细胞呼吸和光合作用的综合应用

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1、资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载细胞呼吸和光合作用的综合应 用（含详细解析）地点：时间：说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与 义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时 请详细阅读内容细胞呼吸和光合作用的综合应用（40分钟 100分）1. （12分）科学家在黑暗条件下，将离体叶绿体浸泡在pH=4的酸性溶液中 不能产生ATP（图1），当叶绿体基质和类囊体腔均达到pH=4时也不能产生 ATP（图2），将其转移到pH=8的碱性溶液中（图3）发现能产生ATP。回答下列问 题：（1）该实验是研究叶绿体中ATP产生的机

2、理，由实验结果可以推测，叶绿体 中 ATP合成的必要条件是。（2）绿色植物在光合作用时，叶绿体中ATP的合成部位是，叶绿体依靠光反应中 过程在类囊体腔部位积累H+产生类似于图3的条件。（3）图3实验状态下，叶绿体（填“会”或“不会”）释放氧气，其 原因是。【解题指南】解答本题的关键是：（1）三图所示只有图3叶绿体中能产生ATP。（2）实验条件是离体的叶绿体、黑暗的环境条件。（3）三图的主要不同是不同部位pH不同（H+浓度不同）。【解析】（1）由实验结果可知，三种条件下只有图3的条件才能产生ATP， 与图1、图2相比，图3的条件是类囊体腔中的pH低于叶绿体基质，即类囊体 腔中的H+浓度高于叶绿体

3、基质。（2）绿色植物在光合作用时，叶绿体中ATP的合成部位是类囊体薄膜上，叶 绿体中水的光解会产生H+，H+积累形成类似于图3的条件。（3）由于实验在黑暗条件下进行，叶绿体内无法进行水的光解，因此不能释 放氧气。答案：（1）类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质（或类囊体腔中的pH低于 叶绿体基质）（2）类囊体薄膜上 水的光解（3）不会 在黑暗条件下，叶绿体不能进行 水的光解，不能释放氧气2. （12分）（2017 -武汉模拟）下图1为植物光合作用与有氧呼吸的过程示意 图，图中字母表示有关物质，序号表示相关生理过程，请据图回答问题：（1）写出下列符号所表示的含义：C，D，。（2）若图1中化合物B的

4、含量在24小时内发生的变化如下图2所示，请回 答：G点时化合物B含量升高主要是所致。段的出现可能是由白天天气暂时由晴转阴造成的。请在图3中画 一条曲线，表示上图中的EH段（10 h至14 h）水稻叶肉细胞中C3含量的变化趋 势。（设a点为10 h的C3含量）【解析】本题主要考查植物的光合作用与呼吸作用，意在考查考生的理解 能力。（1）由图1可知，A、B、C、D、E、F分别表示CO2、C5、O2、H、水、 H，表示暗反应过程，表示02进入线粒体的过程，表示有氧呼吸的第 一阶段，表示有氧呼吸的第二阶段。（2）在1214 h内，气温过高，植物为 了减弱蒸腾作用，气孔张开程度减小，甚至关闭，导致进入叶

5、肉细胞内的C02 含量减少，使C3合成量减少，C5含量增加。天气由晴转阴时，光反应受阻， 产生的ATP和H减少，使C3的还原变慢，C5的产生量减少，同时C5仍与C02 结合生成C3，所以此条件下的C5含量会降低。C3与C5的含量变化相反，所以 参照C5的含量变化即可画出C3的含量变化图。答案：02 H暗反应（2）温度过高，气孔关闭，叶肉细胞吸收C02减少CD如图：3. （12分）对黄瓜植株不同着生位置的叶片的结构及光合作用进行研究，部 分结果如下，分析回答问题：（1）上位叶（着生于植株上部）的光合作用速率和C02固定速率均明显高于下 位叶（着生于植株基部），其主要原因是下位叶接受的光照较弱，光

6、反应产生的较少，影响了暗反应中 的还原，从而影响了对CO2的固定。(2) 上位叶的光饱和点和光补偿点均明显高于下位叶。若下图中的曲线I表 示上位叶在不同的光照强度下的光合速率(以吸收CO2的相对值表示)，则表示 下位叶的光合速率的曲线最可能是。(3) 观察上位叶和下位叶的结构，发现下位叶的叶绿体数量多、体积大，叶绿体中的基粒数和每个基粒中的类囊体数量都比较多。上述项目中，能在光学 显微镜下观察到的是。这种结果表明，生物体的结构和 是相适应的。【解析】弱光下，光反应产生H和ATP减少，影响了暗反应中C3的还 原，从而影响了对CO2的固定。(2) 由题可知，上位叶的光饱和点和光补偿点均明显高于下位

7、叶，则上位叶 光合速率也明显高于下位叶。若曲线I表示上位叶在不同的光照强度下的光合 速率，则图中曲线W光补偿点高于曲线I，而曲线II光合作用强度与曲线I无 明显差异，只有曲线III光补偿点和光饱和点均低于曲线I，且光合速率也明显 低于曲线I，因此曲线III为下位叶在不同的光照强度下的光合速率。(3) 在光学显微镜下可以观察到叶绿体的形态和数量，而叶绿体的结构(双 层膜结构和基粒)为亚显微结构，需要利用电子显微镜才能观察。从实验中可以 得出由于上位叶与下位叶在叶绿体数量和基粒数量、结构等方面的差异，导致 光合作用上的差异，这表明了生物体的结构和功能是相适应的。答案：(1)H和 ATP C3 (2

8、)111(3) 叶绿体数量(和大小)功能4. (12分)(2017 -安庆模拟)如图是某植物成熟绿叶组织的相关图解。其中 图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示在某光照强度和适宜温度下， 光合作用增长速率随CO2浓度变化的情况；图3表示当光照和CO2浓度充足的 条件下，温度对该植物光合作用和呼吸作用的影响(其中实线表示光照时CO2的 固定量，虚线表示黑暗时CO2的产生量)。请据图回答下列问题：（1）由图1可知，甲、乙分别代表的物质是、，想要使叶 绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是。（2）图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是，和D点相比，C点叶绿体中C5的含量（填“较低”“

9、较高”或“相等”）。（3）由图3可知，与 作用相关的酶对高温更为敏感，相关酶的作用机理是。（4）若昼夜不停地照光，图3植物在温度为 条件下，生长状况达到最佳。若在此温度条件下，每天交替进行12 h光照、12 h黑暗处理，则该植 物在24小时内积累的葡萄糖为 mg（保留小数点后一位）。【解析】（1）联系光合作用过程的图解，可知图1中甲即CO2与C5结合生 成C3, C3在光反应生成的ATP和H（即乙）的作用下，生成（CH2O法5。不提 供CO2会导致C3不能生成，增加光照强度，会导致C3快速消耗，两种情况都 可使C3含量快速下降。（2）由题干可知，图2曲线是在适宜温度下测得的，D 点光合作用速率

10、不再随CO2浓度的增加而增加，故推知限制D点光合作用速率 的主要环境因素是光照强度。C点CO2的含量低于D点，结合的C5少，故C点 叶绿体中C5的含量较高。（3）由图3可知，实线代表总光合作用强度，虚线代 表呼吸作用强度，呼吸作用强度的峰值所对应的温度高于光合作用强度峰值所 对应的温度，故光合作用相关的酶对高温更为敏感，酶通过降低化学反应的活 化能来催化化学反应。（4）光合作用强度和呼吸作用强度的差值最大时，植物积 累的有机物最多，由图3可知该点对应的温度为30C。此温度条件下，光照12 h，黑暗12 h，累积吸收的CO2为（5-3）X12=24（mg），换算成积累的葡萄糖为 24/44X1/

11、6X18016.4（mg）o答案：（1）CO2 H和ATP减小CO2浓度（不提供CO2或增强光照等）（2）光照强度 较高（3）光合 降低化学反应的活化能（4）30C 16.45. （10分）（2017 -洛阳模拟）某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的 实验。结合所给材料，回答相关问题：(1) 实验一：探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如图甲所 示。与M点相比，N点限制单株番茄光合作用强度的外界因素是，图甲给我们的启示是在栽培农作物时要注意(2) 在图乙中A点时叶肉细胞中形成NADPH(H)的场所是。有氧 呼吸过程中，葡萄糖中氧的转移途径是。(3) 据图乙分析，温室栽培该植物，为

12、获得最大经济效益，应控制的最低温 度为。(4) 图乙中，点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两 倍。【解析】(1)由图甲可知，与M点相比，N点种植密度较大，因此会影响单 株番茄的光照强度，同时也会影响通风即影响二氧化碳的浓度，即N点的限制 因素是光照强度、二氧化碳浓度等。从图甲分析可知，密度过大，单株番茄的 光合作用强度下降，因此在栽培农作物时要注意合理密植。(2)图乙中A点时从 空气中吸收的CO2量为0，即此时净光合速率为0，在叶绿体的类囊体薄膜上形 成NADPH(H)。在有氧呼吸过程中，葡萄糖中的氧原子先进入丙酮酸，然后在 有氧呼吸第二阶段再进入二氧化碳中。(3)获得最大经济效益所

13、需的最低温度是 达到最大净光合速率时的最低温度，从图乙可知，为20C(4)光合作用制造 有机物的量是呼吸作用消耗有机物的量的两倍的点应是净光合速率与呼吸速率 相等的点，即两条曲线的交点，对应B、D点。答案：(1)光照强度二氧化碳浓度合理密植(2) 叶绿体的类囊体薄膜葡萄糖丙酮酸二氧化碳(3) 20C (4)B、D6. (10分)研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验 探究。A组培养在完全培养液中，B组培养在缺Mg2+的培养液中，其他条件相 同且适宜。一段时间后，持续提供14C标记的CO2进行光合作用。回答下列问 题：(1) 菠菜细胞吸收Mg2+的方式为，此过程(填“消耗”或“

14、不消耗”)ATP。(2) 请列举出本实验的两个无关变量：、。(3) 一段时间后检测，发现B组产生的含有14C标记的(CH2O)的量比A组低，原因是缺Mg2+导致叶片中 含量减少，从而直接影响光合作用的(填反应阶段)。(4) 在检测过程中，发现6 s后含有14C的物质种类要比0.5 s后的多。菠 菜最初产生的含有14C的物质为，场所是。【解析】(1)植物细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输，需要消耗ATP。(2) 本实验自变量为有无Mg2+，其他影响光合作用的因素如温度、光照、 pH等均为无关变量。(3) Mg是合成叶绿素的元素，缺少Mg2+不利于叶绿素的合成，缺少叶绿 素，叶绿体吸收的光能减少，

15、导致光反应产生的H和ATP不足，C3的还原减 少，最终使(CH2O)合成减少。(4) 暗反应阶段，CO2不能直接被H还原，必须先在叶绿体基质中与C5结 合，形成两个C3分子，最终C3经过一系列变化，形成糖类，所以菠菜最初产 生的含有14C的物质为C3,场所是叶绿体基质。答案：(1)主动运输消耗(2) 温度、光照、pH等(答出两项即可)(3) 叶绿素光反应(4)C3叶绿体基质7. (16分)为研究某种经济作物光合作用的影响因素，研究小组将其分为4 组，分别用强度相同的4种可见光照射，在不同CO2浓度下，测定各组叶片的 净光合速率(各组呼吸速率基本不变)，得到各组叶片的CO2补偿点、CO2饱和 点。数据如下表：(CO2补偿点指叶片吸收CO2的速率与释放CO2的速率相同时的外界环境中CO2浓度。CO2饱和点指叶片的光合速率不再随CO2浓度的升高而增大时的外界 环境中CO2浓度)回答下列问题：(1) 该实验的自变量是。(2) 在光照条件下，叶肉细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来自(填写细胞内场所)。(3) 环境CO2浓度为99.2umol-mol-1时，叶片净光合速率最低的是组作物。环境CO2浓度为1 400umol-mol-1时，叶片净光合速率最 高的是 组作物。(4) 在大棚栽培中不宜用黄光作为