2022高三统考生物人教版一轮参考跟踪练：第3单元　第11讲 光合作用的影响因素及与细胞呼吸的关系

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第11讲 光合作用的影响因素及与细胞呼吸的关系
‖A级·基础练‖
一、选择题
1．关于在一定条件下某叶肉细胞内叶绿体和线粒体有关生理活动的叙述，正确的是( )
A．含有的DNA都能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
B．光照下线粒体可以直接利用叶绿体产生的O2和葡萄糖
C．光照下两者产生的ATP都能用于各项生命活动
D．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中化合物C5比ADP先减少
解析：选A 叶肉细胞内叶绿体和线粒体中都含有少量的DNA，因此都能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，A正确；葡萄糖氧化分解发生在细胞质基质中，线粒体不能利用葡萄糖，B错误；叶绿体光合作用产生的ATP只能用于光合作用暗反应过程，C错误；若突然增加光照强度，光合作用产生的ATP和[H]增多，则ADP减少；由于ATP和[H]增加，导致C3的还原生成C5增加，因此短时间内C5增加，D错误。
2．如图表示细胞内部分物质转变过程，相关描述正确的是( )
A．能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8
B．过程3、4的进行需要同种酶的催化
C．图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程
D．在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过2过程合成的ATP用途单一
解析：选C 图中2表示ATP的合成，可发生在线粒体内膜和类囊体薄膜上；5表示发生在线粒体内膜上的有氧呼吸的第三阶段；6表示发生在类囊体薄膜上的光反应过程中的水在光下分解；7表示发生在叶绿体基质中的光合作用的暗反应阶段；8表示无氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二阶段，无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的第一、第二阶段分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，A项错误；过程3表示转录，需要RNA聚合酶催化，过程4表示逆转录，需要逆转录酶催化，B项错误；图中7过程需要ATP水解供能，即1过程的参与，8(细胞呼吸)过程中，有机物分解释放的能量部分用于合成ATP，所以8过程中同时进行了2过程，C项正确；在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP可用于除了暗反应以外的细胞的各项生命活动，叶绿体通过2过程合成的ATP只能用于三碳化合物的还原，D项错误。
3．关于光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物
B．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
C．马铃薯块茎进行无氧呼吸产生酒精和CO2
D．病毒核酸的复制需要宿主细胞的细胞呼吸提供能量
解析：选C 光合作用的光反应中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸，A项正确；光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与，B项正确；马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，C项错误；病毒无独立的代谢系统，病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的细胞呼吸来提供，D项正确。
4．如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，下列叙述正确的是( )
A．过程①发生在叶绿体中，过程③发生在线粒体中
B．过程①产生NADH，过程③消耗NADPH
C．若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重增加
D．过程③中ATP的合成与放能反应相联系，过程④与吸能反应相联系
解析：选D 过程①为光合作用的光反应，发生在叶绿体中，过程③是有氧呼吸或无氧呼吸过程，不一定发生在线粒体中，A错误；过程①产生NADPH，过程③消耗NADH，B错误；若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重不一定增加，因为还有其他不能进行光合作用的细胞通过呼吸消耗有机物，C错误；过程③中ATP的合成需要能量，与放能反应相联系；过程④是ATP的水解，释放能量，与吸能反应相联系，D正确。
二、非选择题
5．如图为水稻叶肉细胞内部分生理过程示意图，其中①～⑤表示过程，Ⅰ～Ⅵ表示物质。请据图回答相关问题：
(1)图中Ⅲ与__________(填序号)表示的物质相同，图中Ⅰ与Ⅳ表示的物质________(填“相同”或“不相同”)。
(2)图中消耗ADP的场所有____________________________________；若该水稻植株长期处于黑暗状态，则图中①→②→①的循环________(填“能”或“不能”)进行，原因是_________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)为探究黄光培养条件下水稻幼苗的叶绿素含量是否发生改变，假设你是实验小组成员，请写出实验思路：__________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)据图分析，图中①表示二氧化碳的固定，②表示三碳化合物的还原，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第三阶段，⑤表示有氧呼吸第二阶段；Ⅰ表示NADPH，Ⅱ表示氧气，Ⅲ表示二氧化碳，Ⅳ表示NADH，Ⅴ表示氧气，Ⅵ表示二氧化碳。(2)图中光反应、有氧呼吸的三个阶段都可以产生ATP，因此消耗ADP产生ATP的场所有叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体；若该水稻植株长期处于黑暗状态，由于没有光反应提供的ATP和[H]，暗反应不能进行，所以图中①→②→①的循环(暗反应)不能进行。(3)根据题意分析可知，实验的自变量是光照的种类，因变量是叶绿素的含量，则实验思路为分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上叶绿素a、叶绿素b色素带的宽窄(或颜色的深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变。
答案：(1)Ⅵ 不相同 (2)叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体 不能 没有光反应提供的ATP和[H]，暗反应不能进行 (3)分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上叶绿素a、叶绿素b色素带的宽窄(或颜色的深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变
6．(2019届唐山模考)如图表示温室栽培的草莓净光合速率日变化曲线示意图(在C点打开通风口，一小时后关闭)，请据图分析以下问题：
(1)在B点，草莓产生ATP的细胞器有______________________________________________。
(2)BC段速率下降的原因是________________________________，
EF段速率下降的主要原因是______________________________。
(3)在7～19时的时间内，草莓有机物的积累量_________________________
(填“升高”“降低”或“不变”)，原因是______________________
____________________________________________________________。
解析：(1)在B点时，草莓同时进行光合作用和细胞呼吸，在线粒体中可通过有氧呼吸第二、三阶段产生ATP，在叶绿体中可通过光反应产生ATP。(2)C点以前温室封闭，由于草莓光合作用吸收CO2，导致温室内CO2浓度降低，使BC段净光合速率下降，EF段光照强度逐渐下降，导致净光合速率下降。(3)7～19时的净光合速率始终大于0，说明有机物的合成大于分解，草莓有机物的积累量升高。
答案：(1)叶绿体和线粒体 (2)光合作用消耗大量CO2，使得温室内CO2浓度降低，导致净光合速率下降 光照逐渐减弱导致净光合速率下降 (3)升高 因为在7～19时的净光合速率始终大于零，说明有有机物积累
‖B级·提升练‖
一、选择题
1．下列对光合作用图解分析不正确的是( )
A．图示为真核生物的光合作用过程
B．若突然停止CO2供应，则短时间内三碳化合物的含量将上升
C．图中①为O2，②为ATP
D．若用3H标记的H2O进行示踪，可发现H元素的转移途径为H2O→[H]→糖类
解析：选B 由于有叶绿体的存在，所以应为真核生物的光合作用，A正确；若突然停止CO2的供应，则短时间内三碳化合物的形成减少，消耗不变，含量降低，B错误；图中①为水的分解产物O2，②为光反应为暗反应提供的ATP，C正确；光反应中水分解产生[H]，为暗反应提供还原剂，并进入到有机物中，D正确。
2．(2020届九江期中)如图是不同NaCl浓度对发菜光合速率和呼吸速率的影响曲线。下列描述错误的是( )
A．发菜细胞中无叶绿体，但含有能吸收光能的色素
B．发菜生长的最适NaCl浓度约为615 ml/L
C．在测定的NaCl浓度范围内发菜均可正常生长
D．NaCl浓度对发菜呼吸速率的影响不大
解析：选C 发菜是蓝藻的一种，属于原核生物，体内无叶绿体，但含有能吸收光能的色素，A正确；图中氯化钠浓度在615 ml/L时净光合速率最大，故发菜生长的最适NaCl浓度为615 ml/L，B正确；图示表明在氯化钠浓度低于640 ml/L范围内可正常生长，超过此浓度则不能正常生长，C错误；图中C线表示呼吸速率，由图可以看出NaCl浓度对发菜呼吸速率的影响不大，D正确。
3．(2019届山东青岛质检)甲图表示某种植物从外界吸收二氧化碳的速率与光照强度和温度的关系，乙图表示植物体内两种生理活动，则下列说法不正确的是( )
A．在甲图A点之前(不含A点)表示光照太弱，植物没有进行光合作用
B．与乙图所对应的状态是甲图中的A点
C．在10 ℃时，限制甲图B点二氧化碳吸收速率不再增大的环境因素包括二氧化碳浓度
D．温度对二氧化碳吸收速率有影响是由于温度影响了有关生理活动中酶的活性
解析：选A A点时光合速率与呼吸速率相等，因此，在A点之前植物已经进行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率。
4．(2019届安徽省淮北市高三考试)某研究小组在温室大棚内测得某植株在适宜温度、CO2浓度为0.03%时，光照强度与CO2吸收量的关系，结果如图所示(B为光补偿点，D为光饱和点)。下列有关说法正确的是( )
A．图中CD段、DE段分别表示实际光合作用强度与呼吸作用强度
B．植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S1＋S2＋S4，实际光合作用吸收CO2的总量＝S2＋S3＋S4
C．适当提高温度，有利于该植物有机物的积累
D．当适当提高大棚内的CO2浓度时，B点将向右移，D点将向左移
解析：选B 图中CD段是二氧化碳吸收量，是净光合量，DE段是二氧化碳释放量，是呼吸量，可以用CD＋DE表示实际光合作用强度，DE表示呼吸作用强度，A错误；据图可知植物细胞呼吸产生的CO2总量为S1＋S2＋S4，实际光合作用吸收CO2的总量＝S2＋S3＋S4，B正确；该温度条件已是适宜温度，再提高温度不利于有机物积累，C错误；适当提高大棚内的CO2浓度时，光合速率加快，光补偿点减小，B点将向左移，同时光饱和点增大，D点将向右移，D错误。
二、非选择题
5．(2019届江苏二模)拟柱胞藻是一种水华蓝藻，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HC(胞外碳酸酐酶催化HC分解为CO2)。科研人员用不同浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后依次获得藻种1、2、3。测定藻种1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响，结果如图。请回答：
(1)拟柱胞藻细胞产生O2的场所是____________，产生O2来自____________(过程)。
(2)经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是____________，原因是____________________________________________。
(3)据图1分析，在低浓度CO2水体中，拟柱胞藻能保持一定的竞争优势，这是因为____________________________________________________。
(4)图2中，B点净光合速率比A点高的原因是____________________________________________________；A点之前藻种1、2、3净光合速率相等的原因是___________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)由题意得，拟柱胞藻细胞为原核生物，没有叶绿体结构，故产生O2的场所是光合色素所在的光合片层中；光合作用中产生水的过程为水的光解(光反应)。(2)由题图1中可得，藻种1、2、3的驯养环境中的CO2含量依次升高，则环境中的CO2含量最高的藻种3光合速率高，有机物积累量多，繁殖速度快，种群数量最大。(3)根据图1分析可得，藻种1、2、3的驯养环境中的CO2含量依次升高，碳酸酐酶的活力依次降低，故低浓度CO2水体中，拟柱胞藻能保持一定的竞争优势是因为低浓度的CO2含量环境中，碳酸酐酶的活力高，能够充分利用水体中的HCOeq \\al(－,3)离子分解得到CO2。(4)分析图2可得，A、B两点的净光合速率差异主要是由于HCOeq \\al(－,3)离子的含量不同导致，B点HCOeq \\al(－,3)浓度高，分解产生的CO2多，净光合速率高；A点之前三种藻类净光合速率相等同样也是由于HCOeq \\al(－,3)浓度过低，分解产生的CO2过少，限制了光合作用。
答案：(1)光合片层 水的光解 (2)藻种3 CO2浓度高，光合速率快，繁殖速度快 (3)碳酸酐酶的活力高，充分利用水体中的HCOeq \\al(－,3) (4)NaHCO3溶液浓度较高，分解产生的CO2多 HCOeq \\al(－,3)浓度过低，分解产生的CO2过少，成为光合作用的限制因子
6．(2019届张店区月考)小麦是北方主要农作物，研究环境条件变化对其产量影响对农业生产很重要。
(1)科研人员测定小麦一昼夜净光合速率(Pn)的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。一般认为，午后温度较高，植物通过蒸腾作用使叶片降温，同时，植物体也会________叶片气孔开度来避免过度失水对细胞造成的损伤。
(2)科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片(接收直射光照面积不同)午后部分指标，结果如表。
对相关数据进行分析：直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，说明二者的气孔开度____________。由表中的数据可见气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素，请从净光合速率和胞间CO2浓度角度分析原因。
(3)科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统Ⅱ发生损伤，导致____________速率下降，进而抑制叶片的光合作用。D1是对光系统Ⅱ活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1蛋白含量，结果如图1所示，分析可知____________________________________________________________，从而在一定程度上导致“午睡”现象。
(4)水杨酸(SA)是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是_________________________
_________________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)午后温度较高，植物蒸腾作用旺盛，植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水，这会导致叶肉细胞间的CO2不足，使午后小麦光合速率降低。(2)据图所示，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，因此二者的气孔开度基本相同，但平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度是平展叶高于直立叶，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素。(3)强光照引起光系统Ⅱ发生损伤，会导致光反应的速率下降；图1中数据显示，强光照会导致D1含量下降，因此“午睡”原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，从而导致光系统Ⅱ活性降低。(4)根据图2中D1蛋白含量所示，可推测经SA处理后，能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，缓解小麦的“午睡”现象。
答案：(1)降低 (2)基本相同 平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度是平展叶高于直立叶。
(3)光反应 午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，导致光系统Ⅱ活性降低 (4)SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，缓解小麦的“午睡”现象
净光合速
率(Pn)
叶片温度
(TL)
胞间CO2
浓度(Ci)
直立叶
12.9
37.5
250
平展叶
8.8
37.7
264