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1、光合作用与细胞呼吸(强化练)一、单项选择题 1.(2019山东枣庄月考)下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是()A.有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都有丙酮酸的产生B.光合作用产生ATP的场所为叶绿体基质C.光合作用进行的同时不一定都伴随着细胞呼吸的进行D.光合作用和细胞呼吸都有水的参与答案A有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行,都有丙酮酸的产生,A正确;光合作用产生ATP的场所为叶绿体类囊体膜,B错误;光合作用进行的同时一定都伴随着细胞呼吸的进行,C错误;光合作用和有氧呼吸都有水的参与,无氧呼吸过程没有水的参与,D错误。2.(2019山东临沂质量检测)如图为绿色植物某细胞内
2、发生的两个生理过程。下列分析正确的是()A.能进行过程的细胞,在氧气充足时也能进行过程B.过程产生的能量,大部分用于合成ATPC.、过程中的H是同一种物质D.过程发生在线粒体内膜上,过程发生在叶绿体内膜上答案A能进行光合作用光反应阶段的细胞,在氧气充足时也能进行有氧呼吸的第三阶段,A正确。有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,小部分转移到ATP中,B错误。过程是有氧呼吸的第三阶段,此过程中H来自有氧呼吸的第一、二阶段,为还原型辅酶(NADH);过程是光合作用光反应中水的光解,产生的H用于暗反应中C3的还原,为还原型辅酶(NADPH),C错误。根据题图和分析可知,过程发生在线粒体内膜,过程发生
3、在叶绿体类囊体膜,D错误。3.(2019山东济南期中)某种野生型油菜存在一种突变体,叶绿素、类胡萝卜素含量均低,其叶片呈现黄化色泽。野生型和突变体的成熟叶片净光合速率、呼吸速率及相关指标见表。下列分析正确的是()指标类型类胡萝卜素/叶绿素叶绿素a/b净光合速率/(mol CO2m-2s-1)胞间CO2浓度/(mol CO2m-2s-1)呼吸速率/(mol CO2m-2s-1)野生型0.286.948.13210.864.07突变体0.329.305.66239.073.60A.叶绿素和类胡萝卜素分布于叶绿体的类囊体薄膜上,可用纸层析法提取叶片中的色素B.与野生型相比,突变体中发生的改变可能抑制
4、了叶绿素a向叶绿素b的转化C.突变体成熟叶片中叶绿体消耗CO2的速率比野生型低2.47 mol CO2m-2s-1D.CO2浓度、ATP与H产量等是导致突变体光合速率降低的因素答案B本题通过对油菜野生型和突变体的成熟叶片净光合速率、呼吸速率及相关指标的分析,考查科学思维中的演绎与推理能力。叶绿体中的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜,光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂,可以用无水乙醇提取光合色素,光合色素可以溶解在层析液中,溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快,溶解度低的随层析液在滤纸上的扩散速度慢,从而将光合色素分离开来,常用纸层析法分离色素,A错误。突变体和野生型相比,叶绿素a /b升高,因此突
5、变体中发生的改变可能抑制了叶绿素a向叶绿素b的转化,B正确;突变体成熟叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为净光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26(mol CO2m-2s-1),野生型成熟叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为8.13+4.07=12.20(mol CO2m-2s-1),因此突变体成熟叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94(mol CO2m-2s-1),C错误;由表格数据可知,突变体成熟叶片中的胞间CO2浓度高于野生型,因此CO2浓度不是导致突变体光合速率降低的因素,D错误。4.(2019山东济南四模)在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用如图
6、的实验装置测量1小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图所示。下列叙述中,错误的是()A.ab段,叶绿体中ADP从叶绿体基质向类囊体膜运输B.该绿色植物前30 min真正光合速率平均为50 ppm CO2/minC.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将下降D.若第10 min时突然黑暗处理,叶绿体基质中三碳化合物的含量将增加答案B本题通过对密闭容器中CO2的变化量曲线的分析,考查科学思维中的演绎与推理能力。分析曲线图可知,ab段CO2含量下降,说明其光合速率大于呼吸速率,即其可以进行光合作用,其光合作用暗反应产生的ADP用于光反应阶段,因此叶绿体中ADP从叶绿体基质向类囊体膜运
7、输,A正确;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由ab段可以计算出净光合速率=(1680-180)30=50(ppm CO2/min),由bc段可以计算出呼吸速率=(600-180)30=14(ppm CO2/min),因此真正光合速率平均为50+14=64(ppm CO2/min),B错误;题干中提出,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,光合速率下降,将导致该植物光合作用的光饱和点下降,C正确;若第10 min时突然黑暗处理,会导致光反应产生的ATP和H含量下降,抑制暗反应中三碳化合物的还原,使叶绿体基质中三碳化合物的含量增加,D正确。5.(2019山东青岛期中)经研究发现
8、,一定浓度的NaCl溶液会使气孔关闭。某同学研究了不同光照强度条件下,一定浓度的NaCl溶液对某种植物光合速率的影响,结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A.一定浓度的NaCl溶液处理后,丙组植株光合速率不变的原因可能是光照强度限制了光合速率B.用一定浓度的NaCl溶液处理乙植株后,短时间内叶绿体中C3含量下降,H含量上升C.若在A点适当提高甲组植株的光照强度,其光合速率会增大D.一定范围内,随着NaCl溶液浓度的增大,乙组植株的光饱和点将逐渐下降答案C本题通过不同光照强度条件下,NaCl溶液对某种植物光合速率的影响,考查科学思维中的演绎与推理能力。丙组光合速率低,在三组中光照最弱,由于光照
9、弱,光反应的产物少,光合作用主要受光反应的限制,所以一定浓度的NaCl溶液处理前后,光合速率基本不变,A正确;用一定浓度的NaCl溶液处理乙植株后,气孔开度下降,CO2吸收减少,短时间内叶绿体中C3含量下降,H含量上升,B正确;甲组和乙组在A点光合速率相同,说明此时光照强度不是限制光合速率的因素,此时光合作用主要限制因素是CO2浓度,C错误;一定范围内,随着NaCl溶液浓度的增大,气孔开度下降,CO2浓度下降,限制了光合作用,由于光合速率下降,乙组植株的光饱和点将下降,D正确。6.(2017天津理综)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者
10、在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是()A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案D本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。光合作用的光反应与暗反应相互制约,相互影响。从图示可以看出,在曲线图P点以前,野生型水稻光合速率大于突变型,而P点后野生型水稻光合速率小于突变型,说明在P点前,野生型水稻光反应速率较高,P点后,突变型水稻暗反应速率较高,A、B正确;在P点前和P点后至光饱和点前,突
11、变型水稻光合速率随光照强度增加而增加,即限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度,当光照强度大于光饱和点时,限制光合速率的主要因素是CO2浓度,C 正确,D 错误。二、不定项选择题7.在CO2浓度相同、光照强度不同的条件下,对油菜光合速率日变化研究的实验结果如图所示。以下分析不正确的是()A.据图可知,油菜最大光合速率上午均比下午高,这与环境因素的变化有关B.与相比,出现“午休现象”的原因是中午光照强、温度高,导致叶片部分气孔关闭,影响光合作用的暗反应阶段,从而使光合速率下降C.与相比,也出现了“午休现象”,可推测油菜的光合速率除受外界环境因素影响外,还受遗传因素的控制D.据图可知,提高CO
12、2浓度,的光合速率可达到答案D本题通过对油菜光合速率日变化研究的实验结果分析,考查科学思维中的演绎与推理能力。通过曲线可以看出油菜最大光合速率上午均比下午高,因为上午的光照强度和温度等环境因素对于油菜的光合作用来说比下午更适宜,A正确。“午休现象”的原因是中午温度高、光照强,植物蒸腾作用失水剧烈,导致部分气孔关闭,致使进入细胞的二氧化碳减少,光合作用的暗反应减弱,使光合速率下降,B正确。是恒定光照强度,与相比也出现了“午休现象”,很可能是内部因素影响即受遗传因素的控制,C正确。的光合速率较低的原因是阴天光照强度较弱导致光反应较弱,产生的H和ATP较少,即使增大二氧化碳浓度也不易提高光合速率,D
13、错误。8.如图甲为光合作用最适温度条件下,植物光合速率测定装置图,该植物呼吸作用的最适温度略高于光合作用。图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对量的变化。下列说法正确的是()A.图甲装置在较强光照下有色液滴可向右移动,再放到黑暗环境中有色液滴可向左移动B.若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液,其他条件不变,则植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将不变C.一定光照条件下,如果再适当升高温度,真光合速率会发生图乙中从b到a的变化,同时呼吸速率会发生从a到b的变化D.若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化,则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度答案ACD本题通过对植物光合速率测定
14、装置图及某些生理指标的分析,考查科学探究中的实验分析能力。图甲装置在较强光照下,植物的光合作用强度大于呼吸作用强度,光合作用所需要的CO2由CO2缓冲液提供,产生的O2会使装置中的气体压强增大,因此有色液滴可向右移动,再放到黑暗环境中,植物通过呼吸作用产生的CO2被CO2缓冲液吸收,消耗的O2使装置中的气体压强减小,所以有色液滴可向左移动,A正确;若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液,则装置内及呼吸作用产生的CO2全部被NaOH溶液吸收,即使其他条件不变,无CO2导致暗反应不能进行,光反应也随之减弱,植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将下降,B错误;实验在光合作用最适温度条
15、件下进行,而该植物呼吸作用的最适温度略高于光合作用,一定光照条件下,如果再适当升高温度,则真光合速率会下降,且发生图乙中从b到a的变化,同时呼吸速率增大,会发生从a到b的变化,C正确;若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化,说明光合速率增大,则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度,进而提高了装置中的CO2浓度,D正确。9.植物果实发育所需要的有机物来源于叶片的光合作用,但过多枝叶的生长不仅会消耗大量光合产物及无机盐等,而且对植物果实的产量也会造成不利影响。研究者用金橘来研究叶片光合作用与果实产量的关系,实验处理及结果如图所示,在金橘的叶片中检测到有淀粉生成。下列相关分析错误的是()A.第组叶片
16、的净光合速率最高,其果实干重一定大于第、两组B.植物以淀粉的形式将光合产物运输到果实或其他需要有机物的场所C.由此可知,应尽量将植物多余的枝条及叶片摘除,以提高光合速率D.据实验结果推测植物光合作用的产物在叶片中积累会抑制光合作用速率答案ABC分析题图可知:第组叶片的净光合速率最高,但其叶片的数量最少,所以其果实干重不一定大于第、两组,同理,虽然摘除叶片越多,剩余叶片的光合速率越高,但叶片过少,光合总产量不高,不利于提高果实产量,因此不能为提高光合速率,而将植物大量的枝条及叶片摘除,A、C错误;淀粉是大分子物质,无法在植物体内运输,光合产物是以小分子糖(如蔗糖)的形式输出光合细胞,然后经韧皮部
17、长距离运输到果实等器官中,B错误;据实验结果可知,在同样条件下,叶片越多,净光合速率越低,可推测植物光合作用的产物在叶片中积累会抑制光合作用速率,D正确。三、非选择题10.(2019辽宁沈阳一模)某科研小组研究了不同环境条件下CO2浓度对银杏净光合速率的影响,得到如图所示曲线。据图回答下列问题:(1)由图可知,与28 相比,温度为15 时,增加CO2浓度对提高净光合速率的效果不显著,原因是。当CO2浓度为300 molmol-1时,28 条件下银杏净光合速率明显低于20 和15 下的银杏光合速率,原因主要是。(2)适宜光照条件下,若将生活在20 条件下的银杏突然从CO2浓度为800 molmo
18、l-1移至CO2浓度为2 000 molmol-1的环境,短时间内叶绿体中C3的含量将会。(3)图中净光合速率为0时,(填“发生”或“不发生”)光合作用。(4)图中当CO2浓度低于1 000 molmol-1时,不同温度下的净光合速率差异不大,此时影响该过程的主要环境因素是。答案(1)温度低,酶活性低在这三种温度下,光合作用受CO2浓度的限制都很低,而28 时的呼吸作用又比20 和15 时高(2)增加(3)发生(4)CO2浓度解析(1)温度为15 时,由于温度低,酶活性低,增加CO2浓度对提高光合速率的效果并不显著;当CO2浓度为300 mol mol-1时,28 条件下呼吸作用高于20 和1
19、5 ,而且在这三种温度下,由于CO2浓度比较低,光合作用都比较低,所以28 时净光合速率明显低于20 和15 。(2)若CO2浓度突然增加,固定CO2速率加快,生成的C3化合物的含量增加。(3)净光合速率=总光合速率-呼吸速率,净光合速率为0时,有光合作用,此时,总光合速率=呼吸速率。(4)图中的自变量为温度和CO2浓度,当CO2浓度低于1 000 mol mol-1时,不同温度下净光合速率差异不大,所以此时主要影响因素是CO2浓度。11.(2019陕西榆林四模)将植物暴露在过高的光照条件下,叶片会耗散掉吸收的过剩光能,以保护光合器官。如图表示某阴生植物的光合放氧速率、过剩光能与光照强度的关系
20、,其中虚线表示该植物光合速率不受任何限制时的理论上的光合放氧速率。请回答下列问题:(1)叶肉细胞中能吸收并转化光能的物质分布在叶绿体的上,常用法分离这些物质。经过光合作用,吸收的光能最终被转化为。(2)据图分析可知,当光照强度大于200 molm-2s-1时,随着光照强度的升高,该植物对其所吸收光能的耗散量会。与阴生植物相比,在相同的光照条件下,阳生植物光合作用所耗散掉的过剩光能(填“较小”“相当”或“较大”)。(3)强光下,激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体,然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素,起保护叶绿体的作用。缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率,原因是。答案(1)类囊体薄
21、膜纸层析有机物中的化学能(2)逐渐增大较小(3)较小缺乏类胡萝卜素的突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损解析(1)叶绿体的类囊体薄膜上分布有光合色素,可以吸收、传递和转化光能,经过光合作用,吸收的光能最终转化为有机物中的稳定的化学能;叶绿体中的色素在层析液中溶解度不同,扩散速度也不同,常用纸层析法分离这些色素。(2)据图分析,当光照强度大于200 molm-2s-1时,随着光照强度的升高,两条曲线之间的差值逐渐增大,说明植物对其所吸收光能的耗散量逐渐增大;与阴生植物相比,在相同的光照条件下,阳生植物光合作用需要的光能较多,则所耗散掉的过剩光能较小。(3)根据题意分析,缺乏类胡萝卜素的突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损,所以其光合速率较小。