4.光合作用与细胞呼吸一、单项选择题1.(2021福建福州检测)细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解,生成CO2或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。下图为细胞呼吸过程简图,其中①~⑤为不同过程。下列叙述正确的是( ) A.原核细胞的过程①发生在细胞质基质,真核细胞的过程③发生在线粒体基质B.酵母菌在有氧条件下会发生图中过程①②③,无氧条件下发生图中过程①④⑤C.图中[H]存在的形式主要为NADPH,过程④⑤不产生ATPD.过程②④⑤存在差异的主要原因之一是起催化作用的酶不同2.(2021天津检测)下图是酵母菌细胞呼吸过程示意图,物质a、b表示相关代谢的最终产物。下列相关叙述正确的是( )A.条件Y下,物质a产生的场所为线粒体内膜B.条件X下,试剂甲与酒精反应产生的现象是溶液变成橙色C.条件X下,ATP的产生只发生在葡萄糖→丙酮酸的过程中D.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解并产生物质a和b3.(2021湖南衡阳模拟)下列关于光合作用探究历程的叙述,错误的是( )A.鲁宾与卡门的实验和卡尔文的小球藻实验均应用了同位素标记法B.恩格尔曼用极细的光束照射水绵相当于设置了一组对比实验C.普利斯特利第一次成功地探知植物生长需要CO2D.萨克斯采用碘蒸气处理叶片的方法,证明了叶片在光下能产生淀粉4.(2021北京石景山模拟)将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下,如果在2h时,将环境中某一条件改变,此时,叶肉细胞中的C3、C5、ATP含量变化如图所示。那么改变的条件是( )A.加强光照B.减弱光照C.提高CO2浓度D.降低温度5.(2021山东青岛选科测试)下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是( )
A.该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液是为了保持容器内一定浓度的CO2C.单位时间内,红色光下测得的O2浓度高于自然光下测得的O2浓度D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的细胞呼吸强度6.各取质量分数为10%的无菌葡萄糖溶液100mL,加入少许且等量的酵母菌溶液,混匀、密封,按下图装置进行实验,测得甲、乙装置中产生的CaCO3沉淀均为10g。撤去装置,将两瓶溶液用滤菌膜过滤掉酵母菌,滤液分别倒入如下U形管中。开始时液面相平,一段时间后,A、B液面产生的现象及其原因是( )A.A、B液面平齐,因为生成的CaCO3质量相等,分解的葡萄糖也应该相等B.A液面高于B液面,因为甲消耗的葡萄糖少,溶液浓度大C.A液面低于B液面,因为甲进行有氧呼吸,分解的葡萄糖少,溶液浓度大D.A液面低于B液面,因为乙进行无氧呼吸,分解的葡萄糖少,溶液浓度大二、不定项选择题7.下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )A.提取叶绿体中的色素,原理是各种色素在层析液中的溶解度不同B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的三、非选择题8.不同油菜品种对低氧的耐受能力存在差异,研究小组利用水培技术探究低氧条件对两个油菜品种(甲、乙)根部细胞呼吸的影响。下表为实验第6天根部细胞中相关物质的含量。组 别甲品种乙品种对照组低氧组对照组低氧组丙酮酸/(μmol·L-1)0.180.210.190.34乙醇/(μmo1·L-1)2.456.002.494.00(1)丙酮酸是油菜根部细胞进行细胞呼吸第 阶段的产物,发生场所为 。 (2)通过上表可知,正常氧气条件下,油菜根部细胞的呼吸方式为 ;低氧条件下,根部细胞的 受阻。低氧条件下, 品种体内催化丙酮酸形成乙醇的酶的活性更高,判断依据是 。
(3)长期处于低氧条件下,植物根系可能变黑、腐烂的原因是 。 9.莲是广泛用于观赏和食用的植物,研究人员通过人工诱变筛选出一株莲突变体,其叶绿素含量仅为普通莲的56%。图1表示在25℃时不同光照强度下该突变体和普通莲的净光合速率。图2中A、B分别表示某光照强度下该突变体与普通莲的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度(相对值)。请分析回答下列问题。图1图2(1)在2000lx的光强下,突变体莲的光合作用固定CO2的速率为 。 (2)据图2分析,在该光照强度下 (填“普通莲”或“突变体”)在单位时间内固定的CO2多,判断依据是 。 (3)图3是莲叶片光合作用和细胞呼吸过程的示意图,图中②③代表的物质依次是 、 ,D过程中[H]代表的物质是 。CO2被利用的场所是 ,因为此处可以为CO2的固定提供 。 图3(4)下图表示莲叶片细胞的生物膜上发生的化学变化,其中含有叶绿素的是 (填字母),
其名称是 ,代表线粒体内膜的是 (填字母)。 10.(2021湖南长沙期末调研)图甲是某同学探究影响植物光合速率因素的实验装置图,图乙表示的是线粒体和叶绿体之间物质的交换。请回答下列问题。(1)图甲装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是 。 (2)若实验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间的距离,随着距离的增加,气泡产生速率下降,请分析影响这一结果的外界因素(任写一点): 。 (3)为了探究光照强度对光合速率的影响,利用图甲装置进行实验,请写出实验设计思路: 。 (4)在什么情况下,会出现图乙所示的情况? 。 (5)在产生气泡的情况下,请在图乙中用箭头标出此状态时O2的移动方向。参考答案4.光合作用与细胞呼吸1.D 解析过程①为细胞呼吸的第一阶段,原核细胞中该过程发生在细胞质基质中;过程③表示有氧呼吸第三阶段,其在真核细胞中的发生场所是线粒体内膜,A项错误;酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,不能产生乳酸,即不能进行图中过程④,B项错误;图中[H]存在的形式主要为NADH,过程④⑤表示无氧呼吸第二阶段,不产生ATP,C项错误;根据以上分析可知,图中过程②④⑤表示的过程不同,而不同的过程需要不同的酶催化,因此过程②④⑤存在差异的主要原因是起催化作用的酶不同,D项正确。2.C 解析条件Y为有氧条件,物质a是CO2,有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水彻底氧化分解产生CO2,场所为线粒体基质,A项错误;条件X为无氧条件,甲是重铬酸钾溶液,在酸性的条件下,溶液由橙色变成灰绿色,B项错误;条件X为无氧条件,
无氧呼吸只在第一阶段产生ATP,即ATP的产生只发生在葡萄糖→丙酮酸的过程中,C项正确;条件Y为有氧条件,葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸再进入线粒体进行进一步的分解,葡萄糖不能进入线粒体,D项错误。3.C 解析鲁宾与卡门利用18O分别标记H2O和CO2,卡尔文用14C标记CO2,两组实验都采用了同位素标记法,A项正确;恩格尔曼用极细的光束照射水绵,照光和未照光部位相互对照,相当于设置了一组对比实验,B项正确;普利斯特利通过实验证明植物能净化空气,并没有探知植物生长需要CO2,C项错误;萨克斯采用碘液检测淀粉的方法,确定叶片在光下能产生淀粉,D项正确。4.A 解析在光合作用过程中,CO2参与暗反应,CO2与C5生成C3,当CO2含量突然降至极低水平时,这个过程必然受阻,因而导致C5的含量上升和C3含量下降,C3还原成葡萄糖的过程减弱,消耗光反应提供的ATP量也减少,使细胞中ATP含量上升。加强光照时,光反应加快,ATP含量上升,促进C3的还原,生成的C5增加。在2h时,当光照增强以及环境中CO2含量突然降低将会导致图示情况出现,A项正确。5.C 解析单位时间内,自然光下测得的O2浓度高于红色光下所测得的O2浓度,因为叶绿体中色素除吸收红色光外,也可吸收蓝紫光等其他色光。6.B 解析有氧呼吸时,每消耗一分子葡萄糖,产生6分子CO2,而无氧呼吸时,每消耗一分子葡萄糖,产生2分子CO2,所以甲、乙两装置产生等量的CaCO3沉淀时,甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸消耗的葡萄糖少于乙装置进行无氧呼吸消耗的葡萄糖,A项错误;由于甲、乙装置酵母菌消耗葡萄糖的量比值为1∶3,所以甲液葡萄糖浓度高于乙液,A液面高于B液面,B项正确,C、D两项错误。7.AC 解析提取叶绿体中的色素用的是无水乙醇,因为叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,A项错误;植物的根是吸收无机盐的主要器官,因此构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收,B项正确;光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中,故暗反应所需的酶分布在叶绿体基质中,C项错误;叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,D项正确。8.答案(1)一 细胞质基质 (2)有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸 甲 低氧时,甲品种的丙酮酸含量低于乙品种,乙醇含量却高于乙品种 (3)无氧呼吸产生的乙醇对根部细胞产生毒害作用解析(1)细胞呼吸(有氧和无氧呼吸)第一阶段可以产生丙酮酸,发生场所是细胞质基质。(2)根据对照组,两个品种都有乙醇产生,且乙醇生成量皆低于低氧条件下,因此其呼吸方式是既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。低氧条件下,产生的乙醇量增多,根部细胞无氧呼吸加强,有氧呼吸受阻;低氧时,甲品种的丙酮酸含量低于乙品种,乙醇含量却高于乙品种,说明甲品种催化丙酮酸形成乙醇的酶的活性更高。(3)长期处于低氧条件下,无氧呼吸产生的乙醇会对根部细胞产生毒害作用,所以植物根部变黑,称为“烂根”。9.答案(1)21μmol/(m2·s) (2)突变体 突变体的气孔导度大,进入叶片的CO2多,而胞间CO2浓度与普通莲相近,说明突变体的光合速率较高,能较快地消耗CO2 (3)NADP+ ADP+Pi NADH(还原型辅酶Ⅰ) 叶绿体基质 C5和酶(4)B 类囊体薄膜 C解析(1)突变体莲在光照强度为0的情况下只进行呼吸作用,呼吸作用强度为2μmol/(m2·s),光照强度为20001x时,最大净光合作用强度为19μmol/(m2·s),其固定CO2(总光合速率)速率为19+2=21〔μmol/(m2·s)〕。(2)图2中,突变体的气孔导度大于普通莲,进入叶片的CO2多,而胞间CO2浓度突变体和普通莲接近,说明突变体的光合速率较高,能较快地消耗CO2,说明突变体莲利用CO2的能力高于普通莲。(3)
据图3分析可知,②代表的是NADP+,③代表的是ADP+Pi,D过程中[H]代表的是NADH,CO2被利用的场所是叶绿体基质,用于暗反应中和C5结合形成C3,叶绿体基质为CO2固定提供C5和酶。(4)A图是单糖聚合形成多糖,B图是水的光解,发生在叶绿体类囊体薄膜上,C图是有氧呼吸第三阶段,D图是ATP的水解。含有叶绿素的是B图中的类囊体薄膜,C图中的生物膜代表线粒体内膜。10.答案(1)吸收灯发光时产生的热量,避免对试管内水温产生影响 (2)光照强度减弱,光合作用产生的O2减少(或水中CO2含量逐渐下降,光合作用产生的O2减少)(3)用多组相同装置,只更换灯泡功率或只改变试管与灯之间的距离,进行对照实验,根据试管中气泡产生的多少,判断光合作用速率 (4)叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率(5)解析(1)图甲装置利用光源与试管之间距离的改变探究光照强度对光合作用的影响,隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是吸收灯光的热量,避免光的热效应对试管内水温的影响。(2)实验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间的距离,随着距离的增加,光照强度减弱,光合作用减弱,产生的O2减少;同时水中CO2含量逐渐下降,光合作用减弱,产生的O2减少,二者均会导致气泡产生的速率下降。(3)探究光照强度对光合速率的影响,可用多组相同的甲装置,只更换灯泡功率或只改变试管与灯之间的距离,进行对照实验。(4)图乙中,叶肉细胞既不释放氧气,也不吸收二氧化碳,此时叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率。(5)产生气泡,说明有氧气的释放,叶绿体光合作用产生的氧气一部分释放到细胞外,一部分供给线粒体利用。
