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細胞的代謝 (30分鐘　100分) 1.(14分)(2019大慶模擬)請你解讀如圖所示曲線，回答相關問題： (1)圖1和圖2分別表示酶具有_________________。 (2)圖3是與酶活性影響因素相關的曲線，請分析回答：當pH從5上升到7，酶活性的變化過程是_______________；從圖示曲線我們還可以得出的結論是______________________。 (3)圖4表示的物質(zhì)是_____________，其結構簡式是___________。從該物質(zhì)的分子結構式可知，去掉兩個磷酸基團后的剩余部分是合成_______的原料。 (4)人體骨骼肌細胞中，ATP的含量僅夠劇烈運動時三秒鐘內(nèi)的能量供給。在校運動會上，某同學參加100 m短跑過程中，其肌細胞中ATP相對含量變化如圖5所示，回答相關問題： ①從A到B的變化過程中，說明ATP被水解，釋放的能量用于____________ __________________。 ②從整個曲線來看，肌細胞中ATP的含量不會降為零，說明______________ ________________。 【解析】(1)圖1實驗的自變量是催化劑的種類，不加催化劑的一組作為對照組，與無機催化劑相比，加入酶比加入無機催化劑先到達反應的平衡點，表示酶具有高效性的特點；由圖2可以看出，酶能與特定結構的反應底物結合形成酶-底物復合物，從而降低化學反應的活化能，說明酶具有專一性的特點。 (2)當pH從5上升到7，酶活性的變化是先增強后減弱；從圖示曲線我們還可以得出的結論是隨pH的變化酶的最適溫度不變，溫度影響酶活性。 (3)圖4表示的物質(zhì)是ATP，其結構簡式是A-P～P～P，該物質(zhì)的名稱叫三磷酸腺苷。從該物質(zhì)的分子結構式可知，去掉兩個磷酸基團后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，為合成RNA的原料。 (4)圖示為某運動員參加短跑比賽過程中ATP的相對含量隨時間的變化，①A→B的變化過程中ATP含量降低因ATP被水解用于肌肉收縮等生命活動；B→C過程中，ATP含量增加是因通過呼吸作用迅速由ADP轉(zhuǎn)化而成；②從整個曲線來看，ATP的含量不會降為零，說明ATP的合成和分解是同時進行的。 答案：(1)高效性和專一性 (2)先上升后下降　隨著pH的變化酶的最適溫度不變(溫度影響酶活性) (3)ATP(或三磷酸腺苷)　A-P～P～P　RNA (4)①肌肉收縮等生命活動 ②ATP的合成和分解是同時進行的 【加固訓練】 　　解讀下面與酶有關的曲線，回答下列問題： (1)酶降低的活化能可以用甲圖中________段來表示。如果將酶催化改為用無機催化劑催化該反應，則B在縱軸上將________(填“上移”或“下移”)。 (2)乙圖中160 min時，生成物的量不再增加的原因是________________。 (3)聯(lián)系所學內(nèi)容，分析丙圖曲線： ①對于曲線ABC，若x軸表示pH，則曲線上B點的生物學意義是_______________________________。 ②對于曲線ABD，若x軸表示反應物濃度，則y軸可表示____。 制約曲線BD增加的原因是___________________。 (4)若該酶是胃蛋白酶，酶濃度和其他條件不變，反應液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應的速率將_____，原因是___________________。 【解析】(1)酶促反應的原理是降低化學反應的活化能，甲圖中可以用AB段來表示，酶的催化效率比無機催化劑高，將酶換成無機催化劑以后，則B在縱軸上應該向上移動。 (2)乙圖中160 min時，生成物的量不再增加的原因是底物已經(jīng)消耗完。 (3)①對于曲線ABC，x軸表示pH，y軸可以表示酶的催化效率，則曲線表示的是酶促反應與pH之間的關系；B點表示該酶的最適pH條件下的酶促反應速率。 ②對于曲線ABD，若x軸表示反應物濃度，則y軸可表示酶促反應速率，制約曲線BD增加的原因可能是酶濃度。 (4)酶的催化具有專一性，蛋白酶催化分解的底物應該是蛋白質(zhì)，胃蛋白酶濃度和其他條件不變，反應液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應的速率將不變，原因是胃蛋白酶的最適pH是2左右，pH為10時已經(jīng)失活，再改變pH，反應速率不變。 答案：(1)AB　上移 (2)底物已被完全消耗掉 (3)①在最適pH下，酶的催化效率最高 ②酶促反應速率　受酶濃度的限制 (4)不變　胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時胃蛋白酶已經(jīng)失活，再改變pH，酶的活性不會恢復 2.(14分)花燭是一種觀賞性植物，喜溫熱多濕而又排水良好的半陰環(huán)境。如圖表示其在不同遮光處理條件下凈光合速率的日變化曲線，請分析回答下列有關問題。 (1)圖中b點時葉肉細胞內(nèi)能夠合成ATP的場所有________________，M點的含義是______________________，此時理論上葉肉細胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生O2的速率________(填“大于”“等于”或“小于”)線粒體消耗O2的速率。 (2)本實驗的自變量為__________________________，無關變量有_______________________(寫出兩種即可)。 (3)由曲線可看出適當遮光能夠增加花燭的凈光合速率，某同學做出的推測為適當遮光可能導致葉綠素含量增加，請設計一個實驗驗證該同學的推測是否正確，簡單寫出實驗思路：____________________________________________。 【解析】(1)圖中b點時葉肉細胞可通過細胞呼吸和光合作用合成ATP，場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，M點時凈光合速率為0，說明光合速率等于呼吸速率；對于整個植株而言，葉肉細胞可以進行光合作用，而所有細胞均可以進行呼吸作用，因此此時葉肉細胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生O2的速率大于線粒體消耗O2的速率。 (2)一天中光照強度先逐漸增強，后逐漸減弱，本實驗的自變量為花燭的遮光情況、光照強度，無關變量有CO2濃度、溫度、濕度等。 (3)驗證適當遮光可能導致葉綠素含量增加，可提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的花燭綠色葉片中的色素，觀察并比較適當遮光條件下花燭綠色葉片中葉綠素含量是否增加。 答案：(1)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體　光合速率等于呼吸速率　大于 (2)花燭的遮光情況、光照強度　CO2濃度、溫度、濕度等 (3)提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的花燭綠色葉片中的色素，觀察并比較葉綠素色素帶的寬度是否發(fā)生變化及發(fā)生何種變化 3.(14分)科學家研究Cd(鎘)對小麥種子萌發(fā)及幼苗早期生長的影響，用五種不同濃度的Cd2+溶液分別處理某品種小麥種子，然后在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(01 ℃，每天16 h光照)。Cd2+處理后第2天，隨機取樣對α-淀粉酶活性進行測定，第10天隨機取樣測定幼苗丙二醛(MDA)含量、葉片葉綠素含量、幼苗高度及干重。根據(jù)如圖所示的主要實驗結果回答下列問題： (1)Cd對小麥幼苗的早期生長具有抑制作用，可能原因之一是：抑制小麥α-淀粉酶的活性，最終導致_______(填“光合”或“呼吸”)速率下降。 (2)MDA(丙二醛)是膜脂過氧化的產(chǎn)物，Cd2+濃度達到_______mg/L時，膜脂過氧化程度加劇，這會導致_______損傷。 (3)10 mg/L Cd2+溶液能夠在一定程度上________(填“促進”或“抑制”)該小麥合成葉綠素。 (4)經(jīng)過10 mg/L Cd2+溶液處理的小麥幼苗，凈光合速率很可能________(填“增加”或“下降”)，判斷的理由是__________________________________。 【解析】(1)由圖可知，Cd2+能抑制萌發(fā)種子中α-淀粉酶的活性，使淀粉不能正常轉(zhuǎn)化為葡萄糖，影響植物的細胞呼吸，萌發(fā)的種子早期沒有光合作用。 (2)分析實驗結果可知，Cd2+濃度達到40 mg/L時，MDA(丙二醛)含量顯著增加，構成生物膜的脂質(zhì)的過氧化程度加劇，生物膜受到損傷。 (3)由圖可知，10 mg/L的Cd2+溶液能夠在一定程度上促進小麥合成葉綠素。 (4)與對照組相比，經(jīng)過10 mg/L的Cd2+溶液處理的小麥幼苗的苗高和植株總干重顯著降低，說明Cd2+會導致凈光合作用速率下降。 答案：(1)呼吸　 (2)40　生物膜　(3)促進 (4)下降　10 mg/L Cd2+溶液處理時，該小麥幼苗的苗高與植株總干重明顯比Cd2+濃度為0的對照組低 4.(14分)金釵石斛是重要中藥，因其對生長要求特殊、繁殖緩慢等原因，野生金釵石斛幾近絕跡?？茖W家研究了不同光照強度下溫度對金釵石斛生長的影響，結果如圖。分析回答： (1)本研究是在人工氣候箱中進行的，實驗過程中除可調(diào)節(jié)箱內(nèi)_______外，其他條件(如空氣 濕度、CO2濃度等)均應處于比較適宜的狀態(tài)，其目的是__________________________________。 (2)由圖示可知，當栽培溫度從15 ℃增加到25 ℃時，O→M點凈光合速率明顯增加，這主要是因為_____________________________；而從P→N點凈光合速率增加不明顯，這是因為光照不足，葉綠體的_______上產(chǎn)生ATP和[H]的速度慢，導致暗反應階段C3轉(zhuǎn)化為_______的過程變慢。 (3)根據(jù)本研究，在金釵石斛的生長期應控制的適宜條件是____。 【解析】(1)本研究是在人工氣候箱中進行的，實驗過程中除可調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度和光照強度外，其他條件(如空氣 濕度、CO2濃度等)均應處于比較適宜的狀態(tài)，其目的是使實驗結果明顯，有利于觀察。 (2)由題圖可知，當栽培溫度從15 ℃增加到25 ℃時，O→M點凈光合速率明顯增加，這主要是因為隨著溫度的升高，參與代謝的酶活性增強；而從P→N點凈光合速率增加不明顯，這是因為光照不足，葉綠體的類囊體上產(chǎn)生ATP和[H]的速度慢，導致暗反應階段C3轉(zhuǎn)化為有機物(和C5)的過程變慢。 (3)根據(jù)本研究，在金釵石斛的生長期應控制的適宜條件是25 ℃、 640μmolm-2s-1光照強度。 答案：(1)溫度和光照強度　使實驗結果明顯，有利于觀察 (2)隨著溫度的升高，參與代謝的酶活性增強　類囊體薄膜　有機物(和C5) (3)25 ℃、640μmolm-2s-1光照強度 5.(14分)(2019榆林模擬)圖甲為智能溫室內(nèi)高等綠色植物葉肉細胞中的部分代謝示意圖；圖乙為不同光照強度下綠色植物對CO2的吸收速率的曲線。請據(jù)圖回答問題： (1)圖甲中，物質(zhì)A是_________，能發(fā)生d過程的內(nèi)部條件有_________。 (2)圖乙中，A點對應的甲圖中的CO2和O2的擴散途徑理論上只有_________，AD段限制葉肉細胞CO2吸收速率的主要環(huán)境因素是_________。 (3)現(xiàn)代科學研究表明，植物生長發(fā)育過程在根本上是_________在一定時間和空間上程序性表達的結果。 (4)某同學以綠色植物葉片為實驗材料，探究環(huán)境條件對細胞呼吸速率(以CO2的釋放量表示)的影響，請幫助他提出一個探究的課題：__________________________________。需要特別注意的是該實驗需要在_________條件下進行。 【解析】(1)圖甲中，物質(zhì)A代表葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中的分解產(chǎn)物——丙酮酸；過程d表示光合作用的光反應，需要的外因有光照強度、溫度、CO2濃度等，內(nèi)因有光合色素和相關酶。 (2)圖乙中的A點表示植物只進行細胞呼吸，從外界吸收O2并釋放CO2，對應甲圖中的f、g、h、a。D點表示光合作用的光飽和點，AD段限制葉肉細胞光合速率的主要因素是光照強度。 (3)植物生長發(fā)育過程就是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結果。 (4)影響細胞呼吸速率的主要因素有溫度、O2濃度等，為防止光合作用對細胞呼吸速率測定的影響，該實驗需要在黑暗條件下進行。 答案：(1)丙酮酸　色素、酶 (2)f、g、h、a　光照強度　(3)基因組　(4)探究溫度(O2濃度)對細胞呼吸速率的影響　黑暗 6. (15分)為了驗證葉片光合作用受到光質(zhì)的影響，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟的基礎上，繼續(xù)完成實驗步驟的設計和預測實驗結果，并對你的預測結果進行分析。 (1)實驗材料與用具：小燒杯三只、三棱鏡(注釋：白光通過三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光等單色光)、打孔器、注射器、40 W燈泡、燒杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、綠葉(如菠菜葉)。(實驗過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量忽略不計) (2)實驗步驟： ①取生長旺盛的綠葉，用直徑為1 cm的打孔器打出小圓形葉片30片(注意避開大的葉脈)。 ②將圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。重復幾次。 ③將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用(這樣的葉片因為細胞間隙充滿水，所以全都沉到水底)。 ④取三只小燒杯，分別倒入20 mL_______，并分別向3只小燒杯中各放入_______。 ⑤用40W燈泡照射，三棱鏡色散形成_______分別作用于三只小燒杯。 ⑥觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中____。 (3)預測結果并解釋原因： ①預測結果：____。 ②原因是____。 (4)結果討論： ①增強單色光光照強度，____(填“能”或“不能”)對實驗結果產(chǎn)生影響。 ②試在如圖坐標系中畫出不同類型的單色光(光質(zhì))照射下，光照強度與光合作用強度的關系曲線來說明這個問題。 【解析】(2)④根據(jù)題干所提供的材料，小燒杯中應分別倒入20 mL富含CO2的NaHCO3稀溶液以培養(yǎng)葉片；葉片應均分為數(shù)量相等的三組，所以分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片。 ⑤由題可知，光經(jīng)三棱鏡色散能形成紅光、黃光、綠光，然后作用于三只小燒杯。 ⑥小圓形葉片中氣體被抽出，開始沉入水底，當光合作用產(chǎn)生O2后，密度變小而上浮，觀察并記錄同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量或小圓形葉片全部浮起所需的時間，均可表示光合作用強度。 (3)綠葉中的色素吸收紅光和藍紫光的能力最強，吸收綠光的能力最弱，黃光居中。因此在紅光照射時產(chǎn)生O2的速度最快，葉肉細胞間隙的O2增加最快，葉片上浮的速度也就最快，相反綠光照射的燒杯中葉片上浮最慢。 (4)①光照強度影響光合作用速率，所以增強單色光光照強度，均能對實驗結果產(chǎn)生影響。 ②在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強度增大而增大。 答案：(2)④富含CO2的NaHCO3稀溶液　10片小圓形葉片　⑤紅光、黃光、綠光?、扌A形葉片浮起的數(shù)量 (3)①紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少 ②綠葉中的色素吸收紅光和藍紫光的能力最強，吸收綠光的能力最弱。因此在紅光照射時產(chǎn)生O2的速度最快，葉肉細胞間隙的O2增加最快，葉片上浮的速度也就最快，相反綠光照射的燒杯中葉片上浮最慢 (4)①能?、谌鐖D 7.(15分)(2019大慶模擬)如圖為植物新陳代謝的過程示意圖，請據(jù)圖分析回答下列問題： (1)綠葉中的色素可以用有機溶劑_________提取。甲圖細胞呼吸過程中與乳酸菌的發(fā)酵共有的階段是___________(填數(shù)字)。 (2)在乙圖中，若a圖所示為陽生植物曲線，則陰生植物曲線與其相比，C點應_________(填“左”或“右”)移；由b圖可知，30 ℃時植物________(填“能”或“不能”)生長。 (3)在甲圖中的Ⅱ和_________(填“Ⅰ”“Ⅲ”“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)屬于同一種物質(zhì)。 【解析】(1)綠葉中的色素可以用有機溶劑無水乙醇提取。分析甲圖可知：①②③分別表示有氧呼吸的第一、二、三階段。乳酸菌是厭氧微生物，只能進行無氧呼吸(乳酸發(fā)酵)，無氧呼吸和有氧呼吸的第一階段完全相同，所以甲圖細胞呼吸過程中與乳酸菌的發(fā)酵共有的階段是①。 (2)陰生植物的光飽和點(光合速率達到最大值時的最小光照強度)低于陽生植物。若乙圖中的a圖所示為陽生植物曲線，則陰生植物曲線與其相比，C點(光飽和點)應左移。b圖顯示：30 ℃時植物的真正光合速率明顯大于呼吸速率，有有機物積累，因此植物能生長。 (3)分析甲圖可知：Ⅰ是[H](NADPH)，Ⅱ是O2，Ⅲ是CO2，Ⅳ是葡萄糖，Ⅴ是[H](NADH)，Ⅵ是O2，Ⅶ是CO2?？梢姡诩讏D中的Ⅱ和Ⅵ屬于同一種物質(zhì)。 答案：(1)無水乙醇　① (2)左　能　(3)Ⅵ