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1、第4讲 光合作用与呼吸作用的关系及影响因素一、选择题1(2019湖南师大附中模拟)下列有关线粒体和叶绿体中物质和能量变化的比较，正确的是()A叶绿体基质中可发生CO2C6H12O6，线粒体基质中可发生C6H12O6CO2B叶绿体内膜上发生水的分解产生大量ATP，线粒体内膜上发生水的合成消耗大量ATPC叶绿体基质中伴随有机物的合成会消耗ATP，线粒体基质中伴随有机物的分解会产生ATPD叶绿体中能将光能转变成化学能，线粒体中能将化学能转变成光能解析：叶绿体基质中进行暗反应，可发生CO2C6H12O6，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，而葡萄糖的分解发生在有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中，A错误；水
2、的分解发生在叶绿体的类囊体薄膜上，此过程需要叶绿体中的光合色素和吸收的光能，线粒体内膜上发生的水的合成会生成大量ATP，B错误；叶绿体基质中进行合成糖类的过程需要光反应提供的ATP，线粒体基质中进行丙酮酸的分解，该过程释放少量的能量，C正确；叶绿体中能将光能转化成化学能，线粒体中能将化学能转化成活跃的化学能和热能，D错误。答案：C2(2019北师大实验中学月考)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均且随机分成甲、乙、丙三组。甲组立即称量测得圆片干重为A，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件
3、一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B，丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是()ACA为圆片叶肉细胞一小时内的真光合速率BCB为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率CAB为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定解析：甲组干重A为三个圆片的初始值，乙组在黑暗条件下一小时的变化量为呼吸速率，其为AB，C正确；丙组在光照条件下一小时的变化量为净光合速率，其为CA，B错误；真光合速率呼吸速率净光合速率(AB)(CA)CB，A错误；密闭装置中氧气浓度因呼吸消耗而降低，所以乙组圆片叶肉细胞有氧呼吸速率会降低，D错误。答案：C3将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中
4、，研究在10 、20 的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用，结果如图所示(横坐标为时间，单位：h)。对以下结果分析正确的是()A该叶片20 时的呼吸速率是10 时的4倍B在10 、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3 mgC在5 klx光照下，10 时积累的有机物比20 时少D在20 、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是6 mg解析：从题中左图可知，20 和10 的呼吸速率分别为2 mg2 h1 mg/h和1 mg2 h0.5 mg/h，A错误；在10 、5 klx的光照下净光合速率6 mg2 h3 mg/h，每小时光合
5、作用产生的氧气量呼吸速率净光合速率0.5 mg3 mg3.5 mg，B错误；比较5 klx光照下积累的有机物量即比较净光合速率，10 和20 的净光合速率分别是3 mg/h和4 mg2 h2 mg/h，C错误；在20 、10 klx光照下，净光合速率10 mg2 h5 mg/h，每小时光合作用产生的氧气量呼吸速率净光合速率1 mg5 mg6 mg，D正确。答案：D4如图表示叶片的光合作用强度与植物周围空气中二氧化碳含量的关系。图示中，CE段是增大了光照强度后测得的曲线。下列有关叙述中，正确的是()A植物体鲜重增加量是光合作用强度的重要指标B出现BC段的限制因素主要是温度C叶绿体内A点时的三碳化
6、合物含量大于B点D在E点后再次增大光照强度，曲线有可能为EG段解析：植物增加的鲜重主要是水分，不能代表光合作用的强度，A错误；CE段增加光照强度，光合作用强度增加，说明出现BC段的限制因素主要是光照强度，B错误；AB段二氧化碳含量增加，B点三碳化合物含量大于A点，C错误；在一定范围内光合速率随着光照强度的增加而增加，但超过一定范围之后，光合速率的增加幅度减小，当达到某一光照强度后，光合速率就不再增加，这种现象称为光饱和现象，在E点后再次增大光照强度，曲线有可能为EG段，D正确。答案：D5(2019福建师大附中模拟)图1中试管甲与试管乙敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻释放氧气的影响
7、，结果如图2曲线所示。据图分析，下列叙述不正确的是()A甲曲线和乙曲线不同的原因是小球藻对光的利用能力不同BQ点的氧气释放量为零，表示光合作用强度为零CP点负值产生的原因是呼吸作用消耗氧气D若光照强度突然由R变为S，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加解析：由图1可知，试管乙中盛有缺镁培养液，这会造成所培养的小球藻的叶绿素含量减少，影响小球藻对光的吸收，从而影响光合作用。由图2可知，Q点的氧气释放量为0，即此时光合作用强度与呼吸作用强度相等。P点代表光照强度为0时，呼吸作用对氧气的消耗量。若光照强度突然由R变为S，光反应产生的H和ATP减少，造成C3的消耗量减少，而C3的产生量基本不变，故短时间
8、内C3的含量增加。答案：B6植物的光合作用受CO2浓度、光照强度和温度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物在不同光照强度下的光合作用速率。下列有关说法正确的是()A在a点所示条件下，该植物细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体Bb点时该植物的实际光合作用速率为0C若将该植物置于c点条件下光照9小时，其余时间置于黑暗中，则每平方米叶片一昼夜中CO2的净吸收量为15 mgD适当提高CO2浓度，则图中b点右移，c点左上移解析：a点没有光照，此时植物细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，A错误；b点时光合速率等于呼吸速率，净光合速率为0，实际光合速率为5
9、 mgm2h1，B错误；在c光照强度下光照9小时，该叶片一昼夜中CO2的净吸收量为10 mgm2h19 h5 mgm2h115 h15 mg，C正确；适当提高CO2浓度，光合速率增大，则b点左移，c点右上移，D错误。答案：C7某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是()A图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个B绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时C实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱D实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体解析：
10、题图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的二氧化碳全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，分别在第6、18、30、42小时，A错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时刻是第36小时，B错误；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光照强度弱，C正确；实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体，D错误。答案：C二、非选择题8图甲表示某绿色植物光合作用的部分过程，图中A、B、C表示三
11、种化合物，图乙表示在密封恒温小室内测定的该植株上一组幼叶和成熟叶光合作用强度与光照强度间的关系图。据此回答下列问题：甲乙(1)图甲所示过程发生的场所为_，图中B物质的作用是_。A、B、C中可循环利用的是_。(2)图乙中曲线E代表_(填“幼叶”或“成熟叶”)的光合作用强度。当光照强度为0 klx时，E组叶肉细胞中能产生H的场所是_。(3)图乙中光照强度为3 klx时，相同时间内，等面积的E、F两组叶片合成葡萄糖的质量之比为_。光照强度为8 klx时，F组叶片的光合作用速率小于E组的，主要限制因素有_。(4)若给植物只提供含18O的C18O2，一段时间后，植物周围空气中出现了18O2，请用文字或图
12、解简要说明该现象的原因：_。解析：(1)据题图甲可知该图表示暗反应，发生在叶绿体基质；A、B、C分别是C3、H、C5，H为暗反应中的还原剂，C5可以循环再生。(2)由图乙可知，E组呼吸作用强度大于F组，所以E组代表幼叶。光照强度为0 klx时，叶片可以通过呼吸作用产生H，其场所有细胞质基质、线粒体基质。(3)由于计算的是比值，因此可不用转换成葡萄糖的质量，而用二氧化碳的消耗总量代替。时间设定为1 h，面积设定为100 cm2，因此光照强度为3 klx时，1 h、100 cm2的E组叶片消耗的二氧化碳总量为201030(mg)，同样情况下F组叶片消耗的二氧化碳总量为101020(mg)，因此合成
13、葡萄糖的质量之比为32。(4)若给植物只提供含18O的C18O2，C18O2参与光合作用的暗反应，其中的18O进入葡萄糖，含18O的葡萄糖经呼吸作用产生的水分子中也含18O，这样的水分子再参与光合作用被水解，产生的氧气就含有18O。答案：(1)叶绿体基质作还原剂C(2)幼叶细胞质基质、线粒体基质(3)32叶绿体中色素的含量、光合作用相关酶的含量(4)C18O2(CHO)HO18O29(2018高考江苏卷)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指H)，请回答下列问题：(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为_，其中大多数高等植物的_需
14、在光照条件下合成。(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在_(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在_(填场所)组装。(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为_后进入乙，继而在乙的_(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的_(填场所)转移到ATP中。(4)乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括_(填序号)。C3的还原内外物质运输H2O裂解释放O2酶的合成解析：(1)由题图可知甲为叶绿体，乙为线粒体。植物通过
15、光合作用将光能转变为化学能，参与光合作用的两类色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中大多数高等植物的叶绿素需在光照条件下合成。(2)光反应的场所为类囊体膜，参与光反应中心的蛋白在类囊体膜上组装；Rubisco(催化CO2固定的酶)是参与暗反应的相关酶，在叶绿体基质中组装。(3)叶绿体输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2；NADPH可被线粒体内膜上发生的有氧呼吸第三阶段利用，NADPH中的能量最终被转移到ATP中。(4)线粒体产生的ATP被叶绿体利用时，可参与叶绿体内C3的还原、内外物质运输、有关酶的合成等代谢过程，水裂解释放O2利用的是光能。答案：(
