高中生物课时规范练10　光合作用、细胞呼吸综合(学生版含答案详解)

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高中生物课时规范练10　
光合作用、细胞呼吸综合
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022八省联考湖南卷)适宜的温度和光照条件下,在盛有水生动植物的鱼缸内(不考虑微生物的影响),物质代谢处于相对平衡状态的是(　　)
A.动物细胞呼吸释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
B.动物细胞呼吸吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
C.动植物细胞呼吸释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
D.动物细胞呼吸消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
2.(2022八省联考湖北卷)某科学家曾做过一个实验,将小鼠放在不同的密封、恒温的钟罩内,实验处理方案如下表,小鼠最先死亡的一组是(　　)
组别 实验材料 实验条件
A 小鼠+绿色植物 光照
B 小鼠 光照
C 小鼠+绿色植物 黑暗
D 小鼠 黑暗
A.A B.B C.C D.D
3.(2022山东泰安三模)下列有关农谚的解释,错误的是(　　)
选项 农谚 解释
A 白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧 适当提高昼夜温差,有利于有机物的积累,增加产量
B 稻田水多是糖浆,麦田水多是砒霜 不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量
C 地尽其用用不荒,合理密植多打粮 提高农作物种植密度,可提高光合作用速率,增加产量
D 锅底无柴难烧饭,田里无粪难增产 施用有机肥可为农作物提供CO2和无机盐,增加产量
4.(2022八省联考广东卷)下列所述生产与生活中的做法,合理的是(　　)
A.做面包时加入酵母菌并维持密闭状态
B.水稻田适时排水晒田以保证根系通气
C.白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应
D.用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染
5.(2022辽宁)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是(　　)
A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D.适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
6.(2020浙江7月选考)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如下图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是(　　)
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中BC段对应的关系相似
D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中AB段对应的关系相似
7.(2022湖南)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(　　)
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
8.(2022山东枣庄模拟)科研小组对桑树和大豆两种植物在不同光照强度下的相关生理过程进行了研究和测定,得到了下表所示的数据(CO2的吸收和释放速率为相对值)。下列有关叙述正确的是(　　)
项目 光合速率与 呼吸速率相 等时的光照 强度/klx 光饱和时 的光照强 度/klx 光饱和时 植物吸收 CO2的速率 暗条件下 CO2释放 的速率
桑树 1 8 17 2
大豆 2 10 20 4
A.光照强度为2 klx时,大豆细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
B.光照强度为2 klx时,桑树光合作用产生O2的去向只有细胞内的线粒体
C.光照强度为10 klx时,适当增加CO2浓度,可提高大豆的光合速率
D.光照强度为10 klx时,桑树的净光合速率的相对值是17
9.(2022山东省实验中学一模)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如下图所示。下列与本实验相关的叙述,正确的是(　　)
A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
三、非选择题
10.(2022山东泰安二模)下图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间,单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线及两种作物光合作用部分途径示意图。
图1
图2
(1)花生净光合速率在11:00时左右明显减弱的主要原因是　　　　　　　　　　　。在18:30时,玉米是否进行光合作用并说明理由。　　　　　　　　　　　　　。
(2)与花生相比,玉米净光合速率在中午仍然很高,这与其叶片结构及特殊的光合作用途径有关(如图所示)。请用文字描述玉米光合作用途径的特点。 　 。
(3)科学研究发现,PEPC酶与CO2的亲和力比Rubisco酶高60多倍。试分析夏季晴朗白天玉米比花生净光合速率高的原因。 　。
(4)玉米具有此叶片结构特点及特殊的光合作用途径的意义是 　。
11.(2022山东潍坊一模)景天科植物具有独特的昼夜节律,在晚上植物体内苹果酸含量升高,糖分含量下降;白天则相反,酸度下降,糖分增多;相应的代谢途径被称为CAM途径,具有此类代谢途径的植物称为CAM植物。图1为一昼夜大叶落叶生根(一种CAM植物)CO2吸收速率变化情况,图2为相同时间段内该植物净光合速率的变化情况。
(1)据图推测,CAM植物的气孔在　　　　(填“白天”或“晚上”)开放,细胞中　　　　　　很可能是临时储存CO2的载体。
(2)研究发现,CAM植物细胞中的CO2最早被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)固定,生成草酰乙酸(OAA),再进一步被还原并大量积累于液泡中。为保证CAM途径的持续进行,物质　　　　　(填英文字母简称)应通过一定化学反应不断重新生成并释放到细胞质中。该途径可通过　　　　　　　　　　法追踪C元素的转移路径加以证实。
(3)分析图中信息推测,CAM途径是对　　　　(填“干旱”或“湿润”)环境的适应;该途径除维持光合作用外,对植物的生理意义还表现在　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)假设昼夜温度不变,若要利用图2信息计算大叶落叶生根上午10时的实际光合速率,计算的思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
课时规范练
1.C　解析 动物细胞呼吸强度等于植物的光合作用强度时,植物也进行细胞呼吸,所以不能处于相对平衡,A项错误;动物细胞呼吸吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量,而植物细胞呼吸也要吸收氧气,则氧气的吸收量大于释放量,物质代谢无法平衡,B项错误;所有生物细胞呼吸释放的CO2等于植物光合作用吸收的CO2,物质代谢恰好处于动态平衡,C项正确;动物的细胞呼吸强度与植物的细胞呼吸强度无法比较,D项错误。
2.C　解析 在光照条件下,绿色植物进行光合作用产生了氧气,即使密封的钟罩内氧气消耗完全,小鼠的有氧呼吸也可以继续进行;小鼠不管是在光照条件下还是在黑暗条件下,都只进行细胞呼吸消耗密封钟罩中相同的氧气;小鼠和绿色植物在黑暗条件下均只进行有氧呼吸,消耗密封钟罩中相同的氧气,该组的氧气最先被消耗完,即小鼠最先死亡。
3.C　解析 “白天热来夜间冷,一棵豆儿打一捧”,可看出该农业增产措施主要是白天升高温度,夜间降低温度,有利于有机物积累,从而提高作物产量,A项正确;“稻田水多是糖浆,麦田水多是砒霜”,可以看出不同植物对水分的需求不同,合理灌溉有助于增加产量,B项正确;“地尽其用用不荒,合理密植多打粮”,农作物种植密度合理可以增产,原因是合理密植可以提高光的利用率,而非提高光合作用速率,C项错误;“田里无粪难增产”,说明粪(有机肥)可增产,原因是有机肥被分解者分解后可为农作物提供CO2和无机盐,D项正确。
4.B　解析 做面包时加入酵母菌是因为酵母菌细胞呼吸产生CO2使面包暄软多孔,由于酵母菌无氧呼吸产生酒精,故不能维持密闭状态,A项不合理;水稻田适时排水晒田的目的是保证根系通气,防止根系无氧呼吸产生酒精,造成毒害,B项合理;白天定时给栽培大棚通风的目的是保证CO2的供应,C项不合理;用透气的消毒材料包扎伤口以抑制厌氧菌大量繁殖,避免感染,D项不合理。
5.B　解析 不同植物对光的波长和光照强度的需求不同,可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度,A项正确;为保证植物的根能够正常吸收水分,该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度,B项错误;适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行,让植物合成更多的有机物,而夜晚适当降温则可以抑制其细胞呼吸,使其少分解有机物,合理控制昼夜温差有利于提高作物产量,C项正确;适时通风可提高生产系统内的CO2浓度,进而提高光合作用的速率,D项正确。
6.A　解析 该植物叶片同时进行光合作用和细胞呼吸,测得的该植物叶片的光合速率为净光合速率,该叶片分离得到的叶绿体的光合速率为总光合速率,净光合速率=总光合速率-呼吸速率,A项正确;若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,说明部分叶绿体被破坏无法进行光合作用,与无破碎叶绿体相比,光合速率偏小,B项错误;若该植物长时间处于遮阴环境,光合速率慢,叶片内蔗糖不可能出现高浓度积累的现象,二者的关系不同于图中BC段对应的关系,C项错误;花朵为光合产物的储存场所,若该植物处于开花期,人为摘除花朵后,蔗糖的储存器官减少,叶片内蔗糖积累会抑制光合作用的正常进行,二者的关系不与图中AB段对应的关系相似,D项错误。
7.A　解析 弱光条件下植物没有O2的释放,有可能是光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度,光合作用产生的O2被细胞呼吸消耗,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有O2的释放,A项错误;CO2性质不活泼,在暗反应阶段,一个CO2被一个C5固定以后,很快形成两个C3,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量并且被NADPH还原,因此CO2不能直接被还原,B项正确;在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,光合作用产物输出受阻,叶片的光合速率会暂时下降,C项正确;合理密植可以充分利用光照,增施有机肥可以为植物提供矿质元素和CO2,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,D项正确。
8.ACD　解析 光照强度为2 klx时,大豆的叶肉细胞既可以进行光合作用又可以进行细胞呼吸,故细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质,A项正确;桑树的光补偿点为1 klx,当光照强度为2 klx时,桑树的净光合速率大于0,所以光合作用产生的O2一部分供给细胞内的线粒体呼吸消耗,一部分释放到外界环境中,B项错误;大豆的光饱和点为10 klx,此时净光合速率达到最大,限制因素应为光照强度以外的CO2浓度等因素,因此适当增加CO2浓度,可提高大豆的光合速率,C项正确;桑树的光饱和点为8 klx,最大净光合速率为17,所以当光照强度为10 klx时,桑树的净光合速率的相对值是17,D项正确。
9.ABD　解析 无论光照还是遮光条件下,植物吸收的14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质,进行光合作用的暗反应过程,先固定形成三碳化合物再还原为有机物,A项正确;由图可看出,发育早期,正常光照和遮光70%条件下,营养器官中所含14C量占植株14C总量的比例均高于生殖器官中所含14C量占植株14C总量的比例,由此推出生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官,B项正确;据图可知,遮光70%条件下,发育早期(1~2)分配到营养器官中的光合产物量远大于分配到生殖器官的光合产物量,而到了发育的中后期(3~5),分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近,C项错误;实验研究了光照强度对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,也研究了不同光照强度对器官积累有机物的影响,D项正确。
10.答案 (1)植物蒸腾作用加强,叶片部分气孔关闭,吸收CO2减少,导致光合作用降低　是,此时玉米净光合作用为零,光合速率等于呼吸速率　(2)叶肉细胞的PEPC酶催化CO2的固定形成C4,再转移到维管束鞘细胞,释放CO2由Rubisco酶催化CO2的固定形成C3　(3)玉米中的PEPC酶与CO2的亲和力高,对CO2的利用率高,可以利用低浓度CO2进行光合作用,叶片部分气孔关闭对其光合作用无影响,相同环境条件下玉米比花生进行光合作用效率要高　(4)适应高温、强光照、干旱环境,既能保持体内水分,又能进行高效的光合作用
解析 (1)由曲线图可知:在11∶00时,花生植物细胞蒸腾作用加强,叶片部分气孔关闭,吸收CO2减少,导致光合作用降低。在18∶30时,玉米净光合作用为零,光合速率等于呼吸速率,故能进行光合作用。(2)由图2可知:玉米叶肉细胞的PEPC酶催化CO2的固定形成C4,再转移到维管束鞘细胞,释放CO2由Rubisco酶催化CO2的固定形成C3。(3)由于玉米中的PEPC酶与CO2的亲和力高,对CO2的利用率高,可以利用低浓度CO2进行光合作用,叶片部分气孔关闭对其光合作用无影响,相同环境条件下玉米比花生进行光合作用效率要高,故在夏季晴朗白天玉米比花生净光合速率高。(4)玉米具有此叶片结构特点及特殊的光合作用途径的意义是适应高温、强光照、干旱环境,既能保持体内水分,又能进行高效的光合作用。
11.答案 (1)晚上　苹果酸　(2)PEP　同位素示踪　(3)干旱　有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失　(4)将晚上的呼吸速率与上午10时的净光合速率相加即为上午10时的实际光合速率
解析 (1)据图推测,景天科植物白天几乎不吸收CO2,可见景天科植物白天气孔是关闭的,晚上气孔开放吸收CO2,由于晚上吸收CO2,苹果酸含量上升,所以苹果酸很可能是临时储存CO2的载体。(2)CAM植物细胞中的CO2最早被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)固定,生成草酰乙酸(OAA),再进一步被还原并大量积累于液泡中,导致细胞中PEP减少。为保证CAM途径的持续进行,细胞中必须有PEP不断重新生成并释放到细胞质中,要追踪C元素的转移路径可以通过同位素示踪法进行追踪证实。(3)CAM白天气孔关闭晚上气孔开放,CAM生活的环境应为干旱的环境,白天关闭气孔能够有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失,同时晚上吸收储存CO2可以维持白天的光合作用。(4)如果昼夜温度不变,CAM一天中的呼吸速率不变,根据图2信息将晚上的呼吸速率与上午10时的净光合速率相加即为上午10时的实际光合速率。
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