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高考生物二轮限时规范训练：专题02第2讲《光合作用与细胞呼吸》（含详解）
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这是一份高考生物二轮限时规范训练：专题02第2讲《光合作用与细胞呼吸》（含详解），共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
[限时规范训练] 练思维 练规范 练就考场满分
光合作用与细胞呼吸(一)
一、选择题
1．湖南衡阳调研)下列关于小麦光合作用的叙述，正确的是( )
A．突然停止光照叶绿体中C5/C3的比值下降
B．夏季晴天光照最强时小麦光合速率最高
C．线粒体内膜产生的ATP可直接用于暗反应
D．CO2的固定可将ATP中的化学能转移到C3中
解析：突然停止光照，光反应提供的[H]、ATP减少，CO2供应不变，所以C3消耗量减少，C5产生量变少，但C5消耗暂时正常进行，故C5含量减少，C3含量增多，C5/C3的比值下降，A项正确；夏季晴天光照最强时，小麦为了减少蒸腾作用散失的水分，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，B项错误；暗反应需要的ATP只能来自于光反应，C项错误；暗反应中，C3的还原可将ATP中的化学能转移到有机物中，CO2的固定不会消耗ATP中的能量，D项错误。
答案：A
2．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是( )
A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小
B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加
C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小
D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小
解析：突然中断CO2供应，使暗反应中CO2固定减少，而三碳化合物还原仍在进行，因此导致C3减少，C5增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增加，A错误；突然中断CO2供应使C3减少，因此三碳化合物还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加，B正确；由于叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，突然将红光改变为绿光，会导致光反应产生的ATP和[H]减少，这将抑制暗反应中三碳化合物的还原，导致C5减少，C3增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值增加，C错误；突然将绿光改变为红光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和[H]增加，而ADP相对含量减少，因此暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加，D错误。
答案：B
3．下列关于细胞呼吸的叙述不正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸共同的中间产物有丙酮酸
B．叶肉细胞中细胞呼吸产生的ATP不能用于光合作用的暗反应
C．无氧呼吸释放少量能量，不彻底氧化产物中储存有能量未释放
D．人体长时间剧烈运动肌肉细胞产生CO2的量多于O2的消耗量
解析：有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的，都产生丙酮酸，A正确；叶肉细胞中细胞呼吸产生的ATP是不能用于光合作用的暗反应的，暗反应需要的ATP只能来自光反应，B正确；无氧呼吸释放的能量少，因为还有较多的能量储存在有机物中，C正确；人体长时间剧烈运动肌肉细胞会进行无氧呼吸，但人体无氧呼吸不产生二氧化碳，所以肌肉细胞产生的二氧化碳和消耗的氧气量是相等的，D错误。
答案：D
4．下列关于色素的叙述中，正确的是( )
A．植物体内所有的色素都位于叶绿体中
B．叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离
C．叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光
D．叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜
解析：植物体内光合色素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素，A错误；由于色素在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离，B错误；叶绿体中的各种色素对绿光吸收最少，而不是不吸收，C错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，D正确。
答案：D
5．研究人员以25片直径为3 mm的猕猴桃圆形叶片为材料，在一定光照强度下测量其在30 ℃、40 ℃和45 ℃恒温环境下的净光合速率(呼吸速率已知)，结果如下表。下列有关说法，错误的是( )
处理温度(℃)
30
40
45
净光合速率(O2μmol·100 mm－2·h－1)
2.03
1.94
0
呼吸速率(O2μmol·100 mm－2·h－1)
0.31
0.50
0.32
A.实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气
B．实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定
C．实验结果表明，40 ℃时光合作用仍可进行
D．实验结果表明，叶光合酶的最适温度为30 ℃
解析：实验中用叶片释放的氧气量表示净光合速率，因此在实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气，防止叶片中原有的空气对实验结果的影响，A正确；NaHCO3溶液可以释放二氧化碳，因此实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定，B正确；40 ℃时，净光合速率大于0，表明真正光合速率大于呼吸速率，因此40 ℃时光合作用仍可进行，C正确；由于实验仅有三个温度组合，不能说明其他温度时的实验情况，因此不能得出叶光合酶的最适温度，D错误。
答案：D
6．如图甲表示某植物CO2吸收量随光照强度改变的变化曲线；图乙表示将该植物放在不同浓度的CO2的环境条件下，光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A．若在缺镁环境中培养，图甲中B点向右移，C点向左下移
B．图甲中A点产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
C．阴生植物与阳生植物相比，B点向左移，C点向右下移
D．图乙曲线中d点到e点，叶绿体中三碳化合物浓度降低，e点到f点，叶绿体中五碳化合物浓度降低
解析：图甲中，B点表示光合速率等于呼吸速率时的光照强度，在C点对应的光照强度时光合速率达到最大值。镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁时，叶绿素的合成受阻，光合速率降低，要想光合速率等于呼吸速率，只有增大光照强度，因此B点向右移，C点向左下移，A项正确；图甲中A点时的光照强度为0，植物细胞只进行呼吸作用，有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸都能产生CO2，所以此时产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质或细胞质基质，B项错误；由于阴生植物适宜生活在较低光照条件下，因此光补偿点和光饱和点均低于阳生植物，故阴生植物与阳生植物相比，B点向左移，C点向左下移，C项错误；图乙曲线中e点与d点相比较，e点时光照强度增强，光反应产生的[H]和ATP增加，三碳化合物被还原加快，所以叶绿体中三碳化合物浓度降低，e点与f点相比较，f点CO2浓度降低了，所以暗反应消耗的五碳化合物减少，导致叶绿体中五碳化合物浓度升高，D项错误。
答案：A
7．如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化。下列说法正确的是( )
注：不考虑横坐标和纵坐标单位的
具体表示形式，单位的表示方法相同
A．若A代表O2吸收量，E点时光合作用积累的有机物量是12
B．若A代表O2吸收量，可以判断D点开始进行光合作用
C．若A代表CO2释放量，C点时植物根部释放的CO2一定来自线粒体
D．若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，E点向右下移动
解析：若A代表O2吸收量，E点时光合作用积累的有机物量是8，A错误；若A代表O2吸收量，D点表示光补偿点，光合作用从D点以前已经开始，B错误；若A代表CO2释放量，C点时植物根部释放的CO2可能来自细胞质基质和线粒体，C错误；若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光饱和点(E点)增大，向右下移动，D正确。
答案：D
8．某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究(均在最适温度下进行)，结果如图所示，相关分析合理的是( )
A．图一可见呼吸底物为葡萄糖，O2浓度为A时，O2的吸收量等于CO2的释放量
B．图一中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性
C．图二可见乙品种比甲品种呼吸速率低，且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中
D．图二中F点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体
解析：A点表示植物进行无氧呼吸和有氧呼吸放出的CO2量相同，此时O2的吸收量等于CO2释放量的一半，A错误；由于该研究均在室温下进行，应排除温度对酶活性的抑制，推测DE段CO2的释放量有所下降应是反应底物数量减少造成的，B错误；根据图二可知，乙品种更容易达到光补偿点和光饱和点，因此可推断乙品种更适于生长在弱光环境中，C正确；图二中F点时甲的叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此不存在叶绿体消耗ADP这一过程，D错误。
答案：C
二、非选择题
9．为研究细胞分裂素对常温和低温下茄子光合作用的影响，研究人员设计了如下实验方案(实验条件：光照和CO2浓度适宜)，结果见下表。回答下列问题：
组别
处理
叶绿素(mg·g－1)
光合速率(CO2/μmol·m－2·s－1)
气孔导度(mmol·m－2·s－1)
甲
常温＋喷施自来水
18.69
9.19
0.153
乙
常温＋细胞分裂素溶液
20.17
12.58
0.168
丙
低温＋喷施自来水
10.74
2.75
0.053
丁
低温＋细胞分裂素溶液
12.01
4.03
0.064
(1)本实验所研究的自变量与光合速率的关系是：________会降低茄子的光合速率，而细胞分裂素可________(填“增强”“减弱”或“不影响”)该因素对光合作用的抑制。
(2)据表中数据分析，低温下茄子光合速率较小的原因是：_________________________，
光反应减弱；同时________________引起CO2吸收速率降低，暗反应也减弱。
(3)一定浓度细胞分裂素处理后，光合速率增大，此时茄子的光饱和点将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(1)分析可知，低温会降低茄子的光合速率，而细胞分裂素可减弱该因素对光合作用的抑制。(2)据表中数据分析可知，低温下茄子光合速率小的原因是：低温导致叶绿素含量降低，吸收光的能力下降，光反应减弱；同时气孔导度降低会引起CO2吸收速率降低，所以暗反应也减弱。(3)一定浓度细胞分裂素处理后，叶绿素含量上升，光合速率大，此时茄子的光饱和点将变大。
答案：(1)低温 减弱
(2)低温导致叶绿素含量降低，对光能的转化能力下降 气孔导度降低
(3)变大
10．江西百所重点高中模拟)科学家在人工气候室中研究CO2浓度对两种植物(A和B)光合作用强度的影响。下图为经研究所建构的数学模型。回答相关问题。
(1)上图中光合作用强度是以一定时间内测定的O2释放量来定量表示的。光合作用强度也可以通过测定一定时间内________的消耗量来定量的表示。
(2)当CO2浓度达到一定量时，植物才能进行光合作用。A植物光合作用所需的最低CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)a点的CO2浓度。
(3)若降低光照强度，B植物的b点将向________移。
(4)据图分析，A植物固定CO2的能力________(填“大于”“小于”或“等于”)B植物，判断理由是________________________。
解析：(1)光合作用强度可以用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示，因此除了以一定时间内测定的O2释放量来定量表示外，也可以通过测定一定时间内CO2的消耗量来定量表示。(2)图中O2释放量反映的是植物光合作用产生的O2量与呼吸作用吸收的O2量的差值，即表示的是净光合作用强度。a点时的净光合作用强度为零，说明(实际)光合作用强度等于呼吸作用强度，因此A植物光合作用所需的最低CO2浓度小于a点的CO2浓度。(3)B植物的b点表示光合作用强度达到最大值时所需要的最小CO2浓度(CO2饱和点)。若降低光照强度，B植物的b点将向左下移。(4)曲线图显示：A植物在较低CO2浓度时光合作用强度高于B植物(或A植物能利用较B植物更低的CO2浓度进行光合作用)，说明A植物固定CO2的能力大于B植物。
答案：(1)CO2
(2)小于
(3)左下
(4)大于 A植物在较低CO2浓度时光合作用强度高于B植物(或答“A植物能利用较B植物更低的CO2浓度进行光合作用”)
11．山东枣庄模拟)取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm打孔器打出小圆片若干(注意避开大叶脉)，抽出小叶圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO2溶液的小烧杯中，置于光照强度和温度恒定且适宜的条件下，测得各组小叶圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。
(1)该实验的目的是_________________________________________________________。
(2)与a浓度相比，b浓度CO2时小叶圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率________(填“快”“相等”或“慢”)，此时小叶圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有________。
(3)当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小叶圆片中有机物的积累速率________(填“加快”“不变”或“减慢”)。
(4)另取若干相同的小叶圆片分别置于温度保持相同且适宜，溶液CO2浓度为a的小烧杯中，选用40 W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验，根据实验结果绘制成图2曲线(X1>0，X是光源与小烧杯的距离)。限制AB段净光合速率的主要外界因素是________，C点的含义是___________________________________________________。
解析：(1)由图1可以分析出，实验的目的是探究二氧化碳浓度对光合作用速率的影响。(2)二氧化碳浓度b浓度大于a浓度，b浓度时叶肉细胞生成的C3增多，消耗的[H]增多，则[H]的生成速率增加。此时叶肉细胞中既可进行呼吸作用也可进行光合作用，所以能产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。(3)当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，可从图1中看出光合作用减弱，所以有机物的积累速率减慢。(4)限制AB段净光合速率的主要外界因素是CO2浓度，此时光强不是限制光合作用的因素。C点氧气的释放速率为0，表示净光合作用速率为0，此时光合作用速率和呼吸作用速率相等。
答案：(1)探究二氧化碳浓度对光合作用速率的影响
(2)快 叶绿体、线粒体
(3)减慢
(4)CO2浓度 小叶圆片光合作用速率等于呼吸作用速率(净光合作用速率为零)
12．下图甲表示绿萝叶片净光合速率(以CO2吸收速率Pn表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，图乙表示不同条件下测定的绿萝叶片净光合速率变化，据图回答：
(1)图甲中，与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度较________，叶绿体中合成C3的速率相对________(填“较高”或“较低”)。
(2)14：00后叶片的Pn的下降，结果植株积累有机物的量________。叶片的Pn的先后两次下降，主要限制因素分别是________和________。
(3)图乙中限制a～b段叶片净光合速率的主要环境因素是________________，图乙中c点时绿萝叶肉细胞产生ATP的场所是__________________。
(4)图乙中净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是__________________________，f点时叶片________(填“能”或“不能”)进行光合作用，原因是_______________________。
解析：(1)分析图甲可知，在13：00时叶片胞间CO2浓度较低，因此影响细胞对二氧化碳的吸收，CO2固定减弱，C3合成速率相对较低。(2)14：00后Pn下降，有机物的合成速率下降，但图中净光合速率仍大于0，植物中有机物的积累量增加。叶片的Pn先后两次下降，第一次是胞间CO2浓度下降引起，第二次是光照强度减弱引起光反应速率降低导致的。(3)对于图乙来说，在阴天，a～b段对应时间一方面气温较低，另一方面光照强度较弱，因此净光合速率较低。图乙中c点光合作用和细胞呼吸都进行，因此细胞中能产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。(4)图乙中ef段时晴天气温较高，蒸腾作用导致叶片气孔关闭，细胞对CO2的吸收量减少，从而使净光合速率下降。在f点时有充足光照，同时细胞呼吸产生的二氧化碳又能被叶绿体利用，因此能进行光合作用。
答案：(1)低 较低
(2)增加 胞间CO2浓度 光照强度
(3)光照强度和温度 细胞质基质、线粒体、叶绿体(缺一不可)
(4)叶片气孔关闭，CO2吸收量减少 能 此时光照充足，且细胞呼吸作用释放的CO2可为光合作用提供原料
光合作用与细胞呼吸(二)
一、选择题
1．关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述，正确的是( )
A．色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散速度越快
B．研磨叶片时，加入CaCO3的目的是使研磨充分
C．用无水乙醇作溶剂，提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D．在滤纸条上画出一条滤液细线后，紧接着重复画线2～3次
解析：各种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，A正确；加入CaCO3的目的是防止研磨中色素被破坏，B错误；色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，提取的色素中有胡萝卜素，C错误；在滤纸条上画出一条滤液细线，等干燥后，再重复画线2～3次，D错误。
答案：A
2．绿叶海蜗牛能从自己吞食的藻类中获取叶绿体。这些叶绿体被储存在它的内脏细胞内，使它的身子呈现出一种独特的绿色。一旦一个成年个体体内的叶绿体数量达到饱和，它可以在长达10个月的时间内不用进食。下列叙述不正确的是( )
A．绿叶海蜗牛可获得吞食的藻类中的部分能量
B．绿叶海蜗牛从自己吞食的藻类中获取叶绿体体现了细胞膜具有流动性
C．藻类是高等植物，细胞无中心体；绿叶海蜗牛内脏细胞有中心体
D．不用进食是依赖于绿叶海蜗牛内脏细胞内的叶绿体进行光合作用
解析：绿叶海蜗牛可获得吞食的藻类中的部分能量，A正确；绿叶海蜗牛从自己吞食的藻类中获取叶绿体，依靠的是细胞膜的流动性，B正确；藻类不一定是高等植物，C错误；绿叶海蜗牛能从自己吞食的藻类中获取叶绿体，利用叶绿体进行光合作用合成有机物，所以它可以在长达10个月的时间内不用进食，D正确。
答案：C
3．下列有关叙述错误的是( )
A．植物吸收的CO2将参与暗反应合成有机物
B．碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2
C．生物进行有氧呼吸时，消耗的O2和产生的CO2的比值为1∶1
D．人在剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸的产物
解析：光合作用过程中植物吸收的CO2参与暗反应合成有机物，A正确；根据光合作用的过程，CO2进入叶肉细胞内首先发生二氧化碳的固定，碳转移到C3化合物中，又转移到糖类中，然后通过呼吸作用转移到丙酮酸中，在有氧呼吸的第二阶段转移到二氧化碳中，所以碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2，B正确；如果进行有氧呼吸底物是葡萄糖，则消耗的O2和产生的CO2的比值为1∶1，但是如果底物是脂肪，则消耗的O2和产生的CO2的比值不是1∶1，C错误；人的无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，二氧化碳都是有氧呼吸产生的，D正确。
答案：C
4．(2017·高考全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
解析：类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放氧气，D正确。
答案：A
5．下表是某哺乳动物CO2产生量随环境温度变化的测量值，下列推断不合理的是( )
环境温度(℃)
10
20
30
40
CO2产生量相对值
9.8
6.9
5.5
6.2
A.产生的CO2的O元素部分来自于细胞中参加反应的H2O
B．产生的CO2大部分产生于线粒体，少部分产生于细胞质基质
C．不同温度条件下，CO2产生量相对值不同，相关酶的活性基本相同
D．从40 ℃移至10 ℃环境时，该动物体内促甲状腺激素释放激素分泌增多
解析：有氧呼吸产生的CO2来自第二阶段，发生在线粒体基质中，反应物是丙酮酸和H2O，而丙酮酸是由葡萄糖分解产生的，所以产生的CO2的O来自于反应物葡萄糖和水，A正确；哺乳动物细胞只能通过有氧呼吸产生CO2，而有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体，因此哺乳动物的细胞质基质中不能产生CO2，B错误；由于哺乳动物属于恒温动物，外界温度改变，但体温不变，因此酶的活性基本不变，C正确；从40 ℃移至10 ℃环境时，该动物皮肤毛细血管收缩，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素能促进代谢增加产热，从而维持体温恒定，D正确。
答案：B
6．辽宁沈阳模拟)下表是某科研小组研究光合作用强度时所得到的部分结果，请结合温度影响酶的曲线和CO2浓度影响光合作用速率的曲线判断，相关分析正确的是( )
改变的条件
M
N
测定的光合作用强度
P
K
A.若改变的条件为温度，且P>K，则M>N
B．若改变的条件为温度，且M>N，则P>K
C．若改变的条件为CO2浓度，且M>N，则P>K
D．若改变的条件为CO2浓度，且P>K，则M>N
解析：据图可知，当温度低于或高于最适温度时，随温度降低或升高，酶的活性均减弱，导致光合作用强度均减弱，故若改变的条件为温度，且P>K，则M>N或MN，则P>K或P≤K，B错误；据图可知，S点为CO2补偿点，Q点对应的CO2浓度是CO2饱和点，若改变的条件为CO2浓度，当M>N处于CO2浓度饱和点之后时，则光合作用强度不变即P＝K，当M>N处于CO2浓度饱和点之前时，则光合作用强度随CO2浓度增大而增强，即P>K，C错误；据C项分析，若改变的条件为CO2浓度，且P>K，则说明一定是在CO2浓度饱和点之前提高了CO2浓度，即M>N，D正确。
答案：D
7.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是( )
A．与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低
B．在y点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度
解析：与y点相比较，x点时光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3化合物还原减少，导致C3含量较y点时高，A错误；题目中提到是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B错误；制约x点时光合作用的因素主要是光照强度，C错误；z点在图中Ⅰ曲线上，表示在适宜温度下，提高光照强度光合速率不再提高，说明此点限制光合速率的因素不是温度和光照强度，可能是CO2浓度，D正确。
答案：D
二、非选择题
8．山东烟台一模)茶树是我国重要的经济作物。为探究外源油菜素内酯(EBR)对茶树光合作用的调节机制，科研人员将适宜浓度的EBR溶液喷施于龙井43(A)、清明早(B)、香菇寮白毫(C)三种茶树的叶片上，同时设置空白对照组。处理24 h后测定茶树叶片的净光合速率(Pn)、RuBP羧化酶(参与CO2的固定)活性以及rbcl蛋白(构成RuBP羧化酶的一种蛋白质)表达量，结果如下表，请分析回答下列问题。
净光合速率(Pn) (μmol·m－2·s－1)
RuBP羧化酶活性(μmol·m－2·s－1)
rbcl蛋白表达量(相对值)
龙井43(A)
对照组
7
29
1
实验组
11
30
3.4
清明早(B)
对照组
13
28
2.2
实验组
15
35
2.7
香菇寮白毫(C)
对照组
6
14
1.8
实验组
14
30
2
(1)茶树叶肉细胞中进行光合作用时，驱动光反应与暗反应进行的能量分别是
________________________________________________________________________。
(2)RuBP羧化酶能催化一分子CO2与一分子C5结合生成两分子C3，当光照突然减弱的开始阶段，叶绿体中C5含量的变化趋势是________。
(3)根据实验数据分析，外源EBR处理后A品种光合作用速率增大的主要原因是________________。由此可以看出，从根本上讲，植物激素可以通过影响____________来实现对植物生命活动的调节。
解析：(1)茶树叶肉细胞中进行光合作用时，驱动光反应的能量为光能、驱动暗反应进行的能量为ATP水解释放的化学能。
(2)RuBP羧化酶能催化一分子CO2与一分子C5结合生成两分子C3，反应的场所是叶绿体基质。当光照突然减弱的开始阶段，ATP和[H]的生成减少，C3的还原受阻，C5的生成减少，短时间内其去路不变，最终导致叶绿体中C5含量的变化趋势是下降。(3)据表格分析：A品种光合作用速率增大的主要原因是rbcl蛋白的表达量增加，RuBP羧化酶的数量大幅增加。从根本上讲，植物激素可以通过影响基因的表达来实现对植物生命活动的调节。
答案：(1)光能和ATP水解释放的化学能
(2)降低
(3)RuBP羧化酶的数量(rbcl蛋白表达量)大幅增加 基因的表达
9．镉(Cd)是一种毒性很大的重金属元素，会对植物的生长造成伤害。现以洋葱为材料探究外源钙(Ca)能否缓解Cd的毒害。
(1)实验步骤：
①在室温(25 ℃)条件下，用自来水培养洋葱鳞茎，待刚长出叶片后选取80棵生长状况一致的洋葱幼苗平均分成________组，依次编号。
②每组镉处理和钙处理的浓度组合如下表，其他培养条件相同且适宜。
组别
镉处理(μmol/L)
0
10
100
300
钙处理(mmol/L)
0
A1
B1
C1
D1
0.1
A2
B2
C2
D2
1
A3
B3
C3
D3
10
A4
B4
C4
D4
③两周后，分别_____________________________________________________________。
(2)绘制实验结果柱形图如图所示。
(3)实验分析与讨论：
①A1、B1、C1、D1四组实验结果说明：___________________________________________。
②A、B组实验结果说明：在低镉浓度条件下，外源Ca对洋葱的生长无明显的影响；而C、D组实验结果则说明：在中、高镉浓度条件下，__________________________________。
③进一步研究发现，Ca2＋与Cd2＋竞争细胞表面有限的离子通道，当溶液中Ca2＋和Cd2＋同时存在时，Ca2＋可显著地________________，从而减轻Cd的毒害。
(4)若土壤中过量的镉被洋葱等植物吸收积累，会通过________传递进入人体，使人体骨骼中的钙大量流失，临床上常补充________来辅助治疗，以促进人体肠道对钙的吸收。临床上补充的此物质能以________的方式进入细胞。
解析：(1)①根据镉处理和钙处理各有4种不同浓度，可知实验应分为16组。③探究外源钙(Ca)能否缓解Cd对植物生长的毒害，应以植物的株高为因变量，两周后，分别测量植株高度，并计算各组的平均值。(3)①A1、B1、C1、D1四组镉浓度依次增大，平均株高依次减小，说明镉能抑制洋葱的生长，且随着镉浓度的升高，抑制作用逐渐增强。②C、D组随外源钙浓度增加，植物株高增加，说明在中、高镉浓度条件下，外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用，且钙浓度越高，缓解效果越明显。③Ca2＋与Cd2＋竞争细胞表面有限的离子通道，当溶液中Ca2＋和Cd2＋同时存在时，Ca2＋可显著地降低细胞对镉的吸收，从而减轻Cd的毒害。(4)土壤中过量的镉被洋葱等植物吸收积累，由于食物链的富集作用，会通过食物链传递进入人体，使人体骨骼中的钙大量流失。维生素D可以促进入体肠道对钙的吸收。维生素D属于脂质成分，以自由扩散的方式进入细胞。
答案：(1)16 测量植株高度，并计算各组的平均值
(3)①镉能抑制洋葱的生长，且随着镉浓度的升高，抑制作用逐渐增强 ②外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用，且钙浓度越高，缓解效果越明显
③降低细胞对镉的吸收
(4)食物链 维生素D 自由扩散
10．某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对呼吸作用的影响)：
实验一：将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min 测定小室中的CO2浓度，结果如图1所示。
实验二：给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如图2所示。请据图分析回答：
(1)在低浓度二氧化碳时，固定CO2能力较强的植物是________。
(2)实验一从开始经过10 min，通过光合作用制造的有机物总量：A植物________(填“大于”“等于”或“小于”)B植物。
(3)若A植物在第5 min时，光照突然降低，C5含量在短时间内将________。
(4)25～40 min期间两个密闭小室内CO2含量相对稳定，反映出A、B两种植物叶片在此时间段内光合作用强度________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。
(5)实验二中，若给予的光照强度为x klx(a
(5)增加 减少
11．某实验小组查阅资料了解到以下原理：将叶绿体分离后置于试管中，若在试管中加入适当的“氢受体”如二氯酚吲哚酚(简称DCPIP)，那么照光后便会使水分解并放出O2，这个反应被称为“希尔反应”，反应的过程如图(DCPIP是一种氢受体，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色)。现有如下材料和用品：离体叶绿体、0.5 mol/L蔗糖溶液、浓度为1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、试管若干、离心机。请完成实验设计并回答有关问题：
DCPIP(蓝色)＋H2ODCPIP－H2(无色)＋O2
实验步骤：
第一步：离体叶绿体，加入0.5 mol/L蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液。
第二步：
组别
加入试剂
处理方法
试管1
1%DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL
光照
试管2
①
黑暗
试管3
1%DCPIP 0.5 mL和蔗糖溶液5 mL
②
第三步：一段时间后，各试管用离心机离心5分钟。
(1)完成上述表格中的内容：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)观察结果：离心后试管1、2内上清液的颜色依次是________。试管3的颜色出现的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验分析与思考：配制叶绿体悬浮液时加入0.5 mol/L 蔗糖溶液的目的是
________________________________________________________________________。
(4)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化。希尔反应活力可通过测定DCPIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定________得到。
解析：(1)分析实验表格设置可知，试管1和2为一组对照实验，实验自变量为处理方法不同，其他条件均应相同，故试管2中应加入1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL。试管1和3为一组对照实验，实验自变量为处理方法不同，因此试管3应用光照处理。(2)试管1中DCPIP在光照条件下发生了水的光解产生还原性氢，变成还原态的无色物质；试管2中由于没有光照，水不发生光解，DCPIP物质处于氧化态的蓝色；试管3由于没有加入叶绿体悬液，不发生光反应，试管也显蓝色。(3)配制叶绿体悬浮液时加入0.5 mol/L蔗糖溶液是为了形成等渗溶液，防止叶绿体由于渗透作用吸水涨破。(4)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化，希尔反应活力可通过测定DCPIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定光反应中水的光解释放的氧气量得到。
答案：(1)1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL 光照
(2)无色、蓝色 试管3由于没有加入叶绿体，不发生光反应，试管也显蓝色
(3)形成等渗溶液
(4)光反应 释放的氧气量
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光合作用与细胞呼吸(一)
一、选择题
1．湖南衡阳调研)下列关于小麦光合作用的叙述，正确的是( )
A．突然停止光照叶绿体中C5/C3的比值下降
B．夏季晴天光照最强时小麦光合速率最高
C．线粒体内膜产生的ATP可直接用于暗反应
D．CO2的固定可将ATP中的化学能转移到C3中
解析：突然停止光照，光反应提供的[H]、ATP减少，CO2供应不变，所以C3消耗量减少，C5产生量变少，但C5消耗暂时正常进行，故C5含量减少，C3含量增多，C5/C3的比值下降，A项正确；夏季晴天光照最强时，小麦为了减少蒸腾作用散失的水分，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，B项错误；暗反应需要的ATP只能来自于光反应，C项错误；暗反应中，C3的还原可将ATP中的化学能转移到有机物中，CO2的固定不会消耗ATP中的能量，D项错误。
答案：A
2．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是( )
A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小
B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加
C．突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小
D．突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小
解析：突然中断CO2供应，使暗反应中CO2固定减少，而三碳化合物还原仍在进行，因此导致C3减少，C5增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增加，A错误；突然中断CO2供应使C3减少，因此三碳化合物还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加，B正确；由于叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，突然将红光改变为绿光，会导致光反应产生的ATP和[H]减少，这将抑制暗反应中三碳化合物的还原，导致C5减少，C3增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值增加，C错误；突然将绿光改变为红光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和[H]增加，而ADP相对含量减少，因此暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加，D错误。
答案：B
3．下列关于细胞呼吸的叙述不正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸共同的中间产物有丙酮酸
B．叶肉细胞中细胞呼吸产生的ATP不能用于光合作用的暗反应
C．无氧呼吸释放少量能量，不彻底氧化产物中储存有能量未释放
D．人体长时间剧烈运动肌肉细胞产生CO2的量多于O2的消耗量
解析：有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的，都产生丙酮酸，A正确；叶肉细胞中细胞呼吸产生的ATP是不能用于光合作用的暗反应的，暗反应需要的ATP只能来自光反应，B正确；无氧呼吸释放的能量少，因为还有较多的能量储存在有机物中，C正确；人体长时间剧烈运动肌肉细胞会进行无氧呼吸，但人体无氧呼吸不产生二氧化碳，所以肌肉细胞产生的二氧化碳和消耗的氧气量是相等的，D错误。
答案：D
4．下列关于色素的叙述中，正确的是( )
A．植物体内所有的色素都位于叶绿体中
B．叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离
C．叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光
D．叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜
解析：植物体内光合色素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素，A错误；由于色素在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离，B错误；叶绿体中的各种色素对绿光吸收最少，而不是不吸收，C错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，D正确。
答案：D
5．研究人员以25片直径为3 mm的猕猴桃圆形叶片为材料，在一定光照强度下测量其在30 ℃、40 ℃和45 ℃恒温环境下的净光合速率(呼吸速率已知)，结果如下表。下列有关说法，错误的是( )
处理温度(℃)
30
40
45
净光合速率(O2μmol·100 mm－2·h－1)
2.03
1.94
0
呼吸速率(O2μmol·100 mm－2·h－1)
0.31
0.50
0.32
A.实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气
B．实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定
C．实验结果表明，40 ℃时光合作用仍可进行
D．实验结果表明，叶光合酶的最适温度为30 ℃
解析：实验中用叶片释放的氧气量表示净光合速率，因此在实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气，防止叶片中原有的空气对实验结果的影响，A正确；NaHCO3溶液可以释放二氧化碳，因此实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定，B正确；40 ℃时，净光合速率大于0，表明真正光合速率大于呼吸速率，因此40 ℃时光合作用仍可进行，C正确；由于实验仅有三个温度组合，不能说明其他温度时的实验情况，因此不能得出叶光合酶的最适温度，D错误。
答案：D
6．如图甲表示某植物CO2吸收量随光照强度改变的变化曲线；图乙表示将该植物放在不同浓度的CO2的环境条件下，光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A．若在缺镁环境中培养，图甲中B点向右移，C点向左下移
B．图甲中A点产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
C．阴生植物与阳生植物相比，B点向左移，C点向右下移
D．图乙曲线中d点到e点，叶绿体中三碳化合物浓度降低，e点到f点，叶绿体中五碳化合物浓度降低
解析：图甲中，B点表示光合速率等于呼吸速率时的光照强度，在C点对应的光照强度时光合速率达到最大值。镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁时，叶绿素的合成受阻，光合速率降低，要想光合速率等于呼吸速率，只有增大光照强度，因此B点向右移，C点向左下移，A项正确；图甲中A点时的光照强度为0，植物细胞只进行呼吸作用，有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸都能产生CO2，所以此时产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质或细胞质基质，B项错误；由于阴生植物适宜生活在较低光照条件下，因此光补偿点和光饱和点均低于阳生植物，故阴生植物与阳生植物相比，B点向左移，C点向左下移，C项错误；图乙曲线中e点与d点相比较，e点时光照强度增强，光反应产生的[H]和ATP增加，三碳化合物被还原加快，所以叶绿体中三碳化合物浓度降低，e点与f点相比较，f点CO2浓度降低了，所以暗反应消耗的五碳化合物减少，导致叶绿体中五碳化合物浓度升高，D项错误。
答案：A
7．如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化。下列说法正确的是( )
注：不考虑横坐标和纵坐标单位的
具体表示形式，单位的表示方法相同
A．若A代表O2吸收量，E点时光合作用积累的有机物量是12
B．若A代表O2吸收量，可以判断D点开始进行光合作用
C．若A代表CO2释放量，C点时植物根部释放的CO2一定来自线粒体
D．若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，E点向右下移动
解析：若A代表O2吸收量，E点时光合作用积累的有机物量是8，A错误；若A代表O2吸收量，D点表示光补偿点，光合作用从D点以前已经开始，B错误；若A代表CO2释放量，C点时植物根部释放的CO2可能来自细胞质基质和线粒体，C错误；若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光饱和点(E点)增大，向右下移动，D正确。
答案：D
8．某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究(均在最适温度下进行)，结果如图所示，相关分析合理的是( )
A．图一可见呼吸底物为葡萄糖，O2浓度为A时，O2的吸收量等于CO2的释放量
B．图一中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性
C．图二可见乙品种比甲品种呼吸速率低，且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中
D．图二中F点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体
解析：A点表示植物进行无氧呼吸和有氧呼吸放出的CO2量相同，此时O2的吸收量等于CO2释放量的一半，A错误；由于该研究均在室温下进行，应排除温度对酶活性的抑制，推测DE段CO2的释放量有所下降应是反应底物数量减少造成的，B错误；根据图二可知，乙品种更容易达到光补偿点和光饱和点，因此可推断乙品种更适于生长在弱光环境中，C正确；图二中F点时甲的叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此不存在叶绿体消耗ADP这一过程，D错误。
答案：C
二、非选择题
9．为研究细胞分裂素对常温和低温下茄子光合作用的影响，研究人员设计了如下实验方案(实验条件：光照和CO2浓度适宜)，结果见下表。回答下列问题：
组别
处理
叶绿素(mg·g－1)
光合速率(CO2/μmol·m－2·s－1)
气孔导度(mmol·m－2·s－1)
甲
常温＋喷施自来水
18.69
9.19
0.153
乙
常温＋细胞分裂素溶液
20.17
12.58
0.168
丙
低温＋喷施自来水
10.74
2.75
0.053
丁
低温＋细胞分裂素溶液
12.01
4.03
0.064
(1)本实验所研究的自变量与光合速率的关系是：________会降低茄子的光合速率，而细胞分裂素可________(填“增强”“减弱”或“不影响”)该因素对光合作用的抑制。
(2)据表中数据分析，低温下茄子光合速率较小的原因是：_________________________，
光反应减弱；同时________________引起CO2吸收速率降低，暗反应也减弱。
(3)一定浓度细胞分裂素处理后，光合速率增大，此时茄子的光饱和点将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(1)分析可知，低温会降低茄子的光合速率，而细胞分裂素可减弱该因素对光合作用的抑制。(2)据表中数据分析可知，低温下茄子光合速率小的原因是：低温导致叶绿素含量降低，吸收光的能力下降，光反应减弱；同时气孔导度降低会引起CO2吸收速率降低，所以暗反应也减弱。(3)一定浓度细胞分裂素处理后，叶绿素含量上升，光合速率大，此时茄子的光饱和点将变大。
答案：(1)低温 减弱
(2)低温导致叶绿素含量降低，对光能的转化能力下降 气孔导度降低
(3)变大
10．江西百所重点高中模拟)科学家在人工气候室中研究CO2浓度对两种植物(A和B)光合作用强度的影响。下图为经研究所建构的数学模型。回答相关问题。
(1)上图中光合作用强度是以一定时间内测定的O2释放量来定量表示的。光合作用强度也可以通过测定一定时间内________的消耗量来定量的表示。
(2)当CO2浓度达到一定量时，植物才能进行光合作用。A植物光合作用所需的最低CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)a点的CO2浓度。
(3)若降低光照强度，B植物的b点将向________移。
(4)据图分析，A植物固定CO2的能力________(填“大于”“小于”或“等于”)B植物，判断理由是________________________。
解析：(1)光合作用强度可以用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示，因此除了以一定时间内测定的O2释放量来定量表示外，也可以通过测定一定时间内CO2的消耗量来定量表示。(2)图中O2释放量反映的是植物光合作用产生的O2量与呼吸作用吸收的O2量的差值，即表示的是净光合作用强度。a点时的净光合作用强度为零，说明(实际)光合作用强度等于呼吸作用强度，因此A植物光合作用所需的最低CO2浓度小于a点的CO2浓度。(3)B植物的b点表示光合作用强度达到最大值时所需要的最小CO2浓度(CO2饱和点)。若降低光照强度，B植物的b点将向左下移。(4)曲线图显示：A植物在较低CO2浓度时光合作用强度高于B植物(或A植物能利用较B植物更低的CO2浓度进行光合作用)，说明A植物固定CO2的能力大于B植物。
答案：(1)CO2
(2)小于
(3)左下
(4)大于 A植物在较低CO2浓度时光合作用强度高于B植物(或答“A植物能利用较B植物更低的CO2浓度进行光合作用”)
11．山东枣庄模拟)取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm打孔器打出小圆片若干(注意避开大叶脉)，抽出小叶圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO2溶液的小烧杯中，置于光照强度和温度恒定且适宜的条件下，测得各组小叶圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。
(1)该实验的目的是_________________________________________________________。
(2)与a浓度相比，b浓度CO2时小叶圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率________(填“快”“相等”或“慢”)，此时小叶圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有________。
(3)当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小叶圆片中有机物的积累速率________(填“加快”“不变”或“减慢”)。
(4)另取若干相同的小叶圆片分别置于温度保持相同且适宜，溶液CO2浓度为a的小烧杯中，选用40 W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验，根据实验结果绘制成图2曲线(X1>0，X是光源与小烧杯的距离)。限制AB段净光合速率的主要外界因素是________，C点的含义是___________________________________________________。
解析：(1)由图1可以分析出，实验的目的是探究二氧化碳浓度对光合作用速率的影响。(2)二氧化碳浓度b浓度大于a浓度，b浓度时叶肉细胞生成的C3增多，消耗的[H]增多，则[H]的生成速率增加。此时叶肉细胞中既可进行呼吸作用也可进行光合作用，所以能产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。(3)当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，可从图1中看出光合作用减弱，所以有机物的积累速率减慢。(4)限制AB段净光合速率的主要外界因素是CO2浓度，此时光强不是限制光合作用的因素。C点氧气的释放速率为0，表示净光合作用速率为0，此时光合作用速率和呼吸作用速率相等。
答案：(1)探究二氧化碳浓度对光合作用速率的影响
(2)快 叶绿体、线粒体
(3)减慢
(4)CO2浓度 小叶圆片光合作用速率等于呼吸作用速率(净光合作用速率为零)
12．下图甲表示绿萝叶片净光合速率(以CO2吸收速率Pn表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，图乙表示不同条件下测定的绿萝叶片净光合速率变化，据图回答：
(1)图甲中，与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度较________，叶绿体中合成C3的速率相对________(填“较高”或“较低”)。
(2)14：00后叶片的Pn的下降，结果植株积累有机物的量________。叶片的Pn的先后两次下降，主要限制因素分别是________和________。
(3)图乙中限制a～b段叶片净光合速率的主要环境因素是________________，图乙中c点时绿萝叶肉细胞产生ATP的场所是__________________。
(4)图乙中净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是__________________________，f点时叶片________(填“能”或“不能”)进行光合作用，原因是_______________________。
解析：(1)分析图甲可知，在13：00时叶片胞间CO2浓度较低，因此影响细胞对二氧化碳的吸收，CO2固定减弱，C3合成速率相对较低。(2)14：00后Pn下降，有机物的合成速率下降，但图中净光合速率仍大于0，植物中有机物的积累量增加。叶片的Pn先后两次下降，第一次是胞间CO2浓度下降引起，第二次是光照强度减弱引起光反应速率降低导致的。(3)对于图乙来说，在阴天，a～b段对应时间一方面气温较低，另一方面光照强度较弱，因此净光合速率较低。图乙中c点光合作用和细胞呼吸都进行，因此细胞中能产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。(4)图乙中ef段时晴天气温较高，蒸腾作用导致叶片气孔关闭，细胞对CO2的吸收量减少，从而使净光合速率下降。在f点时有充足光照，同时细胞呼吸产生的二氧化碳又能被叶绿体利用，因此能进行光合作用。
答案：(1)低 较低
(2)增加 胞间CO2浓度 光照强度
(3)光照强度和温度 细胞质基质、线粒体、叶绿体(缺一不可)
(4)叶片气孔关闭，CO2吸收量减少 能 此时光照充足，且细胞呼吸作用释放的CO2可为光合作用提供原料
光合作用与细胞呼吸(二)
一、选择题
1．关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述，正确的是( )
A．色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散速度越快
B．研磨叶片时，加入CaCO3的目的是使研磨充分
C．用无水乙醇作溶剂，提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D．在滤纸条上画出一条滤液细线后，紧接着重复画线2～3次
解析：各种色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，A正确；加入CaCO3的目的是防止研磨中色素被破坏，B错误；色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，提取的色素中有胡萝卜素，C错误；在滤纸条上画出一条滤液细线，等干燥后，再重复画线2～3次，D错误。
答案：A
2．绿叶海蜗牛能从自己吞食的藻类中获取叶绿体。这些叶绿体被储存在它的内脏细胞内，使它的身子呈现出一种独特的绿色。一旦一个成年个体体内的叶绿体数量达到饱和，它可以在长达10个月的时间内不用进食。下列叙述不正确的是( )
A．绿叶海蜗牛可获得吞食的藻类中的部分能量
B．绿叶海蜗牛从自己吞食的藻类中获取叶绿体体现了细胞膜具有流动性
C．藻类是高等植物，细胞无中心体；绿叶海蜗牛内脏细胞有中心体
D．不用进食是依赖于绿叶海蜗牛内脏细胞内的叶绿体进行光合作用
解析：绿叶海蜗牛可获得吞食的藻类中的部分能量，A正确；绿叶海蜗牛从自己吞食的藻类中获取叶绿体，依靠的是细胞膜的流动性，B正确；藻类不一定是高等植物，C错误；绿叶海蜗牛能从自己吞食的藻类中获取叶绿体，利用叶绿体进行光合作用合成有机物，所以它可以在长达10个月的时间内不用进食，D正确。
答案：C
3．下列有关叙述错误的是( )
A．植物吸收的CO2将参与暗反应合成有机物
B．碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2
C．生物进行有氧呼吸时，消耗的O2和产生的CO2的比值为1∶1
D．人在剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸的产物
解析：光合作用过程中植物吸收的CO2参与暗反应合成有机物，A正确；根据光合作用的过程，CO2进入叶肉细胞内首先发生二氧化碳的固定，碳转移到C3化合物中，又转移到糖类中，然后通过呼吸作用转移到丙酮酸中，在有氧呼吸的第二阶段转移到二氧化碳中，所以碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2，B正确；如果进行有氧呼吸底物是葡萄糖，则消耗的O2和产生的CO2的比值为1∶1，但是如果底物是脂肪，则消耗的O2和产生的CO2的比值不是1∶1，C错误；人的无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，二氧化碳都是有氧呼吸产生的，D正确。
答案：C
4．(2017·高考全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
解析：类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放氧气，D正确。
答案：A
5．下表是某哺乳动物CO2产生量随环境温度变化的测量值，下列推断不合理的是( )
环境温度(℃)
10
20
30
40
CO2产生量相对值
9.8
6.9
5.5
6.2
A.产生的CO2的O元素部分来自于细胞中参加反应的H2O
B．产生的CO2大部分产生于线粒体，少部分产生于细胞质基质
C．不同温度条件下，CO2产生量相对值不同，相关酶的活性基本相同
D．从40 ℃移至10 ℃环境时，该动物体内促甲状腺激素释放激素分泌增多
解析：有氧呼吸产生的CO2来自第二阶段，发生在线粒体基质中，反应物是丙酮酸和H2O，而丙酮酸是由葡萄糖分解产生的，所以产生的CO2的O来自于反应物葡萄糖和水，A正确；哺乳动物细胞只能通过有氧呼吸产生CO2，而有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体，因此哺乳动物的细胞质基质中不能产生CO2，B错误；由于哺乳动物属于恒温动物，外界温度改变，但体温不变，因此酶的活性基本不变，C正确；从40 ℃移至10 ℃环境时，该动物皮肤毛细血管收缩，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素能促进代谢增加产热，从而维持体温恒定，D正确。
答案：B
6．辽宁沈阳模拟)下表是某科研小组研究光合作用强度时所得到的部分结果，请结合温度影响酶的曲线和CO2浓度影响光合作用速率的曲线判断，相关分析正确的是( )
改变的条件
M
N
测定的光合作用强度
P
K
A.若改变的条件为温度，且P>K，则M>N
B．若改变的条件为温度，且M>N，则P>K
C．若改变的条件为CO2浓度，且M>N，则P>K
D．若改变的条件为CO2浓度，且P>K，则M>N
解析：据图可知，当温度低于或高于最适温度时，随温度降低或升高，酶的活性均减弱，导致光合作用强度均减弱，故若改变的条件为温度，且P>K，则M>N或M
答案：D
7.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是( )
A．与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低
B．在y点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度
解析：与y点相比较，x点时光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3化合物还原减少，导致C3含量较y点时高，A错误；题目中提到是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B错误；制约x点时光合作用的因素主要是光照强度，C错误；z点在图中Ⅰ曲线上，表示在适宜温度下，提高光照强度光合速率不再提高，说明此点限制光合速率的因素不是温度和光照强度，可能是CO2浓度，D正确。
答案：D
二、非选择题
8．山东烟台一模)茶树是我国重要的经济作物。为探究外源油菜素内酯(EBR)对茶树光合作用的调节机制，科研人员将适宜浓度的EBR溶液喷施于龙井43(A)、清明早(B)、香菇寮白毫(C)三种茶树的叶片上，同时设置空白对照组。处理24 h后测定茶树叶片的净光合速率(Pn)、RuBP羧化酶(参与CO2的固定)活性以及rbcl蛋白(构成RuBP羧化酶的一种蛋白质)表达量，结果如下表，请分析回答下列问题。
净光合速率(Pn) (μmol·m－2·s－1)
RuBP羧化酶活性(μmol·m－2·s－1)
rbcl蛋白表达量(相对值)
龙井43(A)
对照组
7
29
1
实验组
11
30
3.4
清明早(B)
对照组
13
28
2.2
实验组
15
35
2.7
香菇寮白毫(C)
对照组
6
14
1.8
实验组
14
30
2
(1)茶树叶肉细胞中进行光合作用时，驱动光反应与暗反应进行的能量分别是
________________________________________________________________________。
(2)RuBP羧化酶能催化一分子CO2与一分子C5结合生成两分子C3，当光照突然减弱的开始阶段，叶绿体中C5含量的变化趋势是________。
(3)根据实验数据分析，外源EBR处理后A品种光合作用速率增大的主要原因是________________。由此可以看出，从根本上讲，植物激素可以通过影响____________来实现对植物生命活动的调节。
解析：(1)茶树叶肉细胞中进行光合作用时，驱动光反应的能量为光能、驱动暗反应进行的能量为ATP水解释放的化学能。
(2)RuBP羧化酶能催化一分子CO2与一分子C5结合生成两分子C3，反应的场所是叶绿体基质。当光照突然减弱的开始阶段，ATP和[H]的生成减少，C3的还原受阻，C5的生成减少，短时间内其去路不变，最终导致叶绿体中C5含量的变化趋势是下降。(3)据表格分析：A品种光合作用速率增大的主要原因是rbcl蛋白的表达量增加，RuBP羧化酶的数量大幅增加。从根本上讲，植物激素可以通过影响基因的表达来实现对植物生命活动的调节。
答案：(1)光能和ATP水解释放的化学能
(2)降低
(3)RuBP羧化酶的数量(rbcl蛋白表达量)大幅增加 基因的表达
9．镉(Cd)是一种毒性很大的重金属元素，会对植物的生长造成伤害。现以洋葱为材料探究外源钙(Ca)能否缓解Cd的毒害。
(1)实验步骤：
①在室温(25 ℃)条件下，用自来水培养洋葱鳞茎，待刚长出叶片后选取80棵生长状况一致的洋葱幼苗平均分成________组，依次编号。
②每组镉处理和钙处理的浓度组合如下表，其他培养条件相同且适宜。
组别
镉处理(μmol/L)
0
10
100
300
钙处理(mmol/L)
0
A1
B1
C1
D1
0.1
A2
B2
C2
D2
1
A3
B3
C3
D3
10
A4
B4
C4
D4
③两周后，分别_____________________________________________________________。
(2)绘制实验结果柱形图如图所示。
(3)实验分析与讨论：
①A1、B1、C1、D1四组实验结果说明：___________________________________________。
②A、B组实验结果说明：在低镉浓度条件下，外源Ca对洋葱的生长无明显的影响；而C、D组实验结果则说明：在中、高镉浓度条件下，__________________________________。
③进一步研究发现，Ca2＋与Cd2＋竞争细胞表面有限的离子通道，当溶液中Ca2＋和Cd2＋同时存在时，Ca2＋可显著地________________，从而减轻Cd的毒害。
(4)若土壤中过量的镉被洋葱等植物吸收积累，会通过________传递进入人体，使人体骨骼中的钙大量流失，临床上常补充________来辅助治疗，以促进人体肠道对钙的吸收。临床上补充的此物质能以________的方式进入细胞。
解析：(1)①根据镉处理和钙处理各有4种不同浓度，可知实验应分为16组。③探究外源钙(Ca)能否缓解Cd对植物生长的毒害，应以植物的株高为因变量，两周后，分别测量植株高度，并计算各组的平均值。(3)①A1、B1、C1、D1四组镉浓度依次增大，平均株高依次减小，说明镉能抑制洋葱的生长，且随着镉浓度的升高，抑制作用逐渐增强。②C、D组随外源钙浓度增加，植物株高增加，说明在中、高镉浓度条件下，外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用，且钙浓度越高，缓解效果越明显。③Ca2＋与Cd2＋竞争细胞表面有限的离子通道，当溶液中Ca2＋和Cd2＋同时存在时，Ca2＋可显著地降低细胞对镉的吸收，从而减轻Cd的毒害。(4)土壤中过量的镉被洋葱等植物吸收积累，由于食物链的富集作用，会通过食物链传递进入人体，使人体骨骼中的钙大量流失。维生素D可以促进入体肠道对钙的吸收。维生素D属于脂质成分，以自由扩散的方式进入细胞。
答案：(1)16 测量植株高度，并计算各组的平均值
(3)①镉能抑制洋葱的生长，且随着镉浓度的升高，抑制作用逐渐增强 ②外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用，且钙浓度越高，缓解效果越明显
③降低细胞对镉的吸收
(4)食物链 维生素D 自由扩散
10．某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对呼吸作用的影响)：
实验一：将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min 测定小室中的CO2浓度，结果如图1所示。
实验二：给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如图2所示。请据图分析回答：
(1)在低浓度二氧化碳时，固定CO2能力较强的植物是________。
(2)实验一从开始经过10 min，通过光合作用制造的有机物总量：A植物________(填“大于”“等于”或“小于”)B植物。
(3)若A植物在第5 min时，光照突然降低，C5含量在短时间内将________。
(4)25～40 min期间两个密闭小室内CO2含量相对稳定，反映出A、B两种植物叶片在此时间段内光合作用强度________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。
(5)实验二中，若给予的光照强度为x klx(a
(5)增加 减少
11．某实验小组查阅资料了解到以下原理：将叶绿体分离后置于试管中，若在试管中加入适当的“氢受体”如二氯酚吲哚酚(简称DCPIP)，那么照光后便会使水分解并放出O2，这个反应被称为“希尔反应”，反应的过程如图(DCPIP是一种氢受体，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色)。现有如下材料和用品：离体叶绿体、0.5 mol/L蔗糖溶液、浓度为1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、试管若干、离心机。请完成实验设计并回答有关问题：
DCPIP(蓝色)＋H2ODCPIP－H2(无色)＋O2
实验步骤：
第一步：离体叶绿体，加入0.5 mol/L蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液。
第二步：
组别
加入试剂
处理方法
试管1
1%DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL
光照
试管2
①
黑暗
试管3
1%DCPIP 0.5 mL和蔗糖溶液5 mL
②
第三步：一段时间后，各试管用离心机离心5分钟。
(1)完成上述表格中的内容：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)观察结果：离心后试管1、2内上清液的颜色依次是________。试管3的颜色出现的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验分析与思考：配制叶绿体悬浮液时加入0.5 mol/L 蔗糖溶液的目的是
________________________________________________________________________。
(4)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中________阶段的部分变化。希尔反应活力可通过测定DCPIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定________得到。
解析：(1)分析实验表格设置可知，试管1和2为一组对照实验，实验自变量为处理方法不同，其他条件均应相同，故试管2中应加入1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL。试管1和3为一组对照实验，实验自变量为处理方法不同，因此试管3应用光照处理。(2)试管1中DCPIP在光照条件下发生了水的光解产生还原性氢，变成还原态的无色物质；试管2中由于没有光照，水不发生光解，DCPIP物质处于氧化态的蓝色；试管3由于没有加入叶绿体悬液，不发生光反应，试管也显蓝色。(3)配制叶绿体悬浮液时加入0.5 mol/L蔗糖溶液是为了形成等渗溶液，防止叶绿体由于渗透作用吸水涨破。(4)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化，希尔反应活力可通过测定DCPIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定光反应中水的光解释放的氧气量得到。
答案：(1)1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL 光照
(2)无色、蓝色 试管3由于没有加入叶绿体，不发生光反应，试管也显蓝色
(3)形成等渗溶液
(4)光反应 释放的氧气量
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