2018-2019高中生物 第5章 细胞的能量代谢练习（打包5套）北师大版必修2.zip

1第 1 节 生命活动的直接能源——ATP一、基础巩固1.下面关于生物体内 ATP 的叙述,正确的是( )A.ATP 中含有三个高能磷酸键B.ATP 可以直接为生命活动提供能量C.ATP 化学性质很稳定D.ATP 在细胞中含量很多解析： ATP 中含有两个高能磷酸键; ATP 化学性质不稳定,易水解并释放出能量;ATP 在细胞中含量低且保持相对稳定。答案： B2.下列生理过程中,能生成 ADP 的是( )A.洋葱表皮细胞的质壁分离B.大麦根尖成熟区细胞的吸水C.人体细胞从内环境中吸收 K+D.樟树叶片蒸腾失水解析： 能生成 ADP 的过程,即是消耗 ATP 的过程。A、B、D 三项都不消耗 ATP,只有 C 项属于主动运输,消耗 ATP,即能生成 ADP。答案： C3.ATP 转化为 ADP 可表示如下图。图示中 X 代表( )A.H2O B.[H]C.腺苷 D.Pi解析： ATP 失去一个磷酸基团(Pi)形成 ADP,并释放能量。答案： D4.下面关于 ATP 的叙述,错误的是( )A.细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布B.ATP 合成所需的能量由磷酸提供C.ATP 可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D.正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值在一定范围内变化解析： ATP 是细胞内的直接能源物质,细胞膜、细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布;ATP 分子是由一个腺嘌呤、一个核糖和三个磷酸基团组成的,所以 ATP 可以水解为一个核苷酸和两个磷酸;正常的细胞中,ATP 和 ADP 时刻进行着相互转化,所以 ATP 与 ADP 的比值在一定范围内变化;ATP 合成时所需要的能量来自呼吸作用中分解有机物所释放的能量和光合作用中光能转化成的电能。答案： B5.下图表示 ATP 和 ADP 之间的转化,据图可以确定 ( )2A.A 为 ADP,B 为 ATPB.能量 1 和能量 2 来源相同C.酶 1 和酶 2 是同一种酶D.X1和 X2是同一种物质解析： 由图中能量的方向可以看出,A 为 ATP,B 为 ADP;能量 1 来自 ATP 中高能磷酸键水解所释放的化学能,能量 2 在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能,在植物体内还可来自光合作用吸收的太阳能;酶 1 和酶 2 分别是水解酶和合成酶;X 1和 X2是同一种物质 Pi。答案： D6.下列有关生物体 ATP 的叙述,正确的是( )A.ATP 与 ADP 的相互转化,在活细胞中是永无休止的B.ATP 与 ADP 是同一种物质的两种形态C.生物体内的 ATP 含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应D.ATP 与 ADP 的相互转化,使生物体内各项化学反应能在常温、常压下快速又顺利地进行解析： 生命活动要消耗 ATP,细胞不断合成 ATP,在活细胞中 ATP 与 ADP 的相互转化是永无休止的。ATP 和 ADP 是两种不同的物质。细胞内的 ATP 含量很少,但合成很快,以满足生命活动对能量的需求。ATP 与 ADP 的相互转化为生物体内的化学反应提供能量。酶具有催化作用,能降低化学反应的活化能,从而保证生物体内各项化学反应能在常温、常压下快速又顺利地进行。答案： A7.在某细胞培养液中加入 32P 标记的磷酸分子,短时间内分离出细胞的 ATP,发现其含量变化不大,但部分 ATP 的末端 P 已带上放射性标记,该现象能够说明( )①ATP 中远离 A 的 P 容易脱离 ②部分 32P 标记的 ATP 是重新合成的 ③ATP 是细胞内的直接能源物质④该过程中 ATP 既有合成又有分解A.①②③④ B.①②③C.①②④ D.②③④解析： 题干提供的信息不能说明 ATP 是细胞内的直接能源物质。答案： C8.下列对 ATP 与 ADP 的相互转化的叙述,正确的是 ( )A.ATP 水解与合成时所需要的酶是一样的B.ATP 水解时释放能量,合成 ATP 时贮存能量C.ATP 与 ADP 的相互转化是可逆反应D.植物细胞和动物细胞发生 ATP 与 ADP 的相互转化的生理过程一样解析： 生物体进行的“ATP→ADP+Pi+能量”的过程和“ADP+Pi+能量→ATP”的过程是两个截然不同的生理过程,它们发生的场所、所需要的酶是不同的,所以 A 项错误;因为两个过程发生的场所、所需要的酶不同,所以不是可逆反应,所以 C 项错误;植物细胞可以通过光合作用产生 ATP 和消耗3ATP,也可通过呼吸作用产生 ATP,而动物细胞不能通过光合作用产生 ATP,主要通过呼吸作用产生ATP,所以 D 项错误。答案： B9.一般情况下,生物体的贮能物质、主要能源物质、直接能源物质依次是( )A.脂肪、糖类和 ATPB.脂质、蛋白质和 ATPC.脂肪、糖类和 ADPD.糖类、脂肪和 ATP解析： 生物体内的主要贮能物质是脂肪,主要能源物质是糖类,直接能源物质是 ATP。答案： A10.生物体内能量代谢中 ATP 的合成和利用过程如下图所示。以下说法不正确的是( )A.a 过程和 b 过程分别表示呼吸作用和光合作用B.①过程和②过程涉及的酶和场所相同C.c 表示 ATP 水解释放的能量被生物体的各种生命活动所消耗D.ATP 在活细胞中的含量很少,但转化速度很快解析： ①过程涉及的场所有胞质溶胶、线粒体、叶绿体,②过程涉及的场所是细胞中的需能部位;两个过程的酶也是不同的,①为合成酶,②为水解酶。答案： B11.下图表示 ATP 水解产生 ADP 的过程。请回答下面的问题。(1)图中 A 表示 ,P 代表 ,ATP 脱去 2 个磷酸基团后可作为 (物质)基本结构单位中的一种。 (2)图中①为 ,其中蕴藏着 。 (3)图中②为 的过程,其作用是 。 解析： 根据 ATP 的结构简式可知 A 代表腺苷、P 是磷酸基,①是高能磷酸键,ATP 去掉 2 个磷酸基团后就是腺嘌呤核糖核苷酸,是 RNA 基本结构单位的一种。高能磷酸键的水解为生命活动提供能量。答案： (1)腺苷 磷酸基 RNA (2)高能磷酸键 大量化学能 (3)高能磷酸键水解释放能量 为生命活动提供能量412.人的骨骼肌细胞中,ATP 含量仅够剧烈运动时 3 s 以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中 ATP 的相对含量随时间的变化如图所示,请据图回答下面的问题。(1)A B 的变化过程,说明 ATP 被水解,释放的能量用于 。 (2)B C 过程中,ATP 含量增加,说明 加强,释放出更多的能量,供 ADP 合成 ATP 使用,以补充细胞中 ATP 的含量。 (3)从整个曲线来看,肌细胞中 ATP 的含量不会降为零,说明 。 解析： ATP 是生物体各项生命活动所需能量的直接来源,可为人体肌肉收缩直接提供能量。当 ATP由于消耗而大量减少时,肌肉细胞的细胞呼吸加强,以合成 ATP 供细胞利用,正是由于 ATP 与 ADP 无休止地相互转化,才使细胞内的 ATP 不会用尽,以保证人体生命活动的顺利进行。答案： (1)肌肉收缩等生命活动 (2)细胞呼吸 (3)ATP 的形成和分解是同时进行的13.为了探究肌肉收缩的直接能源是 ATP 还是葡萄糖,某研究性学习小组的同学利用下列实验材料进行了相关的探究活动。请回答相关问题。(1)提出问题:肌肉从 ATP 中还是从葡萄糖溶液中直接获得能量?(2)作出假设:① ; ② 。 (3)实验材料及用具:新鲜的骨骼肌标本、ATP 溶液、葡萄糖溶液、蒸馏水、电极、滴管等。(4)实验步骤:①选取三个新鲜的相同的骨骼肌标本,分别标记为 A、B、C。②给 A、B、C 骨骼肌分别施加适宜的电刺激,直至骨骼肌不再收缩。③给 A 标本滴加适量的蒸馏水,给 B 标本滴加 ,给 C 标本滴加等量的葡萄糖溶液。 ④给 A、B、C 标本同时施加适宜的电刺激,观察 。 (5)预测结果及分析:①如果 C 标本收缩,A、B 标本不收缩,则说明 。 ②如果 B 标本收缩,A、C 标本不收缩,则说明 。 (6)给骨骼肌施加两次电刺激的目的是否相同? 。原因为 5。 解析： (2)该实验为探究实验,假设就会有两种情况:肌肉直接从 ATP 中获得能量,或直接从葡萄糖溶液中获得能量。(4)实验体现了单一变量原则、对照原则和等量原则,实验变量为对骨骼肌标本的不同处理:滴加等量的蒸馏水(对照)、ATP 溶液和葡萄糖溶液(实验)。(5)骨骼肌能否发生收缩反应与直接能源物质有关,如果 ATP 是直接能源物质,滴加 ATP 溶液后骨骼肌就会收缩;如果葡萄糖是直接能源物质,滴加葡萄糖溶液后骨骼肌就会收缩。(6)实验分析:第一次电刺激可以耗尽骨骼肌中的能量,使骨骼肌不再收缩,这体现了等量原则;第二次电刺激可以观察到骨骼肌收缩现象。答案： (2)肌肉收缩从 ATP 中直接获得能量 肌肉收缩从葡萄糖溶液中直接获得能量(4)等量的 ATP 溶液 标本是否收缩(5)①葡萄糖是直接能源物质 ②ATP 是直接能源物质(6)不同 第一次电刺激目的是消耗完肌肉标本内的 ATP,第二次电刺激目的是观察骨骼肌是否收缩1第 2 节 细胞呼吸一、基础巩固1.向正在进行有氧呼吸的细胞悬浮液中分别加入 a、b、c、d 4 种抑制剂,下列说法正确的是( )A.若 a 能抑制丙酮酸分解,则使丙酮酸的消耗增加B.若 b 能抑制葡萄糖分解,则使丙酮酸增加C.若 c 能抑制 ATP 形成,则使 ADP 的消耗增加D.若 d 能抑制[H]氧化成水,则使 O2的消耗减少解析： 抑制丙酮酸分解时,丙酮酸的消耗减少,含量增加;丙酮酸是由葡萄糖分解产生的,若葡萄糖分解受抑制,则丙酮酸的形成减少;ATP 与 ADP 能相互转化,ATP 的形成减少,则 ADP 的含量增加,消耗减少;[H]和 O2结合生成水,如果抑制[H]氧化成水,则会使 O2不能与 [H]结合或结合量减少,故 O2消耗减少。答案： D2.下列关于呼吸作用的叙述,正确的是( )A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水C.无氧呼吸不需要 O2的参与,该过程最终有[H]的积累D.质量相同时,脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多解析： 无氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者是酒精和 CO2。有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要氧气参与,也没有[H]的积累,[H]只在胞质溶胶中参与反应,产生了无氧呼吸的产物。质量相同的脂肪和糖原,脂肪含氢的比例大,氧化释放的能量多。答案： D3.将等量且足量的苹果果肉分别放在 O2浓度不同的密闭容器中,1 h 后测定 O2的吸收量和 CO2的释放量,如下表:变化量(O 2浓度/%) 0 1 2 3 5 7 10 15 20 25O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8CO2释放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8下列有关叙述正确的是( )A.苹果果肉细胞在 O2浓度为 0~3%和 5%~25%时,分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B.贮藏苹果时,应选择 O2浓度为 5%的适宜环境条件C.O2浓度越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生 ATP 越多D.苹果果肉细胞进行无氧呼吸时,产生乳酸和 CO2解析： 苹果果肉细胞在 O2浓度为 1%~3%时,有 O2的吸收,说明也进行着有氧呼吸;苹果果肉细胞进行无氧呼吸时,产生的应是酒精和 CO2;在 O2浓度为 5%时,有氧呼吸较弱,消耗有机物最少且不进行无氧呼吸(O 2吸收量与 CO2释放量相等),是贮藏苹果的适宜环境条件。答案： B24.细胞内糖分解代谢过程如下图,下列叙述错误的是 ( )A.植物细胞能进行过程①和③或过程①和④B.真核细胞的胞质溶胶中能进行过程①和②C.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多D.乳酸菌细胞内,过程①产生[H],过程③消耗[H]解析： 真核细胞有氧呼吸的第一阶段①在胞质溶胶中进行,第二、第三阶段②在线粒体中进行。答案： B5.测定下列哪项可简便且准确判断贮存小麦种子的细胞呼吸方式?( )A.有无酒精的生成B.有无水的生成C.有无有机物消耗D.O2消耗量与 CO2生成量的比值解析： 有酒精产生时可推测其进行了无氧呼吸,但无法推测是否也进行了有氧呼吸,A 项错误;有水产生时可推测其进行了有氧呼吸,但无法推测是否也进行了无氧呼吸,B 项错误;无论有氧呼吸还是无氧呼吸都消耗有机物,C 项错误;若无 O2消耗,可推测其只进行无氧呼吸,若 O2消耗量等于 CO2生成量,可推测其只进行有氧呼吸,若 O2消耗量小于 CO2生成量,可推测其同时进行了两种呼吸,D 项正确。答案： D6.贮藏苹果时既要保持其口感又要减少水分的消耗,下列最适宜的贮藏条件是( )A.高 CO2浓度、低氧浓度和零下低温B.低 CO2浓度、高氧浓度和零下低温C.低氧浓度、高 CO2浓度和零上低温D.完全无氧、高 CO2浓度和零上低温解析： 酶的活性在一定范围内随温度的升高而增强,故低温是有效贮藏方法之一,但零下低温会引起冻伤,而影响苹果的口感;随着氧气浓度的不断提高,有氧呼吸不断增强,而无氧呼吸逐渐受抑制,故低氧时二者都很弱;CO 2是呼吸产物,当 CO2增加时抑制呼吸作用进行。答案： C7.右图是人体内不完整的细胞呼吸示意图,有关叙述正确的是( )A.人体在剧烈运动时,所需能量主要由②途径提供3B.在有氧条件下,过程②③将受到抑制C.细胞内产生 CO2的场所为胞质溶胶和线粒体D.过程④产生的 ATP 最多,过程③需要水的参与解析： 图中①②③④分别表示葡萄糖分解为丙酮酸、丙酮酸转化为乳酸、丙酮酸分解为 CO2、[H]被 O2氧化为 H2O。[H]被 O2氧化为 H2O 是有氧呼吸的第三阶段,该阶段产生的 ATP 最多;丙酮酸分解为 CO2需要 H2O 参与;人体在剧烈运动时,所需能量主要由④途径提供;在有氧条件下,过程②将受抑制,过程③是有氧呼吸的第二阶段,不受抑制;人体细胞进行有氧呼吸时在线粒体内产生 CO2,在胞质溶胶中进行无氧呼吸时不产生 CO2。答案： D8.按下表的设计进行实验。分组后,在相同且适宜条件下培养 8~10 小时,并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是( )实验材料 取样 处理 分组 培养液 供氧情况甲 25 mL 75 mL 无氧50 mL破碎细胞(细胞器完整) 乙 25 mL 75 mL 通氧丙 25 mL 75 mL 无氧适宜浓度的酵母菌液 50 mL 未处理丁 25 mL 75 mL 通氧A.甲组不产生 CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组的能量转化率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组解析： 酵母菌属于兼性厌氧生物,在无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸将葡萄糖分解成酒精和 CO2,在有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸将葡萄糖分解成 CO2和 H2O,所以,甲、丙组进行无氧呼吸,乙、丁组进行有氧呼吸,故甲、乙组都产生 CO2;细胞只有保持结构的完整性才能完成正常的生理活动,由于细胞不完整,甲组的酒精产量比丙组少,乙组的氧气消耗量小于丁组;由于丁组进行有氧呼吸,丙组进行无氧呼吸,所以丁组的能量转化率高于丙组。答案： D9.下图表示细胞需氧呼吸的过程,其中①~③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )A.甲、乙分别代表丙酮酸和 H+B.①②只能分别代表胞质溶胶与线粒体基质C.③中释放的能量最多,大部分转移到 ATP 中D.用 18O 标记 O2后,一段时间后可检测出 C18O24解析： 甲代表的物质是丙酮酸,乙代表的物质是[H],[H]实质上是还原型辅酶Ⅰ(NADH),而不是 H+,A项错误;如果需氧呼吸发生在原核细胞(没有线粒体)中,则①②均可表示胞质溶胶,B 项错误;③中进行需氧呼吸第三阶段,释放的能量最多,但只有 40%左右的能量转移到 ATP 中,其余均以热能形式散失,C 项错误; O 2在需氧呼吸第三阶段与前两个阶段产生的[H]结合生成水,所以用 18O 标记 O2后,一段时间后可产 ,与丙酮酸一起被分解成 C18O2和[H],D 项生 𝐻218𝑂,然后 𝐻218𝑂参与需氧呼吸第二 阶 段正确。答案： D10.某植物器官的呼吸强度(用 CO2释放量表示)与 O2吸收量的关系如下图所示,下列分析正确的是( )A.A 点时释放的 CO2全部是厌氧呼吸的产物B.A 点时细胞呼吸的产物中还有乙醇C.B 点时需氧呼吸和厌氧呼吸的 CO2释放量相等D.O2浓度越低,呼吸强度越小 解析： A 点时释放的 CO2是需氧呼吸和厌氧呼吸的产物,A 项错误; A 点时细胞呼吸的产物中还有乙醇,B 项正确; B 点时只有需氧呼吸,C 项错误;O 2浓度越低,需氧呼吸强度越小,D 项错误。答案： B11.右图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解,请根据图回答下面的问题。(1)图中表示有氧呼吸全过程的是 ,发生在 ,产生[H]最多的过程是 。(用图中标号表示) (2)图中产生 的 𝐻218𝑂含有放射性 ,其放射性来自于反 应 物中的 ,图 中 过 程 ①发 生的 场 所 为 。(3)苹果贮存久了会闻到酒味,是因为苹果细胞进行了 (用图中标号表示)反应;人在剧烈运动后感到肌肉酸痛,是因为人的骨骼肌细胞进行了 (用图中标号表示)反应。 (4)细胞有氧呼吸的总反应式为 。 解析： 有氧呼吸由三个阶段组成,其中第一阶段发生在胞质溶胶中,第二、三阶段发生在线粒体中,第二阶段产生[H]最多。苹果贮存久了会闻到酒味是因为无氧呼吸产生了酒精,而人体无氧呼吸产生乳酸。5答案： (1)①④⑤ 胞质溶胶和线粒体 ④ (2)O 2 胞质溶胶 (3)①② ①③ (4)C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量12.为探究酵母菌的细胞呼吸,将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到胞质溶胶和线粒体,与酵母菌分别装入 A~F 试管中,再加入不同的物质,进行了如下实验(见下表)。胞质溶胶 线粒体 酵母菌 试管编号加入的物质 A B C D E F葡萄糖 - + - + + +丙酮酸 + - + - - -氧气 + - + - + -注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质。(1)会产生 CO2和 H2O 的试管有 ,会产生酒精的试管有 ,根据试管 的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号) (2)有氧呼吸产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,表明 DNP 使分布在 上的酶无法合成 ATP。若将 DNP 加入试管 E 中,葡萄糖的氧化分解 (填“能”或“不能”)继续进行。 解析： (1)C 中加入了丙酮酸和线粒体,满足有氧呼吸第二和第三阶段的条件,可产生 CO2和 H2O,E 中是完整的酵母菌,存在胞质溶胶和线粒体,在含有葡萄糖和 O2的条件下,可发生有氧呼吸全过程,可产生 CO2和 H2O,故会产生 CO2和 H2O 的试管是 C、E。B 中加入葡萄糖和胞质溶胶,无 O2,可进行无氧呼吸产生酒精,F 中是完整的酵母菌,加入葡萄糖在无 O2条件下可进行无氧呼吸产生酒精,故会产生酒精的试管有 B、F。B、D、F 三支试管可作为一组对照实验来验证酵母菌无氧呼吸的场所,F 作为对照组,B、D 作为实验组。(2)DNP(2,4-二硝基苯酚)对有氧呼吸第三阶段过程无影响,但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,而有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜,所以 DNP 使分布于线粒体内膜上的酶无法合成 ATP。将 DNP 加入试管 E 中,只是使酵母菌有氧呼吸第三阶段释放的能量以热的形式耗散,即阻碍ATP 的形成,并不影响葡萄糖的氧化分解。答案： (1)C、E B、F B、D、F (2)线粒体内膜 能13.图中的实验装置用于测量大麦种子的呼吸速率。实验开始时,用夹子夹紧橡皮管并使图中 U 形管内两侧有色液体均处于“0”标志位。在 25 ℃条件下两套装置都静置 1 h,实验结果如下图所示。(1)装置中加入 NaOH 溶液的目的是 。 (2)装置 A 中有色液体的变化量表示 6。 (3)装置 B 中对大麦种子进行灭菌处理的目的是 ;装置 B 中有色液体的变化可能是 造成的。 (4)计算大麦种子在 25 ℃条件下的呼吸速率[用单位时间内 O2的吸收速率表示,单位为 mm3/(g·h)]。。 解析： (1)NaOH 溶液具有吸收 CO2的能力。(2)由于装置 A 中大麦种子吸收了上部空间的 O2,进行有氧呼吸产生的 CO2又被 NaOH 溶液吸收,所以有色液体的变化量为 O2的减少量。(3)若大麦种子不灭菌,细菌会进行细胞呼吸影响气体体积的变化;装置 B 中没有任何生物体的生理变化,可能是外界条件(如温度的变化)使气体膨胀或收缩。(4)B 内气体增加了 20 mm3,A 中的气体体积减少了 60 mm3,故 1 h 内 A 内的 O2被吸收了 80 mm3,所以呼吸速率为 80 mm3÷10 g÷1 h=8 mm3/(g·h)。答案： (1)吸收呼吸产生的 CO2(2)大麦种子细胞呼吸消耗 O2的体积(3)防止细菌细胞呼吸产生或吸收的气体影响实验结果 环境温度上升而引起的气体膨胀(4)8 mm3/(g·h)1第一课时 叶绿体中的色素一、基础巩固1.下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述,不正确的是( )A.实验目的是证明四种色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同B.加入 SiO2的目的是使研磨更充分C.叶绿体中各种色素的含量和颜色不同D.提取液呈绿色是因为叶绿素 a 和叶绿素 b 的含量多解析： 本实验的目的是将叶绿体中的色素进行提取和分离,了解色素的种类和含量,而色素的溶解度和扩散速度不同是色素分离的原理;加入 SiO2的目的是使研磨更充分;叶绿体中含有的色素共 4种,颜色和含量不同;由于叶绿素 a 和叶绿素 b 呈绿色且含量较多,所以提取液呈绿色。答案： A2.绿叶中色素的提取实验中,所用试剂或实验用品与用途的对应关系见下表。正确的是 ( )选项 试剂或实验用品 用途A 滤纸条 防止色素被破坏B CaCO3 有助研磨C 无水乙醇或丙酮 提取色素D SiO2 层析分离解析： 滤纸条用于色素的分离;CaCO 3可以防止研磨过程中色素被破坏;无水乙醇或丙酮用于色素的提取;SiO 2可以使研磨更充分。答案： C3.下列关于叶绿体色素的叙述,错误的是( )A.叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红橙光和蓝紫光B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C.利用纸层析法可分离 4 种叶绿体色素D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能解析： 叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红橙光和蓝紫光,A 项正确;叶绿体中叶绿素含量约占总量的3/4,类胡萝卜素含量约占总量的 1/4,B 项正确;不同色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸条上的扩散速度不同,可用纸层析法对其进行分离,C 项正确;乙醇提取的叶绿素只要分子结构没有被破坏,仍是可以吸收光能的,D 项错误。答案： D4.红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述,正确的是( )A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用2解析： 红枫叶片呈红色,是因为叶绿素含量少,呈现出了花青素的颜色;红枫叶片呈红色是其吸收其他光而反射红光造成的;只有叶绿体中的色素能吸收光能进行光合作用。答案： C5.图 1 是“质壁分离和复原实验”的部分操作图,图 2 是“叶绿体中色素分离”的结果,以下相关说法不正确的是 ( )A.盖玻片下最好是成熟的植物组织细胞B.实验中用吸水纸引流常需要重复几次C.图 2 中 b 代表的是叶绿素 bD.出现图 2 结果的原因可能是研磨时没加碳酸钙解析： 成熟的植物细胞具有大液泡,用成熟的植物细胞做质壁分离实验效果明显,A 项正确。在质壁分离和复原实验中,用吸水纸引流重复几次,是为了让材料充分浸润在蔗糖溶液或清水中,B 项正确。图 2 中滤纸条上 b 代表的是胡萝卜素,C 项错误。图 2 中滤纸条上 a 代表叶绿素 b。从图 2 滤纸条上看,叶绿素含量少,可能是研磨时没加碳酸钙,叶绿素被破坏,D 项正确。答案： C6.在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,收集到的滤液绿色过浅,其原因可能是( )①未加石英砂,研磨不充分 ②一次加入大量的无水乙醇提取 ③分次加入少量无水乙醇提取 ④使用放置数天的菠菜叶A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④解析： 提取的滤液绿色过浅的原因包括内因和外因两方面,内因有植物种类、叶片衰老程度或叶片久置未见光等,外因有研磨不充分,色素没有释放出来,或加入的提取液太多过度稀释了滤液等。答案： D7.下列关于叶绿体的色素的叙述,错误的是( )A.矿质元素能影响叶绿素的合成B.提取叶绿体中色素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂C.低温条件下色素合成受阻D.黄化苗中无叶绿素,但有其他色素存在解析： Mg 是合成叶绿素的重要元素;提取叶绿体中色素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂,如无水乙醇或丙酮(相似相溶),形成色素液的特点,层析液的作用是溶解并分离不同色素,这是两个不同的过程;低温会降低酶的活性进而影响色素的合成;黄化苗因缺光而不能产生叶绿素,所以变黄,但有其他色素存在。答案： B38.某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是( )A.甲可能是因为研磨时未加入 SiO2B.乙可能是因为研磨时未加入 CaCO3C.丙可能误用蒸馏水做提取液和层析液D.丁是正确操作得到的理想结果解析： 色素的提取和分离实验中,SiO 2可使菠菜叶研磨充分,CaCO 3可防止叶绿素受到破坏,未加入SiO2和 CaCO3 时,会发生甲、乙图示的现象,A、B 两项正确;图丙中色素含量基本为零,可能是误用蒸馏水做提取液和层析液的结果,C 项正确;图丁显示含量最高的是叶黄素,实际上正常绿色叶片中叶绿素 a 和叶绿素 b 含量高,D 项错误。答案： D9.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,进行了以下操作:①将 5 g 新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中,加入无水乙醇或丙酮后直接进行研磨 ②将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端 1 cm 处用钢笔画一条横线 ③为增强实验效果,将滤液细线画粗些 ④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,让滤液细线浸入层析液中该同学操作有误的是( )A.① B.①②C.①②③ D.①②③④解析： 对于题述操作,正确的做法是:①提取绿色叶片中的色素时,在将 5 g 新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后,应加入少许 SiO2和 CaCO3,再加入 15 mL 无水乙醇或丙酮,进行迅速、充分地研磨。②制作滤纸条时,应将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端 2 cm 处用铅笔画一条横线。③画滤液细线时,为确保色素带分离整齐、不重叠,应保证滤液细线细、直、齐,为增强实验效果,应在干燥之后重复画线 2~3 次使滤液细线处积累较多色素。④分离色素时,应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,略微斜靠着烧杯的内壁,轻轻插入层析液中,为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中,不能让滤液细线触及层析液。答案： D10.在圆形滤纸的中央滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离,看到近似同心环状的四个色素圈,排列在最外圈的一个呈( )A.蓝绿色 B.黄绿色4C.黄色 D.橙黄色解析： 绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是色素在层析液中的溶解度不同。色素中胡萝卜素(橙黄色)的溶解度最大,故其扩散速度最快,排列在最外层。答案： D11.把甲、乙、丙、丁 4 盆长势均匀的植物置于阳光下无色透明的密闭玻璃罩中,小烧杯中放有高浓度的 NaHCO3溶液,甲照射品红光照(红光和蓝紫光的混合光),乙照射绿色光照,丙隔以品红色滤光片,丁隔以绿色滤光片(如下图),经过一段时间后,玻璃罩内氧气浓度由高到低的排序是 。 解析： 由图可知,玻璃罩内的小烧杯中有 NaHCO3溶液,可为光合作用提供足够的二氧化碳,各玻璃罩内氧气浓度的高低取决于光合作用强度的大小。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光(两种光混合成品红色光),几乎不吸收绿光。从图中看,甲盆是在阳光照射的基础上添加了品红光照,因此提高了光合作用效率。乙盆在阳光照射的基础上添加了绿色光照,光合作用略强。丙盆隔滤光片后没有影响阳光中的主要有效光——品红色光的通过,因此光合作用略弱。丁盆隔了滤光片后,通过的仅是绿光,因此光合作用最弱。答案： 甲乙丙丁12.为验证叶绿素合成所需的条件,有人设计了如下实验。a.配制培养基:1 号(含蔗糖、水、植物必需的各种矿质元素等),2 号(不含 Mg,其他成分与 1 号相同)。b.小麦种子用清水浸泡后消毒,在无菌条件下,将种子的胚剥离,去掉胚乳(因为胚乳中含 Mg 元素)。c.在无菌条件下,将胚接种在培养基上。培养两周后,观察幼苗的颜色。结果如表所示:甲 乙 丙 丁培养基 1 号 2 号 1 号 1 号培养基数目 5 5 5 5每个培养基接种胚的数目 10 10 10 10培养条件 光照 16 h/d、25 ℃ ? 黑暗、25 ℃ 光照 16 h/d、10 ℃实验结果(幼苗颜色) 绿色 黄色 黄色 黄绿色5请分析回答下列问题。(1)在该实验设计中,为什么每组用 5 个培养基,且每个培养基中接种 10 粒种子的胚?。 (2)乙组的培养条件很可能是 。 (3)甲组起 作用,通过实验可得出结论:叶绿素的合成需要 。 解析： (1)设计实验时,要设置多个重复实验,以免因偶然因素导致实验出现较大误差。(2)由表格中实验结果可知,Mg 是合成叶绿素的组成成分,缺 Mg 时叶绿素不能合成。叶绿素的合成还需要光照和适宜的温度,在光照 16 h/d、25 ℃条件下能合成,黑暗或温度太低则不能合成,导致幼苗呈现黄色或黄绿色。(3)根据表格中的实验处理可知,甲组起到对照作用,通过实验可得出叶绿素的合成需要 Mg、光照和适宜的温度。答案： (1)如果样本数量过少,会因为偶然因素而影响实验结果(2)光照 16 h/d、25 ℃(3)对照 Mg、光照和适宜的温度13.下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题,分析回答下列问题。(1)剪碎 5 g 新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中,加入 SiO2后,经迅速研磨成糊状,发现糊状的研磨液呈现浅绿色,其原因是没有加入 ,使得 。 (2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液,几分钟后取出观察,发现滤纸条上无色素分带现象,而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是 。 (3)若选用在缺 Mg 的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料,层析后滤纸条上只出现了两条色素带,其原因是 。 (4)实验结束几天后,甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由叶片中叶绿素降解所造成的,乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识,设计实验来判断哪个同学的观点正确。实验过程:①从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片,分别编号为 A、B 两组。② 。 实验结论:6①与 B 组相比,若 A 组滤纸条只有上面两条色素带或下面两条色素带较 B 组的窄,则 的观点是正确的。 ② , 则 的观点是正确的。 解析： (1)在色素的提取过程中,研磨时要加入 CaCO3,以防止叶绿素在研磨过程中被破坏,加入无水乙醇或丙酮的目的是让色素溶解并提取出来。(2)甲同学的滤纸条上无色素带,说明滤液细线中的色素溶解到层析液中,即层析液触及滤液细线。(3)Mg 是合成叶绿素的必需元素,无 Mg 不能合成叶绿素 a 和叶绿素 b。(4)通过设计对照实验来探究叶片发黄的原因是某些色素因降解而减少,还是某些色素含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片,实验组选取已变黄的叶片,通过提取分离这两种叶片中的色素,比较各种色素的含量,得出结论。答案： (1)CaCO3和无水乙醇或丙酮 叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来(2)层析液触及滤液细线(3)缺 Mg 的植物不能合成叶绿素(4)实验过程:②在相同条件下,进行叶绿体中色素的提取和分离实验,测定和记录实验结果,比较这两种叶片色素的组成和含量实验结论:①甲同学 ②与 B 组相比,若 A 组滤纸条上面的两条色素较宽 乙同学1第二课时 光合作用的过程、光合作用与农业一、基础巩固1.把一株绿色植物移到含 C18O2的空气中, 18O 在植物体内最早出现在( )A.C6H12O6 B.C3C.H2O D.丙酮酸解析： 碳反应中 CO2固定时,CO 2首先与 C5结合形成 C3,因此 B 项正确。答案： B2.光合作用过程中,产生 ADP 和消耗 ADP 的部位在叶绿体中依次是( )①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体的薄膜上A.③② B.③④C.①② D.④③解析： 光合作用的光反应的场所是类囊体的薄膜,光反应产生 ATP 从而消耗 ADP;光合作用的碳反应的场所是基质,在基质中还原 C3形成糖类时消耗 ATP,产生 ADP。答案： B3.下图是植物体内某代谢阶段的简图,请据图回答,生成物质 a 所需的条件 b 是( )A.酶和 H2OB.酶和 CO2C.酶、CO 2和 ATPD.酶、NADPH 和 ATP解析： 由题图可知,物质 a 表示(CH 2O),b 表示 C3的还原过程。C 3的还原过程需要酶催化,ATP 提供能量,NADPH 作为还原剂。答案： D4.炎热夏季中午,植物会因失水过多关闭气孔,此时叶肉细胞( )A.C3含量上升B.光反应产物不能满足碳反应的需求C.有机物积累速率明显下降D.叶绿体基质中 ADP 含量增加解析： 炎热夏季中午,失水过多会导致植物气孔关闭,此时叶肉细胞中 CO2的浓度减小,CO 2的固定减弱,C 3含量下降,有机物积累速率下降;此时光反应正常进行,由于没有碳反应的消耗,光反应产物相对过剩,ATP 的利用减少,ADP 的含量减少。答案： C5.将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照 8 小时,测得的数据见下表。据表分析,决定光合作用是否发生的因素是( )植物 器官 光的颜色 温度/℃ O2增加量/mL甲 叶 红 22 1202甲 叶 绿 22 15甲 根 红 22 0乙 叶 红 22 80乙 叶 绿 22 10A.植物种类 B.光的颜色C.温度 D.植物器官解析： 叶的光合作用强弱与光的颜色有关,光合作用能否发生与器官有关。答案： D6.要在温室内培育出又大又甜的哈密瓜,对温室的控制不当的是( )A.白天适当降低温度B.夜间适当降低温度C.延长光照时间D.适当增加空气中二氧化碳的浓度解析： 白天适当降低温度会降低光合作用强度,减少有机物的形成,不利于哈密瓜的生长;夜间适当降低温度可以减少呼吸消耗,有利于哈密瓜的生长;延长光照时间可以增加光合作用形成的有机物的量,有利于哈密瓜的生长;适当增加空气中二氧化碳的浓度可以提高光合作用强度,有利于哈密瓜的生长。答案： A7.光照强度和 CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素,下图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线,正确的图解是( )解析： 一天中,由于光照条件发生变化,光合作用强度发生相应的变化。早晨,随着光照强度的增强,光合作用强度增强;中午,强光和高温使蒸腾作用加强,保卫细胞失水导致植物气孔关闭,二氧化碳供应量减少,光合作用强度降低;下午光照强度逐渐降低,光合作用强度先增后减。答案： C8.下图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述正确的是( )3A.该反应发生的场所是叶绿体的类囊体B.C3生成(CH 2O)需要 NADPH、ATP 和多种酶C.提高温度一定能促进(CH 2O)的生成D.无光条件有利于碳反应进行解析： 图示的光合作用阶段为碳反应,该反应发生的场所是叶绿体基质;该过程的物质变化为 CO2的固定和 C3的还原,其中 C3还原需要光反应提供 NADPH 和 ATP,此外还需要多种酶的参与;温度通过影响该过程中酶的活性,从而影响(CH 2O)的生成,因此,在最适温度以上,提高温度不能促进(CH 2O)的生成;在无光条件下,碳反应会因 NADPH 和 ATP 的缺乏而受限制。答案： B9.关于细胞代谢的叙述,错误的是( )A.无氧呼吸能产生 ATP,但没有[H]的生成过程B.有氧呼吸过程中生成的[H]可在线粒体内氧化生成水C.某些微生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物D.光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂解析： 无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同,1 分子葡萄糖在胞质溶胶中分解产生 2 分子丙酮酸,产生 4 个[H]和 2 个 ATP,A 项错误;有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,前两阶段生成的[H]与氧气反应生成水,释放大量能量,B 项正确;硝化细菌等可进行化能合成作用的微生物,利用无机物氧化释放的能量,将二氧化碳和水转化为有机物,用于自身生命活动,C 项正确;光反应阶段生成的[H]在叶绿体基质中用于碳反应阶段的 C3的还原,D 项正确。答案： A10.下图为叶绿体结构与功能示意图,A、B、C、D 表示叶绿体的结构,①②③④⑤表示有关物质。下列叙述不正确的是( )A.参与光合作用的色素位于图中的 A 部分B.CO2进入叶绿体后,通过固定形成⑤物质C.若突然停止光照,C 3的含量会升高D.用 14C 标记 CO2进行光合作用,可在④⑤中测到较高放射性解析： 与光合作用有关的色素位于叶绿体的类囊体膜上(或基粒中),有叶绿素和类胡萝卜素两类,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A 项正确。CO 2进入叶绿体后,通过固定4形成 C3,B 项错误。光反应为碳反应提供 ATP 和 NADPH,若突然停止光照,C 3 含量上升,C 5含量下降,因为停止光照,光反应不能进行,故 ATP 和 NADPH 减少,C 3的还原减少,而 CO2的固定依旧进行,因此C3含量上升,C 5含量下降,C 项正确。用 14C 标记 CO2进行光合作用,根据碳元素的转移途径,在④⑤[④表示 C3、⑤表示(CH 2O)]中能检测到放射性。答案： B11.下列分别是叶绿体模型图和绿色植物光合作用过程图解,请据图回答下列问题。(1)吸收光能的色素分布在叶绿体的[②] 上。 (2)碳反应中需要光反应提供的物质是[④] 和[⑤] 。 (3)过程Ⅳ称为 ,其代谢产物为 。 (4)Ⅱ表示的阶段化学反应在 中进行。夏日的午后,如果气温过高,叶片的气孔关闭,导致[⑥] 供应大大减少,C 3的产量随之 (填“增加”或“减少”)。 (5)科学家利用同位素标记法,证明了光合作用产生的 O2来自 。 (6)Ⅰ、Ⅱ过程的总方程式为 。 解析： (1)吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)光反应产生的 NADPH 和 ATP 用于碳反应中 C3的还原。(3)C 3到(CH 2O)的过程,称为 C3的还原,即 C3在酶、NADPH 作用下,由 ATP 提供能量,形成(CH 2O)和 C5。(4)碳反应是在叶绿体基质中进行的,叶片的气孔关闭后会影响 CO2的吸收,C 3的形成量会减少。(5)光合作用中 H2O 在光的作用下分解会产生 O2。答案： (1)类囊体薄膜 (2)NADPH ATP (3)C3的还原 (CH 2O)和 C5(4)叶绿体基质 CO 2 减少 (5)H2O (6)CO2+H2O (CH2O)+O212.下图甲为叶绿体结构与功能示意图,图乙表示一株小麦叶片细胞内 C3相对含量在一天 24 小时内的变化,请据图分析。5(1)图甲中 A、B、C、D 分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质,则 A、B、C、D 依次是 。 (2)在 a 中发生的过程称为 ,a 中含有的参与此过程的物质是 。 (3)在 a 中发生的能量转变是 。 (4)图乙中,从 点开始合成有机物。 (5)图乙中 AB 段 C3含量较高,其主要原因是。 (6)图乙中 G 点 C3含量极少,其原因是 。 (7)图乙中 G 点与 F 点相比,叶绿体中 NADPH(还原氢)含量较 (填“高”或“低”)。 解析： 图甲中 A、B、C、D 依次是 H2O、CO 2、C 3和 C5,a 是类囊体的薄膜,其上含有色素和与光反应有关的酶,a 中发生的过程为光反应,光反应将光能转变为电能再转变为活跃的化学能。图乙中在 B点前无光照,不能进行光反应,不能进行 C3的还原,因此在 AB 段 C3含量较高。 B 点之后,开始进行光合作用,C 3含量相对下降。 G 点 C3含量少的原因是植物因“光合午休”,气孔关闭,导致 CO2供应不足,C 3合成减少,NADPH 的消耗也减少,因此 G 点 NADPH 含量高于 F 点。答案： (1)H2O、CO 2、C 3、C 5(2)光反应 色素和酶(3)光能→电能→活跃的化学能(4)B(5)无光不进行光反应,C 3不能被还原(6)气孔关闭,叶肉细胞内 CO2含量低,CO 2的固定减弱(7)高13.玉米是我国主要的农作物之一,常用作农业科研的重要材料。图 1 表示玉米细胞的某一生理状态,图 2 表示两个环境因素对光合速率的影响情况。请据图回答下列问题。(1)图 1 所示生理状态 (填“能”或“不能”)在图 2 曲线中找到对应点,若玉米长期处于图1 所示生理状态则不能正常生长,原因是 。 6(2)请在图 1 中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。(3)图 2 中 M 点限制光合速率的主要因素是 , B 点以后的主要限制因素是 。 (4)图 2 中两个环境因素影响的光合作用过程分别是 。请根据图 2 信息,提出一项增加大田玉米产量的可行性建议: 。 解析： (1)图 1 显示植物光合作用强度小于呼吸作用强度,在图 2 中实际光合速率的初始阶段应与图 1 所示状况相符;植物长期处于此状态下,则因不能积累有机物而无法正常生长。(2)图 1 中细胞呼吸所需要的 O2,除了来自于叶绿体上光合作用产生的 O2,还需要从外界吸收 O2。(3)图 2 中 M 点时光合速率的限制因素为光照强度, B 点后主要限制因素为 CO2浓度。(4)光照强度主要影响光反应,CO2浓度主要影响碳反应,增施有机肥、合理密植等均可作为增产的措施。答案： (1)能 光合作用强度小于呼吸作用强度,有机物不能积累(2)见下图(3)光照强度 CO 2浓度 (4)光照强度影响光反应,CO 2浓度影响碳反应 增施有机肥(合理密植等)