专题二细胞的代谢第2讲光合作用与细胞呼吸

第2讲光合作用与细胞呼吸(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．(2011·浙江理综，1)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是()。A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C．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D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应解析植物光合作用的光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，碳反应(暗反应)在叶绿体基质中进行，因此破坏叶绿体外膜，不影响O2的产生；离体的叶绿体基质中含有与碳反应有关的酶，获得ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应，故D正确；植物生长过程中，叶绿体中色素的比例会随植物生长期、光照、温度等的变化而变化；与夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是温度降低和光照减弱。答案D2．(2011·上海生物，23)将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照8h，测得的数据见表。据表分析，决定光合作用是否发生的因素是()。植物器官光的颜色温度O2增加量甲叶红22℃120mL甲叶绿22℃15mL甲根红22℃0mL乙叶红22℃80mL乙叶绿22℃10mLA．植物种类B．光的颜色C．温度D．植物器官解析由表中信息可知，除根以外，其余各组实验均有O2的产生，说明决定光合作用是否发生的因素为植物器官。答案D3．图甲表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化，图乙表示棚内植株在B点时消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)，其中正确的是()。解析图甲AB段和CD段分别表示在凌晨0时至6时和晚上18时至24时，植物呼吸大于光合；图甲中B点之后，大棚的CO2浓度开始下降，说明B点时棚内植株光合作用的强度等于细胞呼吸的强度，即消耗的CO2总量与消耗的O2总量相等，其体积比为1∶1。答案B4．(2011·福州期末质检)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。光照相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是()。A．装置内增加的氧气来自于水B．光照强度为a时，光合作用停止C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系解析本题难度较大，考查光照强度对光合作用的影响。装置中增加的氧气来自于水在光反应中的分解；光照强度为a时，光合作用较弱，但没有停止；丙组装置中二氧化碳含量比光照前降低，原因是光照强度大，光合作用强，光合作用消耗的二氧化碳多；该图反映了光照强度对光合作用强度的影响。答案B5．(2011·江西大余中学第三次质检)研究人员发现，从蔬菜叶可提取大量的各种天然色素，这为目前市场上天然色素“供不应求”的状况提供了一条解决的途径。下列关于植物色素的说法正确的是()。A．在提取植物色素的实验中，研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是为了研磨得充分B．植物色素在植物细胞中，可能的分布部位有叶绿体、线粒体、液泡和细胞质基质C．与光合作用有关的色素只分布在叶肉细胞的叶绿体的基质片层结构的薄膜上D．因为有不同种类的植物色素的存在，才使相应植物能够表现出丰富多彩的颜色解析本题考查叶绿体的功能、叶绿体色素的有关知识，难度中等。提取叶绿体色素的过程中加入碳酸钙是为了保护色素不被破坏；细胞中叶绿体和液泡中含有色素；光合色素分布在叶绿体基粒片层的薄膜上。答案D6．下图为植物所固定的太阳能的限制因素图解，下列有关叙述中，正确的是()。A．影响植物固定太阳能的因素除了光、水、CO2、矿质营养外，还有温度和氧气B．对于所有生态系统的植物来说，水都是它们固定太阳能的一个重要限制因素C．通过取食流入下一营养级的能量只有净生产量的10%～20%D．图中的营养是指落叶和枯枝中能被植物再利用的有机营养解析影响植物固定太阳能的因素不包括氧气。对于所有生态系统的植物来说，水都是它们固定太阳能的一个重要限制因素。通过取食流入下一营养级的能量大约为总生产量的10%～20%。图中的营养是指土壤中能被植物吸收利用的矿质元素。答案B7．(2011·江南十校联考)下图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解。下列有关该图的说法中，正确的是()。A．只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用B．光合作用光反应阶段产生的氢只来自水，而呼吸作用产生的氢只来自有机物C．耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生的ATP量可能相同D．在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气解析本题考查光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化。适宜强度光照条件下，若光合作用强度大于细胞呼吸强度，则细胞呼吸产生的二氧化碳全部用于光合作用，故A不对；光合作用光反应中水的光解能产生还原氢，细胞呼吸中还原氢来自葡萄糖和水，故B不对；不同细胞若经有氧呼吸消耗等量氧气，则两种细胞通过有氧呼吸产生的ATP量是相同的，故C对；强光下，植物所有细胞呼吸消耗的氧气可能来自光合作用过程，也可能来自细胞从空气中吸收的氧气，故D不对。本题难度较大。答案C8．取一植物形态、大小、生长状况相同的四张叶片按下图进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与无机盐的正常供应，气体的移动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)。下列叙述错误的是()。A．在一定时间内，装置a中油滴不移动，光合作用与细胞呼吸不一定相等B．适宜的光照下，短时间内装置b中油滴将向左移动C．将装置c突然从光下移动到黑暗处，短时间内C3的含量上升D．可以直接利用装置b、d证明光是光合作用的必要条件解析a装置一段时间内光合作用吸收CO2体积等于释放O2的体积，有氧细胞呼吸吸收O2的体积等于释放CO2的体积，两种生理过程都不会引起气体体积的改变，所以无法根据液滴是否移动比较两个生理过程的强弱关系，故A对，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，装置内气压变小，液滴左移，故B对；将装置c突然从光下移到黑暗处，短时间内受影响的是C3的还原反应，故C3的含量上升，故C对；d装置与b装置中都不存在CO2，都不能进行光合作用，故D错。答案D9．(2011·湖南湘潭第二次模拟)右图表示高等植物体内发生的有关代谢过程，其中甲、乙、丙代表化合物，①～④表示相关过程。下列叙述正确的是()。A．乙量的改变对①无影响B．④产生的[H]和ATP可以在①受阻时维持③的进行C．只有①②③过程一定发生在细胞器中D．乙中C元素的转移途径为乙→C5→C3酸→C3糖→C6H12O6解析本题综合考查光合作用和呼吸作用的过程。①过程释放氧气，产生[H]和ATP，属于光合作用的光反应过程，在叶绿体中的类囊体上进行，甲是水；③过程消耗[H]和ATP，制造葡萄糖，属于光合作用的暗反应过程，在叶绿体基质中进行，乙是CO2。②过程氧气参与，消耗[H]，产生ATP，是有氧呼吸的第三阶段，在线粒体中进行，丙是水；④过程葡萄糖分解产生CO2，产生[H]和ATP，是有氧呼吸的第一、二阶段。CO2量的改变也会影响其还原过程，进而影响ATP的形成，影响光反应进行；①过程叶绿体中的光反应受阻，[H]和ATP减少，影响暗反应的进行，④过程是在细胞质基质和线粒体中进行，不能为光反应提供[H]和ATP；④过程中的葡萄糖产生丙酮酸是在细胞质基质中进行的；乙中C元素的转移途径为乙和C5形成C3酸，进而形成C3糖，合成C6H12O6。本题较难。答案C10．(2011·山东烟台诊断性检测)将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度/℃5101520253035光照下吸收CO2mg·h－11.001.752.503.253.753.503.00黑暗下释放CO2mg·h－10.500.751.001.502.253.003.50下列对该表数据分析正确的是()。A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快C．每天交替进行12h光照、12h黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多D．每天交替进行12h光照、12h黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍解析光照下吸收CO2的量代表的是有机物的积累量，黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量；35℃时该植物的有机物积累量为3，能正常生长；植物生长最快的温度为25℃。答案C二、非选择题(共50分)11．(15分)(2011·福建莆田质检)请据图回答下列问题。(1)叶片进行光合作用时，光反应和暗反应的场所分别是________、________。(2)在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是：________。A．外膜B．内膜C．基粒D．基质(3)某实验小组利用植物光合测定装置进行实验(如图1)，以CO2分析仪测定CO2的吸收量和释放量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响。先将上述装置置于暗处，测定单位时间内叶室中的CO2含量变化值，该变化值表示的是_______________。之后应将上述装置置于________，测定相同单位时间内叶室中的CO2含量变化值，该变化值表示的是________。在预先设定的不同温度下重复以上步骤，结果如图2所示。光照1h,30℃时光合作用固定的CO2量为________mg。最有利于植物积累有机物的温度是__________。解析(1)光合作用的暗反应在叶绿体的基质内进行，光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行。(2)光合作用的暗反应消耗能量，能量来自光反应产生的ATP，ATP的水解产生ADP和磷酸，因此基质中磷酸含量最高。(3)在暗处时植物只进行细胞呼吸，CO2分析仪的变化值是细胞呼吸过程中CO2的释放量。实验研究的是温度对细胞呼吸和光合作用的影响，因此装置还应该放在适宜强度光照的条件下测定CO2的变化。CO2的变化值是光合作用吸收的CO2量与细胞呼吸释放的CO2量的差值。光照1h,30℃时光照下吸收3.5mgCO2，细胞呼吸释放3mgCO2，因此光合作用固定的CO2量为3.5＋3＝6.5mg。有机物的积累量＝光合作用合成量－细胞呼吸消耗量，图2中25℃时光合作用合成量最大，差值也是最大，最有利于植物积累有机物。答案(1)叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质(2)D(3)细胞呼吸释放的CO2量(适宜强度的)光照下光合作用吸收的CO2量和细胞呼吸释放的CO2量之间的差值6.525℃12．(15分)(2011·苏北四市二次联考，33)某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”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)，按下图装置实验。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。请分析回答下面的问题。(1)甲、乙两组的实验变量是________，实验中需控制的无关变量主要有______________。(2)酵母菌产生CO2的场所是________。(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：①将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；②一段时间后观察________的变化。实验结果预测和结论：①如果________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；②如果________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；③________________________________________________________________________。解析(1)本实验是探究酵母