光呼吸及C4與C3植物試題強化

1、光呼吸及 C3 植物和 C4 植物的補充1 I.光呼吸是進行光合作用的細胞在光照和O 2 /CO 2 值異常時發(fā)生的一種生理過程（圖甲所示），該過程是細胞在Rubisco 酶的催化下，消耗O 2 ，生成 CO 2 ，借助葉綠體、線粒體等多種細胞器共同完成的消耗能量的反應(yīng)。請回答下列問題。（ 1） Rubisco 酶既能催化 C5 和 CO2 反應(yīng)，又能催化C5 和 O2 反應(yīng)，可以推測O2/CO 2 值（“偏高”或“偏低”）時有利于光呼吸而不利于光合作用。（ 2）在高溫、干旱和強光照條件下，植物的蒸騰作用很強，葉片氣孔大量關(guān)閉，_的供應(yīng)量減少，植物可通過光呼吸為光合作用提供的物質(zhì)為。（ 3）據(jù)

2、圖可知，光呼吸和光合作用都能利用的物質(zhì)是，光合作用利用該物質(zhì)的場所，光呼吸中生成CO 2 的場所。（ 4）與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把細胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反應(yīng)條件來講光呼吸與暗呼吸的不同是。II科學(xué)家測定不同溫度下某植物對CO2 的吸收速度如圖乙所示。（ 1）據(jù)圖可知，導(dǎo)致。AA、B 兩點植物 CO2 吸收速度相等的外界因素是點的總光合作用速率（“ ”“ ”或“ = ”）B 點的總光合作用速率。（ 2）在 15 ， lklx 條件下，植物 5 小時吸收 CO2mol 。2. 植物細胞中的葉綠體在光照條件下可以消耗一定量的O2 ，這屬于植物細胞光呼吸的重要環(huán)節(jié)。右圖表示光合作用和光呼吸的部

3、分過程，請回答：（ 1）過程發(fā)生在中，并且需要光反應(yīng)提供。在黑暗條件下 C3 不能被還原再生成化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能進行。（ 2）研究發(fā)現(xiàn)，催化過程和的是同一種酶， CO2和 O2會競爭此酶的同一活性位點。因此，當細胞中O2濃度升高時，過程會受到。（ 3）在強光下，光反應(yīng)轉(zhuǎn)換的能量超過暗反應(yīng)的需要，會對細胞造成傷害，此時光呼吸可以對細胞起到保護作用，原因是。（ 4）從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是。3（ 16 分）下圖示玉米光合作用的過程，據(jù)圖回答：（ 1）H 由細胞的葉綠體提供，它產(chǎn)自光合作用的階段。（ 2）能固定 CO2的物質(zhì)有。PEP酶與 CO2的親和力是 Ru

4、bisco 酶的60 倍，而馬鈴薯沒有C4 生成這一途徑，則玉米和馬鈴薯在炎熱夏天的中午，兩種植物細胞內(nèi)C3 含量的變化及差異是。（ 3）要探明CO2中的C在光合作用中的轉(zhuǎn)化過程， 采用的方法是。（ 4）施有機肥能有效促進玉米生長，其原理是有機肥經(jīng)分解后可為光合作用提供。（ 5）玉米有氧呼吸過程中也有丙酮酸產(chǎn)生，該物質(zhì)可在中被徹底分解。（ 6）有科學(xué)家擬利用植物體細胞雜交技術(shù)培育“玉米 - 馬鈴薯”，可用作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)細胞融合。4圖甲為菠蘿葉肉細胞內(nèi)的部分代謝示意圖，其以氣孔白天關(guān)閉，晚上開放的特殊方式適應(yīng)干旱環(huán)境。（ 1）圖甲所示， PEP、OAA、 RuBP、PGA、C 為菠蘿葉肉細胞內(nèi)

5、的部分相關(guān)代謝物質(zhì)，能參與 CO2固定的有，推測 C是。（ 2）干旱條件下，菠蘿細胞白天產(chǎn)生CO2 的具體部位是；菠蘿細胞夜間 pH下降 , 原因是（寫出 2點）。（ 3）以測定 CO 吸收速率與釋放速率為指標，探究溫度對某綠色植物光合作用2與細胞呼吸的影響，結(jié)果如下表所示。溫度/51020253035光照條件下 CO2吸收速率 / （ mgh-1）11.83.23.73.53黑暗條件下 CO2釋放速率 / （ mgh-1）0.50.7512.333.5溫度在 2530間光合作用制造的有機物總量逐漸(增加/ 減少 ) 。假設(shè)細胞呼吸晝夜不變， 植物在 30時，一晝夜中給植物光照14h，則一晝夜

6、凈吸收 CO2的量為mg 。將該植物置于較弱光照下一段時間后取其葉片進行色素分離， 與適宜光照下分離的色素帶進行比較， 發(fā)現(xiàn)弱光下濾紙條下端兩條色素帶明顯加寬， 推測該植物可通過以增強對弱光的適應(yīng)能力。同一植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱，其內(nèi)部原因最可能是。5下圖甲是某植物的光合速率與光照強度、CO2濃度和溫度之間的關(guān)系，圖乙是仙人掌固定 CO2的過程圖。請回答下列問題：（ 1）甲圖中與其他兩條曲線均互為對照的是曲線 _，曲線中， 當光照強度達到 B 點后，影響光合速率的主要外界因素為 _。（ 2）若保持 C 點的光照強度，突然將植株由曲線的培養(yǎng)環(huán)境轉(zhuǎn)移到曲線的環(huán)境中培養(yǎng)。此時受到影響

7、的主要是 _階段，短時間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中_（物質(zhì)）的含量會增加。（ 3）仙人掌的氣孔在夜間張開， CO2進入葉中被固定在一種碳四化合物中，白天氣孔關(guān)閉，有光時由碳四化合物釋放 CO2進行卡爾文循環(huán)，并合成 C3 糖（卡爾文循環(huán)中所直接制造出來的碳水化合物是C3 糖而不是葡萄糖）。仙人掌細胞進行卡爾文循環(huán)的場所是_，仙人掌這種固定CO2 的特殊途徑對適應(yīng)干旱條件有何重要意義？。（ 4）實驗證明， 離體的葉綠體在適宜的條件下也能進行光合作用，原因是 _。1.2.（1）葉綠體的基質(zhì)ATP 和 H（二者缺一不給分）C5（2）抑制 （2分） （3）光呼吸可消耗過剩的能量（或ATP 和H ）（ 2 分）（

8、4）光呼吸消耗 ATP，有氧呼吸產(chǎn)生 ATP （2 分）3. （ 1）葉肉光反應(yīng)（ 2）PEP/磷酸烯醇式丙酮酸、 C（5 1 個 1 分，有錯不得分）都減少（ 1 分），后者降幅更大（ 1 分）（3）同位素標記法 / 同位素示蹤法（4）CO2（1 分）和礦質(zhì)元素 / 無機鹽（ 1 分）（5）線粒體基質(zhì) （只答 線粒體 得 1 分，只答 基質(zhì)不得分）（ 6） PEG/聚乙二醇【解析】試題分析：（1）由題圖可知，維管束鞘細胞的葉綠體中沒有類囊體，不能進行光反應(yīng)產(chǎn)生H ，所以 H 是由葉肉細胞的葉綠體產(chǎn)生的。（2）根據(jù)題圖可知， 能固定 CO2 的物質(zhì)有 PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）和 C5。在炎熱

9、夏天的中午， 葉片氣孔關(guān)閉， 葉肉細胞吸入的CO減少，2細胞內(nèi)生成的C 含量減少，所以兩種植物細胞內(nèi)C 含量都減少，但由于玉米細胞中的PEP33酶與 CO的親和力強， 在低濃度的 CO環(huán)境中依然可以固定CO生成一定量的 C ，所以玉米比2223馬鈴薯的降幅小。（ 3）要探明 CO2中的 C在光合作用中的轉(zhuǎn)化過程，采用的方法是同位素標記法或同位素示蹤法。（ 4）由于有機肥經(jīng)分解后可為光合作用提供CO和礦質(zhì)元素（或2無機鹽），所以施有機肥能有效促進植物生長。（5）有氧呼吸過程中產(chǎn)生的丙酮酸，在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解為CO2。 （6）植物體細胞雜交技術(shù)中，常用的誘導(dǎo)劑是聚乙二醇（ PEG）?？键c

10、： 本題考查了光合作用、細胞呼吸以及植物體細胞雜交技術(shù)等知識點，意在考查學(xué)生對相關(guān)知識要點的理解能力以及能否運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、 分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力。4. （除特殊標出外，每空1 分，共11 分）（ 1）PEP、 RuBP（缺一不得分）（ 2 分）丙酮酸（2）細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)夜間菠蘿細胞合成蘋果酸；夜間細胞呼吸產(chǎn)生CO2形成H2CO3 （2 分）（3）增加19增加葉綠素含量底部葉片衰老，酶活性降低（2 分）【解析】試題分析：（ 1）分析題圖可知， 圖中有兩處屬于二氧化碳的固定， 夜間二氧化碳與 PEP結(jié)合，生成

11、OAA，白天二氧化碳可以與 RuBP結(jié)合生成 PGA，因此參與固定二氧化碳的物質(zhì)有PEP、RuBP；由于圖中的蘋果酸可以轉(zhuǎn)變成C 后， C 進入線粒體參與有氧呼吸生成二氧化碳，因此可以推測C物質(zhì)為丙酮酸。（ 2）從圖中可以看出白天產(chǎn)生二氧化碳的部位有兩個：細胞質(zhì)基質(zhì)中蘋果酸可以分解成二氧化碳，線粒體基質(zhì)中丙酮酸可以分解成二氧化碳；pH 下降的原因是細胞中酸性物質(zhì)增多，從圖中可以看出，夜間菠蘿細胞合成蘋果酸，另一方面，夜間細胞呼吸產(chǎn)生 CO2 形成 H2CO3。（3）分析表格中數(shù)據(jù)，當溫度為 25時，光合作用利用的二氧化碳量 =凈光合速率 +呼吸速率 =3.7+2.3=6 ，30時， 光合作用利

12、用的二氧化碳量 =3.5+3=6.5 ，因此光合作用制造的有機物量增加；光照 14 小時，光合作用利用二氧化碳的量為 6.5 14=91（ mg），一晝夜呼吸作用釋放的二氧化碳量為 3 24=72 （ mg），因此一晝夜凈吸收的二氧化碳量為： 91 72=19(mg) 。由于植物在弱光條件下，分離出的色素帶中，下面兩條色素帶為葉綠素a 和葉綠素b，色素帶較寬說明葉綠素含量增多，因此可以推測， 在弱光條件下， 植物會增加葉綠素含量以適應(yīng)環(huán)境； 同一個植株底部的葉片中衰老細胞比較多，細胞中各種酶的活性降低，因此呼吸速率減慢?？键c：本題考查光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識，意在考查考生識圖能力和理解所學(xué)

13、知識的要點， 把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論；理論聯(lián)系實際，綜合運用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中的一些生物學(xué)問題。5. . （ 1）溫度（ 2）暗反應(yīng)H和 ATP（3）葉綠體基質(zhì)白天干旱條件下，仙人掌氣孔關(guān)閉，CO2的來源不足，這種特殊的CO2固定途徑使仙人掌在有光時光合作用仍能正常進行（4）葉綠體是光合作用的場所，細胞器內(nèi)含有進行光合作用所需的色素和酶【解析】試題分析： . （ 1）對照實驗中，對照組與實驗組之間只能有一個變量不同，只有曲線符合要求。比較曲線和可知，當光照強度達到飽和點后，因 CO2 過量，升高溫度可提高光合速率，說明 B 點后影響光合作用速率的主要外界因素應(yīng)為溫度。（ 2）光反應(yīng)需要的酶較少，主要受光照強度的影響，暗反應(yīng)是一系列的酶促反應(yīng)，受溫度的影響較大。 若保持 C 點的光照強度， 突然將植株由曲線的培養(yǎng)環(huán)境轉(zhuǎn)移到曲線的環(huán)境中培養(yǎng)， 此時