人教版高中生物必修第1册第5章专题强化练4光合作用与细胞呼吸的综合分析习题含答案

专题强化练4　光合作用与细胞呼吸的综合分析

1.(2020江苏扬州高一期末,)下图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图,其中①~④表示相关生理过程;图2表示该植物在25 ℃、不同光照强度下净光合作用速率(用CO2吸收速率表示)的变化,净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。请据图回答问题:

(1)图1中过程③属于光合作用的　　　　阶段。过程①的进行需要过程③提供　　　　　　　　。 

(2)图1中过程②发生在　　　　　　　　　　　。有氧呼吸产生能量最多的过程为　　　(填序号)。 

(3)图2中B点时,该植物总光合作用速率　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。 

(4)在图2中A点条件下,该植物能完成的图1中的生理过程有　　　　　(填序号)。如果将该植物先放置在图2中A点条件下10小时,接着放置在C点条件下14小时,则在这24小时内该植物单位叶面积的CO2吸收量为　　　mg。 

2.(2020山东济宁高三期末,)如图1是草莓叶肉细胞光合作用和有氧呼吸的过程示意图,①~④表示相关生理过程;图2是科研人员在夏季通过遮阳处理对该草莓净光合速率影响的结果。请分析回答:

(1)图1过程①~④中,发生在生物膜上的有　　　　　　(填序号),过程③产生的[H]来自有氧呼吸的第　　　　　　阶段。 

(2)图2中Q点的净光合速率比P点低,主要是由　　　　　(环境因素)造成的。N点的净光合速率比M点低,主要是因为　　　　　　　　　　　　　　　导致图1中过程　　　　(填序号)明显减慢。 

(3)根据研究结果,请你对该草莓园夏季管理提出合理建议:　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)研究人员推测适当遮阳可能导致叶绿素a含量增加,请写出实验设计思路验证其推测:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

3.(2020黑龙江鹤岗一中高一期末,)图甲为测定光合作用速率的装置,在密封的试管内放一新鲜绿叶和二氧化碳缓冲液(保持密闭试管中二氧化碳含量始终不变),试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下,测得的气体体积变化如图乙所示(植物叶片的呼吸速率不变)。图丙为叶肉细胞中有关细胞的结构和相关代谢情况模式图。图丁表示温度对该植物光合作用与呼吸作用的影响。请据图回答下列问题:

(1)图甲实验中,由于在密封的试管内放的是二氧化碳缓冲液,所以测得的是　　　　的体积变化。实验时,当光照强度为0时,液滴所在位置应在实验初始标记位置的　　　　　　(填“左侧”“右侧”或“原位”)。当光照强度为5 klx时,液滴所在位置应在实验初始标记位置的　　　　　　(填“左侧”“右侧”或“原位”)。当光照强度为2.5 klx时,液滴所在位置应在实验初始标记位置的　　　　　　(填“左侧”“右侧”或“原位”)。 

(2)在图乙中,光照强度为15 klx时,植物1小时光合作用产生的气体量为　　　　mL(假设随光照的增强,植物体的温度不变)。 

(3)图丙为叶肉细胞中有关细胞的结构和相关代谢情况模式图,如果a~f代表O2或CO2,丙图中可表示O2的字母是　　　　　　。如果图中字母表示物质,c　　　　(填“可以”或“不可以”)表示葡萄糖,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)图丁中在5 ℃时光合作用制造的有机物量是呼吸消耗的有机物量的　　　　倍。 

专题强化练4　光合作用与细胞呼吸的综合分析

1.答案　(1)光反应　NADPH和ATP　(2)细胞质基质和线粒体基质　④　(3)等于　(4)②④　230

解析　(1)图1中,①为二氧化碳生成糖类的过程,②是葡萄糖分解生成二氧化碳的过程,③是水分解为氧气的过程,④是氧气生成水的过程,其中①③分别表示光合作用的暗反应和光反应,②④分别表示有氧呼吸第一、二阶段和有氧呼吸第三阶段;暗反应需要光反应提供NADPH和ATP。(2)过程②表示有氧呼吸第一、二阶段,第一阶段发生在细胞质基质,第二阶段发生在线粒体基质,有氧呼吸产生能量最多的是第三阶段④过程。(3)图2中B点时,CO2的吸收速率为0,说明净光合作用速率为0,此时总光合作用速率等于呼吸作用速率。(4)图2中A点没有光照,细胞只能进行呼吸作用即②④过程。将该植物先放置在图2中A点的条件下10小时,植物只进行细胞呼吸,消耗有机物;接着放置在C点的条件下14小时,植物同时进行光合作用与细胞呼吸,且光合作用速率大于细胞呼吸速率,积累有机物,依据图中数据可得24小时内该植物单位叶面积的CO2吸收量为20×14-5×10=230(mg)。

2.答案　(1)①④　一、二　(2)光照较弱　部分气孔关闭,叶肉细胞内CO2浓度降低　②　(3)在7:00至17:00时间段适度遮阳　(4)提取35%遮阳和不遮阳条件下的草莓等面积绿叶中的色素,并用纸层析法分离色素,比较蓝绿色(叶绿素a)色素带的宽度

解析　(1)据题图分析,图1中①为水的分解,为光合作用光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,②为H+与NADP+结合形成NADPH的过程,发生在叶绿体基质中,③为有氧呼吸第一、二阶段产生[H]的过程,发生在细胞质基质和线粒体基质中,④为有氧呼吸的第三阶段[H]和O2生成H2O的过程,发生在线粒体内膜上,因此过程①~④中,发生在生物膜上的有①④。(2)Q点的净光合速率比P点低,主要是由光照较弱造成的。M和N点时均为35%遮阳,N点的净光合速率比M点低,主要是因为N点光照过强、温度过高,部分气孔关闭,二氧化碳吸收减少,导致图1中过程②明显减慢。(3)根据图2可推出,7:00~17:00之间,35%遮阳组净光合速率高于对照组和70%遮阳组,而在7:00之前和17:00之后,对照组的净光合速率高于遮阳组,说明夏季该草莓园在7:00~17:00左右适度遮阳,可以增大净光合速率。(4)35%遮阳能增加植物净光合速率,推测原因为适当遮光可能导致叶绿素a含量增加,设计实验验证推测是否正确,相关实验思路是:提取35%遮阳和不遮阳条件下的草莓等面积绿叶中的色素,并用纸层析法分离色素,比较蓝绿色(叶绿素a)色素带的宽度。

3.答案　(1)氧气　左侧　右侧　原位　(2)200　(3)a、c、f　不可以　葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体继续分解　(4)3　

解析　(1)图甲实验中,由于密封试管内的二氧化碳缓冲液能够维持装置内CO2浓度不变,所以测得的是氧气的体积变化。实验时,当光照强度为0时,叶片只进行呼吸作用,消耗氧气,故液滴所在位置应在实验初始标记位置的左侧。结合图乙分析,当光照强度为5 klx时,叶片光合作用强度大于呼吸作用强度,表现为释放氧气,故液滴所在位置应在实验初始标记位置的右侧。当光照强度为2.5 klx时,叶片光合作用强度等于呼吸作用强度,表现为既不消耗氧气也不释放氧气,故液滴所在位置应在实验初始标记位置的原位。(2)光照强度为15 klx时,1小时气体总量增加了150 mL,这150 mL为净光合作用释放的氧气量,而叶片的呼吸作用强度一直为50 mL/h,由此可知,植物1 h实际光合作用产生了150+50=200(mL)的氧气。(3)由于线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸过程中消耗氧气,叶绿体是植物进行光合作用的场所,光合作用过程中产生氧气,因此图丙中可表示O2的字母是a、c、f。图丙中c不可以表示葡萄糖,因为葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体继续分解。(4)图丁中,实线代表的是黑暗下二氧化碳的释放量,表示细胞呼吸速率,虚线代表的是光照下CO2的吸收量,表示净光合速率,在5 ℃时光照下二氧化碳的吸收量为1.00 mg/h,二氧化碳的释放量为0.50 mg/h,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此光合作用制造的有机物量是呼吸消耗的有机物量的3倍。