1、第4讲 细胞呼吸和光合作用一、选择题1. (2019江苏)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是()A研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b解析研磨时加入CaCO3的目的是保护叶绿素，A项错误；层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，B项错误；层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C项错误；由图可知，蓝藻只有两条色素带，不含有叶绿素b，D项正确。答案D2(2019海南)下列关于绿
2、色植物的叙述，错误的是()A植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸B植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用解析有氧呼吸不需要光照，植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，A项正确；植物细胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如细胞质基质和线粒体基质中也可以合成ATP，B项错误；合成叶绿素需要光照，遮光培养会导致光照减弱，从而导致叶肉细胞的叶绿素含量下降，C项正确；植物幼茎的绿色部分含有叶绿体，能进行光合作用，所有的活细胞都能进行呼吸作用，D项正确。答案B3(2019天津二模)科研人员为研究某植物的光合特性，测定了该植
3、物在光、暗条件下的CO2吸收速率，结果如图。下列选项错误的是()A暗期CO2吸收速率大于0B从暗期变到光期的瞬间，叶绿体中C3含量升高C光期CO2吸收速率下降可能是CO2浓度降低所致D暗期植物不能将CO2转化为糖类等光合产物的原因是没有光反应提供的ATP和H解析从图示曲线可知，暗期CO2吸收速率大于0，A项正确；从暗期变到光期的瞬间，光反应增强，C3的还原增强，C3消耗增加，而C3合成速率不变，故C3含量减少，B项错误；光期CO2吸收速率有下降趋势，可能是随着光合作用的进行，CO2不断被吸收，导致环境中CO2浓度降低，C项正确；没有光反应提供ATP和H，暗反应无法进行，故暗期植物不能将CO2转
4、化为糖类等光合产物是因为没有光反应提供的ATP和H，D项正确。答案B4(2019成都模拟)如图表示植物细胞中的某些代谢过程，其中代表各种物质。下列叙述错误的是()A光照强度是影响间循环速率的重要因素B转化为时光能就转化成了活跃的化学能C物质和进行跨膜运输时都不需要消耗能量D的循环速率与的循环速率相互制约解析光反应产生的H和ATP用于C3的还原，所以光照强度是影响(C5)、(C3)间循环速率的重要因素，A项正确；(ATP)转化为(ADP)时活跃的化学能转化成了有机物中稳定的化学能，B项错误；物质(H2O)和(O2)进行跨膜运输的方式都是自由扩散，所以都不需要消耗能量，C项正确；光反应产生的H和A
5、TP用于C3的还原，所以的循环速率与的循环速率相互制约，D项正确。答案B5(2019贵阳二模)在光合作用的探究历程中，科学家恩格尔曼利用水绵和好氧细菌等做了如下实验。甲组：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境中，再用极细光束照射水绵；乙组：将载有水绵和好氧细菌的临时装片完全暴露在光下；丙组：用透过三棱镜的光照射载有水绵和好氧细菌的临时装片。下列关于上述实验的分析，不正确的是()A选择水绵和好氧细菌作实验材料的好处是便于观察和确定放出O2的部位B临时装片置于黑暗和没有空气的环境中，其目的是消耗水绵中的有机物C丙组的实验结果可以证明光合作用的有效光主要是红光和蓝紫光D设置乙组实验的目
6、的是进一步对甲组实验结果进行验证解析好氧细菌会集中分布在O2产生的部位，水绵具有带状叶绿体，选择水绵和好氧细菌作实验材料的好处是便于观察和确定放出O2的部位，A项正确。临时装片置于黑暗和没有空气的环境中，从而排除了光和O2对实验现象的干扰，B项错误。丙组的实验根据好氧细菌集中的部位可知，光合作用的有效光主要是红光和蓝紫光，C项正确。恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境里，用极细的光束照射水绵，显微观察发现，好氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位附近；如将该装片完全曝光，则好氧细菌集中分布在叶绿体所有受光部位周围，所以设置乙组实验的目的是进一步对甲组实验结果进行验证，
7、二者都证明好氧细菌只集中分布在叶绿体照光部位，说明这些部位释放了O2，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体，D项正确。答案B6(2019陕西模拟)下列关于细胞代谢的叙述，正确的是()A类囊体薄膜上的类胡萝卜素能吸收红光用于光合作用B某些微生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物C线粒体内H与O2结合的过程能使ADP含量增加D结核杆菌可以利用人体的核糖体合成自身的蛋白质解析类囊体薄膜上的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A项错误；某些自养型微生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物(化能合成作用)，如硝化细菌，B项正确；线粒体内H与O2结合的过程会产生ATP，使ADP含量减少，
8、C项错误；结核杆菌是原核生物，利用自身的核糖体合成蛋白质，D项错误。答案B7(2019武汉模拟)研究发现，四倍体草莓叶绿素含量比二倍体草莓高。如图表示夏季晴天二倍体和四倍体草莓叶片净光合速率的日变化。下列分析错误的是()A四倍体草莓可由二倍体幼苗经秋水仙素处理得到，其体细胞都含有4个染色体组B四倍体草莓比二倍体草莓的净光合速率高，其原因可能是光合作用的光反应较强C在13：00时，两者都出现光合“午休”，要弄清原因，还需研究两者气孔开放的程度D在17：0019：00之间，两者净光合速率都出现明显下降，其原因是光照强度降低解析四倍体草莓可由二倍体幼苗经秋水仙素(抑制纺锤体形成，使染色体数目加倍)处
9、理得到，其体细胞不一定都含有4个染色体组，如体细胞有丝分裂后期含有8个染色体组，A项错误；由于四倍体草莓叶绿素含量比二倍体草莓高，更有利于光能的吸收，光反应加强，因此净光合速率更高，B项正确；在13：00时，两者都出现光合“午休”，要弄清原因，还需研究两者气孔开放的程度，C项正确；在17：0019：00之间，两者净光合速率都出现明显下降，其原因是光照强度降低，D项正确。答案A8(2019道里区校级二模)长叶刺葵是一种棕榈科植物，如图为某研究小组在水分充足的条件下测得长叶刺葵24 h内光合作用强度的曲线，下列有关曲线的描述错误的是()A曲线a表示总光合作用强度，曲线b表示净光合作用强度B10：0
10、0以后曲线b下降的原因是与光合作用有关的酶对温度不敏感C14：00以后a、b均下降的原因是光照强度减弱D大约18：00时有机物积累量最大解析曲线a为CO2消耗量，表示总光合作用强度，曲线b为CO2吸收量，表示净光合作用强度，A项正确；10：00以后曲线b下降的原因是光照过强、温度过高引起气孔部分关闭，B项错误；14：00以后a、b均下降的原因是光照强度减弱，光合作用速率降低，C项正确；大约18：00时光合作用速率等于呼吸作用速率，所以此时有机物积累量最大，D项正确。答案B9(2019广东二模)下列关于细胞代谢的叙述，正确的是()A酶合成后都需要经过内质网和高尔基体的加工才能有特定的功能B选用透
11、气的敷料包扎伤口，有利于伤口处细胞进行有氧呼吸C乳酸菌进行无氧呼吸时，葡萄糖分子中的大部分能量转化为热能D秋天叶片黄化后，叶片中的光合色素吸收的红光会大幅度减少解析细胞内起作用的酶及化学本质为RNA的酶不需要内质网和高尔基体的加工即可有特定的功能，A项错误；厌氧菌不能在有氧条件下大量繁殖，因此选用透气的敷料包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，B项错误；乳酸菌进行无氧呼吸时葡萄糖分子没有被彻底氧化分解，葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸中，C项错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，植物叶片黄化后，叶绿素含量明显减少，则叶片中光合色素对红光的吸收会减少，D项正确。答案D10(201
12、9南昌二模)发菜是一种生长在干旱地区的陆生蓝藻。图示是不同NaCl浓度对某种发菜光合速率和呼吸速率的影响曲线。下列描述正确的是()A线A表示总光合速率，线C表示呼吸速率B发菜细胞中无叶绿体，但含有两类光合色素叶绿素、类胡萝卜素C人工养殖发菜的最适NaCl浓度为685 mol/LDNaCl浓度为700 mol/L时，发菜呼吸速率达到最大值解析由图分析可知，在NaCl浓度相同的条件下，线A对应的纵坐标的数值等于线B与线C对应的纵坐标的数值之和，净光合速率总光合速率呼吸速率，据此可推知，线A表示总光合速率，线C表示呼吸速率，A项正确；发菜是蓝藻的一种，属于原核生物，没有叶绿体等细胞器，其含有的光合色
13、素是藻蓝素和叶绿素，B项错误；图中NaCl浓度在615 mol/L时净光合速率最大，故发菜生长的最适NaCl浓度为615 mol/L，C项错误；图中NaCl浓度为600 mol/L时，发菜呼吸速率达到最大值，D项错误。答案A11(2019浙江选考)生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是()A将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1B严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D某动物以草为食，推测上
14、述比值接近1解析将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，则细胞基本进行无氧呼吸，绝大部分果蔬无氧呼吸生成的是酒精和CO2，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值大于1，A项错误；严重的糖尿病患者，其细胞利用糖类的能力减弱，细胞会以油脂作为能量物质，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B项正确；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C项正确；某动物以草为食，则主要的能源物质为糖类，则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D项正确。答案A12(2019泉州二模)蝴蝶兰是一种阴生观赏花卉，往往表现
15、出白天气孔关闭、傍晚气孔开始开放的现象。如图为夏天不同光照条件下蝴蝶兰净光合速率变化曲线，下列说法错误的是()A8：00至10：00，蝴蝶兰净光合速率下降与胞间CO2浓度下降无关B10：00至16：00，36%全光照条件下蝴蝶兰仍可进行光合作用C14：00至16：00，全光照条件下蝴蝶兰净光合速率增强与光照减弱有关D16：00至18：00，18%全光照条件下蝴蝶兰气孔开放导致净光合速率增强解析由题干信息“白天气孔关闭、傍晚气孔开始开放”可知，8：00至10：00，蝴蝶兰气孔关闭，胞间CO2浓度下降，净光合速率下降，A项错误；对比全光照与36%全光照条件可知，36%全光照条件下蝴蝶兰的净光合速率
16、较大，故36%全光照条件下蝴蝶兰仍可进行光合作用，B项正确；由题干信息可知，蝴蝶兰为阴生植物，对光照要求较低，故14：00至16：00，全光照条件下蝴蝶兰净光合速率逐渐增强，主要与该时段光照减弱有关，C项正确；由蝴蝶兰“傍晚气孔开始开放”可知，16：00至18：00，18%全光照条件下蝴蝶兰气孔开放，导致净光合速率增强，D项正确。答案A二、非选择题13(2019桃城区校级模拟)为探究遮光对果树光合作用的影响，某研究所用遮阳网对某果树做适当遮光处理，分别于遮光前(0天)、遮光处理1天和21天后，取若干叶片在相同且适宜条件下测定净光合速率、叶绿素含量、气孔导度(表示气孔张开的程度)和RuBP羧化酶
17、(可结合CO2)活性等指标，实验结果如表所示。请回答下列问题：项目净光合速率/(molm2s1)叶绿素含量/(mgg1)处理时间01210121对照组6.896.927.041.341.331.42实验组6.9510.232.451.321.481.66项目气孔导度/(mmolm2s1)RuBP羧化酶活性/(IUL1)处理时间01210121对照组102.5100.6105.2283.9282.1293.5实验组101.3144.845.1282.1280.688.5(1)实验中对照组的条件为_，其他条件与实验组保持相同且适宜。(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率_对照组(填
18、“大于”“小于”或“等于”)，其原因是叶片通过_以适应短时间的弱光环境。(3)由题可知，RuBP羧化酶主要分布在叶肉细胞的_中，实验结果显示，遮光处理21天后RuBP羧化酶活性显著小于对照组，说明叶片_，从而使有机物合成减少。解析(1)该实验是探究遮光对果树光合作用的影响，故对照组应为正常光照，实验组应为遮光处理，其他条件两组应保持相同且适宜。(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率大于对照组。根据表格所给数据可知，遮光处理1天后，实验组的叶绿素含量、气孔导度均比对照组高，而RuBP羧化酶活性与对照组几乎无差异，故遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率大于对照组的原因可能是叶片通
19、过增加叶绿素含量和增大气孔导度以适应短时间的弱光环境。(3)CO2的固定发生在叶绿体基质中，根据RuBP羧化酶可结合CO2可知，RuBP羧化酶主要分布在叶肉细胞的叶绿体基质中。实验结果显示，遮光处理21天后RuBP羧化酶活性显著小于对照组，说明叶片长时间遮光处理会显著抑制RuBP羧化酶活性，导致暗反应中CO2的固定速率降低，从而使有机物合成减少。答案(1)全光照(或正常光照或不进行遮光处理)(2)大于增加叶绿素含量和增大气孔导度(3)叶绿体基质长时间遮光处理会显著抑制(降低)RuBP羧化酶活性，(暗反应中)CO2的固定(或吸收)速率减慢(降低)14(2019吉林一模)为了探究低温对云南小粒咖啡
20、和大粒咖啡两种作物光合速率的影响，科研人员连续3天对这两种咖啡幼苗进行夜间4 低温处理，原地恢复4天后，测量两种咖啡的光合速率的变化，得到的实验结果如图所示。请回答下列问题：(1)经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是_。由图中数据可知，夜间低温处理对_咖啡的生长影响较大。(2)某同学认为夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法是否正确？请说明理由。_。(3)经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为了验证夜间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在_(填“正常”或“
21、夜间低温处理”)的环境中种植培养，若_，则说明夜间低温处理只影响了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。解析(1)经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率。由图中数据可知，夜间低温处理大粒咖啡光合速率相对小粒咖啡下降得更多，且恢复较差，可见夜间低温对大粒咖啡的生长影响较大。(2)夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法不正确，因为夜间植物缺乏光反应提供的H和ATP，暗反应几乎无法进行(3)经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为验证夜
22、间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在正常的环境中种植培养，若培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同，则说明夜间低温处理只影响了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。答案(1)低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率大粒(2)不正确。夜间植物缺乏光反应提供的H和ATP，暗反应几乎无法进行(3)正常培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同15(2016课标全国)BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行
23、了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离/ cm20遮光*1008060402050 min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距100 cm日光灯的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明27号试管的实验结
24、果是由_引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明27号试管的实验结果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为_(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是_。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_。解析(1)1号试管中没有水草，27号试管中均有水草，且2号试管没有光照，其中的水草只进行呼吸作用，37号试管中的水草同时进行光合作用和呼吸作用，所以与1号试管对照，27号试管的实验结果是由不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色，说明在没有水草的条件下，光照会导致溶液中CO2浓度发生变化，则27号试管的实验结果是不可靠的。
25、(2)2号试管遮光处理，其中的水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，故2号试管溶液中CO2浓度高于3号试管，所以2号试管中溶液应呈现黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明其中水草的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。答案(1)不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案也可)不可靠的(2)黄色2号试管遮光处理，水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等16(2019衡阳三模)某兴趣小组将长势相同、各带有10个小果的番茄植株随机均分成两组，甲组保留果实，乙组组摘除果实，分
26、别于夏季晴天的0时置于相同的密闭透明玻璃钟罩中，在自然条件下处理24 h，结果如图所示。请回答下列问题：(1)番茄叶片与果实的形态、结构和功能不同，是细胞_的结果；与番茄根尖分生区细胞比较，成熟叶肉细胞核内遗传信息传递情况主要不同之处是_。(2)有人认为甲组在17时停止光合作用，你认为是否正确，判断依据为_。(3)实验期间发现乙组在17时的CO2浓度高于甲组，其原因是_。(4)本实验可得出的结论是_。解析(1)番茄叶片与果实的形态、结构和功能不同，是细胞分化的结果；番茄根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，可以进行有丝分裂，成熟叶肉细胞高度分化，不能分裂，成熟叶肉细胞核内遗传信息传递情况与番茄根尖
27、分生区细胞比较主要不同之处是不进行DNA的复制。(2)17时，甲组CO2浓度最低，说明此时光合作用等于呼吸作用，光合作用并未停止。(3)乙组在17时的CO2浓度高于甲组，其原因是甲组的植物有果实，光合产物及时输出，促进光合作用吸收CO2，而乙组的植物去掉了果实，光合产物不能及时输出，光合作用减弱。(4)由玻璃钟罩乙组中的植物无果实，叶片光合作用产物不能及时输出，抑制光合作用吸收CO2，而玻璃钟罩甲组中的植物有果实，光合产物及时输出，光合作用较强，可得出的结论是果实的存在可促进植物的光合作用(或光合产物正常输出可促进植物的光合作用)。答案(1)分化不进行DNA的复制(2)不正确，因为此时光合作用只是等于呼吸作用，并未停止(3)甲组的植物有果实，光合产物及时输出，促进光合作用吸收CO2，而乙组的植物去掉了果实，光合产物不能及时输出，光合作用减弱(4)果实的存在可促进植物的光合作用(或光合产物正常输出可促进植物的光合作用)
