高考生物光合作用+呼吸作用大题练习20题Word版含答案及解析.docx
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高考生物光合作用+呼吸作用大题练习20题Word版含答案及解析.docx
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高考生物光合作用+呼吸作用大题练习20题Word版含答案及解析
高考生物光合作用+呼吸作用大题练习20题
1.植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响。
请根据相关原理回答下列问题:
(1)植物光合作用的________过程直接受光照强度影响,而温度对光合作用过程中物质变化的影响实质是通过______________________________来实现的。
(2)图中是在不同CO2浓度下测定一天中不同时段的某种植物净光合作用速率的变化情况。
若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显;相同时刻中,与环境浓度CO2相比,高浓度CO2条件下该植物的光反应速率_________________(较高/相同/较低),其原因是________________________。
(3)将完整的线粒体、叶绿体制备成相应的的悬浮液,编号为甲组、乙组,分别向其中加入适量、适宜浓度的丙酮酸溶液和NaHCO3溶液,给予两组装置充足光照后均有气泡产生,请用文字或反应式描述甲、乙两组装置产生气泡的过程:
_______________;_________________。
【答案】
(1).光反应
(2).影响酶的活性(3).较高(4).高浓度CO2条件下该植物暗反应速率加快,需光反应提供更多的ATP和[H],光反应增强(5).甲装置中的线粒体利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡(6).乙装置中的叶绿体利用光能,将水分解,产生氧气并形成气泡(方程式略)
【解析】
【分析】
1、影响光合作用的环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度等,其中光照强度主要影响光反应,二氧化碳浓度主要影响暗反应,温度主要影响光合作用过程中酶的活性。
2、在相同二氧化碳浓度下,一定的范围内,光合速率随光照强度的增加而增强,当达到光的饱和点以后,光照强度增加,光合作用不再增强;在相同光照强度下,在不同的二氧化碳浓度下,光合作用强度不同。
【详解】
(1)光合作用受到温度、CO2浓度和光照强度的影响。
其中,光照强度直接影响光合作用的光反应过程中光能的吸收、传递和转化;CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程中的二氧化碳的固定;温度主要是通过影响植物体内酶的活性,从而影响光合作用的过程。
(2)题图显示在环境浓度CO2条件下的净光合速率低于高浓度CO2条件下的净光合速率。
若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显,则与环境浓度CO2相比,在高浓度CO2条件下,相同时刻水稻的光反应速率较高,其原因是高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快,需光反应提供[H]和ATP增多,光反应增强。
(3)分别将完整的线粒体、叶绿体制备成相应的悬浮液,编号为甲组、乙组,然后又分别向其中加入适量、适宜浓度的丙酮酸溶液和NaHCO3溶液,给予二组装置充足光照后均有气泡产生。
其中甲装置中的线粒体利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡;乙装置中的叶绿体利用光能,将水分解,产生O2并形成气泡。
【点睛】要注意,光反应离不开光,暗反应有光无光均可进行。
光反应需要暗反应提供的ADP和Pi,暗反应需要光反应提供的ATP和[H],两者相互依存,是统一不可分割的整体。
2.
(一)甲图为植物细胞内的某种生理活动,乙图为植物在温度为15℃(实线)和25℃(虚线)时光照强度和氧气释放速度的变化关系)。
请据图分析下列问题:
(1)甲图中,①过程中植物需要从外界吸收二氧化碳,若要研究二氧化碳的去向,通常采用_________方法;②过程产生的C6H12O6被分解成二氧化碳的场所有___________________。
(2)请根据乙图分析该植物在15℃、10千勒克斯的光照条件下,每小时光合作用所产生的氧气量是________mg。
(3)如果在阴雨天气,温室内光照强度小于5千勒克斯,请据乙图判断采取什么措施可以有助于提高产量__________________________________。
(二)将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下,叶肉细胞中C5的相对含量随细胞间隙CO2浓度的变化曲线。
请回答下列问题:
(1)CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3,据图分析,A→B的变化是由于叶肉细胞吸收CO2速率_________,B→C保持稳定的内因是受到___________限制。
(2)研究发现,绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性,催化如下图所示的两个方向的反应,反应的相对速度取决于O2和CO2的相对浓度。
在叶绿体中,在RuBP羧化酶催化下C5与___________反应,形成的___________进入线粒体放出CO2,称之为光呼吸。
光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上,据此推测,CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加,原因是___________。
【答案】
(1).同位素示踪法(放射性同位素标记)
(2).细胞质基质、线粒体(3).50(4).适当降低温度(5).增加(6).RuBP羧化酶数量(浓度)(7).O2(8).二碳化合物(C2)(9).高浓度CO2可减少光呼吸
【解析】本题采用图文结合的形式,考查学生对细胞呼吸过程、光合作用过程及其影响因素等相关知识的识记和理解能力,以及获取信息、分析问题的能力。
【详解】
(一)
(1)甲图为暗反应,其中①过程表示CO2固定,在此过程中若要研究植物从外界吸收的CO2的去向,通常采用同位素示踪法(或放射性同位素标记法)。
②过程表示C3的还原,产生的C6H12O6需通过细胞呼吸才能被分解成CO2;CO2产生于在细胞质基质中进行的无氧呼吸的第二阶段与在线粒体基质中进行的有氧呼吸的第二阶段。
(2)乙图中,当光照强度为零时的纵坐标数值表示呼吸速率,当光照强度大于零时的纵坐标数值表示净光合速率。
在15℃、10千勒克斯的光照条件下,呼吸速率=10mg/h,净光合速率=40mg/h,所以每小时光合作用所产生的氧气量=净光合速率+呼吸速率=40+10=50mg。
(3)乙图中,光照强度小于5千勒克斯时,15℃时的氧气释放速率高于25℃时的氧气释放速率,但呼吸速率却低于25℃时的呼吸速率。
可见,如果在阴雨天气,温室内光照强度小于5千勒克斯,可以适当降低温度,从而有助于产量的提高。
(二)
(1)已知RuBP羧化酶催化暗反应过程中的C5与CO2结合生成C3。
A→B段显示,随着细胞间隙CO2浓度的增加,叶肉细胞中C5的含量逐渐降低,说明C5与CO2结合生成C3的过程加快,细胞中生成的C3增多,在一定程度上促进了C3的还原过程,加快了ATP的消耗,进而使叶肉细胞吸收CO2的速率增加。
B→C段显示,叶肉细胞中C5的含量不再随着细胞间隙CO2浓度的增加而增加,究其内因是RuBP羧化酶数量(浓度)限制了光合作用的进行。
(2)分析图示可知:
在叶绿体中,在RuBP羧化酶催化下C5与O2反应,形成的二碳化合物(C2)进入线粒体放出CO2,称之为光呼吸。
当CO2浓度倍增时,RuBP羧化酶催化C5与O2反应形成二碳化合物(C2)的反应减慢,而催化C5与CO2结合生成C3的反应加快,进而获得更多的光合产物。
可见,CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加的原因是:
高浓度CO2可减少光呼吸。
【点睛】解答此题的关键是识记和理解细胞呼吸的方式及其过程、光合作用的过程及其影响因素等相关知识。
在此基础上,运用“净光合速率=实际光合速率-呼吸速率”的关系式,结合题意并从图示中提取有效信息,对各问题情境进行分析解答。
3.光补偿点是指植物在一定光强范围内,光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
光饱和点是指植物在一定光强范围内,光合速率达到最大时所需婴的最小光照强度。
已知植物体光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和35℃。
如表为25℃和一定CO2,浓度等条件下三种植物幼苗的生理指标。
指标
物种
物种甲
物种乙
物种丙
光补偿点(μmol·m-2·s-1)
140
66
37
光饱和点((μmol·m-2·s-1)
1425
1255
976
请分析回答下列问题:
(1)该实验的自变量为_________________。
三种植物中最可能是阳生植物的是___________。
(2)在光强140μmol·m-2·s-1时,物种甲幼苗叶肉细胞中产生的O2去路有:
_______。
(3)在光强1000μmol·m-2·s-1时,限制物种丙幼苗光合速率的环境因素可能是_________。
(4)在光照强度为64μmol·m-2·s-1条件下,给物种乙的幼菌提供18O2、H216O和C16O2,一段时间后检测发现幼苗体内出现了含18O的葡萄糖。
上述过程中,18O2中氧原子转移到葡萄糖中的途径与生理过程为:
首先,在有氧呼吸第三阶段18O2与_________反应产生H2180;然后,H2180参与有氧呼吸第________阶段产生C18O2;最后,C18O2参与光合作用产生18O的葡萄糖。
【答案】
(1).光强(或光照强度)和不同种植物幼苗
(2).物种甲(3).线粒体和空气(或大气)(4).CO2浓度(或矿质元素、水等)(5).[H](6).二
【解析】影响表中植物光合作用的因素主要是光照强度,光补偿点时呼吸作用速率等于光合作用速率,光饱和点以后时影响各种植物的光合作用速率的因素不再是自变量光照强度,题干信息表明三种植物在25℃条件下进行的光合作用,即为最适温度下进行光合作用,因此影响植物光合作用的因素是二氧化碳浓度等。
真正的光合作用速率=呼吸作用速率+净光合作用速率,据此分析作答。
【详解】
(1)据表分析,该实验的目的是探究不同植物和不同光照强度对光补偿点和光饱和点的影响,自变量是光照强度和不同种植物幼苗,因变量是光补偿点和光饱和点的大小。
通过表格数据看出物种甲利用光能最强,故物种甲最可能是阳生植物。
(2)140μmolm﹣2s﹣1为物种甲的光补偿点即物种甲的光合作用强度等于呼吸作用强度,但是对于物种甲的叶肉细胞来说光合作用强度大于呼吸作用强度,故当光强等于140μmolm﹣2s﹣1时物种甲幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外,还扩散至空气(或大气)中 。
(3)在光强1000μmol·m-2·s-1时,已经超过丙幼苗的光饱和点,此时光照强度不在是应该丙光合作用的环境因素,通过题干信息可知物种丙已经在最适温度下进行光合作用,故限制物种丙幼苗光合速率的环境因素可能是CO2浓度(或矿质元素、水等)。
(4)在光照强度为64μmol·m-2•s-l条件下,物种乙的幼苗同时进行光合作用和呼吸作用。
此时叶绿体内[H]的作用是将C3还原,生成葡萄糖和C5等物质;1802中氧原子转移到葡萄糖中的途径与生理过程为:
首先通过有氧呼吸第三阶段,18O2与[H]结合产生H218O;再经有氧呼吸第二阶段,H218O与丙酮酸反应产生C18O2;最后C18O2通过光合作用的暗反应合成含有18O的葡萄糖。
【点睛】本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。
需要考生能从表格和题干中提取有用的信息,并结合题意答题,例如根据表格信息可知140μmol·m-2•s-l的光照强度为物种甲的光补偿点。
同时还应明确温度能通过影响酶的活性,进而影响光合作用和呼吸作用强度,要求考生具有一定的分析、推理和判断的能力。
4.科研人员在最适温度、一定的CO2浓度条件下对某植物的净光合速率(净光合速率=总光合速率呼吸速率)进行了研究,结果如图所示,请回答下列相关问题:
(1)从图中可以看出,影响该植物净光合速率的因素有光照强度、_____________。
(2)分析图1可知,该植物萌芽后的前10d,随着叶面积逐渐增大,而净光合速率降低的原因可能是___。
植物在萌芽10d后,净光合速率随着叶面积的增大而增强,主要原因有:
一是随着叶片的展开和扩展,叶片接受光的面积逐渐增大;二是叶片细胞的增殖
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