光合作用和细胞呼吸综合训练及习题解析

必修1专题训练：光合作用和细胞呼吸综合题型专训

【考点梳理】

一表观（净）光合速率的测定方法

(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。

(2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。

(3)条件：整个装置必须在光下。

动态分析：当外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律

①若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。

②若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。

③阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。

二细胞呼吸状况的实验归纳测定

欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。

结果与分析

①若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产CO2量与耗O2量相等)。

②若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产CO2，不耗O2)。

③若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

④装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。

a．为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。

b．进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。

【习题训练】

一选择题

1如图为不同温度下金鱼的代谢率(耗氧量)与氧分压的关系图。据图不能得出的结论是()。

A．在一定范围内，代谢率随氧分压下降而下降

B．25 ℃环境中金鱼的代谢率比15 ℃环境中的高

C．代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同

D．氧分压超过一定范围后，代谢率不再随氧分压增加而增加

解析金鱼的代谢率(耗氧量)除受温度影响外，还受氧分压影响。在25 ℃时，若氧分压很低，则其代谢率也将很低。

答案 B

2 如图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解。下列有关该图的说法中正确的是()。

A．只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用

B．光合作用光反应阶段产生的[H]只来自水，而呼吸作用产生的[H]只来自有机物

C．耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生ATP的量可能

相同

D．在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气

解析在有光的条件下，细胞呼吸产生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用，故A错误；光合作用的光反应阶段产生的[H]来自水，有氧呼吸第一阶段产生的[H]来自有机物葡萄糖，第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水，故B错误；强光下植物呼吸作用消耗的氧气可能来自光合作用产生的氧气，也可能来自外界环境，故D错误。

答案 C

3在下曲线图中，有M、N、O、P、Q五个点，对它们的含义的叙述正确的是()

①M点时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，且光合作用强度弱于呼

吸作用强度②N点时，植物体只进行呼吸作用；O点时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度③Q点时，光照强度不再是影响光合作用速率的主要因素④P点前，影响光合速率的

主要因素是光照强度

A．①②B．①③C．③④①产生的[H]和①④

解析：M点时，光照强度为零，无光合作用，只有呼吸作用，故①错误。N 点为光补偿点，其光合作用强度等于呼吸作用强度；O点在N、P之间，光合作用强度大于呼吸作用强度，②错误。

答案：C

4 如图为某种植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是()。

A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程

B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程

C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d

D．以H218O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b

解析a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线

粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被

线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2

作原料进行光合作用，18O的转移为C18O2―→有机

物―→C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作用速

率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的

d。以H182O作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强

呼吸作用下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主

要去向是图中的c。

答案 C

5某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙两组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是()

解析：酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，两种呼吸产物中都有二氧化碳，但分解同样多的葡萄糖时，有氧呼吸的产气量比无氧呼吸要多，所以甲脱气后应进行无氧呼吸，乙不脱气应先进行有氧呼吸，其产气要快，产气量比甲要多。

答案：A

6 一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少24

mL，CO2

增加48 mL，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的() A．1/3 B．1/2 C．2倍D．3倍

解析：有氧呼吸过程中每消耗1 mol葡萄糖生成6 mol CO2，同时消耗6 mol O2；无氧呼吸过程中每消耗1 mol 葡萄糖生成2 mol CO2，不消耗O2。由于在相同状况下，气体的体积比等于物质的量之比，则由“1小时后测得该容器中O2减少24 mL”可知，有氧呼吸产生24 mL CO2，无氧呼吸产生24 mL CO2，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍。

7 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的

C2H5()

产生CO2的

9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol

量

产生酒精的

9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol

量

A. a

B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率

C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵

D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸

解析：考查有氧呼吸与无氧呼吸反应式的应用，以及获取信息的能力。酵母菌所产生二氧化碳的量可能是有氧呼吸和无氧呼吸的总和；无氧呼吸产生的酒精与二氧化碳的物质的量相同，所以a浓度时没有进行有氧呼吸；b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c浓度时无氧呼吸产生二氧化碳为6 mol，有氧呼吸产生二氧化碳为9 mol，有氧呼吸分解1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，而无氧呼吸分解1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，所以设用于无氧呼吸的葡萄糖为x，则2x/6(1－x)＝6/9，推出x＝2/3；d浓度时没有产生酒精，说明没有进行无氧呼吸。

答案：D

8下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于()

A．线粒体、线粒体和细胞质基质

B．线粒体、细胞质基质和线粒体

C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质

D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体

解析：有氧呼吸过程可分为三个阶段。第一阶段是葡萄糖氧化分解生成丙酮酸，进行的场所是细胞质基质，是在酶1的作用下完成的；第二、三阶段是丙酮酸在线粒体内彻底分解，生成CO2和H2O，是在酶2的作用下进行的。

在缺氧的条件下，葡萄糖氧化分解为乳酸，该过程在细胞质基质中进行，所以酶3存在于细胞质基质中。

答案：C

9为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。问哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程()

解析：叶绿体是植物进行光合作用的场所。光合作用光反应过程中，H2O光解，ATP形成(光合磷酸化)及光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能储存在ATP和[H]中都是在类囊体薄膜上进行的。膜上有进行光反应所需要的各种色素和酶，故B对，A错。C中缺少色素和酶，D中缺少所需的酶。

答案：B

10一生长着大量绿藻的池塘，一天内池水中CO2浓度变化正确的是()

解析：白天绿藻进行光合作用强于细胞呼吸，CO2浓度逐渐减少，至傍晚二者相等，以后细胞呼吸强于光合作用，CO2浓度逐渐升高，至清晨二者相等。

答案：D

11如图所示农田一昼夜温度变化Ⅰ、光照强度变化Ⅱ和植物吸收CO2变化Ⅲ数据绘制成的曲线，则下列说法不正确的是()

A．在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2与细胞呼吸释放的CO2

量相等

B．a点的形成是由夜间的低温造成的

C．从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成停止

D．增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积的措施包括提高光照强度、CO2浓度和充足的水分供应

解析：此题考查光合作用和细胞呼吸的关系。c、e两点表示植物光合作用吸收CO2和细胞呼吸放出CO2的量相等，此时植物光合作用合成有机物的量和细胞呼吸消耗有机物的量相等，c点之前、e点之后也进行光合作用。

答案：C

二：非选择题

1 小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。下图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图；图乙是在CO2浓度一定、环境温度为25 ℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度。请据图分析回答问题。

(1)当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，该细胞处于的生理状态是________________。若是d过程也不发生，则此时该细胞内进行的生理过程是(用化学反应式表示)________________。

(2)在图乙中B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有________________。C点时，该植物的总光合速率为________mg/(dm2·叶·h)。C点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素是__________________________________。

(3)适当提高CO2浓度时，C点将________(填“上移”“下移”或“不动”)；当植物缺镁时，B点将________(填“左移”或“右移”)。

(4)某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：________________。需要特别注意的是，该实验需要在______________条件下进行。

答案(1)光合作用强度小于或等于呼吸作用强度6O2＋C6H12O6＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量(2)细胞质基质和线粒体、叶绿体20CO2浓度

(3)上移右移

(4)探究温度(O2浓度)对细胞呼吸速率的影响黑暗

2下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：

(1)甲图曲线中C点和E点(外界环境中CO2浓度变化为零)处，植株处于何种

生理活动状态

__________________________________________________________________ _。

(2)根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是________点，植株积累有机物

最多的是________点。

(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________，以致光反应产生的

________和________逐渐减少，从而影响了暗反应强度。

(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为

_______________________。

解析：甲图C点与E点植物不吸收也不释放CO2，表明植物的光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用强度最高点，应是CO2吸收速率最高点(D)，有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于呼吸作用时的点(E)。

答案：(1)呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量(2)D E(3)光照强度逐渐减弱ATP NADPH[H](4)温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应。

3

解：（1）分析题图1可知，②是光反应阶段，场所是叶绿体类囊体薄膜，④过程是有氧呼吸的第一、第二阶段，场所是细胞质基质、线粒体基质，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是细胞呼吸释放的能量，即图1中的③④过程．

（2）阅读题干可知，该实验是通过控制反应时间探究CO2中碳原子的转移路径，用到的实验方法为同位素标记法．

（3）由曲线可知，c光合强度与呼吸强度相等，在此点之前，光合强度小于呼吸强度，小室内氧气浓度降低，液滴左移，c点以后，液滴逐渐向右移动，在18（g）时移至最右．分析表格中数据可知，随时间的推移光合速率越来越强，该组实验数据是在图3所示曲线e?f段测得；

如果要测定该植物真正光合作用的速率，应设置如图2一样的装置，将该装置遮光放在和A相同的环境条仵下作为对照．

故答案应为：

（l）叶绿体类囊体薄膜细胞质基质、线粒体基质③④

（2）反应时间同位素标记法

（3）左 18（g） e?f

设置如图2一样的装置，将该装置遮光放在和A相同的环境条仵下