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1、专题突破练 5 5 光合作用和细胞呼吸 一、选择题 1 1.(2017 湖北六校联盟联考,4)下图表示光合作用和有氧呼吸过程中 C、H、O 三种元素的转移 途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( ) A.在元素转移途径中, 与、与表示的生理过程相同 B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有 C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是和 D.ATP 中的能量不仅可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP 中的化学能可以转变为 化学能而不能转变为光能 答案 D 解析 光合作用中, 和表示光反应中水的光解, 表示暗反应, 表示暗反应中 C3的
2、还原;有 氧呼吸中, 表示第一阶段, 表示第二阶段, 表示第一、二阶段, 和表示第三阶段。在小 麦根尖成熟区细胞中不能进行光合作用,但能进行有氧呼吸,能发生等生理过程。在 有氧呼吸过程中,产生能量最多的是第三阶段,即和。ATP 中的能量可以来自光能(光合作 用)或有机物中的化学能(细胞呼吸),也可转变为光能(生物的发光)或化学能(物质合成代谢)。 2 2.(2017 辽宁铁岭协作体二联,15)科研人员为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征,对 其净光合速率和气孔导度进行了测定,结果如下。下列有关叙述不正确的是( ) 净光合速率的日变化 1 气孔导度的日变化 A.阴天时净光合速率下降的时间与气
3、孔导度下降的时间不一致 B.“”晴天时出现 午休 现象与气孔关闭引起的 CO2浓度下降有关 C.实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中 D.两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关 答案 D 解析 据图分析,阴天时净光合速率 12点开始下降,气孔导度 10点开始下降,两者时间不一致A, “”项正确。晴天时出现 午休 现象是因为中午温度太高,光照太强,导致气孔关闭,引起 CO2浓 度下降,光合作用暗反应受到抑制,B项正确。图中阴天时气孔的变化通常大于晴天,且在 10:30 到 14:00时的净光合速率,阴天大于晴天,所以枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中,C 项 正确。
4、晴天出现净光合速率峰值与温度、光照强度都有关,阴天净光合速率峰值出现在 12 点左 右,与此时光照强度最强有关,D项错误。 3 3.组成生物的化学元素在生物体中起重要作用,下列关于几种元素与光合作用关系的叙述,正 确的是( ) A.C 是组成糖类的基本元素,在光合作用中 C 元素从 CO2先后经 C3、C5形成(CH2O) B.N 是叶绿素的组成元素之一,没有 N 植物就不能进行光合作用 C.O 是构成有机物的基本元素之一,光合作用制造的有机物中的氧来自于水 D.P 是构成 ATP 的必需元素,光合作用中光反应和暗反应过程中均有 ATP的合成 答案 B 解析 糖类的元素组成是 C、H、O,C
5、是组成糖类的基本元素,在光合作用中 C 元素从 CO2经 C3形 成(CH2O),不经过 C5,A 项错误。N 是叶绿素的组成元素之一,叶绿素能吸收、传递和转化光能, 所以没有 N 植物就不能进行光合作用,B 项正确。O 是构成有机物的基本元素之一,光合作用制 造的有机物中的氧来自二氧化碳,C 项错误。ATP 的元素组成是 C、H、O、N、P,光合作用中光 反应过程中有 ATP的合成,暗反应需要消耗 ATP,D 项错误。 4 4.图甲表示在一定的光照强度下,植物叶肉细胞中 CO2、O2的来源和去路,则图甲所示状态在图 2 乙中的位置是( ) A.AB 之间 B.BC 之间 C.C 点以后 D.
6、B 点 导学号 5 答案 A 解析 分析图示可知,图乙曲线上A点叶肉细胞只进行呼吸作用,B点表示光合作用强度等于细胞 呼吸强度,BC 段(不包含 B 点)表示光合作用强度大于细胞呼吸强度,AB 段(不包括 A、B 两点)表 示光合作用强度小于细胞呼吸强度。图甲细胞中线粒体产生的 CO2一部分进入叶绿体,另一部 分释放到细胞外,叶绿体中产生的 O2全部进入线粒体仍然不能满足线粒体对 O2的需求,线粒体 还需从细胞外吸收部分 O2,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度,与图乙曲线上的 AB 段相对应,A 项正确。 5 5.下列与绿色植物某些生理过程有关的叙述,正确的是( ) A.绿色植物的光反应可以在
7、暗处进行,暗反应也可以在光下进行 B.大豆根吸收矿质元素所需的 ATP可以直接来源于光合作用 C.水果贮存时充入 N2和 CO2目的主要是抑制无氧呼吸,延长水果的贮存时间 D.即使给予叶绿素提取液适宜的温度、光照和 CO2,也无法检测到有 O2生成 答案 D 解析 植物光反应必须在光照下进行,暗反应有光无光均能进行,A 项错误。大豆根吸收矿质元素 所需的 ATP直接来源于细胞呼吸,光合作用光反应产生的 ATP 全部用于暗反应,B项错误。水果 贮存时充入 N2和 CO2的主要目的是抑制有氧呼吸,减少有机物的消耗,延长水果的贮存时间,C 项错误。O2是光反应的产物,光反应的发生除了有色素外,还必须
8、有类囊体膜等完整的结构,D 项正确。 6 6.在研究温度对发菜光合作用和细胞呼吸的影响时,得到下图所示的实验结果。下列分析不正 确的是( ) 3 A.发菜无叶绿体,但可进行光合作用 B.光合作用和细胞呼吸都有的产生和消耗 C.25 后发菜制造的氧气量逐渐下降 D.45时,CO2固定和 C3还原仍能进行 答案 C 解析 发菜属于蓝藻,为原核生物,不含有叶绿体,但含有与光合作用有关的色素,A 项正确。光合 作用在光反应阶段产生,暗反应阶段消耗,有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生,第三阶段和 O2反 应生成 H2O,B项正确。制造的氧气量表示总光合作用,制造的氧气量等于氧气释放量加氧气吸 收量,由图可知
9、,30发菜制造的氧气量最大,因此25后发菜制造的氧气量还增加,C项错误。 45 时,该点不释放氧气也不吸收氧气,说明呼吸速率等于光合速率,CO2固定和 C3还原仍能进 行,D 项正确。 7 7.下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中 ag 为物质, 为反应过程),下列叙述错误的是( ) A.绿色植物能利用 a 物质将光能转化成活跃的化学能储存在 c 中 B.e 中不储存化学能,所以 e 只能充当还原剂 C.图中表示水分的吸收,表示水的光解 D.在 g 物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将会上升 答案 B 8 8.(2017 福建师大附中期中,24)
10、将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如 图所示。下列有关说法错误的是 ( ) 4 A.图甲中的光合作用开始于 C 点之前,结束于 F 点之后 B.到达图乙中的 D点时,玻璃罩内的 CO2浓度最高 C.图甲中的 F 点对应图乙中的 G点 D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加 导学号 50074031 答案 C 解析 图甲中 C 点和 F 点时,光合作用强度等于细胞呼吸强度,光合作用开始于 C 点之前,结束于 F 点之后,A 项正确。图乙中的 D点之前光照强度弱,光合作用小于细胞呼吸,玻璃罩内 CO2浓度 增加,D时光合作用与细胞呼吸相等,D点之后光合作用大于细胞呼吸,
11、玻璃罩内的 CO2减少,浓 度降低,因此 D点时玻璃罩内的 CO2浓度最高,B项正确。分析题图甲可知,F 点是由于光照强度 减弱,CO2浓度由降低向增加转化的拐点,此点之前,光合作用强度大于细胞呼吸强度,此点之后 光合作用强度小于细胞呼吸强度,该点光合作用强度与细胞呼吸强度相等,对应图乙中的 H点, 而不是 G点,C项错误。分析图甲可知,这一昼夜之后 G 点玻璃罩内的 CO2浓度小于开始时 A 点 的浓度,减少的这部分 CO2通过光合作用合成有机物储存在植物体内,因此植物体的有机物含量 会增加,D 项正确。 9 9.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A.夏季连续阴天,大棚中
12、白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量 B.光合作用和细胞呼吸过程中都能产生,前者还原 C3,后者还原 O2 C.长期储存粮食和水果蔬菜都需要降低呼吸速率,但前者需要晒干,后者需要保鲜 D.光合作用将光能转变为化学能,细胞呼吸将化学能转变为热能和 ATP 答案 D 解析 夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照(提高光合作用的强度),夜晚适当降低温度(降低 酶的活性,从而降低呼吸消耗),利于作物产量的提高,A项正确。光合作用和细胞呼吸过程中都 能产生,前者用于暗反应还原 C3,后者用于有氧呼吸第三阶段还原 O2,B 项正确。长期储存粮食 和水果蔬菜都需要降低呼吸速率,但前者需要晒干,后
13、者需要保鲜,C 项正确。光合作用过程中 光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为 ATP 中的化学能和热能,D项错误。 二、非选择题 5 1010.(2017 江西南昌一模,30)有两种植物,分别生长在强光下和隐蔽处,现从这两种植物体上各 取一片彼此相似的叶片,分别放在两个透明盒子中,在适宜温度条件下,逐渐增加光照强度,测 定叶片放氧速率,结果如下表: 光强/mol/mol 0 10 25 光子 5 0 10 0 25 50 0 0 60 0 叶 - 片-10 -5 5 15 30 30 1 A A 叶 -0.1. 片 5 5 B B 3 6 10 12 11 (1)由表中数据可以推测,取
14、自强光下的叶片是 。 (2)光照强度500 mol 光子/(m2s)时,可推知叶片 A 放氧速率的主要限制因素是 , 叶肉细胞通过细胞呼吸产生的 CO2转移途径是 。 (3)若将 A、B 两叶片放氧速率绘制成曲线图,大约在 175 mol 光子/(m2s)时两条曲线相交, 则 此 交 叉 点 的 生 物 学 含 义 是 。 (4) 为 提 取 叶 片 B 中 的 色 素 , 研 磨 前 在 研 钵 中 除 加 入 剪 碎 的 叶 片 外 , 还 应 加 入 ,经快速研磨、过滤,将滤液收集到试管中,塞上橡皮 塞,将试管置于适当的光照条件下 23 min 后,试管内的氧含量 。 答案(1)A (2
15、)CO2浓度 从线粒体进入叶绿体 (3)阳生植物和阴生植物(A、B 两叶片)的净光 合速率相等 (4)无水乙醇、碳酸钙、石英砂(二氧化硅) (基本)不变 解析 (1)由表中数据可知,叶片 A 的光补偿点和光饱和点均高于叶片 B,并且叶片 A 的最大光合 速率高于 B,因此叶片 A 取自强光下。(2)光照强度500 mol 光子/(m2s)时,叶片 A 已经达到 光饱和点,表明光照强度已经不是光合作用的限制因素;又由于题干中提出,实验条件为“适宜 温度条件”,因此叶片 A 放氧速率的主要限制因素是 CO2浓度;由于此时光合作用大于细胞呼吸, 6 因此叶肉细胞通过细胞呼吸产生的 CO2转移途径是从
16、线粒体进入叶绿体。(3)根据题意,大约在 175 mol 光子/(m2s)时两条曲线相交,此交点的生物学含义是阳生植物和阴生植物(A、B 两叶 片)的净光合作用速率相等。(4)为提取叶片 B 中的色素,研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外, 还应加入无水乙醇、碳酸钙、石英砂(二氧化硅),经快速研磨、过滤,将滤液收集到试管中,塞 上橡皮塞。由于研磨后叶绿体遭破坏,只有色素不能进行光合作用,所以试管内氧气含量基本不 变。 1111.油菜素内酯(BR)是一种天然植物激素,被国际誉为第六激素,广泛用于农业生产。某科研小 组用 14CO2饲喂孕穗期的水稻叶片,进行了以下实验。 实验一:用适宜浓度的 BR 喷
17、施水稻叶片,定时测定光合速率与叶绿素含量,结果如图 1。 实验二:用不同浓度的 BR 喷施水稻叶片,测定收获期子粒 14C 放射性强度,结果如图 2。 图 1 图 2 (1)BR 是对植物的生长发育起 作用的微量有机物。 (2)实验一说明,适宜浓度的 BR 能提高水稻叶片的 ,从而提高叶片的光 合速率,BR 处理后的 天是对水稻产量增加影响最大的 10 天。 (3)实验二中,用 14CO2研究籽粒中放射性强度的方法叫 ,14CO2进入 叶绿体后,首先能检测到含 14C 的有机物的部位是 ,该物质接受 释 放的能量并被还原。 (4)实验二说明,喷施 BR能 (填“促进”或“抑制”)光合产物向子粒
18、转移,该实验结果 能否说明 BR的作用具有两重性? (填“能”或“否”);该实验结果能否确定 BR 作用的 7 最 佳 浓 度 ? 如 能 , 请 指 出 最 佳 浓 度 ; 如 不 能 , 请 补 充 实 验 方 案: 。 答案 (1)调节 (2)叶绿素含量 1020 (3)同位素标记法(同位素示踪法) 叶绿体基质 ATP (4)促进 否 不能,在 0.0010.1 mg/L 之间进行更细分的浓度梯度实验 解析 (1)油菜素内酯(BR)是一种天然植物“”激素 ,激素是指由植物产生部位运输到作用部位, 对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物。(2)实验一中,适宜浓度 BR喷洒水稻叶片组,叶
19、绿素含量高于喷洒清水组;由图 1 分析知,BR 处理后的 1020 天,适宜浓度 BR组净光合速率超 清水组较多。(3)利用同位素标记某种元素,追踪该元素运行和变化规律,这种方法是同位素标 记法。二氧化碳进入线粒体首先参与二氧化碳的固定,二氧化碳与 C5结合,形成 C3,反应场所是 叶绿体基质;C3在光反应的产物 ATP、的作用下,被还原为(CH2O)。(4)据图 2 可知,喷洒一定浓 度 BR 后,子粒放射性强度高于浓度为 0 组(对照组),说明喷施 BR 能促进光合产物向子粒转移; 由于各个实验组都高于对照组,因此不能体现两重性;据图 2 可以判断,最适浓度应位于 0.01 mg/L 左右,所以在 0.0010.1 mg/L 之间进行更细分的浓度梯度实验。 8