高考熱點集訓(xùn)1——光合作用與細胞呼吸

1、.高考熱點集訓(xùn)(1)光合作用與細胞呼吸學(xué)生用書P801.(新情景信息類)(2016·XXXX二診)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)。如圖表示光合作用和光呼吸的部分過程，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(dāng)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

2、謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是_。解析：(1)過程需要光反應(yīng)提供ATP和H，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，在黑暗條件下C3不能被還原再生成C5化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能進行。(2)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，當(dāng)細胞中O2濃度升高時，O2會與CO2爭奪C5，過程會受到抑制。(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，原因是光呼吸可消耗過剩的能量(或ATP和H)。(4)從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是光呼吸消耗ATP，而有氧呼吸產(chǎn)生ATP。答案：(1)葉綠體的基質(zhì)ATP和H(二者缺一不

3、可)C5(2)抑制(3)光呼吸可消耗過剩的能量(或ATP和H)(4)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸產(chǎn)生ATP2(坐標(biāo)曲線圖類)(2016·XXXX模擬)將一長勢良好的大豆植株置于密閉玻璃罩內(nèi)培養(yǎng)，并置于室外，用CO2測定儀測定玻璃罩內(nèi)CO2濃度一天的變化情況，繪成曲線如圖甲所示。圖乙表示光照強度與該植株CO2吸收量或釋放量的關(guān)系。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖甲中，14時受限制的主要是光合作用的_階段，該時刻與18時相比，葉綠體中ATP含量_(、)18時。(2)圖乙中，其他條件皆適宜，若適當(dāng)增大CO2濃度，則b點向_移動；e點向_移動。(3)若先將該植物的葉片在同溫度下暗處理1h，暗處理后

4、重量減少2mg，隨后立即再光照1h，光照后與暗處理前相比重量增加3mg，則該植物葉片光照1小時的真正光合速率為_mg/h。解析：(1)圖甲中，14時由于氣孔關(guān)閉，葉綠體中吸收的二氧化碳少，所以受限制的主要是光合作用的暗反應(yīng)階段；18時光照強度降低，葉綠體內(nèi)ATP合成速率逐漸減小，所以14時與18時相比，14時葉綠體中ATP含量多。(2)圖乙中，其他條件皆適宜，若適當(dāng)增大CO2濃度，則光合作用強度增加，所以b點向左移動，e點向右上移動。(3)根據(jù)題意先將該植物的葉片在同溫度下黑暗處理1h，黑暗處理后重量減少2mg，說明呼吸作用強度是2mg/h；隨后立即光照1h，光照后比黑暗處理前重量增加3mg，

5、則該植物葉片光照1h的真正光合速率為2237mg/h。答案：(1)暗反應(yīng)(2)左右上(3)73(柱形圖類)(2016·XX調(diào)研)某實驗小組將菠菜幼葉和成熟葉的葉圓片(面積和質(zhì)量相同)，裝入含蒸餾水的注射器中，排出葉片內(nèi)的氣體，使葉圓片下沉。然后將葉圓片分別放入不同濃度的NaHCO3溶液中進行實驗(NaHCO3溶液為光合作用提供原料，且濃度變化對溶液pH的影響忽略不計，其他實驗條件相同)，觀察第1片葉圓片上浮所需時間(min)，結(jié)果如圖。請回答：(1)當(dāng)NaHCO3溶液濃度為1%4%時，相同濃度下，幼葉上浮時間均比成熟葉長，可能是幼葉的光合作用能力比成熟葉_(填“強”或“弱”)。有人推

6、測幼葉與成熟葉光合作用能力差異可能是葉片中光合色素的含量不同，為尋求證據(jù)，可以用_分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素，再用_法分離色素，觀察并比較二者色素帶的寬度及顏色深淺。(2)在NaHCO3溶液濃度為0%的溶液中，葉圓片直至實驗結(jié)束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3，直接影響光合作用的_階段。當(dāng)濃度超過5%，葉圓片也不上浮，最可能的原因是濃度過大，導(dǎo)致_。(3)當(dāng)NaHCO3溶液濃度為3%時，適當(dāng)提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時間延長，該現(xiàn)象不能表明提高后的溫度已超過總光合作用的最適溫度，請說明理由：_。解析：(1)葉圓片上浮是由于光合作用產(chǎn)生了氧氣，氧氣釋放越多，浮力越大，上升越快，幼葉上浮

7、時間比成熟葉長，可能是幼葉光合作用能力弱，釋放的O2量比成熟葉少。葉綠體中色素的提取用無水乙醇，分離色素用紙層析法。(2)NaHCO3為光合作用提供二氧化碳，二氧化碳參與暗反應(yīng)。NaHCO3濃度過大會導(dǎo)致細胞滲透失水，細胞失水過多會導(dǎo)致死亡。(3)適當(dāng)提高溶液溫度，對光合作用和呼吸作用都會產(chǎn)生影響，葉圓片上浮時間延長，說明葉圓片釋放氧氣的速率減小，即凈光合作用速率減小。答案：(1)弱無水乙醇紙層析(2)暗反應(yīng)細胞滲透失水過多而死亡(其他答案合理亦可)(3)葉圓片上浮時間延長，只能表明凈光合作用速率降低(或只能表明總光合作用與呼吸作用的差值降低)4(表格分析類)觀測不同光照條件下生長的柑橘，結(jié)果

8、見下表。請回答下列問題：光照強度葉色平均葉面積(cm2)氣孔密度(個·mm2)凈光合速率(molCO2·m2·s1)強淺綠13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中綠20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深綠28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注：括號內(nèi)的百分數(shù)以強光照的數(shù)據(jù)作為參考。(1)CO2以_方式進入葉綠體后，與_結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供的_。(2)在弱光下，柑橘通過_和_來吸收更多的光能，以適應(yīng)弱光環(huán)境。(3)與弱光下相比，強光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)_，單位時間內(nèi)平均每片葉CO2

9、吸收量_。對強光下生長的柑橘適度遮陰，持續(xù)觀測葉色、平均葉面積和凈光合速率，這三個指標(biāo)中，最先發(fā)生改變的是_，最后發(fā)生改變的是_。解析：(1)CO2等氣體是以自由擴散的方式進入葉綠體，進入葉綠體的CO2首先與C5結(jié)合生成C3，C3的還原需要光反應(yīng)提供ATP和H。(2)據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，在弱光下，柑橘的葉色加深，平均葉面積增大，氣孔密度變小。故柑橘通過增加葉綠素含量和增大葉面積來適應(yīng)弱光環(huán)境。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，強光下平均每片葉的氣孔總數(shù)為13.6×826×1001123360(個)，弱光下平均每片葉的氣孔總數(shù)為752×28.4×1002135680

10、(個)；強光下單位時間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量為4.33×13.6×1045.9×103(mol)，弱光下單位時間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量為3.87×28.4×1041.1×102(mol)，對強光下生長的柑橘適度遮陰，柑橘的光反應(yīng)強度降低，光合速率相對下降。為適應(yīng)弱光環(huán)境，柑橘葉合成更多葉綠素來增強吸收光的能力，以合成相對較多的有機物，有利于葉的生長，故最后發(fā)生改變的是平均葉面積。答案：(1)自由擴散C5H和ATP(2)增加葉面積提高葉綠素含量(3)較少較少凈光合速率葉面積5(綜合考查類)為了提高綠色植物的生態(tài)效益，研究者做了相關(guān)實

11、驗，并繪出如下三幅圖。請回答下列問題：(1)光照條件下，圖1中的上進行的生理過程產(chǎn)生的物質(zhì)有_，空氣中CO2濃度變化時首先會影響圖1的_中化學(xué)反應(yīng)的速率。(中填數(shù)字序號)(2)圖2中的曲線表示在CO2充足的條件下測得的某植物光合速率與光照強度、溫度之間的關(guān)系。據(jù)圖分析可知，在光照強度為4klx之前，影響光合速率的主要環(huán)境因素為_，由此實驗結(jié)果可推測出該植物進行光合作用的最適溫度X圍是_之間。(3)圖3表示該植物夜間在O2濃度分別為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的關(guān)系。假定細胞呼吸的底物都是葡萄糖，在O2濃度為d時細胞的呼吸方式是_；當(dāng)O2濃度為a時，無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸

12、消耗的葡萄糖量的_倍。解析：(1)圖1所示為葉綠體，是葉綠體的基粒，光照條件下，葉綠體基粒的類囊體薄膜上可以發(fā)生光反應(yīng)，其產(chǎn)物是ATP、H和O2。CO2主要參與光合作用的暗反應(yīng)，空氣中CO2濃度變化時首先會影響圖1的葉綠體基質(zhì)中的暗反應(yīng)速率。(2)據(jù)圖分析可知，在光照強度為4klx之前，影響光合速率的主要環(huán)境因素為光照強度；在20時的光合速率大于10和30時的，所以其最適溫度X圍在1030之間。(3)據(jù)圖3分析可知，d點時CO2釋放量和O2吸收量相等，此時細胞的呼吸方式是有氧呼吸。當(dāng)O2濃度為a時，有氧呼吸釋放的CO2的量為3，無氧呼吸釋放的CO2量為835，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式可知

13、，有氧呼吸消耗的葡萄糖量為1×3÷60.5，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為1×5÷22.5，所以無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗的葡萄糖量的5倍。答案：(1)ATP、H和O2葉綠體基質(zhì)(2)光照強度1030(3)(只進行)有氧呼吸56(實驗探究類)為研究不同光照強度下水稻的光合作用，某實驗室將水稻幼苗固定于無底反應(yīng)瓶中進行實驗，實驗裝置如圖1所示。實驗步驟：將圖1中的天平調(diào)節(jié)至平衡狀態(tài)；用100W的燈泡作為光源。先將燈泡置于距裝置20cm處，15分鐘后觀察并記錄指針偏轉(zhuǎn)的方向和格數(shù)；加大燈泡與裝置間距離(約20cm)，過15分鐘再觀察記錄指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)；連

14、續(xù)重復(fù)步驟4次。按上述要求完成操作后，將天平指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)如實記錄并繪制曲線圖(如圖2)。(1)該實驗中的自變量是_，通過_進行調(diào)控。(2)圖1實驗裝置如此設(shè)計，所依據(jù)的原理是_。(3)請據(jù)實驗結(jié)果分析回答：B點與A點比較，光合強度較大的是_點，指針向_偏轉(zhuǎn)。C點表示的生物學(xué)意義是_。CD段形成的原因是_。(4)若用圖1實驗裝置測定水稻幼苗的呼吸強度，需要對此裝置進行_處理。解析：根據(jù)題干，該實驗的自變量是光照強度，裝置中是CO2緩沖液，A瓶中的氧氣變化量可改變浮力，從而影響天平指針的偏轉(zhuǎn)。隨著燈泡和裝置之間距離的增大，光照強度在逐漸減弱，光合作用強度在逐漸減小，在C點之前，光合作用強度大于呼

15、吸作用強度，A瓶中氧氣量在增加，指針向右偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大，當(dāng)光合作用強度等于呼吸作用強度時，氧氣量達到最大，天平指針偏轉(zhuǎn)角度也達到最大，C點之后，呼吸作用強度大于光合作用強度，指針偏轉(zhuǎn)角度逐漸減小。答案：(1)光照強度改變燈泡與裝置間的距離(2)該裝置中水稻光合作用產(chǎn)生的氧氣可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(3)A右光合作用與呼吸作用強度相等呼吸作用強度大于光合作用強度(4)遮光(或黑暗)7(實驗變式類)小球藻是一種單細胞藻類植物，如圖是利用小球藻和酵母菌研究光合作用和呼吸作用的實驗裝置。K1、K2為閥門，實驗開始前為關(guān)閉狀態(tài)，請回答下列問題：(不考慮通氣管內(nèi)的氣體影響)(1)試管中小球

16、藻含豐富的葉綠素，葉綠素的吸收光譜中波峰處主要是_光。(2)打開K1，給予試管一定強度的光照，一段時間后發(fā)現(xiàn)注射器活塞移動一段距離后停止，停止移動的原因是_。(3)注射器活塞停止移動時，打開K2，推空注射器后關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)紅色液滴由a處移到b處，繼續(xù)給予試管光照，觀察紅色液滴的移動情況：若液滴不移動，此時酵母菌的呼吸方式為_。若液滴右移，此時酵母菌的呼吸方式中一定有_，右移的原因是_；如果要進一步確定此結(jié)論，可取培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)液，加入_(試劑)，觀察到的顏色變化是_。解析：(1)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。(2)小球藻利用NaHCO3提供的CO2進行光合作用，試管中氧氣的含量增加，氣壓上升，從而

17、使注射器活塞向左移動，但由于NaHCO3供給的CO2有限，光合作用強度會逐漸下降，到一定時間，光合作用強度與呼吸作用強度相等，此時，試管內(nèi)的氣體體積不再發(fā)生變化，注射器活塞停止移動。(3)若液滴不移動，說明裝置內(nèi)氣壓沒有發(fā)生變化。試管內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化，只有在酵母菌只進行有氧呼吸時才會出現(xiàn)(有氧呼吸吸收的氧氣量與釋放的二氧化碳量相等)；若液滴右移，說明裝置內(nèi)氣體體積增大，此時酵母菌出現(xiàn)了無氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生的CO2被小球藻利用，生成了等量的O2，從而使裝置內(nèi)氣壓增大；酵母菌進行無氧呼吸會生成酒精，酒精可以用酸性重鉻酸鉀溶液來檢測，二者反應(yīng)會使橙色的重鉻酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色。答案：(1)紅光和

18、藍紫(2)NaHCO3供給的CO2有限，CO2不足以讓小球藻繼續(xù)進行光合作用釋放O2(3)有氧呼吸無氧呼吸酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的CO2被小球藻光合作用消耗，生成等量O2，使裝置內(nèi)氣壓上升，液滴右移酸性重鉻酸鉀溶液橙色灰綠色8(實驗拓展類)(2016·XX一模)蘋果成熟過程中積累的糖類主要依靠果實下第一片葉片的光合作用提供。有人將這片葉包在一透明的袋中，袋中始終保持25及充足的14CO2，在該葉基部安裝一個可調(diào)節(jié)葉基部溫度的套環(huán)，并將莖的一段樹皮(內(nèi)含韌皮部)與木質(zhì)部分離后用蠟紙隔開，如圖甲所示。實驗開始時，套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到20，測定30分鐘內(nèi)透明袋中的CO2吸收量、葉片水分散失量，同時測定含14C的糖在莖中各部分的分布。然后將套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到5時，發(fā)現(xiàn)含14C的糖從葉向果實運輸?shù)倪^程被抑制，繼續(xù)測定30分鐘內(nèi)透明袋中的CO2吸收量和葉片水分散失量，測得的結(jié)果如圖乙所示。(1)CO2參與光合作用的_階段，寫出該階段CO2參與的反應(yīng)式：_。(2)停止供給14CO2時，葉綠體中C5的濃度變化