2023人教版高中生物必修1 分子与细胞 第5章 细胞的能量供应和利用 专题强化练4 光合作用与细胞呼吸的综合分析

专题强化练4　光合作用与细胞呼吸的综合分析

1.(2022黑龙江大庆实验中学期末)如图所示为甘蔗一叶肉细胞内光合作用和有氧呼吸的过程,下列有关说法正确的是(　　)

A.③过程分为三个阶段,每个阶段都会产生大量的能量

B.①产生的NADPH和ATP,能为②过程中C3的还原提供能量

C.过程②发生在叶绿体基质中,过程③发生在线粒体中

D.若过程②的速率大于过程③的速率,则甘蔗的干重一定会增加

2.(2022江苏海安期末)如图表示桃树叶肉细胞光合与呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径,其中①~⑧代表有关生理过程,相关叙述错误的是(　　)

A.过程⑤发生的场所是叶绿体基质

B.参与过程②③⑤的酶种类不同

C.过程②③④都有ATP产生

D.过程①产生的[H]不都来自葡萄糖

3.(2022吉林长春外国语学校期末)在光强度等条件适宜的情况下,测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率;在黑暗条件下,测定了该幼苗在不同温度下的CO2释放速率,实验结果如表所示。下列说法错误的是(　　)

A.与呼吸酶相比,光合作用相关的酶对高温更敏感

B.光照下,55 ℃时该幼苗不进行光合作用

C.光照下,40 ℃时该幼苗叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率

D.若每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,35 ℃时该幼苗生长最快

4.(2022山东青岛胶州实验中学月考)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 ℃、30 ℃,如图曲线表示该植物在30 ℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调到25 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是(　　)

A.a点上移,b点左移,m值上升

B.a点下移,b点左移,m值不变

C.a点上移,b点右移,m值下降

D.a点下移,b点不移,m值上升

5.(2022河北邯郸武安一中月考)如图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的CO2缓冲液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件),不可能出现的是(　　)

甲

乙

A.甲、乙装置水滴都左移

B.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移

C.甲、乙装置水滴都右移

D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移

6.(2022黑龙江大庆实验中学期末)Ⅰ.如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图。该装置放置在20 ℃环境中,实验开始时,针筒的读数是0.2 mL,毛细管内的水滴在位置X,30 min后,针筒的容量需要调至0.6 mL的读数,才能使水滴仍维持在X的位置。据此回答下列问题:

(1)若以释放出的氧气量来代表光合作用速率,该植物的光合作用速率是　　　　mL/h。 

(2)与植物的实际光合速率相比,用上述装置所测得的光合作用速率数值　　　　(填“偏高”“偏低”或“相同”),原因是                                           　。 

(3)若在实验过程中突然停止光照,则此绿色植物叶肉细胞中C5/C3的比值会　　　　(填“增大”或“减小”)。 

Ⅱ.农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。

从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是　　　　,选择这两种作物的理由是　 　。 

7.(2022辽宁沈阳期末)光合作用和细胞呼吸是植物重要的代谢活动,如图表示大棚中某绿色植物部分生理过程,据图回答下列问题:

(1)图中B是　　　　,F是　　　　。 

(2)a、b生理过程发生的具体场所是　　　　,在此处产生的ADP和Pi将转移到　　　　;与无氧呼吸相比,图中所示细胞呼吸过程特有的阶段是　　　　(填写序号)。 

(3)若增加环境中的光照强度,短时间内叶绿体内的A与B的比值将　　　　(填“增大”或“减小”)。 

(4)在一定CO2浓度和最适温度条件下,测定该植物在不同光照条件下的光合速率,结果如表,据表中数据回答问题:

①当光照强度为x1时,该植物固定的CO2的量为　　　　mg/(100 cm2·h); 

②当光照强度为x5时,该植物固定的CO2的量为　　　　mg/(100 cm2·h)。 

(5)通过上述分析可知,光照强度可以影响光合作用强度,影响作物的产量,在农业生产中提高作物产量,不仅需要适宜的光照强度,还要通过施用农家肥来使农作物增产,原因是　　　　　　　　。 

8.(2020江苏淮阴中学期末)冰叶日中花是一种原产非洲的植物,长期逆境胁迫下,其光合作用能够从C3途径(卡尔文循环)变为CAM途径(如图1所示)。请回答下列问题:

图1

图2

(1)适宜条件下,冰叶日中花通过C3途径进行光合作用,白天气孔处于　　　　状态,CO2与　　　　结合进入卡尔文循环,卡尔文循环发生的场所是　　　　　　　。 

(2)长期在高温、缺水、高盐等逆境胁迫下,冰叶日中花进行CAM途径,白天气孔关闭,CO2来源于　　　　和　　　　。逆境胁迫下进行CAM途径的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)图2是长期在两种条件下生长的冰叶日中花某一天的光合曲线图,表示CAM光合途径的是曲线　　　　。 

1.B　③有氧呼吸过程分为三个阶段,第一阶段和第二阶段释放少量能量,第三阶段释放大量的能量,A错误;光合作用①光反应阶段产生NADPH和ATP,能为②暗反应过程中C3的还原提供能量,形成(CH2O),B正确;暗反应发生在叶绿体基质,有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中,C错误;叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率,不能判断甘蔗整个植株的干重是否增加,因为光合作用合成的有机物还要供应给甘蔗中其他细胞(非绿色细胞),D错误。

2.C　②为有氧呼吸的第三阶段,③为光反应,⑤为暗反应中C3的还原,C3的还原发生的场所是叶绿体基质,酶具有专一性,则参与②③⑤的酶种类不相同,A、B正确;④为NADPH参与暗反应中C3的还原,该过程不产生ATP,C错误;过程①为有氧呼吸第一、二阶段,产生的[H]来自葡萄糖和水,D正确。

3.D　CO2吸收速率表示净光合速率,CO2释放速率表示呼吸速率,温度影响酶的活性,呼吸速率在40 ℃之后开始下降,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,总光合速率在35 ℃之后开始下降,则光合作用的酶对高温更敏感,A正确;光照下,55 ℃时,总光合速率为0,说明此温度时该幼苗不进行光合作用,B正确;光照下,40 ℃时该幼苗的CO2吸收速率为0,说明此时幼苗的总光合作用速率等于呼吸作用速率,幼苗的非绿色部分不进行光合作用,所以幼苗叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,C正确;若每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,35 ℃时该幼苗积累的有机物为12×(4.0-4.0)=0,幼苗不生长,D错误。

4.A　光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,由30 ℃降到25 ℃,植物的光合速率增加,呼吸速率下降。图中a点代表呼吸速率,若呼吸速率减慢,a点上移;b点代表光补偿点,即b点呼吸速率等于光合速率,由于呼吸速率减慢,光合速率加快,需要降低光合作用强度,才能够使呼吸速率等于光合速率,b点左移;m代表最大净光合作用强度,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,光合速率增加,呼吸速率下降,m值上升。

5.C　甲装置中的绿色植物既能进行光合作用也能进行细胞呼吸,若植物的光合作用大于呼吸作用时装置中水滴向右移,光合作用等于呼吸作用时水滴不移动,光合作用小于呼吸作用时装置中水滴向左移。乙装置中青蛙有氧呼吸作用消耗氧气,释放二氧化碳,又因CO2缓冲液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平,所以气体总量会减少,水滴应向左移。如果甲、乙装置水滴都右移,说明装置中气体量会增多,青蛙呼吸作用不可能使装置中气体量增多,C符合题意。

6.答案　Ⅰ.(1)0.8　(2)偏低　植物同时进行呼吸作用,消耗了部分氧气　(3)减小　Ⅱ.A和C　作物A光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用

解析　Ⅰ.(1)光照条件下,植物进行光合作用和呼吸作用,用释放出的氧气量来代表光合作用速率,30 min后,针筒的读数从0.2 mL变成0.6 mL,则该植物的光合作用速率是(0.6-0.2)×2=0.8(mL/h)。(2)与实际光合速率相比,由于细胞呼吸要消耗一部分氧气,故测得的光合速率偏低。(3)若在实验过程中突然停止光照,光反应产生的ATP和NADPH会减少,则暗反应还原的C3也会减少,但二氧化碳的固定仍在进行,所以C3含量增多,C5含量减少,则此绿色植物叶肉细胞中C5/C3的比值会减小。

7.答案　(1)C3　CO2　(2)叶绿体基质　叶绿体类囊体薄膜　②③　(3)增大　(4)5　5+y2　(5)微生物分解农家肥可提供矿质元素和二氧化碳

解析　(1)B是二氧化碳与A反应后的产物,B是C3,A是C5,C是NADPH,D是(CH2O);丙酮酸与水反应生成CO2和[H],[H]可与氧结合形成水,则E是[H],G是O2,F是CO2。(2)a是CO2的固定,b是C3的还原,两者均属于暗反应过程,场所是叶绿体基质;在此处产生的ADP和Pi将转移到叶绿体的类囊体薄膜参与光反应过程,合成ATP;与无氧呼吸相比,有氧呼吸过程特有的阶段是②和③。(3)若增加环境中的光照强度,则光反应强度增加,产生的NADPH和ATP增多,C3还原增强,短时间内CO2的固定不受影响,则C3减少,C5增多。(4)植物CO2的吸收量代表植物的净光合速率。光照强度为0时,CO2吸收量为-5,表示植物的呼吸速率,且植物固定的CO2的量表示植物的总光合速率,其是净光合速率和呼吸速率之和。

8.答案　(1)开放　C5　叶绿体基质　(2)苹果酸分解　细胞呼吸　减少水分的散失　(3)B

解析　(3)冰叶日中花通过C3途径进行光合作用时,夜间进行呼吸作用,释放二氧化碳,白天光合速率大于呼吸速率,吸收二氧化碳,对应曲线A,则曲线B表示CAM光合途径。