1、重点强化练(四)细胞呼吸和光合作用(30分钟100分)一、选择题(共9题,每题6分,共54分)1.如图所示4支试管置于适合的温度下,经过一定时间后,能产生ATP的是()【解析】选D。葡萄糖氧化分解产生ATP发生在细胞质基质内,线粒体不能利用葡萄糖,A错误;三碳化合物的还原发生在光合作用的暗反应过程中,场所在叶绿体的基质中而不是内质网中,B错误;丙酮酸氧化分解产生ATP发生在线粒体中,C错误;丙酮酸在仅细胞膜破裂的真核细胞中,进入线粒体氧化分解,产生ATP,D正确。2.人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸,下列有关叙述错误的是()A.进行剧烈运动时,白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有乳酸
2、、CO2和H2OB.白肌细胞含少量线粒体,利于其在缺氧条件下为机体正常供应能量C.人骨骼肌内的白肌细胞既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸D.剧烈运动时,白肌细胞细胞呼吸产生的CO2多于其吸收的O2【解析】选D。剧烈运动时,白肌细胞可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸的产物为CO2和H2O,无氧呼吸的产物为乳酸,A、C正确;据题干信息“人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸”可知,白肌细胞适合无氧呼吸,故含少量线粒体利于其在缺氧条件下(如剧烈运动时)为机体正常供应能量,B正确;剧烈运动时,白肌细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生的CO2和吸收的O2相等,无氧呼吸时既不消耗O2,也不产生
3、CO2,故剧烈运动时白肌细胞细胞呼吸产生的CO2等于其吸收的O2,D错误。3.叶绿体与线粒体在结构和功能上的相同点是具有双层膜;分解有机物释放能量;产生氧气;水作为其中反应的一种原料;含有DNA;内部含有酶A.B.C.D.【解析】选D。线粒体和叶绿体都具有双层膜,正确;线粒体的作用是分解有机物,释放能量,而叶绿体的作用是合成有机物,储存能量,错误;叶绿体能产生氧气,而线粒体消耗氧气,错误;线粒体和叶绿体中进行的反应都离不开水,正确;线粒体和叶绿体都含有DNA,正确;线粒体和叶绿体内部都含有酶,正确。4.2,4-二硝基苯酚(DNP)并不影响有氧呼吸产生的H在线粒体内膜上与氧结合形成水,但会使该过
4、程所释放的能量都以热能的形式散失。天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上,但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%,花序温度比周围空气温度高出十几摄氏度到二十几摄氏度,下列叙述错误的是()A.DNP会使线粒体内膜上的酶无法催化ATP的合成B.存在DNP的情况下,葡萄糖的氧化分解能继续进行C.天南星科这些植物花序细胞的有氧呼吸在第三阶段与一般情况不同D.天南星科这些植物花序细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,且无氧呼吸为主【解析】选D。题意显示,DNP不影响有氧呼吸产生的H在线粒体内膜上与氧结合形成水,但会使该过程所释放的能量都以热能的形式散失,显然该物质会使线粒
5、体内膜上的酶无法催化ATP的合成,进而导致该过程中的能量主要以热能形式散失,A正确;题意显示,DNP不影响有氧呼吸产生的H在线粒体内膜上与氧结合形成水,显然葡萄糖的氧化分解能继续进行,并不受影响,B正确;从题中可以看出,天南星科这些植物花序细胞的有氧呼吸在第三阶段与一般情况不同,该过程中的能量主要以热能形式散失,C正确;根据天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上,可推测天南星科这些植物花序细胞主要进行有氧呼吸,D错误。5.如图是菠菜叶肉细胞进行光合作用的部分过程,其中ac代表相关物质,代表相关生理过程,下列叙述正确的是()A.叶肉细胞呼吸作用过程中也能产生物质aB.过程
6、无需酶参与,过程需要酶参与C.过程的产物除b外还有ADP和PiD.物质c减少,将导致物质a和b减少【解析】选C。光合作用中产生的H实际上是还原型辅酶(NADPH),细胞呼吸中产生的H实际上是还原型辅酶(NADH),光合作用和细胞呼吸都能产生的H不是同一种物质,A错误;水的光解无需酶的催化,但ATP的合成需要酶的催化,B错误;过程为三碳化合物的还原,需要光反应提供NADPH和ATP,所以产物b除糖类外还有ADP和Pi等,C正确;CO2浓度降低,CO2的固定减少,导致C3含量减少,进而影响C3的还原,使ATP和H的消耗量减少,ATP的生成短时间内正常,因此ATP的含量增加,D错误。6.光合作用的光
7、反应和暗反应两个阶段是相辅相成,紧密联系,不可分割的。在植物正常进行光合作用的过程中,如突然改变某种条件则会引起某些指标(比值)发生变化,下列叙述正确的是()A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP值增大B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3值减小C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ADP/ATP值增大【解析】选A。突然中断CO2供应会抑制暗反应阶段的CO2的固定,从而使C3含量减少,C3还原反应减弱,利用的ATP减少,因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP值增大,A正确;突然中断CO2
8、供应会抑制暗反应阶段的CO2的固定,从而使C3含量减少,而五碳化合物的含量相对增多,则会引起叶绿体基质中C5/C3值增大,B错误;植物光合作用对绿光吸收最少,因此突然将红光改变为绿光,光反应阶段减弱,产生的ATP和NADPH的含量下降,这将抑制暗反应中C3的还原,从而使C3含量增加,C5含量下降,会暂时引起叶绿体基质中C3/C5值增大,C错误;突然将绿光改变为红光,光反应阶段会增强,产生的ATP和NADPH的含量升高,会暂时引起叶绿体基质中ADP/ATP值减小,D错误。7.如图表示某叶片叶肉细胞内叶绿体与线粒体物质上的联系,ac物质的产生及反应场所如图所示。下列叙述错误的是()A.产生a物质时
9、伴随NADPH的产生B.b为葡萄糖,可直接进入线粒体氧化分解C.适当增加光照强度,c物质在叶绿体内的消耗速率加快D.叶肉细胞内c物质的产生和消耗速率相等时,叶片可能需消耗外界的a物质【解析】选B。叶绿体产生O2伴随NADPH产生,A正确;葡萄糖需分解成丙酮酸才能进入线粒体,B错误;适当增加光照强度,光合速率加快,则CO2的消耗速率加快,C正确;叶片由叶肉细胞与表皮细胞等组成,只有叶肉细胞可进行光合作用,叶肉细胞内CO2的产生和消耗速率相等时,叶片的总光合速率小于呼吸速率,叶片消耗外界的O2,D正确。8.(不定项)科学家从发菜藻体中分离出细胞进行液体悬浮培养。通过实验测定了液体悬浮培养条件下温度
10、对离体发菜细胞的光合与呼吸速率的影响,其他条件均正常,结果如图所示。下列叙述错误的是()A.30 时,发菜细胞中生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体B.与光合作用相比,呼吸作用有关的酶的最适温度更高C.光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45 D.由图可知,离体发菜细胞生长的最适温度是35 【解析】选A、D。发菜细胞是原核细胞,没有线粒体和叶绿体,A错误;在一定温度范围内,发菜的呼吸作用速率随温度升高而升高,光合作用速率先升高后降低,因而与光合作用相比,呼吸作用有关酶的最适温度更高,B正确;在光照下发菜在45 时既不吸收氧气也不释放氧气,光合作用=呼吸作用,C正确;离体发菜细胞在25
11、时净光合速率最大,故生长的最适温度是25 ,D错误。9.(不定项)图甲表示某种植物光合作用强度受光照强度影响的变化曲线,图乙表示该植物在两种光照强度条件下,光合作用强度受CO2浓度影响的变化曲线,据图分析错误的是()A.曲线表示光照强度为n时的光合作用强度变化B.a点与c点相比较,c点时叶肉细胞中C3的含量高C.b点与c点相比较,b点叶肉细胞中C5的含量低D.影响c点光合作用强度的因素只有CO2浓度【解析】选A、C、D。由于n点对应的光照强度较m点的光照强度低,所以对应n点的光照强度,对应m点的光照强度,A错误;a点与c点相比较两者在同一光照强度下产生的ATP和NADPH一样多,还原C3的能力
12、是相同的,但由于c点的CO2浓度高,生成的C3多,所以c点的C3含量高,B正确;在CO2浓度相同的条件下同等消耗C5形成C3,但由于b点的光照强,产生的ATP和NADPH多,还原C3生成的C5多,所以b点的C5含量应该较高,C错误;影响c点光合作用强度的因素有CO2浓度和光照强度,D错误。【补偿训练】 如图表示在自然条件下,甲、乙两种植物的CO2吸收量随光照强度变化的变化情况,下列叙述错误的是()A.连续的阴雨天气,生长受影响更大的是甲植物B.bc段,限制甲、乙两种植物光合速率的环境因素不同C.d点时,甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等D.若提高外界环境的CO2浓度。则a、b两点都可
13、能向左移动【解析】选C。与乙植物相比,甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大,故连续的阴雨天气,生长受影响更大的是甲植物,A正确;bc段,限制甲、乙两种植物光合速率的主要环境因素分别是光照强度、光照强度外的其他因素,B正确;d点时,甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等,但甲、乙两种植物进行光合作用消耗的CO2量不一定相等,故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量不一定相等,C错误;在自然条件下,提高外界环境的CO2浓度,则a、b两点都可能向左移动,D正确。二、非选择题(共2题,共46分)10.(20分)光合作用对农业生产、环保等领域有重要作用。利用光合作用的原理研究影响光合作用的
14、因素,可以趋利避害,可以加快空气流通,促进农作物增产。如图是光合作用过程图解,图中表示物质,甲、乙表示光合作用的反应阶段。回答下面的问题:(1)写出所表示的物质:_;_;_。(2)甲阶段为_阶段,在_进行,为乙阶段进行提供_。(3)物质是_,若CO2浓度保持不变,其他条件不变,突然停止光照,短时间内细胞中的含量将_。(4)植物光合作用强度受多种环境因素的影响。当阴雨连绵、光照不足时,温室温度应适当_,目的是_。为提高冬季蔬菜大棚的蔬菜产量,菜农常向大棚内施加有机肥以增加_和_的供应。【解析】(1)分析图示可知,都是光合作用光反应阶段的生成物,分别表示O2、ADP+Pi和NADPH。(2)甲阶段
15、为光合作用的光反应阶段,在叶绿体类囊体薄膜上进行,乙阶段是暗反应阶段,光反应为暗反应阶段进行提供NADPH和ATP。(3)物质是三碳化合物,是五碳化合物,五碳化合物和CO2结合形成三碳化合物,三碳化合物利用光反应提供的ATP和NADPH可生成糖类和五碳化合物。突然停止光照,ATP和NADPH的生成减少,则三碳化合物的还原减慢,而CO2的固定速率不变,短时间内细胞中的五碳化合物的含量将降低。(4)植物光合作用强度受多种环境因素的影响,如光照、温度、CO2浓度等。当阴雨连绵、光照不足时,温室温度应适当降低,通过降低呼吸酶的活性,进而降低农作物的细胞呼吸强度,减少有机物的消耗。为提高冬季蔬菜大棚的蔬
16、菜产量,菜农常向大棚内施加有机肥,有机肥中的有机物在微生物的作用下分解,一方面可以增加大棚内CO2的含量,另一方面可增加土壤中矿质元素的供应。答案:(1)O2ADP+PiNADPH(2)光反应叶绿体类囊体薄膜NADPH和ATP(3)三碳化合物降低(4)降低降低农作物的细胞呼吸CO2矿质元素11.(26分)科学研究发现,某盆栽植物存在气孔突变体,气孔突变体可能使气孔发育不良,亦可使气孔开放能力更强。科研小组欲探究适宜条件下某气孔突变体在不同光照强度(molm-2s-1)下的光合速率(用CO2吸收速率表示,molm-2s-1),进行了相关研究,结果如表所示。回答下列问题:光照强度030060080
17、01 0001 2001 400突变型植株-53.35.611.712.813.113.5野生型植株-53.34.36.56.56.56.5(1)气孔的开放程度主要影响光合作用_反应阶段,据表分析可知,_植株更适合在强光下生长。(2)试分析光照强度为1 400 molm-2s-1时,突变体植株光合速率高于野生型植株,可能的原因是_。(3)叶绿素b/a的值可作为植物利用弱光能力的判断指标,研究人员发现遮光处理提高了野生型植株中叶绿素b/a的值。可以通过色素的提取和分离实验验证该结论,得出结论的实验现象为_。(4)如图为某生物兴趣小组设计的密闭透明玻璃装置,他们要利用该装置检测盆栽植物的真正光合速
18、率。请帮他们改进实验装置,并写出简要的实验设计思路:_。【解析】(1)气孔的开放可影响CO2的吸收,故气孔的开放程度主要影响光合作用暗反应阶段;据表格信息可知,突变型植株在强光下光合速率更高,故其更适合在强光下生长。(2)结合图表信息可知:该突变体气孔开放能力更强,植株对CO2的吸收增加,暗反应中CO2的固定增强,合成的有机物增多,故光照强度为1 400 molm-2s-1时,突变体植株光合速率高于野生型植株。(3)绿叶中色素提取和分离实验中,叶绿素a呈现蓝绿色,叶绿素b呈现黄绿色,如果遮光处理提高了野生型植株中叶绿素b/a的值,则遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的值大于非
19、遮光组。(4)植物的真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,若利用图示装置检测盆栽植物的真正光合速率,可在盆栽植物侧加入CO2缓冲液,用氧气传感器检测有光条件下单位时间内O2的增加量和无光条件下单位时间内O2的减少量,二者相加计算出真正光合速率。答案:(1)暗突变型(2)该突变体为气孔开放能力更强型,植株对CO2的吸收增加,暗反应中CO2的固定增强,合成的有机物增多(3)遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的值大于非遮光组(4)在盆栽植物侧加入CO2缓冲液,用氧气传感器检测有光条件下单位时间内O2的增加量和无光条件下单位时间内O2的减少量,二者相加计算出真正光合速率【补偿训练】 图 1 为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图,其中表示相关生理过程;图 2 表示该植物在 25 、不同光照强度下净光合作用速率(用 CO2吸收速率表示)的变化,净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。请据图回答: (1)图 1 中过程属于光合作用的_阶段;有氧呼吸产生能量最多的过程为_(填序号)。(2)图 2 中B 点处该植物总光合作用速率_(填“”“=”或“”“=”或“ (3)(4)不是CO2浓度温度