广西专用2020高考生物二轮复习非选择题考前抢分训练1细胞呼吸和光合作用含解析

非选择题考前抢分训练一　细胞呼吸和光合作用

1.(2018全国Ⅲ理综)回答下列问题。

(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的　　　　　　　　　　　上,该物质主要捕获可见光中的　　　　　　　　　。 

(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如下图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均　　　　。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是　   　　　　　　　　　。 

(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度　　　(填“高”或“低”)。 

答案:(1)类囊体膜　蓝紫光和红光

(2)增加　群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低

(3)低

解析:(1)光反应发生在类囊体薄膜上,光合色素主要吸收蓝紫光和红光。(2)由曲线推知,当叶面积系数小于a时,群体光合速率及干物质积累速率随叶面积系数的增加而增加。当叶面积系数超过b时,群体光合速率不再变化,但群体呼吸速率仍在增加,所以群体干物质积累速率降低。(3)与阳生植物相比,阴生植物光补偿点低,即光合速率与呼吸速率相等时所需的光照强度低。

2.(2017全国Ⅰ理综)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题。

(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是　   　　　　　　　　　。 

甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率　　　　　　(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 

(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现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的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低　大于0　(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加

解析:植物在适宜光照条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,会使容器内CO2的浓度降低。CO2是植物光合作用的原料,其浓度降低会使光合速率也降低。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,故甲种植物净光合速率为0时,所对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,此时乙种植物的净光合速率大于0。

3.白芨是一种珍稀的野生药用植物。研究人员分别在晴天和阴天条件下测量白芨的净光合速率、气孔导度(即气孔开放程度),结果如下图。请回答下列问题。

图1

图2

(1)据图分析,8:00—14:00时,白芨净光合速率逐渐下降,主要原因是　　　　　　　　　　　　,进而影响了　　　(填“C3”或“C5”)化合物的合成。 

(2)在阴天条件下,14:00—16:00时,白芨净光合速率的变化是　　　　　　　,其主要影响因素　　　(填“是”或“不是”)CO2浓度。 

(3)依据实验结果推测,白芨更适宜生活在　　　(填“强光”或“弱光”)条件下。 

(4)研究人员在培养液中分别添加不同浓度PEG(一种大分子化合物,常用于模拟建立干旱条件)以探究干旱条件对白芨光合作用的影响,一段时间后测量白芨叶片的叶绿素含量,结果如下表。

①培养液中添加PEG的目的是影响白芨根细胞　　　。 

②据表分析,干旱导致白芨　　　反应减弱,从而影响光合作用正常进行。 

答案:(1)气孔导度下降(或CO2吸收减少)　C3

(2)基本不变(或略有上升)　不是

(3)弱光

(4)吸水　光

解析:(1)由图1可知,8:00—14:00时净光合速率下降,由图2可知,在8:00—14:00时气孔导度下降,气孔导度下降会导致CO2吸收减少,导致C3的合成减少,进而使光合速率下降。(2)由图1可知,在阴天条件下,14:00—16:00白芨净光合速率基本不变,此时的主要影响因素应是光照强度,不是CO2浓度。(3)由图1分析可知,白芨在阴天条件下一天中的净光合速率比晴天的要大,所以其更适宜生活在弱光条件下。(4)由题意可知,PEG可用于模拟建立干旱环境,故应是影响根对水分的吸收。由表可知,PEG浓度越高,即干旱越严重,叶绿素含量越低。叶绿素是参与光反应的物质,叶绿素含量降低会导致白芨的光反应减弱,进而影响光合作用。

图1

4.菰是多年生草本植物。图1表示菰的叶肉细胞中进行光合作用的过程。取菰的叶片在适宜光照、不同温度下进行离体培养,得出了菰叶片光合作用、呼吸作用与温度的关系(见图2)。请回答有关问题。

(1)图1中,乙为　　　　　　;甲进入细胞的方式是　　　　　　　　　　。若用红光照射,则吸收红光的色素主要是　　　　　　　　。若突然中断光照,短时间内C3化合物将变　　　。 

(2)在测定温度对菰叶片光合作用实验中,光照强度属于　　　变量。由图2可知,适宜光照下,30 ℃是菰叶片净光合作用的　　　　　　　　;温度为　　　　　　　时,菰叶片的光合速率和呼吸速率相同。 

(3)测定菰叶片呼吸速率除需要进行　　　　　处理外,其他条件相同。从0~25 ℃,菰叶片呼吸速率增强,其原因是　 　　　　　　　　　。 

(4)用CO2消耗表示光合速率,35 ℃时菰叶片的真正光合速率约为　　　μmol/(m2·s)。 

答案:(1)[H]和ATP　自由扩散　叶绿素(a和b)　多　(2)无关

最适温度　3 ℃或50 ℃　(3)遮光(黑暗)　在一定温度范围内,随着温度升高,呼吸酶的活性增强(上升)　(4)24.5

解析:(1)图1表示光合作用过程示意图,其中甲是CO2,其进入细胞的方式是自由扩散;乙是光反应为暗反应提供的[H]和ATP。光合色素中,叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。若突然中断光照,则光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少,暗反应消耗的C3化合物减少,短时间内C3化合物将增多。(2)若测定温度对菰叶片光合作用的影响,则温度为自变量,光照强度等均属于无关变量,各组的无关变量要相同且适宜。分析图2曲线可知,30℃时菰叶片净光合速率最大,为净光合作用的最适宜温度;净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,3℃或50℃时,菰叶片净光合速率为0,此时菰叶片的实际光合速率和呼吸速率相同。(3)测定菰叶片呼吸速率要排除光合作用的影响,需要进行遮光处理。从0~25℃,菰叶片呼吸速率增强,其原因是在一定温度范围内,随着温度升高,呼吸酶的活性增强,因而呼吸速率增强。(4)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,在35℃时,菰叶片的净光合速率为20μmol/(m2·s),呼吸作用强度为4.5μmol/(m2·s),因此真正光合速率为24.5μmol/(m2·s)。

5.(2019河北武邑中学质检)AMP-PCP能与细胞膜上的ATP跨膜受体蛋白结合,科研人员用AMP-PCP溶液处理三七叶片,测定其净光合速率,结果如图1所示。请分析回答下列问题。

图1　　　　　　　　　　　　  图2

(1)由图1可知,随着AMP-PCP浓度增大,叶片的净光合速率　　　　。保卫细胞中的K+浓度变化是引起气孔运动的主要原因,K+进入保卫细胞内,可导致气孔开放。请推测AMP-PCP影响叶片净光合速率的原因是　   　　　　　　　　　。 

(2)要验证上述推测是否正确,可用　　　　溶液处理三七叶片作为实验组,用蒸馏水处理三七叶片作为对照进行实验,测定叶片的气孔开放程度和净光合速率。若实验组的气孔开放程度和净光合速率均　　　　对照组,则证明上述推测成立。 

(3)图2为适宜条件下三七幼苗叶绿体中某两种化合物的变化。若T1时突然降低CO2浓度,则物质A、B分别指的是　　　　　　(填“[H]”“ADP”“C3”或“C5”)。 

答案:(1)降低　AMP-PCP与细胞膜上的ATP跨膜受体蛋白结合,影响K+通过主动运输进入保卫细胞内,导致气孔开放程度下降,进而影响光合作用的暗反应

(2)ATP　大于

(3)C5和 [H]

解析:(1)由图1可知,随着AMP-PCP浓度增大,叶片的净光合速率逐渐降低;其原因是AMP-PCP与细胞膜上的ATP跨膜受体蛋白结合,影响K+通过主动运输进入保卫细胞内,导致气孔开放程度下降,进而影响光合作用的暗反应。(2)要验证上述推测是否正确,可用ATP溶液处理三七叶片作为实验组,用蒸馏水处理三七叶片作为对照进行实验,测定叶片的气孔开放程度和净光合速率。若实验组的气孔开放程度和净光合速率均大于对照组,则证明上述推测成立。(3)若T1时突然降低CO2浓度,则C5的消耗量下降,而C3的还原继续进行,继续生成C5,故C5含量增加;生成的C3减少,[H]消耗减少,而光反应继续生成[H],故[H]含量增加。由于CO2的变化直接引起C5变化,间接引起[H]变化,故A代表C5,B代表[H]。

6.对某植物的光合作用和呼吸作用进行研究,根据实验数据绘制了如下三条曲线,图甲表示光合速率与光照强度之间的关系(氧气浓度为15%)、图乙表示呼吸速率与氧气浓度之间的关系、图丙表示光合速率和呼吸速率与温度之间的关系。请据图回答下列问题。

图甲

图乙

图丙

(1)在光合作用过程中,光反应为暗反应提供了两种物质,光反应的场所是　　　　　　　　　　　　。请写出在光反应中形成这两种物质的反应式。①　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是　　　;图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在　　　　　　　　　　条件下测量。 

(3)由图丙可知,40 ℃时,植物体　　　(填“能”或“不能”)显示生长现象;而5 ℃时的状态可用图甲中　　　(填“A”“B”或“C”)点表示。 

(4)用大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为　　　点对应的光照强度,温度为　　　℃最佳。 

(5)由图甲看,当植物生长在缺镁元素的土壤中时B点向　　　移动。 

答案:(1)叶绿体的类囊体薄膜　ADP+Pi+能量→ATP　2H2O→4[H]+O2

(2)温度　无光或黑暗

(3)不能　B

(4)C　25

(5)右侧

7.为了提高大棚草莓的经济效益,科研人员对温室栽种的草莓植株进行了相关研究,选取草莓植株放在密闭透明的玻璃罩内并置于户外充足光照下,下图是相关实验装置。回答下列问题。

(1)该装置中草莓植株的叶肉细胞中能产生ATP的场所有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。将玻璃罩置于水浴中的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若用该装置检测草莓植株的呼吸方式,需撤销图中的　　　　条件,设置两组实验,并分别在烧杯内放入　　　　　　　　　　　　　。 

(3)若用该装置检测草莓植株在一定CO2浓度下的光合速率,烧杯内应放入　　　　　　　　　　　　,打开活塞开关,使U形管两侧液面相平,再关闭活塞,一段时间后将观察到U形管A侧液面　　　　(填“升高”“下降”或“不变”)。 

(4)为了进一步探究不同条件对草莓植株光合作用速率和呼吸作用速率的影响,做了如下实验:用8株大小和长势相似的草莓植株,分别放在玻璃罩中,连接传感器定时测定容器中CO2含量的变化。实验结果统计如右上表,请分析回答下列问题。

由表格可知,本实验的自变量是　　　　　　　　　　。在光照强度为1 000 lx,温度为30 ℃时,日光照12 h,一昼夜每株草莓可积累葡萄糖　　　　 g。(计算结果保留一位小数) 

答案:(1)细胞质基质、叶绿体和线粒体　避免温度变化对实验结果的影响

(2)光照　等量的NaOH溶液和清水

(3)NaHCO3溶液(CO2缓冲液)　升高

(4)温度、有无光照　1.7

解析:(1)该装置中草莓植株在充足的光照条件下,能同时进行光合作用和有氧呼吸,所以该植株的叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体和线粒体。将玻璃罩置于水浴中的目的是避免温度变化对实验结果的影响。(2)若用该装置检测草莓植株的呼吸方式,为避免光合作用的影响,需撤销图中的光照条件,设置两组实验,并分别在烧杯内放入等量的NaOH溶液(用于吸收呼吸作用产生的CO2)和清水。(3)若用该装置检测草莓植株在一定CO2浓度下的光合速率,烧杯内应放入NaHCO3溶液(CO2缓冲液),打开活塞开关,使U形管两侧液面相平,再关闭活塞。烧杯中的CO2缓冲液可以为光合作用提供稳定的CO2来源,使装置中的气压变化只来自氧气。在充足的光照条件下,植物的光合作用速率大于呼吸作用速率,释放的氧气增多,装置内气压增大,所以一段时间后将观察到U形管A侧液面升高。(4)由表格可知,本实验的自变量是温度、有无光照。日光照12h,每株草莓净消耗的CO2量是5-1.8=3.2(g),在光照强度为0lx,温度为30℃时,每株草莓呼吸12h产生的CO2量是5.7-5=0.7(g),则一昼夜每株草莓净消耗的CO2量是3.2-0.7=2.5(g)。根据光合作用的反应式可知一昼夜每株草莓积累葡萄糖的量是2.5/44×1/6×180≈1.7(g)。