细胞呼吸和光合作用的综合应用(含详细解析)

1、WORD格式细胞呼吸和光合作用的综合应用专业资料整理WORD格式(40分钟100 分)专业资料整理WORD格式1.(12分) 科学家在黑暗条件下，将离体叶绿体浸泡在pH=4的酸性溶专业资料整理WORD格式液中不能产生 ATP(图 1) ，当叶绿体基质和类囊体腔均到达 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。答复以下问题：(1) 该实验是研究叶绿体中 ATP产生的机理，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 _，叶绿体依靠光反响中 _过程在类囊体腔部位积

2、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】 解答此题的关键是：(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。专业资料整理WORD格式(3) 三图的主要不同是不同部位 pH不同 (H+浓度不同 ) 。专业资料整理WORD格式【解析】(1)由实验结果可知，三种条件下只有图3 的条件才能产生专业资料整理WORD格式ATP，与图1、图2 相比，图3 的条件是类囊体腔中的pH低于叶绿体专业资料整理WORD格式基质，即类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质。专业资料整理

3、WORD格式(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展，叶绿体内无法进展水的光解，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，叶绿体不能进展水的光解，不能释放氧气2.(12 分)(2021·*模拟 ) 以下列图 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，请据图答复以下问题：(1)写出以下符号所表

4、示的含义： C_，D_，_。(2)假设图 1 中化合物 B 的含量在 24 小时内发生的变化如以下列图2 所示，请答复：专业资料整理WORD格式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】此题主要考察植物的光合作用与呼吸作用， 意在考察考生的理解能力。 (1) 由图 1 可知，A、B、C、D、E、F 分别表示 CO2、C5、O2、H 、水、H ，表示暗反响过程，表示 O2进入线粒体的过程，表示有氧呼

5、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X开程度减小，甚至关闭，导致进入叶肉细胞内的CO2含量减少，使C3合成量减少，C5含量增加。天气由晴转阴时， 光反响受阻，产生的 ATP和H 减少，使 C3的复原变慢， C5的产生量减少，同时 C5仍与 CO2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。专业资料整理WORD格式答案： (1)O 2H暗反响(2) 温度过高，气孔关闭，叶肉细胞吸收 CO2减少 CD 如图：3.(12分) 对黄瓜植株不同着生位置的

6、叶片的构造及光合作用进展研究，局部结果如下，分析答复以下问题：(1) 上位叶 ( 着生于植株上部 ) 的光合作用速率和 CO2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承受的光照较弱，光反响产生的 _较少，影响了暗反响中 _的复原，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。假设以下列图中的曲线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 ) ，那么表示下位叶的光合速率的曲线最可能是 _。专业资料整理WORD格式(3) 观察上位叶和下位叶的构造，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

7、中的类囊体数量都比较多。 上述项专业资料整理WORD格式目中，能在光学显微镜下观察到的是_。这种结果说明，生物体的构造和 _是相适应的。【解析】 (1) 弱光下，光反响产生 H 和 ATP 减少，影响了暗反响中 C3的复原，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叶，那么上位叶光合速率也明显高于下位叶。 假设曲线表示上位叶在不同的光照强度下的光合速率， 那么图中曲线光补偿点高于曲线， 而曲线光合作用强度与曲线无明显差异， 只有曲线光补偿点和光饱和点均低于曲线， 且光合速率也明显低于曲线， 因此曲线为下位叶在不同的光照强度下的光合速率。(3) 在光学

8、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 ( 双层膜构造和基粒 ) 为亚显微构造，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、 构造等方面的差异， 导致光合作用上的差异， 这说明了生物体的构造和功能是相适应的。答案： (1)H 和 ATP C3(2) (3) 叶绿体数量 ( 和大小 ) 功能4.(12 分)(2021·*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

9、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的产生专业资料整理WORD格式量) 。请据图答复以下问题：(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“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) 假设昼夜不停地照光，图 3 植物在温度为 _条件下，生长状况到达最正确。假设在此温度条件下，每天交替进展12

10、 h 光照、 12 h 黑暗处理，那么该植物在 24 小时内积累的葡萄糖为 _mg(保存小数点后一位 ) 。专业资料整理WORD格式【解析】(1)联系光合作用过程的图解，可知图1 中甲即CO2与C5结专业资料整理WORD格式合生成C3，C3在光反响生成的ATP和H(即乙 ) 的作用下，生成(CH2O)专业资料整理WORD格式和 C5。不提供CO2会导致C3不能生成，增加光照强度，会导致C3快速专业资料整理WORD格式消耗，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

11、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， 酶通过降低化学反响的活化能来催化化学反响。 (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 30。此温度条件下，光照 12 h ，黑暗 12 h ，累积吸收的 CO2为(5-3) × 12=24(mg)，换算成积累的葡萄糖为 24/44 ×1/6 ×

12、;18016.4(mg) 。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 降低化学反响的活化能(4)30 16.45.(10分)(2021 ·*模拟 ) 某研究小组用番茄进展光合作用和呼吸作用的实验。结合所给材料，答复相关问题：专业资料整理WORD格式(1) 实验一：探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如专业资料整理WORD格式图甲所示。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(

13、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 N

14、ADPH(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需的最低温度是到达最大净光合速率时的最低温度，从图乙可知，为 20。(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专业资料整理WORD格式(3)20 (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 两组进展2+实验探究。A组培养在完全培养液中， B 组培养在缺

15、Mg 的培养液中，其他条件一样且适宜。 一段时间后，持续提供14C 标记的 CO2进展光合作用。答复以下问题：2+(1) 菠 菜 细 胞 吸 收Mg 的 方 式 为 _， 此 过 程_(填“消耗或“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 A2+组低，原因是缺 Mg 导致叶片中 _含量减少，从而直接影响光合作用的 _(填反响阶段 ) 。(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

16、吸收无机盐离子的方式是主动运输，需要消耗ATP。2+(2) 本实验自变量为有无Mg ，其他影响光合作用的因素如温度、光照、 pH等均为无关变量。专业资料整理WORD格式(3)Mg是合成叶绿素的元素，缺少2+Mg 不利于叶绿素的合成，缺少叶专业资料整理WORD格式绿素，叶绿体吸收的光能减少，导致光反响产生的H 和ATP缺乏，专业资料整理WORD格式C3的复原减少，最终使(CH2O)合成减少。专业资料整理WORD格式(4) 暗反响阶段， CO2不能直接被 H 复原，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

17、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 光反响 (4)C 3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，分别用强度一样的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( 各组呼吸速率根本不变) ，得到各组叶片的 CO2补偿点、 CO2饱和点。数据如下表：22最大净光合速率CO补偿点CO饱和点组别光质( mol·( mol·( molCO2·-1)-1)-2-1)molmolm·sA白光78.31 297.531.2B红光83.1

18、1 218.326.1C黄色91.81 174.920.4D蓝光99.21 334.633.4(CO2补偿点指叶片吸收CO2的速率与释放CO2的速率一样时的外界环专业资料整理WORD格式境中CO2浓度。 CO2饱和点指叶片的光合速率不再随CO2浓度的升高而专业资料整理WORD格式增大时的外界环境中CO2浓度 )答复以下问题：(1) 该实验的自变量是 _。专业资料整理WORD格式(2) 在光照条件下，叶肉细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来自专业资料整理WORD格式_专业资料整理WORD格式_(填写细胞内场所) 。专业资料整理WORD格式(3) 环境 CO2浓度为 99.2 mol·mo

19、l-1时，叶片净光合速率最低的是_组作物。环境 CO2浓度为 1 400mol·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补充光源，原因是_，无法显著提高光合速率。【解析】 (1) 本实验在 4 种可见光照射、 不同 CO2浓度下，测定各组叶片的净光合速率，因此自变量为光质和 CO2浓度。(2) 在光照条件下，叶肉细胞吸收矿质元素离子所需的 ATP来自细胞呼吸，场所是细胞质基质和线粒体。(3) 由题表可知，环境 CO2浓度 99.2 molmol-1是 D 组作物的 CO2补偿点，且高于其他 3 组的 CO2补偿点，因此 D组叶片净光合速率为

20、0，在 4 组中最低。环境 CO2浓度为 1 400molmol-1时，超过了 4 组作物的 CO2饱和点，因此叶片净光合速率最高的也是 D组作物。(4) 由表可知，黄光组最大净光合速率最低，说明叶绿体色素对黄光的利用率 ( 或吸收率 ) 较低，因此在大棚栽培中不宜用黄光作为补充光源。专业资料整理WORD格式答案： (1) 光质和 CO2浓度(2) 细胞质基质、线粒体(3)DD(4) 叶绿体色素对黄光的利用率( 或吸收率) 较低 ( 叶绿体色专业资料整理WORD格式素主要吸收红光和蓝紫光)专业资料整理WORD格式8.(16 分) 为了探究补光光质对莴苣光合作用的影响，科学家设计了 4组不同光照

21、分别处理长势一样的莴苣幼苗，第40 天进展测定， 4 组不同光照及测定的实验结果见下表，分析答复以下问题：组别ABCD白光 +白光 +白光 +处理白光红光蓝光红光 +蓝光叶绿素含量叶绿素 a0.520.540.420.63(mg·g-1 )叶绿素 b0.120.120.090.14净光合速率4.95.35.63.2-2-1)( molCO2·m·s气孔导度234214240184-2-1(mmolH2O·m ·s )(1) 在本实验过程中， A 组的作用是 _，同时补充红光和蓝光_(填“促进或“抑制 ) 莴苣生长。实验中选用红、蓝两种光源作为补

22、充光源的依据是_。(2) 假设用该实验培养的莴苣叶做绿叶中色素的提取与别离实验，那么滤纸条上自上而下第四条色素带的颜色是 _色，该色素带颜色最深的是 _组。(3)D组净光合速率最低，根据表中数据推测，最可能的原因是_，与 C组相比，叶肉细胞中的C3含量 _(填“较高“相等或“较低 ) 。专业资料整理WORD格式【解析】 (1) 本实验目的是探究补光光质对莴苣光合作用的影响，用白光组可以作为对照。 与对照组相比， 同时补充红光和蓝光组净光合速率减小，因此同时补充红光和蓝光抑制莴苣生长。 由于绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光， 因此实验中选用红、 蓝两种光源作为补充光源。(2) 用该实验培养的莴苣

23、叶做绿叶中色素的提取与别离实验时，滤纸条上自上而下第四条色素带为叶绿素 b，颜色是黄绿色，该色素带颜色最深的是 D 组。(3) 与其他组相比， D 组叶绿素含量增加，但净光合速率最低，原因是气孔导度降低，影响了 CO2供应，与 C组相比，叶肉细胞中的 C3含量较低。答案： (1) 对照抑制绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光(2)黄绿D(3)CO2供应缺乏较低【加固训练】生物细胞呼吸的底物 ( 有机物 ) 种类及含量的差异， 会导致细胞呼吸释放的 CO2与吸收的 O2比值发生差异，这可用呼吸商表示： 呼吸商 (RQ)= 细胞呼吸释放的 CO2/ 细胞呼吸吸收的 O2，为了测定种子萌发时的呼吸商 (

24、 只考虑有氧呼吸 ) ，现准备了锥形瓶、瓶塞、小烧杯、滤纸、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、 10%的 NaOH溶液、 NaHCO3、清水等，并组装成下面的 3 套装置：专业资料整理WORD格式其中甲实验装置设计如下：锥形瓶内放入一盛有10%的 NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条。 瓶底放入一些蒸馏水浸泡过的滤纸圆片，再将假设干经消毒并充分吸胀的小麦种子平铺在滤纸圆片上，参加适量蒸馏水。整个装置密封，并放置到20恒温环境中培养。(1) 小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是_。(2) 由于发芽小麦种子 ( 已消毒 ) 的细胞呼吸，甲装置内的气体发生了变化，使得墨滴向右移动，说明瓶内气体减少了。减少的气体是_。(3) 甲装置内的气体变化还缺乏以求出发芽小麦的呼吸商，由此还要利用乙装置来测定发芽小麦细胞呼吸过程中的某一种气体的变化， 进而测定单位质量小麦种子呼吸时 CO2释放量与 O2消耗量的比值，请将下面主要的方法步骤补充完整： ；用同质量的小麦种子在一样环境下进展与上述实验一样的操作；测出；再计算出 CO2释放量。(4) 假设甲装置测出的实验数据 ( 墨滴移动量 ) 为 X，乙装置测得的实验数据 ( 墨滴移动量 ) 为 Y，那么呼吸商计算式为： _。专业资料整理WOR