第十周细胞呼吸与光合作用——高一生物学人教版（2019）必修一每周一测（含解析）

第十周 细胞呼吸与光合作用
——高一生物学人教版（2019）必修一每周一测
1.某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料，研究不同条件下的光合作用速率和呼吸作用速率，绘出下图甲、乙和丙。图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是（ ）
A.a B. b C.c D.d
2.科学家在实验室中发现一种叫RSTWS的物质可破坏细胞器的膜结构，尤其对线粒体内膜和类囊体薄膜更为明显。若用RSTWS处理高等植物的叶肉细胞，则下列说法正确的是（ ）
A.处理后的该细胞有氧呼吸第一阶段减弱，导致第二、三阶段减弱
B.正常叶肉细胞的线粒体内膜的蛋白质种类和数量少于线粒体的外膜
C.与处理之前相比，光照条件下处理后的叶肉细胞中ATP/ADP的值增大
D.与处理之前相比，光照条件下处理后叶肉细胞中C3/C5的值增大
3.将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，改变其他条件，测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度，结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的说法正确的是（ ）
A.前5分钟只进行呼吸作用
B.第4分钟只发生光能转化为化学能
C.第7分钟C5的数量瞬间增加
D.9～12分钟光合作用速率等于呼吸作用速率
4.适宜的温度和光照条件下，在盛有水生动植物的鱼缸内（不考虑微生物的影响），物质代谢处于相对平衡状态的是（ ）
A.动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
B.动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
C.动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
D.动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
5.如图所示，将对称叶片左侧遮光，右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质转移。在适宜光照下照射6小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b。下列相关叙述正确的是（ ）
A.a/6所代表的是该叶片的呼吸速率 B.b/6所代表的是该叶片的光合速率
C.b+a/6所代表的是该叶片的净光合速率 D.b-a/6所代表的是该叶片的真正光合速率
6.如图为温度对光合作用的影响曲线，下列叙述错误的是（ ）
A.呼吸作用的最适温度高于光合作用
B.温度等于25℃时，光合作用积累的有机物j的量在增加
C.温度高于35℃时，净光合速率增大
D.温度为30℃时，光合作用产生O2的速率约为6.50mL/h
7.图甲和图乙分别是某生物研究小组以番茄为材料探究光照强度和CO2浓度对光合作用强度的影响所做的相关实验，该小组又将对称叶片左侧遮光、右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间物质和能量的转移，在适宜光照下照射12小时后，从两侧剪取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）。下列说法正确的是（ ）
A.根据图甲的材料及装置，该实验的因变量的检测指标是单位时间内上浮叶片的数量
B.将图乙装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液，可测出叶片的呼吸速率
C.在图乙实验中，随着NaHCO3溶液浓度的增大，光合作用速率可不断增大
D.图丙中12小时后测得b-a的值表示右侧剪取部分的有机物的积累量
8.外界因素影响植物光合作用速率。如图表示某植物在不同温度条件下（适宜的光照和一定的CO2浓度）的净光合速率和呼吸速率曲线，下列说法正确的是（ ）
A.甲曲线表示呼吸速率，乙曲线表示净光合速率
B.由图可知光合作用的最适温度高于呼吸作用
C.由图可知M点和N点的总光合速率相等
D.该植物能正常生长所需要的温度不能高于40℃
9.将某种大小相同的绿色植物叶片等分成四组（每组质量为M），在不同温度下分别暗处理1h，再用适宜且相同的光照射1h，测其重量变化（与M相比较），得到下表中的数据。假设实验过程中细胞呼吸速率不受光照影响，分析表中数据可判定（ ）
组别 1 2 3 4
温度（℃） 25 27 29 31
暗处理后重量变化（mg） -1 -2 -3 -1
光照处理后重量变化（mg） +3 +3 +3 +2
A.该植物呼吸酶的最适温度是29℃左右
B.第1、2、3组的净光合速率相等
C.光照1h第1组释放的氧气量最大
D.光照1h第4组合成的葡萄糖为2mg
10.小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2含量的变化而变化（如图）。下列相关叙述错误的是（ ）
A.一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2含量呈正相关
B.CO2含量在100mg L-1时小麦很难正常生长
C.玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2
D. CO2含量大于360 mg L-1后玉米不再固定CO2
11.夏日晴朗的一天，将密闭玻璃罩中的一株天竺葵从0时开始到上午10时置于室外，测得其CO2浓度变化情况如图所示，下列分析不正确的是（ ）
A.D时刻叶肉细胞的呼吸作用强度等于其光合作用强度
B.EF时段植株释放氧气的速率大于DE时段
C.若实验继续进行，短时间内CO2浓度将下降
D.仅根据图示无法判断C时刻植株是否进行光合作用
12.适宜的温度和光照条件下，在盛有水生动植物的鱼缸内（不考虑微生物的影响），物质代谢处于相对平衡状态的是（ ）
A.动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用固定吸收的CO2量
B.动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
C.动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用固定的CO2量
D.动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
13.黄瓜叶片在适宜温度和大气CO2浓度条件下，光补偿点（光合速率等于呼吸速率时的光照强度）为3.7klx，光饱和点（达到最大光合速率所需的最小光照强度）为8.6klx，下列叙述正确的是（ ）
A.光照强度大于3.7klx后黄瓜植株的干重一定会有所增加
B.光照强度大于8.6klx时光合速率不再增加，此时CO2浓度是唯一制约因素
C.光照强度由光饱和点突然降至5.4klx时，叶绿体中NADPH和C5含量将减少
D.若升高温度，光补偿点和光饱和点都会降低
14.某地6月气温与8月气温接近，但6月降雨量较大，空气湿度高。生活在该地的柚木5月初开始萌芽，6~10月生长旺盛。研究小组在不同月份天气晴朗时测得柚木的净光合速率（Pn）日变化量，如图所示，回答下列问题：
（1）5月柚木萌芽后，叶子不断增大，这是细胞_____的结果，位于_____上的光合色素随之增加，纸层析法分离光合色素的原理是_____。
（2）8月9：30~11：30柚木的净光合速率下降的原因是_____。17：30以后光合作用强度下降的原因是_____。
（3）该地6月份柚木的净光合速率曲线未表现出“双峰”现象，原因是_____，由此推测造成“双峰”现象的最主要因素是_____（填“温度”或“湿度”）。
15.随着生产力的发展和经济的繁荣，人们对衣食住行各方面的要求也越来越高。开发无污染等有机产品是人们追求的目标。某研究小组研究了不同有机肥料对小麦光合作用的影响，其实验数据如下，请回答有关问题：
叶绿素含量 （mg·dm-2） 净光合速率 [mol/（m2·s）] 气孔导度 [mmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度 （μmol/mol）
常规化肥 8.62 19.52 0.459 264.17
大豆饼肥 9.92 21.15 0.499 251.08
羊粪 10.35 22.04 0.512 248.95
沼肥 10.92 22.32 0.519 236.23
对照 7.36 18.36 0.416 185.32
（1）肥料能为小麦生长提供矿质元素，其中磷元素在光合作用过程中的作用有多种，从光合作用光反应产物来说，它是构成_____________________（答一种物质）的重要元素；从光合作用场所来说，它的作用是_____________________。
（2）从表格数据可知，三种有机肥料都能使小麦净光合速率增加，从光合作用过程的角度分析，原理是__________________________________________。三种有机肥料中，促进效果最好的是_____________________。
（3）胞间CO2来源于__________________________________________。研究发现某时刻小麦的气孔导度较大但胞间CO2浓度却较小，其原因是_____________________。
（4）该实验还设置了一组常规化肥组，设置该组的目的是_____________________。
答案以及解析
1.答案：A
解析：图甲中，光照下CO2的吸收量表示植物的净光合作用速率，即真光合作用速率减去呼吸作用速率，故a点表示有机物的积累量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等，此时光合作用速率大于呼吸速率；图乙中，b点为转折点，此时光合速率等于呼吸速率，c点也为转折点，此时光合速率也等于呼吸速率；图丙中，曲线表示净光合作用，d点时，光合速率等于呼吸速率。
2.答案：D
解析：A、有氧呼吸第一阶段的场所为细胞质基质，加入的RSTWS物质不影响有氧呼吸第一阶段，A错误；
B.线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段场所，其功能比线粒体外膜更复杂，所以它的蛋白质种类和数量应该更多，B错误；
C.由于用RSTWS处理后破坏了类囊体薄膜，光反应受到抑制，ATP和[H]的产生量会减少，ATP/ADP的值减小，C错误；
D.ATP和[H]的产生量会减少进而影响了暗反应C3的还原，导致光照条件下该叶肉细胞中C3含量上升，C5含量减少则C3/C5的值增大，D正确。
故选D。
3.答案：D
解析：由题图可知，前4分钟处于黑暗环境中，细胞只进行呼吸作用，第4分钟开始光照，4分钟之后，开始进行光合作用；第4分钟，既进行光合作用也进行呼吸作用，既有光能转变成化学能，也有有机物中的化学能转变成活跃的化学能储存在ATP中或转变成热能；由曲线可知，第7分钟添加二氧化碳，二氧化碳浓度增大，二氧化碳固定的速率加快，消耗的C5增加，C3还原产生的C5暂时不变，因此C5含量下降；由题图曲线可知，9～12分钟密闭容器中氧气浓度不变，说明光合作用产生氧气与呼吸作用消耗氧气的速率相等，即光合作用速率与呼吸作用速率相等。
4.答案：C
解析：本题考查细胞呼吸和光合作用的过程。分析题干信息可知，当鱼缸内动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量时，物质代谢才能处于相对平衡状态，A错误，C正确；动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量时，由于植物呼吸作用也要吸收O2，则O2的吸收量大于释放量，物质代谢不能处于相对平衡状态，B错误；动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量时，因植物的呼吸作用也要消耗有机物，有机物的消耗量大于合成量，物质代谢不能处于相对平衡状态，D错误。
5.答案：D
解析：本题考查光合作用与呼吸作用相关的计算。根据题意可知，左侧叶片遮光，则左侧叶片只进行呼吸作用，假设原来被截取同等面积后烘干称重为x，a代表遮光6小时后被截取的叶片烘干后的重量，则该叶片的呼吸速率为x-a/6，A错误；该叶片的光合速率是指真正的光合速率，b-x表示该段时间内该叶片的净光合作用，其净光合速率为b-x/6，B、C错误；而真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率=x-a/6+b-x/6=b-a/6，D正确。
6.答案：C
解析：光照下二氧化碳的吸收速率代表净光合速率，黑暗条件下二氧化碳的释放速率代表呼吸速率。由图中数据可知，呼吸作用的最适温度可能大于35℃，而光合速率的最大值对应的温度在30℃左右，据此可推测，呼吸作用的最适温度高于光合作用的最适温度，A正确。温度等于25℃时，净光合速率达到最大，光合作用积累的有机物的量增加，B正确。结合图示可以看出，温度等于25℃时，净光合速率达到最大，后随温度升高，净光合速率下降，故温度高于35℃时，净光合速率变小，C错误。光合作用产生的O2表示总光合速率，总光合速率等于呼吸速率和净光合速率之和，温度为30℃时，光合作用产生O2的速率约为3+3.5= 6.50（mL/h），D正确。
7.答案：A
解析：装置甲是用来探究光照强度对光合作用的影响的装置，因此有关实验的自变量是光照强度，因变量的检测指标应该是能反映光合作用强度的指标，可以是叶片上浮速率或一定时间内叶片浮起的数量，A正确；将乙装置中的NaHCO，溶液换成等量的NaOH溶液后，NaOH能吸收CO2，叶片呼吸作用释放出的CO2被吸收，则无法测得叶片的呼吸速率，B错误；在图乙实验中，随着NHCO3溶液浓度的增大，植物细胞可能会发生失水，失水时细胞代谢减慢，光合作用速率会降低，C错误；分析图丙可知，照光与不照光部分的生理过程差别是光合作用是否进行，设实验前圆叶片的质量为xg，右侧照光后增加的质量[（b-x）g]是有机物积累（净光合作用）量，左侧遮光后减少的质量是呼吸作用消耗的有机物量，则右侧剪取部分光合作用制造的有机物总量是（b-x）+（x-a）=b-a（g），b-a的值不表示有机物的积累量，D错误。
8.答案：D
解析：根据纵坐标可以判断甲曲线表示净光合速率，乙曲线表示呼吸速率，A错误。由图可知光合作用的最适温度为30℃左右，呼吸作用最适温度为40℃左右，B错误。由图可知M点和N点的净光合速率相等，C错误。该植物能正常生长所需要的温度不能高于40℃，40℃时净光合速率为0，没有有机物积累，D正确。
9.答案：A
解析：本题考查光合速率与呼吸速率的相关计算。由表中数据可知，29℃下植物呼吸速率最高，该植物呼吸酶的最适温度是29℃左右，A正确。由表中数据可知，25℃时，该植物光合速率为3+1×2=5，净光合速率为5-1=4；27℃时，该植物光合速率为3+2×2=7，净光合速率为7-2=5；29℃时，该植物光合速率为3+3×2=9，净光合速率为9-3=6；31℃时，该植物光合速率为2+1×2=4，净光合速率为4-1=3，第3组净光合速率最大，光照1h第3组释放的氧气量最大，B、C错误。第4组植物每小时的呼吸消耗为1mg，光照处理12小时后重量增加2mg，因此1h时间内合成葡萄糖总量=1+1×2=3（mg），D错误。
10.答案：D
解析：由题图可知，小麦的CO2固定量与外界CO2含量在一定范围内呈正相关，A正确；CO2浓度在小于100mg·L-1时，小麦几乎不固定CO2，小麦很难正常生长，B正确；在CO2含量低浓度下，玉米比小麦更能有效地利用CO2，C正确；CO2浓度大于360mg·L-1后，玉米仍然固定CO2，但固定CO2的量不再增加，D错误。
11.答案：A
解析：由图可知，D时刻整个植株的呼吸作用强度等于光合作用强度，但由于只有叶肉细胞等可以进行光合作用，而所有活细胞都能进行呼吸作用，故D时刻叶肉细胞的光合作用强度大于其呼吸作用强度，A错误；EF时段CO2减少的幅度大于DE时段，因此EF时段植株释放氧气的速率大于DE时段，B正确；若实验继续进行，植株依然能够进行光合作用，且光合作用大于呼吸作用，因此短时间内CO2浓度将下降，C正确；C时刻植株能够进行呼吸作用，但不能确定该时刻植株是否进行了光合作用，D正确。
12.答案：C
解析：适宜的温度和光照条件下，在盛有水生动植物的鱼缸内，物质代谢处于相对平衡状态时，植物的光合速率与动植物的呼吸速率相等。若动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用固定的CO2量，由于鱼缸内的植物也进行呼吸作用，故会导致鱼缸内CO2量增加，鱼缸内物质代谢不会处于平衡状态，A不符合题意。若动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量，由于植物自身呼吸作用也会消耗O2，故会导致鱼缸内O2量降低，鱼缸内物质代谢不会处于平衡状态，B不符合题意。若动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用固定的CO2量，则鱼缸内物质代谢处于相对平衡状态，C符合题意。若动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量，由于植物自身呼吸作用也会消耗有机物，故会导致鱼缸内有机物总量减少，鱼缸内物质代谢不会处于平衡状态，D不符合题意。
13.答案：C
解析：3.7klx是黄瓜叶片的光补偿点，在此光照强度下，黄瓜叶片的光合速率等于呼吸速率，但黄瓜植株的光合速率小于呼吸速率，因此当光照强度大于黄瓜叶片的光补偿点而小于黄瓜植株的光补偿点时，植株的光合速率小于呼吸速率，没有有机物累积，A错误；光照强度大于光饱和点时，限制光合作用的因素不仅有CO2浓度，还有光合色素的含量以及与光合作用有关的酶的数量等，B错误；突然降低光照强度，光反应减弱，叶绿体中NADPH的合成减少，CO2的固定速率暂时不变，即C5的消耗速率不变，但C3还原生成的C5减少，故C5含量会减少，C正确；题干温度为光合作用的适宜温度，若升高温度，其他条件相同时，光合作用减弱，光补偿点升高，光合速率最大值降低，光饱和点降低，D错误。
14.答案：（1）增殖、生长、分化；类囊体膜；不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢
（2）气温过高，植物蒸腾作用增强，导致气孔开度减小，吸收CO2速率降低，光合速率降低；光照强度减弱
（3）6月份该地降雨量大，空气湿度高，植物蒸腾作用小；湿度
解析：（1）叶子不断增大是细胞增殖、生长、分化的结果；进行光合作用的色素位于叶绿体的类囊体薄膜上，由于不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，故可用作色素的分离，该种方法为纸层析法。
（2）8月9：30~11：30时气温过高，植物蒸腾作用强，导致气孔开度减小，吸收CO2速率降低，光合速率降低，而17：30以后光照强度的减弱造成光合作用强度降低。
（3）由题可知，6月气温与8月气温接近，但6月降雨量较大，空气湿度高，故6月份柚木的净光合速率曲线未表现出“双峰”现象，则影响“双峰”现象的最主要的因素是湿度。
15.答案：（1）ATP（或NADPH）；参与构成类囊体薄膜的磷脂双分子层
（2）有机肥料的使用能使小麦叶绿素含量和气孔导度均增加，促进光合作用的光反应和暗反应过程，使光合速率增加（合理即可）；沼肥
（3）外界环境中的CO2和细胞呼吸产生的CO2；该时刻光合作用较强，胞间CO2被用于光合作用
（4）用于比较常规化肥与有机肥料对小麦净光合速率影响的差异
解析：（1）在光合作用过程中，光反应产生的ATP和NADPH用于暗反应中C3的还原，ATP和NADPH都含有磷元素。光合作用光反应的场所是类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体基质，磷元素参与构成类囊体薄膜的磷脂双分子层。
（2）分析表格数据可知，三种有机肥料均能使小麦叶片的叶绿素含量增加，有利于光反应的进行；同时也能使气孔导度增大，增加CO2的吸收，有利于暗反应的进行，从而使小麦的净光合速率增加。
（3）胞间CO2可以来自外界环境，也可以来自细胞呼吸。胞间CO2主要用于光合作用，当光合作用较强时，消耗大量的CO2，从而使胞间CO2浓度下降。
（4）设置常规化肥组可用于比较常规化肥与有机肥料的肥效高低，即比较常规化肥与有机肥料对小麦净光合速率影响的差异。