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- 2021-04-27 发布
考点20 光合作用和细胞呼吸的综合
高考频度:★★★★☆ 难易程度:★★★☆☆
1.光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物、释放能量,供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
2.光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
C:CO2C6H12O6C3H4O3CO2
O:H2OO2H2O
H:H2O[H]C6H12O6[H]H2O
(2)能量方面
光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能
3.在不同的光照条件下,光合速率与呼吸速率的计算
(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。
(3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
①光合作用产生的O2量=实测的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量=实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。
③光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
考向一 光合作用与细胞呼吸的过程判断
1.如图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是
A.过程①只在线粒体中进行,过程②只在叶绿体中进行
B.过程①产生的能量全部储存在ATP中
C.过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O
D.过程①和②中均能产生[H],二者还原的物质不同
【参考答案】D
H2O;过程②通过光反应产生的[H],用于暗反应还原C3,因此二者还原的物质不同,D正确。
2.如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图,下列说法正确的是
A.乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的
B.乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳化合物
C.甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同
D.丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等
【答案】C
考向二 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用和细胞呼吸
3.如图为某植物细胞部分结构示意图,据图分析,下列四项叙述中,正确的是
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.以C18O2作原料进行光合作用,在较强光照下,测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D.以HO作原料进行光合作用,在较强呼吸作用下,测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
【参考答案】C
【试题解析】a表示叶绿体吸收CO2,b表示叶绿体释放O2,e表示线粒体吸收O2,f表示线粒体释放CO2,c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用,d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用,18O的转移途径为C18O2→有机物→C18O2,在较强光照下,光合作用速率大于呼吸作用速率,呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用,即主要去向是图中的d。以HO作原料进行光合作用,18O全部生成氧气,在较强呼吸作用下,氧气主要被线粒体利用,进行有氧呼吸,即主要去向是图中的c。
4.叶绿体与线粒体是植物细胞内两个重要的细胞器,在光照条件下,它们各自产生的部分物质是可以循环利用的,学*科.网下面能正确表示两者关系的是
①叶绿体产生的葡萄糖可进入线粒体内被利用
②线粒体产生的二氧化碳可进入叶绿体内被利用
③叶绿体产生的氧气可进入线粒体内被利用
④线粒体产生的水可进入叶绿体内被利用
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
【答案】B
考向三 总光合速率、净光合速率与呼吸速率的判断及相关计算
5.将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果(如下表)。
温度/℃
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收
CO2/(mg·h-1)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放
CO2/(mg·h-1)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下列对该表数据分析正确的是
A.昼夜不停地光照,在5 ℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是30 ℃
C.每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,温度均保持在20 ℃的条件下,该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,温度在30 ℃时,该植物积累的有机物是温度在10 ℃时的2倍
【参考答案】C
解题技巧
1.净光合速率和总光合速率的判定方法
(1)若为坐标曲线形式,当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则该曲线表示总(真)光合速率,若CO2吸收值为负值,则该曲线表示净光合速率。
(2)所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。
(3)有机物积累量为净光合速率,制造量为总(真)光合速率。
2.光合作用与细胞呼吸相关计算的两种妙法
(1)“半叶法”——测光合作用有机物的生产量
例如:某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定,如图所示。“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合作用强度,其单位是mg/(dm2·h)。若M=MB-MA,则M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。
(2)“黑白瓶”中有关光合作用与细胞呼吸的计算方法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题,其中“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量,可分为有初始值与没有初始值两种情况,规律如下:
规律①:有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。
规律②:没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。
6.如图表示在不同温度下,测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果,据图分析回答问题:
(1)由图分析可知,该植物的呼吸速率可表示为______________,光合速率可表示为_____________。在13~16 ℃之间,随着温度的升高,呼吸作用强度________(填“增强”“减弱”或“不变”),实际光合作用的强度________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)恒定在上述________ ℃温度下,维持10小时光照,10小时黑暗,该植物叶片增重最多,增重了_______________mg。
【答案】(1)X Y+2X 增强 增强
(2)14 30
考向四 光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动
7.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变),理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是
A.下移、右移、上移
B.下移、左移、下移
C.上移、左移、上移
D.上移、右移、上移
【参考答案】C
解题技巧
光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动
CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度),位于横轴上。学科.网
(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
8.图甲中试管Ⅰ与试管Ⅱ敞口培养相同数量的小球藻,研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响,试管Ⅰ的结果如图乙曲线所示。据图分析,下列叙述正确的是
A.Q点的O2净释放量为零,是因为此点光合作用强度为零
B.P点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气,适当降低温度,P点将下降
C.在图乙上绘制装置Ⅱ的曲线,Q点应右移
D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置Ⅰ的曲线,R点应右移
【答案】C
考向五 以图、表、曲线为载体综合分析光合作用与细胞呼吸
9.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系,下列说法正确的是
A.图甲中,光照强度为B时,光合速率等于呼吸速率
B.图甲中,光照强度为D时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C.图乙中,当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.图乙中,限制E、F、G点光合作用速率的因素主要是光照强度
【参考答案】B
10.在一定浓度的CO2和一定的温度条件下,测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率,结果如下表。以下有关说法正确的是
光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司)
光饱和时光照强度(千勒克司)
光饱和时CO2吸收量(mg/100cm2叶·小时)
黑暗条件下CO2释放量(mg/100cm2叶·小时)
A植物
1
3
11
5.5
B植物
3
9
30
15
A.由实验结果可以断定A是阴生植物,B是阳生植物
B.当光照强度超过9 klx时,B植物光合速率的限制因素主要是H2O
C.当光照强度为9 klx时,B植物固定CO2的速率是30 mgCO2/100cm2叶
D.当光照强度为3 klx时,A植物的真正光合速率比B植物高
【答案】D
【解析】虽然光合速率与呼吸速率相等时,A植物的光照强度比B植物的光照强度小,但本题没有给出判断阴生植物和阳生植物的光照强度标准,不能断定A是阴生植物,B是阳生植物,A错误;B植物光合作用的光饱和点为9 klx,如果再增加光照强度,也不会影响光合作用速率,因为此时影响光合作用强度的因素是二氧化碳浓度或温度等,B错误;根据植物总光合速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。当光照强度为9 klx时,B植物的总光合速率为30+15=45(mgCO2/100cm2叶·小时),C错误;当光照强度为3 klxx时,A植物固定的二氧化碳的量为11+5.5=16.5 (mgCO2/100cm2叶·小时),而B植物此时光合速率等于呼吸速率,固定的二氧化碳的量为15 (mgCO2/100cm2叶·小时),D正确。
考向六 光合速率与呼吸速率的常用测定方法
11.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器将叶片打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A,乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内,丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致,一小时后,测得乙装置内圆片干重为B,丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是
A.C﹣A为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率
B.C﹣B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率
C.A﹣B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率
D.实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定
【参考答案】C
解题技巧
利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率
(1)装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时,NaOH溶液可吸收容器中的CO2;在测净光合速率时,NaHCO3 溶液可提供CO2,保证了容器内CO2浓度的恒定。
(2)测定原理
①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率。
②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
(3)测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗环境中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
12.
某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题:
(1)先测定植物的呼吸作用强度,方法步骤如下:
①甲、乙两装置的D中都放入______________,装置乙作为对照。
②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理,放在温度等相同且适宜的环境中。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
(2)测定植物的净光合作用强度,方法步骤如下:
①甲、乙两装置的D中放入__________________________________________________。
②把甲、乙装置放在________________________________________________________。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
(3)实验进行30分钟后,记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表:学*科网
实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼
吸作用强度
甲装置
______(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
测定植物净光
合作用强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
(4)假设红墨水滴每移动1 cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1 g,那么该植物的呼吸速率是__________g/h;白天光照15 h,一昼夜葡萄糖的积累量是__________g(不考虑昼夜温差的影响)。
【答案】(1)①NaOH溶液 ②遮光
(2)①NaHCO3溶液,装置乙作为对照 ②光照充足、温度等相同且适宜的环境中
(3)左 右
(4)4 84
1.下列关于光合作用和呼吸作用的叙述,正确的是
A.两者总是同时进行
B.两者都能储存大量的能量
C.两者都可以在叶肉细胞和根细胞中进行
D.光合作用形成的糖类能在呼吸作用中被利用
2.某校生物兴趣小组以玉米为实验材料,研究不同条件下光合作用速率和细胞呼吸速率,绘制了如甲、乙、丙、丁所示的四幅图。除哪幅图外,其余三幅图中“a”点都可以表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等
A.图甲 B.图乙
C.图丙 D.图丁
3.对某植物测得如下数据:若该植物处于白天均温25 ℃,晚上均温15 ℃,光照(日均8 klx)12小时环境下,则该植物一昼夜中积累的葡萄糖为
25 ℃
15 ℃
8 klx光照10 h
黑暗下5 h
8 klx光照10 h
黑暗下5 h
吸收CO2 880 mg
释放CO2 220 mg
吸收CO2 440 mg
释放CO2 110 mg
A.132 mg B.180 mg
C.360 mg D.540 mg
4.农科所技术员研究温度对某蔬菜产量的影响,将实验结果绘制成如图所示曲线。据此得出的结论正确的是
A.光合作用相关酶的最适温度高于呼吸作用相关酶的最适温度
B.阴影部分表示5~35 ℃时蔬菜的净光合速率大于零
C.光照越强,该蔬菜新品种的产量越高
D.温室栽培该蔬菜时温度控制在30~35 ℃比控制在25~30 ℃时好
5.如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述,错误的是
A.若细胞①处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率
B.细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换,可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率
C.细胞③处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D.对细胞④的分析可得出,此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2
6.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2
浓度和适宜温度条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是
A.在a点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B.该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)
C.在一昼夜中,将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时,其余时间置于黑暗中,则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg
D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),则图中b点将右移,c点将下移
7.分别用相同光照强度的3种可见光照射同种植物的叶片,在不同CO2浓度下,测定各组叶片的CO2补偿点、CO2饱和点和最大净光合速率(各组呼吸速率相同且基本不变),数据如下表所示。下列叙述错误的是
组别
光的成分
µmol·mol-1
CO2补偿点
µmol·mol-1
CO2饱和点
µmol·mol-1
最大净光合速率
µmol(CO2)·m-2·s-1
甲
红光
83.1
1 281.3
26.1
乙
黄光
91.8
1 174.9
20.4
丙
蓝光
99.2
1 334.6
33.4
(CO2补偿点指叶片光合速率与呼吸速率相等时的外界环境中CO2浓度;CO2饱和点指叶片的光合速率达到最大时的最低CO2浓度。)
A.叶绿体中主要吸收蓝紫光的色素有叶绿素和类胡萝卜素
B.环境CO2浓度为83.1 µmol·mol-1时,甲组实验中,植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等
C.环境CO2浓度为1 174.9 µmol·mol-1时,影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素不同
D.由表格分析,三种光中不宜用黄光作为大棚栽培的补充光源
8.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是
A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能
B.叶温在36~50 ℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高
C.叶温为25 ℃时,植物甲的光合作用与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D.叶温为35 ℃时,甲、乙两种植物的光合作用与呼吸作用强度的差值均为0
9.将若干长势良好的葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中,并控制每天8:00~24:00为光照培养阶段,24:00~8:00为黑暗培养阶段,其他条件适宜。测量一天内恒温箱中CO2浓度的变化,结果如下表所示,请分析回答下列问题:
光照阶段
时间
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00~24:00
CO2浓度(μL/L)
660
420
300
180
180
黑暗阶段
时间
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
CO2浓度(μL/L)
270
360
450
520
570
610
640
(1)光照培养阶段CO2浓度下降的原因是__________________________________,在叶肉细胞中利用CO2的具体部位是________________。
(2)12:00~24:00时间段,幼苗有机物的积累量为________,据此分析农业上为提高大棚作物产量应采取的措施是__________________________________________________________。
(3)8:00~24:00时间段幼苗细胞内产生ATP的场所是______________________________,24:00停止光照,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3含量的变化是____________。
(4)整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是________________________________,影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是____________。
10.图1是甲、乙两种植物在不同光照强度下的光合速率的曲线;图2表示将甲植物放在CO2浓度不同的环境条件下,光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答下列问题:
(1)图1的a点表示_____________,在c点时,叶绿体中ATP的移动方向是_____________。图2中e点与d点相比较,e点的叶肉细胞中C3的含量_____________;e点与f点相比较,e点时叶肉细胞中C3的含量_____________。
(2)在有氧条件下,生长中的植物细胞内的葡萄糖先在_________(填细胞结构)中脱氢,生成_____。
(3)图1中,如果甲、乙两种植物较长时间处在连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的是________,在晴转阴瞬间,叶肉细胞中C5相对量的变化趋势是____________________________。光照强度为10千勒克斯时,甲、乙植物的实际光合作用速率差值为_____________mgCO2/(100cm2·h)。
11.(2017·北京卷)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的是
A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B.净光合作用的最适温度约为25 ℃
C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃
12.(2017·新课标Ⅱ卷)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________________、_______________________、_______________________、_________________,[H]代表的物质主要是_________________。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在_________________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是_________________。
1.【答案】D
【解析】在夜间没有光照,植物只能进行呼吸作用,不能进行光合作用,A错误;光合作用制造有机物,储存能量,呼吸作用分解有机物,释放能量,B错误;在叶肉细胞中可以进行光合作用,叶肉细胞和根细胞中均能发生呼吸作用,C错误;光合作用的产物是糖类,葡萄糖是细胞呼吸利用的主要物质,D正确。
2.【答案】A
3.【答案】D
【解析】植物一昼夜中积累的葡萄糖=白天真正光合作用制造的葡萄糖总量﹣(白天呼吸作用消耗的葡萄糖总量+夜间呼吸作用消耗的葡萄糖总量)=白天净光合作用制造的葡萄糖总量﹣夜间呼吸作用消耗的葡萄糖总量。根据表格的信息可知,一昼夜植物消耗的二氧化碳的总量=880÷10×12﹣110÷5×12=66×12mg;根据光合作用化学方程式,可推知:C6H12O6~6CO2,可得知该植物一昼夜中积累的葡萄糖为180×66×12÷(6×44)=540 mg,故选D。
4.【答案】B
【解析】由图可知,光合作用相关酶的最适温度为27 ℃左右,呼吸作用相关酶的最适温度高于35 ℃,A项错误;净光合作用量=总光合作用量-呼吸作用消耗量,阴影部分表示5~35 ℃时蔬菜的净光合作用速率大于零,积累了有机物,B项正确;该实验研究的是温度对蔬菜产量的影响,从实验结果中看不出光照强度的影响,C项错误;与30~35 ℃时相比,温度为25~30 ℃时,净光合作用速率较大,积累有机物的量较多,D项错误。
5.【答案】D
【解析】黑暗中叶肉细胞只能进行细胞呼吸,不能进行光合作用,该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率,A项正确;细胞②中线粒体释放的CO2全部用于叶绿体的光合作用,而叶绿体光合作用释放的O2全部用于线粒体的有氧呼吸,此时光合作用速率等于呼吸作用速率,B项正确;细胞③需要不断从外界吸收CO2,可见光合作用速率大于呼吸作用速率,细胞光合作用利用的CO2量为线粒体呼吸释放的CO2量与从外界吸收CO2量之和,C项正确;细胞④需要不断从外界吸收O2,可见其光合作用释放的O2不足以供给线粒体呼吸,所以N1等于m2,D项错误。
6.【答案】A
【解析】由题图可知,学*科&网在a点该植物只进行细胞呼吸,不进行光合作用,所以在a点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)。将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时,每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11=110(mg);其余时间置于黑暗中,每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13=65(mg),故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110﹣65=45(mg)。若将温度升高到30 ℃,则细胞呼吸强度会增大,光合作用强度会减小,故b点将右移,c点将下移。
7.【答案】C
光作为大棚栽培的补充光源,D正确。
8.【答案】D
【解析】植物光合作用所需能量的最终源头是太阳能,A正确;由题图可知:叶温在36~50 ℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高,B正确;植物进行光合作用时,总光合速率﹣呼吸速率=
净光合速率,叶温为25 ℃时,植物甲的净光合速率小于植物乙的净光合速率,C正确;同理,叶温为35 ℃时,植物甲与植物乙的净光合速率相同,但不为0,D错误。
9.【答案】(1)光合作用强度大于细胞呼吸强度 叶绿体基质
(2)零 (定时)通风、使用农家肥等(补充二氧化碳)
(3)细胞质基质、叶绿体、线粒体 增多
(4)开始不变,后逐渐降低 氧气浓度
【解析】(1)光照培养阶段,光合作用强度大于细胞呼吸强度,净光合速率大于零,CO2浓度下降;CO2参与光合作用暗反应阶段,暗反应的场所是叶绿体基质。(2)12:00~24:00时间段,CO2浓度不变,净光合速率等于零,即光合作用强度等于呼吸作用强度,幼苗有机物的积累量为零;增加二氧化碳浓度可提高大棚作物产量。(3)8:00~24:00时间段幼苗细胞可进行光合作用与呼吸作用,细胞内产生ATP的场所是细胞质基质、叶绿体、线粒体;24:00停止光照,光反应产生的ATP减少,还原的C3减少,C3含量增加。(4)1:00~2:00时间段,CO2浓度增加90,2:00~3:00时间段,CO2浓度增加90,以后每小时依次增加70、50、40、30,整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是开始不变,后逐渐降低;因葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中,且其他条件适宜,但恒温箱中氧气的量逐渐减少,故影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是氧气浓度。
10.【答案】(1)呼吸速率 从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动 低 高
(2)细胞质基质 丙酮酸
(3)甲植物 减少 6
显著影响的是甲植物,因为甲植物受光照强度影响较大。在晴转阴瞬间,叶肉细胞内光反应减弱,生成的[H]和ATP减少,导致暗反应过程中C3的还原速率减慢,产生的C5减少,同时二氧化碳的固定导致C5大量被消耗,导致叶肉细胞中的C5含量减少。实际光合速率=呼吸速率+净光合速率。光照强度为10千勒克斯时,甲植物的实际光合作用速率为12+4=16[mgCO2/(100cm2·h)],乙植物的实际光合作用速率为8+2=10[mgCO2/(100cm2·h)],所以光照强度为10千勒克斯时,甲、乙小麦叶片的实际光合作用速率差值为16﹣10=6[mgCO2/(100cm2·h)]。
11.【答案】D
【解析】由题目所给曲线可以看出,呼吸作用的最适温度约为53 ℃,而光合作用的最适温度约为30 ℃,A正确;净光合速率达到最大值对应的温度(即最适温度)约为25 ℃,B正确。在0~25 ℃范围内,与呼吸速率变化曲线相比,光合速率变化曲线升高得更快,说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确。超过45 ℃,呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳,说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物,没有有机物的积累,不适合该植物的生长,D错误。
12.【答案】(1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)
(2)C和D
(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
【解析】(1)由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应,图中类囊体膜上发生水的光解,产生NADPH和①氧气;暗反应阶段消耗ATP和NADPH,产生②NADP+、③(ADP和Pi);暗反应
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