专题强化训练5 光合作用与细胞呼吸二.docx
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专题强化训练5光合作用与细胞呼吸二
专题强化训练5 光合作用与细胞呼吸
（二）
一、选择题
1.（2018·天津三模）将一绿色植物放在密闭装置内,在恒定且适宜温度下,依次经过如下处理:
①黑暗中放置一段时间;②持续给予一定强度的光照;③持续光照,并添加NaHCO3溶液。
测得装置内O2浓度的变化如图,下列分析错误的是（ C ）
A.从A点开始①处理,D点开始③处理
B.AB段该植物只进行呼吸作用
C.BD段光合作用速率大于呼吸作用速率
D.CD段光合作用的限制因素是CO2浓度
解析:
AB段氧气含量下降表示黑暗中植物只进行呼吸作用,图中的BC段持续给予一定强度的光照,光合作用逐渐增强,最终光合作用与呼吸作用的速率相等,氧气含量不变,即CD段,D点以后光合作用继续增强;黑暗中植物只进行呼吸作用,AB段氧气含量下降表示该段植物只进行呼吸作用;BC段装置内O2浓度逐渐增加,说明BC段光合作用速率大于呼吸作用速率,但CD段装置内O2浓度维持恒定,说明CD段光合作用速率等于呼吸作用速率;CD段装置内O2浓度维持恒定,说明CD段光合作用的限制因素是CO2浓度。
2.如图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。
下列有关叙述错误的是（ C ）
A.实验自变量是氧浓度,因变量是CO2和酒精生成量
B.在氧气浓度为a或d时,酵母菌的呼吸方式都只有一种
C.在氧气浓度为c时,酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
D.实验结果表明,有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制
解析:
实验自变量是氧浓度,因变量是CO2和酒精生成量;氧浓度为a时,产生的酒精量与CO2的量相等,说明只进行无氧呼吸,氧浓度为d时,产生的酒精量为0,说明只进行有氧呼吸;氧气浓度为c时,二氧化碳的释放量为20mol,根据酒精量可知,10mol二氧化碳是有氧呼吸释放的,10mol二氧化碳是无氧呼吸释放的,因此根据有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式可知,酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸
消耗葡萄糖的3倍;实验结果表明,有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制。
3.（2018·四川德阳一诊）从水体中取得一定水样,首先测定其初始溶氧。
然后将水样灌入两个相同的瓶子中,一个白瓶完全透光,另一个黑瓶完全不透光,然后放回原来水层。
24小时后取出,分别测量白瓶和黑瓶中的溶氧量,从而可以计算水体生物的总光合量、净光合量和呼吸量。
某次实验中意外损坏了黑瓶,那么无法获得的数据是（ B ）
①总光合量 ②净光合量 ③呼吸量 ④黑瓶盛水量
A.①②B.①③C.②③D.①③④
解析:
白瓶透光,可进行光合作用和呼吸作用;黑瓶不透光,只能进行呼吸作用。
在相同条件下培养一定时间,由黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,白瓶中氧气的变化量是净光合作用量（总光合作用的产氧量与呼吸作用的差量）,总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量。
黑瓶损坏了,呼吸耗氧量无法获得数据,根据总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量,由于呼吸耗氧量无法获得数据,故总光合作用量无法获得数据;黑瓶盛水量等于白瓶盛水量,故可通过测定白瓶盛水量确定黑瓶盛水量。
4.研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料、在相同的条件下进行了四组实验。
其中D组连续光照T秒,A、B、C组依次缩小光照、黑暗的交替频率,每组处理的总时间均为T秒,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到D依次越来越大。
下列相关说法正确的是（ D ）
A.本实验中光照强度是无关变量,故光照强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量
B.光照期间,光反应通过水的光解为暗反应提供ATP和[H]
C.实验组黑暗变为光照时,光反应速率增加,暗反应速率变小
D.推测在某光照、黑暗的交替频率上,单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%
解析:
本实验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量,无关变量也是影响实验结果的变量,只是人为控制相同而已;光照期间,光反应通过水的光解为暗反应提供[H],ATP不是通过水的光解形成的;实验组黑暗变为光照时,光反应、暗反应速率均增加;实验结果表明,随着光照和黑暗交替频率的增加,可以使ATP和[H]能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量,随着光照和黑暗交替频率的增加,在某个频率上单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%。
5.如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置,氧气传感器可监测O2量的变化。
已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。
下列叙述错误的是（ C ）
A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2
B.单色光照射时,相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D.拆去滤光片,改变光照强度,并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
解析:
NaHCO3溶液可为光合作用提供CO2;色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少,因此单色光照射时,相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多;氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量,即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值;拆去滤光片,改变光照强度,并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点。
6.某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响,实验结果如图所示,据图分析下列有关说法正确的是（ B ）
A.依图可知,水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃
B.图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25℃
C.每天光照10h,最有利于水绵生长的温度是25℃
D.在5℃时,水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气速率的2倍
解析:
图中纵坐标表示光照下CO2的吸收量（即净光合速率）或黑暗中CO2的释放量（即呼吸速率）。
由于没有对高于35℃条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究,因此不能认为水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃。
水绵细胞积累有机物的速率是指净光合速率,从图中可看出,在25℃时水绵细胞在光照下CO2的吸收量最多,即积累有机物的速率最大。
每天光照10h,最有利于水绵生长的温度应是20℃,因为在
20℃时,每天光照10h,一昼夜水绵积累的有机物量最多,约为
11.5mg（3.25×10-1.5×14=11.5）。
在5℃时,水绵细胞产生氧气的速率是1.5mg·h-1,消耗氧气的速率是0.5mg·h-1,因此水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气速率的3倍。
7.（2018·河北石家庄模拟）如图为测量萌发的小麦种子细胞呼吸方式的装置图,下列相关说法正确的是（ D ）
A.图示说明萌发的小麦种子细胞进行了无氧呼吸
B.图中萌发的小麦种子细胞的细胞质基质产生的[H]最多
C.萌发的小麦种子细胞有氧呼吸的第二阶段产生水
D.有色液滴移动的距离可表示细胞呼吸消耗氧气的量
解析:
图示说明萌发的小麦种子细胞进行了有氧呼吸,因为细胞呼吸过程中消耗了氧气,有色液滴左移;萌发的小麦种子细胞的线粒体基质产生的[H]最多;细胞有氧呼吸的第三阶段产生水;有色液滴移动的距离可表示细胞呼吸消耗氧气的量。
8.（2018·陕西西安二模）各取10%的无菌葡萄糖溶液100mL加入两瓶中,分别加入少许等量的酵母菌液,混匀、密封,按如图装置实验。
如果测定甲、乙装置中CaCO3沉淀均为10g,撤去装置,将两瓶溶液用滤菌膜过滤掉酵母菌,滤液分别倒入下列U形管中,开始时液面相平,下列对一段时间后A、B液面变化及原因叙述正确的是（ B ）
A.A、B液面不变,因为生成的CaCO3相等,分解的葡萄糖也相等
B.A上升B下降,因为甲消耗的葡萄糖少,溶液浓度大
C.A下降B上升,因为甲进行有氧呼吸,分解的葡萄糖多,溶液浓度小
D.A下降B上升,因为乙进行无氧呼吸,分解的葡萄糖少,溶液浓度大
解析:
由图可知,甲装置中酵母菌进行有氧呼吸,乙装置中酵母菌进行无氧呼吸。
有氧呼吸时,每消耗1分子葡萄糖,产生6分子二氧化碳,而无氧呼吸时,每消耗1分子葡萄糖,产生2分子二氧化碳,甲乙两装置产生等量CaCO3沉淀时,甲装置中的酵母菌消耗的葡萄糖少于乙装置;甲消耗的葡萄糖少,剩余的葡萄糖多,溶液浓度大,水分子主要由B向A扩散,导致A液面升高,B液面下降。
9.（2018·山西五校联考）某植物的光合作用、细胞呼吸与温度的关系如图所示。
下列分析错误的是（ B ）
A.与细胞呼吸相比,光合作用有关的酶对温度更敏感
B.该植物能正常生长的温度范围是0～50℃
C.该植物在大约25℃的温度条件下生长最快
D.当温度为10℃时,光合作用产生的O2部分释放到环境中
解析:
由图分析可知,光合作用的最适温度在25℃左右,而细胞呼吸的最适温度在55℃左右,所以光合作用有关的酶对温度更敏感;要保证植物正常生长,光合作用速率应大于细胞呼吸速率,故该植物能正常生长的温度范围是-10～40℃;由图可知,25℃时,光合作用速率与细胞呼吸速率差值最大,植物生长最快;温度为10℃时,光合作用速率较细胞呼吸速率更大,所以光合作用产生的O2除了满足呼吸需求外,还有部分释放到环境中去。
10.（2018·湖北宜昌模拟）科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的净光合速率（Pn）日变化情况,并将检测结果绘制成下图。
下列相关说法错误的是（ B ）
A.光照强度增大是导致AB段、LM段Pn增加的主要原因
B.致使BC段、MN段Pn下降的原因是气孔关闭
C.致使EF段、OP段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D.适时浇水、增施农家肥是提高作物产量的重要措施
解析:
早晨日出后光照强度不断增大,使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。
大棚栽培条件下的油桃在BC段Pn下降,主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降;而露天栽培的油桃在MN段Pn下降,是因环境温度过高导致部分气孔关闭,不能吸收CO2。
15时以后,两种栽培条件下的光合速率持续下降,是光照强度逐渐减弱所致。
适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加土壤中CO2浓度是提高作物产量的重要措施。
二、非选择题
11.（2018·贵州贵阳二模）为探究钾盐对荔枝光合作用的影响,研究小组将大小一致的荔枝植株先停止施肥5个月,再移栽至盆中,均分成甲、乙、丙三组,依次施加氯化钾0g、70g、70g。
实验重复4次。
结果如下图所示。
（注:
丙组不含N、P,甲乙两组含适量N、P）,请据图回答下列问题:
（1）荔枝对土壤中的无机盐选择性吸收取决于
;给植物施肥用量不能太大,其原因是
。
（2）图中丙组的光合速率显著低于乙组,结合实验过程分析可能原因是
。
（3）比较甲、乙、丙三组实验结果,施加氯化钾的作用是
,从而使荔枝的净光合速率提高,在 的条件下,会使氯化钾的作用明显加强。
（4）题中所述实验方案能减少实验误差的措施有
（答两条）。
解析:
（1）植物通过主动运输的方式吸收无机盐,其需要载体蛋白,载体蛋白具有特异性,细胞膜上载体蛋白的种类及数量决定了植物吸收无机盐的种类及数量。
（2）由题意可知,丙组含有氯化钾,但不含N、P,而乙组含有氯化钾和N、P,故丙组光合速率显著低于乙组。
（3）对比实验结果,光照强度为0时,含氯化钾的丙组和乙组呼吸速率低于不含氯化钾的甲组,由此可推测氯化钾可降低荔枝的呼吸速率,进而提高净光合速率;同时丙组净光合速率明显低于乙组,由此可推测适宜的N、P会使氯化钾作用加强。
答案:
（1）根细胞膜上载体的种类和数量 施肥量过大,植物细胞会发生渗透失水而出现烧苗现象
（2）丙组植物含氮、磷不足,叶绿素及酶等的含量减少
（3）能明显降低荔枝的呼吸作用速率 含适宜N、P
（4）处理前先停止施肥5个月,再移栽至盆中;均等分组;整个实验重复4次
12.（2018·四川成都模拟）铁皮石斛为我国传统名贵中药材,研究人员对它的栽培条件进行了相关研究,实验结果如下。
处
理
L1
L2
L3
W1
W2
W3
W1
W2
W3
W1
W2
W3
干
重
/g
2.91
3.43
2.31
2.58
3.79
2.86
1.93
2.34
2.41
注:
①L1、L2和L3分别代表光照强度为360、240和
120μmol/（m2·s）。
②W1、W2和W3分别代表基质含水量为基质最大持水量的100%、70%和40%。
（1）该实验研究了光照强度和基质含水量对铁皮石斛光合作用的影响。
据表分析,铁皮石斛在 （用表中字母表示）条件下的生长状况最好。
为保证铁皮石斛的产量,请提出在强光条件下的栽培建议:
。
（2）肥料三要素（N、P、K）中以N对光合作用的效果最明显,请列举N在光合作用中不同方面的重要作用（答出2点）
。
进一步研究发现,在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高,表明植株可以通过积累可溶性糖从而提高
,这是植株的一种保护性反应。
解析:
（1）生长状况最好时干重最大,分析表中数据应是在L2、W2条件下。
分析数据在光照强度较强的情况下要提高铁皮石斛的产量,应保持适宜的含水量,即应将基质含水量控制在70%左右。
（2）N是叶绿素、[H]、ATP等的组成成分,有利于促进光合作用;N也是酶的组成成分,会使碳同化的有关酶量增加,加速暗反应。
可溶性糖含量升高后会使渗透压升高,从而会增加对水的吸收能力,即植株可以通过积累可溶性糖从而提高细胞的渗透调节（吸水）能力。
答案:
（1）L2、W2 将基质含水量控制在70%左右
（2）促进叶面积增大,叶片数目增多,增加光合面积间接影响光合作用;N是叶绿素、[H]、ATP等的组成成分,有利于促进光合作用;N使碳同化的有关酶量增加,加速暗反应 细胞的渗透调节（吸水）能力
13.（2018·云南师范大学附中模拟）为验证酵母菌细胞中线粒体对相关物质的利用情况,现以从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线
粒体为实验材料进行如下实验（除下表所示不同外,其他条件相同且适宜）。
组别
步骤一
步骤二
步骤三
1
加入线粒体
加入葡萄糖
加入溴麝香草酚蓝水溶液,一段时间后观察溶液颜色的变化情况
2
加入线粒体
加入丙酮酸
据此回答下列问题:
（1）从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是 。
（2）请预期两组实验的实验结果,并简述判断理由（实验结果中要写出具体的颜色变化）:
。
解析:
（1）酵母菌细胞中存在细胞核、各种细胞器,从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是差速离心法。
（2）第1组中,由于线粒体不能利用葡萄糖,因此无二氧化碳的产生,加入溴麝香草酚蓝水溶液,溶液呈现蓝色;而第2组中,丙酮酸可以进入到线粒体内,完成有氧呼吸第二阶段,产生二氧化碳,使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
答案:
（1）差速离心法
（2）第1组溶液为蓝色,第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄,第1组中葡萄糖不能进入线粒体被利用,所以无CO2生成,第2组丙酮酸可进入线粒体被利用,生成CO2
14.（2015·全国Ⅰ卷,29）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。
各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。
处理方法和实验结果如下:
A组:
先光照后黑暗,时间各为67.5s;光合作用产物的相对含量为50%。
B组:
先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5s;光合作用产物的相对含量为70%。
C组:
先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）;光合作用产物的相对含量为94%。
D组（对照组）:
光照时间为135s;光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题:
（1）单位光照时间内,C组植物合成有机物的量 （填“高于”“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量,依据是 ;
C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要
,这些反应发生的部位是叶绿体的 。
（2）A、B、C三组处理相比,随着 的增加,使光下产生的 能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。
解析:
（1）对比C、D两组实验,C组光照时间为D组的一半,而光合产物接近D组的光合产物,故单位光照时间内C组植物合成有机物的量高于D组。
分析C组和D组实验,可推知光合作用中有些反应不需要光照,这些反应发生在叶绿体的基质中。
（2）对比A、B、C三组实验,在总光照时间相同的情况下,随着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量也增加。
究其原因是光照与黑暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶Ⅱ和ATP越能及时利用并及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。
答案:
（1）高于 C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质
（2）光照和黑暗交替频率 ATP和还原型辅酶Ⅱ
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