讲与练2021版高考生物二轮复习第一部分专题突破篇专题二细胞的代谢第4讲光合作用与细胞呼吸随堂练习新人教版.doc

光合作用与细胞呼吸
1．(2015·重庆理综)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是(　　)

A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①、③增大
C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
解析：当光强低于光补偿点或黑暗条件下，水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内O2，释放CO2，故①②增大，③④减小；当光强等于光补偿点时，水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作用速率，②③①④保持不变；当光强等于光饱和点时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率，②减小，④增大。
答案：B
2．(2015·海南单科)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是(　　)
A．降低至一定水平时再升高
B．降低至一定水平时保持不变
C．持续保持相对稳定状态
D．升高至一定水平时保持相对稳定
解析：本题主要考查密闭容器中光合速率和呼吸速率的分析等相关知识。由题干信息可知，从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0的过程中，光合速率大于呼吸速率，植物需要不断从外界吸收CO2，因此玻璃容器内CO2浓度不断降低。在净光合速率为0且之后保持不变过程中，植物真光合速率等于呼吸速率，CO2浓度保持不变，B正确，A、C、D错误。
答案：B
3．(2014·新课标全国卷Ⅰ)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(　　)
A．O2的产生停止　　　　　 B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降
解析：用黑布迅速将培养瓶罩上，导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止，不再产生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、NADPH/NADP＋比值下降，A、C、D正确；光反应停止，使暗反应中的C3还原受阻，导致C5含量减少，从而使CO2的固定减慢，B错误。
答案：B
4．(2013·安徽理综)如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是(　　)

A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛
B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降
C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降
D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成
解析：本题主要考查呼吸作用原理的应用。由图示信息可知，随水稻开花后天数的延长，种子逐渐成熟，呼吸速率先增后减，干物质量逐渐增加至基本稳定。对比两曲线，干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛；种子成熟后期，自由水减少，脱落酸含量较高，呼吸速率下降；种子呼吸速率下降，分解有机物质减少，有利于干物质的积累。
答案：D
5．(2013·新课标全国卷Ⅱ)关于叶绿素的叙述，错误的是(　　)
A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
解析：本题主要考查叶绿素的相关知识。镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于光合作用的光反应过程；叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同；叶绿素不能有效地吸收绿光，绿光被反射出去，使植物呈现绿色。
答案：D
6．(2013·新课标全国卷Ⅱ)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：本题主要考查微生物有氧呼吸、无氧呼吸的相关知识。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；细菌细胞中的拟核相当于真核细胞的细胞核，其中包含原核生物主要的遗传信息，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，在无氧条件下，进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。
答案：C
7．(2013·江苏单科)将下图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是(　　)

A．探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a
B．经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况
C．实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查
D．改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
解析：将果酒发酵装置改装成用于探究酵母菌呼吸方式的装置，改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通，以检测酵母菌产生的气体成分；经管口3取样只能检测酒精的产生情况；实验开始前，需对改装后的装置的气密性进行检查；探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式时，需打开阀a，为酵母菌提供充足的氧气。
答案：B
8．(2013·海南单科)在温度、光照等适宜条件下，将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中，会使种子死亡。下列对种子死亡原因的分析，合理的是(　　)
A．缺乏胚芽生长所必需的营养物质
B．不能通过光合作用合成有机物
C．呼吸作用产生的能量均以热能释放
D．呼吸作用的产物对其产生毒害作用
解析：消毒后有生活力的种子在温度、光照等适宜条件下，一直浸没在无菌水中死亡的原因是：种子进行无氧呼吸产生了酒精等物质，酒精对细胞具有毒害作用，D正确。
答案：D
二、非选择题
9．(2015·北京理综)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化，每2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。

(1)在开始检测后的200 s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解________，同化CO2。而在实验的整个过程中，叶片可通过________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为________和热能。
(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在________μmol·m－2·s－1范围内，在300 s时CO2____________达到2.2 μmol·m－2·s－1。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大约是________μmol CO2·m－2·s－1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)
(3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下100 s以后，叶片的CO2释放________，并达到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，可利用______技术进行研究。
解析：(1)有光条件下，叶肉细胞既进行光合作用，又进行呼吸作用。光合作用过程分解H2O，同化CO2。呼吸作用过程则将储藏在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。(2)分析题图，拟南芥叶片在照光条件下，CO2吸收量在0.2～0.6 μmol·m－2·s－1范围内，此值为净光合速率。在300 s时CO2的释放量达到2.2 μmol·m－2·s－1，该值为呼吸速率，则得出叶片的总(真正)光合速率约为2.2＋(0.2～0.6)＝2.4～2.8(μmol·m－2·s－1)。(3)由图知，转入黑暗100 s后，叶片CO2释放量逐渐减少，随后达到一个相对稳定水平。(4)为追踪CO2中C元素的来源，可利用同位素标记法进行研究。
答案：(1)水　细胞呼吸　ATP中的化学能
(2)0.2～0.6　释放量　2.4～2.8
(3)逐渐减少
(4)14C同位素示踪
10．(2015·山东理综)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。

(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是________。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是________。
(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率________(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而________(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的________和________减少，光合速率降低。
(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用________染液检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由________转化而来。
解析：(1)油菜果皮细胞进行光合作用的场所是叶绿体，种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，则推出种子细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是主动运输。(2)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，比较第24天和第12天的净光合速率和呼吸速率可判断第24天的总光合速率较低；第36天后果皮逐渐变黄的原因是叶绿素含量降低，呈现的是类胡萝卜素的颜色。(3)由图乙可知，第36天时种子内含量最高的有机物是脂肪，可用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液进行检测；据图分析，在种子发育过程中可溶性还原糖和淀粉含量减少、蛋白质含量基本不变、脂肪含量升高，故可判断脂肪是由可溶性还原糖和淀粉转化而来。
答案：(1)叶绿体　主动运输
(2)小于　类胡萝卜素(或：叶黄素和胡萝卜素)
[H](或：NADPH)　ATP(注：两空可颠倒)
(3)苏丹Ⅲ(或：苏丹Ⅳ)　可溶性糖和淀粉
11．(2014·海南单科)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：

(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是______________，其产物是______________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是________________________________________ __________________________________________________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。
解析：(1)分析题图，第12～24 h期间，种子的O2吸收量很少，却释放很多CO2，表明此阶段呼吸方式主要为无氧呼吸。豆科植物种子无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和CO2。(2)从第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，种子的干物质总量会下降。(3)胚根长出后，O2吸收明显增多，这说明有氧呼吸速率明显提高。
答案：(1)无氧　细胞质基质　CO2和酒精
(2)减少　在此期间只有呼吸作用消耗有机物，没有光合作用合成有机物
(3)有氧
12．(2014·浙江理综)某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。

注：①chl—叶绿素；FW—鲜重；DCIP　Red—还原型DCIP；plant—植株。
②希尔反应活力测定的基本原理：将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光，水在光照下被分解，产生氧气等，而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化，这些变化可用仪器进行测定。
请回答：
(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可用于颜色反应，还可作为________。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定________得到。
(2)从表中可知，施用细胞分裂素后，________含量提高，使碳反应中相关酶的数量增加。
(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由________产生。合理施用细胞分裂素可延迟________，提高光合速率，使总初级生产量大于________，从而增加植物的生物量。
解析：(1)根据题表下方的“注”中希尔反应活力测定的基本原理可推测希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化；DCIP既用于颜色反应，还可作为氢载体；希尔反应活力既可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定氧气释放速率得到。(2)根据本小题中信息，分析表格可判断，施用细胞分裂素后，叶片氮含量提高，可使碳反应中相关酶的数量增加。(3)细胞分裂素主要由根尖分生组织产生。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老，提高光合速率，使总初级生产量大于呼吸(量)，从而增加植物的生物量。
答案：(1)光反应　氢载体　氧气释放速率
(2)叶片氮
(3)根(或根尖分生组织)　叶片衰老　呼吸(量)
13．(2014·山东理综)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。

(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的__________上。需先用____________(填溶剂名称)提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是__________。据图分析，该植物可通过__________以增强对弱光的适应能力。
(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是________________________________________________________。18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有____________。
(3)实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量______________。
解析：(1)叶绿体中的色素存在于类囊体薄膜(或类囊体、基粒)上；叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，常用无水乙醇(丙酮)来提取；溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快，叶绿素a与叶绿素b相比，叶绿素a扩散快，溶解度较大；从图中可知，遮光越多，叶绿素含量越高。(2)8：00到12：00光照强度增强，总光合速率增强，呼吸作用也增强，总光合速率与呼吸速率的差值减小，即净光合速率降低；18：00净光合速率为0，说明该植物呼吸作用强度＝光合作用强度，此时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮光物，光照强度增强，产生更多的[H]和ATP，使C3还原加快，C3含量减少。
答案：(1)类囊体薄膜(或类囊体，基粒)　无水乙醇(或丙酮)　叶绿素a　增加叶绿素含量
(2)呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小　线粒体、叶绿体
(3)减少
14．(2013·福建理综)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如下图。

请回答：
(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用，其中________mmol·L－1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的[H]和________减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明___________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。
解析：本题主要考查细胞呼吸及光合作用的相关知识。(1)有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和H2O反应生成CO2，发生的场所是线粒体基质；有氧呼吸第三阶段[H]与氧结合生成H2O，由图示信息知，A、B、C三点中，A点有氧呼吸速率最大，单位时间内与氧结合的[H]最多。(2)图中结果显示，起空白对照作用的清水组中的甜樱桃根有氧呼吸速率最低，表明淹水时，KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，且30 mmol·L－1的KNO3溶液的减缓作用效果最好。(3)叶绿素含量减少，光反应减弱，为暗反应提供的[H]和ATP减少；根系无氧呼吸与有氧呼吸均有CO2产生，所以不能用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标。
答案：(1)线粒体基质　A
(2)减慢(减缓)　30
(3)ATP　不能，因为无氧呼吸可能会产生CO2

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