高考生物一輪復習 第三單元 細胞的能量供應與利用 復習提升課4 光合作用與細胞呼吸的綜合應用5演練（含解析）-人教版高三生物試題

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1、光合作用與細胞呼吸的綜合應用 1．(裝置法)下圖甲為光合作用最適溫度條件下，植物光合速率測定裝置圖，圖乙中a、b為測定過程中某些生理指標相對量的變化。下列說法不正確的是(　　) A．圖甲裝置在較強光照下有色液滴向右移動，再放到黑暗環(huán)境中有色液滴向左移動 B．若將圖甲中的CO2緩沖液換成質量分數為1%的NaOH溶液，其他條件不變，則植物幼苗葉綠體產生NADPH的速率將不變 C．一定光照條件下，如果再適當升高溫度，真光合速率會發(fā)生圖乙中從b到a的變化，同時呼吸速率會發(fā)生從a到b的變化 D．若圖乙表示甲圖植物光合速率由a到b的變化，則可能是適當提高了CO2緩沖液的濃度 B　[圖甲

2、裝置在較強光照下，植物光合作用強度大于細胞呼吸強度，植物所需CO2由CO2緩沖液提供，而產生的O2會使裝置中氣體體積增大，因此有色液滴向右移動，如果再放到黑暗環(huán)境中，植物呼吸消耗O2而產生的CO2又被CO2緩沖液吸收，因此有色液滴向左移動。若將圖甲中的CO2緩沖液換成質量分數為1%的NaOH溶液，雖然光照條件不變，但由于無CO2提供，暗反應不能為光反應提供ADP與NADP＋等物質，從而影響光反應的進行，產生NADPH的速率將下降。在光合作用最適溫度時再升高溫度，與光合作用有關的酶活性會下降，真光合速率下降，而一般情況下與細胞呼吸有關的酶的最適溫度較高，此時酶活性會隨溫度升高而升高，因此呼吸速率

3、會升高。光合速率由a到b變化，說明光合速率升高了，影響光合速率的因素有光照強度、CO2濃度、溫度等，適當提高CO2濃度會增大光合速率。] 2．(葉圓片稱量法)某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實驗：在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其重量，M處的實驗條件是下午16時后將整個實驗裝置遮光3小時，則測得葉片葉綠體的光合速率是(單位：g·cm－2·h－1，不考慮取葉圓片后對葉片生理活動的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響)(　　) A．(3y－2z－x)/6　　　 B．(3y－2z－x)/

4、3 C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3 A　[分析題意可知，上午10時到下午16時之間的6個小時，植物既進行光合作用，也進行呼吸作用，因此其重量變化表示的是凈光合作用量，則凈光合速率＝凈光合作用量/6＝(y－x)/6；而M處的實驗條件是下午16時后將整個實驗裝置遮光3小時，此時葉片只進行呼吸作用，因此可以計算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。] 3．(黑白瓶法)某同學研究甲湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸。具體操作如下：取三個相同的透明玻璃瓶a、b、c，將a先包以黑膠布，再包以鉛箔

5、。用a、b、c三瓶從待測水體深度取水，測定c瓶中水內氧容量。將a瓶、b瓶密封再沉入待測水體深度，經24小時取出，測兩瓶氧含量，結果如圖所示。則24小時待測深度水體中生物光合作用和有氧呼吸的情況是(　　) A．24小時待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是v mol/瓶 B．24小時待測深度水體中生物光合作用產生的氧氣量是k mol/瓶 C．24小時待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是(k－v)mol/瓶 D．24小時待測深度水體中生物光合作用產生的氧氣量是(k－v)mol/瓶 D　[根據題意知，a瓶生物在黑暗條件下僅能進行有氧呼吸，24小時生物進行呼吸消耗的氧氣量為(w－v

6、) mol/瓶；b瓶生物在光照條件下，氧氣的增加量為(k－w) mol/瓶，即為瓶內生物24小時進行光合作用和有氧呼吸凈積累的氧氣量(凈光合量)，故24小時待測深度水體中生物光合作用產生的氧氣量＝呼吸消耗的氧氣量＋凈光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v) mol/瓶，D項正確。] 4．(半葉法)某研究小組采用“半葉法”對番茄葉的光合速率進行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當的方法阻止兩部分的物質和能量轉移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應數據，則可計算出該葉片的光合速率，其單位是mg

7、/(dm2·h)。請分析回答下列問題： (1)MA表示6小時后葉片初始質量－呼吸作用有機物的消耗量；MB表示6小時后(__________________)＋(______________________________)－呼吸作用有機物的消耗量。 (2)若M＝MB－MA，則M表示____________________________________________。 (3)總光合速率的計算方法是_________________________________________。 (4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出實驗設計思路。 ___________________

8、_____________________________________________________ 解析　葉片A部分遮光，雖不能進行光合作用，但仍可照常進行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進行光合作用，又可以進行呼吸作用。分析題意可知，MB表示6小時后葉片初始質量＋光合作用有機物的總產量－呼吸作用有機物的消耗量，MA表示6小時后葉片初始質量－呼吸作用有機物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6小時干物質的生成量(B葉片被截取部分在6小時內光合作用合成的有機物總量)。由此可計算總光合速率，即M值除以時間再除以面積。 答案　(1)葉片初始質量　光合作用有機物的總產量 (2)B葉片被截

9、取部分在6小時內光合作用合成的有機物總量 (3)M值除以時間再除以面積，即M/(截取面積×時間) (4)將從測定葉片的相對應部分切割的等面積葉片分開，一部分立即烘干稱重，另一部分在暗中保存幾小時后再烘干稱重，根據二者干重差即可計算出葉片的呼吸速率。 5．(CO2傳感器檢測法)某同學為了體驗光照強度與植物光合作用的關系，設計了如下實驗：取4株帶有5個葉片、株高相近的西紅柿植株，分別放在4個密閉的玻璃容器內，以4種不同的光照強度進行實驗；實驗開始前先測定CO2濃度并使各組容器內的CO2濃度保持相同，12小時后，再測定CO2濃度。實驗裝置如下圖，實驗結果見如下表格。 序 號 溫度

10、(℃) 光照 強度(%) 開始時 CO2濃度(%) 12小時后 CO2濃度(%) 植株 葉片數 1 25 0 0.35 0.368 5 2 25 20 0.35 0.306 5 3 25 60 0.35 0.282 5 4 25 95 0.35 0.279 5 (1)該同學的實驗目的是__________________________________________________； 實驗的自變量是____________；需控制的條件是_____________________________(至少回答出2點)等。 (2

11、)實驗中設置序號1的目的是____________________；序號2至4，實驗前后CO2濃度的差值可表示_______________________________________________________________。 (3)該同學的實驗設計缺乏嚴謹性，請對其提出合理的改進建議： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

12、 解析　(1)由題意“體驗光照強度與植物光合作用的關系”和“以4種不同的光照強度進行實驗”可知：該同學的實驗目的是研究光照強度與光合作用速率的關系，實驗的自變量是光照強度。為了排除無關變量對實驗結果的干擾，對于諸如“溫度、開始時的CO2濃度、植物葉片數和高度”等無關變量，各組均需加以控制相同條件。 (2)實驗中，序號1控制的光照強度為零，屬于對照組，即設置序號1的目的是作為空白對照。在有光的條件下，密閉玻璃容器內的植物幼苗既能進行光合作用，也能進行呼吸作用，容器內CO2濃度的變化是其中植物幼苗光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量的差值所致，據此可知：序號2～4所對應的實驗前后CO

13、2濃度的差值可表示西紅柿植株12h內的凈光合作用量。 (3)為了增加實驗設計的嚴謹性，減少實驗誤差，依據實驗設計應遵循的原則和表中信息可知，合理的改進建議是：每種光強下設置3個重復的實驗，或者是縮小相鄰組別之間的光照強度差值，增加實驗組。 答案　(1)研究光照強度與光合作用速率的關系　光照強度　溫度、開始時的CO2濃度、植物葉片數和高度等 (2)作為空白對照　西紅柿植株12h內的凈光合作用量　(3)每種光強下設置3個重復的實驗(或縮小相鄰組別之間的光照強度差值，增加實驗組) 6．(梯度法)在測定金魚藻光合作用中，容器密閉內有一定濃度的碳酸氫鈉溶液，保持溫度恒定且適宜，通過改變光源與容器

14、的距離用以改變光照強度(光合強度用金魚藻放出的氣泡數來表示)。表格為不同距離下的9個相同裝置5分鐘內產生的氣泡數。請回答下列問題： 光源與容器 的距離/(cm) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 氣泡數 40 39 30 22 15 5 3 0 0 (1)從實驗結果可以看出，距離為10 cm或15 cm時，金魚藻產生氣泡的量并無明顯變化，故若要增加15 cm處產生氣泡的數量，可在實驗前采取_________________________的措施。光源距離為45 cm和50 cm時氣泡數為0是因為__________________

15、____________。 (2)光照較長時間后，發(fā)現(xiàn)距離較近的組別產生氣泡的速率明顯減慢，產生這一現(xiàn)象的原因是___________________________________________________________________，直接影響了光合作用的__________，導致____________積累，抑制光反應，使得________的產生量減少。 (3)如圖是金魚藻在15 cm距離下，氣泡產生速率與碳酸氫鈉溶液濃度的關系，濃度超過25 mg·L－1時氣泡數反而下降，分析其原因可能是濃度過高，導致金魚藻細胞________，影響了金魚藻的生理活動。 解析　(1)因

16、為的溶液中CO2量有限，隨著光照較長時間的進行，溶液中CO2逐漸減少，導致[H]和ATP消耗減少，從而抑制了光反應，光合作用越來越弱，從而產生的氣泡數逐漸減少，故若要增加15 cm 處產生氣泡的數量，可在實驗前適當增加碳酸氫鈉溶液濃度。光合作用產生的O2正好供給呼吸作用利用，呼吸作用產生的CO2正好供給光合作用，即植物的凈光合作用為0，產生氣泡數為0，對應表中燈與燒杯間的距離為45 cm ，所以光源距離為45 cm和50 cm 時氣泡數為零的原因是光合作用產生的氧氣小于或等于呼吸作用消耗的氧氣。 (2)當光照較長時間后，由于溶液中CO2量有限，隨著光照較長時間的進行，溶液中CO2逐漸減少，暗反應減慢，導致[H]和ATP消耗減少，從而抑制了光反應，光合作用越來越弱，從而產生的氧氣氣泡數逐漸減少。 (3)圖2中，濃度超過25 mg·L－1時，因為外界溶液碳酸氫鈉的濃度過高，導致金魚藻細胞滲透失水過多，影響了金魚藻的生理活動。 答案　(1)適當增加碳酸氫鈉溶液濃度　光合作用產生的氧氣小于或等于呼吸作用消耗的氧氣　(2)容器中二氧化碳(或碳酸氫鈉)逐漸減少　暗反應　[H]和ATP　氧氣 (3)滲透失水(或“質壁分離”)