选考生物专题一细胞呼吸和光合作用的综合应用加试.docx
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选考生物专题一细胞呼吸和光合作用的综合应用加试
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热点强化训练
（一）
细胞呼吸和光合作用的综合应用（加试）
一、选择题
1.在一定的CO2浓度和适宜的温度下,测得不同光强度下的番茄叶片光合作用强度,结果如图。
据图分析正确的是 （ ）
A.A点产生ATP的场所只有线粒体
B.番茄正常生长所需的光强度应大于B点
C.C点时表观光合速率约为20mgCO2/（100cm2叶·小时）
D.C点后限制光合作用强度的因素是温度和CO2浓度
【解析】选B。
A点时只进行细胞呼吸,所以产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体,A项错误。
植物正常生长需要光合作用强度大于呼吸作用强度,所以需要光强度大于B点,B项正确。
由图中C点对应的纵坐标可知,此时表观光合速率约为15mgCO2/（100cm2叶·小时）,C项错误。
C点后再增加光强度,光合作用强度不再增加,又因此时温度适宜,说明此时限制光合作用强度的因素是CO2浓度,D项错误。
2.（2015·绍兴模拟）下图为光合作用和细胞呼吸之间的能量转变图解。
下列有关该图的说法中正确的是 （ ）
A.从能量分析,“光能”最终要变成“供生命活动需要的能量”,其途径为:
光能→ATP等中的化学能→糖类等有机物中的化学能→ATP中的化学能→供生命活动需要的能量
B.光合作用光反应阶段产生的氢只来自水,而细胞呼吸产生的氢只来自有机物
C.在整个植株有机物积累为0时,绿色植物的叶肉细胞通过光合作用产生的有机物与通过细胞呼吸消耗的有机物是相等的
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】选A。
细胞呼吸产生的氢来自有机物和水;在“整个植株”有机物积累为0时,绿色植物的“叶肉细胞”通过光合作用产生的有机物要远远大于其通过细胞呼吸消耗的有机物。
在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气部分来自光合作用过程,还有部分来自空气。
3.图甲表示在一定条件下某绿色植物细胞内部分物质转化过程,图乙表示在适宜温度条件下该植物表观光合速率与环境因素之间的关系。
下列叙述正确的是
（ ）
A.图乙中光强度为B时,细胞内X物质的产生速率大于Y物质的产生速率
B.图甲中①②③④四个过程不能在同一个细胞中进行
C.图甲中物质X和Y的合成场所分别在叶绿体基质和线粒体基质
D.图乙中光强度小于A时,两曲线重合的原因主要是受二氧化碳浓度的限制
【解析】选A。
图乙中光强度为B时,光合作用速率大于呼吸作用速率,则细胞内X物质的产生速率大于Y物质的产生速率,A正确。
①②③④分别代表CO2的固定、三碳酸分子的还原、需氧呼吸的第一阶段、需氧呼吸的第二阶段,因此可以在同一个细胞中进行,B错误。
图甲中Y在细胞溶胶中合成,C错误。
光强度小于A时,两曲线重合的原因主要是因为光合作用速率小于呼吸作用速率,受光强度的限制,D错误。
4.（2015·温州模拟）将某绿色植物放在特定的实验装置中,研究温度对光合作用和细胞呼吸的影响（其他实验条件都是理想的）,实验以CO2的吸收速率与释放速率为指标。
实验结果如表所示:
温度（℃）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2
速率（mg·h-1）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2
速率（mg·h-1）
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下面对该表数据分析正确的是 （ ）
A.昼夜不停地光照,在35℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照,在20℃时该植物生长得最快
C.每天光照12h,20℃时该植物积累有机物最多
D.每天光照12h,30℃时积累的有机物是10℃时的2倍
【解析】选C。
植物生长速度与其有机物积累速度有关,植物光照下吸收CO2的速率代表其表观光合速率,故昼夜不停地光照,在35℃时该植物可以生长。
昼夜不停地光照,在25℃时该植物生长得最快。
每天光照12h,在20℃时该植物积累有机物最多。
每天光照12h,30℃时积累的有机物是10℃时的0.5倍。
5.图甲、乙是在一定条件下测得的某植物叶片表观光合速率变化曲线。
下列叙述正确的是 （ ）
A.a点条件下,适当提高温度,表观光合速率减小
B.b点条件下,适当增强光照,表观光合速率增大
C.c点条件下,适当提高温度,表观光合速率增大
D.d点条件下,适当增强光照,表观光合速率基本不变
【解析】选D。
a、b两点条件相同,都是大气CO2浓度、20℃,光强度为M。
由图乙知,b条件下,适当提高温度,表观光合速率增大,A错误。
由图甲知,a条件下,适当增强光照,表观光合速率基本不变,B错误。
由图乙知,c点条件下,适当提高温度,表观光合速率减小,C错误。
d点因温度升高造成酶活性下降,此改变是不可逆的,且从图甲可知增强光照,表观光合速率基本不变,D正确。
二、非选择题
6.（2015·北京高考）研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
（1）在开始检测后的200s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解____________,同化CO2。
而在实验的整个过程中,叶片可通过__________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为__________和热能。
（2）图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在__________μmol·m-2·s-1范围内,在300s时CO2____________达到2.2μmol·m-2·s-1。
由此得出,叶片的总（真正）光合速率大约是__________μmolCO2·m-2·s-1。
（本小题所填数值保留至小数点后一位）
（3）从图中还可看出,在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放__________,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
（4）为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用__________________技术进行研究。
【解题指南】
（1）关键知识:
叶片的总（真正）光合速率=呼吸速率+净（表观）光合速率。
（2）图示信息:
CO2吸收量表示净（表观）光合速率,CO2吸收量为0,表示总（真正）光合速率=呼吸速率。
【解析】本题主要考查光合作用和呼吸作用原理及其应用。
（1）叶肉细胞利用光能分解水,产生氧气。
细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。
（2）从图中可以看出CO2吸收量范围是0.2～0.6μmol·m-2·s-l。
300s时没有光照,CO2应该是释放量。
叶片的总光合速率=呼吸速率+净光合速率,因此总光合速率应该为2.4～2.8μmolCO2·m-2·s-1。
（3）在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放量逐渐减少,说明黑暗条件中的呼吸过程可能与有光条件时不同。
（4）为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用同位素示踪技术进行研究。
答案:
（1）水 细胞呼吸 ATP中的化学能
（2）0.2～0.6 释放量 2.4～2.8
（3）逐渐减少 （4）14C同位素示踪
7.有两种植物,一种在强光下生长,一种阴生生长。
从这两种植物上各取一片彼此相似叶片,分别将它们放在透明盒子中。
在适宜温度条件下,逐渐增加光强度,测定放氧速率的数据如下表,请回答有关问题:
光强[μmol
光子/（m2·s）]
0
10
25
50
100
250
500
600
放氧速率
[μmolO2/
（m2·s）]
叶片
A
-20
-10
-5
-1
5
15
28
30
叶片
B
-2
-0.5
1.5
3
6
10
42
11
（1）由表中数据可以推测,取自强光下的叶片是________________;光强度直接影响光合作用的________过程,该过程可将光能转化为__________________
_________________中的化学能。
（2）放氧速率为0的生理学含义是________________________________。
此光强数值是对单叶而言,若大田中作物在此光强则难以正常生长,分析原因是_________________________________________________________________。
（3）光强度>600μmol光子/（m2·s）时,叶片A放氧速率主要受________限制。
叶肉细胞呼吸产生的CO2转移途径是__________________________________。
（4）若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图,则大约在175μmol光子/（m2·s）时两条曲线相交,此点的生物学含义是________。
【解题指南】分析表格中的数据,光强度为0时,叶片进行细胞呼吸不进行光合作用,因此此时的值可表示呼吸速率;当放氧速率大于0之后,此时的值表示表观光合速率,即表观光合速率=真正光合速率+呼吸速率（负值）。
表中数据可以看出,叶片A取自喜阳植物,叶片B取自喜阴植物。
影响光合作用的环境因素主要有光强度、温度、CO2浓度、含水量、矿质元素等,光强度主要影响光反应,CO2浓度主要影响碳反应。
【解析】
（1）根据表格中数据可知,A叶片代表的植物达到最大光合速率所需的光强度比B叶片代表的植物大,故推测A叶片代表的植物为强光下生长植物,B叶片代表的植物为弱光下生长植物;光强度直接影响光反应过程;该反应能将光能转化为NADPH、ATP中活跃的化学能。
（2）透明盒子内O2的量与光合作用（产生O2）和细胞呼吸（消耗O2）有关,若叶片放氧速率为0,说明光合作用产生的O2恰好被细胞呼吸消耗,即光的补偿点（或光合速率等于呼吸速率）;此光强数值是对单叶而言,若大田中作物在此光强则难以正常生长,原因可能是达到单叶光补偿点时,群体内部特别是中下层的叶片的光强度仍在其之下,这些叶子不但不制造养分,反而变成消耗器官,所以生产上要注意合理密植（或夜晚植物进行细胞呼吸,不进行光合作用,综合一天的总呼吸量大于光合作用,所以作物很难正常生长）。
（3）光强度>600μmol光子/（m2·s）时,此时限制光合速率的因素主要是CO2浓度;此时植物的光合速率大于呼吸速率,叶肉细胞呼吸作用产生的CO2从线粒体进入叶绿体进行光合作用。
（4）A、B两叶片放氧速率表示表观光合速率,若两者曲线相交,表明在此光强度下二者的表观光合速率相等。
答案:
（1）A 光反应 NADPH、ATP（有ATP即可得分）
（2）光合速率等于呼吸速率 达到单叶光补偿点时,群体内部,特别是中下层的叶片的光强度仍在其之下,这些叶子不但不制造养分,反而变成消耗器官（或夜晚植物进行细胞呼吸,不进行光合作用,综合一天的总呼吸量大于光合作用,所以作物很难正常生长）
（3）CO2浓度 从线粒体进入叶绿体进行光合作用
（4）阳生植物和阴生植物的表观光合速率相等（A、B两叶片表观光合速率相等）
8.（2015·丽水模拟）为了探究外界因素与蜜柑光合作用速率之间的关系,实验人员在4月、6月测定了某地晴朗天气下蜜柑叶片的表观光合速率（A图）和胞间CO2浓度（B图）的日变化。
请据图回答下列问题:
（1）与蜜柑叶肉细胞表观光合速率大小直接相关的细胞器是________。
（2）影响蜜柑叶片间CO2浓度大小的因素较为复杂,一方面与叶片的__________（结构）有关,另一方面也与____________________（环境因素）有关。
（3）在4月晴天的11:
00～13:
00,蜜柑叶片表观光合速率下降,据图分析,此时蜜柑叶片表观光合速率下降的直接原因是_________________________________
__________。
（4）在6月晴天的11:
00～13:
00,蜜柑叶片胞间CO2浓度明显上升,但表观光合速率却显著降低,进一步研究发现,此时叶绿体的ATP相对含量显著降低,一方面可能是________影响有关酶的活性,另一方面可能是叶肉细胞叶绿体中的________受损,进而影响了表观光合速率。
此时,采用向叶片喷雾的方法,则可有效提高蜜柑的表观光合速率。
【解题指南】解答本题的关键:
（1）表观光合速率=实际光合速率-呼吸速率。
（2）影响蜜柑叶片胞间CO2浓度大小的因素较为复杂,一方面与叶片的气孔有关,另一方面也与大气CO2浓度有关。
【解析】
（1）表观光合速率=实际光合速率-呼吸速率,光合作用与叶绿体相关,细胞呼吸与线粒体相关。
（2）叶片通过气孔吸收CO2,环境的温度、光强度等会影响蒸腾作用从而影响气孔的开放度而影响CO2供应。
故与大气中CO2浓度相关。
（3）据图B分析,在4月晴天的11:
00～13:
00,蜜柑叶片胞间CO2浓度下降,故表观光合速率下降。
（4）在6月晴天的11:
00～13:
00,一方面可能是温度过高导致酶活性下降,另一方面可能高温导致叶绿体类囊体受损,导致表观光合速率下降。
答案:
（1）叶绿体、线粒体
（2）气孔 大气CO2浓度
（3）胞间CO2浓度下降,总光合作用强度降低
（4）温度 类囊体（基粒）
9.某同学将生长一致的小麦幼苗平均分为甲、乙两组,甲组置于阳光下培养,乙组置于黑暗中培养,其他条件适宜。
一段时间后,测定麦苗的干重,发现两组存在明显差异。
回答下列问题:
（1）两组麦苗中,干重较大的是____________组,原因是____________________
___________________________________________________________。
（2）观察叶片颜色,出现黄化现象的是______组,其主要原因是____________
_________________________________________________________________。
（3）该实验探究了环境因子中的________对小麦__________的影响。
（4）若将甲组置于红光下,乙组置于绿光下,培养一段时间后,两组麦苗中干重较大的是甲组,原因是___________________________________________________
__________________________________________________________________。
【解题指南】解答本题要注意以下两点:
（1）对比甲、乙两组实验条件,分析两组幼苗进行的生命活动。
（2）光照下幼苗能进行光合作用和呼吸作用,黑暗中只能进行呼吸作用。
【解析】
（1）甲组在光下的麦苗可进行光合作用合成有机物,而乙组在黑暗环境中不能进行光合作用,只能进行呼吸作用分解有机物。
（2）叶绿素的合成需要光,在黑暗中的麦苗叶绿素不能合成,所以呈现类胡萝卜素的颜色,即黄色。
（3）一组有光,一组黑暗,故环境因子为光照,而干重反映出的重量差异是由光合作用合成有机物造成的。
（4）由于植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光,基本不吸收绿光,故乙组几乎不能合成有机物,即干重小。
答案:
（1）甲 甲组能进行光合作用,积累有机物;乙组不能进行光合作用,同时呼吸作用消耗有机物
（2）乙 在黑暗条件下,叶片中叶绿素降解,且无叶绿素合成 （3）光照 光合作用
（4）甲组吸收的光能多,光合作用强;乙组吸收的光能少,光合作用弱
【延伸探究】
（1）影响叶绿素合成的因素只有光照吗?
提示:
不是。
叶绿素的合成除受光照影响外,还受温度、矿质元素等因素的影响。
光是合成叶绿素的必要条件;叶绿素的合成受酶的催化,需要适宜的温度;另外,N、Mg是构成叶绿素的矿质元素。
（2）该实验的结论是什么?
提示:
光是光合作用的必要条件。
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