資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺高考生物二輪復習專題學案3 光合作用與呼吸作用// 高頻易錯 考前清零 //1.判斷有關細胞呼吸說法的正誤(1)根據石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短,可以檢測酵母菌培養液中CO2的產生情況。 ( )(2)細胞呼吸的中間產物可參與蛋白質的合成。( )(3)酵母菌與好氧細菌均可進行有氧呼吸,二者參與消耗氧氣的酶附著部位相同。 ( )(4)若用同位素18O標記O2參與線粒體的有氧呼吸, 一段時間后有氧呼吸的產物H2O和CO2中均可檢測到18O。 ( )(5)在現代儲存技術中,可以利用控制環境中的氣體比例,創造無氧環境抑制谷物的有氧呼吸。 ( )(6)與玉米種子相比,花生種子萌發時呼吸作用需要大量氧氣,播種時宜淺播。 ( )(7)線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與。 ( )(8)制作酸奶過程中乳酸菌可產生大量的丙酮酸和CO2。 ( )2.判斷有關光合作用說法的正誤(1)無水乙醇在色素的提取和分離實驗中起到分離色素的作用。 ( )(2)用紙層析法分離生菜綠葉中的色素,最下方的色素帶是葉綠素b。 ( )(3)魯賓和卡門用放射性同位素標記技術證明了光合作用釋放的氧氣來自水。 ( )(4)暗反應中14C的轉移途徑是14CO2C314C5(14CH2O)。 ( )(5)適宜條件下光合作用過程中C5/C3的值,停止供應CO2后比停止前高。 ( )(6)夏季晴天,植物出現光合作用的“午休”現象的主要原因是環境中CO2濃度過低。 ( )(7)在適宜反應條件下,用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后,突然改用光照強度與白光相同的綠光照射,則葉綠體內NADPH含量下降。 ( )(8)“稻如鶯色紅(水稻盈實),全得水來供”,其原理是水分越充分,越能促進水稻的光合作用,提高產量。 ( )// ??奸L句 考前規范 //(1)高等植物光合作用中捕獲光能的色素分布在葉綠體的 上,主要捕獲可見光中的 ,色素的作用是 。 (2)用紙層析法分離色素的原理是 。提取葉綠體色素時,選擇無水乙醇作為提取液的依據是 。 (3)[2022·山東卷] 強光照射后短時間內,蘋果幼苗光合作用暗反應達到一定速率后不再增加,但氧氣的產生速率繼續增加。蘋果幼苗光合作用暗反應速率不再增加,可能的原因有 (答出2種原因即可);氧氣的產生速率繼續增加的原因是 。 (4)間歇光是一種人工光源,能夠實現極短時間的照光和極短時間的黑暗輪番交替,光和暗的時間均為幾十毫秒至幾百毫秒。結果發現,用一定量的光照射果樹葉片,相同的光照時間下,間歇照射比連續照射的效率要高,分析其原因是 。 (5)密閉小室內生長的植物光合速率下降的原因是 。 (6)干旱條件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是 。 (7)“犁地深一寸,等于上層糞”,中耕松土有利于植物根細胞吸收無機鹽的原因是 。 考點一 光合作用與呼吸作用的過程分析1.圖解光合作用與細胞呼吸的過程聯系[警示]①C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。光合作用的產物有一部分是淀粉,還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管,再通過韌皮部運輸到植株各處。(教材必修1 P104“相關信息”)②光反應停止,暗反應不會立刻停止,因為光反應產生的NADPH和ATP還可以維持一段時間的暗反應。③人和動物細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體,酵母菌細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體和細胞質基質;植物固定CO2的場所是葉綠體基質,藍細菌、硝化細菌等固定CO2的場所是細胞質。2.光合作用與細胞呼吸中物質和能量的變化聯系(1)三種元素轉移途徑(2)能量轉化關系1.[2023·全國乙卷] 植物葉片中的色素對植物的生長發育有重要作用。下列有關葉綠體中色素的敘述,錯誤的是 ( )A.氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍紫光區有吸收峰D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高,隨層析液在濾紙上擴散得越慢2.[2023·全國乙卷] 植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環境。在無氧條件下,某種植物幼苗的根細胞經呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是 ( )A.在時間a之前,植物根細胞無CO2釋放,只進行無氧呼吸產生乳酸B.a~b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程C.每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP比產生乳酸時的多D.植物根細胞無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的過程不需要消耗ATP3.[2023·山東卷] 水淹時,玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足,使液泡膜上的H+轉運減緩,引起細胞質基質內H+積累,無氧呼吸產生的乳酸也使細胞質基質pH降低。pH降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產乳酸途徑轉換為丙酮酸產酒精途徑,延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是 ( )A.正常玉米根細胞液泡內pH高于細胞質基質B.檢測到水淹的玉米根有CO2的產生不能判斷是否有酒精生成C.轉換為丙酮酸產酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應不足D.轉換為丙酮酸產酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒4.[2023·湖北卷] 植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復合體,PSⅡ光復合體含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究發現,PSⅡ光復合體上的蛋白質LHCⅡ,通過與PSⅡ結合或分離來增強或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是 ( )A.葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強B.Mg2+含量減少會導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱C.弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合,不利于對光能的捕獲D.PSⅡ光復合體分解水可以產生H+、電子和O21.[2023·山東青島二模] 糖酵解是葡萄糖分解產生丙酮酸的過程,氧氣可以降低糖類的分解和減少糖酵解產物的積累,這種現象稱為巴斯德效應。研究發現ATP對糖酵解相關酶的活性有抑制作用,而ADP對其有激活作用。下列說法錯誤的是 ( )A.催化糖酵解系列反應的酶均存在于酵母細胞的細胞質基質B.供氧充足的條件下,丙酮酸進入線粒體產生H2O的同時可產生大量的能量C.供氧充足的條件下,細胞質基質中ATP/ADP的值增高對糖酵解有抑制作用D.供氧不足的條件下,NAD+和NADH的轉化速度減慢且糖的消耗減少2.光合作用與呼吸作用都是為植物的存活進行服務,兩者雖然環環相扣、相互依存,但又有各自獨立的工作系統。如圖是某植物光合作用和細胞呼吸過程示意圖,Ⅰ~Ⅶ代表物質,①~③代表過程。下列敘述正確的是 ( )A.甲過程中的Ⅰ物質與乙過程中的Ⅴ物質所含元素不一致B.乙過程中①過程與②過程所產生的能量之和多于③過程所產生的能量C.葉肉細胞中甲過程產生的Ⅳ物質多于乙過程所消耗的Ⅳ物質時,植物將生長D.乙過程產生的ATP并不能用于甲過程的暗反應3.[2023·湖南郴州模擬] 葉綠體進行能量轉換依靠光系統(指光合色素與各種蛋白質結合形成的大型復合物,包括PSⅠ和PSⅡ),將光能轉換為電能。光系統產生的高能電子沿光合電子傳遞鏈依次傳遞促使NADPH的形成,同時驅動膜內的質子泵在膜兩側建立H+梯度,進而驅動ATP的合成。注:類囊體薄膜上主要有光系統Ⅰ(PSⅠ)、光系統Ⅱ(PSⅡ)、細胞色素b6f蛋白復合體和ATP合成酶復合體四類蛋白復合體,參與光能吸收、傳遞和轉化,電子傳遞,H+輸送及ATP合成等過程。據圖回答下列問題:(1)光反應過程中,ATP的形成與光系統 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)發揮作用產生的H+濃度梯度有關。 (2)葉綠素a(P680和P700)接受光的照射后被激發,釋放勢能高的電子,電子的最終供體(供給電子的物質)是 。通過光合電子傳遞鏈,光能最終轉化為 中的化學能。 (3)圖中ATP合成酶的作用是 ;線粒體中存在類似于ATP合成酶的膜是 。據圖分析,增加膜兩側的H+濃度差的生理過程有 (共3點)。 (4)除草劑二溴百里香醌(DBMIB)是質體醌(PQ)的類似物,可充當PQ的電子受體。DBMIB能夠和細胞色素b6f特異性結合,阻止光合電子傳遞到細胞色素b6f。若用該除草劑處理無內外膜的葉綠體,會導致ATP含量顯著下降,其原因可能是 。 考點二 光合作用和細胞呼吸的影響因素1.把握與細胞呼吸影響因素相關的“四類”曲線[提醒]①O2不僅影響細胞呼吸的強度,還影響細胞呼吸的類型。②果蔬、種子儲存除需低氧、零上低溫等條件外,果蔬儲存要求一定的空氣濕度,而種子儲存則要求干燥環境。2.影響光合作用的因素(1)把握與光合作用影響因素相關的“三類”曲線①光照強度:影響光反應階段ATP、NADPH的產生。②CO2濃度:影響暗反應階段C3的生成。③溫度:通過影響酶的活性來影響光合作用。3.光(或CO2)補償點、光(或CO2)飽和點的移動(1)A點變化:細胞呼吸增強,A點下移;反之,A點上移。(2)B點與C點的變化(注:只有橫坐標為自變量,其他條件不變)條件 B點——光 (或CO2)補償點 C點——光 (或CO2)飽和點適當增大CO2濃度 (或光照強度) 左移 右移適當減小CO2濃度 (或光照強度) 右移 左移土壤缺Mg2+ 右移 左移注:細胞呼吸速率增加,其他條件不變時,光(或CO2)補償點應右移,反之左移。(3)D點:代表最大光合速率,若增大光照強度或增大CO2濃度使光合速率增大時,D點向右上方移動;反之,移動方向相反。(4)陰生植物和陽生植物的光飽和點、光補償點分析4.分析光合作用、細胞呼吸中“三率”的關系5.聚焦自然環境及密閉容器中植物一晝夜氣體變化曲線(1)自然環境中(晴朗夏季)一晝夜植物光合作用變化曲線(2)密閉容器中一晝夜CO2和O2含量的變化曲線圖甲中若N點低于虛線,說明一晝夜密閉容器中CO2濃度降低,即總光合量大于總呼吸量,植物生長。圖乙中若N點低于虛線,說明一晝夜密閉容器中O2濃度降低,即總光合量小于總呼吸量,植物不能生長。1.[2023·湖北卷] 高溫是制約世界糧食安全的因素之一,高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發現平均氣溫每升高1 ℃,水稻、小麥等作物減產約3%~8%。關于高溫下作物減產的原因,下列敘述錯誤的是 ( )A.呼吸作用變強,消耗大量養分B.光合作用強度減弱,有機物合成減少C.蒸騰作用增強,植物易失水發生萎蔫D.葉綠素降解,光反應生成的NADH和ATP減少2.[2023·北京卷] 在兩種光照強度下,不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是 ( )A.在低光強下,CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光強下,M點左側CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關C.在圖中兩個CP點處,植物均不能進行光合作用D.圖中M點處光合速率與呼吸速率的差值最大3.[2023·廣東卷] 光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規栽培時,水稻野生型(WT)的產量和黃綠葉突變體(ygl)的產量差異不明顯,但在高密度栽培條件下ygl產量更高,其相關生理特征見下表和圖。(光飽和點:光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度;光補償點:光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。)水稻材料 葉綠素 (mg/g) 類胡蘿卜 素(mg/g) 類胡蘿卜 素/葉綠素WT 4.08 0.63 0.15ygl 1.73 0.47 0.27分析圖表,回答下列問題:(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和 ,葉片主要吸收可見光中的 光。 (2)光照強度逐漸增加達到2000 μmol·m-2·s-1時,ygl的凈光合速率較WT更高,但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加。比較兩者的光飽和點,可得ygl (填“高于”“低于”或“等于”)WT。ygl有較高的光補償點,可能的原因是葉綠素含量較低和 。 (3)與WT相比,ygl葉綠素含量低,高密度栽培條件下,更多的光可到達下層葉片,且ygl群體的凈光合速率較高,表明該群體 ,是其高產的原因之一。 (4)試分析在0~50 μmol·m-2·s-1范圍的低光照強度下,WT和ygl凈光合速率的變化,在給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上,分析圖a和你繪制的曲線,比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率,提出一個科學問題: 。 圍繞細胞呼吸、光合作用的影響因素,考查科學思維能力1.在有氧呼吸第三階段,線粒體基質中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子,電子經線粒體內膜最終傳遞給O2,電子傳遞過程中釋放的能量驅動H+從線粒體基質移至內外膜間隙中,隨后H+經ATP合酶返回線粒體基質并促使ATP合成,然后與接受了電子的O2結合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響,將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理,分組情況及結果如圖所示。已知DNP可使H+進入線粒體基質時不經過ATP合酶。下列相關說法不正確的是 ( )A.4 ℃時線粒體內膜上的電子傳遞受阻B.與25 ℃時相比,4 ℃時有氧呼吸產熱多C.與25 ℃時相比,4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D.DNP導致線粒體內外膜間隙中H+濃度降低,生成的ATP減少2.[2023·湖北武漢二模] 甲植物和乙植物的凈光合速率隨CO2濃度變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是 ( )A.CO2濃度為200 μL/L時,限制兩種植物光合速率的主要因素均為光照強度或溫度B.CO2濃度為400 μL/L時,甲、乙植物的總光合速率相等C.CO2濃度為500 μL/L時,甲植物水的光解能力強于乙D.與甲植物相比,乙植物更適合在高CO2濃度條件下生存3.作物光合作用既受外界因子的影響,也受植物內部結構和生理狀況的調節。為研究土壤水分和溫度變化對半干旱地區春小麥葉片的光合作用的影響,科研人員于春小麥開花期控制土壤水分為田間持水量的60%~65%(對照)和田間持水量的40%~45%(干旱處理),并設置了3組環境溫度梯度(分別為25 ℃、26 ℃以及27 ℃),測定了植物的凈光合速率,結果如圖。下表是不同處理春小麥開花期葉片光響應參數?;卮鹣铝袉栴}:不同處理春小麥開花期葉片光響應參數處理 最大凈光 合速率/ (μmol· m-2·s-1) 光補償點/ (μmol· m-2·s-1) 光飽和點/ (μmol· m-2·s-1) 呼吸速率/ (μmol· m-2·s-1)A-25 ℃ 28.630 21.472 718.988 1.190A-26 ℃ 29.765 26.794 852.417 1.280A-27 ℃ 28.479 27.655 866.796 1.217B-25 ℃ 21.573 26.667 519.309 1.531B-26 ℃ 17.205 33.980 508.510 1.319B-27 ℃ 17.974 38.249 580.545 1.380(1)用 (填試劑名稱)分離小麥葉片中的光合色素。葉片的光反應發生在葉綠體的 。若CO2的供應突然停止,短時間內C3的含量會 (填“增多”或“減少”)。 (2)圖中的自變量是 。 (3)光飽和點與光補償點是表征葉片對強光和弱光利用能力大小的重要參數。由表可得出結論:①A、B兩種處理下,隨著溫度升高,光補償點提高,光飽和點提高,表明 。 ② ,表明水分供給不足使春小麥葉片利用弱光和強光的能力均降低。 (4)由表可知,水分供給不足條件下,溫度為 時,更有利于春小麥生長。 結合脅迫環境對植物光合作用的影響,考查拓展遷移能力4.[2023·河北唐山一模] 我國南方很多水稻種植區長期處于陰雨寡日照的天氣,常規稻受到低光脅迫的影響,產量減少很多,而超級稻在這種天氣下產量幾乎沒有受到影響?;卮鹣铝杏嘘P問題:(1)R酶能催化CO2固定,是影響暗反應速率的限速酶??蒲腥藛T對超級稻進行30天低光處理后測定相關指標,結果如下表:品種 光強 葉綠素含量 /(g·m-2) 基粒數 /個 基粒厚度 /μm 基粒片 層數/層100% 0.43 20 0.25 1025% 0.60 12 0.50 20①這個實驗需要借助 才能完成。 ②低光脅迫下超級稻葉片氮素含量下降,分析實驗結果可知,超級稻的葉片氮素主要分配給了 ,而向 分配減少。 (2)R酶的活性可用羧化效率相對值與 R酶含量之比表示。不同光強下,超級稻 R 酶活性的測定結果如圖。該實驗結果說明 。 (3)綜合上述實驗的結果,從光反應與暗反應兩方面進行分析,超級稻在低光脅迫下產量幾乎不受影響的原因是 。 5.[2023·遼寧錦州質檢] 在全球氣候變化日益加劇的背景下,多重聯合脅迫對作物生長發育和產量形成的不利影響日益顯著。研究者設計了如圖甲所示的實驗,分析了不同處理條件下苗期玉米的光合生理差異,部分結果如圖乙所示,回答下列問題:(1)圖甲的實驗設計中,對照組玉米的處理條件是 。圖乙中,在恢復期作物凈光合速率最低對應的處理條件是 。 (2)圖丙光系統Ⅰ中的NADPH的作用是 。研究表明,玉米幼苗對低溫較敏感。單一冷害脅迫會對光系統Ⅰ和光系統Ⅱ造成極大損傷,結合圖丙分析,單一冷害脅迫條件下玉米幼苗的凈光合速率下降的原因是 。 (3)圖乙結果所示,脅迫期C&D組凈光合速率小于C組,而恢復期C&D組凈光合速率明顯大于C組,說明 。 圍繞光合產物積累對光合作用的影響,考查拓展遷移能力拓展視野:產物的積累會抑制光合作用。這是因為光合產物可以在光反應和暗反應中發揮反饋調節作用,抑制光合色素和酶的活性,從而降低光合作用速率。此外,當光合產物積累到一定程度時,會導致細胞內部環境紊亂,進一步影響光合作用的進行。6.[2023·華中師大附中模擬] 研究人員發現了一種CST1基因功能缺失的突變體玉米,其光合速率明顯低于正常玉米。研究人員利用它研究了葉片中光合作用產物的積累對光合作用的反饋調節機制?;卮鹣铝袉栴}:(1)在玉米葉肉細胞中合成的光合作用產物有淀粉和蔗糖,往往以 (填“淀粉”或“蔗糖”)形式運輸到植株各處。 (2)研究人員檢測了傳粉后玉米葉片的氣孔開放程度,結果如圖。據圖分析,突變體光合速率下降的根本原因是 。 (3)研究人員推測:葉片中光合作用產物的積累會抑制CST1基因的表達。為了證實這一推測,研究人員選用野生型玉米植株,阻斷其葉片中光合產物的輸出,然后連續進行光照處理,測定葉片氣孔開放的程度。結果發現,隨著光照時間的延長,氣孔開放的程度逐漸降低。某同學認為該實驗設計不嚴謹,還需增設一組對照組。對照組能否選用上述突變體植株 請判斷并說明理由: 。 (4)請幫助該同學寫出對照組的實驗思路: 。 考點三 呼吸作用與光合作用的相關實驗分析光合速率與呼吸速率的測定方法1.液滴移動法實驗裝置:分析:a.甲、乙裝置中NaOH溶液和CO2緩沖液(NaHCO3溶液)的作用分別是吸收細胞呼吸產生的CO2和保證容器內CO2濃度的恒定。b.甲裝置在黑暗條件下,單位時間內紅色液滴左移的距離可表示呼吸速率。c.乙裝置在光照條件下,單位時間內紅色液滴右移的距離可代表凈光合速率。實驗結果:總(真正)光合速率=凈光合速率+呼吸速率。物理誤差的校正:a.為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾,應對裝置及所測材料進行消毒處理。b.為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應設置對照實驗,將所測生物材料進行滅活。2.黑白瓶法“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題,題中“黑瓶”不透光,測定的是有氧呼吸量;“白瓶”給予光照,測定的是凈光合作用量,可分為有初始值與沒有初始值兩種情況,規律如下:1.藍莓深受消費者喜愛的原因之一是其富含的花青素有延緩衰老的功效。某科研人員將一株正常生長的藍莓幼苗放在透明且密閉的容器中,在適宜條件下培養一段時間(如圖甲所示),并用三個如圖甲所示的裝置(燒杯中裝水)在其他環境因素相同且適宜的條件下,探究自然條件下不同光照強度對藍莓植株光合作用強度的影響,用傳感器測定的錐形瓶中CO2濃度變化如圖乙所示(設實驗過程中三組藍莓的呼吸速率相同)。 請回答下列問題:(1)若圖甲所示的燒杯中放入的物質是水,且起始時光合作用強度大于呼吸作用強度,則一段時間內,錐形瓶內 CO2濃度可出現的變化趨勢是 。 (2)若圖甲所示的燒杯中放入的物質是一定濃度的 NaHCO3溶液,則用該實驗裝置探究“光照強度對藍莓幼苗凈光合速率的影響”時,凈光合速率可用該實驗裝置測得的結果——該幼苗單位時間內 量來表示。如果利用該裝置測定在一定光照強度下藍莓幼苗的實際光合速率, 請簡單寫出實驗思路: 。 (3)圖乙中A組藍莓葉肉細胞內能產生ATP的具體場所是 。B組藍莓葉肉細胞的光合速率 (填“大于”“小于”或“等于”)藍莓葉肉細胞的呼吸速率,原因是 。 2.當植物吸收的光能過多時,過剩的光能會對光反應階段的PSⅡ復合體(PSⅡ)造成損傷,使PSⅡ活性降低,進而導致光合作用強度減弱。細胞可通過非光化學淬滅(NPQ)將過剩的光能耗散,減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個功能:①修復損傷的PSⅡ;②參與NPQ的調節??蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進行了相關實驗,結果如圖所示。實驗中強光照射時對野生型和突變體光照的強度相同,且強光對二者的PSⅡ均造成了損傷。(1)該實驗的自變量為 。該實驗的無關變量中,影響光合作用強度的主要環境因素有 (答出2個因素即可)。 (2)根據本實驗, (填 “能”或“不能”)比較出強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱,理由是 。 (3)據圖分析,與野生型相比,強光照射下突變體中流向光合作用的能量 (填 “多”或“少”)。若測得突變體的暗反應強度高于野生型,根據本實驗推測,原因是 。 高考生物二輪復習專題學案3 光合作用與呼吸作用(參考答案)【高頻易錯·考前清零】1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)×[解析] (1)CO2可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃,因此根據溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短可以檢測酵母菌培養液中CO2的產生情況;二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,因此也可根據渾濁程度來分析酵母菌培養液中產生二氧化碳的情況。(2)細胞呼吸是生物體代謝的樞紐,細胞呼吸的中間產物可進一步生成氨基酸等,可為蛋白質的合成提供原料。(3)酵母菌屬于真核生物,其消耗氧氣的過程是有氧呼吸第三階段,場所是線粒體內膜,而好氧細菌無線粒體,與酵母菌消耗氧氣的部位不同。(4)O2參與線粒體內有氧呼吸的第三階段,若用同位素18O標記O2,則有氧呼吸第三階段產生的H2O中的O為18O,O又可以作為有氧呼吸第二階段的反應物與丙酮酸反應生成C18O2。(5)無氧環境會促進谷物進行無氧呼吸,不利于谷物的儲存,儲存時,需要創造一個低氧環境來抑制谷物的有氧呼吸和無氧呼吸。(6)花生種子脂肪含量高,由于脂肪中C、H的含量高,萌發時對氧氣的需求量高,故適合淺播。(7)丙酮酸分解為CO2和[H]是有氧呼吸第二階段,場所是線粒體基質,該過程需要水的參與,不需要氧氣的參與。(8)制作酸奶利用的是乳酸菌厭氧發酵的原理,乳酸菌無氧呼吸的產物是乳酸,無二氧化碳產生。2.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)×[解析] (1)無水乙醇在色素的提取和分離實驗中起到提取色素的作用。(2)利用紙層析法可分離色素,不同的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度越高的隨層析液在濾紙條上擴散得越快,濾紙條上的色素帶從上到下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。(3)魯賓和卡門用同位素標記法,分別用18O標記的水和18O標記的二氧化碳進行實驗, 發現了光合作用釋放的氧氣來自水,18O不具有放射性。(4)暗反應中14C的轉移途徑是14CO2→14C3→(14CH2O)。(6)夏季中午光照強、溫度高,蒸騰作用很強,為避免散失過量水分,植物關閉大部分氣孔,供應給葉肉細胞的二氧化碳濃度下降,光合作用速率下降。(7)植物光合作用主要利用的是紅光和藍紫光,對綠光的利用很少。突然改用光照強度與白光相同的綠光照射后,光反應速率減慢,產物NADPH和ATP含量下降。(8)細胞內的生化反應都在水溶液中進行,同時水分是光合作用的原料,“稻如鶯色紅(水稻盈實),全得水來供”說明水的重要性,但是水分也不能太多,若太多則導致水稻根部缺乏氧氣,進行無氧呼吸,導致爛根,最終產量可能會降低。【??奸L句·考前規范】(1)類囊體薄膜 藍紫光和紅光 吸收、傳遞、轉化光能(2)不同色素在層析液中的溶解度不同 葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中(3)五碳化合物供應不足、CO2供應不足 強光照射后短時間內,光反應速率增強,水光解產生氧氣的速率增強(4)與連續光照相比,間歇光照能夠使光反應的產物被充分利用,使相同的光照時間內產生更多的ATP和NADPH,供暗反應利用,合成更多有機物(5)植物光合作用吸收的CO2的量大于細胞呼吸釋放的CO2的量,使密閉小室中CO2濃度降低,光合速率隨之降低(6)干旱條件下,葉片氣孔開放程度降低,CO2的吸收量減少,影響了暗反應速率,進而使光合速率降低(7)中耕松土可以增加氧氣濃度,促進植物根細胞的呼吸作用,進而促進無機鹽的吸收考點一【高考曾經這樣考】1.D [解析] 葉綠素分子中含有氮元素和鎂元素,缺氮和鎂則葉綠素不能合成,A正確;葉綠素和類胡蘿卜素都是光合色素,在植物葉片中分布在葉綠體中類囊體薄膜上,B正確;類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍紫光區有吸收峰,C正確;葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高,隨層析液在濾紙上擴散得越快,D錯誤。2.C [解析] 分析題圖,在時間a之前,植物根細胞無CO2釋放,結合“植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環境”分析,此時該植物幼苗的根細胞只進行無氧呼吸產生乳酸,A正確; a~b時間內,在無氧條件下該植物幼苗的根細胞CO2釋放速率大于0,說明此時存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程,B正確;葡萄糖經無氧呼吸產生酒精和乳酸的第一階段是相同的,且都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP,因此每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP與產生乳酸時的一樣多,C錯誤;酒精跨膜運輸的方式是自由擴散,不消耗ATP,D正確。3.B [解析] 水淹時,玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足,使液泡膜上的H+轉運減緩,引起細胞質基質內H+積累,說明細胞質基質內H+轉運至液泡需要消耗能量,方式為主動運輸,逆濃度梯度進行,故正常玉米根細胞液泡中H+濃度高,液泡內pH低于細胞質基質,A錯誤;玉米根部短時間水淹,根部仍含有少量氧氣,部分根細胞可以進行有氧呼吸產生CO2,故檢測到水淹的玉米根有CO2的產生不能判斷是否有酒精生成,B正確;由丙酮酸產生酒精的過程中,無ATP的產生,C錯誤;丙酮酸產酒精途徑時消耗的[H]與丙酮酸產乳酸途徑時消耗的[H]含量相同,D錯誤。4.C [解析] 由題干“LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化”可知,葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降,LHCⅡ與PSⅡ分離受阻,使得PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強,A正確;Mg2+是葉綠素的組成成分,其含量減少會導致PSⅡ光復合體中的葉綠素含量減少,導致對光能的捕獲減弱,B正確;弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合,增強對光能的捕獲,C錯誤;PSⅡ光復合體能吸收光能,并分解水,水的光解產生H+、電子和O2,D正確。【重點熱點題組練】1.D [解析] 糖酵解是葡萄糖分解產生丙酮酸的過程,該過程指有氧呼吸或無氧呼吸的第一階段,催化糖酵解系列反應的酶均存在于酵母細胞的細胞質基質,A正確;供氧充足的條件下進行有氧呼吸,丙酮酸進入線粒體產生H2O的同時可產生大量的能量,B正確;供氧充足的條件下,ATP對糖酵解相關酶的活性有抑制作用,細胞質基質中ATP/ADP的值增高對糖酵解有抑制作用,C正確;供氧不足的條件下進行無氧呼吸,NAD+和NADH的轉化速度減慢且糖的消耗增加,D錯誤。2.D [解析] 甲過程中的Ⅰ物質是NADPH,乙過程中的Ⅴ是NADH,二者所含元素都是C、H、O、N、P,A錯誤;乙過程中①過程是有氧呼吸第一階段,②過程是有氧呼吸第二階段,③過程是有氧呼吸第三階段,③過程所產生的能量遠遠多于①和②產生能量之和,B錯誤;甲是光合作用,乙是有氧呼吸,葉肉細胞有機物的產生量多于所有細胞細胞呼吸消耗量植物才能生長,葉肉細胞光合作用產生的葡萄糖多于葉肉細胞有氧呼吸消耗的葡萄糖時,植物未必生長,C錯誤;甲過程暗反應需要的ATP來自光反應,乙過程產生的ATP不用于甲過程的暗反應,用于其他各項生命活動,D正確。3.(1)Ⅰ和Ⅱ(2)水 ATP和NADPH(3)催化ATP的合成、協助H+跨膜運輸 線粒體內膜 水的光解產生H+、PQ與PQH2將H+從A側運輸到B側、合成NADPH消耗H+(4)二溴百里香醌(DBMIB)阻斷電子傳遞,會抑制水光解產生H+,使類囊體膜內外H+的濃度差減小甚至消失[解析] (1)結合圖示可知,光反應過程中,PSⅡ發生H2O的光解,使B側H+濃度增加,產生的e-通過PSⅠ傳遞給NADP+,形成NADPH的過程中消耗H+,使A側H+濃度降低。(2)葉綠素a接受光的照射后被激發,在PSⅡ發生H2O的光解,釋放勢能高的e-,e-的最終供體是H2O,最終受體是NADPH。通過光合電子傳遞鏈,光能最終轉化為ATP和NADPH中的化學能。(3)題圖中ATP合成酶的作用是催化ATP的合成、協助H+跨膜運輸。線粒體中存在類似于ATP合成酶的膜是線粒體內膜,因為在線粒體內膜上發生有氧呼吸的第三階段,該過程中有大量ATP的產生。據圖分析,能使類囊體薄膜兩側的H+濃度差增加的生理過程有水的光解產生H+、PQ與PQH2將H+從A側運輸到B側、合成NADPH消耗H+。(4)除草劑二溴百里香醌(DBMIB)是質體醌(PQ)的類似物,可充當PQ的電子受體。DBMIB能夠和細胞色素b6f特異性結合,阻止光合電子傳遞到細胞色素b6f。則DBMIB會抑制水光解產生H+,使類囊體薄膜內外H+的濃度差減小甚至消失,因此,若用該除草劑處理無內外膜的葉綠體,會導致ATP含量顯著下降。考點二【高考曾經這樣考】1.D [解析] 高溫使呼吸酶的活性增強,呼吸作用變強,消耗大量養分,A正確;高溫使氣孔導度變小,胞間二氧化碳濃度減小,光合作用強度減弱,有機物合成減少,B正確;高溫使作物蒸騰作用增強,植物易失水發生萎蔫,C正確;高溫使作物葉綠素降解,光反應生成的NADPH和ATP減少,D錯誤。2.C [解析] 本實驗的自變量為光照強度和溫度,因變量為CO2吸收速率。CO2吸收速率代表凈光合速率,低光強下,CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升,需要從外界吸收的CO2減少,A正確;在高光強下,M點左側CO2吸收速率升高的主要原因是光合酶的活性增強,B正確;CP點代表呼吸速率等于光合速率,植物可以進行光合作用,C錯誤;圖中M點處CO2吸收速率最大,即凈光合速率最大,也就是光合速率與呼吸速率的差值最大,D正確。3.(1)類胡蘿卜素/葉綠素的值較高 藍紫(2)高于 呼吸速率較高(3)有機物積累較多(4)為什么高光照強度下,ygl的凈光合速率高于WT(合理即可)[解析] (1)根據表格信息可知,ygl植株葉綠素含量較低且類胡蘿卜素/葉綠素的值較高,故葉片呈現出黃綠色。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,由ygl葉色呈黃綠可推測,其葉片主要吸收藍紫光。(2)根據圖a凈光合速率變化曲線可知,WT先達到光飽和點,即ygl的光飽和點高于WT。光補償點是光合速率等于呼吸速率時的光照強度,ygl有較高的光補償點,一方面可能因為其葉綠素含量較低導致相同光照強度下光合速率較低,另一方面可能因為ygl呼吸速率較高。(3)ygl群體凈光合速率較高表明有機物的積累量較多,因此其產量較高。(4)ygl的呼吸速率和光補償點均大于WT,結合圖b和圖c,可繪制在0~50 μmol·m-2·s-1范圍的低光照強度下,WT和ygl的凈光合速率,見答案。根據兩圖,比較高光照強度和低光照強度下WT和ygl的凈光合速率,可提出問題,如為什么高光照強度下,ygl的凈光合速率高于WT。【重點熱點題組練】1.A [解析] 與25 ℃相比,4 ℃耗氧量增加,根據題意,電子經線粒體內膜最終傳遞給氧氣,說明4 ℃時線粒體內膜上的電子傳遞未受阻,A錯誤;與25 ℃相比,短時間低溫4 ℃處理,ATP合成量較少,耗氧量較多,說明4 ℃時有氧呼吸釋放的能量較多用于產熱,消耗的葡萄糖量多, B、C正確;DNP使H+不經ATP合酶返回線粒體基質中,會使線粒體內外膜間隙中H+濃度降低,導致ATP合成減少, D正確。2.C [解析] 甲植物在CO2濃度為200 μL/L時,光合作用強度還未達到最大值,所以限制因素主要是CO2濃度,A錯誤;CO2濃度為400 μL/L時,甲、乙植物的凈光合速率相等,但由于兩植物呼吸速率不相等,所以總光合速率不相等,B錯誤;CO2濃度為500 μL/L時,甲植物的光合速率大于乙,所以甲植物水的光解能力強于乙,C正確;與乙植物相比,甲植物在高濃度CO2情況下光合作用速率更高,所以甲植物更適合在高CO2濃度條件下生存,D錯誤。3.(1)層析液 類囊體薄膜 減少(2)光照強度、田間持水量(是否干旱)、溫度(3)①隨著溫度升高,春小麥葉片利用弱光能力減弱,利用強光能力增強 ②與A處理組相比,在相同的處理溫度下,B處理組光補償點高,光飽和點低(4)25 ℃[解析] (1)葉綠體中的色素只能溶于有機溶劑,用紙層析法分離葉綠體色素時,以多種有機溶劑的混合物作為層析液,綠葉中色素的分離原理是色素在層析液中的溶解度不同。葉片的光反應發生在葉綠體的類囊體薄膜上,暗反應中CO2與C5結合生成C3的過程叫作CO2的固定,如果突然停止CO2的供應,CO2的固定會減少,導致C3的生成減少,由于C3的還原不變,所以短時間內C3含量將會減少。(2)本實驗的目的為研究土壤水分和溫度變化對半干旱地區春小麥葉片的光合作用的影響,結合題圖分析,本實驗的自變量為光照強度、田間持水量(是否干旱)、溫度。(3)光飽和點與光補償點是表征葉片對強光和弱光利用能力大小的重要參數。①分析題表,A、B兩種處理下,隨著溫度升高,光補償點提高,光飽和點提高,表明隨著溫度升高,春小麥葉片利用弱光能力減弱(需要更大的光照強度才能使光合速率等于呼吸速率),利用強光能力增強(需要更大的光照強度才能使光合速率達到最大)。②與A處理組相比,在相同的處理溫度下,B處理組光補償點高,光飽和點低,表明水供給不足使春小麥利用弱光和強光的能力均降低。(4)由表可知,水分供給不足的條件下,即B組,溫度為25 ℃時,春小麥的最大凈光合速率最大,最有利于小麥生長。4.(1)電子顯微鏡 葉綠素 R酶(2)與全光照條件時相比,25%的低光脅迫條件下,超級稻R酶活性增強(3)一方面葉綠素含量、基粒厚度和片層數量均明顯增加,可減緩光反應速率的下降,為暗反應階段提供較充足的ATP和NADPH;另一方面R酶活性明顯增強,可促進CO2的固定,減緩暗反應速率的下降[解析] (1)①該實驗設定的相關檢測指標包括基粒數、基粒厚度和基粒片層數,這些都需要借助電子顯微鏡才能觀察到。②從實驗結果上看,低光脅迫下超級稻的葉綠素含量升高,由于此時葉片氮素含量下降,這樣分配給R酶的氮素減少。(2)根據題圖可知,與全光照條件時相比,25%的低光脅迫條件下,超級稻R酶羧化效率相對值與R酶含量之比增大,說明R酶活性增強。(3)超級稻在低光脅迫下葉綠素含量、基粒厚度和片層數量均明顯增加,這樣減緩因低光照導致的光反應速率的下降,也可為暗反應階段提供較充足的ATP和NADPH;另外低光脅迫下 R 酶數量雖然減少但活性明顯增強,可促進CO2的固定,減緩暗反應速率的下降,因此超級稻在低光脅迫下產量幾乎不受影響。5.(1)適宜的溫度和水分 單一冷害(C組)(2)作為還原劑,還原C3;為C3的還原提供能量 冷害能夠影響光能的吸收、轉化與電子的傳遞,進而減少NADPH與ATP的生成,導致暗反應速率減慢(3)干旱能夠明顯緩解冷害脅迫對玉米光合(和生長)等造成的損傷[解析] (1)由圖甲可知,對照組玉米的處理是適宜的溫度和水分,由圖乙的實驗結果可知,在恢復期作物凈光合速率最低對應的處理條件是單一冷害(C組)。(2)圖丙光系統Ⅰ中NADPH的作用是作為還原劑,還原C3,同時為C3的還原提供能量。單一冷害脅迫會對光系統Ⅰ和光系統Ⅱ造成極大損傷,結合圖丙分析單一冷害脅迫條件下玉米幼苗的凈光合速率下降的原因:冷害能夠影響光能的吸收、轉化與電子的傳遞,進而減少NADPH與ATP的生成,導致暗反應速率減慢,有機物合成減少。(3)由圖乙可知,脅迫期C&D組(冷害+干旱)凈光合速率小于C組(單一冷害),而恢復期C&D組凈光合速率明顯大于C組,說明干旱能夠明顯緩解冷害脅迫對玉米光合和生長等造成的損傷。6.(1)蔗糖(2)CST1基因功能缺失,不能合成CST1蛋白,氣孔開放程度顯著下降,CO2供應不足(3)不能;突變體中CST1基因功能缺失,不能用于檢測CST1基因的表達情況,不能達到實驗目的(4)選用野生型玉米植株,不阻斷其葉片中光合產物的輸出,然后連續進行光照處理,檢測氣孔開放程度[解析] (1)蔗糖溶解度大,一般光合產物中以蔗糖的形式運輸到植株各處。(2)野生型植株和突變體的區別為CST1基因功能是否缺失,進而是否表達出CST1蛋白,分析題圖可知,野生型植株比突變體的氣孔開放程度高,推測CST1蛋白能夠促進氣孔打開;突變體CST1基因功能缺失,不能合成CST1蛋白,氣孔開放程度顯著下降,CO2供應不足,是突變體光合速率下降的原因。(3)該實驗目的為驗證光合作用產物的積累會抑制CST1基因的表達,實驗的自變量是光合產物是否積累,因變量是CST1基因的表達情況,對照組不能使用突變體,因為突變體中CST1基因功能缺失,不能用于檢測CST1基因的表達情況。(4)實驗組選用野生型玉米植株,阻斷其葉片中光合產物的輸出,然后連續進行光照處理,可導致光合產物積累,對照組應選用野生型玉米植株,不阻斷其葉片中光合產物的輸出,然后連續進行光照處理,檢測氣孔開放程度。考點三【重點熱點題組練】1.(1)降低至一定水平后保持相對穩定(2)O2釋放 先將裝置移到黑暗處(或不給予光照),測出藍莓幼苗單位時間內O2的吸收量(即呼吸速率),再給予一定光照條件,其他條件不變,測出藍莓幼苗單位時間內氧氣釋放量(即凈光合速率),然后將兩值相加,即為該光照條件下藍莓幼苗的實際光合速率(3)細胞質基質、線粒體基質和內膜 大于 B組裝置中CO2的濃度不變,表明整個藍莓植株的光合速率與呼吸速率相等,植株中有許多細胞只能進行呼吸作用,因此藍莓葉肉細胞的光合速率應該大于其呼吸速率[解析] (1)若圖甲燒杯中放入的物質是水,且起始時光合作用強度大于呼吸作用強度,使得錐形瓶內二氧化碳濃度降低,光合速率下降,最后光合速率會等于呼吸速率,錐形瓶內二氧化碳濃度保持相對穩定,故錐形瓶內二氧化碳濃度可出現的變化趨勢是降低至一定水平后保持相對穩定。(2)若圖甲燒杯中放入的物質是一定濃度的NaHCO3溶液,用該實驗裝置探究“光照強度對藍莓幼苗凈光合速率的影響”時,凈光合速率可用圖甲實驗裝置測得的該幼苗單位時間內O2釋放量來表示。如果利用該裝置測定在一定光照強度下該幼苗的實際光合速率,則實驗的思路是先將裝置移到黑暗處(或不給予光照),測出藍莓幼苗單位時間內的氧氣吸收量(即呼吸速率),再給予一定光照條件,其他條件不變,測出藍莓幼苗單位時間內氧氣釋放量(即凈光合速率),然后將兩值相加,即為該光照條件下藍莓幼苗的實際光合作用速率。(3)圖乙中A組在黑暗條件下,藍莓植株只進行呼吸作用,其葉肉細胞內能產生ATP的具體場所是細胞質基質、線粒體基質和內膜。B組裝置中的二氧化碳濃度不變,表明整個藍莓植株的光合速率與呼吸速率相等,而藍莓植株中有許多細胞只能進行呼吸作用,因此葉肉細胞的光合速率應該大于其呼吸速率。2.(1)光、H蛋白 CO2濃度、溫度(2)不能 突變體PS Ⅱ系統光損傷小但不能修復,野生型PSⅡ系統光損傷大但能修復(3)少 突變體NPQ高,PSⅡ系統損傷小,雖然損傷不能修復,但是PSⅡ活性高,光反應產物多[解析] (1)據題意,以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進行了相關實驗,實驗的自變量有光照、H蛋白;影響光合作用強度的主要環境因素有CO2濃度、溫度、水分等。(2)據題圖分析,強光照射下突變體的NPQ強度/相對值比野生型的NPQ強度/相對值高,能減少強光對PSⅡ復合體的損傷,但是野生型含有H蛋白,能對損傷后的PSⅡ進行修復,而突變體不能,故不能確定強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱。(3)據題圖分析,強光照射下突變體中NPQ強度/相對值高,而NPQ能將過剩的光能耗散,從而使流向光合作用的能量減少。若突變體的NPQ強度/相對值高,能夠減少強光對PSⅡ的損傷,且減少作用大于野生型H蛋白的修復作用,這樣導致突變體的PSⅡ活性高,光反應產物多,能為暗反應提供較多的NADPH和ATP促進暗反應進行,使得突變體的暗反應強度高于野生型。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫