高考生物二轮复习检测04《光合作用与细胞呼吸》课前诊断卷 (含详解)

这是一份高考生物二轮复习检测04《光合作用与细胞呼吸》课前诊断卷 (含详解)，共9页。
考点一 光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化
1．(·广安模拟)下列关于人体细胞有氧呼吸和无氧呼吸相同点的叙述，错误的是( )
A．都能生成三磷酸腺苷
B．都在生物膜上完成反应
C．都需要多种酶的催化
D．都能产生丙酮酸和NADH
解析：选B 人体细胞有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生ATP(三磷酸腺苷)；无氧呼吸在细胞质基质中进行，有氧呼吸在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜上进行；人体细胞有氧呼吸和无氧呼吸都需要一系列酶的催化；人体细胞有氧呼吸和无氧呼吸都能产生丙酮酸和NADH。
2．光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自( )
A．细胞呼吸产生的ATP和光能
B．都是细胞呼吸产生的ATP
C．光能和光反应产生的ATP
D．都是光反应产生的ATP
解析：选C 在光合作用的光反应过程中，利用吸收的光能分解水分子；三碳化合物形成糖类发生于暗反应，需要的能量来自光反应产生的ATP。
3．如图是某植物叶肉细胞光合作用与有氧呼吸过程中的物质变化图解，其中①～④表示过程。相关叙述错误的是( )
A．过程①③④都能合成ATP
B．过程①②③④总是同时进行
C．过程①③都在生物膜上进行
D．过程④产生的[H]还来自水
解析：选B 据图可知，过程①～④依次是光合作用的光反应阶段、光合作用的暗反应阶段、有氧呼吸的第三阶段、有氧呼吸的第一、二阶段。其中①③④都能合成ATP；过程①②③④不一定同时进行，如晚上仅进行③④(有氧呼吸)而不进行①②(光合作用)；过程①是光合作用的光反应阶段，场所是类囊体薄膜，过程③是有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜；过程④是有氧呼吸的第一、二阶段，产生的[H]除了来自葡萄糖之外，还来自水。
4．(高三·泰安质检)将酵母菌研磨离心后，得到上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆分别装入A、B、C和D、E、F六支试管中，各加入等量等浓度的葡萄糖溶液，将其中A、B、C三支试管放置于有氧条件下，D、E、F三支试管放置于无氧条件下，均保温一段时间。下列叙述错误的是( )
A．用斐林试剂检验还原糖，砖红色最深的是B和E
B．用酸性重铬酸钾检验，橙色变为灰绿色的是D和F
C．能够将葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水的只有C
D．用溴麝香草酚蓝水溶液检验，溶液变成黄色的有A、C、D、E
解析：选D 由题意可知，用斐林试剂检验还原糖，砖红色最深是含葡萄糖量最多的，B和E只含有线粒体，不能直接利用葡萄糖，故二者的砖红色是最深的；能使酸性重铬酸钾检验，由橙色变成灰绿色是含有酒精的试管，即D和F；能够将葡萄糖彻底氧化分解成CO2和H2O的只有C；用溴麝香草酚蓝水溶液检验，溶液变成黄色的有C、D、F。
5．正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )
A．O2的产生停止
B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降
D．NADPH/NADP＋比值下降
解析：选B 正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和[H](即NADPH)停止产生；光照停止，暗反应中C3的还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢。
考点二 光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用
6. ．用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质
B．OA段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降
C．AB段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽
D．B点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无[H]和ATP的供应
解析：选C 叶肉细胞中固定CO2的场所是叶绿体基质；从题图分析，OA段三碳化合物的含量持续上升，说明消耗的五碳化合物越来越多，因此五碳化合物的含量有所下降；AB段三碳化合物浓度不变的原因是三碳化合物生成的量与被还原的量基本相等；黑暗条件下叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP等物质，导致三碳化合物的还原受阻，其含量上升。
7．长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A．Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率下降
B．Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率上升
C．Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同
D．细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点
解析：选D Ⅰ阶段开始浸水，随着时间的推移，溶氧量逐渐减少，所以有氧呼吸速率下降；Ⅱ阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升；Ⅲ阶段细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且产生的酒精对细胞有毒害作用，导致呼吸速率下降；a点既有较弱的有氧呼吸，也有较弱的无氧呼吸，而b点进行较强的无氧呼吸，不进行有氧呼吸。
8．为了研究缺失叶黄素的植株(甲)和正常的植株(乙)光合速率的差异，某实验小组设计实验并测得相关数据如下表(温度和CO2浓度等条件均适宜)。下列有关叙述正确的是( )
A．植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色，且呼吸速率降低
B．光照强度为3 klx时，植株甲光合作用所需CO2只来源于呼吸作用
C．光照强度为1 klx时，植株乙的光合速率大于其呼吸速率
D．光照强度为3 klx时，甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100 cm2·h)
解析：选D 据表格数据分析，植株甲的呼吸速率比植株乙低，叶黄素呈黄色，缺少叶黄素会使叶片呈现其他色素的颜色，一般为绿色。光照强度为3 klx时植株甲光合速率达到最大值，光合作用所需CO2来自呼吸作用和外界环境。植株乙的光合速率＝呼吸速率时的光照强度为3 klx，所以在光照强度为1 klx时，植株乙的呼吸速率大于其光合速率。光照强度为3 klx时，植株甲光合速率达到最大值，固定CO2量＝呼吸作用释放CO2量＋光合作用净吸收CO2量＝6＋12＝18 [mg/(100 cm2·h)]；光照强度为3 klx时植株乙光合速率＝呼吸速率＝14 mg/(100 cm2·h)，即此光照强度下甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100 cm2·h)。
9．(·南京模拟)科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关叙述错误的是( )
A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．致使ef段、p段Pn下降的原因是光照强度逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
解析：选B 早晨日出后光照强度不断增大，使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因环境温度过高导致部分气孔关闭，吸收少量CO2导致的。15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致。适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥可以增加土壤中CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施。
10．仙人掌生长在高温、干旱的环境中，形成了一定的适应性特征。下图表示仙人掌在24 h内，光合作用和气孔导度(气孔张开程度)的变化。据图分析，下列描述正确的是( )
A．白天进行光合作用，夜间进行呼吸作用
B．白天蒸腾作用强，散失的水分多于夜间
C．白天可以进行光反应，但不能从外界吸收CO2
D．夜间同化CO2，所以暗反应只在夜间进行
解析：选C 由图分析可知，仙人掌在白天和夜晚既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用；据图分析可知，白天气孔导度小，说明其蒸腾作用不强；白天光照强，可以进行光反应，但是气孔导度小(为0)，不能从外界吸收CO2；暗反应包括CO2的固定和三碳化合物的还原，其中三碳化合物的还原需要光反应提供的ATP和[H]，因此暗反应在白天也进行。
[非选择题—练通综合交汇]
11．(高三·南京联考)图甲表示在不同温度条件下CO2浓度对某植物净光合速率的影响；图乙表示将该种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，叶肉细胞中C5的相对含量随细胞间隙CO2浓度的变化曲线。请回答下列问题：
(1)据图甲可知，当CO2浓度分别为600 μml·L－1和1 200 μml·L－1时，更有利于该植物生长的温度分别是______________。当CO2浓度为200 μml·L－1时，28 ℃条件下该植物净光合速率明显低于20 ℃和15 ℃，原因可能是______________________________。
(2)CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3，据图乙分析，A→B的变化是由于叶肉细胞吸收CO2速率________，在此阶段暗反应消耗ATP的速率________；B→C保持稳定的内因是受到___________限制。
(3)研究发现，绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性，催化如下图所示的两个方向的反应，反应的相对速率取决于O2和CO2的相对浓度。
在叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与___________反应，形成的___________进入线粒体放出CO2，称之为光呼吸。光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，据此推测，CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是___________________________。
解析：(1)据图分析，当CO2浓度为600 μml·L－1时，20 ℃条件下的净光合速率最高；当CO2浓度为1 200 μml·L－1时，28 ℃条件下的净光合速率最高；当CO2浓度为200 μml·
L－1时，28 ℃条件下该植物净光合速率明显低于20 ℃和15 ℃，可能是因为实际光合速率都不高，而28 ℃时的呼吸速率较高。(2)据图乙分析，A→B之间随着细胞间隙CO2浓度的逐渐增加，细胞吸收CO2速率在逐渐增加，与C5结合生成的C3增加，因此叶肉细胞中C5的相对含量逐渐下降，该过程需要光反应提供的ATP和[H]，因此消耗ATP的速率增加；B→C随着细胞间隙CO2浓度的逐渐增加，细胞吸收CO2速率保持相对稳定，受RuBP羧化酶数量(浓度)的限制。(3)据图分析，RuBP羧化酶的作用是催化C5与CO2结合生成三碳酸，或者催化O2与C5结合生成三碳酸和二碳化合物，其中后者的产物二碳化合物进入线粒体放出CO2；高浓度CO2可减少光呼吸，导致光呼吸消耗的有机物减少，因此CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加。
答案：(1)20 ℃、28 ℃ 实际光合速率都不高，而28 ℃时的呼吸速率很强 (2)增加 增加 RuBP羧化酶数量(浓度) (3)O2 二碳化合物(C2) 高浓度CO2可减少光呼吸
12．(·南通模拟)将金鱼藻放在盛有一定浓度的碳酸氢钠溶液的密闭容器中培养，先用10 000 lx的光照处理金鱼藻5 min，再用5 000 lx的光照处理5 min，最后用1 000 lx的光照处理5 min，最后进行黑暗处理。定时测定金鱼藻产生的气泡数量结果如表所示。请据此回答下列问题：
(1)实验中用一定浓度的碳酸氢钠溶液培养金鱼藻的目的是____________________________。
(2)叶绿体中限制绿色植物对光能利用的主要物质是________，这些物质可以溶解在________(填溶剂名称)中。
(3)实验中气泡的主要气体产生于光合作用的________阶段。实验开始14 min后，气泡产生数量为0，说明此时金鱼藻光合作用产生气体速率________呼吸作用消耗该气体的速率。
(4)实验开始5 min后，若将装置由5 000 lx光下转移到10 000 lx光下，此时叶绿体内C5含量可能__________(填“增加”“减少”或“基本不变”)，试解释：________________________________________________________。
解析：(1) 一定浓度的碳酸氢钠溶液可提供金鱼藻光合作用需要的CO2。(2)叶绿体中的光合色素能够吸收、转化光能，是限制绿色植物对光能利用的主要物质；这些光合色素可以溶解在无水乙醇等有机溶剂中。(3)实验中气泡的主要气体是O2，产生于光合作用的光反应阶段。实验开始14 min后，气泡产生数量为0，说明此时没有O2的释放，因此金鱼藻光合作用产生O2速率小于或等于呼吸作用消耗O2的速率。(4)实验开始5 min后，若将装置由5 000 lx光下转移到10 000 lx光下，此时光照强度增强，光反应产生的ATP和[H]增多，C3的还原增强，产生C5增多，同时培养液中CO2供应减少，CO2固定时利用的C5减少，所以叶绿体内C5含量可能增加。
答案：(1)提供金鱼藻光合作用需要的CO2 (2)光合色素 无水乙醇(或其他有机溶剂) (3)光反应 小于或等于 (4)增加 光照增强，光反应产生的ATP、[H]增多，C3还原增强，产生C5增多，同时培养液中CO2供应减少，CO2固定时利用的C5减少
13．(·长春实验中学模拟)茶叶有降压、提神和保健等功效。某科研人员在晴朗夏季的一天中探究茶树净光合速率和胞间CO2浓度的日变化规律，结果如下图。请据图回答下列问题：
(1)图中曲线表示净光合速率的是___________(填“实线”或“虚线”)。从胞间CO2浓度分析，与12点相比，14点时叶肉细胞中C3含量_________(填“高”或“低”)。
(2)茶树在中午时分会出现光合“午休”现象。从图中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为减少水分散失，气孔___________(填“部分关闭”或“全部关闭”)，导致胞间CO2浓度降低。
(3)研究CO2在植物体内的转移途径时，采用的方法是________法，CO2中的氧经光合作用和有氧呼吸后转移到终产物________中。
(4)由于茶树光合“午休”影响产量，为减缓光合“午休”，该科研人员打算间作高茎玉米。请设计实验进行探究。(间作是指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。)
①该实验的目的是________________________________________________。
②该实验的自变量是________________________。该实验须在____________时间进行。
③检测净光合速率与胞间CO2浓度，若___________________________________，说明科研人员的研究达到预期目的。
解析：(1)晴朗夏季的中午，植物会出现光合“午休”现象，导致净光合速率降低，胞间CO2浓度中午后可恢复，图中实线表示净光合速率。与12点相比，14点时胞间CO2浓度较高，有较多的CO2被固定为C3，叶肉细胞中C3含量高。(2)气孔是CO2进出叶片的通道，据图可知，中午前后胞间CO2浓度降低，但仍保持一定浓度，气孔应是部分关闭。(3)研究CO2在植物体内的转移途径时，可采用同位素标记法，CO2中的氧经光合作用转移到有机物中，再经有氧呼吸第二阶段后转移到终产物CO2中。(4)①该实验的目的是探究间作高茎玉米能否减缓茶树光合“午休”。②根据实验目的可确定该实验的自变量是是否间作高茎玉米。间作高茎玉米的为实验组，不间作高茎玉米的为对照组。晴朗夏季的中午，植物会出现光合“午休”现象，该实验需在晴朗夏季中午检测实验组和对照组的净光合速率与胞间CO2浓度。③若间作高茎玉米能减缓茶树光合“午休”，则实验组的净光合速率与胞间CO2浓度均高于对照组。
答案：(1)实线 高 (2)部分关闭 (3)同位素标记 CO2 (4)①探究间作高茎玉米能否减缓茶树光合“午休” ②是否间作高茎玉米 晴朗夏季 ③实验组的净光合速率与胞间CO2浓度均高于对照组
[教师备选题]
1．下列有关生命活动中，细胞内物质含量或比值的关系，正确的是( )
A．O2与CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高
B．细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时高
C．一般情况下，等质量物质有氧呼吸，产生CO2与吸入O2的比值，脂肪比葡萄糖高
D．长期处于较低浓度CO2条件下，C3与C5含量比较，前者比后者高
解析：选D 线粒体需要消耗O2进行有氧呼吸，将CO2排出到细胞质中，细胞质基质中的O2浓度高于线粒体内，而线粒体内的CO2浓度高于细胞质基质，因此人体细胞内O2与CO2的比值，线粒体内比细胞质基质低。自由水所占比例越高，新陈代谢越旺盛，因此细胞内结合水与自由水的比值，种子萌发时比休眠时低。利用葡萄糖进行有氧呼吸时，产生CO2与吸入O2的比值为1，利用脂肪进行有氧呼吸时，产生CO2小于吸入O2，因此等质量脂肪和葡萄糖进行有氧呼吸时，产生CO2与吸入O2的比值脂肪比葡萄糖低。长期处于较低浓度CO2条件下，一个C5形成两个C3，C3与C5含量比较，前者比后者高。
2．科研工作者在同一环境条件下测定了生长状态相同的美国红枫和北美枫香的净光合速率(光合速率与呼吸速率的差值)及蒸腾速率的日变化，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．北美枫香和美国红枫光合作用消耗ATP最快的时刻分别是14：00和13：00
B．北美枫香和美国红枫积累有机物最多的时刻分别是11：00和15：00
C．美国红枫正午前后净光合速率下降与气孔关闭引起的CO2供应不足有关
D．在该实验条件下北美枫香对水的需求量大于美国红枫对水的需求量
解析：选C 光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段产生的ATP和[H]为暗反应阶段提供能量和还原剂，光合速率越大消耗ATP也就越快，图中未显示呼吸速率，因此无法确定两者消耗ATP最快的时刻。净光合速率＞0，说明有机物积累量＞0，在实验条件下，北美枫香和美国红枫的净光合速率都大于0，所以不能确定有机物积累最多的时刻。美国红枫正午前后，光照强度过强，部分气孔关闭引起的CO2供应不足，影响了暗反应的进行，光合速率下降，净光合速率下降。蒸腾作用有利于植物根对水分的吸收，蒸腾作用越强，根吸水能力越强，北美枫香在该实验条件下的蒸腾速率小于美国红枫的蒸腾速率，即在该实验条件下北美枫香对水的需求量小于美国红枫对水的需求量。光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx)
光合速率达到最大值时的最小光照强度(klx)
光合速率最大值时CO2吸收量
[mg/(100 cm2·h)]
黑暗条件下
CO2释放量[mg/(100 cm2·h)]
植株甲
1
3
12
6
植株乙
3
9
30
14
时间(min)
1
3
5
7
10
12
14
16
气泡(个/ min)
38
40
24
15
5
3
0
0