【精品解析】浙科版生物学2023年二轮复习专题强化训练:4细胞呼吸和光合作用

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名称 【精品解析】浙科版生物学2023年二轮复习专题强化训练:4细胞呼吸和光合作用
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科目 生物学
更新时间 2022-12-21 16:34:44

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浙科版生物学2023年二轮复习专题强化训练:4细胞呼吸和光合作用
一、单选题
1.(2022·台州模拟)细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛,下列叙述正确的是(  )
A.储藏室无氧状态有利于柑橘保鲜
B.抑制乳酸菌细胞呼吸可避免酸奶“涨袋”
C.油菜播种时宜浅播以满足其苗发时对氧气的需求
D.提倡慢跑等有氧运动可减少因厌氧呼吸而积累的CO2量
2.(2022·杭州模拟)下列关于酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸的叙述,正确的是(  )
A.两者释放的能量少部分转化为热能,其余形成ATP
B.两者第一阶段产生的[H]均可参与第二阶段的反应
C.酵母菌的需氧呼吸可在细胞溶胶和细胞膜上进行
D.酵母菌厌氧呼吸的产物可能会影响其正常的代谢
3.(2019·西湖月考)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O 转移的途径是(  )
A.葡萄糖 → 丙酮酸 → 二氧化碳
B.葡萄糖 → 丙酮酸 → 水
C.葡萄糖 → 氧 → 水
D.葡萄糖 → 丙酮酸 →氧
4.(2022·浙江模拟)给某植物提供C18O2较长时间后,能检测到含18O的物质是(  )
A.糖类 B.糖类和H2O
C.糖类、H2O和O2 D.糖类、H2O、O2和CO2
5.(2018·浙江模拟)下图为新鲜菠菜叶中的光合色素纸层析的结果,下列描述中正确的是(  )
A.能吸收红光的色素带是③
B.低温对色素带④的破坏率最高
C.纸层析的原理是光合色素易溶于无水乙醇
D.提取色素时不加碳酸钙会使色素带①②变浅
6.(2022·浙江高三月考)下图1表示某植物细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,图2表示在探究不同氧浓度条件下该细胞呼吸方式的实验结果数据曲线,下列有关描述正确的是(  )
A.图1中酶1是由一种基因控制合成的
B.图1中NADH催化电子传递链中氢与氧气结合,并释放能量
C.图2若ac=dc,说明氧气浓度为a时,需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2速率相同
D.图2中b点氧气浓度时,需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行
7.(2023·浙江月考)细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存过程中。下列叙述正确的是(  )
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入使酒精减产
C.“合理灌溉”防止积累过多乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果以减少有机物消耗
8.(2022·湖州模拟)下列关于人体细胞呼吸的叙述,正确的是(  )
A.糖酵解产生的[H]可与O2结合,也可参与乳酸的生成
B.在缺氧条件下,人体细胞呼吸产生的二氧化碳来自细胞溶胶和线粒体
C.葡萄糖分解成丙酮酸过程中,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
D.厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖的过程中细胞内ATP/ADP的值会上升
9.(2021·诸暨模拟)下列关于人体骨骼肌细胞细胞呼吸的叙述,错误的是(  )
A.线粒体内膜上镶嵌着合成ATP的酶
B.缺氧时丙酮酸可在细胞溶胶中产生CO2
C.需氧呼吸第二阶段丙酮酸逐步转变成CO2
D.糖酵解过程在有氧或无氧条件下都可进行
10.(2021·浙江模拟)如图为细胞内葡萄糖分解代谢过程示意图。下列叙述正确的是(  )
A.①过程葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
B.②过程产生的乙醇不是丙酮酸直接被氢还原而形成
C.人体剧烈运动消耗的大量能量主要由③过程提供
D.酒驾司机呼出的过量酒精是人体细胞内①②过程产生
11.(2021高三上·诸暨月考)下图表示在温度、水分等均相同且适宜,二氧化碳浓度不同条件下,桉树植株光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图(假设光合产物、呼吸底物全部为葡萄糖,且呼吸速率不变)。下列叙述错误的是(  )
A.图示条件下,甲植株的光饱和点大于乙植株
B.光照强度a—b过程中,乙植株的光饱和点增大
C.光照强度为b时,每天光照12小时,一昼夜后,甲组植株干重不变
D.限制乙植株B状态下光合速率的外界因素是光照强度和CO2浓度
12.(2021高三上·杭州期中)下图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图,①~③是生化反应过程,甲~丁代表相关物质,下列叙述错误的是(  )
A.①过程产生少量乙和少量ATP
B.②过程所需的酶不全分布在线粒体基质中
C.若供应18O2,则18O只能出现在丙物质中
D.若③过程被阻断,则②过程将不能持续进行
13.(2021高三上·浙江开学考)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP,O2与RuBP结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS 溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。下列叙述正确的是(  )
SoBS浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2μmolm2s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光呼吸强度(CO2μmolm2s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
A.光呼吸必须要在有光条件下进行,其反应的场所在线粒体
B.在大棚种植蔬菜时可采取延长光照时间措施,降低光呼吸作用
C.据表分析,SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在0~200mg/L之间
D.喷施100mg/LSoBS 溶液与未喷施的水稻叶片相比,吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度低
14.(2021高三上·浙江开学考)如图为真核细胞需氧呼吸的部分阶段示意图,有关叙述正确的是(  )
A.①过程为柠檬酸循环,在细胞溶胶中进行
B.用于电子传递链的[H]仅来自①过程
C.②过程产生的ATP比③过程产生的ATP多
D.与电子传递有关的酶镶嵌在线粒体内膜上
15.(2021·浙江模拟)北欧鲫鱼能在结冰的水下生活,研究发现北欧鳃鱼在缺氧条件下体内存在如图所示的代谢过程。下列有关叙述正确的是(  )
A.图中①②③过程均能产生ATP
B.②过程产生的[H]用于③形成酒精
C.缺氧条件下,不同细胞中葡萄糖分解产物不同的根本原因是酶有差异
D.通过转化成酒精经主动转运排出,可减缓鲫鱼乳酸积累引起的肌肉疲劳
16.(2022高三下·嘉兴模拟)洋葱是常用的生物实验材料,取洋葱不同组织器官进行实验,下列叙述正确的是(  )
A.取紫色洋葱外表皮制作临时装片,可观察到表皮细胞中紫色的有色体
B.将洋葱根尖纵向切片后制成永久装片,可在分生区观察到分裂期细胞
C.将洋葱鳞茎的叶肉组织制成匀浆后用双缩脲试剂检测,样本呈现红黄色
D.用洋葱绿叶提取光合色素时未加入二氧化硅,纸上层析后只出现两条色素带
17.(2022·湖州模拟)利用洋葱的不同部位(如图所示),可进行不同的实验。下列叙述正确的是(  )
A.①处的细胞可用于植物质壁分离实验的观察
B.①和②处的组织均可用于光合色素的提取和分离
C.取②处内表皮细胞镜检观察到细胞核均位于细胞中央
D.取③处尖端2~3cm处的组织细胞,可连续观察有丝分裂过程
18.(2021高三上·诸暨月考)下列有关教材中活动的叙述,正确的是(  )
A.油脂检测实验中,为便于观察,常使用体积分数为90%的酒精洗去浮色
B.观察叶绿体时因黑藻是一种单细胞藻类,制作临时装片时不需切片
C.提取菠菜叶片中色素时,为防止色素被破坏,研磨后应及时添加CaCO3
D.观察细胞有丝分裂实验中,可用醋酸洋红对染色体染色
19.(2021高三上·浙江月考)图表示某植物叶片光合色素的总吸收光谱,下列叙述正确的是(  )
A.波长为400~500nm之间主要是红橙光
B.据吸收光能的百分比可知叶绿素b含量最多
C.不同季节的植物叶片,其吸收光谱没有明显差异
D.色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关
20.(2021高三上·湖州月考)“研究某植物去果对该植株叶片光合速率的影响”的实验结果如下表。据表推测,下列叙述正确的是(  )
组别 叶片净光合速率( ) 叶片蔗糖含量( ) 叶片淀粉含量( )
对照组(留果) 5.39 30.14 60.61
实验组(去果) 2.48 34.20 69.32
A.留果后,叶片净光合速率比去果时大,原因是光饱和点增大
B.去果后叶片净光合速率降低主要是由于光合产物的运输受阻
C.叶片的蔗糖和淀粉都是在叶绿体中合成的
D.去果处理能提高叶片真正的光合速率,使叶片蔗糖和淀粉含量都升高
21.(2021·绍兴模拟)卡尔文将带有14C标记的二氧化碳通入到盛有小球藻的玻璃器皿中,给予充足的光照,每隔一定时间取样,并立即杀死小球藻,再根据被14C标记的化合物出现时间的先后,推测
碳反应过程。下列叙述正确的是(  )
A.用14C同位素标记二氧化碳,可了解光合产物的能量来源
B.细胞中最早出现14C放射性的有机物是三碳糖
C.初始的一段时间内,具有放射性的化合物种类和含量均不断增加
D.一段时间后,可在释放的氧气中检测到放射性
22.(2021·柯桥模拟)研究人员利用图一装置研究植物叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响。实验过程中的叶片呼吸强度不变,其他条件适宜,A~E时间段光源逐渐向左移动,测得实验结果如图二曲线所示。下列叙述正确的是(  )
A.植物叶片叶肉细胞的呼吸速率为M,提高水浴温度可使M增大
B.A时刻开始光照,在AB时间段内小室中CO2浓度逐渐减小
C.D时刻叶片光合作用消耗CO2的速率为2M,且此速率在DE时间段内逐渐减小
D.叶片光合作用在E时刻暂停,光照强度是F时刻叶片光合速率的限制因素
23.(2021·富阳模拟)在探究环境因素对光合作用的影响的活动中,选用某植物幼苗,用含有100 mmol/L NaCl的完全营养液进行培养,测定其光合作用速率和气孔导度,结果如图所示。请据图分析,下列说法正确的是(  )
A.由实验记录图可知,该实验未设置对照
B.NaCl处理导致光合作用速率下降的原因很可能是气孔导度下降
C.该实验测量光合速率的指标是单位时间内CO2的吸收量
D.气孔导度的改变是由于保卫细胞失水引起,与激素无关
24.(2020高三上·浙江月考)为研究温度对植物光合速率的影响,研究人员将甲、乙、丙三种植物从25℃环境移入40 ℃环境中培养,测得相关数据如图所示。下列结论正确的是(  )
植物 甲 乙 丙
处理后占处理前的比例% 光合速率 105 91 88
气孔导度 100 50 61
光能捕获效率 102 67 49
A.据表推测40 ℃环境下植物乙的根系吸收水的能力最强
B.与处理前相比,甲植物光反应速率加快,CO2吸收速率不变
C.处理后,丙植物从外界吸收CO2的能力最弱
D.与乙植物相比,丙植物光合速率降低的原因主要是光反应受到了限制
25.(2020·柯桥模拟)零上低温对植物造成的危害称为冷害,研究发现,小麦在遭受冷害时,细胞内可溶性糖含量明显提高,氧气消耗速率先升高后降低。下图表示与冷害相关的两个重要代谢活动,图中①~⑤表示不同的生理过程,下列相关叙述错误的是(  )
A.冷害初期③④过程增强,细胞获得更多的能量,有利于抵御寒冷
B.持续低温使呼吸酶活性减弱,导致细胞内可溶性糖含量提高
C.X、Y物质为两种不同的三碳酸,增强光照对②过程无直接影响
D.③④过程也能产生[H],但其与图中的[H]并不相同
26.(2022·浙江模拟)下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析有关叙述正确的是(  )
A.一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率
B.a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞溶胶和线粒体
C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量
D.该植物c点和,d点有机物含量相同
27.(2021高三上·杭州期中)细胞外葡萄糖浓度调节胰岛β细胞分泌胰岛素的过程如下图,对其理解正确的是(  )
A.细胞呼吸将葡萄糖中的少部分化学能转变为ATP
B.胰岛β细胞内的K+积累可导致Ca2+内流
C.细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛素释放
D.胰岛 β细胞分泌胰岛素还受下丘脑分泌的激素调节
28.(2019·浙江模拟)为探究CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,某农科院在适宜温度的条件下进行了研究,结果如下(其中如图为Q光照强度下的测定值)。下列叙述正确的是(  )
A.干旱胁迫可能会提高黄瓜幼苗的脱落酸含量,CO2浓度倍增会降低相对气孔开度
B.当A组净光合速率为12μmol·CO2·m-2·s-1时,限制光合作用的环境因素是CO2浓度
C.CO2浓度倍增能使光饱和点变大,其他环境条件适宜情况下,光照强度等于全日照才能达到光饱和点
D.干旱胁迫降低光合速率的直接原因是土壤含水量不足;CO2浓度倍增,黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增加抗早能力。
29.(2019·宁波模拟)某同学为探究细胞呼吸的方式,设置了下图装置两组。甲组中A处放置一定质量的马铃薯块茎(厌氧呼吸产物为乳酸),B中装有一定量的NaOH溶液;乙组中A处放置等量的马铃薯块茎,B中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后,观察红色液滴的移动情况(不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响,设底物为葡萄糖)。下列叙述正确的是(  )
A.马铃薯块茎需氧呼吸的产物有 H2O、CO2和酒精
B.甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的 CO2量
C.甲、乙两组液滴均可以左移或不移动
D.若甲组液滴左移,乙组液滴不移动,不能确定马铃薯块茎的呼吸方式
30.(2019高三上·杭州月考)下图一表示不同浓度CO2条件下两种植物的CO2 吸收 速率,图二表示将甲乙两种植物同时放入一个密闭容器中,在适宜的温度条件下,依 次给予黑暗和充足的光照处理,测得的容器中氧气浓度变化曲线。下列相关叙述正确的是(  )
A.高温干旱地区更容易存活的是植物乙
B.图二中B点时容器内的CO2浓度可能处于图一的b点
C.图一中d点,两种植物叶肉细胞中的RuBP含量相同
D.图二B点之后的某一点出现密闭容器内O2浓度升高,可能是乙植株死亡引起的
二、综合题
31.(2022·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2.dm-2.hr-1.klx-1) 叶绿素含量(mg·dm-2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加   ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的   ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低   ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中   的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以   形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至   中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均   。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为   (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
32.(2022·台州模拟)下图为某植物光合作用部分过程示意图,A-D表示物质,甲、乙表示部位。下表为高温胁迫对该植物光能转化效率、气孔导度以及胞间CO2浓度的影响。回答下列问题。
温度 光能转化效率 气孔导度 胞间CO2浓度
常温 0.8230 0.38 284.45
高温 0.6229 0.25 314.25
(1)物质A表示   。部位甲为类囊体膜的   (选填“内侧”或“外侧”)。该植物的放氧速率要比图中O2的产生速率   ,理由是   。
(2)高温胁迫会造成自由基等氧化物积累,破坏了酶的结构和类囊体膜上的   ,甚至破坏磷脂分子使类囊体解体,降低了光能转化效率,从而减少了为碳反应提供的   。据表分析,该植物在高温胁迫下光合速率降低的主要原因是   (选填“气孔限制”或“非气孔限制”),判断理由是   。
33.(2021·浙江)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图,图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的   ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较   ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在   条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种   反应。光反应的产物有   和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率   ,理由是   。
(4)绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成   μmol的3-磷酸甘油酸。
34.(2019高三上·浙江期中)为研究环境因素对水稻突变型植株和野生型植株光合速率的影响,进行了相关实验,
结果如图所示。(图
1 是在
30℃下测得的光强度对两种植株光合速率的影响;图
2 在光强度为1000μ
mol·m-2·s-1 下测得温度对光合速率的影响)
回答下列问题:
(1)本实验的自变量有   ,因变量检测指标是   O2
的释放量。在
100μ mol·m-2·s-1 光强度条件下,野生型植株叶肉细胞产生 ATP 的细胞器有   。
(2)30℃条件下水稻的突变型植株若处于光补偿点,其叶肉细胞的光合速率   (填“大于”、“等于”、“小于”)呼吸速率。若选择野生型植株在
25℃条件下重复图
1 相关实验,则
A 点向   方移动。
(3)若突变型植株在 400μ mol·m-2·s-1 光强度条件下进行图 1 相关实验时,突然将光强度增大到1000μ
mol·m-2·s-1,短时间内叶绿体内的
RuBP 含量将    。持续一段时间之后光合速率不再增大,其限制因素主要是   。
(4)给水稻提供 C18O2
和 H2O,释放的氧气中含有 18O 是由于   。
三、实验探究题
35.(2020·浙南模拟)两种生长状况相似的甲、乙植物培养在适宜的光照强度、温度与水分条件下,探究两种植物 CO2 吸收速率与 CO2 浓度的关系,实验结果如下图所示。实践中常用希尔反应来测定除草剂对甲、乙植物光合作用的抑制效果,用不同浓度的某除草剂分别处理甲和乙的离体叶绿体并进行希尔反应(基本过程:将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有 DCIP(氧化型)、蔗糖和
pH7.3 磷酸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),实验结果如下表格所示。回答以下问题:
除 草 剂 相对浓度 0 5% 10% 15% 20% 25% 30%
甲放氧速率相对值 5.0 4.4 3.7 3.0 2.2 1.6 1.0
乙放氧速率相对值 5.0 3.7 2.2 1.0 0 0 0
(1)上述实验在相对密闭容器中,通常可通过控制不同浓度的    溶液控制 CO2 浓度。相同浓度除草剂处理下,除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外,根据希尔反应还可通过   快慢来判断。
(2)若在红色薄膜下进行该实验,则图所画曲线的
a 点应该往    移;CO2 浓度为 b 时,通常甲植株的 O2
产生量    (>/</=)乙植株的 O2 产生量,甲植株由 CO2 浓度为 b 调到 c 处后短时间内叶绿体中减少的物质有   
(①腺苷三磷酸②核酮糖二磷酸③3-磷酸甘油酸④三碳糖磷酸⑤NADPH)。
(3)上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖的目的是   
,据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率,可知除草剂抑制主要作用于叶绿体的    (填结构)。研究发现除草剂浓度为 20%处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖,尝试分析最主要的原因是    。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、干燥和低氧环境有利于蔬菜的保鲜和存储,无氧环境时细胞无氧呼吸速率快,消耗有机物多,不利于保鲜和存储,A错误;
B、乳酸菌是厌氧菌,其厌氧呼吸产生乳酸,不产生气体,不会导致酸奶“涨袋”,B错误;
C、油菜种子含脂肪多,种子萌发时需氧多,所以油菜播种时宜浅播以满足其苗发时对氧气的需求,C正确;
D、人体进行厌氧呼吸不产生二氧化碳,产生的是乳酸,D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞呼吸原理的应用:(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
2.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸释放的能量大部分转化为热能,其余形成ATP ,A错误;
B、需氧呼吸第一阶段产生的[H]并不会用于第二阶段,而是用于需氧呼吸第三阶段与氧气结合形成水,第二阶段为丙酮酸和水产生CO2和[H]的过程,B错误;
C、酵母菌的需氧呼吸第一阶段在细胞溶胶进行,第二、三阶段在线粒体中进行,C错误;
D、酵母菌厌氧呼吸产生酒精和CO2,酒精过量积累可能会对酵母菌有一定的抑制作用,从而可能会影响其正常的代谢,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、 有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】有氧呼吸大致可以分为三个阶段,其反应式为:第一阶段:C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量,第二阶段: 2丙酮酸+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 第三阶段:24[H]+6O2→12H2O+大量能量,由此可见,葡萄糖中的氧原子的转移途径是:葡萄糖 → 丙酮酸 → 二氧化碳
故答案为:A
【分析】利用某些元素的同位素,本题中为18O,可以探明原子的来源去向,这种实验方法称为同位素标记法,利用14C元素可以用于光合作用过程的探索,32P、35S可以用于遗传物质的探索实验等
4.【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】给某植物提供C18O2较长时间后,在光合作用的暗反应过程中,C18O2中18O的转移途径是:二氧化碳→三碳化合物→糖类;糖类含有18O,经过有氧呼吸第一、二阶段可转移到C18O2和H218O,H218O再经过光反应转化为18O2,故最终能检测到含18O的物质是糖类、H2O、O2和CO2。
故答案为:D。
【分析】 1、光合作用过程:
2、有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
5.【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、图中四条色素带都可以吸收光能,A不符合题意;
B、寒冷时,叶绿素容易被破坏而使叶片呈黄色,所以色素带①、②较色素带④更易被破坏,B错不符合题意;
C、纸层析的原理是不同的光合色素在层析液中溶解度不同,C不符合题意;
D、提取色素时,加入碳酸钙的目的是保护叶绿素,即图中的①②,因此不加碳酸钙会使色素带①②变浅,D符合题意。
故答案为:D
【分析】碳酸钙在本实验中的作用是防止叶绿素被破坏,因此不加氯化钙,叶绿素含量降低,色素带①②变浅。
6.【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、图1中酶1催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳,不一定是由一种基因控制合成的,可能受多对基因同时控制,A错误;
B、图1中NADH为还原性辅酶Ⅰ,在酶3的催化作用下与氧气结合生成水,B错误;
C、图2若ac=dc,说明氧气浓度为a时,相同时间内需氧呼吸释放的二氧化碳和厌氧呼吸释放的二氧化碳量相等,即两者产生的CO2速率相同,C正确;
D、图2中b点氧气浓度时,氧气的吸收量与二氧化碳的产生量相等,说明此时细胞只进行需氧呼吸,不进行厌氧呼吸,D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
(1)有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
(2)无氧呼吸:在细胞质基质中进行。
第一阶段:葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:丙酮酸+[H]酒精+CO2。
7.【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、“中耕松土”可促进葡萄糖在细胞质基质中的分解,促进根细胞呼吸作用,有利于主动运输,为矿质元素吸收供应能量,A错误;
B、酿酒时:早期通气促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖,后期密封发酵罐,促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精,B正确;
C、“合理灌溉”防止无氧呼吸积累过多酒精导致烂根,C错误;
D、水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境下储存,减少有机物的消耗,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸原理的应用:(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
8.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、厌氧呼吸的第一阶段和需氧呼吸的第一阶段相同,故糖酵解产生的[H]可与O2结合进行需氧呼吸,也可参与乳酸的生成完成产乳酸的厌氧呼吸,A正确;
B、在缺氧条件下,人体细胞呼吸产生的二氧化碳只能来自线粒体,B错误;
C、葡萄糖分解成丙酮酸过程中,葡萄糖中的能量大部分还储存在丙酮酸中,C错误;
D、厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖的过程是一个耗能过程,需要消耗ATP,故细胞内ATP/ADP的值会下降,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
9.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体内膜上,A正确;
B、人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有二氧化碳,B错误;
C、需氧呼吸第二阶段丙酮酸和水逐步转变成CO2,同时释放少量的能量,C正确;
D、糖酵解过程是葡萄糖转变成丙酮酸的过程,是细胞呼吸的第一阶段,在有氧或无氧条件下都可进行,D正确。
故答案为:B。
【分析】有氧呼吸的过程:
有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
类型 有氧呼吸 无氧呼吸
必需条件 氧和酶 不需要氧,但必需有酶的催化
场所 细胞质基质(第一阶段)
线粒体(第二和第三阶段) 细胞质基质
物质变化 ①C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O
②ADP+Pi ATP ①C6H12O6(葡萄糖)
2C3H6O3(乳酸)+少量能量
②C6H12O6(葡萄糖)
2C2H5OH (酒精)+2CO2+少量能量
③ADP+Pi ATP
能量释放 产生大量能量 产生少量能量
特点 有机物彻底分解,能量完全释放 有机物氧化没有彻底分解,能量没有完全释放
联系 ①第一阶段完全相同
②实质相同:分解有机物,释放能量
10.【答案】B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、①过程是细胞呼吸的第一阶段,该过程葡萄糖分解为丙酮酸和[H],葡萄糖中的能量大部分转移到丙酮酸中,A错误;
B、②过程丙酮酸先经过脱去二氧化碳反应形成乙醛, 乙醛再被 NADH 还原为乙醇,B正确;
C、人体剧烈运用时消耗的能量主要由有氧呼吸提供,而图中的③是产生乳酸的无氧呼吸过程,C错误;
D、人体无氧呼吸的产物是乳酸,不会产生酒精,即不会发生图中的②过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
11.【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、光饱和点为达到最大光合作用强度的最小光照强度,据图可知,甲植株的光饱和点大于乙植株,A正确;
B、光照强度a—b过程中,乙植株的P/R小于1,光合作用速率小于呼吸速率,还未到达光饱和点,B错误;
C、光照强度为b时,甲植株的P/R=2,即光合速率=2呼吸速率,设呼吸速率=a,则光合速率=2a,则白天积累的有机物=光合作用产生的有机物一呼吸消耗的有机物=12(2a)-12a=12a,晚上消耗的有机物=呼吸消耗=12a,白天12小时积累的有机物=晚上12小时呼吸作用消耗的有机物,一昼夜后,甲组植株干重不变,C正确;
D、B状态下,乙植株还未到达最大光合作用强度,限制乙植株B状态下光合速率的外界因素有光照强度,相同光照强度下,甲植物的光合强度大于乙植物,甲植物和乙植物的CO2浓度不同,限制乙植株B状态下光合速率的外界因素有CO2浓度,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、呼吸速率:指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。表示方法:单位时间内释放的CO2量、吸收的O2量、有机物消耗速率。测定条件:黑暗条件下。
2、表观(净)光合速率:光照下测定的CO2吸收速率(或O2释放速率)。
3、实际(总)光合速率:植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式=表观(净)光合速率+呼吸速度。具体表示为:实际光合速率=从外界吸收CO2的速率+呼吸释放CO2的速率或实际光合速率=释放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。
4、题图表示在温度、水分等均相同且适宜,二氧化碳浓度不同条件下,桉树植株光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图,其中 P/R<1时,光合速率<呼吸速率;P/R=1时,光合速率=呼吸速率;P/R>1时,光合速率>呼吸速率。据此答题。
12.【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、①过程为有氧呼吸的第一阶段,该过程产生丙酮酸和少量乙,即还原氢,同时产生少量ATP,A正确;
B、②过程为有氧呼吸的第二阶段,该过程进行的场所是线粒体基质和细胞质基质(丙酮酸脱去二氧化碳的过程发生在细胞质基质),所需的酶不全分布在线粒体基质中,B正确;
C、若供应18O2,则18O首先出现在丙物质中,即水中,另外水可以参与有氧呼吸的第二阶段,进而使18O可出现在二氧化碳中,C错误;
D、若③过程即有氧呼吸的第三阶段被阻断,就是还原氢不能被正常的氧化掉,则②过程(有氧呼吸的第二阶段)将因为还原氢的积累而不能持续进行,D正确。
故答案为:C。
【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
13.【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、由题意可知,光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP,故光呼吸必须要在有光条件下进行,光呼吸中O2与RuBP结合的反应发生在叶绿体的基质中,“光呼吸”反应首先发生在叶绿体中,A错误;
B、光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧、低二氧化碳情况下发生的一个生化过程,因此延长光照时间会增强光呼吸,B错误;
C、光呼吸会消耗有机物,但光呼吸会释放CO2,补充光合作用的原料,适当抑制光呼吸可以增加作物产量,由表可知,在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大,即光合产量最大,故SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在100~300mg/L之间,C错误;
D、叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点,与未喷施的水稻叶片相比,喷施100mg/LSoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,故在更低的光照强度下,两者即可相等,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
14.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、过程①为柠檬酸循环,在真核细胞的线粒体中进行,A错误;
B、用于电子传递链的[H]主要来自①过程,还有少量来自糖酵解过程,B错误;
C、真核细胞需氧呼吸在第三阶段产生的ATP最多,②过程产生的ATP比③过程产生的ATP少,C错误;
D、与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体内膜上,D正确。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸:
15.【答案】B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,合成ATP,所以①②过程能产生ATP,而③不能,A错误;
B、在无氧呼吸产生酒精的过程中,第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和【H】,释放少量能量;第二阶段丙酮酸转化变成酒精和二氧化碳,需要消耗第一阶段产生的【H】,B正确;
C、缺氧条件下,不同细胞中葡萄糖分解产物不同的根本原因是基因的选择性表达,C错误;
D、通过转化成酒精经自由扩散转运排出,可减缓鲫鱼乳酸积累引起的肌肉疲劳,D错误。
故答案为:B。
【分析】①为无氧呼吸,产物为乳酸;②为无氧呼吸的第一阶段,③为无氧呼吸的第二阶段,产物为酒精。北欧鲫鱼在缺氧条件下,其他组织细胞无氧呼吸产生乳酸,乳酸被运输到肌细胞,转变为丙酮酸,再经无氧呼吸产生酒精排出体外。
16.【答案】B
【知识点】检测蛋白质的实验;叶绿体色素的提取和分离实验;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、取紫色洋葱外表皮制作临时装片,可观察到表皮细胞中紫色的液泡,而不是有色体,A错误;
B、洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂旺盛,可以观察到分裂期细胞,B正确;
C、洋葱鳞茎的叶肉组织中含有蛋白质,将洋葱鳞茎的叶肉组织制成匀浆后用双缩脲试剂检测,样本呈现紫色,而不是红黄色,C错误;
D、二氧化硅有利于研磨的更充分,用洋葱绿叶提取光合色素时未加入二氧化硅,四种光合色素的含量都可能会减少,即四种光合色素带都会变窄,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、观察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
2、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
17.【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、①处是洋葱管状叶的细胞,有叶绿体也有成熟的大液泡,可用于植物质壁分离实验的观察,A正确;
B、②处是洋葱鳞片叶细胞,该处细胞不含叶绿体,不能用于光合色素的提取和分离,B错误;
C、②处内表皮细胞含成熟的大液泡,镜检观察细胞核应该是被挤到细胞一侧,C错误;
D、制片观察有丝分裂实验中,细胞已死亡,不可连续观察有丝分裂过程,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
2、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3、察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
18.【答案】D
【知识点】观察线粒体和叶绿体;叶绿体色素的提取和分离实验;观察细胞的有丝分裂;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、油脂检测实验中,需要用体积分数50%的酒精洗去浮色,A错误;
B、黑藻是一种多细胞藻类,只是叶片是由单层细胞组成,可以直接制作成临时装片,B错误;
C、提取菠菜叶片中色素时,为防止色素被破坏,应该在研磨前添加CaCO3,C错误;
D、在观察根尖细胞有丝分裂实验中,为便于观察染色体,可用醋酸洋红对染色体染色,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、“酒精”在不同实验中的作用:
(1)体积分数95%的酒精:与质量分数15%的HCl溶液按1:1的体积比混合作解离液,用于观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验。
(2)体积分数50%的酒精:检测生物组织中(如花生子叶切片)脂肪实验中,用于洗去苏丹Ⅲ染色剂染色后切片上的浮色。
(3)无水乙醇:叶绿体中色素提取与分离实验中用作色素提取剂.
(4)质量分数70%的酒精:常用作实验材料或消毒剂。
2、观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
19.【答案】D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、波长为400~500nm之间主要是蓝紫光,A错误;
B、光合色素中叶绿素a的含量大于叶绿素b,B错误;
C、不同季节的植物叶片中,不同色素的含量不同,如秋季叶黄素的含量增加,叶绿素含量减少,因此其吸收光谱存在明显差异,C错误;
D、色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关,如绿光几乎不被吸收而被反射,故看到的叶片是绿色的,D正确。
故答案为:D。
【分析】叶绿体中的色素包括:叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素包括叶绿素a与叶绿素b,类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少,因此绿光被反射出来,使得叶片呈现绿色。
20.【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、果实是光合产物或营养物质储存器官,显然,留果后叶片净光合速率比去果时大的原因是光合产物较多的转运到果实的部位,降低了叶肉细胞中光合产物的积累对光合作用的抑制,A错误;
B、去果处理是降低了光合产物积累库的大小,使叶片产生的淀粉和蔗糖不能转运出去,导致光合产物在叶肉细胞中堆积抑制了光合作用,因此,叶片净光合速率降低主要是由于光合产物的运输受阻,B正确;
C、叶片的淀粉是在叶绿体中合成的,而蔗糖是在细胞质基质中合成的,C错误;
D、去果处理使叶片蔗糖和淀粉含量都升高,是叶片中光合产物积累的表现,光合产物的积累抑制了光合作用,因此叶片的真正光合速率下降,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响 :在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
21.【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、用14C同位素标记二氧化碳,可了解光合产物的物质转移途径,不能了解能量来源,能量来源属于光反应阶段,A错误;
B、卡尔文循环中,二氧化碳通过1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上,细胞中最早出现14C放射性的有机物是五碳化合物,B错误;
C、卡尔文循环初始的一段时间内,具有放射性的化合物种类和含量均不断增加,C正确;
D、光合作用中释放的氧气来自光反应阶段水的光解,而不是二氧化碳,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、光合作用的卡尔文循环可分为三个阶段:羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生,大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定;这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸;后者在光反应中生成的NADPH还原,此过程需要消耗ATP,产物是3-磷酸丙糖;后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环;剩下的五个碳原子经一系列变化,最后再生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始,循环运行六次,生成一分子的葡萄糖。
22.【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、分析图二可知,黑暗时,细胞只进行呼吸作用,此时二氧化碳浓度的变化速率为M,所以叶片的呼吸速率为M,题中温度适宜,提高水浴温度可使M降低,A错误;
B、AB时间段,由于光照逐渐增强(光源逐渐向左移动),光合作用逐渐增强、光合作用消耗的CO2逐渐增多,而呼吸速率不变,但AB段光合速率小于呼吸速率,会释放出CO2,小室中CO2浓度逐渐增加,B错误;
C、D点时叶片的实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,为2M,DE时间段内净光合速率逐渐降低,呼吸速率不变,则总光合速率逐渐降低,C正确;
D、E点时,二氧化碳浓度的变化速率为0,说明光合速率等于呼吸速率,叶片进行光合作用,D错误。
故答案为:C。
【分析】分析图一:自变量为光照强度,因变量为CO2浓度变化速率,水浴箱的作用是维持温度的相对恒定。
分析图二:在充入二氧化碳之前,随着时间的变化,CO2浓度先上升后下降,充入二氧化碳之后,二氧化碳浓度先下降,最趋于平衡。
23.【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、据图可知,实验设计的不同组别间可形成相互对照,A错误;
B、从柱形图中可以看到NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降,且随处理时间的延长,抑制作用越明显,故可推知NaCl处理导致光合作用速率下降的原因很可能是气孔导度下降,B正确;
C、光合作用的原料是CO2,产物是O2和有机物,故测量光合作用速率的指标可用产物的生成速率,该实验测量光合速率的指标是气孔导度,C错误;
D、在100 mmol/L NaCl的处理条件下,外界环境渗透压增大,细胞处于逆境,相关激素会参与调节过程,故气孔导度的改变有激素调节的作用,D错误。
故答案为:B。
【分析】 1、本实验之中,不同组之间可以进行相互对照,互为对照组;
2、从图中得到信息是,随着培养时间推移,气孔导度和光合作用速率下降,说明该浓度的NaCl的完全培养液可能对光合作用产生抑制作用;
3、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程,消耗二氧化碳或者释放氧气以及有机物制造量均可以作为测量净光合速率指标; 4、植物激素可以调节植物生理活动。
24.【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A.据表推测40℃环境下植物乙的气孔导度最小,根系吸收水的能力最弱,A不符合题意;
B.与处理前相比,甲植物光合速率加快,则暗反应速率也加快,CO2吸收速率变快,B不符合题意;
C.处理后,乙植物气孔导度最小,从外界吸收CO2的能力最弱,C不符合题意;
D.与乙植物相比,丙植物的气孔导度较大,但光能捕获效率较低,所以丙植物光合速率低的原因主要是光反应受到了限制,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.气孔导度会影响CO2的吸收,从而影响暗反应;光能捕获效率会影响光反应。
2.光合作用的过程
项目 光反应(准备阶段) 暗反应(完成阶段)
场所 叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体的基质中
条件 光、色素、酶、水、ADP、
Pi 多种酶、[H]、ATP、CO2、C5
物质变化
能量的变化 光能转变成ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能
相互联系 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料
25.【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、过程③有氧呼吸第一阶段、过程④为有氧呼吸的第二阶段,冷害初期过程③④增强,细胞获得更多的能量,有利于抵御寒冷,A正确;
B、温度影响酶的活性,降低温度,酶的活性降低。因此,持续低温使合成淀粉的酶活性减弱,影响可溶性糖合成淀粉,B错误;
C、物质X为C3,物质Y为丙酮酸,增强光照只能增加NADpH和ATP的产生,间接影响过程②C3的还原,C正确;
D、③④过程也能产生[H]即NADH,但其与图中的[H](NADpH)并不相同,D正确。
故答案为:B。
【分析】分析图示:过程①是光合作用光反应中水的光解,过程②为C3的还原,过程③为有氧呼吸的第一阶段,过程④为有氧呼吸的第二阶段,过程⑤为光合作用暗反应二氧化碳的固定,物质X为C3,物质Y为丙酮酸。
26.【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、据图分析,在5:30至7:30间,30%遮光时的净光合速率较不遮光的低,A错误;
B、a~b段位于图中80%遮光曲线上,此时净光合速率小于0,即光合作用强度小于呼吸作用强度,所以a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体,B正确;
C、M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0,也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量,但是就叶肉细胞来说,其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2量,C错误;
D、该植物c点和d点的经光合速率都大于0,则有机物会积累,随着时间的延长有机物的积累量增加,所以d点的有机物含量多于c点有机物的含量,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在叶绿体基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
3、真正光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。
27.【答案】B
【知识点】细胞呼吸的概念、方式与意义;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、细胞呼吸将葡萄糖中的大部分能量转化为热能,少部分化学能转变为ATP中的活跃化学能,A错误;
B、根据分析可知,胰岛β细胞内的K+外流受阻导致K+积累,从而使Ca2+通道持续开放,Ca2+内流,促进细胞释放胰岛素,B正确;
C、由图可知,细胞外葡萄糖浓度升高会促进胰岛素释放,C错误;
D、胰岛 β细胞分泌胰岛素还受下丘脑的传出神经直接支配,D错误。
故答案为:B。
【分析】血糖平衡调节过程如下:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
28.【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】解:A. 脱落酸可导致气孔开度降低,据图可知干旱条件下相对气孔开度下降,故干旱胁迫可能会提高黄瓜幼苗的脱落酸含量,对比可知,CO2浓度倍增会降低相对气孔开度,A符合题意;
B. 由于图中为Q光照强度下的测定值,当A组净光合速率为12 μmol·CO2·m-2·s-1时,还未达到光饱和点,因此此时限制光合作用的环境因素是光照强度和CO2浓度,B不符合题意;
C. 图中D组和B组、C组和A组相比,CO2浓度倍增能使光饱和点向右上方移动,即光饱和点变大,但光照强度在达到全日照之前,光合作用已经达到光饱和点,C不符合题意;
D. 在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是气孔开度降低,导致二氧化碳吸收减少,进而影响卡尔文循环中的二氧化碳固定速率;CO2浓度倍增能提高净光合速率,可能是通过提高水分利用效率来增强抗旱能力,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】生物实验一般要遵循的原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则;本实验的实验目的是“探究CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响 ”,自变量是CO2浓度、含水量,因变量是黄瓜幼苗的光合速率。影响植物光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。据图表分析可知:提高二氧化碳浓度,无论是对照组还是实验组,净光合速率都增强,但气孔开度下降,对水分的利用效率增强。
29.【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、需氧呼吸的产物有水和二氧化碳同时释放能量,不含酒精,A不符合题意;
B、由于产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,所以甲组液滴的移动情况反应的是马铃薯块茎消耗氧气的量,B不符合题意;
C、甲组马铃薯块茎进行有氧呼吸,或同时进行有氧呼吸、无氧呼吸,液滴左移,只进行无氧呼吸液滴不移动;乙组不管进行哪种呼吸液滴均不会左移,C不符合题意;
D、若甲组液滴左移,说明甲组马铃薯块茎进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;乙组液滴不移动不能确定马铃薯块茎的呼吸方式,D符合题意。
故答案为:D
【分析】有氧呼吸总反应式:
无氧呼吸(产生乳酸)总反应式:
30.【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A.根据图示只能得出甲植物更能适应低二氧化碳浓度环境,不能判断哪种植物更适应高温干旱环境,A不符合题意;
B.图二中B点时氧气浓度不在改变,则两植物共同的呼吸作用等于光合作用,应处于图一的a~b点之间,B不符合题意;
C.图一中d点,两种植物叶肉细胞的净光合速率相等但总光合速率不确定,所以两种植物叶肉细胞内含有的RuBP的量不一定相等,C不符合题意;
D.图二B点之后两植物总光合作用等于总呼吸作用,对应图一a~b点之间,乙植株的呼吸作用大于光合作用,乙植株死亡,密闭容器内的O2浓度会升高,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.二氧化碳浓度对光合作用的影响
图像分析:A点时只进行细胞呼吸;AB段随着光照强度的增强,光合作用强度也增强,但是仍然小于细胞呼吸强度;B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度;BC段随着光照强度的增强,光合作用强度也不断增强;C点对应的光照强度为光饱和点,限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
2.密闭环境中氧气的浓度增大二氧化碳的浓度减少。
31.【答案】(1)叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率
(2)蔗糖;叶
(3)下降;A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)分析表格可知,遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高,则花生可适应弱光环境,是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力;随着遮光时间的增加,光饱和点下降,说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率;随着遮光时间的增加,光补偿点下降,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
故答案为:叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率。
(2)植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官,由表可知,不同遮光时间下,果实光合产量差距较大,单株叶片的光合产量相差不大,则在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为:蔗糖;叶。
(3)分析表格可知,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为:下降;A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
32.【答案】(1)NADP+;内侧;小;植物的放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率(答出“细胞呼吸消耗氧气”的意思即可)
(2)光合色素;ATP和NADPH;非气孔限制;高温胁迫下的胞间CO2浓度比常温下大
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)物质A表示NADP+,B表示NADPH;水光解在类囊体膜的内侧,氧气释放到类囊体腔中;植物的放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此该植物的放氧速率要比图中O2的产生速率小。
(2)类囊体膜上存在与光合作用有关的酶和色素,会受高温影响;光反应可以为碳反应提供ATP和NADPH;高温下气孔导度下降(0.38→0.25),但是胞间CO2浓度却增大(284.45→314.25),因此光合速率降低并非气孔下降所致,为非气孔限制因素。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
33.【答案】(1)光密度值;高;高光强
(2)吸能;ATP、NADpH
(3)小;绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(4)360
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异,因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量;由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较高,以增强吸光的能力,从而以适应低光强环境;由乙图分析可知,同温度下,高光强的释放氧速率更大,因此在高光强条件下,温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应需要消耗太阳能,光反应是一种吸能反应;光反应过程包括水的光解(产生NADpH和氧气)和ATP的合成,因此光反应的产物有ATP、NADpH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。(4)由乙图可知,绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1,光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1,因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol,因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【分析】分析甲图,同光强度下,绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多,同温度下,低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图,同光强下,温度在25℃之前,随着温度升高,绿藻释放氧速率(净光合速率)加快。同温度下,高光强的释放氧速率(净光合速率)更大。
34.【答案】(1)光强度、温度、植株类型;单位时间单位叶面积内;叶绿体和线粒体
(2)大于;左下
(3)增多;光强度和温度
(4)C18O2经光合作用产生H218O,然后光合作用利用H218O产生含18O的氧气
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】解:(1)分析图示可知,本实验的自变量有光强度、温度、植株类型,因变量检测指标是单位时间单位叶面积内O2 的释放量。在 100μmol m-2 s-1 光强度条件下,既有光合作用,又有呼吸作用,故叶肉细胞产生 ATP 的细胞器有叶绿体和线粒体。(2)30℃条件下水稻的突变型植株若处于光补偿点,因有些细胞不能进行光合作用,故其叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率。若选择野生型植株在 25℃条件下重复图 1 相关实验,光饱和点和最大光合速率都降低,故 A 点向左下方移动。(3)若突变型植株在 400μmol m-2 s-1 光强度条件下进行图 1 相关实验时,突然将光强度增大到1000μ mol m-2 s-1,三碳化合物的还原加快, RuBP 含量将增多。持续一段时间之后光合速率不再增大,其限制因素主要是光强度和温度。(4)水稻提供 C18O2 和 H2O,C18O2经光合作用产生H218O,然后光合作用利用H218O产生含18O的氧气。
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。(1)光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行,此过程必须有光、色素、化合作用的酶。具体反应步骤:①水的光解,水在光下分解成氧气和还原氢。②ATP生成,ADP与Pi接受光能变成ATP。此过程将光能变为ATP活跃的化学能。(2)暗反应在叶绿体基质中进行,有光或无光均可进行,反应步骤:①二氧化碳的固定,二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物。②三碳化合物的还原,三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物。此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。光反应为暗反应提供了[H]和ATP,[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物。
35.【答案】(1)碳酸氢钠;溶液颜色变化
(2)右;>;①②⑤
(3)维持渗透压;类囊体;由于DCIP(氧化型)夺取光反应产生的电子和氢离子,不能生成NADPH,三碳酸分子不能被还原形成三碳糖
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】解:(1)碳酸氢钠溶液既可以吸收二氧化碳又可以释放二氧化碳,通常可通过控制不同浓度的碳酸氢钠溶液控制 CO2 浓度。由题干可知,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,故除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外,根据希尔反应还可通过溶液颜色变化快慢来判断。(2)根据题干信息已知,该实验是在适宜光照条件下进行的,若将植株培养在红色薄膜下进行该实验,呼吸速率不变,而光合作用减弱,所以a点应该右移。根据甲乙的二氧化碳补偿点和曲线的趋势可知,甲植物的呼吸速率大于乙植物,又因为b点两种植物的净光合速率相等,则甲的实际光合速率大于乙,因此甲植株的O2产生量>乙植株的O2产生量。甲植株CO2增加,二氧化碳的固定增强,②核酮糖二磷酸消耗增加,暗反应增强,①腺苷三磷酸和⑤NADPH消耗增加,故短时间内叶绿体中减少的物质有①腺苷三磷酸、②核酮糖二磷酸、⑤NADPH。 (3)上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖可以维持渗透压,据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率,可知除草剂抑制主要作用于光合作用光反应阶段,即发生在叶绿体的类囊体。研究发现除草剂浓度为 20%处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖,其最主要的原因是由于DCIP(氧化型)夺取光反应产生的电子和氢离子,不能生成NADPH,三碳酸分子不能被还原形成三碳糖。
【分析】分析题图可知,实验的自变量是二氧化碳浓度和植物的种类,因变量是二氧化碳的吸收速率,代表了净光合速率;a点表示甲植物的二氧化碳补偿点,高于乙植物;b点表示甲乙两种植物的净光合速率相等,由于两者的呼吸速率不等,则实际光合速率也不等;C点表示甲乙两植物的二氧化碳饱和点。叶肉细胞中通过碳反应合成的三碳糖,最后通过合成蔗糖运出细胞。
分析题表可知,实验的自变量是某除草剂浓度和植物的种类,因变量是氧气的释放速率和溶液颜色变化快慢。
1 / 1浙科版生物学2023年二轮复习专题强化训练:4细胞呼吸和光合作用
一、单选题
1.(2022·台州模拟)细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛,下列叙述正确的是(  )
A.储藏室无氧状态有利于柑橘保鲜
B.抑制乳酸菌细胞呼吸可避免酸奶“涨袋”
C.油菜播种时宜浅播以满足其苗发时对氧气的需求
D.提倡慢跑等有氧运动可减少因厌氧呼吸而积累的CO2量
【答案】C
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、干燥和低氧环境有利于蔬菜的保鲜和存储,无氧环境时细胞无氧呼吸速率快,消耗有机物多,不利于保鲜和存储,A错误;
B、乳酸菌是厌氧菌,其厌氧呼吸产生乳酸,不产生气体,不会导致酸奶“涨袋”,B错误;
C、油菜种子含脂肪多,种子萌发时需氧多,所以油菜播种时宜浅播以满足其苗发时对氧气的需求,C正确;
D、人体进行厌氧呼吸不产生二氧化碳,产生的是乳酸,D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞呼吸原理的应用:(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
2.(2022·杭州模拟)下列关于酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸的叙述,正确的是(  )
A.两者释放的能量少部分转化为热能,其余形成ATP
B.两者第一阶段产生的[H]均可参与第二阶段的反应
C.酵母菌的需氧呼吸可在细胞溶胶和细胞膜上进行
D.酵母菌厌氧呼吸的产物可能会影响其正常的代谢
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸释放的能量大部分转化为热能,其余形成ATP ,A错误;
B、需氧呼吸第一阶段产生的[H]并不会用于第二阶段,而是用于需氧呼吸第三阶段与氧气结合形成水,第二阶段为丙酮酸和水产生CO2和[H]的过程,B错误;
C、酵母菌的需氧呼吸第一阶段在细胞溶胶进行,第二、三阶段在线粒体中进行,C错误;
D、酵母菌厌氧呼吸产生酒精和CO2,酒精过量积累可能会对酵母菌有一定的抑制作用,从而可能会影响其正常的代谢,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、 有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3.(2019·西湖月考)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O 转移的途径是(  )
A.葡萄糖 → 丙酮酸 → 二氧化碳
B.葡萄糖 → 丙酮酸 → 水
C.葡萄糖 → 氧 → 水
D.葡萄糖 → 丙酮酸 →氧
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】有氧呼吸大致可以分为三个阶段,其反应式为:第一阶段:C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量,第二阶段: 2丙酮酸+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 第三阶段:24[H]+6O2→12H2O+大量能量,由此可见,葡萄糖中的氧原子的转移途径是:葡萄糖 → 丙酮酸 → 二氧化碳
故答案为:A
【分析】利用某些元素的同位素,本题中为18O,可以探明原子的来源去向,这种实验方法称为同位素标记法,利用14C元素可以用于光合作用过程的探索,32P、35S可以用于遗传物质的探索实验等
4.(2022·浙江模拟)给某植物提供C18O2较长时间后,能检测到含18O的物质是(  )
A.糖类 B.糖类和H2O
C.糖类、H2O和O2 D.糖类、H2O、O2和CO2
【答案】D
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】给某植物提供C18O2较长时间后,在光合作用的暗反应过程中,C18O2中18O的转移途径是:二氧化碳→三碳化合物→糖类;糖类含有18O,经过有氧呼吸第一、二阶段可转移到C18O2和H218O,H218O再经过光反应转化为18O2,故最终能检测到含18O的物质是糖类、H2O、O2和CO2。
故答案为:D。
【分析】 1、光合作用过程:
2、有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
5.(2018·浙江模拟)下图为新鲜菠菜叶中的光合色素纸层析的结果,下列描述中正确的是(  )
A.能吸收红光的色素带是③
B.低温对色素带④的破坏率最高
C.纸层析的原理是光合色素易溶于无水乙醇
D.提取色素时不加碳酸钙会使色素带①②变浅
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、图中四条色素带都可以吸收光能,A不符合题意;
B、寒冷时,叶绿素容易被破坏而使叶片呈黄色,所以色素带①、②较色素带④更易被破坏,B错不符合题意;
C、纸层析的原理是不同的光合色素在层析液中溶解度不同,C不符合题意;
D、提取色素时,加入碳酸钙的目的是保护叶绿素,即图中的①②,因此不加碳酸钙会使色素带①②变浅,D符合题意。
故答案为:D
【分析】碳酸钙在本实验中的作用是防止叶绿素被破坏,因此不加氯化钙,叶绿素含量降低,色素带①②变浅。
6.(2022·浙江高三月考)下图1表示某植物细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,图2表示在探究不同氧浓度条件下该细胞呼吸方式的实验结果数据曲线,下列有关描述正确的是(  )
A.图1中酶1是由一种基因控制合成的
B.图1中NADH催化电子传递链中氢与氧气结合,并释放能量
C.图2若ac=dc,说明氧气浓度为a时,需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2速率相同
D.图2中b点氧气浓度时,需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、图1中酶1催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳,不一定是由一种基因控制合成的,可能受多对基因同时控制,A错误;
B、图1中NADH为还原性辅酶Ⅰ,在酶3的催化作用下与氧气结合生成水,B错误;
C、图2若ac=dc,说明氧气浓度为a时,相同时间内需氧呼吸释放的二氧化碳和厌氧呼吸释放的二氧化碳量相等,即两者产生的CO2速率相同,C正确;
D、图2中b点氧气浓度时,氧气的吸收量与二氧化碳的产生量相等,说明此时细胞只进行需氧呼吸,不进行厌氧呼吸,D错误。
故答案为:C。
【分析】细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
(1)有氧呼吸:
第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
(2)无氧呼吸:在细胞质基质中进行。
第一阶段:葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段:丙酮酸+[H]酒精+CO2。
7.(2023·浙江月考)细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存过程中。下列叙述正确的是(  )
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入使酒精减产
C.“合理灌溉”防止积累过多乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果以减少有机物消耗
【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、“中耕松土”可促进葡萄糖在细胞质基质中的分解,促进根细胞呼吸作用,有利于主动运输,为矿质元素吸收供应能量,A错误;
B、酿酒时:早期通气促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖,后期密封发酵罐,促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精,B正确;
C、“合理灌溉”防止无氧呼吸积累过多酒精导致烂根,C错误;
D、水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境下储存,减少有机物的消耗,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸原理的应用:(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
8.(2022·湖州模拟)下列关于人体细胞呼吸的叙述,正确的是(  )
A.糖酵解产生的[H]可与O2结合,也可参与乳酸的生成
B.在缺氧条件下,人体细胞呼吸产生的二氧化碳来自细胞溶胶和线粒体
C.葡萄糖分解成丙酮酸过程中,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
D.厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖的过程中细胞内ATP/ADP的值会上升
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、厌氧呼吸的第一阶段和需氧呼吸的第一阶段相同,故糖酵解产生的[H]可与O2结合进行需氧呼吸,也可参与乳酸的生成完成产乳酸的厌氧呼吸,A正确;
B、在缺氧条件下,人体细胞呼吸产生的二氧化碳只能来自线粒体,B错误;
C、葡萄糖分解成丙酮酸过程中,葡萄糖中的能量大部分还储存在丙酮酸中,C错误;
D、厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖的过程是一个耗能过程,需要消耗ATP,故细胞内ATP/ADP的值会下降,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
9.(2021·诸暨模拟)下列关于人体骨骼肌细胞细胞呼吸的叙述,错误的是(  )
A.线粒体内膜上镶嵌着合成ATP的酶
B.缺氧时丙酮酸可在细胞溶胶中产生CO2
C.需氧呼吸第二阶段丙酮酸逐步转变成CO2
D.糖酵解过程在有氧或无氧条件下都可进行
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体内膜上,A正确;
B、人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有二氧化碳,B错误;
C、需氧呼吸第二阶段丙酮酸和水逐步转变成CO2,同时释放少量的能量,C正确;
D、糖酵解过程是葡萄糖转变成丙酮酸的过程,是细胞呼吸的第一阶段,在有氧或无氧条件下都可进行,D正确。
故答案为:B。
【分析】有氧呼吸的过程:
有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
类型 有氧呼吸 无氧呼吸
必需条件 氧和酶 不需要氧,但必需有酶的催化
场所 细胞质基质(第一阶段)
线粒体(第二和第三阶段) 细胞质基质
物质变化 ①C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O
②ADP+Pi ATP ①C6H12O6(葡萄糖)
2C3H6O3(乳酸)+少量能量
②C6H12O6(葡萄糖)
2C2H5OH (酒精)+2CO2+少量能量
③ADP+Pi ATP
能量释放 产生大量能量 产生少量能量
特点 有机物彻底分解,能量完全释放 有机物氧化没有彻底分解,能量没有完全释放
联系 ①第一阶段完全相同
②实质相同:分解有机物,释放能量
10.(2021·浙江模拟)如图为细胞内葡萄糖分解代谢过程示意图。下列叙述正确的是(  )
A.①过程葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
B.②过程产生的乙醇不是丙酮酸直接被氢还原而形成
C.人体剧烈运动消耗的大量能量主要由③过程提供
D.酒驾司机呼出的过量酒精是人体细胞内①②过程产生
【答案】B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、①过程是细胞呼吸的第一阶段,该过程葡萄糖分解为丙酮酸和[H],葡萄糖中的能量大部分转移到丙酮酸中,A错误;
B、②过程丙酮酸先经过脱去二氧化碳反应形成乙醛, 乙醛再被 NADH 还原为乙醇,B正确;
C、人体剧烈运用时消耗的能量主要由有氧呼吸提供,而图中的③是产生乳酸的无氧呼吸过程,C错误;
D、人体无氧呼吸的产物是乳酸,不会产生酒精,即不会发生图中的②过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
11.(2021高三上·诸暨月考)下图表示在温度、水分等均相同且适宜,二氧化碳浓度不同条件下,桉树植株光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图(假设光合产物、呼吸底物全部为葡萄糖,且呼吸速率不变)。下列叙述错误的是(  )
A.图示条件下,甲植株的光饱和点大于乙植株
B.光照强度a—b过程中,乙植株的光饱和点增大
C.光照强度为b时,每天光照12小时,一昼夜后,甲组植株干重不变
D.限制乙植株B状态下光合速率的外界因素是光照强度和CO2浓度
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、光饱和点为达到最大光合作用强度的最小光照强度,据图可知,甲植株的光饱和点大于乙植株,A正确;
B、光照强度a—b过程中,乙植株的P/R小于1,光合作用速率小于呼吸速率,还未到达光饱和点,B错误;
C、光照强度为b时,甲植株的P/R=2,即光合速率=2呼吸速率,设呼吸速率=a,则光合速率=2a,则白天积累的有机物=光合作用产生的有机物一呼吸消耗的有机物=12(2a)-12a=12a,晚上消耗的有机物=呼吸消耗=12a,白天12小时积累的有机物=晚上12小时呼吸作用消耗的有机物,一昼夜后,甲组植株干重不变,C正确;
D、B状态下,乙植株还未到达最大光合作用强度,限制乙植株B状态下光合速率的外界因素有光照强度,相同光照强度下,甲植物的光合强度大于乙植物,甲植物和乙植物的CO2浓度不同,限制乙植株B状态下光合速率的外界因素有CO2浓度,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、呼吸速率:指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。表示方法:单位时间内释放的CO2量、吸收的O2量、有机物消耗速率。测定条件:黑暗条件下。
2、表观(净)光合速率:光照下测定的CO2吸收速率(或O2释放速率)。
3、实际(总)光合速率:植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式=表观(净)光合速率+呼吸速度。具体表示为:实际光合速率=从外界吸收CO2的速率+呼吸释放CO2的速率或实际光合速率=释放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。
4、题图表示在温度、水分等均相同且适宜,二氧化碳浓度不同条件下,桉树植株光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图,其中 P/R<1时,光合速率<呼吸速率;P/R=1时,光合速率=呼吸速率;P/R>1时,光合速率>呼吸速率。据此答题。
12.(2021高三上·杭州期中)下图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图,①~③是生化反应过程,甲~丁代表相关物质,下列叙述错误的是(  )
A.①过程产生少量乙和少量ATP
B.②过程所需的酶不全分布在线粒体基质中
C.若供应18O2,则18O只能出现在丙物质中
D.若③过程被阻断,则②过程将不能持续进行
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、①过程为有氧呼吸的第一阶段,该过程产生丙酮酸和少量乙,即还原氢,同时产生少量ATP,A正确;
B、②过程为有氧呼吸的第二阶段,该过程进行的场所是线粒体基质和细胞质基质(丙酮酸脱去二氧化碳的过程发生在细胞质基质),所需的酶不全分布在线粒体基质中,B正确;
C、若供应18O2,则18O首先出现在丙物质中,即水中,另外水可以参与有氧呼吸的第二阶段,进而使18O可出现在二氧化碳中,C错误;
D、若③过程即有氧呼吸的第三阶段被阻断,就是还原氢不能被正常的氧化掉,则②过程(有氧呼吸的第二阶段)将因为还原氢的积累而不能持续进行,D正确。
故答案为:C。
【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
13.(2021高三上·浙江开学考)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP,O2与RuBP结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS 溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。下列叙述正确的是(  )
SoBS浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2μmolm2s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光呼吸强度(CO2μmolm2s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
A.光呼吸必须要在有光条件下进行,其反应的场所在线粒体
B.在大棚种植蔬菜时可采取延长光照时间措施,降低光呼吸作用
C.据表分析,SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在0~200mg/L之间
D.喷施100mg/LSoBS 溶液与未喷施的水稻叶片相比,吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度低
【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、由题意可知,光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP,故光呼吸必须要在有光条件下进行,光呼吸中O2与RuBP结合的反应发生在叶绿体的基质中,“光呼吸”反应首先发生在叶绿体中,A错误;
B、光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧、低二氧化碳情况下发生的一个生化过程,因此延长光照时间会增强光呼吸,B错误;
C、光呼吸会消耗有机物,但光呼吸会释放CO2,补充光合作用的原料,适当抑制光呼吸可以增加作物产量,由表可知,在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大,即光合产量最大,故SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在100~300mg/L之间,C错误;
D、叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点,与未喷施的水稻叶片相比,喷施100mg/LSoBS溶液后,光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,故在更低的光照强度下,两者即可相等,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
14.(2021高三上·浙江开学考)如图为真核细胞需氧呼吸的部分阶段示意图,有关叙述正确的是(  )
A.①过程为柠檬酸循环,在细胞溶胶中进行
B.用于电子传递链的[H]仅来自①过程
C.②过程产生的ATP比③过程产生的ATP多
D.与电子传递有关的酶镶嵌在线粒体内膜上
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、过程①为柠檬酸循环,在真核细胞的线粒体中进行,A错误;
B、用于电子传递链的[H]主要来自①过程,还有少量来自糖酵解过程,B错误;
C、真核细胞需氧呼吸在第三阶段产生的ATP最多,②过程产生的ATP比③过程产生的ATP少,C错误;
D、与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体内膜上,D正确。
故答案为:D。
【分析】有氧呼吸:
15.(2021·浙江模拟)北欧鲫鱼能在结冰的水下生活,研究发现北欧鳃鱼在缺氧条件下体内存在如图所示的代谢过程。下列有关叙述正确的是(  )
A.图中①②③过程均能产生ATP
B.②过程产生的[H]用于③形成酒精
C.缺氧条件下,不同细胞中葡萄糖分解产物不同的根本原因是酶有差异
D.通过转化成酒精经主动转运排出,可减缓鲫鱼乳酸积累引起的肌肉疲劳
【答案】B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,合成ATP,所以①②过程能产生ATP,而③不能,A错误;
B、在无氧呼吸产生酒精的过程中,第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和【H】,释放少量能量;第二阶段丙酮酸转化变成酒精和二氧化碳,需要消耗第一阶段产生的【H】,B正确;
C、缺氧条件下,不同细胞中葡萄糖分解产物不同的根本原因是基因的选择性表达,C错误;
D、通过转化成酒精经自由扩散转运排出,可减缓鲫鱼乳酸积累引起的肌肉疲劳,D错误。
故答案为:B。
【分析】①为无氧呼吸,产物为乳酸;②为无氧呼吸的第一阶段,③为无氧呼吸的第二阶段,产物为酒精。北欧鲫鱼在缺氧条件下,其他组织细胞无氧呼吸产生乳酸,乳酸被运输到肌细胞,转变为丙酮酸,再经无氧呼吸产生酒精排出体外。
16.(2022高三下·嘉兴模拟)洋葱是常用的生物实验材料,取洋葱不同组织器官进行实验,下列叙述正确的是(  )
A.取紫色洋葱外表皮制作临时装片,可观察到表皮细胞中紫色的有色体
B.将洋葱根尖纵向切片后制成永久装片,可在分生区观察到分裂期细胞
C.将洋葱鳞茎的叶肉组织制成匀浆后用双缩脲试剂检测,样本呈现红黄色
D.用洋葱绿叶提取光合色素时未加入二氧化硅,纸上层析后只出现两条色素带
【答案】B
【知识点】检测蛋白质的实验;叶绿体色素的提取和分离实验;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、取紫色洋葱外表皮制作临时装片,可观察到表皮细胞中紫色的液泡,而不是有色体,A错误;
B、洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂旺盛,可以观察到分裂期细胞,B正确;
C、洋葱鳞茎的叶肉组织中含有蛋白质,将洋葱鳞茎的叶肉组织制成匀浆后用双缩脲试剂检测,样本呈现紫色,而不是红黄色,C错误;
D、二氧化硅有利于研磨的更充分,用洋葱绿叶提取光合色素时未加入二氧化硅,四种光合色素的含量都可能会减少,即四种光合色素带都会变窄,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、观察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
2、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
3、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
17.(2022·湖州模拟)利用洋葱的不同部位(如图所示),可进行不同的实验。下列叙述正确的是(  )
A.①处的细胞可用于植物质壁分离实验的观察
B.①和②处的组织均可用于光合色素的提取和分离
C.取②处内表皮细胞镜检观察到细胞核均位于细胞中央
D.取③处尖端2~3cm处的组织细胞,可连续观察有丝分裂过程
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;质壁分离和复原;观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、①处是洋葱管状叶的细胞,有叶绿体也有成熟的大液泡,可用于植物质壁分离实验的观察,A正确;
B、②处是洋葱鳞片叶细胞,该处细胞不含叶绿体,不能用于光合色素的提取和分离,B错误;
C、②处内表皮细胞含成熟的大液泡,镜检观察细胞核应该是被挤到细胞一侧,C错误;
D、制片观察有丝分裂实验中,细胞已死亡,不可连续观察有丝分裂过程,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
2、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)﹔分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
3、察植物细胞有丝分裂实验:
(1)解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
(3)染色:把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中,染色3-5min。
(4)制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
(5)观察:①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后,把低倍镜移走,直接换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮,直到看清细胞物象为止。
18.(2021高三上·诸暨月考)下列有关教材中活动的叙述,正确的是(  )
A.油脂检测实验中,为便于观察,常使用体积分数为90%的酒精洗去浮色
B.观察叶绿体时因黑藻是一种单细胞藻类,制作临时装片时不需切片
C.提取菠菜叶片中色素时,为防止色素被破坏,研磨后应及时添加CaCO3
D.观察细胞有丝分裂实验中,可用醋酸洋红对染色体染色
【答案】D
【知识点】观察线粒体和叶绿体;叶绿体色素的提取和分离实验;观察细胞的有丝分裂;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、油脂检测实验中,需要用体积分数50%的酒精洗去浮色,A错误;
B、黑藻是一种多细胞藻类,只是叶片是由单层细胞组成,可以直接制作成临时装片,B错误;
C、提取菠菜叶片中色素时,为防止色素被破坏,应该在研磨前添加CaCO3,C错误;
D、在观察根尖细胞有丝分裂实验中,为便于观察染色体,可用醋酸洋红对染色体染色,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、“酒精”在不同实验中的作用:
(1)体积分数95%的酒精:与质量分数15%的HCl溶液按1:1的体积比混合作解离液,用于观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验。
(2)体积分数50%的酒精:检测生物组织中(如花生子叶切片)脂肪实验中,用于洗去苏丹Ⅲ染色剂染色后切片上的浮色。
(3)无水乙醇:叶绿体中色素提取与分离实验中用作色素提取剂.
(4)质量分数70%的酒精:常用作实验材料或消毒剂。
2、观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
19.(2021高三上·浙江月考)图表示某植物叶片光合色素的总吸收光谱,下列叙述正确的是(  )
A.波长为400~500nm之间主要是红橙光
B.据吸收光能的百分比可知叶绿素b含量最多
C.不同季节的植物叶片,其吸收光谱没有明显差异
D.色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关
【答案】D
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用
【解析】【解答】A、波长为400~500nm之间主要是蓝紫光,A错误;
B、光合色素中叶绿素a的含量大于叶绿素b,B错误;
C、不同季节的植物叶片中,不同色素的含量不同,如秋季叶黄素的含量增加,叶绿素含量减少,因此其吸收光谱存在明显差异,C错误;
D、色素分子呈现的颜色与其吸收和反射的光波长有关,如绿光几乎不被吸收而被反射,故看到的叶片是绿色的,D正确。
故答案为:D。
【分析】叶绿体中的色素包括:叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素包括叶绿素a与叶绿素b,类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少,因此绿光被反射出来,使得叶片呈现绿色。
20.(2021高三上·湖州月考)“研究某植物去果对该植株叶片光合速率的影响”的实验结果如下表。据表推测,下列叙述正确的是(  )
组别 叶片净光合速率( ) 叶片蔗糖含量( ) 叶片淀粉含量( )
对照组(留果) 5.39 30.14 60.61
实验组(去果) 2.48 34.20 69.32
A.留果后,叶片净光合速率比去果时大,原因是光饱和点增大
B.去果后叶片净光合速率降低主要是由于光合产物的运输受阻
C.叶片的蔗糖和淀粉都是在叶绿体中合成的
D.去果处理能提高叶片真正的光合速率,使叶片蔗糖和淀粉含量都升高
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、果实是光合产物或营养物质储存器官,显然,留果后叶片净光合速率比去果时大的原因是光合产物较多的转运到果实的部位,降低了叶肉细胞中光合产物的积累对光合作用的抑制,A错误;
B、去果处理是降低了光合产物积累库的大小,使叶片产生的淀粉和蔗糖不能转运出去,导致光合产物在叶肉细胞中堆积抑制了光合作用,因此,叶片净光合速率降低主要是由于光合产物的运输受阻,B正确;
C、叶片的淀粉是在叶绿体中合成的,而蔗糖是在细胞质基质中合成的,C错误;
D、去果处理使叶片蔗糖和淀粉含量都升高,是叶片中光合产物积累的表现,光合产物的积累抑制了光合作用,因此叶片的真正光合速率下降,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响 :在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
21.(2021·绍兴模拟)卡尔文将带有14C标记的二氧化碳通入到盛有小球藻的玻璃器皿中,给予充足的光照,每隔一定时间取样,并立即杀死小球藻,再根据被14C标记的化合物出现时间的先后,推测
碳反应过程。下列叙述正确的是(  )
A.用14C同位素标记二氧化碳,可了解光合产物的能量来源
B.细胞中最早出现14C放射性的有机物是三碳糖
C.初始的一段时间内,具有放射性的化合物种类和含量均不断增加
D.一段时间后,可在释放的氧气中检测到放射性
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、用14C同位素标记二氧化碳,可了解光合产物的物质转移途径,不能了解能量来源,能量来源属于光反应阶段,A错误;
B、卡尔文循环中,二氧化碳通过1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上,细胞中最早出现14C放射性的有机物是五碳化合物,B错误;
C、卡尔文循环初始的一段时间内,具有放射性的化合物种类和含量均不断增加,C正确;
D、光合作用中释放的氧气来自光反应阶段水的光解,而不是二氧化碳,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、光合作用的卡尔文循环可分为三个阶段:羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生,大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定;这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸;后者在光反应中生成的NADPH还原,此过程需要消耗ATP,产物是3-磷酸丙糖;后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环;剩下的五个碳原子经一系列变化,最后再生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始,循环运行六次,生成一分子的葡萄糖。
22.(2021·柯桥模拟)研究人员利用图一装置研究植物叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响。实验过程中的叶片呼吸强度不变,其他条件适宜,A~E时间段光源逐渐向左移动,测得实验结果如图二曲线所示。下列叙述正确的是(  )
A.植物叶片叶肉细胞的呼吸速率为M,提高水浴温度可使M增大
B.A时刻开始光照,在AB时间段内小室中CO2浓度逐渐减小
C.D时刻叶片光合作用消耗CO2的速率为2M,且此速率在DE时间段内逐渐减小
D.叶片光合作用在E时刻暂停,光照强度是F时刻叶片光合速率的限制因素
【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、分析图二可知,黑暗时,细胞只进行呼吸作用,此时二氧化碳浓度的变化速率为M,所以叶片的呼吸速率为M,题中温度适宜,提高水浴温度可使M降低,A错误;
B、AB时间段,由于光照逐渐增强(光源逐渐向左移动),光合作用逐渐增强、光合作用消耗的CO2逐渐增多,而呼吸速率不变,但AB段光合速率小于呼吸速率,会释放出CO2,小室中CO2浓度逐渐增加,B错误;
C、D点时叶片的实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,为2M,DE时间段内净光合速率逐渐降低,呼吸速率不变,则总光合速率逐渐降低,C正确;
D、E点时,二氧化碳浓度的变化速率为0,说明光合速率等于呼吸速率,叶片进行光合作用,D错误。
故答案为:C。
【分析】分析图一:自变量为光照强度,因变量为CO2浓度变化速率,水浴箱的作用是维持温度的相对恒定。
分析图二:在充入二氧化碳之前,随着时间的变化,CO2浓度先上升后下降,充入二氧化碳之后,二氧化碳浓度先下降,最趋于平衡。
23.(2021·富阳模拟)在探究环境因素对光合作用的影响的活动中,选用某植物幼苗,用含有100 mmol/L NaCl的完全营养液进行培养,测定其光合作用速率和气孔导度,结果如图所示。请据图分析,下列说法正确的是(  )
A.由实验记录图可知,该实验未设置对照
B.NaCl处理导致光合作用速率下降的原因很可能是气孔导度下降
C.该实验测量光合速率的指标是单位时间内CO2的吸收量
D.气孔导度的改变是由于保卫细胞失水引起,与激素无关
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、据图可知,实验设计的不同组别间可形成相互对照,A错误;
B、从柱形图中可以看到NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降,且随处理时间的延长,抑制作用越明显,故可推知NaCl处理导致光合作用速率下降的原因很可能是气孔导度下降,B正确;
C、光合作用的原料是CO2,产物是O2和有机物,故测量光合作用速率的指标可用产物的生成速率,该实验测量光合速率的指标是气孔导度,C错误;
D、在100 mmol/L NaCl的处理条件下,外界环境渗透压增大,细胞处于逆境,相关激素会参与调节过程,故气孔导度的改变有激素调节的作用,D错误。
故答案为:B。
【分析】 1、本实验之中,不同组之间可以进行相互对照,互为对照组;
2、从图中得到信息是,随着培养时间推移,气孔导度和光合作用速率下降,说明该浓度的NaCl的完全培养液可能对光合作用产生抑制作用;
3、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程,消耗二氧化碳或者释放氧气以及有机物制造量均可以作为测量净光合速率指标; 4、植物激素可以调节植物生理活动。
24.(2020高三上·浙江月考)为研究温度对植物光合速率的影响,研究人员将甲、乙、丙三种植物从25℃环境移入40 ℃环境中培养,测得相关数据如图所示。下列结论正确的是(  )
植物 甲 乙 丙
处理后占处理前的比例% 光合速率 105 91 88
气孔导度 100 50 61
光能捕获效率 102 67 49
A.据表推测40 ℃环境下植物乙的根系吸收水的能力最强
B.与处理前相比,甲植物光反应速率加快,CO2吸收速率不变
C.处理后,丙植物从外界吸收CO2的能力最弱
D.与乙植物相比,丙植物光合速率降低的原因主要是光反应受到了限制
【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A.据表推测40℃环境下植物乙的气孔导度最小,根系吸收水的能力最弱,A不符合题意;
B.与处理前相比,甲植物光合速率加快,则暗反应速率也加快,CO2吸收速率变快,B不符合题意;
C.处理后,乙植物气孔导度最小,从外界吸收CO2的能力最弱,C不符合题意;
D.与乙植物相比,丙植物的气孔导度较大,但光能捕获效率较低,所以丙植物光合速率低的原因主要是光反应受到了限制,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.气孔导度会影响CO2的吸收,从而影响暗反应;光能捕获效率会影响光反应。
2.光合作用的过程
项目 光反应(准备阶段) 暗反应(完成阶段)
场所 叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体的基质中
条件 光、色素、酶、水、ADP、
Pi 多种酶、[H]、ATP、CO2、C5
物质变化
能量的变化 光能转变成ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能
相互联系 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料
25.(2020·柯桥模拟)零上低温对植物造成的危害称为冷害,研究发现,小麦在遭受冷害时,细胞内可溶性糖含量明显提高,氧气消耗速率先升高后降低。下图表示与冷害相关的两个重要代谢活动,图中①~⑤表示不同的生理过程,下列相关叙述错误的是(  )
A.冷害初期③④过程增强,细胞获得更多的能量,有利于抵御寒冷
B.持续低温使呼吸酶活性减弱,导致细胞内可溶性糖含量提高
C.X、Y物质为两种不同的三碳酸,增强光照对②过程无直接影响
D.③④过程也能产生[H],但其与图中的[H]并不相同
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、过程③有氧呼吸第一阶段、过程④为有氧呼吸的第二阶段,冷害初期过程③④增强,细胞获得更多的能量,有利于抵御寒冷,A正确;
B、温度影响酶的活性,降低温度,酶的活性降低。因此,持续低温使合成淀粉的酶活性减弱,影响可溶性糖合成淀粉,B错误;
C、物质X为C3,物质Y为丙酮酸,增强光照只能增加NADpH和ATP的产生,间接影响过程②C3的还原,C正确;
D、③④过程也能产生[H]即NADH,但其与图中的[H](NADpH)并不相同,D正确。
故答案为:B。
【分析】分析图示:过程①是光合作用光反应中水的光解,过程②为C3的还原,过程③为有氧呼吸的第一阶段,过程④为有氧呼吸的第二阶段,过程⑤为光合作用暗反应二氧化碳的固定,物质X为C3,物质Y为丙酮酸。
26.(2022·浙江模拟)下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析有关叙述正确的是(  )
A.一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率
B.a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞溶胶和线粒体
C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量
D.该植物c点和,d点有机物含量相同
【答案】B
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】A、据图分析,在5:30至7:30间,30%遮光时的净光合速率较不遮光的低,A错误;
B、a~b段位于图中80%遮光曲线上,此时净光合速率小于0,即光合作用强度小于呼吸作用强度,所以a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体,B正确;
C、M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0,也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量,但是就叶肉细胞来说,其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2量,C错误;
D、该植物c点和d点的经光合速率都大于0,则有机物会积累,随着时间的延长有机物的积累量增加,所以d点的有机物含量多于c点有机物的含量,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在叶绿体基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
3、真正光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。
27.(2021高三上·杭州期中)细胞外葡萄糖浓度调节胰岛β细胞分泌胰岛素的过程如下图,对其理解正确的是(  )
A.细胞呼吸将葡萄糖中的少部分化学能转变为ATP
B.胰岛β细胞内的K+积累可导致Ca2+内流
C.细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛素释放
D.胰岛 β细胞分泌胰岛素还受下丘脑分泌的激素调节
【答案】B
【知识点】细胞呼吸的概念、方式与意义;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、细胞呼吸将葡萄糖中的大部分能量转化为热能,少部分化学能转变为ATP中的活跃化学能,A错误;
B、根据分析可知,胰岛β细胞内的K+外流受阻导致K+积累,从而使Ca2+通道持续开放,Ca2+内流,促进细胞释放胰岛素,B正确;
C、由图可知,细胞外葡萄糖浓度升高会促进胰岛素释放,C错误;
D、胰岛 β细胞分泌胰岛素还受下丘脑的传出神经直接支配,D错误。
故答案为:B。
【分析】血糖平衡调节过程如下:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
28.(2019·浙江模拟)为探究CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,某农科院在适宜温度的条件下进行了研究,结果如下(其中如图为Q光照强度下的测定值)。下列叙述正确的是(  )
A.干旱胁迫可能会提高黄瓜幼苗的脱落酸含量,CO2浓度倍增会降低相对气孔开度
B.当A组净光合速率为12μmol·CO2·m-2·s-1时,限制光合作用的环境因素是CO2浓度
C.CO2浓度倍增能使光饱和点变大,其他环境条件适宜情况下,光照强度等于全日照才能达到光饱和点
D.干旱胁迫降低光合速率的直接原因是土壤含水量不足;CO2浓度倍增,黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增加抗早能力。
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】解:A. 脱落酸可导致气孔开度降低,据图可知干旱条件下相对气孔开度下降,故干旱胁迫可能会提高黄瓜幼苗的脱落酸含量,对比可知,CO2浓度倍增会降低相对气孔开度,A符合题意;
B. 由于图中为Q光照强度下的测定值,当A组净光合速率为12 μmol·CO2·m-2·s-1时,还未达到光饱和点,因此此时限制光合作用的环境因素是光照强度和CO2浓度,B不符合题意;
C. 图中D组和B组、C组和A组相比,CO2浓度倍增能使光饱和点向右上方移动,即光饱和点变大,但光照强度在达到全日照之前,光合作用已经达到光饱和点,C不符合题意;
D. 在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是气孔开度降低,导致二氧化碳吸收减少,进而影响卡尔文循环中的二氧化碳固定速率;CO2浓度倍增能提高净光合速率,可能是通过提高水分利用效率来增强抗旱能力,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】生物实验一般要遵循的原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则;本实验的实验目的是“探究CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响 ”,自变量是CO2浓度、含水量,因变量是黄瓜幼苗的光合速率。影响植物光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。据图表分析可知:提高二氧化碳浓度,无论是对照组还是实验组,净光合速率都增强,但气孔开度下降,对水分的利用效率增强。
29.(2019·宁波模拟)某同学为探究细胞呼吸的方式,设置了下图装置两组。甲组中A处放置一定质量的马铃薯块茎(厌氧呼吸产物为乳酸),B中装有一定量的NaOH溶液;乙组中A处放置等量的马铃薯块茎,B中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后,观察红色液滴的移动情况(不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响,设底物为葡萄糖)。下列叙述正确的是(  )
A.马铃薯块茎需氧呼吸的产物有 H2O、CO2和酒精
B.甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的 CO2量
C.甲、乙两组液滴均可以左移或不移动
D.若甲组液滴左移,乙组液滴不移动,不能确定马铃薯块茎的呼吸方式
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、需氧呼吸的产物有水和二氧化碳同时释放能量,不含酒精,A不符合题意;
B、由于产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,所以甲组液滴的移动情况反应的是马铃薯块茎消耗氧气的量,B不符合题意;
C、甲组马铃薯块茎进行有氧呼吸,或同时进行有氧呼吸、无氧呼吸,液滴左移,只进行无氧呼吸液滴不移动;乙组不管进行哪种呼吸液滴均不会左移,C不符合题意;
D、若甲组液滴左移,说明甲组马铃薯块茎进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;乙组液滴不移动不能确定马铃薯块茎的呼吸方式,D符合题意。
故答案为:D
【分析】有氧呼吸总反应式:
无氧呼吸(产生乳酸)总反应式:
30.(2019高三上·杭州月考)下图一表示不同浓度CO2条件下两种植物的CO2 吸收 速率,图二表示将甲乙两种植物同时放入一个密闭容器中,在适宜的温度条件下,依 次给予黑暗和充足的光照处理,测得的容器中氧气浓度变化曲线。下列相关叙述正确的是(  )
A.高温干旱地区更容易存活的是植物乙
B.图二中B点时容器内的CO2浓度可能处于图一的b点
C.图一中d点,两种植物叶肉细胞中的RuBP含量相同
D.图二B点之后的某一点出现密闭容器内O2浓度升高,可能是乙植株死亡引起的
【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A.根据图示只能得出甲植物更能适应低二氧化碳浓度环境,不能判断哪种植物更适应高温干旱环境,A不符合题意;
B.图二中B点时氧气浓度不在改变,则两植物共同的呼吸作用等于光合作用,应处于图一的a~b点之间,B不符合题意;
C.图一中d点,两种植物叶肉细胞的净光合速率相等但总光合速率不确定,所以两种植物叶肉细胞内含有的RuBP的量不一定相等,C不符合题意;
D.图二B点之后两植物总光合作用等于总呼吸作用,对应图一a~b点之间,乙植株的呼吸作用大于光合作用,乙植株死亡,密闭容器内的O2浓度会升高,D符合题意。
故答案为:D
【分析】1.二氧化碳浓度对光合作用的影响
图像分析:A点时只进行细胞呼吸;AB段随着光照强度的增强,光合作用强度也增强,但是仍然小于细胞呼吸强度;B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度;BC段随着光照强度的增强,光合作用强度也不断增强;C点对应的光照强度为光饱和点,限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
2.密闭环境中氧气的浓度增大二氧化碳的浓度减少。
二、综合题
31.(2022·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5klx光合曲线的斜率(mgCO2.dm-2.hr-1.klx-1) 叶绿素含量(mg·dm-2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加   ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的   ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低   ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中   的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以   形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至   中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均   。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为   (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
【答案】(1)叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率
(2)蔗糖;叶
(3)下降;A
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1)分析表格可知,遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高,则花生可适应弱光环境,是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力;随着遮光时间的增加,光饱和点下降,说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率;随着遮光时间的增加,光补偿点下降,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
故答案为:叶绿素含量;光合速率;呼吸速率;低于5kx光合曲线的斜率。
(2)植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官,由表可知,不同遮光时间下,果实光合产量差距较大,单株叶片的光合产量相差不大,则在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为:蔗糖;叶。
(3)分析表格可知,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为:下降;A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法:CO2的固定量,O2的生成量,有机物的生成量;净光合作用的表示方法:CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
32.(2022·台州模拟)下图为某植物光合作用部分过程示意图,A-D表示物质,甲、乙表示部位。下表为高温胁迫对该植物光能转化效率、气孔导度以及胞间CO2浓度的影响。回答下列问题。
温度 光能转化效率 气孔导度 胞间CO2浓度
常温 0.8230 0.38 284.45
高温 0.6229 0.25 314.25
(1)物质A表示   。部位甲为类囊体膜的   (选填“内侧”或“外侧”)。该植物的放氧速率要比图中O2的产生速率   ,理由是   。
(2)高温胁迫会造成自由基等氧化物积累,破坏了酶的结构和类囊体膜上的   ,甚至破坏磷脂分子使类囊体解体,降低了光能转化效率,从而减少了为碳反应提供的   。据表分析,该植物在高温胁迫下光合速率降低的主要原因是   (选填“气孔限制”或“非气孔限制”),判断理由是   。
【答案】(1)NADP+;内侧;小;植物的放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率(答出“细胞呼吸消耗氧气”的意思即可)
(2)光合色素;ATP和NADPH;非气孔限制;高温胁迫下的胞间CO2浓度比常温下大
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)物质A表示NADP+,B表示NADPH;水光解在类囊体膜的内侧,氧气释放到类囊体腔中;植物的放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此该植物的放氧速率要比图中O2的产生速率小。
(2)类囊体膜上存在与光合作用有关的酶和色素,会受高温影响;光反应可以为碳反应提供ATP和NADPH;高温下气孔导度下降(0.38→0.25),但是胞间CO2浓度却增大(284.45→314.25),因此光合速率降低并非气孔下降所致,为非气孔限制因素。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在细胞质基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。(1)温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。(2)二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(3)光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
33.(2021·浙江)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图,图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的   ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较   ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在   条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种   反应。光反应的产物有   和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率   ,理由是   。
(4)绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成   μmol的3-磷酸甘油酸。
【答案】(1)光密度值;高;高光强
(2)吸能;ATP、NADpH
(3)小;绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(4)360
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异,因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量;由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较高,以增强吸光的能力,从而以适应低光强环境;由乙图分析可知,同温度下,高光强的释放氧速率更大,因此在高光强条件下,温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应需要消耗太阳能,光反应是一种吸能反应;光反应过程包括水的光解(产生NADpH和氧气)和ATP的合成,因此光反应的产物有ATP、NADpH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。(4)由乙图可知,绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1,绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1,光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1,因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol,因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【分析】分析甲图,同光强度下,绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多,同温度下,低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图,同光强下,温度在25℃之前,随着温度升高,绿藻释放氧速率(净光合速率)加快。同温度下,高光强的释放氧速率(净光合速率)更大。
34.(2019高三上·浙江期中)为研究环境因素对水稻突变型植株和野生型植株光合速率的影响,进行了相关实验,
结果如图所示。(图
1 是在
30℃下测得的光强度对两种植株光合速率的影响;图
2 在光强度为1000μ
mol·m-2·s-1 下测得温度对光合速率的影响)
回答下列问题:
(1)本实验的自变量有   ,因变量检测指标是   O2
的释放量。在
100μ mol·m-2·s-1 光强度条件下,野生型植株叶肉细胞产生 ATP 的细胞器有   。
(2)30℃条件下水稻的突变型植株若处于光补偿点,其叶肉细胞的光合速率   (填“大于”、“等于”、“小于”)呼吸速率。若选择野生型植株在
25℃条件下重复图
1 相关实验,则
A 点向   方移动。
(3)若突变型植株在 400μ mol·m-2·s-1 光强度条件下进行图 1 相关实验时,突然将光强度增大到1000μ
mol·m-2·s-1,短时间内叶绿体内的
RuBP 含量将    。持续一段时间之后光合速率不再增大,其限制因素主要是   。
(4)给水稻提供 C18O2
和 H2O,释放的氧气中含有 18O 是由于   。
【答案】(1)光强度、温度、植株类型;单位时间单位叶面积内;叶绿体和线粒体
(2)大于;左下
(3)增多;光强度和温度
(4)C18O2经光合作用产生H218O,然后光合作用利用H218O产生含18O的氧气
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】解:(1)分析图示可知,本实验的自变量有光强度、温度、植株类型,因变量检测指标是单位时间单位叶面积内O2 的释放量。在 100μmol m-2 s-1 光强度条件下,既有光合作用,又有呼吸作用,故叶肉细胞产生 ATP 的细胞器有叶绿体和线粒体。(2)30℃条件下水稻的突变型植株若处于光补偿点,因有些细胞不能进行光合作用,故其叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率。若选择野生型植株在 25℃条件下重复图 1 相关实验,光饱和点和最大光合速率都降低,故 A 点向左下方移动。(3)若突变型植株在 400μmol m-2 s-1 光强度条件下进行图 1 相关实验时,突然将光强度增大到1000μ mol m-2 s-1,三碳化合物的还原加快, RuBP 含量将增多。持续一段时间之后光合速率不再增大,其限制因素主要是光强度和温度。(4)水稻提供 C18O2 和 H2O,C18O2经光合作用产生H218O,然后光合作用利用H218O产生含18O的氧气。
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。(1)光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行,此过程必须有光、色素、化合作用的酶。具体反应步骤:①水的光解,水在光下分解成氧气和还原氢。②ATP生成,ADP与Pi接受光能变成ATP。此过程将光能变为ATP活跃的化学能。(2)暗反应在叶绿体基质中进行,有光或无光均可进行,反应步骤:①二氧化碳的固定,二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物。②三碳化合物的还原,三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物。此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。光反应为暗反应提供了[H]和ATP,[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物。
三、实验探究题
35.(2020·浙南模拟)两种生长状况相似的甲、乙植物培养在适宜的光照强度、温度与水分条件下,探究两种植物 CO2 吸收速率与 CO2 浓度的关系,实验结果如下图所示。实践中常用希尔反应来测定除草剂对甲、乙植物光合作用的抑制效果,用不同浓度的某除草剂分别处理甲和乙的离体叶绿体并进行希尔反应(基本过程:将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有 DCIP(氧化型)、蔗糖和
pH7.3 磷酸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),实验结果如下表格所示。回答以下问题:
除 草 剂 相对浓度 0 5% 10% 15% 20% 25% 30%
甲放氧速率相对值 5.0 4.4 3.7 3.0 2.2 1.6 1.0
乙放氧速率相对值 5.0 3.7 2.2 1.0 0 0 0
(1)上述实验在相对密闭容器中,通常可通过控制不同浓度的    溶液控制 CO2 浓度。相同浓度除草剂处理下,除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外,根据希尔反应还可通过   快慢来判断。
(2)若在红色薄膜下进行该实验,则图所画曲线的
a 点应该往    移;CO2 浓度为 b 时,通常甲植株的 O2
产生量    (>/</=)乙植株的 O2 产生量,甲植株由 CO2 浓度为 b 调到 c 处后短时间内叶绿体中减少的物质有   
(①腺苷三磷酸②核酮糖二磷酸③3-磷酸甘油酸④三碳糖磷酸⑤NADPH)。
(3)上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖的目的是   
,据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率,可知除草剂抑制主要作用于叶绿体的    (填结构)。研究发现除草剂浓度为 20%处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖,尝试分析最主要的原因是    。
【答案】(1)碳酸氢钠;溶液颜色变化
(2)右;>;①②⑤
(3)维持渗透压;类囊体;由于DCIP(氧化型)夺取光反应产生的电子和氢离子,不能生成NADPH,三碳酸分子不能被还原形成三碳糖
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】解:(1)碳酸氢钠溶液既可以吸收二氧化碳又可以释放二氧化碳,通常可通过控制不同浓度的碳酸氢钠溶液控制 CO2 浓度。由题干可知,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,故除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外,根据希尔反应还可通过溶液颜色变化快慢来判断。(2)根据题干信息已知,该实验是在适宜光照条件下进行的,若将植株培养在红色薄膜下进行该实验,呼吸速率不变,而光合作用减弱,所以a点应该右移。根据甲乙的二氧化碳补偿点和曲线的趋势可知,甲植物的呼吸速率大于乙植物,又因为b点两种植物的净光合速率相等,则甲的实际光合速率大于乙,因此甲植株的O2产生量>乙植株的O2产生量。甲植株CO2增加,二氧化碳的固定增强,②核酮糖二磷酸消耗增加,暗反应增强,①腺苷三磷酸和⑤NADPH消耗增加,故短时间内叶绿体中减少的物质有①腺苷三磷酸、②核酮糖二磷酸、⑤NADPH。 (3)上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖可以维持渗透压,据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率,可知除草剂抑制主要作用于光合作用光反应阶段,即发生在叶绿体的类囊体。研究发现除草剂浓度为 20%处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖,其最主要的原因是由于DCIP(氧化型)夺取光反应产生的电子和氢离子,不能生成NADPH,三碳酸分子不能被还原形成三碳糖。
【分析】分析题图可知,实验的自变量是二氧化碳浓度和植物的种类,因变量是二氧化碳的吸收速率,代表了净光合速率;a点表示甲植物的二氧化碳补偿点,高于乙植物;b点表示甲乙两种植物的净光合速率相等,由于两者的呼吸速率不等,则实际光合速率也不等;C点表示甲乙两植物的二氧化碳饱和点。叶肉细胞中通过碳反应合成的三碳糖,最后通过合成蔗糖运出细胞。
分析题表可知,实验的自变量是某除草剂浓度和植物的种类,因变量是氧气的释放速率和溶液颜色变化快慢。
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