内容正文:
光合作用与细胞呼吸综合
(时间:15分钟)
考向一 光合作用和细胞呼吸过程
1.(2023·吉林长白山期末)下图是发生在叶肉细胞中的两个重要的生理过程,其中Ⅰ~V表示生理过程,a~e表示物质。下列叙述错误的是 ( )
A.过程Ⅱ表示光合作用的暗反应,Ⅳ表示有氧呼吸的第二阶段
B.物质d和e表示不同的还原氢,都能作为还原剂
C.在光照下能够产生ATP的过程有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ
D.在光合作用和有氧呼吸过程中都有H2O的消耗
2.(2023·安徽黄山第一次质检)“半叶法”测定光合速率时,将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时,在A、B截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为a、b。下列说法错误的是 ( )
A.若要测定叶片的呼吸速率,需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重
B.选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性
C.分析实验数据可知,该叶片的净光合作用速率的数值为:(b-a)/4
D.若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉,则实验前需要对植物做饥饿处理
3.(2023·浙江联考)光合作用与呼吸作用环环相扣、相互依存,两者虽然都是为植物的存活而整体进行服务,但二者又有各自独立的工作系统,所以又互为个体。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。下列叙述正确的是 ( )
A.甲过程的物质Ⅰ与乙过程的物质Ⅴ所含元素不一致
B.乙过程中①过程与②过程所产生的能量之和多于③过程所产生的能量
C.叶肉细胞中,若甲过程产生的Ⅳ多于乙过程所消耗的Ⅳ,植物将生长
D.乙过程产生的ATP并不能用于甲过程
考向二 外界因素对光合作用和细胞呼吸影响
4.(2023·山西运城期末)将叶面积相等的甲、乙两种植物分别置于两个相同的、温度恒定且适宜的密闭透明玻璃小室内,给予一定的光照,定时测定CO2含量。一段时间后,甲、乙装置内CO2含量均不再变化且甲装置内CO2含量较乙装置低。下列有关说法正确的是 ( )
A.达到平衡状态时,甲、乙两植物的光合作用强度一定相同
B.实验过程中甲、乙两植物的呼吸速率相同且一直保持不变
C.甲植物固定CO2的能力较乙植物低,可能与固定CO2的相关酶活性低有关
D.若将甲、乙两种植物放在上述同一密闭装置中,一段时间后乙植物可能先死亡
5.(2023·辽宁渤海大学附中期末)在光照强度适宜且恒定的条件下,研究温度和CO2浓度对某植株净光合速率Pn的影响,实验结果如图。下列叙述正确的是 ( )
A.Pn随CO2浓度上升而上升,在CO2浓度为500~700(μL·L-1)范围内,25 ℃时Pn上升比例最大
B.在25 ℃时,将CO2浓度从500(μL·L-1)降到300(μL·L-1),短时间内叶绿体中的C3含量将上升
C.在30 ℃、100(μL·L-1)的CO2浓度下,该植株叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
D.在100(μL·L-1)的CO2浓度下,植物在20 ℃和30 ℃温度条件下积累的有机物相等
6.(2023·河北部分学校调研)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养,分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.氧气消耗的场所为线粒体基质,产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的光反应速率不变,暗反应速率增强
C.温度逐渐升高过程中,绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强
D.温度为t3时,光照时间至少长于16小时绿藻才能正常生长
考向三 光合作用和细胞呼吸应用
7.(2023·河北保定期末)农业生产中一些栽培措施如轮作、合理施肥、松土等可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。下列叙述错误的是 ( )
A.农业生产上可以采用轮作方式,这样可以提高土壤中养分的利用率
B.合理增施氮磷肥可以增加叶面积等,从而提高光能利用率增加产量
C.农作物吸收的氮、磷可用于合成蛋白质、叶绿素、淀粉等
D.及时松土利于土壤通气和保持水分,从而促进植物根的细胞呼吸
8.(2023·江西宜春一模)农业生产中的谚语顺口溜都是劳动人民一代代积累的经验,是一种宝贵财富。下列有关谚语所涉及的生物学原理叙述错误的是 ( )
A.“正其行,通其风”——能为植物提供更多的CO2提高光合作用效率
B.“犁地深一寸,等于上层粪”——中耕松土有利于植物根细胞吸收无机盐
C.“春天粪堆密,秋后粮铺地”——粪肥中的能量流向植物,促进粮食增产
D.“人黄有病,苗黄缺肥”——氮、镁是叶绿素成分之一,缺(含氮、镁的)肥导致叶片变黄
9.(2023·河南郑州外国语学校模拟)我国是一个农业大国,几千年来中国人民利用勤劳和智慧创造了无数辉煌,在农业上积累了丰富的经验,许多经验被编成了通俗易懂的谚语广为流传,下列有关农谚的解释错误的是 ( )
选项
农谚
解释(生物学原理)
A
犁地深一寸、等于上层粪
犁地有利于根部细胞有氧呼吸,促进对无机盐的吸收
B
地尽其用用不荒,合理密植多产粮
提高种植密度可提高光合作用速率,从而提高产量
C
农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)
豆科植物根系上的根瘤菌起到固氮肥田的效果
D
人在屋里热的跳,稻在田里哈哈笑
温度通过影响酶的活性来影响光合作用
综合提升
10.(2023·北京顺义区模拟)从葡萄试管苗上分别剪取带有上位叶、中位叶和下位叶的茎段,转接到培养瓶中,在不同温度条件下培养4 h,测定不同叶位叶片的CO2吸收速率,结果如图。由图不能得出的结论是 ( )
A.随温度升高不同叶位叶片的CO2吸收速率先升后降
B.35 ℃时中位叶和下位叶的真正(总)光合速率相等
C.不同叶位的叶片在上述温度下均能积累有机物
D.上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差
11.(2023·天津新华中学期末)晴朗夏季,某兴趣小组将用全素营养液培养的花生植株放入密闭的玻璃罩内,置于室外继续培养,获得实验结果如下图所示。其中甲图表示玻璃罩内的 CO2含量一昼夜的变化情况(A点表示玻璃罩内起始 CO2浓度),乙图表示该植株一昼夜 CO2释放速率或吸收速率,丙图表示花生叶肉细胞中两种细胞器的四种生理状态。下列有关叙述正确的是 ( )
A.甲图中的D点与丙图中的(2)对应,D点之后植株开始进行光合作用
B.甲图中的H点与乙图中的e点对应,此时植株的光合作用最强
C.乙图中ac段发生的生理过程对应丙图中的(4)
D.乙图中积累有机物的时段是ci段
12. 现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示,其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是 ( )
A.由甲图可知,绿藻在低光强下比高光强下需吸收更多的Mg2+
B.由乙图可知,在实验温度范围内,高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高
C.由乙图分析可知,在20 ℃下持续光照2 h,高光强组比低光强组多消耗CO2150(μmol·g-1)
D.若细胞呼吸的耗氧速率为30(μmol·g-1·h-1),则在30 ℃、高光强下每克绿藻每小时积累葡萄糖
26.5 μmol
光合作用与细胞呼吸综合
1.C [由题图可知,过程Ⅰ、Ⅱ分别表示光合作用的光反应和暗反应,Ⅲ表示有氧呼吸的第三阶段,Ⅳ表示有氧呼吸的第二阶段,Ⅴ表示有氧呼吸的第一阶段,A正确;物质d是NADPH,物质e是NADH,不是同种还原氢,都能作为还原剂,其去向不相同,NADPH还原C3化合物,NADH与O2反应生成H2O,B正确;在光照下叶肉细胞能进行光合作用,过程Ⅰ能产生ATP,过程Ⅱ消耗ATP,过程Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ分别表示有氧呼吸的三个阶段,都能产生ATP,C错误;光合作用第一阶段水的光解,有氧呼吸的第二阶段也消耗水,D正确。]
2.C [黑暗条件下植物只进行呼吸作用,不进行光合作用,因此对称叶片的遮光部分在单位时间内干重的减少量为细胞呼吸速率,因此若要测定叶片的呼吸速率,需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重,作为起始干重,A正确;本实验的自变量为是否光照,叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等属于无关变量,各组应保证其相同且适宜,否则会导致实验结果不准确,B正确;该叶片的净光合作用速率=(b-初始干重)÷4,初始干重=a+呼吸速率×4,因此净光合作用速率=(b-a-呼吸速率×4)÷4,由于初始干重和呼吸速率都是未知的,因此不能确定该叶片的净光合作用速率,C错误;若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉,则实验前需要对植物做饥饿处理,以排除自身储存的淀粉对实验结果的影响,D正确。]
3.D [甲过程中的物质Ⅰ是NADPH,乙过程中的物质V是NADH,二者所含元素都是C、H、O、N、P,A错误;乙过程中①过程是有氧呼吸第一阶段,②过程是有氧呼吸第二阶段,③过程是有氧呼吸第三阶段,③过程所产生的能量远远多于①和②产生能量之和,B错误;甲是光合作用的过程,乙是有氧呼吸,叶肉细胞有机物的产生量多于所有细胞呼吸消耗量植物才能生长,叶肉细胞光合作用产生的葡萄糖多于叶肉细胞有氧过程消耗的葡萄糖时,植物未必生长,C错误;甲是光合作用的过程,乙是有氧呼吸,甲过程暗反应需要的ATP来自光反应,乙过程产生的ATP不能用于甲过程,用于其他各项生命活动,D正确。]
4.D [达到平衡时,甲装置内的CO2含量较低,说明在相同时间内甲的净光合速率更大,但无法判断二者呼吸速率的大小,因此无法判断平衡状态时,甲、乙两植物的光合作用强度大小,A错误,B错误;从达到平衡时甲装置中的CO2含量较低可知,甲植物固定CO2的能力较乙植物高, C错误;由于二氧化碳达到平衡时,甲装置二氧化碳浓度较低,说明甲植物二氧化碳的补偿点低,因此将甲、乙两种植物放在上述同一密闭装置中,一段时间后乙植物可能先死亡,D正确。]
5.D [由图可知,Pn随CO2浓度上升而上升,Pn上升比例应为增加的量与上升前的比值,据图可计算出在CO2浓度为500~700(μL·L-1)范围内,30 ℃时Pn上升比例最大,A错误;在25 ℃时,将CO2浓度从500(μL·L-1)降到300(μL·L-1),由于CO2浓度降低,使C5消耗减少,生成的C3减少,C3的还原不变,则短时间内叶绿体中的C3含量下降,B错误;在30 ℃、100(μL·L-1)的CO2浓度下,该植株的净光合速率为0,即叶肉细胞光合作用吸收CO2量=植株所有细胞呼吸作用CO2释放量,由于植物体内存在不进行光合作用的细胞,故此时该植株叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,C错误;在100(μL·L-1)的CO2浓度下,植物在20 ℃和30 ℃温度下净光合速率相同,即积累的有机物相等,D正确。]
6.C [绿藻是真核生物,有氧呼吸的主要场所是线粒体,氧气消耗的场所为线粒体内膜,光合作用中O2产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜,A错误;真光合速率=净光合速率+呼吸速率,图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率,黑暗条件下氧气消耗量可表示呼吸速率,据图可知,温度逐渐升高的过程,光合速率逐渐增加,即绿藻的光反应速率和暗反应速率均增强,B错误,C正确;温度为t3时,假设光照时间至少为n小时绿藻才能正常生长,则应满足12n-8×(24-n)>0,可求得n>9.6,D错误。]
7.C [轮作是指同一块地上有计划地按顺序轮种不同类型的作物和不同类型的复种形式,农业生产上可以采用轮作的方式,这样可以提高土壤中养分的利用率,防治病虫害,A正确;N可参与构成植物叶绿素等,合理增施氮磷肥可以增加叶面积等,从而提高光能利用率增加产量,B正确;淀粉是由C、H、O三种元素构成的,不含N、P元素,C错误;及时松土可增加土壤通气量和保持水分,从而促进植物根的细胞呼吸,也可避免无氧呼吸产生酒精对根系造成伤害,D正确。]
8.C [“正其行,通其风”,可以增加植物间的气体(如氧气和二氧化碳)流通,为植物提供更多的CO2,有利于植物提高光合速率,A正确;“犁地深一寸,等于上层粪”,中耕松土可以增加氧气浓度,促进植物根细胞的呼吸作用,进而促进吸收无机盐(吸收无机盐是主动运输消耗能量),B正确;粪肥中的能量不能流向植物,能量不能循环利用,粪肥中有机物可被微生物分解形成无机物,无机物可被植物吸收利用,促进粮食增产,C错误;氮、镁是构成叶绿素的必需成分,植物缺乏氮、镁会导致叶片发黄,D正确。]
9.B [犁地的目的是松土,有利于根部细胞有氧呼吸,从而促进根细胞对无机盐的吸收,A正确;合理密植能提高光合速率,进而提高产量,而过度密植不会增加植物光合作用产物的积累,反而会导致呼吸作用对有机物的消耗,导致减产,B错误;豆科植物与根瘤菌为互利共生关系,根瘤菌可以起到固氮肥田的效果,C正确;人在屋里热的跳,稻在田里哈哈笑,说明温度较高有利于水稻进行光合作用,温度可通过影响酶的活性来影响光合作用,有利于有机物的积累,D正确。]
10.B [由曲线图可知,,随温度升高不同叶位叶片的CO2吸收速率先升后降,A正确;真正(总)光合速率=净光合速率(CO2吸收速率)+呼吸速率,35 ℃时中位叶和下位叶的净光合速率相等,但呼吸速率未知,故无法确定真光合速率是否相等,B错误;不同叶位的叶片在上述温度下净光合速率(CO2吸收速率)均大于0,故均能积累有机物,C正确;由曲线可知,从25 ℃到30 ℃,上位叶的下降幅度较大,说明上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差,D正确。]
11.C [甲图中的D点表示植株光合速率与呼吸速率相等的状态,此时叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用,对应于丙图中的(1),D点之前植株已经开始进行光合作用,A错误;甲图中的H点表示光合速率与呼吸速率相等的状态,与乙图中的h点对应。甲图中的DE段CO2含量下降速度最快即净光合速率最大,此时光合作用最强,B错误;乙图中ac段植物处于黑暗状态,细胞只进行呼吸作用,对应于丙图中的(4)状态,C正确;乙图中dh段植物吸收CO2,光合速率大呼吸速率,积累有机物,而hi段植物释放CO2,光合速率小于呼吸速率,体内有机物减少,D错误。]
12.D [由甲图可知,叶绿素a含量在低光强下比高光强下多,而叶绿素a含有Mg2+,所以绿藻在低光强下比高光强下需吸收更多的Mg2+,A正确;由乙图可知,在高光强条件下,在25 ℃下的光合速率高于在20 ℃下和在30 ℃下的光合速率,B正确;乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率,则在20 ℃下持续光照2 h,高光强组比低光强组释放的氧气量多2×75=150(μmol·g-1),根据光合作用的反应式可知,6分子的氧气对应6分子的二氧化碳,则多消耗二氧化碳的量也为150(μmol·g-1),C正确;乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率,根据光合作用的反应式可知,6分子的氧气对应1分子的葡萄糖,则绿藻在30 ℃、高光强条件下,每克绿藻每小时积累的葡萄糖量为129÷6=21.5(μmol),注意此处计算的是积累的葡萄糖量,不要加上细胞呼吸消耗的葡萄糖量,D错误。]
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