高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》本节综合当堂达标检测题

专题强化练3　光合作用与呼吸作用的关系

一、选择题

1.(★★☆)如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系。下列说法不正确的是(　　)

A.1、3和4过程产生的[H]是同一种物质

B.各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3

C.为绿色植物各种生命活动提供能量最多的过程是5

D.2过程需多种酶参与,且需要ATP供能

2.(2019安徽池州高一期末,★★☆)下图所示结构为绿色植物叶肉细胞中的甲、乙两种细胞器。据图分析,下列说法错误的是(　　)

A.结构甲为叶绿体,结构乙为线粒体

B.结构甲和乙含有双层膜,都能合成ATP

C.结构甲中的膜结构产生的[H]可在结构乙的内膜上被消耗

D.图示叶肉细胞有有机物的积累,但植株不一定正常生长

3.(★★★)甲图为某绿色植物在不同温度下光合作用氧气释放速率和光照强度的关系。乙图为该植物在不同温度下,某一光照强度时光合作用产生的氧气总量与时间的关系,相关叙述错误的是(　　)

甲图

乙图

A.乙图是在光照强度为2.5 klx下测得的

B.植物在温度为25 ℃时的呼吸速率比15 ℃时大

C.光照强度为2.5 klx时,植物在25 ℃时光合作用速率等于15 ℃时的光合作用速率

D.光照强度为4 klx时, 25 ℃时该植物光合作用速率大于15 ℃时光合作用速率,主要原因是温度影响了与光合作用有关的酶的活性

二、非选择题

4.(2020辽宁五校高三月考,★★★)为探究光照强度对不同植物幼苗光合作用能力的影响,某生物兴趣小组做了如下实验,将生长状况相同的不同植物的幼苗分成A、B两组,分别栽种在温度适宜、其他条件均相同的环境中,测定结果如图所示。

(1)该实验的自变量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)如果在光照强度为300 lx的条件下培养这两组幼苗,则这两组幼苗的生长速度理论上相等,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 

(3)当光照强度为1 500 lx时,分别限制A和B组幼苗光合作用强度的环境因素最主要是　　　　　　、　　　　。 

(4)为进一步研究B组植物的生理活动,该生物兴趣小组分别设置了不同温度的8个大棚,CO2浓度及其他外界条件相同且适宜,测得该植物的净光合速率和黑暗条件下的呼吸速率相对值如下表。请回答下列问题:

若大棚中每天光照、黑暗各12 h,则8个大棚中的植物能够正常生长的是温度为

　　　　的几个大棚。温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

5.(2020山西平遥中学高三月考节选,★★★)如图甲表示发生在番茄细胞内的部分生理反应过程,乙表示种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化曲线。请据图分析回答下列问题。

甲

乙

丙

(1)甲图中X物质是　　　;④过程是在　　　　　中进行的;①~⑤过程中,能使ADP含量增多的过程是　　　　(写标号)。 

(2)乙图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是　　　　;表示积累有机物最多的点是　　　　。曲线BD段变化的原因是　　　　　　　　　　。 

(3)乙图中,若A点高于E点,则经过一昼夜后,番茄植株体内有机物含量　　　　(填“增多”“减少”或“不变”)。 

(4)将一株生长正常的番茄幼苗对称叶片的一部分(a)遮光,另一部分(b)不做处理(如图丙所示),并采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。若M=Mb-Ma,则M的确切含义可以描述为　　　　　　　　　　　　 。 

6.(2020河北邯郸高三期末,★★☆)下面为以一定方法测得的某植物在不同光照强度和外界CO2浓度下,CO2释放量的实验数据,实验在25℃恒温条件下进行,结合表格回答问题:

(1)从表中结果可知,影响光合作用的因素有　　　　　　　。当光照强度为1 klx时,表中不同的外界CO2浓度下O2的释放量都相等,说明此时　　　　是限制光合强度的主要因素。 

(2)假如光合作用生成的有机物为葡萄糖,当光照强度为2 klx、O2的释放量为1.2 μmol/h时,葡萄糖的制造量为　　　　μmol/h。 

(3)若温室中夜间温度降至5 ℃,呼吸作用释放CO2的量较白天会明显减少,这是因为温度影响了　　　　　　　,导致呼吸速率下降,进而使　　　　　　　,产量有所提高。 

(4)温室种植蔬菜时,如遇连续阴雨天,结合表中数据分析,可采取　　　　　的措施来保证产量。 

7.(2020重庆一中高三期末,★★★)下图表示在光照、温度等条件适宜情况下,环境中CO2浓度分别对甲、乙两种植物光合速率的影响。请回答下列问题:

(1)当CO2浓度为350 μmol/mL时,甲植物CO2的固定速率　　　　(填“小于”“等于”或“大于”)乙植物CO2的固定速率;此时若适当提高CO2浓度,则短时间内甲植物叶绿体中C3/C5的值将　　　　(填“增大” “减小”或“不变”)。若其他环境条件不变,要使甲植物经过一昼夜(12小时白天,12小时黑夜)获得有机物的积累,则白天CO2浓度必须大于　　　　　　μmol/mL。 

(2)在光照强度、温度等其他条件适宜的情况下,将上述两种植物置于初始CO2浓度为600 μmol/mL的同一密闭容器中。一段时间后,发现两种植物的光合速率都降低,其中光合速率首先开始降低的植物是　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 

(3)有科研人员认为乙植物比甲植物更适合生活在干旱土壤中,据图分析理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 

专题强化练3　光合作用与呼吸作用的关系

一、选择题

1.A　1过程是光合作用的光反应阶段,水光解为氧气和[H];2过程是光合作用的暗反应阶段;3过程是呼吸作用的第一阶段,包括有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段;4过程是有氧呼吸第二阶段;5过程是有氧呼吸第三阶段。1过程产生的[H]是NADPH,3和4过程产生的[H]是NADH,A错误。细胞生物都能进行呼吸作用,而有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同,所以各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3,B正确。1、3、4和5过程都能产生能量,但光合作用的1过程产生的能量只能用于暗反应,细胞呼吸中5过程产生的能量最多,因此为绿色植物各种生命活动提供能量最多的是5过程,C正确。2过程为光合作用的暗反应过程,需要多种酶参与,且需要ATP供能,D正确。

2.C　如图,结构甲内含基粒,结构乙内膜的某些部位向内折叠形成嵴,故甲为叶绿体,乙为线粒体,A正确。叶绿体和线粒体都含有双层膜,都能合成ATP,B正确。叶绿体进行光合作用过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ,即NADPH,用于光合作用的暗反应;线粒体内膜消耗的[H]是还原型辅酶Ⅰ,即NADH,NADPH不会转移至线粒体被消耗,C错误。图示叶肉细胞在该时刻光合速率大于呼吸速率,有有机物的积累,但植株仍有一部分细胞不进行光合作用,如根细胞等,故植株不一定会生长,D正确。

3.C　一定时间内氧气的产生总量表示总光合作用速率,而氧气的释放速率是指净光合作用速率,60 min时,乙图中25 ℃条件下氧气产生总量为50 mL,结合甲图25 ℃条件下,在光照强度为2.5 klx下测定1小时产生的氧气总量为30+20=50(mL),A正确;甲图中,25 ℃条件下曲线与纵轴的交点比15 ℃条件下低,即呼吸作用速率比15 ℃条件下大,B正确;光照强度为2.5 klx时,甲图中两条曲线相交表明二者的净光合速率相等,但25 ℃时的呼吸速率更大,真正光合速率=呼吸速率+净光合速率,所以植物在25 ℃时光合作用速率大于15 ℃时的光合作用速率,C错误;在4 klx光照强度下,25 ℃时该植物光合作用速率大于15 ℃时的光合作用速率,出现这一现象的主要原因是温度影响了与光合作用有关的酶的活性,D正确。

二、非选择题

4.答案　(1)光照强度和不同植物幼苗　(2)光照强度为300 lx时,A、B组幼苗的净光合速率相等(或积累的有机物的量相等)　(3)二氧化碳浓度　光照强度　(4)25 ℃、30 ℃　光合作用有关的酶与呼吸作用有关的酶的最适温度不同

解析　(1)据题图可知,该实验的自变量是光照强度和不同植物幼苗。(2)当光照强度为300 lx时,A、B两组幼苗的净光合速率相等,所以在光照强度为300 lx的条件下培养这两组幼苗,这两组幼苗的生长速度理论上是相等的。(3)在适宜温度下,当光照强度为1 500 lx时,A组幼苗已达光合作用最大值,此时限制其光合作用强度的环境因素最主要是二氧化碳浓度;而B组幼苗在光照强度为1 500 lx~3 000 lx之间时,随光照强度增加,光合作用增强,故限制B组幼苗光合作用强度的环境因素最主要是光照强度。(4)根据题意分析,若大棚中每天光照、黑暗各12 h,那么只有光照12小时的净光合总量大于黑暗12小时的呼吸总量时,植物才能够正常生长。分析表格数据可知,只有温度为25 ℃、30 ℃的两个大棚符合该条件。温度影响酶的活性,光合作用有关的酶与呼吸作用有关的酶的最适温度不同,因此温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同。

5.答案　(1)C3　线粒体基质(或线粒体)　②　(2)B、D　D　光合作用强度大于呼吸作用强度,植物大量吸收CO2　(3)增多　(4)b叶片被截取部分在6小时内(或实验过程中)光合作用合成的有机物总量

解析　分析甲图可知,①表示光反应过程中水的光解,有ATP的合成;②表示暗反应过程中C3的还原,需要消耗ATP;③表示细胞呼吸的第一阶段,能产生少量ATP;④表示有氧呼吸的第二阶段,能产生少量ATP;⑤表示暗反应过程中CO2的固定,既不消耗ATP,也不产生ATP。X物质是C3,Y物质是丙酮酸。分析乙图可知,AB段CO2含量逐渐增加,说明番茄呼吸作用强度大于光合作用强度;BD段CO2含量逐渐减少,说明呼吸作用强度小于光合作用强度;DE段CO2含量逐渐增加,说明呼吸作用强度大于光合作用强度,其中B点和D点的光合作用强度等于呼吸作用强度。(1)由以上分析可知,X物质是C3;④表示有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中;ADP是ATP水解产生的,①~⑤过程中,只有②过程消耗ATP,能使ADP含量增多。(2)结合乙图分析可知,B点和D点的光合作用强度等于呼吸作用强度,有机物的积累从B点开始,到D点结束,因此积累有机物最多的是D点。曲线BD段,CO2含量逐渐减少,原因是光合作用强度大于呼吸作用强度,植物大量吸收CO2。(3)若A点高于E点,说明经过一昼夜后,大棚内的CO2浓度降低,番茄植株体内有机物含量增多。(4)假设a、b叶片被截取部分的初始重量均为X,在适宜光照下照射6小时,a叶片被截取部分只能进行呼吸作用消耗有机物,则其在6小时内消耗有机物的量为X-Ma;b叶片被截取部分同时进行光合作用和呼吸作用,且其在6小时内积累有机物的量为Mb-X。由此可知,b叶片被截取部分在6小时内合成有机物的总量=6小时内消耗有机物的量+6小时内积累有机物的量=Mb-Ma,而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。

6.答案　(1)光照强度、CO2浓度　光照强度　(2)0.3　(3)(呼吸有关的)酶的活性　有机物的消耗减少　(4)补充光源

解析　(1)表中数据显示,在25℃恒温条件下,改变光照强度和CO2浓度均可影响O2的释放量,说明此条件下影响光合作用的因素有光照强度、CO2浓度。当光照强度为1klx时,在不同的外界CO2浓度下,O2的释放量都相等,说明此时光照强度是限制光合强度的因素。(2)从表中数据可知,呼吸作用吸收O2的速率为0.6μmol/h,当光照强度为2klx,O2的释放量为1.2μmol/h时,光合作用产生的O2量为1.2+0.6=1.8(μmol/h),根据光合作用的反应式,光合作用产生葡萄糖的速率为1.8÷6=0.3(μmol/h)。(3)若温室中的夜间温度降至5℃,与细胞呼吸有关的酶的活性降低,呼吸速率下降,进而使有机物消耗减少,产量有所提高。(4)结合表中数据分析可知,低光照下升高CO2浓度,光合强度不变,故如果温室种植蔬菜时,遇连续阴雨天,光照强度较弱,可通过适当补充光源来增强光照强度,从而保证产量。

7.答案　(1)大于　增大　150　(2)甲　CO2浓度为600μmol/mL时,甲、乙两植物都达到了CO2饱和点,随光合作用的进行,容器中CO2浓度逐渐降低,甲植物CO2饱和点大于乙植物CO2饱和点,所以CO2浓度降低后,甲植物光合速率首先降低　(3)干旱会导致植物部分气孔关闭,CO2供应不足,乙植物CO2补偿点更低,更能耐受低CO2浓度,所以乙植物更适合生活在干旱土壤中

解析　(1)题图描述的是CO2浓度对光合速率的影响,当CO2浓度为350μmol/mL时,甲、乙两种植物净光合速率相等,但甲植物的呼吸速率大于乙植物,实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此此时甲植物CO2的固定速率大于乙植物CO2的固定速率。此时若适当提高CO2浓度,短时间内CO2的固定速率加快,C3的还原不变,则C5含量减少,C3含量增多,甲植物叶绿体中C3/C5的值增大。甲植物经过一昼夜呼吸作用产生CO2的量=24×20 =480(μmol/mL),当光合速率=呼吸速率时,植物不积累有机物,所以甲植物光合作用固定CO2的速率至少为480÷12=40(μmol/mL),净光合速率=实际光合速率-呼吸速率=40-20 =20(μmol/mL),由题图可知,要想获得有机物的积累,白天净光合速率要大于20μmol/mL,因此CO2浓度必须大于150μmol/mL。(2)在光照强度、温度等其他条件适宜的情况下,将甲、乙两种植物置于初始CO2浓度为600μmol/mL的同一密闭容器中,此时甲、乙两植物都达到了CO2饱和点,随着植物光合作用的进行,容器中CO2浓度逐渐降低,甲植物的CO2饱和点大于乙植物的CO2饱和点,所以CO2浓度降低后,甲植物光合速率首先降低。(3)干旱会导致植物部分气孔关闭,CO2供应不足,乙植物CO2补偿点更低,更能耐受低CO2浓度,所以乙植物更适合生活在干旱土壤中。