专题五 光合作用和呼吸作用与碳循环和能量流动2Word文档格式.docx
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持续光照,光反应产生的大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗,暗反应限制了光合作用的速度,降低了光能的利用率。
但中间间隔5秒钟无光,有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物,从而提高了对光能的利用率。
在光照强度和光照总时间不变的情况下,制造的有机物相对多一些。
答案B
例题4图5-9表示绿色植物在水分充足的条件下,光合作用的速度与环境因素的关系。
请仔细分析图中曲线,回答下列问题:
图5-9
(1)从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是_______________________。
(2)根据你对图中曲线的分析,你认为光合作用强度与温度之间的关系是________。
(3)你认为在温度为40℃,光照强度为c时,限制光合作用进行的内在因素是_______,外界因素可能是___________。
(4)在光照强度为b的条件下,温度为30℃时,限制光合作用的内在因素是__________,如果大棚栽培蔬菜,在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长?
_____________。
原因是___________________________。
(5)在光照强度为b、温度为20℃时,限制光合作用的内在因素是_____________,如果大棚栽培蔬菜,此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长?
_______________。
原因是________。
解析影响光合作用的因素很多,如水分、光照强度、温度、CO2浓度等均对光合作用产生影响。
根据题于部分的要求,已不考虑水对光合作用的影响。
从图中曲线可以看出,光照强度与温度的关系是:
在一定的光照强度范围内,光合作用强度随着光照强度的增加而增加。
光合作用强度与温度的关系是:
在一定的温度范围内,光合作用强度随着温度的升高而增强。
温度对光合作用过程中的光反应影响不大,但对暗反应的影响很大,主要是影响暗反应过程中的酶的活性,所以在光照充足,温度较低的条件下,光合作用的强度主要是受暗反应的限制,此时适当提高温度有利于植物的生长。
光照强度主要影响光合作用的光反应过程,对暗反应过程没有直接影响。
在温度适宜,光照强度较低的条件下,限制光合作用强度的主要内在因素是光反应,此时适当降低温度有利于植物的生长。
如果光照条件和温度都适宜时,限制光合作用强度的主要因素是CO2的浓度、酶的数量和酶的最大活性的限制。
答案
(1)光照强度和温度
(2)在一定的温度范围内,光合作用强度随着温度的升高而增强(3)暗反应过程中的酶的数量和酶的最大活性CO2(4)光反应适当降低温度降低呼吸消耗(5)暗反应中酶的活性适当提高温度提高暗反应过程中酶的活性
例题5用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O的转移途径是()
A.葡萄糖→丙酮酸→水B.葡萄糖→丙酮酸→氧
C.葡萄糖→氧→水D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
解析葡萄糖的有氧呼吸过程可分为3个阶段,第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸,同时产生[H]和少量的ATP;
第二阶段是丙酮酸分解成CO2,同时产生[H]和少量的ATP;
第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧,生成水,同时产生了大量的ATP。
从C6H12O6H氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出,葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。
答案D
例题6图5-10表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。
请据图5-10回答下列问题:
图5-10
(1)外界氧浓度在10%以下时,该器官的呼吸作用方式是_______________________。
(2)该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线,此时该器官的呼吸作用方式是__________________,进行此种呼吸方式所用的底物是________________。
(3)当外界氧浓度为4~5%时,该器官CO2释放量的相对值为0.6,而O2吸收量的相对值为0.4。
此时,无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_______倍,释放的能量约相当于有氧呼吸的_______倍,转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的________倍。
解析根据图5-10所示曲线,在氧浓度大于10%时,O2的吸收量与CO2的释放量相等,说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸,呼吸底物主要是葡萄糖,因为以葡萄糖为呼吸底物时,根据有氧呼吸的反应方程式,吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的。
在氧浓度小于10%时,CO2的释放量大于氧气的吸收量,说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的,所以在氧浓度小于10%时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存。
第3小题的计算方法是:
在外界氧浓度为4~5%时,O2的吸收量相对值为0.4,则通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0.4,有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO2,所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0.4/6。
无氧呼吸释放的CO2的相对值为0.6-0.4=0.2,按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖释放2molCO2,所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2/2。
由此可知,无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是:
*(0.2/2)/(0.4/6)=1.5。
释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是:
[(0.2/2)×
196.65]÷
[(0.4/6)×
2870]=0.1027。
无氧呼吸转移到ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是:
61.08]÷
1255]=0.073。
答案
(1)有氧呼吸和无氧呼吸
(2)有氧呼吸葡萄糖(3)1.50.10.07
例题7(1997年上海高考试题)在A、B两玻管内盛有稀葡萄糖溶液20mL。
在A管内加入一不定数目的某种单细胞真核生物,在B管内加入数目相同的另一种单细胞真核生物,再向两玻管液体内充入空气后,迅速将玻管密封,放置在光照明亮处。
实验员每隔一定时间从两破管内分别取出少量溶液,测定内含O2和CO2浓度,历经3h,其数值变化如图5-11所示。
然后撤去光照,再重复上述测定工作,双历经3h。
问:
图5-11
(1)A管内液体呈何种颜色?
____________。
说明判断依据。
____________________。
(2)在最初3h内,两玻管内的葡萄糖浓度是否都下降了?
清说明理由。
____________
___________________________________________________________________。
(3)撤去光照后3h内,AB出两管液体中O2和CO2浓度将发生怎样的变化?
解释变化的原因,并把变化情况画在上述两图的右半部分。
解析根据题意,在A、B两试管内分别装有两种单细胞真核生物,开始充入空气,后密封,说明与外界不再发生物质交换。
从实验结果分析:
A管内O2浓度在增加,CO2浓度却下降,说明A管内的单细胞真核生物能够吸收CO2释放O2。
由此可确定A管内的单细胞真核生物是一种能够进行光合作用的藻类,细胞内含有叶绿素,所以A管内液体的颜色应是绿色的。
在最初实验的3h内,由于有光照,从实验结果分析光合作用大于呼吸作用,所以培养液中的葡萄糖含量增加。
撤去光照后,A管内的藻类就不能进行光合作用,但呼吸作用照常进行,所以O2的浓度开始下降,CO2的浓度开始上升。
B管内的实验结果是CO2浓度增加而O2的浓度却下降,说明其内的单细胞真核生物消耗O2释放CO2,由此可确定B管内的单细胞真核生物只能进行有氧呼吸,培养液中的葡萄糖被这种生物消耗而下降。
这种单细胞产核生物有可能是酵母菌。
光照对这种生物的代谢不发生影响。
撤去光照,呼吸作用照常进行,O2浓度继续下降,CO2浓度继续上升。
答案
(1)绿色A管中单细胞真核生物能进行光合作用,其细胞内必含有叶绿素
(2)A管内葡萄糖浓度不会下降A管内光合作用强度大于呼吸作用,糖类合成大于消耗,B管内葡萄糖浓度会下降,B管内生物不能制造有机物,可要消耗葡萄糖进行呼吸作用。
(3)见图5-12。
图5-12
例题8为提高大棚蔬菜的产量,应采取的正确措施是()
A.在白天适当降温B.在夜间适当提高温度
C.在白天和夜间都适当提高温度D.在白天适当提高温度,在夜间适当降低温度
解析本题考查光合作用和呼吸作用的条件。
在白天(有光)蔬菜既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,且光合作用远大于呼吸作用。
故适当提高温度,使酶的活性增强,就会使光合作用制造更多的有机物。
当然呼吸作用也会增强,但适当提高温度使呼吸作用增加的幅度比光合作用小,蔬菜在白天就能积累更多的有机物。
在夜间(无光),植物不能进行光合作用,只能进行呼吸作用分解有机物,故夜间适当降低温度,使酶的活性降低,代谢减慢,分解有机物减少,从而提高大棚蔬菜的产量。
例题9在某湖泊生态系统的一条食物链中,若生产者通过光合作用产生了60mol的O2,则其所固定的太阳能中,流入初级消费者体内的能量最多可达()
A.1255kJB.2510kJC.2870kJD.5740kJ
解析生产者通过光合作用产生了60mol氧气,则制造的葡萄糖是10mol,即生产者固定的太阳能为10×
2870kJ。
计算流入初级消费者体内的能量最多为多少,应按传递效率最高计算,即10×
2870kJ×
20%=5740kJ。
例题10生态系统中,以CO2的循环开始于()
A.CO2在生物体的内扩散作用B.绿色植物固定CO2的光合作用
C.各种动物对有机物的同化作用D.生物分解有机物的呼吸作用
解析因为CO2进入生物群落首先通过绿色植物的光合作用,将CO2和水合成贮存能量的有机物,在生物群落内部,碳以有机物的形式流动,最后通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用,将有机物转变成CO2和水而重新释放到大气中。
所以CO2进入生物群落的循环开始于绿色植物固定CO2的光合作用。
本周强化练习:
【能力训练】
一
(学生课外完成,教师课内重点讲解)
一、选择题
1.在光合作用过程中,以分子态释放氧及ATP的产生都离不开()
A.叶绿素和CO2B.水和CO2
C.水、叶绿素和光能D.水、光能和CO2
2.下列有关光合作用的叙述,正确的一组是()
①光反应需光不需要酶②光合作用有水生成③最后阶段有氧气的释放④葡萄糖中的氢来自水⑤将不含能量的CO2转变成富含能量的有机物
A.①③B.①②⑤C.③④D.②④⑤
3.下列关于光合作用暗反应的叙述中,不正确的是()
A.暗反应是一种酶促反应B.暗反应是使CO2变成葡萄糖的反应
C.暗反应是一种循环进行的反应D.暗反应只在暗处进行
4.将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处,则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是()
A.C3增加,葡萄糖减少B.C3与葡萄糖都减少
C.C3与葡萄糖都增加D.C3突然减少,葡萄糖突然增加
5.如图5-13为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后。
根据其吸收CO2量制成的曲线。
下列叙述正确的是()
图5-13
A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用
B.曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用
C.在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等
D.整段曲线表明,随光照强度的递增,光合作用增强,呼吸作用减弱
6.图5-14是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图,图中A物质和B物质的相对分子质量b跟()
图5-14
A.1∶2B.2∶1C.8∶9D.9∶8
7.据测定,豌豆种子发芽早期CO2的释放量比O2的吸收量多3~4倍,这是因为种子此时()
A.种皮尚未破裂,种子内部缺氧,无氧呼吸比有氧呼吸强
B.种子萌发时,光合作用比呼吸作用强
C.种子萌发时,呼吸作用比光合作用强
D.萌发时,种皮破裂,有氧呼吸大于无氧呼吸
8.在下列4种实验条件下,测定了不同光照强度对光合作用速率的影响,实验条件记录于下表中。
根据实验结果绘制成的曲线如下图所示:
表5-1
实验
CO2浓度(%)
温度(℃)
1
0.10
30
2
20
3
0.03
4
从以上实验可知对光合作用速率限制的因素正确的是()
表5-2
A
B
C
D
实验2
光强度
0.01%CO2
温度
实验4
0.03%CO2
P点
CO2浓度
9.将一棵大小适宜的绿色植物,置于一封闭的玻璃罩内,5小时后,发现氧气比原来增加300mp,则由此推断,该植物在5小时光合作用制造的葡萄糖的总量应是()
A.281.25mgB.大于281.25mg
C.小于281.25mgD.无法确定
10.下列生物的呼吸作用只在细胞质基质中进行的是()
A.变形虫B.蛔虫C.团藻D.酵母菌
11.大气中的二氧化碳浓度能保持在0.03%左右的水平,是由于在什么之间建立了动态平衡的结果()
A.蒸腾作用和光合作用B.呼吸作用和光合作用
C.光反应和暗反应D.有氧呼吸和无氧呼吸
12.玉米萌发时,储藏物质发生水解作用过程中,活性最高的酶应该是()
①脂肪酸②淀粉酶③蛋白酶④转氨酶⑤过氧化氢酶⑥蔗糖酶
A.①②③B.④⑤⑥C.②④⑤D.①③⑤
13.图5-15是验证水生绿色植物进行光合作用的实验装置图,锥形瓶中放入天然水和新鲜水草,瓶口用带有导管的橡皮塞塞紧。
一段时间后U形管左侧管内液面的高度变化和锥形瓶中液体的pH变化分别是()
图5-15
A.升高、升高B.升高、降低C.降低、升高D降低、降低
14.生长在较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合作用速度并未随之增加,主要限制因子是()
A.呼吸作用和暗反应B.光反应
C.暗反应D.呼吸作用
15.将一棵重约0.2kg的柳树,栽培于肥沃的土壤中,两年后连根挖出,称其于重达11kg,增加的这10余千克,主要来源于()
A.土壤中的矿质元素B.土壤中的水
C.大气中的O2D.大气中的CO2
16.光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素,图5-16中各图表示的是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线,曲线的纵坐标表示光合作用强度。
请指出正确的图解是()
17.在光合作用实验里,如果所用的水中有0.20%的水分子含18O,二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含18O,那么,植物进行光合作用释放的氧气中,含18O的比例为()
A.0.20%B.0.68%C.0.88%D.0.48%
18.光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H]()
A.都用于还原二氧化碳B.都用于还原氧气
C.前者还原氧气,后者还原二氧化碳D.前者还原二氧化碳,后者还原氧气
19.将水果放在密封地窖中,可以保存较长时间,地窖中影响水果代谢的原因是()
A.温度恒定,水果抗虫害能力强B.温度适宜,水果容易保存
C.黑暗无光,不易引起早熟D.CO2浓度增加,抑制水果的呼吸作用
20.植物在有氧呼吸与无氧呼吸过程中,产生同样数量ATP,所消耗糖的摩尔数是()
A.前者比后者约多9倍B.后者比前者约多9倍
C.前者比后者约多19倍D.后者比前者约多19倍
21.下列哪项是光合作用、有氧呼吸和无氧呼吸共有的现象()
A.在植物体内随时进行B.分解葡萄糖
C.产生ATPD.在线粒体内发生
22.在生态系统中能量流动和物质循环过程中,连结生物群落与无机环境的重要生理作用和重要环节分别是()
①蒸腾作用②光合作用③呼吸作用④生产者⑤消费者⑥分解者
A.①②④⑥B.②③④⑥C.②③④⑤D.①③④⑥
23.图5-17是生态系统中碳循环图解,图中的甲、乙、丙各是()
图-17
A.甲是生产者、乙是消费者、丙是分解者
B.乙是生产者、甲是消费者、丙是分解者
C.丙是生产者、乙是消费者、甲是分解者
D.甲是生产者、丙是消费者、乙是分解者
24.从生态学角度分析,农民在田间除草是为了调整()
A.作物和杂草间的生态平衡B.水和肥料的使用效率
C.生态系统的能量流动方向D.生态系统的物质循环
25.(2000年广东高考试题)高等植物的呼吸作用只发生在()
A.活细胞B.含有叶绿体的细胞
C.不含叶绿体的细胞D.气孔周围的细胞
26.(2000年广东高考试题)在光合作用中,不需要酶参与的过程是()
A.CO2的固定B.叶绿素吸收光能
C.三碳化合物的还原D.ATP的形成
27.(1999年广东高考试题)在适宜的温度条件下,在图5-18所示的装置中都放入干酵母(内有活酵母菌),其中适于产生酒精的装置是。
()
图5-18
28.(2000年上海高考试题)(多选题)下列有关呼吸作用的叙述中,错误的是()
A.蛔虫进行无氧呼吸B.哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸
C.长跑时,人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物
D.发酵和无氧呼吸为同一概念
29.(2000年上海高考试题)若白天光照充足,下列哪种条件对作物增产有利()
A.昼夜恒温25℃B.白天温度25℃,夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃D.白天温度30℃,夜间温度25℃
30.(1999年上海高考试题)欲测定植物是否进行光反应,可以检测是否有()
A.葡萄糖的生成B.淀粉的生成
C.O2的释放D.CO2的吸收
二、非选择题
1.将一株经过饥饿处理(放在暗处24小时)的植物,先放在有光但无CO2的环境中,一段时间后,再移到无光但有CO2的环境中,发现其生成有机物的量如图5-19所示。
请分析说明:
图5-19
(1)AB段由于缺乏CO2,使光合作用的_________不能进行,因此不能合成有机物。
(2)BD段无光照,则光合作用的________不能进行,但由于在AB段植株中积累了一定量的_________,为有机物的产生提供了一定的物质条件,故BC段可以合成一定的有机物。
(3)在BC段中,每生成一个葡萄糖分子,就要消耗_______________分子CO2。
(4)如果在BC段,适当降低环境的温度后,发生的现象用曲线表示在图5-19上。
2.图5-20表示光强度和温度对同一植物光合作用的影响,请分析说明:
图5-20
(1)图中的A、B比较,_________的光强度较高,判断依据是__________。
(2)图中X段的光合速率受__________影响;
Y段光合速率差异是受____________影响。
(3)当温度是限制因素时_______________的变化影响光合作用速率。
3.如图5-21,4只试管,再按图示方式加入水生植物,水生动物,并均加入酸碱指示剂(一般情况下呈红色,pH值上升时呈紫色,pH值下降时呈桔黄色,再下降时呈黄色),将试管在光下照射12小时,请分析并回答下列问题:
图5-21
(1)试管A、B、C、D中,试管__________颜色最深,理由是__________________。
(2)试管__________颜色最浅,理由是____________________。
(3)你认为本实验中设置A管的目的是____________________。
4.图5-22是绿色植物体内能量转换过程的示意图,请据图回答:
5-22
(1)图中A表示的过程为__________,其中生成的ATP所含化学能来自____________,这些ATP将用于______________。
(2)图中B表示的过程为___________,在合成的葡萄糖中贮藏___________。
(3)图中C表示的过程为____________,产生的ATP中储存的能量来自________,ATP水解释放的能量直接用于________,这里产生的CO2是在__________阶段形成的,产生的水是在________阶段形成的。
(4)10mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量_________kJ,其中有_______kJ转移到ATP中。
5.如图5-23所示的曲线,表示的是一个贮藏白
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