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1、专题二光合作用和细胞呼吸（教师版）一、选择题1.（2017全国课标卷，3）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（）A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B
2、正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。答案A2.（2013课标，3）下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是（）A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码指导合成C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同解析破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环境中，破伤风芽孢杆菌的代谢要受到抑制，C错误。答案C3.叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是（）
3、A.O2的产生 B.H2O生成C.H的消耗 D.ATP的合成解析O2产生于光反应中，场所是叶绿体类囊体薄膜上，A正确；生成H2O的生理过程较多，未必都在“生物膜”上进行，如蛋白质合成时产生水，其场所是核糖体，B错误；消耗H的过程有有氧呼吸第三阶段或无氧呼吸第二阶段，或暗反应，场所不一定有膜结构，如细胞质基质、叶绿体基质，C错误；ATP的合成场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜，不一定有膜结构，D错误。答案A4.如果某绿色高等植物光合作用的有机产物为葡萄糖，则光合作用的总反应式如下所示，下列相关叙述正确的是（）6CO212H2OC6H12O66H2O6O2A.该反应式也适用
4、于具有藻蓝素和叶绿素等光合色素的蓝藻B.追踪反应式中CO2的氧原子的转移情况时，该氧原子能转化成氧气C.该反应式中，CO2消耗的场所与H2O消耗的位置不同D.当植物体有机物积累量为零时，叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率解析蓝藻属于原核生物，细胞中没有叶绿体，所以该反应式不适用于具有藻蓝素和叶绿素等光合色素的蓝藻，A错误；追踪CO2中氧原子的转移情况时，该氧原子能转化成葡萄糖和水中的氧，B错误；该反应式中，CO2消耗的场所与H2O消耗的位置不同，前者是叶绿体基质，后者是类囊体薄膜上，C正确；当植物体有机物积累量为零时，由于非叶肉细胞不进行光合作用，所以叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，D错误。答案C
5、5.（2018浙江卷，26）各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHS03，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（）A寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上H的传递B寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质C转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用D喷施NaHSO3促进光合作用且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降【答案】D6有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其
6、产生的C2H5OH和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是（ ）A氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸B当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同C当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵Da、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生H和ATP解析：根据无氧呼吸反应式可知，无氧呼吸产生酒精的量和CO2的量相等，氧浓度为a时，产生酒精的量等于产生CO2的量，表明酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；当氧浓度为b时，产生CO2的量大于酒精的量，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，而氧浓度为d时，产生酒精的量为零，说明酵母菌只进行有氧呼吸，B正确；由图中数据可知，氧浓度为c时，2/3的
7、葡萄糖用于酵母菌酒精发酵，C错误；无论有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生H和ATP，D正确。答案C7甲、乙两图均表示氧浓度对呼吸作用(底物为葡萄糖)的影响，下列相关叙述中正确的（ ）A图甲中，氧浓度为a时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精B图甲中，氧浓度为d时只进行有氧呼吸C图乙中，储存种子或水果时，A点对应的氧浓度最适宜D根据图乙可知，氧浓度较低时抑制有氧呼吸，氧浓度较高时促进有氧呼吸解析：图甲中氧浓度为a时只释放CO2而不吸收O2，说明此时只进行无氧呼吸，无氧呼吸产物是酒精和CO2，A错误；当氧浓度为d时CO2释放量等于O2吸收量，说明此时只进行有氧呼吸，B正确；图乙中C点时有机物消耗量最少
8、，C点对应的条件最适于储存种子或水果，C错误；氧气没有抑制有氧呼吸的作用，D错误。答案B8(2013高考新课标全国卷)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是 ()A肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同解析：肺炎双球菌为原核生物，其细胞内没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，能进行有氧呼吸；细菌细胞中的拟核中包含原核生物主要的遗传信息，编码与细菌呼吸有关的酶的基因也在拟核中；破伤风芽孢杆菌为厌氧菌，适宜生活在无氧环境中；酵母菌为兼性厌氧菌，在有氧条件下进行有氧呼吸，产生CO2和H2O，
9、在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。答案C9(2016高考上海卷)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有()酒精乳酸CO2H2OATPA B C D解析：由题意可知，白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种，因此白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP和乳酸。答案D10(2016高考天津卷)在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是()A红光，ATP下降 B红光，未被还原的C3上升C绿光，H下降 D绿光，C5上升解
10、析：植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光，对绿光的利用很少。突然改用光照强度与白光相同的红光照射后，光反应速率加快，产物H和ATP上升，进而C3的还原过程加快，未被还原的C3下降，A、B项错误；而改用光照强度与白光相同的绿光照射后，光反应速率减慢，产物H和ATP下降，进而C3的还原过程减慢，C5下降，C项正确、D项错误。答案C11(2016高考江苏卷)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D层析完毕后应迅速
11、记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失解析：应该在研磨叶片前加入CaCO3，A项错误；即使菜叶剪碎不够充分，叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素，B项正确；鲜菠菜中含有较多水分，因此不能为获得10 mL提取液而一次性加入10 mL乙醇，C项错误；层析完毕后，叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失，D项错误。答B12(2016高考全国卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的解析：提取绿
12、叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂(如无水乙醇)中，A项正确。叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤溶液中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收，B项正确。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光，C项错误。叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色，D项正确。答案C二、非选择题13(2015高考安徽卷)科研人员探究了不同温度(25 和0.5 )条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见
13、图1和图2。(1)由图可知，与25 相比，0.5 条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的_浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测_浓度变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。将甲、乙瓶分别置于25 和0.5 条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a_；b._。解析：(1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率，即呼吸速率，
14、与25 相比，0.5 时细胞呼吸相关酶的活性较低，故呼吸速率较低；由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，所以该密闭容器中CO2浓度越来越高，O2浓度越来越低，故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。(2)根据实验设计的单一变量原则，选取果实的成熟度还应一致，避免无关变量对实验结果的影响；根据实验设计的重复性原则，为使实验结果更可靠，还应在每个温度条件下设置多个实验组进行平行重复实验。答案：(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性CO2O2(2)a:选取的果实成熟度还应一致b:每个温度条件下至少有3个平行重复实验14.下表为在不同温度和不同的氧含量条件下，测得一定大小的新鲜天竺葵叶的CO
15、2释放量(表中数据为相对值)，实验结果如下表。(1)为了使实验数据真实地反映呼吸强度的变化，还应采取的措施_，原因是_。(2)仔细分析表中的数据，你认为在_条件下的数据可能是错误的。(3)表中数据反映出在相同温度条件下，当氧含量从20%上升到40%时，植物的呼吸强度_。其限制因素可能是_解析：(1)测定绿色植物的呼吸强度时需进行遮光处理，以防止光合作用对实验结果造成干扰。(2)根据表中数据的变化规律：随温度的升高，CO2释放量先增加后减小，可知10 、1%条件下的数据是错误的。(3)当外部因素适宜时，制约植物呼吸强度的因素是酶的数量或线粒体数量等内部因素。答案：(1)遮光(黑暗处理)防止叶片进
16、行光合作用干扰呼吸强度的测定(2)10 、1%(3)保持相对稳定酶的数量限制(或线粒体数量限制)15.某校生物兴趣小组在学习了实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按如图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答下 列问题：(1)甲、乙两组的实验自变量是_，实验中需控制的无关变量主要有_(写出两项即可)等。(2)酵母菌产生CO2的场所
17、是_。3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：实验步骤：取等量的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；一段时间后观察_的变化。实验结果预测和结论：.如果_，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；.如果_，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多。解析：(1)本实验的目的是探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题，所以甲、乙两组的实验自变量是有无氧气。实验中需控制的无关变量主要有温度、pH、培养液量、培养液浓度等。(2)酵母菌是兼性厌氧菌，所以产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。(3)滤液
18、1是酵母菌有氧呼吸后的产物及剩余的葡萄糖，滤液2是酵母菌无氧呼吸后的产物及剩余的葡萄糖，又知葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过，所以若有氧呼吸消耗的葡萄糖少，剩余的就多，一段时间后，A侧液面高于B侧液面；若有氧呼吸消耗的葡萄糖多，剩余的就少，一段时间后，A侧液面低于B侧液面。答案：(1)有无氧气温度、pH、培养液量、培养液浓度(2)细胞质基质和线粒体(3)(两侧)液面.A侧液面上升，B侧液面下降.A侧液面下降，B侧液面上升16.（2018江苏卷29）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPH指H），请回答下列问题：（1）甲可以将光能转变为
19、化学能，参与这一过程的两类色素为 ，其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。（2）在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在 （填场所）组装；核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到甲内，在 （填场所）组装。（3）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为 后进入乙，继而在乙的 （填场所）彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的 （填场所）转移到ATP中。（4）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括 （填序号）。C3的还原 内外物质运输 H2O裂解释放O
20、2 酶的合成答案（1）叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 （2）类囊体膜上 基质中（3）丙酮酸 基质中 内膜上 （4）17.（2016全国课标卷，30）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题： （1） 据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是 。（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措
21、施是提高 （填“CO2浓度”或“O2浓度”）。（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。解析（1）甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故此时光合作用的限制因子是光照强度。（2）甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2才是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。（3）个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙
22、组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素（即低光照）引起，并非遗传物质改变所致。答案（1）光照强度 （2）CO2浓度(3) 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的18(2015高考全国卷)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗
23、，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s：光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_
24、的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析：(1)对比C、D两组实验，C组光照和黑暗交替处理，D组只有光照，故单位光照时间内C组植物合成有机物的量高于D组。分析C组和D组实验，可推知光合作用中有些反应不需要光照，这些反应发生在叶绿体的基质中。(2)对比A、B、C三组实验，在总光照时间相同的情况下，随着光照和黑暗交替频率的增加，光合作用产物的相对含量也增加。究其根本原因是光照与黑暗的交替频率越高，光下产生的还原型辅酶和ATP越能及时利用并及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。答案：(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量
25、却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶19.（2014新课标，29）某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。（1）当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为。CO2浓度在AB之间时，曲线表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。（2）CO2浓度大于C时，曲线b和c所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。（3）当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量（填“大于”、“等于”或“小于”）光合作用吸收的CO2量。（4）据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑这
26、一因素的影响，并采取相应措施。解析（1）根据曲线图可知，当CO2浓度为A时，高光强下（曲线a）该植物的净光合速率为0；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当CO2浓度在AB之间时，曲线a、b、c的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。（2）由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大于C时，由于受光强的限制，光反应产生的H和ATP不足，暗反应受到限制，曲线b和c的净光合速率不再增加。（3）当环境中的CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率小于0，说明该植物此时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。（4）据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。答案（1）0a、b、c（2）光强（3）大于（4）光强
