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第4講 光合作用與細胞呼吸的綜合分析(提升課) 1．(2017年北京卷)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(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 ℃ 【答案】D　 【解析】由題目所給曲線可以看出，呼吸作用的最適溫度約為53 ℃，而光合作用的最適溫度約為30 ℃，A正確；凈光合速率達到最大值對應的溫度(即最適溫度)約為25 ℃，B正確；在0 ℃～25 ℃范圍內(nèi)，與呼吸速率變化曲線相比，光合速率曲線升高得更快，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大，C正確；超過45 ℃，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，說明呼吸作用消耗的有機物多于光合作用產(chǎn)生的有機物，沒有有機物的積累，不適合該植物的生長，D錯誤。 2．(2015年重慶卷)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(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是(　　) 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 【答案】B　 【解析】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。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。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。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。 3．(2015年海南卷)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能 B．葉溫在36 ℃～50 ℃時，植物甲的凈光合速率比植物乙的高 C．葉溫為25 ℃時，植物甲的光合作用與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的 D．葉溫為35 ℃時，甲、乙兩種植物的光合作用與呼吸作用強度的差值均為0 【答案】D　 【解析】本題考查光合作用的相關知識，意在考查考生的理解分析能力及識圖解題的能力。植物光合作用需要的能量來自太陽能，A正確；分析曲線可知，葉溫在36 ℃～50 ℃時植物甲的凈光合速率比乙高，光合速率與呼吸速率的差值即凈光合速率，B正確；葉溫為25 ℃時，甲的凈光合速率小于乙的凈光合速率，C正確；葉溫為35 ℃時，甲、乙兩種植物的光合作用與呼吸作用強度差值相等，均大于0，D錯誤。 4．(2017年全國新課標Ⅱ卷)下圖是表示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(zhì)依次是__________、__________、________________、______________，[H]代表的物質(zhì)主要是____________________________________________。 (2)B代表一種反應過程，C代表細胞質(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 ________________________________________________________________________。 【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 【解析】由圖可知，A表示光合作用的光反應，B表示暗反應；①②③④代表的物質(zhì)依次是O2、NADP＋、ADP＋Pi、C5；[H]代表的物質(zhì)為NADH(或還原型輔酶Ⅰ)。在植物葉肉細胞中，ATP合成除了發(fā)生在光反應過程中，還發(fā)生在有氧呼吸的整個過程中，有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)(C)中，第二、三階段發(fā)生在線粒體(D)中。在缺少氧氣的條件下，葉肉細胞可進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。 5．(2017年全國新課標Ⅰ卷)植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，回答下列問題： (1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低了，原因是____________________________________， 甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率________(填“大于0”“等于0”成“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是_____________________________________。 【答案】(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低　大于0 (2)甲種植物在光下進行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2增多時，有氧呼吸會增加 【解析】(1)從題干信息可知，適宜條件下照光培養(yǎng)，由于進行光合作用，且光合速率大于呼吸速率，使密閉小室內(nèi)的CO2濃度下降，使兩植物光合速率下降。甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的CO2補償點，所以甲植物的光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度大于乙植物的光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，所以此時乙種植物凈光合速率大于0。(2)甲種植物密閉在無氧環(huán)境中，可通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，當有二氧化碳時，甲植物在照光條件下可進行光合作用，光合作用過程中釋放出氧氣，可用于甲植物進行有氧呼吸，有氧呼吸和無氧呼吸同時釋放二氧化碳，從而使光合作用加快，產(chǎn)生更多的氧氣，使有氧呼吸加快。 6．(2016年全國新課標Ⅰ卷)BTB是一種酸堿指示劑。BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍變綠再變黃。某同學為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進行了如下實驗：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中。其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實驗處理和結(jié)果見下表： 試管編號 1 2 3 4 5 6 7 水草 無 有 有 有 有 有 有 距日光燈 的距離/cm 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min后試管中溶液的顏色 淺綠色 X 淺黃色 黃綠色 淺綠色 淺藍色 藍色 (遮光*是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100 cm的地方。) 若不考慮其他生物因素對實驗結(jié)果的影響，回答下列問題： (1)本實驗中，50 min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是由_____________________________________________________________________ 引起的；若1號試管的溶液是藍色，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是____________(填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中X代表的顏色應為________(填“淺綠色”“黃色”或“藍色”)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________。 (3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下水草_________________________________________________________________。 【答案】(1)不同光強下水草的光合作用和呼吸作用(其他答案合理即可)　不可靠的　(2)黃色　水草不進行光合作用，只進行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管　(3)光合作用強度等于呼吸作用強度，吸收與釋放的CO2量相等 【解析】(1)1號試管中沒有加水草，50 min后1號試管的溶液顏色仍為淺綠色，說明無關變量不會引起溶液顏色的變化，2至7號試管的實驗結(jié)果應是由水草的光合作用和呼吸作用引起的；若1號試管的溶液是藍色，說明無水草的光照條件下溶液中CO2含量減少了，無關變量對實驗結(jié)果有影響，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是不可靠的。(2)2號試管進行了遮光，水草不能進行光合作用，只能進行呼吸作用產(chǎn)生CO2，而且與3號試管(光合作用強度小于呼吸作用強度)相比，2號試管溶液中的CO2含量更多，顏色應為黃色。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下溶液中CO2含量沒有變化，水草的光合作用強度與呼吸作用強度相等，吸收與釋放的CO2量相等。