高中生物高考热点微练11　光合作用与细胞呼吸的综合运用

热点微练11　光合作用与细胞呼吸的综合运用

1.(2021·贵阳市质检)科学家将小球藻装在一个密闭透明的玻璃容器中，通过一个通气管向玻璃容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关来控制光照的有无。请回答下列问题：

(1)在探究环境因素对光合作用影响的实验过程中，科学家得到如图所示曲线。图中改变的条件是________(“停止光照”或“停止CO2供应”)，简述判断理由：__________________

________________________________________________________________________。

(2)科学家向小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表。根据表中实验结果分析回答下列问题：

①本实验利用小球藻研究的是光合作用的________(填“光反应”或“暗反应”)阶段。

②每组照光后需将小球藻进行处理，使酶失活，其目的是________________，这样测定的数据才能准确反映光照时间内放射性物质的分布。

③14CO2进入叶绿体后，放射性首先出现在________中。

答案　(1)停止光照　停止光照后，光反应为暗反应提供的NADPH、ATP减少，影响C3的还原，导致C3含量升高；C5用于CO2的固定，不受停止光照的影响，C5含量下降(合理即可)

(2)①暗反应　②终止相关反应(合理即可)　③3­磷酸甘油酸(或三碳化合物)

解析　分析题中曲线可知，改变条件后，C3含量上升，C5含量下降，则改变的条件可能是增大CO2浓度或停止光照。(1)分析题图可知，改变条件后，(短时间内)C3含量上升，C5含量下降。停止光照的情况下，NADPH和ATP合成停止，C3的还原过程受阻，C3的消耗量减少，C3含量上升，C5的生成量减少，而短时间内CO2的固定速率不变，故C5含量下降。(2)①分析题中信息可知，实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段。②对每组照光后的小球藻进行处理，使酶失活的目的是终止相关反应。③光照时间为2 s时，在三碳化合物中检测出放射性物质，因此放射性首先出现在三碳化合物中。

2.(2020·合肥市调研)植物的光合作用是合成有机物的主要途径。下图一是光合作用过程示意图，其中A、B、C代表物质；图二表示在不同条件下某植株的光合作用速率。请据图分析回答：

(1)图一中A代表的物质是____________________________________________________。

(2)充足光照下，光合作用利用的CO2主要来自________，也有部分是由细胞的________________________________________________________________________(填场所)产生的。

(3)磷酸转运器能将磷酸丙糖运出的同时将无机磷酸等量运入叶绿体。当细胞质基质中无机磷酸相对含量降低时，________(填“促进”或“抑制”)磷酸丙糖的外运，同时________的合成量增加。

(4)图二是利用密闭大棚进行实验所得结果，这一实验过程中的自变量有________________________________________________________________________；

30 ℃时，给提供饱和CO2浓度的大棚通风，图一中C物质合成速率________(填“增加”“减小”或“不变”)。

(5)冬季晴天大棚蔬菜的生产除了应适当升温外，还可采取施用有机肥的方法达到增产目的，原因是________________________________________________________________。

答案　(1)ATP和NADPH　(2)大气　线粒体(基质)　(3)抑制　淀粉　(4)温度和二氧化碳浓度　减小　(5)有机肥被微生物分解既可提高环境中的二氧化碳浓度也可为植物提供无机盐

解析　(1)分析图一可知，A表示NADPH和ATP，B表示三碳化合物(C3)，C表示五碳化合物(C5)。(2)充足光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，光合作用利用的CO2主要来自大气，也有部分来自线粒体。(3)由题中信息可知，磷酸转运器能将磷酸丙糖运出的同时将无机磷酸等量运入叶绿体，结合题图可知，当细胞质基质中无机磷酸相对含量降低时，会抑制磷酸丙糖的外运，磷酸丙糖的外运被抑制后，淀粉的合成量增加。(4)根据坐标曲线图可知，该实验过程中的自变量有温度和二氧化碳浓度。C表示五碳化合物，30 ℃时，给提供饱和CO2浓度的大棚通风，将导致大棚中CO2浓度降低，二氧化碳浓度降低，会使C3的含量减少，因此会导致五碳化合物的合成速率减小。(5)由于有机肥被微生物分解既可以提高环境中二氧化碳的浓度，也可以为植物提供无机盐，故可以采取施用有机肥的方法达到增产目的。

3.(2021·开封市摸底调研)小麦是常见的农作物，某科研小组以小麦为实验材料做了有关光合作用的实验。下面图中，甲图表示光合作用部分过程；乙图表示某植株叶片在光斑(阳光穿过上层叶片的空隙会在下层叶片上形成光斑，它会随太阳的运动而移动)照射前后吸收CO2和释放O2的情况；丙图表示植物细胞有氧呼吸过程(以葡萄糖为底物)图解。

丙

(1)甲图CO2中O的最终去向是________。

(2)乙图中C点时，该植物叶肉细胞叶绿体光合作用所需CO2的来源是________________________。

(3)丙图中的数字，哪两个代表同一物质________。

(4)乙图中B点叶肉细胞间隙的O2浓度________(填写“>”“<”或“＝”)A点叶肉细胞间隙的O2浓度。

(5)丙图中8代表的是________。

答案　(1)有机物　(2)线粒体与从外界环境吸收　(3)4和7　(4)>　(5)能量(ATP)

解析　甲图表示光合作用的暗反应，包括CO2的固定和C3的还原；乙图中起初没有光斑时，光照强度弱，光合作用强度弱，O2释放速率和CO2吸收速率都很低，光斑开始时，光照强度增大，光反应速率增大，O2释放速率迅速增大，而暗反应提供给光反应的ADP、Pi和NADP＋供应不足，限制光反应速率，因此AB段O2释放速率下降，BC段达到稳定，光斑移开，光照强度下降到原水平，光反应瞬时下降到原水平，暗反应逐渐减弱至原稳定状态；丙图中，1代表葡萄糖，2代表丙酮酸，3代表二氧化碳，4代表水，5代表[H]，6代表氧气，7代表水，8代表ATP。(1)甲图中CO2中的O最终去向是有机物。(2)乙图中C点时有氧气释放，因此光合速率大于呼吸速率，此时该植株叶肉细胞叶绿体光合作用所需二氧化碳的来源为线粒体和外界环境。(3)由题图分析可知，4和7均代表水。(4)图中A点之前没有光照，叶片只能进行呼吸作用消耗氧气，因此A点时，叶肉细胞间隙的O2浓度很低；A点之后光斑开始，叶片光合作用增强，A到B之间虽然氧气释放速率逐渐降低，但是到达B点时，光合作用已经产生了大量氧气，因此B点叶肉细胞间隙的氧气浓度大于A点叶肉细胞间隙的氧气浓度。(5)丙图是植物细胞有氧呼吸过程图解，在三个阶段中都产生了ATP，因此8代表的是ATP。

4.(2021·山西省八校联考)黄瓜是人们餐桌上的常见蔬菜，某科研小组在晴朗的白天，分别对生长在强光下和弱光下的黄瓜幼苗吸收CO2的速率[单位：g/(cm2·h)]、气孔阻力(气孔开度减小，气孔阻力增大)等生理指标进行了测定，结果如图。请据图回答下列问题。

(1)由图1可知，与强光下相比，弱光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率下降的主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)10：00～12：00，光照强度不断增强，但实验测得强光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率却下降，请结合图2分析原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)若要测定强光和弱光对黄瓜幼苗光合色素的影响，需提取光合色素进行研究，则提取色素的原理是____________________________________________________________________

________________________________________________________________________，分离色素的方法是________。

(4)温度在一天中会发生变化，科研小组若要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的总光合速率，还要测定这一时段幼苗的________，若在白天进行该过程，需采取的措施是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。　　　　

答案　(1)弱光下光反应产生的NADPH和ATP比强光下少，还原C3生成有机物的量少

(2)该时段气孔阻力增大，黄瓜幼苗吸收CO2的速率减慢

(3)绿叶中的光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可用无水乙醇提取绿叶中的光合色素　纸层析法

(4)呼吸速率　遮光处理

解析　(1)与强光下相比，弱光下黄瓜幼苗吸收CO2的速率下降，主要原因是弱光下光反应产生的NADPH和ATP比强光下少，还原C3生成有机物的量少。(2)结合题图可知，从10：00到12：00，光照强度不断增强，但气孔阻力增大，气孔开度减小，黄瓜幼苗吸收CO2的速率减慢，导致光合速率下降。(3)若要测定强光和弱光对黄瓜幼苗光合色素的影响，需提取光合色素进行研究，提取色素时可用无水乙醇，原理是绿叶中的光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中；分离色素用纸层析法，原理是光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快。(4)要测定黄瓜幼苗一天中某一时段的总光合速率，还要测定这一时段幼苗的呼吸速率，若要在白天测定幼苗的呼吸速率，需要进行遮光处理。