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2019-2020年高三生物第一輪復(fù)習(xí) 第5章 專題強(qiáng)化訓(xùn)練 細(xì)胞呼吸和光合作用的綜合應(yīng)用 新人教版必修1 一、選擇題(共3小題，每小題6分，共18分) 1.夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如下圖所示。下列說法正確的是(　　) A.甲植株在a點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用 B.乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多 C.曲線b～c段和d～e段下降的原因相同 D.兩曲線b～d段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是： (1)明確a、e點(diǎn)的含義。 (2)明確b～c段和d～e段下降的原因。 【解析】選D。從圖中可以看出，a點(diǎn)時(shí)光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，并非從此處開始進(jìn)行光合作用。有機(jī)物的積累量等于光合作用制造的有機(jī)物量減去細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物量，所以有機(jī)物的積累量最多是在e點(diǎn)前與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)，不是e點(diǎn)。b～c段下降是因?yàn)楣庹者^強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2吸收速率降低；d～e段下降是因?yàn)楣庹諒?qiáng)度降低，CO2吸收速率降低。由圖中曲線可知，甲、乙兩株同種植物在夏季晴朗的一天同種條件下b～d段曲線不同，乙曲線b～d段出現(xiàn)的原因是光照過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉；甲曲線出現(xiàn)b～d段的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉。 2.將某種大小相同的綠色植物葉片在不同溫度下分別暗處理1 h，測(cè)其重量變化，立即光照1 h，再測(cè)其重量變化。結(jié)果如下表： 組　別 1 2 3 4 溫度(℃) 25 27 29 31 暗處理后重量變化(mg) -1 -2 -3 -1 光照后暗處理 前重量變化(mg) +3 +3 +3 +1 分析表中數(shù)據(jù)可判定(　　) A.光照的1 h內(nèi)，第4組合成葡萄糖總量為2 mg B.光照的1 h內(nèi)，第1、2、3組釋放的氧氣量相等 C.光照的1 h內(nèi)，四組葉片光合作用強(qiáng)度均大于呼吸作用強(qiáng)度 D.呼吸作用酶的最適溫度是29℃ 【解析】選C。根據(jù)題意，植物在整個(gè)過程中進(jìn)行了2 h的呼吸作用，而光合作用則進(jìn)行了1 h，因此，1～4組光合作用合成的有機(jī)物分別為5 mg、7 mg、9 mg、3 mg。 3.(xx銀川模擬)為了探究大蒜葉片在不同溫度下的光合作用和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，某小組進(jìn)行了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，不同溫度下a、b值變化如圖乙所示。下列選項(xiàng)正確的是(　　) A.a表示大蒜葉片的呼吸速率，b表示大蒜葉片的凈光合速率 B.在13～16℃時(shí)，隨著溫度的升高，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)，實(shí)際光合作用的強(qiáng)度不斷減小 C.在16℃條件下，10小時(shí)光照，10小時(shí)黑暗，大蒜葉片最多能增重10 mg D.14℃條件下大蒜葉片的實(shí)際光合速率最大 【解析】選C。由以上分析可知：a代表呼吸速率，b+a代表凈光合速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤。在13～16℃時(shí)，隨著溫度的升高，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，實(shí)際光合作用的強(qiáng)度增強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。在溫度為16℃時(shí)，有機(jī)物的積累速度最快，如果恒定在該溫度，維持10小時(shí)光照，10小時(shí)黑暗，該條件下大蒜葉片的凈光合速率為5，則大蒜葉片最多能增重510-410=10 mg，C項(xiàng)正確。據(jù)圖分析大蒜葉片的實(shí)際光合速率=b+2a，所以13℃條件下大蒜葉片的實(shí)際光合速率為=2+2=4，14℃條件下大蒜葉片的實(shí)際光合速率=3+4=7，15℃條件下大蒜葉片的實(shí)際光合速率=2+6=8，16℃條件下大蒜葉片的實(shí)際光合速率=1+8=9，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、非選擇題(共5小題，共82分) 4.(15分)(xx濟(jì)南模擬)下圖甲表示在一定條件下測(cè)得的該植物光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系；圖乙表示某綠色植物的細(xì)胞代謝狀況；圖丙是某興趣小組將植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測(cè)量?jī)x測(cè)得室內(nèi)的CO2濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線。請(qǐng)分析回答： (1)圖甲中的a點(diǎn)表示　　　　　　　，c點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)圖乙所示的該植物細(xì)胞代謝情況，可用圖甲中a～d四點(diǎn)中的　　　　表示，也可用圖丙e～j六個(gè)點(diǎn)中的　　　　表示。 (3)在光照強(qiáng)度大于　　　　　　klx時(shí)，植物才會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象。 (4)若圖甲曲線表示該植物在25℃時(shí)光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系，并且已知該植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃，那么在原有條件不變的情況下，將溫度提高到30℃，理論上分析c點(diǎn)將　　　　　(填“左移”“右移”或“不變”)。 (5)由圖丙可推知，密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是　　　點(diǎn)，j點(diǎn)與e點(diǎn)相比植物體內(nèi)有機(jī)物含量將　　　　　(填“增加”“減少”或“不變”)。 【解題指南】解答本題的思路： (1)分析圖甲：a點(diǎn)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；b點(diǎn)表示光合速率小于呼吸速率；c點(diǎn)時(shí)光合速率等于呼吸速率；cd段光合速率大于呼吸速率。 (2)分析圖乙：圖乙表示某綠色植物的細(xì)胞代謝狀況，光合作用所需要的CO2全部來自線粒體，細(xì)胞呼吸所需的氧氣全部來自葉綠體，說明光合速率等于呼吸速率。 (3)分析圖丙：圖丙表示密閉玻璃溫室內(nèi)的CO2濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線，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點(diǎn)和h點(diǎn)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)圖甲中的a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，即光合速率為0，此時(shí)的數(shù)值為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。c點(diǎn)時(shí)光合速率等于呼吸速率，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。 (2)由圖乙可知，該植物細(xì)胞光合速率等于呼吸速率，對(duì)應(yīng)圖甲中的c點(diǎn)，圖丙中的f和h點(diǎn)。 (3)當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí)，即光照強(qiáng)度大于2 klx時(shí)，植物才會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象。 (4)c點(diǎn)時(shí)光合速率等于呼吸速率，當(dāng)溫度提高到30℃時(shí)，細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，光合作用減弱，要想光合速率等于呼吸速率，只有增大光照強(qiáng)度，因而c點(diǎn)右移。 (5)圖丙為密閉玻璃溫室內(nèi)的CO2濃度變化曲線圖，f點(diǎn)和h點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，從f點(diǎn)到h點(diǎn)，玻璃溫室內(nèi)CO2持續(xù)減少，說明光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，氧氣積累，h點(diǎn)氧氣濃度最高；j點(diǎn)時(shí)CO2濃度高于e點(diǎn)，表明j點(diǎn)時(shí)消耗的有機(jī)物更多，與e點(diǎn)相比植物體內(nèi)有機(jī)物減少。 答案：(1)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(細(xì)胞呼吸釋放的CO2量)　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 (2)c　f和h　(3)2 (4)右移　(5)h　減少 5.(16分)為了探究外界因素與蜜柑光合速率之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)人員在4月、6月測(cè)定了某地晴朗天氣下蜜柑葉片的凈光合速率(圖A)和胞間CO2濃度(圖B)的日變化。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)與蜜柑葉肉細(xì)胞凈光合速率大小直接相關(guān)的細(xì)胞器是　　　　　　　　　 　　　　　。 (2)影響蜜柑葉片胞間CO2濃度大小的因素較為復(fù)雜，一方面與葉片的　　　　 　　　　(結(jié)構(gòu))有關(guān)，另一方面也與　　　　　　　　　(環(huán)境因素)有關(guān)。 (3)在4月晴天的11：00～13：00，蜜柑葉片凈光合速率下降，據(jù)圖分析，此時(shí)蜜柑葉片凈光合速率下降的直接原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)在6月晴天的11：00～13：00，蜜柑葉片胞間CO2濃度明顯上升，但凈光合速率卻顯著降低，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，此時(shí)葉綠體的ATP相對(duì)含量顯著降低，一方面可能是　　　　影響有關(guān)酶的活性，另一方面可能是葉肉細(xì)胞葉綠體中的 　　　　受損，進(jìn)而影響了凈光合速率。此時(shí)，采用向葉片噴霧的方法，可有效提高蜜柑的凈光合速率。 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵： (1)凈光合速率=實(shí)際光合速率-呼吸速率，由于光合作用消耗CO2，呼吸作用釋放CO2，因此該值可以用植物吸收的CO2量表示。 (2)影響蜜柑葉片胞間CO2濃度大小的因素較為復(fù)雜，一方面與葉片的氣孔有關(guān)，另一方面也與大氣CO2濃度有關(guān)。 【解析】(1)凈光合速率=實(shí)際光合速率-呼吸速率，光合作用與葉綠體相關(guān)，細(xì)胞呼吸與線粒體相關(guān)。 (2)葉片通過氣孔吸收CO2，環(huán)境的溫度、光照等會(huì)影響蒸騰作用，從而影響氣孔的開放度，進(jìn)而影響CO2供應(yīng)，故蜜柑葉片胞間CO2濃度與氣孔閉合情況及大氣CO2濃度相關(guān)。 (3)據(jù)圖B分析，在4月晴天的11：00～13：00，蜜柑葉片胞間CO2濃度下降，故凈光合速率下降。 (4)在6月晴天的11：00～13：00，一方面可能是溫度過高導(dǎo)致酶活性下降，另一方面可能是高溫導(dǎo)致葉綠體類囊體(基粒)受損，導(dǎo)致凈光合速率下降。 答案：(1)葉綠體、線粒體 (2)氣孔　大氣CO2濃度 (3)胞間CO2濃度下降，總光合作用強(qiáng)度降低 (4)溫度　類囊體(基粒) 6.(17分)(xx江蘇高考)為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養(yǎng)至指數(shù)生長(zhǎng)期，并以此為材料，測(cè)定了藻細(xì)胞在不同條件下的凈光合速率(Pn)。圖1為光合放氧測(cè)定裝置的示意圖；圖2是不同NaHCO3濃度(pH 8.5，25℃)條件下測(cè)得的Pn曲線圖。請(qǐng)回答下列問題： (1)通過變換圖1中光源，可研究　　　　、　　　　對(duì)光合作用的影響。 (2)在測(cè)定不同光照對(duì)Pn的影響時(shí)，如不精確控制溫度，則測(cè)得的光照與Pn的關(guān)系　　　　　(填“呈正相關(guān)”“呈負(fù)相關(guān)”或“難以確定”)。 (3)由于弱堿性的藻培養(yǎng)液中游離CO2濃度很低，藻光合作用主要通過胞內(nèi)碳酸酐酶(CA)分解水中的HC獲得CO2。圖2中達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為　　　　　??；在更高NaHCO3濃度下，Pn不再增加的主要原因有　　　　　 　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 (4)培養(yǎng)基中的HC與C之間的離子平衡與pH有關(guān)，堿性條件下pH越高，HC越少，C越多，而C幾乎不能被該藻利用。在測(cè)定不同pH(7.0～10.0)對(duì)光合作用的影響時(shí)，導(dǎo)致Pn發(fā)生變化的因素有　　　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　　。 【解題指南】(1)題干信息：圖1為光合放氧測(cè)定裝置的示意圖；圖2是不同NaHCO3濃度(pH 8.5，25℃)條件下測(cè)得的Pn曲線圖。 (2)關(guān)鍵知識(shí)：光合作用的過程及其影響因素。 【解析】本題考查光合作用的影響因素和酶活性的影響因素。 (1)可調(diào)光源能改變光照強(qiáng)度、光的波長(zhǎng)(光質(zhì))，從而可以研究光強(qiáng)和光質(zhì)對(duì)光合作用的影響。 (2)溫度是無關(guān)變量，溫度過高或過低都會(huì)影響酶的活性從而影響光合作用，難以確定光照對(duì)Pn的影響，因此在實(shí)驗(yàn)過程中要使無關(guān)變量相同且適宜，以排除對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。 (3)由圖可以看出，達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為120 mgL-1；在更高NaHCO3濃度下，外界因素是CO2濃度達(dá)到了飽和點(diǎn)，不能吸收更多的CO2；內(nèi)部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HC。 (4)由題意可知，pH一方面會(huì)影響HC的含量，從而影響Pn；另一方面pH也會(huì)影響CA的活性，從而影響Pn。 答案：(1)光強(qiáng)　光質(zhì)　(2)難以確定 (3)120 mgL-1　達(dá)到了CO2飽和點(diǎn)　CA量有限 (4)CO2(或HC)供應(yīng)量不同　CA活性變化 7.(17分)(xx衡陽模擬)如圖1表示番茄葉肉細(xì)胞內(nèi)兩個(gè)重要的生理過程，圖2是某科研小組利用密閉的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的裝置。 (1)圖1中，②過程進(jìn)行的場(chǎng)所是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， ④過程進(jìn)行的場(chǎng)所是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)將圖2所示的裝置放在自然環(huán)境下，測(cè)定夏季一晝夜(零點(diǎn)開始)小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，得到如圖3所示曲線。觀察裝置中液滴的位置，c點(diǎn)時(shí)刻的液滴位于起始位置的　　　側(cè)，液滴移到最右側(cè)是在一天中的　　　　點(diǎn)。在下午某段時(shí)間內(nèi)，記錄液滴的移動(dòng)，獲得以下數(shù)據(jù)： 每隔20分鐘記錄一次數(shù)據(jù) …… 25 27 31 27 …… 該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在圖3所示曲線的　　　　　段獲得的。如果要測(cè)定該植物的真正光合作用速率，該如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)？　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是注意以下兩點(diǎn)： (1)識(shí)記光合作用和呼吸作用過程中的物質(zhì)變化，判斷圖1中的各個(gè)過程。 (2)明確裝置中的液滴移動(dòng)表示的生理意義，能夠運(yùn)用真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率的關(guān)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 【解析】(1)分析題圖1可知，②是光反應(yīng)階段，場(chǎng)所是葉綠體類囊體薄膜， ④過程是有氧呼吸的第一、第二階段，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。 (2)由曲線可知，c點(diǎn)光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，在此點(diǎn)之前，光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，小室內(nèi)氧氣濃度降低，液滴左移，c點(diǎn)以后液滴逐漸向右移動(dòng)，在18(g)點(diǎn)時(shí)移至最右。分析表格中數(shù)據(jù)可知，隨時(shí)間的推移，光合速率越來越強(qiáng)，該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在圖3所示曲線e～f段測(cè)得的；如果要測(cè)定該植物的真正光合作用速率，應(yīng)設(shè)置如圖2一樣的裝置，將該裝置遮光放在和圖2裝置相同的環(huán)境條件下作為對(duì)照。 答案：(1)葉綠體類囊體薄膜　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì) (2)左　18(g)　e～f　設(shè)置如圖2一樣的裝置，將該裝置遮光放在和圖2裝置相同的環(huán)境條件下 8.(17分)(xx沈陽模擬)為檢驗(yàn)?zāi)橙芤簩?duì)蠶豆幼苗生長(zhǎng)狀況的影響，科研人員用0.3 mmol/L的該溶液噴灑蠶豆幼苗葉片，同時(shí)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，處理1天后測(cè)定有關(guān)數(shù)據(jù)如下圖所示。請(qǐng)回答： (1)本實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的處理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。為提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度，在測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)時(shí)，每個(gè)處理均需設(shè)置　　　 　　　　　　實(shí)驗(yàn)，測(cè)定并記錄數(shù)據(jù)，取其平均值。 (2)據(jù)圖中相對(duì)數(shù)值分析： ①　　　　　　，有利于光反應(yīng)進(jìn)行； ②實(shí)驗(yàn)組CO2的吸收量比對(duì)照組　　　　　　，有利于暗反應(yīng)進(jìn)行。因此，實(shí)驗(yàn)組的凈光合速率高，該溶液能促進(jìn)蠶豆幼苗生長(zhǎng)。 (3)將蠶豆幼苗放在下圖裝置中，若增加光照強(qiáng)度，凈光合速率不再增加，則此時(shí)影響光合作用的外界因素是　　　　　。這時(shí)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若將上圖裝置中適量“汽水”(一種能釋放CO2的弱酸性溶液)換成等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液，則在開始的短暫時(shí)間內(nèi)，幼苗的葉綠體中C3與C5相對(duì)含量的變化情況是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)為檢驗(yàn)?zāi)橙芤簩?duì)蠶豆幼苗生長(zhǎng)狀況的影響，實(shí)驗(yàn)變量為有無某溶液，故對(duì)照組的處理是用等量的清水噴灑蠶豆幼苗葉片。為提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度，在測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)時(shí)，每個(gè)處理均需設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 (2)據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可得：①實(shí)驗(yàn)組的總?cè)~綠素含量比對(duì)照組高有利于光反應(yīng)的進(jìn)行； ②CO2參與光合作用的暗反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)組CO2的吸收量比對(duì)照組多，有利于暗反應(yīng)進(jìn)行。 (3)裝置中，CO2的濃度一定，故若增加光照強(qiáng)度，凈光合速率不再增加。細(xì)胞進(jìn)行光合作用、呼吸作用，故產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (4)若將右側(cè)裝置中適量“汽水”(一種能釋放CO2的弱酸性溶液)換成等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液，則在開始的短暫時(shí)間內(nèi)，CO2被NaOH溶液吸收，由CO2+C5化合物→2C3化合物可得：幼苗的葉綠體中C3相對(duì)含量下降，C5相對(duì)含量上升。 答案：(1)用等量的清水噴灑蠶豆幼苗葉片　重復(fù) (2)①實(shí)驗(yàn)組總?cè)~綠素含量比對(duì)照組高?、诙? (3)CO2的濃度　葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (4)C3相對(duì)含量下降，C5相對(duì)含量上升