁分離,表明細(xì)胞已死亡B.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中的色素可用無水乙醇提取C.分離洋蔥管狀葉中的色素,得到的色素帶顏色不同,說明不同色素吸收了不同波長的光D.觀察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂實驗,呈正方形的細(xì)胞在高倍鏡下都能觀察到染色體【答案】C【分析】洋蔥是比較好的實驗材料:①洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞用于觀察植物細(xì)胞的有絲分裂;②洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞,色素含量較多,用于觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原;③洋蔥的管狀葉做葉綠體中色素的提取和分離實驗,葉肉細(xì)胞做細(xì)胞質(zhì)流動實驗。④洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞顏色淺、由單層細(xì)胞構(gòu)成,適合觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布狀況?!驹斀狻緼、洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在蔗糖溶液中未發(fā)生質(zhì)壁分離,可能是細(xì)胞已經(jīng)死亡,也可能是蔗糖溶液濃度低于細(xì)胞液濃度,A錯誤;B、紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中的色素位于液泡中,液泡中的色素不溶于有機溶劑,而是溶于水,所以不能用無水乙醇提取,B錯誤;C、分離管狀葉中的色素,即葉綠體中的光合色素,不同色素吸收了不同波長的光,反射出的光有差異,所以能觀察(反射光)到的顏色不同,C正確;D、呈正方形的細(xì)胞是分生區(qū)細(xì)胞,分裂前期才由染色質(zhì)絲變成染色體,末期染色體變?yōu)槿旧|(zhì)絲,不同細(xì)胞所處時期不同,并不是所有細(xì)胞都能觀察到染色體,D錯誤。故選C?!咀兪?3】某同學(xué)進行“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗,用顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在一定濃度的蔗糖溶液和清水中的變化,結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.蔗糖溶液的濃度小于甲細(xì)胞液的濃度B.從甲到乙的過程,細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離C.從乙到丙的過程,細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離的復(fù)原D.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜【答案】A【分析】成熟的植物細(xì)胞處于一定濃度的蔗糖溶液中,細(xì)胞會失水,發(fā)生質(zhì)壁分離,細(xì)胞液濃度會增大;再用清水處理,會發(fā)生質(zhì)壁分離后的復(fù)原,細(xì)胞液濃度會減小?!驹斀狻緼B、據(jù)圖可知,從甲到乙的過程,細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離,植物細(xì)胞置于蔗糖溶液中會發(fā)生質(zhì)壁分離,說明蔗糖溶液的濃度大于甲細(xì)胞液的濃度,A錯誤;C、從乙到丙的過程,發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞在清水中發(fā)生復(fù)原,C正確;D、植物細(xì)胞的原生質(zhì)層(包括細(xì)胞膜、液泡膜以及兩者之間的細(xì)胞質(zhì))相當(dāng)于一層半透膜,D正確。故選A。02細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出【例2】溶酶體具有溶解或消化的功能,已發(fā)現(xiàn)溶酶體內(nèi)有60余種酸性水解酶。溶酶體內(nèi)pH約維持在4.6,與V型質(zhì)子泵(VATPase)、H+通道有關(guān),作用機制如圖所示。VATPase可使ATP水解,為H+進入溶酶體提供能量。下列有關(guān)敘述錯誤的是(
)A.溶酶體須先將內(nèi)部的水解酶釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)再分解細(xì)胞成分B.溶酶體內(nèi)水解酶的合成,需要在核糖體上發(fā)生脫水縮合反應(yīng)C.VATPase將H+從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)運入溶酶體內(nèi)時發(fā)揮著轉(zhuǎn)運和催化作用D.推測當(dāng)溶酶體內(nèi)外H+濃度差增大,H+經(jīng)H+通道順濃度梯度的運輸速率可能加快【答案】A【分析】溶酶體是“消化車間”,內(nèi)部含有多種水解酶,能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵人細(xì)胞的病毒或病菌。被溶酶體分解后的產(chǎn)物,如果是對細(xì)胞有用的物質(zhì),細(xì)胞可以再利用,廢物則被排出細(xì)胞外。溶酶體中的水解酶是蛋白質(zhì),在核糖體上合成?!驹斀狻緼、溶酶體與包裹著細(xì)胞成分的囊泡融合,水解酶在溶酶體內(nèi)發(fā)揮催化作用,分解細(xì)胞成分,A錯誤;B、溶酶體內(nèi)的水解酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),因此,溶酶體中水解酶的合成,需要在核糖體上發(fā)生脫水縮合反應(yīng),B正確;C、VATPase將H+運入溶酶體內(nèi)時,既起著轉(zhuǎn)運蛋白的作用,也具有酶的催化作用,催化ATP水解釋放能量,為H+通過主動運輸進入溶酶體提供能量,C正確;D、為了維持pH的相對穩(wěn)定,當(dāng)溶酶體內(nèi)外H+濃度差增大,H+經(jīng)H+通道順濃度梯度的協(xié)助擴散速率加快,D正確。故選A?!咀兪?1】睡眠是動物界普遍存在的現(xiàn)象,腺苷是一種重要的促眠物質(zhì)。圖1為腺苷合成及轉(zhuǎn)運示意圖,為了高特異性、高靈敏度地記錄正常睡眠一覺醒周期中基底前腦(BF)胞外腺苷水平的變化,研究者設(shè)計了一種腺苷傳感器,并使之表達在BF區(qū)的細(xì)胞膜上,其工作原理如圖2所示。下列說法正確的是(
)A.此圖中ATP轉(zhuǎn)運至胞外需要穿過4層磷脂分子B.ATP可被膜上的水解酶水解,脫去2個磷酸產(chǎn)生腺苷C.腺苷與相應(yīng)受體結(jié)合改變其空間結(jié)構(gòu),從而使綠色熒光蛋白發(fā)出熒光D.滿足實驗要求的傳感器數(shù)量隨著睡眠一覺醒周期而變化【答案】C【分析】題圖分析:圖1表示腺苷合成及轉(zhuǎn)運示意圖,囊泡中的ATP通過胞吐出來被利用,轉(zhuǎn)化為腺苷,而腺苷又通過核苷轉(zhuǎn)運體進入囊泡轉(zhuǎn)化為ATP。圖2表示腺苷傳感器,當(dāng)腺苷與受體結(jié)合,導(dǎo)致受體一側(cè)的綠色熒光蛋白構(gòu)象改變并發(fā)出熒光?!驹斀狻緼、由題圖1可知,儲存在囊泡中的ATP通過胞吐的方式轉(zhuǎn)運至胞外,不穿過磷脂分子,A錯誤;B、ATP的結(jié)構(gòu)簡式為APP~P,A為腺苷,所以ATP需要被膜外或膜內(nèi)的水解酶分解,脫去3個磷酸才能產(chǎn)生腺苷,B錯誤:C、由題圖2可知,腺苷與相應(yīng)受體結(jié)合改變其空間結(jié)構(gòu),從而使綠色熒光蛋白發(fā)出熒光,C正確:D、腺苷是一種重要的促眠物質(zhì),腺苷傳感器的作用是記錄正常睡眠一覺醒周期中基底前腦胞外腺苷水平的變化,所以,胞外腺苷水平的變化隨著睡眠一覺醒周期而變化,而不是傳感器數(shù)量隨著睡眠一覺醒周期而變化,D錯誤。故選C?!咀兪?2】線粒體合成ATP是通過F0F1ATP合酶完成的,該酶分為F0和F1兩部分。F0是膜內(nèi)的蛋白復(fù)合體,嵌入線粒體內(nèi)膜;F1位于線粒體基質(zhì)一側(cè),松散地連接在F0上。當(dāng)H+通過F0進入線粒體基質(zhì)時,在該酶作用下合成ATP。下列說法正確的是(
)A.F0具有轉(zhuǎn)運蛋白的功能,葉綠體基質(zhì)中也大量存在B.線粒體產(chǎn)生的H+主要來自有氧呼吸的第三階段C.線粒體內(nèi)外膜間隙中的H+濃度應(yīng)該高于線粒體基質(zhì)D.線粒體進行主動運輸可能會消耗NADPH中的能量【答案】C【分析】1、線粒體是細(xì)胞進行有氧呼吸的主要場所,是細(xì)胞的“動力車間”。細(xì)胞生命活動所需的能量,大約95%來自線粒體。2、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水,合成大量ATP。【詳解】A、生物體中合成ATP主要通過光合作用和呼吸作用,光合作用在光反應(yīng)中產(chǎn)生ATP,即在葉綠體的類囊體薄膜上。有氧呼吸三個階段都產(chǎn)生ATP,主要在第三階段產(chǎn)生,即線粒體內(nèi)膜。因此,F(xiàn)0除分布在線粒體內(nèi)膜上外,也分布在葉綠體的類囊體薄膜上,A錯誤;B、有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的H+在第三階段與氧氣反應(yīng)生成水,B錯誤;C、分析題意“當(dāng)H+通過F0進入線粒體基質(zhì)時,在該酶作用下合成ATP”可知,H+通過F0進行順濃度運輸,H+在線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的濃度差驅(qū)動H+轉(zhuǎn)運的同時儲存一部分能量在ATP中。由此推斷,線粒體內(nèi)外膜間隙中的H+濃度應(yīng)該高于線粒體基質(zhì),C正確;D、NADPH在于光合作用暗反應(yīng)中起作用,其中能量用于光合作用暗反應(yīng)合成有機物,D錯誤。故選C。【變式23】溶酶體內(nèi)pH明顯低于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),內(nèi)含多種酸性水解酶。溶酶體的消化作用可概括成三種途徑,如圖所示。下列說法正確的是(
)A.內(nèi)吞作用會導(dǎo)致細(xì)胞膜上的受體蛋白數(shù)量持續(xù)減少B.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的H+通過協(xié)助擴散的方式運至溶酶體內(nèi)C.細(xì)胞饑餓時自噬作用會吞噬線粒體,不利于細(xì)胞代謝的穩(wěn)定D.次級溶酶體破裂釋放出水解酶,可能會導(dǎo)致細(xì)胞損傷進而引起細(xì)胞凋亡【答案】D【分析】溶酶體:(1)形態(tài):內(nèi)含有多種水解酶;膜上有許多糖,防止本身的膜被水解;(2)作用:能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌?!驹斀狻緼、如圖可知,內(nèi)吞作用會導(dǎo)致細(xì)胞膜上的受體蛋白數(shù)量減少,但是早期內(nèi)體可形成囊泡將受體蛋白返回細(xì)胞膜,A錯誤;B、溶酶體內(nèi)pH明顯低于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),故細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的H+濃度顯著低于溶酶體,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的H+進入溶酶體的方式為主動運輸,B錯誤;C、細(xì)胞饑餓時自噬作用會吞噬線粒體,有利于細(xì)胞代謝的穩(wěn)定,C錯誤;D、次級溶酶體破裂釋放出水解酶,可能會導(dǎo)致細(xì)胞損傷,引起細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達,進而引起細(xì)胞凋亡,D正確。故選D。03酶與ATP【例3】利用淀粉酶、糖化酶生產(chǎn)葡萄糖的方法稱為雙酶法,大致生產(chǎn)流程如圖。液化是將淀粉水解為低聚糖,糖化是將低聚糖水解為葡萄糖。液化時間過長會導(dǎo)致產(chǎn)物不純。下列說法錯誤的是(
)A.雙酶法生產(chǎn)葡萄糖體現(xiàn)了酶具有專一性的特點B.不同生產(chǎn)階段的溫度不同是為了保持酶的活性C.淀粉酶和糖化酶的作用機制是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能D.為保證產(chǎn)物純度,液化后應(yīng)先緩慢降溫,后調(diào)pH,再加入糖化酶【答案】D【分析】酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。酶的特性是高效性、專一性和作用條件較溫和。【詳解】A、液化是淀粉酶將淀粉水解為低聚糖,糖化是糖化酶將低聚糖水解為葡萄糖,體現(xiàn)了酶具有專一性的特點,A正確;B、酶的作用條件較溫和,不同生產(chǎn)階段的溫度和pH不同是為了保持酶的活性,B正確;C、酶的催化作用機制是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,C正確;D、液化時間過長會導(dǎo)致產(chǎn)物不純,因此為保證產(chǎn)物純度,液化后應(yīng)先迅速降溫、調(diào)pH,加入糖化酶,D錯誤。故選D?!咀兪?1】下列有關(guān)實驗的敘述,正確的是()A.紙層析法進行色素分離時,適當(dāng)增加濾紙條的長度和層析時間可以使實驗結(jié)果更加明顯B.黑藻是一種單細(xì)胞藻類,可用其葉片制成臨時裝片觀察葉綠體C.探究某種酶的最適pH時,進行預(yù)實驗可減小實驗誤差D.將一定量的胡蘿卜切碎,加適量的水、石英砂、碳酸鈣充分研磨,過濾,可以獲取胡蘿卜素提取液【答案】A【分析】1、影響酶活性的因素主要是溫度和pH,在最適溫度(pH)前,隨著溫度(pH)的升高,酶活性增強;到達最適溫度(pH)時,酶活性最強;超過最適溫度(pH)后,隨著溫度(pH)的升高,酶活性降低。另外低溫酶不會變性失活,但高溫、pH過高或過低都會使酶變性失活。2、植物的綠色部位細(xì)胞中含葉綠體,可以用高倍顯微鏡直接觀察其形態(tài)和分布?!驹斀狻緼、紙層析法進行色素分離時,適當(dāng)增加濾紙條的長度和層析時間可以使色素條帶分離效果更好,實驗結(jié)果更加明顯,A正確;B、黑藻是一種多細(xì)胞藻類,葉片多為單層細(xì)胞,可用其葉片制成臨時裝片觀察葉綠體,B錯誤;C、探究酶的最適pH時,進行預(yù)實驗可以為進一步實驗摸索條件,但不能減小實驗誤差,C錯誤;D、提取胡蘿卜素的實驗流程:胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素,D錯誤。故選A?!咀兪?2】細(xì)胞中少部分ATP會在酶的催化下形成cAMP,cAMP在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝方面發(fā)揮重要作用。下圖甲是腎小管上皮細(xì)胞部分生理過程圖解,圖乙是該細(xì)胞膜局部亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖。以下說法錯誤的是(
)A.圖甲中a→b→c表明cAMP可調(diào)節(jié)酶的活性從而影響基因表達以合成更多水通道蛋白B.圖甲中,cAMP在細(xì)胞中具有傳遞信息的作用,引起其含量變化的可能是抗利尿激素C.圖乙1~5過程可以說明細(xì)胞膜具有選擇透過性,其中1和5過程均需要消耗ATPD.在植物細(xì)胞中,催化ATP合成的酶主要位于線粒體內(nèi)膜、葉綠體內(nèi)膜和類囊體薄膜上【答案】D【分析】圖甲中信號分子與受體結(jié)合,可促進細(xì)胞內(nèi)的ATP形成cAMP,cAMP調(diào)節(jié)相關(guān)酶的活性可促進水通道蛋白基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯,形成水通道蛋白分布在細(xì)胞膜上,促進水分的吸收。圖乙中1和5的運輸方式為主動運輸,2為自由擴散,3和4為協(xié)助擴散。【詳解】A、圖甲中信號分子與受體結(jié)合,可促進細(xì)胞內(nèi)的ATP形成cAMP,cAMP調(diào)節(jié)相關(guān)酶的活性可促進水通道蛋白基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯,形成水通道蛋白分布在細(xì)胞膜上,促進水分的吸收,A正確;B、因為抗利尿激素能促進腎小管和集合管對水分的重吸收,而圖甲中cAMP在細(xì)胞中被稱為“第二信使”,則該過程中的“第一信使”指的是垂體釋放的抗利尿激素,B正確;C、圖乙的1~5過程中,逆濃度梯度運輸?shù)臑?和5,為主動運輸方式,需要消耗ATP,而2、3、4均為順濃度梯度運輸,不消耗ATP,被動運輸和主動運輸均體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性的功能特性,C正確;D、葉綠體內(nèi)膜上無催化ATP合成的酶,D錯誤。故選D。【變式33】空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)可測定特定細(xì)胞在某一功能狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄出來的所有mRNA。該技術(shù)設(shè)計了一種標(biāo)簽TIVAtag(包括一段尿嘧啶序列和蛋白質(zhì)),該標(biāo)簽進入活細(xì)胞后與mRNA的腺嘌呤序列尾(真核細(xì)胞mRNA均具有)結(jié)合得到產(chǎn)物TIVAtagmRNA,回收并純化該產(chǎn)物之后,將mRNA洗脫下來用于轉(zhuǎn)錄組分析。下列敘述正確的是(
)A.TIVAtag與染色體、ATP含有的五碳糖相同B.推測TIVAtag與mRNA結(jié)合的場所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C.上述過程涉及到氫鍵和磷酸二酯鍵的形成和斷裂D.同一生物的不同活細(xì)胞利用該技術(shù)獲得的TIVAtagmRNA種類相同【答案】B【分析】基因的表達:(1)轉(zhuǎn)錄:以DNA為模板,通過堿基互補配對原則,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;(2)翻譯:以mRNA為模板,在核糖體的參與和酶的催化作用下,合成多肽鏈?!驹斀狻緼、TIVAtag包括一段尿嘧啶序列和蛋白質(zhì),TIVAtag由RNA和蛋白質(zhì)組成,其含有核糖;染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成,其含有脫氧核糖;ATP由核糖、腺嘌呤和三個磷酸基團組成,可見TIVAtag與染色體含有的五碳糖不同、與ATP含有的五碳糖相同,A錯誤;B、mRNA主要在細(xì)胞核產(chǎn)生,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)發(fā)揮作用,故推測TIVAtag與mRNA結(jié)合的場所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),B正確;C、TIVAtag與mRNA的腺嘌呤序列尾結(jié)合形成的是氫鍵,洗脫斷裂的也是氫鍵,不涉及磷酸二酯鍵的形成和斷裂,C錯誤;D、同一生物的不同活細(xì)胞基因選擇性表達的情況不同,產(chǎn)生的mRNA不完全相同,利用該技術(shù)獲得的TIVAtagmRNA種類不完全相同,D錯誤。故選B。04細(xì)胞呼吸【例4】有氧呼吸包括多步化學(xué)反應(yīng),磷酸果糖激酶催化其中一步化學(xué)反應(yīng),如圖所示。細(xì)胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活,被ATP抑制。下列說法正確的是()A.磷酸果糖激酶在核糖體合成、在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)發(fā)揮作用B.有氧呼吸三個階段均有NADH和高能磷酸化合物產(chǎn)生C.葡萄糖經(jīng)過此過程分解為丙酮酸和二氧化碳D.磷酸果糖激酶活性的調(diào)節(jié)體現(xiàn)了正反饋調(diào)節(jié)機制【答案】A【分析】有氧呼吸全過程:第一階段:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,一分子葡萄糖形成兩分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,這一階段不需要氧的參與;第二階段:丙酮酸進入線粒體的基質(zhì)中,分解為二氧化碳、大量的[H]和少量能量;第三階段:在線粒體的內(nèi)膜上,[H]和氧氣結(jié)合,形成水和大量能量,這一階段需要氧的參與?!驹斀狻緼、磷酸果糖激酶本質(zhì)為蛋白質(zhì),在核糖體合成,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將果糖6磷酸轉(zhuǎn)化為果糖1,6二磷酸,A正確;B、有氧呼吸第一、二階段可產(chǎn)生NADH,第三階段消耗NADH,有氧呼吸的三個階段均有高能磷酸化合物(ATP)產(chǎn)生,B錯誤;C、葡萄糖經(jīng)過此過程分解為丙酮酸,丙酮酸繼續(xù)分解才能產(chǎn)生二氧化碳,C錯誤;D、細(xì)胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活,被ATP抑制,即磷酸果糖激酶活性的調(diào)節(jié)體現(xiàn)了負(fù)反饋調(diào)節(jié)機制,D錯誤。故選A。【變式41】光合作用與呼吸作用環(huán)環(huán)相扣、相互依存,兩者雖然都是為植物的存活而進行服務(wù),但二者又有各自獨立的工作系統(tǒng)。如圖是某植物光合作用和細(xì)胞呼吸過程示意圖,Ⅰ~Ⅶ代表物質(zhì),①~③代表過程。下列敘述正確的是()A.甲過程中的Ⅱ物質(zhì)與乙過程中Ⅵ物質(zhì)是同一種物質(zhì),甲過程中的Ⅲ物質(zhì)與乙過程中Ⅶ物質(zhì)不是同一種物質(zhì)。B.乙過程中①過程與②過程所產(chǎn)生的能量之和多于③過程所產(chǎn)生的能量C.葉肉細(xì)胞中甲過程產(chǎn)生的Ⅳ物質(zhì)多于乙過程所消耗的Ⅳ物質(zhì)時,植物將生長D.乙過程產(chǎn)生的ATP并不能用于甲過程【答案】D【分析】甲圖是光合作用的過程,Ⅰ是NADPH,Ⅱ是氧氣,Ⅲ是二氧化碳,Ⅳ是葡萄糖;乙圖是有氧過程,Ⅴ是NADH,Ⅵ是氧氣,Ⅶ二氧化碳;①是有氧呼吸和無氧呼吸第一階段,②是有氧呼吸第二階段,③是有氧呼吸第三階段?!驹斀狻緼、甲過程中的I物質(zhì)是NADPH,Ⅱ是氧氣,乙過程中的V是NADH,Ⅵ是氧氣;甲過程中的Ⅲ是二氧化碳,乙過程中的Ⅶ二氧化碳,A錯誤;B、乙過程中①過程是有氧呼吸第一階段,②過程是有氧呼吸第二階段,③過程是有氧呼吸第三階段,③過程所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于①和②產(chǎn)生能量之和,B錯誤;C、甲是光合作用的過程,乙是有氧呼吸,葉肉細(xì)胞有機物的產(chǎn)生量多于所有細(xì)胞細(xì)胞呼吸消耗量植物才能生長,葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的葡萄糖多于葉肉細(xì)胞有氧過程消耗的葡萄糖時,植物未必生長,C錯誤;D、甲是光合作用的過程,乙是有氧呼吸,甲過程暗反應(yīng)需要的ATP來自于光反應(yīng),乙過程產(chǎn)生的ATP不用于甲過程,用于其他各項生命活動,D正確。故選D?!咀兪?2】乳酸脫氫酶(ADH)和乙醇脫氫酶(LDH)能催化不同類型的無氧呼吸。低氧脅迫處理玉米第三天,研究人員發(fā)現(xiàn)玉米品系A(chǔ)根系中ADH活性顯著提高,LDH活性變化不顯著,而玉米品系B根系中LDH活性顯著提高,ADH活性變化不大。下列說法正確的是(
)A.ADH和LDH都能催化丙酮酸分解,并生成少量的ATPB.玉米品系A(chǔ)水淹后體內(nèi)可能會出現(xiàn)酒精、乳酸、CO2等呼吸產(chǎn)物C.低氧脅迫下,玉米品系A(chǔ)和品系B細(xì)胞呼吸的途徑完全不同D.玉米是否產(chǎn)生酒精可通過是否能讓酸性重鉻酸鉀變藍(lán)來判斷【答案】B【分析】無氧呼吸是指在無氧條件下通過酶的催化作用,細(xì)胞把糖類等有機物不徹底氧化分解,同時釋放少量能量的過程。無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同,葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并釋放少量的能量;無氧呼吸的第二階段是丙酮酸在不同酶的作用下生成酒精和CO2或乳酸,不釋放能量,整個過程都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)?!驹斀狻緼、ADH和LDH都催化丙酮酸分解,但不釋放能量,因為無氧呼吸都只在第一階段釋放少量的能量,A錯誤;B、據(jù)題干信息分析,玉米品系A(chǔ)根系中含有乳酸脫氫酶(ADH)和乙醇脫氫酶(LDH),因此在被水淹后,進行無氧呼吸既能產(chǎn)生乳酸也能產(chǎn)生酒精和CO2,B正確;C、玉米品系A(chǔ)和B的根細(xì)胞中都有將葡萄糖分解為丙酮酸的過程,C錯誤;D、酒精能使酸性重鉻酸鉀變成灰綠色,D錯誤。故選B?!咀兪?3】運用細(xì)胞呼吸原理分析,下列做法不合理的是()A.進行慢跑等有氧運動鍛煉身體B.定期給花盆里的土壤松土C.包扎傷口選用透氣的“創(chuàng)可貼”D.提高氧氣含量儲藏水果以延長保質(zhì)期【答案】D【分析】??嫉募?xì)胞呼吸原理的應(yīng)用:1、用透氣紗布或“創(chuàng)可貼”包扎傷口:增加通氣量,抑制致病菌的無氧呼吸。2、釀酒時:早期通氣促進酵母菌有氧呼吸,利于菌種繁殖,后期密封發(fā)酵罐促進酵母菌無氧呼吸,利于產(chǎn)生酒精。3、食醋、味精制作:向發(fā)酵罐中通入無菌空氣,促進醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌進行有氧呼吸。4、土壤松土,促進根細(xì)胞呼吸作用,有利于主動運輸,為礦質(zhì)元素吸收供應(yīng)能量5、稻田定期排水:促進水稻根細(xì)胞有氧呼吸。6、提倡慢跑:促進肌細(xì)胞有氧呼吸,防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹?!驹斀狻緼、提倡慢跑等有氧運動鍛煉身體,有利于抑制肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生過多的乳酸,A正確;B、定期地給花盆中的土壤松土能增加土壤中氧氣的量,增強根細(xì)胞的有氧呼吸,釋放能量,促進對無機鹽的吸收,B正確;C、用透氣的“創(chuàng)可貼”包扎傷口構(gòu)成有氧環(huán)境,從而抑制厭氧型細(xì)菌的繁殖,C正確;D、低氧狀態(tài)可抑制細(xì)胞呼吸作用,從而延長水果保質(zhì)期,D錯誤。故選D。05光合作用【例5】如圖表示在實驗室條件下,花生和田七兩種植物在不同光照強度下O2釋放量的變化情況。據(jù)圖分析,下列說法正確的是(
)A.光照強度為a時,田七葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所是線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.適當(dāng)增大環(huán)境中CO2濃度,b、d均會右移C.光照強度為c時,花生與田七的真正光合速率相等D.通過比較兩條曲線可知,花生比田七更適合生長在弱光照環(huán)境中【答案】B【分析】題圖分析:光照強度為0時,植物只進行呼吸作用,據(jù)圖可知,花生的呼吸作用強度大于田七的呼吸強度;在一定范圍內(nèi),隨著光照強度的增加,兩種植物的光合速率均有所增加,但達到一定程度后,不再隨光照強度的增加而增加?!驹斀狻緼、光照強度為a時,是田七的光補償點,此時該植物的光合速率=呼吸速率,此時田七葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所是線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體,A錯誤;B、b點為田七的光飽和點,d點為花生的光飽和點,若增大環(huán)境中的二氧化碳濃度,田七和花生的光合速率會增大,光飽和點都會右移,B正確;C、光照強度為c時,兩種植物的凈光合速率相同,但據(jù)圖可知,花生的呼吸作用強度>田七的呼吸強度,故花生的真正光合速率大于田七的真正光合速率,C錯誤;D、通過比較兩條曲線可知,花生的光補償點和光飽和點都更大,故其比田七更適合生長在強光照環(huán)境中,D錯誤。故選B。【變式51】如圖表示利用紙層析法分離新鮮菠菜葉光合色素的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(
)A.①~④對應(yīng)的色素依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素bB.①和②對應(yīng)的色素主要吸收藍(lán)紫光和紅光C.實驗所用吸水紙的干燥度不影響實驗的結(jié)果D.沒有及時加入CaCO3會使各色素帶都明顯變窄【答案】A【分析】1、葉綠體中的色素都能溶解于有機溶劑中,如:丙酮(酒精)等,所以可以用丙酮提取葉綠體中的色素。碳酸鈣的作用是防止色素被破壞;石英砂的作用是使研磨更充分。2、各種光合色素在層析液中的溶解度不同,溶解度最大的,最先在濾紙上層析,擴散的距離最遠(yuǎn);溶解度最小,最后在濾紙上層析,擴散的距離最近?!驹斀狻緼B、溶解度最大的擴散的距離最遠(yuǎn),根據(jù)色素在濾紙上擴散的距離,可以判斷①~④對應(yīng)的色素依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光,A正確,B錯誤;C、實驗所用吸水紙的干燥度影響實驗的結(jié)果,故應(yīng)用干燥的吸水紙,C錯誤;D、沒有及時加CaCO3影響葉綠素a及葉綠素b的含量,D錯誤。故選A?!咀兪?2】下圖表示某高等植物葉肉細(xì)胞中的A、B兩種細(xì)胞器及相關(guān)生理活動。下列有關(guān)敘述正確的是(
)A.A細(xì)胞器內(nèi)生理活動的強度小于B細(xì)胞器內(nèi)生理活動的強度B.A、B兩種細(xì)胞器產(chǎn)生的ATP均能用于各項生命活動C.圖示葉肉細(xì)胞中有有機物的積累,這是植物得以生長的物質(zhì)基礎(chǔ)D.增大光照強度一定會提高A細(xì)胞器中生理活動的強度【答案】C【分析】分析題圖可知,細(xì)胞器A是葉綠體,細(xì)胞器B是線粒體,葉綠體光合作用吸收的二氧化碳來自線粒體釋放的二氧化碳和外界中的二氧化碳,因此,此時光合作用強度大于呼吸作用強度?!驹斀狻緼、細(xì)胞器A吸收的二氧化碳多于細(xì)胞器B釋放的二氧化碳,因此A細(xì)胞器內(nèi)生理活動的強度(即光合速率)大于B細(xì)胞器內(nèi)生理活動的強度(即呼吸速率),A錯誤;B、細(xì)胞器A為葉綠體,葉綠體光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP被暗反應(yīng)消耗,不能用于各項生命活動,B錯誤;C、由題圖可知,該葉肉細(xì)胞中光合作用強度大于呼吸作用強度,存在有機物積累,細(xì)胞能正常生長,C正確;D、細(xì)胞器A為葉綠體,能進行光合作用,當(dāng)光照強度達到飽和后,增加光照強度,光合作用過程不會改變,D錯誤。故選C?!咀兪?3】在光照恒定、溫度最適條件下,某研究小組用圖1的實驗裝置測量一小時內(nèi)密閉容器中CO2的變化量,繪成曲線如圖2所示。下列敘述正確的是(
)A.a(chǎn)~b段,葉綠體中ATP從基質(zhì)向類囊體膜運輸B.該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為64ppmCO2/minC.適當(dāng)提高溫度進行實驗,該植物光合作用的光飽和點將增大D.若第10min時突然黑暗,葉綠體基質(zhì)中C3的含量在短時間內(nèi)將下降【答案】B【分析】題圖分析,圖中實驗裝置甲測量一小時內(nèi)密閉容器中CO2的變化量,可以用于測定呼吸作用強度或凈光合作用強度,即光下測定的是凈光合速率,黑暗處測定的是呼吸速率?!驹斀狻緼、a~b段二氧化碳含量在下降,說明植物的光合作用大于呼吸作用,且二氧化碳在暗反應(yīng)中被用于合成三碳化合物,因此葉綠體中ATP從類囊體膜向基質(zhì)運輸,A錯誤;B、真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率,由ab段可以計算出凈光合速率=(1680?180)/30=50ppmCO2/min,由bc段可以計算出呼吸速率=(600?180)/30=14ppmCO2/min,因此真光合速率平均為64ppmCO2/min,B正確;C、題干中提出,該實驗在最適溫度條件下進行,因此適當(dāng)提高溫度進行實驗,光合速率下降,導(dǎo)致該植物光合作用的光飽和點將下降,C錯誤;D、若第10min時突然黑暗,導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]含量下降,抑制暗反應(yīng)中C3的還原,導(dǎo)致葉綠體基質(zhì)中C3的含量將增加,D錯誤。故選B。06糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的代謝【例6】人在劇烈運動時,骨骼肌細(xì)胞進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,在劇烈運動后的恢復(fù)期,這些乳酸有三個去路:經(jīng)血液循環(huán)到達肝臟細(xì)胞后,經(jīng)糖異生途徑產(chǎn)生丙酮酸、草酰乙酸(C4)、磷酸烯醇式內(nèi)酮酸(PEP)等多種中間產(chǎn)物,并最終轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?;?jīng)丙酮酸、乙酰輔酶A途徑轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅?、膽固醇等物質(zhì);經(jīng)丙酮酸、氨基轉(zhuǎn)換途徑生成丙氨酸等物質(zhì)。下列說法錯誤的是(
)A.人在劇烈運動時所需的能量主要來自產(chǎn)生乳酸的過程B.乳酸被徹底氧化產(chǎn)生能量的過程中有[H]的產(chǎn)生和消耗C.肝臟細(xì)胞代謝需要的原料部分來自乳酸的轉(zhuǎn)化D.無法用14C標(biāo)記的方法追蹤糖異生途徑各種產(chǎn)物的生成過程【答案】A【分析】有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下,通過酶的催化作用,把糖類等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生出二氧化碳和水,同時釋放出大量能量的過程。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧(缺氧)條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物質(zhì)分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。人的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。【詳解】A、人在劇烈運動時所需的能量主要來自有氧呼吸,無氧呼吸產(chǎn)生乳酸提供的能量作為補充,A錯誤;B、乳酸被徹底氧化產(chǎn)生能量的過程首先生成丙酮酸,丙酮酸參與的及后續(xù)的有氧呼吸過程中有[H]的產(chǎn)生和消耗,B正確;C、乳酸在肝臟細(xì)胞中轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的物質(zhì)可以作為肝臟細(xì)胞代謝的原料,C正確;D、乳酸在肝臟細(xì)胞中發(fā)生多條途徑的轉(zhuǎn)化,有多種物質(zhì)生成,因此無法用14C標(biāo)記的方法追蹤糖異生途徑各產(chǎn)物的生成過程,D正確。故選A?!咀兪?1】如圖表示油菜種子成熟過程中各種有機物的變化情況,下列敘述正確的是(
)A.從圖中可以看出脂肪含量的變化與糖類和蛋白質(zhì)有關(guān)B.可推測,在油菜種子萌發(fā)過程中脂肪能轉(zhuǎn)化成可溶性糖C.等質(zhì)量的油菜種子比小麥種子含C、H的比例更低D.含氮量沒有變化,說明種子干重沒有增加【答案】B【分析】分析題圖可知,在油菜種子成熟過程中,隨著時間推移,可溶性糖、淀粉的含量逐漸降低,脂肪含量逐漸升高,含氮化合物的含量基本不變,因此可以推出脂肪是由糖類(或可溶性糖和淀粉)轉(zhuǎn)化而來的?!驹斀狻緼、分析題圖可知,在油菜種子成熟過程中,隨著時間推移,可溶性糖、淀粉的含量逐漸降低,脂肪含量逐漸升高,含氮化合物的含量基本不變,,因此脂肪含量的變化與可溶性糖、淀粉有關(guān),與含氮物質(zhì)無關(guān),A錯誤,B、由圖可推測,油菜種子萌發(fā)過程與種子成熟過程各種有機物的變化情況相反,脂肪能轉(zhuǎn)化成可溶性糖,B正確;C、脂肪中C、H比例高于糖類,油菜種子中富含脂肪,小麥種子中富含淀粉,所以等質(zhì)量的油菜種子比小麥種子含C、H的比例更高,C錯誤;D、雖然含氮物質(zhì)含量不變,但種子中可溶性糖和淀粉能轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆枰乃蓤D可知,種子干重增加,D錯誤。故選B?!咀兪?2】人體內(nèi)有機物參與細(xì)胞呼吸的部分過程如圖所示,下列相關(guān)敘述正確的是(
)A.細(xì)胞呼吸是細(xì)胞代謝的核心B.糖類與非糖物質(zhì)徹底氧化分解的過程完全一致C.脂肪中氧的含量比糖類高,所以單位質(zhì)量所含能量也比糖類多D.氨基酸、甘油、葡萄糖氧化分解時,生成的代謝終產(chǎn)物完全相同【答案】A【分析】1、有氧呼吸全過程:第一階段:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,一分子葡萄糖形成兩分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,這一階段不需要氧的參與。第二階段:丙酮酸進入線粒體的基質(zhì)中,分解為二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三階段:在線粒體的內(nèi)膜上,[H]和氧氣結(jié)合,形成水和大量能量,這一階段需要氧的參與。2、分析題圖:a表示細(xì)胞呼吸的第一階段;b表示甘油轉(zhuǎn)化形成丙酮酸;c表示脂肪酸參與三羧酸循環(huán);d表示脫氨基或轉(zhuǎn)氨基作用?!驹斀狻緼、細(xì)胞呼吸不僅為生物體提供能量,通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的中間代謝產(chǎn)物,可以在糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)三大類營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)系起來,因此細(xì)胞呼吸是生物體代謝的樞紐,是細(xì)胞代謝的核心,A正確;B、識圖分析可知,葡萄糖和甘油徹底氧化分解的過程完全一致,而脂肪酸和氨基酸徹底氧化分解的過程與葡萄糖和甘油有區(qū)別,特別是氨基酸有一個脫氨基或轉(zhuǎn)氨基的過程,B錯誤;C、脂肪中氧的含量比糖類低,氫的含量比糖類高,所以單位質(zhì)量的脂肪所含能量也比糖類多,是人體良好的儲能物質(zhì),C錯誤;D、氨基酸氧化分解時,生成的代謝終產(chǎn)物是尿素、CO2和H2O,葡萄糖和甘油氧化分解時,生成的代謝終產(chǎn)物是CO2和H2O,D錯誤。故選A。【變式63】科研人員將某油料種子置于條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng),定期檢測種子萌發(fā)過程中(含幼苗)脂肪含量和干重,結(jié)果如圖所示,下列敘述錯誤的是()A.導(dǎo)致ab段種子干重增加的元素主要是氧元素B.bc段細(xì)胞中“結(jié)合水/自由水”的值會下降C.有機物的氧化分解導(dǎo)致bc段種子干重減少D.c點幼苗開始光合作用,種子干重開始增加【答案】D【分析】由圖分析可知,油料作物種子萌發(fā)初期脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?,糖類與脂肪相比,含有較多的O元素,從而使有機物的總量增加,導(dǎo)致ab段種子干重增加的主要元素是O;糖類經(jīng)過呼吸作用,氧化分解,釋放能量,導(dǎo)致種子干重減少,c點種子干重再次增加,說明光合速率大于呼吸速率。【詳解】A、脂肪氧含量低,轉(zhuǎn)化成糖類時,結(jié)合大量的氧,導(dǎo)致種子干重增加,A正確;B、種子萌發(fā)時,細(xì)胞代謝旺盛,需要的自由水含量增加,“結(jié)合水/自由水”的比值會下降,B正確;C、bc段糖經(jīng)過呼吸作用,氧化分解,導(dǎo)致干重減少,C正確;D、c點前,光合作用就已經(jīng)開始;c點后,幼苗開始積累有機物,光合作用大于呼吸作用,D錯誤。故選D。07物質(zhì)跨膜運輸綜合【例7】氮素是限制玉米生長發(fā)育以及產(chǎn)量增加的首要因素,研究人員以東北春玉米為對象探究不同濃度的氮素對苗期玉米生長的影響?;卮鹣铝袉栴}。(1)氮元素參與的合成,因此缺氮地塊的玉米苗通常葉子發(fā)黃,長勢較弱。除此之外合成暗反應(yīng)所需要的(寫出其中兩種)也需要氮元素。(2)土壤中的氮元素主要以NO3(硝態(tài)氮)和NH4+(銨態(tài)氮)的形式存在,通常情況下,玉米對硝態(tài)氮的吸收偏好高于銨態(tài)氮。據(jù)此推斷玉米根細(xì)胞膜上的數(shù)量更多。(3)研究人員共設(shè)置了4組實驗:對照(NO)、減量施氮(N120)、優(yōu)化施氮(N150)和高量氮肥(N180),對東北春玉米幼苗處理后,測得4組玉米的根系形態(tài)及地上部分鮮重與地下部分鮮重的比值如圖所示。①圖1結(jié)果顯示,不同施肥處理玉米根系形態(tài)差異不大,但N150處理組的要高于其他組,后經(jīng)進一步研究發(fā)現(xiàn),高濃度NO3能促進玉米根部細(xì)胞內(nèi)生長素合成基因(M基因)的甲基化,這一結(jié)論可通過檢測獲得。②圖2結(jié)果顯示,隨著施氮量增加,玉米幼苗地上部分鮮重與地下部分鮮重比的變化趨勢為。(4)綜合上述分析,土壤高氮環(huán)境會通過限制玉米根系的生長,從而影響玉米幼苗的生長。這說明?!敬鸢浮?1)葉綠素NADPH、ATP、參與暗反應(yīng)的酶(2)轉(zhuǎn)運NO3的蛋白質(zhì)(3)根系的數(shù)量和長度根細(xì)胞中是否存在M基因相應(yīng)的mRNA先增加后降低(4)抑制M基因的轉(zhuǎn)錄只有合理施用氮肥才能滿足玉米生長的需求【分析】1、光合作用的光反應(yīng)階段(場所是葉綠體的類囊體膜上):水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣,以及ATP的形成;光合作用的暗反應(yīng)階段(場所是葉綠體的基質(zhì)中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機物。2、影響光合作用的環(huán)境因素包括:光照強度、溫度、二氧化碳濃度等?!驹斀狻浚?)葉子發(fā)黃是缺少葉綠素的緣故,葉綠素的組成元素為C、H、O、N、Mg,因此缺氮地塊的玉米苗葉子發(fā)黃;暗反應(yīng)所需的NADPH、ATP以及參與暗反應(yīng)的酶都含氮元素。(2)NO3和NH4+的吸收需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,玉米吸收這兩種離子的差異與轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量有關(guān)。通常情況下,玉米對硝態(tài)氮的吸收偏好高于銨態(tài)氮,據(jù)此推斷玉米根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運NO3的蛋白質(zhì)的數(shù)量更多。(3)①圖1結(jié)果顯示,N150處理組的根系的數(shù)量和長度高于其他組;M基因甲基化會影響該基因的轉(zhuǎn)錄,因此可以通過檢測根細(xì)胞中是否存在M基因相應(yīng)的mRNA來加以驗證。②圖2結(jié)果顯示,隨著施氮量增加,玉米幼苗地上與地下鮮重比的變化趨勢為先增加后降低。(4)土壤高氮環(huán)境會通過抑制M基因的轉(zhuǎn)錄,使得根部細(xì)胞合成生長素減少,玉米根系生長受限,從而影響玉米幼苗的生長。這說明只有合理施用氮肥才能滿足玉米生長的需求?!咀兪?1】鹽地堿蓬能生活在近海灘或海水與淡水匯合的河口地區(qū),它能在鹽脅迫逆境中正常生長,與其根細(xì)胞的物質(zhì)轉(zhuǎn)運機制有關(guān)。下圖是鹽地堿蓬根細(xì)胞參與抵抗鹽脅迫時部分相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運示意圖(HKT1、SOS1和NHX均為轉(zhuǎn)運蛋白)?;卮鹣铝袉栴}:(1)鹽地堿蓬根細(xì)胞的選擇透過性主要與細(xì)胞膜上的種類和數(shù)量有關(guān)。Na+通過HKT1轉(zhuǎn)運蛋白順濃度梯度大量進入根部細(xì)胞的方式是。(2)圖示各處H+的分布存在差異,該差異主要通過位于膜上的H+—ATP泵轉(zhuǎn)運H?來維持。H+ATP泵通過方式將H+轉(zhuǎn)運到。H+分布特點為圖中的兩種轉(zhuǎn)運蛋白,即運輸Na+提供了動力。(3)鹽地堿蓬根部細(xì)胞中的液泡可以通過圖中所示方式增加液泡內(nèi)Na+的濃度,這對其生長的意義是(答出1點)?!敬鸢浮?1)轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助擴散(2)細(xì)胞膜和液泡主動運輸細(xì)胞外和液泡內(nèi)SOS1和NHX(3)避免了細(xì)胞質(zhì)中Na+濃度過高對細(xì)胞代謝造成的不利影響;增加細(xì)胞液濃度,提高了液泡的滲透壓,促進根細(xì)胞的吸水(進而適應(yīng)高鹽環(huán)境)【分析】分析題圖,根細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中pH為7.5,而細(xì)胞膜外和液泡膜內(nèi)pH均為5.5,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中H+含量比細(xì)胞膜外和液泡膜內(nèi)低,H+運輸?shù)郊?xì)胞膜外和液泡內(nèi)是逆濃度梯度運輸,運輸方式為主動運輸。SOS1將H+運進細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的同時,將Na+排出細(xì)胞。NHX將H+運入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的同時,將Na+運輸?shù)揭号輧?nèi)。【詳解】(1)植物根細(xì)胞的選擇透過性主要與細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量有關(guān)。據(jù)圖分析,Na+通過HKT1轉(zhuǎn)運蛋白順濃度梯度大量進入根部細(xì)胞的方式是協(xié)助擴散。(2)由圖可知,H+—ATP泵通過主動運輸方式將H+轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外和液泡內(nèi),因此各處H+的分布存在差異主要是通過位于細(xì)胞膜和液泡膜上的H+—ATP泵轉(zhuǎn)運H+來維持的。H+分布特點為圖中的兩種轉(zhuǎn)運蛋白SOS1和NHX運輸Na+提供了動力,即SOS1將H+運進細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的同時,將Na+排出細(xì)胞;NHX將H+運入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的同時,將Na+運輸?shù)揭号輧?nèi)。(3)鹽地堿蓬根部細(xì)胞中的液泡可以通過圖中所示方式增加液泡內(nèi)Na+的濃度,這避免了細(xì)胞質(zhì)中Na+濃度過高對細(xì)胞代謝造成的不利影響;增加細(xì)胞液濃度,提高了液泡的滲透壓,促進根細(xì)胞的吸水,進而適應(yīng)高鹽環(huán)境?!咀兪?2】人體血液中微量的分子X可促進腎小管上皮細(xì)胞的能量代謝和膜上轉(zhuǎn)運蛋白合成,從而影響腎小管上皮細(xì)胞對Na+、K+的轉(zhuǎn)運,如圖。(1)從下列①~⑥中選擇并按順序表示Na+轉(zhuǎn)運蛋白從合成到定位的路徑:。①核糖體②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)③溶酶體④高爾基體⑤質(zhì)膜⑥胞外(2)據(jù)圖分析,健康人體內(nèi)分子X的含量升高時,腎小管腔的Na+濃度會(升高/降低/不變),血液中的K+濃度會(升高/降低/不變)。(3)下列與分子X有關(guān)的事件中,發(fā)生在人體內(nèi)環(huán)境的是___(單選)。A.分子X的合成B.腎小管腔中Na+濃度變化C.分子X的運輸D.分子X與分子的受體結(jié)合(4)根據(jù)X發(fā)揮作用的過程,可歸納分子X的特點是___(多選)。A.屬于信號分子B.少量即可對細(xì)胞產(chǎn)生較廣泛的影響C.屬于無機鹽D.只與特定分子發(fā)生作用(5)下列因素中,會對分子X的作用效果產(chǎn)生影響的是(編號選填)。①飲水量②膳食營養(yǎng)結(jié)構(gòu)③外界環(huán)境溫度④神經(jīng)系統(tǒng)興奮性【答案】(1)①→②→④→⑤(2)降低降低(3)C(4)ABD(5)①②③④【分析】分泌蛋白的合成過程大致是:首先,在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成。當(dāng)合成了一段肽鏈后,這段肽鏈會與核糖體一起轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)其合成過程,并且邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi),再經(jīng)過加工、折疊,形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成囊泡,包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng),到達高爾基體,與高爾基體膜融合,囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。高爾基體還能對蛋白質(zhì)做進一步的修飾加工,然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡。囊泡轉(zhuǎn)運到細(xì)胞膜,與細(xì)胞膜融合,將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。在分泌蛋白的合成、加工、運輸?shù)倪^程中,需要消耗能量。這些能量主要來自線粒體?!驹斀狻浚?)Na+轉(zhuǎn)運蛋白屬于膜蛋白,其合成場所在核糖體,加工場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,其在細(xì)胞膜上發(fā)揮作用,故Na+轉(zhuǎn)運蛋白從合成到定位的路徑為①→②→④→⑤。(2)據(jù)圖分析可知,分子X可以促進Na+轉(zhuǎn)運蛋白將Na+從腎小管腔轉(zhuǎn)入腎小管上皮細(xì)胞,促進K+從毛細(xì)血管進入腎小管上皮細(xì)胞,若健康人體內(nèi)分子X的含量升高時,腎小管腔的Na+濃度會降低,血液中的K+濃度會降低。(3)題圖可知分子X與細(xì)胞內(nèi)的相應(yīng)受體結(jié)合而發(fā)揮作用,可見分子X屬于信息分子,其在細(xì)胞內(nèi)合成,然后分泌到細(xì)胞外,通過體液運輸。A、分子X的合成是在細(xì)胞內(nèi),不符合題意,A錯誤;B、腎小管腔與外界相通,屬于外環(huán)境,不屬于內(nèi)環(huán)境,不符合題意,B錯誤;C、分子X的運輸是通過體液來實現(xiàn)的,發(fā)生在內(nèi)環(huán)境,符合題意,C正確;D、由圖2可知,分子X與X的受體結(jié)合是發(fā)生在腎上管上皮細(xì)胞內(nèi),不符合題意,D錯誤。故選C。(4)根據(jù)題干信息可知,分子X可能是某種激素,X屬于信息分子,其具有微量高效、與相應(yīng)受體結(jié)合而發(fā)揮作用,具有特異性等特點,ABD正確,C錯誤。故選ABD。(5)由題干信息和題圖分析可知,分子X可能是某種激素,飲水量、膳食營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、外界環(huán)境溫度、神經(jīng)系統(tǒng)興奮性等均會對分子X的作用效果產(chǎn)生影響,故選①②③④?!咀兪?3】骨關(guān)節(jié)炎是一種退行性疾病,病因是關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨細(xì)胞的ATP和NADPH耗竭,使細(xì)胞合成代謝受損,導(dǎo)致細(xì)胞退變和衰老。浙江大學(xué)的林賢豐團隊提取菠菜類囊體,制成了納米類囊體(NTUs),然后用小鼠軟骨細(xì)胞膜(CM)進行封裝,制備出CMNTUs,注射到患有骨關(guān)節(jié)炎的小鼠膝關(guān)節(jié),對該部位進行光照后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的合成代謝得到了改善,軟骨退化減慢,體內(nèi)衰老細(xì)胞活力恢復(fù)。具體過程如圖所示。(1)注射了納米類囊體的軟骨細(xì)胞具有的功能是(編號選填)①將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能②將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能③將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能④將穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能(2)“霜打”后的菠菜,隨著可溶性糖的增加,口感會更好。菠菜葉增加的可溶性糖的來源有。(編號選填)①淀粉水解
②糖酵解
③光反應(yīng)
④碳反應(yīng)(3)受低溫脅迫的菠菜細(xì)胞常表現(xiàn)為輕度的質(zhì)壁分離狀態(tài)。低溫處理后的菠菜液泡內(nèi)可溶性糖的含量增加,則可以在顯微鏡下觀察到____。A.質(zhì)壁分離程度增加 B.細(xì)胞吸水漲破C.質(zhì)壁分離復(fù)原 D.無明顯變化(4)CMNTUs進入小鼠軟骨細(xì)胞的方式是____。A.自由擴散 B.協(xié)助擴散 C.主動運輸 D.胞吞(5)CMNTUs進入小鼠軟骨細(xì)胞體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點,細(xì)胞膜成分中對該結(jié)構(gòu)特點起到調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)是。(6)另一研究發(fā)現(xiàn):腫瘤區(qū)域高濃度的H2O2造成腫瘤區(qū)域缺氧而成為細(xì)胞信號促進腫瘤的惡性增殖,而O2可轉(zhuǎn)化成高毒性的單線態(tài)氧,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;類囊體膜上有豐富的過氧化氫酶,請?zhí)岢鲆粭l不同于傳統(tǒng)放療或化療的腫瘤治療新思路,并說出能夠治療腫瘤的理由原因是。【答案】(1)①④(2)①④(3)C(4)D(5)半流動性(一定流動性)膽固醇(6)向腫瘤細(xì)胞移入類囊體并進行光療。一方面光照條件下,類囊體產(chǎn)生O2,而O2可轉(zhuǎn)化成高毒性的單線態(tài)氧,可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;另一方面,類囊體膜上有豐富的過氧化氫酶,可分解腫瘤區(qū)域高濃度的H2O2并產(chǎn)生O2,防止缺氧而成為細(xì)胞信號促進腫瘤的惡性增殖,此外產(chǎn)生的O2又加快了腫瘤細(xì)胞凋亡,共同達到治療腫瘤的目的【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。光反應(yīng)發(fā)生場所在葉綠體的類囊體薄膜上,色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能,并將一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧氣,另一部分光能用于合成ATP,暗反應(yīng)發(fā)生場所是葉綠體基質(zhì)中,首先發(fā)生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP被還原。【詳解】(1)植物細(xì)胞中,類囊體是光反應(yīng)的場所,光反應(yīng)過程中可以將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能,此外軟骨細(xì)胞能夠進行呼吸作用過程,也能將穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能,①④正確,②③錯誤。故選①④。(2)“霜打”后的菠菜,隨著可溶性糖的增加,口感會更好,菠菜葉增加的可溶性糖的來源有①淀粉水解(可產(chǎn)生麥芽糖等)和④碳反應(yīng)(可生成葡萄糖等),而糖酵解和光反應(yīng)不會產(chǎn)生可溶性糖,①④正確,②③錯誤。故選①④。(3)低溫處理后的菠菜液泡內(nèi)可溶性糖的含量增加,可使細(xì)胞液濃度變大,會使細(xì)胞吸水,則可以在顯微鏡下觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原,ABD錯誤,C正確。故選C。(4)分析題意,制備出的納米類囊體(NTUs),然后用小鼠軟骨細(xì)胞膜(CM)進行封裝,制備出CMNTUs,則CMNTUs是大分子物質(zhì),大分子物質(zhì)進入小鼠軟骨細(xì)胞的方式是胞吞,ABC錯誤,D正確。故選D。(5)CMNTUs進入小鼠軟骨細(xì)胞的方式是胞吞,這體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定流動性的結(jié)構(gòu)特點,細(xì)胞膜成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),還含有啥量的糖類,對于動物細(xì)胞膜還含有膽固醇,而膽固醇能調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的流動性,即可降低莫得通透性,又可保持細(xì)胞膜的柔韌性,增強抵抗外界條件變化的能力。(6)結(jié)合題意可知,腫瘤區(qū)域高濃度的H2O2造成腫瘤區(qū)域缺氧而成為細(xì)胞信號促進腫瘤的惡性增殖,而O?可轉(zhuǎn)化成高毒性的單線態(tài)氧,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,據(jù)此提出的腫瘤治療新思路為:向腫瘤細(xì)胞移入類囊體并進行光療。一方面光照條件下,類囊體產(chǎn)生O2,而O2
可轉(zhuǎn)化成高毒性的單線態(tài)氧,可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;另一方面,類囊體膜上有豐富的過氧化氫酶,可分解腫瘤區(qū)域高濃度的H2O2并產(chǎn)生O2,防止缺氧而成為細(xì)胞信號促進腫瘤的惡性增殖,此外產(chǎn)生的O2又加快了腫瘤細(xì)胞凋亡,共同達到治療腫瘤的目的08呼吸作用和光合作用綜合【例8】如圖表示大棚蔬菜葉肉細(xì)胞的某細(xì)胞器中進行的一項生理過程,請據(jù)此回答下列問題:(1)圖中的A表示,C表示;圖中的③發(fā)生的場所是。(2)當(dāng)①中的光照突然減弱時,短時間內(nèi)③中B、C的含量變化分別是。當(dāng)①中釋放的O2與該蔬菜葉肉細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2長期相等時,該蔬菜是不能正常生長的,原因是。(3)③中催化CO2固定的酶(Rubisco)是一個雙功能酶,CO2濃度高時,傾向于催化五碳化合物和CO2反應(yīng);O2濃度高時,傾向于催化五碳化合物和O2反應(yīng)生成CO2(稱為光呼吸)。因而當(dāng)光呼吸較強時,葉肉細(xì)胞的光合速率會降低,據(jù)此分析原因是;研究發(fā)現(xiàn)光呼吸約抵消30%的光合作用產(chǎn)物,在生產(chǎn)實踐中常通過適當(dāng)升高CO2濃度達到增產(chǎn)的目的,請從Rubisco酶促反應(yīng)的特點解釋其原因:?!敬鸢浮?1)NADPH、ATP五碳化合物葉綠體基質(zhì)(2)上升、下降當(dāng)①中釋放的O2與該蔬菜葉肉細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2相等時,葉肉細(xì)胞沒有光合產(chǎn)物的積累,而植物部分細(xì)胞只進行呼吸作用消耗有機物,整個植物的光合作用有機物積累量為負(fù)值,長期如此該蔬菜是不能正常生長的(3)光呼吸會使一部分五碳化合物和O2結(jié)合,從而降低CO2的固定量CO2濃度升高可促進Rubisco催化更多的五碳化合物與CO2結(jié)合,從而減少五碳化合物與O2的結(jié)合,即促進光合作用,降低光呼吸【分析】植物的光合作用原理是在葉綠體里利用光能把二氧化碳和水合成有機物并放出氧氣,同時把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存在制造的有機物里。光合作用又分為光反應(yīng)和暗反應(yīng),光反應(yīng)的物質(zhì)變化有水的光解和ATP、NADPH的合成,暗反應(yīng)的物質(zhì)變化為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原,影響光合作用的環(huán)境因素有溫度、二氧化碳濃度及光照強度?!驹斀狻浚?)題圖中的①②為光反應(yīng),A表示光反應(yīng)生成的NADPH、ATP。③為發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中的暗反應(yīng),因此C為五碳化合物、B為三碳化合物。(2)光照突然減弱→光反應(yīng)減弱,NADPH、ATP、O2產(chǎn)生減少→暗反應(yīng)中三碳化合物的還原減弱,CO2的固定短時間內(nèi)仍正常進行→短時間內(nèi)三碳化合物(B)含量上升,五碳化合物(C)含量下降。當(dāng)①中釋放的O2與該蔬菜葉肉細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2相等時,葉肉細(xì)胞沒有光合產(chǎn)物的積累,而植物部分細(xì)胞只進行呼吸作用消耗有機物,整個植物的光合作用有機物積累量為負(fù)值,長期如此該蔬菜是不能正常生長的。(3)結(jié)合題意可知,光呼吸較強時,葉肉細(xì)胞的光合速率會降低,原因是光呼吸會使一部分五碳化合物和O2結(jié)合,從而降低CO2的固定量,使葉肉細(xì)胞的光合速率隨之降低;CO2濃度升高可促進Rubisco催化更多的五碳化合物與CO2結(jié)合,從而減少五碳化合物與O2的結(jié)合,降低光呼吸,使光合作用增強,達到增產(chǎn)的目的?!咀兪?1】水稻是我國重要的糧食作物,其光合作用強度和呼吸作用強度受多種因素的影響。研究人員用水稻幼苗和完全培養(yǎng)液進行了相關(guān)實驗,結(jié)果如圖所示。請回答下列問題:(1)本實驗的探究課題是;無關(guān)變量包括(答兩點)(2)由圖分析,35℃時水稻幼苗的真光合速率與呼吸速率之間的數(shù)量關(guān)系是。在稻田中使用農(nóng)家肥能有效提高水稻產(chǎn)量,主要原因是。(3)若給水稻提供含18O的氧氣,在適宜條件下,水稻光合作用的產(chǎn)物中(填“可能”或“不可能”)出現(xiàn)O的有機物,判斷理由是(用18O的轉(zhuǎn)移途徑表示)。(4)高等植物的光系統(tǒng)能將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,葉綠體psbA基因編碼的D1是光系統(tǒng)Ⅱ的核心蛋白,光照過強時會導(dǎo)致其分解,使光合速率下降。研究發(fā)現(xiàn)水楊酸可以有效降低D1的下降幅度(D1的含量可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行檢測,具體檢測方法不作要求),請以大小生理狀況等一致的水稻幼苗和適宜濃度的水楊酸為實驗材料,對此結(jié)論進行驗證。實驗設(shè)計思路:。【答案】(1)探究溫度對水稻幼苗光合速率和呼吸速率的影響光照強度、光照時間、水分、培養(yǎng)液的量等(2)35℃時水稻幼苗的真光合速率是呼吸速率的2倍農(nóng)家肥中有機物被分解產(chǎn)生CO2,二氧化碳含量增加,水稻幼苗暗反應(yīng)增強,產(chǎn)生有機物增多(3)可能18O2→H218O→C18O2→C3→CH218O(4)取大小生理狀況等一致的水稻幼苗若干均分為A、B、C組,A組在適宜光照強度下生長,B、C組用強光照射,C組用適宜濃度水楊酸處理,A、B組用等量蒸餾水處理,其他條件適宜且相同,一段時間后,檢測三組的D1的含量【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段:光反應(yīng)發(fā)生場所在葉綠體的類囊體薄膜上,色素吸收光能并將一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧氣,另一部分光能用于合成ATP;暗反應(yīng)發(fā)生場所是葉綠體基質(zhì)中,首先發(fā)生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳化合物,三碳化合物在光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP的作用下被還原,進而合成有機物。影響光合作用的外界環(huán)境因素主要有二氧化碳濃度、光照強度和溫度?!驹斀狻浚?)圖中橫軸為溫度,光下氧氣的釋放速率代表的是凈光合速率,黑暗中二氧化碳的釋放速率是呼吸速率,因此本實驗的探究課題是溫度對呼吸速率和凈光合速率的影響,本實驗的無關(guān)變量環(huán)境中二氧化碳的濃度,光照強度和水稻的生長狀況和品種等。(2)由圖可知,35℃時水稻幼苗的凈光合速率和呼吸速率相等,而真光合速率是呼吸速率和凈光合速率之和,即該條件下,水稻的真光合速率是呼吸速率的2倍。在稻田中使用農(nóng)家肥能有效提高水稻產(chǎn)量,主要是因為,一方面農(nóng)家肥中的有機物被微生物分解成無機物,其中無機鹽能被植物吸收利用,二氧化碳能被植物用于光合作用,因而有利于植物生長,進而提高了產(chǎn)量,另一方面,微生物的活動使土壤變得疏松,有利于根系的有氧呼吸,促進了無機鹽的吸收。(3)若給水稻提供含18O的氧氣,則氧氣首先參與有氧呼吸的第三階段生成水,而后水一方面用于光合作用的光反應(yīng)產(chǎn)生18O2,另一方面水會參與有氧呼吸的第二階段產(chǎn)生二氧化碳,而后二氧化碳參與光合作用的暗反應(yīng)過程,產(chǎn)生帶有標(biāo)記的有機物,即在適宜條件下,水稻光合作用的產(chǎn)物中可能出現(xiàn)18O的有機物,其元素走向為18O2→H218O→C18O2→C3→CH218O。(4)據(jù)題意,水楊酸可以通過有效降低D1的下降幅度,繼而加快光合速率。取大小生理狀況等一致的水稻幼苗若干均分為A、B、C組,A組在適宜光照強度下生長,B、C組用強光照射,C組用適宜濃度水楊酸處理,A、B組用等量蒸餾水處理,其他條件適宜且相同,一段時間后,檢測三組的D1的含量?!咀兪?2】圖甲表示在一定條件下測得的某植物光照強度與凈光合作用速率的關(guān)系;圖乙是某興趣小組將植物栽培在密閉玻璃溫室中,用紅外線測量儀測得室內(nèi)的CO2濃度與時間關(guān)系的曲線。請分析回答:(1)圖甲中的a點表示,c點時葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有。(2)圖甲中,在相同溫度下,將該植物置于8klx光照下9h,然后移到黑暗處,15h后每100cm2葉片會使外界的CO2減少mg。(3)由圖乙可推知,密閉玻璃溫室中O2濃度最大的是點,j點與e點相比,植物體內(nèi)有機物含量將(填“增加”“減少”或“不變”)?!敬鸢浮?1)植物的呼吸作用強度細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體(2)18(3)h減少【分析】分析甲圖:a點細(xì)胞只進行呼吸作用;b段表示光合速率小于呼吸速率;c點時光合速率等于呼吸速率;d段光合速率大于呼吸速率并達到飽和。分析乙圖:乙圖表示密閉玻璃室內(nèi)的CO2濃度與時間關(guān)系的曲線,其中ef段表示光合速率小于呼吸速率;fh段表示光合速率大于呼吸速率;f點和h點表示光合速率等于呼吸速率;hj段表示光合速率小于呼吸速率?!驹斀狻浚?)圖甲中的a點光照強度為零,不能進行光合作用,表示植物細(xì)胞的呼吸強度。c點時,光合作用剛好等于呼吸作用,因此葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。(2)光照強度為8klx時,已經(jīng)達到光飽和點,此時呼吸速率為6,凈光合速率為12,該植物光照下9h,然后移到黑暗處,15h后每100cm2葉片會使外界的CO2減少12×96×15=18mg。(3)乙圖中縱軸表示的是溫室中二氧化碳的量,光合作用吸收二氧化碳,釋放氧氣,因此二氧化碳量最少的點h就是氧氣積累最多時。j點與e點相比二氧化碳量升高,即有機物分解的多,有機物含量減少?!咀兪?3】綠蘿是一種常見的室內(nèi)觀賞植物,如圖為綠蘿在不同遮光處理條件下凈光合速率的日變化曲線。請據(jù)圖回答下列問題:(1)當(dāng)綠蘿處于M點時,葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所有,若長時間處于M點,綠蘿干重將(填“增加”“不變”或“減少”)。(2)根據(jù)題圖,6:30時80%遮光處理下,綠蘿的凈光合速率小于0,而不遮光和30%遮光處理下綠蘿的凈光合速率大于0,請推測其原因是;栽培綠蘿時選擇(填“不遮光”“30%遮光”或“80%遮光”)處理條件更有利于其生長。(3)12:30時,30%遮光條件下綠蘿的凈光合速率比不遮光條件下的大,甲同學(xué)猜測適當(dāng)遮光會導(dǎo)致葉綠素含量升高,為驗證該猜想,請幫助甲同學(xué)寫出實驗思路。【答案】(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體不變(2)6:30時光照強度較弱,80%遮光處理下綠蘿進行光合作用能利用的光能更少,影響光反應(yīng)速率進而影響光合作用速率,導(dǎo)致呼吸速率大于光合速率30%遮光(3)取等量30%遮光和不遮光處理24h的葉片,提取并分離綠葉中的色素,比較兩者的葉綠素含量【分析】本題研究了綠蘿在不同遮光處理條件下凈光合速率的日變化。據(jù)圖可知,光照過強反而會抑制它的生長,所以出現(xiàn)圖中不遮光條件的曲線Ⅱ在中午下降的趨勢,這是氣孔關(guān)閉的結(jié)果?!驹斀狻浚?)M點為光補償點,此時植株的細(xì)胞呼吸速率與光合速率相等,細(xì)胞呼吸過程中,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中均會產(chǎn)生ATP,光合作用時,葉綠體中會產(chǎn)生ATP。在光補償點時,植株的凈光合速率為0,因此植株干重不變。(2)6:30時光照強度較弱,80%遮光處理下綠蘿進行光合作用能利用的光能更少,影響光反應(yīng)速率進而影響光合作用速率,導(dǎo)致呼吸速率大于光合速率。根據(jù)題圖信息可知,綠蘿在30%遮光條件下凈光合速率最高,更有利于其生長。(3)探究適當(dāng)遮光會導(dǎo)致葉綠素含量升高,可通過設(shè)置對照實驗進行驗證,即取等量30%遮光和不遮光處理24h的葉片,提取并分離綠葉中的色素,比較兩者的葉綠素含量。09細(xì)胞的代謝綜合【例9】下面是某植物葉肉細(xì)胞進行光合作用和細(xì)胞呼吸的物質(zhì)變化示意簡圖,其中①~⑤為生理過程,a~h為物質(zhì)名稱,請回答:(1)物質(zhì)a分布在葉綠體的。(2)過程②和③發(fā)生的場所分別是和。(3)上述①~⑤過程中,能產(chǎn)生ATP的生理過程是(填圖中序號)。(4)在光合作用過程中,二氧化碳被還原成糖類等有機物時,既要接受(填圖中字母)釋放的能量,又要被還原(填圖中字母)(5)假如白天突然中斷二氧化碳的供應(yīng),則在短時間內(nèi)f量的變化是;假如該植物從光下移到暗處,e量的變化是?!敬鸢浮?1)類囊體的薄膜上(2)葉綠體基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(3)①③④⑤(4)ce(5)增加減少【分析】據(jù)圖分析:①為光合作用光反應(yīng)階段,②為暗反應(yīng)階段;③為細(xì)胞呼吸的第一階段,④和⑤分別為有氧呼吸的第二、三階段;其中的物質(zhì)a是色素,b是氧氣,c是ATP,d是ADP,e是NADPH,f是C5,g是二氧化碳,h是C3?!驹斀狻浚?)物質(zhì)a為色素,分布在葉綠體的類囊體的薄膜上。(2)過程②暗反應(yīng)場所是葉綠體基質(zhì),過程③有氧呼吸的第一階段發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(3)①為光合作用光反應(yīng)階段,②為暗反應(yīng)階段;③為細(xì)胞呼吸的第一階段,④和⑤分別為有氧呼吸的第二、三階段,光反應(yīng)階段和有氧呼吸的三個階段都能產(chǎn)生ATP,故圖中能夠產(chǎn)生ATP的生理過程是①③④⑤。(4)在光合作用過程中,二氧化碳被還原成糖類等有機物時,既接受c(ATP)釋放的能量,又要被e即NADPH還原。(5)白天突然中斷二氧化碳的供應(yīng),暗反應(yīng)CO2的固定消耗C5反應(yīng)停止,但C3的還原生成C5還在進行,f(C5)的含量增加;假如該植物從光下移到暗處,光反應(yīng)停止,e(NADPH)的含量將減少?!咀兪?1】超重的乙同學(xué)為了減肥,在購買飲料時挑選了標(biāo)有“0脂肪”字樣的含蔗糖飲料,但連續(xù)飲用一個月后,體重反而增加了,通過翻查資料發(fā)現(xiàn),糖類和脂質(zhì)的代謝可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來,其聯(lián)系的示意圖如下(編號表示過程,字母表示物質(zhì)),請分析:(1)圖中③過程中未標(biāo)出的產(chǎn)物有,發(fā)生的場所是。④過程中大部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成,對于人體來
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