2024高考生物增分集訓(xùn)練2光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合應(yīng)用含解析

PAGEPAGE7集訓(xùn)2光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合應(yīng)用1．玉米田中除草劑異丙草胺的運(yùn)用會影響玉米葉綠素的合成，從而影響玉米的光合作用，所以探討適合玉米田除草所需的異丙草胺最佳濃度對玉米生長發(fā)育有主動(dòng)意義。取生理狀況相同的玉米幼苗，在相宜的條件下，分別噴施不同濃度的異丙草胺測得的玉米葉片中葉綠素a、b含量改變及去除雜草百分率如表所示；曲線圖是在相宜的條件下，運(yùn)用不同濃度的異丙草胺培育24h后，測定的玉米氧氣生成速率和氧氣消耗速率。請據(jù)此分析回答下列問題：(1)從表格中可以看出，當(dāng)異丙草胺濃度較低時(shí)，對兩種葉綠素含量的影響不明顯，當(dāng)濃度超過肯定值時(shí)，對兩種葉綠素的合成均有明顯的__________作用，從而使玉米的________________________下降。(2)異丙草胺的運(yùn)用具有較大沖突，請你從影響葉綠素含量及除草效果兩個(gè)角度分析，這一沖突是_______________________________________。(3)綜合表格和坐標(biāo)曲線圖考慮，表格中的15(mg·L－1)、25(mg·L－1)、35(mg·L－1)三個(gè)濃度中，應(yīng)選擇哪個(gè)濃度的異丙草胺對玉米田進(jìn)行除草？__________，理由是____________________________________________。解析(1)從表格中可以看出，當(dāng)異丙草胺濃度超過15(mg·L－1)時(shí)，兩種葉綠素的含量均偏低，所以葉綠素的合成可能受到了抑制，玉米的光合速率下降。(2)分析表格中的數(shù)據(jù)可以看出，異丙草胺濃度過低，不影響葉綠素的含量但除草效果不好；濃度過高，除草效果好但會使葉綠素含量偏低。(3)從表格中可以看出，當(dāng)異丙草胺的濃度為15(mg·L－1)時(shí)除草效果好且對葉綠素含量的影響較小。綜合表格和坐標(biāo)曲線圖考慮，表格中的15(mg·L－1)、25(mg·L－1)、35(mg·L－1)三個(gè)濃度中，15(mg·L－1)時(shí)玉米的氧氣生成速率與氧氣消耗速率之間的差值較大，即凈光合速率較大，玉米能較好生長，且該濃度下除草效果較好，對葉綠素含量的影響較小，故應(yīng)選擇15(mg·L－1)的異丙草胺對玉米田進(jìn)行除草。答案(1)抑制光合速率(2)異丙草胺濃度過低，不影響葉綠素的含量但除草效果不好；濃度過高除草效果好但會使葉綠素含量偏低(合理即可)(3)15(mg·L－1)(必需有單位)該濃度下除草效果較好，對葉綠素含量影響小，且凈光合速率較其他兩個(gè)濃度要高，玉米能較好生長(合理即可)2．近年來，溫室氣體的體積上升，臭氧層空洞增大，科研人員以銀杏樹為材料，探討CO2、O3及其復(fù)合作用對光合作用的影響，請回答有關(guān)問題。(1)將銀杏樹隨機(jī)分為4組，設(shè)置不同的環(huán)境條件：A組高濃度CO2、B組高濃度O3、C組__________、D組(比照)____________。(2)探討發(fā)覺，測定凈光合速率的試驗(yàn)中，A組凈光合速率最大，因?yàn)檩^高濃度的該氣體能夠促進(jìn)光合作用中__________(過程)的進(jìn)行，從而提高凈光合速率。(3)Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，測量該酶活性時(shí)，應(yīng)以__________為底物。科研上常將Ca2＋－ATPase酶的活性作為光合作用強(qiáng)度的推斷依據(jù)，請從光合作用的過程分析其緣由：_________________________________。解析(1)因?yàn)橐骄緾O2、O3及其復(fù)合作用對光合作用的影響，因此須要設(shè)置單獨(dú)O3組、單獨(dú)CO2組及二者的混合物組，同時(shí)還須要設(shè)置比照試驗(yàn)，因此C組應(yīng)是高濃度CO2和O3，D組即比照組應(yīng)當(dāng)是自然條件組。(2)由于已知A組凈光合速率最大。與其他三組相比，A組是高濃度CO2組，因?yàn)檩^高濃度的該氣體能夠促進(jìn)光合作用中暗反應(yīng)(CO2固定)的進(jìn)行，從而提高凈光合速率。(3)據(jù)題意“Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解”，因此測量該酶活性時(shí)，應(yīng)以ATP為底物?？蒲猩铣a2＋－ATPase酶的活性作為光合作用強(qiáng)度的推斷依據(jù)，從光合作用的過程分析，Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反應(yīng)水解ATP，釋放能量用于三碳化合物的還原，所以Ca2＋－ATPase酶的活性可以反映出暗反應(yīng)的強(qiáng)度，即光合作用的強(qiáng)度。答案(1)高濃度CO2和O3自然條件(2)暗反應(yīng)(CO2固定)(3)ATPCa2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反應(yīng)水解ATP，釋放能量用于三碳化合物的還原3．選取黃瓜幼苗進(jìn)行無土栽培試驗(yàn)，圖甲為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度改變的曲線，同學(xué)們用圖乙所示裝置對該試驗(yàn)進(jìn)行模擬測定。分析試驗(yàn)回答下列問題：(1)圖甲中試驗(yàn)所示黃瓜葉片在單位時(shí)間內(nèi)向空氣中釋放的氧氣量可以代表________________(填“真光合速率”或“凈光合速率”)，在5～20℃的溫度范圍內(nèi)，呼吸酶和光合酶中對溫度更敏感的是__________。若一天中光照12小時(shí)，黑暗12小時(shí)，則黃瓜幼苗生長的最適溫度是圖中的________(填“5℃”“10℃”“15℃”“20℃”或“25℃”)，當(dāng)溫度低于曲線中__________點(diǎn)所對應(yīng)的溫度時(shí)，黃瓜幼苗就不能正常生長。(2)圖乙是在植物接受正常光照下進(jìn)行的模擬試驗(yàn)，燒杯中是CO2緩沖溶液，當(dāng)溫度由10℃上升到15℃時(shí)，液滴移動(dòng)方向是________(填“左移”“右移”或“不移動(dòng)”)；若E中是清水，則當(dāng)溫度由10℃上升到15℃時(shí)，液滴移動(dòng)方向是________(填“左移”“右移”或“不移動(dòng)”)。解析(1)甲圖實(shí)線為黃瓜幼苗釋放O2的速率改變曲線，而不是O2生成速率改變，因此代表凈光合速率。光合速率的曲線比呼吸速率的曲線斜率大，所以光合酶對溫度的改變更敏感。凈光合速率越高白天積累有機(jī)物越多，C、D兩點(diǎn)相等，但是因?yàn)楹粑饔孟挠袡C(jī)物25℃比20℃時(shí)多，所以假如一天中12小時(shí)間照，12小時(shí)黑暗那么黃瓜幼苗生長的最適溫度是圖中的20℃。B點(diǎn)凈光合速率等于呼吸速率，12小時(shí)間照下光合作用積累的有機(jī)物等于12小時(shí)黑暗條件下呼吸作用消耗的有機(jī)物，低于該溫度時(shí)，晚上的呼吸作用消耗有機(jī)物的量大于白天凈光合積累有機(jī)物的量，植物不能正常生長。(2)測定光合速率的改變應(yīng)當(dāng)使裝置內(nèi)的CO2濃度穩(wěn)定，從而測得裝置中O2的改變，因此小燒杯中為NaHCO3，溫度由10℃上升到15℃時(shí)，產(chǎn)生的O2增多，液滴向右移動(dòng)。若是清水，則對裝置內(nèi)的氣體無影響，而光合作用或呼吸作用汲取和產(chǎn)生的氣體體積均相等，因此液滴不移動(dòng)。答案(1)凈光合速率光合酶20℃B(2)右移不移動(dòng)4.為了探討在相宜的光照下，CO2濃度及施氮量對植物總光合速率的影響，探討人員選取生理狀態(tài)相同的某種植物若干，分為四組，分別設(shè)置不同的CO2濃度和施氮量，測算了凈光合速率(Pn)，平均結(jié)果如圖所示。依據(jù)圖示，回答下列問題：(1)試驗(yàn)中每一組種植多盆植物并進(jìn)行多次測定，其目的是__________。(2)據(jù)圖分析，最有利于植物積累有機(jī)物的條件組合是________。氮元素被該植物汲取后運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞內(nèi)可用于合成多種化合物，其中的NADH主要用于______________。(3)要達(dá)到本試驗(yàn)?zāi)康?，還需補(bǔ)充的試驗(yàn)是_______________________(寫出試驗(yàn)思路)。解析(1)試驗(yàn)中種植多盆植物并進(jìn)行多次測定的目的是削減試驗(yàn)誤差對結(jié)果的影響。(2)由題圖可知，高濃度CO2和200mg·kg－1施氮量條件下凈光合速率最大，最有利于積累有機(jī)物。NADH是還原型輔酶Ⅰ，可以與O2結(jié)合形成水。(3)完成試驗(yàn)須要算出總光合速率，所以還須要在黑暗條件下進(jìn)行試驗(yàn)來測出植物的呼吸速率，試驗(yàn)思路是在黑暗條件下重復(fù)上述試驗(yàn)，測出各組試驗(yàn)條件組合下植物的呼吸速率。答案(1)削減試驗(yàn)誤差對結(jié)果的影響(2)高濃度CO2和200mg·kg－1施氮量與O2結(jié)合形成水(3)在黑暗條件下重復(fù)上述試驗(yàn)，測出各組試驗(yàn)條件組合下植物的呼吸速率。5．圖1表示光照強(qiáng)度和溫度對水仙光合速率的影響曲線，圖2為測量水仙光合速率的試驗(yàn)裝置。請回答下列問題：(1)依據(jù)圖1分析，________(填“能”或“不能”)確定水仙光合作用的最適溫度在15～25℃范圍內(nèi)。當(dāng)溫度為25℃、光照強(qiáng)度高于B時(shí)，光照強(qiáng)度________(填“是”或“不是”)限制水仙光合速率的主要因素。(2)在燈泡功率肯定、溫度為15℃的狀況下，利用圖2裝置探究光照強(qiáng)度對水仙光合速率的影響時(shí)，圖中能對應(yīng)光照強(qiáng)度大小的指標(biāo)是___________；實(shí)際操作時(shí)，還需在燈與透亮玻璃瓶之間放一盛滿清水的透亮玻璃柱，這樣做的目的是________________________。試驗(yàn)過程中，引起圖2裝置中有色液滴移動(dòng)的緣由是____________(填“CO2濃度”或“O2濃度”)改變。(3)若要用圖2裝置來測定水仙的呼吸類型，則應(yīng)將透亮玻璃瓶進(jìn)行__________處理，并將NaHCO3溶液換為NaOH溶液。若裝置中的有色液滴不移動(dòng)，則說明此時(shí)水仙的呼吸類型為__________；若裝置中的有色液滴向左移動(dòng)，則說明此時(shí)水仙的呼吸類型為_________________________________。解析(1)分析圖1可知，溫度為15℃時(shí)的水仙光合速率大于溫度為5℃時(shí)的水仙光合速率，說明水仙光合作用的最適溫度大于5℃，而溫度為25℃時(shí)的水仙光合速率又小于溫度為15℃時(shí)的水仙光合速率，說明水仙光合作用的最適溫度小于25℃，但不能確定水仙光合作用的最適溫度是大于15℃還是小于15℃。當(dāng)溫度為25℃、光照強(qiáng)度高于B時(shí)，水仙光合速率不再隨光照強(qiáng)度的增加而增大，說明此時(shí)間照強(qiáng)度不是限制光合速率的主要因素。(2)在燈泡功率肯定的狀況下，圖中能對應(yīng)光照強(qiáng)度大小的指標(biāo)是燈泡與玻璃瓶之間的距離。在燈泡與透亮玻璃瓶之間放一盛滿清水的透亮玻璃柱的目的是消退燈泡發(fā)熱對玻璃瓶內(nèi)溫度的影響。圖2裝置中NaHCO3溶液可作為CO2的緩沖液，維持瓶內(nèi)空氣中CO2濃度的相對恒定，因此圖2裝置中的氣壓改變是由O2濃度的改變引起的。(3)若要用圖2裝置來測定水仙的呼吸類型，則應(yīng)將透亮玻璃瓶進(jìn)行遮光處理，避開光合作用的影響，同時(shí)將NaHCO3溶液換為NaOH溶液。若裝置中的有色液滴不移動(dòng)，則說明此時(shí)水仙只進(jìn)行無氧呼吸；若裝置中的有色液滴向左移動(dòng)，則說明此時(shí)水仙肯定進(jìn)行了有氧呼吸，可能既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸，也可能只進(jìn)行有氧呼吸。答案(1)不能不是(2)燈與玻璃瓶之間的距離消退燈發(fā)熱對玻璃瓶內(nèi)溫度的影響O2濃度(3)遮光無氧呼吸同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸或只進(jìn)行有氧呼吸6．溫室效應(yīng)是全球環(huán)境改變探討的熱點(diǎn)問題之一，預(yù)料到下世紀(jì)中后期，大氣CO2濃度將是現(xiàn)在的兩倍。探討人員利用玉米和大豆探討CO2濃度倍增對植物光合作用的影響，結(jié)果如下表。回答下列問題：注：水分利用效率＝凈光合速率/蒸騰速率。(1)兩種植物葉肉細(xì)胞的細(xì)胞器中能夠消耗水并伴隨ATP生成的部位是____________________________________________。(2)在CO2濃度倍增條件下，玉米和大豆的凈光合速率均上升，可能的緣由是______________________________________________________。(3)凈光合速率提高和蒸騰速率降低均會使水分利用效率上升，請依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析玉米和大豆水分利用效率上升的主要緣由是__________________________________________________________________________。解析(1)細(xì)胞有氧呼吸其次階段發(fā)生的反應(yīng)是丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，同時(shí)伴隨ATP生成，場所為線粒體基質(zhì)，光合作用光反應(yīng)階段發(fā)生的反應(yīng)是水分解成O2，同時(shí)生成ATP和[H]，場所為葉綠體的類囊體薄膜，因此兩種植物葉肉細(xì)胞的細(xì)胞器中能夠消耗水并伴隨ATP生成的部位是類囊體薄膜和線粒體基質(zhì)。(2)在CO2濃度倍增條件下，二氧化碳的濃度上升，使暗反應(yīng)中二氧化碳的固定增加，從而導(dǎo)致C3還原增加，總光合速率上升，由表可知，玉米和大豆的凈光合速率均上升。(3)凈光合速率提高和蒸騰速率降低均會使水分利用效率上升，由表可知，玉米主要通過降低蒸騰作用速率提高水分利用率，大豆主要通過提高凈光合速率來提高水分利用率。答案(1)類囊體薄膜、線粒體基質(zhì)(2)CO2濃度上升使暗反應(yīng)中CO2的固定增加，C3的還原增加(3)玉米主要通過降低蒸騰速率提高水分利用效率，大豆主要通過提高凈光合速率提高水分利用效率7．如表所示為不同光照強(qiáng)度和土壤含水量對番茄植株光合作用的影響結(jié)果。如圖表示不同O2濃度對番茄葉肉細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的影響結(jié)果?；卮鹣铝袉栴}：(1)在提取番茄葉中的色素時(shí)，為防止葉綠素被破壞，研磨時(shí)可加入適量的________________。用紙層析法分別提取液中的色素時(shí)，會得到4條色素帶，從上往下看，葉綠素a、葉綠素b分別位于第________條。(2)光照減弱會使__________的含量下降，這會導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的__________________不足，從而影響暗反應(yīng)中C5的再生。若栽培番茄植株的溫室所處條件為弱光、土壤含水量為80%，此時(shí)可實(shí)行________________的措施來提高番茄產(chǎn)量。(3)若要測定番茄葉肉細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，應(yīng)在________條件下