第5章素养检测

一般活的细胞都要进行细胞呼吸合成 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ ，细胞中的化学反应需要酶的催化，活细胞中能合成酶， $ \mathrm{A} $ 正确；酶的合成需要 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 水解提供能量， $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 的合成需要 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 合酶的催化， $ \mathrm{B} $ 正确； $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 脱去2个磷酸基团后，形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤核糖核苷酸是 $ \mathrm{R}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的基本组成单位之一，酶绝大多数是蛋白质，少数是 $ \mathrm{R}\mathrm{N}\mathrm{A} $ ， $ \mathrm{C} $ 正确；酶具有高效性与专一性，但 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 是细胞生命活动的直接能源物质，不具有专一性， $ \mathrm{D} $ 错误。

过程②③属于光合作用暗反应的过程，有光、无光都能进行， $ \mathrm{A} $ 错误；③为 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的固定， $ \mathrm{c} $ 是 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，若 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 浓度降低， $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的固定减少，导致 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 消耗速率减小，而短时间内 $ {\mathrm{C}}_{3} $ 的还原不变，即 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 的生成速率不变，因此短时间内 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 增加， $ \mathrm{B} $ 错误； $ \mathrm{a} $ 是 $ \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{H} $ ，是还原型辅酶Ⅱ，细胞呼吸中产生的 $ [\mathrm{H}] $ 主要是还原型辅酶Ⅰ， $ \mathrm{C} $ 错误；光合作用的整个过程都需要酶进行催化，即过程①②③都需要酶参与，①为光反应过程，还需要光合色素吸收光能， $ \mathrm{D} $ 正确。

$ \mathrm{a} $ 层叶片在14:00由于温度过高，导致部分气孔关闭，吸收的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 减少， $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的固定受到抑制，消耗的 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 减少，而短时间内 $ {\mathrm{C}}_{3} $ 还原成 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 正常进行，所以 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 的含量暂时升高， $ \mathrm{A} $ 正确；只要净光合速率大于0，就存在有机物的积累，所以一天中 $ \mathrm{b} $ 层叶片有机物积累量最大的时刻是 $ 18:00 $ ， $ \mathrm{B} $ 错误；曲线 $ \mathrm{c} $ 代表树冠底层叶片，光照强度较弱，温度较低，植物的蒸腾作用较弱，没有明显的“光合午休”现象， $ \mathrm{C} $ 正确；适当修剪过密的枝叶可以减少 $ \mathrm{a} $ 层对 $ \mathrm{b} $ 层和 $ \mathrm{c} $ 层的遮挡，提高 $ \mathrm{b} $ 层和 $ \mathrm{c} $ 层叶片的净光合速率， $ \mathrm{D} $ 正确。

甲组中，醋酸杆菌分解葡萄糖产生醋酸;酵母菌分解葡萄糖产生二氧化碳，形成碳酸;乳酸杆菌分解葡萄糖产生乳酸，三个瓶中葡萄糖溶液的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 都会下降， $ \mathrm{A} $ 正确。乳酸杆菌分解葡萄糖既不消耗氧气也不产生二氧化碳，乙、丙两个装置气泵都是先通过酵母菌培养瓶，产生的二氧化碳量大致相同，而后通过乳酸菌或醋酸杆菌培养液，均不再产生 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ， $ \mathrm{B} $ 错误；由于乳酸杆菌不消耗氧气，因此对氧气含量没有影响，甲、丁两组中，酵母菌都在醋酸杆菌后面，获得的氧气量基本相同，因此产生的酒精量大致相同， $ \mathrm{C} $ 错误；改变气泵的通气速率，可改变进入装置的氧气含量，主要影响酵母菌和醋酸杆菌的繁殖，总菌数会发生变化， $ \mathrm{D} $ 错误。

由题图可知， $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 合成酶由 $ {\mathrm{C}\mathrm{F}}_{0} $ 和 $ {\mathrm{C}\mathrm{F}}_{1} $ 两部分组成，从类囊体腔顺浓度梯度运输 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 至叶绿体基质的同时催化 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 的合成， $ \mathrm{A} $ 错误；水光解产生 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 、 $ \mathrm{P}\mathrm{Q} $ 主动运输将 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 运回类囊体腔两个过程，使类囊体腔内 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 浓度高，而 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 在类囊体膜上与 $ {\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}}^{+} $ 结合形成 $ \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{H} $ ，使类囊体腔外的 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 浓度低， $ \mathrm{B} $ 正确。根据题图所示，水光解后产生 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 、 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 和 $ {\mathrm{e}}^{-} $ ，故最初提供电子的物质为水，水光解后产生的电子最终传递给 $ {\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}}^{+} $ ，在酶的作用下将 $ {\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}}^{+} $ 转变为 $ \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{H} $ ， $ \mathrm{C} $ 错误；光能被捕获后将水分解成 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 、 $ {\mathrm{H}}^{+} $ 和 $ {\mathrm{e}}^{-} $ ，最终转化为 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 和 $ \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{H} $ 中活跃的化学能， $ \mathrm{D} $ 错误。

酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能，故酶与底物形成络合物时，降低了底物转化成产物所需的活化能， $ \mathrm{A} $ 正确；由题干“当底物与酶相遇时可诱导酶活性部位的构象发生变化，使底物和酶契合形成络合物，进而生成产物”可知，酶活性部位的构象发生变化有利于化学反应的进行， $ \mathrm{B} $ 正确；由题图可知，酶活性部位的构象发生变化的同时，底物结构也发生变化， $ \mathrm{C} $ 正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，该模型无法说明酶不具有专一性， $ \mathrm{D} $ 错误。

曲线Ⅰ表示酵母菌细胞呼吸产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 量的变化，曲线Ⅱ表示酵母菌有氧呼吸消耗的 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 量的变化。在 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 浓度为a 时，酵母菌细胞呼吸产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 量远大于消耗的 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 量，因而可判断此时主要进行无氧呼吸，有氧呼吸弱，酵母菌有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失，而无氧呼吸时底物（葡萄糖）中的能量大多储存在酒精中， $ \mathrm{A} $ 错误； $ {\mathrm{O}}_{2} $ 浓度为b 时，酵母菌细胞呼吸产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 量大于消耗的 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 量，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，故酵母菌产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 来自细胞质基质和线粒体基质， $ \mathrm{B} $ 正确； $ {\mathrm{O}}_{2} $ 浓度为 $ c $ 时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖约占 $ \dfrac{12-10}{2}÷(\dfrac{10}{6}+\dfrac{12-10}{2})=\dfrac{3}{8} $ ， $ \mathrm{C} $ 错误；乳酸菌只能进行无氧呼吸，其呼吸产物为乳酸，不产生 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，若将实验中的酵母菌更换为乳酸菌，则无曲线Ⅰ、Ⅱ， $ \mathrm{D} $ 错误。

（1） 在 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}-\mathrm{C}\mathrm{P} $ 系统中，磷酸肌酸 $ (\mathrm{C}\mathrm{P}) $ 分解时释放出能量，磷酸基团与 $ \mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P} $ 反应合成 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 。无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段是相同的，都是糖酵解过程，糖酵解的产物包括丙酮酸、 $ \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{H} $ （或 $ [\mathrm{H}] $ ）、 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 。

（2） 在 $ \mathrm{A} $ 点时，无氧呼吸消耗的葡萄糖大于有氧呼吸消耗的葡萄糖。这是因为在无氧呼吸中，葡萄糖氧化分解不彻底，能量未完全释放，合成的 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 相对较少，要合成与有氧呼吸同样多的 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ ，细胞需要消耗更多的葡萄糖。

（3） $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}-\mathrm{C}\mathrm{P} $ 系统只能坚持不到 $ 8\mathrm{s} $ 的原因是磷酸肌酸 $ (\mathrm{C}\mathrm{P}) $ 是 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}-\mathrm{C}\mathrm{P} $ 系统中的主要能量来源，但它在细胞内的储存量有限，能够提供的能量也有限，因此 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}-\mathrm{C}\mathrm{P} $ 系统只能在短时间内为高强度运动供能，通常持续时间不超过 $ 8\mathrm{s} $ 。无氧呼吸系统比有氧呼吸系统维持时间短的原因是无氧呼吸产生乳酸，乳酸积累过多对身体有害，因此不能持久，而有氧呼吸则不会产生乳酸，因此理论上可长时间进行。

（1）植酸酶是具有催化作用的蛋白质，蛋白质是生物大分子，以碳链为基本骨架。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。

（2）图1中自变量包括横坐标对应的不同 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 以及曲线对应的植酸酶的种类，温度属于无关变量，故在该实验中温度应保持相同且适宜。

（3）此再将化学反应的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 由2升至6，植酸酶 $ \mathrm{B} $ 催化的化学反应速率将不变。

（4）根据图2曲线信息，保存1小时后乙细菌植酸酶活性迅速降低，而甲细菌植酸酶在保存的4小时中仍保持较高活性，推断甲细菌植酸酶对胃蛋白酶的抗性更高。

（1） 进行绿叶中色素的提取和分离实验时，研钵中添加少许碳酸钙和二氧化硅的作用分别是防止色素被破坏、有助于研磨得充分。正常情况下，植物体内叶绿素 $ \mathrm{a} $ 的含量多于叶绿素 $ \mathrm{b} $ ，结合图2信息可知，叶绿素1为叶绿素 $ \mathrm{a} $ 、叶绿素 $ 2 $ 为叶绿素 $ \mathrm{b} $ ，因此分离阶段，滤纸条上的叶绿素1和叶绿素2中离滤液细线更近的是叶绿素2。

（2） 分离细胞器的常用方法是差速离心法。

（3） 据图1可知，在适宜条件下，转基因水稻和普通水稻的呼吸速率相同，但转基因水稻的光合速率较大，有机物积累得多，干重增加得快，故普通水稻的干物质量的积累效率小于转基因水稻。

（4） 结合图1和图2信息可知，该转基因水稻的光合速率提高的原因可能是叶绿素1的含量（或叶绿素总量）增多，可吸收、传递和转化更多的光能，进而导致光合速率增大。

（5） ① 经适当干旱胁迫处理后，转基因水稻叶肉细胞会失水，其吸水能力变大。

② 随干旱胁迫时间延长，转基因水稻的净光合速率大幅降低，因此该转基因水稻不适合在旱田环境中生长。

（1） $ \mathrm{A} $ 点 $ (5\mathrm{℃}) $ 从空气中吸收 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的速率为0，即净光合速率为0，光合作用等于呼吸作用，光合作用产生的 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 完全被呼吸作用消耗，该植物幼苗细胞产生 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。光合作用暗反应过程： $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 与 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 结合生成 $ {\mathrm{C}}_{3} $ ，光反应产物 $ \mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{H} $ 和 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 将 $ {\mathrm{C}}_{3} $ 还原转化为有机物和 $ {\mathrm{C}}_{5} $ 。所以用 $ {}^{14}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 追踪光合作用中碳的转移过程，其转移途径是 $ {}^{14}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}{\xrightarrow[ ~]{14}}{\mathrm{C}}_{3}\to (^{14}{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}) $ 。

（2） 在缺 $ \mathrm{M}\mathrm{g} $ 的条件下，叶绿素的合成不足，导致光合速率降低，但是不影响呼吸速率，因此在缺 $ \mathrm{M}\mathrm{g} $ 的条件下，图中 $ \mathrm{A} $ 点将右移。

（3） 净光合速率最大时最有利于植物生长，因此温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为 $ 20\mathrm{℃} $ 。

（4） ① 根据题意分析，若实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响，则实验的自变量是温度，因变量是呼吸速率，而呼吸速率的测定应该排除光合作用的影响，因此该实验应该在无光照的条件下进行，则可以用表格中编号为2、4、6、8的装置来测定。表1数据显示，实验温度范围内，编号为

6的实验组在 $ 12\mathrm{h} $ 后 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 增加量最多，说明该温度 $ (30\mathrm{℃}) $ 条件下呼吸速率相对最高，因此欲探究其细胞呼吸的最适温度，应在 $ 20\sim 40\mathrm{℃} $ 缩小温度梯度做平行实验。

② 同一温度条件下的两组实验分别代表了该温度条件下的净光合速率和呼吸速率，两者绝对值的和代表总光合速率，由表1中数据可知，编号为5的实验组总光合速率最大。

③ 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此将该植物叶绿素缺失突变体的叶片利用红光照射进行光吸收测定，其几乎不吸收红光，与正常叶片相比，光吸收差异显著。

（5） 由于黑暗条件下 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的释放量是 $ 8\mathrm{m}\mathrm{L}/(100{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{2} $ 叶 $ \cdot \mathrm{h}) $ ，该值表示呼吸速率；当光照强度是 $ 3\mathrm{k}\mathrm{l}\mathrm{x} $ 时，光合速率与呼吸速率相等，所以该植物固定的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的量是 $ 8\mathrm{m}\mathrm{L}/(100{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{2} $ 叶 $ \cdot \mathrm{h}) $ 。当光照强度为 $ 9\mathrm{k}\mathrm{l}\mathrm{x} $ 时， $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的吸收量是 $ 32\mathrm{m}\mathrm{L}/(100{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{2} $ 叶 $ \cdot \mathrm{h}) $ ，那么实际光合作用固定的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的量是 $ 32+8=40 [\mathrm{m}\mathrm{L}/(100{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{2} $ 叶 $ \cdot \mathrm{h}) ] $ 。