專題驗(yàn)收評價(jià)（七） 細(xì)胞呼吸與光合作用綜合分析及生產(chǎn)應(yīng)用

專題驗(yàn)收評價(jià)（七）細(xì)胞呼吸與光合作用綜合分析及生產(chǎn)應(yīng)用一、選擇題閱讀下列材料，回答1～2題。甜瓜是新疆重要的經(jīng)濟(jì)作物，民間常用苦豆子作為綠肥提高其產(chǎn)量。研究人員以立架甜瓜為材料進(jìn)行了盆栽實(shí)驗(yàn)，以確定最佳的苦豆子綠肥施用量。如圖表示苦豆子綠肥施用量對立架甜瓜葉片凈光合速率的影響，其中M0～M4組分別是每株0g、100g、200g、300g、400g的苦豆子綠肥施用量。1.10：00～12：00，立架甜瓜凈光合速率上升的主要外因是()A.溫度下降 B.光強(qiáng)度增強(qiáng)C.CO2濃度升高 D.呼吸速率減慢解析：選B10：00～12：00時(shí)，凈光合速率上升的主要外因是光強(qiáng)度增強(qiáng)。2.根據(jù)圖示分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.苦豆子綠肥的施用量不影響葉片凈光合速率出現(xiàn)峰值的時(shí)間B.苦豆子綠肥的施用量不影響葉片凈光合速率中午前后出現(xiàn)低值的時(shí)間C.14：00時(shí)M3凈光合速率較低可能是三碳化合物增多所致D.10：00～18：00，M1的有機(jī)物積累量大于0解析：選C分析題圖可知，無論哪一組葉片凈光合速率的峰值出現(xiàn)時(shí)間都為12：00、16：00左右，說明苦豆子綠肥的施用量不影響葉片凈光合速率出現(xiàn)峰值的時(shí)間，A正確；由圖可知，施肥量無論為多少，葉片凈光合速率中午前后出現(xiàn)低值時(shí)間相同，B正確；14：00植物會(huì)出現(xiàn)“氣孔關(guān)閉”的現(xiàn)象，因此14：00時(shí)M3凈光合速率較低的原因可能是CO2含量減少，C錯(cuò)誤；由題圖可看出，M1在10：00～18：00的凈光合速率均大于0，故M1的有機(jī)物積累量大于0，D正確。3.如圖表示在適宜的光強(qiáng)度、溫度和水分等條件下，某實(shí)驗(yàn)小組所測得的甲、乙兩種植株葉片O2生成速率與CO2濃度的關(guān)系，下列說法正確的是()A.若將縱軸改為“CO2吸收速率”，坐標(biāo)系的生物學(xué)意義不變B.若將甲、乙植株置于同一玻璃罩內(nèi)甲植株將先于乙植株死亡C.適當(dāng)提高溫度，a點(diǎn)將左移，b點(diǎn)將右移D.a點(diǎn)時(shí)，甲植株葉肉細(xì)胞的光合速率與呼吸速率相等解析：選B若將縱軸改為“CO2吸收速率”，其表示凈光合速率，而O2生成速率表示總光合速率，故坐標(biāo)系的生物學(xué)意義改變，A錯(cuò)誤；由題圖可知，甲植株能夠進(jìn)行光合作用的CO2濃度高于乙植株，故若將甲、乙植株置于同一玻璃罩內(nèi)甲植株將先于乙植株死亡，B正確；該實(shí)驗(yàn)是在適宜溫度下進(jìn)行的，適當(dāng)提高溫度，與光合作用有關(guān)酶的活性會(huì)下降，則a點(diǎn)將右移，C錯(cuò)誤；a點(diǎn)時(shí)，甲植株葉片總光合速率為零，葉肉細(xì)胞的光合速率大于其呼吸速率，D錯(cuò)誤。4.將葉面積相等的甲、乙兩種植物分別置于兩個(gè)相同的、溫度恒定且適宜的密閉透明玻璃小室內(nèi)，給予一定的光照，定時(shí)測定CO2含量。一段時(shí)間后，甲、乙裝置內(nèi)氣體濃度達(dá)到平衡且甲裝置內(nèi)CO2含量較乙裝置低。下列有關(guān)說法正確的是()A.達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)甲、乙兩植物的光合作用強(qiáng)度一定相同B.實(shí)驗(yàn)過程中甲、乙兩植物的呼吸速率相同且一直保持不變C.甲植物固定CO2的能力較乙植物低D.若將甲、乙兩種植物放在上述同一密閉裝置中，一段時(shí)間后乙植物可能先死亡解析：選D達(dá)到平衡時(shí)，因甲裝置內(nèi)的CO2含量較低，故達(dá)到平衡時(shí)雖然都是光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，但甲的光合作用強(qiáng)度更大，A錯(cuò)誤；由題干信息無法判斷甲、乙植物的呼吸速率大小，且因?yàn)檠鯕夂康淖兓?，呼吸作用的速率也是變化的，B錯(cuò)誤；從達(dá)到平衡時(shí)甲裝置中的CO2含量較乙裝置低可知，甲植物固定CO2的能力較乙植物高，故甲植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低，因此將甲、乙兩種植物放在上述同一密閉裝置中，一段時(shí)間后乙植物可能先死亡，C錯(cuò)誤，D正確。5.(2023·嘉興月考)大多數(shù)植物的氣孔都遵循晝開夜閉的節(jié)律，這與葉片胞間CO2濃度的變化密切相關(guān)。但在干旱條件下，氣孔會(huì)以數(shù)十分鐘為周期進(jìn)行周期性的閉合稱為“氣孔振蕩”。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.葉片細(xì)胞光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度導(dǎo)致氣孔張開B.夜晚胞間CO2濃度升高，氣孔關(guān)閉可減少水分的散失C.胞間CO2濃度下降，氣孔一定會(huì)張開D.“氣孔振蕩“是植物對干旱條件的一種適應(yīng)性反應(yīng)解析：選C葉片細(xì)胞光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度時(shí)需要從外界吸收CO2，導(dǎo)致氣孔張開，A正確；夜間沒有光照，葉片細(xì)胞只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，胞間CO2濃度升高，不需要通過氣孔吸收CO2，氣孔關(guān)閉，可減少水分的散失，B正確；由題意可知，干旱條件下會(huì)發(fā)生“氣孔振蕩”，胞間CO2濃度下降，氣孔不一定會(huì)張開，C錯(cuò)誤；通過“氣孔振蕩”可以在一定程度上緩解水分的流失，也可保證CO2的供應(yīng)，是植物對于干旱條件的一種適應(yīng)性反應(yīng)，D正確。6.(2023·杭州九校期中聯(lián)考)將某種植物置于高溫環(huán)境(HT)下生長一定時(shí)間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是()A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃時(shí)兩組植株的真正(總)光合速率相等C.50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能D.HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性解析：選B由圖可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3mmol·cm－2·s－1，A正確；CO2吸收速率代表凈光合速率，而真正(總)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。由圖可知35℃時(shí)兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃時(shí)兩組植株的真正(總)光合速率無法比較，B錯(cuò)誤；由圖可知，50℃時(shí)HT植株的凈光合速率大于零，說明能積累有機(jī)物，而CT植株的凈光合速率不大于零，說明不能積累有機(jī)物，C正確；由圖可知，在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零，能積累有機(jī)物進(jìn)行生長發(fā)育，體現(xiàn)了HT植株對高溫環(huán)境較適應(yīng)，D正確。7.(2023·寧波模擬考)某生物興趣小組為探究溫度對某綠色植物光合速率與呼吸速率的影響進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.5℃時(shí)，光合速率約為呼吸速率的3倍B.光合作用的最適溫度比呼吸作用的最適溫度低C.30℃時(shí)，增強(qiáng)光照，短時(shí)間內(nèi)葉綠體內(nèi)三碳酸的含量會(huì)增多D.光照一段時(shí)間，植物有機(jī)物積累最多的溫度是25℃解析：選C由題圖可知，5℃時(shí)，凈光合速率約為1mg/h，呼吸速率約為0.5mg/h，總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝1.5mg/h，故光合速率約為呼吸速率的3倍，A正確；由題圖可知，30℃時(shí)光合速率最大，而圖示中呼吸速率一直上升，因此呼吸作用的最適溫度大于光合作用的最適溫度，B正確；30℃時(shí)，增強(qiáng)光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，三碳酸的還原速度加快，因此短時(shí)間內(nèi)葉綠體內(nèi)三碳酸的量會(huì)減少，C錯(cuò)誤；由題圖可知，凈光合速率最大時(shí)的溫度為25℃，因此光照一段時(shí)間，植物有機(jī)物積累最多的溫度是25℃，D正確。8.用密閉的培養(yǎng)瓶培養(yǎng)黑藻幼嫩葉片，得到4組黑藻幼嫩葉片培養(yǎng)液，將培養(yǎng)液置于4種不同溫度下，已知t1＜t2＜t3＜t4，在光下和黑暗條件下測定培養(yǎng)瓶中氧氣的含量變化，得到如圖的數(shù)據(jù)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.t1～t4實(shí)驗(yàn)條件下，黑藻細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性與溫度呈正相關(guān)B.t1條件下黑藻葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的氧氣擴(kuò)散到細(xì)胞外和線粒體中C.t4條件下黑藻葉片的總光合速率與總呼吸速率保持相等D.t3～t4條件下培養(yǎng)瓶中光下氧氣增加值降低與呼吸速率增幅大密切相關(guān)解析：選C由題圖可知，在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，黑藻細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性與溫度呈正相關(guān)，A正確；t1條件下黑藻的凈光合速率(光下氧氣增加值)大于0，說明其總光合速率大于呼吸速率，因此黑藻葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的氧氣擴(kuò)散到細(xì)胞外和線粒體中，B正確；由題圖可知，t4條件下黑藻的凈光合速率與呼吸速率相等，而凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率，所以其總光合速率是呼吸速率的兩倍，C錯(cuò)誤；t3～t4條件下培養(yǎng)瓶中光下氧氣增加值降低，原因是光合速率增大幅度小于呼吸速率增大幅度，導(dǎo)致凈光合速率下降，D正確。二、非選擇題9.(2023·衢州月考)圖甲表示在一定條件下測得的該植物光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系；圖乙表示某綠色植物的細(xì)胞代謝情況；圖丙是某興趣小組將植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測量儀測得的室內(nèi)二氧化碳濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線。請分析回答：(1)圖甲中的a點(diǎn)表示______________，c點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有________________________。(2)圖乙所示的該植物細(xì)胞代謝情況可用圖甲中a～d四點(diǎn)中的________表示，也可以用圖丙e～j六個(gè)點(diǎn)中的________表示。(3)當(dāng)光照強(qiáng)度在圖甲的d點(diǎn)時(shí)，該植物葉綠體固定的二氧化碳的量是_______mg/100cm2·h－1。(4)若圖甲曲線表示該植物在25℃時(shí)光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系，并且已知該植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃，那么在原有條件不變的情況下，將溫度提高到30℃，理論上分析c點(diǎn)將________(填“左移”“右移”或“不變”)。(5)由圖丙可推知，密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是________點(diǎn)。24點(diǎn)與0點(diǎn)相比，植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況是________(填“增多”“不變”或“減少”)。解析：(1)圖甲中的a點(diǎn)光強(qiáng)度為零，不能進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，表示細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。c點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，光合作用與呼吸作用都可以產(chǎn)生ATP，所以產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、線粒體、細(xì)胞溶膠。(2)由圖乙可知，此時(shí)某綠色植物的光合速率等于呼吸速率，即達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)，可用圖甲中c點(diǎn)表示。圖丙中f、h兩點(diǎn)時(shí)光合作用等于呼吸作用。(3)當(dāng)光強(qiáng)度在圖甲的d點(diǎn)時(shí)，該植物葉綠體固定的二氧化碳的量是12＋6＝18[mg/(100cm2·h－1)]。(4)c點(diǎn)時(shí)光合速率等于呼吸速率，當(dāng)溫度提高到30℃時(shí)，呼吸作用增強(qiáng)，光合作用減弱，要想光合速率等于呼吸速率，只有增大光強(qiáng)度，因而c點(diǎn)右移。(5)圖丙中，h點(diǎn)后CO2濃度開始增大，說明凈光合速率開始小于0，故密閉玻璃溫室中h點(diǎn)時(shí)氧氣濃度最大。j點(diǎn)與e點(diǎn)相比CO2濃度增加，說明凈光合作用量小于0，故實(shí)驗(yàn)24小時(shí)后植物體內(nèi)有機(jī)物總量減少。答案：(1)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度葉綠體、線粒體、細(xì)胞溶膠(2)cf、h(3)18(4)右移(5)h減少10.如圖是探究綠色植物光合速率的實(shí)驗(yàn)示意圖。該裝置放置在20℃環(huán)境中，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X處，30min后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)處，才能使水滴仍維持在X的位置。據(jù)此回答下列問題：(1)若以釋放出的氧氣量來代表光合速率，該植物的光合速率是________mL/h。(2)與植物的實(shí)際光合速率相比，用上述裝置所測得的光合速率數(shù)值________(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是______________________________________________________。(3)若在該植物的葉片上涂一層凡士林，光合速率會(huì)大幅度下降，這一做法主要限制了光合作用的________反應(yīng)階段。(4)如果在原實(shí)驗(yàn)中只增加光照強(qiáng)度，則針筒的容量仍維持在0.6mL讀數(shù)處。在另一相同實(shí)驗(yàn)裝置中，若只將溫度提升至30℃，針筒容量需要調(diào)至0.8mL讀數(shù)處，才能使水滴維持在X的位置。比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：________________________________________。(5)利用95%的酒精提取該植物葉片中的色素，經(jīng)過層析，在濾紙上可出現(xiàn)黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙色的色素帶，這些色素依次是____________________________，它們分布在葉綠體的__________上。解析：(1)分析題意可知，燒杯中的NaHCO3溶液能保持容器內(nèi)CO2濃度的平衡，故針筒移動(dòng)的距離代表植物光合作用釋放出的氧氣量。針筒的起始讀數(shù)為0.2mL,30min后讀數(shù)為0.6mL，若以釋放出的氧氣量來代表光合速率，則該植物的光合速率是(0.6－0.2)÷(30÷60)＝0.8(mL/h)。(2)由于植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也進(jìn)行呼吸作用，光合作用產(chǎn)生的氧氣一部分用于植物本身的細(xì)胞呼吸，故測得的光合速率低于植物的實(shí)際光合速率。(3)凡士林能封閉氣孔，阻止葉片對CO2的吸收，影響植物光合作用碳反應(yīng)中CO2的固定，從而影響光合作用。(4)分析題意可知，只增加光照強(qiáng)度，植物光合速率不變，說明光照強(qiáng)度不是其限制因素。適當(dāng)升高溫度后，植物光合速率增加，故在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，光照不是限制光合速率的主要因素，而溫度才是限制光合速率的主要因素。(5)植物光合色素能夠溶解在95%的酒精中，故可利用95%的酒精提取該植物葉片中的色素，經(jīng)過層析，在濾紙上可出現(xiàn)黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙色的色素帶，這些色素依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，它們分布在葉綠體的類囊體膜(或基粒)上。答案：(1)0.8(2)偏低植物同時(shí)進(jìn)行呼吸作用，消耗了氧氣(3)碳(4)在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，光照不是限制光合速率的主要因素，而溫度才是限制光合速率的主要因素(5)葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素類囊體膜(或基粒)11.藍(lán)莓富含的花青素有延緩衰老的功效。某科研人員將一株正常生長的藍(lán)莓幼苗放在透明且密閉的容器中，在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間(如圖1所示)，并用三組如圖1所示的裝置(燒杯中裝水)在其他環(huán)境因素相同且適宜的條件下，探究自然條件下不同光照強(qiáng)度對藍(lán)莓植株光合作用強(qiáng)度的影響，傳感器測定錐形瓶中CO2濃度變化如圖2所示(假設(shè)實(shí)驗(yàn)過程中三組藍(lán)莓的呼吸速率相同)。請回答下列問題：(1)若圖1所示的燒杯中放入的物質(zhì)是水，且起始時(shí)光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，則一段時(shí)間內(nèi)，錐形瓶內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢是________________。(2)若圖1所示的燒杯中放入的物質(zhì)是一定濃度的CO2緩沖溶液，則用該實(shí)驗(yàn)裝置探究“光照強(qiáng)度對藍(lán)莓幼苗凈光合速率的影響”時(shí)，凈光合速率可用實(shí)驗(yàn)裝置測得的結(jié)果——該幼苗單位時(shí)間內(nèi)__________的量來表示。如果利用該裝置測定一定光照強(qiáng)度下藍(lán)莓幼苗的實(shí)際光合速率，請簡單寫出實(shí)驗(yàn)思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖2中A組藍(lán)莓葉肉細(xì)胞內(nèi)能產(chǎn)生ATP的具體場所是__________________。B組藍(lán)莓葉肉細(xì)胞的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”)藍(lán)莓葉肉細(xì)胞呼吸速率，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)圖2中C組藍(lán)莓葉肉細(xì)胞中O2的擴(kuò)散方向是________________________。在O～x1時(shí)間范圍內(nèi)，C組藍(lán)莓植株的平均實(shí)際光合速率是________ppm/s。解析：(1)若圖1所示的燒杯中放入的物質(zhì)是水，且起始時(shí)光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，幼苗需要從錐形瓶中吸收CO2，因此，一段時(shí)間內(nèi)，錐形瓶內(nèi)CO2濃度會(huì)下降，但由于錐形瓶內(nèi)的CO2量有限，使光合速率下降最終與呼吸速率保持一致，因而瓶中的CO2濃度會(huì)維持在一定的濃度保持不變，即錐形瓶內(nèi)CO2濃度的變化趨勢為降低至一定水平時(shí)保持相對穩(wěn)定。(2)若圖1所示的燒杯中放入的物質(zhì)是一定濃度的CO2緩沖溶液，即錐形瓶內(nèi)的氣壓不會(huì)因?yàn)镃O2而發(fā)生改變，則用該實(shí)驗(yàn)裝置探究“光照強(qiáng)度對藍(lán)莓幼苗凈光合速率的影響”時(shí)，凈光合速率可用實(shí)驗(yàn)裝置測得的結(jié)果表示，即該幼苗單位時(shí)間內(nèi)釋放的O2量來表示。如果利用該裝置測定一定光照強(qiáng)度下藍(lán)莓幼苗的實(shí)際光合速率，還需要測出該時(shí)間段內(nèi)的呼吸速率，則需要另取一相同的裝置，該裝置需要置于黑暗環(huán)境中，而后檢測其中O2的變化。實(shí)驗(yàn)思路見答案。(3)圖2中A組藍(lán)莓置于黑暗條件