1、1高考微题组一 细胞呼吸与光合作用非选择题1.(2016 全国理综)BTB 是一种酸碱指示剂。BTB 的弱碱性溶液颜色可随其中 CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的 NaHCO3和 BTB 加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的 CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入 7 支试管中。其中 6 支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号 1 2 3 4 5 6 7水 草 无 有 有 有 有 有 有距日光灯的距离 20 遮光 * 100 80 60 40 20
2、50 min 后试管中溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯 100 cm 的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题。(1)本实验中,50 min 后 1 号试管的溶液是浅绿色,则说明 2 至 7 号试管的实验结果是由 引起的;若 1 号试管的溶液是蓝色,则说明 2 至 7 号试管的实验结果是 (填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中 X 代表的颜色应为 (填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是 。 (3)5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草 。 答案(1)不同光强下水草的光
3、合作用和呼吸作用 不可靠的 (2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中 CO2浓度高于 3 号管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的 CO2量相等2解析(1)依题意并结合表中信息可知,距日光灯的距离代表不同的光强。2 号试管遮光,其内的水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用。有光条件下,37 号试管内溶液颜色的变化是水草光合作用吸收的 CO2量与呼吸作用释放的 CO2量的综合反映。1 号试管为对照组,其中的 NaHCO3可维持 CO2浓度的相对稳定,27 号试管为实验组。综上所述,若 50 min 后,1 号试管的溶液是浅绿色,则说明 27号试管的实验结果是由光合作用
4、与呼吸作用引起的。若 1 号试管的溶液是蓝色,则说明 27 号试管的实验结果是不可靠的。(2)2 号试管进行了遮光处理,其内的水草不能进行光合作用消耗 CO2,但能通过呼吸作用释放CO2,所以试管内 CO2浓度高于 3 号试管,X 代表的颜色应为黄色。(3)5 号试管中的溶液颜色与对照组 1 号试管的相同,均为浅绿色,说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收和释放的 CO2量相等。2.(2018 江苏)下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
5、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)。 3C 3的还原 内外物质运输 H 2O 裂解释放 O2 酶的合
6、成答案(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)解析本题考查光合作用与呼吸作用的相关知识,属于对生命观念和科学思维的考查。(1)甲为叶绿体,与光合作用有关的色素包括叶绿素、类胡萝卜素,其中叶绿素的合成需要光照条件。(2)光反应发生在类囊体膜上,与光反应有关的中心蛋白应该被组装在类囊体膜上;Rubisco(催化 CO2固定的酶)是暗反应过程需要的酶,暗反应发生在叶绿体基质中,Rubisco(催化 CO2固定的酶)的小亚基应在叶绿体基质中组装。(3)丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二、三阶段的反应;丙酮酸被分解成二氧化碳发生在线粒体基质中;有氧呼吸
7、前两阶段产生的H在线粒体内膜上与氧气结合,生成水的同时产生能量,其中一部分能量转移到 ATP 中。NADPH 可在线粒体内膜上被利用。(4)光合作用的暗反应阶段 C3化合物的还原需要 ATP;某些物质的运输以及蛋白质的合成也需要 ATP 供能;H 2O 裂解释放O2发生在光反应阶段,该阶段不消耗 ATP。3.(2017 全国理综)植物的 CO2补偿点是指由于 CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的 CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题。(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 。
8、甲种植物净光合速率为 0 时,乙种植物净光合速率 (填“大于 0”“等于 0”或“小于0”)。 (2)若将甲种植物密闭在无 O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是 4。 答案(1)植物在光下光合作用吸收 CO2的量大于呼吸作用释放 CO2的量,使密闭小室中 CO2浓度降低,光合速率也随之降低 大于 0(2)甲种植物在光下光合作用释放的 O2使密闭小室中 O2增加,而 O2与有机物分解产生的 NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当 O2增多时,有氧呼吸会增加解析植物在适宜光照条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,会使容器内 CO2的浓度降低。
9、CO 2是植物光合作用的原料,其浓度降低会使光合速率也降低。O 2浓度增大,则有氧呼吸强度增大。由于甲种植物的 CO2补偿点大于乙种植物的,故甲种植物净光合速率为 0 时,所对应的 CO2浓度大于乙种植物的 CO2补偿点,此时乙种植物净光合速率大于 0。4.图 1 表示空气中的 CO2含量对某绿色植物光合作用的影响,图 2 表示一天 24 h 蔬菜大棚内 CO2浓度随时间的变化曲线(水平虚线为实验开始时大棚内的 CO2浓度)。据图回答下列问题。(1)两图中光合作用强度和呼吸作用强度相等的点有 ,此时细胞中能产生H的部位有 。图 2 中积累有机物最多的点是 。 (2)经过 24 h 后,大棚内植
10、物有机物的含量会 (填“增加”“减少”或“不变”)。据图分析原因是 。 (3)图 2 中 A 点所进行的生理反应表达式为 。 (4)图 1 中限制 N 点的主要外界因素是 和 。N 点时叶肉细胞叶绿体中的ADP 的运动方向是 5。 (5)若将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,下列有关说法正确的是 。 A.甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同B.甲、乙两叶片的光合作用强度在一段时间后都将逐渐下降C.若实验一段时间后,甲叶片所在小室中的 CO2浓度较乙低,则甲叶片的呼吸作用强度一定比乙低D.若实验一段时间后,甲叶片所在小室中的 CO2浓度
11、较乙低,则甲固定 CO2的能力较弱(6)某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验后,绘制了四种光合色素在滤纸上的分离情况(如图3 所示),据图分析,溶解度最大的色素是 (填序号)。 图 3答案(1)M、D、H 细胞质基质、叶绿体、线粒体 H(2)增加 I 点 CO2浓度低于 A 点,说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物(3)C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量(4)光照强度 温度 从叶绿体基质到类囊体薄膜(5)B (6)丁解析(1)在图 1 中,M 点为光合作用补偿点,在图 2 中,D 点 CO2浓度最高,H 点 CO2浓度最低,这两个时刻光合作用强度与细胞呼
12、吸强度相等,此时细胞内既进行光合作用又进行细胞呼吸,产生H的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。图 2 从 D 点到 H 点,CO 2浓度一直在下降,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度,有机物在积累,到 H 点时,积累最多。(2)观察整条曲线,可以看出,24 时的 I 点 CO2浓度略低于 0 时 A 点,说明总的来说,光合作用合成的有机物大于呼吸作用消耗的有机物,大棚内植物有机物的含量会略有积累。(3)在 A 点,植物细胞在氧气充足的情况下进行有氧呼吸,书写反应式时注意箭头和反应条件的准确性。(4)图 1 中 N 点为 CO2饱和点,CO 2不再影响光合作用强度,这时光照强度和温度会对光合作用强
13、度产生影响;N 点正在进行光合作用,叶绿体中的 ADP 会由叶绿体基质6向类囊体薄膜运动。(5)甲、乙是两种不同的植物,因此两叶片的光合作用强度不一定相同,A 项错误;由于甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,都能进行光合作用,所以随着时间的推移,小室中的 CO2越来越少,导致光合作用强度都逐渐下降,B 项正确;由于密闭小室中 CO2浓度的变化与光合作用和细胞呼吸都有关,所以无法判断甲叶片和乙叶片光合作用强度和细胞呼吸强度的高低,C 项错误,D 项错误。(6)色素的扩散距离与色素的溶解度有密切的关系,丁扩散距离最远,说明其溶解度最大。5.(2018
14、 全国理综)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”)。 答案(1)类囊体膜 蓝紫光和红光(2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速
15、率仍在增加,故群体干物质积累速率降低(3)低解析本题主要考查光合作用的场所、过程及曲线分析。(1)光反应发生在类囊体薄膜上,光合色素主要吸收蓝紫光和红光。(2)由曲线推知,当叶面积系数小于 a 时,群体光合速率及干物质积累速率7随叶面积系数的增加而增加。当叶面积系数超过 b 时,群体光合速率不再变化,但群体呼吸速率仍在增加,所以群体干物质积累速率降低。(3)与阳生植物相比,阴生植物光补偿点低,即光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低。6.(2017 江苏)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图 1 为光合放氧测定装置示意图,图 2 为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧
16、曲线。请回答下列问题。图 1图 2(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量 ,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。 (2)图 1 中影响光合放氧速率的因素有 。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中 的干扰。 (3)图 1 在反应室中加入 NaHCO3 的主要作用是 。若提高反应液中 NaHCO3 浓度,果肉放氧速率的变化是 (填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。 (4)图 2 中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对 1520 min 曲线的斜率几乎不变的合理解释是 ;若在 20 min 后停止光照,则短时间内叶绿体中含
17、量减少的物质有 (填序号:C 5 ATP H C 3),可推测 2025 min 曲线的斜率为 (填“正值”“负值”或“零”)。 答案 (1)CaCO 3 光合色素溶解在乙醇中8(2)光照、温度、CO 2(NaHCO3)浓度 溶解氧(3)提供 CO2 增大后稳定(4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 负值解析(1)提取色素时,加入 CaCO3研磨的目的是防止色素被破坏。果肉薄片中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故果肉薄片长时间浸泡在乙醇中会因色素溶解在乙醇中而变白。(2)光照强度、温度、CO 2浓度均会影响光合作用强度。测定放氧速率时,应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)反应室中加入 NaHCO3的目的是为植物的光合作用提供原料 CO2。若提高 NaHCO3浓度,在一定范围内光合作用逐渐增强,超过一定浓度,光合作用不再增大,故放氧速率的变化是增大后稳定。(4)由图 2 可知 1520 min O2浓度不变,说明光合作用强度与细胞呼吸强度相等,光合作用释放的 O2量与细胞呼吸消耗的 O2量相等。若突然停止光照,光反应产物H、ATP 的产生减少,C 3的还原减慢,C 5的消耗不变,故 C5、ATP、H的含量下降。20 min 时光合作用强度与细胞呼吸强度相等,20 min 后停止光照,则光合作用强度减小,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度,2025 min 曲线下降,斜率为负值。
