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1、集训01 光合作用与细胞呼吸综合（一）1.拟柱胞藻是一种蓝藻，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻进行光合作用时优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCO3（产生碳酸醉酶催化HCO3分解为CO2）。科研人员将甲、乙、丙三种不同的拟柱胞藻放在不同浓度的NaHCO3溶液中培养，测得净光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系如下图。回答下列问题：（1）拟柱胞藻细胞内产生O2的场所是_，固定CO2的场所是_。与其他藻类相比，拟柱胞藻在CO2浓度低的水体中具有一定的竞争优势，原因是_。（2）图中显示，藻种丙在B点时的净光合速率比A点高，原因是_。据图推测，若甲、乙、丙三个藻种产生碳酸酐酶的能力相同，那么，碳
2、酸酐酶活性最强的藻种是_，做出此推测的依据是_。【答案】光合片层 细胞质基质 拟柱胞藻产生碳酸酐酶，能分解水中的HCO3产生CO2 NaHCO3溶液浓度较高，能分解产生较多的CO2 甲 当NaHCO3溶液浓度达到一定值后，在相同浓度的NaHCO3溶液中，甲的净光合速率最大，说明其催化HCO3-分解为CO2的能力更强 【解析】（1）据上分析可知拟柱胞藻细胞内产生O2的场所是光合片层，固定CO2的场所是细胞质基质。由于拟柱胞藻能产生碳酸酐酶，可以分解水中的HCO3产生CO2为光合作用提供原料，因此，与其他藻类相比，拟柱胞藻在CO2浓度低的水体中具有一定的竞争优势。（2）藻种丙在B点时的净光合速率比
3、A点高，原因是B点对应的NaHCO3溶液浓度较高，藻种丙能分解HCO3产生较多的CO2提供给光合作用。当NaHCO3溶液浓度达到一定值后（A点后），甲、乙、丙三个藻种在相同浓度的NaHCO3溶液中，甲的净光合速率最大，说明其催化HCO3分解为CO2的能力最强，三个藻种产生碳酸酐酶的能力相同，因此推测碳酸酐酶活性最强的藻种是甲。2.在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源（补光）实验，补光时间为上午 7:00-10:00，结果如图所示。回答下列问题：（1）据图分析可知，红、蓝光补光组均促进该蔬菜的生长，这部分光主要由位于叶绿体的_上的_吸收。（2）若黄光补光组在 9:00
4、 时突然停止补光，则植株释放的 O2 量_，原因是_。（3）对温室内的蔬菜持续补光半个月，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是 _， 最后发生改变的是_。（4）研究发现红、蓝光补光一段时间后植株的叶绿素 a 有不同程度的增加。请提供检测方法并写出比较它们叶绿素 a 含量的实验思路 _。【答案】类囊体薄膜 光合色素（叶绿素和类胡萝卜素） 增多 黄光补光抑制该蔬菜的光合作用，停止补光，光反应速率上升，植株释放的 O2 量增多 净光合速率 叶面积 纸层析法。提取并分离同一时刻的红光补光组、蓝光补光组和对照组蔬菜绿叶中的色素，比较叶绿素 a 色素带的宽度 【解析】（1）叶绿
5、体类囊体上的光合色素可以吸收转化光能。（2）本实验是在自然光的条件下进行的补光实验，所以若黄光补光组在9:00时突然停止补光，植物将接受自然光的照射，相当于光照增强，光反应速率上升，植株释放的O2量增多。（3）对温室内的蔬菜持续补光半个月，最先影响的是净光合作用速率，其次由于光照影响叶绿素的合成，进而影响叶片的颜色，所以变化的是叶色，最后植物会根据光合作用速率的变化改变叶面积，所以最后改变的是叶面积。（4）色素的提取可以用纸层析法，提取并分离同一时刻的红光补光组、蓝光补光组和对照组蔬菜绿叶中的色素，比较叶绿素 a 色素带的宽度。3.酶的发现经历了长期的探索历程，请阅读下列有关酶探索历程的材料，
6、回答下列问题：材料一： 1810年，Jaseph Gaylussac发现酵母能将糖转化为酒精；1857年，巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结果，即酒精发酵离不开活细胞的作用，而李比希反对这种观点，认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。材料二：1926年，萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的蛋白质结晶，并证实了脲酶是蛋白质，随后科学家提取出多种酶的蛋白质结晶，直到20世纪80年代，美国科学家发现少数RNA也具有生物催化功能。（1）结合材料一和材料二，请给酶下一个定义：_。（2）根据上述材料可知，酶的单体是_，请写出酵母菌进行酒精发酵时的化学反应式：_。（3）巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结
7、果，即酒精发酵离不开活细胞，而李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。请你设计实验证明李比希的观点是否正确，写出实验设计思路_。【答案】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量 将酵母菌研磨后 获得不含酵母菌细胞的提取液，再将提取液加到葡萄糖溶液中，在适宜条件下密闭发酵，观察是否会产生酒精 【解析】（1）根据题意可知，酶是一种催化剂，且其化学本质是蛋白质或RNA，并结合教材，即可得出酶的定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。（2）根据题中材料可知，酶
8、的化学本质是蛋白质或RNA，因此组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸。（3）该实验的目的是证明引起酒精发酵的是酵母菌细胞中的某种物质，而不是酵母菌活细胞本身，因此需要将酵母菌研磨后获得不含酵母菌细胞的提取液，该提取液中含有酵母菌分泌的物质，但是不含酵母菌，然后再将该提取液加到葡萄糖溶液中，在适宜条件下密闭发酵，观察是否会产生酒精。若产生了酒精，则证明推测是正确的。4.我国是生产稻米最多的国家，增加水稻的产量一直是科研人员研究的主要课题之一。下图为研究人员探索1mmol/L NaHSO3溶液对乳熟期温室水稻净光合速率影响的研究结果。请分析回答： （1）当光照强度为200molm2s1时，水稻叶肉细胞
9、中产生H的部位有_。（2）由图可知，NaHSO3溶液对水稻呼吸作用_（填“有”或“无”）影响；实验组与对照组比较，可以得出的结论是_。（3）研究人员推测，1mmol/L NaHSO3溶液可能增加了叶片内叶绿素的含量，如何用实验证明此可能性，请写出实验思路：_。【答案】叶绿体（基粒或类囊体薄膜）、线粒体、细胞质基质 无 不同光照条件下，1mmol/L的NaHSO3溶液均能提高水稻光合速率 提取色素并用纸层析法分离实验组（1mmol/L NaHSO3溶液处理）和对照组水稻绿叶中的色素，比较叶绿素色素带的宽度 【解析】（1）当光照强度为200molm2s1时，水稻叶肉细胞既可以进行光合作用，又可以进
10、行呼吸作用，所以产生H的场所有叶绿体（基粒或类囊体薄膜）、线粒体、细胞质基质。（2）在光照为0时，两条曲线重合，说明NaHSO3溶液对水稻呼吸作用没有影响，从图中看出不同光照条件下，1mmol/L的NaHSO3溶液均能提高水稻光合速率。（3）1mmol/L NaHSO3溶液可能增加了叶片内叶绿素的含量，可以提取和分离色素进行鉴定，实验思路：提取色素并用纸层析法分离实验组（1mmol/L NaHSO3溶液处理）和对照组水稻绿叶中的色素，比较叶绿素色素带的宽度。5.将某植物置于密闭玻璃罩内，在25 恒温条件下，测定该植物对某气体的吸收量或释放量随光照强度的变化，实验结果如图所示。据图回答下列问题：
11、（1）实验所测的气体应为_。（2）若适当增加二氧化碳浓度，则短时间内叶肉细胞内C5的含量将_。（3）植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30 ，若将温度从25 提高到30 时，A点将_移。（4）D点时，该植物产生氧气的量为_，叶绿体释放的氧气的去向是_。（5）光照条件下若玻璃罩内低氧高二氧化碳时，细胞内的Rubisco酶催化C5与CO2反应，完成光合作用；在高氧低二氧化碳情况下，该酶却催化C5与O2反应，经一系列变化后生成CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。由此推测，Rubisco酶的存在场所为_。在北方夏季晴朗的中午，细胞内O2/CO2值较高，此时有利于_（填
12、“光呼吸”或“光合作用”）过程。【答案】O2 减少 上 V1V2 进入线粒体和释放到外界环境中 叶绿体基质 光呼吸 【解析】（1）光照强度为0时只有呼吸作用，吸收氧气释放二氧化碳，因此实验所测的气体应为氧气。（2）若适当增加二氧化碳浓度，生成的C3增多，则短时间内叶肉细胞内C5的含量将减少。（3）植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30 ，若将温度从25 提高到30 时，呼吸作用加强，光合作用减弱，A点将上移。（4）D点时，该植物产生氧气的量为总光合，为V1V2，叶绿体释放的氧气的去向是进入线粒体参与有氧呼吸和释放到外界环境中。（5）由于Rubisco酶催化C5与CO2反应，而C5与
13、CO2反应是暗反应，发生在叶绿体基质中；在北方夏季晴朗的中午，由于部分气孔关闭导致CO2减少，O2/CO2值升高，因而有利于光呼吸。6某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，在适宜条件下，对黑藻进行遮光处理（完仝黑暗），测得其吸收CO2速率和释放CO2速率随时间变化趋势如图1所示（吸收或释放CO2速率指单位时间单位叶面积吸收或释放CO2的量），其叶肉细胞内部分代谢途径如图2所示，请回答以下问题（1）CO2 _（填“氧化”或还原”）为糖的一系列反应称为卡尔文循环。影响该反应的因素除外部条件如光照强度、CO2浓度等，还有内部因素如_（写出两个）。（2）遮光处理后，短期内叶肉细胞中RuBP
14、的含量会_，完全黑暗后黑藻并没有立即停止吸收CO2，原因是_。（3）黑暗环境中叶绿体输出的三碳糖来自于_，输出的三碳糖转化为葡萄糖，在氧气充足的条件下，在_（填场所）中被彻底氧化分解成CO2。（4）该同学欲进一步探究遮光对黑藻叶绿素含量的影响，操作如下：a取等量遮光不同时间的黑藻苞叶烘十、粉碎、研磨，得到色素提取液；b光电比色法定量，以_作为对照溶液，分别在652nm、663nm和645nm处测定叶绿体色素提取液的_；c计算。【答案】还原 酶活性、酶含量、RuBP含量、pH 等 减小 在有光照期间积累了一定量 ATP 和 NADPH，可使碳反应持续一段时间 淀粉水解 细胞溶胶和线粒体 95%乙醇 吸光值（吸光度或光密度值或 OD ） 【解析】（1）CO2还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环；影响碳反应的因素有外部条件，如光照强度、CO2浓
