高考生物 热点专题训练3 光合作用与细胞呼吸

高考专题训练(三) 光合作用与细胞呼吸
1．(2012·新课标)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是( )
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度不变
解析镁是合成叶绿素的原料，缺镁的培养液培养的植物叶绿素合成受阻，光反应减弱，合成的[H]( NADPH)与ATP减少，从而使暗反应强度也降低。

答案 B
2．(2012·福建)下列有关豌豆的叙述，正确的是( )
A．萌发初期，种子的有机物总重量增加
B．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害
C．进入夜间，叶肉细胞内ATP合成停止
D．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多
解析豌豆种子萌发初期，细胞呼吸消耗有机物，不能进行光合作用，种子的有机物总重量减少，A项错误；田间积水使得根细胞进行无氧呼吸，无氧呼吸产生的酒精对根细胞具有毒害作用导致烂根，及时排涝能防止此现象发生，B项正确；夜间豌豆叶肉细胞虽不能进行光合作用，但细胞呼吸过程中会产生大量ATP，C项错误；叶绿素合成受阻或被分解时会导致叶片黄化，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以此时叶绿体对红光的吸收减少，D项错误。

答案 B
3．(2011·江苏)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。

将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A．光吸收差异显著，色素带缺第2条
B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C．光吸收差异显著，色素带缺第3条
D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条
解析叶黄素吸收蓝紫光，在层析条带上是第2条。

答案 B
4．(2011·江苏)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。

下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(多选)( )
遮光比例
%叶绿素
a/b
叶绿素
含量
mg·g－1
净光合
速率/(μmol·
m－2·s－1)
植株干重
g
0 4.8 2.1 8.0 7.5
10 5.3 2.3 9.6 9.9
30 5.2 2.4 8.9 9.2
50 4.4 2.6 5.2 7.2
70 4.1 2.9 2.7 4.8
90 3.3 3.0 0 3.2
B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标
D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用
解析适当的遮光处理，可增加叶绿素的含量，可提高植株干重；由表格可看出，叶绿素含量与净光合速率并不呈正相关；叶绿素a/b与净光合速率呈正相关，因此，叶绿素a/b 可作为其利用弱光能力的判断指标；遮光比例为90%时，净光合速率为0，说明此条件下光合速率等于呼吸速率，并不是不进行光合作用。

答案AC
5．(2011·浙江)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是( )
A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应
解析本题主要考查光合作用的相关知识，A选项中O2的产生是在光反应阶段中产生，场所是类囊体薄膜，与叶绿体外膜无关；B选项中，植物生长过程中，各种色素的比例有变化；C选项中冬季光合速率降低的原因包括光照时间缩短和温度降低；D选项中，添加ATP、NADPH、CO2，叶绿体基质中含有碳反应所需要的各种酶，从而完成碳反应。

答案 D
6．(2012·山东临沂检测)下列关于光合作用的描述中，正确的是( )
A．黑暗情况下叶肉细胞内无ATP产生
B．叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素
C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的
D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物
解析在黑暗情况下，叶肉细胞可通过进行细胞呼吸产生ATP；叶绿体的类囊体薄膜上
含有自身光合作用所需的各种色素；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的；在暗反应过程中，一分子CO2被C5固定，产生两分子C3。

答案 B
7．(2013·石家庄调研)为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。

下列有关分析，错误的是( )
A.根据变化规律，表中10 ℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3 ℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱
解析随着氧浓度的升高，二氧化碳的释放量表现为由多到少，再由少到多的变化过程，表中显示温度、O2含量为10 ℃、1.0%时，CO2释放量太高，在温度不变的情况下，O2含量为1.0%时释放的CO2量应比O2含量为0.1%时低，因此A正确；贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合是释放CO2量最少的一组条件，因此B正确；比较相同温度下，O2含量为20.0%和40.0%时的CO2释放量可见，氧气达到一定浓度后，再改变O2含量，对细胞呼吸影响不大，因此C错误；当氧气浓度升高时，无氧呼吸受到抑制，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱，因此D正确。

答案 C
8．(2012·通州调研)下列各项应用中，主要是利用无氧呼吸原理的是( )
A．利用葡萄、粮食和酵母菌制酒
B．提倡慢跑等健康运动
C．稻田定期排水
D．光下适当增加作物环境中的二氧化碳浓度
解析制酒是利用无氧呼吸产生酒精的原理进行的；提倡慢跑等健康运动是利用有氧呼吸的原理；稻田定期排水可以增加氧的含量；光下适当增加作物环境中的二氧化碳浓度的目的是促进植物的光合作用。

答案 A
9．(2012·北京崇文模拟)如图表示光照下叶肉细胞中甲、乙两种细胞器间的气体交换情况，下列有关叙述正确的是( )
CO2
乙
甲
O2
A．在黑暗环境中甲结构将停止其生理活动
B．甲、乙两结构均能产生ATP并都能用于各项生命活动
C．植物正常生长时，乙结构产生的O2全部被甲结构吸收
D．通过增施农家肥可以增加温室中的CO2浓度，促进乙的生理活动
解析甲吸收氧气、释放二氧化碳，故甲表示线粒体；乙吸收二氧化碳、释放氧气，故乙表示叶绿体。

A错误：在黑暗环境中，线粒体中进行的有氧呼吸不停止；B错误：线粒体中产生的ATP可用于各项生命活动(除暗反应)，而叶绿体光反应产生的ATP只能用于暗反应；C错误：植物正常生长时，光合作用产生的氧气量远大于细胞呼吸消耗的氧气量，乙结构产生的O2除部分被甲结构吸收外，大量氧气还要释放到周围的环境中；D正确：适当增大CO2浓度有利于提高植物的光合作用。

答案 D
10．如图，若呼吸作用的最适温度大于光合作用的最适温度，据图分析不正确的是( )
A．光照强度和二氧化碳为无关变量
B．若虚线表示净产量，则在0～35 ℃的范围内，光合作用强度随着温度的升高逐渐增加
C．在进行有氧呼吸时，植物叶绿体吸收的二氧化碳等于从外界吸收的二氧化碳和线粒体产生的二氧化碳的代数和
D．若虚线表示净产量，则某一温度下，叶绿体吸收的二氧化碳的数值等于两个曲线的纵坐标的值之和
解析图中的横坐标是温度，可知温度是自变量，故光照强度和二氧化碳为无关变量；由于呼吸作用的最适温度大于光合作用的最适温度，所以随着温度的升高，光合作用比呼吸
作用先下降，可知表中的实线表示的是呼吸作用；当虚线表示净产量时，总光合作用吸收的二氧化碳等于净光合作用吸收的二氧化碳(净产量)和呼吸作用释放的二氧化碳的和。

答案 B
11．如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两套装置的培养条件一致(不考虑环境中物理因素的影响)，下列相关叙述不正确的是( )
A．若装置①中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置①中红色液滴不移动，装置②中红色液滴向右移C．若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置①中红色液滴不移动，装置②中红色液滴向左移D．若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置①中红色液滴向左移，装置②中红色液滴向右移
解析本实验的目的是验证酵母菌细胞呼吸的类型，若酵母菌只进行无氧呼吸，装置①中酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，装置内气体量不变，红色液滴不移动，装置②内由于呼吸放出二氧化碳，气体量增加，红色液滴向右移动，B对；若酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸过程中消耗的氧气量与放出的二氧化碳量相等，装置②内气体量没有发生变化，红色液滴不移动，装置①内，由于二氧化碳被吸收，氧气被消耗，气体量减少，红色液滴向左移动，且其移动的距离可表明有氧呼吸所消耗的氧气的量，A对，C错；若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气的消耗量小于放出的二氧化碳量，装置①中红色液滴向左移动，装置②中红色液滴向右移动，D对。

答案 C
12．进行正常光合作用的叶片，如果在叶绿体中[H]的含量相对稳定，在a点时突然停止供给CO2，能表示叶绿体中[H]含量变化的曲线是( )
解析突然停止供给CO2，暗反应受到抑制，消耗光反应产生的[H]的量减少，[H]积累
增多。

随时间的延长，由于叶绿体内部因素的限制，[H]含量达到最大后不再增加。

答案 B
13．(2012·广东综合)科学家研究小麦20 ℃时，光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。

下列有关叙述错误的是( )
A．在25 ℃条件下研究时，cd段位置会下移，a点会上升
B．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
C．其他条件适宜，当植物少量缺Mg时，b点将向右移动
D．外界条件均适宜时，c点之后小麦光合作用强度不再增加与叶绿体中酶的数量有关解析25 ℃时由于温度升高，酶活性增强，光合作用强度和呼吸作用强度都增强，使cd段位置上移，a点下降。

答案 A
14．(2012·山东模拟)在某恒定的温度条件下，测得密闭容器中苹果细胞呼吸强度(用CO2的释放量来表示)随氧气浓度的变化情况如下表，有关说法错误的是( ) O2% 0 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 CO2释放量
20.0 8.0 6.0 9.0 13.0 16.0 18.0 18.0 mg/(100g·d)
2
B．氧气浓度为6%时，苹果只进行有氧呼吸
C．氧气浓度大于18%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素
D．随氧气浓度的逐渐增加，CO2的释放量先减少，后增加，最后趋于稳定
解析分析表格可知，单纯无氧呼吸(氧气浓度为0)时释放的CO2为20.0mg/(100g·d)，而有氧呼吸最旺盛时(氧气浓度大于等于18%)释放的CO2为18.0mg/(100g·d)，故A正确；氧气浓度为6%时，由表中数据不能得出氧气的吸收量，不知其和CO2释放量的对比关系，故不能判定呼吸类型，故B错误；氧气浓度大于18%后，CO2释放量不再随氧气浓度的变化而变化，故氧气不再是有氧呼吸的限制因素，故C正确；由表中数据可以看出D是正确的。

答案 B
15．在光合作用和有氧呼吸的过程中，既有[H]又有ATP产生的是( )
①光合作用的光反应阶段②光合作用的暗反应阶段③有氧呼吸的第一阶段④有氧呼吸的第二阶段⑤有氧呼吸的第三阶段
A．①②③B．①③④
C．②③⑤ D．②④⑤
解析光合作用的光反应阶段产生[H]和ATP，暗反应阶段消耗[H]和ATP；有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]和ATP，第三阶段利用前两个阶段产生的[H]与O2结合生成水，释放能量。

答案 B
16．(2012·安徽)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。

试
管编号
细胞质基质线粒体酵母菌加入的物质
A B C D E F
葡萄糖－＋－＋＋＋
丙酮酸＋－＋－－－
氧气＋－＋－＋－
(1)会产生CO2和H2O的试管有________，会产生酒精的试管有________，根据试管________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。

(均填试管编号)
(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。

2,4－二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶无法合成ATP。

若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。

解析(1)有氧呼吸分三个阶段，第一阶段发生于细胞质基质。

反应产物为丙酮酸、还原[H]，另外产生少量的能量。

第二阶段发生于线粒体基质，反应底物为丙酮酸和水，产物有CO2、还原[H]，并产生少量的能量。

第三阶段发生于线粒体内膜，还原[H]与O2发生反应生成H2O，并产生大量能量。

无氧呼吸的场所为细胞质基质。

酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，并产生少量能量。

C中加入了丙酮酸和线粒体，满足有氧呼吸第二和第三阶段的条件，可产生CO2、H2O。

E中是完整的酵母菌，存在细胞质基质和线粒体，在含有葡萄糖和细胞质基质，有O2可发生有氧呼吸产生CO2和H2O。

F中是完整的酵母菌，加入葡萄糖在无O2条件下可发生无氧呼吸产生酒精。

故会产生酒精的试管有B、F。

B、D、F三支试管可作为一
组对照实验来验证酵母菌无氧呼吸的场所，F作为对照组，B、D作为实验组。

(2)DNP(2,4－二硝基苯酚)对有氧呼吸第三阶段过程无影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散。

而有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜。

所以DNP使分布于线粒体内膜上的酶无法合成ATP。

将DNP加入试管E中，只是使酵母菌有氧呼吸第三阶段释放的能量以热的形式耗散，即阻碍ATP的形成，并不影响葡萄糖的氧化分解。

答案(1)C、E B、F B、D、F
(2)线粒体内膜能
17．将状况相同的某种绿叶等分成四组，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h，测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物的量相同)，得到如下表的数据。

分析并回答问题：
组别 1 2 3 4
温度/℃27 28 29 30 暗处理后重量变化/mg －1 －2 －3 －1 光照后与暗处理前重量变化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
或者表示为1h中________(净、总)光合量－2h中的________量，或者表示为后1h中________(净、总)光合量－前1h中的细胞呼吸量。

(2)根据以上表格，完成下表中的数据填空。

组别 1 2 3 4
温度/℃27 28 29 30 暗处理后重量变化/mg －1 －2 －3 －1 光照后与暗处理前重量变化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1 2h中积累有机物的量/mg
光照1h中的总光合量/mg
光照1h中积累有机物的量/mg
度是________。

光照时最有利于有机物积累的温度是________。

解析注意表中“光照后与暗处理前重量变化”，实际包含2h的呼吸作用，1h的光合作用，即2h中积累有机物的量。

1、2、3、4组的实际光合速率分别为5mg/h、7mg/h、9mg/h、3mg/h,1、2、3、4组的净光合速率分别为4mg/h、5mg/h、6mg/h、2mg/h，故光合作用的最适温度应为第3组的29 ℃；27～30 ℃下的净光合速率分别为4mg/h、5mg/h、6mg/h、2mg/h，可见29 ℃下的净光合速率最高，故该温度是光照时最有利于有机物积累的温度。

答案(1)积累总细胞呼吸净(2)见下表29 ℃29 ℃29 ℃。