优化探究2017届高考生物二轮复习第一部分专题二细胞的代谢第二讲

第一部分 专题二 细胞的代谢 第二讲 光合作用与细胞呼吸

一、选择题

1．还原氢[H]在生物的生理活动中起重要作用，下列有关叙述不正确的是( ) A．高等植物的光合作用中，[H]产生自水的光解

B．光合作用中，[H]的作用是在暗反应中将二氧化碳还原为糖等有机物 C．有氧呼吸中，[H]的受体是氧气，该过程释放大量的能量 D．无氧呼吸中，[H]的受体是丙酮酸等中间代谢产物

解析：光合作用中[H]用于三碳化合物的还原；有氧呼吸中[H]用于与氧结合生成水；无氧呼吸中[H]用于与丙酮酸结合生成乳酸或酒精和CO2。

答案：B

2．提取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量较小；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是( )

A．有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段 B．线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖 C．葡萄糖能在细胞质基质内被分解成丙酮酸 D．水是在细胞质基质中生成的

解析：有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，第三阶段[H]与氧气结合生成水在线粒体内膜上进行。

答案：D

3．下列有关叶绿体中色素提取和分离实验的叙述，错误的是( ) A．在层析液中溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快

B．在提取色素时向研钵中放入少许碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏 C．在实验操作中，滤纸条的一端要剪去两角，滤液细线要画得粗而直 D．在滤纸条上从下到上依次出现黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色4条色素带 解析：在实验操作中，滤纸条的一端要剪去两角，滤液细线要画得细而直。叶绿体的四种色素在滤纸条上随层析液扩散速度由快到慢依次呈现是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故滤纸条从下到上依次出现黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色4条色素带。

答案：C

4．对下列两幅图的相关描述，不正确的是( )

1

A．对绿色植物来说，图Ⅰ描述过程主要发生在叶肉细胞中 B．图Ⅰ显现出该植物细胞正处于光合速率大于细胞呼吸速率的状态 C．对黑暗中的绿色植物来说，图Ⅱ氧气浓度为6%时，只进行有氧呼吸 D．图Ⅱ氧气浓度大于18%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素

解析：绿色植物体内的叶绿体主要分布在叶肉细胞中，故图Ⅰ描述过程主要发生在叶肉细胞中。图Ⅰ中，线粒体产生的CO2不能满足光合作用的需求，还要从外界吸收CO2，说明光合作用速率大于呼吸作用速率。在氧气浓度为6%时，CO2释放量最小，此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，二者强度都比较小。由图Ⅱ可以看出，当氧气浓度大于18%后，随着氧气浓度的增大，单位时间内CO2的释放量即呼吸速率不再增加，氧气不再是有氧呼吸的限制因素。

答案：C

5．如图甲为25 ℃时小麦光合作用速率随光照强度变化的曲线，图乙为小麦细胞内光合作用和呼吸作用相关酶的活性与温度的关系，下列说法不正确的是( )

A．A点可代表小麦呼吸作用的强度

B．C点时限制光合速率的因素不再是光照强度，很可能是CO2浓度 C．光合作用酶的最适温度与呼吸作用酶的最适温度不相同 D．当温度从25 ℃升高到30 ℃时，B点将左移

解析：A点时光照强度为0，小麦只进行呼吸作用，故A点可代表小麦呼吸作用的强度。C点为光饱和点，限制因素可能是温度和CO2浓度，由于此时温度为光合作用的最适温度，故限制因素应该是CO2浓度。由图乙可知，光合作用的最适温度为25 ℃，呼吸作用的最适温度为30 ℃。B点时，光合速率＝呼吸速率，当温度从25 ℃升高到30 ℃时，呼吸速率加快，而光合速率减弱，故只有提高光照强度光合速率才能与呼吸速率相等，B点将右移。

答案：D

6.植物的光合作用受温度和光照强度的影响，如图表示植物在三种不同光照强度下消耗CO2的情况。下列分析正确的是( )

A．在－5～0 ℃时，温度和光照强度都是限制光合作用的因素

B．在10～30 ℃时，温度是限制光合作用的主要因素

C．在光照强度相同的情况下，0 ℃时的光合作用强度一定小于15 ℃时的光合作用强度

2

D．在温度相同的情况下，4倍光照强度时的光合作用强度一定大于1倍光照强度时的光合作用强度

解析：由图可知，在－5～0 ℃时，温度是限制光合作用的因素；在10～30 ℃时，光照强度是限制光合作用的主要因素；光照强度相同，0 ℃时植物体内光合作用酶的活性低于15 ℃时酶的活性，所以0 ℃时的光合作用强度一定小于15 ℃时的光合作用强度；由图可知在较低温度时，相同温度条件下，4倍光照强度和1倍光照强度下，光合作用强度相同，另外如果温度较高，蒸腾作用增强，植物会出现气孔关闭的现象，所以在温度相同的情况下，4倍光照强度时的光合作用强度不一定大于1倍光照强度时的光合作用强度。

答案：C

7．(2016·江苏南京一模)某实验室用两种方法进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中，每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量，记录数据并绘成坐标曲线图。下列有关叙述正确的是( )

A．实验结束时，消耗葡萄糖较多的是甲发酵罐

B．甲、乙两发酵罐分别在第4 h和第0 h开始进行无氧呼吸 C．甲、乙两发酵罐实验结果表明，酵母菌为异养厌氧型生物 D．该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量

解析：从图中信息可知，乙发酵罐产生的酒精总量为15 mol，由于乙发酵罐中酵母菌只进行无氧呼吸，故消耗的葡萄糖量为7.5 mol，甲发酵罐酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量为9 mol，有氧呼吸消耗葡萄糖量为1 mol，故甲发酵罐消耗的葡萄糖较多，A正确；甲发酵罐的无氧呼吸开始于第2 h，B错误；甲、乙两发酵罐实验结果表明酵母菌是异养兼性厌氧型生物，C错误；通入过多氧气会抑制无氧呼吸，得到酒精量会减少，D错误。

答案：A

8．某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响，实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是( )

3

A．依图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃ B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 ℃ C．每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度是25 ℃ D．在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍

解析：图中纵坐标表示光照下吸收CO2的量(即净光合速率)或黑暗中释放CO2的量(即呼吸速率)。由于没有对高于35 ℃条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此，不能说明水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃。水绵细胞积累有机物的速率是指净光合速率，从图中可以看出，在25 ℃时水绵细胞在光照下吸收CO2的量最高，即积累有机物的速率最大。每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度应是20 ℃，因为在20 ℃时，每天光照10小时，一昼夜水绵积累的有机物最多，为11.5(3.25×10－1.5×14＝11.5)(用CO2吸收量表示)。在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是1.5(用CO2量表示)，消耗氧气的速率是0.5(用CO2量表示)，可知水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍。

答案：B 二、非选择题

9．(2015·高考江苏卷)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：

(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在______________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积______的释放量。

4

(2)光合作用过程中，CO2与C5结合生成________，消耗的C5由________经过一系列反应再生。

(3)由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的________________________________________________________________________。

(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)探究实验要遵循单一变量原则。图1所示实验的自变量为温度，因此其他外界条件应保持一致且适宜，而影响光合作用的重要外界条件还有光照强度和CO2浓度等。单位时间、单位叶面积O2的释放量是衡量净光合速率的重要指标。(2)暗反应中，CO2与C5反应生成C3，这是CO2的固定过程；消耗的C5由C3经过一系列反应再生，这是C3的还原过程。(3)根据图2解释图1，从叶绿素角度分析，叶绿素含量较高会促进光反应产生更多的[H]和ATP，从而更有利于暗反应中有机物的生成；大多数酶的化学本质是蛋白质，与光合作用有关的蛋白质含量较高，则应从酶的角度考虑。(4)P2植株干重显著大于对照组，但籽实的产量并不高，最可能的原因是光合作用产生的有机物向籽实运输的少。

答案：(1)光照强度、CO2浓度 O2 (2)C3 C3

(3)[H]和ATP 参与光合作用的酶 (4)P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少

10．(2014·高考安徽卷)某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)

(1)与15 d幼苗相比，30 d幼苗的叶片净光合速率________。与对照组相比，________________光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

5

(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨________层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。 (3)某同学测定30 d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1 mg·g、3.9 mg·g和4.1 mg·g。为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 解析：(1)从第1幅图看出30 d幼苗在同种光照下，CO2吸收量较多；从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大，CO2进入较多，从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低，故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高。(2)CO2固定的部位在叶绿体基质，叶肉细胞间隙CO2到达该部位至少需经过一层细胞膜、两层叶绿体膜，而每层生物膜都由一层磷脂双分子层构成。(3)由于测得数据差距太大，需随机取样进行重复测定以提高实验的准确性。

答案：(1)高 蓝 蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快 (2)3 (3)随机取样进行重复测定

11．(2014·高考浙江卷)某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。 细胞分裂 素浓度 (g·L) 0 0.5 1.0 2.0 －1－1

－1

－1

叶绿素含 光合速率 希尔反应活力(μmol DCIP Red·mg chl·h－1量(mg chl· (μmolCO2· g FW) 1.58 1.82 2.34 2.15 －1叶片氮 含量(%) 生物量(g· plant) －1m·s) 6.52 7.82 8.64 8.15 －2－1) 1.83 1.94 1.98 1.96 17.65 22.95 27.44 23.56 13.55 25.66 32.26 27.54 注：①chl—叶绿素；FW—鲜重；DCIP Red—还原型DCIP；plant—植株。 ②希尔反应活力测定的基本原理：将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光，水在光照下被分解，产生氧气等，而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化，这些变化可用仪器进行测定。

请回答：

(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可用于颜色反应，还可作为________。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定________得到。

(2)从表中可知，施用细胞分裂素后，________含量提高，使碳反应中相关酶的数量增加。

(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由________产生。合理施用细胞分裂素可延迟________，提高光合速率，使总初级生产量大于________，从而增加植物的生物量。

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解析：(1)根据题表下方的“注”中希尔反应活力测定的基本原理可推测希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化；DCIP既用于颜色反应，还可作为氢载体；希尔反应活力既可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定氧气释放速率得到。(2)根据本小题中信息，分析表格可判断，施用细胞分裂素后，叶片氮含量提高，可使碳反应中相关酶的数量增加。(3)细胞分裂素主要由根尖分生组织产生。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老，提高光合速率，使总初级生产量大于呼吸(量)，从而增加植物的生物量。

答案：(1)光反应 氢载体 氧气释放速率 (2)叶片氮

(3)根(或根尖分生组织) 叶片衰老 呼吸(量)

12．(2013·高考福建卷)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。

请回答：

(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。

(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用，其中________mmol·L的KNO3溶液作用效果最好。

(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的[H]和________减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：本题主要考查细胞呼吸及光合作用的相关知识。

(1)有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和H2O反应生成CO2和大量的[H]，发生的场所是线粒体基质；有氧呼吸第三阶段[H]与氧结合生成H2O，由图示信息知，A、B、C三点中，A点有氧呼吸速率最大，单位时间内与氧结合的[H]最多。(2)图中结果显示，起空白对照作用的清水组中的甜樱桃根有氧呼吸速率最低，表明淹水时，KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，且30 mmol·L的KNO3溶液的减缓作用效果最好。(3)叶绿素含量减少，光反应减弱，为暗反应提供的[H]和ATP减少；根系无氧呼吸与有氧呼吸均有CO2产生，所以不能用CO2

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－1－1

作为检测有氧呼吸速率的指标。

答案：(1)线粒体基质 A (2)减缓 30

(3)ATP 不能，因为无氧呼吸可能会产生CO2

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