PAGE10-專題5光合作用與呼吸作用一、選擇題1．(2024·海南省高三二模)下圖表示細胞內的能量釋放、轉移和利用的過程。下列有關分析不合理的是(D)A．a過程中必定有[H]的產生和消耗B．通過a過程，能源物質中的能量大多數(shù)可能是以乙的形式散失的C．放能反應一般與圖中b代表的反應相聯(lián)系D．圖中c代表的反應主要發(fā)生在線粒體中【解析】a過程進行細胞呼吸，有氧呼吸和無氧呼吸過程都有[H]的產生和消耗，A正確；細胞呼吸過程中有大部分的能量以熱能的形式散失，B正確；放能反應一般與ATP的合成相聯(lián)系，為圖中的b，C正確；圖中c代表的反應是ATP的水解過程，可發(fā)生在全部細胞中，b代表的反應主要發(fā)生在線粒體中，D錯誤。2．(2024·湖南省長沙高三月考)在細胞呼吸過程中，若有CO2產生，則下列敘述正確的是(B)A．不肯定發(fā)生有氧呼吸，但肯定有水產生B．不肯定發(fā)生無氧呼吸，但肯定有能量釋放C．不肯定有生物膜上進行，但肯定有酒精產生D．不肯定在線粒體中進行，但肯定有葡萄糖的消耗【解析】有水產生的呼吸方式肯定是有氧呼吸，A錯誤；細胞有氧呼吸過程中有CO2產生，且肯定有能量釋放，B正確；細胞有氧呼吸過程中，CO2產生于其次階段，發(fā)生在線粒體基質中，不是在生物膜上進行，也沒有酒精產生，C錯誤；細胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白質，D錯誤。3．(2024·上海高三二模)如圖是酵母菌呼吸試驗裝置示意圖(BTB溶液是溴麝香草酚藍水溶液)，下列關于該試驗的敘述正確的是(B)A．可以用乳酸菌代替酵母菌B．可以用花生油代替石蠟油C．可以用NaOH溶液代替BTB溶液D．可以用酒精燈干脆加熱代替水浴【解析】乳酸菌是完全厭氧型生物，無氧呼吸產生乳酸，在此試驗中無法用BTB溶液檢測，A錯誤；裝置中的石蠟油起到液封的作用，為酵母菌供應一種無氧的環(huán)境，花生油也可以起到相同的作用，B正確；溶有二氧化碳后，由于會形成碳酸，BTB溶液變黃，可以檢測是否有CO2產生，不行以用NaOH溶液代替BTB溶液，C錯誤；可以用酒精燈干脆加熱會導致受熱不勻稱，還有可能導致試管裂開，D錯誤。4．(2024·江蘇省高三三模)如圖表示生物體內部分代謝過程，相關敘述正確的是(B)A．過程①在有氧條件下才能進行B．過程②須要H2O作為反應物C．過程②在線粒體中才能進行D．人體肝細胞中可進行過程③④【解析】過程①為細胞呼吸的第一階段，不須要氧氣的參加，A錯誤；過程②為有氧呼吸的其次、三階段，其次階段丙酮酸和水反應生成CO2和[H]，并合成少量ATP，B正確；原核生物也可以進行有氧呼吸，但原核生物沒有線粒體，C錯誤；人體肝臟細胞無氧呼吸產生乳酸，不產生酒精和CO2，D錯誤。5．(2024·延安市第一中學高三其他)將一綠色植物放在密閉裝置內，在恒定且相宜溫度下，依次經過如下處理：①黑暗中放置一段時間；②賜予肯定強度的光照；③維持光照，并添加NaHCO3溶液。測得裝置內O2濃度的改變如右圖所示，下列分析錯誤的是(C)A．AB段植物呼吸作用的速率是恒定的B．B點起先進行光照處理C．BD段光合作用速率大于呼吸作用速率D．CD段光合作用的限制因素是CO2濃度【解析】溫度恒定，呼吸作用速度不變，因此AB段植物呼吸作用的速率是恒定的，A正確；從B點起先，氧氣起先增加，說明進行了光合作用，產生了氧氣，B正確；CD段氧氣不再增加，說明呼吸作用速度與光合作用速度相等，C錯誤；由于綠色植物放在密閉裝置內，隨著光合作用的進行，CO2濃度降低，光合作用速度下降，故限制因素為CO2濃度，D正確。6．(2024·延安市第一中學高三其他)如圖甲為探討光合作用的試驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，賜予肯定的光照，測量每個培育皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間(見圖乙)，以探討光合作用速率與NaHCO3溶液濃度的關系。下列相關分析正確的是(C)A．在a～b段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率漸漸減小B．在b～c段，單獨增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時間C．在c點以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細胞失水而導致代謝水平下降D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個試驗過程中葉片不能進行呼吸作用【解析】據(jù)圖分析，在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率漸漸增加，釋放的氧氣量增多，葉圓片上浮至液面所用的平均時間削減，A錯誤；在bc段，已經達到二氧化碳飽和點，此時限制光合作用的因素不再是二氧化碳濃度，單獨增加NaHCO3溶液濃度，不能縮短葉圓片上浮的時間，B錯誤；在c點以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細胞失水而導致代謝水平下降，產生氧氣量削減，葉圓片上浮至液面所用的平均時間增加，C正確；配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，隨著光合作用的進行，釋放氧氣，所以整個試驗過程中葉圓片能進行有氧呼吸，D錯誤。7．(2024·延安市第一中學高三其他)如圖表示科研人員探討溫度對番茄莖生長速率的影響，據(jù)圖分析相關說法錯誤的是(A)A．晝夜溫差越大，對番茄莖的生長越有利B．在晝夜溫差為6℃時，番茄莖的生長最快C．晝夜溫差存在可削減呼吸作用對有機物的消耗D．在晝夜溫度相同條件下，番茄莖生長隨溫度上升而加快【解析】由圖可知，日溫為26℃時，夜溫越低，晝夜溫差越大，此時番茄莖的生長速率減小，故晝夜溫差越大，對番茄莖的生長越不利，A錯誤；在日溫為26℃、夜溫為20℃時，晝夜溫差為6℃，此時番茄莖的生長速率最大，生長速度最快，B正確；晝夜溫差存在可削減夜晚呼吸作用對有機物的消耗，有利于有機物的積累，C正確；分析曲線圖，在晝夜溫度相同條件下，肯定溫度范圍內番茄莖生長隨溫度上升而加快，D正確。8．(2024·山西省山西大附中高三月考)下圖表示菠菜葉肉細胞光合作用與細胞呼吸過程中碳元素和氫元素的轉移途徑，其中①～⑥代表有關生理過程。下列敘述錯誤的是(D)A．過程①②③不在生物膜上進行B．參加過程②③⑤的酶種類不同C．過程②③④⑤都有ATP產生D．過程③產生的[H]全部來自于丙酮酸【解析】過程①光合作用暗反應發(fā)生在葉綠體基質；②有氧呼吸的第一階段，發(fā)生的場所是細胞質基質；③有氧呼吸其次階段，發(fā)生的場所是線粒體基質，不在生物膜上進行，A正確；過程②、③為有氧呼吸的過程，其催化酶類都為呼吸酶；⑤為光合作用光反應酶類，它們的酶種類不相同，B正確；過程②、③、④為有氧呼吸三個過程有ATP產生；⑤水的光解過程中有ATP產生，C正確；過程③有氧呼吸其次階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和還原氫，釋放少量能量，產生的[H]部分來自于丙酮酸，部分來自于水，D錯誤。9．(2024·上海高三二模)如圖表示綠色植物細胞內部分物質的轉化過程，下列敘述正確的是(D)A．圖示過程只能在光下進行B．圖中產生[H]的場所都是線粒體C．18O標記葡萄糖，則產物水中會檢測到放射性D．物質②參加的代謝反應發(fā)生在線粒體內膜【解析】圖示過程為呼吸，不須要在光下進行，A錯誤；圖中產生[H]的場所為細胞質基質和線粒體，B錯誤；18O標記葡萄糖，葡萄糖中的18O去到CO2中，則產物CO2中會檢測到放射性，C錯誤；物質②為O2，參加的代謝反應為電子傳遞鏈(有氧呼吸第三階段)，發(fā)生在線粒體內膜，D正確。10．(2024·延安市第一中學高三其他)下表是在相宜條件下測得的某植物葉綠體色素汲取光能的狀況，有關分析不正確的是(B)波長(nm)400450500550600670700汲取光能的百分比(%)葉綠素a4068515164016全部色素75935035457535A.O2的釋放速率改變與全部色素汲取光能百分比改變基本一樣B．光的波長由550nm轉為670nm時，葉綠體中C3的量會增加C．土壤中缺乏鎂時，植物對400nm～450nm波長的光的利用量顯著削減D．環(huán)境溫度降低，該植物對光能的利用效率降低【解析】色素汲取的光能可以用于水的光解，水光解時產生[H]和氧氣，故色素汲取光能狀況與氧氣釋放速率基本一樣，A正確；由550nm波長的光轉為670nm波長的光時，色素汲取的光能增加，短時間內光反應階段產生的[H]和ATP增多，C3的還原加快，CO2的固定基本不變，故C3含量削減，B錯誤；由于Mg是葉綠素的重要組成元素，當植物缺乏Mg時，葉綠素含量削減，因此對400nm～450nm波長的光的利用顯著削減，C正確；表格中數(shù)據(jù)為相宜條件下的汲取光能狀況，當環(huán)境溫度降低時，利用光能的實力會降低，D正確。11．(2024·山西省高三其他)某種呼吸鏈突變型酵母菌在氧氣足夠時，丙酮酸不能徹底氧化分解。下列說法正確的是(A)A．突變型酵母菌呼吸鏈中斷的部位為線粒體，野生型酵母菌在氧氣足夠時呼吸產物有H2O生成B．突變型酵母菌不能產生[H]和H2O，能產生酒精和少量ATPC．氧氣足夠時，突變型酵母種群的增殖速率大于野生型D．野生型酵母菌分解C6H12O6時，若CO2產生量O2消耗量>43，則有氧呼吸占優(yōu)勢【解析】由于某種呼吸鏈突變型酵母菌在氧氣足夠時丙酮酸不能徹底氧化分解，說明是有氧呼吸其次和第三階段受阻，呼吸鏈中斷部位應當是線粒體，野生型在氧氣足夠時可以產生CO2和H2O，A正確；突變型酵母菌不能產生H2O，但是能產生[H]、酒精和少量ATP，B錯誤；突變型酵母菌不能進行有氧呼吸，只能在細胞質基質中產生酒精和少量ATP，在氧氣足夠時繁殖速率低于野生型，C錯誤；野生型酵母菌分解C6H12O6時，若CO2產生量O2消耗量＝43，此時有氧呼吸產CO23個單位，耗有機物1/2單位，無氧呼吸產CO21個單位，耗有機物1/2個單位，兩者耗有機物相等；故比值大于43時，無氧呼吸占優(yōu)勢，D錯誤。12．(2024·河南省高三其他)下列關于光合作用探究歷程中的探討方法及結論的敘述，錯誤的是(A)A．希爾利用離體葉綠體和氧化劑證明植物光合作用可以合成ATPB．恩格爾曼利用水綿和好氧細菌干脆證明白葉綠體能汲取光能用于光合作用釋放氧氣C．魯賓和卡門利用同位素示蹤的方法證明光合作用產生的氧氣中的氧元素全部來自水D．卡爾文利用追蹤放射性14C【解析】希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑，在光照下可以釋放氧氣，說明離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解，產生氧氣，但是不能說明可以合成ATP，A錯誤；恩格爾曼的試驗通過視察好氧細菌的分布狀況，干脆證明白葉綠體能汲取光能用于光合作用釋放氧氣，且結合其他試驗，說明產生氧氣的部位就是葉綠體，B正確；魯賓和卡門采納同位素標記的方法，獲得Heq\o\al(18,2)O和C18O2，他們采納兩組試驗，第一組供應H2O和C18O2，其次組供應Heq\o\al(18,2)O和CO2，試驗后發(fā)覺第一組釋放的氧氣都是O2，其次組都是18O2，所以說明光合作用產生的氧氣中的氧都來自水，C正確；卡爾文循環(huán)采納14C標記14CO2，發(fā)覺了從CO2到C3再到(CH2O)的轉移途徑，D正確。二、非選擇題13．(2024·延安市第一中學高三其他)光合作用和呼吸作用是生物生命活動兩個重要的生命活動。(1)圖甲為三種植物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)光合作用強度與光照強度之間的關系，圖乙表示相關生理過程，請回答下列問題。①影響圖甲中b點上下移動的主要外界因素是溫度；光照強度為a點時，植物Ⅰ既沒有CO2的汲取也沒有CO2的釋放，其緣由是光合作用消耗的CO2量等于細胞呼吸產生的CO2量。②圖甲中的三種植物最適合于生活在蔭蔽環(huán)境下的是植物Ⅲ。③連接圖乙中“1”和“2”兩個過程的關鍵物質是ATP和[H]。④若探討CO2中C在光合作用中的轉移途徑，通常采納同位素標記(同位素示蹤)方法。正常進行光合作用的葉片，若突然停止供應CO2，請在下圖中繪出葉綠體中[H](即NADPH)含量在短時間內的改變曲線。(2)探討人員將某植物置于CO2和O2濃度相等(氣體含量相對值為1)的密閉容器內，圖1中的Ⅰ、Ⅱ表示某一時段細胞內的兩項生理過程，圖2表示容器內CO2和O2濃度的改變狀況，請據(jù)圖回答問題：①在該探討過程中，光照強度屬于自變量，過程Ⅱ中的[H]是指NADH，該物質經過一系列的化學反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量能量。②圖1中的物質c一般是指葡萄糖(糖類)，硝化細菌合成物質c利用的是化學能。③從氣體進出細胞的狀況分析，圖1所示生理狀態(tài)對應于圖2中的8～17h時間段。④20～24h時，據(jù)圖推想該植物的呼吸方式是有氧呼吸和無氧呼吸，理由是20h后兩條曲線起先出現(xiàn)不對稱，植物CO2的釋放量大于O2的汲取量。【解析】(1)①b點無光照，有二氧化碳的釋放，只進行細胞呼吸，故上下移動的主要外界因素是溫度；光照強度為a點時，二氧化碳的釋放量為0，其緣由是光合作用消耗的CO2量等于細胞呼吸產生的CO2量。②依據(jù)植物對光的需求不同，可分為陽生植物和陰生植物，圖甲中Ⅰ為陽生植物，Ⅲ為陰生植物，故最適合于生活在陰蔽環(huán)境下的是植物Ⅲ。③乙圖表示光合作用過程，圖中1表示光合作用的光反應，2表示暗反應，從光反應到暗反應重要的物質橋梁為ATP和[H]。④探討CO2中C在光合作用中的轉移途徑，通常采納同位素標記法；依據(jù)檢測放射性的大小來追蹤其位置，正常進行光合作用的葉片，若突然停止供應CO2，NADPH([H])的消耗將削減，含量將上升，曲線為：(Ⅱ)①光照強度是影響光合作用強度的環(huán)境因素之一，在一天24h內，光照強度在發(fā)生改變，所以在該探討過程中，光照強度屬于自變量。過程Ⅱ表示有氧呼吸，其中的[H]是指NADH，該物質經過一系列的化學反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量能量。②圖1中的物質C是光合作用合成的有機物，一般是指葡萄糖(糖類)。硝化細菌合成物質C利用的是將土壤中的氨氧化釋放的化學能。③圖1中的Ⅰ表示光合作用，產生的O2除了用于Ⅱ所示的有氧呼吸外，還有一部分釋放到細胞外，說明光合速率大于呼吸速率；圖2中的8～17h，O2濃度不斷增加，說明光合速率大于呼吸速率。可見，圖1所示生理狀態(tài)對應于圖2中的8～17h時間段。④20時后兩條曲線起先出現(xiàn)不對稱，植物CO2的釋放量大于O2的汲取量，說明在20～24時，該植物的呼吸方式是有氧呼吸和無氧呼吸。14．(2024·安徽省高三其他)科研工作者對卡爾文循環(huán)與光呼吸的聯(lián)系以及光合作用產物的運輸途徑進行了探討。圖甲表示某植物在氣孔關閉、O2/CO2比值上升時的生理改變圖。圖乙為探究光合作用產物運輸途徑試驗裝置示意圖。將該裝置(密封、透亮小室。其中a表示葉片，b表示莖、c表示果實、X表示某種氣體)放在光合作用最適的溫度和光照強度下培育，測得a、b和c三處放射物含量改變如圖丙。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖甲中，光呼吸的發(fā)生可以消耗光反應產生的過剩的O2和ATP([H])。O2/CO2比值較高時，C3化合物的來源途徑有CO2的固定和光呼吸(填生理過程名稱)。(2)圖乙中，氣體X中放射性標記的元素在卡爾文循環(huán)中轉移途徑是。(3)圖丙中，t1時刻a合成ATP和[H]的場全部細胞質基質、線粒體和葉綠體，若適當提高溫度，圖丙中的S1和S2的值將都變小。(4)欲探究氣體X濃度對葉片光合產物運輸速率的影響，請完善試驗方案。至少再設置兩組氣體X濃度不同的裝置乙，且其他條件同該裝置乙。【解析】(1)據(jù)圖甲分析可知，光呼吸可以消耗光反應產生的過多的O2、[H]和ATP，所以光呼吸是在高氧和高光強條件下發(fā)生的，光呼吸可以防止葉綠體類囊體結構遭到破壞。O2/CO2比值較高時，據(jù)圖分析可知，C3化合物的來源途徑有二氧化碳的固定和光呼吸。(2)圖乙中，氣體X中放射性標記的元素在卡爾文循環(huán)中轉移途徑是二氧化碳先與一分子C5反應，固定成C3，然后C3在[H]、ATP的作用下，生成有機物(CH2O)、部分生成C5接著進行二氧化碳固定。如圖所示：。(3)圖丙中，a表示葉片，t1時刻a的放射物含量為0，但葉片既能進行光合作用也能進行呼吸作用，故合成ATP和[H]的場全部細胞質基質、線粒體和葉綠體；若適當提高溫度，由于溫度影響酶的活性，已經在光合作用最適的溫度和光照強度下培育，故提高溫度后酶的活性降低，故圖丙中的S1和S2的值將都變小。(4)欲探究氣體X濃度對葉片光合產物運輸速率的影響，則須要至少再設置兩組氣體X(二氧化碳)濃度不同的裝置乙，且其他條件同該裝置乙即可。15．(2024·湖南省高三二模)探討小組利用葉面積相等的甲、乙兩種植物的葉片分別進行了以下兩組試驗，兩組試驗在相同且相宜的溫度下進行。試驗一：將甲、乙兩種植物的葉片分別放置在相同的密閉小室中，賜予足夠的光照，利用紅外測量儀每隔5min測定一次小室中的CO2濃度，結果如下圖中1所示。試驗二