高三生物二轮特训:《光合作用和细胞呼吸》同步训练及答案.pdf
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1、第 2 讲光合作用和细胞呼吸 直击考纲1. 光合作用的基本过程 ( ) 。2. 影响光合作用速率的环境因素( ) 。3. 细胞呼吸 ( ) 。 1判断下列关于光合作用的叙述 (1)H2O在光下分解为 H 和 O2的过程发生在基质中(2009安徽, 1B)( ) (2) 在叶肉细胞中,CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质 (2010天津, 1 改编 )( ) (3) 光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP (2009浙江, 4C)( ) (4) 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,光反应强度会降低,暗反应强度也降低 (2011新课标,3改 编 )
2、( ) (5) 夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量 (2009浙江, 4D)( ) (6) 如图是设置不同CO2浓度,分组光照培养蓝藻,测定净光合速率和呼吸速率的结果,则 与 d3浓度相比, d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H 多 (2012天津, 5A)( ) (7) 下图是在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1% 环境中的某植物迅速转移到CO2浓 度为 0.003%的环境中,其叶片中C3和 C5化合物微摩尔浓度的变化趋势,图中物质B浓度升 高的原因是当CO2浓度突然降低时,C5化合物的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5化 合物积累;但是若
3、使该植物继续处于CO2浓度为 0.003%的环境中, C3和 C5浓度达到稳定时, 物质 A的浓度将高于B (2011新课标,29 改编 )( ) (8) 下图是夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化,则甲植 株在 a 点开始进行光合作用;乙植株在e 点有机物积累量最多;曲线bc 段和 de 段下 降的原因相同(2012山东, 2 改编 )( ) 2判断下列关于呼吸作用的叙述 (1) 细胞呼吸必须在酶的催化下进行(2009全国新课标, 1A)( ) (2) 有氧呼吸产生的H 在线粒体基质中与氧结合生成水;无氧呼吸不需要O2的参与,该过 程最终有 H 的积累(2010课
4、标全国,2 改编 )( ) (3) 下图为细胞呼吸作用的过程,其中物质甲、乙分别代表丙酮酸、H ,而场所1、2、 3 所含酶的种类不同、只有场所3 能产生大量ATP (2012江苏, 23 改编 )( ) (4) 下图为细胞内糖分解代谢过程,则植物细胞能进行过程1 和 3 或过程 1 和 4;真核细胞 的细胞质基质中能进行过程1 和 2;动物细胞内,过程2 比过程 1 释放的能量多;乳酸菌 细胞内,过程1 产生 H ,过程 3 消耗 H (2011海南 ,4改 编 )( ) (5) 下图是大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线,若测得阶段种子吸收O2与释放 CO2的体 积比为 13,则此时种子胚细胞
5、的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为61 (2013山东, 25 改编 )( ) (6) 与酵母菌相比,硝化细菌具有的特点是无线粒体,只能通过无氧呼吸获得能量 (2010四川, 1A)( ) (7) 无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009浙江, 4A)( ) 重点一光合作用和细胞呼吸关系过程图解模型解读 典例剖析1 图一表示一个番茄叶肉细胞内发生的部分代谢过程。图中表示反应过程, AL 表示细胞代谢过程中的相关物质,a、b、c 表示细胞的相应结构,图二中T0T1表示 在适宜条件下生长的番茄幼苗的结构a 中的某两种化合物(B、C、E或 F) ,T1 T3表示改变 某个条件后两种化合物含量的
6、变化。请回答问题: (1) 图中过程发生的场所分别是_和_。 (2) 过程中产生能量最多的是_,H进入 b 的条件是 _。 (3) 当环境条件适宜,G I 、DK时,该细胞的代谢特点是 _ 。 (4) 干旱初期光合作用强度下降的主要原因是_ ;在阴 雨天气光合作用强度下降的原因是_ 。 (5) 在一定条件下,当GI、DK时,产生ATP的场所有 _;若用含有 18O 的水浇灌番茄,则番茄周围空气中含有 18O的物质有 _。 (6) 若图二中,在T1时刻突然降低CO2浓度,则物质甲、乙分别指的是_, 乙升高的原因是_。 若 T1时刻突然降低光照强度,则物质甲、 乙又分别指的是_。 答案(1) 叶绿
7、体类囊体薄膜线粒体基质(2) 有氧气存在(3) 光合作用强度等于 细胞呼吸强度(4) 因缺水,气孔关闭,使二氧化碳供应不足光照不足,使光反应减弱 (5) 细胞质基质、线粒体和叶绿体H 18 2O、 18O 2(6)C5和H 由于 C3生成减少,暗反应消耗 的 H 和 ATP相应减少,而光反应仍产生H ADP和 C3 审答思考 1完善光合作用和细胞呼吸关系图解 2图中过程分别是什么? 答案光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段。 3图一中A、B、C、D、E、F、 G 、H、I 、J、K以及 a、 b、c 分别是指什么? 答案ATP 、ADP和 Pi 、H 、O2、C
8、3、C5、CO2、丙酮酸、 CO2、H 、O2;叶绿体、线粒体、 细胞质基质。 4影响光合作用的环境因素主要有哪些呢? 答案温度、光照、二氧化碳浓度等。 5在一定条件下,当GI、DK时的代谢特点是什么?水参与了哪些过程? 答案光合作用强度大于细胞呼吸强度。水的光解、蒸腾作用、有氧呼吸的第二阶段。 6要讨论生理过程中某种物质含量的瞬间变化,应该如何分析呢? 答案首先要看清条件如何变,然后由变化的条件作为分析起点,综合分析条件变化对所 探讨物质的来源和去路有何影响,要综合来源和去路两方面的变化,从而确定其含量变化。 变式拓展 1a、b 两结构增大膜面积的方式有何不同? 答案a 是通过囊状结构堆叠而
9、成的基粒增大膜面积,从而为光反应提供场所;b 是内膜 通过向腔内折叠成嵴结构,增大膜的面积。 2请在下面的坐标系中绘出相关物质(C3、C5、H 和 ATP的含量、 (CH2O)的生成量 ) 量的变化 曲线。 答案 3写出图一中H 和 ATP的来源和去向 光合作用有氧呼吸 H 来源 去向 ATP 来源 去向 答案 光合作用有氧呼吸 H 来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段 去向还原 C3用于第三阶段还原O2 ATP 来源光反应阶段产生三个阶段都产生 去向用于 C3还原供能用于各项生命活动( 植物 C3的还原除外 ) 4. 若某种生物细胞中没有结构a 和 b,则图一所示过程能否发生呢? 答案不一
10、定。该细胞若是蓝藻细胞,则可以发生图示过程光合作用和细胞呼吸。 对位训练 1如图表示高等植物体内光合作用和呼吸作用的部分代谢途径,下列有关叙述中不正确的是 ( ) A叶肉细胞中,只要线粒体消耗O2,光合作用就不缺少ATP和 CO2 B过程需要ATP ,过程产生ATP C对于正常光合作用的叶片,如果突然降低光照强度,过程都会减弱 D叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都含有与合成ATP有关的酶 答案A 解析图中过程依次为光合作用的光反应阶段、光合作用的暗反应阶段、有氧呼 吸的第一阶段、有氧呼吸的第三阶段。在叶肉细胞中,线粒体产生的能量并不用于光合作 用,光合作用光反应阶段产生的ATP用于暗反应
11、阶段,A 项错误。过程是C3的还原,需 要 ATP和H ,过程都能产生ATP ,B项正确。对于正常光合作用的叶片,若突然降 低光照强度,过程减弱,过程因缺少ATP和H 也会减弱, C项正确。叶肉细胞的线粒 体、叶绿体和细胞质基质中都能够产生ATP ,故都含有与合成ATP有关的酶, D项正确。 技能点拨 1命题时常将教材中光合作用与细胞呼吸过程的图解综合起来,考查考生对光合作用和细胞 呼吸过程内在联系的认识和识图能力、分析理解能力。如图则是将光合作用和细胞呼吸的 图解整合在一起的方式之一。此图分析时可从H 入手,光合作用过程中,H 产生于光反 应阶段,用于暗反应阶段;有氧呼吸过程中,H 产生于有
12、氧呼吸的第一、二阶段,用于 有氧呼吸的第三阶段。故图中表示的过程分别是光反应、有氧呼吸第二阶段、暗反 应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第三阶段;甲丁表示的物质分别是ATP 、丙酮酸、 CO2、 O2。 2光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的转化关系 重点二光合作用和细胞呼吸影响因素坐标曲线模型解读 典例剖析2 某研究小组中进行某植物的栽培试验,图1 表示在适宜的光照、CO2浓度等条件 下测得的温度光合、呼吸曲线;图2 为在恒温密闭玻璃温室中,连续48 h 测定温室内 CO2浓度及植物CO2吸收速率变化曲线;图3 为适宜 CO2浓度条件下,温度和光照强度对该 植物的 CO2吸收速率的影响曲线。请结
13、合图像分析回答下列问题: (1) 图 1 中的虚线表示 _。当温度达到_时,植物不再进 行光合作用。 (2)图1中 , 40 与60 时 , CO2的 吸 收 量 均 为0 , 二 者 的 区 别 是 _ 。 在温度为30 时,叶肉细胞内的H 用于 _。 (3) 图 2 中光合速率和呼吸速率相等的时间点有_个,实验开始3 h 内叶肉细胞产生 ATP 的场所有 _ ,而在6 h时叶肉细胞产生ATP 的场所有 _,在 18 h 时叶肉细胞中CO2的移动方向为_,在 30 h 时叶绿体内的ATP的移动方向是 _。 (4) 图 2 中由 12 时到 18 时叶绿体内C3含量变化是 _, 叶绿体利用CO
14、2速率 最大的时刻是 _时, 前 24 小时平均光照强度_( 填“大于”、 “小于”或“等 于”) 后24 小时的平均光照强度,有机物积累最多的时刻在_时。经过连续48 h 的培养,与0 h 相比 48 h 时该植物的有机物量是_( 填“不变”、“增加”或“减 少”) 。 (5) 图 3 中影响 CO2吸收速率的因素有_ ,图 3 中 E点时, 25 条件下产生的氧气量_( 填“等于”、“大于”或“小于”)15 条件下产生的氧 气量。 (6) 依据图 3 分析,若将图1 所示实验的光照条件调整至2 klx ,其他条件不变重复实验, 则图 1 中的 F 点对应温度为 _;若图 2 所示实验温度为
15、15 ,现若将温度调整为 25 条件下保持恒温,其他条件不变,则图2 中 6 h 时的光照强度为_ klx。 (7) 当光照强度为8 klx,温度为25 时,该植物5 h 中单位面积光合作用所消耗的CO2 为 _,要消耗同等量的CO2,在 15 条件下,用10 klx的光持续照射_h。 答案(1) 呼吸速率随温度变化的情况55 (2) 前者光合速率等于呼吸速率,后者光合速率和呼吸速率均为0(植物死亡 ) 与 O2结合形 成水、还原三碳化合物(C3) (3)4 细胞质基质和线粒体细胞质基质、线粒体和叶绿体 由线粒体到叶绿体由类囊体薄膜到叶绿体基质 (4) 增加36 h 小于42 h 增加(5)
16、光照强度和温度大于(6)25 2 (7)70 mg 7 审答思考 1由图 1 中纵坐标含义“ CO2吸收量”和“ CO2产生量”可得出什么信息? 答案由“CO2吸收量”可知实线部分所描述的是“净量”,由“CO 2产生量”可知虚线表 示呼吸速率。 2图 1 中 F 点时的代谢特点是什么?在坐标图绘出F 点之前和F点之后的真正的光合作用的 相对强度线段示意图。 答案F 点时光合作用与细胞呼吸速率相等。F 点之前某温度条件下真正的光合作用的相 对强度等于某温度条件两曲线纵坐标值之和,F 点之后某温度条件下真正的光合作用的相 对强度等于虚线纵坐标值减掉实线所对应的纵坐标值,如下图: 3由图 2 中细线
17、与横坐标的交点有6 时、 18 时、 30 时、 42 时,由二氧化碳的吸收值可得知 此时植物的代谢特点是什么?而3 时以前、 21 时至 27 时、 4548 时的代谢特点是什么? 答案光合速率等于细胞呼吸速率。均为只进行细胞呼吸没有进行光合作用。 4图 2 中由 12 时到 18 时,自变量是什么?因变量是什么? 答案时间 ( 光照强度 ) ;因变量为室内CO2浓度和 CO2吸收速率。 5“叶绿体利用CO2最大速率”是指净量还是总量? 答案总量。 6由图 2 判断前 24 小时和后24 小时平均光合作用强度大小关系是什么?是由什么引起? 答案前者小于后者。由光照强度引起。 7图 3 中 E
18、点时对应的纵坐标含义是什么?与氧气产生量之间有什么关系? 答案净二氧化碳吸收值。氧气产生量要在此基础上加上细胞呼吸相对强度值。 8图 1 中 F 点、图 2 中的 6 h 时和图 3 中的 N点的代谢有何共性特点? 答案均是光合作用和细胞呼吸速率相等。 9图 3 中当光照强度为8 klx ,温度为25 时的总光合作用强度速率值是多少?而光照强 度为 10 klx,温度为 15 时的总光合作用强度速率值又是多少? 答案前者为 14;后者为10。 变式拓展 1依据图1 绘出温度影响总光合作用强度的曲线,其影响机理是什么? 答案见下图。其机理是低温时光合作用强度低但不是为零,最适温度在30 ,到 5
19、5 时降为零。 2图 3 中 O、P点的主要限制因素分别是什么? 答案前者主要是光照强度,后者主要是温度。 3依据右面的叶肉细胞示意图分别标出M点、 N点、 P点和 MN 之间的气体交换情况,并标出 气体名称? 答案 4分析下列几种条件变化,对应图3 中 M 、N 、 G点如何移动? (1) 若植物体缺镁元素? (2) 若原曲线代表阳生植物,则阴生植物对应的点? (3) 若实验时将白光改为等强度的蓝光? (4) 若已知另一植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和 30 ,则温度由25 上升到 30 时? 答案(1)M 点不动、 N点右移、 G点左下移。 (2)M 点上移、 N点左移、 G
20、点左下移。 (3)M 点不动、 N点左移、 G点左上移。 (4)M 点下移、 N点右移、 G点右下移。 对位训练 2如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制 在最适范围内。下列分析错误的是 ( ) A甲图中a 点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足 B乙图中d 点与 c 点相比,相同时间内叶肉细胞中C3与 C5的生成量都多 C丙图中,随着温度的升高,曲线的走势将稳定不变 D图中 M 、 N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 答案C 解析乙图中 d 点时的光照较c 点强,光反应生成的ATP和H 较多,促进C3的还原,使 C5生成量多
21、,因此C5与 CO2结合生成C3的量也会增多,故B 项正确。温度通过影响酶的活 性影响代谢,在丙图中,随着温度的进一步升高,曲线的走势将下降,故C项错误。 技能点拨 影响光合作用的因素及坐标曲线试题解题规律案例解读 影响光合作用的环境因素有光照强度、CO2浓度、 温度等, 内在因素主要是植物类型、叶龄、 光合作用相关酶的种类与数量或色素的种类和数量等。学生不仅要理解各种影响因素的作 用原理,还必须正确识别曲线图的意义,掌握解答坐标曲线类试题的一般规律,即:明 确纵、横坐标的含义,找出纵、横坐标的关系,结合教材联系相应的知识点,如甲、乙、 丙三图考查的就是影响光合速率的环境因素这个知识点;明确曲
22、线中的特殊点( 起点、 终点、转折点、交点等) 表示的生物学意义,如a、b点表示的是同一光照强度下,不同CO2 浓度对光合速率的影响;明确曲线的走向、变化趋势,揭示各段曲线变化趋势和含义并 分析其原因,如c、d 点表示同一温度下,随着光照强度的增强,光合速率增加。本题将 影响光合作用的环境因素和内在因素融合在三个坐标图中,并出现了多个变量对光合速率 的影响,但解题时还必须依据单一变量的要求,独立分析,如a 点与 b 点、 c 点与 d 点的 比较,否则易出错。同时对一些关键点的意义要求准确识别,如M 、 N 、P点。 对位训练 3图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、 b、c、d 时,单位
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