2023年高考生物（四海八荒易错集）专题04光合作用和细胞呼吸

PAGEPAGE1专题04光合作用和细胞呼吸1.以下与生物呼吸作用有关的表达，错误的选项是()A.马铃薯块茎、苹果果实还有动物骨骼肌肌细胞除了能够进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸B.人和其他某些动物能保持体温的相对稳定，体温的维持有时也需要ATP水解供能C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量，其中少量储存在ATP中，大局部能量以热能的形式散失【答案】C【解析】动植物在氧气缺乏的情况下，也可以进行无氧呼吸，为细胞生命活动提供能量，A正确；人和其他某些动物能保持体温的相对稳定，有时也需要ATP水解供能，B正确；破伤风芽孢杆菌为厌氧细菌，适宜生活在无氧环境中，C错误；无氧呼吸产生酒精和二氧化碳或者乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量，产生的能量大局部以热能的形式散失，D正确。2.萨克斯证明光合作用产生淀粉的实验中，与曝光局部相比，遮光局部的叶肉细胞中不会发生的生理过程是()A.[H]的产生 B.C3的复原C.ATP的合成 D.CO2的产生【答案】B3.在适宜光照下，给密闭玻璃装置中的小麦提供14C标记的CO2，以下对暗反响阶段的表达正确的选项是()A.14CO2固定后14C直接进入到C5中B.CO2固定的同时将ATP中的化学能转化为C3中的化学能C.暗反响产生的14C6H12O6可在线粒体中氧化分解再产生14CO2D.光照强度突然变弱时，短时间内C3含量会升高【答案】D【解析】CO2的固定是CO2与C5在酶的催化作用下合成C3的过程，固定后14C直接进入到C3中，A错误；C3复原需要能量，而CO2的固定不需要ATP的消耗，B错误；14CO2经过固定、复原产生的葡萄糖也带有14C标记，可经细胞呼吸再产生14CO2，但葡萄糖的分解是在细胞质基质中完成的，C错误；光照强度由强变弱时，光反响为暗反响提供的ATP和[H]减少，C3的复原减弱，而CO2的固定不受光照影响，所以短时间内C3含量升高，D正确。4.如图表示在夏季的一个晴天，某阳生植物叶肉细胞光合作用过程中C3、C5的含量变化，假设某一天中午天气由晴转阴，此时细胞中C3、C5含量的变化分别相当于曲线中的哪一段()A.d→e段(X)，d→e段(Y)B.c→d段(X)，b→c段(Y)C.d→e段(Y)，c→d段(X)D.b→c段(Y)，b→c段(X)【答案】A5.植物光合作用可受多种环境因素的影响，以下图是在不同温度条件下测得的光照强度对小麦O2吸收速率的影响。请答复以下问题：(1)b点的生物学含义是____________________________________________。此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为________________。(2)由图可知，影响c点光合速率的主要因素是________________________________。(3)假设适当提高CO2浓度，d点将向________________移动。此时叶绿体产生的O2的去向是________________(填“线粒体〞“细胞外〞或者“两者都有〞)。(4)在光照和CO2适宜的条件下用H18O2浇灌小麦幼苗，那么小麦幼苗周围空气中_____中含18O。【答案】(1)光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率细胞质基质和线粒体(2)光照强度和温度(3)右下两者都有(4)水、氧气、二氧化碳【解析】(1)分析图发现，纵坐标表示氧气吸收速率即净光合速率，横坐标表示光照强度；b点氧气吸收速率为0，即净光合速率为0，其含义为：光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率；小麦根尖中无叶绿体，只能进行呼吸作用产生ATP，呼吸作用产生ATP场所是细胞质基质和线粒体。(2)由图可知，图中变量有两个：光照强度、温度。分析25℃曲线可知，随着光照强度增强，氧气释放速6.为了探究光质对叶用莴苣光合作用的影响，科学家设计了4组不同光质分别处理长势相同的莴苣幼苗，第40天测定相关指标，结果如下。组别ABCD光质白光白光＋红光白光＋蓝光白光＋红光＋蓝光叶绿素含量/mg·g－1叶绿素a0.520.540.420.63叶绿素b0.120.120.090.14净光合速率/μmolCO2·m－2·s－14.95.35.63.2气孔导度/mmolH2O·m－2·s－1234214240184据表答复：(1)在本实验过程中，A组的作用是____________，同时补充红光和蓝光会_________(填“促进〞或“抑制〞)莴苣生长。实验中选用红、蓝两种光源作为补充光源的依据是________________________。(2)假设用上述4组实验培养的莴苣叶分别进行色素的提取与别离，那么滤纸条自上而下第三条色素带呈________________色，该色素带颜色最深的是______________组。(3)4组实验中D组净光合速率最低，最可能的原因是_____________________与C组相比，D组叶肉细胞中的含C3含量______________(填“较高〞“相等〞或“较低〞)。(4)大棚种植莴苣时，人工增加一定强度电场或提高CO2浓度都会提高净光合速率，假设同时增加电场强度和提高CO2浓度对莴苣产量有何影响？请简要写出探究思路：_____________。【答案】(1)对照抑制绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光(2)蓝绿D(3)气孔导度小，CO2供给缺乏较低(4)选用4个大棚，其中3个分别施加一定强度电场、高浓度CO2、一定强度电场和高浓度CO2，第4个不做处理，其他条件均相同，假设干天后分别屡次测量莴苣干重并计算平均值，比拟干重平均值的变化得出实验结论7.将某植物放在密闭的玻璃钟罩内(放在室外)，测得玻璃钟罩内一昼夜中CO2浓度的变化情况如下图。请分析答复以下问题：(1)一昼夜中植物光合作用开始的时间在______________________，氧气浓度最低的时间为______________点。(2)一昼夜中BC对应时间段CO2释放缓慢的主要原因是____________________，F点到G点对应的时间是一天中光照最强、气温最高的时候(没有超过光合作用和呼吸作用最适温度)，曲线FG段下降得比拟平缓，其原因可能是_______________________________________。(3)一昼夜中(从A点到I点)植物的干重增加，判断的理由是_________________________。从A点到F点植物体内有机物的最终变化情况是___________________________________。【答案】(1)D点对应时间之前D(2)温度较低气孔局部关闭，影响CO2的吸收(3)一昼夜，玻璃钟罩内CO2浓度降低不增加也不减少(无变化)8.在密闭玻璃装置中，研究某种绿色植物在不同的温度和光照条件下的氧气变化量，结果如下图。请答复相关问题：(1)黑暗中测定氧气吸收量时，可在烧杯中参加NaOH溶液，目的是_________________，光照下测定氧气释放量时应参加________________。(2)不同温度下测定结果的差异与__________________直接相关，该植物在20℃下呼吸速率是10℃下的____________倍。(3)该植株在10℃、5klx光照下，每小时光合作用所产生的氧气量是________mg；该植株在20℃、10klx光照下，每小时光合作用固定的CO2量是________mg。【答案】(1)吸收CO2CO2缓冲液(NaHCO3溶液)(2)酶的活性2(3)2.56.875易错起源1、细胞呼吸例1．以下关于呼吸作用的表达，正确的选项是()A．乳酸菌无氧呼吸的终产物是酒精和CO2B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水C．无氧呼吸第一阶段有[H]产生，第二阶段有[H]的消耗D．相同质量脂肪比糖原有氧氧化释放的能量少【答案】C【解析】乳酸菌无氧呼吸的终产物是乳酸，A错误；[H]与氧结合生成水的过程发生于线粒体内膜，B错误；无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段，C正确；脂肪与糖类相比，C、H比例大，O比例小，相同质量脂肪有氧氧化释放的能量比糖原多，D错误。【变式探究】以下关于呼吸作用原理的应用，正确的选项是()A．在夜间适当降低温度，可以提高温室蔬菜的产量B．水果贮存时，充入N2和CO2的目的是抑制无氧呼吸，延长水果的贮存时间C．包扎伤口时，需选用松软的创可贴，否那么破伤风杆菌容易感染伤口外表并大量繁殖D．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量酒精对细胞造成伤害【答案】A【解析】蔬菜夜间只进行呼吸作用不进行光合作用，适当降低温度能减少细胞呼吸对有机物的消耗，从而提高蔬菜产量，A正确。水果贮存时充入N2和CO2的目的是抑制有氧呼吸，从而延长贮存时间，B错误。破伤风杆菌属于厌氧型细菌，容易在伤口深处繁殖，C错误。慢跑可以使细胞进行有氧呼吸，人体细胞无氧呼吸会产生乳酸而不是酒精，D错误。【举一反三】如图是一种可测定呼吸速率的密闭实验装置，把装置放在隔热且适宜的条件下培养。以下分析不合理的是()A．该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率B．假设将NaOH溶液换为清水，可用来测定小麦种子无氧呼吸速率C．假设把小麦种子换为死种子，可作为该装置的对照，排除无关变量的影响D．在实验全过程中温度计的示数不变【答案】D【名师点睛】辨析9个易错点1．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累。(×)【提示】无氧呼吸过程产生的[H]将丙酮酸复原为酒精或乳酸。2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)【提示】有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水。3．无氧呼吸的最终产物是丙酮酸。(×)【提示】丙酮酸不是无氧呼吸的最终产物。4．葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧呼吸时。(×)【提示】无氧呼吸时也发生。5．无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。(×)【提示】无氧呼吸第一阶段产生[H]。6．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。(√)7．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜。(×)【提示】应在低氧和零上低温环境下。8．利用重铬酸钾检测酵母菌培养液中的酒精必须在碱性条件下进行。(×)【提示】重铬酸钾在酸性条件下可以和酒精反响变成灰绿色。9．人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。(×)【提示】线粒体内消耗O2产生CO2，因此，线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质的低。【锦囊妙计，战胜自我】1．误认为有氧呼吸的场所只有线粒体(1)原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。(2)真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。2．呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。3．线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸，如成熟红细胞，蛔虫等，一些原核生物无线粒体，但进行有氧呼吸。4．解答此类试题的关键是理解不同因素对细胞呼吸的影响。O2促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸；温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性；水分主要通过自由水含量影响代谢过程，进而影响细胞呼吸。5．要学会在不同的情境中找出影响细胞呼吸的主要因素。如中耕松土和防止水淹导致的作物根系腐烂都是从O2影响植物根系有氧呼吸入手；晒干后保存作物种子是从自由水含量影响种子代谢入手；冷藏保鲜那么是从温度影响酶的活性入手。易错起源2、光合作用例2．以下有关绿叶中色素的提取和别离实验的表达中，正确的选项是()A．叶绿素的提取需要参加层析液作为提取液B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口C．别离色素时应将滤液细线置于层析液中D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同【答案】B【解析】提取叶绿素使用无水乙醇或丙酮，层析液用于别离色素；过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止有毒的、挥发性强的丙酮挥发；别离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否那么色素会溶入层析液中；不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同。【变式探究】以下有关叶绿体及光合作用的表达，正确的选项是()A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C．植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反响【答案】D【举一反三】如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，以下有关分析错误的选项是()A．物质b可能是ADP和PiB．物质c直接被复原生成(CH2O)和C5C．甲中色素不溶于水，只溶于有机溶剂D．乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行【答案】B【解析】根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，其上可发生光合作用的光反响，乙为叶绿体基质，是暗反响的场所，物质b可能是暗反响为光反响提供的ADP和Pi，A正确；物质c为CO2，不可以直接被复原生成(CH2O)和C5，B错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C正确；暗反响在有光、无光条件下均可进行，但需要光反响提供的[H]和ATP，D正确。【名师点睛】1．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。(×)【提示】绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色。2．叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠。(×)【提示】假设将叶绿体色素滤液细线浸入层析液中，滤液细线中的色素就会溶解在层析液中，导致滤纸条上不出现色素带。3．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。(×)【提示】溶解度越高，在滤纸上扩散就越快。【锦囊妙计，战胜自我】1.叶绿体色素提取和别离实验的异常现象(1)提取液颜色浅的原因：①研磨不充分，色素未充分提取出来。②称取绿叶过少或参加无水乙醇过多，色素浓度小。③未加碳酸钙或参加过少，色素分子局部被破坏。(2)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。(3)滤纸条上看不见色素带的原因：①忘记画滤液细线。②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。2.外界条件变化时C5、C3、[H]等物质量的变化的分析当外界条件改变时，光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析：(1)停止光照时：光停，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：(2)CO2供给停止时：CO2停，C5↑，C3↓，ATP↑，ADP↓，分析如下：易错起源3、光合作用和细胞呼吸的综合例3．如图是[H]随化合物在生物体内的转移过程，以下对其分析正确的选项是()A．[H]经①→②转移到葡萄糖，首先光反响产生[H]然后用于暗反响C5复原B．③→⑤在线粒体中进行C．能产生ATP的过程有①③④⑤D．不能产生[H]的过程有②④⑤【答案】D[H]，而消耗[H]，D项正确。【变式探究】植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如下图。错误的选项是()A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能B．叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高C．叶温为25℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D．叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0【答案】D【名师点睛】1．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。(×)【提示】C6H12O6分解成丙酮酸在细胞质基质中，丙酮酸分解成CO2在线粒体中。2．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP。(×)【提示】细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP中活泼的化学能。3．如图是夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，那么甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物积累量最多；曲线b～c段和d～e段下降的原因相同。(×)【提示】甲植株在a点前开始进行光合作用；b～c段下降的原因是CO2缺乏，d～e段下降的原因是光照缺乏。【锦囊妙计，战胜自我】净光合速率、总光合速率和呼吸速率的表示方法1．净光合速率的表示方法：常用一定时间内有机物积累量、CO2吸收量或O2的释放量表示。2．呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。3．真光合速率的表示方法：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或者有机物产生量表示。1．如下图的图解表示真核细胞呼吸的局部过程，可以在细胞质基质中发生的是()A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④【答案】B【解析】图中①是有氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中；②和③表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中；④表示ATP的合成和利用，可以发生在细胞质基质中。2．以下图表示人体内主要能源物质氧化分解的局部途径，其中X、Y、M、N代表物质。以下表达正确的选项是()A．糖原水解主要发生在骨骼肌细胞中B．X→Y过程发生在细胞质基质中C．M、N分别代表乳酸和酒精D．Y、M、N中的氧元素均来自于X【答案】B3．右图表示某植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势，以下说法正确的选项是()A．在12～24h期间，细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸B．曲线相交时，有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等C．胚根长出后，萌发种子的有氧呼吸速率明显升高D．从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会相对不变【答案】C4．为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入①～⑥试管中，参加不同的物质，进行了如下表的实验。类别细胞质基质线粒体酵母菌①②③④⑤⑥葡萄糖－＋－＋＋＋丙酮酸＋－＋－－－氧气＋－＋－＋－注：“＋〞表示参加了适量的相关物质，“－〞表示未参加相关物质。以下有关表达中，不正确的选项是()A．会产生酒精的试管有②⑥B．会产生CO2和H2O的试管有③⑤C．试管①③⑤的实验结果，可以判断酵母菌进行有氧呼吸的场所D．试管②④⑥的实验结果，可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所【答案】C【解析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。有氧呼吸三个阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，无氧呼吸两个阶段都发生在细胞质基质中。由表格可知，①试管中为细胞质基质提供丙酮酸和氧气，不能进行呼吸作用，②试管中为细胞质基质提供葡萄糖，进行了无氧呼吸，能够产生酒精和CO2，③试管中为线粒体提供丙酮酸和氧气，能够进行呼吸作用的第二、三阶段，能产生水和CO2，④试管中为线粒体提供葡萄糖，不能进行呼吸作用，⑤试管中有酵母菌、葡萄糖和氧气能进行有氧呼吸，⑥试管中有酵母菌、葡萄糖能进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。酒精是在无氧情况下，在细胞质基质中产生，会产生酒精的是②、⑥，A正确；有氧情况下丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸的第二、三阶段产生CO2和H2O，会产生CO2和H2O的试管只有③、⑤，B正确；根据试管①③⑤的实验结果，不能判断酵母菌进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，C错误；根据试管②④⑥的实验结果，可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，D正确。5．以下有关科学家探索光合作用的实验中，表达错误的选项是()A．与黑藻相比，水绵更适宜用作探究光合作用的场所B．金鱼藻是水生植物，用作探究光合作用产物是O2时，利于收集气体C．卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D．银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝色【答案】D【解析】光合作用产物之一是淀粉，淀粉与碘液变蓝色，因此首先要用酒精使绿色的叶片脱去颜色，防止本身颜色对试验的干扰。银边天竺葵叶片边缘没有叶绿体，不能进行光合作用，边缘不会变蓝色。6．在适宜反响条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。以下是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的选项是()A．红光，ATP下降B．红光，未被复原的C3上升C．绿光，[H]下降D．绿光，C5上升【答案】C7．以下图为夏季某绿色植物连续两昼夜内CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1～S3表示曲线与时间轴围成的面积。以下对该植物的分析表达正确的选项是()A．a点时植物开始进行光合作用B．b点时该植物根尖分生区细胞消耗[H]的场所是线粒体和叶绿体C．c点时光合作用消耗的CO2量与呼吸作用产生的CO2量相等D．该植物两昼夜积累的有机物总量等于S1＋S3【答案】C8．三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。以下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的选项是()A．与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B．14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C．17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反响速率远高于光反响速率D．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度【答案】D【解析】与11：00时相比，13：00时CO2浓度低，叶绿体中合成C3的速率和C3含量均相对较低，A选项错误。14：00后叶片的Pn(净光合速率)下降，但仍然大于0，故植株积累有机物的量继续增加，B选项错误。17：00后叶片的Ci(胞间CO2浓度)快速上升，但光照减弱，光反响为暗反响提供的[H]和ATP减少，导致暗反响速率降低，C选项错误。叶片的Pn(净光合速率)先后两次下降，第一次下降的主要原因是叶片气孔关闭，CO2浓度降低，导致暗反响受阻；第二次下降的主要原因是光照强度减弱，光反响受阻，D选项正确。9．土壤盐分过多对植物造成的危害称为盐胁迫，植物表现为吸水困难、生理功能紊乱等。用600mmol/L的NaCl溶液浇灌海滨锦葵幼苗来探究盐胁迫对光合作用的影响，实验结果如以下图所示，答复以下问题：(1)在盐胁迫的不同阶段，植物光合速率降低的原因不同，前期主要是由于________________，此时细胞内C3生成速率__________________；后期主要是因为________________降低影响了________________的生成进而影响暗反响。(2)发生盐胁迫时，液泡膜上的转运蛋白在H＋—ATP酶的作用下，以________________方式将进入细胞的Na＋运进液泡，以降低细胞质