高考生物二轮复习非选择题强化练1 光合作用与呼吸作用（含解析）

高考生物二轮复习非选择题强化练(一)
光合作用与呼吸作用
[时间:20min]
1.图甲表示某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图乙为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响。回答下列问题:
(1)图甲中产生O2与消耗O2的场所分别为　　　　　　　　　　　　　　;适宜光照条件下,图乙温度为T2时,氧气的去向是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)已知图乙温度呈现规律性变化,判断几种温度的高低关系的依据是　　　　　　　　　　。根据图中信息,可判断光合作用与细胞呼吸在温度上的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若白天和夜晚各12小时,T2温度下叶肉细胞的实际光合速率为　　　　,T2温度下一昼夜,密闭装置内氧气的含量　　 　　(填“增加”或“不增加”);T3温度下,植株白天积累有机物(按葡萄糖计算)的量为　　　　(保留一位小数);T4温度条件下,植物不能正常生长的原因是　　　　　　　　　　　。
2.[2022·湖北十堰三模] 图甲表示某同学利用轮叶黑藻(一种沉水植物)探究“光照强度对光合速率的影响”的实验装置;图乙表示在一定光照强度下轮叶黑藻叶肉细胞的部分代谢过程,其中a、b、c、d代表不同的细胞结构,①~⑤代表不同的物质;图丙是轮叶黑藻细胞光合作用相关过程示意图(有研究表明,水中CO2浓度降低能诱导轮叶黑藻光合途径由C3途径向C4途径转变,而且两条途径在同一细胞中进行)。请据图回答问题:
(1)图甲中在灯光功率不变的情况下,通过改变　　　　　　　　　来控制光照强度,实验测定的因变量的检测指标为　　　　　　　　　。
(2)图乙中⑤主要来源于　　　　(填字母)细胞结构,若用该细胞进行观察植物细胞的质壁分离与复原实验,应以　　　　(填字母)为标志进行观察。
(3)图丙中环境CO2浓度较低时,轮叶黑藻还可通过　　　　(填“C3循环”或“C4循环”)途径提高叶肉细胞内CO2浓度,根据图丙和所学知识推测,光反应产生的NADPH的作用是还原　　　　　。
(4)研究发现,轮叶黑藻叶肉细胞中同时存在两种CO2固定的途径,正常的CO2浓度下,CO2可直接与C5反应,低浓度的CO2需经过图丙所示途径。假定不同浓度的CO2对溶液理化性质的影响很小,可以忽略不计。请简要写出实验思路进行验证(不用写出预期实验结果及结论):　 　 。
3.[2023·辽宁沈阳三模] 研究发现,适度的“干旱胁迫”可增加葡萄果实的含糖量。科研人员以葡萄幼苗为材料, 用PEG(聚乙二醇)模拟干旱环境,研究“干旱胁迫”下幼苗光合作用变化的机理。回答下列问题:
(1)干旱环境会促使植物根冠产生的　　　　增加,造成植物叶片气孔开度减小, 导致　　　　　　,引起光合速率下降,影响植物生长。
(2)科研人员将长势相同的葡萄幼苗20株,随机平均分为5组,分别使用不同浓度的PEG溶液处理。实验组所使用的是以霍格兰营养液为溶剂配制的不同浓度的PEG溶液,对照组(CK)使用的是　　　　　　　　。每隔24 h测定葡萄幼苗叶片叶绿素含量的动态变化,结果如图。
①叶绿素含量的变化能反映干旱胁迫对植物的伤害程度。据图可知,随着干旱胁迫时间的延长,葡萄幼苗的叶绿素含量均出现　　　　　　的变化,推测20%PEG溶液条件下, 24~72 h叶绿素含量变化的原因可能是　　　　　　　　　　　　。
②在20%PEG溶液条件下,进一步测定葡萄幼苗叶片其他相关指标如下:
光合指标 0 h 24 h 48 h 72 h 96 h
净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 12.5 16.5 3.5 2.0 1.5
气孔开度/ (mmol·m-2·s-1) 30.0 35.0 13.5 12.0 11.0
胞间CO2浓度/ (μmol·mol-1) 290 320 150 140 350
RuBP羧化酶活性/ (μmol·g-1·min-1) 35.0 38.0 31.0 27.5 21.0
注:RuBP羧化酶是卡尔文循环中的关键酶之一,会催化CO2和C5生成C3。
在72~96 h时段葡萄幼苗进行光合作用　　　(填“受”或“不受”)气孔因素限制, 理由是　　　　。
③上述信息表明,20%PEG 溶液条件下葡萄幼苗光合速率下降的主要原因是　　　　　;　　　 　。
4.[2023·广东广州三模] 不同温度条件下,植物对光的需求存在差异,如图甲是温度和其他条件适宜时光照强度与番茄净光合速率的关系,图中A点为光补偿点,B点为光饱和点;图乙是番茄光补偿点和光饱和点的高低与温度变化的关系。回答下列问题:
(1)由图甲可知,光补偿点的含义为当　　　　　　　　时的光照强度。
(2)由图乙可以看出,在5~10 ℃时,光补偿点较低,该状态下,温度对光合速率及呼吸速率的影响效果分别为　　　　;超过35 ℃,光饱和点不升反降,可能的原因是　　　　　　　　　(写出两点)。
(3)光补偿点和光饱和点的高低不仅受温度影响,还受CO2浓度的影响。若降低CO2浓度,图甲中A点和B点将分别向　　　　和向　　　　移动。在采用人工光源提高番茄产量时,对光照强度的控制应考虑到　　　　　　　　　　　　　　　　(写出两点)等多个方面。
(4)若要得到番茄的真正光合速率,要对呼吸速率进行测定,测定番茄呼吸速率的实验思路为　　　　　。
　
非选择题强化练(一)
1.(1)类囊体薄膜、线粒体内膜　被线粒体利用和释放到外界环境中
(2)黑暗中氧气的消耗速率　在一定范围内,光合作用速率和细胞呼吸速率均随着温度的升高而升高,但是细胞呼吸的最适温度比光合作用高
(3)6 mg/h　不增加　50.6 mg　白天没有积累有机物,夜晚消耗有机物
[解析] (1)图甲中水的光解产生O2,是光反应阶段的反应,发生在类囊体薄膜,消耗O2发生在有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上进行。图乙温度为T2时,光下O2产生量大于黑暗中O2消耗量,光合速率大于呼吸速率,氧气的去向是被线粒体利用和释放到外界环境中。(2)图乙中呼吸速率逐渐增大,光合速率先增大后减小,可知T1、T2、T3、T4温度逐渐升高。在一定范围内,光合作用速率和细胞呼吸速率均随着温度的升高而升高,但是细胞呼吸的最适温度比光合作用高。(3)据图乙分析,T2温度下叶肉细胞的实际光合速率可用光下O2产生量表示,即6 mg/h。T2温度下一昼夜,白天12 h积累的氧气量是(6-4)×12=24 mg,夜晚12 h消耗的O2量是4×12=48 mg,密闭装置内氧气的含量不增加。T3温度下,植株白天积累的O2量是(12.5-8)×12=54 mg,假设有机物(按葡萄糖计算)的量为a,根据反应式计算,192∶180=54∶a,a≈50.6 mg,T4温度条件下,白天没有有机物积累,夜晚消耗有机物,植物不能正常生长。
2.(1)灯与广口瓶之间的距离　有色小液滴的移动距离
(2)b　a
(3)C4循环　C3和草酰乙酸
(4)将长势一致的轮叶黑藻随机均分为甲、乙两组,甲组给予低浓度CO2缓冲液,乙组给予正常浓度CO2缓冲液,其他条件相同且适宜,一段时间后测定溶液的pH并比较pH大小
[解析] (1)图甲装置中,灯泡作为光源,一般可通过改变广口瓶与光源之间的距离改变光照强度,该实验中因变量是光合速率的大小,可通过有色小液滴的移动距离表示。(2)K+在⑤参与下进入细胞中,可推知⑤是ATP,其主要来源于线粒体b(有氧呼吸第二、三阶段产生)。该植物含有液泡c,可作为观察植物细胞的质壁分离与复原实验的材料,应以叶绿体为标志进行观察。(3)图丙为低浓度的CO2条件下,轮叶黑藻细胞光合作用相关过程示意图,环境CO2浓度较低时,轮叶黑藻还可通过C4循环保证CO2的供应,光反应产生的NADPH参与C3的还原,还参与草酰乙酸还原生成苹果酸。(4)该实验的自变量是CO2的浓度,因变量是溶液的pH。故可设计如下实验进行验证:将长势一致的轮叶黑藻随机均分为甲、乙两组,甲组给予低浓度CO2缓冲液,乙组给予正常浓度CO2缓冲液,其他条件相同且适宜,一段时间后测定溶液的pH并比较pH大小。
3.(1)脱落酸　CO2吸收减少
(2)(不含PEG的)霍格兰营养液　①先上升后下降　干旱胁迫可能会加剧叶绿素的降解或抑制其合成　②不受　气孔开度降低,但是胞间CO2浓度增加　③叶绿素含量减少,光反应速率下降　RuBP羧化酶活性降低,暗反应速率下降
[解析] (1)在缺水条件下,植物体中脱落酸的含量增多,引起气孔关闭。 CO2是光合作用的原料,外界CO2通过气孔进入叶肉细胞,若植物叶片气孔开度减小,导致CO2供应减少,直接影响暗反应,引起光合速率下降,影响植物生长。(2)实验组所使用的是以霍格兰营养液为溶剂配制的不同浓度的PEG溶液,为消除无关变量的影响,对照组(CK)使用的是(不含PEG的)霍格兰营养液。①据图可知,随着干旱胁迫时间的延长,葡萄幼苗的叶绿素含量均出现先上升后下降的变化。20%PEG溶液条件下,24 h时叶绿素含量达到最大,24~72 h范围内,随着干旱胁迫时间的延长,叶绿素含量下降,原因可能是干旱胁迫可能会加剧叶绿素的降解或抑制其合成。②据表分析,在72~96 h时段,RuBP羧化酶活性降低,催化CO2固定的能力较弱,这时胞间CO2浓度增加,说明细胞内CO2的量是充足的,虽然这时气孔开度降低,但光合作用不受气孔因素限制。③根据题图和题表分析,20%PEG溶液条件下葡萄幼苗光合速率下降的主要原因是叶绿素含量减少,光反应速率下降;RuBP羧化酶活性降低,暗反应速率下降。
4.(1)净光合速率为0(或光合速率等于呼吸速率)
(2)促进、促进　温度升高,影响与光合作用有关酶的活性;光合色素分解增多,含量减少
(3)右　左　番茄所处环境的温度以及CO2浓度
(4)其他条件保持相同且一致,将番茄放置于黑暗条件下,测定其呼吸速率
[解析] (1)由图甲可知,光补偿点的含义为当净光合速率为0时的光照强度,由于净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率,故光补偿点的含义也可以表述为当光合速率等于呼吸速率时的光照强度。(2)在5~10 ℃时,光补偿点不变,但是光饱和点增大,意味着光合速率增强,即该状态下温度对光合速率的影响效果是促进,而光补偿点时光合速率等于呼吸速率,光合速率增大意味着呼吸速率增大,即温度对呼吸速率的影响效果也为促进。光饱和点是指光合速率达到最大时所需要的最低光照强度,温度会影响酶的活性和光合色素的分解从而影响光合速率,故超过35 ℃,光饱和点不升反降,可能的原因是温度升高,影响与光合作用有关酶的活性;光合色素分解增多,含量减少,能够利用的光能减少。(3)二氧化碳减少,光合速率下降,则要更大的光照强度才能使光合速率等于呼吸速率,所以光补偿点右移;光合速率下降,则达到最大光合速率时对应的光照强度减小,光饱和点左移。结合图乙和相应题干可知,在采用人工光源提高番茄产量时,对光照强度的控制应考虑到番茄所处环境的温度以及CO2浓度等多个方面。(4)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,测定呼吸速率意味着不能让植物进行光合作用,需要遮光(暗)处理,故测定呼吸速率的基本实验思路是其他条件保持相同且一致,将同种植物放置于黑暗条件下,测定其呼吸速率。