2023-2024学年高一上学期苏教版(2019)高中生物必修1第三章第四节影响光合作用和细胞呼吸的环境因素综合练习题(含解析)

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名称 2023-2024学年高一上学期苏教版(2019)高中生物必修1第三章第四节影响光合作用和细胞呼吸的环境因素综合练习题(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 苏教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-10-06 21:10:45

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第三章第四节
影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
一、单选题
1.(2021高一上·辉南月考)如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系,下列说法错误的是(  )
A.②过程需多种酶参与,且需ATP供能
B.适宜条件下,③过程在活细胞中都能进行
C.⑤过程产生的ATP最多
D.①③④过程产生的[H]是同种物质,去向相同
2.(2023·台州模拟)某生物研究小组利用下图装置进行植物呼吸作用的研究,下列叙述错误的是(  )
A.A瓶的作用是排除空气中CO2对实验结果的影响
B.B瓶和D瓶中装的可以是同种物质
C.把不透光的玻璃罩换作透光的玻璃罩得到的结果相同
D.为使实验结果更准确,可以增加一组死亡植株的对照组
3.(2022高一下·玉溪月考)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是(  )
A.图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后
B.到达图乙中的d点时,玻璃罩内CO2的浓度最高
C.图甲中的F点对应图乙中的g点
D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
4.(2021高二下·南阳月考)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是(  )
A.在剧烈运动时,人体细胞供能主要依赖于无氧呼吸
B.酵母菌发酵产生的酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测
C.用乳酸菌制作酸奶时,应先通气后密封,有利于乳酸菌发酵
D.包扎伤口时,选用透气的消毒纱布的目的是保证皮肤细胞的正常呼吸
5.(2021高三上·江西月考)下列有关光合作用实验的叙述,正确的是(  )
A.在研磨绿叶的过程中未加入碳酸钙,会导致滤纸条上四条色素带都变窄
B.普利斯特利的实验中,玻璃罩需要留有缝隙才能进行实验
C.探究环境因素对光合作用的影响实验中,从叶片上获取圆形小叶片时不能随机打孔
D.用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现只有红光和蓝紫光区域才聚集好氧细菌
6.(2021高一下·滁州期中)在适宜温度、水分和较低CO2浓度下,两种植物叶片甲、乙的CO2吸收速率与光照强度的关系如图所示。相关分析正确的是(  )
A.甲植物更适合在阴暗环境中生长
B.P点时,甲的光合速率等于呼吸速率
C.b点时,甲、乙的(总)光合速率不一定相等
D.c点后,光照强度是限制乙光合作用的主要外界因素
7.(2023·湖北模拟)下图展示了生物体内与ATP有关的部分反应,下列叙述正确的是(  )
A.叶肉细胞内③的速率大于④的速率时,植物体的干重一定增加
B.过程②⑥为ATP的水解,通常与放能反应相联系
C.若过程③的产物为糖类,其可在细胞内转化为氨基酸、脂肪等其他有机物
D.一片处于稳定状态的森林中,过程①同化的能量等于过程⑥释放的能量
8.(2021高二下·浙江期中)如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述错误的是(  )
A.低温和黑暗条件下更有利于储存番茄果实
B.番茄果实细胞需氧呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
C.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8℃时比15℃时更强
D.储藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
9.(2022高三上·陕西月考)图乙是将甲置于自然环境中,测定南方—晴天—昼夜密闭透明小室内氧气的增加或减少量而得到的。下列说法错误的是(  )
A.12时对应的点是由于气孔关闭导致CO2供应不足造成的
B.如该植株培养液中缺Mg,那么A点应向右移动
C.AB段的限制因素主要是CO2浓度
D.小室内O2总量最大时刻是17时
10.(2023·北京)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(  )
A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用
D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
11.(2021高三上·海拉尔期中)如图表示在最适温度一定CO2浓度的条件下,光照强度对某植物光合速率的影响,纵坐标表示该植物O2吸收速率的变化曲线。下列说法正确的是(  )
A.A数值的大小表示该植物的呼吸速率,升高温度会使该数值变大
B.若适当地增加CO2浓度,则会引起B点左移
C.光照强度为8时,该植物产生O2的速率为8 mg/h
D.影响CD段光合速率的环境因素主要为温度和CO2浓度
12.(2022高二上·孝感月考)下列关于细胞呼吸和光合作用有关的叙述中,错误的是(  )
A.植物释放的O2量,并不是植物光合作用实际产生的总O2量
B.光合午休是指午间气孔关闭影响了细胞呼吸,进而影响了光合作用
C.光合作用的暗反应虽不需要光照,但仍需要光反应的产物
D.叶绿体含有大量的类囊体和线粒体内膜折叠形成嵴,都极大的增大了膜面积
13.绿萝是常见的办公室植物,为了测定其光合作用最适温度,将一株绿萝放置在透明玻璃罩内,在不同温度下分别测定其黑暗条件下的CO2释放量和适宜光照下CO2吸收量并拟合曲线绘制如图所示,据图分析,正确的是(  )
A.24℃适宜光照条件下,绿萝的CO2固定速率为62mol/s
B.在29℃时,绿萝的呼吸速率等于光合速率
C.若减弱光照,两条曲线同时向下平移
D.呼吸速率始终随温度升高而增长
14.(2023·怀仁模拟)符合图所示的生理活动正确的一组是(  )
⑴细胞中自由水的含量与细胞新陈代谢的关系
⑵酶促反应中反应速率与反应物浓度的关系
⑶二氧化碳浓度与呼吸速率之间的关系
⑷借助载体蛋白的协助扩散的速度与浓度差的关系
⑸光照强度与植物体CO2吸收量的关系
A.只有(1)(3)(5) B.全对
C.只有(2)(4) D.只有(1)(2)(4)
15.(2021高二上·浙江期中)为研究马尾松的光合作用,将长势相同的马尾松幼苗分别放在阳光充足的林窗处和荫蔽的林下,测定其光合速率、气孔阻力等指标,实验结果如下图。10:00时将林下一部分马尾松幼苗移至林窗处,并测定其光合速率(记作P值)。下列叙述正确的是(  )
A.7:00时限制林下马尾松幼苗光合作用的因素主要是CO2浓度
B.10点后,从林下移至林窗的马尾松的P值并未迅速上升至b点,其原因可能叶绿体内RuBP含量不足
C.10:00-12:00时林窗组光合速率下降会导致植物有机物含量减少
D.12:00-14:00时林窗组光合速率下降与气孔阻力的变化有关
16.(2022高二下·扬州期末)下图表示某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的主要过程,其中甲~丁表示生理过程发生的场所,a~e表示物质,相关叙述错误的是(  )
A.甲和丙中产生的[H]代表不同的物质
B.乙、丁分别表示线粒体基质和叶绿体基质
C.物质d、e均以自由扩散的方式穿越生物膜
D.给植物提供18O标记的c,18O会出现在e中
17.(2021高三上·靖远月考)将生长状态一致的同一品种玉米植株分为甲、乙两组,甲组培养在适宜的光照条件下,其叶维管束鞘细胞中有淀粉积累;乙组培养在光照较弱的条件下,其叶维管束鞘细胞中没有检测到淀粉。乙组未检测到淀粉的原因是(  )
A.叶片不进行光合作用,只进行呼吸作用
B.叶片光合作用强度低,没有淀粉的积累
C.维管束鞘细胞没有与淀粉合成相关的酶
D.维管束鞘细胞不含叶绿体,不能进行光合作用
18.(2022高三上·丰城)细胞呼吸是细胞内能量供应的主要形式,许多能够进行有氧呼吸的生物也能够进行无氧呼吸。下列相关叙述错误的是(  )
A.有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸的第一阶段完全相同
B.储藏水果、蔬菜时需要零上低温,且氧气含量越低越好
C.若某真核细胞没有线粒体,则该细胞不能进行有氧呼吸
D.葡萄糖不能进入线粒体,与线粒体膜上没有相关载体有关
19.(2022高一上·鞍山期末)科学家研究植物光照强度以及CO2浓度与光合速率(以氧气释放量表示)的关系时,得如下图所示曲线。下列说法错误的是(  )
A.在a点,光合作用制造的有机物量等于呼吸作用分解的有机物量
B.光照强度为n时,c点光合作用暗反应阶段产生的三碳化合物量小于d点
C.b点影响光合作用的主要因素是光照强度
D.据图可知,光合作用受光照强度和CO2浓度的共同影响
20.(2021·黑龙江模拟)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是(  )
A.图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后
B.到达图乙中的D'点时,玻璃罩内的CO2浓度最高
C.图甲中的F点对应图乙中的G'点
D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
21.(2022高三上·东莞期末)研究人员筛选到植株矮、籽粒小的水稻突变体s,使用电子显微镜观察一天中不同时刻的野生型和突变体s叶肉细胞中的淀粉粒,结果如下图所示。下列叙述错误的是(  )
A.叶绿体是光合作用的场所,淀粉粒位于叶绿体中
B.叶肉细胞白天进行光合作用,淀粉粒积累逐渐增多
C.突变体s叶肉细胞淀粉粒积累可能是输出减少的结果
D.突变体s叶肉细胞淀粉粒积累有利于水稻生长
22.下列关于细胞呼吸及其应用的叙述,正确的是(  )
A.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
B.质量相同时,脂肪比糖原氧化分解释放的能量多
C.马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,最终有[H]的积累
D.松土有利于根系细胞吸收无机盐离子和水分
23.某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验,得到甲乙两图的数据。结合所给材料,选出说法错误的是(  )
A.N点限制单株番茄光合作用强度的环境因素主要是光照强度和CO2浓度
B.图乙中光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍的点是B、D
C.温度从20℃升到30℃,植物积累的有机物量保持不变
D.由图可知该植物呼吸作用的最适温度是30℃
24.(2021高一上·大庆期末)下列关于细胞代谢的说法中,正确的是(  )
A.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时,可用碘液替代斐林试剂进行鉴定
B.无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源
C.吸能反应一般与ATP合成反应相联系,放能反应一般与ATP水解反应相联系
D.哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,也无核糖体,更无线粒体,只能进行无氧呼吸
25.(2022高一上·龙岩开学考)袁隆平爷爷用毕生精力研究并改良了杂交水稻,大大提高了我国水稻产量,解决了人们的温饱问题。下列有关水稻的说法正确的是(  )
A.水稻进行呼吸作用释放的能量全部用于其各项生命活动
B.水稻的光合作用能参与维持生物圈中的碳—氧平衡
C.水稻的光合作用只在白天进行,呼吸作用只在夜间进行
D.及时晾晒收获的稻谷可促进其呼吸作用
二、综合题
26.(2022高一下·潜山月考)辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物之一、图1是辣椒植株光合作用示意图;图2是将辣椒植株置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中,温度分别保持在15℃、25℃和35℃下,改变光照强度,测定的CO2吸收速率;图3科研人员在不同条件下测定发育良好的绿萝叶片光合速率变化情况,请据图分析:
(1)图1中乙是   ,若停止甲的供应,一段时间后氧气的产生速率将会   (填“增大”、“减小”或“基本不变”)。
(2)图2中A点时,该植物叶肉细胞产生ATP的细胞器是   。当光照强度大于8时,25℃与15℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2,结果应为M1   M2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)图3中a~b段限制叶片光合速率的主要环境因素是   和   。其他条件不变,若a点时的光照突然增强,短时间内叶绿体内RuBP(五碳化合物)含量将   (上升、下降)。
(4)图中c~d对应时段,植物体内有机物总量的变化情况是   (增加、减少),光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是   。
(5)若将绿萝某一叶片在25℃条件下暗处理1小时,该叶片质量(以葡萄糖衡量)减少了2mg,之后光照1小时,经称重,光照后比暗处理前质量增加了5mg,该叶片光照1小时合成葡萄糖的质量为   mg。
27.(2023·重庆市模拟)阳光穿过上层植物的空隙形成光斑,它会随太阳的运动而移动。如图为红薯叶在光斑照射前后吸收CO2和释放O2的情况。请回答下列问题:
(1)图中的氧气释放速率代表光合作用过程中的   。A点时叶肉细胞间隙的氧气浓度较B点   。
(2)随着光斑开始,氧气释放速率急剧增大后下降,AB段下降的原因是   。
(3)不考虑其他外界因素影响,光斑移开后的瞬间,叶绿体内C3含量   ;60秒时叶肉细胞产生ATP的具体场所有   。
28.(2023高一下·会泽月考)研究小组探究某绿色植物在不同光照强度下(温度适宜),植物体内有机物的产生速率或积累速率的变化情况,绘制成如图甲所示的曲线图。图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(字母代表气体体积)。回答下列相关问题:
(1)该植物光反应的场所是   ,光反应中光能被色素吸收并转化为   中的化学能。
(2)图甲中表示总光合速率的曲线是   (填字母),限制n点的环境因素不包括   ,m点的含义是   。
(3)图甲纵坐标中有机物的积累速率还可以用二氧化碳的   表示,也能得到类似的图象。
(4)若图乙表示的是叶肉细胞光合速率等于呼吸速率,则图中字母a、b存在的关系为   (填“a>b”“a=b”或“a(5)该植物在光照条件下同时进行光合作用和有氧呼吸,写出以葡萄糖为反应物的有氧呼吸总反应式:   。
29.(2021高一下·吉安期末)下图1是某植物细胞叶绿体中发生的光合作用过程图解,图2是该植物的在一定的(非饱和)光照条件下,CO2的吸收量随温度变化的情况。请据图问答下列问题:
(1)图l中A结构的名称是   ,它能吸收光能的原因是   。
(2)假设此地白天和晚上都是12小时,则最适合该植物生长的温度范围是   ℃,在此温度范围内,最适合植物生长的原因可能是   。
(3)在该光照条件下,30℃时,该植物细胞叶绿体中固定的CO2的量是   mg/h,此时若适当增强光照,则图1中的h的浓度将   (填“上升”或“下降”)。
(4)依据图1和图2分析,影响光合作用的外界条件有   (答对两项即可)等。
30.(2021高三上·大埔月考)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是   、   、   、   ,[H]代表的物质主要是   。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在   (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是   。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A、过程②表示植物光合作用的暗反应阶段,需要多种酶的参与,并且需要光反应阶段为其提供ATP和[H],A正确;
B、过程③表示呼吸作用的第一阶段,适宜条件下,在所有活细胞中都能进行,B正确;
C、过程⑤表示有氧呼吸的第三阶段,产生大量的ATP,C正确;
D、过程①表示植物光合作用的光反应阶段,产生的[H]为还原性辅酶Ⅱ,用于暗反应还原C3,不与氧气反应,③表示呼吸作用的第一阶段,④表示有氧呼吸的第二阶段,③④过程产生的[H]为还原性辅酶Ⅰ,③④过程产生的[H]可以与氧气结合生成水,D错误。
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[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.【答案】C
【解析】【解答】A、A瓶为NaOH溶液吸收空气中CO2,排除空气中CO2对实验结果的影响,A正确;
B、B瓶的作用是为了检验空气中CO2是否被NaOH溶液完全吸收,D中澄清石灰水是检测是否有CO2,因此两瓶中装的可以是同种物质,B正确;
C、C瓶用的是不透光的玻璃罩,防止植物的光合作用,把不透光的玻璃罩换作透光的玻璃罩会使植物进行光合作用,影响实验结果,C错误;
D、为避免物理因素对实验结果的影响,使实验结果更准确,可以增加一组死亡植株的对照组,D正确。
故答案为:C。
【分析】A瓶为NaOH溶液吸收空气中CO2,B瓶的作用是为了检验空气中CO2是否被NaOH溶液完全吸收,D中澄清石灰水是检测是否有CO2。
3.【答案】C
【解析】【解答】A、根据题意和图示分析可知:B点后二氧化碳的增加量减少,同时对应的时间为4点,表示B点是开始进行光合作用,C、F点表示光合速率等于呼吸速率,光合作用消失的点是F点后,A正确;
B、图乙中d点表示光合作用速率等于呼吸作用速率,d点后光合作用速率大于呼吸作用速率,使二氧化碳的浓度减少,故d点时密闭容器的二氧化碳浓度最高,B正确;
C、图甲中的C、F点表明光合作用速率等于呼吸作用速率,根据相应的时间可知,与图乙中的d、h点相符,即C点对应d,F点对应h,C错误;
D、由于G点二氧化碳浓度低于A点,表明经过这一昼夜之后,二氧化碳的含量减少,进行光合作用积累有机物,D正确。
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。
4.【答案】B
【解析】【解答】A、在剧烈运动时,人体细胞虽然会出现无氧呼吸,但人体细胞供能仍然主要依赖于有氧呼吸,A错误;
B、橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色,因此酵母菌发酵产生的酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测,B正确;
C、乳酸菌是厌氧菌,在有氧存在时,乳酸发酵会受到抑制,所以用乳酸菌制作酸奶时,不应先通气,而应密封,C错误;
D、由于氧气的存在能抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧病菌的繁殖,所以包扎伤口时,选用透气的消毒纱布的目的是抑制厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸的方式包括有氧呼吸与无氧呼吸;对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式;微生物的无氧呼吸也叫做发酵。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色。乳酸菌是厌氧菌。氧气的存在能抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧病菌的繁殖。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、研磨叶片未加入碳酸钙,会导致叶绿素a和b受到破坏,滤纸条上的这两个色素带变窄,A错误;
B、普利斯特利实验得出“植物能够更新变污浊的空气”的结论,普利斯特利的实验中,玻璃罩需要保持密闭,B错误;
C、在叶片上打小圆形叶片时要注意避开大叶脉,因为大叶脉无叶绿体,因此不能随机打孔,C正确;
D、好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光区域,叶绿体也能利用其他的可见光进行光合作用,因此其他区域也有好氧细菌,数量较少,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、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、最窄)、叶黄素(黄色))、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b(黄绿色)。
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。(5)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、光合作用的探究历程:
(1)1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。
(2)1779年,荷兰科学家英格豪斯作了500多次植物更新空气的实验,发现:普里斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功;植物只有绿叶才能更新污浊的空气 。
(3)1785年,由于空气组成的发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是 氧气 ,吸收的是二氧化碳。
1845年,德国科学家梅耶指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
(4)1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
(5)1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。
(6)20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O 2;第二组提供H2O和C18O,释放的是O2。证明:光合作用释放的氧气来自水。
(7)20世纪40年代,美国科学家卡尔文14C标记的CO2供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。
6.【答案】C
【解析】【解答】A、据分析可知,甲是阳生植物,乙是阴生植物,乙植物更适合在阴暗环境中生长,A错误;
B、P点时,甲的光合速率大于呼吸速率,且其差值(净光合速率)达到最大值,B错误;
C、b点时,甲、乙的净光合速率相等,但甲、乙的呼吸速率可能不相等,所以(总)光合速率不一定相等,C正确;
D、c点后,乙植物的光合速率不再随光照强度的增大而增加,限制乙光合作用的主要外界因素可能是CO2浓度,D错误。
故答案为:C。
【分析】本题的关键是解读出图中的点所代表的含义,a是甲的光补偿点,此点处光合作用和呼吸作用速率相等,乙的光补偿点在甲的左边,说明乙是阴生植物,c点是甲的光的饱和点,此时光合作用作用速率最大,据以上分析解答。
7.【答案】C
【解析】【解答】A、叶肉细胞内③光合作用的速率大于④呼吸作用的速率时,植物体的光合速率不一定大于呼吸速率,植物体的干重不一定增加,A错误;
B、过程②⑥为ATP的水解,释放能量,通常与吸能反应相联系,B错误;
C、若过程③的产物为糖类,糖类可在细胞内转化为氨基酸、脂肪等其他有机物,C正确;
D、一片处于稳定状态的森林中,过程①同化的能量除了过程⑥释放的能量外,还有一部分以热能的形式散失,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、ATP又叫腺苷三磷酸,简称为ATP,其结构式是:A-P~P~P。A表示腺苷、T表示三个、P表示磷酸基团、“~”表示特殊化学键。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个特殊磷酸键。ATP来源于光合作用和呼吸作用。放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
2、分析题图:图中①为光反应合成ATP的过程,②为暗反应消耗ATP的过程,③为光合作用暗反应过程,④为细胞呼吸消耗有机物的过程,⑤为细胞呼吸,生成ATP的过程,⑥为ATP水解释放能量用于各项生命活动。
8.【答案】A
【解析】【解答】A、低温、光照条件下更有利于贮存番茄果实,由图看出低温条件下呼吸强度更低,但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高,所以黑暗条件下不有利于果实的储存,A错误;
B、番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质,番茄果实需氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,厌氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质,B正确;
C、光照对番茄果实呼吸的抑制作用8℃时比15℃时更强,由题图看出8℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15℃大,即抑制作用更强,C正确;
D、储藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关,呼吸作用是酶促反应,酶活性受温度影响,一定范围内温度降低酶活性降低,D正确。
故答案为:A。
【分析】分析柱形图可知,随温度的降低呼吸强度降低,在每一温度下,黑暗条件下比有光条件下呼吸作用强度大,即光照对呼吸强度有抑制作用,不同温度下其抑制作用不同。
9.【答案】C
【解析】【解答】A、12时光合作用降低是因为光照太强,温度太高,导致气孔关闭,二氧化碳吸收减少,A正确。
B、A点代表的是光合作用等于呼吸作用强度,如果缺镁会影响叶绿素的形成,叶绿素参与光合作用的形成,光合作用减少,A点应向右移动,B正确。
C、A到B段是上午8时到10时,光照强度不断增强,光合作用不断增加,此时限制因素是光照强度,C错误。
D、A点和C点时光合作用等于呼吸作用,AC段光合作用大于呼吸作用,C点以后光合作用小于呼吸作用或者不进行光合作用,因此小室内氧气最大值应是17点,D正确。
故答案为:C。
【分析】影响光合作用的因素:光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。达到光的饱和点后,光照强度不再是光合作用的影响因素,影响光饱和点的因素有CO2浓度,温度,植物种类等。
甲图中饱和碳酸氢钠溶液的作用是为植物光合作用提供稳定的二氧化碳供应,可通过氧气浓度变化反映大豆幼苗净光合速率的变化。乙图中,在A点和C点时光合作用等于呼吸作用。
10.【答案】C
【解析】【解答】A、低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是此时叶温不断升高,呼吸速率加快,产生更多CO2,需要从外界吸收的CO2减少,A正确;
B、在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是在一定温度范围内,随温度不断升高,光合酶的活性增强,B正确;
C、CP点时CO2吸收速率为零,此时呼吸速率等于光合速率,此时植物可以进行光合作用,C错误;
D、图中M点处CO2吸收速率最大,即净光合速率最大,真光合速率与呼吸速率的差值最大,D正确。
故答案为:C。
【分析】本实验的自变量为光照强度和温度,因变量为CO2吸收速率。以CO2吸收速率表示净光合速率,净光合速率=真光合速率-呼吸速率。
11.【答案】B
【解析】【解答】A、A数值的大小表示该植物的呼吸速率,由题干可知为最适温度,所以升高温度会使呼吸速率下降,该数值变小,A错误;
B、大气CO2浓度一般低于最适CO2浓度,若适当地增加CO2浓度会使光合速率提高,则B点左移,B正确;
C、光照强度为8时,该植物产生O2的速率=呼吸速率+净光合速率=4+8=12 mg/h,C错误;
D、影响光合作用速率的因素主要有温度,光照强度、CO2浓度。图甲中是在最适温度下,CD点后曲线保持水平不变,故此时限制番茄光合作用速率的主要环境因素是CO2浓度,D错误。
故答案为:B。
【分析】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。
12.【答案】B
【解析】【解答】A、植物释放的O2量是净光合,是植物光合作用实际产生的总O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值,A正确;
B、光合午休是指午间气孔关闭影响了CO2的吸收,进而影响了光合作用,B错误;
C、光合作用的暗反应虽不需要光照,但仍需要光反应的产物,即ATP和NADPH,C正确;
D、叶绿体含有大量的类囊体和线粒体内膜折叠形成嵴,都极大的增大了膜面积,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗环境下测得的值——单位时间内一定组织的有机物的消耗量或二氧化碳释放量或氧气吸收量。
总光合速率:植物绿色组织在有光条件下光合作用制造有机物的量或消耗二氧化碳的量或产生氧气的量。
净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。 用单位时间内的二氧化碳吸收量或氧气释放量或有机物的积累量来表示。
三者的关系为净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
2、光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
3、 线粒体:有氧呼吸的主要场所,具有双层膜,内膜向内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加。内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
4、叶绿体:光合作用的场所,由双层膜包被,内部有许多基粒,基粒由一个个圆饼状的类囊体堆叠而成,吸收光能的四种色素分布在类囊体的薄膜上。众多的基粒和类囊体,极大地扩展了受光面积。
13.【答案】A
【解析】【解答】A、二氧化碳固定量等于光照时CO2吸收速率(净光合量)加黑暗条件下CO2释放速率(呼吸量),实线24℃吸收速率52mol/s加虚线24℃释放速率10mol/s,故CO2固定速率62mol/s,A正确;
B、29℃,呼吸速率与净光合速率相等,光合速率等于二者相加,B错误;
C、减弱光照,呼吸曲线基本不变,C错误;
D、呼吸速率在图示的24℃后随温度升高而增长,而非始终,D错误。
故答案为:A。
【分析】呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗环境下测得的值——单位时间内一定组织的有机物的消耗量或二氧化碳释放量或氧气吸收量。
总光合速率:植物绿色组织在有光条件下光合作用制造有机物的量或消耗二氧化碳的量或产生氧气的量。
净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。 用单位时间内的二氧化碳吸收量或氧气释放量或有机物的积累量来表示。
三者的关系为净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
14.【答案】D
【解析】【解答】(1)新陈代谢需要水的参与,没有自由水,新陈代谢就不能进行。在一定范围内,自由水越多,新陈代谢越旺盛,但受酶等条件的限制,新陈代谢不会一直增加,(1)正确;
(2)反应物浓度为零,反应速率为零,在一定范围内,反应速率随反应物浓度的增加而增大,超过一定浓度因酶数量的限制,反应速率不再增强,(2)正确;
(3)二氧化碳是细胞呼吸作用的产物,二氧化碳浓度升高,呼吸速率受限制,(3)错误;
(4)某物质的浓度为零,协助扩散的速率为零,在一定范围内,协助扩散的速率随物质浓度的增加而增大,当超过一定浓度后,受载体蛋白数量的限制,协助扩散的速率不再增大,(4)正确;
(5)植物体CO2吸收量表示净光合速率,当光照强度为0时,植物只进行呼吸作用,净光合速率应<0,而不是对应0,(5)错误。
故答案为:D。
【分析】1、细胞中水的存在形式:(1)自由水:细胞内良好的溶剂,维持体液环境,参与许多生化反应,运送营养物质和代谢废物。 (2)结合水:细胞结构的重要组成部分。 二者的关系:自由水与结合水的比值越大,新陈代谢旺盛,但抗逆性较差;自由水与结合水的比值越小,新陈代谢缓慢,但抗逆性较强。
2、影响物质跨膜运输的因素: (1)物质浓度:在一定范围内,浓度差越大,三种运输方式的速率越大。 (2)转运蛋白的数量:影响协助扩散和主动运输的速率。 (3)氧气浓度:影响主动运输的速率。 (4)温度:通过影响酶的活性及膜的流动性进而影响物质的运输速率。
3、影响光合作用的因素: (1)光照强度:主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。 (2)CO2的浓度:影响暗反应阶段C3的生成。 (3)温度:通过影响酶的活性来影响光合作用。
15.【答案】B
【解析】【解答】A、7:00时气孔阻力下降,利于二氧化碳吸收,故吸收限制林下马尾松幼苗光合作用的因素主要是光照强度,A错误;
B、10点后,从林下移至林窗的马尾松的P值未迅速上升至b点,原因可能是RuBP(即C5)不足,限制了光合作用的增强,B正确;
C、10:00-12:00林窗组光合速率下降,但净光合速率依旧大于0,所以有机物含量依然上升,C错误;
D、据右图可知,12:00-14:00时林窗组气孔阻力下降,有利于二氧化碳吸收,故光合速率下降与其无关,D错误。
故答案为:B。
【分析】影响光合作用的因素:
(1)光照强度:主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。
(2)CO2的浓度:影响暗反应阶段C3的生成。
(3)温度:通过影响酶的活性来影响光合作用。
16.【答案】B
【解析】【解答】A、甲发生了光反应,产生的[H]为NADPH,丙发生有氧呼吸第一阶段,产生的[H]为NADH,A正确;
B、乙中进行有氧呼吸的第二、三阶段,为线粒体基质和线粒体内膜,丁发生了光合作用暗反应,为叶绿体基质,B错误;
C、d为氧气,e为二氧化碳,均以自由扩散的方式穿越生物膜,C正确;
D、给植物提供18O标记的c水,参与有氧呼吸第二阶段18O会出现在e二氧化碳中,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
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。
3、物质跨膜运输的方式:
(1)自由扩散:顺浓度梯度运输,不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。
(2)协助扩散:顺浓度梯度运输,不需要能量,需要转运蛋白。如葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞,无机盐离子通过离子通道进出细胞,水分子通过水通道蛋白的运输。
(3)主动运输:逆浓度梯度运输,需要能量和转运蛋白。如无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞,小肠上皮细胞吸收葡萄糖。
17.【答案】B
【解析】【解答】A、根据题意可知,乙组培养在光照较弱的条件下,有光照即会进行光合作用,A错误;
B、由于光照较弱,导致光合作用强度小于或等于呼吸作用强度,因此导致没有淀粉的积累,B正确;
C、甲和乙属于同一品种,甲能够积累淀粉,因此乙的维管束鞘细胞也应该有与淀粉合成相关的酶,C错误;
D、玉米的维管束鞘细胞具有叶绿体,D错误。
故答案为:B。
【分析】光合作用的条件:一定强度的光照、一定浓度的二氧化碳,水,适宜的温度等。净光合(有机物积累或氧气释放)速率=总光合(有机物产生、氧气产生)速率-呼吸速率。
18.【答案】B
【解析】【解答】A、有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸的第一阶段完全相同,均为葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,A正确;
B、储藏水果、蔬菜时适当降低氧气含量可以减少有机物消耗,但氧气含量过低时,细胞进行无氧呼吸产生酒精,不利于储藏,B错误;
C、真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,若某真核细胞没有线粒体,则该细胞不能进行有氧呼吸,C正确;
D、葡萄糖不能进入线粒体是因为线粒体膜上没有相关载体,无法运输葡萄糖,D正确。
故答案为:B。
【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/丙酮酸+[H] 乳酸。
19.【答案】B
【解析】【解答】A、图中a点表示光补偿点,此时植物的光合速率等于呼吸速率,光合作用制造的有机物量等于呼吸作用分解的有机物量,A正确;
B、当光照强度为n时,c点CO2的吸收量大于d点,二氧化碳和五碳化合物形成三碳化合物,光合作用碳反应阶段产生的三碳化合物的量大于d点,B错误;
C、b点处于曲线的上升阶段,此时两条曲线重合,限制光合作用的因素主要是自变量光照强度,C正确;
D、具图可知,随光照强度的增加光合作用强度增加,同时二氧化碳浓度也影响光合作用强度,D正确。
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、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。
20.【答案】C
【解析】【解答】A、图甲中C点时玻璃钟罩内CO2浓度最高, F点玻璃钟罩内CO2浓度最低,两点都表示净光合速率为0;C~F段玻璃罩内CO2浓度持续减少,说明光合作用速率大细胞呼吸速率,所以光合作用开始于C点之前,结束于F点之后,A正确;
B、D'点之前一直释放CO2,该点之后吸收CO2,所以到达图乙中的D'点时,玻璃罩内的CO2浓度最高,B正确;
C、图甲中的F点对应图乙中的H'点,此时光合作用速率等于细胞呼吸速率,之后玻璃罩内的CO2浓度增加,C错误;
D、比较图甲中A点和G点,G点的CO2浓度低于A点,说明经过一昼夜CO2净吸收,用于合成有机物,因此经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加,D正确。
故答案为:C。
【分析】题图为植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜有关光合作用和呼吸作用的变化曲线,图甲中,玻璃罩内的CO2浓度的变化是呼吸作用释放的CO2量与光合作用吸收的CO2量的综合作用的结果,其中图甲中的甲图中C点玻璃钟罩内CO2浓度最高,此时净光合速率为0;F点玻璃钟罩内CO2浓度最低,此时净光合速率为0;A、G两点,G点的CO2浓度低于A点,说明经过这一昼夜之后,植物体通过光合作用吸收的CO2量大于通过呼吸作用释放的CO2量,有机物含量会增加。
乙图纵坐标表示植物吸收或释放CO2的速率,D'、H'时植物净光合速率为0。
21.【答案】D
【解析】【解答】A、叶绿体是光合作用的场所,由图可知,淀粉粒位于叶绿体中,A正确;
B、白天有光,叶肉细胞可以进行光合作用,淀粉粒积累逐渐增多,B正确;
C、由图可知,与野生型水稻的叶绿体相比,突变体s水稻的叶绿体中合成的淀粉粒数量明显增多,可能是输出减少的结果,C正确;
D、突变体s叶肉细胞淀粉粒积累,光合作用产物积累不有利于水稻生长,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、比较电镜下观察到的野生型和突变体水稻的叶绿体结构可知,与野生型水稻的叶绿体相比,突变体水稻的叶绿体中合成的淀粉粒数量明显增多。
2、光合作用:
(1)光反应阶段:水光解产生[H]和氧气,ADP和Pi结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi。
22.【答案】B
【解析】【解答】A、有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水,A错误;
B、脂肪含H量比糖高,质量相同时,脂肪比糖原氧化分解释放的能量多,B正确;
C、马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,无氧呼吸第一阶段产生的氢在第二阶段被消耗,没有[H]的积累,C错误;
D、根系细胞吸收无机离子是主动运输。松土有利于根系细胞的有氧呼吸,有助于根系细胞吸收无机离子,而根系细胞吸收水分是自由扩散,不需要细胞呼吸提供能量,D错误。
故答案为:B。
【分析】(1)有氧呼吸过程:
第一阶段:在细胞质的基质中,这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的,
反应式:C6H12O6 2 丙酮酸+4[H]+少量能量;
第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,这一阶段也不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的,反应式:2丙酮酸+6H2O 20[H]+6CO2+ 少量能量;
第三阶段:这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的,反应式:24[H]+6O2 12H2O+ 大量能量。
(2)无氧呼吸是指生物在无氧条件下,把有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
过程:
第一阶段C6H12O6 → 2丙酮酸+4[H]+少量能量
第二阶段:①生成酒精:对于高等植物和酵母菌等生物,进行无氧呼吸一般产生酒精,
2丙酮酸+4[H] → 2C2H5OH(酒精)+2CO2
②生成乳酸:对于高等动物、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)细胞、乳酸菌进行无氧呼吸一般产生乳酸。 2丙酮酸+4[H] → 2C3H6O3(乳酸)+少量能量。
23.【答案】D
【解析】【解答】分析甲图:图甲表示种植密度对单株植物光合作用的影响。合理密植有利于植物合理的利用光照,并能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳。分析乙图:图乙中从空气中吸收的CO2可表示净光合速率,呼吸消耗的氧气量可表示呼吸速率,D点代表净光合速率与呼吸速率相等。
A、合理密植有利于植物合理的利用光照,同时能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳,N点与M点相比较,N点的种植密度过大,植株间的相互影响会导致光照减弱,同时也会导致植物周围环境中的二氧化碳浓度降低,进而导致单株植物光合作用强度降低,因此N点限制单株番茄光合作用强度的环境因素主要是光照强度和CO2浓度,A正确;
B、净光合速率+呼吸速率=总光合速率,因此光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍的点即为净光合速率与呼吸速率相等的点,即图乙中B和D两点,B正确;
C、温度从20℃升到30℃,植物积累的有机物量可用从空气中吸收的CO2量表示,由图可知,该温度范围内从空气中吸收的CO2保持不变,因此植物积累的有机物量保持不变,C正确;
D、图示随着温度变化,呼吸作用吸收氧气的量没有出现拐点,因此不能得出该植物呼吸作用的最适温度是30℃,D错误。
故答案为:D。
【分析】呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗环境下测得的值——单位时间内一定组织的有机物的消耗量或二氧化碳释放量或氧气吸收量。
总光合速率:植物绿色组织在有光条件下光合作用制造有机物的量或消耗二氧化碳的量或产生氧气的量。
净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。 用单位时间内的二氧化碳吸收量或氧气释放量或有机物的积累量来表示。
三者的关系为净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
24.【答案】D
【解析】【解答】A、蔗糖及其蔗糖的水解产物均不能与碘液反应,故不能用碘液检测蔗糖是否被分解,A错误;
B、无氧条件下,叶肉细胞可通过无氧呼吸产生ATP,B错误;
C、吸能反应一般与ATP水解反应相联系,放能反应一般与ATP合成反应相联系,C错误;
D、哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,也无核糖体,更无线粒体,只能进行无氧呼吸,D正确。
故答案为:D。
【分析】ATP和ADP的相互转化过程比较
25.【答案】B
【解析】【解答】A、呼吸作用指的是细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。植物通过呼吸作用释放出的能量,除了一部分转变成热能散失以外,其余部分用于植物体的各项生命活动,A错误;
B、结合分析可知,水稻通过光合作用消耗大气中的二氧化碳,释放氧气(超过了自身对氧的需要),维持生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡,B正确;
C、水稻的光合作用只在白天进行,呼吸作用在白天和夜间都进行,C错误;
D、可以利用低温、干燥、隔绝空气的贮存条件抑制呼吸作用,延长种子寿命。所以,及时晾晒收获的稻谷可抑制其呼吸作用,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、生物呼吸作用释放出的能量,大部分以热能散失,其余部分存储在ATP中,用于生物体的各项生命活动。
2、光合作用是指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程,故水稻的光合作用能参与维持生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡。
3、影响细胞呼吸的因素有温度、氧气和水分。
26.【答案】(1)ATP和NADpH;减小
(2)线粒体;>
(3)光照强度;温度;上升
(4)增加;叶片的气孔关闭,CO2吸收量减少
(5)9
【解析】【解答】(1)图1中乙为暗反应利用,故乙代表ATP和NADpH;甲表示二氧化碳,若停止甲(二氧化碳)的供应,暗反应减慢后会抑制光反应的进行,故一段时间后氧气的产生速率将会减小。
(2)图2中A点无光照,该植物叶肉细胞只能进行呼吸作用,产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质,但细胞器只有线粒体。25°℃与15℃条件下有机物的合成速率(总光合速率)分别为M1、M2,25°℃呼吸速率消耗有机物多,15℃呼吸速率消耗有机物少,当光照强度大于8时,两温度下,净光合速率相同,总光合速率=净光合速率+呼吸速率。所以M1>M2。
(3)图3中, a~b段对应的时间是晴天早晨,此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度和温度。其他条件不变,若a点时的光照突然增强,光反应在短时间内将加快,此时的NADpH和ATP增加,促进暗反应的三碳化合物的还原加快,RuBP(五碳化合物)的再生增强,短时间内其RuBP(五碳化合物)消耗不变,最终导致RuBP(五碳化合物)的含量上升。
(4)图3中c~ d对应时段,曲线与横轴以上围成的面积大于与横轴以下围成的面积,故植物体内有机物总量的变化情况是增加。光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是中午气温过高出现光合午休现象,叶片的气孔关闭,CO2吸收量减少。
(5)将绿萝某一叶片在25℃温度条件下暗处理1小时,该叶片质量(以葡萄糖衡量)减少了2mg,说明该叶片的呼吸速率为2mg/小时。之后光照1小时,经称重,光照后比暗处理前质量增加了5mg,该增加量表示1小时的光合作用-2小时的呼吸作用积累的葡萄糖,即光合速率-2×呼吸速率=5,则光合速率=5+2×2=9 mg/小时,故该叶片光照1小时合成葡萄糖的质量为9mg。
【分析】1、光合作用过程:
2、环境条件改变时光合作用各物质含量的变化:
(1)改变光照条件:光照由强到弱,二氧化碳供应不变,光反应减弱,NADPH、ATP减少,氧气产生量减少,C3还原减弱,二氧化碳固定正常,C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)合成量减少。
(2)改变二氧化碳浓度:光照不变,二氧化碳供应减少,暗反应减弱,二氧化碳固定减弱,C3还原正常,C3含量下降,C5含量上升,NADPH、ATP增加,氧气产生量减少,(CH2O)合成量减少。
3、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:丙酮酸酒精+二氧化碳。
4、呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗环境下测得的值——单位时间内一定组织的有机物的消耗量或二氧化碳释放量或氧气吸收量。
总光合速率:植物绿色组织在有光条件下光合作用制造有机物的量或消耗二氧化碳的量或产生氧气的量。
净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。
三者的关系为净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
27.【答案】(1)光反应速率;高
(2)暗反应为光反应提供的ADP和NADP+有限。
(3)增加;细胞质基质和线粒体
【解析】【解答】(1)光合作用的光反应阶段有氧气产生,所以氧气的释放速率代表光合作用的光反应速率,A点的光照强度比B点的光照强度大,A点的光反应速率大于B点,所以A点时叶肉细胞间隙的氧气浓度较B点高。
(2)随着光斑开始,光反应速率快速升高,暗反应速率比光反应速率慢,暗反应为光反应提供的ADP和NADP+有限。
(3)光斑移开后的瞬间,光反应阶段产生的NADPH和ATP减少,C3的还原速率减慢,但来源正常,所以C3增加;60秒时叶肉细胞氧气的释放速率几乎为0,不进行光合作用,只进行细胞呼吸,所以产生ATP的具体场所有细胞质基质和线粒体。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段:
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。
28.【答案】(1)(叶绿体)类囊体薄膜(或基粒);ATP和NADPH
(2)a;光照强度和温度;植物的光合速率等于呼吸速率
(3)吸收速率
(4)a=b
(5)C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
【解析】【解答】(1)该植物光反应的场所是叶绿体中类囊体薄膜上,光反应中光能被色素吸收并转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。
故填:(叶绿体)类囊体薄膜(或基粒);ATP和NADPH。
(2)光合作用产生有机物,若用有机物的生成速率表示总光合速率,则应该是a曲线,b曲线表示净光合速率,有机物的积累量,n点光合速率不在随光照强度增大而增加,该实验又是在适宜温度下进行,因此限制n点的环境因素不包括光照强度和温度;m点是光补偿点,表示植物的光合速率等于呼吸速率。
故填:a;光照强度和温度;植物的光合速率等于呼吸速率。
(3)图甲纵坐标中有机物的积累速率,用以表示净光合速率,还可以用二氧化碳的吸收速率表示。
故填:吸收速率 。
(4)若图乙表示的是叶肉细胞光合速率等于呼吸速率,则叶绿体生成氧气的速率刚好等于细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图中字母a、b存在的关系为a=b。
故填:a=b 。
(5)以葡萄糖为反应物的有氧呼吸总反应式为:。
故填:。
【分析】图甲用有机物的生成速率表示总光合速率,即a曲线,b曲线表示净光合速率,有机物的积累量,m点是光补偿点,n点是光饱和点。图乙表示在光照条件下同时进行光合作用和有氧呼吸时气体交换的情况,左侧细胞器是线粒体,右侧细胞器是叶绿体。
29.【答案】(1)类囊体薄膜;在其上有叶绿素等光合色素
(2)15—25;在这个温度范围内,植物白天的净光合速率与夜晚的呼吸速率的差值最大,植物积累的有机物最多
(3)6.5;上升
(4)温度、环境中CO2的浓度、光照强度、矿质元素等
【解析】【解答】(1)图1中A结构的名称是类囊体薄膜,光合色素的功能是吸收、传递和转化光能,所以类囊体薄膜能吸收光能的原因是其上有叶绿素等光合色素。
(2)若此地的白天和晚上的时间相等,都是12小时,一天的积累量=净光合速率×12-呼吸速率×12=(净光合速率-呼吸速率)×12,二氧化碳吸收量表示净光合速率大小,黑暗中二氧化碳的释放量表示呼吸速率。图2显示,在20℃时,光下12小时CO2的总吸收量减去黑暗12小时的CO2总释放量的差值最大,即总积累最大。所以最适合该植物生长的温度范围是15—25℃,在此温度范围内,最适合植物生长的原因可能是在这个温度范围内,植物白天的净光合速率与夜晚的呼吸速率的差值最大,植物积累的有机物最多。
(3)在该光照条件下,30℃时,该植物细胞叶绿体中固定的CO2的量=净光合作用强度+细胞呼吸强度=3.5+3=6.5mg/h。此时若适当增强光照,则光反应增强,产生的NADpH和ATP增多,C3的还原过程增强,故图1中的h(C5)的浓度将上升。
(4)光合作用过程中各种化学反应需要酶的催化,而酶易受温度的影响;CO2作为光合作用暗反应阶段的原料,所以外界中的CO2浓度也会影响光合作用;光反应阶段必须有光才能进行,所以光照强度会影响光合作用;一些矿质元素是叶绿素合成的必需元素,所以其也会影响光合作用。综上依据图分析,影响光合作用的外界条件有温度、环境中CO2的浓度、光照强度、矿质元素等。
【分析】图1表示植物细胞中光合作用的过程图解;图二柱形图中光照下CO2的吸收量代表净光合作用速率,黑暗中CO2释放量代表呼吸作用速率,而一昼夜积累的有机物量=光照下的净光合作用量—黑暗中呼吸作用量。一昼夜植物体内积累的有机物越多时,越有利于植物生长。
30.【答案】(1)O2;NADP+;ADP+Pi;C5;NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)
(2)C和D
(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
【解析】【解答】光反应中物质变化:H2O→2H++1/2O2(水的光解);NADP+ + 2e- + H+ → NADPH 。能量变化:ADP+Pi+光能→ATP。
暗反应中物质变化:CO2+C5化合物→2C3化合物(二氧化碳的固定);2C3+4NADPH+ATP→(CH2O)+ C5 +H2O(有机物的生成或称为C3的还原)。
能量变化:ATP→ADP+Pi(耗能)。
(1)由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应,图中类囊体膜上发生水的光解,产生NADPH和①氧气;暗反应阶段消耗ATP和NADPH,产生②NADP+、③(ADP和Pi);暗反应过程为卡尔文循环,CO2+C5化合物→2C3化合物(二氧化碳的固定),所以④为C5。呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质,在第一阶段中,各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A;呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体,在第二阶段中,乙酰辅酶A(乙酰CoA)的二碳乙酰基,通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子;在第三阶段中,氢原子进入电子传递链(呼吸链),最后传递给氧,与之生成水。呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I(NADH)。(2)植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有:光合作用光反应阶段(A)和有氧呼吸的三个阶段(C和D)。(3)酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。
【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。
3、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。
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