高二生物拓展训练(二)光合作用与呼吸作用

高二生物拓展训练(二)光合作用与呼吸作用
一、知识归纳：
1．自养与异养生物的区别要点
2．光合作用：概念、色素的种类与颜色、反应式、光反应过程、场所，碳反应过程、场所，物质变化、能量变化、光系统的作用、影响光合作用的因素、图形讨论
3．呼吸作用：需氧呼吸、厌氧呼吸概念、反应式、过程，场所、物质变化、能量变化。认识活细胞中物质、能量和信息变化的统一性。举例说明细胞呼吸在实践中的应用，关注细胞呼吸与生产生活的关系。
二、知识网络
（一）
（二）影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
因素 对光合作用的影响 在生产上的应用
光 光合作用随光照强度的变化而变化，光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时，光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加 1．适当提高光照强度2．延长光合作用时间3．合理密植4．间作套种
温度 温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率；温度过高影响植物叶片气孔开放，影响二氧化碳的供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率 1．适时播种2．温室栽培植物时，白天适当提高温度,晚上适当降低温度3．植物“午休”现象的原因之一
二氧化碳浓度 在一定范围内，植物的光合速率是随二氧化碳浓度增加而增加，但达到一定程度时再增加二氧化碳浓度，光合速率不再增加 温室栽培时，释放一定量的干冰或多施有机肥，适当提高室内二氧化碳的浓度
矿质元素 N是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，P是NADP+和ATP的组成成分，Mg是叶绿素的重要组成成分，K对光合产物的运输和转化起促进作用 合理施肥
水 水分是光合作用原料之一，缺少时光合速率下降；水的多少也会影响气孔的开闭而影响光合作用 合理灌溉
三、实战演练
1．科研人员在研究某种植物时，从收获的种子开始作鲜重测量，画得如图所示曲线。下列对曲线变化原因的分析中，不正确的是（ ）
A．oa段鲜重减少的原因主要是自由水的减少
B．ab段种子中的细胞基本处于休眠状态，物质变化量较小
C．bc段鲜重增加的原因是有机物增多，种子开始萌发
D．c点以后增幅较大，既有水的增加，又有有机物的增加
2．将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：下列有关叙述中正确的是 （ ）
变化量\O2浓度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%
O2吸收量(mol) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
CO2释放量(mol) 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
A．苹果果肉细胞在02浓度为0～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择02浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
3．右图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，对于曲线的下列说法最恰当的是
A．b点位置不会随环境温度的升高而移动（ ）
B．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
C．当植物缺Mg时, b点右移
D．c点叶片脱色后，用I2液染色，凡是含有叶绿体的
细胞，就会被染成蓝色的淀粉颗粒
4．提取肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中加入等物质的量的以下物质，其中耗氧量最大的是
A．麦芽糖 B．丙酮酸 C．丙酮酸和葡萄糖 D．葡萄糖
5．在酵母菌的葡萄糖培养液中，经检测若有1/3进行有氧呼吸，则在其生命活动中吸收氧气与释放二氧化碳体积之比最可能为
A．3 : 1 B．3 : 3 C．3 : 5 D．3 : 7
6．把小白鼠和青蛙从约25℃的温室中移至5℃的环境中饲养，小白鼠和青蛙的耗氧量的变化将是 （ ）
A．小白鼠减少，青蛙增加 B．小白鼠增加，青蛙减少
C．小白鼠和青蛙都减少 D．小白鼠和青蛙都增加
7．利用下列方法可用来测定田间棉花植株的光合作用强度，具体过程如下：
①在田间选择有代表性的叶片（叶片左右对称）20片，编号。
②用5%的三氯乙酸点涂叶柄一圈，将叶柄的筛管细胞杀死。
③按编号顺序分别剪下叶片对称的一半，依次夹入湿润的纱布中，贮于暗处。
④4小时（单位：h）后，再按编号顺序剪下另外一半，也依次夹于湿润的纱布中。
⑤将步骤③中各叶片分别用刀片切下一单位面积（1cm2）的叶块，烘干后称重，20个叶块总干重记为A（mg）。记录数据。
⑥将步骤④中叶片做同⑤一样的处理，20个叶块总干重记为B（mg）。记录数据并比较。
注：光合作用强度=（两部分叶片干重的差）÷（切取叶面积总和×照光时数）
（1）在该实验中，单位时间内单位面积的叶片其光合作用强度=（单位：mg·cm－2·h－1）。
（2）用三氯乙酸杀死叶柄筛管细胞的目的是 。
（3）实验步骤中，有一些措施是为了减少误差，增加实验的可信度而设置的，请列举两例： ； 。
（4）叶片干物质中，含量最多的两种化合物最可能是 。
8.如图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。
（1）关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向 （左/右）移动的距离。
（2）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正。校正装置的容器和小瓶中应分别放入 、与实验组等量的20%NaOH。
（3）生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置，设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。
①实验变量：_______________________。
②实验假设：________________________________。
③实验步骤：
第一步：按装置图中所示进行操作，30分钟后，记录有色液滴移动距离为a。
第二步：___________________________________________________________。
第三步：___________________________________________________________。
④预期结果及结论：
结果1：如果a＞b，结论1：则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低；
结果2：___________，结论2：________________________________________；
结果3：___________，结论3：________________________________________。
9． 光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25），CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答：
（1）随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是
（2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？
（3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高净光合速率？ （ ）
A．通风 B．增施有机肥 C．延长生育期 D．施碳酸氢铵
10.森林中，阳光可能会穿过森林中的空隙，在地上投下“光斑”，它们随着太阳的运动和枝叶的摆动而移动。下图显示了在“光斑”照耀前后一株生长旺盛的植物光合作用过程中吸收CO2和释放O2的情况。请据图分析回答：
（1）“光斑”照耀开始时，CO2吸收速率和O2的释放速率分别发生了什么变化？ 。
此时限制光合作用产物（糖类）合成的主要因素是 。
（2）当“光斑”移开时，O2的释放速率立刻恢复原水平的原因是 ；而CO2吸收速率延续了一段时间后才下降，原因是 。
11．影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，请
根据下图分析：
（1）如果X代表光照强度，光照强度影响光合作用强
度，主要是影响_______阶段，当光合作用强度达
到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素的
______________。若阴生植物的光合作用曲线为c，
则阳生植物光合作用曲线最可能的是__________。
（2）如果X代表温度，温度主要通过影响______________来影响光合作用强度。
（3）如果X代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响______________
的产生，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的
______________。显微镜下观察某植物叶的横切片，发现维管束鞘细胞内含有叶绿
体，由此可判断出某植物的光合作用曲线最可能是_____________________。
7．（10分，每空2分）
（1）（B—A）/80
（2）阻止实验叶片的光合作用产物输出
（3）实验对象不是一片而是20片叶片；先后两次剪下的叶片同样保存在湿润的纱布中；用于烘干和称重的各叶片两半面积相等（答出任意两项即可，有其他合理分析也得分）
（4）糖类和蛋白质
8．⑴左 ⑵与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的樱桃 ⑶①机械损伤 ②机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高（或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高）
③第二步：向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃，其它处理及装置与实验组完全相同
第三步：比较a、b数值的大小
④如果a＜b，则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高；（两空合计1分）
如果a＝b，则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响；（两空合计1分）
9.（1）逐渐提高（2）不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零（3）ABD
10.解析：本题考查光合作用知识和图表分析能力。（1）从图中看出“光斑”照耀开始时氧气释放速度急剧上升，二氧化碳吸收速率上升相对缓慢二氧化碳的吸收速率。（2）随着“光斑”的移开，光照强度降低，光反应速率下降，氧气产生量减少。而此时光反应产生的 ATP和[H]还没有消耗完，故还可以使暗反应进行。
答案：（ 共8分，每空2分）
（1）“光斑”照耀开始时氧气释放速度急剧上升，二氧化碳吸收速率上升相对缓慢。二氧化碳是光合作用的原料，因二氧化碳吸收速率上升相对缓慢，而限制了光合强度。 （2）随着“光斑”的移开，光照强度降低，光反应速率下降。“光斑”照耀期间积累的ATP和[H]还可以使暗反应持续一段时间
思维拓展：影响光合作用的因素很多，其中光照强度是重要的一个。光照强度对光合作用的影响主要通过影响光反应过程来实现。其变化趋势是经常考察的内容，除本题外，还可以结合图示考察，如下图中A、B哪一个代表阳生植物？等。
11．（7分）
（1）光反应；色素的含量；a
（2）酶的活性
（3）三碳化合物；五碳化合物的含量；C
场所：叶绿体（色素、酶）
方程式
过程：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能
影响光合作用的因素（光、温度、CO2、H2O、矿质元素）
光合作用
两者关系
光系统的作用
过程：有氧呼吸（3个阶段）；无氧呼吸（2个阶段）
方程式
实质、意义
呼吸作用
影响呼吸作用的因素（温度、O2、CO2等）
d
a
吸收CO2
释放CO2
b
c
光强
活塞
有色液滴
橡皮塞
刻度管
容器
20%NaOH5mL
消毒的
鲜樱桃
测定呼吸速率装置图
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