2023届高考生物二轮复习专题光合作用和细胞呼吸作业含答案

第2练　光合作用和细胞呼吸(一)

一、 单项选择题

 1. (2022·苏北四市期末)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)

A. 细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽

B. 提倡慢跑等有氧运动可以避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸

C. 花生种子萌发时CO2的产生量可能多于O2的消耗量

D. 化石燃料燃烧与松土促进土壤微生物有氧呼吸相比，对全球气候变暖的影响更大

 2. (2022·盐城伍佑中学模拟考试)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是(　　)

A. 该反应体系中“CO2→乙醇酸”过程相当于叶绿体中的暗反应

B. 该反应体系可将光能直接转化为乙醇酸中稳定的化学能

C. 类囊体产生的[H]参与CO2固定与还原

D. 该反应体系的光反应与叶肉细胞中光反应的场所不同

 3. (2022·扬州中学月考)叶绿素是由谷氨酸分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下合成的。叶绿素a的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列分析错误的是(　　)

A. 叶绿素a分子与催化其合成的酶共有的元素是C、H、O、N

B. 叶绿素a的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物

C. 尾部对于叶绿素a分子在细胞膜上的固定起重要作用

D. 叶片变黄可能是由于光照不足导致叶绿素合成减少造成的

 4.  (2022·海安学业质量监测)植物工厂是通过光调控、营养液配制、温度控制、通风等条件控制进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列相关叙述正确的是(　　)

A. 可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度

B. 应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同

C. 控制昼夜恒温有利于提高农作物的产量

D. 通风设备白天关闭夜间打开有利于植物的生长

 5. (2022·苏锡常镇四市二模)微生物燃料电池是一种利用产电微生物将有机污染物中的化学能转化成电能的装置，其简要工作原理如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A. 该燃料电池涉及的化学反应发生在微生物细胞内

B. 电能是由产电微生物细胞呼吸产生的ATP转换而成

C. 图中产电微生物在阳极室的氧化产物是CO2和H2O

D. 阴极室内的电子受体和还原产物分别为O2和H2O

二、 多项选择题

 6. (2022·扬州中学月考)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图。下列叙述错误的是(　　)

A. 光照强度为a时，每天光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少

B. 光照强度在b点之后，限制红松和人参P/R值增大的主要外界因素都是CO2浓度

C. 光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等

D. 若适当增加土壤中Mg2＋的含量，一段时间后人参的a点左移

 7. (2022·海安学业质量监测)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示。相关叙述正确的是(　　)

A. 图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段

B. 有氧呼吸第一、 二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气

C. 高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H＋跨过内膜到达线粒体基质

D. 呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H＋浓度差为ATP的合成提供了驱动力

三、 非选择题

 8. (2022·南通海门中学期末)甲醛是家装的主要污染物，对动植物细胞均有毒害作用。科研人员为提高室内观赏植物天竺葵吸收甲醛的能力，将酵母菌的DAS蛋白基因和DAK蛋白基因导入天竺葵的叶绿体中，转基因后甲醛同化途径如下图所示。请回答下列问题。

(1) 图中物质①是________________________。

(2) 转基因天竺葵同化甲醛的两条途径是：①甲醛→________→淀粉；②甲醛→____________________________→淀粉。

(3) 据图分析，DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用________过程产生直接影响。

(4) 为了进一步测定转基因天竺葵同化甲醛的能力，研究人员取生长良好、株龄和长势一致的天竺葵，置于含相同浓度甲醛的玻璃容器中胁迫处理24 h，同时以未放入天竺葵的空容器和容器外的天竺葵为对照，测定容器内的甲醛浓度和叶片的气孔导度，结果如下图。

①实验结果表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵________，其主要原因是________基因成功表达，增加了甲醛的同化途径。

②转基因天竺葵在18：00至次日8：00时段内吸收甲醛的能力明显降低，结合甲醛转化途径，分析其原因可能是________。

③实验结果表明天竺葵在有甲醛环境中气孔导度会发生明显变化，其意义是________。

 9. (2022·苏锡常镇四市二模)研究金鱼藻等沉水植物对水环境的适应性特征及其生长与环境因子的关系，将有利于人类更好地利用沉水植物。请分析并回答下列问题。

(1) 图1是金鱼藻植株，图2是金鱼藻叶片横切局部图。在长期水环境的选择作用下，金鱼藻形成了许多适应性特征：叶片细裂成丝状，增加了_____________________________；

叶片结构中有______________，增加了叶片中气体的含量而使其易在水中舒展，有利于接受光照；表皮细胞中含有________，使表皮细胞具备了光合作用的能力。

图1

图3

图2

(2) 某实验小组利用金鱼藻探究光照强度对光合作用的影响，部分实验装置如图3所示。材料用具包括金鱼藻、玻璃棒、量筒、20W LED台灯、弯曲的玻璃喷管(尖端可匀速喷出气泡)、0.5% NaHCO3溶液、清水等。实验步骤如下：

①剪取2～4根金鱼藻，将切口端部分插入玻璃喷管，并固定在玻璃棒上。

②将图3装置放入量筒中，注意将玻璃喷管的尖端朝________(填“上”或“下”)，且全部浸没在水中。

③将上述装置按一定距离放置在20W LED台灯前。

④打开灯的电源开关。

⑤计数一分钟内________________________________________________________

________________________________________________________________________。

⑥按一定值(如10 cm)调整光源的距离，重复③～⑤步骤至少3次。

⑦设计记录实验结果的表格：

上述步骤中，金鱼藻的切口插到玻璃喷管上有利于________，玻璃喷管不能过于弯曲的原因是______________________________________________________。

(3) 研究发现，部分水生植物在夜间吸收CO2并转变为有机酸，白天将这些有机酸运输到叶绿体，释放出CO2，这种CO2固定方式的优点是__________________________

________________________________________________________________________。

10. (2022·南通如皋适应性考试)科研人员研究了CO2和温度两种生态因子对坛紫菜(一种海洋藻类植物)的生长和光合生理特征的影响。实验过程如下：①从海藻养殖基地采集新鲜、健康、形状等一致的坛紫菜叶状体(约5～8 cm)，带回实验室暂养3～4天备用；②将2 g藻体放入3 L天然过滤海水中，均分于12个相同锥形瓶中。设置温度为15℃和25℃，CO2浓度为390 μmol·mol－1(近似空气中CO2浓度)和700 μmol·mol－1的四组实验，每种处理设置3个重复；③除表中条件外，在其他相同且适宜条件下进行实验，培养第7天进行相关数据测定。实验结果如下，请回答下列问题。

(1) 采集海藻养殖基地的坛紫菜叶状体带回实验室暂养3～4天后，再进行实验的目的是____________________________________________________________。

(2) 该实验的自变量有______________。实验中“其他相同且适宜”的条件属于________变量，这些变量需保持相同的原因是__________________________，

需保持适宜的好处是__________________________________。

(3) 影响图中曲线日变化的主要生理过程是________________；由曲线可判断，21：00时，坛紫菜叶状体细胞中产生ATP的场所有________。

(4) 若要得到叶绿素a，需将坛紫菜进行研磨过滤，然后用________法分离色素；由表可知，在15℃和25℃两种生长温度条件下，CO2浓度增加时，叶绿素和胡萝卜素含量________；在相同CO2浓度条件下，温度改变时，藻体中叶绿素和胡萝卜素含量________。

第2练　光合作用和细胞呼吸(一)

1. C　解析：细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽，如丙酮酸可以转化为糖类或脂肪，A正确；人体无氧呼吸的产物是乳酸，提倡慢跑等有氧运动可以避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸，B正确；花生种子含有较多的脂肪，脂肪由于含有较多的氢原子，氧化分解时消耗氧气多，萌发时CO2的产生量可能小于O2的消耗量，C错误；化石燃料燃烧在短时间内释放大量二氧化碳，与松土促进土壤微生物有氧呼吸相比，对全球气候变暖的影响更大，D正确。

2. A　解析：乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系中能进行光合作用整个过程，可将光能转化为活跃的化学能，再转变为乙醇酸中稳定的化学能，B错误；类囊体产生的[H]参与CO2的还原，不参与CO2固定，C错误；该体系含有类囊体，该反应体系的光反应是在类囊体进行，叶肉细胞中光反应的场所也是类囊体上，场所相同，D错误。

3. C　解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，其化学元素组成都含有C、H、O、N，如图叶绿素a分子也含有C、H、O、N元素，A正确；如图叶绿素a中含有Mg，Mg属于无机盐，B正确；叶绿素a的尾部具有亲脂性，而生物膜的基本骨架由磷脂双分子层构成，故叶绿素a的尾部有利于固定在类囊体膜上，C错误；叶片变黄可能的原因之一是由于光照不足导致叶绿素合成减少，D正确。

4. A　解析：不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，因此控制昼夜温差有利于提高农作物的产量，控制昼夜恒温不利于提高农作物的产量，C错误；适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，因此通风设备白天打开夜间关闭有利于植物的生长，D错误。

5. D　解析：分析题图可知，该燃料电池涉及的化学反应发生在微生物细胞外，A错误；电能是由产电微生物经细胞呼吸直接将有机物中的化学能直接转化为电能，B错误；图中产电微生物在阳极室的氧化产物是CO2和H＋和e－，C错误；在有氧环境下，阴极室内的电子受体是O2，还原产物是H2O，D正确。

6. ABC　解析：光照强度为a时，人参的P/R值为1，每天光照12小时的时间段内不存在有机物的积累，晚上进行呼吸作用还需要消耗有机物，故一昼夜后干重会减少，红松的P/R值小于l，光照下没有有机物的积累，晚上仍需要消耗有机物，因此，一昼夜后干重也减少，A错误；光照强度在b点，红松还没有达到光饱和点，而人参达到了光饱和点，因此b点之后限制红松P/R值增大的主要外界因素是光照强度，限制人参P/R值增大的主要外界因素是光照强度以外的其他因素，如二氧化碳浓度，B错误；净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，一般阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低，光强为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故净光合速率不同，C错误；由于镁是构成叶绿素的重要组成成分，若适当增加土壤中无机盐镁的含量，合成叶绿素增多，光合作用增强，达到光补偿点需要的光照强度变小，故一段时间后a点左移，D正确。

7. ABD　解析：图示为线粒体内膜的过程，表示有氧呼吸的第三阶段，该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段，A正确；在电子传递链中，有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气，生成水，B正确；据图可知，H＋从线粒体内膜到达线粒体基质的方式为主动运输，该过程需要的能量是由H＋的化学势能提供的，C错误；电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能，D正确。

8. (1) ADP、Pi、NADP＋

(2) 3­磷酸甘油醛　二羟丙酮→磷酸二羟丙酮

(3) 暗反应

(4) ①强　DAS基因和DAK基因　②此时段天竺葵光合作用弱，产生的5­磷酸木酮糖少　③减少甲醛的吸收，降低甲醛对植物细胞的毒害

解析：(1) 图中物质①是参与暗反应三碳化合物还原过程的产物，则①是ADP、Pi、NADP＋，可被光反应重新利用。(2) 分析可知，转基因天竺葵同化甲醛的两条主要途径是：①甲醛→3­磷酸甘油醛→淀粉；②甲醛→二羟丙酮→磷酸二羟丙酮→淀粉。(3) 通过图示可知，DAS基因表达出来的DAS酶，DAK基因表达出来的DAK酶直接参与的是光合作用的暗反应过程，故DAS基因和DAK基因转化成功会对光合作用暗反应过程产生直接影响。(4) ①由容器内剩余甲醛浓度曲线图可知，随着时间的延长，放置天竺葵的容器内甲醛浓度均下降，放置转基因天竺葵的容器内甲醛浓度下降得更明显，表明转基因天竺葵吸收甲醛的能力比非转基因天竺葵的更强。结合题干信息分析可知，转基因天竺葵的叶绿体中导入了酵母菌的DAS基因和DAK基因，两种基因成功表达可使转基因天竺葵的叶绿体中存在DAS酶和DAK酶，增加了甲醛的同化途径。②在当日18：00至次日8：00时段内，光照强度过弱，暗反应受阻，此时段天竺葵光合作用弱，产生的5­磷酸木酮糖少，转基因天竺葵吸收甲醛的能力明显降低。③据下图可知，甲醛浓度较高时，天竺葵气孔导度较低，这样可以减少空气中甲醛进入植物体内，避免甲醛对植物细胞的伤害。

9. (1) 光和气体的吸收面积　通气组织、气腔　叶绿体

(2) ②上　⑤从玻璃喷管中冒出的气泡数量、不同光照强度下金鱼藻每分钟产生的气泡数

⑦

收集气体　避免气体聚集在管口而不喷出

(3) 白天水生植物对CO2的竞争激烈，夜晚水体中含有丰富的CO2，有利于其获得更多CO2进行光合作用

10. (1) 使坛紫菜适应实验室环境

(2) 温度、CO2浓度　无关　排除无关变量对实验结果的干扰　使实验结果更加明显

(3) 光合作用与细胞呼吸　细胞质基质、线粒体、叶绿体

(4) 纸层析　增加　变化不明显