届高考生物二轮复习大题提升练专题五 光合作用与细胞呼吸.docx
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届高考生物二轮复习大题提升练专题五光合作用与细胞呼吸
2021届高考生物二轮复习大题提升练:
专题五光合作用与细胞呼吸
1.细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物,滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物。
图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放CO2的量随光照强度变化的曲线;图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中4种不同光照强度(O、b2、b1、c)下的生理状态。
请据图分析回答:
(1)甲、乙两种植物分别是__________、___________;当光照强度为b1时,甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有______________。
(2)图2中细胞器①利用CO2的场所是_______________,细胞器②利用O2的场所是_______________;Ⅳ状态下影响O2消耗速率的环境因素主要是______________;I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ状态对应的光照强度依次是____________。
(3)假如滨藜、细辛两种植物叶绿体中的基粒大小和基粒类囊体层数存在较大差异,从结构与功能相适应的角度分析,含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是_______________。
(4)漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势。
如图3为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱(暗带部分表示被吸收的光线)则滨藜、细辛两种植物中,叶绿素a与叶绿素b的比值较大的植物是_________________。
(5)生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。
若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线,则d点之后限制增产的主要外界因素是__________________。
2.科研人员在一晴朗的白天,检测了自然环境中某种绿色开花植物不同光照强度下光合速率的变化,结果如下图。
请据图回答下列问题:
(1)A→B段限制光合速率的环境因素主要是___________________________。
(2)C点时叶绿体内五碳化合物的合成速率应______(填“大于”、“小于”或“等于”)E点。
(3)在光照强度为
时,上午测得光合速率数值高于下午测得的数值,据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有_____(填“促进”或“抑制”)作用。
为验证这一推断,科研人员以该植物长出幼果的枝条为实验材料,进行了如下实验:
(已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用)
①将长势相似,幼果数量相同的两年生树枝均分成甲、乙两组;
②甲组用一定浓度的______(填“赤霉素”、“细胞分裂素”或“2,4-D”)进行疏果处理,乙组不做处理;
③一段时间后,在相同环境条件下,对两组枝条上相同位置叶片的光合速率进行测定和比较,预期结果:
________________________________________________________。
3.自然界中洪水、灌溉不均匀等易使植株根系供氧不足,造成“低氧胁迫”。
采用无土栽培的方法,研究低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响,测得第6天时根系中丙酮酸和乙醇含量,结果如下表:
实验处理
结果
项目
正常通气品种A
正常通气品种B
低氧品种A
低氧品种B
丙酮酸(μmol·g-1)
0.18
0.19
0.21
0.34
乙醇(μmol·g-1)
2.45
2.49
6.00
4.00
(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是________,丙酮酸转变为乙醇的过程________(能/不能)生成ATP。
(2)由表中信息可知,正常通气情况下,黄瓜根系细胞的呼吸方式为________,低氧胁迫下,黄瓜根系细胞________呼吸受阻。
(3)长期处于低氧胁迫条件下,植物吸收无机盐的能力下降,原因是________。
根系可能变黑、腐烂,原因是________。
(4)实验结果表明,低氧胁迫条件下催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种A,其原因可基于右图做进一步解释,该图为对上表中实验数据的处理。
请在下图中相应位置绘出表示品种B的柱形图。
4.在生产实践中,种子贮藏或粮食贮藏主要是控制种子的含水量,降低呼吸作用强度,减少有机物的消耗。
能使种子安全贮藏的含水量称为安全含水量或安全水分。
如表是稻谷的安全含水量与温度的关系:
温度℃
35
30
20~25
15
10
5
安全含水量/%
13以下
13.5以下
15以下
16以下
17以下
18以下
回答下列问题:
(1)根据表中数据分析,种子的安全含水量与温度有密切关系,具体表现是。
(2)种子呼吸的场所是。
请写出一定温度条件下,水分含量增加,细胞呼吸加强的理由:
。
(写出两点)
(3)风干的种子虽含水分但呼吸作用弱的原因是:
。
(4)贮藏种子时,若呼吸作用过强会产生大量热量和水分,使贮藏条件恶化,易造成种子霉变。
为安全贮藏种子,如图是某研究小组利用亚麻种子(油质种子)、玉米种子(淀粉质种子)和小麦种子(淀粉质种子)做的一个课题研究结果。
①请给该课题拟定一个最合适的名字:
的研究。
②该实验中的无关变量有。
(写出3个)
③油质种子的最大安全含水量(填“大于”“小于”或“等于”)淀粉质种子的安全水量。
5.RuBisCo普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中,它是光呼吸(细胞在有光、高O2、低CO2情况下发生的生化反应)中不可缺少的加氧酶,也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。
RuBisCo能以五碳化合物(RuBP)为底物,在CO2/O2值高时,使其结合CO2发生羧化,在CO2/O2值低时,使其结合O2发生氧化,具体过程如图所示。
(1)玉米、大豆等植物的叶片中消耗O2的场所有____________。
从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的区别是______________。
(2)科研人员利用大豆来探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果。
①亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物(乙醇酸)氧化酶的__________来抑制该酶的活性,从而抑制光呼吸的进行。
另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,从而促进______________的进行。
②为探究亚硫酸氢钠使大豆增产的适宜浓度,一般要先做预实验,目的是_______________。
③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,大豆单位时间内释放氧气的量较喷施前_____________(填“增多”“减少”或“不变”),原因是_______________。
6.如图甲为某绿色植物叶片净光合速率(用CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,图乙表示在CO2充足的条件下,该植物叶片光合速率(mgCO2·cm-2·h-1)与光照强度、温度的关系。
请据图回答下列有关问题:
(1)图甲中13时,叶绿体中合成C3的速率(填“高于”“等于”或“低于”)11时,17时后叶片的Ci快速上升,其原因是。
叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是。
(2)在图乙中,当温度为10℃时,如果将光照强度由4klx瞬时提高至8klx,此时该植物叶绿体内的C3含量将(填“升高”“降低”或“基本不变”),原因是。
若在此温度下,植物的呼吸速率为2mgCO2·cm-2·h-1,假设每日光照强度为4klx,持续时间为12小时,此状态下植物(填“能”或“不能”)正常生长。
(3)若温度为20℃时,该植物的呼吸速率为4mgCO2·cm-2·h-1,则该植物在温度为20℃、光照强度为8klx条件下放置11小时后每平方厘米的叶片光合作用制造的葡萄糖量为mg。
答案以及解析
1.答案:
(1)滨藜;细辛;叶绿体(类囊体薄膜)、线粒体、细胞质基质
(2)叶绿体基质;线粒体内膜;温度;c、b2、b1、O
(3)细辛
(4)滨藜
(5)CO2浓度
解析:
(1)根据题意可知,细辛是阴生植物,滨藜是阳生植物,由图1可知,甲是滨藜,乙是细辛。
当光照强度为b1时,甲植物叶肉细胞内产生ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用,所以场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质。
(2)利用CO2的细胞器①是叶绿体,在叶绿体基质中固定CO2。
利用O2的细胞器②是线粒体,在有氧呼吸第三阶段O2与[H]结合生成水,场所是线粒体内膜。
Ⅳ状态只进行呼吸作用,影响呼吸作用的环境因素主要是温度。
I有O2的释放,光合作用强度大于呼吸作用强度,对应c点,Ⅱ有O2的吸收,光合作用强度小于呼吸作用强度,对应b2点,Ⅲ光合作用强度等于呼吸作用强度,对应b1点,Ⅳ只进行呼吸作用,对应O点。
(3)因为细辛是阴生植物,照射到的光少,所以叶绿体中含有较大基粒和较多类囊体层数。
(4)漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势,又由于叶绿素b主要吸收短波长的光,则细辛含有的叶绿素b相对较多,滨藜、细辛两种植物中,叶绿素a与叶绿素b的比值较大的植物是滨藜。
(5)由图1可知,d点后光照强度不是影响因素,而温度、水分条件适宜,所以影响因素是CO2浓度。
2.答案:
(1)光照强度
(2)大于
(3)抑制②2,4-D③甲组枝条上叶片的光合效率低于乙组
解析:
(1)A→B段随着光照强度的增强,光合速率逐渐增加,因此限制光合速率的环境因素主要是光照强度.
(2)C点时光合速率较E点强,短时间内叶绿体内三碳化合物还原速率较E点快,五碳化合物来源较快.
(3)①在光照强度为800μE•m-2•s-1时,上午测得光合速率数值高于下午测得的数值,据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率起抑制作用.
②实验设计遵循单一变量原则,2,4-D是植物生长素类似物,拥有与生长素相似的生理功能,具有两重性,因此甲组用一定浓度的2,4-D进行疏果处理.乙组不作处理.
③由于甲组疏果,乙组不处理,因此一段时间后,在相同环境条件下,对两组枝条上相同位置叶片的光合速率进行比较可知:
甲组枝条上叶片的光合速率低于乙组.
3.答案:
(1)细胞质基质;不能;
(2)有氧呼吸和无氧呼吸;有氧;(3)无氧呼吸产生的能量减少影响主动运输过程;无氧呼吸产生的酒精对根细胞毒害作用;
(4)如图:
;
解析:
(1)黄瓜细胞葡萄糖在细胞质基质氧化分解产生丙酮酸,在无氧条件下,丙酮酸在细胞质基质转变为乙醇的过程,此过程不能释放能量,不能生成ATP。
(2)由表中信息可以知道,正常通气情况下,黄瓜根系细胞产生了酒精,说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸,低氧胁迫下,酒精产量升高,说明有氧呼吸受阻,黄瓜根系通过加强无氧呼吸来提供能量。
(3)长期处于低氧胁迫条件下,无氧呼吸产生的能量减少,影响主动运输过程,植物吸收无机盐的能力下降;无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用,根系可能变黑、腐烂。
(4)实验结果表明,品种A耐低氧能力比B强,在低氧时,品种A产生的丙酮酸比品种B产生的丙酮酸少(品种A=0.21-0.18=0.03,品种B=0.34-0.19=0.15),而产生的乙醇比品种B产生的乙醇多(品种A=6.00-2.45=3.55,品种B=4.00-2.49=1.51),其柱形图为:
4.答案:
(1)温度越高,最大安全含水量越低(或温度越低,最大安全含水量越高)
(2)细胞质基质和线粒体;细胞呼吸要消耗水(水是有氧呼吸的原料之一);水是良好溶剂,是化学反应的介质
(3)风干的种子中的水主要是结合水
(4)①油质种子和淀粉质种子含水量与呼吸速率关系
②温度、种子的质量(大小)、环境含氧量
③小于
解析:
(1)分析表中数据可知,温度越高,最大安全含水量越低。
(2)种子的细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中。
一定温度条件下,水分含量增加,细胞呼吸加强的原因有:
细胞呼吸要消耗水,水是良好溶剂,是化学反应的介质等。
(3)风干的种子里主要是结合水。
结合水不参与化学反应,也不流动,也不能溶解化合物,故风干的种子呼吸作用强度极低。
(4)①由题干信息和图示信息可推出实验是在研究“种子的质地”(油质种子和淀粉质种子)与含水量对呼吸作用的影响,故该课题最合适的名称应该是“油质种子和淀粉质种子含水量与呼吸速率关系”的研究。
②影响种子细胞呼吸速率的外因主要是温度、氧气浓度、含水量等,分析可知该实验的无关变量有温度、种子的质量(大小)、环境含氧量等。
③分析图形可知,相同含水量下油质种子的呼吸速率更高,且在更低的含水量时呼吸速率已快速增大,故可推出油质种子的最大安全含水量小于淀粉质种子的最大安全含水量。
5.答案:
(1)叶绿体(基质)、线粒体(内膜);光呼吸消耗ATP(能量),有氧呼吸产生ATP(能量);
(2)空间结构;光反应(光合作用);为进一步的实验探究条件;检验实验设计的科学性和可行性(避免盲目开展实验造成人力、物力、财力的浪费);增多;光能利用增加,水的光解加怏;亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进行;
解析:
(1)玉米、大豆等植物通过有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体,通过光呼吸消耗氧气的场所是叶绿体基质。
由图可知,光呼吸消耗ATP,故从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的区别是光呼吸消耗ATP,有氧呼吸产生ATP。
(2)①二碳化合物氧化酶在光呼吸中发挥作用,亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物氧化酶的空间结构来抑制该酶的活性,从而抑制光呼吸的进行。
另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,进而通过促进光反应的进行而提高光合作用强度。
②预实验可以为进一步的实验探究条件,还可以检验实验设计的科学性和可行性。
③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,光能利用增加,水的光解加快;亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进行,故大豆单位时间内释放氧气的量较喷施前增多。
6.答案:
(1)低于;光合速率减小,导致CO2在胞间积累;CO2浓度和光照强度
(2)基本不变;在此温度下,4klx已经达到光饱和点,因此随光照强度的提高,光合作用强度基本不变;不能(3)30
解析:
(1)由图甲可知,13时处于光合午休中,原因是气孔关闭,CO2供应不足,导致CO2固定减少,叶绿体中合成C3的速率低于11时。
17时后叶片的Ci快速上升,其原因是光合速率减小,导致CO2在胞间积累。
叶片的Pn第一次下降在11时后,原因是气孔关闭,CO2供应不足,因此主要限制因素是CO2浓度。
叶片的Pn第二次下降是在14时后,主要原因是光照强度减弱,因此主要限制因素是光照强度。
(2)在图乙中,当温度为10℃时,4kx已经达到光饱和点,因此随光照强度的提高,光合作用强度基本不变,因此将光照强度由4klx瞬时提高至8klx,此时该植物叶绿体内的C3含量将基本不变。
在此温度下,光照强度为4klx时植物的光合速率为2mgCO2·cm-2·h-1,与呼吸速率相等,此状态下光照期间无有机物的积累,黑暗期间又消耗有机物,因此植物不能正常生长。
(3)在温度为20℃时,光照强度为8klx条件下,该植物的光合速率为4mgCO2·cm-2·h-1,则该植物在温度为20℃、光照强度为8klx条件下放置11小时后每平方厘米的叶片光合作用消耗的CO2量为44mg,则根据光合作用的反应式可知,6CO2→C6H12O6,则制造的葡萄糖量为44mg×180÷(44×6)=30mg。
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