2019届生物复习专题：1、光合作用与细胞呼吸综合分析题

光合作用与细胞呼吸综合分析题

1.科研人员在一定二氧化碳浓度和温度条件下，利用苹果树、梨树幼苗进行了一系列探究实验，得到结果如图所示。请回答下列问题：

(1)科研人员设计本实验的目的是_______________________________________。

(2)据图分析，当光照强度小于0.4 mmol光子·m－2·s－1时，光反应中______________的生成速率限制了光合作用速率；当光照强度大于0.7 mmol光子·m－2·s－1，限制光合作用速率的主要环境因素有_____________________________________________________。

(3)光照强度为0.5 mmol光子·m－2·s－1时，苹果树的CO2固定速率比梨树高_____μmol·m－2·s－1。

(4)生产实践中，为提高经济效益在果树下套种适当的农作物，使植被的垂直结构复杂化，这样做的意义是提高了______________________________________________。

答案 (1)探究不同光照强度对两种果树光合作用的影响(必须写出两个自变量)

(2)ATP和[H] 二氧化碳浓度和温度

(3)1

(4)光能利用率(利用阳光等环境资源的能量)

解析 (1)由图可知，该实验的自变量是光照强度和植物品种不同，因变量是净光合作用速率。所以实验目的是探究不同光照强度对两种果树光合作用的影响。(2)据图分析，当光照强度小于0.4 mmol光子·m－2·s－1时，限制光合作用的主要因素是光照强度，所以光反应ATP和[H]的生成速率限制了光合作用速率。但光照强度大于0.7 mmol光子·m－2·s－1，限制光合作用速率的主要环境因素不是光照强度而是二氧化碳浓度和温度等。(3)光照强度为0.5 mmol光子·m－2·s－1时，苹果树的CO2固定速率是9 μmol·m－2·s－1，而梨树的固定速率是8 μmol·m－2·s－1，所以高1 μmol·m－2·s－1。(4)套种主要是为了提高光能等环境资源的利用率。

2.如图甲表示某绿色植物叶片CO2吸收量随光照强度逐渐增强的变化曲线，S1、S2、S3分别表示所属范围的面积；图乙是采用“半叶法”对该植物叶片的光合作用强度进行测定的实验步骤图。请据图回答：

(1)甲图中O～D间此叶片呼吸消耗有机物的量为____________，光合作用产生有机物的净积累量为__________(用S1、S2、S3表示)。

(2)当光照强度为甲图中的D点时，叶肉细胞中生成的O2去向是____________________。

(3)图乙中将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并用适当的方法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的对应部位截取相等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB。则B的被截取部分单位时间光合作用合成的有机物总量＝____________(用字母表示)。

答案 (1)S1＋S3 S2－S1 (2)进入线粒体用于呼吸作用、释放到细胞外 (3)(MB－MA)/6

解析 (1)光照强度不影响细胞呼吸的强度，因此光照强度为O点的CO2释放量能够反映细胞呼吸的强度，则甲图中O～D间此叶片呼吸消耗有机物的量可以用S1＋S3表示，实际光合作用制造的有机物总量可以用S2＋S3表示，根据光合作用的净积累量＝光合作用产生量－呼吸作用消耗量，该时间段内叶片光合作用制造的有机物净积累量为(S2＋S3)－(S1＋S3)＝S2－S1。(2)当光照强度为甲图中的D点时，叶肉细胞中光合作用强度大于呼吸作用强度，因此生成的O2除满足自身呼吸消耗外，剩余部分释放出叶肉细胞。(3)乙图中，可设A、B的对应部位截取的叶片原重为X，则遮光条件下(A)，只有有机物的消耗，因此叶片重量减少，可得细胞呼吸消耗量为X－MA；在光照条件下(B)，光合作用强度大于细胞呼吸强度，有机物逐渐积累，因此MB－X为有机物净积累量，由于除光照外，其他条件都相同，因此A、B部分的细胞呼吸相等，根据光合作用的净积累量＝光合作用产生量－呼吸作用消耗量可得，B的被截取部分6小时内光合作用合成的有机物总量＝有机物的积累量＋呼吸消耗量＝(MB－X)＋(X－MA)＝MB－MA，则单位时间光合作用合成的有机物总量为(MB－MA)/6。

3.科研人员测定透明密闭玻璃罩内某植物在单位时间内CO2的吸收量或O2消耗量(相对值)随温度的变化，结果如下图所示，请分析回答下列问题：

(1)A点时，叶肉细胞中的光合作用____________(填“大于”“等于”或“小于”)其呼吸作用。D点时，叶肉细胞中能产生[H]的场所有________________________________。

(2)据图推测，该植物的光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度________________(填“高”或“低”)。温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度约为______℃。

(3)某同学拟验证不同温度对植物光合作用效率的影响，设计如下方案：

①取同一种植物两株，分为甲、乙两组在透明密闭玻璃罩内培养。

②将甲、乙两组植物分别置于10 ℃和25 ℃且光照相同并适宜条件下培养，每隔一段时间测定各实验组从空气中吸收的CO2量。 ③记录实验数据并计算植物的光合作用速率。

为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。

a.________________________________________________________________________。

b.________________________________________________________________________。

答案 (1)大于 叶绿体、细胞质基质和线粒体

(2)高 20

(3)③a.选取的两组植物生长状况应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验(或选取多组植物进行平行实验)

解析 (1)A点时表示植物的光合速率等于呼吸速率，所以叶肉细胞中的光合作用大于其呼吸作用。D点时，叶肉细胞中能产生[H]的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体。

(2)图中的实线表示植物的净光合速率，虚线表示呼吸速率，高于20 ℃后实线不再上升，而虚线继续升高，表明该植物的光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高，温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为20 ℃。

(3)生物实验的原则是控制单一变量原则、对照原则和可重复原则，所以为了使实验结果更可靠，选取的两组植物生长状况应尽可能一致，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。

4.下表表示某地环境因子和两种植物的相关数据统计。据表回答下列问题：

时刻 光照强度

/lax·m－2·s－1 温度

/% 湿度

/% 空气中

CO2/

μmol·mol－1 紫藤胞间

CO2/

μmol·mol－1 国槐胞间

CO2

/μmol·mol－1

8：00 593 30.4 49.9 381 329.5 214.5

10：00 1 385 31 51.8 295 67.8 77.06

12：00 1 473 32.4 38.3 343 205.6 205.6

14：00 1 042 32.4 29.5 248 314.6 220.6

16：00 832 32.7 28.9 246 335.2 234.2

18：00 97 28.8 24.9 260 350.1 250.1

(1)上午8点，空气中CO2浓度极高，其原因是______________________，此时植物光合作用最主要的限制因素是____________________。

(2)两种植物在12点均未出现明显的“午休”现象，从表格中数据来看，主要原因是_______________________________。

(3)上午10点，国槐胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度，其原因是此时___________。

(4)在实验过程中，给紫藤供应18O2，发现叶肉细胞中出现了C18O2。分析其最可能的转移途径是：_______________________________________________________________。 答案 (1)夜间只进行呼吸作用，向空气中释放了大量CO2 光照强度

(2)空气中湿度较大

(3)国槐光合作用强，消耗胞间CO2速率快于CO2从气孔扩散进入胞间的速率

(4)18O2先参与有氧呼吸的第三阶段产生H 182O，H 182O再参与有氧呼吸的第二阶段产生C18O2

解析 (1)上午8点，空气中CO2浓度极高，其原因是夜间只进行呼吸作用，向空气中释放了大量CO2，此时植物光合作用最主要的限制因素是光照强度。(2)两种植物在12点均未出现明显的“午休”现象，从表格中数据来看，主要原因是空气中湿度较大。(3)上午10点，国槐胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度，其原因是此时国槐光合作用强，消耗胞间CO2速率快于CO2从气孔扩散进入胞间的速率。

(4)给紫藤供应18O2，最可能的转移途径是18O2先参与有氧呼吸的第三阶段产生H 182O，H 182O再参与有氧呼吸的第二阶段产生C18O2。

5.如图所示，图一表示某绿色植物细胞内部分代谢活动的相互关系，其中a、b、c代表不同的细胞器，①～⑤代表不同的物质。请据图回答问题：

(1)能进行光合作用的色素存在于图一中的______________处，可用________________提取，其中溶解度最大的色素是_______________，颜色为________________。若在某一时刻缺少③，用反应式表示这一时刻该生理过程：____________________________。

(2)生物体内的代谢过程与能量有密切关系，请写出一个吸能反应的反应式：_________。

(3)图二表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳变化的情况，如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，均为36 mg·dm－2·h－1，则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是_________(用“>”连接)；多云转晴时，短时间内细胞内C5的含量会______________；如果土壤中长期缺乏Mg2＋，则图二中G点向______________________移动。

答案 (1)a 无水乙醇 胡萝卜素 橙黄色 C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 (2)ATP――→酶ADP＋Pi＋能量 (3)F＞C＞A 上升 左

解析 (1)图一中a能进行光能的吸收，故进行光合作用的色素位于图一a中，可用无水乙醇进行提取，