届高考生物突破训练二 光合作用与呼吸作用的原理及应用答案.docx
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届高考生物突破训练二光合作用与呼吸作用的原理及应用答案
训练
(二)A光合作用与呼吸作用的原理及应用【解析】
1.将小麦植株置于密闭玻璃罩内,在不同温度条件下测定小麦的O2吸收或释放速率随光强度的变化,实验结果如图JX2-1所示。
请回答下列问题:
图JX2-1
(1)b点的生物学含义是 。
此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为 。
适当提高CO2浓度后再测定,图中的b点将向 移动。
(2)由图可知,影响c点变动的主要因素是 。
(3)若适当提高CO2浓度,d点将向 移动。
此时叶绿体产生的O2的去向是 (填“线粒体”“细胞外”或“线粒体和细胞外”)。
2.Rubisco酶是催化RuBP和CO2反应的酶,它也能催化RuBP和O2发生如图Ⅰ的反应。
RuBP与O2还是CO2反应取决于后两者的相对浓度。
图Ⅱ表示在不同条件下,CO2浓度变化对光合速率的影响。
图JX2-2
请回答:
(1)据图Ⅰ分析,Rubisco酶的作用场所是 ,在Rubisco酶的催化下,1分子的RuBP和O2生成 分子的三碳酸和1分子的①,其中①在线粒体中可通过 循环产生CO2,而三碳酸则能被还原成三碳糖分子。
所以据此分析,若在某适宜O2浓度下,植物的光合速率随CO2浓度变化如图Ⅱ中的曲线甲(实线),则处于高O2浓度下的光合速率变化应以图Ⅱ中的曲线 表示。
(2)图Ⅰ中的②代表 ,③转变成②获得了来自光反应中水光解产生的 。
光反应场所中光合色素有 和叶绿素这两类,若植物受到的光照突然减弱,则短时间内叶绿体内的三碳酸含量 ,CO2吸收速率下降。
3.龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效,也常作为观赏栽培植物。
图JX2-3中甲、乙分别为龙血树在不同条件下光合速率和呼吸速率的变化曲线(单位:
mmol·cm-2·h-1)。
请回答以下问题:
图JX2-3
(1)据图甲分析,在持续光照条件下,龙血树在 ℃下,生长最快。
40℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能否正常生长?
,判断依据是 。
(2)若图甲数据是在光强度充足的情况下测得的,则图乙是在 ℃条件下测定的。
(3)如果龙血树在图乙中E点光强度下,一天光照10h、黑暗处理14h,则1cm2的叶片24h内消耗了环境中的CO2 mmol。
4.[2020·浙江台州高三模拟]为探究寡霉素和NaHSO3,对植物光合作用的影响,科学家针对某种水稻进行下列实验,水稻分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3,24h后再分组进行干旱胁迫和非胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素),测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图JX2-4中甲所示。
已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性,图乙为bATP合成酶的作用示意图。
回答下列问题:
图JX2-4
(1)本实验中喷施蒸馏水组的作用是 。
实验中测量光合作用速率的指标是 。
由图甲可知,喷施寡霉素和NaHSO3,对水稻光合速率的影响是 (填“相同”或“相反”)的,且 能减缓干旱胁迫处理引起的光合速率的下降。
(2)若图乙为寡霉素作用于叶绿体的部位,则其上产生的产物还有 ;若图乙为寡霉素作用于线粒体的部位,则该膜代表的是 。
(3)科学家还研究发现,水稻叶肉细胞中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄—绿比)与其P(光合作用)/R(细胞呼吸)的值呈现一定的关系,这种关系如图JX2-5所示。
在缺镁的土壤中,水稻叶肉细胞的P/R的值和黄—绿比的关系应位于图中 (用图JX2-5中的字母表示)点,理由是 。
图JX2-5
5.某科研小组对猕猴桃果肉的光合色素和光合放氧特性进行了一系列研究。
图JX2-6中甲为光合放氧测定装置示意图,图乙为一定光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线图。
请回答下列问题:
图JX2-6
(1)进行果肉色素提取时需加入适量碳酸钙,目的是 ,色素提取液需用 过滤来获取。
(2)若以该实验提取液中色素对不同波长光的吸收率为纵坐标,以波长为横坐标,可以绘制出色素的 。
(3)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。
若图甲中装置在适宜温度下进行实验,则影响光合放氧速率的主要环境因素有 。
(4)在光合作用中RuBP不断被利用,但含量仍能保持稳定的原因是 。
三碳糖磷酸是卡尔文循环后形成的第一个糖,小部分离开卡尔文循环后大多被运至叶绿体外并转变成蔗糖,供植物体所有细胞利用,还有一部分在叶绿体中作为 而被利用。
(5)图乙中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,若在20min后停止光照,则短时间内叶绿体中含量增加的物质是 ,并可推测20~25min曲线应该 (填“上升”“下降”或“不变”)。
6.[2020·浙江绍兴联考]在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选择不同pH(3.42、4.27、4.75、5.84、6.83)的土壤种植蓝莓,并测定其叶绿素的含量、光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度的变化。
结果如下表。
组别
pH
叶绿素含量
(mg·g-1)
光合速率
(μmol·m-2·s-1)
气孔导度
(mol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(μmol·mol-1)
T1
3.42
0.75
3.23
0.108
202
T2
4.27
0.93
4.36
0.112
184
T3
4.75
1.21
5.18
0.119
175
T4
5.84
0.79
3.66
0.103
192
T5
6.83
0.64
2.66
0.093
198
请回答下列问题:
(1)测定蓝莓叶片中叶绿素的含量时,需先提取蓝莓叶片中的色素。
在提取蓝莓叶片中的色素时,为获得更多的色素,可在研钵中加入 ,再加入粉碎的叶片和95%的乙醇。
对T5组的叶片进行光合色素纸层析分离,滤纸条上从点样处开始数的第 条色素带比T3组明显要窄。
(2)实验表明,土壤pH偏高和偏低时,蓝莓的光合速率均下降,其原因可能是叶绿素含量的下降,不利于吸收可见光中的 ,水在光下裂解产生的 减少。
(3)实验还表明,土壤pH偏高和偏低时,蓝莓的气孔导度均下降,大气中的CO2进入胞间的速率减小,CO2扩散进入叶肉细胞的速率 (填“增加”或“减小”)。
CO2在酶的催化下,与RuBP结合形成 ,该分子随即分解成2个3-磷酸甘油酸,进而还原为三碳糖。
T3组胞间CO2浓度最低,光合速率最高,请解释原因:
。
7.为了探究某地冬季温室大棚内温度和CO2浓度对黄瓜光合作用的影响,某研究小组将黄瓜植株分为五组(一组作为对照组,其他四组作为实验组),保持各组光强度和湿度等条件相同且适宜,在光照培养箱中测定各组黄瓜叶片的净光合速率,各组实验处理及结果如下表所示:
组别
项目
对照组
实验组
一组
二组
三组
四组
实验处理
温度(℃)
12
12
12
20
25
CO2浓度
(100μL·L-1)
6
10
15
15
15
实验结果
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
9.7
13.2
15.1
23.3
30.9
回答下列问题:
(1)黄瓜植株叶片光合作用产生的O2中的O来自于 ,O2除部分释放到外界环境外,还有部分可以参与细胞的需氧呼吸,与 (填“NADH”或“NADPH”)结合释放出大量能量。
(2)根据本实验结果,可以推测冬季温室大棚中对黄瓜净光合速率影响较大的环境因素是 ,其依据是 ;并可以推测冬季温室大棚要提高黄瓜净光合速率可采取的措施是 。
(3)该研究小组同时测定了温度为33℃时(其他条件与第四组相同)黄瓜的净光合速率,发现与第四组实验结果相同,推测其原因是 。
训练
(二)B光合作用与呼吸作用的原理及应用
1.某植物夜间可以通过气孔吸收CO2,并将CO2经一系列反应合成苹果酸,储存在液泡中,白天液泡中的苹果酸可以运送至细胞质,经过反应产生CO2,进而参与卡尔文循环(如图JX2-7所示)。
请据图回答下列问题:
图JX2-7
(1)该植物细胞进行卡尔文循环的场所是 。
(2)该植物形成这种特殊的代谢途径是与 环境相适应的。
(3)题中参与卡尔文循环的CO2直接来源于 过程和 过程。
CO2进入卡尔文循环后产生的第一个糖是 。
(4)在光照下该植物在叶绿体 (填“内”或“外”)合成蔗糖。
夜间该植物叶肉细胞的细胞液pH的变化是 。
2.图JX2-8中甲为叶绿体中的某结构及发生在其中的生理过程示意图,其中的字母代表物质。
研究人员将一植株放在密闭玻璃罩内,并置于温度适宜且恒定的暗室中,给予特定光强度的光照,进行光合作用影响因素的探究实验。
其中在t1~t2期间给予适度遮光处理,测得钟罩内O2量的变化(如图乙)。
请回答下列问题:
图JX2-8
(1)图甲所示结构为 ,若用纸层析法分离其中的色素,将会在滤纸条上观察到叶绿素a的色素带最 ,这说明 。
(2)图甲中物质g为 ,其和ATP是碳反应中将三碳酸还原为 的能源物质。
(3)图乙中t1~t2时段限制光合作用的环境因素为 ,若此时段,补充适量的CO2,光合速率将 (填“升高”“降低”或“基本不变”);t1与t0相比,t1时叶绿体内的RuBP含量 ;若在t2~t3时段,再增加光强度,植物的光合速率 (填“一定”或“不一定”)升高;整个实验过程中,植物叶肉细胞释放的O2量 (填“等于”或“大于”)d-a。
3.研究人员发现一种水稻突变体,在相同且适宜的条件下测定并比较突变体与野生型水稻的一些指标,结果如图JX2-9和下表所示。
请回答下列问题:
图JX2-9
叶绿素含量
(mg·g-1)
类胡萝卜素含量
(mg·g-1)
气孔导度
(mol·m-2·s-1)
野生型
3.47
0.83
0.52
突变体
1.80
0.43
0.71
(1)图中测定的光合速率为单位时间内单位叶面积植物对CO2的 速率。
正常情况下,CO2是通过 循环逐步形成三碳糖的,该过程对温度的变化比光反应敏感的主要原因是参与该过程有关酶的 更多。
(2)要测定两种植株叶片中的色素含量,可将经烘干处理的叶片剪碎、加入相应的物质研磨、 得到色素提取液,此后经 处理再定量测出各类色素的含量。
(3)由图分析可知,突变体和野生型的 和呼吸速率相近;在相同光
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