版高考生物一轮复习高考大题集训一光合作用和细胞呼吸的综合应用.docx

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版高考生物一轮复习高考大题集训一光合作用和细胞呼吸的综合应用

高考大题集训

（一）

光合作用和细胞呼吸的综合应用

1.（2016·西安模拟）甲图为培养绿藻的装置示意图，乙图为光照强度对溶液中净溶氧量的影响曲线。

请回答下列问题：

（1）甲装置中NaHCO3溶液的作用是__________________，绿藻影响溶液中溶氧量的生理过程有________________；溶液中溶氧量的变化可用来表示绿藻的________量。

（2）B点时绿藻的叶绿体中ADP的移动方向为__________。

若绿藻在缺Mg培养液中培养，则图中B点将向________移动。

（3）光照强度为C时对培养装置突然遮光，则短时间内绿藻叶绿体中C5的含量__________，光照强度大于C时，影响溶液中净溶氧量变化的主要外界因素有________等。

【解析】

（1）绿藻为光能自养型生物，NaHCO3溶液为绿

藻光合作用提供CO2；绿藻通过光合作用产生O2，增加溶液中的溶氧量，通过有氧呼吸消耗O2，降低溶液中的溶氧量；光合作用产生O2量与有氧呼吸消耗O2量的差值就是净光合作用量，即溶液中溶氧量的变化。

（2）乙图中B点绿藻能进行光合作用，产生ADP的部位是叶绿体基质，消耗ADP形成ATP的部位是类囊体薄膜，所以叶绿体中ADP的移动方向是由叶绿体基质移向类囊体薄膜；B点时光合速率等于呼吸速率，若培养液中缺镁，则需要更多的光照才能达到光补偿点，因此B点右移。

（3）若突然遮光，C3的还原过程减慢，产生的C5减少，而CO2的固定过程仍然进行，所以C5的含量减少；光照强度大于C时影响光合速率的主要外界因素是温度、CO2浓度等，影响细胞呼吸的主要外界因素是温度。

答案：

（1）为绿藻的光合作用提供CO2　光合作用和细胞呼吸　净光合作用

（2）由叶绿体基质移向类囊体薄膜　右

（3）减少　温度、CO2浓度

2.在其他条件适宜的情况下，以CO2的吸收量为指标在不同CO2浓度环境条件下进行光合作用实验的结果如下表所示：

CO2

浓度

（μL·L-1）

100

200

300

400

500

600

700

光照下吸收

CO2速率

（mg·h-1）

-0.50

1.00

2.50

3.25

3.75

3.75

3.75

（1）在光照下，叶肉细胞中能合成ATP的膜结构是________。

（2）进行大棚种植时，最好选择施用________（从表格中选）μL·L-1的CO2浓度。

（3）如果黑暗下释放的CO2速率为1.00mg·h-1，则CO2浓度为200μL·L-1时该植物的净光合速率为____________mgCO2·h-1。

CO2浓度为300μL·L-1时，一昼夜（光照12小时）植物净吸收CO2的量为________mg。

（4）根据实验数据推测，CO2补偿点对应CO2浓度为________μL·L-1，如果增加光照强度，则CO2饱和点应________（填“增大”或“减小”）。

（5）适当提高CO2浓度可以促进光合作用的________阶段，短时间内细胞中C3的含量将________（填“升高”或“降低”），CO2中的C最后将进入________中。

【解析】

（1）光照下，叶肉细胞可通过光合作用和细胞呼吸合成ATP，其中能合成ATP的膜结构是类囊体薄膜和线粒体内膜。

（2）由表格内容可知，500μL·L-1的CO2浓度为CO2饱和点。

（3）表格中光下吸收的CO2就代表净光合速率，所以CO2浓度为200μL·L-1时，该植物的净光合速率为1mgCO2·h-1；CO2浓度为300μL·L-1时，一昼夜（光照12小时）植物净吸收CO2量为2.5×12-1×12=18（mg）。

（4）CO2补偿点即净光合速率等于零，读取表格可知，此时CO2浓度在100～

200μL·L-1，若增加光照强度，则光合速率加快，需要消耗更多的CO2才能达到饱和点。

（5）适当提高CO2浓度，可以促进光合作用的暗反应阶段，此时由于CO2的固定加快，细胞内C3的含量暂时增加，CO2中的C最后将进入糖类等有机物中。

答案：

（1）类囊体薄膜和线粒体内膜

（2）500　（3）1　18　（4）100～200　增大

（5）暗反应　升高　糖类（葡萄糖或有机物）

3.（2016·唐山模拟）甲、乙两图分别为在低光照强度和高光照强度条件下，A、B两种不同CO2浓度对某种螺旋藻（一种蓝藻）生长影响的曲线。

请据图分析回答：

（1）据图判断本实验探究的是____________________。

在干重增大时，螺旋藻释放氧气的体积会__________________。

（2）图中________（填“A”或“B”）表示高浓度CO2条件下测量的结果，原因是在光照强度足够强时，______________________________。

（3）图甲中，CO2浓度对干重增加的影响____________（填“明显”或“不明显”），出现此现象的原因是________限制干重的增加。

【解析】

（1）根据题图可知，该实验的自变量是光照强度和CO2浓度，因此实验目的是探究不同光照强度、不同CO2浓度对螺旋藻光合作用强度的影响。

干重增大说明净光合速率增强，因此释放氧气的体积增大。

（2）一定范围内，增大光照强度或CO2浓度都能增强光合作用强度；在光照强度足够强时，CO2供应充足有利于合成有机物，增加干重，所以曲线A表示高浓度CO2条件下测量的结果。

（3）根据图甲曲线可知，CO2浓度对干重增加的影响不明显，原因是光照强度较弱，限制了光合速率的增大，限制了干重的增加。

答案：

（1）不同光照强度、不同CO2浓度对螺旋藻光合作用强度的影响（或光照强度、CO2浓度对螺旋藻光合作用强度的影响）　增加（或增大）

（2）A　高浓度的CO2能明显提高光合作用强度（或CO2供应充足有利于合成有机物，增加干重）

（3）不明显　光照强度

4.下图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。

请分析回答：

（1）图甲中的a点表示____________，c点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有____________。

（2）图乙所示的该植物细胞代谢情况，可用图甲中a～d四个点中的__________表示，也可用图丙e～j六个点中的__________表示。

（3）在光照强度大于____________klx时，植物才会表现出生长现象。

（4）若图甲曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点将________（填“左移”“右移”或“不变”）。

（5）由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是__________点，j点与e点相比植物体内有机物含量将__

____（填“增加”“减少”或“不变”）。

【解题指南】解答本题的思路：

（1）分析图甲：

a点只进行细胞呼吸；b点表示光合速率小于呼吸速率；c点时光合速率等于呼吸速率；

cd段光合速率大于呼吸速率。

（2）分析图乙：

图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况，光合作用所需要的CO2全部来自线粒体，细胞呼吸所需的氧气全部来自叶绿体，说明光合速率等于呼吸速率。

（3）分析图丙：

图丙表示密闭玻璃温室内的CO2浓度与时间关系的曲线，其中ef段表示光合速率小于呼吸速率；fh段表示光合速率大于呼吸速率；f点和h点表示光合速率等于呼吸速率；hj段表示光合速率小于呼吸速率。

【解析】

（1）图甲中的a点光照强度为0，即光合速率为0，此时的纵坐标表示细胞呼吸强度。

c点时光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。

（2）由图乙可知，该植物细胞光合速率等于呼吸速率，对应图甲中的c点、图丙中的f和h点。

（3）当光合速率大于呼吸速率时，即光照强度大于2klx时，植物才会表现出生长现象。

（4）c点时光合速率等于呼吸速率，当温度提高到30℃时，细胞呼吸增强，光合作用减弱，要想光合速率等于呼吸速率，只有增大光照强度，因而c点右移。

（5）图丙为密闭玻璃温室内的CO2浓度变化曲线图，f点和h点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度，从f点到h点，玻璃温室内CO2持续减少，说明光合作用强度大于细胞呼吸强度，氧气积累，h点氧气浓度最高；j点时CO2浓度高于e点，表明j点时消耗的有机物更多，与e点相比植物体内有机物减少。

答案：

（1）细胞呼吸强度（细胞呼吸释放的CO2量）　细胞质基质、线粒体、叶绿体

（2）c　f和h　（3）2　（4）右移　（5）h　减少

5.图1为番茄叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的部分生化反应示意图。

回答下列问题：

（1）图1中，甲所示生物膜存在于__________（细胞器）中，乙所示生物膜的名称是____________。

（2）在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培番茄（CO2充足）测得图1中两种膜产生与消耗O2速率的变化曲线如图2所示。

①5～8h，容器内的CO2含量将________，番茄植株干重将________。

②9～10h，甲膜生成O2的速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是________；10h时不再产生ATP的是______膜；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时________成为ATP合成的唯一场所。

（3）若在8h时，将容器置于冰水浴中，请推测乙膜消耗O2的速率将会出现的变化及其原因：

____________________________________。

【解析】

（1）图1中甲膜上发生的是水的光解，所以甲膜是叶绿体的类囊体薄膜；乙膜上发生的是有氧呼吸第三阶段，所以乙膜是线粒体内膜。

（2）图2中甲膜生成O2的速率代表实际光合速率，乙膜消耗O2的速率代表呼吸速率：

①5～8h实际光合速率大于呼吸速率，容器内的CO2含量减少，植株干重增加。

②9～10h呼吸速率基本不变，光合速率急剧下降，最可能的变化是光照强度突然降低；10h时光合作用停止，甲膜不再产生ATP。

若容器内的O2完全耗尽，有氧呼吸过程停止，此时无氧呼吸成为产生ATP的唯一途径。

（3）将容器置于冰水浴中，由于温度降低，酶的活性减弱，有氧呼吸速率减慢。

答案：

（1）叶绿体　线粒体内膜

（2）①减少　增加

②光照强度　甲　细胞质基质

（3）O2消耗速率明显下降，因为低温抑制了酶的活性

6.（2016·河南联考）下图为某兴趣小组探究植物的光合速率和呼吸速率的装置图。

不考虑微生物和气体膨胀等因素的干扰，回答下列问题：

（1）将装置置于适宜温度和光照

条件下，可测量该植物的______________（填“光合速率”或“净光合速率”），如去除密封隔板甲，则有色液滴将会________（填“左移”“右移”或“不移动”）。

（2）将装置置于适宜温度和黑暗条件下，可测量该植物的呼吸速率。

①若仅去除密封隔板甲，10min后有色液滴左移acm，则说明该植物一定进行_____________

_（填“有氧呼吸”“无氧呼吸”或“有氧呼吸和无氧呼吸”）。

②若仅去除密封隔板乙，10min后有色液滴右移bcm，则说明该植物一定进行______________（填“有氧呼吸”“无氧呼吸”或“有氧呼吸和无氧呼吸”）。

③综上所述，该植物在该条件下的呼吸速率为________cm/h（用CO2的产生速率表示）。

【解析】

（1）有光条件下

，测量的应为该绿色植物的净光合速率。

去除密封隔板甲，会导致装置内CO2浓度降低，又由于O2被消耗，使气体总量减少，因此有色液滴左移。

（2）若仅去除密封隔板甲，该植物呼吸作用产生的CO2被吸收，有色液滴左移，说明装置内氧气量减少，即植物一定进行了有氧呼吸，但不能确定是否进行无氧呼吸。

若仅去除密封隔板乙，该植物有氧呼吸对装置内气体总量无影响，而无氧呼吸会导致装置内气体总量增加，即有色液滴右移说明植物一定进行了无氧呼吸。

可见，该植物既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，故而呼吸速率应为有氧呼吸和无氧呼吸之和，用CO2的产生速率表示，即为6（a+b）cm/h。

答案：

（1）净光合速率　左移

（2）①有氧呼吸　②无氧呼吸　③6（a+b）

【加固训练】

（2015·昆明模拟）图Ⅰ表示甲、乙两种植物O2吸收速率及释放速率随光照强度的变化曲线；图Ⅱ表示某光照条件下乙植物O2吸收速率及释放速率随环境中CO2浓度的变化曲线。

请据图回答下列问题：

（1）图Ⅰ中，与甲植物相比，乙植物适于在________（填“弱”或“强”）光照条件下生活，判断依据是______________________________________。

（2）图Ⅱ中，C点的含义是__________________________________________。

（3）若图Ⅰ是在环境中CO2浓度为图Ⅱ中D点时测得的曲线，现将CO2的浓度由D提高到E，图Ⅰ中B点将________（填“左移”“

右移”或“不移动”）；若图Ⅰ是在环境中CO2浓度为图Ⅱ中E点时测得的曲线，现将CO2的浓度由E提高到F，图Ⅰ中B点将__________（填“左移”“右移”或“不移动”）。

（4）在适宜光照条件下为植物提供

O，一段时间后，下列产物中可能检测到带18O标记的物质是________（可多选）。

A.H2O　B.CO2　C.（CH2O）　D.O2

（5）在下图中绘制乙植物O2产生速率随CO2浓度变化的大致曲线。

【解析】

（1）据图分析

，图Ⅰ中乙植物与甲植物相比较，乙植物的光补偿点和饱和点较高，即达到最大光合作用强度时所需的最小光照强度强，适于在强光照条件下生活。

（2）据图Ⅱ分析，C点表示乙植物进行光合作用所需要的最低CO2浓度（或在此CO2浓度下，乙植物开始进行光合作用）。

（3）图Ⅰ是在环境中CO2浓度为图Ⅱ中D点时测得的曲线，现将CO2的浓度由D提高到E，乙植物的光饱和点将会增大，B点会右移。

若图Ⅰ是在环境中CO2浓度为图Ⅱ中E点时测得的曲线，此时已经达到CO2饱和点，现将CO2的浓度由E提高到F，CO2不再是影响光合作用的因素，故图Ⅰ中B点将不移动。

（4）在适宜光照条件下为植物提供

O，一段时间后，通过蒸腾作用，周围空气中的水可能会有放射性；水参与光合作用后释放的氧气会有放射性；放射性的氧气参与有氧呼吸后产生的二氧

化碳也可能会有放射性；放射性的二氧化碳参与光合作用后，（CH2O）中也可能会有放射性。

（5）乙植物从C点开始进行光合作用，随CO2浓度增大，光合作用增强，到E点达到最大，即O2产生速率达到稳定，所以曲线起点是C点，最高点是E点对应的O2产生速率。

答案：

（1）强　乙植物达到最大光合作用强度时所需的最小光照强度强

（2）乙植物进行光合作用所需要的最低CO2浓度（或在此CO2浓度下，乙植物开始进行光合作用）

（3）右移　不移动　（4）A、B、C、D

（5）如图

7.下图表示在不同光照条件下测定的某种植物光合速率（以O2释放量为测定指标）变化情况

。

请分析回答：

（1）图中bc段限制叶片光合速率的主要环境因素是________________。

若其他条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是____________。

（2）在图中cd对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是________________

________________。

经测定，晴天遮光条件下该植物的CO2平均释放速率为

0.8μmol/（m2·s），则a点时该植物O2产生速率约为________μmol/（m2·s）。

（3）叶绿素分子中的Mg2+可被Cu2+置换，实验中用

含Cu2+的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是________________。

（4）经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比值为10∶31∶119，经植物生长调节剂Ttgx-15处理细胞后，细胞内物质含量比值变为10∶46∶220。

据此分析，Ttgx-15作用于植物细胞的分子机制是__________________。

【解析】

（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低；光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

（2）净光合速率表示植物体内有机物的积累情况，负值表示减少，正值表示增加，cd段植物体内有机物先减少后增加。

晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则a点时该植物O2的产生速率为1+0.8=

1.8μmol/（m2·s）。

（3）铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，说明铜代叶绿素比叶绿素的化学性质更稳定。

（4）经分析植物生长调节剂Ttgx-15处理该植物细胞后，细胞内的RNA和蛋白质含量均增加，说明该植物生长调节剂能够促进转录和翻译过程。

答案：

（1）光照强度、温度　红光和蓝紫光

（2）先减少后增加　1.8

（3）铜代叶绿素比叶绿素（化学性质）更稳定

（4）Ttgx-15对细胞内的转录和翻译（基因表达）过程有促进作用

8.（2016·郑州模拟）森林中，阳光可能会穿过森林中的空隙，在地上投下“光斑”，它们随着太阳的运动和枝叶的摆动而移动。

下图显示了在“光斑”照耀前后一株生长旺盛的植物光合作用过程中吸收CO2和释放O2的情况。

请据图分析回答：

（1）“光斑”照耀开始时，限制光合作用产物合成的主要因素是____________。

（2）图中A点时，光反应速率________暗反应速率（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）当“光斑”移开时，CO2吸收速率发生如图所示变化的原因是“光斑”照耀期间积累的______________还可以使暗反应持续一段时间。

（4）图中A点时若对该植物做如下处理：

（甲）持续光照5分钟，（乙）光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行10分钟。

若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是：

甲__________乙，请简要说明理由：

____________________________________________。

【解析】

（1）从图中可知，“光斑”照耀开始时，O2的释放速率急剧上升，此时限制光合作用产物合成的主要环境因素是二氧化碳浓度。

（2）由图中可知A点时，光反应释放的O2量等于暗反应吸收CO2量，此时光反应与暗反应速率相等。

（3）当“光斑”移开时，CO2吸收速率缓慢下降的原因是光反应积累的[H]和ATP还可以使暗反应持续一段时间。

（4）据图分析甲情况下暗反应制造有机物的时间短于乙情况下的，因此甲情况下制造的有机物少于乙。

答案：

（1）二氧化碳浓度　

（2）等于　（3）ATP和[H]　（4）少于　甲情况下光反应产生的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能利用率（或乙情况下中间间隔5秒钟无光，有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物，从而提高了对光能的利用率）

【加固训练】

1.（2015·沈阳模拟）为检验某溶液对蚕豆幼苗生长状况的影响，科研人员用

0.3mmol/L的该溶液喷洒蚕豆幼苗叶片，同时设置对照实验，处理1天后测定有关数据如下图所示。

请回答：

（1）本实验中对照组的处理是__________________________________________。

为提高实验数据的可信度，在测定各项生理指标时，每个处理均需设置____________实验，测定并记录数据，取其平均值。

（2）据图中相对数值分析：

①____________，有利于光反应进行；

②实验组CO2的吸收量比对照组____________，有利于暗反应进行。

因此，实验组的净光合速率高，该溶液能促进蚕豆幼苗生长。

（3）将蚕豆幼苗放在下图装置中，若增加光照强度，净光合速率不再增加，则此时影响光合

作用的外界因素是__________。

（4）若将上图装置中适量“汽水”（一种能释放CO2的弱酸性溶液）换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，幼苗的叶绿体中C3与C5相对含量的变化情况是______________________________________。

【解析】

（1）本实验为检验某溶液对蚕豆幼苗生长状况的影响，实验变量为有无某溶液，故对照组的处理是用等量的清水喷洒蚕豆幼苗叶片。

为提高实验数据的可信度，在测定各项生理指标时，每个处理均需设置重复实验。

（2）据表中数据分析可得：

①实验组的总叶绿素含量比对照组高，有利于光反应的进行；②CO2参与光合作用的暗反应，实验组CO2的吸收量比对照组多，有利于暗反应进行。

（3）实验装置中，CO2的浓度一定，故若增加光照强度，净光合速率不再增加。

（4）若将右侧装置中适量“汽水”（一种能释放CO2的弱酸性溶液）换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，CO2被NaOH溶液吸

收，由CO2+C5→2C3可得：

幼苗的叶绿体中C3相对含量下降，C5相对含量上升。

答案：

（1）用等量的清水喷洒蚕豆幼苗叶片　重复

（2）①实验组总叶绿素含量比对照组高　②多

（3）CO2的浓度

（4）C3相对含量下降，C5相对含量上升

2.（2015·济南模拟）下图1是叶绿体类囊体膜结构及其发生的代谢过程示意图。

将长势相同的小麦幼苗分成若干等份，在不同的温度下先暗处理1h，测得其干重即葡萄糖量（单位：

g）的变化，如图2甲曲线所示；再分别置于同一光照强度下照射1h，测得其干重与暗处理前的变化，如图2乙曲线所示。

回答下列问题：

（1）图1所示代谢的产物为________________。

叶绿素a（P680和P700）接受光的照射后被激发，能释放势能高的电子。

提取P680和P700所用试剂为______________。

（2）图1中ATP（合成）酶除广泛分布于真核细胞的叶绿体类囊体的薄膜上，还分布于真核细胞的__________膜上。

（3）由

图2可知，小麦叶肉细胞内光合酶的最适温度为________

__。

在此光照强度照射下，植物若能生长，30℃条件下每天的光照时间应不低于__________。

A点和B点相比，光合作用速率是否相等？

__________。

原因是____________

_______________________________________。

【解题指南】题干中的重要信息：

（1）处理过程中小麦幼苗进行呼吸作用2h，光合作用1h。

（2）植物若能生长，24h内净光合速率大于0。

【解析】

（1）在叶绿体类囊体膜上能够发生光反应，产物有ATP、NADPH（或[H]）、O2。

实验中常用无水乙醇来提取叶绿素a（P680和P700）。

（2）在真核细胞中，细胞质基质、叶绿体、线粒体都能合成ATP，ATP（合成）酶分布于细胞质基质中、叶绿体类囊体薄膜上和线粒体内膜上。

（3）甲曲线暗处理，体现呼吸强度，乙曲线在光照条件下，是光合作用1小时，呼吸作用2小时后，光合强度和呼吸强度的差值。

真正光合强度是2倍甲曲线值和乙曲线值的和，在29℃时光合作用强度最大，29℃是光合作用的最适温度，也是细胞内光合酶的最适温度。

30℃条件下，每小时呼吸强度为1，光合强度为3，所以至少光照8小时才能满足一天呼吸作用的需求，植物要生长，必须满足光照8小时。

A点光合速率为5g/h，B点光合速率为9g/h，所以两点的光合作用速率不相等。

答案：

（1）ATP、NADPH（或[H]）、O2