2019屆高考生物一輪復習第三單元細胞的能量供應和利用隨堂真題演練加強提升課一光合作用與呼吸作用之間的關系及其實驗探究.doc

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加強提升課（一）光合作用與呼吸作用之間的關系及其實驗探究 (2016高考四川卷)葉肉細胞內的下列生理過程，一定在生物膜上進行的是(　　) A．O2的產生　　　　　 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中產生的，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，在細胞核中DNA轉錄形成RNA等過程中可產生水，B錯誤；[H]的消耗可發(fā)生在葉綠體基質中(C3的還原)，C錯誤；細胞呼吸第一階段產生ATP在細胞質基質中進行，D錯誤。 (2015高考重慶卷)將下圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下，細胞內外的CO2和O2濃度在短時間內發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是(　　) 適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強低于光補償點時，①、③增大 C．光強等于光補償點時，②、③保持不變 D．光強等于光飽和點時，②減小、④增大 解析：選B。A項，圖示細胞為水稻葉肉細胞。在黑暗條件下、密閉容器中，該細胞不進行光合作用，只進行細胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④減小。B項，光強低于光補償點時，光合作用和細胞呼吸同時進行，但細胞呼吸強度大于光合作用強度，細胞吸收O2，放出CO2，此時在密閉容器中①增大、③減小。C項，光強等于光補償點時，細胞呼吸強度等于光合作用強度，因此細胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即②、③保持不變。D項，光強等于光飽和點時，光合作用強度最大，細胞光合作用吸收CO2速度大于細胞呼吸吸收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系如圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解錯誤的是(　　) 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，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項正確；通過第二幅圖的曲線，可以看出在0～25 ℃范圍內，光合作用曲線變化明顯大于呼吸作用曲線，C項正確；植物總光合作用大于呼吸作用時，即凈光合作用大于0時，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項錯誤。 (2017高考全國卷Ⅱ)如圖是某植物葉肉細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代表的物質依次是______、______、______、________，[H]代表的物質主要是___________________________________________________________。 (2)B代表一種反應過程，C代表細胞質基質，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階段水光解的產物O2；②是生成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的反應物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反應階段參與固定CO2的物質C5；圖中[H]代表的物質是呼吸作用過程中的還原型輔酶Ⅰ(NADH)。(2)細胞中生成ATP的場所除葉綠體外還有細胞質基質(C)和線粒體(D)。(3)細胞質基質中的丙酮酸可以轉化成酒精的原因是植物細胞缺氧，導致細胞進行無氧呼吸。 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。長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片會變成白色，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液中氧氣的濃度，測定前應排除反應液中________________的干擾。 (3)圖1在反應室中加入NaHCO3的主要作用是________________________________ ________________________________________________________________________。若提高反應液中 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，則短時間內葉綠體中含量減少的物質有________(填序號：①C5?、贏TP　③[H]?、蹸3)，可推測20～25 min曲線的斜率為________(填“正值”“負值”或“零”)。 解析：(1)由教材實驗可知，CaCO3能防止葉綠素被破壞，葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片會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(如光照強度、溫度和CO2濃度等)有關。要通過氧電極檢測反應液中氧氣的濃度，應排除反應液中溶解氧的干擾。(3)反應室中加入的NaHCO3能為光合作用提供CO2。若提高反應液中NaHCO3濃度，一定范圍內果肉細胞的光合作用增強，超過一定范圍后，受光照強度等因素的限制，光合作用不再增強。(4)15～20 min曲線的斜率幾乎不變，是因為此時光合作用產氧量與呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照，則光反應階段產生的[H]和ATP減少，暗反應中C3的還原過程減弱而C3的合成速率不變，故短時間內葉綠體中C5的含量減少。光照停止，光合作用的光反應不再發(fā)生，則20～25 min反應液中無氧氣的釋放，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)光合產氧量與呼吸耗氧量相等?、佗冖邸∝撝? [課時作業(yè)] 1．(2018山東濰坊模擬)如圖表示可在植物細胞內發(fā)生的一些生理過程，下列分析錯誤的是(　　) A．不同條件下發(fā)生a過程的場所可能不同 B．a、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)細胞內能發(fā)生a、c過程 解析：選B。a過程為細胞呼吸，不同條件下發(fā)生a過程的場所可能不同，有氧時發(fā)生在線粒體中，無氧時發(fā)生在細胞質基質中，A正確；在生物膜上發(fā)生的生理過程是d光反應(場所是葉綠體的類囊體膜上)和c有氧呼吸的第三階段(線粒體內膜)；b暗反應過程發(fā)生在葉綠體基質中，a有氧呼吸的第一、第二階段場所是細胞質基質和線粒體基質，B錯誤；在光照充足，條件適宜的情況下，光合作用強度大于呼吸作用強度，所以a＜b，c＜d，C正確；根尖分生區(qū)細胞內不含葉綠體，不能進行光合作用，只能進行細胞呼吸，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)開展了有關光合作用和細胞呼吸的實驗研究。實驗開始時，打開活塞開關使水柱液面平齊，然后關閉活塞開關，4小時后，觀察記錄實驗數(shù)據(jù)如表。下列敘述錯誤的是(　　) 組號 植物 部位 光質(強度 相同且適宜) 溫度(℃) 兩側水柱高 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.實驗的自變量是植物的種類和光質 B．若要研究不同植物的光合作用，應選a組和c組 C．若燒杯中加入的是CO2的緩沖液，則U型管兩側的高度差是由于O2的變化引起的 D．a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小時后平均氧濃度，并比較計算后的數(shù)據(jù)。下列有關分析正確的是(　　) 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行水的光解但能進行C3的還原 C．水深3 m處白瓶中水生植物產生ATP的細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行光合作用 解析：選C。白瓶透光，瓶內水生植物可進行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶內水生植物只能進行呼吸作用。在相同條件下培養(yǎng)一定時間，黑瓶中所測得的數(shù)據(jù)表示瓶內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)表示瓶內水生植物光合作用產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小時制造的氧氣量為3＋1.5＝4.5 g/m3，A錯誤；水深2 m處白瓶中水生植物能進行光合作用，也能進行水的光解和C3的還原，B錯誤；水深3 m處白瓶中水生植物光合作用產生的氧氣量與呼吸作用消耗的氧氣量相等，因此產生ATP的細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小時制造的氧氣量為－1＋1.5＝0.5 g/m3，能進行光合作用，D錯誤。 4．在研究溫度對發(fā)菜光合作用和呼吸作用的影響時，得到如圖所示的實驗結果。下列分析錯誤的是(　　) A．發(fā)菜無葉綠體，但可進行光合作用 B．光合作用和呼吸作用都有[H]的產生和消耗 C．25 ℃后發(fā)菜制造的氧氣量逐漸下降 D．45 ℃時，CO2固定和C3還原仍能進行 解析：選C。發(fā)菜是原核生物，無葉綠體，但含有光合色素，可以進行光合作用；光合作用的光反應階段產生[H]，暗反應階段消耗[H]，有氧呼吸第一、第二階段產生[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 ℃時發(fā)菜制造的氧氣量大致相等；45 ℃時，凈光合速率為0，即真正光合速率＝呼吸作用速率，此時光合作用仍可進行，則CO2固定和C3還原仍能進行。 5．某研究人員將某綠色植物放在溫度適宜的密閉容器內(如圖1所示)，先黑暗處理后置于恒定光照下并測量容器內氧氣的變化量，測量結果如圖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的準確含義是________________________________________________________________________。 (3)圖2中，A點以后的短時間內，葉肉細胞的葉綠體內C3的量將________。B點時，葉肉細胞內的光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。在5～15 min內，該容器內氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因為___________________________。 如果該植物的呼吸速率始終不變，則在5～15 min內，該植物光合作用的平均速率(用氧氣產生量表示)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＝植株原來質量＋凈光合作用積累量，M乙＝植株原來質量－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物量。(3)A點的環(huán)境變化主要是突然給予光照，則植物進行光反應產生[H]和ATP，促進C3的還原，短時間內C3合成速率不變，所以A點以后的短時間內，葉肉細胞的葉綠體內C3的量減少。B點氧氣量達到最大且保持不變，說明此時該植物整體的光合作用速率等于呼吸作用速率，則葉肉細胞的光合作用速率大于呼吸作用速率。該實驗裝置是一個密閉的容器，在5～15 min內，光照強度不變，隨著光合作用的進行，密閉容器內的CO2濃度逐漸降低，光合作用速率減弱，所以光反應產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)光照強度　光質(或波長)　(2)甲組植株在10小時內(或實驗過程中)光合作用合成的有機物總量　(3)減少　大于　光合作用使密閉容器內的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(實驗組)，在維持CO2濃度等條件與對照組相同的條件下培養(yǎng)一段時間。測定各組葉片的凈光合速率結果如下： 實驗編號 對照 組 實驗 組一 實驗 組二 實驗 組三 實驗 組四 實驗 組五 實驗 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 實驗 結果 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)本實驗結果，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)在實驗中，為使實驗組三的水稻光合作用強度升高，可考慮的措施是適當提高________(填“光照強度”“CO2濃度”或“溫度”)。 (3)從細胞代謝角度分析，在遮光比例相同時，溫度由25 ℃升高到30 ℃時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物向子粒轉運的影響情況，做了如下實驗：在灌漿期，當對照組、實驗組二、實驗組四的水稻葉片分別固定等量的14CO2后，在24 h內對三組水稻的等量葉片和子粒進行放射性強度檢測，結果發(fā)現(xiàn)對照組與實驗組二、實驗四相比，葉片放射性強度低、子粒放射性強度高。根據(jù)這一結果能夠得到的初步結論是________________________________________________________________________。 答案：(1)光照強度　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(強度)減弱，呼吸作用速率(強度)增強 (4)弱光(遮光)脅迫水稻光合產物向子粒的轉運減弱