2022届高三生物二轮复习专题精讲二细胞的代谢满分冲刺四光合作用和细胞呼吸A.doc

光合作用和细胞呼吸〔A〕
一、选择题
1.关于叶绿素提取的表达，错误的选项是〔 〕
A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料
B.参加少许CaCO3能防止叶绿素被破坏
C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D.研磨时参加石英砂可使叶片研磨更充分
【答案】C
【解析】本实验选材是新鲜的绿叶，故A对。参加少许碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏，故B对。叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等，故C错。研磨时加石英砂的目的是使研磨更充分，故D对。
2.以下有关叶绿体及光合作用的表达，正确的选项是〔 〕
A.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
B.光能转化成化学能发生在光反响阶段，发生在色素分子中
C.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
D.停止光照，暗反响很快会停止；停止供给CO2，那么光反响也受影响
【答案】D
【解析】植物在冬季光合作用速率低的主要原因是温度低；光能转化为活泼的化学能发生在光反响阶段，色豪可将光能转化为化学能，但发生场所不在色素分子中；在叶片的不同发育阶段，叶绿体中各色素的含量将发生改变(如叶片变黄时，叶绿素含量减少)；停止光照后，光反响不能再为暗反响提供ATP和［H］，造成暗反响很快停止，停止供给CO2后，暗反响利用的ATP和［H］减少，导致ATP和［H］积累增多，光反响受抑制。
3.(2022·四川卷)以下在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是( )
A.Mg2+吸收 B.O2扩散
C.光能转换 D.DNA复制
【答案】B
【解析】Mg2+吸收需要载体(蛋白质)；O2扩散属于自由扩散，不需要蛋白质参与；光能转换为ATP，需要ATP合成酶(蛋白质)参与；DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。
4.取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。对上述实验结果的解释，错误的选项是〔 〕
A.线粒体内进行的是丙酮酸彻底分解和消耗氧气生成水的过程
B.在线粒体内不能完成葡萄糖的分解，而能完成丙酮酸的分解过程
C.葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的，不需要消耗氧气
D.有氧呼吸中，水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的
【答案】D
【解析】葡萄糖只能在细胞质基质内氧化分解成丙酮酸，而不能在线粒体内进行氧化分解，这是由于线粒体内不含有与分解葡萄糖有关的酶；有氧呼吸过程中，水的参与和生成都是在线粒体中进行的。
5.取适量干重相等的4份种子进行以下处理：〔甲〕风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是〔 〕
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
【答案】C
【解析】(甲)风干种子自由水含量低，呼吸作用弱；(乙)消毒后浸水萌发，种子进行呼吸作用强；(丙)浸水后萌发，不仅有种子呼吸作用产热，还有微生物呼吸作用产热，温度上升最快；(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒，种子失活，温度不变，应选C。
6.以下图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反响过程，以下有关说法正确的选项是〔 〕
A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B.过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体
C.过程①产生［H］，过程②消耗［H］，过程③既产生也消耗［H］
D.假设过程②的速率大于过程③的速率，那么甘蔗的干重就会增加
【答案】C
【解析】叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；细胞呼吸第一阶段进行的场所是细胞质基质，第一阶段也产生ATP；光合作用中光反响产生［H］，暗反响消耗［H］，细胞有氧呼吸第一、二阶段产生［H］，第三阶段消耗［H］，细胞无氧呼吸第一阶段产生［H］，第二阶段利用(消耗)［H］(但无氧呼吸第二阶段不产生ATP〕；仅叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸的速率，整个甘蔗植株的干重不一定会增加，因为还有其他不能进行光合作用的细胞也要通过细胞呼吸消耗有机物。
7.某同学研究甲湖泊中某深度生物光合作用和有氧呼吸，具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以锡箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶氧含量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如下图。那么24小时待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是〔 〕
A.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶
B.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶
C.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k-v)mol/瓶
D.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k-v)mol/瓶
【答案】D
【解析】c瓶直接测定氧含量，反映最初该水体氧含量为w。a瓶先包以黑胶布，再包以锡箔，此时只能测定呼吸作用耗氧量为w-v。b瓶在透光条件下能够测定在该条件下的净光合量为k-w，那么该深度水体24小时产生氧气量为(w-v)+(k-w)＝k-v，D项正确。
8.新采摘的玉米味道比拟甜的原因是籽粒中蔗糖的含量较高。采摘一天后玉米粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，采摘几天后的玉米失去甜味；采摘后立即冷冻可以保持玉米籽粒的甜味。以下表述正确的选项是〔 〕
A.玉米籽粒中的蔗糖是籽粒通过光合作用合成的
B.蔗糖转化为淀粉是通过光合作用的反响实现的
C.冷冻处理抑制了相关酶的活性，减少了淀粉的生成
D.蔗糖转化成淀粉后籽粒的呼吸速率增加，利于储存
【答案】C
【解析】玉米的籽粒没有光合能力，其中的蔗糖是从含有叶绿体的细胞通过光合作用合成后运输至籽粒的；光合作用的暗反响是固定二氧化碳进而生成葡萄糖的过程，蔗糖转化为淀粉是二糖合成多糖的过程，不属于光合作用；冷冻过程会抑制相关酶的活性，使淀粉的生成速率减慢；蔗糖转化成淀粉后有利于物质的储存，但是不利于呼吸消耗。
9.如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率的关系。温度、水分和无机盐条件均适宜，以下有关分析不正确的选项是〔 〕
A.当E＜B时，可以通过增大光照强度和增加CO2浓度来增大光合速率
B.当B＜E＜C时，限制作物增产的主要因素是CO2浓度
C.当E＞C时，可采取遮光措施，保证作物的最大光合速率
D.如遇连阴天，温室需补光，选用白光最有效
【答案】D
【解析】当E＞C时，光照强度增强，光合速率降低，因此可采取遮光措施，保证作物的最大光合速率；如遇连阴天，温室需补光，选用红光或蓝紫光最有效。
10.如图表示温度对某种藻的光合作用、呼吸作用的影响，以下相关表达中不正确的选项是〔 〕
A.测定净光合产氧速率时，各温度条件下CO2的浓度必须相同
B.测定呼吸耗氧速率时，必须在无光条件下进行且供O2充足
C.假设连续光照，那么35 ℃时该藻的净光合作用速率最大
D.假设连续光照而温度保持在40 ℃，那么该藻有可能死亡
【答案】D
【解析】40 ℃时净光合产氧速率等于呼吸耗氧速率，即光合作用产物仍有剩余，因此连续光照而温度保持在40 ℃，该藻不可能死亡。
11. 以下图是［H］随化合物在生物体内转移的过程，以下分析中正确的选项是〔 〕
A.①产生的［H］可在②过程中将三碳化合物复原
B.［H］经⑤转移到水中，其过程需CO2参与
C.能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦
D.阴雨天时小麦①过程比在晴天时旺盛
【答案】A
【解析】①是光合作用光反响阶段，②是光合作用暗反响阶段，光反响阶段产生的[H]用于暗反响，所以A正确；⑤是有氧呼吸第三阶段，合成水需要的是O2，而不是CO2，所以B错误；形成ATP的过程有光合作用的光反响阶段，有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段，因此，图中②③⑦过程不能合成ATP，所以C错误；晴天比阴雨天光照强度强,因此光反响强些，所以D错误。
12.图1中试管甲与试管乙敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气释放量的影响，结果如图2中曲线所示。据图分析，以下表达不正确的选项是〔 〕
图1 图2
A.甲曲线和乙曲线不同的原因是小球藻对光的利用能力不同
B.Q点的氧气释放量为零，表示光合作用强度为零
C.P点负值产生的原因是呼吸作用消耗氧气
D.假设光照强度突然由R变为S，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加
【答案】B
【解析】乙中盛有缺镁培养液，这会造成所培养的小球藻的叶绿素含量减少，从而影响小球藻对光的吸收，影响其光合作用。由图2可知，Q点的氧气释放量为0，即此时光合作用强度与呼吸作用强度相等。P点代表光照强度为0时，呼吸作用对氧气的消耗量。假设光照强度突然由R变为S，光反响产生的［H］和ATP减少，造成C3的消耗量减少，而C3的产生量根本不变，故短时间内C3的含量增加。
13.夏季晴朗的一天，将某植物放入密闭的玻璃罩内，置于室外培养，用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度的变化情况如下图。以下说法正确的选项是〔 〕
A.该植物从B点开始进行光合作用
B.C点时该植物的光合作用和呼吸作用强度相等
C.F点时该植物体内有机物积累量最多
D.一昼夜后玻璃罩内该植物体内有机物的含量减少
【答案】C
【解析】B、F两点表示24小时内CO2浓度的最高值和最低值，是两个关键点，表示光合速率与呼吸速率相等。B点之前F点之后，仍有一定程度的光合作用，F点时CO2浓度最低，说明CO2消耗最多，都转变成了葡萄糖，此时积累的葡萄糖最多，同理，B点有机物积累量最少；一昼夜是从A点到G点，由于G点CO2浓度小于A，故玻璃罩内该植物体内有机物的含量增多。
二、非选择题
14.研究人员利用密闭玻璃容器探究环境因素对光合作用的影响，下面两个图是在温度适宜、CO2浓度为0.03%的条件下测得的相关曲线。答复以下问题：
(1)叶绿体中吸收光能的色素中含量最多的是，这些色素吸收光能的两个用途是 。
(2)图甲中a点时叶肉细胞中产生ATP的场所是，假设在CO2浓度为1%条件下进行实验，那么图甲中曲线与横坐标的交点(b)位置移动情况是。
(3)得到图乙曲线的实验中，给植株光照时间共有h，其中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有(用字母答复)，限制EF段的主要环境因素为。当图中S1、S2和S3的面积关系为时，说明实验结束后植株的干重增加了。
(4)在图甲实验的环境条件下，假设每天光照8小时，那么平均光照强度至少要大于klx时，植株才能够正常生长。
【答案】(1)叶绿素a水的分解和ATP的合成
(2)线粒体和细胞质基质向左移动(3)14AB和CDCO2浓度S2>S1+S3(4)6
【解析】(1)叶绿体中吸收光能的色素中，含量最多的是叶绿素a，这些色素吸收光能用于水的分解和ATP的合成。(2)图甲中a点时没有光照，叶肉细胞进行呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质。假设CO2浓度为1％，此时光的补偿点减小，图甲中曲线与横坐标的交点b即光的补偿点将向左移动。(3)图乙中A点开始进行光合作用，G点时光合作用消失，因此图乙曲线的实验中，给植株光照时间共有14 h，其中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有AB和CD；EF段的限制因素为CO2浓度。当图中S1、S2和S3的面积关系为S2>S1+S3时，说明实验结束后植株的干重增加了。(4)在图甲实验的环境条件下，光照强度为6klx时，净光合速率为4，呼吸速率为2，假设每天光照8小时，那么净光合作用量=4×8-2×16=0，故平均光照强度至少为6 klx，植株才能够正常生长。
15.取一植物形态、大小、生长状况相同的四片叶片按图示进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与无机盐的正常供给，气体的变化可以通过观察油滴的运动判断。(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)
(1)在一定时间内，装置a中油滴不移动，那么光合作用与细胞呼吸强度 (填“一定〞或“不一定〞)相等。
(2)在适宜的光照下，在一段时间内装置b中油滴将向 移动，原因是
。
(3)将装置c突然从光下移动到黑暗处，短时间内C3的含量 (填“升高〞或“降低〞)。
(4)某同学想直接利用装置b、d证明光是光合作用的必要条件，是否可行? 理由是 。
【答案】 (1)不一定 (2)左 b装置中不存在CO2，植物只进行细胞呼吸消耗O2，而释放的CO2被NaOH吸收，导致装置内气压变小，液滴左移 (3)升高
〔4〕不可行 因为d装置与b装置中都不存在CO2，都不能进行光合作用
【解析】(1)假设装置a植物在一段时间内进行有氧呼吸与光合作用，呼吸底物为糖类，光合作用吸收CO2体积等于释放O2体积，有氧呼吸吸收O2体积等于释放CO2体积，两种生理过程都不会引起气体体积改变，因此无法根据油滴是否移动比拟两个生理过程的强弱。(2)装置b中NaOH吸收CO2导致容器内无CO2，植物无法进行光合作用，但消耗氧气进行呼吸作用，导致容器内压强减小，油滴左移。(3)装置c从光下突然移到黑暗处，［H］和ATP的产生减少，C3的复原受阻，导致细胞内C3含量升高。(4)装置b和d中都有NaOH溶液，导致容器中无CO2，植物无法进行光合作用，因此不能用于探究光合作用的相关实验。
16.以下图中甲、乙、丙图分别代表温度、光照强度和CO2浓度对某植物代谢的影响。请据图答复以下问题：
(1)假设图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对该植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响，那么其中的 (填“实线〞或“虚线〞)表示真正光合作用速率。比拟两曲线可看出，与 有关的酶对高温更为敏感，如果温度为30 ℃、光照充足时，该植物吸收CO2的相对量为 。
(2)对于图乙和图丙而言，与图甲的两曲线交点含义相同的点分别是 。当细胞间隙的CO2浓度处于x~z段时，随着CO2浓度的增加，叶绿体内固定CO2的反响速率 。当CO2浓度大于z时，限制光合作用的外因主要是
(至少写出两个)。
(3) 如果将该植物放在一个密闭的装置中，并将该装置进行黑暗处理，测得CO2释放量>O2吸收量＝0，那么该植物中进行的相关反响式为：
。
【答案】(1)实线 光合作用 5 (2) D、G 逐渐增大 光照强度、温度 (3)C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
【解析】(1)实线表示真正光合作用速率；光合作用有关的酶对高温更为敏感；如果温度为30 ℃、光照充足时，该植物吸收CO2的相对量为8-3＝5。(2)对于图乙和图丙而言，与图甲的两曲线交点含义相同的点分别是D、G；当细胞间隙的CO2浓度处于x~z段时，随着CO2浓度的增加，叶绿体内固定CO2的反响速率逐渐增大；当CO2浓度大于z时，限制光合作用的外因主要是光照强度、温度。(3)CO2释放量>O2吸收量＝0，那么该植物中进行的相关反响式为：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
17.图1表示光合作用过程概要的模式图，其中①～④表示化学反响，A～H代表物质。图2表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH和温度，给予不同条件时，细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图，据图答复以下问题：
(1)写出物质F的名称： 。根据图2分析，该绿藻细胞的呼吸速率为 μmol/min。
(2)在图2中乙处光照开始后，溶解氧浓度稍有增加，但第6 mim后不再增加而稳定，原因是光照后容器中 减少，光合作用速率下降，第6 min后光合作用速率 (填“小于〞“大于〞或“等于〞)呼吸作用速率。
(3)在图2中丙处假设添加的是14CO2，发现7 s后有多达12种产物含有放射性，而5 s内的代谢产物中含有放射性的根本只有一种物质，该物质最可能是 (填图1中字母)。假设在图2中丁处参加使光反响停止的试剂，那么正确表示溶氧变化的曲线是a～g中的 。
(4)假设在图2中丁处给予一定的条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计l h后，绿藻细胞光合作用产生的氧气量为 μmol。假设绿藻在特定条件下的光合速率为图2中的c，且呼吸速率与图2所示一致，那么在该条件下每天光照至少 h绿藻才能正常生长。
【答案】(1)ATP 2.5 (2)CO2 等于 (3)E e (4)750 8
【解析】此题主要考查光合作用的过程、光合作用和呼吸作用过程中氧气含量的变化。(1)分析图1可知，物质A是水，B是氧气，D是［H］，F是ATP。由图2可知，0~4 min内绿藻细胞处于黑暗条件下，只进行呼吸作用，呼吸速率为10/4，即2.5 μmol/min。
(2)影响光合作用的环境因素有光照强度、CO2浓度等，因此可以判断6 min后溶解氧不再增加而稳定的原因是CO2减少，此时氧气的产生和消耗处于平衡状态，即光合速率等于呼吸速率。(3)14CO2进入细胞内首先经过固定过程形成E(C3)，因此最先出现放射性的物质是E。假设丁处参加使光反响停止的试剂，那么绿藻细胞只进行呼吸作用，根据绿藻的呼吸速率可知，溶解氧变化的曲线可用曲线e表示。(4)图2中曲线b说明绿藻细胞的净光合速率为10 μmol/min，即实际光合速率=10+2.5=12.5 μmol/min，因此1 h后，绿藻细胞光合作用产生的氧气量=12.5×60=750 μmol。图2中的曲线c说明绿藻细胞的净光合速率为5 μmol/min，实际光合速率为7.5 μmol/min，光合作用l h产生的氧气量为450 μmol，而呼吸作用一天(24 h)消耗的氧气量为3 600 μmol，因此每天光照至少8 h绿藻才能正常生长。