2024届高考生物考前冲刺第1篇专题素能提升专题2代谢微专题突破练2光合作用和细胞呼吸

微专题2光合作用和细胞呼吸一、选择题1.(2023·广东揭阳一模)我国药学家屠呦呦带领团队成功从黄花蒿中分离出用于治疗疟疾的青蒿素,为世界的抗疟事业作出了卓越贡献。研究表明,青蒿素可直接作用于疟原虫的线粒体内膜,诱导线粒体肿胀,损害线粒体的功能。据此推断青蒿素的作用不会影响(C)A.疟原虫细胞内ATP的形成B.[H]和O2反应生成H2OC.葡萄糖在细胞中的分解D.疟原虫细胞内的吸能反应解析:有氧呼吸第三阶段是O2和[H]反应生成水,合成大量ATP,这一过程发生在线粒体内膜,青蒿素作用于线粒体内膜,影响有氧呼吸的第三阶段,所以细胞内ATP的形成、吸能反应以及[H]和O2反应生成H2O的过程都会受影响;葡萄糖是在细胞质基质中分解,不受青蒿素的影响。2.(2023·湖南衡阳二模)成人每天所需的能量约70%来自糖代谢。下列关于人体细胞中葡萄糖代谢的说法,正确的是(C)A.人成熟的红细胞的能量分别来源于细胞呼吸的第一阶段和第二阶段B.田径赛时人体产生的二氧化碳来源于细胞质基质和线粒体基质C.人体中的所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATPD.肌细胞内的乳酸是由丙酮酸在线粒体中合成的解析:人成熟的红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,其能量的产生来自葡萄糖的无氧呼吸即细胞呼吸的第一阶段;田径赛时人体产生的二氧化碳来源于有氧呼吸,而有氧呼吸产生二氧化碳的场所在线粒体基质;人体中所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP;肌细胞内的乳酸是由丙酮酸在细胞质基质中通过反应生成的。3.某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是(B)A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2解析:酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧和无氧条件下都能生存和繁殖;酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同,都有丙酮酸的生成;酵母菌在无氧条件下进行发酵,产生CO2和乙醇;酵母菌有氧呼吸产生CO2和水,无氧呼吸产生CO2和乙醇,两个过程都有CO2产生。4.某同学为探究实验室培养的动物细胞进行细胞呼吸的方式,模拟教材中“探究酵母菌细胞呼吸的方式”进行了实验。下列相关分析正确的是(C)A.该实验无氧呼吸的产物使溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间比有氧呼吸的短B.该实验中通入氧气组与不通入氧气组分别为实验组和对照组C.通入氧气组与不通入氧气组的培养液的pH都会发生一定的改变D.细胞呼吸生成乳酸的过程中,合成ATP的能量来自丙酮酸中的化学能解析:动物细胞无氧呼吸的产物为乳酸,不会使溴麝香草酚蓝溶液变成黄色;该实验属于对比实验,通入氧气组与不通入氧气组都属于实验组;由于动物细胞有氧呼吸会产生二氧化碳,无氧呼吸会产生乳酸,故通入氧气组与不通入氧气组的培养液的pH都会发生一定程度的降低;动物细胞无氧呼吸第二阶段丙酮酸转化成乳酸过程中,没有ATP合成。5.(2023·福建泉州二模)将紫月季叶片色素提取液点样后,先后置于层析液和蒸馏水中进行双向纸层析,过程及结果如图所示。而用菠菜叶片进行同样实验,则观察不到色素a。下列分析错误的是(D)A.点样点不可触及蒸馏水和层析液B.色素b、c、d、e难溶于蒸馏水C.色素a最可能存在于液泡中D.可用无水乙醇替代层析液解析:由步骤二可知,色素b、c、d、e在层析液中溶解度不同,随层析液扩散的速度不同,e的距离最长,应为胡萝卜素,同理可知,d为叶黄素,c为叶绿素a,b为叶绿素b,点样点不可触及蒸馏水和层析液,否则色素会溶解于相应的溶液中;在步骤三中,色素b、c、d、e均没有向上移动,说明色素b、c、d、e难溶于蒸馏水;色素a不溶于层析液,但溶于蒸馏水,因此可能存在于液泡中;色素b、c、d、e均可以溶解于无水乙醇,但溶解度不易区分,因此不能用无水乙醇替代层析液分离色素。6.(2023·福建漳州二检)蓝细菌能吸收水体中的CO2和HCO3-,使细胞中无机碳含量高出胞外500～1000倍。吸收的HCO3-在碳酸酐酶的催化下形成CO2。下列说法正确的是(A.蓝细菌吸收无机碳的方式是主动运输B.蓝细菌光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中C.从黑暗中转移至光照条件下,蓝细菌吸入无机碳的速率变化不明显D.蓝细菌吸收HCO3-保证其在水体CO解析:由题可知,细胞中无机碳含量高出胞外500～1000倍,故判断蓝细菌通过主动运输吸收HCO3-,而通过自由扩散吸收水体中的CO2;蓝细菌不具有叶绿体,其光合作用的暗反应发生在细胞质中;从黑暗中转移至光照条件下,蓝细菌进行光合作用消耗CO2,使得无机碳的吸收速率因膜内外浓度差变化而加快;蓝细菌吸收HCO3-,HCO3-可在酶催化下形成CO7.羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。研究人员构建了一种非天然的CO2转化循环(CETCH循环)途径:高效地将CO2转化为羟基乙酸,并利用该途径研制出能合成羟基乙酸的人造叶绿体(如下图)。下列分析错误的是(C)A.人造叶绿体内的水既作为多种物质的溶剂,还参与相关代谢B.为了使人造叶绿体能持续地运作,需要源源不断地输入光能C.图中的CETCH循环需要NADP+、ADP和Pi作为直接原料D.若人造叶绿体得到广泛应用,一定程度上可抵消碳排放的影响解析:人造叶绿体内的水可以作为多种物质的溶剂,另外水还可参与光合作用光反应阶段中水的光解;人造叶绿体需利用光能再通过CETCH循环将CO2转化为羟基乙酸,为了使人造叶绿体能持续运作,需要源源不断地输入光能;通过叶绿体的类囊体膜,能将NADP+、ADP和Pi转化为NADPH、ATP,CETCH循环需要NADPH、ATP、二氧化碳等作为直接原料,相当于光合作用暗反应阶段;CETCH循环能将CO2转化为羟基乙酸,在一定程度上可抵消碳排放的影响。8.(2023·湖南联考)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应的基本过程:将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有氧化型DCIP、蔗糖和缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解,产生氧气等,溶液中的DCIP被还原,颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(C)除草剂相对浓度05%10%15%20%25%30%甲放氧速率相对值5.03.72.21.0000乙放氧速率相对值5.04.43.73.02.21.61.0A.希尔反应中加入蔗糖溶液为该反应提供能量B.希尔反应中的DCIP,相当于光反应中的NADPHC.与品种乙相比,除草剂抑制品种甲叶绿体类囊体薄膜的功能较强D.除草剂相对浓度为20%时,若向品种乙的希尔反应溶液中通入二氧化碳,在光照条件下一定能检测到糖的生成解析:希尔反应中加入蔗糖溶液是为了维持渗透压;希尔反应模拟了光合作用中光反应阶段的部分变化,该阶段在叶绿体的类囊体薄膜中进行,溶液中的DCIP被还原,因此氧化剂DCIP在希尔反应中的作用,相当于NADP+在光反应中的作用;据题图分析可知,除草剂处理影响叶绿体放氧速率,说明除草剂主要抑制光合作用的光反应阶段,光反应阶段发生在类囊体薄膜上,与品种乙相比,相同除草剂浓度下,甲的放氧速率较品种乙慢,即除草剂抑制品种甲叶绿体类囊体薄膜的功能较强;除草剂相对浓度为20%时,光反应受较强抑制,且光反应产生的H+和电子大多数用于还原DCIP,导致NADPH和ATP的生成量极少甚至没有,若向品种乙的希尔反应溶液中通入二氧化碳,C3可能会因缺乏NADPH和ATP而不能被还原成糖,所以在光照条件下不一定能检测到糖的生成。9.(2022·广东卷)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是(B)A.该反应需要在光下进行B.TTF可在细胞质基质中生成C.TTF生成量与保温时间无关D.不能用红色深浅判断种子活力高低解析:种子通过细胞呼吸产生[H]的过程不需要光;细胞呼吸的第一阶段能产生[H],且该过程发生在细胞质基质中,[H]可将TTC还原成TTF;保温时间长短可影响[H]的生成量,进而影响TTF的生成量;活力高的种子代谢旺盛,相同时间内产生的[H]多,还原TTC生成的TTF也多,实验过程中种胚出现的红色深,反之,实验过程中种胚出现的红色浅,故能用红色深浅判断种子活力高低。10.(2023·湖南联考)农业生产中,农民会采取一些措施来提高农作物的产量。下列措施不能达到增产目的的是(C)A.棉花长到一定高度时,农民会将棉花下部衰老的叶片去掉B.将种植在华北地区的哈密瓜引种到适宜哈密瓜生长的新疆哈密市C.早春,在CO2含量相对较高的早晨通风,增加温室中CO2含量一定可使此时的农作物增产D.对玉米合理密植,并在其生长旺盛阶段浇水、施肥解析:将棉花下部不能进行光合作用的老叶片去掉,对光合作用影响不大,但会降低呼吸作用消耗,能达到增产的目的;哈密地区光照时间长,昼夜温差大,哈密瓜的光合作用增强,呼吸作用减弱,从而使产量提高;早春温度较低,尤其是早晨,虽然通风能提高温室CO2含量,但低温会抑制光合作用强度,故早春通风时农作物不一定增产;玉米合理密植利于增产,浇水、施肥可提供玉米生长发育所需的水分和无机盐,也利于增产。11.(2023·广东茂名二模)下图是某生物的体内某个细胞代谢图,有关叙述正确的是(C)A.甲、乙分别表示叶绿体和线粒体,该生物一定为高等植物B.甲、乙中所示的物质与能量处于平衡状态,该生物一定能存活C.该生物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关D.该生物用于光合作用暗反应阶段的ATP可以来自乙解析:甲可利用CO2合成有机物,为叶绿体;乙可利用O2产生CO2进行有氧呼吸,为线粒体,该植物不一定是高等植物,如有些低等植物中也有叶绿体与线粒体;如图进行光合作用的细胞处于物质与能量平衡状态,但是该植物可能还有不进行光合作用的细胞,所以整株植物的光合速率可能小于呼吸速率,即该生物不一定能存活;该植物将光能转变为化学能依靠叶绿体,即该过程一定与甲有关;该生物用于光合作用暗反应阶段的ATP只能来自甲中的光反应阶段。12.科研人员在实验室中模拟夏季一天中的光照强度,并测定苦菊幼苗光合速率的变化情况,结果如图所示。下列有关叙述错误的是(A)A.图中相同光照强度下,植物光合速率不一定相同,一定是受环境中CO2浓度的影响B.若处于b点的苦菊突然给予c点对应的光照强度,幼苗叶肉细胞中C3含量将减少C.气孔关闭导致细胞吸收的CO2量减少,使得cd段光合速率下降D.夏季一天中不同时间点的光照强度可能相同解析:相同光照强度下,植物光合速率不同,除CO2浓度影响外,还与温度、水分等有关;若处于b点的苦菊突然给予c点对应的光照强度,即增加光照强度,光反应速率增加,幼苗叶肉细胞中C3含量将减少;气孔关闭导致细胞吸收的CO2量减少,光合速率下降,即cd段下降;夏季一天中光照强度由弱到强,再到弱,因此不同时间点的光照强度可能相同。13.(2023·湖南株洲模拟)研究发现,短期内低浓度盐处理薄壳山核桃幼苗,可使其叶绿素含量有所增加,但长期盐胁迫会导致植株的叶绿素含量降低。下列有关叙述错误的是(B)A.短期低浓度盐处理下植株的叶绿素含量有所增加,可能是因为植株产生了应激反应B.短期低浓度盐处理下植株对红光的吸收量增加而对蓝紫光的吸收量不变C.长期盐胁迫下叶肉细胞中类囊体上NADPH的合成量会下降D.长期盐胁迫下叶肉细胞中糖类等有机物的产量会下降解析:短期低浓度盐处理下植株的叶绿素含量有所增加,可能是因为植株为抵抗不良外界环境产生了应激反应;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而短期低浓度盐处理下植株的叶绿素含量有所增加,故对红光和蓝紫光的吸收量都会增加;长期盐胁迫会导致植株的叶绿素含量降低,则植株叶肉细胞中类囊体薄膜上的叶绿素含量降低,吸收、传递和转化的光能减少,进而使光反应产生的ATP和NADPH减少,导致暗反应减弱,C3的还原减弱,糖类等有机物的产量会下降。二、非选择题14.(2023·山东淄博一模)叶绿体是植物进行光合作用的场所。在叶绿体膜上有磷酸转运器,可将磷酸丙糖运出叶绿体用于合成蔗糖,同时将释放的Pi运回叶绿体(图甲)。图乙是温度影响某植物光合作用和呼吸作用的曲线。(1)图甲中,光反应为暗反应提供的物质D是,物质B的去向是进入和大气中。

(2)研究表明,磷酸转运器工作时,并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量,推测磷酸转运器对这两类物质的转运比例为。若磷酸转运器的工作效率下降,可能会导致

。(3)据图乙分析,该植物生长的适宜环境温度约为℃。在环境温度高于45℃时,该植物不能生长,原因是。解析:(1)光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH,图中D为ATP和NADPH,ATP和NADPH可以为暗反应提供能量(NADPH还能作为还原剂);物质B为氧气,可以进入线粒体参与细胞呼吸,也可以排到大气中。(2)磷酸转运器对这两类物质的转运比例为1∶1,因此并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量;若磷酸转运器的工作效率下降,磷酸丙糖积聚在叶绿体内,产生更多的淀粉,因此叶绿体内淀粉含量升高,由于磷酸丙糖无法运出合成蔗糖,因此叶肉细胞内蔗糖含量下降,当叶绿体内淀粉含量升高到一定程度时,会抑制磷酸丙糖转化成淀粉,使暗反应速率降低,进而使光合速率下降。(3)据图乙分析,该植物生长的适宜环境温度约为25℃,此时净光合速率最大;在环境温度高于45℃时,呼吸速率大于光合速率,没有有机物的积累,因此该植物不能生长。答案:(1)NADPH和ATP线粒体(2)1∶1叶绿体内淀粉含量升高、叶肉细胞内蔗糖含量下降,光合速率下降(3)25呼吸速率大于光合速率,没有有机物的积累15.(2023·广东梅州二模)科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还有另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径,进一步研究表明,AOX途径还与光合作用有关。研究人员进行了相关实验,其处理方式和实验结果如表所示。请回答下列相关问题。处理方式实验结果A叶片+正常光照+AOX途径抑制剂B叶片+正常光照C叶片+高光+AOX途径抑制剂D叶片+高光(1)AOX能参与催化有氧呼吸第三阶段的反应,AOX分布在植物细胞的上,在寒冷的早春,某些植物的花细胞中的AOX基因表达增加,从而提高花序温度,以吸引昆虫传粉,其提高花序温度的机理是。(2)提取绿叶中的色素常使用溶解色素,色素吸收的光能用于驱动水的光解和ATP、NADPH的合成,为的还原提供能量。

(3)实验中的自变量是,根据实验结果分析,AOX途径能(填“提高”或“降低”)光合色素的光能捕获效率。与正常光照条件下相比,高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大,判断依据是(用计算式表示)。解析:(1)有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜,由题意可知,AOX能参与催化有氧呼吸第三阶段的反应,所以AOX分布在植物细胞的线粒体内膜上。AOX基因表达增加,使AOX含量增加,促进有氧呼吸第三阶段的进行,释放更多能量,从而提高花序温度。(2)色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水乙醇等提取色素。叶绿体中光合色素吸收的光能,用于驱动水的光解以及合成ATP、NADPH,为暗反应中C3的还原提供能量。(3)实验中的自变量为是否高光(光照强度)和是否有AOX途径抑制剂,因变量为光合色素光能捕获效率,据图分析可知,比较叶片+正常光照+AOX途径抑制剂(A组)和叶片+正常光照(B组)可知,A组AOX途径被抑制,其叶片光合色素光能捕获效率比B组低,同理比较C组和D组结果均类似,说明AOX途径能提高光合色素的光能捕获效率。与正常光照条件下相比,高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大,因为C组、D组(高光)的光合色素光能捕获效率的差值(d-c)明显大于A组、B组(正常光照)的光合色素光能捕获效率的差值(b-a)。答案:(1)线粒体内膜AOX基因表达增加,使AOX含量增加,促进有氧呼吸第三阶段的进行,释放大量能量(2)无水乙醇C3(3)是否高光(光照强度)和是否有AOX途径抑制剂提高(d-c)>(b-a)16.(2023·湖南湘潭二模)同位素示踪法可用于示踪物质的运行和变化规律,如在追踪光合作用中O2的来源、二氧化碳中的碳是如何转化为有机物中的碳的研究过程中,科学家们都使用了同位素示踪法。回答下列问题。(1)兴趣小组进行“追踪光合作用中O2的来源”的模拟实验(如图):用H218O和普通的CO2进行甲组实验,用C18O2和普通的H2O进行乙组实验。能否通过检测两组实验收集到的O2是否具有放射性作为得出结论的依据?,原因是。(2)科学家曾经进行如下实验:向小球藻悬浮液中通入14CO2→用14CO2同化处理不同的时间→用沸腾的酒精处理→蒸发浓缩→双向纸层析→放射自显影。结果