阶段质量检测（三） 光合作用和细胞呼吸
(时间：45分钟 满分：50分)
一、选择题(每小题2分，共24分)
1．人体红细胞产生ATP的部位、所需ATP的能量来源、细胞呼吸类型分别是( )
A．线粒体；葡萄糖；有氧呼吸
B．细胞质基质；葡萄糖；无氧呼吸
C．线粒体；乳酸；有氧呼吸
D．细胞质基质；乳酸；无氧呼吸
解析：选B 人体红细胞没有线粒体，通过无氧呼吸供能，在细胞质基质中通过氧化分解葡萄糖产生ATP。
2．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶活性将( )
A．不断上升 B．没有变化
C．先升后降 D．先降后升
解析：选B 胃蛋白酶的最适pH约为1.5，胃蛋白酶在pH为10的溶液中会失去活性，因此在将胃蛋白酶溶液的pH从10降到2的过程中，胃蛋白酶活性不变化。
3．ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列叙述不正确的是( )
A．图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．ATP和ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性
D．酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能
解析：选A 图1中A表示腺嘌呤，b、c是高能磷酸键。ATP水解时远离腺苷的高能磷酸键c断裂，并释放能量。酶的催化作用具有高效性，能使ATP与ADP快速转化；酶催化作用的机理是降低反应的活化能。
4．下列对有关实验变量的叙述，正确的是( )
A．在探究pH对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
B．在探究酵母菌呼吸方式的实验中，乙醇的生成情况是无关变量
C．在探究过氧化氢酶高效性的实验中，气泡的生成情况是无关变量
D．在探究光照强度对光合作用影响的实验中，氧气的释放量是因变量
解析：选D 因变量是指实验中随着自变量的变化而变化的变量，在探究光照强度对光合作用影响的实验中，氧气的释放量是因变量。
7
5．下图中曲线a表示在最适温度、最适pH条件下，底物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．在曲线的AB段，限制反应速率的主要因素是酶的含量
B．在曲线的B点时再加入一定量的酶，可以用曲线b表示
C．温度升高，反应速率不能用曲线c表示
D．降低pH值，重复该实验，曲线中B点位置不变
解析：选B 曲线的B点表示在最适温度、最适pH条件下酶促反应速率达到最大值，由于受酶的量限制，反应速率不再随着底物浓度的增加而加快，如果此时再加入一定量的酶，反应速率又会加快，可以用曲线b表示。
6.如图表示在夏季晴朗的白天，植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素的改变分析正确的是( )
A．突然停止光照 B．突然增加CO2
C．降低环境温度 D．增加光照强度
解析：选D 增加光照强度，ATP和[H]合成增加，C3的还原速率上升，C3的消耗增加而含量下降，生成C5的速率上升，C5的相对含量上升。
7．科学家向小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表：
实验组别
光照时间(s)
放射性物质分布
1
2
三碳化合物
2
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等
根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是( )
A．本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B．每组光照后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布
C．CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类
D．实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等
解析：选C CO2是光合作用暗反应阶段的原料；每组光照后将小球藻进行处理使酶失活，其目的是终止相关的反应，这样测定的数据，才能准确反映光照时间内放射性物质的分布；从表中可以看出，放射性首先出现在三碳化合物中；表中信息显示，光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等。
7
8．如图表示绿色植物叶肉细胞中的两个代谢过程，图中C3代表含有3个碳原子的有机化合物，下列有关分析错误的是( )
A．过程①发生在细胞质基质中
B．①②过程中都产生[H]和ATP
C．③过程消耗ATP和[H]
D．④过程产生的C3为丙酮酸
解析：选D 过程①为葡萄糖在细胞质基质氧化分解为丙酮酸和[H]、ATP。②过程为丙酮酸在线粒体基质与水反应生成CO2、[H]和ATP。③过程为光合作用暗反应C3的还原，需要光反应提供ATP和[H]。④为光合作用的暗反应CO2与C5生成三碳化合物的过程。
9.右图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，a、b、c分别表示不同的代谢过程。下列叙述正确的是( )
A．a过程是由光激发的反应，不需要酶
B．b过程在叶绿体的类囊体膜上进行
C．水参与c代谢过程中第二阶段的反应
D．X代表的物质是b代谢过程的还原剂
解析：选C 图中a过程是由光激发的光反应，该过程中也需要酶，如ATP的合成过程中就需要酶的催化；b过程是光合作用的暗反应阶段，在叶绿体基质中进行；c过程表示有氧呼吸，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，并释放出少量的能量；a过程产生的[H]是b代谢(暗反应)过程的还原剂，X代表的物质是ATP，为暗反应提供能量。
10．下图中甲是ATP，据图判断下列分析正确的是( )
A．胞吞、胞吐过程中，不会消耗甲
B．丙是RNA的基本组成单位之一
C．叶绿体中，乙由类囊体膜移向叶绿体基质
D．有氧呼吸过程中，甲在线粒体的基质中合成最多
解析：选B 据图可知，甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解，丙是ATP水解脱掉两个磷酸基团后形成的，由一分子核糖、一分子腺嘌呤和一分子磷酸组成，属于组成RNA的基本单位。
7
11．种子萌发的需氧量与种子中有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量( )
A．少 B．多
C．相等 D．无规律
解析：选B 与糖类相比，脂肪中C、H比例高、O比例低，所以等质量的脂肪比糖类氧化时耗氧量多、产生的能量多；花生种子中脂肪含量多，其萌发时耗氧量多于含淀粉多的种子。
12．在CO2浓度一定、温度适宜的环境中，测定植物叶片在不同光照(klx)条件下CO2[mg/(100 cm2·h)]的吸收或释放量，结果如下表(表中负值表示CO2释放，正值表示CO2吸收)：
光照强度
2.0
4.0
6.0
8.0
9.0
10.0
CO2
－2.0
2.0
6.0
10.0
12.0
12.0
下列选项叙述正确的是( )
A．光照强度在8.0～9.0 klx之间时，细胞内合成ATP的速率不变
B．光照强度在2.0 klx时，细胞内不进行光合作用
C．光照强度在8.0 klx时，细胞既吸收CO2又吸收O2
D．超过9 klx时，光合速率不再增加，主要是受外界CO2浓度的制约
解析：选D 由表可知光照强度在8～9 klx时，CO2吸收增加，说明光合速率加快，产生ATP的数量加快。光照强度在2 klx时，细胞内CO2释放较多，应是呼吸速率大于光合速率。光照强度在8 klx时吸收CO2，说明光合速率大于呼吸速率，不需要从外界吸收O2。超过9 klx时吸收CO2不再增加，因为温度适宜，应是CO2浓度的限制。
二、非选择题(除注明外，每空1分，共26分)
13．(9分)现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究在不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计实验如下：
实验原理：温度等条件可以影响酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下产生麦芽糖；用分光光度计测量溶液的吸光度时， 物质含量越多，其吸光度越大，因此可测出物质的相对含量。
实验材料：一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、温度计等。
实验过程：如下表所示：
7
组 别
步 骤
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ.设置水浴
缸温度(℃)
20
30
40
50
20
30
40
50
Ⅱ.平衡无关
变量
取8支试管各加入淀粉溶液(mL)，分别保温5 min
10
10
10
10
10
10
10
10
Ⅲ.设置对照
另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5 min
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
Ⅳ.将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5 min
实验结果：用分光光度计对各组淀粉含量进行检测，结果如下图所示。
(1)该实验的自变量是_____________________，无关变量有__________________(至少写出2种)。
(2)根据实验结果分析，下列叙述正确的是________(填选项)。(2分)
A．酶A在20 ℃条件时活性较高
B．酶A的活性小于酶B的活性
C．酶B在40 ℃条件时活性较高
D．大于50 ℃条件时，酶A部分失活
(3)此实验用分光光度计检测底物淀粉的剩余量来表示酶的活性，能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示？____________，原因是____________________________
________________________________________________________________________(2分)。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是_______________
________________________________________________________________________。(2分)
解析：(1)根据表格可以看出本实验有两个自变量，即温度和酶的种类；无关变量是指在实验过程中可能存在的一些对实验结果造成影响的变量，如溶液的量、反应时间、pH等，在实验时应保持相同且适宜。(2)由题意可知酶A在20 ℃条件时淀粉含量较多，酶活性相对其他温度时较低；在20～50 ℃范围内，酶A活性在增强，酶B活性先增强后减弱；酶B在40 ℃条件时测量相对值最低，酶B的活性较高；在20～50 ℃范围内，酶A活性在增强，不能判断50 ℃以后的趋势。(3)因为用斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，进而对酶的活性产生影响，使实验结果不可靠，所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性。(4)由图的结果可知30～40
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℃范围内随温度的升高酶B活性升高，40～50 ℃范围内随温度的升高酶B活性降低，若要进一步探究酶B的最适温度，可在30～50 ℃之间设置较小的温度梯度进行研究。
答案：(1)温度、酶的种类 溶液的量、反应时间、pH等
(2)C (3)不能 斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果
(4)在30～50 ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论
14．(10分)将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用完全营养液并置于室外进行培养(如甲图所示)，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：
(1)上图显示，影响光合作用的外界因素有______________________________________。(2分)
(2)BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是____________________________；CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是__________________________________________。
(3)D点时植物生理活动过程的特点是_________________________________________。
(4)EF段说明此时植物光合速率____(填“较快”或“较慢”)，其原因最可能是________________________________________________________________________(2分)。
(5)与DE段相比，EF段其叶肉细胞中C5的含量较________。
(6)24时与0时相比，植物体内有机物总量的变化情况是____________。
解析：(1)图示说明光照强度、密闭装置中CO2浓度、一天中不同时段的温度不同等都对光合作用强度有影响。(2)BC段温度低，细胞呼吸的酶活性较低，呼吸速率下降导致CO2的释放量减少；CD段植物开始进行光合作用，但开始时，光合速率小于呼吸速率，因此单位时间内CO2的增加量减少。 (3)D点的含义是光合速率等于呼吸速率。 (4)EF段光合速率略有下降的原因是温度较高，气孔关闭，CO2不足引起。 (5)EF段与DE段相比，CO2供应不足，所以其叶肉细胞中C5的含量积累较高。 (6)由于24时即H点CO2含量比0时低，减少的CO2合成有机物，说明经过一昼夜后植物存在有机物的积累。
答案：(1)光照强度、温度、CO2浓度 (2)温度较低，呼吸酶的活性下降
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光合作用吸收了部分CO2 (3)光合速率与呼吸速率相等 (4)较慢 光照过强，温度过高，气孔关闭 (5)高 (6)增加
15．(7分)下图是探究绿色植物光合速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置放在20 ℃环境，一定光照条件下。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题：
(1)假若将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林，光合速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的____反应阶段。
(2)用上述装置所测得的数值与植物的实际光合速率相比 __________(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是____________________________________________________(2分)。
(3)以单位时间内释放出的氧气量来代表光合速率，该植物此条件下的净光合速率是________mL/h。(2分)
(4)若该植物的光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为20 ℃和30 ℃，如果将上述实验装置放在30 ℃的环境中，其他条件不变，重复上述实验，在相同的时间内则针筒容量读数________(填“大于”“等于”或“小于”)0.6 mL，才能使水滴维持在X的位置上。
解析：(1)将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林，气孔堵塞，影响二氧化碳供应从而影响光合作用暗反应，导致光合速率下降。(2)该装置测得的是净光合速率(实际光合速率－呼吸速率)，即装置净氧量的增加量，没有考虑细胞呼吸的耗氧量，故所测得的数值与植物的实际光合速率相比偏低。(3)30 min后，装置增加的氧气量＝0.6－0.2＝0.4 mL，故净光合速率是0.8 mL/h。(4)在30 ℃的环境中，实际光合速率下降，呼吸速率上升，净光合速率下降，即装置净氧量的增加量下降，故在相同的时间内针筒容量小于0.6 mL，才能使水滴维持在X的位置上。
答案：(1)暗 (2)偏低 植物同时进行细胞呼吸，消耗了部分氧气 (3)0.8 (4)小于
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