1．(2017·全国Ⅲ，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
答案 A
2．(2016·江苏，23)突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。下图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是(多选)( )
A．突变酵母乙醇代谢途径未变
B．突变酵母几乎不能产生[H]
C．氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体
D．通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
答案 BD
解析 突变酵母细胞能进行正常的乙醇代谢途径，A正确；突变酵母细胞可通过乙醇代谢途径产生[H]，B错误；氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，突变体不能进行正常的有氧呼吸，前者释放能量多，增殖速率大于后者，C正确；突变酵母产生ATP的主要部位是细胞质基质，D错误。
3.在适宜光照下，给密闭玻璃装置中的小麦提供14C标记的CO2，下列对暗反应阶段的叙述正确的是( )
A.14CO2固定后14C直接进入到C5中
B.CO2固定的同时将ATP中的化学能转化为C3中的化学能
C.暗反应产生的14C6H12O6可在线粒体中氧化分解再产生14CO2
D.光照强度突然变弱时，短时间内C3含量会升高
答案 D
4.如图表示在夏季的一个晴天，某阳生植物叶肉细胞光合作用过程中C3、C5的含量变化，若某一天中午天气由晴转阴，此时细胞中C3、C5含量的变化分别相当于曲线中的哪一段( )
A.d→e段(X)，d→e段(Y)
B.c→d段(X)，b→c段(Y)
C.d→e段(Y)，c→d段(X)
D.b→c段(Y)，b→c段(X)
答案 A
解析 题干信息“由晴转阴”是解题的关键。光照强度下降，植物叶肉细胞光反应速率下降，[H]和ATP含量下降，导致C3还原过程减弱，短时间内C3消耗量下降、生成量不变而有所积累，C5的生成量下降；另一方面，CO2继续与C5生成C3，C5消耗量短时间不变。故C3含量短时间上升，相当于曲线中的d→e段(X)，而C5
含量短时间下降，相当于曲线中的d→e段(Y)。综上所述，A正确。
5.植物光合作用可受多种环境因素的影响，下图是在不同温度条件下测得的光照强度对小麦O2吸收速率的影响。请回答下列问题：
(1)b点的生物学含义是____________________________________________。此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为________________。
(2)由图可知，影响c点光合速率的主要因素是________________________________。
(3)若适当提高CO2浓度，d点将向________________移动。此时叶绿体产生的O2的去向是________________(填“线粒体”“细胞外”或者“两者都有”)。
(4)在光照和CO2适宜的条件下用H18O2浇灌小麦幼苗，则小麦幼苗周围空气中_____中含18O。
答案 (1)光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率 细胞质基质和线粒体 (2)光照强度和温度 (3)右下 两者都有 (4)水、氧气、二氧化碳
6.为了探究光质对叶用莴苣光合作用的影响，科学家设计了4组不同光质分别处理长势相同的莴苣幼苗，第40天测定相关指标，结果如下。
组别
A
B
C
D
光质
白光
白光＋红光
白光＋蓝光
白光＋红光＋蓝光
叶绿素
含量
/mg·g－1
叶绿素a
0.52
0.54
0.42
0.63
叶绿素b
0.12
0.12
0.09
0.14
净光合速率/μmol
CO2·m－2·s－1
4.9
5.3
5.6
3.2
气孔导度/mmol
H2O·m－2·s－1
234
214
240
184
据表回答：
(1)在本实验过程中，A组的作用是____________，同时补充红光和蓝光会_________(填“促进”或“抑制”)莴苣生长。实验中选用红、蓝两种光源作为补充光源的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用上述4组实验培养的莴苣叶分别进行色素的提取与分离，则滤纸条自上而下第三条色素带呈________________色，该色素带颜色最深的是______________组。
(3)4组实验中D组净光合速率最低，最可能的原因是_____________________与C组相比，D组叶肉细胞中的含C3含量______________(填“较高”“相等”或“较低”)。
(4)大棚种植莴苣时，人工增加一定强度电场或提高CO2浓度都会提高净光合速率，若同时增加电场强度和提高CO2浓度对莴苣产量有何影响？请简要写出探究思路：_____________。
答案 (1)对照 抑制 绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光
(2)蓝绿 D
(3)气孔导度小，CO2供应不足 较低
(4)选用4个大棚，其中3个分别施加一定强度电场、高浓度CO2、一定强度电场和高浓度CO2，第4个不做处理，其他条件均相同，若干天后分别多次测量莴苣干重并计算平均值，比较干重平均值的变化得出实验结论
带是叶绿素a，呈蓝绿色。D组叶绿素a含量最高，颜色最深。(3)据表可知，D组净光合速率最低最可能的原因是气孔导度小，CO2供应不足。由于气孔导度小，CO2进入减少，C3含量较低。(4)探究思路是：选用4个大棚，其中3个分别施加一定强度电场、高浓度CO2、一定强度电场和高浓度CO2，第4个不做处理，其他条件均相同，若干天后分别多次测量莴苣干重并计算平均值，比较干重平均值的变化得出实验结论。
7.将某植物放在密闭的玻璃钟罩内(放在室外)，测得玻璃钟罩内一昼夜中CO2浓度的变化情况如图所示。请分析回答问题：
(1)一昼夜中植物光合作用开始的时间在______________________，氧气浓度最低的时间为______________点。
(2)一昼夜中BC对应时间段CO2释放缓慢的主要原因是____________________，F点到G点对应的时间是一天中光照最强、气温最高的时候(没有超过光合作用和呼吸作用最适温度)，曲线FG段下降得比较平缓，其原因可能是_______________________________________。
(3)一昼夜中(从A点到I点)植物的干重增加，判断的理由是_________________________。
从A点到F点植物体内有机物的最终变化情况是___________________________________。
答案 (1)D点对应时间之前 D (2)温度较低 气孔部分关闭，影响CO2的吸收 (3)一昼夜，玻璃钟罩内CO2浓度降低 不增加也不减少(无变化)
8.在密闭玻璃装置中，研究某种绿色植物在不同的温度和光照条件下的氧气变化量，结果如图所示。请回答相关问题：
(1)黑暗中测定氧气吸收量时，可在烧杯中加入NaOH溶液，目的是_________________，
光照下测定氧气释放量时应加入________________。
(2)不同温度下测定结果的差异与__________________直接相关，该植物在20℃下呼吸速率是10℃下的____________倍。
(3)该植株在10℃、5klx光照下，每小时光合作用所产生的氧气量是________mg；该植株在20℃、10klx光照下，每小时光合作用固定的CO2量是________mg。
答案 (1)吸收CO2 CO2缓冲液(NaHCO3溶液)
(2)酶的活性 2 (3)2.5 6.875
易错起源1、细胞呼吸
例1．下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．乳酸菌无氧呼吸的终产物是酒精和CO2
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸第一阶段有[H]产生，第二阶段有[H]的消耗
D．相同质量脂肪比糖原有氧氧化释放的能量少
【答案】C
【解析】乳酸菌无氧呼吸的终产物是乳酸，A错误；[H]与氧结合生成水的过程发生于线粒体内膜，B错误；无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段，C正确；脂肪与糖类相比，C、H比例大，O比例小，相同质量脂肪有氧氧化释放的能量比糖原多，D错误。
【变式探究】下列关于呼吸作用原理的应用，正确的是( )
A．在夜间适当降低温度，可以提高温室蔬菜的产量
B．水果贮存时，充入N2和CO2的目的是抑制无氧呼吸，延长水果的贮存时间
C．包扎伤口时，需选用松软的创可贴，否则破伤风杆菌容易感染伤口表面并大量繁殖
D．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量酒精对细胞造成伤害
【答案】A
【举一反三】如图是一种可测定呼吸速率的密闭实验装置，把装置放在隔热且适宜的条件下培养。下列分析不合理的是( )
A．该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率
B．若将NaOH溶液换为清水，可用来测定小麦种子无氧呼吸速率
C．若把小麦种子换为死种子，可作为该装置的对照，排除无关变量的影响
D．在实验全过程中温度计的示数不变
【答案】D
【名师点睛】辨析9个易错点
1．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累。(×)
【提示】 无氧呼吸过程产生的[H]将丙酮酸还原为酒精或乳酸。
2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)
【提示】 有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水。
3．无氧呼吸的最终产物是丙酮酸。(×)
【提示】 丙酮酸不是无氧呼吸的最终产物。
4．葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧呼吸时。(×)
【提示】 无氧呼吸时也发生。
5．无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。(×)
【提示】 无氧呼吸第一阶段产生[H]。
6．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。(√)
7．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜。(×)
【提示】 应在低氧和零上低温环境下。
8．利用重铬酸钾检测酵母菌培养液中的酒精必须在碱性条件下进行。(×)
【提示】 重铬酸钾在酸性条件下可以和酒精反应变成灰绿色。
9．人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。(×)
【提示】 线粒体内消耗O2产生CO2，因此，线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质的低。
【锦囊妙计，战胜自我】
1．误认为有氧呼吸的场所只有线粒体
(1)原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。
(2)真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
2．呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。
3．线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞 (或生物)只能进行无氧呼吸，如成熟红细胞，蛔虫等，一些原核生物无线粒体，但进行有氧呼吸。
4．解答此类试题的关键是理解不同因素对细胞呼吸的影响。O2促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸；温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性；水分主要通过自由水含量影响代谢过程，进而影响细胞呼吸。
5．要学会在不同的情境中找出影响细胞呼吸的主要因素。如中耕松土和防止水淹导致的作物根系腐烂都是从O2影响植物根系有氧呼吸入手；晒干后保存作物种子是从自由水含量影响种子代谢入手；冷藏保鲜则是从温度影响酶的活性入手。
易错起源2、光合作用
例2．下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，正确的是( )
A．叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液
B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口
C．分离色素时应将滤液细线置于层析液中
D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同
【答案】B
【变式探究】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．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，可完成暗反应
【答案】D
【解析】光合作用过程中，氧气是在叶绿体的类囊体上产生的，故破坏叶绿体的外膜后，氧气仍可继续产生，A错误；植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是会发生变化的，秋天叶子变黄了，说明叶绿素分解，叶黄素没有分解，比例明显改变了，B错误；光合速率＝有机物产量/光照时间。植物在冬季光合速率低的主要原因是温度低，光照时间短影响的不是光合速率，光合产量才与时间有关，C错误；光反应为暗反应提供的只是ATP和NADPH，适宜条件下，离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，只要保证光合作用所需的原料和酶，也可完成暗反应，D正确。
【举一反三】如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是( )
A．物质b可能是ADP和Pi
B．物质c直接被还原生成(CH2O)和C5
C．甲中色素不溶于水，只溶于有机溶剂
D．乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行
【答案】B
【名师点睛】
1．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。(×)
【提示】 绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色。
2．叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠。(×)
【提示】 若将叶绿体色素滤液细线浸入层析液中，滤液细线中的色素就会溶解在层析液中，导致滤纸条上不出现色素带。
3．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。(×)
【提示】 溶解度越高，在滤纸上扩散就越快。
【锦囊妙计，战胜自我】
1.叶绿体色素提取和分离实验的异常现象
(1)提取液颜色浅的原因：
①研磨不充分，色素未充分提取出来。
②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。
③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
(2)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。
(3)滤纸条上看不见色素带的原因：
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。
2.外界条件变化时C5、C3、[H]等物质量的变化的分析
当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析：
(1)停止光照时：光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：
(2)CO2供应停止时：CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：
易错起源3、光合作用和细胞呼吸的综合
例3．如图是[H]随化合物在生物体内的转移过程，下列对其分析正确的是( )
A．[H]经①→②转移到葡萄糖，首先光反应产生[H]然后用于暗反应C5还原
B．③→⑤在线粒体中进行
C．能产生ATP的过程有①③④⑤
D．不能产生[H]的过程有②④⑤
【答案】D
【变式探究】植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。错误的是( )
A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能
B．叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高
C．叶温为25 ℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D．叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0
【答案】D
【解析】植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能，A正确；分析曲线可知，叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；光合与呼吸作用强度的差值为净光合速率，叶温为25 ℃时，植物甲的净光合速率小于植物乙，C正确；叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值相等，均大于0，D错误。
【名师点睛】
1．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。(×)
【提示】 C6H12O6分解成丙酮酸在细胞质基质中，丙酮酸分解成CO2在线粒体中。
2．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP。(×)
【提示】 细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP中活跃的化学能。
3．如图是夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，则甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物积累量最多；曲线b～c段和d～e段下降的原因相同。(×)
【提示】 甲植株在a点前开始进行光合作用；b～c段下降的原因是CO2不足，d～e段下降的原因是光照不足。
【锦囊妙计，战胜自我】
净光合速率、总光合速率和呼吸速率的表示方法
1．净光合速率的表示方法：常用一定时间内有机物积累量、CO2吸收量或O2的释放量表示。
2．呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。
3．真光合速率的表示方法：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或者有机物产生量表示。
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