1、专题突破练专题突破练 5 细胞呼吸与光合作用细胞呼吸与光合作用 一、单项选择题 1.(2020 山东临沂 4 月一模)某高等植物细胞呼吸过程中主要物质变化如下图,为相关生理过程。 下列叙述正确的是( ) A.若该植物为玉米,则只发生在玉米胚细胞的细胞质基质中 B.该植物过程产生 ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜 C.等量的葡萄糖在有氧呼吸和无氧呼吸过程中产生丙酮酸的量不同 D.只给根部细胞提供同位素标记的 O,在 O2和 CO2中能同时检测到 18O 2.(2020 山东滨州二模)细胞呼吸过程中葡萄糖和水分子脱去的氢可被氧化型辅酶(NAD+)结合而形 成还原型辅酶(NADH)。细胞外烟酰胺
2、磷酸核糖转移酶(eNAMPT)的催化产物 NMN 是合成 NAD+ 的原料。研究发现,人和哺乳动物衰老过程与组织中 NAD+水平的下降直接相关。下列说法正确的 是( ) A.高温变性的 eNAMPT不能与双缩脲试剂产生紫色反应 B.哺乳动物细胞呼吸产生 NADH的场所有细胞质基质和线粒体内膜 C.体内的 NMN合成量增多可能导致哺乳动物早衰 D.促进小鼠体内 eNAMPT 的产生可能延长其寿命 3.(2020 山东潍坊二模)Rubisco 是植物细胞内参与光合作用固定 CO2的酶。下表是不同温度对两品 种水稻中 Rubisco 活性(mol mg-1 min-1)影响的有关数据。以下叙述错误的
3、是( ) 水稻品种 21 24 27 30 两优 1.13 1.25 1.03 0.80 丰优 1.07 1.03 0.95 0.79 A.Rubisco 分布在叶绿体基质中,其合成可能受核基因控制 B.Rubisco只在植物绿色组织中表达,其催化的反应消耗大量的 ATP C.Rubisco在不同品种水稻细胞内活性不同,可能与其分子结构的微小改变有关 D.通过表中数据不能确定 Rubisco 的最适温度 4.(2020 广东佛山二模)研究人员将某植物的绿色果肉薄片与 NaHCO3溶液混合置于密闭反应室,提供 一定的光照,水浴加热保持恒温,测定反应室中 O2浓度,结果如下图所示。下列相关叙述错误
4、的是 ( ) A.NaHCO3溶液的作用是提供光合作用的原料 CO2 B.1520 min O2浓度不变,表明光合作用已经停止 C.若在 15 min 时停止光照,则短时间内叶绿体中 C3含量增多 D.若在 20 min 后停止光照,推测 2025 min 范围内曲线斜率为负值 5.细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将 NADH(即H)分解产生的 H+转运到膜间隙,使膜间隙 中 H+浓度增加,大部分 H+通过结构回流至线粒体基质,同时驱动 ATP 的合成,主要过程如下图所示。 下列有关叙述不正确的是( ) A.乳酸菌不可能发生上述过程 B.该过程发生于有氧呼吸第二阶段 C.图中是具有 AT
5、P 合成酶活性的通道蛋白 D.H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散 6.下图表示某绿色植物的非绿色器官在 O2浓度为 a、b、c、d 时,CO2释放量和 O2吸收量的变化。 下列相关叙述正确的是( ) A.O2浓度为 a时,最适于贮藏该植物器官 B.O2浓度为 c 时,无氧呼吸最弱 C.O2浓度为 d 时,无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等 D.O2浓度为 b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 5倍 7.现用叶绿素 b 完全缺失水稻(下称色素缺失水稻)叶片进行的相关实验,正确的是( ) A.用色素缺失水稻叶片进行光合色素分离实验,滤纸条上距画线处最近的色素带呈黄绿色 B.自然光照下色素缺
6、失水稻叶片放氧速率表示叶片总光合作用速率与其有氧呼吸速率差值 C.色素缺失水稻叶片能进行光合作用表明各种绿色植物中叶绿素 b 均不参与吸收传递光能 D.同色素正常水稻叶片相比,自然光照下色素缺失水稻叶片能吸收红光但不吸收蓝紫光 二、不定项选择题 8.(2020 山东烟台 6月模拟)金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天,肌细胞和其他组织细胞中无氧呼 吸的产物不同。下图表示金鱼缺氧状态下,细胞中部分代谢途径,下列相关叙述正确的是( ) A.过程不需要 O2的参与,产生的“物质 X”是丙酮酸,由 3种元素组成 B.过程均有能量释放,大部分用于合成 ATP C.过程无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所
7、不同 D.若给肌细胞提供 18O标记的 O 2,会在 CO2中检测到 18O 9.(2020 山东淄博 4月一模)下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( ) A.田间管理中的中耕松土,可以提高玉米根细胞的细胞呼吸 B.人腰肌细胞与心肌细胞相比,前者线粒体数量和线粒体内嵴的数量多 C.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生 CO2,但产生 CO2的场所不同 D.小白鼠吸入 18O 2后,呼出的 CO2不会含有 18O,但尿液中会含有 O 10.(2020 山东菏泽 4 月一模)将密闭玻璃罩中的一株天竺葵从 0 时开始到上午 10 时置于室外,测得其 CO2浓度变化情况如下图所示,下列分析正确的是( )
8、A.D点叶肉细胞呼吸强度等于光合强度 B.EF段植株释放氧气的速率大于 DE段 C.若实验继续进行,短时间内 CO2浓度将下降 D.仅根据图像无法判断 B、C 点呼吸强度的大小 三、非选择题 11.(2020 山东威海 4 月一模)RuBisCo 普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中,它是光呼吸(细胞在 有光、高 O2、低 CO2情况下发生的生化反应)中不可缺少的加氧酶,也是卡尔文循环中固定 CO2最 关键的羧化酶。RuBisCo能以五碳化合物(RuBP)为底物,在 CO2/O2值高时,使其结合 CO2发生羧化, 在 CO2/O2值低时,使其结合 O2发生氧化,具体过程如下图所示。 (1)玉米
9、、大豆等植物的叶片中消耗 O2的场所有 。从能量代谢的角度看, 光呼吸和有氧呼吸最大的区别是 。 (2)科研人员利用大豆来探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果。 亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物(乙醇酸)氧化酶的 来抑制该酶的活性,从而抑 制光呼吸的进行。另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,从而促进 的进 行。 为探究亚硫酸氢钠使大豆增产的适宜浓度,一般要先做预实验,目的 是 。 喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,大豆单位时间内释放氧气的量较喷施前 (填“增多”“减 少”或“不变”),原因 是 。 参考答案 专题突破练 5 细胞呼吸与光合作用 1.B 解析 玉米的胚细胞进行无氧呼吸的产物为乳
10、酸,不是酒精和二氧化碳,A项错误; 过程主要是指有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,场所分别为线粒体基质和线粒体内膜,都 会产生 ATP,B项正确;有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段反应完全相同,等量的葡 萄糖会产生等量的丙酮酸,C 项错误;根部细胞没有叶绿体,不会进行光合作用,所以给根 部细胞提供同位素标记的 O,只能在 CO2中先检测到 18O,D项错误。 2.D 解析 绝大多数酶是蛋白质,高温变性的蛋白质依然可以与双缩脲试剂发生紫色反 应,据此推测高温变性的 eNAMPT能与双缩脲试剂产生紫色反应,A项错误;哺乳动物细 胞呼吸产生 NADH的场所有细胞质基质、线粒体基质,线粒体内膜消耗 NAD
11、H,B项错 误;题意显示人和哺乳动物衰老过程与组织中 NAD+水平的下降直接相关,而体内的 NMN是合成 NAD+的原料,因此,NMN合成量增多可能抑制哺乳动物早衰,C 项错误;促 进小鼠体内 eNAMPT 的产生,会使 NMN的合成量增多,进而增加了 NAD+的合成,进而 可能延长其寿命,D项正确。 审题技巧 分析题意,烟酰胺磷酸核糖转移酶(eNAMPT)能催化 NMN 的合成,而 NMN是 合成 NAD+的原料,NAD+的含量下降会导致衰老,因此若要延缓衰老,需要设法增加 NAD+的含量,进而需要提供更多的 NMN,而 NMN 的产生与烟酰胺磷酸核糖转移酶的活 性直接相关,因此可推知衰老与
12、烟酰胺磷酸核糖转移酶的活性下降和减少相关。 3.B 解析 Rubisco是催化暗反应的酶,分布在叶绿体基质中,其合成可能受核基因控 制,A项正确;Rubisco只在植物绿色组织中表达,其催化的反应为 C5和 CO2生成 C3,不消 耗 ATP,B项错误;结构决定功能,Rubisco 在不同品种水稻细胞内活性不同,可能与其分子 结构的微小改变有关,C 项正确;表中的数据太少,通过表中数据不能确定 Rubisco 的最适 温度,D项正确。 4.B 解析 NaHCO3分解可产生 CO2,NaHCO3溶液的作用是提供光合作用的原料 CO2,A 项正确;1520 min O2浓度不变,原因是光合产氧量与
13、呼吸耗氧量相等,B项错误;若在 15 min时停止光照,则光反应产生的 ATP 和H减少,而光反应产生的 ATP 和H用于暗反 应 C3的还原,所以 C3含量增多,C 项正确;若在 20 min 后停止光照,光合作用产生氧气速 率减慢,而呼吸速率消耗氧气速率不受影响,因此氧气不断减少,曲线将下降,即曲线斜率 为负值,D项正确。 5.B 解析 乳酸菌属于原核生物,原核细胞中没有线粒体,不能发生上述过程,A项正确; 根据题意可知,该过程发生于线粒体内膜上,有氧呼吸的第二阶段发生于线粒体基质,B 项错误;根据题意可知,结构能够驱动 ATP 合成,因此是一种具有 ATP 合成酶活性的通 道(载体)蛋白
14、,C 项正确;根据题意可知,H+由膜间隙向线粒体基质跨膜运输不消耗能量, 而为 ATP 的合成提供能量,并且需要借助于载体,因此属于协助扩散,D 项正确。 6.D 解析 O2浓度为 a 时,植物只进行无氧呼吸,且无氧呼吸较强,因此在 a浓度下不适于 贮藏该植物器官,A项错误;O2浓度为 d时,植物只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸强度为 零,B、C 两项错误;分析题图可知,O2浓度为 b 时,O2的吸收量为 3,根据有氧呼吸反应式 可推知,有氧呼吸消耗的葡萄糖为 36=0.5,无氧呼吸释放的 CO2量为 8-3=5,则根据无氧 呼吸反应式可推知,无氧呼吸消耗的葡萄糖是 52=2.5,因此无氧呼吸消耗
15、葡萄糖的量是 有氧呼吸的 5倍,D项正确。 7.B 解析 用色素缺失水稻叶片进行光合色素分离实验,滤纸条上距画线处最近的色素 带是叶绿素 a,呈蓝绿色,因为叶绿素 b 完全缺失,没有黄绿色的色素带,A项错误;自然光 照下色素缺失水稻叶片放氧速率表示叶片总光合作用速率与其有氧呼吸速率差值,B项 正确;色素缺失水稻叶片能进行光合作用,不能表明各种绿色植物中叶绿素 b均不参与吸 收传递光能,只能说明色素缺失水稻叶片中有其他色素能参与吸收传递光能,C 项错误; 同色素正常水稻叶片相比,自然光照下,色素缺失水稻叶片能吸收红光也能吸收蓝紫光, 因为叶绿素 a能吸收红光和蓝紫光,D项错误。 8.AD 解析
16、无氧呼吸第一阶段,葡萄糖分解生成丙酮酸,“物质 X”是丙酮酸,由 C、H、O 3 种元素组成,为细胞呼吸第一阶段,不需要 O2参与,A项正确;过程均有能量释放, 少部分用于合成 ATP,B项错误;过程是无氧呼吸的第二阶段,场所均是细胞质基 质,C 项错误;有氧条件下,肌细胞进行有氧呼吸,若给肌细胞提供 18O标记的 O2,则产生含 有 18O的水,含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段,产生的 CO2中能检测到18O,D项正 确。 9.AC 解析 田间管理中的中耕松土,可以增加土壤中的氧气含量,提高玉米根细胞的细 胞呼吸,A项正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,一般在新陈代谢旺盛的细胞中数目较 多
17、,因此人腰肌细胞与心肌细胞相比,后者线粒体数量和线粒体内嵴的数量多,B项错误; 酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生 CO2,但产生 CO2的场所不同,前者是在线粒体基 质,后者是在细胞质基质,C 项正确;18O2参与有氧呼吸第三阶段生成 O, O又可以 参与第二阶段产生 C18O2,所以呼出的 CO2中含有 18O,D项错误。 10.BCD 解析 由图可知,D点整个植株的呼吸强度等于叶肉细胞的光合强度,因此该时 刻叶肉细胞的光合强度大于其本身的呼吸强度,A项错误;EF段 CO2减少的幅度高于 DE 段,因此释放氧气的速率大于 DE段,B项正确;若实验继续进行,依然能够进行光合作用, 且光合强度
18、大于呼吸强度,因此短时间内 CO2浓度将下降,C 项正确;仅根据图像无法判 断 B、C 点呼吸强度的大小,D项正确。 11.答案 (1)叶绿体(基质)、线粒体(内膜) 光呼吸消耗 ATP(能量),有氧呼吸产生 ATP(能 量) (2)空间结构 光反应(光合作用) 为进一步的实验探究条件;检验实验设计的 科学性和可行性(避免盲目开展实验造成人力、物力、财力的浪费) 增多 光能利 用增加,水的光解加快;亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进 行 解析 由题意可知,RuBisCo 既可以催化 CO2的固定,又可以催化光呼吸过程。(1)玉米、 大豆等植物通过有氧呼吸消耗 O2的场所是
19、线粒体,通过光呼吸消耗氧气的场所是叶绿 体基质。由图可知,光呼吸消耗 ATP,故从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的 区别是光呼吸消耗 ATP,有氧呼吸产生 ATP。(2)二碳化合物氧化酶在光呼吸中发挥 作用,亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物氧化酶的空间结构来抑制该酶的活性,从而抑制 光呼吸的进行。另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,进而通过促进光反应的进 行而提高光合作用强度。预实验可以为进一步的实验探究条件,还可以检验实验设计 的科学性和可行性。喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,光能利用增加,水的光解加快; 亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进行,故大豆单位时间内释 放氧气的量较喷施前增多。
