高考生物江苏专用优编增分练非选择题冲击高分规范练 命题点1.docx
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高考生物江苏专用优编增分练非选择题冲击高分规范练命题点1
专项二 非选择题冲击高分规范练
命题点1 光合作用与呼吸作用的综合应用
真题重温练(A卷)
1.(2018·江苏,29)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题:
(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为________________________,其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在____________(填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为________后进入乙,继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括____________(填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成
答案
(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素
(2)类囊体薄膜上 基质中
(3)丙酮酸 基质中 内膜上
(4)①②④
解+析
(1)图中甲是叶绿体,是进行光合作用的场所。
叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,可以吸收光能,并将光能转变为化学能;叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。
(2)光反应在叶绿体的类囊体膜上进行,参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后,转运到叶绿体的类囊体薄膜上组装;CO2的固定发生在叶绿体基质中,催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。
(3)图中乙为线粒体,是进行有氧呼吸的主要场所。
氧气充足时,光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体,丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2,同时产生[H]和ATP;有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段,即和O2反应生成水,同时产生大量ATP。
叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH,NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。
(4)由图示可知,乙(线粒体)产生的ATP能够进入甲(叶绿体),所以在线粒体中合成的ATP可以用于C3的还原,同时还能用于内外物质的运输、酶的合成等。
水的光解不需要ATP。
2.(2017·江苏,29)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。
图1为光合放氧测定装置示意图,图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。
请回答下列问题:
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量________,以防止叶绿素降解。
长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是_________________________________________。
(2)图1中影响光合放氧速率的因素有____________________。
氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中________________的干扰。
(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是_________。
若提高反应液中NaHCO3浓度,果肉放氧速率的变化是________(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。
(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对15~20min曲线的斜率几乎不变的合理解释是______________;若在20min后停止光照,则短时间内叶绿体中含量减少的物质有____________(填序号:
①C5 ②ATP ③[H] ④C3),可推测20~25min曲线的斜率为________(填“正值”“负值”或“零”)。
答案
(1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中
(2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解氧 (3)提供CO2 增大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
解+析
(1)为防止叶绿素降解,可加入适量的CaCO3,由于叶绿体中的色素均可溶解于有机溶剂无水乙醇中,故长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片,将因色素溶解变成白色。
(2)影响光合放氧的因素包括光照强度、温度、CO2浓度(或NaHCO3浓度)等,为排除反应室内原有O2对实验结果的干扰,实验测定前需排除反应液中的溶解氧。
(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要目的是为果肉细胞光合作用提供CO2,若提高反应液中NaHCO3浓度,则在一定范围内可提高光合放氧速率,达到一定速率后将稳定。
(4)图2中15~20min曲线斜率不变,意味着此时段果肉细胞不再继续向装置中释放O2,这表明净光合速率为0,即果肉细胞光合产氧量与呼吸耗氧量相等;若在20min后停止光照,则短时间内光反应被削弱,[H]、ATP及C5均会减少,此时光合产氧量将小于呼吸耗氧量,曲线斜率将呈现“负值”。
3.(2016·江苏,32)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。
请回答以下问题:
(1)最适宜在果树林下套种的品种是________,最适应较高光强的品种是________。
(2)增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:
在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的________________,而S3在光饱和点时可能________(填序号)。
①光反应已基本饱和
②暗反应已基本饱和
③光、暗反应都已基本饱和
(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子__________________的合成。
(4)在光合作用过程中,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。
下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。
淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该在叶绿体的________。
淀粉运出叶绿体时先水解成TP或________,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由____________糖构成的蔗糖,运出叶肉细胞。
答案
(1)S2 S3
(2)[H]和ATP ①②③ (3)核酸、蛋白质 (4)基质中 葡萄糖 葡萄糖和果
解+析
(1)果树林下光照较弱,适合光补偿点较低的植物生长。
最适应较高光强的品种光饱和点高。
(2)光反应的产物为[H]和ATP;增加环境中CO2浓度后,S3的光饱和点却没有显著改变,可能是光反应已基本饱和、暗反应已基本饱和或二者都已基本饱和。
(3)叶绿体中有机物大分子如核酸、蛋白质的合成需要消耗ATP。
(4)淀粉合成场所位于叶绿体基质,根据图示,叶绿体膜上存在六碳糖载体,淀粉运出叶绿体时先水解成TP或六碳糖,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中。
蔗糖由葡萄糖和果糖结合而成。
4.(2015·江苏,27)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。
请回答下列问题:
(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在__________________相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积________的释放量。
(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成________,消耗的C5由________经过一系列反应再生。
(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:
一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的________________;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的____________________。
(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)光照强度、CO2浓度 O2
(2)C3 C3
(3)[H]和ATP 参与光合作用的酶
(4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少
解+析
(1)净光合速率可采用叶龄一致的叶片,在光照强度、CO2浓度相同的实验条件下,测得单位时间、单位叶面积O2的释放量或干物质的增加量或密闭条件下CO2的消耗量。
(2)暗反应过程中CO2被C5固定生成C3,消耗的C5由C3经过还原再生。
(3)P1的叶片光合作用能力最强,主要原因有其叶绿素含量较高,光反应强;参与光合作用的酶含量高,有利于暗反应的进行。
(4)P2植株干重显著大于对照组,但籽实产量不高,最可能是光合作用产物更多的积累在茎秆等营养器官,向籽实运输的少。
5.(2014·江苏,31)为研究浮游藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。
图1为光合放氧测定装置的示意图;图2是不同NaHCO3浓度(pH8.5,25℃)条件下测得的Pn曲线图。
请回答下列问题:
(1)通过变换图1中光源,可研究________、________对光合作用的影响。
(2)在测定不同光照对Pn的影响时,如不精确控制温度,则测得的光照与Pn的关系____________(填“呈正相关”“呈负相关”或“难以确定”)。
(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO
获得CO2。
图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为____________;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加的主要原因有__________________、______________。
(4)培养基中的HCO
与CO
之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HCO
越少,CO
越多,而CO
几乎不能被该藻利用。
在测定不同pH(7.0~10.0)对光合作用的影响时,导致Pn发生变化的因素有______________________、______________________。
答案
(1)光强 光质
(2)难以确定 (3)120mg·L-1
达到了CO2饱和点 CA量有限 (4)CO2(或HCO
)供应量不同 CA(细胞)活性变化
解+析
(1)可调光源可通过调节改变光照强度、光质(光的波长)等,因此可用来研究光照强度和光质对光合作用的影响。
(2)本实验中温度属于无关变量,应保持相同且适宜。
温度过高或过低都会影响酶的活性,从而影响光合作用,导致难以确定光照对Pn的影响。
(3)由图可以看出,达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120mg·L-1,在更高NaHCO3浓度下Pn值不再增加,可能是由于达到了CO2饱和点,或者是胞内的CA量有限,不能分解水中的HCO
获得CO2。
(4)根据题中信息分析,pH在7.0~10.0时,一方面会影响HCO
分解产生CO2,从而影响Pn;另一方面pH也会影响细胞中CA的活性,从而影响Pn。
6.(2013·江苏,33)为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响,在不同浓度NaCl条件下,对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定,结果如下图。
检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。
请参照图回答下列问题:
(1)叶绿体中色素的功能是____________________。
(2)大气中的CO2可通过植物叶片表面的____________进入植物体内。
光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的________,有机物(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物________中。
(3)当NaCl浓度在200~250mmol/L时净光合速率显著下降,自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。
前者主要是由于________________,后者主要是由于__________________。
(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上____________________表示。
请绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。
答案
(1)吸收、传递、转换光能
(2)气孔 CO2 CO2
(3)光合色素含量降低 胞间CO2浓度降低
(4)光合作用消耗的CO2量(光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量) 如图
解+析
(1)叶绿体中色素的功能是吸收、传递和转换光能。
(2)气体通过叶表皮上的气孔进出叶肉细胞;光合作用中产生的有机物中的氧来自CO2;细胞进行有氧呼吸时,有机物中的氧进入CO2。
(3)通过柱形图中NaCl浓度变化与净光合速率和光合色素量的变化对比可知,NaCl通过影响色素含量而影响光合速率。
而在自然条件下,中午由于温度较高,植物为减少水分散失而将气孔部分关闭,这将导致叶肉细胞获得的CO2少而使光合速率下降。
(4)可用单位时间内光合作用过程中的原料或产物的变化量表示光合速率,如CO2的消耗量、O2的产生量或有机物的产生量。
绘制曲线时应注意纵坐标表示的总光合速率而不是净光合速率,即应大于净光合速率。
模拟对位练(B卷)
1.(2018·南京、盐城高三第二次模拟)图甲表示在不同温度条件下CO2浓度对某植物净光合速率的影响;图乙表示将该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的相对浓度的变化曲线。
请回答下列问题:
(1)据图甲可知,当CO2浓度分别为600μmol/L和1200μmol/L时,更有利于该植物生长的温度分别是____________。
当CO2浓度为200μmol/L时,28℃条件下该植物净光合速率明显低于20℃和15℃,原因可能是___________________________________。
(2)CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3,据图乙分析,A→B的变化是由于叶肉细胞吸收CO2速率________(填“增加”“降低”或“不变”),在此阶段暗反应消耗ATP的速率________,B→C保持稳定的内因是受到________________________限制。
(3)研究发现,绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性,催化如图丙所示的两个方向的反应,反应的相对速率取决于O2和CO2的相对浓度。
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)20℃、28℃ 实际(总)光合速率都不高,而28℃时的呼吸速率很强
(2)增加 增加 RuBP羧化酶数量(浓度) (3)O2 C2(或二碳化合物) 高浓度CO2可减少光呼吸
解+析
(1)据图甲可知,当CO2浓度分别为600μmol/L和1200μmol/L时,更有利于该植物生长的温度分别是20℃、28℃。
当CO2浓度为200μmol/L时,各温度下实际(总)光合速率都不高,但与20℃和15℃相比,28℃时的呼吸速率最强,所以28℃条件下该植物净光合速率明显低于20℃和15℃。
(2)据图乙分析,A→B过程中,随细胞间隙CO2的相对浓度升高,CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3消耗的C5增多,导致叶肉细胞中C5的相对含量下降。
随着叶肉细胞中C3产生,用于还原C3消耗ATP的速率增加。
B→C阶段,由于RuBP羧化酶数量有限,CO2与C5结合生成C3的速率不再增加。
(3)据图丙可知,在叶绿体中,在RuBP羧化酶催化下C5与O2反应,形成的C2进入线粒体,通过光呼吸放出CO2。
根据化学平衡原理可知,高浓度的CO2可抑制光呼吸;同时,在RuBP羧化酶催化下CO2可与C5反应生成C3酸,并通过一系列反应生成光合产物。
因而,CO2浓度倍增可以抑制光呼吸,减少光呼吸消耗光合产物,同时增加光合产物的生成,使光合产物的积累增加。
2.(2018·江苏七市高三调研)为了解红松光合特性,研究人员对某良种基地的红松进行光合指标日变化的相关测定,结果如图。
请回答下列问题:
(1)影响红松净光合速率日变化的主要环境因素有______________________________
________________________________________________________________________。
(2)在6时,红松叶肉细胞中合成ATP的细胞器有________________。
红松体内一昼夜中有机物积累最多的时间是________________。
(3)结合图1、图2分析,11~13时段红松净光合速率发生变化的主要原因是________________,在此时间段,叶绿体中C5的含量变化趋势是________________。
(4)从图3可知,胞间CO2浓度在12~16时段基本没有变化,这是因为______________
__________________________________________________________。
17时后胞间CO2
浓度迅速上升,主要原因是________________________。
(5)在某些农作物栽培过程中,中午时段也会出现与红松相似的现象。
为缓解此现象,可采取的措施有____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
答案
(1)光照强度、温度、CO2浓度等
(2)线粒体和叶绿体 18时 (3)叶片气孔导度降低 增加 (4)从环境中吸收的CO2量与叶肉细胞吸收的CO2量基本相等 呼吸速率大于光合速率(光照减弱,光合速率下降)(5)适当补充水分、适当遮荫、补充CO2等
解+析
(1)影响光合作用的因素是多方面的,有内因和外因两方面,内因有叶绿体中色素的含量、酶的活性等,外因即外界环境因素,主要有光照强度、温度、CO2浓度等。
(2)据图可知,在6时,红松的净光合速率为0,即光合作用速率等于细胞呼吸速率,此时红松叶肉细胞中合成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。
据图可知,18时净光合速率为0,18时以后不积累有机物反而会消耗有机物,因此红松体内一昼夜中有机物积累最多的时间是18时。
(3)据图1和图2可知,气孔导度与净光合速率变化一致,据图2可知,11~13时段气孔导度降低,导致净光合速率降低。
在此时间段内气孔导度降低,导致CO2的供应减少,影响光合作用暗反应中CO2的固定。
CO2的固定过程受阻,但光反应仍正常进行,引起细胞中C3含量相对下降,C5含量相对增多。
(4)从图3可知,胞间CO2浓度在12~16时段基本没有变化,这是因为从环境中吸收的CO2量与叶肉细胞吸收的CO2量基本相等,17时后胞间CO2浓度迅速上升,主要原因是呼吸速率大于光合速率(光照减弱,光合速率下降),导致释放到细胞外的CO2增多,进而导致胞间CO2浓度迅速上升。
(5)在某些农作物栽培过程中,中午时段也会出现与红松相似的现象,即中午温度过高,为了防止大量水分通过蒸腾作用散失,植物的气孔关闭,导致光合作用减弱。
为缓解此现象,可采取的措施有:
适当补充水分、适当遮荫、补充CO2等,这样会提高光合作用的强度。
3.(2018·苏、锡、常、镇四市高三调研)晴朗夏季的中午,强光直射会直接影响作物的生长。
科研人员利用番茄探究人工遮荫对其不同生长发育阶段光合作用的影响。
不同生长发育阶段遮荫8天对番茄叶片胞间CO2浓度和气孔导度的影响如表所示,不同生长发育阶段遮荫8天对番茄叶片净光合速率的影响如图所示。
请回答下列问题:
发育阶段
胞间CO2浓度(μL/L)
气孔导度[mmol/(m2·s)]
0
40%遮荫
75%遮荫
0
40%遮荫
75%遮荫
初花期
174
262
295
107
165
124
盛花期
169
241
264
85
135
102
末花期
123
211
252
70
159
90
(1)夏季中午,番茄易出现光合午休现象。
从光合作用生理过程来看,与________阶段的____________________(填生理过程名称)有直接关系。
(2)据表可知,________遮荫条件下的气孔导度增加最显著,________遮荫条件下的胞间CO2浓度增加最显著。
据图分析可知,可显著提高番茄叶片净光合速率的措施有________________________。
(3)光反应产生的[H]进入类囊体,导致叶绿体基质pH上升,同时Mg2+进入叶绿体基质,激活固定CO2的羧化酶。
据此分析,初花期75%遮荫条件下胞间CO2浓度最高的原因有________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
答案
(1)暗反应 CO2的固定
(2)40% 75% 选择末花期、40%遮荫 (3)75%遮荫光反应较弱,产生的[H]和ATP较少 固定CO2的羧化酶活性降低
解+析
(1)晴朗夏季的中午,为防止蒸腾作用失水过多,番茄叶片表面部分气孔关闭,导致叶片CO2吸收量减少,影响暗反应阶段CO2的固定。
(2)据表可知,40%遮荫条件下的气孔导度增加最显著;75%遮荫条件下的胞间CO2浓度增加最显著。
据图分析可知,在遮荫8天的情况下,可显著提高番茄叶片净光合速率的措施有选择末花期、40%遮荫。
(3)根据题意,导致初花期75%遮荫条件下胞间CO2浓度最高的原因主要有两个:
一是75%遮荫条件下光反应较弱,产生的[H]和ATP较少;二是[H]和ATP较少,进入叶绿体基质的Mg2+减少,固定CO2的羧化酶活性降低。
4.(2018·江苏七市高三调研)酸雨会导致土壤磷流失,使植物减产。
为研究土壤酸化及磷流失对核桃幼苗生长的影响,科研人员进行了如下实验:
取生长一致的核桃幼苗48株,将根系洗净,定植于装有洗净河沙的花盆中,定期加入培养液培养。
一段时间后均分为A、B、C、D四组,再定期加入相应培养液,培养一段时间后进行检测,得到如图结果,其中根系导水率代表根系离体条件下测定的导管运输水分的能力,气孔导度代表单位时间、单位面积叶片上通过气孔的气体量。
请回答下列问题:
(1)实验过程中需将根系和河沙都洗净,其目的是____________________________
________________________________________________________________________。
与分组后加入的培养液相比,分组前加入的培养液必须____________、____________。
(2)图1表明缺磷会降低核桃的光合速率,从结构上分析原因是缺磷影响____________等结构的形成;从光合作用
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