第3章 专题探究3 分析光合作用与细胞呼吸-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中生物必修第一册(浙科版2019)

专题探究3分析光合作用与细胞呼吸 黑题专题强化 限时：30min 1.如图为在一定C0,浓度和适宜温度条件下，测 A.该植物细胞呼吸酶的最适温度约为29℃ 定的某植物叶片在不同光照条件下的光合作 B.光照时，第一、二、三组释放的氧气量相等 用速率。下列有关叙述，错误的是 ( C.光照时，第四组光合作用强度大于细胞呼 15双收建来mgC0,·100rm2h 吸强度 10 D.光照时，第四组合成葡萄糖总量为3mg 3.将某植物放在透明且密闭的容器 光强度L 内，并在适宜条件下培养。测得植 物吸收和产生的C0,的速率如图所示。下列 A.在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内 相关叙述正确的是 () 能够产生ATP的部位只有线粒体 ↑C0,交换的相对值/ngh' B.该植物叶片的细胞呼吸速率是5mg 10 C0、的产生跳率 C02·100cm-2叶·h C.在一昼夜中，将该植物叶片置于c点光强 C0,的吸收速率 度条件下11h,其余时间置于黑暗中，则每 时剂 100cm叶片一昼夜中C0,的净吸收量为 A.1,时刻，该植物固定C0,的速率是10g·h 45 mg B.2时刻，该植物能进行光合作用但无有机物 D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温 积累 度分别为25℃和30℃，若将温度提高到 C.t,一t时间段内，该植物的净光合速率逐渐 30℃（原光强度和C0,浓度不变），则图中 下降 b点将右移，c点将下移 D.t时刻后，密闭容器中的CO,浓度不断升高 2.将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干，分 4.用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片 组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温 并用气泵抽出叶片内气体直至沉底，然后将 度下分别暗处理1h,测其质量变化，立即再光 等量的叶圆片分别转至含有等浓度的 照1h(光强度相同)，再测其质量变化，得到 NaHCO,溶液的多个培养皿中，然后给予一定 如下结果。下列叙述不正确的是 ( 的光照，在相同且适宜的条件下，测量不同温 组别 四 度下的叶圆片全部上浮至液面所用的平均时 温度/℃ 27 28 29 30 间，如图所示。下列叙述正确的是 暗处理后质量变化/mg -2 -3 -1 时间/in 培养显 光照后与暗处理 +3 +3 +3 +1 前质量变化/mg 叶片 NaHCO,客液 溫度℃ 必修第一册：ZK黑白题62 A.上浮至液面的时间可反映净光合速率的相6.甲同学用如图装置研究光强度对虎耳草光合 对大小 作用强度的影响。实验设计如下：①取两棵 B.在ab段，随若水温的增加，净光合速率逐 生长状况相似的虎耳草放入两个相同的装置 渐减小 中：②将装置编号为1号、2号：③将1号装置 C,叶片真正光合作用的最适温度一定位 放置在黑暗环境中，2号装置放置在自然光照 于bc段 条件下并用LED灯为其补充光照，利用该装 D.在cd段，可能是由于NaHCO,浓度下降、 置与LED灯的距离调节光强度：④实验结束 C0,减少导致上浮时间延长 后移动注射器活塞使红色液滴回到初始位 置，并记录注射器注入或吸出的气体体积。 5.光呼吸是在光照下叶肉细胞吸收0，释放C02 中回 的过程。叶绿体中的R酶在C0,浓度高而O, 注射器 虹色液滴 浓度低时，会催化RuBP(五碳糖)与CO,结合， 生成PGA(三碳酸)进行光合作用。R酶在 宠年草但C0,媛冲液 CO,浓度低而O,浓度高时，会催化RuBP与O, (1)1号装置中虎耳草体内发生的，导致液滴 移动的生理过程的化学反应式是 结合在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的 底物)，通过光呼吸途径合成PGA重新进人卡 假设2号装置的红色液滴静止不动，则此 尔文循环，还有一部分碳元素在线粒体中转化 时虎耳草的叶肉细胞中，光合作用强度 为CO,释放。光呼吸会消耗ATP、NADPH,但 (填“高于”“低于”或“等于”) 可以消除PG和自由基等对细胞有毒害的物 细胞呼吸强度 质。以下叙述错误的是 ( (2)乙同学指出该实验的自变量控制存在 乙醇酸 0 ,0 问题，请针对这一点提出改进意见： 0 乙醛酸 卡尔文循环 (成反应)C0 RuBp 甘筑酸 PCA GCO2、NH (3)甲同学计算真正的光合作用产生0，量的 ATP 线氧酸 甘油 思路：实验结束后，1号装置中 NADPIT (填“注入”或“吸出”)气体amL,2号装 A.与细胞呼吸相比较，光呼吸只有在有光的 置应 (填“注入”或“吸出”)气体 条件下才能发生 bmL,可知实验过程中虎耳草真正的光合 B.光合作用的光反应强于碳反应容易导致光 作用产生0，的量是 mL。但丙同 呼吸发生 学指出实验过程中1号和2号装置中的 C.光呼吸可以防止强光和CO,亏缺条件下发 虎耳草细胞呼吸强度不相等，所以上述计 生光合功能降低的现象 算过程存在误差，请为丙同学的论点提供 D.抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度 论据： 第三章黑白题63用制造有机物的时间是B~F.C~E期间是有机物的积累量.D错误 以该植物的叶肉细胞内能够产生AIP的部位是细胞溶胶和线粒体 口解题指导 A错误;由题图可以看出,光强度为0时,a点对应的值即为细胞呼明 据题图分析:图中AB表示只进行细胞呼吸.C.E时C0.的吸收逸率 速率,是5mgC0。·100em}叶·h.B正确;据题图可知,在c点光 为0.说明此时光合作用强度与细胞呼吸强度相等,A时温度降低 强度下植物的净光合速率为10mc0.·100cm-}叶·h.则每 导致细胞呼吸减弱,D时由于光照强,气温高,导致蒸腾作用增强 100 cm叶片一昼夜中C0.的净吸收量=光照时净光合作用总量-图 水分散失多,气孔关闭,CO.供应不足,光合作用速率略有下降。 暗时呼吸作用量=10x11-5x13=45mg.C正确;若将温度提高到 30C.光合作用晦活性下降,光合速率下降,而细胞呼吸晦活性上 5.D 解析:根据纵坐标可以判断甲曲线表示净光合速率,乙曲线表示 升,细胞呼吸速率上升,因此要达到光补偿点,必须增强光照,即6点 细胞呼吸速率,A错误;由题图可知光合作用的最适温度为30C左 右移,而净光合作用量=光合作用总量-呼吸作用量,此值将减小. 右(此时净光合逸率最大).呼吸作用最适温度为40)C左右(此时细 。点下移,D正确。 弛呼吸建率最大).B错误:由题图可知M点和N点的净光合速率相 2. B 解析:题表数据显示:各组叶片暗处理后减轻的质量就是其细胞 等,而总光合速率=净光合速率4呼吸速率.C错误;该植物能正常生 呼吸强度,随温度升高,叶片细胞呼吸强度先增大后减小,这主要是 长所需要的温度不能高于40C,因为40C时净光合速率为0.没有 温度升高,与呼吸作用有关的晦的活性先增强后减弱导致的,相比之 有机物的积累,D正确 下29C暗处理后植物重量减少最明显,说明该薇菜细胞呼吸晦的最 6.(1)光反应 NADPH ④ ②④ (2)= 光强度 CO浓度 适宜温度约为29C。光照后与暗处理前质量变化中包含三部分:一 (3)230 是弥补暗处理后减少的质量,二是细胞呼吸消耗的有机物量,三是光 解析:据题图分析:题图1中①③分别表示光合作用的碳反应和光反 照后增加的质量。相比之下29C暗处理后植物重量减少最明显,说 应阶段,②④分别表示需氧呼吸第一,二阶段和需氧呼吸第三阶段 明该植物细胞呼吸的最适宜温度约为29C.A正确:光照后与暗 题图2表示光强度对植物净光合速率的影响,其中A点由于没有光 处理前质量变化=总光合作用制造有机物的量-两小时呼吸消耗有 照,所以只进行细胞呼吸,B点为光的补偿点,此点表示光合速率等 机物的量,第一,二、三组藏菜叶肉细胞每小时合成的有机物分别是 于细胞呼吸速率,C点为光饱和点,此时净光合速率最大。(1)题 3+1+1-5mg 3+2+2=7mg和3+3+3=9mg,则其净光合作用强度分 图1中过程③属于光合作用的光反应阶段,这阶段除了题图中产物 别为5-1=4mg、7-2=5m 和9-3=6mt.所以这三组植物释放的氧 外还有NADPH.该过程发生在叶绿体的光合膜上。需氧呼吸过程中 气量不相等,B错误;第四组波菜总光合作用强度为1+1+1=3mg,细 第三阶段产生能量最多,为题图1中的④。题图2中A点处于黑暗 胞呼吸强度为1叫g.所以光照时,第四组光合作用强度大于细胞呼吸 条件,在该条件下,该植物只能进行细胞呼吸,即能完成题图1中的 强度.C正确;第四组液菜总光合作用强度为1+1+1=3mg,即合成葡 ②④过程。(2)题图2中B点时,植物表现为没有从外界吸收C0. 萄糖总量为3mg.D正确 3.C 解析:据题图分析;实线表示CO.的吸收速率,即净光合速率,虚 则该植物光合作用速率等于细胞呼吸速率。当光强度在BC之间 时,随着光强度的增加,光合作用速率逐渐增加.因此该阶段限制光 线表示C0,的产生速率,即细胞呼吸速率。总光合速率=净光合这 合作用速率增加的环境因素主要是光强度,光强度为C点以后,光合 率+细胞呼吸速率.据此分析作答。1.时刻,该植株固定C0.的速率 作用速率不再随着光强度的增加而增加,而且是处于最适温度,则此 为总光合速率,即总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率=10+2= 12mg·h}.A错误;.时刻,该植物净光合速率大于0.有有机物的 后限制光合作用速率增加的环境因素主要是C0.浓度。(3)如果将 积累,B错误;密闭容器内C0.的含量一定,随着光合作用的进行 该植物先放置在题图2中A点的条件下10h,接着放置在C点的条 CO.浓度逐渐降低,所以1t.一1.时间段,植株的净光合速率逐渐下降 件下14h.则在这24h内该植物单位叶面积的有机物积累量为14× 20-10×5=230mg(用C0.吸收量表示)。 直至为0.C正确;1.时刻后,植株的光合速率等于细胞呼吸速率,容 压轴挑战 器中CO浓度保持不变,D错误。 4.A 解析:分析题干信息可知,本实验的目的是探究不同温度对光合 7. C 解析:该幼苗的光合作用和细胞呼吸相比,温度超过35C,光合 作用的影响,实验的原理是当叶圆片抽取空气沉入水底后,光合作用 速率下降,而细胸呼吸速率继续上升,说明光合作用对高温较敏感 大于呼吸作用时产生的氧气在细胞间隙积累,使叶圆片的浮力增加. A正确;若每天交替进行12h光照,12h黑暗,则幼苗积累有机物为 12h的净光合作用-12h的细胞呼吸,数值最大的是25C.B正确 叶圆片上浮,根据上浮的时间判断出光合作用的强弱。根据叶圆片 上浮的原理可知,叶圆片上浮至液面的时间可反映净光合速率的相 光照条件下,40C时整株幼苗的C0.吸收速率为0.因此幼苗叶肉细 对大小.A正确;ab段,随着水温的增加.叶圆片上浮所需的时间缩 胞中光合速率大于呼吸速率,叶肉细胞中叶绿体产生的0.的移动方 短,说明氧气产生速率加快,光合速率逐渐增大,B错误;根据A项分 向是从叶绿体移向线粒体和细胞外.C错误;50-55C时该幼苗向外 析可知,上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小,而真正光 释放的CO。与黑暗时测得的呼吸作用释放的CO。量相间.因此光合 合速率=净光合速率+细胞呼吸速率,由于温度变化也会影响呼吸醐 速率为0.可能是由于高温导致与光合作用有关的梅活性丧失, 的活性,所以叶片真正光合作用的最适温度不一定位于be段,C错 D正确。 误;根据题意可知,不同温度条件下的实验组中含有等浓度的 专题探究3 分析光合作用与细胞呼吸 NaHCO.溶液.所以在tl段.不是由于NaHCO.浓度下降.CO.减少导 致上浮时间延长,而是温度过高,导致光合作用醇活性降低,使叶度 片上浮所需要的时间延长,D错误 1.A 解析:根据题意和题图分析可知:a点时光强度为0.只进行细胞 5.D 解析:光呼吸需要有光才能发生,细胞呼吸有光、无光均能发生. 呼吸,因此对应的值为细胞呼吸强度;c点达到光饱和点,对应的值 A正确;当光合作用的光反应强于碳反应时,产生的氧气较多,容易 为净光合速率,而净光合速率=真正光合速率-细胞呼吸速率。在温 导致光呼吸发生,B正确:由题意可知,光呼吸是植物对强光和低 度改变时,晦的活性发生改变,进而影响光合作用和细胞呼吸速率 C0. 环境的一种适应机制.C正确;抑制光呼吸,难以消除PG和自由 a点时植物只进行细胸呼吸,需氧呼吸的三个阶段均能产生ATP,所 基等对细胞的毒害,并不能大幅度提高光合作用强度,D错误 正本参考答案 黑白题2 6.(1)C。Hn:0。+60.+61.--60.+12H.0+能量 高于(2)2号 试剂反应,淀粉和糖水解后产生还原糖,与本尼迪特试剂在水浴加 装置应以IED灯为唯一光源 (3)注人 吸出 a+b 1号装置中 执后产生红黄色沉淀,甲、乙同学单独做的实验都能探究的专一 0.浓度越来越低.2号装置中0.浓度越来越高,0.浓度会影响细胞 性,B错误;若组4出现阳性反应,可能的原因是糖中含有还原糖 呼暇强度 即使淀粉梅不能分解落糖,也会出现产物中具有还原糖的假象,不能 解析:分析题干信息可知:本实验的目的为“研究光强度对虎耳草光 证明确的专一性,C正确;若组3出现了阳性反应,原因也可能是1% 合作用强度的影响”,故实验的自变量为光强度,因变量为光合作用 淀粉溶液中含有糖或还原糖,D正确。 强度,可通过液滴的移动进行测定。(1)由于装置1是在黑暗条件下 5.C 解析:在透析液中加入与病人血清相近浓度的无机盐是为了模拟 进行的,故植物只能进行细胞呼吸,则化学反应式为C.H.0+60。+ 体液环境,帮助清除血液中的含复代谢废物,同时保持血浆渗透压稿 6H-0-辈-6C0.+12H,0+能量;装置2中有光照,故植物可进行光合 定,A正确;选析装置中的血液流向与透析液相反,有利于营养物质 和代谢废物等物质交换,B正确;血浆中代谢废物或有害物质的浓度 作用和细胞呼吸,若红色液滴静止不动,则表示装置中气体的产生量 与消耗量相同,则此时植株的光合作用强度与细胞呼吸强度相等,但 较高,新鲜的透析液中不存在这些物质,形成浓度差,故代谢废物或 有害物质可顺浓度梯度扩散至透析液中,故经充分透析,血液中的代 因植物有些细胞无法进行光合作用,故此时叶肉细胞中的光合作用 强度高于细胞呼吸强度。(2)实验设计应遵循对照原则和单一变量 谢废物浓度依然大于透析液,C错误;岛素等蛋白质不能通过透析 膜,故血液中的膜岛素不会进入透析液,因此透析后无须补充岛 原则,参照实验设计可知,本实验中的变量不唯一:有无光照以及光 素,D正确。 强度的不同。故应改进实验,即2号装置应以LED灯为唯一光源 6.B 解析:人体的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氢离子的蛋白质 (3)真正的光合作用产生0.量=净光合作用产生的0.量+细胞呼吸 消耗的0.量,由于装置1中有C0.缓冲液,故装置1中气体是减少 即逆浓度梯度转运氢离子,A正确;转运氢离子的速率除了与患者的 的,减少的量即为0.的消耗量,故在装置1中应注入气体amL;同 CFTR蛋白数量有关外,还与能量的供应有关,B错误;CFTR蛋白为 理,装置2中的气体量是增加的,增加的量即为0。的释放量,故装 载体蛋白,转运氢离子时要和氧离子特异性结合.C正确;CFTR蛋白 置2应吸出气体bmL;则实验过程中虎耳草真正的光合作用产生0。 为细胞膜上的载体蛋白,需要在内质网和高尔基体内加工,通过囊泡 的量是(ath)mL;由题干信息可知,两个装置中所用虎耳草的生长状 运输到细胞膜上,D正确 7.C 解析:人体的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氢离子的蛋白质 况相似,故1号和2号装置中的虎耳草呼吸作用强度不相等的原因 可能是1号装置中0.浓度越来越低,2号装置中0.浓度越来越高 在行使功能时需要能量供应,A正确;CFTR蛋白是细胞膜上主动转 0.浓度会影响细胞呼吸强度 运氢离子出细胞膜的蛋白质,患者的CFTR蛋白异常关闭,导致细胞 外氢离子浓度降低,B正确;CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氢离子 第三章 章末检测 出细胞膜的蛋白质,患者的CFTR蛋白异常关闭.导致氧离子在细舱 1.D 解析:由题干“活化的PKA催化亚基能将ATP上的礴酸基团转 中累积,细胞内渗透压升高,进而导致水分子向膜外渗透的速度减 慢,C错误;囊性纤维病是细胞膜上CFTR蛋白功能异常引起的,可 移到特定蛋白质的丝氛酸或苏氢酸残基上将其礴酸化”可推知,活化 的PKA催化亚基能将ATP水解成ADP,A正确;蛋白质的丝氛酸或 通过修复异常关闭的CFTR蛋白来治疗,D正确。 苏氢酸残基上进行磅酸化的过程需要ATP的水解提供能量,所以是 8.D 解析:水分子进出细胞的方式有两种,一种需要水通道蛋白,属干 一个吸能反应,B正确;由题图可知,cAMP与PKA中的调节亚基R 易化扩散,另一种不需要水通道蛋白,属于扩散,题图中过程③和过 结合,使调节亚基R和催化亚基C分离,释放出高活性的催化亚基, 程④都是易化扩散,A错误;炮仗花重新开放与水分子进入花冠近轴 C正确;eAMP由苷酸环化梅催化ATP环化形成,故ATP不仅是生 表皮细胞有关,该过程细胞吸水,不会发生质壁分离,B错误;当环境 物的直接供能物质,还是合成eAMP的原料,但ATP水解后形成的 由低温转为正常温度、光照条件下,囊泡上的水通道蛋白去碑酸化并 AMP(眼吟核糖核苷敲)是合成RNA的原料,所以ATP不是合成 转移至细胞膜(即过程①与过程②),过程①水通道蛋白的构象改 DNA的原料.D错误。 变,恢复至初始构象,过程②水通道蛋白的构象不变,同时,光照促进 2.C 解析:pH为6和9的组别发光强度低于pH为7.5的原因都可能 Ca*运输至细胞内.激活GsCPK16.使水通道蛋白礴酸化(即过程 是破坏了荧光素的空间结构,A错误;A点之后发光强度不再增加 ).此时水通道蛋白的构象发生改变,C错误;炮仗花在低温且黑暗 可能是受ATP的含量所限制,B错误;因为醇具有高效性,若先将反 条件下,过程①②均受到抑制,花冠近轴表皮细胞吸水能力下降。 应溶液混合再调pH.反应不是在设定pH下进行,每组应先将反应溶 细胞压减小,D正确 液的pH分别调至设定数值再混合,C正确;若加入葡萄糖未发出荧 9.A 解析;丙响酸通过利用H的浓度差进人线粒体内膜,不需要直 光,说明葡萄糖不是直接的能源物质,D错误。 消耗ATP,A错误;丙酣酸通过线粒体外膜需要通过载体蛋白,是顺 □解题指导 浓度梯度的运输,不需要能量供应,其通过线粒体外膜的方式是易化 扩散,H顺浓度梯度通过线粒体内膜进人线粒体,需要载体蛋白的 由题图分析可知,pH为7.5时发光强度大于pH为6和pH为9 协助,属于易化扩散,B正确;丙酣酸通过线粒体内、外膜都需要载体 原因都可能是破坏了荧光素晦的空间结构,ATP为直接的能源 物质,葡萄糖为主要的能源物质 蛋白的协助,体现了生物膜的选择透过性,C正确;丙酣酸通过线粒 体内、外膜需要载体蛋白的协助,则加入蛋白质变性剂会抑制载体蛋 3.D 解析:葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成,发生了化学变化 白运输丙醐酸,D正确。 A正确:催化该化学变化进行的是醇母菌内产生的酿荫,B正确:研 10.C 解析:分析题图可知,①④是正常细胞所必需的,所以若要研制 磨有利于醇母菌内酿的释放,C正确:毕希纳所做的实验不能证明 药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径,题图中的①④不宜选 酿醇的化学本质是蛋白质,D错误 为作用位点,A错误;痛细胞中丙醐酸转化为孔酸的过程不会生成 4.B 解析:确一确化钾溶液遇淀粉变蓝,甲同学实验的检测试剂可换 VIP.B错误;③过程为厌氧呼吸第二阶段的反应,会消耗少量的 成碑一礁化钾溶液,用来检测淀粉是否被分解,从而检测睡液淀粉鸭 氢;④过程是需氧呼吸第二,三阶段的反应,分别发生在线粒体基质 和蘑糖醒的专一性,A正确:淀粉和蓝糖是非还原糖,不与本尼迪特 和线粒体内膜上,C正确;根据题意“癌细胞和正常分化的细胞在有 必修第-册·ZK 黑白题26