1、小专题4 细胞呼吸与光合作用1.(2014漳州七校二次联考)下列物质转化过程有可能发生在人体内的是(D)A.H2O中的O转移到O2中B.CO2中的O转移到H2O中C.C6H12O6中的O转移到C2H5OH中D.H2O中的O转移到CO2中解析:光合作用过程中,H2O中的O转移到O2中,人体内CO2通过呼吸排出体外,A、B错误。人体无氧呼吸的产物是乳酸,C错误。有氧呼吸第二阶段,H2O中的O转移到CO2中,D正确。2.(2014全国卷)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是(C)A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸
2、分解提供D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析:光合作用的光反应中需ADP和磷酸合成ATP,A正确;光合作用中叶绿素可以吸收光能,不需要酶的催化,B正确;乳酸是无氧呼吸的产物,不能继续分解,人体剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用提供的,C错误;病毒无独立的代谢系统,病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供,D正确。3.(2014淄博模拟)1951年,卡尔文因发现光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液,给予实验装置不同时间(0t1t2t3t4t5)的光照,分析14CO2去向,结果见表,据表分析正确的是(C
3、)光照时间0t1t2t3t4t5分离出的放射性化合物无注:表中依次代表3磷酸甘油酸(C3H7O7P);1,3二磷酸甘油酸(C3H8O10P2);3磷酸甘油醛(C3H7O7P);己糖;C5;淀粉A.不同时间的产物为本实验的自变量B.t1时,中的3个碳原子都具有放射性C.14C的转移途径为14CO2D.只做光照时间为t5的实验,也能确定出放射性化合物出现的先后顺序解析:本实验的自变量是光照时间,因变量是放射性化合物的种类,A错误。根据表中结果只能推断出中含有放射性,但不能确定中的3个碳原子都具有放射性,B错误。根据放射性化合物出现的先后顺序可以推断出14C的转移途径,C正确。只做光照时间为t5的实
4、验,只能判断出物质中含有放射性,但不能确定其顺序,D错误。4.(2014厦门模拟)小球藻是单细胞真核藻类,在生物柴油生产方面具有应用潜力。下图表示温度对小球藻净光合速率的影响。相关叙述正确的是(D)A.3545 ,光合作用速率小于呼吸作用速率B.35 条件下,与呼吸作用有关的酶活性最小C.O2是在叶绿体的基质中通过光反应产生的D.暗反应的速率会影响O2的产生速率解析:由图分析,3545 ,光合作用速率大于呼吸作用速率。该曲线不能判断呼吸速率最小时的温度。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上。5.(2014南通二次调研)如图是细胞代谢过程中某些物质变化过程,下列叙述正确的是(A)A.真核细胞中催化过
5、程的酶都位于细胞质基质B.酵母菌细胞中过程进行的场所不同,但都能合成ATPC.过程都需要氧气的参与才能正常进行D.叶肉细胞中过程产生的ATP可用于过程中C3的还原解析:为无氧呼吸过程,真核细胞中催化该过程的酶都位于细胞质基质,A正确;酵母菌细胞中过程进行的场所是细胞质基质,(有氧呼吸第二、三阶段)进行的场所是线粒体,无氧呼吸第二阶段不合成ATP,B错误;过程不需要氧气的参与,C错误;叶肉细胞中过程产生的ATP可用于各种生命活动,过程中C3的还原所需能量是光合作用中光反应阶段产生的,D错误。6.(2014福州八中高三质检)某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶
6、的小白菜,用直径1 cm的打孔器打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉,置于光下。取100 mL三角瓶四个,编号1、2、3、4,按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修改不合理的是(B)编号实验处理30 min内上浮叶圆片数(片)叶圆片来源叶圆片数(片)自来水(mL)NaHCO3(g)1A1040022B1040163C1040344D104055A.制备的叶圆片在投入三角瓶之前可进行黑暗处理B.应将四组实验分别置于不同强度的光照条件下C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果D.自变量二氧化碳浓度的控制不严格解析:本实验观察的是叶圆片的上浮情况,所以制备的叶圆片放于黑暗
7、处进行饥饿处理,使实验现象更为准确,A正确;实验要保证单一变量,所以光照强度应相等,B错误;实验中选取的小叶圆片,分别来自四株植物,实验材料本身存在的差异,会影响实验结果,C正确;该实验中没有考虑空气中也存在CO2,也可溶解于水中,产生实验误差,D正确。7.(2014盐城一模)某实验室利用酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。定期测得的数据如图所示。下列说法中正确的是(B)A.在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为65B.甲、乙两发酵罐消耗的葡萄糖量之比为43C.甲发酵罐实验结果表明有氧气存在酵母菌无法进行无氧呼吸D.该实验证
8、明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量解析:甲发酵罐中原有6 mol氧气,则有氧呼吸产生的CO2为6 mol,又因无氧呼吸产生的酒精的总量为18 mol,则无氧呼吸产生的CO2量为18 mol,甲发酵罐总共产生CO2为24 mol。乙发酵罐只有无氧呼吸且产生的酒精总量为15 mol,所以乙发酵罐无氧呼吸产生的CO2量为15 mol。甲、乙发酵罐最终产生的CO2之比为2415=85,A错误。根据产生CO2的量计算出消耗葡萄糖的量:甲发酵罐中有氧呼吸消耗葡萄糖1 mol、无氧呼吸消耗葡萄糖9 mol,乙发酵罐消耗的葡萄糖量7.5 mol,两者之比为(1+9)7.5=43,B正确。酵母菌是
9、异养兼性厌氧型生物,从图中看出时间为2时,虽有氧气存在,酵母菌已开始无氧呼吸,C错误;因酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,所以通入过多氧气会抑制无氧呼吸,从而抑制酒精的产量,D错误。8.(2014烟台模拟)如图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。下列叙述中错误的是(B)A.曲线中a点转向b点时,叶绿体中C3浓度降低B.曲线中d点转向b点时,叶绿体中C5浓度升高C.ab段影响光合作用速率的主要因素是光照强度D.bc段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其他条件解析:CO2浓度一定时,光合作用强度在一定范围内随光照强度的增强而增强。曲线中a点转向b点时,CO2浓度不变、光照增强。由于
10、光反应产生的H、ATP增加,致使暗反应中C3消耗加快,因此C3浓度降低,A、C正确。光照强度相同时,高CO2浓度下光合作用强度高。曲线中d点转向b点时,由于CO2浓度增加,导致CO2固定增加、C5消耗加快,因此C5浓度降低,B错误。bc段接近水平趋势,光合作用强度不再受光照强度限制,此时CO2浓度和温度才是影响因素,D正确。9.(2014漳州质检)如图为在充足的CO2和25 温度条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率,已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 。下列有关叙述不正确的是(C)A.若将温度提高到30 的条件下,则图中b点将右移,c点将下移B.该植物叶片
11、全天置于图中c点的光照条件下,则吸收CO2 240 mg/(100 cm2 叶小时)C.在a点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体D.该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2叶小时)解析:在a点条件下,植物叶片只进行有氧呼吸,所以产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。10.(2014福州质检)为研究提高大棚内CO2浓度对油桃光合作用的影响,测得自然种植的大棚和人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合速率变化曲线如图。请据图分析以下正确的是(B)A.由曲线变化规律可知人工施加CO2最佳时间为10时B.78时限制光合速率的主要环境因素是光照强度C.17时叶肉细胞内产生ATP
12、部位有叶绿体、线粒体D.阴影部分面积表示两种处理的一昼夜净光合速率差解析:图中显示在8时以后,自然种植的大棚内油桃有机物积累量低于人工施加CO2的大棚内油桃有机物积累量,所以人工施加CO2最佳时间应为8时,A错误;78时光照强度逐渐加强,随着光照强度增强,油桃有机物的积累量上升,B正确;17时,叶肉细胞一定进行呼吸作用,产生ATP部位一定有线粒体和细胞质基质,C错误;阴影部分面积表示两种处理的油桃,在一昼夜时间内有机物积累量的差值,D错误。11.(2014福建四校联考)青桐木是一种多用途油料植物。研究者选取长势一致、无病虫害的青桐木幼苗随机均分为6组,用均质土壤盆栽,放在自然光照下的塑料大棚中
13、培养,每10天轮换植株的位置,测量并计算相关的数据。结果如下表。注:“+”表示施氮肥;“-”表示不施氮肥组别处理方式叶绿素光合速率土壤含水量氮肥(gcm-2)(molm-2)180%-216.0912.11280%+475.2719.26350%-323.1412.77450%+518.7814.60530%-449.0615.03630%+529.1814.09(1)每10天轮换植株的位置是为了控制实验的变量。(2)第2组与第1组对比,第4组与第3组对比,可知施氮肥处理引起光合速率上升。从表中数据分析,原因可能是,促使光反应阶段产生的增加。(3)第6组与第5组对比,可知施氮肥处理引起光合速率
14、降低。原因可能是含水量30%的土壤在施氮肥以后,土壤溶液浓度升高,根对水分的吸收减少,叶片气孔开放程度降低,导致吸收量减少,引起光合作用过程的阶段形成的产物减少。(4)本实验的目的是 。解析:(1)从表格可知,研究的自变量为含水量和是否施氮肥,而植株的位置也可能影响实验结果,所以为无关变量。(2)第2组与第1组对比,第4组与第3组对比,可知施氮肥处理引起光合速率上升。从表中数据可见,第2组的叶绿素含量高于第1组,第4组的叶绿素含量高于第3组。叶绿素的作用是吸收、传递、转化光能,所以可促使光反应阶段产生的H、ATP增加。(3)气孔开放程度降低,而CO2从气孔进入叶片,所以吸收量减少。它参与的是暗
15、反应阶段。(4)本实验的自变量为含水量和是否施氮肥,所以目的为探究土壤含水量和施氮肥对青桐木光合速率(和叶绿素含量)的影响。答案:(1)无关(2)叶绿素含量增加H、ATP(3)CO2暗反应(4)探究土壤含水量和施氮肥对青桐木光合速率(和叶绿素含量)的影响12.(2014日照二模)下面是实验小组在夏季利用某植物进行的有关生理活动实验探究,分析回答:叶片的生长情况不遮光遮光50%遮光75%幼叶长(cm)2.53.11.7幼叶宽(cm)1.72.31.0图2(1)实验小组在该植物种子吸水萌发过程中,测得的O2吸收速率、CO2释放速率的变化如图1所示。b点以后,种子细胞的呼吸方式为;a点以前,曲线低于
16、的原因是 。(2)实验小组利用幼苗在不同遮光条件下对叶绿素含量、叶片生长状况进行了检测。实验分三组:A组不遮光、B组遮光50%、C组遮光75%,测定的叶绿素含量及叶片生长的相关数值如图2所示。与A、C组相比,B组的叶绿素(填“a”或“b”)增长更快,它对光合作用的增强影响更大的原因是 。与B组相比,A组光照条件更好,光合作用应该更强,但测定的结果是B组的叶片生长更好,除了上述原因外,还可能是因为 。(3)研究发现,该植物具有特殊的固定CO2方式:夜间气孔开放,吸收CO2转化成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中的苹果酸分解释放CO2参与光合作用,如图3所示。白天,该植物进行光合作用所需的C
17、O2来源于和苹果酸的分解;如果突然降低环境中的CO2,短时间内三碳化合物的含量变化为。夜晚,该植物不能合成C6H12O6,原因是缺少暗反应所需的 。根据气孔开闭的特点,推测该植物生活在的环境中,从进化角度看,这是的结果。解析:(1)种子萌发初期,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,有氧呼吸过程产生的CO2量与消耗的氧气量相等,无氧呼吸不消耗O2但释放CO2,所以曲线代表CO2释放速率,曲线代表O2吸收速率。当曲线重合时,植物只进行有氧呼吸。(2)叶绿体中色素具有吸收、传递、转化光能的作用,其中仅有少数特殊状态下的叶绿素a能将光能进行转化。图中显示B组与A、C组相比,叶绿素a增长更快。A组与B组相比,
18、除了色素含量少以外,A组中光照太强,部分气孔关闭,CO2供应不足影响暗反应,导致光合作用不强。(3)该植物白天光合作用所需的CO2来源于苹果酸的分解和细胞呼吸。若环境中CO2浓度降低也不会影响叶肉细胞中CO2的固定。夜晚由于缺少光反应产生的ATP和H,叶肉细胞中暗反应不能进行。白天气孔关闭,减少水分的散失,使得植物更适应炎热干旱的环境,这种特性是长期自然选择形成的生物适应环境的一种表现。答案:(1)有氧呼吸有氧呼吸消耗的O2与释放的CO2相等,无氧呼吸不消耗O2但释放CO2(2)a只有一少部分叶绿素a能将吸收的光能进行转换不遮光时光照太强,部分气孔关闭,CO2供应不足影响暗反应,导致光合作用不强(3)细胞呼吸基本不变ATP和H炎热干旱自然选择
