第5章細胞的能量供應(yīng)和利用練習(xí)一、選擇題1.從某植物胚芽中提取的脂肪酶抑制劑可作為一種良好的減肥藥物。為探討該脂肪酶抑制劑的抑制機理,研究者進行了實驗探究:將底物乳液、抑制劑和胰脂肪酶按3種順序加入,反應(yīng)相同時間后測定和計算對酶促反應(yīng)的抑制率,結(jié)果如圖Z4-1所示。下列說法不正確的是()圖Z4-1A.上述反應(yīng)應(yīng)該在相同且適宜的條件下進行B.順序3應(yīng)該是底物乳液與抑制劑混合預(yù)熱10min后,加入胰脂肪酶進行反應(yīng)C.該脂肪酶抑制劑主要通過與酶結(jié)合,阻礙底物與酶的結(jié)合而達到抑制作用D.該脂肪酶抑制劑通過抑制脂肪酶發(fā)揮作用阻止腸道中脂肪的消化,起到減肥作用2.可利用“熒光素——熒光素酶生物發(fā)光法”對熟食樣品中活菌含量進行檢測。將樣品研磨后離心處理,取一定量上清液放入分光光度計(測定發(fā)光強度的儀器)反應(yīng)室內(nèi),加入一定量的熒光素和熒光素酶,在最適條件下進行反應(yīng),記錄發(fā)光強度并計算ATP含量,據(jù)此測算出細菌數(shù)量。下列說法錯誤的是()A.熒光素發(fā)光需要熒光素酶和ATP的共同參與B.通常情況下熒光素的發(fā)光強度與ATP含量成正比C.每個細菌細胞中ATP含量大致相同D.若降低反應(yīng)體系的pH,所測數(shù)據(jù)會偏大3.研究運動強度與氧氣消耗速率和血液中乳酸含量的關(guān)系,有助于幫助人們控制運動強度,合理鍛煉(僅考慮呼吸底物為葡萄糖)。圖Z4-2為相關(guān)研究結(jié)果,說法正確的是()圖Z4-2A.有氧呼吸時,葡萄糖所釋放的能量大部分儲存在ATP中B.肌細胞進行無氧呼吸時,只有在第一階段生成少量ATPC.高強度運動下,肌肉細胞二氧化碳的產(chǎn)生量大于氧氣的消耗量D.運動強度為c時,無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍4.光合作用強度受環(huán)境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關(guān)系如圖Z4-3。據(jù)圖分析不能得出 ()圖Z4-3A.低于最適溫度時,光合速率隨溫度升高而升高B.在一定的范圍內(nèi),CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高C.CO2濃度為200μL·L-1時,溫度對光合速率影響小D.10℃條件下,光合速率隨CO2濃度的升高會持續(xù)提高5.為探究影響光合作用強度的因素,將同一批玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng),實驗結(jié)果如圖Z4-4所示。下列敘述正確的是 ()圖Z4-4A.實驗探究了光照強度、水分、溫度等因子對玉米苗光合作用的影響B(tài).實驗測得的CO2吸收量可表示玉米苗總光合作用的強度C.與D點相比,A點條件下限制玉米CO2吸收量的環(huán)境因素是光照強度D.實驗結(jié)果說明,在土壤含水量為40%~60%的條件下,施肥效果明顯6.某實驗小組為探究光照強度(光照強度的調(diào)節(jié)依賴于燈泡功率的調(diào)節(jié))對植物光合作用速率的影響,組裝如圖Z4-5所示實驗裝置,下列說法正確的是 ()圖Z4-5A.光源與植物之間的距離、碳酸氫鈉溶液濃度、溫度都為無關(guān)變量B.光照強度由0不斷增大的過程中,毛細管中水滴不斷右移C.當(dāng)光照強度還在增大,但毛細管中水滴不動時,葉肉細胞中葉綠體所需CO2一定來自同一細胞的線粒體D.碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的CO2需穿過4層磷脂分子才能進入葉肉細胞的葉綠體內(nèi)參與光合作用7.在溫度適宜和一定CO2濃度的條件下,測定作物甲和作物乙在不同光照條件下的光合速率,結(jié)果如下表。下列有關(guān)分析錯誤的是()項目光補償點的光強/klx光飽和點的光強/klx光飽和時CO2的吸收量/[mg/(100cm2葉·h)]黑暗條件下CO2的釋放量/[mg/(100cm2葉·h)]甲13115.5乙393015A.作物甲適合生長在光照較弱的環(huán)境中,作物乙則適合生長在較強光照條件下B.當(dāng)光強為3klx時,作物甲比作物乙的總光合速率高C.當(dāng)光強在3~9klx范圍內(nèi)的某一點時,兩種作物的CO2吸收量相等D.當(dāng)光強為9klx時,作物甲和作物乙的CO2固定量分別為11和30mg/(100cm2葉·h)8.圖甲表示pH對α-淀粉酶活性的影響,圖乙表示在最適溫度下及pH為b時α-淀粉酶催化淀粉水解產(chǎn)生麥芽糖的積累量隨時間的變化,相關(guān)預(yù)期正確的是 ()甲乙圖Z4-6A.若將pH調(diào)整為a,則d點左移,e點下移B.若將pH先調(diào)整為c,再調(diào)整回b,則d、e點不移動C.若將溫度升高10℃,則d點右移,e點不移動D.若增加α-淀粉酶的量,則d點不移動,e點上移9.某同學(xué)將活性良好的小麥種子在水中浸透,然后按圖甲裝置進行實驗,開始時a、b高度一致,圖乙表示實驗過程中每小時的b液面位置變化。下列說法錯誤的是 ()圖Z4-7A.該實驗的目的是探究小麥種子的細胞呼吸方式B.一段時間后,圖甲中液面高度a低于bC.7小時之后,小麥種子不再進行細胞呼吸D.b液面變化值表示有氧呼吸消耗的O2量10.如圖Z4-8為一測定葉片光合作用強度裝置的示意圖,其中葉室為透明玻璃材料制成。裝置運行后,儀器氣路管道中的氣體流速滿足正常測定的需求。黑暗時測出葉室內(nèi)的CO2變化值為Q,光照下測出葉室內(nèi)的CO2變化值為P。下列說法錯誤的是 ()圖Z4-8A.葉片的葉肉細胞葉綠體內(nèi)參與光合作用光反應(yīng)階段的反應(yīng)物有H2O、NADP+、ADP和PiB.在光照時,若該葉片實際光合作用消耗CO2的值為W,則W=P+QC.若光照下測出葉室內(nèi)的CO2變化值為0,則該植物的呼吸作用強度大于光合作用強度D.若正常夏日早6點日出,晚6點日落,則一天之中,P值最高點在早6點二、非選擇題11.如圖Z4-9所示是某植物葉肉細胞中光合作用和呼吸作用的物質(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:圖Z4-9(1)物質(zhì)f是,提取a時加入CaCO3的目的是。

(2)上述①~⑤過程中,能夠產(chǎn)生ATP的過程是。

(3)較強光照下,①過程中d的移動方向是從。

(4)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。

(5)請寫出③④⑤所示生理活動的總反應(yīng)式:。

12.強光條件下,植物吸收的光能若超過光合作用的利用量,過剩的光能可導(dǎo)致植物光合作用強度下降,出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象。為探索油菜素內(nèi)酯(BR)對光抑制的影響機制,將長勢相同的蘋果幼苗進行分組和處理,如表所示,其中試劑L可抑制光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成。各組幼苗均在溫度適宜、水分充足的條件下用強光照射,實驗結(jié)果如圖Z4-10所示。分組處理甲清水乙BR丙BR+L

圖Z4-10(1)光可以被蘋果幼苗葉片中的色素吸收,分離蘋果幼苗葉肉細胞中的色素時,隨層析液在濾紙上擴散速度最快的色素主要吸收的光的顏色是。

(2)強光照射后短時間內(nèi),蘋果幼苗光合作用暗反應(yīng)達到一定速率后不再增加,但氧氣的產(chǎn)生速率繼續(xù)增加。蘋果幼苗光合作用暗反應(yīng)速率不再增加,可能的原因有(答出2種原因即可);氧氣的產(chǎn)生速率繼續(xù)增加的原因是。

(3)據(jù)圖分析,與甲組相比,乙組加入BR后光抑制(填“增強”或“減弱”);乙組與丙組相比,說明BR可能通過發(fā)揮作用。

13.沙塵暴對植物葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率都有明顯的影響,科研人員對其進行了實驗,結(jié)果如下表所示(氣孔導(dǎo)度表示氣孔張開的程度)?；卮鹣铝袉栴}。組別總?cè)~綠素含量/(mg/g)氣孔導(dǎo)度相對值/%凈光合速率[μmolCO2/(m2·s)]對照組4.71945.54實驗組3.11653.69(1)葉綠素主要吸收光,實驗中可用(溶劑)提取。沙塵暴導(dǎo)致云杉光合速率下降的原因是,表中凈光合速率還可通過測定表示。

(2)與沙塵暴的影響不同,遮陰處理后植物體內(nèi)總?cè)~綠素含量增大,其生理意義是。在盛夏中午所測氣孔導(dǎo)度的數(shù)值會較小,原因是。若與對照組相比,實驗組葉肉細胞中C3(三碳化合物)的含量較高,則沙塵暴對云杉光合作用中階段的影響更大。

(3)5-氨基乙酰丙酸(ALA)是葉綠素合成的前體?？蒲腥藛T推測用ALA處理云杉能緩解沙塵暴對其光合作用的不利影響,原因是。

答案：1.C本實驗的自變量是抑制劑使用順序的不同,因變量是抑制率的變化,實驗過程中無關(guān)變量應(yīng)相同且適宜,A正確;根據(jù)順序1和順序2推測,順序3應(yīng)該是底物乳液與抑制劑混合預(yù)熱10min后,加入胰脂肪酶進行反應(yīng),B正確;順序3的抑制率最高,說明該脂肪酶抑制劑主要通過與底物結(jié)合,進而阻礙底物與酶的結(jié)合來達到抑制作用,C錯誤;該脂肪酶抑制劑通過抑制脂肪酶與底物的結(jié)合,進而發(fā)揮阻止脂肪消化的作用,減少了脂肪分解產(chǎn)物的吸收,因而可起到減肥作用,D正確。2.D熒光素接受ATP提供的能量后就被激活,在熒光素酶的作用下熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光,A正確;通常情況下ATP數(shù)量越多,提供能量越多,熒光素的發(fā)光強度越大,即熒光素的發(fā)光強度與ATP含量成正比,B正確;每個細菌細胞中ATP含量大致相同且相對穩(wěn)定,故可以根據(jù)ATP含量進而測算出細菌數(shù)量,C正確;若降低反應(yīng)體系的pH,會使熒光素酶活性降低,使反應(yīng)速率減慢,使ATP含量減少,故所測數(shù)據(jù)會偏小,D錯誤。3.B有氧呼吸時,葡萄糖所釋放的能量少部分儲存在ATP中,大部分以熱能形式散失,A錯誤;細胞進行無氧呼吸時,只有在第一階段生成少量ATP,B正確;人體細胞有氧呼吸消耗氧氣的量與產(chǎn)生二氧化碳的量相同,而無氧呼吸既不消耗氧氣,也不產(chǎn)生二氧化碳,所以高強度運動下,肌肉細胞中二氧化碳的產(chǎn)生量等于氧氣的消耗量,C錯誤;圖中所示血液中的乳酸含量,不代表無氧呼吸的速率(可用乳酸產(chǎn)生速率表示),故無法計算有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖量的比值,D錯誤。4.D當(dāng)CO2濃度一定時(如370μL·L-1CO2),光合速率會隨著溫度的升高而增大,達到最適溫度時,光合速率達到最高值,后隨著溫度的繼續(xù)升高而減小,A正確。當(dāng)CO2濃度為200μL·L-1時,最適溫度為25℃左右;當(dāng)CO2濃度為370μL·L-1時,最適溫度約為30℃;當(dāng)CO2濃度為1000μL·L-1時,最適溫度超過30℃,表明在一定范圍內(nèi),CO2濃度的升高會使光合作用最適溫度升高,B正確。當(dāng)CO2濃度為200μL·L-1時,隨溫度的升高光合速率變化程度不大,表明CO2濃度為200μL·L-1時,溫度對光合速率影響小,C正確。10℃條件下,CO2濃度為200μL·L-1至370μL·L-1時,光合速率有所提高,而當(dāng)CO2濃度從370μL·L-1至1000μL·L-1時,光合速率無明顯的提高趨勢,而且CO2濃度為370μL·L-1與1000μL·L-1時光合速率數(shù)值接近,所以不能表明10℃條件下,光合速率隨CO2濃度的升高會持續(xù)提高,D錯誤。5.D該實驗探究了光照強度、水分、是否施肥等因子對玉米苗光合作用的影響,而溫度屬于無關(guān)變量,各組溫度均為25℃,A錯誤;實驗測得的CO2吸收量可表示玉米苗的凈光合作用強度,玉米苗總光合作用強度=凈光合作用強度+呼吸作用強度,因此若要計算玉米苗總光合作用的強度,還需要測定黑暗條件下的呼吸作用強度,B錯誤;A點和D點的土壤含水量不同,光照強度也不同,因此與D點相比,A點條件下限制玉米CO2吸收量的環(huán)境因素是光照強度和含水量,C錯誤;圖中顯示,土壤含水量在40%以前,施肥與不施肥對玉米苗CO2吸收量無影響,但當(dāng)土壤含水量在40%~60%的條件下,施肥可明顯增加玉米苗對CO2吸收量,即施肥效果明顯,D正確。6.A本實驗的自變量為光照強度(光照強度的調(diào)節(jié)依賴于燈泡功率的調(diào)節(jié)),因變量為光合作用強度的大小(用毛細管中水滴移動的距離表示),光源與植物之間的距離、碳酸氫鈉溶液濃度、溫度都為無關(guān)變量,A正確;光照強度由0不斷增大的過程中,毛細管中水滴先向左移,當(dāng)光照強度達到光補償點時就不再左移,當(dāng)光照強度大于光補償點時,水滴向右移,B錯誤;當(dāng)毛細管中水滴不動時,說明達到了光補償點,此時葉肉細胞光合作用強度大于呼吸作用強度,葉肉細胞中葉綠體所需CO2除了來自同一細胞的線粒體外,還要從細胞外吸收,C錯誤;碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的CO2需穿過細胞膜、葉綠體雙層膜(即共穿過6層磷脂分子)才能進入葉肉細胞,參與光合作用,D錯誤。7.D與甲相比,作物乙的光補償點和光飽和點均較高,故作物乙是在較強光照條件下生長的植物,作物甲適合生長在光照較弱的環(huán)境中,A正確;當(dāng)光照強度為3klx時,作物甲的總光合速率為11+5.5=16.5,作物乙的總光合速率為15,所以作物甲比作物乙的總光合速率高,B正確;光照強度為3klx時,作物甲吸收的二氧化碳量為11,作物乙為0,光照強度為9時,作物乙吸收的二氧化碳量為30,作物甲為11,故在3~9klx范圍內(nèi)一定存在一點,二者二氧化碳吸收量相等,C正確;CO2固定量代表總光合速率,總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,當(dāng)光照強度為9klx時,作物乙的CO2固定量即總光合速率為30+15=45mg/(100cm2葉·h),作物甲的CO2固定量是11+5.5=16.5mg/(100cm2葉·h),D錯誤。8.C圖乙中pH為最適pH,若調(diào)整為a,則酶活性下降,酶促反應(yīng)速率減慢,d點右移,由于酶不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點,故e點不移動,A錯誤;若將pH先調(diào)整為c,則酶活性喪失,再調(diào)整回b,酶活性仍喪失,不會有麥芽糖的生成,B錯誤;圖乙是在最適溫度下測定的,當(dāng)溫度升高時,酶的活性下降,酶促反應(yīng)速率減慢,所以e點不移動,d點右移,C正確;若增加α-淀粉酶的量,反應(yīng)速率加快,則d點左移,e點不移動,D錯誤。9.C圖甲中a裝置液面變化表示種子細胞呼吸消耗的氧氣量與釋放的CO2量之間的差值,由于有氧呼吸消耗的氧氣與產(chǎn)生的CO2的量相同,因此a液面變化可表示種子的無氧呼吸強度,b裝置種子細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,液面變化表示小麥種子有氧呼吸消耗的氧氣量,可表示有氧呼吸強度,因此該實驗的目的是探究小麥種子的細胞呼吸方式,A、D正確;圖甲中a裝置液面變化可表示種子無氧呼吸釋放的CO2量,由于釋放的CO2使容器中氣體體積增加,所以a液面下降,b裝置液面變化可表示有氧呼吸消耗的氧氣量,種子吸收氧氣導(dǎo)致容器中的氣體體積變小,則液面會上升,由于開始時a、b高度一致,因此一段時間后液面高度a低于b,B正確;7小時之后,乙的液面不再升高,說明小麥種子不再消耗氧氣,即不再進行有氧呼吸,但可以進行無氧呼吸,因此不能說明小麥種子不再進行細胞呼吸,C錯誤。10.D光合作用的光反應(yīng)階段包括水的光解(需要水的參與)、NADPH的合成(需要NADP+的參與)和ATP的合成(需要ADP和Pi參與),A正確;在光照時,葉室內(nèi)的CO2的變化值為P,表示的是凈光合量,黑暗條件下測出葉室內(nèi)的CO2變化值為Q,表示呼吸消耗量,植物光合作用總量等于凈光合量加呼吸消耗量,故W=P+Q,B正確;若光照下測出葉室內(nèi)的CO2變化值(P)為0,即凈光合作用強度為0,此時該葉片的呼吸作用強度等于光合作用強度,而該植物存在根細胞等不能進行光合作用的細胞,故該植物的呼吸作用強度大于光合作用強度,C正確;若正常夏日早6點日出,晚6點日落,則一天之中,在光照充足的白天中植物凈光合速率大于0,不斷積累有機物,可推測凈光合量P最高點應(yīng)該在晚上6點左右,D錯誤。11.(1)五碳化合物(C5)防止色素被破壞(或防止葉綠素被破壞)(2)①③④⑤(3)葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜(4)增加(5)C6H12O6+6O2+6H3O12H2O+6CO2+能量解析①~⑤為生理過程,分別表示光反應(yīng)、暗反應(yīng)、有氧呼吸第一階段、有氧呼吸第二階段和有氧呼吸第三階段;a~h為物質(zhì)名稱,分別表示葉綠體中的色素、氧氣、ATP、ADP、NADPH、C5、二氧化碳、C3。(1)物質(zhì)f是C5;提取色素時加入CaCO3的目的是防止色素被破壞。(2)①~⑤為生理過程,能夠產(chǎn)生ATP的過程是①③④⑤。(3)較強光照下,植物的光合作用較強,①光反應(yīng)過程會消耗d(ADP),而暗反應(yīng)過程會產(chǎn)生ADP,所以ADP的移動方向是從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜。(4)假如白天突然中斷二氧化碳的供應(yīng),則C5的消耗速率下降,但在短時間內(nèi),生成C5的速率不變,故在短時間內(nèi)f量的變化是增加。(5)③④⑤所示生理活動是細胞的有氧呼吸過程,總反應(yīng)式見答案。12.(1)藍紫色(2)C5含量不足、CO2供應(yīng)不足強光照射后短時間內(nèi),光反應(yīng)速率增大,水光解產(chǎn)生氧氣的速率增大(3)減弱促進光反應(yīng)關(guān)鍵蛋白的合成解析(1)蘋果幼苗葉肉細胞中的色素有葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素,其中胡蘿卜素在層析液中溶解度最大,故色素分離時,隨層析液在濾紙上擴散速度最快的色素是胡蘿卜素,其主要吸收藍紫光。(2)影響光合作用的外界因素有光照強度、CO2的含量、溫度等;內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、C5的含量等。強光照射后短時間內(nèi),蘋果幼苗光合作用暗反應(yīng)達到一定速率后不再增加,可能