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1、小专题 5细胞呼吸与光合作用1.下列关于细胞呼吸的叙述正确的是A.种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化B.细胞中 ATP/ADP的比值下降可促进细胞呼吸C.细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质D.检测 CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸解析:种子萌发过程中随着细胞吸水能力的增强,生命活动逐渐旺盛,细胞呼吸速率逐渐增强,A错误;细胞中 ATP 的合成与分解保持动态平衡,ATP/ADP 的比值下降可促进细胞呼吸,B 正确;细胞呼吸过程中产生CO2的场所不只是线粒体基质,也可是细胞质基质,C错误;乳酸菌进行细胞呼吸产生乳酸,不产生 CO2,D 错误。2.下列与光合作用有关的叙述,错误的是
2、A.光反应阶段并不需要酶的参与B.暗反应阶段既有 C5的生成又有 C5的消耗C.光合作用过程中既有H的产生又有H的消耗D.光合作用过程将光能转换成细胞能利用的化学能解析:光反应过程需要酶的参与。3.植物叶片中有一种酶,是叶片中含量最高的蛋白质。其功能是催化反应C5+CO22C3,由此推断这种酶A.主要分布在细胞质基质中B.在低温环境中会失活,导致光合速率降低C.是固定 CO2的关键酶,其催化活性可能比其他酶低D.由叶绿体中的基因控制合成,与细胞核基因无关1/8解析:CO2固定的场所是叶绿体基质,A 错误;这种酶是蛋白质,在低温环境下,只是酶的活性降低,不会失活,B 错误;由题干可知,这种酶是光
3、合作用中参与 CO2固定的关键酶,是植物叶片中含量最高的蛋白质,由此可推知该酶含量之所以高,是由于其催化效率低的缘故,C 正确;题干中没有显示该酶是叶绿体基因还是核基因控制合成的,D 错误。4.有关叶绿素的叙述,正确的是A.叶绿素都在叶绿体内合成B.叶绿素在酸性环境中保持稳定C.纤维素酶不能催化叶绿素分解D.叶绿素比叶黄素更易溶于层析液解析:蓝藻没有叶绿体但含有叶绿素,其叶绿素的合成不在叶绿体中进行,A 不正确。叶绿素不稳定,在提取和分离色素实验中,要加入碳酸钙加以保护,B 不正确。酶具有专一性,所以纤维素酶不能催化叶绿素分解,C 正确。分离色素时,叶黄素比叶绿素溶解度高,在滤纸条上扩散速度快
4、,D 不正确。5.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为 a、b、c、d 时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示水稻CO2吸收速率与光照强度的关系。有关说法正确的是A.图甲中,光照强度为 b 时,光合作用速率等于呼吸作用速率B.图甲中,光照强度为 d 时,单位时间内细胞从周围吸收2 个单位的 CO2C.图甲中的 c 点和图乙中的 h 点对应D.图乙中,限制 e、f、g 点光合作用速率的因素主要是光照强度解析:从甲图可知,光照强度为b 时,CO2释放量大于0,说明此时呼吸作用速率大于光合作用速率,A项错误;光照强度为d时,O2产生总量为8,则光合作用总吸收二氧化碳为8,而光照强
5、度为2/8a 时,O2产生总量为 0,说明只进行细胞呼吸,呼吸强度为 6,因而单位时间内细胞从周围吸收8-6=2个单位的CO2,B项正确;图甲中c点无CO2的释放,O2产生总量为6,说明此时光合作用速率等于呼吸作用速率,而图乙中 h 点是光合作用速率大于呼吸作用速率,C 项错误;图乙中,限制 g 点光合作用速率的因素不是光照强度,可能是温度、CO2浓度等,D 项错误。6.有氧运动近年来成为一个很流行的词汇,得到很多学者和专家的推崇,它是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识,分析下列说法正确的是 A.ab 段为
6、有氧呼吸,bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd 段为无氧呼吸B.运动强度大于 c 后,肌肉细胞 CO2的产生量将大于 O2消耗量C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储存在 ATP中D.若运动强度长时间超过c,会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力解析:从图中乳酸含量和氧气消耗速率变化可判断,ab 段为有氧呼吸,bc 段开始出现无氧呼吸,cd 段有氧呼吸和无氧呼吸并存,但 bc 段有氧呼吸占优势,cd 段有氧呼吸强度不再增加,无氧呼吸强度逐渐上升,A 错误;运动强度大于 c 后,虽然无氧呼吸增强,但人体无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸 CO2的产生量等于 O2消耗量,B 错误;无氧呼吸的产
7、物是乳酸,乳酸中仍储存有部分能量,C 错误;运动强度长时间超过 c 点,无氧呼吸产生的乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力,D 正确。7.利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验,下列叙述正确的是A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量B.在光下,如果有气泡产生,可说明光合作用产生氧气3/8C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验D.为了探究光照强度对光合作用的影响,用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率的变化解析:试管中收集的气体的量表示光合作用产生的氧气量减去呼吸作用消耗的氧气量的剩余量,A 错误;光下产生气泡,可能是温度增加,使气体的溶解度
8、下降导致的,产生的也不一定是氧气,B 错误;为了探究二氧化碳对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验,C正确;用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率变化的实验时,没能控制无关变量,也未设置对照实验,D 错误。8.棉花是关系国计民生的战略物资,也是仅次于粮食的第二大农作物,科研人员利用棉花植株进行了不同实验,请分析回答:图 1 为选取至少具有 15 个棉铃的植株,去除不同比例的棉铃,进行研究棉花去铃后对叶片光合作用的影响。分析可知,叶片光合速率大小与棉铃数量呈相关,其中对照组棉花植株的CO2固定速率相对值是。图 2 为在适宜光照强度条件下,棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线
9、。温度主要是通过影响来影响棉花光合速率和呼吸速率。图 2中,30 时棉花净光合速率是mol O2mg-1叶绿素h-1,棉花光合作用生产量最大时的温度是。解析:由图 1 可知,去除棉铃的百分率越低,即棉铃数量越多,光合速率越高,即叶片光合速率大小与棉铃数量呈正相关;去除棉铃的百分率为 0,即不去除棉铃时为对照组,此时棉花植株的CO2固定速率相对值是 28。图 2 中放氧速率为净光合速率,耗氧速率为呼吸速率,30 时棉花净光合速率是 150 mol O2mg-1叶绿素h-1;棉花光合作用生产量最大时即为净光合速率和呼吸速率之和最大时,图 2 中 35 时棉花光合作用生产量最大。4/8答案:正28酶
10、的活性15035 9.绿藻和硅藻是湖泊中常见的藻类,pH 是影响淡水藻类生长的重要环境因素。某研究小组探究不同 pH对两种藻类光合速率的影响,实验结果如图所示。回答下列问题:为计算图中各组的光合速率,应先将各组在黑暗中放置一段时间,测定各组单位时间内氧气的。随后置于适宜光照下一段时间后,再测定各组净光合速率。黑暗处理过程中,藻液 pH 有所变化,其原因是。因此在测定净光合速率前,需将各组 pH分别调整到,这是控制实验的变量。由图可知,两种藻类的光合速率受pH 影响较小的是。据图推测,若硅藻长时间处于 pH 为 9.0 条件下时,将不能正常生长繁殖,原因是。解析:测定真正的光合作用速率,需要先测
11、定呼吸作用速率,即将各组在黑暗中放置一段时间,测定各组单位时间内氧气的吸收量。由于呼吸作用可以产生二氧化碳,溶于水后会使得黑暗处理过程中藻类的 pH 有所变化,所以在测定光合速率前,需将各组 pH 分别调整到相应的 pH,这是控制实验的自变量。据图分析,绿藻的曲线变化较为平缓,所以两种藻类的光合速率受 pH 影响较小的是绿藻。pH 为 9.0 时,硅藻光合速率接近于零,白天不能积累有机物,因此硅藻长时间处于pH 为 9.0 条件下时,将不能正常生长繁殖。答案:吸收量呼吸作用产生的 CO2与水结合产生碳酸,使藻液 pH 下降原设定的pH自绿藻pH 为 9.0 时硅藻光合速率接近于零,一昼夜有机物
12、积累量为负值5/810.为探究大气 CO2浓度上升及紫外线辐射强度增加对农业生产的影响,研究人员人工模拟一定量的 UV 辐射和加倍的 CO2浓度处理番茄幼苗,直至果实成熟,测定了番茄株高及光合作用相关生理指标,结果见下表,请分析回答:叶绿素含量株高分组及实验处理m-2s-115 天30 天45 天15 天30 天45 天对照BCUV 照射CO2浓度倍增UV 照射和DCO2浓度倍增植物光合作用中,CO2在中与 C5结合,形成 C3。据表分析,C 组光合速率明显高于对照组,其原因一方面是由于,加快了暗反应的速率;另一方面是由于含量增加,使光反应速率也加快。D 组光合速率与对照相比,说明 CO2浓度
13、倍增对光合作用的影响可以UV 辐射增强对光合作用的影响。由表可知,CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为,这可能与 CO2参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设,还需要测定组植株中的生长素含量。若检测结果是,则支持假设。解析:光合作用暗反应中,CO2在叶绿体基质中与 C5结合,形成 C3,然后被 NADPH 还原成和 C5,这样光能就转化为糖分子中的化学能。分析表格中数据可以看出,C 组与A 组相比,可能是由于二氧化碳浓度倍增和叶绿素的含量增加,导致其光合速率较高,D 组光合21.535.955.71.551.952.259.0221.121.931.638.348.361.2
14、1.51.751.82.41.82.456.5214.2821.535.254.51.652.02.08.86光合速率mol6/8速率与对照组相比无明显差异,说明二氧化碳浓度倍增可以降低UV 辐射对光合作用的影响。由于假设内容为:CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长可能与 CO2参与了生长素的合成启动有关,因此需要测定植株中生长素的含量,如果C组的生长素含量高于A组,可以证明假设内容。答案:叶绿体基质CO2浓度倍增叶绿素无显著差异降低A、CC 组生长素含量高于 A 组11.如图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图。其以气孔白天关闭,晚上开放的特殊方式适应干旱环境。但干旱是否会影响其产量,科研人员实验
15、后得出下表相关数据。据图和表格回答下列问题:指标处理X轻度缺水重度缺水土壤含水量/%25136叶长度/cm42.838.238.1叶宽度/cm3.33.13.1叶绿素含量/0.780.630.52如图,PEP、OAA、RuBP、PGA、C 为相关物质,能参与 CO2固定的有,推测 C 是。干旱条件下菠萝细胞白天产生CO2的具体部位是和。干旱条件下菠萝细胞夜间pH 下降,原因是表中 X 起作用。据表分析,菠萝在干旱环境条件下,产量会,原因是。解析:据图分析,参与二氧化碳固定的物质主要有 PEP 和 RuBP。由于 C 进入线粒体参与7/8有氧呼吸,所以 C 表示丙酮酸。干旱条件下菠萝细胞白天气孔关闭,影响光合作用和有氧呼吸,故此时细胞还要进行无氧呼吸,所以菠萝细胞白天产生CO2的具体部位是细胞质基质和线粒体基质。干旱条件下由于夜间菠萝细胞合成苹果酸以及细胞呼吸产生CO2形成H2CO3,所以菠萝细胞夜间 pH 下降。据表分析,X 表示对照组,由于叶面积减少,光合作用实际量较少,以及叶绿素含量下降,光反应强度减弱,所以,菠萝在干旱环境条件下,产量会下降。答案:PEP、RuBP丙酮酸细胞质基质线粒体基质夜间菠萝细胞合成苹果酸;夜间细胞呼吸产生CO2形成 H2CO3对照下降叶面积减少,光合作用实际量较少;叶绿素含量下降,光反应强度减弱8/8