1、- 1 -专题四 光合作用与呼吸作用一、选择题1(2018白银月考)绿色植物是主要的能量转换者,因为它们均含有叶绿体(图甲)这一完成能量转换的细胞器,图乙是图甲中的色素分离结果,图丙是在图甲结构中进行的生化反应,分别代表图甲中叶绿体的结构。下列相关叙述中,不正确的是( D )A图乙中的色素带由 1 到 4 分别是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素B图甲中和的成分和结构相似C环境条件相对稳定的条件下,图甲中的 C3含量多于 C5D如果突然降低 CO2的浓度,图丙中的 C3含量会一直下降解析 图乙中下方有滤液细线,色素的扩散方向是从下向上的,所以 14 分别是叶绿素b、叶绿素 a、叶黄素、胡
2、萝卜素。图甲中的和分别是叶绿体的内膜和外膜,它们的成分和结构相似。分析图丙中的过程要从两个方面进行:一是环境条件相对稳定时,暗反应中的两个过程、光反应与暗反应之间均处于一种相对平衡的状态,由于一个 C5对应着两个 C3,所以 C3含量要比 C5高;二是当环境条件突然改变时,如 CO2浓度突然降低时,短时间内由于 CO2固定过程减弱而 C3的还原过程仍在进行,故 C3含量降低而 C5含量升高,但一段时间后,反应过程又达到一个新的平衡状态,所以 C3含量不会一直下降。2(2018山东省菏泽市高三期末)在一定浓度的 CO2和适宜温度条件下,测定不同光照强度下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中 CO2的
3、变化量,结果如图,则下列推论中正确的是( C )A光照强度为 0klx 时,叶肉细胞产生 ATP 的场所为细胞质基质B光照强度为 1klx 时,光合作用吸收的 CO2多于呼吸作用释放的 CO2C光照强度由 5klx 增强到 7klx 时,叶肉细胞中 C3的合成速率增大- 2 -D光照强度为 10klx 时,CO 2浓度和色素含量是限制植物光合作用速率的主要外因解析 A光照强度为 0klx 时,叶肉细胞产生 ATP 的场所为细胞质基质和线粒体,A 错误;B表格中测得的 CO2变化量是净光合作用,只要有光照,植物就进行光合作用,光照强度为1klx 时,容器内 CO2增多是因为呼吸作用大于光合作用,
4、B 错误;C光照强度由 5klx 增强为7klx 时,二氧化碳的吸收量增加,因此叶肉细胞中 C3化合物合成速率增大,C 正确;D光照强度由 8klx 增强为 10klx 时,CO 2量不变,此时光合作用强度等于呼吸作用强度,二氧化碳量为主要的环境因素,限制植物光合作用速率的内因有色素的含量、酶的数量等,D 错误。故选:C。3(2018郑州模拟)有人把玉米和向日葵的叶片从植株上切下后,分别放在保持高湿度、充足光照的容器内(保持叶片的生活状态),叶片的含水量由于蒸腾作用而逐渐减少,然后测定叶片在水分亏缺情况下的相对光合作用强度,结果如下图所示。据图分析,水分亏缺对光合作用产生影响的原因最可能是(
5、D )A水分亏缺直接影响植物的光合作用B水分亏缺对不同植物光合作用的影响程度和影响方式不同C水分亏缺影响光合作用是因为水分是光合作用的原料之一D水分亏缺影响光合作用主要是通过影响 CO2进入叶内而起作用的解析 由图可知,在水分亏缺为 30%和 50%时,向日葵和玉米已分别停止光合作用;植物所吸收的水分绝大部分用于蒸腾作用,可知水分亏缺对光合作用的影响不是原料水的不足(因为此时叶片的含水量是可以满足光合作用对水的需求的),而是光合作用的另一原料 CO2(CO2主要通过气孔从外界获取,而水分亏缺会导致气孔关闭),结合玉米对 CO2的利用效率高,可知水分亏缺主要是通过影响 CO2进入叶内而影响光合作
6、用的。4(2018吉林省辽源市高三期末)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是( C )选项 应用 措施 目的A 种子贮存 晒干 降低自由水含量,降低细胞呼吸B 乳酸菌制作酸奶 密封 加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸发酵C 水果保鲜 零下低温 降低酶的活性,降低细胞呼吸D 栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸,利于吸收矿质离子AA BB CC DD解析 A粮油种子的贮藏,必须降低含水量,使种子处于风干状态,从而使呼吸作用降- 3 -至最低,以减少有机物的消耗,A 正确;B乳酸菌是严格厌氧的微生物,所以整个过程要严格密封,B 正确;C水果保鲜的目的既要保持水分,又要降低呼
7、吸作用,所以低温是最好的方法,但温度不能太低,C 错误;D植物根对矿质元素的吸收过程是一个主动运输过程,需要能量和载体蛋白,植物生长过程中的松土,可以提高土壤中氧气的含量,有利于根细胞的有氧呼吸作用,从而为生根吸收矿质离子提供更多的能量,D 正确。故选:C。5如图表示在一定范围内,不同环境因素与水稻叶片光合作用强度的关系,对其描述不正确的是( A )A如果横坐标是 CO2含量,则 a 为红光,b 为白光B如果横坐标是 CO2含量,则 a 为强光,b 为弱光C如果横坐标是光照强度,a 的 CO2含量较高,b 的 CO2含量较低D如果横坐标是光照强度,a 温度较适宜,b 温度较低解析 如果横坐标是
8、 CO2含量,则相同的 CO2含量时,植物对白光的吸收值大于红光,因此光合作用强度较大,即 a 为白光,b 为红光。6已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是 25 、30 ,如图曲线表示该植物在 30 时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到 25 的条件下(原光照强度和 CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是( A )Aa 点上移,b 点左移,m 值增加Ba 点下移,b 点左移,m 值不变Ca 点上移,b 点右移,m 值下降Da 点下移,b 点不移,m 值上升解析 根据题意和图示分析可知:温度从 30 下降到 25 后,光合速率加快,呼吸速率减慢。图中 a 点代表呼
9、吸速率,现呼吸速率减慢,故 a 点上移;b 点代表光补偿点,即 b 点呼吸速率等于光合速率,由于呼吸速率减慢,光合作用加快,需要降低光合作用强度,才能够 b点呼吸速率等于光合速率,故 b 点左移;m 代表最大净光合作用强度,由于降低温度后,导致光合作用强度增加,故 m 值增加。二、非选择题7(2018东北三省三校一模)图一为夏日晴朗天气,光合作用强度的日变化曲线。请回答下列关于光合“午休”的问题:- 4 -(1)中午轻度缺水会使气孔关闭,导致胞间 CO2浓度_降低_。(2)水分亏缺使光合产物输出变慢,对光合作用产生_抑制_作用。(3)气孔关闭会阻止 O2溢出叶片,高氧浓度下产生图二光呼吸现象。
10、光呼吸通过消耗光反应产生的过剩_H、ATP_,减少能量积累对叶绿体的伤害。光呼吸与有氧呼吸区别有_C、D_,相同点是_B_。A反应场所都是线粒体B都消耗 O2释放 CO2C光呼吸消耗 ATP,有氧呼吸产生 ATPD光呼吸光下才能发生,有氧呼吸黑暗和光照都能发生(4)综上所述,光合“午休”现象是多因素共同作用产生的,大田生产中可以采取_A_措施,避免或减轻此现象。A喷灌 B遮光C降低温度 D增施有机肥解析 (1)中午轻度缺水会使气孔关闭,导致胞间 CO2浓度降低。(2)细胞代谢需要水参加,当水分亏缺会使光合产物输出变慢,对光合作用产生抑制作用。(3)光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二
11、氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。光呼吸可消除多余的H和 ATP,减少细胞受损的可能,有其正面意义。光呼吸与有氧呼吸区别有光呼吸消耗 ATP,有氧呼吸产生 ATP;光呼吸光下才能发生,有氧呼吸黑暗和光照都能发生。相同点是都消耗 O2释放 CO2。(4)植株会出现光合午休是由于中午温度过高,叶片部分气孔关闭,导致二氧化碳供应不足,光合作用下降。因此大田生产中可以采取喷灌的措施,可以降低温度,提供足够水分等,避免或减轻午休现象。8(2018山东省济宁一模)生物制氢有良好的发展前景,H在产氢酶的作用下可以产生H2,产氢酶对 O2敏感。下面是利用生物制 H2的两种方法。
12、(1)真核生物绿藻在光照条件下可以产生 H2。绿藻在光照条件下产生H的场所是_细胞质基质、线粒体、叶绿体_。绿藻产 H2是生物代谢的一种调控结果,当细胞代谢活动平衡时,绿藻细胞内参与反应的 C3的含量_大于_(填“小于” 、 “大于”或“等于”)C 5的含量。产 H2会导致绿藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因_绿藻光反应产生的H转变成 H2,使参与暗反应H的减少,有机物生产量减少_。(2)一些厌氧微生物在黑暗环境下,能将多种有机物发酵成各种有机酸,同时产生大量的H2。与上述绿藻制氢方法相比,这种方法制 H2的优点是_不受光照条件限制、避免了氧气的干- 5 -扰、产气量大_。在厌氧
13、微生物产 H2过程中无氧呼吸也会影响产氢酶的活性,其原因是:_厌氧菌无氧呼吸产生有机酸,导致溶液 pH 降低,影响产氢酶的活性_。解析 (1)真核生物绿藻在光照条件下,既进行光合作用又进行呼吸作用,两过程都产生H,因此绿藻在光照条件下产生H的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。根据二氧化碳的固定的反应方程式可知,一个五碳化合物生成两个三碳化合物,因此绿藻细胞内参与反应的 C3的含量大于 C5的含量。当细胞代谢活动平衡时,绿藻光反应产生的H转变成 H2,使参与暗反应H的减少,有机物生产量减少,因此 H2会导致绿藻生长不良。(2)一些厌氧微生物在黑暗环境下,能将多种有机物发酵成各种有机酸,同时产生大
14、量的H2。与上述绿藻制氢方法相比,这种方法制 H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产气量大。厌氧菌无氧呼吸产生有机酸,导致溶液 pH 降低,影响产氢酶的活性,因此在厌氧微生物产 H2过程中无氧呼吸也会影响产氢酶的活性。9(2015全国卷,29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了 A、B、C、D 四组实验。各组实验的温度、光照强度和 CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为 135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A 组:先光照后黑暗,时间各为 67.5 s;光合作用产物的相对含量
15、为 50%。B 组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 7.5 s;光合作用产物的相对含量为 70%。C 组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 3.75 ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为 94%。D 组(对照组):光照时间为 135 s;光合作用产物的相对含量为 100%。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C 组植物合成有机物的量_高于_(填“高于” 、 “等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是_C 组只用了 D 组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是 D 组的 94%_;C 组和 D 组的实验结果可表明光合作用中有些反应
16、不需要_光照_,这些反应发生的部位是叶绿体的_基质_。(2)A、B、C 三组处理相比,随着_光照和黑暗交替频率_的增加,使光下产生的 ATP 和H(或者 ATP 和还原型辅酶) 能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析 (1)因为每组处理的总时间均为 135 s,C 组光照黑暗交替处理,同时时间相等,D组全为光照,所以 C 组只用了 D 组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是 D 组的94%;单位光照时间内,C 组植物合成有机物的量高于 D 组。由此说明光合作用中有些反应不需要光照,即暗反应,暗反应阶段发生在叶绿体基质中。(2)对比 A、B、C 三组实验,在总光照时间相同的情况下,随着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量也增加。究其根本原因是光照与黑暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶和 ATP 越能及时利用并及时再生,从而提高了光合作用中 CO2的同化量。
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