2017高考生物考前冲刺复习：第1部分热点重难强化练1 光合作用与细胞呼吸的综合考查（含答案）

热点重难强化练1　光合作用与细胞呼吸的综合考查
1．图1为某植物叶肉细胞中叶绿体内部分生理过程示意图，图2为某研究人员根据研究结果，绘制的该植物叶片在光照等环境因素影响下吸收和释放CO2速率的变化曲线。请回答下列问题：
(1)图1表示的过程是光合作用的________________阶段，该阶段发生的能量转换是________________________。
(2)图2中t1→t2，叶绿体________(填场所)的色素吸收光能增加，加快水的光解，进而加快图1中________________(填字母A～D)的利用。
(3)图2中t2→t3，限制光合速率的环境因素主要是________________。与t2→t3相比，t3→t4和t4后短暂时间内，图1中B的含量变化分别为________________。
(4)图2中________(填“A”“B”或“A＋B”)的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定CO2的总量。[解析]
(1)图1表示光合作用的暗反应阶段，该阶段能将ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。(2)图2中t1→t2，光照增强，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，光反应产生的[H]和ATP增加，会加快暗反应中CO2(A)、C3(B)、C5(D)等物质的利用。(3)图2中t2→t3，光照充足，在t3时补充CO2后光合速率迅速增加，说明t2→t3限制光合速率的环境因素主要是CO2浓度。与t2→t3相比，t3→t4有较多的CO2(A)与C5(D)结合，从而使C3(B)的含量增加；t4后短暂时间内，光反应提供的[H]和ATP减少，导致C3(B)的还原受阻，故叶绿体中C3(B)的含量增加。(4)图2中A的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片净光合作用吸收CO2的量，B的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片呼吸作用释放CO2的量，故A＋B的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定CO2的总量。[答案]
(1)暗反应　ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能　(2)类囊体薄膜上　A、B、D(3)CO2浓度　增加、增加
(4)A＋B
2．表甲是某科研小组成员在不同的光照强度(单位：lx)下测得的玉米幼苗叶肉细胞氧气释放量的情况(假设温度不变，其他条件适宜)。图乙表示该玉米幼苗的叶肉细胞在某一光照强度下细胞内两种细胞器所进行的生理活动间的关系。请分析回答下列问题：
表甲　不同光照强度下植物氧气释放量(单位：μL·cm－2·min－1)
光照强度
0
2
4
6
8
10
12
14
氧气释放量
－0.3
0
0.3
0.5
0.7
1.0
1.0
1.0
(1)在光照强度为2
lx时，玉米幼苗同化二氧化碳的速率为________μL·cm－2·min－1。
(2)表甲显示，随着光照强度的增加，玉米幼苗光合速率的变化趋势是________________________________________________________________________。(3)在光照强度为12
lx时，限制玉米幼苗光合速率的环境因素主要是________________________________________________________________________。
(4)若改变光照强度，是否一定能改变图乙中A细胞器中生理活动的强度？______________，为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
(1)在光照强度为2
lx时，氧气释放量为0，说明此时玉米幼苗的光合速率和呼吸速率相等，呼吸速率为0.3
μL·cm－2·min－1(氧气吸收速率)，因此，光合速率也为0.3
μL·cm－2·min－1(氧气产生速率)，则此时同化二氧化碳的速率也为0.3
μL·cm－2·min－1。(2)氧气释放量表示净光合速率，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，即实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由于温度不变，呼吸速率也不变，故表中结果显示，随着光照强度的增加，玉米幼苗的光合速率逐渐增大，当光照强度增大到一定程度，光合速率不再发生变化。(3)在光照强度为12
lx时，随着光照强度的增加，玉米幼苗的光合速率不变，这说明此时限制光合速率的环境因素主要是温度、二氧化碳浓度。(4)当光照强度大于10
lx时，光照强度增大，光合速率不变。[答案]
(1)0.3　(2)逐渐增大，当光照强度增大到一定程度，光合速率不再发生变化　(3)温度、二氧化碳浓度
(4)不一定　当光照强度大于10
lx时，光照强度增大，玉米幼苗的光合速率不变(合理即可)
3．请回答下列与小麦植株生长发育及实验相关的问题：
(1)小麦灌浆期是影响产量的关键时期，如果在这一时期遇到连绵阴雨天气，则小麦的产量会受到严重影响，其主要原因是________减弱，直接影响了光合作用的________阶段。
(2)将小麦幼苗放置在一密闭的玻璃钟罩内培养(光照强度和温度适宜)，测定玻璃钟罩内二氧化碳浓度的变化，则其可能的变化趋势是____________________(不考虑其他生物的影响)，出现这种变化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在栽培管理中，如果遇到严重干旱，小麦叶片会发黄，其可能原因是________________________，出现这种情况后会使提供给暗反应的________(填物质)减少。
(4)某研究小组利用________(填试剂)提取了小麦叶肉细胞叶绿体中的色素，并利用________法分离获得了叶绿素a。随后该研究小组做了如图所示实验(A是接受光线的装置)，则在A上几乎看不到________________光。
[解析]
(1)连绵阴雨天气，光照强度减弱，直接影响了光反应，产生的[H]和ATP减少，从而导致光合作用下降，小麦产量受到严重影响。(2)密闭玻璃钟罩内刚开始CO2浓度较高，光照强度、温度适宜，光合作用速率大于呼吸作用速率，后来由于CO2不断消耗浓度开始下降，光合作用速率随之下降，当光合作用速率等于呼吸作用速率时，CO2浓度保持相对稳定。(3)叶绿素含量高时叶片呈绿色，若叶肉细胞内叶绿素含量下降(叶绿素分解或合成减慢)，则类胡萝卜素含量相对升高，从而使叶片发黄。叶绿素含量下降，吸收和转化的光能减小，光反应减弱，提供给暗反应的[H]和ATP减少。(4)叶绿体中色素的提取通常用无水乙醇或丙酮，利用纸层析法分离色素。叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，故在A上几乎看不到红光和蓝紫光。
[答案]
(1)光照强度　光反应
(2)逐渐减小，最终保持稳定　起初光合作用速率大于呼吸作用速率，使二氧化碳浓度逐渐减小，随着二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率也逐渐减小，当光合作用速率与呼吸作用速率相等时，二氧化碳浓度保持稳定
(3)叶绿素分解(或叶绿素合成速率变慢或停止)，类胡萝卜素的颜色呈现出来(答出一项即可)　ATP和[H]
(4)无水乙醇(丙酮)　纸层析　红光和蓝紫
4．如图为某植物叶片在不同条件下光合作用强度随光照强度的变化曲线，请回答下列问题：
(1)图示曲线表示该植物叶片的________________(填“净”或“真”)光合速率。
(2)净光合速率可以用单位时间内叶片吸收的CO2量表示，也可以用单位时间内叶片的________________释放量或________积累量表示。
(3)图中限制A点光合作用的环境因素有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知该植物在35
℃时呼吸作用速率为4
μmolCO2·m－2·s－1。相对于高CO2、35
℃条件，在低CO2、35
℃条件下该植物的光补偿点(植物光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度)较大，请作图表示，并从光反应与暗反应的角度分析其原因。
[解析]
(1)依图可知，当光照强度为0时，植物的光合作用强度为0，说明此曲线未体现植物的呼吸作用强度，故曲线图表示该植物叶片的真光合速率。(2)既可以用单位时间内CO2的吸收量，也可以用单位时间内O2的释放量，或者单位时间内植物体内有机物的积累量来表示植物净光合作用速率。(3)图中限制A点光合作用的环境因素有光照强度和CO2浓度。(4)由题干可知，光强达到光补偿点时，植物光合作用强度等于呼吸作用强度，已知35
℃时该植物的呼吸速率为4
μmolCO2·m－2·s－1，故作图如答案所示。
[答案]
(1)真　(2)氧气　有机物　(3)二氧化碳浓度、光照强度　(4)作图如下
低CO2浓度时，暗反应减弱，只有在更强的光照下，光反应产生的ATP和[H]增多，促使暗反应速率加快，产生的有机物才能与呼吸作用消耗的相当。
5．(2016·大庆一中模拟)科研人员选择冬季大棚中的番茄和草莓，在保持两种植物生长所需的水分、肥料等相同且适宜的条件下，每天14：00～15：00观察并测定光合速率，结果如表：
注：光合有效辐射是指绿色植物进行光合作用过程中，能够被光合色素吸收并转化的太阳辐射能量。(1)该实验的研究目的是________________________________________________________________________。
(2)当空气质量由三级升为四级时，导致植物光合速率下降的主要因素是__________________，为暗反应提供的________减少。
(3)当污染进一步加剧到五级时，导致草莓光合速率下降的主要因素是________，直接影响了细胞内__________导致光合作用速率下降。
(4)综上所述，在空气质量处于四级中度污染以上时，番茄棚和草莓棚应分别采取________、________的措施来维持植物的光合速率。
[解析]
(1)根据表格分析，有空气质量和植物种类两个自变量，所以该实验的目的是探究空气质量级别对番茄和草莓光合作用的影响。(2)当空气质量由三级升为四级时，光合有效辐射降低，光反应产生的ATP和[H]不足，从而导致植物光合速率下降。(3)当污染进一步加剧到五级时，棚温下降，影响了与光合作用有关的酶的活性，从而导致草莓光合速率降低。(4)根据以上分析可知，在空气质量处于四级中度污染以上时，番茄棚和草莓棚应分别采取增加光照强度、增加棚温的措施来维持植物的光合速率。[答案]
(1)探究空气质量级别对番茄和草莓光合作用的影响
(2)光合有效辐射降低　ATP和[H]
(3)棚温下降　与光合作用有关的酶的活性
(4)增加光照强度　增加棚温6．1937年植物学家希尔发现，离体的叶绿体中加入“氢接受者”，比如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照后依然能够释放氧气，蓝色氧化状态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2。研究者为了验证该过程。在密闭条件下进行如下实验：
溶液种类
A试管
B试管
C试管
D试管
叶绿体悬浮液
1
mL
－
1
mL
－
DCPIP
0.5
mL
0.5
mL
0.5
mL
0.5
mL
0.5
mol/L蔗糖溶液
4
mL
5
mL
4
mL
5
mL
光照条件
光照
光照
黑暗
黑暗
上层液体颜色
无色
蓝色
蓝色
蓝色
(1)自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是________，这些氢在暗反应的________过程中被消耗。
(2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是____________，A试管除了颜色变化外，实验过程中还能观察到的现象是________。
(3)A试管与C试管的比较可以说明氢产生的条件是________，B和D试管的目的是为了说明DCPIP______________________________________。
(4)实验结束后A组试管中叶绿体________(填“有”“没有”)(CH2O)的产生，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
(1)光合作用的光反应场所是类囊体薄膜，水光解产生的氢被暗反应中的C3的还原过程消耗。
(2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是避免叶绿体吸水涨破，光反应过程中还有氧气的产生，所以除了颜色变化外，实验过程中还能观察到的现象是有气泡产生。
(3)A与C试管的变量是有无光照，所以可比较说明氢产生的条件是需要光照，B和D试管的目的是为了说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色。
(4)实验结束后A组试管中叶绿体没有(CH2O)的产生，主要原因是氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应或密闭环境中没CO2。
[答案]
(1)类囊体薄膜　C3的还原　(2)避免叶绿体吸水涨破　有气泡产生　(3)需要光照　在光照和黑暗条件下自身不会变色　(4)没有　氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应或密闭环境中没有CO2
7．某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。
注：气孔导度越大，气孔开放程度越高。
(1)与15
d幼苗相比，30
d幼苗的叶片净光合速率______，与对照组相比，________光处理组叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨________层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。
(3)某同学测定30
d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1
mg·g－1、3.9
mg·g－1和4.1
mg·g－1。为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是________________________________________________________________________。
[解析]
(1)从第1幅图看出30
d幼苗在同种光照下，CO2吸收量较多；从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大，CO2进入较多，从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低，故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高。
(2)CO2固定的部位在叶绿体基质，叶肉细胞间隙CO2到达该部位至少需经过一层细胞膜、两层叶绿体膜，而每层生物膜都由一层磷脂双分子层构成。
(3)由于测得数据差距太大，需随机取样进行重复测定以提高实验的准确性。
[答案]
(1)高　蓝　蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快　(2)3　(3)随机取样进行重复测定
8．如图所示为某兴趣小组探究酵母菌的呼吸类型及影响衣藻(绿藻的一种)光合作用因素的实验装置。实验开始时，把注射器内的空气排空，阀门1和阀门2均关闭。不考虑摩擦以及通气管内气体的影响，回答下列相关问题：
(1)衣藻和酵母菌细胞内都能生成ATP的场所是________________________________________________________________________
　。
(2)如装置内的有色液滴向右移动，则酵母菌一定进行的呼吸类型为________，酵母菌进行该种呼吸作用的化学反应式为____________________________。取一定的培养液与________(试剂)混合，观察到的颜色变化是________________。
(3)在某条件下，打开阀门1，注射器活塞会向左移动，原因是____________________________，移动一段距离后会停止，原因是________________________________________________________________________
______________________________。
[解析]
(1)衣藻和酵母菌都是真核生物，衣藻细胞内合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，而酵母菌细胞内合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体。(2)装置内有色液滴向右移动，说明酵母菌一定进行了无氧呼吸，但不能确定有没有进行有氧呼吸。酵母菌进行无氧呼吸的化学反应式为C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。酵母菌通过无氧呼吸能产生酒精和CO2，可使用酸性的重铬酸钾溶液来检测酒精。
[答案]
(1)细胞质基质、线粒体　(2)无氧呼吸
C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量　酸性的重铬酸钾　橙色变成灰绿色　(3)衣藻的净光合速率大于零(合理即可)　试管内(NaHCO3溶液提供)CO2有限，衣藻光合作用速率下降，当光合作用速率等于呼吸作用速率时，活塞停止运动(合理即可)