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2021届高考生物二轮复习 课时练光合作用和呼吸作用

2021届高考生物二轮复习 课时练光合作用和呼吸作用

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高考模拟·课下达标（五） 光合作用和呼吸作用
一、选择题
1．(2019·广元二模)细胞中许多结构产生[H]与ATP。下列关于[H]和ATP的叙述，错误的是(　　)
A．叶绿体内的[H]来自水，[H]用于还原C3
B．线粒体内的[H]部分来自丙酮酸，[H]用于还原氧气
C．叶绿体、线粒体内的ATP均可用于植物的各种生命活动
D．适宜光照下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
解析：选C　叶绿体内的[H]来自水的光解，用于还原C3，A正确；线粒体内的[H]一部分来自于葡萄糖的分解，一部分来自丙酮酸和水反应生成CO2的过程，两过程产生的[H]用于还原氧气生成水，B正确；叶绿体中产生的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动，C错误；叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都含有与合成ATP相关的酶，都能产生ATP，D正确。
2．图1表示植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的部分过程，其中C3在不同代谢过程中表示不同的化合物；图2表示该细胞中的一种生物膜和其上所发生的部分生化反应。下列叙述错误的是(　　)

A．图1中属于光合作用的过程有①②
B．图2中生物膜是线粒体内膜
C．图2中蛋白M能催化合成ATP
D．图1中过程③发生在图2中的生物膜上
解析：选D　分析图示可知：图1中的过程①表示CO2固定，过程②表示C3的还原，过程①②均属于光合作用的暗反应；图2显示，该生物膜上发生4H＋＋O2―→2H2O和ATP的生成反应，由此可知该膜为线粒体内膜；图2蛋白M能催化合成ATP；图1中过程③表示有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，而图2的生物膜为线粒体内膜。

3．如图是酵母菌呼吸作用实验示意图，相关叙述正确的是(　　)

A．条件X下葡萄糖中能量的去向有三处
B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解，并产生CO2和水
C．试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液
D．物质a产生的场所为线粒体基质
解析：选A　根据产物酒精判断条件X为无氧，无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒精中，一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失，A正确；线粒体不能利用葡萄糖，B错误；试剂甲为酸性重铬酸钾溶液，C错误；图中物质a是CO2，无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质，有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质，D错误。
4．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含有线粒体，不能直接利用葡萄糖，故二者的砖红色最深，A正确；用酸性重铬酸钾检验，由橙色变成灰绿色是含有酒精的试管，即D和F，B正确；能够将葡萄糖彻底氧化分解成CO2和H2O的只有C，C正确；用溴麝香草酚蓝水溶液检验，溶液变成黄色的有C、D、F，D错误。
5．研究发现，菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。下列有关叙述正确的是(　　)
A．NADH脱氢酶主要分布在线粒体的基质中
B．鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段
C．鱼藤酮也会对农作物产生很强的毒害作用
D．长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加
解析：选B　根据题意分析，[H]与氧反应属于有氧呼吸第三阶段，因此NADH脱氢酶主要分布在线粒体的内膜上，A错误；菜粉蝶幼虫细胞中的NADH脱氢酶对鱼藤酮十分敏感，说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，B正确；鱼藤酮广泛存在于植物根皮细胞中，说明其对农作物是没有害处的，C错误；长期使用鱼藤酮将会对菜粉蝶本来就产生了的抗药性变异进行选择，进而导致种群抗药性基因频率增加，D错误。
6．(2019·衡阳十校调研)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O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质低，A错误。自由水所占比例越高，新陈代谢越旺盛，因此细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时低，B错误。葡萄糖进行有氧呼吸，产生CO2与吸入O2的比值为1，脂肪进行有氧呼吸，产生CO2小于吸入O2，等质量物质有氧呼吸，产生CO2与吸入O2的比值，脂肪比葡萄糖低，C错误。长期处于较低浓度CO2条件下，一个C5形成二个C3，C3与C5含量比较，前者比后者高，D正确。
7．野生型酵母菌在线粒体内有氧呼吸酶作用下产生的[H]可与显色剂TTC结合，使酵母菌呈红色。呼吸缺陷型酵母菌缺乏上述相关酶。下列相关叙述错误的是(　　)
A．TTC可用来鉴别野生型和呼吸缺陷型酵母菌
B．呼吸缺陷型酵母菌细胞呼吸也可产生[H]
C．呼吸缺陷型酵母菌无法合成ATP
D．呼吸缺陷型酵母菌丙酮酸在细胞质基质被分解
解析：选C　呼吸缺陷型酵母菌无氧呼吸也可以合成ATP。
8．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如表所示(不考虑化能合成作用)：
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.9 mg
5.6 mg
3.8 mg
下列说法正确的是(　　)
A．丙瓶中浮游植物细胞产生[H]的细胞器是叶绿体和线粒体
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg
C．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为0.4 mg
D．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低
解析：选B　丙瓶中浮游植物细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，由于无光照，没有H2O光解产生的[H]，故产生[H]的细胞器只有线粒体，A错误；本实验中氧气含量为甲瓶－丙瓶＝1.1 mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，B正确；乙瓶－甲瓶＝0.7 mg，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量为1.1＋0.7＝1.8 mg，C错误；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，故乙瓶水样的pH比丙瓶的高，D错误。
9．研究人员在相同且适宜温度条件下分别测定了两个作物品种 S1、S2 的光饱和点(光饱和点是达到最大光合速率所需的最小光照强度)。当增加环境中 CO2 浓度后，测得 S1 的光饱和点没有显著改变，S2 的光饱和点显著提高。下列叙述错误的是(　　)
A．S1 的光饱和点不变，可能是原条件下 CO2 浓度未达到饱和
B．S1 的光饱和点不变，可能是原条件下光反应产生的[H]和 ATP 不足
C．S2 的光饱和点提髙，可能是原条件下光反应产生的[H]和 ATP 较多
D．S2 的光饱和点提高，可能是原条件下 CO2 浓度不足
解析：选A　由题意可知光饱和点是达到最大光合速率所需的最小光照强度。如果增加环境中CO2 浓度后，光饱和点没有改变，说明其原来所在的条件下CO2 浓度已经饱和，而限制其光饱和点的因素应是原条件下光反应产生的ATP和[H]不足，A错误，B正确。而如果增加环境中CO2 浓度后，光饱和点提高，说明在原有条件下光反应产生的ATP和[H]足够多，而限制光饱和点的因素是CO2 浓度，C、D正确。
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。
11．(2019·锦州检测)阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明(　　)

A．“光斑”照射前，光合作用无法进行
B．“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加
C．“光斑”照射后，O2释放速率的变化说明暗反应对光反应有抑制作用
D．CO2曲线AB段的变化说明进行暗反应与光照无关
解析：选C　由于O2释放速率代表光反应速率，“光斑”照射前，有O2释放，说明能进行光合作用，A错误；“光斑”照射开始后，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率增加相对较慢，说明光反应和暗反应不是同步增加的，B错误；“光斑”照射后，CO2的吸收速率增加的同时，O2的释放量下降，说明暗反应对光反应有抑制作用，C正确；AB段“光斑”移开，光照减弱，光反应减弱，O2的释放量下降的同时，CO2的吸收速率也下降，说明暗反应的进行与光照有关，D错误。
12．三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是(　　)

A．与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高
B．14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少
C．17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
解析：选D　与11：00时相比，13：00时CO2浓度低，叶绿体中合成C3的速率和C3含量均相对较低，A错误。14：00后叶片的Pn(净光合速率)下降，但仍然大于0，故植株积累有机物的量继续增加，B错误。17：00后叶片的Ci(胞间CO2浓度)快速上升，但光照减弱，光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少，导致暗反应速率降低，C错误。叶片的Pn(净光合速率)先后两次下降，第一次下降的主要原因是叶片气孔关闭，CO2浓度降低，导致暗反应受阻；第二次下降的主要原因是光照强度减弱，光反应减弱，D正确。
二、非选择题
13．黄瓜是人们餐桌上的常见蔬菜，某科研小组在晴朗的白天，分别对生长在强光下和弱光下的黄瓜幼苗吸收CO2的速率(单位：mg·dm－2·h－1)、气孔阻力(气孔开度减小，气孔阻力增大)等生理指标进行了测定，结果如图。请据图回答下列问题：

(1)黄瓜幼苗固定CO2的场所是__________，若一天中温度不变，强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率为__________ mg·dm－2·h－1(以CO2的质量表示)。由图1可知强光下吸收CO2的速率更快，主要原因是_______________。
(2)实验测得10：00～12：00间光照强度不断增强，但强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率却下降，结合图请分析原因_________________。
(3)若要测定强光和弱光对黄瓜幼苗光合色素的影响，提取色素要用到________________试剂，研磨时同时加人SiO2和CaCO3，加人CaCO3的目的是_______________。
(4)温度在一天中会发生变化，科研小组若要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的光合速率，还要测定幼苗的_____________，若在白天进行该过程，需采取_____________措施。
解析：(1)CO2的固定场所是叶绿体基质，若一天中温度不变，则呼吸速率为1 mg·dm－2·h－1，强光下黄瓜幼苗制造有机物的最大速率＝6＋1＝7 mg·dm－2·h－1。强光下光反应产生的[H]和ATP比弱光时多，还原C3生成有机物的量多，因此光合速率更强。
(2)实验测得10：00～12：00间光照强度不断增强，但强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率却下降，原因是12：00比10：00的气孔阻力大，黄瓜幼苗吸收CO2的速率慢。
(3)提取色素的试剂为无水乙醇，加入CaCO3的目的是防止色素被破坏。
(4)若测定光合速率，除了净光合速率还要测定黄瓜幼苗的呼吸速率，若在白天需采取遮光处理。
答案：(1)叶绿体基质　7　 强光下光反应产生的[H]和ATP比弱光多，还原C3生成有机物的量多
(2)12：00比10：00的气孔阻力大，黄瓜幼苗吸收CO2的速率慢
(3)无水乙醇　防止色素被破坏
(4)呼吸速率　遮光处理
14．(2019·南京市模拟)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 μmol·L－1和1 200 μmol·L－1时，更有利于该植物生长的温度分别是______________。当CO2浓度为200 μmol·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 μmol·L－1时，20 ℃条件下的净光合速率最高；当CO2浓度为1 200 μmol·L－1时，28 ℃条件下的净光合速率最高；当CO2浓度为200 μmol·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
15．(2019·东北育才学校模拟)植物的光合速率受环境影响。甲、乙、丙三个品系的棉花植株从30 ℃环境移入40 ℃环境中培养，测得相关数据变化情况如图1所示。图2是甲品系棉花幼苗在温度适宜的情况下测定的净光合速率随光照强度的变化曲线，下表是测定图2中Q点各组相对气孔开度、水分利用效率的记录数据。回答下列相关问题：

组别
A
B
C
D
相对气孔开度(%)
100
62
83
47
水分利用效率
1.78
1.81
3.10
3.25

(1)分析图1、图2，影响棉花植株光合速率的因素有_____________________。甲、乙、丙三个品系的棉花植株在相同条件下的光合速率不同，从生物多样性的角度分析，这是由________________造成的。
(2)图2中，M点时，B组棉花植株产生ATP的场所有________________________。M点时，D组棉花植株光合作用所需CO2的来源有_____________________________________。
(3)高温环境下，甲、乙、丙三个品系的棉花植株中__________品系对高温的耐受力最强。
(4)分析图2和表中数据可知，Q点时，干旱降低棉花植株净光合速率的原因是________________________；CO2浓度倍增不仅能提高棉花植株的净光合速率，还能通过提高________________来增强抗旱能力。
解析：(1)分析图1，甲、乙、丙三个品系的棉花植株光合速率的变化是由温度的变化引起的，分析图2，自变量有光照强度、水分和CO2浓度，因此影响棉花植株光合速率的因素有光照强度、CO2浓度、温度、水分。相同条件下甲、乙、丙三个品系的棉花植株光合速率不同，是由基因不同造成的，体现了基因多样性。(2)图2中M点时，B组棉花的净光合速率为0。此时既进行光合作用也进行呼吸作用，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。而在M点时，D组棉花植株的净光合速率大于0，即光合速率大于呼吸速率，因此光合作用过程中所需CO2的来源有呼吸作用产生和从外界环境中吸收。(3)在高温环境下与处理前相比，甲、乙、丙三个品系的棉花植株的光合速率均下降，但甲品系植株的光合速率比乙、丙品系植株的高，故甲品系对高温的耐受力最强。(4)分析图2和表中数据，Q点时，干旱导致植物的气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响植物的光合速率；CO2倍增的条件下，棉花植株对水分利用效率增加。
答案：(1)光照强度、CO2浓度、温度、水分　基因多样性
(2)细胞质基质、叶绿体和线粒体　呼吸作用产生和从外界环境中吸收　(3)甲　(4)气孔开度降低，气孔关闭，CO2吸收减少　水分利用效率