光合作用和细胞呼吸综合训练及习题解析

必修 1 专题训练 光合作用和细胞呼吸综合题型专训 考点梳理 一 表观 净 光合速率的测定方法 1 NaHCO3 溶液作用 玻璃瓶中的 NaHCO3 溶液保证了容器内 CO2 浓度的恒 定 满足了绿色植物光合作用的需求 2 植物光合速率指标 植物光合作用释放氧气 使容器内气体压强增大 毛细 管内的水滴右移 单位时间内水滴右移的体积即是光合速率 3 条件 整个装置必须在光下 动态分析 当外界条件变化时 CO2 光 补偿点移动规律 若呼吸速率增加 CO2 光 补偿点应右移 反之应左移 若呼吸速率基本不变 条件的改变使光合速率下降时 CO2 光 补偿点应右移 反之应左移 阴生植物与阳生植物相比 CO2 光 补偿点和饱和点都相应向左移动 二 细胞呼吸状况的实验归纳测定 欲测定与确认某生物的呼吸类型 应设置两套呼吸装置 两套呼吸装置中的单 一变量为 NaOH 与蒸馏水 即用等量的蒸馏水取代实验组的 NaOH 溶液 其他 所有项目均应一致 加蒸馏水的装置内气压变化应由 CO2 与 O2 共同决定 两 套装置可如下图所示 当然 此时仍有必要设置另一组作误差校正之用 结果与分析 若装置 1 液滴左移 装置 2 液滴不动 则表明所测生物只进行有氧呼吸 因有 氧呼吸产 CO2 量与耗 O2 量相等 若装置 1 液滴不动 装置 2 液滴右移 则表明所测生物只进行无氧呼吸 因无 氧呼吸只产 CO2 不耗 O2 若装置 1 液滴左移 装置 2 液滴右移 则表明该生物既进行有氧呼吸 又进 行无氧呼吸 装置 1 与装置 2 液滴均左移 则呼吸过程中 O2 吸收量大于 CO2 释放量 呼 吸底物中可能有脂质参与 a 为使实验结果精确 排除实验误差还应设置如图装置 3 以便校正 b 进行结果与结论的描述时应 先结果后结论 而不是 先结论后结果 如 上 习题训练 一 选择题 1 如图为不同温度下金鱼的代谢率 耗氧量 与氧分压的关系图 据图不能得出的 结论是 A 在一定范围内 代谢率随氧分压下降而下降 B 25 环境中金鱼的代谢率比 15 环境中的高 C 代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同 D 氧分压超过一定范围后 代谢率不再随氧分压增加而增加 解析 金鱼的代谢率 耗氧量 除受温度影响外 还受氧分压影响 在 25 时 若氧分压很低 则其代谢率也将很低 答案 B 2 如图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解 下列有关该图的说法中正 确的是 A 只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用 利用 B 光合作用光反应阶段产生的 H 只来自水 而呼吸作用产生的 H 只来自有机 物 C 耗氧量相同的情况下 同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生 ATP 的量可 能相同 D 在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生 的氧气 解析 在有光的条件下 细胞呼吸产生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用 故 A 错误 光合作用的光反应阶段产生的 H 来自水 有氧呼吸第一阶段产生 的 H 来自有机物葡萄糖 第二阶段产生的 H 来自丙酮酸和水 故 B 错误 强 光下植物呼吸作用消耗的氧气可能来自光合作用产生的氧气 也可能来自外界 环境 故 D 错误 答案 C 3 在下曲线图中 有 M N O P Q 五个点 对它们的含义的叙述正确的是 M 点时 植物既进行光合作用 也进行呼吸作用 且光合作用强度弱于 呼吸作用强度 N 点时 植物体只进行呼吸作用 O 点时 植物体的光合 作用强度等于呼吸作用强度 Q 点时 光照强度不再是影响光合作用速率 的主要因素 P 点前 影响光合速率的 主要因素是光照强度 A B C 产生的 H 和 解析 M 点时 光照强度为零 无光合作用 只有呼吸作用 故 错误 N 点 为光补偿点 其光合作用强度等于呼吸作用强度 O 点在 N P 之间 光合作 用强度大于呼吸作用强度 错误 答案 C 4 如图为某种植物细胞部分结构示意图 据图分析 下列四项叙述中 正确的 是 A a b 箭头表示的是 O2 进出细胞的过程 B e f 箭头表示的是 CO2 进出细胞的过程 C 以 C18O2 作原料进行光合作用 在较强光照下 测得含 18O 的呼吸作用产 物的主要去向是图中的 d D 以 H218O 作原料进行光合作用 在较强呼吸作用下 测得含 18O 的光合作 用产物的主要去向是图中的 b 解解析析 a CO2 b O2 e O2 f CO2 c O2 d CO2 C18O2 18O C18O2 C18O2 C18O2 d H 18 2 O 18O c 答答案案 C 5 某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响 进行了甲 乙两组实 验 实验装置如图所示 除图中实验处理不同外 其余条件相同 一段时 间内产生 CO2 总量的变化趋势是 解析 酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 两种呼吸产物中都有二 氧化碳 但分解同样多的葡萄糖时 有氧呼吸的产气量比无氧呼吸要多 所 以甲脱气后应进行无氧呼吸 乙不脱气应先进行有氧呼吸 其产气要快 产 气量比甲要多 答案 A 6 一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌 1 小时后测得该容器中 O2减少 24 mL CO2 增加 48 mL 则在 1 小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 A 1 3 B 1 2 C 2 倍 D 3 倍 解析 有氧呼吸过程中每消耗 1 mol 葡萄糖生成 6 mol CO2 同时消耗 6 mol O2 无氧呼吸过程中每消耗 1 mol 葡萄糖生成 2 mol CO2 不消耗 O2 由于在 相同状况下 气体的体积比等于物质的量之比 则由 1 小时后测得该容器 中 O2减少 24 mL 可知 有氧呼吸产生 24 mL CO2 无氧呼吸产生 24 mL CO2 则在 1 小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 3 倍 7 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液 当通入不同浓度的氧气时 其产生的 C2H5OH 和 CO2的量如表所示 通过对表中数据分析可得出的结论是 氧浓度 abcd 产生 CO2的 量 9 mol12 5 mol15 mol30 mol 产生酒精的 量 9 mol6 5 mol6 mol0 mol A a 浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率 B b 浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率 C c 浓度时有 50 的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D d 浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸 解析 考查有氧呼吸与无氧呼吸反应式的应用 以及获取信息的能力 酵母 菌所产生二氧化碳的量可能是有氧呼吸和无氧呼吸的总和 无氧呼吸产生的 酒精与二氧化碳的物质的量相同 所以 a 浓度时没有进行有氧呼吸 b 浓度时 有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率 c 浓度时无氧呼吸产生二氧化碳为 6 mol 有氧呼吸产生二氧化碳为 9 mol 有氧呼吸分解 1 mol 葡萄糖产生 6 mol 二氧 化碳 而无氧呼吸分解 1 mol 葡萄糖产生 2 mol 二氧化碳 所以设用于无氧呼 吸的葡萄糖为 x 则 2x 6 1 x 6 9 推出 x 2 3 d 浓度时没有产生酒精 说 明没有进行无氧呼吸 答案 D 8 下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径 酶 1 酶 2 和酶 3 依次分别 存在于 A 线粒体 线粒体和细胞质基质 B 线粒体 细胞质基质和线粒体 C 细胞质基质 线粒体和细胞质基质 D 细胞质基质 细胞质基质和线粒体 解析 有氧呼吸过程可分为三个阶段 第一阶段是葡萄糖氧化分解生成丙酮 酸 进行的场所是细胞质基质 是在酶 1 的作用下完成的 第二 三阶段是丙 酮酸在线粒体内彻底分解 生成 CO2和 H2O 是在酶 2 的作用下进行的 在 缺氧的条件下 葡萄糖氧化分解为乳酸 该过程在细胞质基质中进行 所以 酶 3 存在于细胞质基质中 答案 C 9 为了研究光合作用 生物小组的同学把菠菜叶磨碎 分离出细胞质和全部叶 绿体 然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质 分别装在四 支试管内 并进行光照 问哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程 解析 叶绿体是植物进行光合作用的场所 光合作用光反应过程中 H2O 光 解 ATP 形成 光合磷酸化 及光能转换成电能 电能转换成活跃的化学能储 存在 ATP 和 H 中都是在类囊体薄膜上进行的 膜上有进行光反应所需要的 各种色素和酶 故 B 对 A 错 C 中缺少色素和酶 D 中缺少所需的酶 答案 B 10 一生长着大量绿藻的池塘 一天内池水中 CO2浓度变化正确的是 解析 白天绿藻进行光合作用强于细胞呼吸 CO2浓度逐渐减少 至傍晚二 者相等 以后细胞呼吸强于光合作用 CO2浓度逐渐升高 至清晨二者相等 答案 D 11 如图所示农田一昼夜温度变化 光照强度变化 和植物吸收 CO2变化 数 据绘制成的曲线 则下列说法不正确的是 A 在 曲线与时间轴交点 c 和 e 时 光合作用吸收的 CO2与细胞呼吸释 放的 CO2 量相等 B a 点的形成是由夜间的低温造成的 C 从时间轴上的 c 点开始合成有机物 到 e 点有机物的合成停止 D 增大曲线 与时间轴所围成的正面积的措施包括提高光照强度 CO2浓 度和充足的水分供应 解析 此题考查光合作用和细胞呼吸的关系 c e 两点表示植物光合作用吸 收 CO2和细胞呼吸放出 CO2的量相等 此时植物光合作用合成有机物的量和 细胞呼吸消耗有机物的量相等 c 点之前 e 点之后也进行光合作用 答案 C 二 非选择题 1 小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 和 30 下图甲 为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图 图乙是在 CO2 浓度一定 环境温度为 25 不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度 请据图分析回答 问题 1 当图甲中细胞有 d 过程发生而没有 e 过程发生时 该细胞处于的生理状态是 若是 d 过程也不发生 则此时该细胞内进行的生理过程是 用化学反应式表示 2 在图乙中 B 点时 叶肉细胞中产生 ATP 的场所有 C 点时 该植物的总光合速率为 mg dm2 叶 h C 点以后限制光合作用强度继 续上升的环境因素是 3 适当提高 CO2 浓度时 C 点将 填 上移 下移 或 不动 当植物缺镁时 B 点将 填 左移 或 右移 4 某同学以绿色植物叶片为材料 探究环境条件对细胞呼吸速率的影响 请帮 助他提出一个探究的课题 需要特别注意的是 该实验需 要在 条件下进行 答案 1 光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 6O2 C6H12O6 6H2O6CO2 12H2O 能量 2 细胞质基质和线粒体 叶绿 体 20 CO2 浓度 3 上移 右移 4 探究温度 O2 浓度 对细胞呼吸速率的影响 黑暗 2 下图中的甲 乙两图为一昼夜中某作物植株对 CO2的吸收和释放状况的示意 图 甲图是在春季的某一晴天 乙图是在盛夏的某一晴天 请据图回答问题 1 甲图曲线中 C 点和 E 点 外界环境中 CO2浓度变化为零 处 植株处于何 种生理活动状态 2 根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是 点 植株积累有机 物最多的是 点 3 乙图中 FG 段 CO2吸收量逐渐减少是因为 以致光反应产生的 和 逐渐减少 从而影响了暗反应强度 4 乙图曲线中间 E 处光合作用强度暂时降低 可能是因为 解析 甲图 C 点与 E 点植物不吸收也不释放 CO2 表明植物的光合作用强度 等于呼吸作用强度 光合作用强度最高点 应是 CO2吸收速率最高点 D 有 机物积累最多点应是光合作用减弱到等于呼吸作用时的点 E 答案 1 呼吸作用释放 CO2的量等于光合作用吸收 CO2的量 2 D E 3 光照强度逐渐减弱 ATP NADPH H 4 温度高 蒸腾作用过强 气孔关 闭 影响了 CO2原料的供应 3 解 1 分析题图 1 可知 是光反应阶段 场所是叶绿体类囊体薄膜 过程是有氧呼吸的第一 第二阶段 场所是 细胞质基质 线粒体基质 能为该 细胞合成蛋白质供能的过程是细胞呼吸释放的能量 即图 1 中的 过程 2 阅读题干可知 该实验是通过控制反应时间探究 CO2中碳原子的转移路 径 用到的实验方法为同位素标记法 3 由曲线可知 c 光合强度