高考熱點(diǎn)集訓(xùn)1——光合作用與細(xì)胞呼吸

1、高考熱點(diǎn)集訓(xùn)(1)光合作用與細(xì)胞呼吸學(xué)生用書P801.(新情景信息類)(2016·四川廣安二診)植物細(xì)胞中的葉綠體在光照條件下可以消耗一定量的O2，這屬于植物細(xì)胞光呼吸的重要環(huán)節(jié)。如圖表示光合作用和光呼吸的部分過程，請(qǐng)回答：(1)過程發(fā)生在_中，并且需要光反應(yīng)提供_。在黑暗條件下C3不能被還原再生成_化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能進(jìn)行。(2)研究發(fā)現(xiàn)，催化過程和的是同一種酶，CO2和O2會(huì)競(jìng)爭(zhēng)此酶的同一活性位點(diǎn)。因此，當(dāng)細(xì)胞中O2濃度升高時(shí)，過程會(huì)受到_。(3)在強(qiáng)光下，光反應(yīng)轉(zhuǎn)換的能量超過暗反應(yīng)的需要，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害，此時(shí)光呼吸可以對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用，原因是_。(4)從能量代謝

2、的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是_。解析：(1)過程需要光反應(yīng)提供ATP和H，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，在黑暗條件下C3不能被還原再生成C5化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能進(jìn)行。(2)催化過程和的是同一種酶，CO2和O2會(huì)競(jìng)爭(zhēng)此酶的同一活性位點(diǎn)，當(dāng)細(xì)胞中O2濃度升高時(shí)，O2會(huì)與CO2爭(zhēng)奪C5，過程會(huì)受到抑制。(3)在強(qiáng)光下，光反應(yīng)轉(zhuǎn)換的能量超過暗反應(yīng)的需要，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害，此時(shí)光呼吸可以對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用，原因是光呼吸可消耗過剩的能量(或ATP和H)。(4)從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是光呼吸消耗ATP，而有氧呼吸產(chǎn)生ATP。答案：(1)葉綠體的基質(zhì)ATP和H(二者缺一不可

3、)C5(2)抑制(3)光呼吸可消耗過剩的能量(或ATP和H)(4)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸產(chǎn)生ATP2(坐標(biāo)曲線圖類)(2016·吉林長(zhǎng)春模擬)將一長(zhǎng)勢(shì)良好的大豆植株置于密閉玻璃罩內(nèi)培養(yǎng)，并置于室外，用CO2測(cè)定儀測(cè)定玻璃罩內(nèi)CO2濃度一天的變化情況，繪成曲線如圖甲所示。圖乙表示光照強(qiáng)度與該植株CO2吸收量或釋放量的關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)圖甲中，14時(shí)受限制的主要是光合作用的_階段，該時(shí)刻與18時(shí)相比，葉綠體中ATP含量_(、)18時(shí)。(2)圖乙中，其他條件皆適宜，若適當(dāng)增大CO2濃度，則b點(diǎn)向_移動(dòng)；e點(diǎn)向_移動(dòng)。(3)若先將該植物的葉片在同溫度下暗處理1h，暗處理后重

4、量減少2mg，隨后立即再光照1h，光照后與暗處理前相比重量增加3mg，則該植物葉片光照1小時(shí)的真正光合速率為_mg/h。解析：(1)圖甲中，14時(shí)由于氣孔關(guān)閉，葉綠體中吸收的二氧化碳少，所以受限制的主要是光合作用的暗反應(yīng)階段；18時(shí)光照強(qiáng)度降低，葉綠體內(nèi)ATP合成速率逐漸減小，所以14時(shí)與18時(shí)相比，14時(shí)葉綠體中ATP含量多。(2)圖乙中，其他條件皆適宜，若適當(dāng)增大CO2濃度，則光合作用強(qiáng)度增加，所以b點(diǎn)向左移動(dòng)，e點(diǎn)向右上移動(dòng)。(3)根據(jù)題意先將該植物的葉片在同溫度下黑暗處理1h，黑暗處理后重量減少2mg，說明呼吸作用強(qiáng)度是2mg/h；隨后立即光照1h，光照后比黑暗處理前重量增加3mg，則

5、該植物葉片光照1h的真正光合速率為2237mg/h。答案：(1)暗反應(yīng)(2)左右上(3)73(柱形圖類)(2016·武漢調(diào)研)某實(shí)驗(yàn)小組將菠菜幼葉和成熟葉的葉圓片(面積和質(zhì)量相同)，裝入含蒸餾水的注射器中，排出葉片內(nèi)的氣體，使葉圓片下沉。然后將葉圓片分別放入不同濃度的NaHCO3溶液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(NaHCO3溶液為光合作用提供原料，且濃度變化對(duì)溶液pH的影響忽略不計(jì)，其他實(shí)驗(yàn)條件相同)，觀察第1片葉圓片上浮所需時(shí)間(min)，結(jié)果如圖。請(qǐng)回答：(1)當(dāng)NaHCO3溶液濃度為1%4%時(shí)，相同濃度下，幼葉上浮時(shí)間均比成熟葉長(zhǎng)，可能是幼葉的光合作用能力比成熟葉_(填“強(qiáng)”或“弱”)。有人推測(cè)

6、幼葉與成熟葉光合作用能力差異可能是葉片中光合色素的含量不同，為尋求證據(jù)，可以用_分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素，再用_法分離色素，觀察并比較二者色素帶的寬度及顏色深淺。(2)在NaHCO3溶液濃度為0%的溶液中，葉圓片直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3，直接影響光合作用的_階段。當(dāng)濃度超過5%，葉圓片也不上浮，最可能的原因是濃度過大，導(dǎo)致_。(3)當(dāng)NaHCO3溶液濃度為3%時(shí)，適當(dāng)提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時(shí)間延長(zhǎng)，該現(xiàn)象不能表明提高后的溫度已超過總光合作用的最適溫度，請(qǐng)說明理由：_。解析：(1)葉圓片上浮是由于光合作用產(chǎn)生了氧氣，氧氣釋放越多，浮力越大，上升越快，幼葉上浮時(shí)

7、間比成熟葉長(zhǎng)，可能是幼葉光合作用能力弱，釋放的O2量比成熟葉少。葉綠體中色素的提取用無水乙醇，分離色素用紙層析法。(2)NaHCO3為光合作用提供二氧化碳，二氧化碳參與暗反應(yīng)。NaHCO3濃度過大會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞滲透失水，細(xì)胞失水過多會(huì)導(dǎo)致死亡。(3)適當(dāng)提高溶液溫度，對(duì)光合作用和呼吸作用都會(huì)產(chǎn)生影響，葉圓片上浮時(shí)間延長(zhǎng)，說明葉圓片釋放氧氣的速率減小，即凈光合作用速率減小。答案：(1)弱無水乙醇紙層析(2)暗反應(yīng)細(xì)胞滲透失水過多而死亡(其他答案合理亦可)(3)葉圓片上浮時(shí)間延長(zhǎng)，只能表明凈光合作用速率降低(或只能表明總光合作用與呼吸作用的差值降低)4(表格分析類)觀測(cè)不同光照條件下生長(zhǎng)的柑橘，結(jié)果見

8、下表。請(qǐng)回答下列問題：光照強(qiáng)度葉色平均葉面積(cm2)氣孔密度(個(gè)·mm2)凈光合速率(molCO2·m2·s1)強(qiáng)淺綠13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中綠20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深綠28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注：括號(hào)內(nèi)的百分?jǐn)?shù)以強(qiáng)光照的數(shù)據(jù)作為參考。(1)CO2以_方式進(jìn)入葉綠體后，與_結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供的_。(2)在弱光下，柑橘通過_和_來吸收更多的光能，以適應(yīng)弱光環(huán)境。(3)與弱光下相比，強(qiáng)光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)_，單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸

9、收量_。對(duì)強(qiáng)光下生長(zhǎng)的柑橘適度遮陰，持續(xù)觀測(cè)葉色、平均葉面積和凈光合速率，這三個(gè)指標(biāo)中，最先發(fā)生改變的是_，最后發(fā)生改變的是_。解析：(1)CO2等氣體是以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入葉綠體，進(jìn)入葉綠體的CO2首先與C5結(jié)合生成C3，C3的還原需要光反應(yīng)提供ATP和H。(2)據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，在弱光下，柑橘的葉色加深，平均葉面積增大，氣孔密度變小。故柑橘通過增加葉綠素含量和增大葉面積來適應(yīng)弱光環(huán)境。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，強(qiáng)光下平均每片葉的氣孔總數(shù)為13.6×826×1001123360(個(gè))，弱光下平均每片葉的氣孔總數(shù)為752×28.4×1002135680(

10、個(gè))；強(qiáng)光下單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量為4.33×13.6×1045.9×103(mol)，弱光下單位時(shí)間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量為3.87×28.4×1041.1×102(mol)，對(duì)強(qiáng)光下生長(zhǎng)的柑橘適度遮陰，柑橘的光反應(yīng)強(qiáng)度降低，光合速率相對(duì)下降。為適應(yīng)弱光環(huán)境，柑橘葉合成更多葉綠素來增強(qiáng)吸收光的能力，以合成相對(duì)較多的有機(jī)物，有利于葉的生長(zhǎng)，故最后發(fā)生改變的是平均葉面積。答案：(1)自由擴(kuò)散C5H和ATP(2)增加葉面積提高葉綠素含量(3)較少較少凈光合速率葉面積5(綜合考查類)為了提高綠色植物的生態(tài)效益，研究者做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)

11、，并繪出如下三幅圖。請(qǐng)回答下列問題：(1)光照條件下，圖1中的上進(jìn)行的生理過程產(chǎn)生的物質(zhì)有_，空氣中CO2濃度變化時(shí)首先會(huì)影響圖1的_中化學(xué)反應(yīng)的速率。(中填數(shù)字序號(hào))(2)圖2中的曲線表示在CO2充足的條件下測(cè)得的某植物光合速率與光照強(qiáng)度、溫度之間的關(guān)系。據(jù)圖分析可知，在光照強(qiáng)度為4klx之前，影響光合速率的主要環(huán)境因素為_，由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)出該植物進(jìn)行光合作用的最適溫度范圍是_之間。(3)圖3表示該植物夜間在O2濃度分別為a、b、c、d時(shí)，CO2釋放量和O2吸收量的關(guān)系。假定細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖，在O2濃度為d時(shí)細(xì)胞的呼吸方式是_；當(dāng)O2濃度為a時(shí)，無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消

12、耗的葡萄糖量的_倍。解析：(1)圖1所示為葉綠體，是葉綠體的基粒，光照條件下，葉綠體基粒的類囊體薄膜上可以發(fā)生光反應(yīng)，其產(chǎn)物是ATP、H和O2。CO2主要參與光合作用的暗反應(yīng)，空氣中CO2濃度變化時(shí)首先會(huì)影響圖1的葉綠體基質(zhì)中的暗反應(yīng)速率。(2)據(jù)圖分析可知，在光照強(qiáng)度為4klx之前，影響光合速率的主要環(huán)境因素為光照強(qiáng)度；在20時(shí)的光合速率大于10和30時(shí)的，所以其最適溫度范圍在1030之間。(3)據(jù)圖3分析可知，d點(diǎn)時(shí)CO2釋放量和O2吸收量相等，此時(shí)細(xì)胞的呼吸方式是有氧呼吸。當(dāng)O2濃度為a時(shí)，有氧呼吸釋放的CO2的量為3，無氧呼吸釋放的CO2量為835，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式可知，

13、有氧呼吸消耗的葡萄糖量為1×3÷60.5，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為1×5÷22.5，所以無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗的葡萄糖量的5倍。答案：(1)ATP、H和O2葉綠體基質(zhì)(2)光照強(qiáng)度1030(3)(只進(jìn)行)有氧呼吸56(實(shí)驗(yàn)探究類)為研究不同光照強(qiáng)度下水稻的光合作用，某實(shí)驗(yàn)室將水稻幼苗固定于無底反應(yīng)瓶中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。實(shí)驗(yàn)步驟：將圖1中的天平調(diào)節(jié)至平衡狀態(tài)；用100W的燈泡作為光源。先將燈泡置于距裝置20cm處，15分鐘后觀察并記錄指針偏轉(zhuǎn)的方向和格數(shù)；加大燈泡與裝置間距離(約20cm)，過15分鐘再觀察記錄指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)；連續(xù)

14、重復(fù)步驟4次。按上述要求完成操作后，將天平指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)如實(shí)記錄并繪制曲線圖(如圖2)。(1)該實(shí)驗(yàn)中的自變量是_，通過_進(jìn)行調(diào)控。(2)圖1實(shí)驗(yàn)裝置如此設(shè)計(jì)，所依據(jù)的原理是_。(3)請(qǐng)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析回答：B點(diǎn)與A點(diǎn)比較，光合強(qiáng)度較大的是_點(diǎn)，指針向_偏轉(zhuǎn)。C點(diǎn)表示的生物學(xué)意義是_。CD段形成的原因是_。(4)若用圖1實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定水稻幼苗的呼吸強(qiáng)度，需要對(duì)此裝置進(jìn)行_處理。解析：根據(jù)題干，該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度，裝置中是CO2緩沖液，A瓶中的氧氣變化量可改變浮力，從而影響天平指針的偏轉(zhuǎn)。隨著燈泡和裝置之間距離的增大，光照強(qiáng)度在逐漸減弱，光合作用強(qiáng)度在逐漸減小，在C點(diǎn)之前，光合作用強(qiáng)度大于呼吸

15、作用強(qiáng)度，A瓶中氧氣量在增加，指針向右偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大，當(dāng)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，氧氣量達(dá)到最大，天平指針偏轉(zhuǎn)角度也達(dá)到最大，C點(diǎn)之后，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，指針偏轉(zhuǎn)角度逐漸減小。答案：(1)光照強(qiáng)度改變燈泡與裝置間的距離(2)該裝置中水稻光合作用產(chǎn)生的氧氣可使浮力增大，使天平指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(3)A右光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度(4)遮光(或黑暗)7(實(shí)驗(yàn)變式類)小球藻是一種單細(xì)胞藻類植物，如圖是利用小球藻和酵母菌研究光合作用和呼吸作用的實(shí)驗(yàn)裝置。K1、K2為閥門，實(shí)驗(yàn)開始前為關(guān)閉狀態(tài)，請(qǐng)回答下列問題：(不考慮通氣管內(nèi)的氣體影響)(1)試管中小球藻

16、含豐富的葉綠素，葉綠素的吸收光譜中波峰處主要是_光。(2)打開K1，給予試管一定強(qiáng)度的光照，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)注射器活塞移動(dòng)一段距離后停止，停止移動(dòng)的原因是_。(3)注射器活塞停止移動(dòng)時(shí)，打開K2，推空注射器后關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)紅色液滴由a處移到b處，繼續(xù)給予試管光照，觀察紅色液滴的移動(dòng)情況：若液滴不移動(dòng)，此時(shí)酵母菌的呼吸方式為_。若液滴右移，此時(shí)酵母菌的呼吸方式中一定有_，右移的原因是_；如果要進(jìn)一步確定此結(jié)論，可取培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)液，加入_(試劑)，觀察到的顏色變化是_。解析：(1)葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(2)小球藻利用NaHCO3提供的CO2進(jìn)行光合作用，試管中氧氣的含量增加，氣壓上升，從而使

17、注射器活塞向左移動(dòng)，但由于NaHCO3供給的CO2有限，光合作用強(qiáng)度會(huì)逐漸下降，到一定時(shí)間，光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，此時(shí)，試管內(nèi)的氣體體積不再發(fā)生變化，注射器活塞停止移動(dòng)。(3)若液滴不移動(dòng)，說明裝置內(nèi)氣壓沒有發(fā)生變化。試管內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化，只有在酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸時(shí)才會(huì)出現(xiàn)(有氧呼吸吸收的氧氣量與釋放的二氧化碳量相等)；若液滴右移，說明裝置內(nèi)氣體體積增大，此時(shí)酵母菌出現(xiàn)了無氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生的CO2被小球藻利用，生成了等量的O2，從而使裝置內(nèi)氣壓增大；酵母菌進(jìn)行無氧呼吸會(huì)生成酒精，酒精可以用酸性重鉻酸鉀溶液來檢測(cè)，二者反應(yīng)會(huì)使橙色的重鉻酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色。答案：(1)紅光和藍(lán)

18、紫(2)NaHCO3供給的CO2有限，CO2不足以讓小球藻繼續(xù)進(jìn)行光合作用釋放O2(3)有氧呼吸無氧呼吸酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的CO2被小球藻光合作用消耗，生成等量O2，使裝置內(nèi)氣壓上升，液滴右移酸性重鉻酸鉀溶液橙色灰綠色8(實(shí)驗(yàn)拓展類)(2016·南昌一模)蘋果成熟過程中積累的糖類主要依靠果實(shí)下第一片葉片的光合作用提供。有人將這片葉包在一透明的袋中，袋中始終保持25及充足的14CO2，在該葉基部安裝一個(gè)可調(diào)節(jié)葉基部溫度的套環(huán)，并將莖的一段樹皮(內(nèi)含韌皮部)與木質(zhì)部分離后用蠟紙隔開，如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到20，測(cè)定30分鐘內(nèi)透明袋中的CO2吸收量、葉片水分散失量，同時(shí)測(cè)定含14C的糖在莖中各部分的分布。然后將套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到5時(shí)，發(fā)現(xiàn)含14C的糖從葉向果實(shí)運(yùn)輸?shù)倪^程被抑制，繼續(xù)測(cè)定30分鐘內(nèi)透明袋中的CO2吸收量和葉片水分散失量，測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示。(1)CO2參與光合作用的_階段，寫出該階段CO2參與的反應(yīng)式：_。(2)停止供給14CO2時(shí)，葉綠體中C5的濃