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1、專題二 兩大基礎代謝——光合作用和呼吸作用
(時間:30分鐘)
小題對點練
考點一 光合作用與細胞呼吸過程及內在關系
1.夏季晴朗的中午,部分植物會因為蒸騰作用過于劇烈而出現(xiàn)氣孔關閉的現(xiàn)象,植物通過關閉氣孔可減少水分的過度散失。氣孔關閉后,短時間內,植物葉綠體內C3、C5和ATP的含量的變化是 ( )。
A.C3減少、C5增多、ATP減少
B.C3減少、C5增多、ATP增多
C.C3增多、C5減少、ATP減少
D.C3增多、C5減少、ATP增多
解析 題干所給條件:光照沒有減弱,氣孔關閉,即二氧化碳的吸收減弱,細胞內二氧化碳的含量降低,因此C3減少、C5增多、ATP增多
2、。
答案 B
2.(2014·山東泰安期末)右圖表示生物細胞內[H]的轉移過程,下列分析正確的是 ( )。
A.①過程可以發(fā)生在葉綠體基粒上,且伴隨著ADP的產生
B.②過程一定發(fā)生在葉綠體基質中,且必須在光下才能進行
C.真核細胞的③過程發(fā)生在線粒體內膜上,且必須有氧氣參與
D.真核細胞的④過程發(fā)生在線粒體基質中,且必須有水參與反應
解析?、龠^程水的光解過程,發(fā)生在葉綠體基粒上,且伴隨著ATP的產生,A錯誤;②過程是暗反應,真核細胞發(fā)生在葉綠體基質中,有光無光都能進行,B不正確;真核細胞的③過程是有氧呼吸的第三階段,發(fā)生在線粒體內膜上,且必須有氧氣參與,C正確;真核細胞
3、的④過程發(fā)生在細胞質基質和線粒體基質中,有氧呼吸的第二階段需要水參與反應。D錯誤。
答案 C
3.(2014·山東泰安期末)下圖表示生物細胞內[H]的轉移過程,下列分析正確的是 ( )。
H2O[H](CH2O)
A.①過程可以發(fā)生在葉綠體基粒上,且伴隨著ADP的產生
B.②過程一定發(fā)生在葉綠體基質中,且必須在光下才能進行
C.真核細胞的③過程發(fā)生在線粒體內膜上,且必須有氧氣參與
D.真核細胞的④過程發(fā)生在線粒體基質中,且必須有水參與反應
解析?、龠^程是光反應,可以發(fā)生在葉綠體基粒上,且伴隨著ATP的產生,A錯誤;②過程是光合作用的暗反應,也可發(fā)生在沒有葉綠體的原核細胞,且
4、有光無光都能進行,B錯誤;真核細胞的③過程發(fā)生在線粒體內膜上,且必須有氧氣參與,C正確;真核細胞的④過程發(fā)生在細胞質基質和線粒體基質中,其中有氧呼吸的第二階段需要水參與反應,D錯誤。
答案 C
4.(2014·山東臨沂質量檢測)下圖為細胞呼吸過程示意圖,其中數(shù)字代表反應發(fā)生的場所,字母代表有關物質。下列相關敘述正確的是 ( )。
A.①、②、③中所含成分最多的都是水
B.E中的物質可以參與②中發(fā)生的生理過程
C.如果沒有D物質,只能有①、②場所中的過程發(fā)生
D.B物質以自由擴散的方式進行轉運
解析?、蹫榫€粒體內膜,所含成分最多的是磷脂和蛋白質,A錯誤;E中的物質為水,可以參
5、與②中有氧呼吸第二階段發(fā)生的生理過程,B正確;如果沒有D物質(氧氣),除了有①、②場所中的過程發(fā)生外無氧呼吸也可以發(fā)生,C錯誤;B物質[H]以主動運輸?shù)姆绞竭M行轉運,D錯誤。
答案 B
5.下圖是真核細胞內呼吸作用的過程圖解,下列說法正確的是 ( )。
A.圖中X表示O2,它可以通過植物的光合作用產生
B.物質Y可使溴麝香草酚藍水溶液發(fā)生的顏色變化為由藍色變成綠色
C.人體內不能完成④⑤過程
D.圖中催化②、③過程的酶存在于線粒體內膜上
解析 圖示中X表示O2,可以通過植物的光合作用產生,A正確;Y表示CO2,可使溴麝香草酚藍水溶液發(fā)生的顏色變化為由藍色變成綠色再變成黃色,
6、B錯誤;人體內由于不含有酒精發(fā)酵所需的酶,故不能進行⑤過程,但能完成④過程,C錯誤;②過程為有氧呼吸第二階段,發(fā)生在線粒體基質,D錯誤。
答案 A
6.光合作用和有氧呼吸過程中都有[H]的生成和利用,下列分析中合理的是
( )。
A.從本質上講,二者都具有還原性,一定是同一種物質
B.從來源上看,前者來源于水的光解,后者可來源于葡萄糖、H2O
C.從去路上看,前者產生的[H]用于還原C5,后者與O2結合生成H2O
D.二者產生的[H]在還原底物時,都釋放出大量的能量,供給生物體生命活動所需
解析 光合作用和有氧呼吸過程中產生的[H]不是同一種物質,A錯誤;光合作用產生的
7、[H]來自H2O的光解,用于還原C3,有氧呼吸過程中的[H]來自葡萄糖、水和丙酮酸,與O2結合釋放出大量能量供給生物體生命活動所需。
答案 B
7.如圖是植物葉肉細胞內發(fā)生的生理過程,下列敘述正確的是 ( )。
A.植物葉肉細胞的葉綠體和線粒體中均可產生ATP和[H]
B.光合作用與呼吸作用產生的ATP,均可用于對礦質元素的吸收等生命活動
C.光合作用在葉綠體內進行,有氧呼吸在線粒體中進行
D.線粒體中產生的CO2進入葉綠體內參與光合作用至少穿過6層膜結構
解析 選項A正確:葉肉細胞光合作用的光反應階段和細胞呼吸過程中均有ATP和[H]的合成。選項B錯誤:光合作用產生的AT
8、P只能用于暗反應,細胞呼吸產生的ATP可用于各項生命活動。選項C錯誤:有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體。選項D錯誤:線粒體與葉綠體均具有雙層膜,同一細胞內的線粒體產生的CO2進入該細胞的葉綠體內參與光合作用穿過膜的層數(shù)最少,穿過膜的層數(shù)是4。
答案 A
考點二 光合作用與細胞呼吸的影響因素及相關實驗探究
8.(2014·安徽江南十校聯(lián)考)下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實驗裝置,有關敘述正確的是 ( )。
A.該實驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比實驗,其中乙組作為對照組
B.若向B瓶和E瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液,則E瓶內的溶液會變黃
C.可根據溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間
9、長短,來檢測CO2的產生速率
D.若C瓶和F瓶中溶液都變渾濁,不能據此判斷酵母菌的呼吸方式
解析 甲、乙構成對比實驗,二者均為實驗組;E瓶中酵母菌無氧呼吸產生酒精,加入酸性重鉻酸鉀可顯示“灰綠色”;C瓶、F瓶溶液均變渾濁,恰能證明酵母菌既可進行有氧呼吸,又能進行酒精發(fā)酵。
答案 C
9.利用如圖1所示的實驗裝置,測得溫度與酵母菌無氧呼吸速率的關系(如圖2所示),下列有關敘述正確的是 ( )。
A.試管中加水的目的是為細胞呼吸提供原料
B.葡萄糖溶液煮沸的目的是除雜菌及排除氧氣
C.可用溴麝香草酚藍水溶液檢測有無酒精產生
D.本實驗說明25 ℃為酵母菌無氧呼吸的最適溫度
10、解析 試管中加水的主要目的是制造無氧環(huán)境及便于統(tǒng)計單位時間內產生的氣泡數(shù),A錯;將葡萄糖溶液煮沸,可以殺滅雜菌并排除氧氣,B正確;溴麝香草酚藍水溶液用于檢測CO2,重鉻酸鉀用于檢測酒精,C錯;據圖中數(shù)據判斷,0~25 ℃范圍內,曲線均呈上升趨勢,由于25 ℃以后的實驗數(shù)據不詳,因此無法判斷25 ℃是否為酵母菌無氧呼吸的最適溫度,D錯。
答案 B
10.(2014·山東濱州3月模擬)如圖表示環(huán)境因素對某株綠色植物光合作用速率的影響,據圖分析,正確的是 ( )。
A.b點限制光合作用速率的因素是CO2濃度
B.與a點相比,b點C3含量多于a點
C.a點與b點光合作用速率差異的原因
11、是光照強度和CO2濃度的不同
D.a點葉肉細胞的細胞質基質、線粒體基質和葉綠體基質中均可產生ATP
解析 b點之后提高光照強度,光合速率不變,而升高二氧化碳濃度則光合速率上升,故限制光合作用速率的因素是二氧化碳濃度,A正確。與a點相比,b點二氧化碳濃度較低,生成的三碳化合物較少,B錯誤。a點和b點光照強度相同,但二氧化碳濃度不同,故兩點光合速率不同,C錯誤。a點葉肉細胞進行光合作用和細胞呼吸,葉綠體基粒、細胞質基質和線粒體均可產生ATP,但葉綠體基質消耗ATP,D錯誤。
答案 A
大題沖關練
11.甲圖表示小麥葉肉細胞在特定條件下的生理狀態(tài),乙圖表示小麥葉肉細胞內光合作用與細胞呼吸之
12、間的物質變化關系圖(G、X、Y表示物質,①~⑤表示過程),丙圖表示小麥葉片在不同光照強度下的光合作用速率。據圖回答下列問題。
(1)甲圖所示的生理狀態(tài)下,產生ATP的場所有________(用字母表示)。
(2)乙圖中的過程________發(fā)生于甲圖中的B場所。物質X、Y分別代表的是________。
(3)參考丙圖中光照強度和光合作用速率的關系,甲圖所示葉肉細胞所處環(huán)境中的光照強度為________。
(4)試參考丙圖分析,當光照強度大于7 klx時,光合作用速率不再增加的主要限制因素有________。
(5)當光照強度為6 klx時,面積為10 cm2的小麥葉片,1 h能合
13、成的葡萄糖的質量為________mg。
解析 (1)因為甲圖所示的葉綠體能吸收CO2,所以表明類囊體薄膜A上可進行光反應產生ATP,另外,有氧呼吸的三個階段分別對應的部位是細胞質基質E、線粒體基質C、線粒體內膜D。(2)B為葉綠體基質,可進行暗反應②⑤。⑤表示二氧化碳的固定,則X表示三碳化合物;③表示有氧呼吸第一階段,則Y表示丙酮酸。(3)由甲圖可以看出,該小麥葉肉細胞的呼吸作用速率大于光合作用速率,在丙圖中表示為凈光合作用速率小于0,即光照強度大于0而小于約1 klx。(4)限制光合作用速率的主要因素有光照強度、二氧化碳濃度、溫度;光照強度為7 klx時已達到光飽和點,故此時的主要限制因
14、素有二氧化碳濃度、溫度。(5)光照強度為6 klx時,面積為10 cm2的小麥葉片1 h能從外界吸收二氧化碳1 mg,從線粒體中吸收0.2 mg,共計1.2 mg,因此能合成的葡萄糖的質量約為0.8 mg。
答案 (1)A、C、D、E (2)②⑤ 三碳化合物和丙酮酸 (3)大于0而小于1 klx (4)二氧化碳濃度、溫度 (5)0.8
12.圖1為測定植物光合速率的實驗裝置(注:兩裝置的不同之處在于裝置乙中的C為死植物),圖2是某種綠色植物在光照等環(huán)境因素影響下的光合速率變化示意圖。請回答以下問題。
(1)大氣中的CO2可通過植物葉片表面的________進入植物體內。光合作用產生的
15、有機物(C6H12O6)中的氧來源于原料中的________,有機物(C6H12O6)中的氧經細胞有氧呼吸后最終出現(xiàn)在產物________中。
(2)圖2中在t2時葉肉細胞內生成[H]的場所有________。t4后短暫時間內,細胞中的ATP和C3的含量變化分別是________。
(3)由圖2可看出影響植物光合速率的主要因素是________________。若圖2縱坐標表示的是凈光合速率,現(xiàn)要進一步研究該植物的總光合速率,應該對圖1實驗裝置做怎樣的處理?①________________;②________________。
解析 (1)CO2通過葉片表面的氣孔進入植物體內,參與暗反
16、應CO2的固定,生成的C3被還原成C6H12O6,其中氧原子的轉移途徑為CO2→C3→C6H12O6,C6H12O6用于有氧呼吸,其氧原子的轉移途徑為C6H12O6→丙酮酸→CO2。(2)圖2中t2時細胞既進行光合作用也進行細胞呼吸,故產生[H]的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體;t4后短暫時間內,由于細胞內的光反應停止,[H]和ATP的含量減少,C3的消耗減少,故其含量增加。(3)植物的總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,所以要通過圖1裝置測定植物的呼吸速率,進行測定時必須進行遮光(或黑暗)處理,排除光照的影響,將裝置中的CO2緩沖液改為NaOH溶液,吸收裝置中的CO2,進而測定裝置中單位時間
17、內氧氣的減少量,從而確定呼吸速率。
答案 (1)氣孔 CO2 CO2
(2)細胞質基質、線粒體、葉綠體 減少、增加
(3)光照強度和CO2濃度 將裝置甲、乙遮光,測定每小時呼吸作用消耗的氧氣量 將裝置的CO2緩沖液換成NaOH溶液
13.(2014·山東泰安期末)某研究小組對一大豆新品種種子萌發(fā)和幼苗生長過程開展研究,首先將大豆種子置于水分(蒸餾水)、通氣、光照等條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng),定期檢測萌發(fā)種子的干重變化,結果如圖所示。據圖分析:
(1)第2~6 d,種子從外界吸收__________,參與細胞內生化反應,導致干重增加。6 d后種子干重減少的主要原因是___________
18、_____。
(2)種皮未突破前,種子以無氧呼吸為主,第4 d,實驗小組測得種子吸收的O2和釋放的CO2之比為1∶3,此時大豆細胞內有機物________________增多,該物質產生于細胞的________中,產生該物質的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是________________。第________d,大豆的呼吸速率與光合速率大致相當。
(3)實驗小組在光照強度和CO2濃度等條件不變的情況下,測定不同溫度對大豆葉的凈光合速率和呼吸速率的影響,結果如下圖。據圖分析,大豆最適生長溫度是________________℃左右,在此溫度下,每100 mm2葉面積上1 h光合作用制造的葡萄糖是
19、________________μmol。
(4)研究小組發(fā)現(xiàn)沙塵天氣影響大豆生長,分析認為:首先,沙塵天氣直接影響葉綠體中的________________產生,其次沙塵堵塞大豆葉氣孔,影響光合作用的________________階段。
解析 (1)第2~6 d,種子從外界吸收水分,參與細胞內生化反應,導致干重增加。6 d后種子干重減少的主要原因是細胞呼吸,分解有機物。
(2)種皮未突破前,種子以無氧呼吸為主,第4 d,實驗小組測得種子吸收的O2和釋放的CO2之比為1∶3,此時無氧呼吸產生的CO2較多,此時大豆細胞內無氧呼吸產生的酒精增多,該物質產生于細胞的細胞基基質中,根據吸收
20、的O2和釋放的CO2之比為1∶3可知,無氧呼吸消耗的葡萄糖是=1,有氧呼吸消耗的葡萄糖是,產生該物質的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是, 第10 d,大豆的呼吸速率與光合速率大致相當。
(3)據圖分析,大豆最適生長溫度是在凈光合速率最大時,即在18 ℃左右,在此溫度下,光合作用制造的有機物是凈光合速率與呼吸速率的和,即800+300=1 100 μmol/m2·s,每100 mm2葉面積上1 h光合作用制造的葡萄糖是0.11×3 600/6=66 μmol。
(4)研究小組發(fā)現(xiàn)沙塵天氣影響大豆生長,分析認為:首先,沙塵天氣直接影響葉綠體中的ATP和[H]的產生,其次沙塵堵塞大豆葉氣孔,吸收CO2減少,影響光合作用的暗反應階段。
答案 (1)水分 細胞呼吸,分解了有機物
(2)酒精 細胞質基質 10
(3)18 66
(4)ATP和[H] 暗反應