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1、專題能力訓練四　光合作用和細胞呼吸 一、判斷題 1.細胞呼吸產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中。(　　) 2.肌肉細胞中的線粒體比脂肪細胞數(shù)量多,是因為肌肉收縮需要消耗大量的能量。(　　) 3.在葉綠體中可進行CO2的固定,但不能合成ATP。(　　) 4.有氧呼吸的三個階段都有ATP產(chǎn)生,但第三階段產(chǎn)生的ATP最多。(　　) 5.水是有氧呼吸的產(chǎn)物,也是有氧呼吸的反應物。(　　) 6.藍藻細胞的能量來源于其線粒體的有氧呼吸過程。(　　) 7.無水乙醇在色素的提取和分離實驗中起分離色素的作用,葉綠體色素在層析液中的溶解度越高,在濾紙上擴散得就越慢。(　　) 8.細胞呼吸如果沒有水的產(chǎn)

2、生,就一定是無氧呼吸。(　　) 9.人體劇烈運動時,產(chǎn)生的CO2/消耗的O2>1,即CO2既可在線粒體中又可在細胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生。(　　) 10.暗反應中C原子的轉(zhuǎn)移途徑是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。(　　) 11.通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用。(　　) 12.葉綠體是綠色植物光合作用的場所,光合色素就分布在葉綠體的類囊體薄膜上,而與光合作用有關的酶分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中。(　　) 13.黑暗處理后的短暫時間內(nèi),葉綠體中ADP和Pi含量升高,C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低。(　　) 14.某一光照強度下,檢測到新鮮葉片沒有

3、與外界進行氣體交換,則可判斷出此葉片沒有進行光合作用。(　　) 15.正常生長的綠藻,照光培養(yǎng)一段時間后,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,此后綠藻細胞的葉綠體內(nèi)CO2的固定加快。(　　) 16.將一株生長正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),在適宜條件下光照培養(yǎng),隨培養(yǎng)時間的延長,玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢是降低至一定水平時保持相對穩(wěn)定。(　　) 17.葉綠體與線粒體增大膜面積的方式相同,且都具有流動性。(　　) 18.細胞呼吸和光合作用中均能產(chǎn)生[H],但二者還原的物質(zhì)不同。(　　) 19.線粒體產(chǎn)生的CO2擴散到同一細胞中的葉綠體中被利用(不考慮類囊體膜),需穿過4層生物膜,擴散

4、到相鄰細胞中的葉綠體中被利用,需穿過6層生物膜。(　　) 20.化能合成作用也能像光合作用一樣將無機物合成為有機物,但所需要的能量來源不同。(　　) 答案:1.×　2.√　3.×　4.√　5.√　6.×　7.×　8.√　9.×　10.×　11.×　12.√　13.√　14.×　15.×　16.√　17.×　18.√　19.√　20.√ 二、選擇題 1.下列關于葉綠體和線粒體比較的敘述,正確的是(　　) A.ATP和[H]在葉綠體中隨水的分解而產(chǎn)生,在線粒體中隨水的生成而產(chǎn)生 B.都具有較大膜面積和復雜的酶系統(tǒng),有利于新陳代謝高效而有序地進行 C.光能轉(zhuǎn)變成化學能發(fā)生在葉綠體中,化

5、學能轉(zhuǎn)變成光能發(fā)生在線粒體中 D.葉綠體中可發(fā)生CO2→C3→C6H12O6,在線粒體中則會發(fā)生C6H12O6→C3→CO2 答案:B 解析:光反應進行的過程有水的光解和ATP的合成,而有氧呼吸第一、二階段都產(chǎn)生ATP和還原氫,第三階段由前兩個階段產(chǎn)生的氫與氧結合產(chǎn)生大量能量,A項錯誤。葉綠體通過類囊體堆疊成基粒來擴大膜面積,而線粒體通過內(nèi)膜向內(nèi)凹陷成嵴擴大膜面積,二者都有復雜的酶系統(tǒng)與其功能相對應,B項正確。線粒體不能把化學能轉(zhuǎn)變成光能,C項錯誤。C6H12O6→C3發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中,D項錯誤。 2.(2019河北安平中學檢測)下圖表示葉肉細胞內(nèi)的部分代謝過程,下列敘述錯誤的是(　

6、　) A.過程①表示光合作用的暗反應,該過程不需要光照 B.過程②發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中,活細胞內(nèi)都能進行 C.過程③表示有氧呼吸第二階段,無氧條件下能持續(xù)進行 D.過程③產(chǎn)生的[H]、ATP一般不用于過程① 答案:C 解析:過程①表示光合作用的暗反應,暗反應不需要光照,A項正確。②過程表示細胞呼吸的第一階段,在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行,活細胞都能進行,B項正確。過程③表示有氧呼吸的第二階段,無氧條件下不能進行,C項錯誤。過程③產(chǎn)生的[H]與O2結合生成H2O,產(chǎn)生的ATP通常用于光合作用之外的生命活動,D項正確。 3.(2019全國Ⅲ理綜)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā),得到n株黃

7、化苗。那么,與萌發(fā)前的這n粒干種子相比,這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現(xiàn)為(　　) A.有機物總量減少,呼吸強度增強 B.有機物總量增加,呼吸強度增強 C.有機物總量減少,呼吸強度減弱 D.有機物總量增加,呼吸強度減弱 答案:A 解析:在黑暗中萌發(fā)的種子,進行細胞呼吸,消耗有機物,種子中的有機物總量減少;種子在萌發(fā)時吸收水分,細胞中的自由水增多,呼吸強度增強,A項正確。 4.將某綠色植物放在特定的實驗裝置中,研究溫度對光合作用和細胞呼吸的影響(其他實驗條件都是理想的),實驗以CO2的吸收量與釋放量為指標。實驗結果如下表所示: 溫度/℃ 5 10 15 20 25

8、 30 35 光照下吸收CO2(mg·h-1) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中釋放CO2(mg·h-1) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 下面對該表數(shù)據(jù)分析正確的是(　　) A.晝夜不停地光照,在35 ℃時該植物不能生長 B.晝夜不停地光照,在20 ℃時該植物生長得最快 C.每天光照12 h,20 ℃時該植物積累有機物最多 D.每天光照12 h,30 ℃時積累的有機物是10 ℃時的2倍 答案:C 解析:根據(jù)表格數(shù)據(jù),光照下吸收CO2的量代表凈光合速率,黑暗

9、中釋放CO2的量代表呼吸速率,因此凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。如果晝夜不停地光照,在35℃時該植物能生長,A項錯誤。并且最適合植物生長的溫度是25℃,B項錯誤。如果每天光照、黑暗各進行12h,則植物積累的有機物的量=12×凈光合速率-12×呼吸速率,則在溫度為20℃時,該植物積累的有機物為3.25×12-1.50×12=21(mg),為同種條件下最多,C項正確。30℃時每天交替進行12h光照,12h黑暗,有機物積累是10℃時的一半,D項錯誤。 5.(2017全國Ⅲ理綜)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　) A.類

10、胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成 B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D.葉片在640~660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 答案:A 解析:類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素,主要吸收藍紫光,基本不吸收紅光,A項錯誤。各種色素的吸收光譜可以通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制,B項正確。光合作用的作用光譜可用光合作用的強度隨光波長的變化來表示,通常用O2的釋放速率或CO2的吸收速率來表示光合作用強度,故C項正確。波長為640~660nm 的光為紅光,葉綠素對

11、其吸收量較大,在此波長光下釋放O2是由于葉綠素參與了光合作用,故D項正確。 6.在CO2濃度為0.03%和適宜的恒定溫度條件下,測定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率,結果如下圖。下列有關分析正確的是(　　) A.當光照強度為1 klx時,植物甲開始進行光合作用 B.當光照強度為3 klx時,植物乙的總光合速率是0 C.若在C點時突然停止CO2供應,短時間內(nèi)植物甲的葉綠體中C3的含量會增加 D.D點時限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是CO2的濃度 答案:D 解析:光照強度為1klx時,此時植物甲的光合作用強度等于呼吸作用強度,A項錯誤。當光照強度為3klx時,植物

12、乙的總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=0+20=20mg/(100cm2葉·h),B項錯誤。C點的限制因素主要是CO2濃度,因此突然停止CO2供應,CO2固定受阻,短時間內(nèi)導致C3的含量會減少,C項錯誤。D點時植物乙到達光飽和點,因此光照強度不再是限制因素,而題中又提出“適宜的恒定溫度條件”,因此此時限制植物乙的光合速率增大的主要因素是CO2的濃度,D項正確。 三、非選擇題 7.科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進行了系列研究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖,圖2為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲線。請回答下列問題。 圖1 圖2 (1)取果肉薄片放入含乙醇的試

13、管,并加入適量　　　　　　,以防止葉綠素降解。長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片會變成白色,原因是　　　　　　　　　　　　　　。? (2)圖1中影響光合放氧速率的因素有　　　　　　　　　　　　　　　　。氧電極可以檢測反應液中氧氣的濃度,測定前應排除反應液中　　　　　的干擾。? (3)圖1在反應室中加入NaHCO3 的主要作用是　　　　　　　。若提高反應液中NaHCO3 濃度,果肉放氧速率的變化是　　　　　　　　(填“增大”“減小”“增大后穩(wěn)定”或“穩(wěn)定后減小”)。? (4)圖2中不同時間段曲線的斜率代表光合放氧的速率,對15~20 min 曲線的斜率幾乎不變的合理解釋是　　　　　　　　　　　　

14、　　　　　　　　　　;若在20 min 后停止光照,則短時間內(nèi)葉綠體中含量減少的物質(zhì)有　　　　　　(填序號:①C5?、贏TP? ③[H]?、蹸3),可推測20~25 min 曲線的斜率為　　　　(填“正值”“負值”或“零”)。? 答案:(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中　(2)光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度　溶解氧　(3)提供CO2　增大后穩(wěn)定　(4)光合產(chǎn)氧量與呼吸耗氧量相等　①②③　負值 解析:(1)提取色素時,加入CaCO3研磨的目的是防止色素被破壞。果肉薄片中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中,故果肉薄片長時間浸泡在乙醇中會因色素溶解在乙醇中而變白。(2)光照強度、溫

15、度、CO2濃度均會影響光合作用強度。測定放氧速率時,應排除反應液中溶解氧的干擾。(3)反應室中加入NaHCO3的目的是為植物的光合作用提供原料CO2。若提高NaHCO3濃度,在一定范圍內(nèi)光合作用逐漸增強,超過一定濃度,光合作用不再增大,故放氧速率的變化是先增大后穩(wěn)定。(4)由圖2可知15~20minO2濃度不變,說明光合作用強度與細胞呼吸強度相等,光合作用釋放的O2量與細胞呼吸消耗的O2量相等。若突然停止光照,光反應產(chǎn)物[H]、ATP的產(chǎn)生減少,C3的還原減慢,C5的消耗不變,故C5、ATP、[H]的含量下降。20min 時光合作用強度與細胞呼吸強度相等,20min后停止光照,則光合作用強度減

16、小,此時細胞呼吸強度大于光合作用強度,20~25min 曲線下降,斜率為負值。 8.(2019河北示范性高中4月聯(lián)考)某生物興趣小組在探究多種環(huán)境因素對水稻光合作用影響的活動中,測得水稻吸收(用“+”表示)或釋放(用“-”表示)CO2的速率(單位:m·h-1)隨溫度變化的部分數(shù)據(jù)如下表所示。請回答下列問題。 組別 條　件 溫　　度 10℃ 20℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃ A 黑暗 -5 -10 -18 -34 -40 -34 B 適當遮陰,CO2濃度為0.03% 3 5 0 -16 -24 -24 C 全光照,CO2濃度為0.03

17、% 5 8 4 2 0 -14 D 全光照,CO2濃度為1.22% 10 20 40 28 12 0 (1)A組數(shù)據(jù)可表示水稻的　　　　　　　隨溫度變化的情況。由表中數(shù)據(jù)可知,影響水稻光合速率的外界因素有　??　。? (2)分析表中數(shù)據(jù)可知,在相同溫度下,C組的光合速率明顯高于B組的,其原因是　　　　　　　　。 (3)若對水稻進行光照、黑暗處理各12 h,根據(jù)表格中信息,應選擇光照為　　　　　、CO2濃度為　　　　、光照下溫度為　　　　和黑暗下溫度為　　　　的條件,以保證水稻中有機物的積累量最多。? 答案:(1)呼吸速率　光照強度、溫度、CO2濃度 (

18、2)在溫度和CO2濃度都相同的情況下,C組的光照強度強于B組的,C組光反應階段產(chǎn)生的ATP和[H]較多,促進了C3的還原,使暗反應加快,光合速率升高 (3)全光照　1.22%　30 ℃　10 ℃ 解析:(1)A組實驗是在黑暗條件下測得的,可以表示水稻在不同溫度條件下的呼吸速率;根據(jù)表格信息判斷,此實驗中影響光合速率的因素有溫度、光照強度和二氧化碳濃度。 (2)根據(jù)表格分析,B組與C組的唯一變量是光照強度,在溫度和CO2濃度都相同的情況下,C組的光照強度高于B組的光照強度,C組光反應階段產(chǎn)生的ATP和[H]較多,促進了C3的還原,使暗反應加快,C組的光合速率升高,所以在相同溫度下,C組的光

19、合速率明顯高于B組。 (3)根據(jù)題意分析,對水稻進行光照、黑暗處理各12h,欲使水稻中有機物積累的量最多,則光照條件下的凈光合速率與黑暗條件下的呼吸速率的差值應該最大,因此應選擇光照為全光照、CO2濃度為1.22%、光照下溫度為30℃和黑暗下溫度為10℃的條件。 9.(2018全國Ⅱ理綜)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性,某同學選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率,結果如下圖所示,據(jù)圖回答問題。 (1)從圖可知,A葉片是樹冠　　　　(填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據(jù)是　　　　　　　　。? (2)光照強度達到一定數(shù)值時,A葉片的凈光合速率開始

20、下降,但測得放氧速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的　　　反應受到抑制。? (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過程中,常用的有機溶劑是　　　　　　　　。? 答案:(1)下層　A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片　(2)暗　(3)無水乙醇 解析:(1)據(jù)圖可知,相同光照強度下,兩種葉片凈光合速率有所不同,且A葉片達到凈光合速率最大值時的光照強度小于B葉片達到凈光合速率最大值時的光照強度,所以A葉片是樹冠下層的葉片。 (2)光照強度達到一定數(shù)值時,A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,說明光合作用的光反應不變,光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH不變,A葉片凈光合作用速率下降的原因是暗反應受到抑制。 (3)綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中,所以常用無水乙醇提取綠葉中的葉綠素。