专题(四)　光合作用和细胞呼吸A（含解析）-2024年高考生物二轮复习强化练

这是一份专题(四)　光合作用和细胞呼吸A（含解析）-2024年高考生物二轮复习强化练，共9页。

A．光系统Ⅰ位于叶绿体类囊体，光系统Ⅱ位于叶绿体基质
B．双光增益是通过提高单位时间内光合色素对光能的吸收量来实现的
C．光系统Ⅰ和光系统Ⅱ通过电子传递链串联起来，最终提高了光能的利用率
D．光系统Ⅰ和光系统Ⅱ产生的氧化剂都可以氧化水，从而生成氧气
2．(2023·南京市第九中学高三检测)景天科植物的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列分析正确的是( )
A．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高
B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C．白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关
D．景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解
3．根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。在适宜温度、水分和一定的光照强度下，测得两类植物CO2的吸收速率随大气CO2浓度变化的情况，绘制成如图所示的曲线(CO2补偿点时的光合速率与呼吸速率相等)。下列有关叙述正确的是( )
A．在大气CO2浓度达到补偿点后，C3植物和C4植物开始进行光合作用
B．在大气CO2浓度达到饱和点后，限制C4植物光合速率的主要环境因素是光照强度
C．图中两条曲线的交叉点代表此时C3植物和C4植物光合作用制造的有机物一样多
D．干旱会导致气孔开度减小，在同等程度干旱条件下，C3植物比C4植物生长得更好
4．(2023·湖北，11)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是( )
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
5．某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗光合速率的变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．若b点时天气突然转阴，叶肉细胞叶绿体中C3含量降低
B．一天中不同时间的不同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同
C．cd段最可能是光照强度过强损坏了叶绿体，致使光合速率下降
D．若a点时叶片的净光合速率为0，则此状态下苦菊幼苗的干重保持不变
6．(多选)(2023·淮安高三期末)如图为线粒体结构及功能示意图，下列叙述正确的是( )
A．在线粒体基质葡萄糖分解产生丙酮酸
B．线粒体中生成的ATP向细胞质基质运送，需要与细胞质基质中的ADP进行交换
C．三羧酸循环只能以丙酮酸为分解底物，产生的CO2以自由扩散的方式释放
D．NADH和FADH2分解产生的e－在线粒体内膜上经电子传递链最终传递给O2
7．(多选)光合作用暗反应过程中，CO2与C5在Rubisc酶的催化下生成3－磷酸甘油酸(PGA)。但是当O2浓度较高时，O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5反应后生成二磷酸乙醇酸(PG)，最终释放CO2，该过程称为光呼吸(其过程如图所示)。正在进行光合作用的绿色植物叶片在光照停止后，CO2释放量突然增加，称为“CO2的猝发”。下列说法不正确的是( )
A．光呼吸现象的发生取决于CO2和O2浓度的比例
B．光照过强导致气孔关闭，若植物细胞呼吸强度不变，则CO2的产生量减少
C．若突然停止光照，PG的生成量会减少
D．O2与C5反应的过程必须在光下进行
8．(多选)(2023·山东，17)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是( )
A．甲曲线表示O2吸收量
B．O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸
C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D．O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小
9．(2023·镇江高三学情调查)叶绿体中催化CO2固定的酶R由大亚基和小亚基组装而成，其合成过程及部分代谢途径如图1所示。图1中合成的蔗糖可从叶肉细胞进入筛管－伴胞复合体(SE－CC)，再运输到植物体的其他部位，图2为蔗糖进入SE－CC的途径之一。请回答下列问题：
(1)据图1分析，活化的酶R催化____________产生C3－Ⅰ，C3－Ⅰ还原为C3－Ⅱ，这一步骤需要光反应产生的________作为还原剂。在叶绿体中，C3－Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为________。
(2)图1中酶R的大亚基在__________________合成，叶绿体是具有半自主性的细胞器，由图1分析，其原因为________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)由图2可知，蔗糖由叶肉细胞运输到韧皮部薄壁细胞的过程是通过_________________(结构)完成的。进入韧皮部薄壁细胞的蔗糖又可借助膜上单向载体，顺浓度梯度转运到SE－CC附近的细胞外空间中，此转运方式应属于____________________。
(4)图2中SE－CC的细胞膜上有“蔗糖－H＋共运输载体”(SU载体)，蔗糖从细胞外空间通过__________方式进入SE－CC中，筛管中的蔗糖浓度________(填“低于”“高于”或“等于”)叶肉细胞。
(5)使用细胞呼吸抑制剂会____________蔗糖向SE－CC中的运输速率，其原因是___________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
10．(2023·江苏省苏锡常镇高三调研)催化CO2和C5结合的酶(Rubisc)是一种双功能酶，在O2浓度高时也能催化O2和C5结合，引发光呼吸，导致光合效率降低。研究发现，蓝细菌具有羧酶体，可降低其光呼吸。如图1为蓝细菌的结构模式图及部分代谢过程示意图。请回答下列问题：
(1)蓝细菌的遗传物质存在的场所有________(填图1中序号)，其光合片层相当于叶绿体中______________的功能。
(2)蓝细菌暗反应的场所有________________________。图中A物质是____________，C物质的作用有____________________________。结合图示和所学知识分析，蓝细菌光呼吸较低的原因有______(填字母)。
a．蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，能使细胞中的CO2浓度保持在较高水平
b．羧酶体的外壳会阻止O2进入、CO2逃逸，保持羧酶体内高CO2浓度环境
c．蓝细菌无线粒体，无法通过有氧呼吸消耗O2、产生CO2，胞内O2/CO2较高
(3)菠菜是一种C3植物，其光呼吸显著高于蓝细菌。科研人员制作了特殊的实验装置，开展探究光照强度和CO2浓度双因素对菠菜叶片光合作用强度影响的实验。
实验材料：新鲜的菠菜叶片、打孔器、12支注射器、5 W白色LED灯、不同浓度的NaHCO3溶液等。
实验装置制作：如图2所示。
实验注意事项和数据分析：
①打孔器打出的圆形小叶片装入注射器中，注射器吸入清水排出空气，并用手指堵住注射器前端小孔缓慢拉动活塞重复2～3次，目的是__________________________。将处理过的圆形小叶片放入________处盛有清水的烧杯中待用。
②进行实验，记录实验结果。以NaHCO3溶液浓度为X轴、注射器离圆心的距离为Y轴，各注射器内圆形小叶片上浮所用平均时间为Z轴，绘制三维柱形图(图3)。A1、B1和C1 3支注射器实验的自变量是__________________，该实验结果除了能说明光合速率大小与CO2浓度、光照强度呈正相关外，还能说明___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
专题(四) 光合作用和细胞呼吸A
1．C [绿色植物进行光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，故两个光系统位于类囊体薄膜上，A错误；单位时间内光合色素对光能的吸收量取决于光照强度、光合色素的量等，由题图可知，双光增益现象得益于PSⅠ和PSⅡ之间形成电子传递链，相互促进，最终提高了光能的利用率，B错误，C正确；由题图可知，只有光系统Ⅱ产生的氧化剂可以氧化水，D错误。]
2．B [白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率不会提高，因为此时叶肉细胞的气孔是关闭的，A错误；由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区，因为气孔白天关闭正好应对高温干旱的环境，避免了水分大量蒸发，同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行，B正确；白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸会通过脱羧作用形成CO2参与光合作用，进而合成葡萄糖，可知白天苹果酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关，C错误；景天科植物参与卡尔文循环的CO2除了来源于苹果酸的分解外，还有细胞呼吸产生的CO2，D错误。]
3．B [在大气CO2浓度达到补偿点前，C3植物和C4植物已经开始了光合作用，A错误；图中曲线是在最适温度下测得的，则在大气CO2浓度达到饱和点后，限制C4植物光合速率的主要环境因素是光照强度，B正确；图中两条曲线的交叉点代表此时C3植物和C4植物光合作用积累的有机物一样多，C错误；由图可知，在低CO2浓度的情况下，C4植物净光合速率大于C3植物，则在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好，D错误。]
4．D [在一定温度范围内，随着温度的升高，呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。]
5．B [若b点时天气突然转阴，则光反应速率下降，光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少，暗反应中C3的还原速率下降，叶肉细胞叶绿体中C3含量升高，A错误；图中a、b、c中的b点是上午某个时间点，d、e、b中的b点是下午某个时间点，一天中不同时间的不同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同，B正确；cd段光照强度过强导致部分气孔关闭，细胞吸收的CO2减少，光合速率下降，C错误；若a点时叶片的净光合速率为0，则此时叶片的真正光合速率等于呼吸速率，而幼苗的根、茎等器官只进行呼吸作用分解有机物，则此状态下苦菊幼苗的干重下降，D错误。]
6．BD [葡萄糖在细胞质基质中分解产生丙酮酸，A错误；分析图示可知，三羧酸循环的底物有丙酮酸、脂肪酸等，产生的CO2以自由扩散的方式释放，C错误。]
7．BCD [光照过强导致气孔关闭，O2与C5反应后释放CO2，若此时植物细胞呼吸强度不变，则CO2的产生量增多，B错误；O2与C5反应发生在光合作用暗反应过程中，在无光的条件下也能进行，D错误。]
8．BC [分析题图可知，甲曲线表示CO2释放量，乙曲线表示O2吸收量，A错误。O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等，而且细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时该器官只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确。O2浓度为0时，该器官只进行无氧呼吸，O2浓度为a时，该器官同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，O2浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸，故O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确。O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小，据图，此时气体交换相对值CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生，按有氧C6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸C6∶CO2＝1∶2，算得C6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05＋0.15＝0.2；而b点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6的相对消耗量约为0.117，明显比a点时要低，所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D错误。]
9．(1)CO2固定 NADPH C5 (2)叶绿体基质中的核糖体 叶绿体内的DNA能指导部分叶绿体蛋白质的合成，同时叶绿体的活动还受核基因调控 (3)胞间连丝 协助扩散 (4)主动运输 高于 (5)降低 SU载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE－CC中是主动运输，动力由H＋在膜两侧浓度差(或H＋浓度梯度、H＋电化学势能)提供；细胞呼吸抑制剂使ATP合成减少，会使膜两侧H＋浓度差降低
解析 (1)据图1分析可知，活化的酶R催化CO2固定产生C3－Ⅰ，C3－Ⅰ还原为C3－Ⅱ，这一步骤需要光反应产生的NADPH作为还原剂。暗反应过程中需要CO2和C5化合物不断结合以固定CO2，因此在叶绿体中，C3－Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成C5以维持卡尔文循环，因此X为C5。(2)据图1分析可知，酶R的大亚基是由位于叶绿体基质中的DNA控制形成的，合成场所是叶绿体基质中的核糖体。叶绿体内的DNA能指导部分叶绿体蛋白质的合成，同时叶绿体的活动还受核基因调控，因此叶绿体是具有半自主性的细胞器。(3)根据图2可知，蔗糖由叶肉细胞运输到韧皮部薄壁细胞的过程是通过胞间连丝完成的。进入韧皮部薄壁细胞的蔗糖又可借助膜上单向载体，顺浓度梯度转运到SE－CC附近的细胞外空间中，该过程需要载体，不消耗能量，为协助扩散。(4)据图2可知，“蔗糖－H＋共运输载体”(SU载体)依靠H＋的浓度差产生的电化学势能将蔗糖逆浓度梯度运输进入SE－CC，为主动运输，即蔗糖从细胞外空间通过主动运输方式进入SE－CC中，因此筛管中的蔗糖浓度高于叶肉细胞。(5)由于SU载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE－CC中是主动运输，动力由H＋在膜两侧浓度差(H＋浓度梯度、H＋电化学势能)提供；而膜两侧H＋浓度差的维持需要H＋逆浓度梯度运输，该过程为主动运输，消耗能量，使用细胞呼吸抑制剂会使细胞呼吸减弱，ATP合成减少，从而使膜两侧H＋浓度差降低，因此会降低蔗糖向SE－CC中的运输速率。
10．(1)① 类囊体(薄膜) (2)细胞质基质和羧酶体 H＋ (为C3还原)提供能量和还原剂 ab (3)①使圆形小叶片内的气体溢出 黑暗(或无光照) ②光照强度 光照强度越低，CO2浓度对光合作用速率的影响越显著(或CO2浓度越低，光照强度对光合速率的影响越显著)