内容正文:
素养提升课2 光合作用与细胞呼吸的综合应用
1.下图是晴天上午10点时叶肉细胞中的部分生理过程,下列叙述错误的是( C )
A.过程①为糖酵解,发生在细胞溶胶中
B.①②过程产生ATP,④过程消耗ATP
C.③过程需要的CO2全部来源于②过程
D.②过程产生的CO2中的氧来自葡萄糖和水
解析:过程①为糖酵解,是细胞呼吸第一阶段,发生在细胞溶胶中;①②过程分别是细胞呼吸的第一阶段、需氧呼吸第二阶段,能释放能量,产生ATP,④过程是碳反应中三碳酸的还原阶段,消耗光反应产生的ATP;晴天上午10点时光合强度大于呼吸强度,所以③过程需要的CO2来源于②过程和外界环境;②过程是需氧呼吸第二阶段,产生的CO2中的氧来自葡萄糖和水。
2.如图为某植物细胞部分结构气体交换示意图,据图分析下列叙述正确的是( C )
A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C.在较强光照下,测得光合作用产物的去向是图中的b、c
D.在较强光照下,测得细胞呼吸产物的去向是图中的d、f
解析:叶绿体能利用光能将CO2和水合成有机物,并释放O2,所以a可表示CO2进入细胞,b可表示O2出细胞;线粒体消耗O2,产生CO2,所以e可表示O2进入细胞,f可表示CO2出细胞;在较强光照下,光合速率大于呼吸速率,细胞从外界吸收CO2,并向外释放O2,所以测得光合作用产物的去向是图中的b、c;在较强光照下,因为细胞呼吸强度小于光合作用强度,所以测得细胞呼吸产物的去向是图中的d。
3.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度,将对称叶片的一半遮光(A),另一半不遮光(B),并采用适当的方法阻止A、B间物质的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间,在A、B中截取对应部分相等面积的叶片,烘干称重,分别记作m1和m2。下列说法正确的是( D )
A.m1表示被截取部分在光照时间内细胞呼吸的大小
B.m2表示被截取部分在光照时间内净光合作用的大小
C.m2-m1表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量
D.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下,能测出真正光合作用强度
解析:m1和m2只能表示某时刻被截取部分的质量;设A、B被截取部分在实验前的干重为x,则 m2-x表示被截取部分在光照时间内净光合作用的大小,x-m1表示被截取部分在光照时间内细胞呼吸的大小,真正光合作用强度=净光合作用强度+细胞呼吸强度,因此m2-m1表示B叶片被截取部分在光照时间内光合作用制造的有机物总量,即真正光合作用强度;由对C项的分析可知,该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下,能测出真正光合作用强度。
4.(2022·绍兴选考适应性考试)光照条件下,叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合五碳糖,O2与五碳糖结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液,实验测得光合作用强度和光呼吸强度如下表。(光合作用强度用固定CO2量表示;SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计;叶片吸收和放出CO2量相等时的光照强度称为光补偿点。)下列叙述错误的是( D )
SoBS浓度
/(mg/L)
光合作用强
度/(CO2
mol·m-2·s-1)
光呼吸强度/(CO2
mol·m-2·s-1)
0
18.9
6.4
100
20.9
6.2
200
20.7
5.8
300
18.7
5.5
400
17.6
5.2
500
16.5
4.8
600
15.7
4.3
A.光呼吸中五碳糖与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中
B.正常进行光合作用的水稻,若突然停止CO2供应,光呼吸释放CO2将增加
C.喷施100 mg/L SoBS的水稻叶片其光补偿点比未喷施SoBS的低
D.据表分析可知,农业生产中喷施200 mg/L SoBS溶液最有利于水稻增产
解析:CO2可与五碳糖在叶绿体基质中发生碳反应过程,由题意可知,光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合五碳糖,故光呼吸中O2与五碳糖结合的反应发生在叶绿体的基质中;突然停止CO2供应,则CO2与五碳糖的结合减少,更多五碳糖与O2结合,即进行光呼吸,光呼吸释放CO2增加;叶片吸收和放出的CO2量相等时所需的光照强度即为光补偿点,与未喷施SoBS溶液相比,喷施 100 mg/L 的SoBS溶液的水稻叶片光合作用固定的CO2增加,光呼吸释放的CO2减少,即叶片的CO2吸收量增加,释放量减少,故在更低的光照强度下,两者即可相等;光呼吸会消耗有机物,但光呼吸会释放CO2,补充光合作用的原料,适当抑制光呼吸可以增加作物产量,由表可知,在SoBS溶液浓度为
200 mg/L时光合作用强度与光呼吸强度差值最大,即光合产量最大,故SoBS溶液利于增产的最适