高考生物光合作用+呼吸作用综合大题专题训练20题Word版含答案及解析Word文档格式.docx

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（3）科研人员用与上述实验类似的方法发现细胞分裂素能缓解低温对番茄幼苗光合速率的影响。

请写出实验思路和预期结果。

备选材料与试剂：

长势、生理状况相同的番茄幼苗若干，磷酸盐缓冲液，一定浓度的溶解在磷酸盐缓冲液中的细胞分裂素溶液，测量叶绿素含量、气孔导度及光合速率的方法不做具体要求。

_______________________________________________________

【答案】

（1）.低温导致叶绿素含量下降，吸收光能的能力降低，光反应速率降低，从而导致光合速率降低

（2）.低温导致气孔导度下降，吸收二氧化碳的能力降低，暗反应速率降低，从而导致光合速率降低（3）.光照强度和二氧化碳浓度（4）.实验思路：

将番茄幼苗随机平分为甲乙两组，置于低温环境中培养。

甲组幼苗喷施适量一定浓度的溶解在磷酸盐缓冲液中的细胞分裂素溶液。

乙组幼苗喷施等量磷酸盐缓冲液。

一段时间后测定两组幼苗叶绿素含量、光合速率和气孔导度并记录预期结果：

乙组幼苗三项指标均比甲组幼苗有所升高

【解析】分析表格数据可知，低温条件下，叶绿素的含量和气孔导度均降低，叶绿素可吸收和转化光能，叶绿素含量降低后，光反应减慢，进而导致暗反应减慢，使光合速率降低。

气孔导度减小，细胞吸收二氧化碳的能力降低，暗反应减弱，光合速率减小。

【详解】

（1）①低温条件下叶绿素的含量（10.74）低于常温条件（18.69），叶绿素含量下降，吸收光能的能力降低，光反应速率降低，进而导致暗反应减慢，从而导致光合速率降低。

②低温条件下气孔导度（0.056）低于常温条件（0.153），使细胞吸收二氧化碳的能力降低，暗反应速率降低，从而导致光合速率降低。

（2）本实验研究的是低温影响番茄幼苗光合作用的机理，自变量为温度，因变量为叶绿素含量、气孔导度和光合速率，由于光照强度和二氧化碳浓度等无关变量也会影响光合速率，所以实验中应控制好光照强度和二氧化碳浓度等条件。

（3）在证明细胞分裂素能缓解低温对番茄幼苗光合速率的影响的实验中，自变量为是否用细胞分裂素处理，因变量为观察叶绿素含量、光合速率和气孔导度的变化，根据提供实验材料，实验思路如下：

将番茄幼苗随机平分为甲、乙两组，置于低温环境中培养。

一段时间后测定两组幼苗叶绿素含量、光合速率和气孔导度并记录。

若细胞分裂素能缓解低温对番茄幼苗光合速率的影响，则预期的实验结果为：

乙组幼苗三项指标均比甲组幼苗有所升高。

【点睛】本题考查低温对番茄光合速率的影响机理的探究，能分析题中所给实验数据，并总结相应结论是解题的关键。

2.有学者对华北某地大棚栽培的某葡萄品种在夏季的光合速率日变化规律进行了研究，结果如表所示。

请回答下列问题。

时间

叶片光合速率

（μmol•m-2•s-1）

叶面光照强度

叶温

（℃）

棚内CO2浓度（mg•kg-1）

气孔导度（μmol•m-2•s-1）

7:

00

13.8

16.8

20.0

827.9

458.7

9:

36.9

329.9

27.2

518.9

391.3

11:

8.41

384.4

32.9

193.2

244.7

13:

12.1

680.5

35.9

312.5

15:

13.9

58.7

30.9

333.9

283.5

17:

10.1

31.8

27.1

338.9

216.5

（1）在7:

0〜9:

0之间，__________上升，且__________较高，促使叶片光合速率不断升高。

（2）在9:

0〜11:

0之间通常是露地葡萄光合作用最旺盛的时间段，而大棚葡萄在9：

00〜11:

00之间的叶片光合速率不仅没有上升反而下降，这是因为________________。

（3）在13:

0时，采用通风操作，提升了棚内CO2浓度，从而提高了光合速率，该过程中CO2被固定为_____的量增加，该产物大部分运至叶绿体外且转变成______，供植物体细胞利用。

（4）如图是测定葡萄叶片光合速率的实验装置，该装置直接测的是葡萄叶片的__________（填“净光合速率”或“总光合速率”），若要测定葡萄叶片的呼吸速率，则应将装置置于__________环境测量二氧化碳浓度的变化。

【答案】

（1）.叶面光照强度和叶温

（2）.棚内二氧化碳浓度（3）.旺盛的光合作用消耗了大量的二氧化碳，从而使大棚内二氧化碳浓度迅速下降，且气孔导度有所降低，造成二氧化碳供应不足抑制了光合作用（4）.三碳化合物（5）.蔗糖（6）.净光合速率（7）.黑暗

【解析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等；

大棚栽培的某葡萄的光合作用的主要限制因素是二氧化碳浓度和温度。

表格数据显示了，随着时间的推移，叶面光照强度、叶温、棚内CO2浓度、气孔导度都发生了一系列的变化，进而导致叶片光合速率发生相应的变化。

（1）据表分析，在7：

00～9：

00之间，叶面光照强度和叶温不断上升，棚内二氧化碳浓度较高，叶片光合速率不断升高。

0之间，旺盛的光合作用消耗了大量的二氧化碳，从而使大棚内二氧化碳浓度迅速下降，且气孔导度有所降低，造成二氧化碳供应不足抑制了光合作用，所以该时间段内叶片光合速率不仅没有上升反而下降。

（3）根据题意分析，提升了棚内CO2浓度，则CO2固定产生的三碳化合物增多，而短时间内其还原不变，最终导致三碳化合物含量上升，该产物大部分运至叶绿体外且转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用。

（4）根据题意分析，光照条件下，植物可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此该装置直接测的是葡萄叶片的净光合速率；

若要测定葡萄叶片的呼吸速率，需要排出光照强度的干扰，因此应该将该装置置于黑暗环境测量二氧化碳浓度的变化。

【点睛】解答本题的关键是掌握光合作用的过程及其影响光合作用的因素，能够根据表格数据判断不同的时间段内影响光合作用的主要因素。

3.某生物兴趣小组用天竺葵叶片测定光合作用速率，简要过程如图所示。

实验中在叶柄基部做环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出），在不同时刻分别从同一叶上陆续取下面积为lcm2的叶圆片烘干后称其质量。

回答下列问题：

（1）实验中上午10时天竺葵叶片中_________________（部位）的色素能吸收光能进行光反应。

实验过程中突然遮光，短时间内天竺葵叶片的叶肉细胞中C3的含量会_____________。

（2）实验中叶圆片质量稍大于X，其原因是_______________________。

实验中测得的天竺葵叶片的呼吸速率为_____________g·

cm-2·

h-1。

（3）为验证天竺葵叶片光合作用中有气体的产生，此兴趣小组用天竺葵叶片、叶圆片打孔器、试管、NaHC03溶液、抽气泵、适宜的光照等进行实验，其实验思路为_____________________________________。

【答案】

（1）.叶绿体类囊体的薄膜上（基粒）

（2）.增加（上升或升高）（3）.光照下叶片总光合作用速率大于细胞呼吸速率（叶片净光合速率大于0），叶片中积累有机物（4）.（y-z）/3（5）.用打孔器取天竺葵叶圆片若干，用抽气泵抽去叶圆片内的气体；

将叶圆片放入加有NaHCO3溶液的试管中使其沉入管底；

用适宜的光照照射试管，观察叶圆片上浮情况

【解析】分析实验：

从上午10时叶片干重为x克，下午4时叶片干重为y克，此时的干重变化可表示这6个小时的净光合作用量，由此可计算净光合速率；

遮光3小时，叶片干重为Z克，此时与下午4时相比干重质量的减少为3小时的呼吸消耗量，植物的总光合速率=呼吸速率+净光合速率，据此即可求出植物的总光合速率。

（1）色素附着在叶绿体类囊体薄膜上，故实验中上午10时天竺葵叶片中叶绿体类囊体薄膜上的色素能吸收光能进行光反应；

实验过程中突然遮光，短时间内C3的去路还原减少，但C3的来源二氧化碳固定不变，故天竺葵叶片的叶肉细胞中C3的含量会增加（上升或升高）。

（2）由于起始实验时间是上午10时，光照下叶片总光合作用速率大于细胞呼吸速率（叶片净光合速率大于0），叶片中积累有机物，故实验中叶圆片质量稍大于X；

下午4时叶片干重为y克，遮光3小时后，叶片干重为Z克，此时的干重质量减少y-z为3小时的呼吸消耗量，故实验中测得的天竺葵叶片的呼吸速率为（y-z）/3g·

（3）为验证天竺葵叶片光合作用中有气体的产生，此兴趣小组用天竺葵叶片、叶圆片打孔器、试管、NaHC03溶液、抽气泵、适宜的光照等进行实验，可以用真空渗透法，其实验思路为用打孔器取天竺葵叶圆片若干，用抽气泵抽去叶圆片内的气体；

用适宜的光照照射试管，观察叶圆片上浮情况即可。

4.天南星科植物（高等植物）有氧呼吸过程中氧与结合生成水的阶段，电子、H+需要经一系列传递给分子氧，下图为其传递过程的两条途径，回答下列问题:

（1）在有氧呼吸的过程中，[H]来自于___________（填化合物），图示过程发生的场所是___________。

（2）研究发现小鼠化物中毒死亡的原因是，氯化物抑制了图中的“物质6→物质7”过程，使小鼠细胞有氧呼吸完全被抑制。

但对天南星科植物用黑化物处理，其有氧呼吸速率降低，但并未完全被抑制。

原因是天南星科植物细胞呼吸______________。

（3）天南星在开花时，其花序会释放大量能量，花序温度比周围高15-35℃，促使恶臭物质散发以吸引昆虫进行传粉，这体现出生态系统的___________功能。

研究发现，此时花序中ATP生成量并没有明显增加，结合有氧呼吸代谢过程分析原因是___________。

【答案】

（1）.葡萄糖和水

（2）.线粒体内膜（3）.存在途径2（4）.信息传递（5）.途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大量以热能形式散失

【解析】由图可知，该图表示有氧呼吸过程中电子，H+需要经过一系列传递给分子氧，氧与之结合生成水，如图为其传递过程中的两条途径，生物体内存在其中的一条或两条途径，途径1是物质4→物质5→物质6→物质7→氧气，途径2是物质4→氧气，其中途径1会合成大量的ATP。

（1）在有氧呼吸的过程中，[H]来自于葡萄糖和水，有氧呼吸的第一和第二阶段均会生成[H]，图示过程表示[H]与氧气结合的过程，即表示有氧呼吸的第三阶段，发生的场所是线粒体内膜。

（2）研究发现小鼠化物中毒死亡的原因是，氯化物抑制了图中的“物质6→物质7”过程，使小鼠细胞有氧呼吸完全被抑制，说明小鼠有氧呼吸中氧气与水结合的途径只有1。

说明天南星科植物细胞呼吸同时存在途径1和途径2。

（3）天南星在开花时，其花序会释放大量能量，花序温度比周围高15-35℃，促使恶臭物质散发以吸引昆虫进行传粉，恶臭物质属于化学信息，体现了生态系统的信息传递的功能。

研究发现，此时花序中ATP生成量并没有明显增加，可能是其途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大量以热能形式散失。

【点睛】有氧呼吸三个阶段均可产生ATP，第三阶段产生大量的ATP，无氧呼吸只有第一阶段可以产生ATP。

有氧呼吸过程中释放的能量，大多以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。

5.如图是在不同实验条件下，棉花植株净光合速率的变化曲线图。

请回答下列相关问题：

（1）在Q点光照强度下，上述各组之间的对照关系是______。

（2）请根据图中信息描述光照强度对净光合速率的影响：

______。

（3）由图中信息可知，CO2在浓度倍增的情况下，若要增加棉花植株的产量还需采取的措施是______，依据是______。

M点时，B组棉花植株光合作用所需CO2的来源是______。

【答案】

（1）.A与B、C与D、A与C、B与D

（2）.在一定范围内，净光合速率随着光照强度的增强而增大，超过一定范围后，净光合速率不随光照强度的增强而增大（3）.适时、适量浇水（灌溉）（4）.在CO2浓度倍增的情况下，C组棉花植株的净光合速率大于D组的（5）.细胞呼吸

【解析】根据题意和图表分析：

该实验的自变量是干旱与否与二氧化碳浓度，因变量是净光合速率即气孔的开放程度及水分利用效率。

影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度和土壤水分等。

据此分析作答。

（1）在Q点光照强度下，光照强度相同，A与B、C与D之间自变量是浇水与干旱、A与C、B与D自变量是CO2浓度。

（2）据图分析，在一定范围内，净光合速率随着光照强度的增强而增大，超过一定范围后，净光合速率不随光照强度的增强而增大，限制净光合速率增大的因素有水分和CO2浓度。

（3）由图中信息可知，在CO2浓度倍增的情况下，C组棉花植株的净光合速率大于D组的净光合速率，在光照强度和CO2浓度相同的情况下，限制净光合速率增大的因素是水分。

若要增加棉花植株的产量还需采取的措施是适时、适量浇水。

M点时，B组棉花植株净光合速率为0，即实际光合速率=呼吸速率，理论上B组棉花植株光合作用所需的CO2来自细胞呼吸（或线粒体）产生的CO2。

【点睛】本题结合曲线图主要考查影响光合作用的因素，意在强化学生对影响光合作用的环境因素的理解与运用，题目难度中等。

6.回答下列有关光合作用的问题：

⑴如图1中甲过程进行的场所是_______________，乙过程属于光合作用的_______________阶段，若物质b和O2来自同一物质，则物质b是________________，物质c转变为（CH2O）需经历______________________两个过程。

⑵图示反应中，当突然停止光照，以下物质含量可能会突然减少的是_____________。

A．三碳化合物B．物质bC．物质aD．ADP+Pi

E．五碳化合物F．（CH2O）

⑶图2是探究光照强度对某水草光合作用影响的实验装置图，将该装置置于不同光强下得到如下表1实验数据，其中每格对应气体变化量是10μmol。

装置中水草的呼吸速率是_____________μmol•h-1，分析表中数据，在光强50μmol•m-2•s-1，装置中水草每小时产生的氧气量是______________μmol。

⑷从表1中数据分析，该装置中的水草达到光合作用饱和时，可能对应的光强是________。

A．100μmol•m-2•s-1B．150μmol•m-2•s-1

C．200μmol•m-2•s-1D．无法精确确定

⑸为了实验数据更为精确，在实验实施中应如何设置对照组来校正物理等因素引起的误差？

__________________________________________________________________________

【答案】

（1）.类囊体薄膜

（2）.暗反应（3）.[H]（或NADPH）（4）.CO2固定、C3还原（5）.B、C、E（6）.20（7）.80（8）.D（9）.将装置中的水草改为同质量的消毒过的死亡水草，在其他条件不变的情况下，置于各对应光强下，记录数据变化

【解析】从图1可知，甲过程是光反应，包括水的光解和ATP的合成过程，场所是类囊体薄膜，乙过程属于暗反应，包括CO2的固定和C3的还原过程，场所是叶绿体基质，光反应为暗反应提供[H]和ATP。

（1）回忆光合作用过程结合图1可判断，甲过程进行的场所是类囊体薄膜，乙过程属于光合作用的暗反应阶段，物质b是[H]，和O2来自同一物质---水，物质c为CO2，转变为（CH2O）需经历_CO2的固定和C3的还原两个过程。

（2）突然停止光照光反应无法进行，则无法产生[H]和ATP，而暗反应仍然进行，但C3还原减少，C3含量增多，形成C5减少，消耗C5不变，C5含量减少，合成的有机物减少，故选BCE；

（3）根据图2中和表1中的数据可知，细胞呼吸速率为20μmolO2.h-1，净光合速率为6，则水草第小时产生的氧气量为80μmolO2.h-1。

（4）由于150和200μmol.m-2.s-1的光照强度相差太大，所以无法精确知道其光饱和点。

（5）为了防止物理因素导致的误差通常是用同质量的消毒过的死亡水草，在其他条件不变的情况下，置于各对应光强下，记录数据变化。

【点睛】本题主要考察光合作用和呼吸作用的有关知识，考生需牢记光合作用的过程，在图2中，光照强度为0，只进行呼吸作用，可以测出呼吸速率，在探究光照对光合作用的实验中，测出的是净光合作用强度。

7.请回答植物光合作用与细胞呼吸有关的问题：

（1）如图1表示棉叶一天内吸收二氧化碳的变化情况，若C、F时合成葡萄糖速率均为36mg/dm2•h，则A、C、F三点的呼吸强度的大小关系是______，分析产生此结果的原因：

______，其中C点时的呼吸强度为______O2mg/dm2•h．（保留小数点后两位小数）

（2）图2表示某透明密闭容器内一昼夜（0时至24时）番茄植株的O2相对含量的变化，据图回答：

①番茄植株光合作用产生O2量和呼吸作用消耗的O2相等的点是______。

②该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？

______，理由是______

【答案】

（1）.F＞C＞A

（2）.呼吸作用的强度与温度有关，随着温度的升高，呼吸作用的强度增加，图示情况下，三点的温度F＞C＞A（3）.12.22（4）.B、C（5）.否（6）.密闭装置内的O2含量24时比0时低或D点低于A点

【解析】图1中：

B和G点二氧化碳的吸收量为0，说明呼吸速率=光合速率，BG之间光合速率大于呼吸速率；

图2中：

B、C两点呼吸速率=光合速率，BC之间光合速率大于呼吸速率。

（1）A点光照强度为0，此时植物呼吸释放二氧化碳速率为8mg/dm2•h．C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，均为36mg/dm2•h，根据光合作用总反应式，6CO2→C6H12O6，假设C、F两点光合消耗二氧化碳速率为x（实际光合速率），则180：

264=36：

x，求得x=52.8mg/dm2•h，进一步可计算得到F点的呼吸速率为52.8（实际光合速率）-32（净光合速率）=20.8mg/dm2•h，C点的呼吸速率为52.8（实际光合速率）-36（净光合速率）=16.8mg/dm2•h，所以A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是F＞C＞A。

分析产生此结果的原因：

呼吸作用的强度与温度有关，随着温度的升高，呼吸作用的强度增加，图示情况下，三点的温度F＞C＞A．其中C点的呼吸速率为16.8CO2mg/dm2•h，根据呼吸作用总反应式，6O2→6CO2，假设C点呼吸消耗氧气速率为y，则32：

44=y：

16.8，求得y=12.22mg/dm2•h。

（2）①由以上分析可知，图三中B点和C点时，番茄植株的光合速率等于呼吸速率，即番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2相等。

②经过一昼夜氧气的量下降，说明呼吸作用消耗量大于光合作用产生量，因此没有积累有机物。

【点睛】光合速率（有机物的制造量、氧气的产生量、二氧化碳的固定量）=呼吸速率+净光合速率（有机物的积累量、氧气的释放量、二氧化碳的吸收量）。

8.科学家在实验中发现，某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。

右图显示两者在不同光照强度下的C02吸收速率。

请据图回答：

（1）P点时，限制突变型光合作用速率的主要环境因素是__________。

当光照强度高于P点时，突变型水稻的C02吸收速率高于野生型，原因是___________________。

（2）为测定突变型水稻叶片中的色素含量，常用_________（试剂）提取色素，某实验小组欲通过纸层析法分离其中的叶绿素，其分离原理是_______。

若用640-660nm波长的红光处理水稻叶片，则叶片中________（填“类胡萝卜素”、“叶绿素”或“类胡萝卜素+叶绿素”）主要吸收红光。

（3）根据以上信息可推知突变型水稻更适于生长在高温、干旱环境，原因是_____。

【答案】

（1）.光照强度

（2）.突变型固定C02酶的活性比野生型高（3）.无水乙醇或丙酮（4）.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；

反之则慢（5）.叶绿素（6）.高温干旱环境中，植物为防止水分散失，气孔关闭，导致C02吸收量减少，突变型水稻固定C02酶的活性显著高于野生型，能利用较低浓度的C02

【解析】分析题图：

二氧化碳吸收量表示净光合速率，在P点之前，野生型的净光合速率大于突变型，而光照强度大于P点，突变型的净光合速率大于野生型。

（1）P点时，突变型未达到最大净光合速率，随着光照强度的增加，突变型的净光合速率仍可增加，所以P点时限制突变型光合作用速率的主要环境因素是光照强度。

虽然突变型水稻叶片的叶绿素含量更低，但突变体固定CO2酶的活性显著高于野生型，因此当光照强度高于P时，突变型固定CO2速率更快，对光反应产生的ATP和[H]的消耗也更快，进而提高了光合速率。

（2）光合色素易溶于有机溶剂，所以为测定突变型水稻叶片中的色素的含量，常用无水乙醇提取色素。

由于不同色素在层析液中的溶解度不同，在层析液中溶解度大的在滤纸条上扩散的速度快，反之则慢，据此可实现色素的分离。

叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故用640-660nm波长的红光处理水稻叶片，则叶片中的叶绿素主要吸收红光。

（3）由于高温干旱环境中，植物为防止水分散失，气孔关闭，导致C02吸收量减少，而突变型水稻固定C02酶的活性显著高于野生型，能利用较低浓度的C02，所以可推知突变型水稻更适于生长在高温、干旱环境中。

【点睛】本题主要考查影响光合速率的因素，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间内在联系的能力。

9.前不久，科幻电影《流浪地球》“爆红”。

面对太空探索，人类始终面临一个重要难题——如何在浩瀚的太空中，为宇航员或太空旅客、移民者提供一个长期、稳定的生命保障系统？

近日，在西北工业大学生态与环境保护研究中心的合成生物学实验室，研究出可以向细胞外分泌蔗糖的蓝藻人造叶片系统（图甲），可以构建类似地球的生态环境，从而为解决人类探索太空时的生存难题提供一个崭新的思路。

（1）蓝藻与海洋中的