1、专题突破练5细胞呼吸与光合作用一、单项选择题1.(2019湖南株洲质检)细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即H)分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如右图所示。下列有关叙述不正确的是()A.乳酸菌不可能发生上述过程B.该过程发生于有氧呼吸第二阶段C.图中是具有ATP合成酶活性的通道蛋白D.H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散答案B解析乳酸菌属于原核生物,原核细胞中没有线粒体,不能发生上述过程,A项正确;根据题意可知,该过程发生于线粒体内膜上,有氧呼吸的第二阶段发生于线粒体基质,B项错误;
2、根据题意可知,结构能够驱动ATP合成,因此是一种具有ATP合成酶活性的通道(载体)蛋白,C项正确;根据题意可知,H+由膜间隙向线粒体基质跨膜运输不消耗能量,而为ATP的合成提供能量,并且需要借助于载体,因此属于协助扩散,D项正确。2.(2019广东佛山质检)黑暗环境中某作物种子萌发过程中呼吸速率的变化如下图所示,以下判断错误的是()A.第1阶段,种子由于吸水,呼吸速率上升B.第2阶段,种皮限制O2进入,细胞呼吸停止C.第3阶段,胚根穿破种皮,有氧呼吸速率迅速升高D.第4阶段,种子呼吸速率下降的原因是营养物质被消耗答案B解析第1阶级,种子由于吸水,自由水含量升高,细胞代谢加快,呼吸速率上升,A项
3、正确;曲线表示的是呼吸速率,在第2阶段,种皮限制O2进入,限制了呼吸速率的升高,但是曲线值不为零,细胞呼吸并没有停止,B项错误;第3阶段,胚根穿破种皮,更多地吸收氧气,有氧呼吸速率迅速升高,C项正确;第4阶段,营养物质被大量消耗,种子呼吸速率下降,D项正确。3.(2019湖北武汉调研)叶绿体是光合作用的场所。下列有关叶绿体和光合作用的叙述,错误的是()A.叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点B.叶绿素能吸收红光,类胡萝卜素不能吸收红光C.光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成D.O2的产生需要提供光照,(CH2O)的产生需要提供CO2答案A解析暗反应的场所是叶绿体基质,不在叶
4、绿体膜上,A项错误;叶绿素能吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素只能吸收蓝紫光,B项正确;光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成,C项正确;O2的产生发生在光反应,需要提供光照,(CH2O)的产生发生在暗反应,需要提供CO2,D项正确。4.(2019广东茂名化州二模)在置于黑暗条件下叶绿体悬浮液中加入适量NaH14CO3溶液,再给予瞬时光照。下列说法正确的是()A.黑暗条件下,叶绿体基质中不存在C3和C5B.黑暗条件下,叶绿体悬浮液不能合成ATP和HC.瞬时光照后,(CH2O)出现放射性比C3早D.光照瞬间,C3含量迅速增加而C5含量迅速减少答案B解析黑暗条件下,叶绿体不能进行光合作用,叶绿体基
5、质中存在C3和C5,A项错误;黑暗条件下,光反应不能进行,叶绿体悬浮液不能合成ATP和H,B项正确;瞬时光照后,(CH2O)出现放射性比C3晚,C项错误;光照瞬间,C3含量迅速减少而C5含量迅速增加,D项错误。5.(2019山西太原期末)如图表示某绿色植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是()A.O2浓度为a时,最适于贮藏该植物器官B.O2浓度为c时,无氧呼吸最弱C.O2浓度为d时,无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等D.O2浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍答案D解析O2浓度为a时,植物只进行无氧呼吸,且无氧呼吸较强,因此在a
6、浓度下不适于贮藏该植物器官,A项错误;O2浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸强度为零,B、C两项错误;分析题图可知,O2浓度为b时,O2的吸收量为3,根据有氧呼吸反应式可推知,有氧呼吸消耗的葡萄糖为36=0.5,无氧呼吸释放的CO2量为8-3=5,则根据无氧呼吸反应式可推知,无氧呼吸消耗的葡萄糖是52=2.5,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的 5倍,D项正确。6.(2019福建厦门外国语学校月考)现用叶绿素b完全缺失水稻叶片(下称色素缺失水稻)进行的相关实验,正确的是()A.用色素缺失水稻叶片进行光合色素分离实验,滤纸条上距画线处最近的色素带呈黄绿色B.自然光照下色素缺失水稻叶
7、片放氧速率表示叶片总光合作用速率与其有氧呼吸速率差值C.色素缺失水稻叶片能进行光合作用表明各种绿色植物中叶绿素b均不参与吸收传递光能D.同色素正常水稻叶片相比,自然光照下色素缺失水稻叶片能吸收红光但不吸收蓝紫光答案B解析用色素缺失水稻叶片进行光合色素分离实验,滤纸条上距画线处最近的色素带呈蓝绿色,因为叶绿素b完全缺失,没有黄绿色,A项错误;自然光照下色素缺失水稻叶片放氧速率表示叶片总光合作用速率与其有氧呼吸速率差值,B项正确;色素缺失水稻叶片能进行光合作用,不能表明各种绿色植物中叶绿素b均不参与吸收传递光能,只能说明色素缺失水稻叶片中有其他色素能参与吸收传递光能,C项错误;同色素正常水稻叶片相
8、比,自然光照下,色素缺失水稻叶片能吸收红光也能吸收蓝紫光,因为叶绿素a能吸收红光和蓝紫光,D项错误。二、不定项选择题7.植物叶片中所含RuBP羧化酶大约占总叶绿体蛋白的一半,其功能是催化C5+CO2C3,下列有关分析正确的是()A.上述反应必须在无光条件下进行B.RuBP羧化酶能为上述反应提供能量C.上述反应所需CO2部分来自空气D.RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中答案CD解析C5+CO2C3属于暗反应中的二氧化碳固定,有光、无光条件下都可以进行,A项错误;RuBP羧化酶通过降低反应所需活化能来提高反应速率,不能为反应提供能量,B项错误;光合作用所需的二氧化碳可以来自空气和细胞呼吸,C项正确;
9、RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中,D项正确。8.近年来南极上空的臭氧空洞逐渐增大,地表紫外线照射量增加,紫外线为高能量光线,在生物体内易激发超氧化物形成,致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析,植物短暂暴露在高紫外线条件下,光合作用能力立即明显受到抑制的原因主要是()A.光合作用酶受到破坏B.囊状膜受到破坏C.暗反应受抑制D.DNA受到破坏答案B解析紫外线使脂质氧化而破坏其功能,光合作用酶的化学本质是蛋白质,A项不符合题意。类囊体薄膜是生物膜,生物膜主要的成分是磷脂和蛋白质,紫外线导致磷脂被氧化,破坏类囊体的结构,而类囊体是光反应的场所,因此可能导致光反应受阻,B项符合题意。暗反应发生在叶绿体基质
10、中,并且催化过程中的酶的化学本质是蛋白质,C项不符合题意。DNA分子受到破坏,光合作用能力不会立即明显受到抑制,D项不符合题意。9.某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30 ,下图为该植物处于25 环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述正确的是()A.若将温度从25 提高到30 时,A、D点均上移B.B点时植物才开始进行光合作用C.A点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响D.C点时该植物的O2产生量为V1+V2答案AD解析30时,细胞呼吸强度增大,A点上移,在D所对应的光照强度下,光合作用产生的O2更多地用于有氧呼吸,D点上移,A项正确;B点表示该光照强度下既没有O2的释
11、放,又没有O2的吸收,即呼吸速率等于光合速率,B项错误;A点时,光照强度为0,植物细胞只进行呼吸作用,O2的吸收量表示细胞呼吸强度,此时细胞的呼吸作用除受温度的影响外,还受O2浓度等条件的影响,C项错误;C点时,该植物的O2产生量为V1(呼吸作用耗氧量)+V2(净释放氧量),D项正确。三、非选择题10.(2019福建龙岩质检)邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种比较常见的增塑剂和软化剂,对人体有致癌、致畸等作用。某科研小组为了研究红树林植物秋茄是否适宜作为降解水体中DBP的植物,做了如下实验:在适宜的条件下,分别用含有不同质量浓度的DBP培养液培育秋茄幼苗,一段时间后,对秋茄叶片内的叶绿素含量进行
12、测定,结果如下图所示。请回答下列问题。(1)通常可用(溶剂)来提取叶绿体中的色素。图中的曲线表示叶绿素a含量。(2)本实验选择用叶绿素而不用叶绿体中其他色素的含量来反映光合作用的强度,首要理由是:只有少数叶绿素a分子具有吸收、传递和转化光能的作用,其他色素分子只能吸收和传递光能;其次,由于,因此,植物光合作用所需的光能绝大多数是由叶绿素吸收的。(3)实验结果表明,实验组叶绿素含量均对照组,导致卡尔文循环中形成C5的量,从而光合作用强度,使秋茄在低浓度DBP环境中能正常生长。(4)为进一步探究秋茄是否具有降解水体中DBP的作用,需要检测。若,则在实验浓度范围内,秋茄适宜作为降解水体中DBP的植物
13、。答案(1)无水乙醇甲(2)叶绿体中的色素约3/4为叶绿素,叶绿素吸收光的波长范围大于类胡萝卜素(3)(显著)高于增加提高(4)实验后各组培养液中DBP的含量实验后培养液中DBP的含量均低于实验前解析(1)色素是有机物,有机物溶于有机溶剂中,提取叶绿体中的色素用有机溶剂无水乙醇。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,叶绿素a含量大于叶绿素b,曲线甲表示叶绿素a含量,曲线乙表示叶绿素b含量。(2)叶绿素是光合作用中主要的色素,一是因为只有少数叶绿素a分子能吸收、传递和转化光能,二是因为其在细胞的叶绿体中含量多,能吸收红光和蓝紫光,吸收光的波长范围大,而类胡萝卜素只吸收蓝紫光。(3)实验对照组为不添加DB
14、P培养液培育的秋茄幼苗,实验组为添加的不同质量浓度的DBP培养液培育秋茄幼苗,比较发现,实验组叶绿素含量都高于对照组,实验组光反应增强,产生的ATP和NADPH增加,促进对C3的还原,使C5的量增加,从而提高光合作用强度。(4)若要进一步探究秋茄是否具有降解水体中DBP的作用,需要检测实验后培养液中DBP的含量,如剩余量越多,说明降解效果越差,反之越强。11.(2019四川南充适应性考试)阳生植物要求充分直射日光,才能生长或生长良好,阴生植物适宜生长在荫蔽(处于漫射光中,其较短波长的光占优势)环境中。阳生植物和阴生植物的光合作用强度与光照强度的关系如图甲;叶绿体中色素的吸收光谱如图乙。请分析后
15、回答下列问题。甲乙(1)当光照强度为A时,阳生植物的实际光合作用强度为(以CO2的固定量来表示);阴生植物光饱和点是。(2)阳生植物和阴生植物适应的光照不同,这与它们的生理特性和形态结构特征不同有关。据图甲推测,从叶绿体结构的角度分析:在较低光照下阴生植物光合作用强度大于阳生植物的原因是;结合图乙曲线特点,从叶绿素种类及相对含量的角度分析在较低光照下阴生植物光合作用强度大于阳生植物的原因是。答案(1)4B(2)阴生植物绿体基粒较大,基粒上的类囊体数目多阴生植物的叶绿素b与叶绿素a的比值大于阳生植物(或阴生植物叶绿素b相对含量高、叶绿素a相对含量低)解析(1)光照强度为A时,是阳生植物的光补偿点
16、,此时光合速率=呼吸速率=4。由图可知,阴生植物的光饱和点对应B点即与横坐标的交点。(2)由图可知,在较低光照下,阴生植物的光合作用强度大于阳生植物,可能是阴生植物的基粒较大,类囊体较多,色素较多,有利于吸收光能;阴生植物所处环境中较短波长的光占优势,由图乙可知,叶绿素b对较短波长的光利用率比叶绿素a高,阴生植物中叶绿素b相对含量高,叶绿素a相对含量低。12.(2019贵州贵阳一模)如图所示的密闭透明玻璃装置内放有萌发的种子和一绿色盆栽植物。请据图回答下列问题。(1)若封闭通气孔,盆栽植物的光合速率将(填“加快”或“减慢”),简述理由。(2)若利用该装置检测该盆栽植物的实际光合速率,需首先封闭
17、通气孔,在盆栽植物旁放CO2缓冲液,一段时间内,在光照条件下,读取传感器数据的(填“增加”或“减少”)值,即为净光合速率;还需在条件下相同时间内,读取传感器数据的减少值,即为。答案(1)减慢萌发的种子细胞呼吸释放二氧化碳,封闭通气孔后,右侧二氧化碳减少,光合速率减慢(2)增加黑暗呼吸速率解析(1)萌发的种子细胞呼吸释放二氧化碳,通过通气孔可为绿色植物的光合作用提供原料,若封闭通气孔后,右侧装置中会随着绿色植物光合作用的进行而使二氧化碳减少,二氧化碳减少会使光合速率减慢。(2)植物的实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,若利用该装置检测该盆栽植物的实际光合速率,需首先封闭通气孔,在盆栽植物旁放CO2缓冲液,保证环境中二氧化碳浓度不变,在适宜光照条件下,植物光合速率大于呼吸速率,植物释放的氧气会使装置中气体增加,故一段时间内,在光照条件下,读取传感器数据的增加值,即为净光合速率;若要计算实际光合速率,还需在黑暗条件下相同时间内,读取传感器数据的减少值(氧气消耗量),即为该植物的呼吸速率。由净光合速率+呼吸速率=植物的实际光合速率,可计算出该条件下植物的实际光合速率。