内容正文:
微专题(二) 光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化
专题视点
光合作用和细胞呼吸在高考命题中属于高频考点,也是高考的热点,选择题、非选择题均有涉及。试题常结合情境考查捕获光能的色素和结构、光合作用的原理、线粒体的结构和功能、细胞呼吸的类型、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、光合作用和细胞呼吸物质和能量的联系等。有关本专题的复习重点是理解光合作用和细胞呼吸的基本原理和过程,分析光合作用与细胞呼吸的联系,加强结合生产、生活实践情境及科研情境的试题的训练,做到学以致用。一、方向在胸——考题诊断自查与必备知能强化
考题自测诊断
1.(2023·广东高考)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A.还原型辅酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
解析:选A 在线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段,该阶段中[H](还原型辅酶Ⅰ)与氧气反应生成水,同时释放大量的能量,A符合题意。
2.(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
解析:选C 在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,说明此时段植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,A正确;在无氧条件下,a~b时间内植物根细胞释放CO2,推测该时段植物根细胞存在产生酒精和CO2的无氧呼吸过程,B正确;在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程中,只有第一阶段释放能量,这两个过程的第一阶段相同,故消耗1分子葡萄糖,这两个过程生成的ATP相同,C错误;酒精跨膜运输的方式为自由扩散,不需要消耗ATP,D正确。
3.(2023·湖北高考)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
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A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获
D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
解析:选C 据图可知,在强光下,PSⅡ与LHCⅡ分离,减弱PSⅡ光复合体对光能的捕获,避免强光造成损伤;在弱光下,PSⅡ与LHCⅡ结合,增强PSⅡ光复合体对光能的捕获,有利于弱光条件下吸收足够的光能。LHCⅡ和PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化,叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,会导致类囊体膜上LHCⅡ不能与PSⅡ分离,PSⅡ与LHCⅡ结合增多,从而使PSⅡ光复合体对光能的捕获增强,A正确。Mg是构成叶绿素的元素,叶绿素能吸收、传递和转化光能,若Mg2+含量减少,PSⅡ光复合体含有的光合色素含量降低,导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱,B正确。弱光下PSⅡ与LHCⅡ结合,有利于对光能的捕获,C错误。类囊体膜上的PSⅡ光复合体含有光合色素,在光反应中,其能吸收光能并分解水产生H+、电子和O2,D正确。
4.(2022·全国甲卷)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。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是____________(答出3点即可)。
(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是__________________________________(答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是_________________________
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