小專題5細胞呼吸與光合作用

小專題5 細胞呼吸與光合作用1.(2016·海南卷,10)下列敘述錯誤的是( C )A.溫度和光照會影響 CO2的同化速率B.光合作用中O2的產生發(fā)生在光反應階段C.光反應產生的ATP和NADPH不參與暗反應D.土壤中的硝化細菌可利用 CO2和H2O合成糖解析:光反應產生的ATP和NADPH為暗反應提供能量和還原劑。2.(2016·甘肅會寧月考)下列有關細胞呼吸的敘述正確的是 ( C )A.無氧、干燥的環(huán)境細胞呼吸最弱 ,有利于果蔬貯藏B.水稻根部主要進行無氧呼吸 ,以適應缺氧環(huán)境C.用玉米經酵母菌發(fā)酵產生酒精來代替汽油 ,主要利用了酵母菌的無氧呼吸D.馬拉松比賽中人體主要是從分解有機物產生乳酸的過程獲得能量解析:低溫、低氧、干燥的環(huán)境細胞呼吸最弱,有利于果蔬貯藏;水稻根部主要進行有氧呼吸,但在缺氧時也能進行無氧呼吸,以適應缺氧環(huán)境;馬拉松比賽中人體主要進行有氧呼吸,從分解有機物產生二氧化碳和水的過程中獲得能量,但也能進行無氧呼吸,從產生乳酸的過程中獲得少量能量。3.(2016·福建福安一中期中)用同位素標記法研究光合作用和有氧呼吸過程中氧原子的來龍去脈 ,下列錯誤的結論是( D )A.光合作用的產物 O2中的O全部來自原料中的 H2OB.光合作用的產物 C6H12O6中的O全部來自原料中的 CO2C.有氧呼吸的產物 H2O中的O全部來自原料中的 O2D.有氧呼吸的產物 CO2中的O全部來自原料中的 C6H12O6解析:葡萄糖分解生成的丙酮酸 ,和水反應生成CO2和[H],故CO2的氧原子來自葡萄糖和水。有人做過這樣的實驗:把葉綠體懸浮液在無CO2條件下光照,發(fā)現(xiàn)能短暫釋放O2,接著把懸浮液移到暗處并供給CO2,可檢測到有糖的凈合成。以下敘述錯誤的是(C)A.實驗結果可說明 O2釋放和CO2固定是可以暫時分離的+B.實驗結果中O2釋放只能短暫進行,根本原因是ADP和NADP等不能及時供應+C.實驗過程中有光時ATP/ADP比值會下降,暗處時NADPH/NADP比值會上升D.正常機體暗反應若要持續(xù)進行必須持續(xù)光照解析:題干中實驗現(xiàn)象的描述說明光反應和暗反應是可以暫時分離的;光反應和暗反應之間就是通過ATP和NADPH聯(lián)系的,光照但無CO2會導+致不斷消耗ADP和NADP來合成ATP和NADPH,但無法消耗ATP和NADPH,+因此導致光反應的反應物 ADP和NADP不能及時持續(xù)供給,從而限制光反應,使O2無法繼續(xù)釋放,當有光無CO2時,ATP合成,ADP消耗,ATP/ADP+比值會上升,相反在暗處,NADPH/NADP比值會下降;暗反應若要持續(xù)進行,必須要持續(xù)光照產生 ATP和NADPH。CO2量如圖裝置可用于測定動物的呼吸速率。下列關于該裝置的敘述錯誤的是(D)A.試管內加入的試劑是 NaOH溶液溫水的作用是使瓶內溫度相對穩(wěn)定C.實驗中細玻璃管內的紅墨水向右移動D.該裝置直接測定動物呼吸釋放的解析:該裝置通過瓶內的氣壓變化來測定動物的呼吸速率。由于呼吸作用過程中有CO2和O2兩種氣體的變化,因此通過在試管內放 NaOH等溶液來吸收CO2,消除CO2對瓶內氣壓的影響,測出動物呼吸時所消耗的O2量,而不是直接測得動物呼吸時所釋放的CO2量。將廣口瓶放入盛有溫水的水槽內是為了使瓶內溫度恒定,防止溫度對細胞呼吸的影響;由于動物呼吸消耗O2會讓瓶內的氣壓降低,因此紅墨水會向右移動。6.(2016·江西師大附中聯(lián)考)如圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時,CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關敘述錯誤的是( C )A.氧濃度為d時貯藏的該植物非綠色器官不易變味B.氧濃度為c時,釋放的CO2最少,總呼吸強度最弱C.氧濃度為b時,無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的4倍D.氧濃度為a時,只有無氧呼吸,不存在有氧呼吸解析:植物的非綠色器官只進行呼吸作用不進行光合作用,氧濃度為a時,無O2的吸收,但有較多CO2的釋放,說明植物進行較強的無氧呼吸,不存在有氧呼吸;氧濃度為b時,CO2釋放量為8,O2吸收量為3,植物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸 ,O2吸收量為3,則有氧呼吸消耗葡萄糖為0.5,

釋放的

CO2為

3,進而可得出無氧呼吸釋放的

CO2為

8-3=5,

無氧呼吸消耗葡萄糖為

2.5,

無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的

5倍;氧濃度為c時,釋放的CO2最少,表明此時總呼吸強度最弱 ,一般用于此氧氣濃度下儲存瓜果蔬菜等,消耗有機物最少;氧濃度為d時,CO2釋放量和O2吸收量相等,表明植物只進行有氧呼吸,不進行無氧呼吸,呼吸產物只是CO2和水,此時貯藏的該植物非綠色器官不易變味。7.(2016·北京卷,5)在正常與遮光條件下向不同發(fā)育時期的豌豆植1414株供應2C的量。兩類CO,48h后測定植株營養(yǎng)器官和生殖器官中器官各自所含14C量占植株14C總量的比例如圖所示。與本實驗相關的錯誤敘述是 ( C )A.14CO2進入葉肉細胞的葉綠體基質后被轉化為光合產物B.生殖器官發(fā)育早期,光合產物大部分被分配到營養(yǎng)器官C.遮光70%條件下,分配到生殖器官和營養(yǎng)器官中的光合產物量始終接近D.實驗研究了光強對不同發(fā)育期植株中光合產物在兩類器官間分配的影響解析:光合作用的暗反應階段在葉綠體基質中進行 ,消耗CO2生成有機物;由圖可看出,生殖器官發(fā)育早期,正常光照和遮光70%條件下,營養(yǎng)器官中所含14C總量的比例均高于生殖器官,由此可推出,該時期光合產物大部分被分配到營養(yǎng)器官;由圖可知,遮光70%條件下,生殖器官發(fā)育的1～2時期,分配到生殖器官中的光合產物量遠小于分配到營養(yǎng)器官中的光合產物量;由圖可知,該實驗的自變量是光照強度和生殖器官的發(fā)育時期,因變量是兩類器官各自所含14C量占植株14C總量的比例,用該比例來表示光合產物在兩類器官中的分配情況。8.(2016·河南鄭州二模)將生長發(fā)育狀況相同的某經濟作物分為兩組,Ⅰ組用遮光網處理以降低光照強度,Ⅱ組不做處理,分別測定凈光合速率的日變化情況,結果如圖。下列分析正確的是(D)A.Ⅰ組植株體內有機物含量最少的時間點是aB.圖中b、c時間點產生ATP的場所不同C.Ⅱ曲線f點比e點葉綠體內ATP的含量低D.由Ⅰ曲線的d—g段和Ⅱ曲線的 e—d—f—g段的對比可以看出,影響葉片氣孔關閉的主要外因是光照強度解析:圖示縱坐標表示凈光合速率,c點之前,Ⅰ組植物的凈光合速率都小于零,則不斷消耗有機物,c點時有機物最少。b、c點都既進行光合作用又進行細胞呼吸,故產生ATP的場所都是線粒體和葉綠體以及細胞質基質;f點時,氣孔關閉,CO2供應減少,C3含量減少,C3還原速率減慢,光反應產生的ATP積累,ATP含量比e點高;Ⅱ曲線中e—d—f段凈光合速率下降的主要原因是氣孔關閉,與Ⅰ曲線d—g段對比可以看出,影響氣孔關閉的主要外界因素是光照強度。9.(2016·全國Ⅱ卷,31)BTB是一種酸堿指示劑。BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍變綠再變黃。某同學為研究某種水草的光合作用和呼吸作用 ,進行了如下實驗:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍色溶液

,并向溶液中通入一定量的

CO2使溶液變成淺綠色,

之后將等量的淺綠色溶液分別加入到

7支試管中。其中

6支加入生長狀況一致的等量水草 ,另一支不加水草,密閉所有試管。各試管的實驗處理和結果見下表。試管編號1234567水草無有有有有有有距日光燈20遮光*10080604020的距離(cm)50min后試管淺綠X淺黃黃綠淺綠淺藍藍色中溶液的顏色 色 色 色 色 色遮光是指用黑紙將試管包裹起來,并放在距日光燈100cm的地方。若不考慮其他生物因素對實驗結果的影響,回答下列問題:(1)本實驗中,50min后1號試管的溶液是淺綠色,則說明2至7號試管的實驗結果是由引起的;若1號試管的溶液是藍色,則說明2至7號試管的實驗結果是(填“可靠的”或“不可靠的” )。(2)表中X代表的顏色應為 (填“淺綠色”“黃色”或“藍色”),判斷依據是。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化 ,說明在此條件下水草。解析:(1)1 號試管中沒有加水草,50min 后1號試管的溶液顏色仍為淺綠色,說明無關變量不會引起溶液顏色的變化。 2至7號試管中都加了水草,2至7號試管中溶液顏色發(fā)生了改變說明是由不同光強下水草的光合作用和呼吸作用引起的。 1號試管為對照組,若其溶液顏色發(fā)生了變化,說明又受其他因素的影響 ,故2～7號試管的實驗結果也是不可靠的。(2)2號試管遮光,水草不能進行光合作用,只進行了呼吸作用釋放CO2,溶液中CO2濃度高于3號試管,故2號試管中溶液的顏色為黃色。若在某光照條件下,水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用釋放的CO2的量,則溶液中CO2濃度不變,溶液的顏色在照光前后不發(fā)生變化。答案:(1)

不同光強下水草的光合作用和呼吸作用

不可靠的

(2)黃色 水草不進行光合作用

,只進行呼吸作用

,溶液中

CO2濃度高于

3號試管

(3)光合作用強度等于呼吸作用強度

,吸收與釋放的

CO2量相等10.(2016·吉林白山四模)如圖1為玉米葉肉細胞的部分生理過程示意圖。圖2表示在適宜溫度下甲、乙兩品種玉米光合作用曲線。請回答下列問題:(1)圖

1

中過程①的

[H]

來自

(填細胞結構

),

過程②中[H]

的移動方向是

。(2)若圖

1中①②③過程發(fā)生時

,則該細胞光合作用強度

(填“大于”“小于”或“等于”

)細胞呼吸強度。圖2中A點光照強度條件下,甲玉米葉肉細胞所需CO2來源于(填細胞結構),B點光照強度條件下,乙玉米葉肉細胞能產生 ATP的細胞器有 。比較甲和乙玉米,較適宜在遮陰條件下栽培的是分析圖

2,

。推測光合色素含量較高的是乙

,理由是。解析:(1)圖1中,①表示有氧呼吸第三階段,②表示光合作用的光反應階段水的光解,③表示O2的釋放。①過程中的[H]來自有氧呼吸第一、二階段,場所分別是細胞質基質和線粒體基質,②過程中的[H]是在類囊體薄膜上產生后向葉綠體基質中轉移,用于暗反應中C3的還原。圖1中①②③過程都發(fā)生時,說明產生的O2除用于細胞呼吸消耗外,還有剩余的O2釋放到大氣中,則光合作用強度大于細胞呼吸強度。圖2中A點時,CO2吸收速率為零,說明光合作用強度等于細胞呼吸強度,此時CO2來自細胞呼吸的第二階段,場所是線粒體基質。B點時,乙植物同時進行細胞呼吸和光合作用 ,產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體。由圖2可知,甲植物的光補償點低,即在較弱光照下就可以正常生長,所以適宜在遮陰條件下栽培。真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率,由圖2可知,在相同光照條件下,甲的真正光合速率小于乙的真正光合速率,可推測乙的光合色素含量較高。答案:(1)細胞質基質和線粒體基質 從類囊體薄膜到葉綠體基質(2)大于 (3)線粒體(或線粒體基質) 葉綠體和線粒體 (4)甲 在相同光照條件下,甲的真正光合速率小于乙下圖表示某植物在紅光照射下,葉肉細胞中發(fā)生的一系列生化反應(圖中的SSU、LSU和LHCP表示三種不同的蛋白質)。請據圖回答下列問題:(1)圖中的過程①需要與基因啟動部位結合的由圖分析,過程②發(fā)生在位于

酶進行催化。的核糖體上。(2)圖中的

SSU和

LSU組裝成

Rubisco

酶,

說明

Rubisco

酶的合成受共同控制。從其分布位置推斷,Rubisco 酶與光合作用的 階段有關。從植物細胞中提取完整的線粒體和葉綠體,制成懸浮液,分別加入2支試管中,標號為1號、2號,在1號試管中加入適量的葡萄糖溶液 ,在2號試管中加入等量的 NaHCO3溶液,給予充足光照,觀察到的現(xiàn)象是1號試管 ,2號試管 ,其原因分別是和。解析:(1)過程①表示轉錄過程,需要RNA聚合酶參與;由圖可知,過程②進行的場所在細胞質基質中,與SSU和LHCP的形成有關,在葉綠體基質中與LSU形成有關,所以過程②發(fā)生在位于細胞質基質和葉綠體基質的核糖體上。由圖可知,SSU由細胞核控制合成,LSU由葉綠體控制合成,所以Rubisco酶的合成受細胞核基因和葉綠體基因共同控制。 Rubisco酶分布在葉綠體基質中,故與光合作用的暗反應階段有關。葡萄糖氧化分解第一階段發(fā)生在細胞質基質中,形成丙酮酸后進入線粒體中,線粒體不能直接利用葡萄糖;光合作用整個過程都發(fā)生在葉綠體中。答案:(1)RNA聚合細胞質基質和葉綠體基質(2)細胞核基因和葉綠體基因暗反應(3)無現(xiàn)象有氣泡線粒體不能直接分解葡萄糖葉綠體利用溶液中的CO進行光合作用產生了O22某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況,設計了由透明的玻璃罩構成的小室,如圖A所示。請據圖回答:將該裝置放在自然環(huán)境下,測定夏季一晝夜(零點開始)小室內植物O2釋放速率的變化,得到如圖B所示曲線,那么影響小室內植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是 (寫兩點);觀察裝置中液滴的位置,c點時刻的液滴位于起始位置的 側,裝置刻度管中液滴移到最右點是在一天中的 點。在實驗過程中的某段光照時間內,記錄液滴的移動情況,獲得以下數據:每隔20分鐘記錄一次刻度數據24 29

32 34該組實驗數據是在

B圖曲線的

段獲得的。(3)e

點與

f

點相比,e

點時刻

C3的合成速率

,與

b點相比

,a

點形成的原因可能是

。在適宜的溫度和光照條件下,向圖A所示的裝置中通入14CO2。當反應進行到0.5s時,14C出現(xiàn)在C3中;反應進行到5s時,14C出現(xiàn)在(CH2O)中。該實驗是通過控制移途徑,用到的實驗方法為

(條件)來探究CO2中碳原子的轉。該組同學為測定該植物某時間段的O2產生速率。該如何設置對照實驗?如何處理實驗數據?①簡要寫出對照實驗設計思路 :。②數據處理:若在單位時間內,實驗組讀數為M,對照組讀數為N,該植物的真正光合作用速率為

。解析:(1)

圖A是密閉裝置

,內有

CO2緩沖液,

說明實驗過程中

CO2濃度始終不變,那么影響小室內植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素就只有光照強度