第二單元 生命系統(tǒng)的代謝基礎 專題二 兩大基礎代謝光合作用和細胞呼吸（時間：40分鐘滿分：60分）B級必測1（2016揚州高三期末）科學家們通過大量實驗，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場所、條件、原料和產物。在下列幾個著名實驗中，相關敘述正確的是（）A普利斯特利的實驗證明了植物可以吸收CO2氣體B薩克斯的實驗可證明只有在光照條件下葉綠體中才能產生淀粉C恩格爾曼的實驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D魯賓和卡門的實驗證明了光合作用產生的氧氣來自H2O解析普利斯特利通過實驗證明植物能凈化空氣，A錯誤；薩克斯的實驗證明光是光合作用的必要條件，B錯誤；恩吉爾曼的實驗發(fā)現(xiàn)光合作用的場所是葉綠體，產物之一是氧氣，但并沒有定量分析生成的氧氣量，C錯誤；魯賓和卡門的實驗證明了光合作用產生的氧氣來自H2O，D正確。答案D2（2016淮安四校聯(lián)考）有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，當通入不同濃度的氧氣時，產生的酒精和CO2的量如表所示。分析表中數據可得出的結論是（）氧濃度/%abCd產生CO2的量/mol912.51530產生酒精的量/mol96.560A.氧濃度為a時，酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率B氧濃度為b時，相同時間內酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的多C氧濃度為c時，有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵D氧濃度為d時，酵母菌只進行有氧呼吸，不進行無氧呼吸解析氧濃度為a時，由酒精9mol可知，無氧呼吸CO2有9mol（葡萄糖4.5mol），可知有氧呼吸CO2有990mol（葡萄糖0mol）。因此只有無氧呼吸，A錯誤；氧濃度為b時，由酒精6.5mol可知，無氧呼吸CO2有6.5mol（葡萄糖3.25mol），可知有氧呼吸CO2有12.56.56mol（葡萄糖1mol）。因此無氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多，B錯誤；氧濃度為c時，由酒精6mol可知，無氧呼吸CO2有6mol（葡萄糖3mol），可知有氧呼吸CO2有1569mol（葡萄糖1.5mol）。因此用于無氧呼吸（酒精發(fā)酵）的葡萄糖占了所有葡萄糖的3/（31.5）66.7%，C錯誤；氧濃度為d時，由酒精0mol可知，無氧呼吸CO2有0mol（葡萄糖0mol），可知有氧呼吸CO2有30030mol（葡萄糖5mol）。所以只有有氧呼吸，而未進行無氧呼吸，D正確。答案D3（2016揚州期中考）如圖表示某細胞中發(fā)生的物質代謝過程（表示不同過程），有關敘述錯誤的是（）A過程可在線粒體中進行，也可在細胞質基質中進行B過程可產生H，也可消耗HC過程可消耗ATP，也可儲存能量D過程可在葉綠體中進行，也可不在葉綠體中進行解析過程是葡萄糖分解成丙酮酸，只可在細胞質基質中進行，不可在線粒體中進行，A錯誤；過程表示有氧呼吸的第二、三階段，其中在第二階段產生H，第三階段消耗H，B正確；過程為暗反應階段，發(fā)生在葉綠體基質中，既消耗ATP，又將能量儲存在有機物中，C正確；藍藻等生物不含葉綠體，也能進行光合作用，進行過程，D正確。答案A4（2016蘇北四市一模）關于細胞呼吸原理應用的敘述，正確的是（）A水果的保鮮要求零下低溫、低氧、適宜的濕度B夜晚適當降低大棚內的溫度可以提高蔬菜產量C用透氣的紗布包扎傷口可避免組織細胞缺氧死亡D稻田定期排水可防止無氧呼吸產生的乳酸對細胞造成毒害解析水果蔬菜的保存要求零上低溫、低氧、濕度適宜，A錯誤；夜晚適當降低大棚內的溫度，可以降低呼吸作用，有利于有機物的積累，B正確；由于氧氣能抑制破傷風桿菌的無氧呼吸，所以在包扎傷口時，可選用透氣的紗布進行包扎，以達到抑制破傷風桿菌的無氧呼吸，而不是避免組織細胞缺氧死亡，C錯誤；稻田定期排水，防止無氧呼吸產生的酒精對細胞造成毒害，D正確。答案B5（2016宿遷三校調研）關于人體細胞呼吸作用的敘述，正確的是（）A細胞呼吸分解有機物釋放的能量只有部分用于合成ATPB有氧呼吸產生的H在線粒體基質中與氧結合生成水C無氧呼吸不需要氧的參與，該過程與有氧呼吸完全不同D細胞供氧不足時，無氧呼吸可將糖類氧化為乳酸或酒精解析細胞呼吸過程中釋放的能量，一部分以熱能形式散失，一部分用于合成ATP，故A正確；在有氧呼吸過程中，H和氧氣結合生成水發(fā)生在線粒體內膜上，故B錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同，故C錯誤；人體無氧呼吸的產物是乳酸，故D錯誤。答案A6.（2016如東中學質檢）某植物的光合作用和細胞呼吸最適溫度分別為25和30，如圖為該植物處于30環(huán)境中隨光照強度變化的實驗結果。下列敘述正確是（）AC點時植物的產生量為N1N2BB點時植物才開始進行光合作用C若將溫度降低到25時，A、D點均下移DA點時葉肉細胞的呼吸作用只受溫度的影響解析據圖分析可知，C點時植物既進行光合作用，也進行呼吸作用，并且呼吸作用強度不變，呼吸作用吸收的氧氣量為N1，因此呼吸作用過程中CO2產生量為N1，A錯誤；B點表示該光照強度下既沒有O2的釋放，又沒有O2的吸收，即實際光合速率呼吸速率，凈光合速率為0，光合作用在b點前就開始了，B錯誤；圖中曲線的溫度為30，若將溫度降低到25時，實際光合速率上升，凈光合速率上升，呼吸速率下降，故A、D點均下移，C正確；A點只進行細胞呼吸，受溫度、氧氣濃度等因素的影響，D錯誤。答案C7（2016鹽城市期中調研）某同學在進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，進行了以下操作。該同學的操作有誤的是（多選）（）A將5g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進行研磨B將預備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鉛筆畫一條橫線C為增強實驗效果，將濾液細線畫粗些并進行多次重復D將濾紙條畫有濾液細線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細線浸入層析液解析研磨前要加入適量的二氧化硅和碳酸鈣，A錯誤；將預備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鉛筆畫一條橫線，B正確；濾液細線應畫得細而齊，C錯誤；不能將濾液細線浸入層析液中，否則濾液細線中所含色素溶解在層析液中導致實驗失敗，D錯誤。答案ACD8（2016蘇錫常鎮(zhèn)二模）為研究低溫和細胞分裂素對茄子光合作用有關指標的影響，實驗人員設計了如下實驗方案（實驗過程中光照和二氧化碳濃度適宜），結果如下表。下列有關分析中正確的在（多選）（）組別處理甲常溫噴施蒸餾水18.699.190.153乙常溫細胞分裂素溶液20.1712.580.168丙低溫噴施蒸餾水10.742.750.053丁低溫細胞分裂素溶液12.014.030.064A.低溫會導致葉綠素含量和氣孔導度降低B細胞分裂素處理會導致葉綠素含量和氣孔導度增加C細胞分裂素可緩解低溫對光合作用速率的抑制D常溫下噴灑高濃度的細胞分裂素能進一步提高茄子的光合作用速率解析比較甲、丙兩組與乙、丁兩組可見，低溫條件下葉綠素含量和氣孔導度均比常溫條件下低，A正確；比較甲、乙或比較丙、丁可見，常溫條件下和低溫條件下，細胞分裂素都能導致葉綠素含量和氣孔導度增加，B正確；比較丙、丁兩組可見，細胞分裂素可緩解低溫對光合作用速率的抑制，C正確；題中實驗沒有涉及“細胞分裂素濃度與茄子光合作用速率間的關系”，沒有信息可以表明常溫下噴灑高濃度的細胞分裂素能進一步提高茄子的光合作用速率，D錯誤。答案ABC9（2016鹽城市期中調研）將某植物種子在水中浸泡，然后按如圖裝置進行實驗，實驗開始時X液面位置與Y液面位置調至同一水平。下表記錄了實驗過程中每小時的液面變化情況。請回答下列問題：（1）實驗前浸泡種子的目的是讓種子細胞增加水，使其代謝增強。（2）種子細胞內，消耗O2的場所是；產生CO2的場所是。（3）裝置中使用NaOH的目的是，X液面逐漸上升的原因是_。（4）為確保實驗結果只是由實驗裝置中種子的生理活動引起的，需設置另一個相同裝置，該裝置除試管內金屬網上需要放、的同種種子外，其他條件相同。（5）實驗5至7h之間，種子細胞的呼吸方式有_。解析（1）實驗前浸泡種子目的是：讓種子增加自由水的含量，促進細胞呼吸，使代謝增強。（2）種子細胞內，消耗O2的過程是有氧呼吸第三階段，發(fā)生于線粒體內膜上；產生CO2的過程是無氧呼吸和有氧呼吸的第二階段，發(fā)生場所是細胞質基質和線粒體基質。（3）裝置中使用NaOH可以吸收種子細胞呼吸釋放的二氧化碳；種子有氧呼吸消耗的氧氣的量等于產生的二氧化碳的量，但是二氧化碳被NaOH溶液吸收，試管中的氣體體積變小，導致X液面會上升。（4）在恒定的外界條件下，要確保實驗結果是由實驗裝置中的種子引起的，可設置一個對照試驗，但需滿足單一變量原則，試管內金屬網上需要放同種、數量相等、死的種子或者煮熟的種子。（5）根據前述分析，裝置中X液面上升值可表示種子產生的二氧化碳的面積，同時也可表示是消耗的氧氣的體積，結合表中數據可知，實驗5至7小時之間，種子細胞既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。答案（1）自由（2）線粒體（內膜）細胞質基質和線粒體（基質）（3）吸收種子細胞呼吸產生的CO2種子有氧呼吸消耗O2（4）等量煮熟（或死亡）（5）既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸10（2016蘇錫常鎮(zhèn)一模）沙棘耐旱、抗風沙，可以在鹽堿化土地上生存，在我國西北部大量種植沙棘，用于沙漠綠化。探索土壤水分對沙棘光合作用的影響具有重要的生態(tài)學意義。下圖是“土壤水分對沙棘葉片光合作用的影響”實驗中得到的數據，請回答下列問題：圖1不同土壤水分下沙棘凈光合速率日變化圖圖2不同土壤水分下沙棘胞間CO2濃度日變化（1）沙棘捕獲光能的色素中含量最多的是，CO2進入細胞后首先與化合物結合而被固定，固定產物的還原需光反應提供。（2）由圖可知當土壤含水量過高或過低時都會出現(xiàn)光午休現(xiàn)象。土壤含水量81.2%與含水量26.5%相比較，“光午休”現(xiàn)象_。（3）土壤含水量為81.2%時，沙棘出現(xiàn)“光午休”現(xiàn)象，是由于導致CO2吸收受阻引起的；土壤含水量為26.5%時，沙棘出現(xiàn)“光午休”現(xiàn)象，是由于逆境下光合結構受損導致的光合作用下降，判斷理由是_。（4）沙棘比較適合在土壤含水量為的范圍內生長，理由是_。解析（1）在光合色素中，葉綠素（葉綠素a）的含量最高。CO2進入細胞后，先進行二氧化碳的固定，即首先與五碳化合物結合，生成三碳化合物，其還原需要消耗光反應提供的H和ATP。（2）分析題圖可知，土壤含水量81.2%與含水量26.5%相比較，“光午休”現(xiàn)象程度較輕且持續(xù)時間較短。（3）土壤含水量為81.2%時，沙棘出現(xiàn)“光午休”現(xiàn)象，是由于氣孔關閉，影響到二氧化碳的吸收量。土壤含水量為26.5%時，光合結構受損導致細胞固定CO2能力很弱，從而導致光合作用下降，引起沙棘出現(xiàn)“光午休”現(xiàn)象。（4）分析圖一可知，在含水量為50.4%62.4%時，沙棘全天凈光合速率高，不會出現(xiàn)光午休現(xiàn)象，故適合其生長。答案（1）葉綠素（葉綠素a）五碳H和ATP（2）程度較輕且持續(xù)時間較短（3）氣孔關閉胞間CO2濃度依然很大，細胞固定CO2能力很弱（4）50.4%62.4%全天凈光合速率高，不會出現(xiàn)光午休現(xiàn)象A級自悟11（2016無錫期末）下列有關植物細胞內相關細胞器及生理活動示意圖的敘述中，正確的是（）AD為葡萄糖，可在細胞質基質中形成丙酮酸BF為CO2，B是固定它的受體，兩者結合可再生AC若G為CO2，它能在線粒體基質中產生，可作為F的來源之一D若a為H，它是由C分解產生的，可以參與A、B、E的合成解析由分析可知，D是光合作用過程中釋放的氧氣，A錯誤；由分析可知，F(xiàn)是二氧化碳，其受體是五碳化合物A，二者結合再生形成三碳化合物B，B錯誤；由分析可知，G是線粒體釋放的二氧化碳，可以被葉綠體吸收利用，C正確；如果a為H，參與A、E的合成，不參與B的合成，D錯誤。答案C12（2016南京六校聯(lián)考）“有氧運動”近年來成為一個很流行的詞匯，得到很多學者和專家的推崇，它是指人體吸入的氧氣與需求相等，達到生理上的平衡狀態(tài)。如圖所示為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗率的關系。結合所學知識，分析下列說法正確的是（）Aab段為有氧呼吸，bc段為有氧呼吸和無氧呼吸，cd段為無氧呼吸B運動強度大于c后，肌肉細胞CO2的產生量將大于O2消耗量C無氧呼吸使有機物中的能最大部分以熱能的形式散失，其余儲存在ATP中D若運動強度長期超過c，會因為乳酸大量積累而使肌肉酸脹乏力解析分析題圖曲線可知，cd段氧氣消耗率較高，血液中乳酸水平升高，因此該階段既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸，A錯誤；人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸，有氧呼吸過程中氧氣的吸收量與二氧化碳的釋放量相等，因此不論何時，肌肉細胞CO2的產生量都等于O2消耗量，B錯誤；無氧呼吸過程存在有機物不徹底的氧化分解過程，大部分能量儲存在有機物中，無氧呼吸釋放的能量，大部分以熱能散失，其余的轉移到ATP中，C錯誤；如果運動強度長期超過c，血液中乳酸水平過高，會使肌肉酸脹乏力，D正確。答案D13（2016淮安四校聯(lián)考）分析下列甲、乙、丙三圖，說法正確的是（）A若圖甲曲線表示的是陰生植物的光合速率受光強度的影響，則陽生植物的曲線與此比較，B點向左移，C點向右移B圖乙在光照強度相同時，則t2植物凈光合作用強度最大C若圖丙代表兩類色素的吸收光譜，則f代表胡蘿卜素D用塑料大棚種植蔬菜時，應選用藍紫色或紅色的塑料大棚解析若圖甲曲線表示的是陰生植物的光合速率受光照強度的影響，則陽生植物的曲線與此比較，B點向右移，C點向右移，A錯誤；凈光使作用總光合作用呼吸作用，圖乙中，t2植物凈光合作用最大，此溫度下最有利于植物生長，B正確；葉綠素主要吸收紅光和藍光，而類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此圖丙中f代表葉綠素，E代表類胡蘿卜素，C錯誤；根據圖丙，用塑料大棚種植蔬菜時，為了提高產量應選用無色透光的塑料大棚，D錯誤。答案B14.（2016揚州期中考）如圖為一種常見的坐標曲線圖。該圖示表示的生物學含義錯誤的是（多選）（）A萌發(fā)的種子中自由水含量隨時間變化的情況B細胞代謝中反應速率隨底物濃度變化的情況C某植物光合作用速率隨光照強度變化的情況D人成熟紅細胞中K吸收量隨O2濃度變化的情況解析萌發(fā)的種子中自由水含量逐漸增加，符合題圖曲線，A正確；底物濃度為0時，反應速率也是0，因此曲線的起點應該是原點，與題圖不符，B錯誤；光照強度為0時，光合作用強度也是0，因此曲線的起點應該是原點，與題圖不符，C錯誤；人體成熟的紅細胞沒有線粒體，不進行有氧呼吸，K吸收量與氧氣濃度無關，與圖不符，D錯誤。答案BCD15（2016鹽城三模）科研人員選擇冬季大棚中的番茄和草莓，在保持兩種植物生長所需的溫度、水分、肥料等相同且適宜的條件下，每天14：0015：00觀察并測定光合速率，結果如下圖。（1）本實驗的自變量是_。（2）在番茄和草莓棚中選擇生長期一致的兩種植物，且每種植物一致的植株進行實驗。（3）隨空氣質量指數上升，空氣中細顆粒物濃度增大，透光度降低，光合作用的階段減弱，為下一階段提供的減少。同時污染物濃度增加，溫度隨之降低，直接影響了細胞內，光合速率下降。（4）科研人員進一步研究空氣質量對番茄和草莓光合速率的影響，結果如下表。空氣質量檢測番茄草莓光合有效輻射/（Em2s1）光合速率/（molm2s1）光合有效輻射/（Em2s1）光合速率/（molm2s1）二級良24.698720.426.399420.11三級輕度污染23.474619.626.178518.72四級中度污染23.547717.126.142817.41五級重度污染23.232511.823.242310.11（注：光合有效輻射是指綠色植物進行光合作用過程中，能夠被光合色素吸收并轉化的太陽輻射能量。）當空氣質量由三級升為四級時，番茄光合速率下降13%，草莓光合速率下降7%，造成這一結果的主要原因是_。當污染進一步加劇到五級時，導致草莓光合速率下降的主要原因是_。（5）綜上所述，在空氣質量處于四級中度污染以上時，番茄棚和草莓棚應分別采取、措施來維持植物的光合速率。解析（1）分析題圖記錄結果可知，本實驗研究的是番茄和草莓在不同空氣質量指數條件下光合速率的變化，即本實驗的自變量有兩個：空氣質量指數和植物的種類。（2）為保證實驗結果更準確可靠，實驗中選用的番茄和草莓的生長期、生長狀況等無關變量必須相同且適宜。（3）光合作用的光反應階段需要光照，隨空氣質量指數上升，空氣中細顆粒物濃度增大，透光度降低，植物可吸收利用的光照強度減弱，光反應強度隨之減弱，為暗反應階段提供的ATP、H減少；透光度降低同時還導致植物周圍的環(huán)境溫度降低，導致植物體內與光合作用有關的酶的活性下降，光合速率下降。（4）分析表中數據可知，空氣質量指數由三級升為四級時，使得番茄和草莓兩種植物的光合有效輻射均明顯下降，這是造成番茄和草莓光合速率下降的主要原因。分析表中數據可知，空氣質量指數進一步由四級升為五級時，草莓的光合有效輻射沒有發(fā)生明顯下降，但棚溫卻明顯下降，光合速率也明顯下降，說明此時導致草莓光合速率下降的主要原因是棚溫下降。（5）對比表中數據可知，當空氣質量指數處于四級中度污染以上時，影響番茄和草莓光合速率的因素分別是光合有效輻射下降和棚溫下降，可以分別采取增加光照強度和增加棚溫來維持植物的光合速率。答案（1）空氣質量指數和植物的種類（2）長勢（生長狀況）（3）光反應ATP、H（與光合作用有關）酶的活性（4）光合有效輻射明顯下降棚溫下降（5）增加光照強度增加棚溫