高考生物二轮复习（全国版） 第1篇 专题突破 专题2 重难大题集训(一)　光合作用和细胞呼吸的实验探究与分析

细胞代谢专题二光合作用和细胞呼吸的实验探究与分析重难大题集训(一)1.(2019·全国Ⅰ，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。请回答下列问题：(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_____。1234增强经干旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增大，细胞液和外界溶液的浓度差增大，植物的吸水能力增强。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会______，出现这种变化的原因是___________________________________________。1234降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少干旱处理后，叶片气孔开度减小，使CO2供应不足，暗反应减弱，从而导致光合速率降低。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。1234答案

取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述经干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。12342.(2022·甘肃金昌模拟预测)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。图1表示绿色植物光合作用部分过程，图2表示光照强度对某种植物不同月龄幼苗叶片的光合速率的影响。请回答下列问题：(1)光照和温度等条件适宜时，图1中物质B的来源有两个。若突然中断光照，短时间内叶绿体中C3含量会______(填“升高”“下降”或“基本不变”)。1234升高光照和温度等条件适宜时，植物同时进行光合作用和呼吸作用，且光合作用强度大于呼吸作用强度，此时光合作用固定的二氧化碳来自外界吸收和呼吸作用产生。若光照突然中断，导致光反应不能正常进行，[H]和ATP的生成停止，从而影响C3的还原，即C3还原速率下降，但生成速率基本不受影响，故C3含量升高。1234(2)图1中叶绿体内膜上的磷酸转运器严格遵循1∶1的交换原则，每转入一分子磷酸必定同时运出一分子磷酸丙糖。当细胞质基质中无机磷缺乏时，磷酸丙糖从叶绿体中输出______(填“增多”或“减少”)。催化磷酸丙糖合成蔗糖的酶存在于___________中。1234减少细胞质基质叶绿体内膜上的磷酸转运器严格遵循1∶1的交换原则，每转入一分子磷酸必定同时运出一分子磷酸丙糖，因此当无机磷缺乏时磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程会受阻，从而导致输出减少。图中显示磷酸丙糖从叶绿体中输出后在细胞质基质中合成蔗糖，据此可知，合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中。1234(3)图2中，限制3月龄苗M点的环境因素可能是_______________。1234CO2浓度或温度图2中，M点之后光合速率不再随光照强度增加而增加，说明限制M点的环境因素不再是光照强度，可能是CO2浓度或温度。(4)经测定，光照强度为2000lux时，3月龄苗叶片CO2吸收量约为6μmol·m－2·s－1，在此光照条件下，每天的光照时间需超过____小时，3月龄苗叶片才能正常生长(不考虑光合产物的输出)。123463月龄苗叶片能正常生长指其一整天净光合速率应大于或等于零，由图2可知，3月龄苗在光照强度为2000lux时叶片净光合速率为6μmol·m－2·s－1，呼吸速率为2μmol·m－2·s－1，设每天至少光照x小时，则有6x－2(24－x)大于或等于0，解得x大于或等于6小时。3.适宜温度下，科研人员在密闭玻璃容器内，对某小型植物的栽培条件进行研究，结果如下表(基质含水量为最大持水量的百分比)，请回答相关问题：1234光照强度[μmol/(m2·s)]440300170基质含水量100%76%48%100%76%48%100%76%48%干重(g)426846517656384640(1)该实验研究了______________________对该植物光合作用的影响，光照强度为300μmol/(m2·s)时，叶肉细胞内产生NADH的场所是_________________________。1234光照强度[μmol/(m2·s)]440300170基质含水量100%76%48%100%76%48%100%76%48%干重(g)426846517656384640基质含水量和光照强度细胞质基质、线粒体基质该实验的自变量是基质含水量和光照强度，因变量是植物的干重，所以该实验研究了基质含水量、光照强度对该植物光合作用的影响；光照强度为300μmol/(m2·s)时，叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸，NADH是还原型辅酶Ⅰ，在细胞呼吸过程中产生，所以产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。1234(2)在探究光照强度对光合作用影响的实验中，向基质中加入的碳酸氢钠溶液的浓度过高，导致植物光合作用速率下降的原因是_________________________________________________________________________________________________________。1234该植物根部细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水，导致气孔开放程度减小，CO2吸收量减少，光合速率下降在探究光照强度对光合作用影响的实验中，向基质中加入的碳酸氢钠溶液的浓度过高，该植物根部细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水，导致气孔开放程度减小，CO2吸收量减少，光合速率下降。(3)科研人员在适宜光照强度下，又陆续测定了基质含水量100%～48%范围内干重的变化，发现基质含水量76%时干重最大，则基质含水量76%_________(填“是”“不是”或“不一定是”)该植物制造有机物的最适基质含水量，原因是_________________________________________________________________________________。1234不一定是没有测定该基质含水量条件下，细胞呼吸消耗的有机物量，无法确定该植物有机物制造量1234科研人员在适宜光照强度下，又陆续测定了基质含水量100%～48%范围内干重的变化，发现基质含水量76%时干重最大，但基质含水量76%不一定是该植物制造有机物的最适基质含水量，因为干重是植物制造有机物的量减去细胞呼吸的消耗量，而该实验没有测定该基质含水量条件下，细胞呼吸消耗的有机物量，无法确定该植物有机物制造量。(4)在光照强度为440μmol/(m2·s)时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用(已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用)。请以长出幼果的植株为实验材料，设计实验验证这一推断。简要写出实验设计思路。1234答案

取长势相似、幼果数量相同的植株均分成甲、乙两组；甲组进行摘果处理，乙组不做处理；在相同且适宜环境条件下，一段时间后，对两组植株叶片的光合速率进行测定和比较1234本实验的目的是验证叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用，自变量是光合产物的有无，因变量是对光合速率的影响，故实验设计思路：取长势相似、幼果数量相同的植株均分成甲、乙两组；甲组进行摘果处理，乙组不做处理；在相同且适宜环境条件下，一段时间后，对两组植株叶片的光合速率进行测定和比较。4.请回答下列问题：Ⅰ.研究人员对2年生香榧苗进行不同程度的遮阴处理，一段时间后测定其叶片的各项生理特征，结果如下表所示。1234项目不遮阴(对照)50%遮阴75%遮阴90%遮阴叶绿素a含量/(mg·dm－2)2.033.424.154.04叶绿素b含量/(mg·dm－2)0.751.321.611.65类胡萝卜素含量/(mg·dm－2)1.051.491.711.72最大光合速率/(μmol·m－2·s－1)4.526.046.524.93(1)据表推知，实验的自变量是____________________________________________________，遮阴会导致香榧苗对___________________离子的需求量增加。1234项目不遮阴(对照)50%遮阴75%遮阴90%遮阴叶绿素a含量/(mg·dm－2)2.033.424.154.04叶绿素b含量/(mg·dm－2)0.751.321.611.65类胡萝卜素含量/(mg·dm－2)1.051.491.711.72最大光合速率/(μmol·m－2·s－1)4.526.046.524.93遮阴的比例(或不同程度的遮阴或是否遮阴及遮阴的比例)

镁(以及

等)1234项目不遮阴(对照)50%遮阴75%遮阴90%遮阴叶绿素a含量/(mg·dm－2)2.033.424.154.04叶绿素b含量/(mg·dm－2)0.751.321.611.65类胡萝卜素含量/(mg·dm－2)1.051.491.711.72最大光合速率/(μmol·m－2·s－1)4.526.046.524.93Ⅱ.如图甲表示香榧苗体内的部分生理过程，图乙表示该植株在适宜的光照、二氧化碳浓度等条件下，其在不同温度下的速率曲线。请回答下列问题：1234(2)图甲中能够在小麦叶肉细胞的生物膜上进行的生理过程是______(填序号)，在人体细胞中能进行的生理过程是______(填序号)。①②②④1234图甲中①表示光反应，②表示有氧呼吸第三阶段，③表示暗反应，④表示有氧呼吸第一阶段和第二阶段，其中可以发生在生物膜上的是①光反应(类囊体薄膜上)和②有氧呼吸第三阶段(线粒体内膜上)；人体细胞不能进行光合作用，可以进行有氧呼吸，即可以发生图甲中的②④过程。(3)由图乙可知，与光合作用和细胞呼吸有关的酶都受到温度的影响，其中与_________有关的酶的最适温度更高；温度主要通过影响酶活性来影响光合速率和呼吸速率。1234细胞呼吸