1、专题跟踪检测(五)光合作用与细胞呼吸(建议用时：40分钟)考点基础过关能力提升光合作用和细胞呼吸过程分析1,2,3影响光合作用和细胞呼吸的因素分析4,5,6与光合作用、细胞呼吸有关的实验设计7,8,910,11,12,13,14一、选择题1(2020山西太原名校定时训练)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是()A磷酸是光反应中合成ATP所需的原料之一B在适宜的光照下，正常生长的植物叶肉细胞类囊体薄膜上产生的ATP明显多于线粒体内膜C人体在剧烈运动时所需的能量主要由乳酸分解提供D细胞呼吸和光合作用中均能产生H，但二者还原的物质不同C解析 光反应中合成ATP需要ADP和Pi，A项正确；在适宜光照
2、下，正常生长的植物光合速率大于呼吸速率，光反应产生的ATP多于线粒体产生的ATP，B项正确；人体在剧烈运动时所需要的能量主要是由葡萄糖分解提供的，C项错误；细胞有氧呼吸过程中产生的H与O2结合生成水，无氧呼吸过程中产生的H用于丙酮酸的还原，光合作用中产生的H用来还原C3，D项正确。2下列关于黑藻细胞中叶绿素的说法，不正确的是()A可吸收640660 nm波长的光进行光合作用B可利用纸层析法分离叶绿素a和叶绿素bC分布在叶绿体内膜和基粒上D土壤中缺少氮或镁时，会影响叶绿素的合成C解析 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，640660 nm波长的光为红光，A项正确；叶绿素a和叶绿素b在层析液中
3、的溶解度不同，在滤纸条上扩散的速度不同，所以可利用纸层析法分离叶绿素a和叶绿素b，B项正确；叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体内膜上没有光合色素，C项错误；叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg，土壤中缺少氮或镁时，会影响叶绿素的合成，进而影响光合作用的速率，D项正确。3(2019四川泸县五中适应性考试)下列有关发生在叶绿体和线粒体中的部分代谢活动的说法，正确的是()A两种细胞器均能产生ATP，产生的ATP可用于细胞的各项生命活动B叶绿体固定的CO2还原成C6H12O6，线粒体内的C6H12O6氧化成CO2CATP和H在叶绿体内随水的分解而产生，在线粒体内随水的生成而产生D两种细胞器都有
4、较大的膜面积，膜上附着的酶能保证生命活动的高效进行D解析 叶绿体产生的ATP只用于光合作用的暗反应，A项错误；葡萄糖不能在线粒体中分解，需要在细胞质基质分解成丙酮酸才能进入线粒体进一步被分解，B项错误；叶绿体中ATP和H是光反应的产物，随水的分解而产生，而有氧呼吸的第一、二阶段都能产生H，第三个阶段消耗H，有氧呼吸的三个阶段均能产生ATP，而只有第三个阶段可以产生水，C项错误。4(2019山东青岛二模)马拉松是典型的耐力性运动项目，改善运动肌利用氧的能力是马拉松项目需首要解决的问题之一。测得甲、乙两名运动员在不同运动强度下，血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系如下图。下列说法正确的是()A运动
5、强度增加，甲乳酸含量增加更显著的原因是摄氧量不足B运动员甲比乙更适合从事马拉松运动C等质量的脂肪含能量高于糖类，运动中宜选用脂肪补充能量D有氧呼吸供能是马拉松运动供能的主要方式D解析 随着运动强度增加，所需能量增加，有氧呼吸增强，但有氧呼吸增强也不能满足运动强度增加所需要的能量，因此无氧呼吸也随之增强，产生的乳酸增多，A项错误；由图中曲线可知，相同运动强度、摄氧量时，乙产生的乳酸相对甲要少，因此乙比甲更适合从事马拉松运动，B项错误；脂肪与糖相比，氢多氧少，在氧化分解时需要消耗更多氧气，因此为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸的量，一般宜选用单糖补充能量，C项错误。5下图所示纵坐标表示某种植物
6、气体吸收量或释放量的变化，下列叙述正确的是()(注：本题不考虑横坐标和纵坐标的单位的具体表示形式，单位的表示方法相同。)A若a代表O2吸收量，e点时光合作用积累的有机物的量是12B若a代表O2吸收量，可以判断d点开始进行光合作用C若a代表CO2释放量，c点时植物根部释放的CO2一定来自线粒体D若a代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，e点向右下移动D解析 若a代表O2吸收量，则横轴以下表示O2的释放量，即净光合速率，因此e点时光合作用积累的有机物的量(净光合速率)为8，A项错误；若a代表O2吸收量，在d点时O2的吸收量为0，d点为光补偿点，因此光合作用开始于d点之前，B项错误；若a代表CO
7、2释放量，c点时若根部氧气不足，可能存在无氧呼吸，则释放的CO2可能一部分来自细胞质基质，一部分来自线粒体，C项错误；若a代表CO2释放量，提高大气中CO2浓度，光饱和点增大，即e点向右下移动，D项正确。6(2019江西名校联考)植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是()ANADP在光反应过程与电子和质子结合，形成还原型的NADPHB叶肉细胞的光补偿点就是植物的光补偿点C类囊体膜上的类胡萝卜素能吸收红光和蓝紫光用于光合作用D图中H通过主动转运从类囊体膜内运到膜外A解析 在光反应过程中，水光解产生的电子和质子与NADP结合，形成还原型的NADPH，A项正确。叶肉细胞既可以进行光合作
8、用，又可以进行呼吸作用，其光补偿点为该细胞的光合速率呼吸速率；而对于植物来说，只有部分细胞可以进行光合作用，所有细胞都可以进行呼吸作用，故该植物的光补偿点是：部分细胞的光合速率之和所有细胞的呼吸速率之和，两者不相等，B项错误。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C项错误。由图可知， H从类囊体膜内运到膜外不消耗能量，不是主动运输，D项错误。7(2019江西南昌二中六调)某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径1 cm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。取100 mL三角瓶4个，编号14，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录
9、结果。下列评价或修正不合理的是()编号实验处理30 min内上浮叶圆片数(片)叶圆片来源叶圆片数(片)自来水(mL)NaHCO3(g)1A1040022B10401.063C10401.544D10402.05A只要控制光照、温度相同即可B自变量二氧化碳浓度的控制不严格C实验材料本身存在的差异会影响实验结果D制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处A解析 在进行探究实验的过程中，叶圆片数、自来水的量等无关变量也应保持相同且适宜，A项错误；自来水中也有少量二氧化碳，因此使用自来水时，会对二氧化碳浓度控制造成影响，B项正确；由于小叶圆片来自A、B、C、D四株小白菜，实验材料本身存在的差异会影响实验结果，
10、C项正确；制备的叶圆片在投入三角瓶之前应进行黑暗处理，目的是消耗掉叶圆片中原有的淀粉，排除其对实验结果的干扰，D项正确。8下表是探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果，下列叙述错误的是()氧浓度(%)abcd产生CO2量(mol)912.51530产生酒精量(mol)96.560A氧浓度为a时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸B氧浓度为b时，酵母菌在线粒体中产生了6 mol CO2C氧浓度为c时，酵母菌在线粒体内膜上消耗了9 mol O2D氧浓度为d时，酵母菌在线粒体内氧化分解了5 mol的葡萄糖D解析 氧浓度为a时，产生CO2量产生酒精量，酵母菌只进行了无氧呼吸，场所是细胞质基质，
11、A项正确；氧浓度为b时，无氧呼吸产生CO2的量为6.5 mol，则有氧呼吸产生CO2的量为12.56.56 mol，B项正确；氧浓度为c时，无氧呼吸产生CO2的量为6 mol，则有氧呼吸产生CO2的量为1569 mol，有氧呼吸产生CO2的量与消耗的O2量相同，消耗O2的场所是线粒体内膜，C项正确；氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸，产生的CO2量为30 mol，则消耗了5 mol葡萄糖，但葡萄糖的氧化分解不在线粒体内，而是在细胞质基质中，D项错误。9为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养
12、。培养液中的O2和CO2相对含量变化如图。下列有关分析错误的是()At1t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降Bt3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C若降低10 培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色C解析 据图分析，t1t2时段，氧气的含量迅速下降，因此有氧呼吸速率不断下降，A项正确；t1t3时段，酵母菌产生CO2的速率基本不变，此时间段内，有氧呼吸强度逐渐减弱，无氧呼吸强度逐渐增强，所以在单位时间内要产生等量CO2，无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖，B项正确；题图曲线是酵母菌在最适温度条件下进行培养得到的，降低温度则酶活性下降，氧气相对
13、含量达到稳定所需时间延长，C项错误；实验中由于氧气含量的下降，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酸性重铬酸钾能与酒精发生化学反应变成灰绿色，D项正确。10(2019江西吉安一模)为提高温室番茄产量，研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)的影响，结果如图所示。下列叙述不正确的是()(注：本实验红蓝复合的红光与蓝光比例为73)A延长补光时间可提高净光合速率B补充3种光质均能提高净光合速率C补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率D补充红蓝复合光一定降低了消耗有机物的速率D解析 根据图示可知，同等光质条件下补光4 h比补光2 h的净光合速率高，
14、A项正确；与对照组相比，补充3种光质均能提高净光合速率，B项正确；叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，补充红光与蓝光可能提高了色素吸收的光能，进而提高了合成有机物的速率，C项正确；补充红蓝复合光提高了净光合速率，增加了有机物的积累量，但无法判断其对呼吸速率即消耗有机物速率的影响，D项错误。11用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，再分别测定两瓶中的氧气含量，三次测量结果见下表(不考虑化能合成作用)。下列有关分析合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9 mg5.
15、6 mg3.8 mgA丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所是细胞质基质和线粒体内膜B在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为 1.1 mgC在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用产生的氧气量约为0.7 mgB解析 丙瓶不透光，其中的浮游植物细胞只进行呼吸作用，产生H的场所是细胞质基质和线粒体基质，消耗的氧气可代表浮游生物的呼吸消耗，因此在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为4.93.81.1 (mg)，A项错误，B项正确；乙瓶中浮游植物可进行光合作用消耗二氧化碳，而丙瓶不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C项错误；在一昼夜
16、内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量净光合作用释放量呼吸作用消耗量5.64.91.11.8 (mg)，D项错误。12为了提高温室黄瓜的产量，科研工作者取长势相同的黄瓜分成四组，甲组自然生长，乙组补充CO2，丙组高温处理，丁组高温补充CO2，进行培养并测定其净光合速率，结果如下图。下列说法不正确的是()黄瓜叶片净光合速率日变化A13：00净光合速率低是因为叶绿体中CO2含量低B丙组净光合速率低于甲组的原因是高温使光合酶活性下降C丁组说明CO2和温度对提高净光合速率具有协同作用D15：00后净光合速率下降和9：00后净光合速率下降的原因相同D解析 13：00气温高，黄瓜为减少蒸腾作用散失水分，
17、部分气孔关闭，叶绿体中CO2含量低，导致净光合速率低，A项正确；丙组的处理条件是高温，净光合速率低的原因是高温使光合酶活性下降，B项正确；甲、乙、丁组对比可说明CO2和温度对提高光合速率具有协同作用，C项正确；15：00后净光合速率下降的原因是光照强度减弱，9：00后净光合速率下降的原因是气孔逐渐关闭，CO2减少，D项错误。二、非选择题13(2019广东肇庆高三二模)植物光合作用合成的糖类会从叶肉经果柄运输到果实。在夏季晴朗的白天，科研人员用14CO2供给某种绿色植物的叶片进行光合作用，一段时间后测定叶肉、果柄和果实中糖类的放射性强度，结果如下表所示。回答下列问题：项目放射性强度(相对值)葡萄
18、糖果糖蔗糖叶肉36428果柄很低很低41果实363626(1)本实验在探究糖类的运行和变化规律时运用了_法。(2)推测光合作用合成的糖类主要以_的形式从叶肉运输到果实，理由是_。(3)与果柄相比，果实中蔗糖的放射性强度下降的原因是_。(4)在上述实验中，如果在植物进行光合作用一段时间后，突然停止光照，同时使植物所处的温度下降至2 ，短时间内该植物叶肉细胞中14C3的放射性强度基本不变，原因是_。解析 (1)本实验在探究糖类的运输和变化规律时运用了同位素标记法。(2)叶肉细胞中的叶绿体通过光合作用合成糖类。表中信息显示，叶肉细胞中的蔗糖的放射性强度较低，果柄中蔗糖的放射性强度较高，而果柄中葡萄糖
19、和果糖的放射性强度均很低。据此推测，光合作用合成的糖类主要以蔗糖的形式从叶肉运输到果实。(3)与果柄相比，果实中有一部分蔗糖分解成了葡萄糖和果糖，所以果实中蔗糖的放射性强度下降。(4)突然停止光照，光反应停止，光反应产生的H和ATP的量降低，同时植物所处的温度下降至2 ，低温环境会抑制酶的活性，导致C3的消耗速率与合成速率均减慢，所以短时间内该植物叶肉细胞中14C3的放射性强度基本不变。答案(1)同位素标记(2)蔗糖果柄中蔗糖的放射性强度较高，而葡萄糖和果糖的放射性强度很低(3)果实中有一部分蔗糖分解成了葡萄糖和果糖(4)停止光照，H和ATP的含量降低，而植物所处的低温环境又抑制了酶的活性，1
20、4C3的消耗速率与合成速率均减慢，所以14C3的放射性强度基本不变14(2019山西名校联盟三模)为探究长期高温和增施CO2(采用智能型二氧化碳发生器)对黄瓜叶片净光合速率(Pn)影响，某小组进行了相关实验。实验设置了四个组：常温(2025 )、高温(3540 )、常温(2025 )CO2(1 0001 500 mol/L)、高温(3540 )CO2(1 0001 500 mol/L)，部分实验结果如图所示。回答下列问题：(1)在上述基础上，欲利用所学知识测量高温下黄瓜总光合速率，方法为_ _。单纯高温的净光合速率低于单纯常温，可能的原因是_。(2)一个月之内，通过_组的对比，增施CO2可直接
21、影响_阶段，从而提高净光合速率。(3)实验过程中发现，阴天无须额外增施CO2，原因是_ _。(4)据图分析，短期来看，_条件下增施CO2效果更明显；长期来看，该条件下增施CO2后期净光合速率下降。解析 (1)植物的总光合速率净光合速率呼吸速率，如要测定高温下黄瓜总光合速率，应该在高温且黑暗时测定其呼吸速率，然后与题图所示的净光合速率相加即可得出。单纯高温的净光合速率低于单纯常温，可能是高温下，该植物与光合作用有关的酶活性下降。(2)若要比较增施CO2的作用，可采用同等温度条件下有无增施CO2的组别进行比较，如高温与高温CO2或常温与常温CO2；增施CO2能促进暗反应阶段CO2的固定，从而提高净光合速率。(3)实验过程中发现，阴天无须额外增施CO2，原因是阴天光照强度弱，黄瓜光反应速率减慢，使暗反应利用CO2的速率减慢，而呼吸作用生成CO2的速率基本不变，可提供充足的CO2供暗反应所需。(4)由图分析可知，短期来看，高温条件下增施CO2效果更明显。答案(1)在高温、黑暗条件下，测量黄瓜呼吸速率，将呼吸速率与净光合速率的值相加即可高温条件下与光合作用相关的酶活性降低(2)高温与高温CO2(或常温与常温CO2)暗反应(3)阴天光照不足，光反应速率低，而对呼吸速率影响不大，因此CO2足够暗反应所需(4)高温
