光呼吸及C4与C3植物试题强化

光呼吸及 C3 植物和 C4 植物的补充 1 I 光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和 O2 CO2值异常时发生的一种生理 过程 图甲所示 该过程是细胞在 Rubisco 酶的催化下 消耗 O2 生成 CO2 借助叶绿体 线粒体等多种细胞器共同完成的消耗能量的反应 请回答 下列问题 1 Rubisco 酶既能催化 C5和 CO2反应 又能催化 C5和 O2反应 可以推测 O2 CO2值 偏高 或 偏低 时有利于光呼吸而不利于光合作 用 2 在高温 干旱和强光照条件下 植物的蒸腾作用很强 叶片气孔大量关闭 的供应量减少 植物可通过光呼吸为光合作用提供的物质为 3 据图可知 光呼吸和光合作用都能利用的物质是 光合作用利用该 物质的场所 光呼吸中生成 CO2的场所 4 与光呼吸相区别 研究人员常把细胞呼吸称为 暗呼吸 从反应条件来 讲光呼吸与暗呼吸的不同是 II 科学家测定不同温度下某植物对 CO2的吸收速度如图乙所示 1 据图可知 导致 A B 两点植物 CO2吸收速度相等的外界因素是 A 点的总光合作用速率 或 B 点的总光合作用速率 2 在 15 lklx 条件下 植物 5 小时吸收 CO2 mol 2 植物细胞中的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的 O2 这属于植物细胞 光呼吸的重要环节 右图表示光合作用和光呼吸的部分过程 请回答 1 过程 发生在 中 并且需要光反应提供 在黑暗条件下 C3 不能被还原再生成 化合物 使光呼吸因缺乏底物而不能进行 2 研究发现 催化过程 和 的是同一种酶 CO2 和 O2 会竞争此酶的同一 活性位点 因此 当细胞中 O2 浓度升高时 过程 会受到 3 在强光下 光反应转换的能量超过暗反应的需要 会对细胞造成伤害 此 时光呼吸可以对细胞起到保护作用 原因是 4 从能量代谢的角度看 光呼吸和有氧呼吸最大的区别是 3 16 分 下图示玉米光合作用的过程 据图回答 1 H 由 细胞的叶绿体提供 它产自光合作用的 阶 段 2 能固定 CO2的物质有 PEP 酶与 CO2的亲和力是 Rubisco 酶 的 60 倍 而马铃薯没有 C4生成这一途径 则玉米和马铃薯在炎热夏天的中午 两种植物细胞内 C3含量的变化及差异是 3 要探明 CO2中的 C 在光合作用中的转化过程 采用的方法是 4 施有机肥能有效促进玉米生长 其原理是有机肥经分解后可为光合作用提 供 5 玉米有氧呼吸过程中也有丙酮酸产生 该物质可在 中被 彻底分解 6 有科学家拟利用植物体细胞杂交技术培育 玉米 马铃薯 可用 作为诱导剂来诱导细胞融合 4 图甲为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图 其以气孔白天关闭 晚上开放的 特殊方式适应干旱环境 1 图甲所示 PEP OAA RuBP PGA C 为菠萝叶肉细胞内的部分相关代谢 物质 能参与 CO2固定的有 推测 C 是 2 干旱条件下 菠萝细胞白天产生 CO2的具体部位是 菠萝细胞夜 间 pH 下降 原因是 写出 2 点 3 以测定 CO2吸收速率与释放速率为指标 探究温度对某绿色植物光合作用 与细胞呼吸的影响 结果如下表所示 温度 51020253035 光照条件下 CO2吸收速率 mg h 1 11 83 23 73 53 黑暗条件下 CO2释放速率 mg h 1 0 50 7512 333 5 温度在 25 30 间光合作用制造的有机物总量逐渐 增加 减少 假设细胞呼吸昼夜不变 植物在 30 时 一昼夜中给植物光照 14h 则一昼夜 净吸收 CO2的量为 mg 将该植物置于较弱光照下一段时间后取其叶片进行色素分离 与适宜光照下 分离的色素带进行比较 发现弱光下滤纸条下端两条色素带明显加宽 推测该 植物可通过 以增强对弱光的适应能力 同一植株的底部叶片呼吸 作用强度比顶部叶片弱 其内部原因最可能是 5 下图甲是某植物的光合速率与光照强度 CO2浓度和温度之间的关系 图乙 是仙人掌固定 CO2的过程图 请回答下列问题 1 甲图中与其他两条曲线均互为对照的是曲线 曲线 中 当光 照强度达到 B 点后 影响光合速率的主要外界因素为 2 若保持 C 点的光照强度 突然将植株由曲线 的培养环境转移到曲线 的 环境中培养 此时受到影响的主要是 阶段 短时间内叶绿体基质中 物质 的含量会增加 3 仙人掌的气孔在夜间张开 CO2进入叶中被固定在一种碳四化合物中 白 天气孔关闭 有光时由碳四化合物释放 CO2进行卡尔文循环 并合成 C3糖 卡 尔文循环中所直接制造出来的碳水化合物是 C3糖而不是葡萄糖 仙人掌细胞 进行卡尔文循环的场所是 仙人掌这种固定 CO2的特殊途径对适应 干旱条件有何重要意义 4 实验证明 离体的叶绿体在适宜的条件下也能进行光合作用 原因是 1 2 1 叶绿体的基质 ATP 和 H 二者缺一不给分 C5 2 抑制 2 分 3 光呼吸可消耗过剩的能量 或 ATP 和 H 2 分 4 光呼吸消耗 ATP 有氧呼吸产生 ATP 2 分 3 1 叶肉 光反应 2 PEP 磷酸烯醇式丙酮酸 C5 1 个 1 分 有错不得分 都减少 1 分 后者降幅更大 1 分 3 同位素标记法 同位素示踪法 4 CO2 1 分 和矿质元素 无机盐 1 分 5 线粒体基质 只答 线粒体 得 1 分 只答 基质不得分 6 PEG 聚乙二醇 解析 试题分析 1 由题图可知 维管束鞘细胞的叶绿体中没有类囊体 不能进行光反应产生 H 所以 H 是由叶肉细胞的叶绿体产生的 2 根据题图可知 能固定 CO2的物质有 PEP 磷酸烯醇式丙酮酸 和 C5 在炎热夏天的中午 叶片气孔关闭 叶肉细胞吸入的 CO2 减少 细胞内生成的 C3含量减少 所以两种植物细胞内 C3含量都减少 但由于玉米细胞中 的 PEP 酶与 CO2的亲和力强 在低浓度的 CO2环境中依然可以固定 CO2生成一定量的 C3 所 以玉米比马铃薯的降幅小 3 要探明 CO2中的 C 在光合作用中的转化过程 采用的方 法是同位素标记法或同位素示踪法 4 由于有机肥经分解后可为光合作用提供 CO2和 矿质元素 或无机盐 所以施有机肥能有效促进植物生长 5 有氧呼吸过程中产生 的丙酮酸 在线粒体基质中被彻底氧化分解为 CO2 6 植物体细胞杂交技术中 常用 的诱导剂是聚乙二醇 PEG 考点 本题考查了光合作用 细胞呼吸以及植物体细胞杂交技术等知识点 意在考查学生 对相关知识要点的理解能力以及能否运用所学知识与观点 通过比较 分析与综合等方法 对某些生物学问题进行解释 推理 做出合理的判断或得出正确的结论的能力 4 除特殊标出外 每空 1 分 共 11 分 1 PEP RuBP 缺一不得分 2 分 丙酮酸 2 细胞质基质 线粒体基质 夜间菠萝细胞合成苹果酸 夜间细胞呼吸产生 CO2形成 H2CO3 2 分 3 增加 19 增加叶绿素含量 底部叶片衰老 酶活性降低 2 分 解析 试题分析 1 分析题图可知 图中有两处属于二氧化碳的固定 夜间二氧化碳与 PEP 结合 生成 OAA 白天二氧化碳可以与 RuBP 结合生成 PGA 因此参与固定二氧化碳的物质有 PEP RuBP 由于图中的苹果酸可以转变成 C 后 C 进入线粒体参与有氧呼吸生成二氧化碳 因此可以推测 C 物质为丙酮酸 2 从图中可以看出白天产生二氧化碳的部位有两个 细胞质基质中苹果酸可以分解成二 氧化碳 线粒体基质中丙酮酸可以分解成二氧化碳 pH 下降的原因是细胞中酸性物质增多 从图中可以看出 夜间菠萝细胞合成苹果酸 另一方面 夜间细胞呼吸产生 CO2形成 H2CO3 3 分析表格中数据 当温度为 25 时 光合作用利用的二氧化碳量 净光合速率 呼 吸速率 3 7 2 3 6 30 时 光合作用利用的二氧化碳量 3 5 3 6 5 因此光合作用制造 的有机物量增加 光照 14 小时 光合作用利用二氧化碳的量为 6 5 14 91 mg 一昼 夜呼吸作用释放的二氧化碳量为 3 24 72 mg 因此一昼夜净吸收的二氧化碳量为 91 72 19 mg 由于植物在弱光条件下 分离出的色素带中 下面两条色素带为叶绿素 a 和叶绿素 b 色素带较宽说明叶绿素含量增多 因此可以推测 在弱光条件下 植物会增加叶绿素含量 以适应环境 同一个植株底部的叶片中衰老细胞比较多 细胞中各种酶的活性降低 因此 呼吸速率减慢 考点 本题考查光合作用和呼吸作用的有关知识 意在考查考生识图能力和理解所学知识 的要点 把握知识间的内在联系的能力 能运用所学知识与观点 通过比较 分析与综合 等方法对某些生物学问题进行解释 推理 做出合理的判断或得出正确的结论 理论联系 实际 综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题 5 1 温度 2 暗反应 H 和 ATP 3 叶绿体基质 白天干旱条件下 仙人掌气孔关闭 CO2 的来源不足 这种特殊的 CO2 固定途径使仙人掌在有光时光合作用仍能正常进行 4 叶绿体是光合作用的场所 细胞器内含有进行光合作用所需的色素和酶 解析 试题分析 1 对照实验中 对照组与实验组之间只能有一个变量不同 只有曲线 符合要求 比较曲线 和 可知 当光照强度达到饱和点后 因 CO2过量 升高温度可提 高光合速率 说明 B 点后影响光合作用速率的主要外界因素应为温度 2 光反应需要的酶较少 主要受光照强度的影响 暗反应是一系列的酶促反应 受温度 的影响较大 若保持 C 点的光照强度 突然将植株由曲线 的培养环境转移到曲线 的环 境中培养 此时暗反应减弱