第5章 微专题(四) 光合作用与细胞呼吸的关系-【金版教程】2024-2025学年新教材高中生物必修1 分子与细胞作业与测评word（人教版2019，不定项版）

生物学　必修1[人教版]作业与测评 微专题(四)　光合作用与细胞呼吸的关系 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★★ ★★ ★★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ 对点 光合作用与细胞呼吸过程的联系 光饱和点与光补偿点的判断 光合作用影响因素 温度对光合与呼吸的影响、呼吸速率与光合速率的判定 光合速率与呼吸速率的关系 密闭容器中一昼夜植物的光合作用 影响光合作用的因素 光合速率的测定实验、间作 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．如图表示植物某个叶肉细胞代谢的过程，下列有关说法正确的是(　　) A．④⑤⑥⑦表示的生理过程中，每个阶段都释放能量，且都有一部分能量转移并储存于ATP中 B．鲁宾和卡尔文用同位素示踪法证明了过程②释放的氧气来自水 C．若突然停止光照，短时间内过程③的中间产物C3含量增加 D．过程③所需还原剂可由过程⑥供给 答案：C 解析：⑤是无氧呼吸的第二阶段，此过程没有能量的释放，A错误；鲁宾和卡门用同位素示踪法分别标记了CO2和H2O，证明了过程②释放的氧气来自水，B错误；若突然停止光照，NADPH和ATP的合成减少，CO2固定后形成的C3不能被还原，而C3生成的速率暂时不变，所以短时间内过程③的中间产物C3含量增加，C正确；过程③所需还原剂(NADPH)来自光反应，过程⑥有氧呼吸第二阶段产生的还原剂(NADH)不能用于光合作用，D错误。 2．如图表示甲、乙两种植物CO2释放量随光照强度的变化曲线，下列分析正确的是(　　) A．光照强度为c时，甲、乙两种植物固定的CO2量相等 B．光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞不发生细胞呼吸 C．图中曲线表明，乙植物的光饱和点是c点 D．甲、乙两种植物中适宜在弱光环境中生长的是乙植物 答案：D 解析：光照强度为c时，甲、乙两种植物净光合速率相等，由于甲植物的呼吸速率大，因此甲固定的CO2量多，A错误；光照强度为b1时，甲植物的光合速率与呼吸速率相等，此时叶肉细胞中既发生光合作用，也发生细胞呼吸，B错误；乙植物的光饱和点是b1点，C错误；乙植物的光补偿点和光饱和点都较低，所以适宜在弱光环境中生长，D正确。 3．某兴趣小组测试同一种植物的甲、乙两品种幼苗(大小、生理状态等均相同)分别置于CO2浓度等均完全相同的透明密闭装置内的净光合速率的大小关系，结果如图所示。据图分析，下列结论不合理的是(　　) A．甲、乙两品种幼苗中对低CO2浓度的适应能力较强的是乙品种 B．t2时刻，乙品种幼苗叶肉细胞的光合速率等于该细胞的呼吸速率 C．t2时刻，CO2浓度是限制甲、乙两品种幼苗净光合速率的因素 D．t1时刻，甲品种幼苗的净光合速率大于乙品种幼苗的净光合速率 答案：B 解析：分析题图可知，两种植物幼苗所处的装置中的CO2处于稳定状态时，乙品种所处的装置中CO2浓度更低，说明乙品种幼苗可以在较低CO2浓度下生长，相对于甲品种而言，乙品种对低CO2浓度的适应能力较强，A合理；t2时刻，装置内CO2浓度处于稳定状态，说明此时乙品种幼苗的净光合速率为0，即植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，但由于植物体中不是所有细胞都能进行光合作用，故乙品种幼苗叶肉细胞的光合作用速率应大于该细胞的呼吸作用速率，B不合理；t2时刻，甲、乙两品种植物的净光合速率均为0，净光合速率为0是装置中CO2浓度降低导致的，因此，t2时刻，CO2浓度是限制甲、乙两品种幼苗净光合速率的因素，C合理；t1时刻，甲品种幼苗的净光合速率大于0，乙品种幼苗的净光合速率等于0，D合理。 4．外界因素影响植物光合作用速率。如图表示某植物在不同温度条件下(适宜的光照和一定的CO2浓度)的净光合速率和呼吸速率曲线。下列说法正确的是(　　) A．甲曲线表示呼吸速率，乙曲线表示净光合速率 B．由图可知光合作用的最适温度高于呼吸作用 C．由图可知M点和N点的总光合速率相等 D．该植物能正常生长所需要的温度不能高于40 ℃ 答案：D 解析：根据纵坐标可以判断甲曲线表示净光合速率，乙曲线表示呼吸速率，A错误；由图可知光合作用的最适温度为30 ℃左右(此时总光合速率最大)，呼吸作用最适温度为40 ℃左右(此时呼吸速率最大)，B错误；由图可知M点和N点的净光合速率相等，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，C错误；该植物能正常生长所需要的温度不能高于40 ℃，因为40 ℃时净光合速率为0，高于40 ℃后没有有机物积累，D正确。 二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求) 5．研究者检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化，每2 s记录一个实验数据并以点的形式呈现在下图中。相关叙述不正确的是(　　) A．拟南芥在光照时只进行光合作用，在黑暗时只进行呼吸作用 B．200 s内拟南芥的光合速率在0.2～0.6 μmol·m－2·s－1范围 C．在300 s时拟南芥的呼吸速率可达到2.2 μmol·m－2·s－1 D．转入黑暗条件下100 s后，拟南芥CO2释放量逐渐增加 答案：ABD 解析：拟南芥在光照时同时进行光合作用和呼吸作用，A错误；在300 s时，黑暗条件下拟南芥只进行呼吸作用，读图可知呼吸速率最大为2.2 μmol·m－2·s－1，C正确；200 s内拟南芥的净光合速率在0.2～0.6 μmol·m－2·s－1范围，而光合速率等于净光合速率加呼吸速率，所以200 s内拟南芥的光合速率大于此范围，B错误；转入黑暗条件下100 s后，即300 s后，拟南芥CO2释放量逐渐降低，D错误。 6．将某一植株放在密闭玻璃罩内，在夏季晴朗的一天置于室外一昼夜，获得实验结果如图1(C点开始有光照)、图2所示。下列有关说法正确的是(　　) A．图1中BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱 B．图1、图2中分别出现FG段与ef段的变化，原因是部分气孔关闭，叶片吸收CO2的速率减少 C．图2中gh段O2含量增加，且到达h点时，该植株积累的有机物最多 D．图示结果表明，该植株经过这一昼夜之后，植物体内有机物含量有所增加 答案：ABCD 解析：图1中的B点为凌晨，此时植物只进行呼吸作用，凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱，因此BC段较AB段CO2浓度增加减慢的原因是低温使植物呼吸作用减弱，A正确；图1、图2中分别出现FG段与ef段的变化，原因是此时处于中午，光照较强，温度较高，为减少水分散失，部分气孔关闭，叶片吸收CO2的速率减少，B正确；图2中gh段仍表现为吸收CO2，说明O2含量仍在增加，且到达h点时，该植株积累的有机物最多，C正确；图1中比较A点和J点，J点的CO2浓度低于A点，说明该植物一昼夜总体表现为吸收CO2用于合成有机物，因此经过这一昼夜之后，植物体内有机物含量有所增加，D正确。 三、非选择题 7．研究小组分别于20 ℃、30 ℃下，测定不同光照强度对单细胞绿藻平均每个细胞O2的总产生速率和CO2释放速率的影响，结果如下： 光照强度/klx 1 2 3 4 5 6 O2的总产生速率/(nmol·h－1) 20 ℃ 1 3 6 8 8 8 30 ℃ 2 4 7 10 12 12 CO2释放速率/(nmol·h－1) 20 ℃ 9 7 4 2 2 2 30 ℃ 2 0 －3 －6 －8 －8 请分析回答： (1)该绿藻氧气的产生场所和消耗场所分别为________、________。(填膜结构) (2)在20 ℃下，当光照强度为1 klx时，细胞中能合成NADH或NADPH的细胞器有________________________。 (3)若该绿藻长期生活在20 ℃、5 klx条件下，则________(填“能”或“不能”)正常生长。 (4)在30 ℃下，当光照强度为2 klx时，平均每个细胞的CO2固定速率是________ nmol·h－1。 (5)分析数据，可以判定该绿藻细胞呼吸酶的最适温度应________(填“大于”“小于”或“等于”)30 ℃，且该绿藻细胞呼吸速率与光照强度________(填“有关”“无关”或“无法确定”)。 答案：(1)类囊体薄膜　线粒体内膜 (2)线粒体、叶绿体　(3)不能 (4)4　(5)小于　无关 解析：(1)绿藻光合作用产生氧气，发生在类囊体薄膜上；有氧呼吸第三阶段消耗氧气，发生在线粒体内膜上。 (2)在20 ℃、1 klx条件下，绿藻细胞既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，因此能产生NADH或NADPH的细胞结构有线粒体、细胞质基质、叶绿体，其中属于细胞器的是线粒体和叶绿体。 (3)该绿藻长期生活在20 ℃、5 klx条件时真正光合速率为8 nmol·h－1，CO2释放速率为2 nmol·h－1，则呼吸速率为2＋8(nmol·h－1)＝10 nmol·h－1，即此时光合速率小于呼吸速率，植物体内有机物不断减少，绿藻不能正常生长。 (4)在30 ℃下，当光照强度为2 klx时，平均每个细胞氧气的总产生速率为4 nmol·h－1，根据光合作用的反应式可知，光合作用中产生的氧气量与固定的二氧化碳量相等，因此，这一条件下平均每个细胞的二氧化碳固定速率为4 nmol·h－1。 (5)光照强度为1 klx，在20 ℃时呼吸作用产生二氧化碳的速率为1＋9(nmol·h－1)＝10 nmol·h－1，而在30 ℃时呼吸作用产生二氧化碳的速率为2＋2(nmol·h－1)＝4 nmol·h－1，这说明在20 ℃时呼吸酶的活性比30 ℃时大，则呼吸酶的最适温度应小于30 ℃。在光照强度为2 klx时，20 ℃和30 ℃时呼吸作用产生二氧化碳速率分别为7＋3(nmol·h－1)＝10 nmol·h－1、0＋4(nmol·h－1)＝4 nmol·h－1。同理，可以计算出在不同的光照强度下，同一温度下呼吸作用产生二氧化碳的速率相等，因此可以说明光照强度与该绿藻细胞呼吸速率无关。 8．Ⅰ.如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图。该装置放置在20 ℃环境中，实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X，30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL才能使水滴仍维持在X的位置。据此回答下列问题： (1)若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是________mL/h。 (2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值________(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是______________________________。 (3)若在实验过程中突然停止光照，则此绿色植物叶肉细胞中C5/C3的值会________(填“增大”或“减小”)。 Ⅱ.农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的最低光照强度)见下表。 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1200 1180 560 623 从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是____________________________________________________________________。 答案：Ⅰ.(1)0.8　(2)偏低　植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气　(3)减小 Ⅱ.A和C　作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用 解析：Ⅰ.(1)图示装置中，小烧杯内的CO2缓冲液保证了装置内CO2量的相对稳定，则水滴的位置变化是由装置中O2含量变化引起的。光照条件下，植物进行光合作用和呼吸作用，用氧气的释放量来代表光合作用速率，30 min后，为维持水滴的位置，针筒的容量需从0.2 mL调至0.6 mL，则该植物的光合作用速率是(0.6－0.2)÷0.5＝0.8(mL/h)。 (2)由于细胞呼吸要消耗一部分氧气，故与实际光合速率相比，题述装置所测得的光合作用速率偏低。 (3)若在实验过程中突然停止光照，光反应停止，不能继续产生ATP和NADPH，则暗反应C3的还原受阻，但二氧化碳的固定仍在进行，所以短时间内C3含量增多，C5含量减少，则此绿色植物叶肉细胞中C5/C3的值会减小。 8 学科网（北京）股份有限公司 $$