届 人教版 细胞的能量供应和利用 单元测试.docx
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届人教版细胞的能量供应和利用单元测试
2017届人教版细胞的能量供应和利用单元测试
一、选择题(每小题2分,共38分)
1.(2016·福州质检)为研究光反应中ATP产生的原理,有科学家进行如下实验:
将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后,琥珀酸进入类囊体腔,腔内的pH下降为4;然后把悬浮液的pH迅速上升为8,此时类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP,对实验条件和结论分析正确的是( )
A.黑暗中进行,结果表明:
H+能通过自由扩散进入类囊体膜
B.光照下进行,结果支持:
合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能
C.黑暗中进行,结果支持:
光反应使类囊体内外产生H+浓度差,推动ATP合成
D.光照下进行,结果表明:
光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原
解析:
选C H+能通过主动运输进入类囊体膜;光照下进行,题干信息无法得出合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能;黑暗中进行,类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,合成ATP,说明ATP的合成与H+浓度梯度有关;光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原,暗反应的场所是叶绿体基质,不是叶绿体类囊体。
2.(2016·长沙模拟)某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验,连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率,得到如下图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定),据图分析正确的是( )
A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
B.绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时
C.实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱
D.实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
解析:
选C 图中细线是在恒温密闭环境中测得的CO2吸收速率,当吸收速率为零时,表示植物不从外界吸收CO2,此时光合作用所需的所有CO2全由呼吸作用提供,即此时呼吸速率与光合速率相等。
根据图可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个,分别在第6、18、30、42小时;据曲线分析,CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时;由曲线图看出,前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低,因此,前24小时比后24小时的平均光照强度弱;实验过程中叶肉细胞内既进行细胞呼吸又进行光合作用,产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体。
3.给予从叶绿体分离出的类囊体膜光照,发现能使草酸铁的Fe3+还原为Fe2+,并有氧气释放。
此实验证明( )
A.光合作用在类囊体上进行
B.光合作用的产物O2来自H2O,而不是CO2
C.类囊体吸收光能后,产生O2和还原性物质
D.类囊体上的光反应能产生O2,而暗反应使Fe3+被还原
解析:
选C 由题干可知,类囊体吸收光能后,可以产生O2和具有还原性的物质。
4.(2016·齐鲁名校调研)下图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程,有关叙述正确的是( )
A.图示膜结构为叶绿体内膜
B.M侧为叶绿体基质,其中含有少量DNA
C.甲表示色素,在层析液中溶解度最高的是叶绿素a
D.图示过程为光反应,该过程不需酶的催化
解析:
选B 因图示过程需要光照,故该过程为光反应,场所为类囊体薄膜。
光反应生成的ATP进入叶绿体基质参与暗反应,故M侧为叶绿体基质,叶绿体基质中含有少量DNA。
在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素。
光反应过程需要酶的参与。
5.科学家提取植物细胞中的叶绿体,用高速离心法打破叶绿体膜后,分离出类囊体和基质,在不同条件下进行实验(如下表所示),用来研究光合作用过程,下列选项中各试管得到的产物情况正确的是( )
试管
叶绿体结构
光照
C18O2
ATP、[H]
五碳化合物
甲
类囊体
+
+
-
-
乙
基质
-
+
+
+
丙
基质
+
+
-
+
丁
基质和类囊体
+
+
-
+
注:
表中的“+”表示“添加”,“-”表示“不添加”。
A.甲试管可得到18O2
B.乙试管可得到三碳化合物
C.丙试管可得到葡萄糖和淀粉
D.丁试管可得到乳糖
解析:
选B 光合作用产生的O2来源于水的光解,甲试管中没有H18O2,所以没有18O2;乙试管中有C18O2和五碳化合物,可得到三碳化合物;丙试管不含ATP、[H],所以得不到葡萄糖和淀粉;乳糖是动物细胞内合成的二糖。
6.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。
下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析错误的是( )
A.图中B物质可能是葡萄糖
B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2
C.PEP、RuBP均能与CO2结合
D.夜间细胞液pH可能会下降
解析:
选A 在有氧呼吸过程中,进入线粒体的是丙酮酸,而不是葡萄糖;由图可知,光合作用(叶绿体)中CO2的来源有两个,一是来自线粒体,二是来自细胞质基质;由图可知,CO2与PEP或RuBP结合分别形成OAA或PGA;液泡内的液体称为细胞液,晚间时苹果酸进入细胞液中,使细胞液pH下降。
7.(2016·南京一模)右图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下,甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。
下列分析正确的是( )
A.CO2浓度小于a时,甲不能进行光合作用
B.适当增加光照强度,a点将左移
C.CO2浓度为b时,甲、乙总光合作用强度相等
D.甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强
解析:
选B 图中a点时甲叶片的CO2净吸收速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,说明a点之前就已经进行了光合作用;适当增加光照强度,光合速率会加快,a点将向左移动;CO2浓度为b时,甲、乙净光合作用强度相等但呼吸速率不一定相等,所以总光合速率
不一定相等;CO2浓度达到饱和点后,光合作用强度不再增加。
8.右图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。
在y点时改变某条件,结果发生了曲线Ⅱ的变化。
下列分析合理的是( )
A.与y点相比较,x点时叶绿体中C3含量低
B.在y点时,适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D.制约z点时光合作用的因素可能是CO2浓度
解析:
选D x点的光照强度比y点弱,光反应提供的[H]和ATP减少,反应C3+[H]
(CH2O)+C5+H2O速率减慢,C3消耗速度降低,x点时叶绿体中C3含量比y点高;曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度条件下光合作用速率与光照强度的关系,若升高温度,则会使酶的活性降低,光合作用速率减慢;x点限制光合作用的因素是光照强度;据图可知在大于光饱和点的光照强度处增加CO2浓度,会提高光合作用速率。
9.右图表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下,两种植物的叶片在不同CO2浓度下的CO2净吸收速率,下列叙述正确的是( )
A.植物乙在CO2浓度大于100×10-6后,才开始进行光合作用
B.两种植物CO2净吸收速率差异的根本原因是相关酶的不同
C.在题中所给条件下,将植物甲和植物乙分别放在密闭的玻璃罩中,植物乙正常生活时间较长
D.两条曲线交叉点代表植物甲和植物乙积累的有机物相等
解析:
选D 植物乙在CO2浓度大于100×10-6时,CO2净吸收速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,表明之前已进行光合作用;两种植物CO2净吸收速率差异的根本原因是遗传物质的不同;由图可知,植物甲可以利用较低浓度的CO2进行光合作用,所以将植物甲和植物乙分别放在密闭的玻璃罩中,植物甲正常生活时间较长;图中曲线表示CO2净吸收速率,即积累的有机物,两条曲线交叉点代表植物甲和植物乙积累的有机物相等。
10.下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.叶绿体产生ATP一定要有光,线粒体只有在内膜上才能产生ATP
B.若在呼吸作用的终产物中有水,则一定进行了有氧呼吸
C.叶绿体和液泡中都有色素,这些色素均能参与光能的捕获
D.光合作用只能在光下进行,呼吸作用只能在黑暗中进行
解析:
选B 在线粒体基质中也可产生ATP;液泡中的色素不参与光能的捕获;呼吸作用的进行与光照无关。
11.右图表示植物细胞内甲、乙两种生化反应,下列有关叙述不正确的是( )
A.两种生化反应场所不同
B.两种生化反应可以同时进行
C.两种生化反应均伴随ATP的产生
D.影响两种生化反应的因素相同
解析:
选D 图中甲过程表示光合作用过程中水的光解,乙过程为有氧呼吸第三阶段水的形成,两种生化反应分别在叶绿体、线粒体中进行;光合作用和呼吸作用可同时进行;光合作用光反应过程中有ATP的形成,细胞有氧呼吸第三阶段形成水的过程中也有ATP形成;影响光合作用和有氧呼吸的因素不相同。
12.(2016·鞍山质检)下图表示生物细胞内[H]的转移过程,下列分析正确的是( )
A.①过程可以发生在叶绿体基粒上,且伴随着ADP的产生
B.②过程一定发生在叶绿体基质中,且必须在光下才能进行
C.真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上,且必须有氧气参与
D.无氧条件下④过程产生的[H]会在细胞中积累
解析:
选C 图中①过程表示光反应,可以发生在叶绿体基粒上,且伴随着ATP的产生;②过程通常表示光合作用的暗反应,故光不是必须条件,并且也可发生在没有叶绿体的原核细胞中,此外,还有一些细菌通过化能合成作用可将二氧化碳和水合成(CH2O),此过程也不需要光,也没有叶绿体参与;真核细胞的③过程表示有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,且必须有氧气参与;④过程表示呼吸作用第一阶段,无氧呼吸产生的[H]还原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧化碳,不会造成细胞内[H]的积累。
13.对某植物作如下处理:
(甲)持续光照20min,(乙)先光照5s后再黑暗处理5s,连续交替40min。
若其他条件不变,则在甲、乙两种情况下植物光合作用所制造的O2和合成的有机物总量符合下列哪项( )
A.O2:
甲<乙,有机物,甲=乙
B.O2:
甲=乙,有机物,甲=乙
C.O2:
甲<乙,有机物,甲<乙
D.O2:
甲=乙,有机物,甲<乙
解析:
选D 甲、乙光反应时间相同,产生的O2相等,但交替光照下,乙进行暗反应的时间大于甲,因此合成有机物总量甲<乙。
14.下表为某研究小组某次探究学习的实验结果记录表:
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
光合速率
(CO2固定速率mg·dm-2·h-1)
1.4
3.0
3.9
4.3
4.5
4.6
呼吸速率
(CO2释放速率mg·dm-2·h-1)
0.4
0.5
1.0
1.3
2.0
2.6
由上表中数据可知,此植物有机物积累速率最大时的温度是( )
A.5℃ B.15℃
C.20℃D.30℃
解析:
选C 据“真正(总)光合速率=净光合速率+呼吸速率”可知,有机物积累速率最大时,净光合速率也应最大,即表中光合速率与呼吸速率之差最大,由表中数据可知20℃时该差值最大,故此植物有机物积累速率最大时的温度是20℃。
15.(2016·郑州调研)右图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图,图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。
若光照强度的日变化相同,则据图判断不正确的是( )
A.在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象
B.曲线Ⅱ双峰形成与光照强度的变化有关
C.导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是土壤含水量
D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度
解析:
选C 曲线Ⅰ为降雨后第2天(水分充足)测得的数据,曲线Ⅰ没有出现“午休”现象;曲线Ⅱ和曲线Ⅲ分别是降雨后第8天和第15天测得的数据,此时土壤含水量减少,并都出现“午休”现象,即中午温度高,为降低蒸腾作用,气孔关闭,导致这种曲线变化的主要因素是光照强度,而导致曲线Ⅲ光合速率低的主要因素是土壤含水量;根据曲线Ⅰ可知,适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度。
16.下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程,有关分析正确的是( )
A.能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ、Ⅲ
B.阶段Ⅰ生成的NADPH可作为还原剂用于⑤过程生成水
C.过程①、④、⑤可为叶肉细胞吸收Mg2+等提供动力
D.过程③、④、⑤进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、线粒体
解析:
选A 据图可知,阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表光反应、暗反应、细胞呼吸,过程①表示光反应产生ATP,②表示C3的还原,过程③~⑤分别表示二氧化碳的固定、无氧呼吸、需氧呼吸。
能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ(光反应发生于类囊体膜)、Ⅲ中的过程⑤(需氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上);阶段Ⅰ生成的NADPH将在过程②中作为还原剂还原C3;过程④和⑤都合成ATP,可为细胞吸收Mg2+等提供动力,但过程①产生的ATP只能用于暗反应;过程③进行的场所是叶绿体基质,过程④进行的场所是细胞质基质,过程⑤进行的场所是细胞质基质和线粒体。
17.利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验,下列叙述正确的是( )
A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量
B.在光下,如果有气泡产生,可说明光合作用产生氧气
C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验
D.为了探究光照强度对光合作用的影响,用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率的变化
解析:
选C 试管中收集的气体量是光合作用的净产氧量;在光下有气泡产生不能确定是光合作用产生的氧气;为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验;探究光照强度对光合作用的影响时,距光源不同距离,应设置不同装置,观察气泡产生速率的变化。
18.(2016·黄冈一模)用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样,立即测定甲瓶中的O2含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。
一昼夜后取出玻璃瓶,分别测定两瓶中的O2含量,结果如下(不考虑化能合成作用)。
有关分析不合理的是( )
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.9mg
5.6mg
3.8mg
A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质
B.在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的O2量约为1.1mg
C.在一昼夜后,乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D.在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用释放的O2量约为1.8mg
解析:
选C 丙瓶不透光,生物只能进行细胞呼吸,产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质。
甲瓶与丙瓶O2量的差表示丙瓶细胞呼吸消耗的量。
丙瓶不透光,一昼夜的时间内水样中生物均在进行呼吸作用,乙瓶透光,有光照时水样中生物会进行光合作用,消耗部分呼吸作用产生的CO2,因此一昼夜后,乙瓶水样pH比丙瓶的高。
乙、丙瓶取自同一处,生物的种类和数量基本相同,细胞呼吸速率相同,乙瓶一昼夜的净光合量用O2表示为0.7mg,细胞呼吸的量用O2表示为1.1mg,所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作用释放的O2量为1.8mg。
19.下图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。
图乙表示水稻CO2吸收速率与光照强度的关系。
有关说法正确的是( )
A.图甲中,光照强度为b时,光合作用速率等于呼吸作用速率
B.图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C.图甲中的c点和图乙中的h点对应
D.图乙中,限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度
解析:
选B 分析甲图可知,光照强度为b时,CO2释放量和O2产生总量相等,都为3个单位,呼吸作用释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界,说明此时呼吸作用大于光合作用;由图甲可知,光照强度为d时,水稻叶肉细胞O2产生总量为8个单位,需要消耗的CO2也为8个单位,而图中光照强度为a时的CO2释放量即为呼吸速率,为6个单位,所以单位时间内细胞还需从外界吸收的CO2为2个单位;图甲中的c点和图乙中的f点对应;图乙中,限制g点光合作用速率的因素不是光照强度,可能是CO2浓度及温度等。
二、非选择是题(共52分)
20.(7分)(2016·深圳一模)蓝色氧化剂DCPIP被还原后变成无色。
某兴趣小组探究了水溶性物质M对光反应的影响,实验过程及结果如下表所示,请分析回答:
组别
实验操作
蓝色消失
时间(min)
叶绿体悬浮液
试剂1
试剂2
光照
强度
CO2
甲
5mL
0.1%
DCPIP溶液5~6滴
细胞等渗溶液配制的M溶液(1mmol/L)2mL
3klx
未
通
入
30
乙
5mL
Y
60
丙
5mL
细胞等渗溶液配制的
M溶液(1mmol/L)2mL
1klx
65
丁
5mL
Y
120
(1)分离细胞中叶绿体的常用方法是____________。
实验乙、丁中Y为__________________,用细胞等渗溶液取代清水配制M溶液________________________。
(2)DCPIP蓝色消失是因为光反应产生了________。
实验中观察到有气泡产生,相关气体产生的具体部位是________________。
因未通入CO2,暗反应不能为光反应提供________________,所以气泡不能持续产生。
(3)本实验的结论有:
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
解析:
(1)分离细胞器一般用差速离心法;叶绿体离开细胞后需放在细胞等渗溶液中才能维持正常形态,因而Y为细胞等渗溶液,配制M溶液应用细胞等渗溶液。
(2)蓝色氧化剂DCPIP被还原后变成无色,光反应的产物中有还原氢,还原氢与DCPIP反应使之被还原变成无色;实验中观察到有气泡产生,该气体是氧气,产生的部位是光反应阶段的场所,即类囊体薄膜;因未通入CO2,暗反应阶段无法进行,也不能为光反应阶段提供ADP和Pi,气泡不能持续产生。
(3)甲组和乙组对照、丙组和丁组对照说明物质M能促进光反应产生更多的还原氢使DCPIP褪色更快;甲组和丙组对照,乙组和丁组对照说明一定范围内,光照强度增大促进光反应产生更多的还原氢,使DCPIP褪色更快。
答案:
(1)差速离心法 细胞等渗溶液2mL 维持叶绿体的形态
(2)[H] 类囊体薄膜 ADP和Pi (3)①物质M能促进光反应 ②一定范围内,光照强度增大光反应加快
21.(8分)下表为不同光强处理对该桃树和某种栎树的相关光合参数的影响:
光合参数(μmol·m-2·s-1)
CK
T1
T2
桃树
栎树
桃树
栎树
桃树
栎树
光补偿点
29.7
32.8
20.7
31.4
18.2
31.2
光饱和点
752.5
1188.2
522
1164.5
417.5
1133.5
(1)由表中数据分析可知,______更适应弱光环境。
(2)Rubisco酶是植物光合作用过程中一种关键酶,它所催化的反应是无机碳进入生物圈的主要途径,由此可知它应存在的场所是______________,参与催化______________过程。
(3)除测定上述数据外,还可通过检测______________作为该品种桃树是否为耐弱光品种的直观性指标。
解析:
(1)据表格数据,绘制出光合作用速率随光照强度的变化曲线,即随着光照强度的减弱,栎树的光补偿点和光饱和点基本不变,而桃树的光补偿点和光饱和点都降低,使之更适应弱光环境。
(2)无机碳进入生物圈的途径是光合作用暗反应中CO2的固定,因此Rubisco酶应存在于叶绿体基质中。
(3)弱光下,光合色素含量比强光下高,光合色素含量可作为该品种桃树是否为耐弱光品种的直观性指标。
答案:
(1)桃树
(2)叶绿体基质 CO2的固定 (3)光合色素含量
22.(7分)绿萝能有效吸收空气中的甲醛、苯和三氯乙烯等有害气体,是装修后房屋中非常优良的装饰植物品种之一。
图1是绿萝叶肉细胞内发生的生理反应,图2是探究光照对绿萝养殖影响的实验数据结果。
请分析回答问题:
(1)图1过程发生的场所为________,化合物1,5二磷酸核酮糖含有________个C原子。
(2)2个3磷酸甘油酸被还原的过程除了消耗图中所示物质ATP外,还需要________。
(3)图2中限制a点绿萝净光合速率的主要环境因素是________。
该点呼吸作用产生的CO2的去向是________________________。
(4)图2实验结果表明________可以提高绿萝的净光合速率。
出现上述结果的原因包括:
①夏季中午,强光下温度过高,蒸腾作用过强,导致________关闭,________吸收量显著下降。
②经进一步观察发现,在阴暗环境中绿萝叶片的颜色(绿色)明显加深,说明________________________________。
③遮光起到了降温的作用,降低了植物的________。
解析:
(1)图1过程为叶肉细胞内发生的需CO2参与的反应——暗反应,发生在叶绿体基质中。
结合已有知识,分析题图可知1,5二磷酸核酮糖含有5个C原子。
(2)C3的还原过程需要消耗ATP和[H]。
(3)a点时光照强度比较弱,限制绿萝净光合速率的主要环境因素是光照强度,而且a点时光合作用强度小于呼吸作用强度,因此呼吸作用产生的CO2部分被叶绿体利用,部分被释放到外界环境中。
(4)分析坐标曲线图可知,30%遮光情况下,绿萝的净光合速率最大。
当不遮光时,图2中cd段净光合速率下降,这是气温过高导致气孔关闭,CO2进入量减少的结果。
适当遮光叶片颜色加深,说明叶绿素合成量增加。
遮光能降低温度,从而降低了植物的呼吸作用强度。
答案:
(1)叶绿体基质 5
(2)[H] (3)光照强度 被叶绿体利用和扩散到外界环境 (4)适度遮光 ①气孔 CO2 ②遮光后叶绿素含量增加,增强了对光照的吸收和利用 ③呼吸强度
23.(9分)(2016·湛江一模)图1为番茄叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的部分生化反应示意图。
图1
图2
(1)图1中,甲所示生物膜存在于________(细胞器)中,乙所示生物膜的名称是________。
(2)在充满N2与CO2的密闭容器中,用水培法栽培番茄(CO2充足)。
测得图1中两种膜产生与消耗O2速率的变化曲线(如图2所示)。
①5~8h间,容器内的CO2含量将________,番茄植株干重将________。
②9~10h间,甲膜生成O2的速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是________;图1中,10h时不再产生ATP的是________膜;若此环境因素维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,此时____________成为ATP合成的唯一场所。
③若在8h时,将容器置于冰水浴中,请推测乙膜消耗O2的速率将会出现的变化及其原因:
________________________________________________________________________
________________________。
解析:
(1)根据图1中发生的反应,可判断甲是类囊体薄膜,乙是线粒体内