4.光合作用與細(xì)胞呼吸一、單項(xiàng)選擇題1.(2021福建福州檢測(cè))細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解,生成CO2或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過程。下圖為細(xì)胞呼吸過程簡圖,其中①~⑤為不同過程。下列敘述正確的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.原核細(xì)胞的過程①發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),真核細(xì)胞的過程③發(fā)生在線粒體基質(zhì)B.酵母菌在有氧條件下會(huì)發(fā)生圖中過程①②③,無氧條件下發(fā)生圖中過程①④⑤C.圖中[H]存在的形式主要為NADPH,過程④⑤不產(chǎn)生ATPD.過程②④⑤存在差異的主要原因之一是起催化作用的酶不同2.(2021天津檢測(cè))下圖是酵母菌細(xì)胞呼吸過程示意圖,物質(zhì)a、b表示相關(guān)代謝的最終產(chǎn)物。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.條件Y下,物質(zhì)a產(chǎn)生的場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜B.條件X下,試劑甲與酒精反應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象是溶液變成橙色C.條件X下,ATP的產(chǎn)生只發(fā)生在葡萄糖→丙酮酸的過程中D.條件Y下,葡萄糖在線粒體中被分解并產(chǎn)生物質(zhì)a和b3.(2021湖南衡陽模擬)下列關(guān)于光合作用探究歷程的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.魯賓與卡門的實(shí)驗(yàn)和卡爾文的小球藻實(shí)驗(yàn)均應(yīng)用了同位素標(biāo)記法B.恩格爾曼用極細(xì)的光束照射水綿相當(dāng)于設(shè)置了一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)C.普利斯特利第一次成功地探知植物生長需要CO2D.薩克斯采用碘蒸氣處理葉片的方法,證明了葉片在光下能產(chǎn)生淀粉4.(2021北京石景山模擬)將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下,如果在2h時(shí),將環(huán)境中某一條件改變,此時(shí),葉肉細(xì)胞中的C3、C5、ATP含量變化如圖所示。那么改變的條件是(　　)A.加強(qiáng)光照B.減弱光照C.提高CO2濃度D.降低溫度5.(2021山東青島選科測(cè)試)下圖表示測(cè)定金魚藻光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)密閉裝置,氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2濃度的變化,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同單色光對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響B(tài).加入NaHCO3溶液是為了保持容器內(nèi)一定濃度的CO2C.單位時(shí)間內(nèi),紅色光下測(cè)得的O2濃度高于自然光下測(cè)得的O2濃度D.若將此裝置放在黑暗處,可測(cè)定金魚藻的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度6.各取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的無菌葡萄糖溶液100mL,加入少許且等量的酵母菌溶液,混勻、密封,按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得甲、乙裝置中產(chǎn)生的CaCO3沉淀均為10g。撤去裝置,將兩瓶溶液用濾菌膜過濾掉酵母菌,濾液分別倒入如下U形管中。開始時(shí)液面相平,一段時(shí)間后,A、B液面產(chǎn)生的現(xiàn)象及其原因是(　　)A.A、B液面平齊,因?yàn)樯傻腃aCO3質(zhì)量相等,分解的葡萄糖也應(yīng)該相等B.A液面高于B液面,因?yàn)榧紫牡钠咸烟巧?溶液濃度大C.A液面低于B液面,因?yàn)榧走M(jìn)行有氧呼吸,分解的葡萄糖少,溶液濃度大D.A液面低于B液面,因?yàn)橐疫M(jìn)行無氧呼吸,分解的葡萄糖少,溶液濃度大二、不定項(xiàng)選擇題7.下列關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.提取葉綠體中的色素,原理是各種色素在層析液中的溶解度不同B.構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收C.葉綠體內(nèi)部巨大的膜面積為暗反應(yīng)的酶提供了附著位點(diǎn)D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的三、非選擇題8.不同油菜品種對(duì)低氧的耐受能力存在差異,研究小組利用水培技術(shù)探究低氧條件對(duì)兩個(gè)油菜品種(甲、乙)根部細(xì)胞呼吸的影響。下表為實(shí)驗(yàn)第6天根部細(xì)胞中相關(guān)物質(zhì)的含量。組　別甲品種乙品種對(duì)照組低氧組對(duì)照組低氧組丙酮酸/(μmol·L-1)0.180.210.190.34乙醇/(μmo1·L-1)2.456.002.494.00(1)丙酮酸是油菜根部細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞呼吸第　　　　　階段的產(chǎn)物,發(fā)生場(chǎng)所為　　　　　　　　　　。?(2)通過上表可知,正常氧氣條件下,油菜根部細(xì)胞的呼吸方式為　　　　　　　　　　　　　　　　;低氧條件下,根部細(xì)胞的　　　　　　　受阻。低氧條件下,　　　　品種體內(nèi)催化丙酮酸形成乙醇的酶的活性更高,判斷依據(jù)是　　　　　　　　　　　　。? (3)長期處于低氧條件下,植物根系可能變黑、腐爛的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。?9.蓮是廣泛用于觀賞和食用的植物,研究人員通過人工誘變篩選出一株蓮?fù)蛔凅w,其葉綠素含量僅為普通蓮的56%。圖1表示在25℃時(shí)不同光照強(qiáng)度下該突變體和普通蓮的凈光合速率。圖2中A、B分別表示某光照強(qiáng)度下該突變體與普通蓮的氣孔導(dǎo)度(單位時(shí)間進(jìn)入葉片單位面積的CO2量)和胞間CO2濃度(相對(duì)值)。請(qǐng)分析回答下列問題。圖1圖2(1)在2000lx的光強(qiáng)下,突變體蓮的光合作用固定CO2的速率為　　　　　　　　　　　　。?(2)據(jù)圖2分析,在該光照強(qiáng)度下　　　　(填“普通蓮”或“突變體”)在單位時(shí)間內(nèi)固定的CO2多,判斷依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)圖3是蓮葉片光合作用和細(xì)胞呼吸過程的示意圖,圖中②③代表的物質(zhì)依次是　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　,D過程中[H]代表的物質(zhì)是　　　　　　。CO2被利用的場(chǎng)所是　　　　　　,因?yàn)榇颂幙梢詾镃O2的固定提供　　　　　　　　。?圖3(4)下圖表示蓮葉片細(xì)胞的生物膜上發(fā)生的化學(xué)變化,其中含有葉綠素的是　　　　(填字母), 其名稱是　　　　　　　　　　　　,代表線粒體內(nèi)膜的是　　　　　(填字母)。?10.(2021湖南長沙期末調(diào)研)圖甲是某同學(xué)探究影響植物光合速率因素的實(shí)驗(yàn)裝置圖,圖乙表示的是線粒體和葉綠體之間物質(zhì)的交換。請(qǐng)回答下列問題。(1)圖甲裝置中隔在燈與試管之間盛水玻璃柱的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)若實(shí)驗(yàn)中每隔5min改變一次試管與玻璃柱之間的距離,隨著距離的增加,氣泡產(chǎn)生速率下降,請(qǐng)分析影響這一結(jié)果的外界因素(任寫一點(diǎn)):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)為了探究光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響,利用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:??　。?(4)在什么情況下,會(huì)出現(xiàn)圖乙所示的情況?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(5)在產(chǎn)生氣泡的情況下,請(qǐng)?jiān)趫D乙中用箭頭標(biāo)出此狀態(tài)時(shí)O2的移動(dòng)方向。參考答案4.光合作用與細(xì)胞呼吸1.D　解析過程①為細(xì)胞呼吸的第一階段,原核細(xì)胞中該過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中;過程③表示有氧呼吸第三階段,其在真核細(xì)胞中的發(fā)生場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜,A項(xiàng)錯(cuò)誤;酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳,不能產(chǎn)生乳酸,即不能進(jìn)行圖中過程④,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中[H]存在的形式主要為NADH,過程④⑤表示無氧呼吸第二階段,不產(chǎn)生ATP,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)以上分析可知,圖中過程②④⑤表示的過程不同,而不同的過程需要不同的酶催化,因此過程②④⑤存在差異的主要原因是起催化作用的酶不同,D項(xiàng)正確。2.C　解析條件Y為有氧條件,物質(zhì)a是CO2,有氧呼吸第二階段丙酮酸和水徹底氧化分解產(chǎn)生CO2,場(chǎng)所為線粒體基質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;條件X為無氧條件,甲是重鉻酸鉀溶液,在酸性的條件下,溶液由橙色變成灰綠色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;條件X為無氧條件, 無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP,即ATP的產(chǎn)生只發(fā)生在葡萄糖→丙酮酸的過程中,C項(xiàng)正確;條件Y為有氧條件,葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸,丙酮酸再進(jìn)入線粒體進(jìn)行進(jìn)一步的分解,葡萄糖不能進(jìn)入線粒體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.C　解析魯賓與卡門利用18O分別標(biāo)記H2O和CO2,卡爾文用14C標(biāo)記CO2,兩組實(shí)驗(yàn)都采用了同位素標(biāo)記法,A項(xiàng)正確;恩格爾曼用極細(xì)的光束照射水綿,照光和未照光部位相互對(duì)照,相當(dāng)于設(shè)置了一組對(duì)比實(shí)驗(yàn),B項(xiàng)正確;普利斯特利通過實(shí)驗(yàn)證明植物能凈化空氣,并沒有探知植物生長需要CO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;薩克斯采用碘液檢測(cè)淀粉的方法,確定葉片在光下能產(chǎn)生淀粉,D項(xiàng)正確。4.A　解析在光合作用過程中,CO2參與暗反應(yīng),CO2與C5生成C3,當(dāng)CO2含量突然降至極低水平時(shí),這個(gè)過程必然受阻,因而導(dǎo)致C5的含量上升和C3含量下降,C3還原成葡萄糖的過程減弱,消耗光反應(yīng)提供的ATP量也減少,使細(xì)胞中ATP含量上升。加強(qiáng)光照時(shí),光反應(yīng)加快,ATP含量上升,促進(jìn)C3的還原,生成的C5增加。在2h時(shí),當(dāng)光照增強(qiáng)以及環(huán)境中CO2含量突然降低將會(huì)導(dǎo)致圖示情況出現(xiàn),A項(xiàng)正確。5.C　解析單位時(shí)間內(nèi),自然光下測(cè)得的O2濃度高于紅色光下所測(cè)得的O2濃度,因?yàn)槿~綠體中色素除吸收紅色光外,也可吸收藍(lán)紫光等其他色光。6.B　解析有氧呼吸時(shí),每消耗一分子葡萄糖,產(chǎn)生6分子CO2,而無氧呼吸時(shí),每消耗一分子葡萄糖,產(chǎn)生2分子CO2,所以甲、乙兩裝置產(chǎn)生等量的CaCO3沉淀時(shí),甲裝置中的酵母菌進(jìn)行有氧呼吸消耗的葡萄糖少于乙裝置進(jìn)行無氧呼吸消耗的葡萄糖,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于甲、乙裝置酵母菌消耗葡萄糖的量比值為1∶3,所以甲液葡萄糖濃度高于乙液,A液面高于B液面,B項(xiàng)正確,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。7.AC　解析提取葉綠體中的色素用的是無水乙醇,因?yàn)槿~綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;植物的根是吸收無機(jī)鹽的主要器官,因此構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收,B項(xiàng)正確;光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,故暗反應(yīng)所需的酶分布在葉綠體基質(zhì)中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;葉綠素的合成需要光照,黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的,D項(xiàng)正確。8.答案(1)一　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　(2)有氧呼吸和無氧呼吸　有氧呼吸　甲　低氧時(shí),甲品種的丙酮酸含量低于乙品種,乙醇含量卻高于乙品種　(3)無氧呼吸產(chǎn)生的乙醇對(duì)根部細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用解析(1)細(xì)胞呼吸(有氧和無氧呼吸)第一階段可以產(chǎn)生丙酮酸,發(fā)生場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)根據(jù)對(duì)照組,兩個(gè)品種都有乙醇產(chǎn)生,且乙醇生成量皆低于低氧條件下,因此其呼吸方式是既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸。低氧條件下,產(chǎn)生的乙醇量增多,根部細(xì)胞無氧呼吸加強(qiáng),有氧呼吸受阻;低氧時(shí),甲品種的丙酮酸含量低于乙品種,乙醇含量卻高于乙品種,說明甲品種催化丙酮酸形成乙醇的酶的活性更高。(3)長期處于低氧條件下,無氧呼吸產(chǎn)生的乙醇會(huì)對(duì)根部細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用,所以植物根部變黑,稱為“爛根”。9.答案(1)21μmol/(m2·s)　(2)突變體　突變體的氣孔導(dǎo)度大,進(jìn)入葉片的CO2多,而胞間CO2濃度與普通蓮相近,說明突變體的光合速率較高,能較快地消耗CO2　(3)NADP+　ADP+Pi　NADH(還原型輔酶Ⅰ)　葉綠體基質(zhì)　C5和酶(4)B　類囊體薄膜　C解析(1)突變體蓮在光照強(qiáng)度為0的情況下只進(jìn)行呼吸作用,呼吸作用強(qiáng)度為2μmol/(m2·s),光照強(qiáng)度為20001x時(shí),最大凈光合作用強(qiáng)度為19μmol/(m2·s),其固定CO2(總光合速率)速率為19+2=21〔μmol/(m2·s)〕。(2)圖2中,突變體的氣孔導(dǎo)度大于普通蓮,進(jìn)入葉片的CO2多,而胞間CO2濃度突變體和普通蓮接近,說明突變體的光合速率較高,能較快地消耗CO2,說明突變體蓮利用CO2的能力高于普通蓮。(3) 據(jù)圖3分析可知,②代表的是NADP+,③代表的是ADP+Pi,D過程中[H]代表的是NADH,CO2被利用的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),用于暗反應(yīng)中和C5結(jié)合形成C3,葉綠體基質(zhì)為CO2固定提供C5和酶。(4)A圖是單糖聚合形成多糖,B圖是水的光解,發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上,C圖是有氧呼吸第三階段,D圖是ATP的水解。含有葉綠素的是B圖中的類囊體薄膜,C圖中的生物膜代表線粒體內(nèi)膜。10.答案(1)吸收燈發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的熱量,避免對(duì)試管內(nèi)水溫產(chǎn)生影響　(2)光照強(qiáng)度減弱,光合作用產(chǎn)生的O2減少(或水中CO2含量逐漸下降,光合作用產(chǎn)生的O2減少)(3)用多組相同裝置,只更換燈泡功率或只改變?cè)嚬芘c燈之間的距離,進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),根據(jù)試管中氣泡產(chǎn)生的多少,判斷光合作用速率　(4)葉肉細(xì)胞的光合速率等于呼吸速率(5)解析(1)圖甲裝置利用光源與試管之間距離的改變探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響,隔在燈與試管之間盛水玻璃柱的作用是吸收燈光的熱量,避免光的熱效應(yīng)對(duì)試管內(nèi)水溫的影響。(2)實(shí)驗(yàn)中每隔5min改變一次試管與玻璃柱之間的距離,隨著距離的增加,光照強(qiáng)度減弱,光合作用減弱,產(chǎn)生的O2減少;同時(shí)水中CO2含量逐漸下降,光合作用減弱,產(chǎn)生的O2減少,二者均會(huì)導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的速率下降。(3)探究光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響,可用多組相同的甲裝置,只更換燈泡功率或只改變?cè)嚬芘c燈之間的距離,進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(4)圖乙中,葉肉細(xì)胞既不釋放氧氣,也不吸收二氧化碳,此時(shí)葉肉細(xì)胞的光合作用速率等于呼吸作用速率。(5)產(chǎn)生氣泡,說明有氧氣的釋放,葉綠體光合作用產(chǎn)生的氧氣一部分釋放到細(xì)胞外,一部分供給線粒體利用。