2019屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用隨堂真題演練加強(qiáng)提升課一光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系及其實(shí)驗(yàn)探究.doc

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加強(qiáng)提升課（一）光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系及其實(shí)驗(yàn)探究 (2016高考四川卷)葉肉細(xì)胞內(nèi)的下列生理過程，一定在生物膜上進(jìn)行的是(　　) A．O2的產(chǎn)生　　　　　 B．H2O生成 C．[H]的消耗 D．ATP的合成 解析：選A。氧氣是在光合作用光反應(yīng)中產(chǎn)生的，場所在葉綠體的類囊體薄膜上，A正確；在核糖體上翻譯成蛋白質(zhì)，在細(xì)胞核中DNA轉(zhuǎn)錄形成RNA等過程中可產(chǎn)生水，B錯(cuò)誤；[H]的消耗可發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(C3的還原)，C錯(cuò)誤；細(xì)胞呼吸第一階段產(chǎn)生ATP在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，D錯(cuò)誤。 (2015高考重慶卷)將下圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強(qiáng)度下，細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) 適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細(xì)胞示意圖 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，①、③增大 C．光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，②、③保持不變 D．光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí)，②減小、④增大 解析：選B。A項(xiàng)，圖示細(xì)胞為水稻葉肉細(xì)胞。在黑暗條件下、密閉容器中，該細(xì)胞不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④減小。B項(xiàng)，光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用和細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，但細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，細(xì)胞吸收O2，放出CO2，此時(shí)在密閉容器中①增大、③減小。C項(xiàng)，光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度，因此細(xì)胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即②、③保持不變。D項(xiàng)，光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度最大，細(xì)胞光合作用吸收CO2速度大于細(xì)胞呼吸吸收O2的速度，因此②減小、④增大。 (2017高考北京卷)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解錯(cuò)誤的是(　　) A．呼吸作用的最適溫度比光合作用的高 B．凈光合作用的最適溫度約為25 ℃ C．在0～25 ℃范圍內(nèi)，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大 D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃ 解析：選D。從第二幅圖的曲線中可以看出，光合作用的最適溫度為30 ℃左右，呼吸作用的最適溫度為55 ℃左右，因此呼吸作用的最適溫度比光合作用的高，A項(xiàng)正確；從第一幅圖的曲線中可以看出，凈光合作用的最適溫度為25 ℃左右，B項(xiàng)正確；通過第二幅圖的曲線，可以看出在0～25 ℃范圍內(nèi)，光合作用曲線變化明顯大于呼吸作用曲線，C項(xiàng)正確；植物總光合作用大于呼吸作用時(shí)，即凈光合作用大于0時(shí)，適合植物的生長，從圖中可以看出，適合該植物生長的溫度范圍是－10～45 ℃，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (2017高考全國卷Ⅱ)如圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是______、______、______、________，[H]代表的物質(zhì)主要是___________________________________________________________。 (2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是________________________________________________________________________。 解析：(1)由分析可知，圖中①表示光合作用光反應(yīng)階段水光解的產(chǎn)物O2；②是生成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的反應(yīng)物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反應(yīng)階段參與固定CO2的物質(zhì)C5；圖中[H]代表的物質(zhì)是呼吸作用過程中的還原型輔酶Ⅰ(NADH)。(2)細(xì)胞中生成ATP的場所除葉綠體外還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(C)和線粒體(D)。(3)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精的原因是植物細(xì)胞缺氧，導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。 答案：(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或還原型輔酶Ⅰ)　(2)C和D (3)在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸 (2017高考江蘇卷)科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進(jìn)行了系列研究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖，圖2為不同光照條件下果肉隨時(shí)間變化的光合放氧曲線。請回答下列問題： (1)取果肉薄片放入含乙醇的試管，并加入適量______，以防止葉綠素降解。長時(shí)間浸泡在乙醇中的果肉薄片會(huì)變成白色，原因是________________________________________。 (2)圖1中影響光合放氧速率的因素有____________________________。氧電極可以檢測反應(yīng)液中氧氣的濃度，測定前應(yīng)排除反應(yīng)液中________________的干擾。 (3)圖1在反應(yīng)室中加入NaHCO3的主要作用是________________________________ ________________________________________________________________________。若提高反應(yīng)液中 NaHCO3濃度，果肉放氧速率的變化是________(填“增大”“減小”“增大后穩(wěn)定”或“穩(wěn)定后減小”)。 (4)圖2中不同時(shí)間段曲線的斜率代表光合放氧的速率，對15～20 min曲線的斜率幾乎不變的合理解釋是________________________；若在20 min后停止光照，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體中含量減少的物質(zhì)有________(填序號：①C5?、贏TP?、踇H]　④C3)，可推測20～25 min曲線的斜率為________(填“正值”“負(fù)值”或“零”)。 解析：(1)由教材實(shí)驗(yàn)可知，CaCO3能防止葉綠素被破壞，葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。長時(shí)間浸泡在乙醇中的果肉薄片會(huì)因光合色素溶解于乙醇中而變成白色。(2)圖1裝置中放氧量的多少與影響光合作用的因素(如光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度等)有關(guān)。要通過氧電極檢測反應(yīng)液中氧氣的濃度，應(yīng)排除反應(yīng)液中溶解氧的干擾。(3)反應(yīng)室中加入的NaHCO3能為光合作用提供CO2。若提高反應(yīng)液中NaHCO3濃度，一定范圍內(nèi)果肉細(xì)胞的光合作用增強(qiáng)，超過一定范圍后，受光照強(qiáng)度等因素的限制，光合作用不再增強(qiáng)。(4)15～20 min曲線的斜率幾乎不變，是因?yàn)榇藭r(shí)光合作用產(chǎn)氧量與呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照，則光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]和ATP減少，暗反應(yīng)中C3的還原過程減弱而C3的合成速率不變，故短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5的含量減少。光照停止，光合作用的光反應(yīng)不再發(fā)生，則20～25 min反應(yīng)液中無氧氣的釋放，只有呼吸作用消耗氧氣，故曲線的斜率為負(fù)值。 答案：(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中　(2)光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度　溶解氧　(3)提供CO2　增大后穩(wěn)定　(4)光合產(chǎn)氧量與呼吸耗氧量相等?、佗冖邸∝?fù)值 [課時(shí)作業(yè)] 1．(2018山東濰坊模擬)如圖表示可在植物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一些生理過程，下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．不同條件下發(fā)生a過程的場所可能不同 B．a(chǎn)、c、d均發(fā)生在生物膜上 C．在光照充足、條件適宜的條件下，a＜b，c＜d D．根尖分生區(qū)細(xì)胞內(nèi)能發(fā)生a、c過程 解析：選B。a過程為細(xì)胞呼吸，不同條件下發(fā)生a過程的場所可能不同，有氧時(shí)發(fā)生在線粒體中，無氧時(shí)發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，A正確；在生物膜上發(fā)生的生理過程是d光反應(yīng)(場所是葉綠體的類囊體膜上)和c有氧呼吸的第三階段(線粒體內(nèi)膜)；b暗反應(yīng)過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，a有氧呼吸的第一、第二階段場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，B錯(cuò)誤；在光照充足，條件適宜的情況下，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，所以a＜b，c＜d，C正確；根尖分生區(qū)細(xì)胞內(nèi)不含葉綠體，不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以能發(fā)生a、c過程，D正確。 2．某一生物興趣小組利用如圖裝置(若干個(gè))開展了有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，打開活塞開關(guān)使水柱液面平齊，然后關(guān)閉活塞開關(guān)，4小時(shí)后，觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) 組號 植物 部位 光質(zhì)(強(qiáng)度 相同且適宜) 溫度(℃) 兩側(cè)水柱高 度差(mL/4 h) a 天竺葵 葉 紅 25 240 b 天竺葵 葉 黃 25 30 c 紫羅蘭 葉 紅 25 160 d 紫羅蘭 葉 黃 25 20 A.實(shí)驗(yàn)的自變量是植物的種類和光質(zhì) B．若要研究不同植物的光合作用，應(yīng)選a組和c組 C．若燒杯中加入的是CO2的緩沖液，則U型管兩側(cè)的高度差是由于O2的變化引起的 D．a(chǎn)組天竺葵的凈光合速率為120 mL/h 答案：D 3．(2018 北京朝陽模擬)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)測定夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時(shí)后平均氧濃度，并比較計(jì)算后的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)分析正確的是(　　) 水深(m) 1 2 3 4 白瓶中O2濃度(g/m3) ＋3 ＋1.5 0 －1 黑瓶中O2濃度(g/m3) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5 A.水深1 m處白瓶中水生植物24小時(shí)制造的氧氣為 3 g/m3 B．水深2 m處白瓶中水生植物不能進(jìn)行水的光解但能進(jìn)行C3的還原 C．水深3 m處白瓶中水生植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體 D．水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進(jìn)行光合作用 解析：選C。白瓶透光，瓶內(nèi)水生植物可進(jìn)行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶內(nèi)水生植物只能進(jìn)行呼吸作用。在相同條件下培養(yǎng)一定時(shí)間，黑瓶中所測得的數(shù)據(jù)表示瓶內(nèi)水生植物呼吸作用所消耗的氧氣量為1.5 g/m3，白瓶中所測得的數(shù)據(jù)表示瓶內(nèi)水生植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量與呼吸作用消耗的氧氣量的差值。綜上分析可知：在水深1 m處，白瓶中水生植物24小時(shí)制造的氧氣量為3＋1.5＝4.5 g/m3，A錯(cuò)誤；水深2 m處白瓶中水生植物能進(jìn)行光合作用，也能進(jìn)行水的光解和C3的還原，B錯(cuò)誤；水深3 m處白瓶中水生植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量與呼吸作用消耗的氧氣量相等，因此產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體，C正確；在水深4 m處，白瓶中水生植物24小時(shí)制造的氧氣量為－1＋1.5＝0.5 g/m3，能進(jìn)行光合作用，D錯(cuò)誤。 4．在研究溫度對發(fā)菜光合作用和呼吸作用的影響時(shí)，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．發(fā)菜無葉綠體，但可進(jìn)行光合作用 B．光合作用和呼吸作用都有[H]的產(chǎn)生和消耗 C．25 ℃后發(fā)菜制造的氧氣量逐漸下降 D．45 ℃時(shí)，CO2固定和C3還原仍能進(jìn)行 解析：選C。發(fā)菜是原核生物，無葉綠體，但含有光合色素，可以進(jìn)行光合作用；光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生[H]，暗反應(yīng)階段消耗[H]，有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生[H]，第三階段消耗[H]；發(fā)菜制造的氧氣量(真正光合作用量)＝氧氣釋放量(凈光合作用量)＋氧氣吸收量(呼吸作用量)，由圖可知，25～35 ℃時(shí)發(fā)菜制造的氧氣量大致相等；45 ℃時(shí)，凈光合速率為0，即真正光合速率＝呼吸作用速率，此時(shí)光合作用仍可進(jìn)行，則CO2固定和C3還原仍能進(jìn)行。 5．某研究人員將某綠色植物放在溫度適宜的密閉容器內(nèi)(如圖1所示)，先黑暗處理后置于恒定光照下并測量容器內(nèi)氧氣的變化量，測量結(jié)果如圖2。請回答下列問題： (1)圖1中通過變換光源可研究________、________對光合作用的影響。 (2)將多株健壯的生長狀態(tài)相同且大小相似(假設(shè)干重相同)的該植株幼苗均分為甲、乙兩組，置于圖1的裝置中。甲組適宜光照處理，乙組黑暗處理，其他條件相同且適宜。10小時(shí)后，將甲、乙兩組中的植株烘干稱重，分別記為M甲、M乙。若M＝M甲－M乙，則M的準(zhǔn)確含義是________________________________________________________________________。 (3)圖2中，A點(diǎn)以后的短時(shí)間內(nèi)，葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi)C3的量將________。B點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)的光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。在5～15 min內(nèi)，該容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因?yàn)開__________________________。 如果該植物的呼吸速率始終不變，則在5～15 min內(nèi)，該植物光合作用的平均速率(用氧氣產(chǎn)生量表示)是________mol/min。 解析：(1)變換光源可用于探究不同的光照強(qiáng)度或者不同波長的光照對光合作用的影響。(2)M甲＝植株原來質(zhì)量＋凈光合作用積累量，M乙＝植株原來質(zhì)量－呼吸作用消耗量，所以，M甲－M乙＝凈光合作用積累量＋呼吸作用消耗量＝總光合作用合成有機(jī)物量。(3)A點(diǎn)的環(huán)境變化主要是突然給予光照，則植物進(jìn)行光反應(yīng)產(chǎn)生[H]和ATP，促進(jìn)C3的還原，短時(shí)間內(nèi)C3合成速率不變，所以A點(diǎn)以后的短時(shí)間內(nèi)，葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi)C3的量減少。B點(diǎn)氧氣量達(dá)到最大且保持不變，說明此時(shí)該植物整體的光合作用速率等于呼吸作用速率，則葉肉細(xì)胞的光合作用速率大于呼吸作用速率。該實(shí)驗(yàn)裝置是一個(gè)密閉的容器，在5～15 min內(nèi)，光照強(qiáng)度不變，隨著光合作用的進(jìn)行，密閉容器內(nèi)的CO2濃度逐漸降低，光合作用速率減弱，所以光反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的速率逐漸減小。由圖可知，呼吸速率＝(5－4)/5＝0.210－7(mol/min)，5～15 min內(nèi)該植物的平均凈光合速率＝(8－4)/10＝0.410－7(mol/min)，則真正光合速率＝0.210－7＋0.410－7＝0.610－7(mol/min)，即610－8min/min。 答案：(1)光照強(qiáng)度　光質(zhì)(或波長)　(2)甲組植株在10小時(shí)內(nèi)(或?qū)嶒?yàn)過程中)光合作用合成的有機(jī)物總量　(3)減少　大于　光合作用使密閉容器內(nèi)的CO2濃度逐漸降低，光合作用速率逐漸下降　610－8 6．(2018四川綿陽診斷)為了探究不同遮光和溫度處理對水稻光合作用的影響，研究小組將生長發(fā)育狀況一致的A品種水稻均分為6組并置于人工氣候室中培養(yǎng)。1組模擬田間環(huán)境(對照組)，另5組分別如下表處理(實(shí)驗(yàn)組)，在維持CO2濃度等條件與對照組相同的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間。測定各組葉片的凈光合速率結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)編號 對照 組 實(shí)驗(yàn) 組一 實(shí)驗(yàn) 組二 實(shí)驗(yàn) 組三 實(shí)驗(yàn) 組四 實(shí)驗(yàn) 組五 實(shí)驗(yàn) 處理 遮光比例 不遮 光 不遮 光 遮光 30% 遮光 30% 遮光 50% 遮光 50% 溫度℃ 25 30 25 30 25 30 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 凈光合速率 [mgCO2/ (dm2h)] 11.25 9.12 24.90 21.50 13.51 10.40 注：A品種水稻光合作用的最適溫度為25 ℃，呼吸作用的最適溫度為35 ℃。 回答下列問題： (1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測對水稻光合速率影響較大的環(huán)境因素是________________，其依據(jù)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)組三的水稻光合作用強(qiáng)度升高，可考慮的措施是適當(dāng)提高_(dá)_______(填“光照強(qiáng)度”“CO2濃度”或“溫度”)。 (3)從細(xì)胞代謝角度分析，在遮光比例相同時(shí)，溫度由25 ℃升高到30 ℃時(shí)凈光合速率降低的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)某小組研究弱光脅迫水稻光合產(chǎn)物向子粒轉(zhuǎn)運(yùn)的影響情況，做了如下實(shí)驗(yàn)：在灌漿期，當(dāng)對照組、實(shí)驗(yàn)組二、實(shí)驗(yàn)組四的水稻葉片分別固定等量的14CO2后，在24 h內(nèi)對三組水稻的等量葉片和子粒進(jìn)行放射性強(qiáng)度檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對照組與實(shí)驗(yàn)組二、實(shí)驗(yàn)四相比，葉片放射性強(qiáng)度低、子粒放射性強(qiáng)度高。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是________________________________________________________________________。 答案：(1)光照強(qiáng)度　在溫度不變的情況下，改變遮光比例凈光合速率變化較大 (2)CO2濃度 (3)光合作用速率(強(qiáng)度)減弱，呼吸作用速率(強(qiáng)度)增強(qiáng) (4)弱光(遮光)脅迫水稻光合產(chǎn)物向子粒的轉(zhuǎn)運(yùn)減弱