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光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

光合作用与细胞呼吸的关系

测试题(附解析)

一、选择题

1.(2019·唐山一模)下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述,错误的是( ) A.光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料

B.有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料

C.两者产生气体的阶段都有水参与

D.两者产生气体的阶段都与生物膜有关

解析:选D 光合作用光反应阶段的产物O2可作为有氧呼吸第三阶段的原料;有氧呼吸第三阶段的产物H2O可作为光合作用光反应阶段的原料;光合作用光反应可将H2O分解产生O2,有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2;光合作用光反应将H2O分解产生O2的场所是类囊体薄膜,有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2的场所是线粒体基质。

2.如图表示生物细胞内[H]的转移过程,下列分析正确的是( )

H2O ①

③[H]

④(CH2O)

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:选C ①过程可以发生在叶绿体基粒上,且伴随着ATP的产生;②过程不一定发生在叶绿体基质中,如蓝藻无叶绿体,也能进行②过程,且有光、无光均可进行;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;真核细胞的④过程发生在细胞质基质和线粒体基质中,且必须有水参与反应。

3.下列物质转化过程在绿色植物不同活细胞中都会发生的是( )

A.O2中的O转移到H2O中

B.CO2中C转移到C6H12O6中

C.H2O中的O转移到O2

D.C6H12O6中的H转移到C3H6O3(乳酸)中

解析:选A O2中的O转移到H2O中发生在有氧呼吸的第三阶段,因而在绿色植物不同活细胞中都会发生;CO2中C转移到C6H12O6中只发生在暗反应过程中,所以只能在进行光合作用的细胞中发生;H2O中的O转移到O2中只发生在光反应过程中,所以只能在进行光合作用的细胞中发生;C6H12O6中的H转移到C3H6O3中只发生在部分植物的部分细胞缺氧时,因而

绿色植物不同活细胞中不会都发生。

4.(2019·北京模拟)如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中氧的转移过程。下列叙述正确的是( )

H 2O ――→①O 2――→②H 2O ――→③CO 2――→④C 3――→⑤(CH 2O)

A .过程①②④都有ATP 生成

B .过程②⑤所需[H]全部来源于①

C .过程①③⑤都需在生物膜上进行

D .过程②③可相互提供物质

解析:选D 过程④为CO 2的固定,不产生ATP ;过程②所需[H]来自有氧呼吸的第一、二阶段;过程③是有氧呼吸第二阶段,在线粒体基质中进行,过程⑤是C 3的还原,发生在叶绿体基质中;过程②③可相互提供物质。

5.如图表示某植物叶肉细胞中部分物质变化途径,其中①~④代表有关生理过程。下列相关叙述错误的是( )

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

A .过程③④不在生物膜上进行

B .过程①②④都有ATP 生成

C .过程③产生的C 6H 12O 6中的氧来自H 2O 和CO 2

D .过程④产生的[H]并不全都来自C 6H 12O 6

解析:选C 图中过程③表示C 3的还原过程,发生在叶绿体基质中,过程④表示有氧呼吸的第一、二阶段,发生在细胞质基质和线粒体基质中;光合作用的水的光解(过程①)、有氧呼吸的三个阶段(②④)都有ATP 的生成;光合作用暗反应阶段产生的C 6H 12O 6中的氧来自CO 2中的氧;过程④有氧呼吸的第一阶段产生的[H]来自葡萄糖,第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水。

6.科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如图。下列分析错误的是( )

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

A .温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关

B .此实验中CO 2浓度是无关变量,各组间需保持一致和稳定

C.温度为40 ℃,光照为1 500 lx条件下菠菜光合速率为6

D.菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度

解析:选A 温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关;本实验的自变量是光照强度和温度,因变量是净光合速率,CO2浓度等其他因素是无关变量;据图可知,温度为40 ℃,光照为1 500 lx条件下菠菜净光合速率为2,呼吸速率为4,根据真正光合速率=净光合速率+呼吸速率可知,此时其光合速率为6;据图可知,菠菜叶片进行光合作用的最适温度约是30 ℃,呼吸作用的最适温度约是40 ℃,因此菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度。

7.(2019·四平模拟)如图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注:不考

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式,单位的表示方法相同)。下

列说法正确的是( )

A.若f点以后进一步提高光照强度,光合作用强度会一直不变

B.若a代表O2吸收量,d点时,叶肉细胞既不吸收O2也不释放

O2

C.c点时,叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

D.若a代表CO2释放量,适当提高大气中的CO2浓度,e点可能向右下移动

解析:选D e点时已经达到光饱和点,其他条件不变,f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体,光合作用强度会发生变化;若a代表O2吸收量,d点时,整个植株既不吸收O2也不释放O2,但对于叶肉细胞来说有氧气的净释放;图中c点时,叶肉细胞只能进行呼吸作用,故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体;若a代表CO2释放量,提高大气中的CO2浓度,光饱和点增大,e点向右下移动。

8.(2019·乌鲁木齐一模)在温度适宜的条件下,测定植物叶片在不同光照强度下的CO2吸收量,结果如下表。下列有关叙述正确的是( )

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

A.该植物叶片在光照强度小于2.0 klx的条件下,不进行光合作用

B.光照强度为6.0 klx时,植物叶片合成葡萄糖的量为12 mg·100 cm-2·h-1

C.光照强度为8.0 klx时,限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度

D.光照强度为10.0 klx时,该植物在缺镁环境中的CO2吸收量不变

解析:选C 分析表格数据可知,当光照强度为2.0 klx时,测得叶片CO2吸收量为0,说明此光照强度下光合速率等于呼吸速率,即光照强度小于2.0 klx的条件下植物能进行光合作用;光照强度为6.0 klx时,植物叶片共消耗CO2为12 mg·100 cm-2·h-1,根据光合作用过程生成葡萄糖的总反应式:消耗6 mol CO2生成1 mol C6H12O6,故合成葡萄糖的量为

(12×180)÷(6×44)≈8.2 mg·100 cm-2·h-1;光照强度为8.0 klx时,植物光合速率达到最大值,此时限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度;植物如果缺镁会影响叶绿素的合成,使光反应强度降低,从而影响暗反应。

9.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。如图表示仙人掌在24 h内,光合作用和气孔导度(气孔导度表示气孔张开程度)的变化。据图分析,下列描述正确的是( )

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

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 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,不能从外界吸收CO2;暗反应包括CO2的固定和C3的还原,其中C3的还原需要光反应提供的ATP和[H],因此在白天进行。

10.为了研究棉花光合速率与温度的关系,某生物兴趣小组的同学测定了不同温度条件下,棉花植株在黑暗中单位时间内氧气的消耗量以及光照条件下单位时间内氧气的释放量,结果如图所示。据图分析,下列说法错误的是( )

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

A.测氧气释放量的实验中光照强度及初始CO2浓度应保持一致

B.30 ℃时,棉花植株的总光合速率是呼吸速率的两倍

C.40 ℃时,棉花叶肉细胞仍需从环境中吸收CO2用于光合作用

D.20 ℃时,棉花叶肉细胞线粒体中合成ATP的量比叶绿体更多

解析:选D 测氧气释放量的实验中,光照强度和初始CO2浓度属于无关变量,故应保持一致;图中氧气的消耗量表示呼吸速率,氧气的释放量表示净光合速率,两条曲线的交点表示净光合速率等于呼吸速率,故30 ℃时,棉花植株的总光合速率是呼吸速率的两倍;40 ℃时,整个植株的净光合速率为0,但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,故棉花叶肉细胞仍

需从环境中吸收CO2用于光合作用;光合作用产生的ATP只能用于暗反应合成有机物,呼吸作用产生的ATP中的能量只是有机物释放的能量的一部分,故20 ℃时棉花叶肉细胞线粒体中合成ATP的量比叶绿体更少。

二、非选择题

11.下图1为玉米叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图,其中①~④表示不同的生理过程,X、Y表示参与代谢的物质。图2为将玉米植株置于一定条件下,测定CO2的吸收速率数据绘制的曲线图。请回答下列有关问题:

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

(1)图1中,③表示光合作用的________过程,②过程发生的场所是________。

(2)X代表的物质是________。[H]在③过程中与____________结合形成五碳化合物。

(3)图2表示影响光合作用的因素有__________________。

(4)图2中,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“=”)。

解析:(1)图1中,③表示光合作用的暗反应过程;②表示有氧呼吸的第三阶段,发生的场所是线粒体。(2)X代表的物质是O2。[H]在③过程中与三碳化合物结合形成五碳化合物。

(3)图2表示影响光合作用的因素有光照强度和温度。(4)图2中,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,由于25 ℃条件下植物的呼吸速率大于15 ℃条件下的,结果应为M1>M2。

答案:(1)暗反应线粒体(或线粒体内膜) (2)O2三碳化合物(3)光照强度和温度(缺一不可) (4)>

12.学校科研小组在晴朗的白天对某湖泊进行了研究:取6个透明玻璃瓶编号为1~6号,分别从同一取样点不同水深处取水样后密封,测其溶氧量如图甲所示;另取一透明玻璃瓶(编号7),从该取样点某深度水层取水样后密封,每间隔2 h测其CO2浓度如图乙所示。假如环境温度不变,细胞呼吸强度恒定。请据图回答:

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

(1)经鉴定,1~6号瓶中均含有绿藻和蓝藻。与绿藻相比,蓝藻不含叶绿体,它能够进行光合作用的原因是________________________________。

(2)请分析出图甲测定结果的主要原因是_______________________________________

________________________________________________________________________。

(3)图乙中4~6 h与8~10 h时间段内,水样中CO2浓度各自保持稳定,原因是__________________________________________________________________;请分析这两个时间段7号瓶所处环境条件发生的变化是:后者比前者________。

(4)若夜晚在该取样点的水深6 m处取样,水样中生物种类与6号瓶相比________(填“增多”“减少”或“基本不变”),原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。

解析:(1)蓝藻属于原核生物,没有叶绿体,但是含有与光合作用有关的色素和酶,因此能进行光合作用。(2)光照强度是影响光合作用的重要因素,由甲图可知,随着水深度增加,溶解氧的量逐渐减少,主要是由于水深度增大,光照强度减弱,光合作用的强度减弱。

(3)在图乙中4~6 h与8~10 h时间段内,水样中CO2浓度各自保持稳定,是由于两时间段内水样中生物细胞呼吸产生的CO2与藻类光合作用消耗的CO2相等;由题图可知,7号瓶中CO2浓度先增大后不变,又减少,最后稳定,说明光合作用与呼吸作用之间的关系变化是呼吸作用大于光合作用→呼吸作用等于光合作用→呼吸作用小于光合作用→呼吸作用等于光合作用,因此光照强度变化应该是逐渐增大。由于6~8 h光合作用大于呼吸作用,CO2消耗大于呼吸作用产生,容器内CO2浓度降低,此后光合作用与呼吸作用强度相同,因此8~10 h 的光照强度应该大于4~6 h的光照强度。(4)由于夜晚不能进行光合作用产生氧气,水中无氧,好氧性生物会转移,因此若夜晚在该取样点的水深 6 m处取样,水样中生物种类与6号瓶相比减少。

答案:(1)含有光合(作用)色素和相应的酶(2)随着水深增大,光照强度逐渐减弱,藻类(绿藻和蓝藻)的数量减少(光合作用强度减弱) (3)两时间段内水样中生物细胞呼吸产生的CO2与藻类光合作用消耗的CO2相等光照强度增大(4)减少白天水深6 m处溶氧量几乎为零,而夜晚不能进行光合作用,没有了氧气供应,该处的好氧生物会转移13.请回答下列与光合作用和细胞呼吸有关的实验问题:

光合作用与细胞呼吸的关系测试题(附解析)

(1)实验一:科研人员从小鼠细胞中分离出线粒体,并将其放入测定仪内的生理盐水中保持活性,然后按图示顺序向生理盐水中依次加入相应物质,其中X物质不包括还原氢,从加入线粒体开始测定O2消耗速率,结果如图1。请据图分析:X物质表示________,图示4个区间(①~④)中,线粒体内有水生成的区间是________,一定有CO2产生的区间是________。

(2)实验二:通过通气管向密闭容器中通入14CO2,密闭容器周围有充足且适宜的光源,如图2所示,当反应进行到0.5 s时,发现14C出现在一种三碳化合物(C3)中,当反应进行到5 s时,发现14C还出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,该实验是通过控制____________来探究CO2中碳原子转移路径的。在该实验中,如果发现0.5 s时C5的含量较高,若要降低其含量,可改变的实验条件是________________________________。

(3)AMP-PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合,科研人员用AMP-PCP溶液处理菜豆叶片,测定其净光合速率,结果如图3所示。由图可知,随着AMP-PCP浓度增大,叶片的净光合速率________,推测原因是AMP-PCP限制了ATP 运输到________,导致气孔开放程度下降,从而抑制了光合作用的________反应。要验证上述推测是否正确,可用________溶液处理菜豆叶片作为实验组,以________处理菜豆叶片作为对照进行实验,测定叶片的气孔开放程度和净光合速率。若实验组的气孔开放程度和净光合速率均________对照组,则证明上述推测成立。

解析:(1)实验一:线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸,故图1中加入的X物质是丙酮酸。还原氢与氧气结合形成水,①②③④都有氧气消耗,故都产生了水。在有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水反应,产生CO2,第③区间加入了X物质丙酮酸,故该区间一定有CO2产生。(2)实验二:当反应进行到0.5 s时,发现14C出现在一种三碳化合物(C3)中,当反应进行到5 s时,14C还出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,由此可见,该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径。暗反应中C5的来源是C3的还原,去路是CO2的固定,故0.5 s时要想降低C5的含量,可降低光照或适当增加CO2的供应,因为降低光照可以减少ATP、NADPH的生成量,从而抑制C3的还原,使C5的来源减少,含量有所降低;若适当增加CO2的供应,会促进CO2固定,使C5的去路增加,同样也可以使C5的含量有所降低。(3)据图3分析,随着AMP-PCP浓度增大,叶片的净光合速率逐渐降低,原因可能是AMP-PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合,限制了ATP 运输到细胞外,导致气孔开放程度下降,使光合作用的暗反应中的CO2供应不足,抑制了暗反应的进行,要验证推测是否正确,可用ATP溶液处理菜豆叶片,以蒸馏水作为对照实验,测定叶片的气孔开放程度和净光合速率。如果实验组的气孔开放程度和净光合速率均大于对照组,则推测正确。

答案:(1)丙酮酸①②③④③(2)反应时间减弱光照或适当增加CO2的供应(3)降低细胞外暗ATP 蒸馏水大于