專題能力訓(xùn)練四光合作用與細(xì)胞呼吸一、選擇題1.(2019全國理綜)將一株質(zhì)量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中,一段時(shí)間后植株達(dá)到40 g,其增加的質(zhì)量來自()A.水、礦質(zhì)元素和空氣B.光、礦質(zhì)元素和水C.水、礦質(zhì)元素和土壤D.光、礦質(zhì)元素和空氣答案:A解析:黃瓜幼苗在光照等適宜的環(huán)境中由20g長到40g,是同化作用大于異化作用的結(jié)果,增加的質(zhì)量來自吸收的水、礦質(zhì)元素以及通過光合作用將水和空氣中的CO2轉(zhuǎn)化成的有機(jī)物。2.(2018天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)考試)下圖是人體內(nèi)不完整的細(xì)胞呼吸示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是()A.細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生CO2的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體B.在有氧條件下,過程將受到抑制C.與過程相比,前者能夠徹底分解有機(jī)物D.過程產(chǎn)生的ATP最多,過程需要水的參與答案:C解析:人體細(xì)胞有氧呼吸會產(chǎn)生CO2,其場所為線粒體基質(zhì);無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,不產(chǎn)生CO2。因此,人體細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生CO2的場所為線粒體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。過程為無氧呼吸第二階段,過程為有氧呼吸第二階段,在有氧條件下,過程會受到抑制,但有利于過程的進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤。為有氧呼吸,為無氧呼吸,有氧呼吸能徹底分解有機(jī)物,C項(xiàng)正確。過程為有氧呼吸的第三階段,產(chǎn)生的ATP最多,過程為有氧呼吸的第二階段,需要水的參與,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.離體葉綠體在光照下穩(wěn)定地進(jìn)行光合作用時(shí),如果中斷CO2的供應(yīng),下列關(guān)于一段時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP與O2的相對含量變化的示意圖,正確的是()答案:B解析:離體葉綠體在光照下穩(wěn)定地進(jìn)行光合作用時(shí),突然中斷CO2的供應(yīng),會使C3合成減少,一段時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)逐漸減弱,其消耗的ATP也逐漸減少,故ATP相對含量逐漸增加;隨著暗反應(yīng)的減弱,光反應(yīng)也逐漸減弱,故葉綠體內(nèi)O2含量逐漸減少。4.植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自太陽能B.葉溫在3650 時(shí),植物甲的凈光合速率比植物乙的高C.葉溫為25 時(shí),植物甲的光合速率與細(xì)胞呼吸速率的差值不同于植物乙的D.葉溫為35 時(shí),甲、乙兩種植物的光合速率與細(xì)胞呼吸速率的差值均為0答案:D解析:植物光合作用所需能量都來自太陽能,A項(xiàng)正確。據(jù)圖可知,葉溫在3650時(shí)植物甲的凈光合速率大于植物乙,B項(xiàng)正確。植物光合速率與細(xì)胞呼吸速率的差值即為凈光合速率。葉溫在25時(shí)植物甲的凈光合速率比植物乙小,C項(xiàng)正確。葉溫在35時(shí),植物甲和植物乙的凈光合速率相等,且都大于零,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2019湖南六校聯(lián)盟聯(lián)考)下圖表示光合作用和有氧呼吸過程中C、H、O三種元素的轉(zhuǎn)移途徑以及能量轉(zhuǎn)換過程。圖中序號表示相關(guān)的生理過程。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.在元素轉(zhuǎn)移途徑中,與、與表示的生理過程相同B.在元素轉(zhuǎn)移途徑中,能在小麥根尖成熟區(qū)細(xì)胞中發(fā)生的生理過程有C.在有氧呼吸過程中,產(chǎn)生能量最多的過程是(或)D.ATP中的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中的化學(xué)能,而不能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艽鸢?D解析:和都表示光反應(yīng)中水分子在光照下的分解,和都表示有氧呼吸第三階段中O2與H反應(yīng)生成水,A項(xiàng)正確。小麥根尖成熟區(qū)細(xì)胞中有線粒體,沒有葉綠體,因而可以發(fā)生有氧呼吸過程(可以發(fā)生的生理過程有),但不能進(jìn)行光合作用,B項(xiàng)正確。在有氧呼吸過程中,產(chǎn)生能量最多的是第三階段,即(或),C項(xiàng)正確。ATP中的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中的化學(xué)能,也可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?如螢火蟲發(fā)光由ATP供能,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.下圖是綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)部分生命活動(dòng)示意圖,其中表示生理過程,A、B、C、D表示物質(zhì)。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A.在生物膜上發(fā)生的生理過程有和B.過程均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中C.A和B分別表示丙酮酸和HD.有氧呼吸包括圖中的過程答案:B解析:圖中是有氧呼吸第一階段,是有氧呼吸第二階段,是有氧呼吸第三階段,是光合作用的光反應(yīng),是光合作用的暗反應(yīng);A是丙酮酸,B是NADH(或H),C是ADP、Pi和NADP+,D是ATP和NADPH(或H),C、D兩項(xiàng)正確。有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,光反應(yīng)在類囊體薄膜上進(jìn)行,A項(xiàng)正確。有氧呼吸第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,有氧呼吸第二階段在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行,暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤。7.下圖曲線表示某植物在恒溫30 、CO2濃度一定時(shí)光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.與B點(diǎn)相比較,C點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量降低B.若將CO2濃度降低,則葉綠體中H合成速率將會變小,C點(diǎn)向左下方移動(dòng)C.當(dāng)光照強(qiáng)度為X點(diǎn)時(shí),葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D.已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 和30 ,在其他條件不變的情況下,將溫度調(diào)節(jié)到25 ,圖中A點(diǎn)將向上移動(dòng),B點(diǎn)將向右移動(dòng)答案:D解析:與B點(diǎn)相比較,C點(diǎn)時(shí)光照強(qiáng)度增強(qiáng),光反應(yīng)產(chǎn)生的H、ATP增多,此時(shí)CO2固定速率不變,C3還原速率增強(qiáng),所以C點(diǎn)時(shí)C3含量降低,A項(xiàng)正確。若CO2濃度降低,合成的C3減少,隨之消耗的H、ATP減少,所以H合成速率減慢,C點(diǎn)向左下方移動(dòng),B項(xiàng)正確。光照強(qiáng)度為X時(shí),葉肉細(xì)胞既可以進(jìn)行光合作用也可以進(jìn)行有氧呼吸,所以此時(shí)細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,C項(xiàng)正確。溫度由30調(diào)節(jié)到25時(shí),光合作用速率增強(qiáng)、呼吸作用速率降低,所以A點(diǎn)向上移動(dòng),B點(diǎn)向左移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.下圖表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下,某植物在不同溫度下的凈光合作用速率和細(xì)胞呼吸速率曲線(用CO2吸收量或產(chǎn)生量的相對值表示)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.光合作用中溫度主要影響暗反應(yīng)階段B.光合作用、細(xì)胞呼吸都受到溫度的影響,其中與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶的適宜溫度更高C.溫度在30 左右時(shí)真正光合作用速率最大D.若溫度保持在25 ,長時(shí)間每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗,該植物不能正常生長答案:D解析:光合作用暗反應(yīng)階段需要更多的酶參加,因此溫度主要影響暗反應(yīng)階段,A項(xiàng)正確。由圖示可知光合作用最適溫度為30,呼吸作用最適溫度為40,B項(xiàng)正確。由圖示可知溫度為30時(shí),凈光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率之和最大,C項(xiàng)正確。溫度保持在25時(shí),12h光照條件下凈光合速率相對值為4,12h黑暗條件下的呼吸速率相對值為2.5,兩者差值大于0,因此該植物能正常生長,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.將某綠色植物放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中,研究溫度對光合作用和細(xì)胞呼吸的影響(其他實(shí)驗(yàn)條件都是理想的),實(shí)驗(yàn)以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:溫度/5101520253035光照下CO2吸收量(mg·h-1)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中CO2釋放量(mg·h-1)0.500.751.001.502.253.003.50下面對該表數(shù)據(jù)分析正確的是()A.晝夜不停地光照,在35 時(shí)該植物不能生長B.晝夜不停地光照,在20 時(shí)該植物生長得最快C.每天光照12 h,20 時(shí)該植物積累有機(jī)物最多D.每天光照12 h,30 時(shí)積累的有機(jī)物是10 時(shí)的2倍答案:C解析:根據(jù)表格數(shù)據(jù),光照下吸收CO2的量代表凈光合速率,黑暗中釋放CO2的量代表呼吸速率,因此凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。如果晝夜不停地光照,在35時(shí)該植物能生長,A項(xiàng)錯(cuò)誤。最適合植物生長的溫度是25,B項(xiàng)錯(cuò)誤。如果每天光照、黑暗各進(jìn)行12h,則植物積累的有機(jī)物的量=12×凈光合速率-12×呼吸速率,則在溫度為20時(shí),該植物積累的有機(jī)物為3.25×12-1.50×12=21(mg),為同種條件下最多,C項(xiàng)正確。30時(shí)每天交替進(jìn)行12h光照,12h黑暗,有機(jī)物積累是10時(shí)的一半,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.某科研小組為探究環(huán)境因素對光合作用的影響,進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。取去除淀粉的某植物葉片打成大小相等的圓片,并將相同數(shù)量的葉圓片分別放入AD四組燒杯中,在25 環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果見下表。組別燒杯中的液體成分處理?xiàng)l件檢測結(jié)果A富含CO2的水光照+B富含CO2的水黑暗-C富含CO2的葡萄糖溶液光照+D富含CO2的葡萄糖溶液黑暗+注“+”表示檢出淀粉,“+”表示檢出淀粉含量較高,“-”表示未檢出淀粉。下列說法錯(cuò)誤的是()A.去除植物葉片中淀粉的方法可以是不照光,進(jìn)行饑餓處理B.離體葉肉細(xì)胞可直接利用葡萄糖合成淀粉C.淀粉合成所需直接能源物質(zhì)只能來自光反應(yīng)階段D.若僅將D組CO2替換成N2,可推測葉片中仍有淀粉答案:C解析:去除植物葉片中淀粉的方法可以是不照光,進(jìn)行饑餓處理,通過細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物,A項(xiàng)正確。由C、D組可知,離體葉肉細(xì)胞可直接利用葡萄糖合成淀粉,B項(xiàng)正確。淀粉合成所需直接能源物質(zhì)既可來自光反應(yīng)階段,又可來自細(xì)胞呼吸,C項(xiàng)錯(cuò)誤。若僅將D組CO2替換成N2,可推測葉片中仍有淀粉,因?yàn)殡x體葉肉細(xì)胞可直接利用葡萄糖合成淀粉,D項(xiàng)正確。二、非選擇題11.(2018全國理綜)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性,某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率,結(jié)果如下圖所示,據(jù)圖回答問題。(1)從圖可知,A葉片是樹冠(填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據(jù)是。 (2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的反應(yīng)受到抑制。 (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過程中,常用的有機(jī)溶劑是。 答案:(1)下層A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需光照強(qiáng)度低于B葉片(2)暗(3)無水乙醇解析:(1)據(jù)圖可知,相同光照強(qiáng)度下,兩種葉片凈光合速率有所不同,且A葉片達(dá)到凈光合速率最大值時(shí)的光照強(qiáng)度小于B葉片達(dá)到凈光合速率最大值時(shí)的光照強(qiáng)度,所以A葉片是樹冠下層的葉片。(2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,說明光合作用的光反應(yīng)不變,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不變,A葉片凈光合作用速率下降的原因是暗反應(yīng)受到抑制。(3)綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中,所以常用無水乙醇提取綠葉中的葉綠素。12.光合作用和細(xì)胞呼吸是植物的重要生命活動(dòng),結(jié)合有關(guān)知識回答下列問題。(1)以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo),研究溫度對某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響,結(jié)果如下表所示:溫度/51020253035光照條件下CO2吸收量(mg·h-1)11.83.23.73.53黑暗條件下CO2釋放量(mg·h-1)0.50.7512.333.5溫度由25 升高到30 時(shí),光合作用制造有機(jī)物的速率(填“增大”或“減小”)。 假設(shè)細(xì)胞呼吸晝夜不變,植物在25 時(shí),一晝夜中給植物光照15 h,則一晝夜積累的有機(jī)物的量為。 (2)如果用下圖所示的裝置來探究光照強(qiáng)度和光合作用速率的關(guān)系,且測量指標(biāo)為裝置中O2含量的變化,則該裝置需要進(jìn)行適當(dāng)修改,具體修改措施是。為使測得O2的變化量更精確,還應(yīng)再設(shè)置一對照裝置,對照裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入。 答案:(1)增大34.8 mg(2)將小燒杯中的蒸餾水換成CO2緩沖液(或碳酸氫鈉溶液)死的植物幼苗和CO2緩沖液(或碳酸氫鈉溶液)解析:(1)光照條件下CO2的吸收量是光合作用的凈吸收量,黑暗條件下只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。溫度由25升高到30時(shí),光合作用制造有機(jī)物的速率由6mg/h增加到6.5mg/h。25時(shí),一晝夜中給植物光照15h,植物一晝夜積累的有機(jī)物的量為3.7×15-9×2.3=34.8(mg)。(2)要探究光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系,必須滿足植物進(jìn)行光合作用的條件,小燒杯中的蒸餾水應(yīng)換成CO2緩沖液或碳酸氫鈉溶液,為植物提供CO2;設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)的主要目的是排除外界因素變化導(dǎo)致液滴移動(dòng)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,因此,對照組中應(yīng)放死的植物幼苗和CO2緩沖液(或碳酸氫鈉溶液)。- 7 -