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细胞的能量供应和利用

 细胞的能量供应和利用

一、选择题

1.如图是植物细胞内的部分物质代谢简图,由b过程生成物质A所需的物质、条件是(  )

A.酶、CO2  B.酶、CO2、ATPC.酶、[H]、ATPD.酶、CO2、[H]、ATP

2.据测定,某绿色植物在20℃和一定光照下,其封闭环境中的CO2的含量未变,这表明此时该植物(  )

A.不进行光合作用和呼吸作用

B.光照过强,大部分气孔关闭

C.光合作用产生O2的速率和呼吸作用消耗O2的速率相等

D.植物体内各种酶的活性大致相当

3.某同学利用图示装置测量发芽种子的呼吸类型。

假如种子已经消过毒且呼吸底物全部为葡萄糖,在不考虑环境因素影响的条件下,只进行有氧呼吸的情况是(  )

A.a不动,b右移B.a左移,b不动

C.a左移,b右移D.a右移,b左移

4.下列有关ATP的叙述,正确的是(  )

①ATP是生物体内储存能量的主要物质

②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中

③ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解

④ATP在细胞内含量很少,但转化速率很快

⑤ATP只能在线粒体中生成

⑥ATP是可流通的“能量通货”

A.①②④    B.③④⑥C.③⑤⑥D.③④⑤

5.如图表示某酶促反应过程,它所反映酶的某一特性以及字母a、b、c最有可能代表的物质依次是(  )

A.高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽B.专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖

C.专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖D.高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸

6.植物细胞中存在反应

,其中①和②表示反应条件和过程。

下列有关叙述正确的是(  )

A.夜间有O2存在时①主要发生在线粒体中

B.①和②属于可逆反应,由相同的酶催化

C.①发生在光合作用的光反应和暗反应过程中

D.叶绿体中ADP由类囊体薄膜向叶绿体基质转移

7.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学使用相关试剂的情况如表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为(  )

丙酮

CaCO3

SiO2

A.①②③④B.②④①③C.④②③①D.③②①④

8.在寒冷的冬天,利用温室进行蔬菜种植,可以提高经济效益,但需要调节好温室的光照、湿度、温度和气体,以提高产品的质量,下列措施正确的是(  )

①适当增加光照,以补充冬季阳光的不足

②尽量增加空气湿度,以降低植物的蒸腾作用

③向温室内定期施放二氧化碳气体,以增加光合作用强度

④向温室内定期施放氧气,以降低呼吸作用强度

⑤温室内尽量保持昼夜温差,以利于有机物的积累

A.①③⑤B.②④⑤C.①④⑤D.②③④

9.如图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是(  )

A.①②④表示的是ATPB.③⑥代表的物质名称是水

C.产生①②的场所是线粒体D.所有原核生物都能完成图示全过程

10.科学家提取植物细胞中的叶绿体,将叶绿体膜破坏,分离出基质和基粒,用来研究光合作用的过程。

下列条件下不能产生葡萄糖的是(  )

选项

场所

光照

CO2

ATP

[H]

C3

A

基质

B

基粒

C

基质和基粒

D

基质和基粒

11.如图为植物某叶肉细胞中两种膜结构以及发生的生化反应模式图,下列叙述正确的是(  )

A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中

B.图1中的A是NADPH,图2中的B只来自丙酮酸

C.两种生物膜除了产生上述物质外,还均可产生ATP

D.影响图1、2中的两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光

12.下列各项应用中,主要利用细胞呼吸原理的是(  )

①中耕松土 ②低温果蔬保鲜 ③晒干后贮存种子 ④汛期农田及时排水 

⑤合理密植⑥糖渍、盐渍食品 ⑦用透气的消毒纱布包扎伤口 

⑧移栽幼苗时尽量选择在早晨或傍晚时进行

A.②③④⑤⑥B.①②③④⑦

C.②③④⑦⑧D.①②③④⑤⑥⑦⑧

13.如图表示某种植物的叶肉细胞中的A、B两种细胞器及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。

下列说法正确的是(  )

A.A细胞器内生理活动的强度小于B细胞器内生理活动的强度

B.A、B两种细胞器都能产生ATP,产生的ATP都从细胞器中运出

C.图示叶肉细胞中有有机物的积累,细胞能够正常生长

D.改变光照强度一定会改变A细胞器中生理活动的强度

14.如图表示某种绿色植物在自然条件下一昼夜植物二氧化碳吸收速率的变化情况,下列说法正确的是(  )

A.c点时植物光合速率为3mg·m-2·h-1

B.一昼夜植物体内积累的有机物量可以表示为S2-(S1+S3) 

C.b点前和e点后表示植物只进行呼吸作用

D.导致f点和a点二氧化碳吸收速率不同的环境因素是温度,a点时温度高于f点

二、非选择题

15.图甲表示某植物的某种生理活动,图乙表示该植物在不同的光照强度条件下,吸收O2和O2释放量的状况。

请据图回答:

(1)图甲反应进行的场所是________,其中A表示________,B表示________。

(2)若光照突然加强,会使光合作用__________反应产生的________增加,导致三碳化合物的含量________(选填“增加”“减少”或“不变”)。

(3)当光照强度处于图乙中的a点时,该植物生理活动的特点是___________。

(4)若图乙是CO2浓度为0.3%条件下测得的,在其他条件不变的情况下,当CO2浓度下降到0.1%时,a点向________(选填“左”或“右”)移动。

16.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)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________,再通过________作用为种子萌发提供能量。

(2)萌发过程中在________小时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。

(3)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-1·d-1。

(4)若保持实验条件不变,120小时后萌发种子的干重变化趋势是________,原因是_______________________________。

17.科研人员在不同条件下测定发育良好的绿萝叶片净光合速率变化情况,结果如图甲所示。

(1)图甲中限制a~b段叶片净光合速率的主要环境因素是________________。

(2)图甲中c~d对应时段,植物体内有机物总量的变化情况是______________,根据植物的生理活动规律推断,净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是________________。

(3)图甲中f点时叶肉细胞内生成[H]的场所有______________________________。

(4)某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面(如图乙);光照一段时间后(不考虑淀粉运输)去除锡箔纸,用碘液处理。

观察叶片,没有出现蓝色的部位有________(填图中字母)。

(5)绿萝植株甲经突变形成的叶片中,其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于绿萝植株乙,但两者叶绿素总量不变。

某同学用__________(填序号:

①绿色;②红色;③蓝紫色;④黄色)光照射植株甲和植株乙的叶片,检测到两者光合放氧速率差异不大。

若取等量色素提取液进行层析,会发现植株甲第______条色素带(自上而下)窄于植株乙。

18.学校生物实验室有一批淀粉酶制剂,因保留时间较长,可能失去活性。

下面是这种淀粉酶制剂的使用说明书的部分内容:

某生物兴趣小组想通过比较该淀粉酶制剂和唾液淀粉酶的催化效率,鉴定这批淀粉酶制剂的活性。

实验目的:

略。

实验原理:

略。

实验材料与试剂:

淀粉酶制剂、大小烧杯若干、试管若干、淀粉糊、新配制的斐林试剂、碘液、量筒、酒精灯等。

实验步骤:

(1)取唾液:

将口漱净,含一块脱脂棉,片刻后取出,将唾液挤入小烧杯中,重复几次。

(2)取两个烧杯,分别编号为A、B,分别加入适量的________。

再往A烧杯中加入适量唾液,B烧杯中加入________,在相同条件下,催化相同且适当的时间。

(3)取两支试管分别编号为A1、A2,各加入A烧杯中的溶液2mL。

另取两支试管分别编号为B1、B2,各加入B烧杯中的溶液2mL。

(4)向试管A1、B1中加入等量碘液,观察试管中的颜色变化。

(5)__________________________________________________________。

预测结果,得出结论:

若试管A1中溶液呈褐色,试管A2中出现砖红色沉淀:

①试管B1中溶液呈蓝色,试管B2中无砖红色沉淀,说明________________;

②试管B1中溶液呈蓝色,试管B2中有砖红色沉淀,说明该淀粉酶制剂有部分活性;

③________________________________,说明该淀粉酶制剂活性正常。

讨论与反思:

该兴趣小组在班上汇报他们的实验设计和结论后,其他同学认为实验设计存在部分缺陷,你认为缺陷可能是_________________________________________________。

19.图甲为研究光照强度对某植物光合作用强度实验示意图,图乙表示其细胞气体交换情况,图丙表示光照强度与光合速率的关系,图丁表示夏季晴朗的一天,某种绿色植物在24小时内O2吸收和释放速率的变化示意图(单位:

mg/h)。

A、B点对应时刻分别为6点和19点。

(1)图乙中光反应的具体部位字母及名称是[  ]________,反应中的能量变化是________________。

(2)叶肉细胞处于图乙状态时,对应图丙中的区段是________。

(3)图丙中限制AC段光合速率的主要因素是____________。

若提高温度,曲线的变化是________(选填“上移”“下移”“不动”或“无法确定”)

(4)图丁中24小时内不进行光合作用的时段是________。

(5)图丁中测得该植物一昼夜的O2净释放量为300mg,假设该植物在24小时内呼吸速率不变,则该植物一天通过光合作用产生的O2总量是________mg,光合速率最高时,光合作用每小时利用CO2的量是________mg。

图中阴影部分所表示的O2释放量________(选填“大于”“等于”或“小于”)300mg。

(6)图丁中,若适当增加植物生长环境中CO2浓度,B点将向________(选填“左”或“右”)移动。

在生产实践中,常采用施用农家肥的方法增加CO2的浓度,其原理是____________________________________________________________________。

20.某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究,首先将大豆种子置于水分(蒸馏水)、通气、光照等条件适宜的环境中培养,定期检测萌发种子的干重变化,结果如图1所示。

据图分析:

(1)第2~6天,种子从外界吸收________,参与细胞内生化反应,导致干重增加。

6天后种子干重减少的主要原因是____________________________________。

(2)种皮未突破前,种子以无氧呼吸为主,第4天,实验小组测得种子吸收的O2和释放的CO2之比为1∶3,此时大豆细胞内有机物________增多,该物质产生于细胞的______中,产生该物质的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是______。

第________天,大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。

(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下,测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响,结果如图2所示。

据图分析,大豆最适生长温度是______℃左右,在此温度下,每100mm2叶面积上1小时光合作用制造的葡萄糖是________μmol。

(4)研究小组发现沙尘天气影响大豆生长,分析认为:

首先,沙尘天气直接影响叶绿体中的________产生;其次,沙尘堵塞大豆叶气孔,影响光合作用的________阶段。

参考答案

1.C解析:

题图中a过程表示碳的固定过程,b过程表示碳的还原过程,c过程表示有氧呼吸,物质A表示有机物,如葡萄糖。

b过程(碳的还原过程)需要多种酶参与,同时还需要光反应提供[H]、ATP。

2.C解析:

绿色植物在20℃和一定光照下,封闭环境中的CO2的含量未变,说明光合作用强度和呼吸作用强度相等,即光合作用产生O2的速率和呼吸作用消耗O2的速率相等,C正确。

3.B解析:

只进行有氧呼吸,则消耗的氧气和释放的二氧化碳量相等。

装置甲释放的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收,消耗氧气,瓶内气压下降,液滴左移;乙清水不吸收二氧化碳,消耗的氧气和释放的二氧化碳量相等,瓶内气压不变,液滴不动,B正确。

4.B解析:

ATP是生物体内生命活动的直接能源物质,①错误;ATP中的“A”是由腺嘌呤和核糖构成的,称为腺苷,ATP的能量主要储存在高能磷酸键中,②错误;ATP的水解一般是指ATP分子中高能磷酸键的水解,③正确;ATP在细胞内含量很少,但转化速率很快,④正确;ATP可以在细胞质基质、线粒体、叶绿体中生成,⑤错误;ATP可用于各种生命活动,是可流通的“能量通货”,⑥正确。

5.C解析:

从图示过程可知:

a是酶,b是该酶的底物,d不是该酶的底物,c表示b被分解成相同的小分子物质,含有两个基本单位。

该过程反映了酶的专一性。

a最可能是淀粉酶,b物质是淀粉,因为淀粉被分解成麦芽糖,麦芽糖由两分子葡萄糖组成。

6.A解析:

夜间植物不能进行光合作用,故有O2存在时,ATP主要通过有氧呼吸产生,而有氧呼吸的主要场所是线粒体。

①和②并不属于可逆反应,原因这两种过程所需的酶、进行的场所等均不同。

光合作用的暗反应不产生ATP,但消耗ATP。

在光合作用过程中,光反应为暗反应提供ATP,即叶绿体中的ATP由类囊体薄膜向叶绿体基质转移,而不是ADP。

7.B解析:

由表可知,甲同学加的溶剂为水,而不是有机溶剂丙酮,色素不溶于水,因而提取不到叶绿体中的色素,所得结果应为②;乙同学的操作正确,应为结果④,即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,且叶绿素a和叶绿素b的含量较多;丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮,可以提取到色素,但由于未加CaCO3,叶绿素可能被破坏,因而下边的两条色素带比正常的窄,应为结果①;丁同学未加SiO2,可能研磨不充分,导致各种色素的提取量均少于正常水平,应为结果③。

8.A解析:

冬天光合作用弱,可通过增加光照提高光合作用,①正确;冬天温度较低,增加空气湿度,不利于光合作用,且冬天蒸腾作用较弱,②错误;二氧化碳是光合作用的原料,可通过增加二氧化碳量增加光合作用,③正确;植物进行细胞呼吸需要氧气,④错误;保持昼夜温差,有利于有机物积累,⑤正确。

9.B解析:

读图知①、②、④为能量,③、⑥是水,⑤是氧气。

有氧呼吸释放的能量一部分以热能形式散失,剩下的储存在ATP中;有氧呼吸第一阶段是在细胞质基质中进行,第二、三阶段是在线粒体中进行;有的原核生物是厌氧型生物,不能进行有氧呼吸。

10.B解析:

葡萄糖通过光合作用中的暗反应产生,其场所为叶绿体基质,需要的条件有[H]、ATP、CO2、C5、酶等,在B项中缺乏基质,也就缺乏了暗反应所需要的酶,故不能产生葡萄糖。

11.C解析:

图1中能将水进行光解,产生[H](A)和氧气,图2中B应是[H],和氧气结合生成水,是在线粒体内膜上进行的。

图2中的[H]来自葡萄糖和丙酮酸的分解。

两种生物膜都还可以产生ATP。

影响图1的主要外界因素是光照,影响图2呼吸作用的主要外界因素是温度。

12.B解析:

合理密植可提高作物的产量;糖渍、盐渍食品可以使细胞失水死亡,防止杂菌繁殖;移栽幼苗时尽量选择早晨或傍晚,减少蒸腾作用散失水分,与呼吸原理无关。

13.C解析:

细胞器A吸收的二氧化碳多于细胞器B释放的二氧化碳,因此A细胞器内生理活动的强度大于B细胞器内生理活动的强度;叶绿体光反应产生的ATP被暗反应消耗,不能从叶绿体中运出;由题图可知,该叶肉细胞中光合作用强度大于呼吸作用强度,存在有机物积累,细胞能正常生长;当光照强度达到饱和后,增加光照强度,光合作用过程不会改变。

14.B解析:

c点时植物光合速率大于3mg·m-2·h-1,3mg·m-2·h-1表示净光合速率;b点前和e点后存在呼吸速率大于光合速率的情况;a点时呼吸速率小于f点,故a点时温度应低于f点。

15.

(1)叶绿体 ATP C5 

(2)光反应 ATP、[H] 减少 

(3)光合作用强度等于呼吸作用强度 (4)右

解析:

(1)图甲表示光合作用,场所在叶绿体。

A表示ATP,B表示C5。

(2)光照突然加强,会使光合作用生成的[H]和ATP增加,导致三碳化合物的还原加强,三碳化合物的消耗增加,故三碳化合物的含量下降。

(3)图乙中的a点表示氧气净释放量为0,即光合作用强度等于呼吸作用强度。

(4)CO2浓度下降,需要较强光照才能达到与呼吸速率相等的光合速率,故a点右移。

16.

(1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化)

(2)72~96 26.5 (3)22 (4)下降 幼苗呼吸作用消耗有机物,且不能进行光合作用

解析:

(1)玉米种子萌发过程中,淀粉被水解为葡萄糖,再通过细胞呼吸作用为种子萌发提供能量。

(2)由图可知,在72~96小时之间种子的干重下降最快,说明该时间段内种子的呼吸速率最大,每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2-177.7=26.5(mg)。

(3)萌发过程中胚乳中的营养物质一部分用于细胞呼吸,一部分转化成幼苗的组成物质。

由题图可知,在96~120小时内,转化速率最大。

在96~120小时内,每粒胚乳的干重平均减少118.1-91.1=27(mg),其中呼吸消耗177.7-172.7=5(mg),则转化成其他物质27-5=22(mg)。

即转化速率为22mg·粒-1·d-1。

(4)如果继续保持黑暗条件,玉米幼苗不能进行光合作用,细胞呼吸继续消耗有机物,干重继续降低。

17.

(1)光照强度 

(2)(先减少后)增加 叶片的气孔关闭,CO2吸收量减少 

(3)细胞质基质、线粒体(基质)、叶绿体(基粒、类囊体薄膜)

(4)ace (5)①④ 四

解析:

(1)图甲中限制a~b段叶片净光合速率的主要环境因素是光照强度。

(2)图甲中c~d对应时段,净光合速率开始是负值,导致有机物减少,后来是正值,导致有机物增加。

根据植物的生理活动规律推断,净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是叶片的气孔关闭,CO2吸收量减少。

(3)图甲中f点时叶肉细胞内既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,所以生成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。

(4)将该植物在黑暗中放置48h的目的是消耗掉原有的淀粉,避免对实验结果的干扰。

只有植物的绿色部位在光照下才能进行光合作用,生成淀粉,所以图中的ac黄白色不能进行光合作用,无淀粉产生,e没有光照,同样不能产生淀粉,所以没有出现蓝色的部位有ace。

(5)根据题意分析可知绿萝植株甲经突变形成的叶片中叶绿素a含量多些,叶绿素b含量少些。

叶绿素a与叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,所以用绿色和黄色光照射植株甲和植株乙的叶片,检测到两者光合放氧速率差异不大。

若取等量色素提取液进行层析,会发现植株甲从上到下第4条色素带(叶绿素b)窄于植株乙。

18.实验步骤:

(2)淀粉糊 等量的淀粉酶制剂

(5)向试管A2、B2中加入等量新制的斐林试剂,并进行水浴加热,观察试管中的颜色变化 预测结果,得出结论:

①该淀粉酶制剂完全失活 ③试管B1中溶液呈褐色,试管B2中有砖红色沉淀 讨论与反思:

没有考虑到酶制剂与唾液淀粉酶的最适温度和最适pH;没有考虑到酶制剂与唾液淀粉酶的浓度可能存在差异;没有考虑到酶制剂与唾液淀粉酶在催化效率之间可能存在差异(合理即可)

解析:

本实验的目的是通过比较该淀粉酶制剂和唾液淀粉酶的催化效率,鉴定这批淀粉酶制剂的活性,则自变量为淀粉酶制剂和唾液淀粉酶,因变量为淀粉酶制剂的活性,唾液淀粉酶的浓度、最适温度、最适pH以及两种酶的催化效率等为该实验的无关变量,所以该实验的缺陷显而易见。

(2)步中加入的物质从题目所给的实验材料用具中即可找到。

试管A1、B1中加入等量碘液,观察试管中的颜色变化,用于比较反应后剩余的淀粉量;试管A2、B2用于比较反应生成还原糖的量,则向两试管中加入等量新制的斐林试剂,并进行水浴加热,观察试管中的颜色变化。

若试管A1中溶液为褐色,试管A2中出现砖红色沉淀,则A烧杯中的淀粉糊完全反应;若试管B1中溶液呈蓝色,试管B2中无砖红色沉淀,说明B烧杯中的淀粉糊未发生反应,则该淀粉酶制剂完全失活;若试管B1中溶液呈蓝色,试管B2中有砖红色沉淀,说明B烧杯中的淀粉糊没反应完全,则该淀粉酶制剂有部分活性;若试管B1中溶液呈褐色,试管B2中有砖红色沉淀,说明B烧杯中的淀粉糊反应完全,则该淀粉酶制剂活性正常。

由题干淀粉酶制剂的产品特性可知淀粉酶制剂与唾液淀粉酶的最适温度及最适pH存在较大差异,因此两者在相同条件下的催化效率不能同时达到最佳效果,会出现很大实验误差。

19.

(1)[a]类囊体薄膜 光能转化为ATP中活跃的化学能 

(2)B点以后 

(3)光照强度 无法确定 (4)0~5和20~24(或20~5) (5)588 77 大于

(6)右 农家肥富含有机物,分解者的分解作用释放出大量CO2

解析:

(1)光反应是在叶绿体基质中进行的,对应图乙中的[b],反应中的能量变化是将ATP中活跃的化学能转化为有机物(如糖类)中稳定的化学能。

(2)由图乙中O2的去向可知叶肉细胞通过光合作用产生的O2除了用于有氧呼吸,部分释放到外界环境中,即光合强度大于呼吸强度,对应于图丙中B点以后的区段。

(3)图丙中AC段的光合速率限制因素主要是光照强度。

题干中没有给出图丙曲线所处的温度,因此升高温度时,无法确定此曲线的变化情况。

(4)读图丁可知,24小时内不进行光合作用的时段为0~5小时,20~24小时。

(5)由图丁知呼吸速率为12mg/h,则植物一天消耗的O2为:

12×24=288(mg),该植物一天通过光合作用产生的O2总量为:

300+288=588(mg),由产生O2与消耗CO2的关系6O2~CO2可求得光合速率最高时,光合作用每小时利用CO2的量为

=77(mg),测得一昼夜O2净释放量300mg中已除去夜里呼吸作用消耗O2的量,因此图示阴影部分表示O2释放量应大于300mg。

(6)图丁中B点表示呼吸作用强度等于光合作用强度,当CO2浓度增加时,B点将向右移动。

施用农家肥时,由于农家肥中富含有机物,分解者的分解作用释放出大量的CO2。

20.

(1)水分 细胞呼吸,分解了有机物 

(2)酒精 细胞质基质 6/7 10 

(3)18 66(4)ATP和[H] 暗反应

解析:

(1)第2

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