知识点4细胞呼吸与光合作用1.(2018·全国卷Ⅲ·T5)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( )A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP【解析】选C。本题主要考查植物细胞的光合作用、细胞呼吸及生态系统能量流动的有关知识。植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸,无氧时可进行无氧呼吸,A项正确;食物链上的营养级同化的能量有三个去向:呼吸作用散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B项正确;有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精,某些组织或器官无氧呼吸的产物是乳酸,C项错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D项正确。2.(2018·天津高考·T5)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化如图。有关分析错误的是( )A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色【解析】选C。本题通过图形考查有氧呼吸、无氧呼吸的过程、影响细胞呼吸的因素等。据图分析可知,探究酵母菌呼吸方式的装置是封闭的,t1→t2随着O2消耗,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降,A项正确;t3时,O2浓度几乎为0,酵母菌只进行无氧呼吸,t1时,有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,且t3时培养液中CO2相对含量远大于t1时,所以消耗葡萄糖的速率总是t3>t1,B项正确;此实验数据是在最适温度下获得的,故降低10℃,与细胞呼吸相关的酶的活性降低,O2相对含量达到稳定所需时间变长,C项错误;该实验装置在密闭的环境中无氧呼吸产生了酒精,其培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色,D项正确。【易错警示】本题易错选B项。培养液中葡萄糖的消耗速率要看单位时间内葡萄糖的消耗量,而不能根据图中纵坐标所标识的培养液气体相对含量判断。通过细胞呼吸的过程可知,产生相同含量的二氧化碳时,无氧呼吸消耗的葡萄糖速率较大。3.(2018·北京高考·T3)光反应在叶绿体类囊体上进行,在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色,该反应过程中( )A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气【解析】选D。此过程不需要ATP提供能量,A项错误;光反应过程产生的[H]将DCIP还原,由蓝色变为无色,B项错误;光反应过程需要光合色素的参与,C项错误;
光反应过程水分解产生了氧气,D项正确。4.(2018·江苏高考·T18)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( )A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度【解析】选D。如果横坐标是CO2浓度,在一定温度范围内,随着温度升高,光合作用增强,但超过最适温度光合作用强度反而下降,A项错误;若横坐标是温度,则随着温度升高,甲、乙曲线在最高点后都应下降,而不是保持水平,B项错误;叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,其他波长的光色素吸收很少或不吸收,光合作用强度也相应较弱或为零,C项错误;若横坐标表示光照强度,甲可以表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度,D项正确。5.(2018·全国卷Ⅰ·T30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是____________。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物______是__________,判断的依据是_______________________________________________________________________________________________。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是__________________________________________。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的__________________(填“O2”或“CO2”)不足。 【解题指南】(1)由图中可获得的信息:甲植物在光照强度较高时的净光合速率大于乙植物,而在光照强度较低时的净光合速率小于乙植物。(2)必须具备的知识点:光合午休现象的原理(温度过高,部分气孔关闭,CO2供应不足)【解析】本题考查光合作用的基本过程和影响因素。(1)当光照强度大于a时,甲的净光合速率比乙的高,因此对光能的利用率较高的植物是甲。(2)光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲,所以乙更适合在林下(低光照条件)种植。
(4)夏日晴天中午12:00时温度过高,部分气孔关闭,进入叶肉细胞的CO2不足。答案:(1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 (3)乙 (4)CO26.(2018·全国卷Ⅱ·T30)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__________________。 【解题指南】突破本题的关键有两点:(1)关键信息:分析题干两图的区别,比较光饱和点、光补偿点的大小。(2)关键知识:光合作用过程、影响光合作用的外界因素。【解析】(1)题干两图横坐标都是光照强度,纵坐标都是净光合速率。A叶片的细胞呼吸弱,光补偿点低,光饱和点低,适应弱光环境,判断为下层叶片。(2)放氧速率不变,说明光反应速率不变,净光合速率下降的主要原因是暗反应受到抑制。(3)绿叶中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇提取。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7.(2018·全国卷Ⅲ·T29)回答下列问题:(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的__________上,该物质主要捕获可见光中的____________。 (2)植物的叶面积与产量关系密切,叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均______________。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是__________________________。 (3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度__________(填“高”或“低”)。 【解题指南】解答本题的关键要理解植物群体光合速率即总光合速率,
干物质积累速率即净光合速率,因此群体的干物质积累速率=群体光合速率-群体呼吸速率。【解析】本题主要考查光合作用和细胞呼吸的相关知识。(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。(2)由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均上升;当叶面积系数大于b时,由于群体光合速率不变,而群体呼吸速率仍在上升,导致群体净光合速率降低,干物质积累速率降低。(3)由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物,即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少,因此阴生植物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。答案:(1)类囊体薄膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低 (3)低8.(2018·江苏高考·T29)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题:(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为____________,其中大多数高等植物的______需在光照条件下合成。 (2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在________(填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在________(填场所)组装。 (3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为________后进入乙,继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。 (4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括________(填序号)。 ①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2④酶的合成【解析】(1)叶绿体中参与光能吸收并转化为活跃的化学能的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素的合成需要光照。(2)叶绿体中基因控制合成的酶还不足以满足光合作用的需求,还需要细胞核中的基因控制合成相关的酶转入叶绿体,共同参与光合作用催化过程。其中细胞核基因编码的参与光反应的酶需转运到类囊体膜上进行组装,而参与暗反应的酶则在叶绿体基质中进行组装。(3)只有丙酮酸才能进入线粒体被继续氧化分解,所以三碳糖可被氧化为丙酮酸再进入线粒体,丙酮酸进入线粒体在基质中被彻底氧化成CO2。有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,所以,NADPH进入线粒体最终在内膜上被利用,其中的能量转移到ATP中。(4)ATP进入叶绿体中被利用,那么消耗能量的生理过程都会用到ATP,四个选项中只有③过程不消耗ATP,其利用的是光能。答案:(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素(2)类囊体膜上 基质中
(3)丙酮酸 基质中 内膜上(4)①②④
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