专题二 两大基础代谢——光合作用和呼吸作用(时间：30分钟)小题对点练考点一 光合作用与细胞呼吸过程及内在关系1．夏季晴朗的中午，部分植物会因为蒸腾作用过于剧烈而出现气孔关闭的现象，植物通过关闭气孔可减少水分的过度散失。气孔关闭后，短时间内，植物叶绿体内C3、C5和ATP的含量的变化是( )。A．C3减少、C5增多、ATP减少B．C3减少、C5增多、ATP增多C．C3增多、C5减少、ATP减少D．C3增多、C5减少、ATP增多解析 题干所给条件：光照没有减弱，气孔关闭，即二氧化碳的吸收减弱，细胞内二氧化碳的含量降低，因此C3减少、C5增多、ATP增多。答案 B2．(2022·山东泰安期末)右图表示生物细胞内[H]的转移过程，下列分析正确的是( )。A．①过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ADP的产生B．②过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行C．真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与D．真核细胞的④过程发生在线粒体基质中，且必须有水参与反应解析 ①过程水的光解过程，发生在叶绿体基粒上，且伴随着ATP的产生，A错误；②过程是暗反应，真核细胞发生在叶绿体基质中，有光无光都能进行，B不正确；真核细胞的③过程是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与，C正确；真核细胞的④过程发生在细胞质基质和线粒体基质中，有氧呼吸的第二阶段需要水参与反应。D错误。答案 C3．(2022·山东泰安期末)下图表示生物细胞内[H]的转移过程，下列分析正确的是( )。H2O[H](CH2O)9\nA．①过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ADP的产生B．②过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行C．真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与D．真核细胞的④过程发生在线粒体基质中，且必须有水参与反应解析 ①过程是光反应，可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ATP的产生，A错误；②过程是光合作用的暗反应，也可发生在没有叶绿体的原核细胞，且有光无光都能进行，B错误；真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与，C正确；真核细胞的④过程发生在细胞质基质和线粒体基质中，其中有氧呼吸的第二阶段需要水参与反应，D错误。答案 C4．(2022·山东临沂质量检测)下图为细胞呼吸过程示意图，其中数字代表反应发生的场所，字母代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )。A．①、②、③中所含成分最多的都是水B．E中的物质可以参与②中发生的生理过程C．如果没有D物质，只能有①、②场所中的过程发生D．B物质以自由扩散的方式进行转运解析 ③为线粒体内膜，所含成分最多的是磷脂和蛋白质，A错误；E中的物质为水，可以参与②中有氧呼吸第二阶段发生的生理过程，B正确；如果没有D物质(氧气)，除了有①、②场所中的过程发生外无氧呼吸也可以发生，C错误；B物质[H]以主动运输的方式进行转运，D错误。答案 B5．下图是真核细胞内呼吸作用的过程图解，下列说法正确的是( )。9\nA．图中X表示O2，它可以通过植物的光合作用产生B．物质Y可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色C．人体内不能完成④⑤过程D．图中催化②、③过程的酶存在于线粒体内膜上解析 图示中X表示O2，可以通过植物的光合作用产生，A正确；Y表示CO2，可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成黄色，B错误；人体内由于不含有酒精发酵所需的酶，故不能进行⑤过程，但能完成④过程，C错误；②过程为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质，D错误。答案 A6．光合作用和有氧呼吸过程中都有[H]的生成和利用，下列分析中合理的是( )。A．从本质上讲，二者都具有还原性，一定是同一种物质B．从来源上看，前者来源于水的光解，后者可来源于葡萄糖、H2OC．从去路上看，前者产生的[H]用于还原C5，后者与O2结合生成H2OD．二者产生的[H]在还原底物时，都释放出大量的能量，供给生物体生命活动所需解析 光合作用和有氧呼吸过程中产生的[H]不是同一种物质，A错误；光合作用产生的[H]来自H2O的光解，用于还原C3，有氧呼吸过程中的[H]来自葡萄糖、水和丙酮酸，与O2结合释放出大量能量供给生物体生命活动所需。答案 B7．如图是植物叶肉细胞内发生的生理过程，下列叙述正确的是( )。A．植物叶肉细胞的叶绿体和线粒体中均可产生ATP和[H]B．光合作用与呼吸作用产生的ATP，均可用于对矿质元素的吸收等生命活动C．光合作用在叶绿体内进行，有氧呼吸在线粒体中进行D．线粒体中产生的CO2进入叶绿体内参与光合作用至少穿过6层膜结构9\n解析 选项A正确：叶肉细胞光合作用的光反应阶段和细胞呼吸过程中均有ATP和[H]的合成。选项B错误：光合作用产生的ATP只能用于暗反应，细胞呼吸产生的ATP可用于各项生命活动。选项C错误：有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。选项D错误：线粒体与叶绿体均具有双层膜，同一细胞内的线粒体产生的CO2进入该细胞的叶绿体内参与光合作用穿过膜的层数最少，穿过膜的层数是4。答案 A考点二 光合作用与细胞呼吸的影响因素及相关实验探究8．(2022·安徽江南十校联考)下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( )。A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组B．若向B瓶和E瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则E瓶内的溶液会变黄C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率D．若C瓶和F瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式解析 甲、乙构成对比实验，二者均为实验组；E瓶中酵母菌无氧呼吸产生酒精，加入酸性重铬酸钾可显示“灰绿色”；C瓶、F瓶溶液均变浑浊，恰能证明酵母菌既可进行有氧呼吸，又能进行酒精发酵。答案 C9．利用如图1所示的实验装置，测得温度与酵母菌无氧呼吸速率的关系(如图2所示)，下列有关叙述正确的是( )。A．试管中加水的目的是为细胞呼吸提供原料B．葡萄糖溶液煮沸的目的是除杂菌及排除氧气C．可用溴麝香草酚蓝水溶液检测有无酒精产生D．本实验说明25℃为酵母菌无氧呼吸的最适温度9\n解析 试管中加水的主要目的是制造无氧环境及便于统计单位时间内产生的气泡数，A错；将葡萄糖溶液煮沸，可以杀灭杂菌并排除氧气，B正确；溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2，重铬酸钾用于检测酒精，C错；据图中数据判断，0～25℃范围内，曲线均呈上升趋势，由于25℃以后的实验数据不详，因此无法判断25℃是否为酵母菌无氧呼吸的最适温度，D错。答案 B10．(2022·山东滨州3月模拟)如图表示环境因素对某株绿色植物光合作用速率的影响，据图分析，正确的是( )。A．b点限制光合作用速率的因素是CO2浓度B．与a点相比，b点C3含量多于a点C．a点与b点光合作用速率差异的原因是光照强度和CO2浓度的不同D．a点叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中均可产生ATP解析 b点之后提高光照强度，光合速率不变，而升高二氧化碳浓度则光合速率上升，故限制光合作用速率的因素是二氧化碳浓度，A正确。与a点相比，b点二氧化碳浓度较低，生成的三碳化合物较少，B错误。a点和b点光照强度相同，但二氧化碳浓度不同，故两点光合速率不同，C错误。a点叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸，叶绿体基粒、细胞质基质和线粒体均可产生ATP，但叶绿体基质消耗ATP，D错误。答案 A大题冲关练11．甲图表示小麦叶肉细胞在特定条件下的生理状态，乙图表示小麦叶肉细胞内光合作用与细胞呼吸之间的物质变化关系图(G、X、Y表示物质，①～⑤表示过程)，丙图表示小麦叶片在不同光照强度下的光合作用速率。据图回答下列问题。(1)甲图所示的生理状态下，产生ATP的场所有________(用字母表示)。(2)乙图中的过程________发生于甲图中的B场所。物质X、Y分别代表的是________。9\n(3)参考丙图中光照强度和光合作用速率的关系，甲图所示叶肉细胞所处环境中的光照强度为________。(4)试参考丙图分析，当光照强度大于7klx时，光合作用速率不再增加的主要限制因素有________。(5)当光照强度为6klx时，面积为10cm2的小麦叶片，1h能合成的葡萄糖的质量为________mg。解析 (1)因为甲图所示的叶绿体能吸收CO2，所以表明类囊体薄膜A上可进行光反应产生ATP，另外，有氧呼吸的三个阶段分别对应的部位是细胞质基质E、线粒体基质C、线粒体内膜D。(2)B为叶绿体基质，可进行暗反应②⑤。⑤表示二氧化碳的固定，则X表示三碳化合物；③表示有氧呼吸第一阶段，则Y表示丙酮酸。(3)由甲图可以看出，该小麦叶肉细胞的呼吸作用速率大于光合作用速率，在丙图中表示为净光合作用速率小于0，即光照强度大于0而小于约1klx。(4)限制光合作用速率的主要因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度；光照强度为7klx时已达到光饱和点，故此时的主要限制因素有二氧化碳浓度、温度。(5)光照强度为6klx时，面积为10cm2的小麦叶片1h能从外界吸收二氧化碳1mg，从线粒体中吸收0.2mg，共计1.2mg，因此能合成的葡萄糖的质量约为0.8mg。答案 (1)A、C、D、E (2)②⑤ 三碳化合物和丙酮酸 (3)大于0而小于1klx (4)二氧化碳浓度、温度 (5)0.812．图1为测定植物光合速率的实验装置(注：两装置的不同之处在于装置乙中的C为死植物)，图2是某种绿色植物在光照等环境因素影响下的光合速率变化示意图。请回答以下问题。9\n(1)大气中的CO2可通过植物叶片表面的________进入植物体内。光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的________，有机物(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后最终出现在产物________中。(2)图2中在t2时叶肉细胞内生成[H]的场所有________。t4后短暂时间内，细胞中的ATP和C3的含量变化分别是________。(3)由图2可看出影响植物光合速率的主要因素是________________。若图2纵坐标表示的是净光合速率，现要进一步研究该植物的总光合速率，应该对图1实验装置做怎样的处理？①________________；②________________。解析 (1)CO2通过叶片表面的气孔进入植物体内，参与暗反应CO2的固定，生成的C3被还原成C6H12O6，其中氧原子的转移途径为CO2→C3→C6H12O6，C6H12O6用于有氧呼吸，其氧原子的转移途径为C6H12O6→丙酮酸→CO2。(2)图2中t2时细胞既进行光合作用也进行细胞呼吸，故产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体；t4后短暂时间内，由于细胞内的光反应停止，[H]和ATP的含量减少，C3的消耗减少，故其含量增加。(3)植物的总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以要通过图1装置测定植物的呼吸速率，进行测定时必须进行遮光(或黑暗)处理，排除光照的影响，将装置中的CO2缓冲液改为NaOH溶液，吸收装置中的CO2，进而测定装置中单位时间内氧气的减少量，从而确定呼吸速率。答案 (1)气孔 CO2 CO2(2)细胞质基质、线粒体、叶绿体 减少、增加(3)光照强度和CO2浓度 将装置甲、乙遮光，测定每小时呼吸作用消耗的氧气量 将装置的CO2缓冲液换成NaOH溶液13．(2022·山东泰安期末)某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分(蒸馏水)、通气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的干重变化，结果如图所示。据图分析：(1)第2～6d，种子从外界吸收__________，参与细胞内生化反应，导致干重增加。6d后种子干重减少的主要原因是________________。(2)种皮未突破前，种子以无氧呼吸为主，第4d，实验小组测得种子吸收的O2和释放的CO29\n之比为1∶3，此时大豆细胞内有机物________________增多，该物质产生于细胞的________中，产生该物质的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是________________。第________d，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下，测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下图。据图分析，大豆最适生长温度是________________℃左右，在此温度下，每100mm2叶面积上1h光合作用制造的葡萄糖是________________μmol。(4)研究小组发现沙尘天气影响大豆生长，分析认为：首先，沙尘天气直接影响叶绿体中的________________产生，其次沙尘堵塞大豆叶气孔，影响光合作用的________________阶段。解析 (1)第2～6d，种子从外界吸收水分，参与细胞内生化反应，导致干重增加。6d后种子干重减少的主要原因是细胞呼吸，分解有机物。(2)种皮未突破前，种子以无氧呼吸为主，第4d，实验小组测得种子吸收的O2和释放的CO2之比为1∶3，此时无氧呼吸产生的CO2较多，此时大豆细胞内无氧呼吸产生的酒精增多，该物质产生于细胞的细胞基基质中，根据吸收的O2和释放的CO2之比为1∶3可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是＝1，有氧呼吸消耗的葡萄糖是，产生该物质的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是，第10d，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。(3)据图分析，大豆最适生长温度是在净光合速率最大时，即在18℃左右，在此温度下，光合作用制造的有机物是净光合速率与呼吸速率的和，即800＋300＝1100μmol/m2·s，每100mm2叶面积上1h光合作用制造的葡萄糖是0.11×3600/6＝66μmol。(4)研究小组发现沙尘天气影响大豆生长，分析认为：首先，沙尘天气直接影响叶绿体中的ATP和[H]的产生，其次沙尘堵塞大豆叶气孔，吸收CO2减少，影响光合作用的暗反应阶段。答案 (1)水分 细胞呼吸，分解了有机物(2)酒精 细胞质基质 10(3)18 66(4)ATP和[H] 暗反应9\n9
