1、1第 2 讲 细胞呼吸与光合作用第课时 大题专攻检测卷1菠萝植株的叶肉细胞在干旱条件下有一个很特殊的 CO2同化方式，夜间气孔开放，吸收 CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸经脱羧作用释放 CO2用于光合作用，如图甲所示。表乙是在土壤中不同含水量的条件下，测得的菠萝植株的部分生理特征。根据相关内容回答下列问题：指标处理土壤含水量(%)叶长度(cm)叶宽度(cm)叶绿素含量(mgg1 FW)X 25 42.8 3.3 0.78轻度缺水 13 38.2 3.1 0.63重度缺水 6 38.1 3.1 0.52乙(1)图甲中，能参与 CO2固定的物质有_。PGA 即暗反应中的_。(2)
2、干旱条件下，白天当光照、温度等适宜时，菠萝叶肉细胞的光合速率最可能_(填“小于” “等于”或“大于”)呼吸速率，说明原因：_。(3)干旱条件下，菠萝叶肉细胞夜间 pH 会有所下降，原因是_。(4)表乙中 X 组起_作用。据表分析，在干旱环境条件下，菠萝产量会降低，原因是_。解析：(1)由图甲分析可知，参与 CO2固定的有两个结构：细胞质基质和叶绿体。在细胞质基质中，CO 2与 PEP 结合生成 OAA；在叶绿体中，CO 2与 RuBP 结合生成 PGA。分析图甲中 PGA 所处的位置及参与的反应可知，PGA 即 C3。(2)由于干旱条件下，白天菠萝植株叶肉细胞的气孔关闭，不与外界环境进行气体交
3、换，而光照、温度适宜，光合作用消耗的 CO2来自叶肉细胞自身呼吸产生的 CO2和苹果酸经脱羧作用产生的 CO2，即叶肉细胞经光合作用消耗的 CO2多于其经呼吸作用产生的 CO2，故叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率。(3)干旱条件下，由于夜间菠萝叶肉细胞合成并储存苹果酸，故 pH 会有所下降。(4)由表格数据可2知，X 组为适宜的土壤含水量，起到了对照作用。在干旱环境条件下，菠萝产量降低的原因为叶面积减小，叶绿素含量下降，光合作用减弱，产生的有机物减少。答案：(1)PEP、RuBP C 3 (2)大于 光合作用中 CO2的吸收量大于呼吸作用中 CO2的释放量(合理即可) (3)夜间菠萝叶肉细胞合成
4、苹果酸并储存在液泡中(合理即可) (4)对照 干旱条件下，菠萝植株的叶面积减小，叶绿素含量下降，光合作用减弱，产生的有机物减少(合理即可)2某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异，设计了以下的实验装置。实验中分别以 20 粒萌发的种子和 4 条蚯蚓为材料，每隔 5 min 记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数，结果如表 1 所示。请回答以下问题：有色液滴移动的距离(mm)时间(min)生物0 5 10 15 20 25萌发的种子 0 8 16 23 29 34蚯蚓 0 4.5 9 11.5 13.5 15.5表 1(1)装置图中的 Y 溶液是_，其作用是_。设置乙装置的目的是_。(
5、2)实验开始后保持注射器的活塞不移动，有色液滴将向_移动(填“左”或“右”)，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是_。(3)另一组该实验装置每隔 5 min 测量时，将注射器活塞往_(填“上”或“下”)移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，其中以小麦为材料的结果如表 2 所示：时间(min) 0 5 10 15 20 25注射器量取的气体变化体积(mL) 0 1.5 3.0 4.2 5.0 5.5表 2分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为_，在此过程中，有氧呼吸的强度越来越_。3解析：(1)甲、乙装置中所放置的 Y 溶液为 NaOH 溶液，用以
6、吸收呼吸作用产生的CO2，可以通过测量 O2量的变化测定呼吸速率，乙装置的作用是对照，可排除微生物及环境因素对实验的干扰。(2)实验开始后，若保持注射器的活塞不动，甲装置进行有氧呼吸消耗 O2，有色液滴会向左移动。将蚯蚓的实验装置所测得的液滴移动的距离之差除以时间，即为液滴移动的速率，由表可知在最初的 05 min 和 510 min 内有色液滴移动的速率最大，为 4.5/50.9(mm/min)。(3)甲装置内 O2被消耗，生成的 CO2被 NaOH 溶液吸收，气压下降，若要保持有色液滴的位置不变，需将注射器活塞往下移动；将量取的气体变化体积除以时间即为有氧呼吸速率，由表可知，在此过程中，有
7、氧呼吸速率5.5/250.22(mL/min)；且此过程中，前 10 min 有氧呼吸速率较大，后 15 min 逐渐减弱。答案：(1)NaOH 吸收实验过程中细胞呼吸产生的 CO2 排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)(2)左 0.9 mm/min (3)下 0.22 mL/min 弱3(2018西安模拟)某生物小组利用图 1 装置在光合作用最适温度(25 )下培养某植株幼苗，通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的 O2释放速率来测量光合速率，结果如图2 所示。请据图回答下列问题：(1)若用缺镁的完全培养液培养，叶肉细胞内_合成减少，从而影响植物对光的吸收。(2)光照条件下植物吸收的
8、CO2在_(细胞具体结构)中参与反应，而在黑暗、O 2充足条件下 CO2是由_(细胞具体结构)释放的。光照条件下，根尖细胞内合成ATP 的场所除线粒体外还有_。(3)曲线中 t1 t4时段，玻璃罩内 CO2浓度最高点和最低点依次是_和_； t4时补充 CO2，此时叶绿体内 C3的含量将_。(4)根据测量结果 t4时玻璃罩内 O2的量与 t0时相比增加了 128 mg，此时植株积累葡萄糖的量为_mg。若 t5时温度由 25 升高至 35 ，植株光合速率的变化是_(填“升高” “不变”或“降低”)。解析：(1)镁元素为合成叶绿素所必需的元素，缺镁会使叶肉细胞内叶绿素的合成减少，影响植物对光的吸收。
9、(2)光照条件下，植物进行光合作用，吸收 CO2释放 O2，CO 2参与光合作用的暗反应阶段，场所为叶绿体基质。黑暗、O 2充足条件下，植物进行有氧呼吸，有氧呼吸的第二阶段会产生 CO2，场所为线粒体基质。根尖细胞没有叶绿体，因此光照条件4下只能进行呼吸作用，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，在细胞质基质中葡萄糖被分解为丙酮酸与H，同时合成少量 ATP。(3)观察图 2， t1 t2时段，光合速率小于呼吸速率，表现为消耗 O2，释放 CO2，CO 2含量增多； t2 t4时段光合速率大于呼吸速率，表现为吸收 CO2，CO 2含量减少，因此 CO2浓度最高的点是 t2，最低的点是 t4。由于
10、t3 t4阶段 O2的释放速率下降，而补充 CO2后，O 2的释放速率又逐渐增高，故推测 t3 t4阶段下降的原因为 CO2浓度不足，抑制了光合作用的暗反应阶段，故补充 CO2后，暗反应速率加快，叶绿体内 C3的含量增多。(4)根据光合作用的总反应式：6CO 26H 2O C6H12O66O 2，O 2增 光 能 叶 绿 体加了 128/324 mmol，因此增加的葡萄糖的质量为 1804/6120 mg。光合作用需要酶的参与，由题可知，光合作用的最适温度为 25 ，因此将温度调到 35 后，酶的活性降低，光合速率也随之降低。答案：(1)叶绿素 (2)叶绿体基质 线粒体基质 细胞质基质 (3)
11、 t2 t4 增多 (4)120 降低4植物叶片上的气孔主要由两个保卫细胞构成，保卫细胞水分的得失可引起气孔的开闭，这种变化称为气孔运动。气孔运动可改变叶肉细胞胞间 CO2浓度。科研人员在适宜条件下测量了夏季晴天水稻叶片净光合速率和叶肉细胞胞间 CO2浓度在白天的日变化，结果如图所示。请据图回答下列问题：(1)与 10：00 相比，12：00 时叶肉细胞中 C5的含量_(填“更高” “相等”或“更低”)。(2)14：00 时叶片中有机物的积累量_(填“大于” “等于”或“小于”)18：00时。(3)18：00 后，叶肉细胞中 C3的还原速率逐渐_(填“增大” “不变”或“减小”)，原因是_。(
12、4)土壤供水不足时，可引起植物叶片萎蔫，此时在萎蔫叶片产生的_(激素)调节下，保卫细胞渗透失水，体积缩小，气孔关闭。解析：(1)与 10：00 相比，12：00 时由于气孔关闭等原因，叶肉细胞胞间 CO2浓度降低，导致叶肉细胞中 C5与 CO2的结合减弱，C 5的含量更高。(2)因为 14：0018：00 时的净光合速率大于 0，所以 14：00 时叶片中有机物的积累量小于 18：00 时。(3)18：00 后，5叶肉细胞中 C3的还原速率逐渐减小，原因是光照强度减弱，光反应速率减慢，产生的 ATP和H减少。(4)萎蔫叶片产生的激素是脱落酸，土壤供水不足时，可引起植物叶片萎蔫，此时在萎蔫叶片产
13、生的脱落酸调节下，保卫细胞渗透失水，体积缩小，气孔关闭。答案：(1)更高 (2)小于 (3)减小 光照强度减弱，光反应速率减慢，产生的 ATP 和H减少 (4)脱落酸5如图表示某植物在室温 25 、不同光照强度下的密闭容器中 CO2吸收速率的变化，请据图回答下列问题：(1)影响 a 点 CO2释放速率的主要外界因素是_。若b 点对应光照强度突然降至 O 点对应的光照强度，短时间内叶绿体中 C3含量将_。从图中可以看出，光合作用固定 CO2的最大速率是_。(2)将装置置于 15 的环境中一段时间后，a 点将_(填“上移” “下移”或“不确定”)，原因是_。(3)持续光照一段时间后，若检测到 CO
14、2浓度下降，原因是_。解析：(1)没有光照，植物只进行呼吸作用，影响它的环境因素主要是温度。若 b 点对应的光照强度突然降至 O 点对应的光照强度，则 C3的还原减弱，短时间内叶绿体中 C3含量将上升。光合作用强度最大的点是 c 点，光合作用固定 CO2的最大速率是 25 mgh1 s1 。(2)该植物呼吸作用的最适温度不确定，若呼吸作用的最适温度为 15 左右，则 a 点下移；若高于 25 ，则 a 点上移。(3)光合作用强度大于呼吸作用强度时，持续光照一段时间后，检测到 CO2浓度下降。答案：(1)温度 上升 25 mgh1 s1 (必须带着单位) (2)不确定 该植物呼吸作用的最适温度不
15、确定，若呼吸作用的最适温度为 15 左右，则下移；若高于 25 ，则上移 (3)光照下植物光合作用消耗 CO2的速率大于呼吸作用产生 CO2的速率(或光合作用强度大于呼吸作用强度)6我国科学家利用“中国稻田 TFACE 试验平台”模拟未来环境因素对水稻光合作用的影响。如图分别为水稻移栽到试验平台内种植后第 61 天和第 118 天测定的净光合速率(Pn)的大小，其中 EC 为大气 CO2浓度升高 200 molmol 1 ，ET 为温度升高 1 ，ECET为大气 CO2浓度和温度同时升高。请回答下列相关问题：6(1)光照条件下，水稻产生 ATP 的细胞器是_。(2)据图分析，本研究共设置了_组
16、实验，其中_组为对照实验，其具体条件分别是_和_。(3)由第 61 天测定的数据可以得出的结论是_；结合两图得出的结论是随着栽培时间的延长，_，表现出明显的光合适应现象。解析：(1)光照条件下，水稻进行光合作用和呼吸作用，产生 ATP 的细胞器是叶绿体和线粒体。(2)据图分析，本研究共设置了 ACAT、ECAT、ACET、ECET 4 组实验，据图推测 AC代表大气 CO2浓度，EC 代表升高大气 CO2浓度，AT 代表大气环境温度，ET 代表温度升高 1 ，因此 ACAT 组为对照实验，其具体条件分别是大气(背景)CO 2浓度和大气环境温度。(3)由第 61 天测定的数据可以得出的结论是在移
17、栽初期，增加大气 CO2浓度和升温 1 以及单独增加 CO2浓度可提高净光合速率(Pn)。综合两图得出的结论是随着栽培时间的延长，升高温度、升高 CO2浓度或二者同时升高，水稻净光合速率(Pn)增加不明显。答案：(1)叶绿体和线粒体 (2)4 ACAT 大气(背景)CO 2浓度 大气环境温度 (3)在移栽初期，增加大气 CO2浓度和升温 1 以及单独增加 CO2浓度可提高净光合速率(Pn) 升高温度、升高 CO2浓度或二者同时升高，水稻净光合速率(Pn)增加不明显(合理即可)7.如表所示为不同光照强度和土壤含水量对番茄植株光合作用的影响结果。如图表示不同 O2浓度对番茄叶肉细胞呼吸强度的影响结
18、果。回答下列问题：光照强度土壤含水量(%)叶绿素a 含量(mg/cm2)叶绿素b 含量(mg/cm2)C5的再生速率mol/(m2s)80 0.018 0.004 1.9正常光40 0.028 0.007 1.6弱光 80 0.017 0.004 1.2740 0.025 0.007 1.4(1)在提取番茄叶中的色素时，为防止叶绿素被破坏，研磨时可加入适量的_。用纸层析法分离提取液中的色素时，会得到 4 条色素带。从上往下看，叶绿素 a、叶绿素b 分别位于第_条。(2)光照减弱会使_的含量下降，这会导致光反应产生的_不足，从而影响暗反应中 C5的再生。若栽培番茄植株的温室所处条件为弱光、土壤含
19、水量为 80%，此时可采取_的措施来提高番茄产量。(3)若要测定番茄叶肉细胞的呼吸强度，应在_条件下进行。图中 O2浓度为0 时，番茄叶肉细胞中的 CO2产生于_(填细胞结构)。当 O2浓度为_时，番茄叶肉细胞的呼吸作用最弱。当 O2浓度达到 15%以后，CO 2释放量不再随 O2浓度的增加而继续增加的内因可能是_。解析：(1)提取绿叶中色素时，在研磨时加入碳酸钙可防止色素被破坏。用纸层析法分离提取液中的色素时，得到的 4 条色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b。(2)光照减弱时，光反应产生的参与暗反应中 C3还原的 ATP 和 NADPH 减少，会影响 C5的再生。据
20、表中数据可知，在弱光、土壤含水量为 80%的条件下，C 5的再生速率最低，比较该组与 C5的再生速率最高组，不同之处是该组光照较弱，因此，在弱光、土壤含水量为 80%的温室中可采取增强光照的措施来提高番茄产量。(3)若测定植株叶肉细胞的呼吸强度，要排除叶肉细胞光合作用对实验结果的影响，所以应在遮光或黑暗条件下进行。图中O2浓度为 0 时，番茄叶肉细胞只进行无氧呼吸，在细胞质基质中将葡萄糖分解为酒精和CO2。当 O2浓度为 5%时，番茄叶肉细胞 CO2的释放总量最少，此时的呼吸作用最弱。当 O2浓度达到 15%以后，CO 2释放量不再随 O2浓度的增加而继续增加的内因可能是呼吸酶数量有限。答案：
21、(1)碳酸钙(CaCO 3) 3、4 (2)叶绿素 a ATP 和H(NADPH) 增强光照 (3)遮光或黑暗 细胞质基质 5% 呼吸酶的数量有限8某生物兴趣小组利用如图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有_，为使实验结果更科学，还需设置_。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_。8(2)若要验证 CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是_，实验中给植物提供 C18O2后，在玻璃罩内检测到含 18O 的氧气，其产生的途径为_。解析：(1)若要探究植物细胞呼吸的
22、类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物(或死植物)的对照实验，排除物理因素的影响。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置一烧杯中盛放 NaOH 溶液，能够吸收细胞呼吸产生的 CO2，有氧呼吸消耗氧气，则红色液滴左移；装置二烧杯中盛放水，不能吸收 CO2，植物有氧呼吸消耗的氧气量小于有氧呼吸和无氧呼吸产生的 CO2总量，则红色液滴右移。(2)装置一烧杯中盛放 NaOH 溶液，能够吸收细胞呼吸产生的 CO2；装置三烧杯中盛放 CO2缓冲液，可以为光合作用提供 CO2。因此若要验证 CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是装置一和装置三。实验中给植物提供C18O2后，光合作用过程中 18O 的去路是 6C18O212H 2O C6H O66O 26H O，其中产 光 能 叶 绿 体 182 182物 H O 又作为光反应的原料，在水的光解中产生 18O2。182答案：(1)装置一和装置二 对照实验 装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移 (2)装置一和装置三 C 18O2H O 18O2(或 C18O2参与光合作用暗反应产生 H O，H O 参与182 182 182光反应产生 18O2)
