必刷09 光合作用和细胞呼吸的测定和分析及实验探究（共17题）-【百题大过关】2023年高考生物总复习高频考点+常考题型必刷题

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必刷09  光合作用和呼吸作用的测定和分析及实验探究高考试题1.（2021年全国统一高考全国乙卷·7）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）2.（2019全国卷Ⅰ·29）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主要原因是_______________________。（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 3．(2019·全国Ⅱ，31)回答下列与生态系统相关的问题：(1)在森林生态系统中，生产者的能量来自于__________，生产者的能量可以直接流向______________________(答出2点即可)。(2)通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题：在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内___________________；C与B的差值表示这段时间内__________________；A与B的差值表示这段时间内____________________________。必刷点一  不同条件对呼吸作用的影响4．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对低氧胁迫的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系中丙酮酸和乙醇含量，结果如表所示。请回答：         实验处理结果项目正常通气品种A正常通气品种B低氧品种A低氧品种B丙酮酸(μmol/g)0.180.190.210.34乙醇(μmol/g)2.452.496.004.00 (1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是__________，丙酮酸转变为乙醇的过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。(2)由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为__________________，低氧胁迫下，黄瓜__________________受阻。(3)实验结果表明：低氧胁迫条件下，催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的是品种________。(4)长期处于低氧胁迫条件下，植物吸收无机盐的能力下降，以及根系变黑、腐烂的原因分别是_______________________________、_____________________________。6．干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答出两点)。(2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是____________和CO2。若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是__________________________________________________________________________________________________。(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括________________________________________________________________________________________________。必刷点二  液滴移动—气体体积测定装置5.(2020·辽宁五校协作体联考)某实验室中有三套完全相同的装置(如图1所示)，装置内的绿色植物为长势相近的君子兰，培养条件如表所示，经2小时的实验后，测定并记录相关数据。已知氧传感器用于测定装置内的O2含量。请分析并回答下列问题：装置培养条件刻度尺读数数据显示屏读数开始时2小时后开始时2小时后甲温度为T1、光照适宜0ADE乙温度为T2、光照适宜0BDF丙温度为T2、黑暗0CDG图1注：君子兰细胞中光合作用和细胞呼吸相关酶的最适温度分别为T1和T2，且T2>T1。(1)三套装置的君子兰细胞中，均能产生ATP的场所是________；装置甲中的数据A代表____________________________________________________________。(2)若增加一套实验装置，光照适宜条件下，在实验过程中，将温度逐渐由T1升高至T2，并测得数据显示屏读数由D变为H，则E、F、H的大小关系是_________________________________________________________________。(3)若B＝0，则在君子兰的叶肉细胞中，叶绿体产生O2的量________(填“大于”“等于”或“小于”)线粒体消耗O2的量；若B为正数，C为负数，则该植物在温度为T2、光照适宜的条件下，呼吸速率与光合速率之比＝________(用B、C表示)。 6．某生物兴趣小组利用下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___________________________________。(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______________________________________________________________________________________。7．（2021·安徽屯溪一中高三月考）图甲是测定某植物一昼夜氧气释放速率的装置示意图，其中小室由透明玻璃材料制成。图乙是把相关数据整理后绘成的曲线图。回答问题：（从0点开始测量，测量时，液滴处于0 刻度处，左为负值，右为正值。）（1）根据图乙所示曲线，影响小室内植物氧气释放速率变化的两个主要环境因素是_____、_____；产生A点变化的原因是 _______________。（2）与D点相比，E时刻C3合成速率较慢的原因是_________________________；（3）曲线FG段下降的原因是_____________________________________________。（4）若经过一昼夜玻璃管中液滴从刻度0移动到刻度5，则该植物体有机物总量_____（增加、减少或不变）。（5）现要测定该植物某时间段的氧气产生速率，需要增设一个实验组（丙装置）：设置实验组方法是：_____________________________________________ 。设置丙装置目的是：_____________________________________________ 。 8．（2021·孟津县第一高级中学高三月考）图甲是用来测定某绿色植物相关生理过程的实验装置，请据图回答： （1）若用该装置来探究植物的细胞呼吸，则需要对装置进行遮光处理，处理后，若各种条件都一定且适宜，发现实验中红墨水滴向左移动，则表明植物进行了___________，随着实验时间的延长，请预测红色墨水滴的移动状态______________________。（2）若用该装置来探究温度对植物光合作用的影响，除增加光照外，装置还需要改动的是___________；图乙是用改动后的装置在适宜光照条件下测得的温度与光合作用速率和呼吸作用速率的变化关系曲线，若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行14h光照、10h黑暗，植物能否正常生长？_________________（填“能”或“不能”），为保证实验结果的准确性，本实验还需设置对照组，对照组设置情况是______________。必刷点三  半叶法和黑白瓶测定装置9.(2021·吉林长春市调研)某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：(1)MA表示6 h后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6 h后____________＋____________－呼吸作用有机物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，则M表示__________________________________________。(3)真正光合速率的计算方法是______________________________________。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。_________________________________________________________________________________。 10．某半干旱地区春季多风，干旱少雨；夏季酷热，降水相对较多；秋季凉爽，昼夜温差较大。某科研小组对当地甲、乙、丙三种植物在不同季节的生长情况进行研究，结果如下图所示。 (1)植物的叶肉细胞中ATP的生成场所是____________________________，秋季光照下ATP生成速率最慢的植物是__________________。(2)夏季三种植物中生长最快的是__________，判断依据是________________________________________________________________________。(3)与其他两季相比，秋季三种植物的呼吸速率_____________(填“升高”“不变”或“降低”)，原因是_____________________________________________________。(4)研究发现，三种植物都可以通过调节根的吸水能力以适应春季干旱的环境，据图可知适应能力最强的是________，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)将一株生长正常的甲植物对称叶片的一部分(a)遮光，另一部分(b)不做处理(如图所示)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量的转移。在适宜光照下照射4 h后，在a、b的对应部位截取相等面积的叶片，烘干称重，分别记为Ma、Mb。若M＝Mb－Ma，则M的确切含义可以描述为_____________________________________________________________________________________________________________________________________。 11.(2021·吉林长春市调研)某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：(1)MA表示6 h后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6 h后____________＋____________－呼吸作用有机物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，则M表示__________________________________________。(3)真正光合速率的计算方法是______________________________________。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。_________________________________________________________________________________。必刷点四  传感器测定装置12.(2020·贵阳市高三适应性考试)如图所示的密闭透明玻璃装置内放有萌发的种子和一绿色盆栽植物。请据图回答下列问题：(1)若封闭通气孔，盆栽植物的光合速率将________(填“加快”或“减慢”)，简述理由______________________________________________________。(2)若利用该装置检测该盆栽植物的实际光合速率，需首先封闭通气孔，在盆栽植物侧放CO2缓冲液，一段时间内，在光照条件下，读取传感器数据的________(填“增加”或“减少”)值，即可计算出净光合速率；还需在________条件下相同时间内，读取传感器数据的减少值，即可计算出_______________________________________________________________，最终计算出实际光合速率。13.(2021·河北石家庄二检)将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验结果如下：温度/℃5101520253035光照下O2释放量/(mg·h－1)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中O2吸收量/(mg·h－1)0.500.751.001.502.253.003.50(1)影响光合作用的外界因素有_______________________________________(至少答出两项)，________是该实验的自变量。(2)昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度范围是________；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，该植物积累有机物最多的温度是________。(3)该实验的装置如图所示，光照条件下测定数据时，甲溶液为________。为了防止光照引起小室内气体的物理性膨胀或收缩所造成的误差，必须要设置对照，并对实验结果进行校正。对照组应如何设置？_____________________________。必刷点五  不同条件对光合作用的影响--实验探究14．(2022·莱芜高三期中)多花黄精是一种生于阴湿的山地灌木丛及林边草丛中的药用多年生草本植物。某研究团队研究了不同程度的遮阴对盆栽多花黄精果熟期叶片光合作用特性的影响。结果如表，其中气孔导度反映气孔开放程度，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大。回答下列问题：遮光度叶绿素a/mg·g－1叶绿素b/mg·g－1类胡萝卜素/mg·g－1净光合速率/μmol·m－2·s－1气孔导度/ mol·m－2·s－1胞间CO2浓度/μmol·mol－10%遮光1.1040.4370.3635.3760.164312.7635%遮光1.3870.5770.2688.8550.208283.5560%遮光1.3210.5420.2919.6370.221268.6480%遮光1.2760.5160.3467.0010.183298.31 (1)不同的色素在层析液中溶解度有差异，其中叶绿素a在层析液中的溶解度________叶绿素b在层析液中的溶解度。不同色素对不同波长的光的吸收也有差异，其中类胡萝卜素主要吸收________________。(2)该实验的测量指标中，衡量光合作用强弱的重要指标是__________________________。从表中数据可知，该指标在________条件下最大。(3)与对照组相比，35%遮光组气孔导度较大，而胞间CO2浓度较小。胞间CO2浓度发生这种变化的原因可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)从表中数据分析，适当遮光条件下叶片通过____________________和________________来提高光合作用速率。 15．（2021·广东高三月考）为探究水和氮对植物光合作用的影响，研究者将一批长势相同的小麦植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：①对照组；②施氮组，补充尿素；③水+氮组，补充尿素的同时补水。检测小麦相关生理指标，结果如下表所示。据此回答下列问题：生理指标气孔导度/（mmol·m-2·s-1）叶绿素含量/（mg·g-1）RuBP羧化酶活性/（μmol·h-1·g-1）光合速率/（μmol·m-2·s-1）对照组859.83166.5施氮组6511.86408.5水+氮组19612.671611.4（1）为了检测叶绿素含量的变化，可以用____________提取小麦叶肉细胞中的光合色素，提取光合色素时加入碳酸钙的目的是________________；再用____________法分离出叶绿素。（2）小麦吸收的氮可用于合成光合作用所需要的____________（写出2种）。实验中，相比对照组，施氮组光合速率更大的原因是________________________。（3）施氦肥的同时补充水分，小麦的光合速率会更大，试从水的角度分析其原因： __________________。16．适宜温度下，科研人员在密闭玻璃容器内，对某小型植物的栽培条件进行研究，结果如下表(基质含水量为最大持水量的百分比)，请回答相关问题：光照强度[μmol/ (m2·s)]440300170基质含水量100%76%48%100%76%48%100%76%48%干重(g)426846517656384640 (1)该实验研究了______________对该植物光合作用的影响，光照强度为300 μmol/(m2·s)时，叶肉细胞内产生NADH的场所是________________________________。(2)在探究光照强度对光合作用影响的实验中，向基质中加入的碳酸氢钠溶液的浓度过高，导致植物光合作用速率下降的原因是____________________________________________。(3)科研人员在适宜光照强度下，又陆续测定了基质含水量100%～48%范围内干重的变化，发现基质含水量76%时干重最大，则基质含水量76%__________(填“是”“不是”或“不一定是”)该植物制造有机物的最适基质含水量，原因是_____________________________________________________________________________________________________。 (4)在光照强度为440 μmol/(m2·s)时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用(已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用)。请以长出幼果的植株为实验材料，设计实验验证这一推断。简要写出实验设计思路。 必刷点六 探究环境因素对光合作用强度的影响17．（2021·广西高三月考）图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的NaHCO3（等浓度）溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间（图乙）。请回答下列有关问题：（1）利用图甲装置，可研究________________等因素（答出两点即可）对该植物光合速率的影响。（2）叶圆片上浮至液面的时间可反映________________。（3）图乙ab段说明________________。（4）通过图乙________________（填“能”或“不能”）确定真正光合作用的最适温度在bc之间，原因是________________。