届二轮光合作用与细胞呼吸专题卷全国通用Word格式.docx
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D.物质①为CO2,其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的
解析:
选D。
葡萄糖分解成丙酮酸的过程为有氧呼吸第一阶段,在细胞质基质中进行,不属于内环境,A错误;
由图可知,有氧呼吸第二阶段包括图中“丙酮酸→C-C”和“阶段B”两个过程,因此,阶段B不能等同于有氧呼吸第二阶段,B错误;
阶段C释放的能量一部分用于ATP的合成,一部分以热能的形式散失,C错误;
图中物质①和②分别代表CO2和H2O,而CO2跨膜运输的方式为自由扩散,由此可知,线粒体基质中的CO2浓度应高于细胞质基质中的,D正确。
4.(2017·
湖南衡阳一模)为研究影响线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(注:
图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。
下列分析错误的是( )
A.过程①有水的生成
B.加入的呼吸底物是葡萄糖
C.过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足
D.过程②比⑤耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足
选B。
线粒体是有氧呼吸第二和第三阶段的场所,其中第三阶段有水的生成,因此过程①有水的生成,A正确;
线粒体不能利用葡萄糖,只能将丙酮酸进一步氧化分解,因此加入的底物应该是丙酮酸,B错误;
过程④氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,过程⑤氧气浓度的下降速度加快,说明④比③耗氧速率低的主要原因是ADP数量少,C正确;
分析题图可知,过程②加入ADP氧气浓度下降较慢,加入呼吸底物后氧气浓度下降速度加快,由于氧气的作用是与[H]结合形成水,因此限制过程②氧气浓度降低的因素可能是[H];
加入ADP后,过程⑤氧气浓度降低的速度加快,说明该过程限制氧气与还原氢结合的因素是ADP的量,因此②比⑤耗氧速率低的主要原因是底物[H]不足,D正确。
5.科学家往小球藻培养液中通入14CO2后,分别给予小球藻不同时间的光照,结果如表所示:
实验组别
光照时间(s)
放射性物质分布
1
2
大量3磷酸甘油酸(三碳化合物)
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有机酸等
根据上述实验结果分析,下列叙述错误的是( )
A.小球藻没有叶绿体,CO2的固定是在细胞质基质中发生的
B.每组光照后需立即将小球藻进行处理使酶失活才能测定放射性物质分布
C.本实验研究的是卡尔文循环
D.实验结果说明光合作用产物除糖类外还有其他有机物
选A。
小球藻是真核生物,细胞中有叶绿体,CO2的固定是在叶绿体基质中进行的,A错误;
暗反应在撤去光照后仍能进行一段时间,每组实验光照后如果不经过处理使酶失活,则待检测物质会很快转化为其他物质,使检测到的放射性物质的分布会改变,B正确;
表中放射性物质均是在暗反应中形成的,因此,本实验研究的是卡尔文循环,C正确;
表中实验组3说明,光合作用的产物除了糖类(CH2O)之外,还有非糖物质,如氨基酸、有机酸等,D正确。
6.如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程,下列相关叙述正确的是( )
A.叶黄素缺失突变体与正常植株相比,若给予红光照射,则光吸收差异显著
B.过程Ⅱ为暗反应,在类囊体薄膜上产生的2和3只能用于暗反应还原C3
C.若降低周围环境中的CO2浓度,则释放O2的速率不变
D.若该细胞净光合速率大于0,推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加
叶黄素主要吸收蓝紫光,因此给予红光照射,叶黄素缺失突变体与正常植株相比,光吸收差异不显著,A错误;
图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示暗反应,2表示ATP,3表示[H],过程Ⅰ为过程Ⅱ提供ATP和[H],B正确;
CO2供应减少,直接影响CO2的固定(C3的生成量减少),而短时间内不影响C3的还原(C3的消耗量不变),因此导致C3含量减少,C3还原利用的ATP和[H]减少,进而导致光反应减弱,因此释放O2的速率减小,C错误;
该细胞为叶肉细胞,若该叶肉细胞净光合速率大于0,只能推出该细胞此刻有有机物的积累,不能推断出整个植株的有机物含量变化,D错误。
7.(2017·
苏北三市高三三模)下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。
相关叙述正确的是( )
A.发生在生物膜上的过程有②③④
B.人体细胞中也可发生的过程有②④
C.过程①③都消耗ATP
D.过程①消耗的CO2普遍少于②产生的CO2
据图分析,②表示有氧呼吸第一、二阶段,发生在细胞质基质和线粒体基质中,③表示光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,④表示有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜,A错误;
根据以上分析可知,②④表示有氧呼吸,人体可以发生,B正确;
过程③产生ATP,C错误;
一般情况下,高等植物细胞的光合作用大于呼吸作用,即图中的过程①消耗的CO2一般大于②产生的CO2,D错误。
8.(2017·
北京朝阳区高三模拟)百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。
如图为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析错误的是( )
A.图中B物质可能是葡萄糖
B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2
C.PEP、RuBP均能与CO2结合
D.夜间细胞液pH可能会下降
在有氧呼吸过程中,进入线粒体的是丙酮酸,而不是葡萄糖,A错误;
由图可知,光合作用(叶绿体)中CO2的来源有两个,一是来自线粒体,二是来自细胞质基质,B正确;
由图可知,CO2与PEP或RuBP结合分别形成OAA或PGA,C正确;
液泡内的液体称为细胞液,夜间时苹果酸进入液泡中,使细胞液pH下降,D正确。
9.三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。
如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是( )
A.与11:
00时相比,13:
00时叶绿体中合成C3的速率相对较高
B.14:
00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少
C.17:
00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
与11:
00时胞间CO2浓度较低,叶绿体中合成C3的速率相对较低,A错误;
14:
00后,叶片的净光合速率下降,但净光合速率仍然大于0,植株还在积累有机物,故植物积累有机物的量还在增加,B错误;
17:
00后胞间CO2浓度快速上升,是由于光照减弱,ATP、NADPH产生减少,C3的还原减弱,暗反应速率也降低,C错误;
叶片净光合速率第一次下降是由于胞间CO2浓度降低,第二次下降是由于光照强度减弱,D正确。
10.如图为某植物叶肉细胞在相同温度、不同光照强度下,单位时间内CO2释放量和O2产生量的变化柱状图。
下列相关叙述,正确的是( )
A.光照强度为a时,该植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器有两种
B.光照强度为b时,该植物叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
C.光照强度为c时,叶绿体消耗的CO2量与线粒体产生的CO2量相等
D.光照强度为d时,该植物叶肉细胞光合速率与呼吸速率的比为3∶4
选C。
光照强度为a时,该植物叶肉细胞CO2释放量的相对值为6、O2产生量的相对值为0,说明该植物叶肉细胞只进行呼吸作用,故该植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器只有线粒体,A错误;
光照强度为b时,该植物叶肉细胞CO2释放量的相对值为3,即呼吸速率大于光合速率,B错误;
光照强度为c时,该植物叶肉细胞O2产生量的相对值为6,而CO2释放量的相对值为0,说明叶绿体消耗的CO2量与线粒体产生的CO2量相等,C正确;
光照强度为d时,该植物叶肉细胞光合速率的相对值为8,而呼吸速率的相对值为6,即光合速率与呼吸速率的比为4∶3,D错误。
11.在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(如表所示)。
下列分析正确的是( )
物种
指标
马尾松
苦槠
石栎
青冈
光补偿点
(μmol·
m-2·
s-1)
140
66
37
22
光饱和点
1425
1255
976
924
注:
光补偿点为光合速率等于呼吸速率时的光强;
光饱和点为达到最大光合速率所需的最小光强。
A.光强大于140μmol·
s-1,马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体
B.光强小于1255μmol·
s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度
C.森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量
D.在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,青冈的种群密度将会增加
由表格信息可知,青冈的光补偿点较低,因而更适应弱光环境,在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,青冈的种群密度将会增加,D项正确。
12.(2017·
太原诊断)对胡萝卜幼苗在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定,结果如表所示,下列对结果的分析不合理的是( )
光照强度(klx)
O2变化量
(mg/h)
温度
5
10
10℃
-0.5
+3.0
+4.0
20℃
-1
+2.0
+5.0
A.在20℃时,用5klx光照胡萝卜幼苗,胡萝卜幼苗叶肉细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体及细胞质基质
B.在20℃时,分别用10klx和5klx光照胡萝卜幼苗10小时,再黑暗14小时,光合作用积累的葡萄糖量前者比后者多28.125mg
C.在10℃时,用5klx光照胡萝卜幼苗10小时,胡萝卜幼苗所有叶肉细胞产生的氧气为35mg
D.在10℃时,用10klx光照胡萝卜幼苗4.8小时后,再将胡萝卜幼苗转入20℃黑暗环境19.2小时,氧气变化量为0
黑暗中氧气的吸收量代表呼吸速率,光下测定的氧气的释放量是净光合速率,在20℃时,用5klx光照胡萝卜幼苗,净光合速率大于0,则胡萝卜幼苗叶肉细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体及细胞质基质,A正确;
在20℃时,分别用10klx和5klx光照10小时,再黑暗14小时,氧气增加量分别是5×
10-1×
14=36mg、2×
14=6mg,前者比后者多释放氧气30mg,换算为葡萄糖则为28.125mg,B正确;
在5klx光照条件下10小时,10℃时光合作用产生的O2总量是(3.0+0.5)×
10=35mg,此35mg氧气为整个幼苗光合作用产生的氧气总量,大于幼苗所有叶肉细胞产生的氧气量,C错误;
在10℃、10klx光照4.8小时,积累氧气4×
4.8=19.2mg,20℃黑暗环境19.2小时,消耗氧气1×
19.2=19.2mg,氧气变化量为0,D正确。
13.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。
图甲表示该植物在25℃时光合作用强度与光照强度的关系,图乙表示该植物在30℃时CO2浓度与光合作用强度的关系,则在探究条件变化时对曲线的影响说法正确的是( )
A.温度从25℃提高到30℃,b点左移,c点右移
B.升高CO2浓度,b点左移,c点左移
C.温度从30℃降到25℃,e点不变,f点左移
D.增大光照强度,e点左移,f点向右上方移动
图甲植物处于25℃环境中,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℃,则温度从25℃提高到30℃,光合作用速率下降,呼吸作用速率上升,因此需增大光照强度提升光合作用速率,才能使光合作用速率=呼吸作用速率,故b点右移;
由于光合作用酶活性降低,光合作用速率下降,因此达到饱和所需要的光照强度降低,即c点向左下方移动,A项错误。
光合作用速率增大,达到最大光合作用速率所需的光照强度增大,故c点向右上方移动,B项错误。
图乙中e点CO2浓度条件下,光合作用速率=呼吸作用速率,温度从30℃降到25℃,光合作用速率上升,呼吸作用速率下降,因此需减小CO2浓度降低光合作用速率,才能使光合作用速率=呼吸作用速率,故e点左移;
光合作用速率上升,达到最大光合作用速率所需CO2浓度增大,故f点向右上方移动,C项错误。
图乙中,增大光照强度,光合作用速率增大,需降低二氧化碳浓度才能使光合作用速率=呼吸作用速率,因此e点左移;
光合作用速率增大,需通过增加二氧化碳浓度才能使光合速率达到最大,故f点向右上方移动,D项正确。
14.(2017·
高考全国卷Ⅱ)如图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是______、______、________、________,[H]代表的物质主要是____________________________________________。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是________________________________________________________________________。
[解析]
(1)由分析可知,图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2;
②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP+;
③是生成ATP的原料ADP+Pi;
④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5;
图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。
(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧,导致细胞进行无氧呼吸。
[答案]
(1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:
还原型辅酶Ⅰ)
(2)C和D
(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
15.植物细胞的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的O2,这属于植物细胞光呼吸的重要环节,如图所示为植物细胞光合作用和光呼吸的部分过程。
(1)图中加氧反应发生的场所是________;
已知光合作用的中间产物有C3,则光呼吸对应的中间产物包括________和________。
(2)研究发现,催化羧化反应和加氧反应的是同一种羧化酶,而且CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点,当细胞中O2浓度升高时,羧化反应会____________,从而导致植物积累有机物的速率________;
对于绿色植物而言,光合作用、细胞呼吸和光呼吸三种生理过程,只能在光下进行的有:
________________。
(3)若在理想状态下,绿色植物的叶肉细胞不进行光呼吸,则将理想状态下的一株植物移至具有高浓度O2的环境中,则其叶肉细胞的叶绿体中C5含量将________(填“升高”或“降低”)。
(1)由图可知,植物细胞中羧化反应和加氧反应均是在羧化酶的催化作用下进行的,因此,两者发生的场所均为叶绿体基质;
光呼吸时,C5与高浓度O2发生加氧反应,生成C3和C2,因此,光呼吸的中间产物包括C3和C2。
(2)根据题干信息可知,当O2浓度升高时,羧化酶催化加氧反应的速率加快,而羧化反应会受抑制;
由于光呼吸速率加快,从而影响了光合作用合成有机物的速率,因此,植物积累有机物的速率减小;
光合作用和光呼吸必须在光照条件下进行,而细胞呼吸在光下或黑暗中都可以进行。
(3)在高浓度O2条件下,部分C5通过加氧反应生成C3和C2,而C2进入线粒体进行有氧呼吸,不再还原产生C5,从而使C5含量降低。
答案:
(1)叶绿体基质 C3 C2(两空顺序可颠倒)
(2)减弱(或受抑制) 减小 光合作用和光呼吸
(3)降低
16.(2017·
高考全国卷Ⅰ)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。
已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。
回答下列问题:
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。
培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是______________________________________________
________________________。
甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
(1)甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养,培养后两种植物的光合速率都降低的原因是植物在光下光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,总体上两种植物都要从小室中吸收CO2,因此,小室中的CO2浓度会降低,从而影响两种植物的光合速率。
从题干获知,甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物,因此,当甲种植物的净光合速率为0时,对于乙种植物来说,外界的CO2浓度是超过其CO2补偿点的,乙种植物的光合速率一定大于呼吸速率,即净光合速率大于0。
(2)甲种植物在光下经光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水发生在有氧呼吸过程中,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加。
[答案]
(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低 大于0
(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加
17.(2016·
高考全国卷Ⅰ)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。
培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是______________。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高__________________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。
根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________
[解析]
(1)当光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增大而增大,因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。
(2)b光照强度下,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,说明此时限制光合作用的因素不是光照强度,应是CO2浓度或温度,因此要提高甲组的光合作用强度,可以考虑的措施是适当提高CO2浓度。
(3)由题图可知,经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组,若是由遗传物质改变造成的,则可遗传给子代,即子代在甲组条件下光合速率低于甲组,若是由低光照引起的,遗传物质不变,则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。
当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时,其光合作用曲线与甲组的相同,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。
[答案]
(1)光照强度
(2)CO2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的
18.(2017·
山东济宁一模)生物制氢有良好的发展前景,[H]在产氢酶的作用下可以产生H2,产氢酶对O2敏感。
下面是利用生物制H2的两种方法。
(1)真核生物绿藻在光照条件下可以产生H2。
绿藻在光照条件下产生[H]的场所是__________________________。
绿藻产H2是生物代谢的一种调控结果,当细胞代谢活动平衡时,绿藻细胞内参与反应的C3的含量________(填“小于”“大于”或“等于”)C5的含量。
产H2会导致绿藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因________________________________________________________________________
(2)一些厌氧微生物在黑暗环境下,能将多种有机物发酵成各种有机酸,同时产生大量的H2。
与上述绿藻制氢方法相比,这种方法制H2的优点是_____________________________________________________________________________。
在厌氧微生物产H2过程中无氧呼吸也会影响产氢酶的活性,其原因是:
______________________
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