1、专题二第2讲光合作用和细胞呼吸 课时演练知能提升1人们对光合作用的认识经历了漫长的探索历程。下列有关光合作用探究历程中的经典实验的叙述，错误的是()梅耶证明了光合作用把光能转换成化学能储存在有机物中萨克斯利用同位素标记法证明光合作用能产生淀粉鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气全部来自水卡尔文利用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转变成有机物的途径A BC D解析：选A。梅耶通过能量守恒定律，指出光合作用把光能转换成化学能储存起来，但并没有用实验来证明。萨克斯证明光合作用能产生淀粉，但没有利用同位素标记法。2(2014重庆名校联考)如图甲是某种细胞器的结构模式图，图乙是细
2、胞呼吸的某些过程，下列相关叙述中错误的是()A甲图表示线粒体，通过结构可以增加生物膜的面积B乙图中的和不可能在同一个细胞中进行CC6H12O6不能直接进入甲图完成乙图中的过程D乙图中的过程只能发生在甲图结构中解析：选D。甲图表示的是线粒体，是内膜折叠成的嵴，可以大大增大膜面积。乙图中的和是两种类型的无氧呼吸，不可能在同一个细胞中进行。葡萄糖先在细胞质基质中分解成丙酮酸，然后再进入线粒体进一步分解。乙图中的过程表示ATP的合成，在细胞质基质和叶绿体中也可以进行。3.如图表示某绿色植物的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时(其他条件不变且适宜)，单位时间内O2吸收量和O2产生量的变化。下列相关
3、叙述正确的是 ()A光照强度为a时，细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 B光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率C光照强度为c、d时，该细胞能积累有机物D光照强度为d时，细胞需吸收2个单位的二氧化碳解析：选C。O2产生量代表真光合作用速率，O2吸收量代表呼吸作用消耗外界的O2量。由图可知，当光照强度为a时，O2产生量为0，此时只进行呼吸作用，细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体，A项错误。光照强度为b时，O2吸收量与O2产生量相等，此时呼吸作用消耗6个单位氧气，其中3个单位由光合作用提供，3个单位来自外界，光合作用速率小于呼吸作用速率，B项错误。光照强度为c时，O2产生量为8个单位，
4、向外界释放2个单位的O2，光合作用速率大于呼吸作用速率，细胞积累有机物；光照强度为d时，O2产生量为10个单位，向外界释放4个单位的O2，细胞需要吸收4个单位的二氧化碳，光合作用速率大于呼吸作用速率，细胞积累有机物，C项正确、D项错误。4将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测量的条件和结果如图所示(数据均在标准状况下测得)。下列说法错误的是()A影响A点和B点光合作用的因素都包括光照强度B在B点所示条件下，该植物光合作用速率为44.8 mL CO2h1CA点时CO2固定和还原的速率均大于B点D与15 相比，25 条件下与植物细胞呼吸有关的酶活性较大 解析：选
5、C。由题图可知，影响A点和B点光合作用的因素都包括光照强度。在B点所示条件下，植物光合作用速率22.422.444.8 mL CO2h1。A点光合作用速率小于B点，因此，A点时CO2固定和还原的速率均小于B点。25 条件下植物细胞呼吸速率大于15 条件下，因此，25 条件下与植物细胞呼吸有关的酶的活性较大。5如图表示某种生理作用的过程。其中甲、乙、丙代表有关生理过程发生的场所，、代表有关物质。下列有关叙述中，正确的是()A该图表示光合作用的生理过程B酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙内发生生理过程C物质表示丙酮酸，物质表示ATPD丙表示线粒体内膜，该处能产生大量的ATP解析：选D。该图表示有氧呼吸过程
6、；甲、乙分别表示细胞质基质、线粒体基质，酵母菌是真核生物，可以在甲、乙中发生生理过程，乳酸菌是原核生物，只能在甲中发生生理过程；物质表示丙酮酸，物质表示H；丙表示线粒体内膜，在该处H和氧气反应生成水，同时产生大量能量，生成大量ATP。6如图表示高等植物体内光合作用和呼吸作用的部分代谢途径，下列有关叙述中不正确的是()A叶肉细胞中，只要线粒体消耗O2，光合作用就不缺少ATP和CO2B过程需要ATP，过程产生ATPC对于正常光合作用的叶片，如果突然降低光照强度，过程都会减弱D叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都含有与合成ATP有关的酶解析：选A。图中过程依次为光合作用的光反应阶段、光合作用的暗
7、反应阶段、有氧呼吸的第一阶段、有氧呼吸的第三阶段。在叶肉细胞中，线粒体产生的能量并不用于光合作用，光合作用光反应阶段产生的ATP用于暗反应阶段，A项错误。过程是C3的还原，需要ATP和H，过程都能产生ATP，B项正确。对于正常光合作用的叶片，若突然降低光照强度，过程减弱，过程因缺少ATP和H也会减弱，C项正确。叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都能够产生ATP，故都含有与合成ATP有关的酶，D项正确。7图甲表示a、b、c、d条件下测得某植物种子萌发时CO2和O2的体积变化的相对值。图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。下列说法正确的是() 乙Aa条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
8、Bb条件下，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为15C图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度解析：选B。a条件下，该植物细胞只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精，A错误；b条件下，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为15，B正确；图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系，蓝藻是原核生物，无线粒体和叶绿体，C错误；图乙中，限制a点和c点光合作用速率的因素不是光照强度，D错误。8(2014重庆一中月考)下图表示夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下
9、列叙述错误的是()A在9：3011：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓B在11：0012：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米多C在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D在18：30时，玉米既能进行光反应也能进行暗反应解析：选B。花生为阴生植物，夏季晴朗的白天9：3011：00之间光照过强，气孔关闭，导致二氧化碳供应不足，故A正确。在11：0012：30之间，玉米净光合速率大于花生，故玉米单位叶面积有机物积累量比花生多，故B错。在17：00时，玉米和花生的净光合速率相同，故C正确。在18：30时，玉米净光合速率为0，这时实际光合速率等于呼吸速率，还在进行
10、光合作用，故D正确。9下列有关光合色素提取与分离以及光合作用、细胞呼吸的相关叙述中，不正确的是()A病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量(2014全国新课标，6D)B有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(2013全国新课标，3D)C叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢(2014重庆，1C)D离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成暗反应(2011浙江，1D改编)解析：选C。病毒无独立的代谢系统，病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供。酵母菌为兼性厌氧型微生物，进行有氧呼吸时，呼吸产物是CO2和水，进行无氧呼吸时，呼吸产物是酒精和CO2；(叶绿体色素
11、在层析液中溶解度越高，扩散速度越快；)暗反应需要的外部条件：ATP、H及CO2；有氧呼吸的第三个阶段在线粒体内膜上完成。10离体叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果实验中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是()解析：选B。离体叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，其消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，故叶绿体内O2含量逐渐减少。11在CO2浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如
12、图。下列有关分析正确的是 ()A当光照强度为1 klx时，植物甲开始进行光合作用B当光照强度为3 klx时，植物乙的总光合速率是0 mg/(100 cm2叶h)C若在c点时突然停止CO2供应，短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加Dd点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度解析：选D。由图中信息可以看出，该实验是探究光照强度对光合作用强度的影响。纵坐标表示净光合作用速率，当光照强度为1 klx时，植物甲光合作用速率与呼吸作用速率相等，说明植物甲在小于1 klx光照强度下已经开始进行光合作用；当光照强度为3 klx时，植物乙的光合作用速率与呼吸作用速率相等，则总光合速率为20
13、mg/(100 cm2叶h)；在c点时，突然停止CO2的供应，短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会减少，C5的含量会增加；d点时植物乙的光合作用速率不再随光照强度的增大而增大，且温度适宜，CO2浓度为0.03%，因此此时限制植物乙光合作用速率增大的主要环境因素是CO2的浓度。12如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围内。下列分析错误的是()A甲图中a点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足B乙图中d点与c点相比，相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都多C丙图中，随着温度的升高，曲线的走势将稳定不变D图中M、N点的限制因素是光照强
14、度，P点的限制因素是温度解析：选C。乙图中d点时的光照较c点强，光反应生成的ATP和H较多，促进C3的还原，使C5生成量多，因此C5与CO2结合生成C3的量也会增多，故B项正确。温度通过影响酶的活性影响代谢，在丙图中，随着温度的进一步升高，曲线的走势将下降，故C项错误。13.如图表示某植物叶肉细胞中进行的两项重要的生理活动，回答下列问题：(1)在夜晚不能进行过程，原因是缺少_。(2)可以产生H的过程是图中的_，需要消耗H的过程是图中的_(用图中的数字回答)，该细胞合成1 mol C6H12O6所需的ATP(来自H中的能量忽略不计)_(填“大于”“小于”或“等于”)1 mol C6H12O6彻底
15、氧化分解产生的ATP。 (3)如果光合作用的原料H2O中有0.52%含18O，CO2中有0.48%含18O，则短时间内光合作用产生的氧气中含18O 标记的氧原子所占的比例为_。(4)该植物表皮上的气孔在夜晚打开，白天关闭，这是对环境的适应，推测其最可能的生活环境是_。从进化角度看，这种特点的形成是_的结果。(5)植株叶片由幼叶到成熟叶的发育过程中总的叶绿素含量增加，其叶肉细胞的叶绿体中数量明显增多的结构是_；叶片发育过程中叶面积逐渐增大，参与此过程的植物激素主要是_。解析：(1)图示中X物质表示光合作用中的C3，则过程表示光合作用暗反应中CO2的固定，过程表示光合作用暗反应中C3的还原，暗反应
16、的进行需要光反应阶段为其提供ATP和H。(2)Y物质表示呼吸作用的中间产物丙酮酸，过程表示细胞有氧呼吸的第一、二阶段，均有H的产生，细胞有氧呼吸分解葡萄糖释放的能量中只有少部分生成了ATP，大部分以热能的形式散失，所以光合作用生成1 mol葡萄糖所需ATP大于1 mol葡萄糖进行有氧呼吸产生的ATP。(3)光合作用过程中产生的O2全部来自H2O。(4)气孔是植物蒸腾作用散失水分的通道，在长期自然选择作用下，该植物在夜间开放气孔、白天关闭气孔以适应干旱炎热的环境。(5)叶绿素主要分布在叶绿体的基粒上，在幼叶到成熟叶片的发育过程中叶绿体中基粒数量会明显增多；叶片面积增大的过程中，参与调节的激素主要
17、有生长素和细胞分裂素。答案：(1)ATP、H(2)大于(3)0.52%(4)炎热干旱自然选择(5)基粒(类囊体)生长素和细胞分裂素14(2014重庆市六校期末联盟联考)如图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示。图丙为叶肉细胞中有关细胞的结构模式图。植物叶片的呼吸速率不变，据图回答下列问题：(1)标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置。实验过程中，当光照强度由2.5渐变为5千勒克斯时(不同光照强度照射的时间均等)，液滴所在位置应在实验初始标记的_(“左
18、侧”或“右侧”或“原始”)位置处。(2)对叶片来说，当光照强度为10千勒克斯时对应图丙中不存在的箭头有_(填字母)。(3)在图乙中，为了获得50 mL/h的数据，则应对甲装置进行改进，新装置为_，且应在_条件下进行实验。(4)丁图中在15 时光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的_ 倍。(5)丙图中由同一个细胞产生的葡萄糖被彻底氧化分解利用，需要穿过_层膜。丙图表示某植物的部分细胞结构和相关代谢情况， af代表O2或CO2，图中c、d不可以表示ATP的的去向，原因是_。解析：(1)由乙图可以看出，当光照大于2.5千勒克斯时，光合速率大于呼吸速率，因此试管中氧气浓度会增多，由于试管中CO2可
19、以由CO2缓冲液来补充，故试管中压强变大，液滴向右侧移动。(2)当光照强度为10千勒克斯时，光合速率远大于呼吸速率，故叶绿体中的CO2除了来自线粒体外，还来自外界，产生的O2除了供给线粒体使用，还释放到空气中，故e、f箭头不存在。(3)为了测定呼吸速率，应把甲装置中的CO2缓冲液改为NaOH溶液，实验条件改为遮光处理或黑暗条件下，这样植物只进行呼吸作用，产生的CO2被NaOH溶液吸收，故液滴的移动量就是吸收的氧气量。(4)丁图中在15 时光合作用制造的有机物量是12.53.5 mg/h，呼吸消耗有机物量是1 mg/h，故是3.5倍。(5)丙图中同一个细胞产生的葡萄糖，需要从叶绿体进入线粒体中彻
20、底分解，由于线粒体和叶绿体都具有两层膜，故至少要穿过4层膜；丙图中c、d不可以表示ATP的去向，原因是叶绿体光反应产生的ATP仅供暗反应利用，呼吸作用产生的ATP用于其他生命活动。答案：(1)右侧(2)e、f(3)把甲装置中的CO2缓冲液改为NaOH溶液，其他条件不变黑暗或遮光(4)3.5(5)4叶绿体中光反应产生的ATP仅供暗反应利用，线粒体中细胞呼吸产生的ATP可用于除暗反应以外的其他生命活动(表述合理即可)15探究环境因素对不同植物光合作用强度的影响。材料处理：利用打孔器对兰草和玉米的幼嫩叶片打孔，获取一批直径为1 cm的叶圆片。将叶圆片细胞间隙中的气体排出，叶圆片沉到蒸馏水底部，置于黑
21、暗处待用。 实验过程：取4支试管，按表中的步骤进行实验，而后同时置于40 W的白炽灯下，各试管与白炽灯的距离均为20 cm，观察叶圆片上浮的情况，得到下表实验结果。试管1号2号3号4号步骤溶液(10 mL)蒸馏水1% NaHCO3蒸馏水1% NaHCO3植物种类兰草兰草玉米玉米叶圆片数(沉入水底)5555结果第1片叶圆片上浮时间/第78分钟/第100分钟 第5片叶圆片上浮时间/第140分钟/第211分钟 实验结束时沉入水底的叶圆片数5050请分析回答下列问题：(1)该实验过程采用的是_方法。(2)1、3号试管叶圆片一直到实验结束仍沉水底的原因是_。(3)2、4号试管叶圆片上浮的原因是_。(4)
22、有人从上述实验结果分析，不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间存在差异的原因可能是由于不同植物的叶圆片质量不同，也可能是由于不同植物的叶细胞间隙大小不同(细胞间隙越大积聚气体的速度越快)。但利用电子天平称量相同数量的兰草、玉米的叶圆片，发现两者等重。怎样针对上述问题展开进一步的探究呢？请简要说明实验思路。_。解析：(1)叶细胞间隙中充有气体，排出间隙中气体后叶片密度增大叶圆片沉入水底，如果细胞能产生气体充入间隙中叶圆片又会上浮，因此本实验采用产气排水法。(2)1、3号试管中为蒸馏水，无二氧化碳供给，不能进行光合作用，因此无气体产生。此外，蒸馏水中也无氧气供给，细胞也不能进行有氧呼吸。(3)2、4号试管中NaHCO3供给二氧化碳，在一定强度的光照下光合作用强度大于呼吸作用强度，产生的氧气充入细胞间隙，从而使浮力增大。(4)相同数量的叶片质量相同，排除了质量的差别，则影响因素可能是细胞间隙的大小，因此可通过显微镜进行观察。答案：(1)产气排水(2)蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶圆片不能进行光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不变(3)光合作用强度大于有氧呼吸强度，光合作用产生的O2量多于有氧呼吸消耗的O2量，使叶细胞间隙的O2增加，从而使叶圆片浮力增加(4)取两种植物的叶片制作切片，在显微镜下观察各自叶切片，比较两者叶细胞间隙大小