專題三細胞代謝課時10光合作用和細胞呼吸的比較1．下圖為綠色植物葉肉細胞中葉綠體與線粒體相關生理變化之間的聯系，A、B、C代表不同的物質。下列說法錯誤的是（）A．只有在光照條件下才會出現圖中所示聯系B．若A與C的含量相等，不能說明植物光合作用與呼吸作用的強度相等C．B表示三碳化合物，可在線粒體基質中參與有氧呼吸D．圖中兩種細胞器都與能量轉換有關，在產生ATP時都有[H]的消耗【答案】D【解析】進行光合作用需要光照條件，在光照條件下，葉綠體光合作物的產物可以作為線粒體呼吸作用的原料，而線粒體呼吸作用的產物，可以作為葉綠體光合作用的原料，A正確；若A與C的含量相等，不能說明植物光合作用與呼吸作用的強度相等，因為如果光合作用強度大于呼吸作用強度，A與C相等，但植物會從外界吸收二氧化碳并釋放氧氣，B正確；B表示丙酮酸，丙酮酸屬于三碳化合物。有氧條件下，丙酮酸進入線粒體，可在線粒體基質中參與有氧呼吸，C正確；圖中兩種細胞器都與能量轉換有關，葉綠體在產生ATP時沒有[H]的消耗，線粒體基質中產生ATP時沒有[H]的消耗，線粒體內膜上產生ATP時會消耗[H]，D錯誤。2．若要用如圖所示實驗裝置來測定一定溫度下生物細胞呼吸或光合作用的強度(不考慮裝置中微生物的影響)，相關敘述錯誤的是（

）A．若該裝置燒杯中盛放清水，可用于測定酵母菌無氧呼吸的強度B．若該裝置燒杯中盛放清水，可用于測定乳酸菌無氧呼吸的強度C．若該裝置燒杯中盛放NaOH溶液，可用于測定酵母菌有氧呼吸的強度D．若該裝置燒杯中盛放NaHCO3溶液，可用于測定一定光照強度下植物的凈光合速率【答案】B【解析】酵母菌無氧呼吸不消耗氧氣，但會產生二氧化碳，產生的二氧化碳量則為酵母菌的凈呼吸速率，故可以測定酵母菌無氧呼吸的強度，A正確；乳酸菌無氧呼吸不消耗氧氣，也不產生二氧化碳，故不能用于測定乳酸菌無氧呼吸的強度，B錯誤；酵母菌有氧呼吸消耗氧氣，產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，消耗的氧氣量則為酵母菌的有氧呼吸的強度，C正確；燒杯中盛放NaHCO3溶液，NaHCO3溶液可以為光合作用提供二氧化碳，消耗的氧氣量則為植物的凈光合速率，故能用于測定一定光強下植物的凈光合速率，D正確。3．下列關于綠色植物光合作用與細胞呼吸的說法，錯誤的是（

）A．光合作用和細胞呼吸過程中產生的[H]不是同一種物質，但均為還原劑B．中耕松土、合理密植均有利于植物對CO2的吸收C．光合作用將光能轉化為化學能，有氧呼吸將化學能轉化為熱能和ATP中的化學能D．在CO2濃度不變的情況下，突然對綠色植物進行遮光，短時間內葉綠體中的C3與C5的比值升高【答案】B【解析】光合作用和細胞呼吸中產生的[H]不是同一種物質（分別為NADPH、NADH），它們都是還原劑，A正確；通過中耕松土，改善土壤通氣狀況，增強根系活力，促進細胞有氧呼吸，吸收的是氧氣而不是二氧化碳，B錯誤；光合作用將光能轉化為化學能，有氧呼吸將化學能轉化為熱能和ATP中的化學能，C正確；遮光造成葉綠素吸收光能減少，產生的[H]和ATP減少，而CO2濃度不變，則CO2的固定不變，C3的還原減弱，因此C3的含量增加，C5含量減少，D正確。4．關于細胞中[H]和ATP的敘述，正確的是（

）A．細胞呼吸的各個階段都產生ATPB．植物細胞都能產生還原型輔酶Ⅱ（NADPH）C．動物細胞都能產生還原型輔酶Ⅰ（NADH）D．葉綠體、線粒體內的ATP均可用于植物的各項生命活動【答案】C【解析】無氧呼吸第二階段無ATP形成，A錯誤；還原型輔酶Ⅱ（NADPH）產生于光合作用，動物細胞不能產生，B錯誤；還原型輔酶Ⅰ（NADH）產生于呼吸作用，動物細胞都能產生，C正確；葉綠體光反應的ATP只能用于暗反應，D錯誤。5．細胞中糖類的合成與分解過程如圖，下列敘述正確的是（

）A．過程①產生的能量大部分儲存在ATP中B．過程①在線粒體中進行，過程②只在葉綠體中進行C．過程②產生O2中的氧來自H2O和CO2D．過程②中儲存的能量來自ATP和NADPH中的化學能【答案】D【解析】過程①有氧呼吸產生的能量大部分以熱能的形式散失，A錯誤；過程①有氧呼吸在細胞質基質和線粒體中進行，B錯誤；過程②光合作用產生O2中的氧只來自H2O，C錯誤；過程②光合作用中儲存的能量來自ATP和NADPH中的化學能，D正確。6．用同位素作為示蹤元素標記的化合物化學性質不變，人們可以據此對有關的一系列生命活動進行追蹤觀測。下列有關此類實驗的敘述，正確的是（）①給玉米葉片提供C18O2，玉米的根細胞中可能會產生C2H518OH②給小球藻提供14CO2一段時間后，14C可出現在C3、（CHO）等化合物中③用35S標記甲硫氨酸，附著在內質網上的核糖體與游離的核糖體都可能出現放射性A．①② B．②③ C．①③ D．①②③【答案】D【解析】給玉米葉片提供C18O2，形成的有機物中含18O，所以玉米的根細胞無氧呼吸，則會產生含18O的酒精，①正確；給小球藻提供14CO2一段時間后，經過暗反應，二氧化碳固定后14C可出現在C3、（CH2O）等化合物中，②正確；用35S標記甲硫氨酸，由于核糖體是合成蛋白質的場所，故一段時候，附著在內質網上的核糖體與游離的核糖體都可能出現放射性，③正確，ABC錯誤，D正確。7．如圖表示某植株在不同光強度下，單位時間內釋放量和產生總量的相對變化。對植物生理過程分析正確的是（

）A．光強度為a時，該植株內有機物總量將減少B．光強度為b時，該植株的光合作用強度是細胞呼吸強度的兩倍C．光強度為c時，葉肉細胞的光合作用強度與細胞呼吸強度相等D．光強度為d時，葉肉細胞產生ATP的細胞器是細胞溶膠、線粒體、葉綠體【答案】A【解析】光照強度為a時，只有CO2的釋放，并且氧氣的產生總量為0，說明此時只進行呼吸作用，不進行光合作用，所以該植株內有機物總量將減少，A正確；光照強度為b時，有CO2的釋放，說明呼吸作用大于光合作用，B錯誤；光照強度為c時，氧氣的產生總量等于a時的二氧化碳的釋放量，說明此時凈光合作用強度等于呼吸作用強度，但總光合作用大于呼吸作用，C錯誤；光照強度為d時，葉肉細胞既進行呼吸作用，又進行光合作用，所以葉肉細胞產生ATP的細胞器是線粒體和葉綠體，細胞溶膠不屬于細胞器，D錯誤。8．如圖甲為光合作用最適溫度條件下，植物光合速率測定裝置圖，圖乙中a、b為測定過程中某些生理指標相對量的變化。下列說法不正確的是（

）A．圖甲裝置在較強光照下有色液滴向右移動，再放到黑暗環境中有色液滴向左移動B．若將圖甲中的CO2緩沖液換成質量分數為1%的NaOH溶液，其他條件不變，則植物幼苗葉綠體產生NADPH的速率將變小C．一定光照條件下，如果再適當升高溫度，真光合速率會發生圖乙中從b到a的變化，同時呼吸速率可能會發生從a到b的變化D．若圖乙表示圖甲植物光合速率由a到b的變化，則可能是適當提高了CO2緩沖液的濃度【答案】B【解析】裝置中的二氧化碳緩沖液在光照下可以為光合作用提供氧氣，所以在較強光照下氧氣不斷產生導致氣壓增大，有色液滴向右移動，再放到黑暗環境中，二氧化碳緩沖液可以吸收呼吸作用產生的二氧化碳，氧氣不斷被消耗，氣壓減小，有色液滴向左移動，A正確；將圖甲中的二氧化碳緩沖液換成質量分數為1%的氫氧化鈉溶液，裝置內的二氧化碳全部被氫氧化鈉吸收，光合作用只能利用來自于植物自身呼吸作用產生的二氧化碳，光合速率下降，暗反應會抑制光反應的進行，故植物幼苗葉綠體產生NADPH的速率將減小，B錯誤；圖甲為光合作用最適溫度條件下的反應，再適當升高溫度，光合速率下降，真光合速率會發生圖乙中從b到a的變化，同時呼吸速率可能增大，故可能會發生從a到b的變化，C正確；圖示是在最適溫度條件下進行的，若適當提高二氧化碳緩沖液的濃度，二氧化碳濃度升高，光合強度會增加，D正確。9．研究人員欲利用密閉玻璃容器探究環境因素對光合作用的影響，圖甲、圖乙分別是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測得的相關曲線。下列相關敘述錯誤的是（

）A．圖甲中，若每天光照8h，則平均光照強度至少要大于6klx，植株才能夠正常生長B．乙圖B、H點產生ATP的場所不完全相同C．圖乙曲線中有光照且光照強度一定保持不變的區段是AB段、CD段和EF段D．當CO2濃度變為0.3%的條件下再測得相關的曲線，S1、S2和S3的面積變化分別是不變、增大、不變【答案】C【解析】在圖甲實驗的環境條件下，若每天光照8小時，由于呼吸作用速率為2mmol/h，則24×2÷8=6，故光合速率應至少為6mmol/h，即凈光合速率為4mmol/h，依據曲線數據可知，平均光照強度至少要大于6klx時，植株才能夠正常生長，A正確；B點既有光合作用又有呼吸作用，產生ATP的場所為細胞質基質、線粒體和葉綠體，H點時光合作用消失，產生ATP的場所為細胞質基質和線粒體，故B、H兩點產生ATP的場所不完全相同，B正確；圖乙是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測得的，AB段無光照，EF凈光合速率不變，不能確定光照強度是否保持不變，C錯誤；當CO2濃度變為0.3%時，即增加了環境中二氧化碳的濃度，但細胞的呼吸作用不受影響，即細胞的呼吸速率不變，6時前、18時候受光照強度限制，光合作用強度不會發生變化，故S1、S3的面積不變，EF段的光照強度較大，限制光合速率的因素是二氧化碳的濃度，當二氧化碳的濃度增加時，光合速率增加，由于呼吸速率不變，故EF段的凈光合速率增加，積累的有機物增加，而S2的面積表示6~18h積累有機物的量，所以S2的面積增加，D正確。10．科研人員研究了溫度對人工種植的蒲公英幼苗光合作用與呼吸作用的影響，其他條件相同且適宜，實驗結果如圖所示，據圖分析，下列說法錯誤的是（）A．在光照條件下，蒲公英幼苗30℃與35℃總光合速率相同B．晝夜時間相同且溫度不變，則適合蒲公英生長的最適溫度是25℃C．P點時，葉肉細胞產生ATP的細胞器為葉綠體和線粒體D．一直處于光照條件下，25℃最有利于蒲公英生長【答案】B【解析】實際光合速率等于凈光合速率+呼吸速率，30℃環境中蒲公英的實際光合速率為3+3.5=6.5mg/h，35℃環境中蒲公英的實際光合速率為3.5+3=6.5mg/h，A正確；每天光照與黑暗時間相等，在恒溫條件下，植物積累的有機物最多的溫度應該為凈光合作用與呼吸作用速率的差值最大，即20℃時植物積累的有機物最多，故適合蒲公英生長的最適溫度是20℃，B錯誤；P點時，凈光合速率大于0，蒲公英既進行光合作用，又進行呼吸作用，葉肉細胞產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體，葉綠體和線粒體是細胞器，C正確；在光照下，圖中數據表明溫度在25℃時，植物的凈光合速率最大，最有利于植物的生長，D正確。11．某生物興趣小組研究植物A和植物B的光合作用速率與光照強度之間的關系設計并進行相關實驗，實驗結果如圖所示，請回答下列問題：(1)該實驗應該在___的溫度下進行，以排除____變量對實驗結果的影響。(2)該實驗中二氧化碳的吸收速率代表的是______（選填“凈光合速率”、“總光合速率”或“呼吸作用速率”），除此以外還可以用單位時間內_______來表示。(3)間作套種是指在同一土地上按照不同比例種植不同種類農作物的種植方式，據上圖實驗結果可知，植物A和植物B是否適合間作套種？___，你的依據是_____。(4)圖中屬于陰生植物的是植物_______。陽生植物和陰生植物在葉片的形態結構、葉綠體的結構和光合色素含量等方面都有所不同，適應各自的生活環境，試從這些角度說出陰生植物適應環境的特點_______（答出一點即可）。【答案】(1)

適宜

無關(2)

凈光合速率

氧氣的釋放量或有機物的積累量(3)

適合（或是）

植物A光飽和點較強，適合強光下生長，植物B光飽和點較弱，適合弱光下生長，間作套種能提高它們對陽光等資源的利用率，從而提高農作物產量(4)

B

葉片大而薄，葉綠體中類囊體膜面積更大，光合色素含量更高【解析】(1)該實驗研究植物A和植物B的光合作用速率與光照強度之間的關系，自變量為光照強度。實驗過程中需遵循單一變量原則，應保證無關變量相同且適宜，而溫度屬于無關變量，所以該實驗應該在適宜的溫度條件下進行，以排除無關變量對實驗結果的影響。(2)凈光合作用速率是總光合作用速率與呼吸作用速率之差。當光照強度較弱時，光合作用速率小于呼吸速率，圖中二氧化碳的吸收速率為負值，說明該實驗中二氧化碳的吸收速率代表的是凈光合速率。光合作用過程中CO2為原料，產物有O2和有機物，故除了可用CO2的吸收速率來表示，還可用單位時間內氧氣的釋放量或有機物的積累量來表示。(3)光飽和點是指植物達到最大光合速率時所需的最小光照強度，由圖可知，植物A的光飽和點較大，適合在光照強度較強的條件下生長，而植物B的光飽和點較小，適合在光照強度較弱的條件下生長，二者進行間作套種能有效利用不同層次的陽光，提高它們對陽光等資源的利用率，從而提高農作物產量，所以植物A和植物B適合間作套種。(4)陰生植物適合在弱光條件下生長，其光補償點和光飽和點都較小，故圖中屬于陰生植物的是植物B。在較低光照下陰生植物光合作用強度大于陽生植物，說明陰生植物在較低的光照條件下可以更好地吸收光能。從葉片的形態結構看，陰生植物葉片大而薄，增大了受光面積；從葉綠體的結構看陰生植物葉綠體基粒較大，基粒上的類囊體數目多而且膜面積更大；從光合色素含量看陰生植物所含的光合色素更高。12．如圖甲表示某種植物光合作用強度與光照強度的關系（D點對應的光照強度是C點對應光照強度的2倍），圖乙表示該植物葉肉細胞的部分結構（M和N分別表示某種氣體，m和n表示氣體的交換路徑），據此回答下列有關問題（不考慮無氧呼吸）。(1)圖乙中，產生M和N的具體場所分別是________________________。(2)當該植物處于圖甲中的C點時，理論上圖乙中發生的氣體交換路徑有__________________（用圖中字母表示）。(3)若圖甲是在最適溫度和最適CO2濃度下測得的結果，那么E點后隨著光照強度的增大，光合作用強度不再改變的原因最可能是__________________________________。(4)若在缺鎂的環境下培養該植物，則達到圖甲中C點時對應的光照強度會______（填“增大”或“減小”）。(5)假設一天中白天和夜晚均為12h且該植物細胞呼吸速率不變。只有當白天的平均光照強度大于圖甲中D點對應的光照強度時，該植物才能長高。請根據所學知識進行解釋：____________________________________。【答案】(1)線粒體基質、類囊體薄膜(2)m1、m3、m4、n1、n3、n4(3)植物細胞中含有的光合色素和與光合作用相關的酶的數量是有限的(4)增大(5)D點時，該植物的CO2吸收速率與細胞呼吸釋放CO2的速率相等，而CO2吸收速率相當于光合產物的積累速率，所以白天和夜晚