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专题能力训练四光合作用与细胞呼吸一、选择题1.(2019全国理综)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自()A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气答案:A解析:黄瓜幼苗在光照等适宜的环境中由20g长到40g,是同化作用大于异化作用的结果,增加的质量来自吸收的水、矿质元素以及通过光合作用将水和空气中的CO2转化成的有机物。2.(2018天津实验中学考试)下图是人体内不完整的细胞呼吸示意图,下列有关叙述正确的是()A.细胞内产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体B.在有氧条件下,过程将受到抑制C.与过程相比,前者能够彻底分解有机物D.过程产生的ATP最多,过程需要水的参与答案:C解析:人体细胞有氧呼吸会产生CO2,其场所为线粒体基质;无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2。因此,人体细胞内产生CO2的场所为线粒体,A项错误。过程为无氧呼吸第二阶段,过程为有氧呼吸第二阶段,在有氧条件下,过程会受到抑制,但有利于过程的进行,B项错误。为有氧呼吸,为无氧呼吸,有氧呼吸能彻底分解有机物,C项正确。过程为有氧呼吸的第三阶段,产生的ATP最多,过程为有氧呼吸的第二阶段,需要水的参与,D项错误。3.离体叶绿体在光照下稳定地进行光合作用时,如果中断CO2的供应,下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图,正确的是()答案:B解析:离体叶绿体在光照下稳定地进行光合作用时,突然中断CO2的供应,会使C3合成减少,一段时间内暗反应逐渐减弱,其消耗的ATP也逐渐减少,故ATP相对含量逐渐增加;随着暗反应的减弱,光反应也逐渐减弱,故叶绿体内O2含量逐渐减少。4.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如下图所示。下列叙述错误的是()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B.叶温在3650 时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25 时,植物甲的光合速率与细胞呼吸速率的差值不同于植物乙的D.叶温为35 时,甲、乙两种植物的光合速率与细胞呼吸速率的差值均为0答案:D解析:植物光合作用所需能量都来自太阳能,A项正确。据图可知,叶温在3650时植物甲的净光合速率大于植物乙,B项正确。植物光合速率与细胞呼吸速率的差值即为净光合速率。叶温在25时植物甲的净光合速率比植物乙小,C项正确。叶温在35时,植物甲和植物乙的净光合速率相等,且都大于零,D项错误。5.(2019湖南六校联盟联考)下图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程。图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是()A.在元素转移途径中,与、与表示的生理过程相同B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是(或)D.ATP中的化学能可以转变为有机物中的化学能,而不能转变为光能答案:D解析:和都表示光反应中水分子在光照下的分解,和都表示有氧呼吸第三阶段中O2与H反应生成水,A项正确。小麦根尖成熟区细胞中有线粒体,没有叶绿体,因而可以发生有氧呼吸过程(可以发生的生理过程有),但不能进行光合作用,B项正确。在有氧呼吸过程中,产生能量最多的是第三阶段,即(或),C项正确。ATP中的化学能可以转变为有机物中的化学能,也可以转变为光能,如萤火虫发光由ATP供能,D项错误。6.下图是绿色植物叶肉细胞内部分生命活动示意图,其中表示生理过程,A、B、C、D表示物质。下列相关分析错误的是()A.在生物膜上发生的生理过程有和B.过程均发生在细胞质基质中C.A和B分别表示丙酮酸和HD.有氧呼吸包括图中的过程答案:B解析:图中是有氧呼吸第一阶段,是有氧呼吸第二阶段,是有氧呼吸第三阶段,是光合作用的光反应,是光合作用的暗反应;A是丙酮酸,B是NADH(或H),C是ADP、Pi和NADP+,D是ATP和NADPH(或H),C、D两项正确。有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行,光反应在类囊体薄膜上进行,A项正确。有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行,暗反应在叶绿体基质中进行,B项错误。7.下图曲线表示某植物在恒温30 、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,下列叙述错误的是()A.与B点相比较,C点时叶肉细胞中C3的含量降低B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中H合成速率将会变小,C点向左下方移动C.当光照强度为X点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.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 ,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ,图中A点将向上移动,B点将向右移动答案:D解析:与B点相比较,C点时光照强度增强,光反应产生的H、ATP增多,此时CO2固定速率不变,C3还原速率增强,所以C点时C3含量降低,A项正确。若CO2浓度降低,合成的C3减少,随之消耗的H、ATP减少,所以H合成速率减慢,C点向左下方移动,B项正确。光照强度为X时,叶肉细胞既可以进行光合作用也可以进行有氧呼吸,所以此时细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,C项正确。温度由30调节到25时,光合作用速率增强、呼吸作用速率降低,所以A点向上移动,B点向左移动,D项错误。8.下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下,某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞呼吸速率曲线(用CO2吸收量或产生量的相对值表示)。下列叙述错误的是()A.光合作用中温度主要影响暗反应阶段B.光合作用、细胞呼吸都受到温度的影响,其中与细胞呼吸有关的酶的适宜温度更高C.温度在30 左右时真正光合作用速率最大D.若温度保持在25 ,长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,该植物不能正常生长答案:D解析:光合作用暗反应阶段需要更多的酶参加,因此温度主要影响暗反应阶段,A项正确。由图示可知光合作用最适温度为30,呼吸作用最适温度为40,B项正确。由图示可知温度为30时,净光合作用速率与细胞呼吸速率之和最大,C项正确。温度保持在25时,12h光照条件下净光合速率相对值为4,12h黑暗条件下的呼吸速率相对值为2.5,两者差值大于0,因此该植物能正常生长,D项错误。9.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和细胞呼吸的影响(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CO2吸收量(mgh-1)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中CO2释放量(mgh-1)0.500.751.001.502.253.003.50下面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20 时该植物生长得最快C.每天光照12 h,20 时该植物积累有机物最多D.每天光照12 h,30 时积累的有机物是10 时的2倍答案:C解析:根据表格数据,光照下吸收CO2的量代表净光合速率,黑暗中释放CO2的量代表呼吸速率,因此净光合速率=总光合速率-呼吸速率。如果昼夜不停地光照,在35时该植物能生长,A项错误。最适合植物生长的温度是25,B项错误。如果每天光照、黑暗各进行12h,则植物积累的有机物的量=12净光合速率-12呼吸速率,则在温度为20时,该植物积累的有机物为3.2512-1.5012=21(mg),为同种条件下最多,C项正确。30时每天交替进行12h光照,12h黑暗,有机物积累是10时的一半,D项错误。10.某科研小组为探究环境因素对光合作用的影响,进行了相关实验。取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,并将相同数量的叶圆片分别放入AD四组烧杯中,在25 环境中进行实验,实验内容与结果见下表。组别烧杯中的液体成分处理条件检测结果A富含CO2的水光照+B富含CO2的水黑暗-C富含CO2的葡萄糖溶液光照+D富含CO2的葡萄糖溶液黑暗+注“+”表示检出淀粉,“+”表示检出淀粉含量较高,“-”表示未检出淀粉。下列说法错误的是()A.去除植物叶片中淀粉的方法可以是不照光,进行饥饿处理B.离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉C.淀粉合成所需直接能源物质只能来自光反应阶段D.若仅将D组CO2替换成N2,可推测叶片中仍有淀粉答案:C解析:去除植物叶片中淀粉的方法可以是不照光,进行饥饿处理,通过细胞呼吸消耗有机物,A项正确。由C、D组可知,离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉,B项正确。淀粉合成所需直接能源物质既可来自光反应阶段,又可来自细胞呼吸,C项错误。若仅将D组CO2替换成N2,可推测叶片中仍有淀粉,因为离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉,D项正确。二、非选择题11.(2018全国理综)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如下图所示,据图回答问题。(1)从图可知,A叶片是树冠(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是。(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是。答案:(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片(2)暗(3)无水乙醇解析:(1)据图可知,相同光照强度下,两种叶片净光合速率有所不同,且A叶片达到净光合速率最大值时的光照强度小于B叶片达到净光合速率最大值时的光照强度,所以A叶片是树冠下层的叶片。(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,说明光合作用的光反应不变,光反应产生的ATP和NADPH不变,A叶片净光合作用速率下降的原因是暗反应受到抑制。(3)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以常用无水乙醇提取绿叶中的叶绿素。12.光合作用和细胞呼吸是植物的重要生命活动,结合有关知识回答下列问题。(1)以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如下表所示:温度/51020253035光照条件下CO2吸收量(mgh-1)11.83.23.73.53黑暗条件下CO2释放量(mgh-1)0.50.7512.333.5温度由25 升高到30 时,光合作用制造有机物的速率(填“增大”或“减小”)。假设细胞呼吸昼夜不变,植物在25 时,一昼夜中给植物光照15 h,则一昼夜积累的有机物的量为。(2)如果用下图所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系,且测量指标为装置中O2含量的变化,则该装置需要进行适当修改,具体修改措施是。为使测得O2的变化量更精确,还应再设置一对照装置,对照装置的容器和小烧杯中应分别放入。答案:(1)增大34.8 mg(2)将小烧杯中的蒸馏水换成CO2缓冲液(或碳酸氢钠溶液)死的植物幼苗和CO2缓冲液(或碳酸氢钠溶液)解析:(1)光照条件下CO2的吸收量是光合作用的净吸收量,黑暗条件下只进行细胞呼吸。温度由25升高到30时,光合作用制造有机物的速率由6mg/h增加到6.5mg/h。25时,一昼夜中给植物光照15h,植物一昼夜积累的有机物的量为3.715-92.3=34.8(mg)。(2)要探究光照强度与光合速率的关系,必须满足植物进行光合作用的条件,小烧杯中的蒸馏水应换成CO2缓冲液或碳酸氢钠溶液,为植物提供CO2;设置对照实验的主要目的是排除外界因素变化导致液滴移动对实验结果的干扰,因此,对照组中应放死的植物幼苗和CO2缓冲液(或碳酸氢钠溶液)。- 7 -
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