届高三生物3模拟试题汇编专题18 光合作用与呼吸作用综合解析版.docx
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届高三生物3模拟试题汇编专题18光合作用与呼吸作用综合解析版
专题18光合作用与呼吸作用综合
1.(2020·东北师大附中高三一模)为研究适宜浓度的水杨酸(能使叶片的气孔张开程度变大)和不同光照强度对番茄光合作用速率的影响,研究人员利用番茄植株为实验材料,在适宜条件下进行有关实验,结果如下:
(l)当光照强度为B时,叶肉细胞中能合成ATP的细胞器是____。
如果土壤中缺镁,B点的位置将___(填“左移”、“右移”、“不变”),原因是____。
(2)当光照强度小于C时,由于光合作用的____阶段直接受到限制,使两组番茄植株的光合速率相同。
(3)当光照强度在D至E的范围内增大时,不施用水杨酸组的光合速率基本不变,但施用水杨酸组的光合速率继续增大,原因是________________________。
【答案】线粒体和叶绿体右移缺镁会导致植物叶绿素含量减少,使光合作用减弱,但呼吸作用不变,B点为光补偿点,故需要更强的光照强度才能使光合速率与呼吸速率相等,故B点应右移光反应水杨酸使叶片气孔张开程度变大,吸收CO2增多,光合作用增强
【解析】本题探究的是水杨酸(能使叶片的气孔张开程度变大)和不同光照强度对番茄光合作用速率的影响,据图分析,B点为光补偿点,此时光合作用强度等于呼吸作用强度,所以叶肉细胞光合作用消耗的CO2来自细胞呼吸过程。
随光照强度的增加,光合速率不断增加,施用水杨酸的一组,由于能使叶片的气孔张开程度变大,CO2浓度加大,光合速率明显大于不施用水杨酸的一组。
(l)B点为光补偿点,此时光合作用强度等于呼吸作用强度,叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用,因此合成ATP的细胞器是线粒体和叶绿体。
如果土壤中缺镁,叶绿素的合成收到阻碍,影响植物的光反应阶段对光的吸收,因此B点的位置将右移,原因是缺镁会导致植物叶绿素含量减少,使光合作用减弱,但呼吸作用不变,B点为光补偿点,故需要更强的光照强度才能使光合速率与呼吸速率相等,故B点应右移。
(2)当光照强度小于C时,影响光合作用的因素主要是光照强度,由于光合作用的光反应阶段直接受到限制,使两组番茄植株的光合速率相同。
(3)当光照强度在D至E的范围内增大时,此时影响光合作用的因素主要是CO2浓度,不施用水杨酸组的光合速率基本不变,但施用水杨酸组的光合速率继续增大,原因是水杨酸使叶片气孔张开程度变大,吸收CO2增多,光合作用增强。
2.(2020·四川省达州市高三二诊)下图是人肝癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程。
请回答下列问题:
(1)肝癌细胞分泌到血浆中的甲胎蛋白_______(填“需要”或“不需要”)载体蛋白A的协助。
②过程形成的五碳糖可参与合成_______,进而作为转录所需的原料。
③过程中催化ATP合成的酶分布在_______。
(2)研究表明:
有氧情况下,癌细胞从内环境吸收并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍,但产生的ATP总量无明显差异。
这说明①~④过程在癌细胞内明显增强的是_______。
出现此现象的原因有:
①癌细胞内的_______基因的结构发生了改变并被激活,进而调控_______的合成改变了代谢途径。
②癌细胞释放信号蛋白,使大量线粒体形成自噬体并与溶酶体融合而被降解。
溶酶体中的水解酶是经高尔基体加工的活性蛋白,据此推测溶酶体中的水解酶是在_______(填“附着型”或“游离型”)核糖体上合成的。
【答案】不需要核糖核苷酸线粒体基质、内膜(或线粒体)①②④原癌酶附着型
【解析】根据题意和图示分析可知:
图示表示癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程,①表示癌细胞吸收葡萄糖的过程,其中A最可能是细胞膜上运输葡萄糖的载体;②表示葡萄糖代谢形成中间产物五碳糖;③表示癌细胞的有氧呼吸(第二阶段和第三阶段);④)表示癌细胞无氧呼吸(第二阶段)。
(1)因为图中A能在细胞膜上协助葡萄糖进入细胞,由此可以推断其应该是载体蛋白,肝癌细胞分泌到血浆中的甲胎蛋白运输方式为胞吐,不需载体蛋白A的协助;转录的原料为核糖核苷酸;③表示癌细胞的有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,发生场所分别为线粒体基质和线粒体内膜;
(2)由于癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异,但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍,说明与正常的细胞相比癌细胞的无氧呼吸较强,转化成的五碳糖较多,因此①-④过程在癌细胞中明显增强的有①②④,出现此现象的原因有:
①细胞癌变是由于原癌基因和抑癌基因发生基因突变引起的,而原癌基因和抑癌基因发生改变而被激活,进而控制酶的合成来改变代谢途径;
②据题干信息知,水解酶是需要经高尔基体加工的活性蛋白,故其最初的合成是在附着型核糖体上。
3.(2020·西北狼联盟高三一诊模拟)在玻璃温室中,研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验,结果如图所示。
补光的光强度为150μmol·m-2·s一1,补光时间为上午7:
00—10:
00,温度适宜,请回答下列问题:
(1)某同学通过对实验结果分析得出只要对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论,该结论正确吗?
_______,理由是___________________________________________。
(2)光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度。
若680nm补光后植株的光合色素增加,则光饱和点将_______(填“上升”“不变”或“下降”),原因是___________________。
(3)若450nm补光组在9:
00时突然停止补光瞬间,C3化合物的含量会_______(填“减少”“不变”或“增加”)。
680nm补光组在10:
00时若要增加光合速率可以采取的措施是__________________。
【答案】不正确给植株补充580nm光源与白光对照组相比,该植株的CO2吸收速率降低上升因为光合色素增加,植物吸收、传递转换光能增多,所以可以利用更大的光照强度增加提高CO2浓度(开棚通风等提高CO2浓度的措施都可以)
【解析】
(1)据图分析可知,给植株补充580mm光源与白光对照组相比,该植株的二氧化碳吸收速率降低,所以对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论是错误的。
(2)若680nm补光后植株的光合色素增加,则植物吸收、传递、转换光能增多,所以可以利用更大的光照强度,所以光饱和点会上升。
(3)450nm补光组在9:
00时突然停止补光瞬间,光反应减弱,[H]和ATP 的生成减少,三碳化合物的还原减慢,短时间内三碳化合物的来路不变,最终导致三碳化合物的含量增加。
680nm补光组在10:
00时,提高二氧化碳浓度,CO2吸收速率最大,可以提高光合速率。
4.(2020·四川省成都市石室中学高三一诊模拟)细辛是一种在森林下部生活的植物,滨藜是一种在沙漠中生活的植物。
下图是光照强度对两种植物光合作用强度影响的曲线(甲、乙)。
请据图作答:
(1)图中代表滨藜光合作用强度变化曲线是_________,判断依据是_________。
(2)甲曲线上b1点时植物叶肉细胞内光合作用吸收的CO2来自于_________,叶肉细胞中水参与反应并产生[H]的部位有_________。
(3)据图分析,光照强度为b2和c时,限制乙植物光合作用的主要环境因素分别是_________。
(4)图中e点甲植物合成的有机物量_________(填“等于”、“大于”、“小于”)乙植物。
【答案】甲滨藜生活在沙漠适应较强光照,甲曲线对应的光饱和点(或光补偿点)更大细胞呼吸释放出的和来自大气中类囊体薄膜(基粒或叶绿体)、线粒体基质(线粒体)光照强度CO2浓度、温度大于
【解析】
(1)根据题干信息得知,细辛适合生活在较弱光照环境,滨藜适合生活在较强光照环境中,前者的光补偿点和光饱和点都比后者低,所以甲曲线对应的是滨藜,乙曲线对应的是细辛。
(2)根据图像得知光照强度为b1时,植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同,但植物所有细胞都要进行呼吸作用而只有叶肉细胞等进行光合作用,所以叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,其所需的CO2除了来自细胞呼吸外还需要从环境中吸收。
细胞有氧呼吸第二阶段需要水的参与并生成[H],光合作用光反应阶段水被光解为氧气和[H]。
前者发生于线粒体,后者发生于叶绿体。
(3)乙曲线中光照强度由b2增加到b1时,光合作用随着光照强度的增大而增大,说明光照强度是该点的影响因素。
在光照强度大于c之后,光照强度继续增加光合作用不再增强,说明光合作用的限制因素不再是光照强度而是CO2浓度、温度。
(4)植物合成的有机物指的是其总光合作用量,图中e点两植物的净光合量相同,而甲的呼吸作用比乙的强,总光合量等于净光合量+呼吸作用量,因此图中e点甲植物合成的有机物量大于乙植物。
5.(2020·陕西省榆林中学高三二模)图甲表示某同学利用黑藻探究“光照强度对光合速率的影响”在一定光强度所设计的实验装置,图乙表示在一定光强度下黑藻叶肉细胞的部分代谢过程,其中a、b、c、d代表不同的细胞结构,①~⑤代表不同的物质。
请回答:
(1)图乙中的④代表___________(写物质名称),在图乙所给的结构中,能够产生⑤的结构有________(用字母表示),K+从细胞外进入细胞的跨膜运输速率受___________________的限制。
(2)图甲中CO2缓冲液的作用是______________________,有色液滴的移动是由装置中______(填某种物质)引起的。
(3)若要测黑藻有氧呼吸速率的大小,则应将图甲装置进行怎样的改动:
_______________________________________。
【答案】丙酮酸a、b、d能量及载体蛋白数量维持瓶内二氧化碳浓度相对稳定氧气将图甲装置的广口瓶进行黑暗(遮光)处理
【解析】
乙图中细胞器a吸收光照,将①②转变成葡萄糖,可推知:
细胞器a是叶绿体、①是水分子、②是二氧化碳;同时可以推知:
细胞器c具有调节渗透压的功能,表示液泡;K+在⑤协助下进入细胞中,可推知⑤是ATP;葡萄糖变成④,并加入b与③生成④②,可推知:
细胞器b是线粒体、③是氧气、④是丙酮酸,d表示细胞质基质。
(1)据上分析可知,图乙中的④代表丙酮酸,在图乙所给的结构中,能够产生⑤ATP的结构有a叶绿体、b线粒体、d细胞质基质,K+从细胞外进入细胞属于主动运输,其跨膜运输速率受能量及载体蛋白数量的限制。
(2)图甲中CO2缓冲液的作用是维持瓶内二氧化碳浓度相对稳定,有色液滴的移动是由装置中氧气的变化量引起的。
(3)只要有光照,黑藻就会进行光合作用,对呼吸速率的测定产生影响,若要测黑藻有氧呼吸速率的大小,则应将图甲装置的广口瓶进行黑暗(遮光)处理。
6.(2020·陕西省咸阳市高三二模)取7株各有5个叶片、株高相近的西红柿植株,分别放在25℃的密闭玻璃容器内。
实验开始先测定CO2浓度,12小时后,再测定CO2浓度,且以7种不同光照强度(正常自然光照为100%)进行实验。
实验装置如图,实验结果见表格:
序号
光照强度(%)
CO2浓度(%)
开始时
12h后
1
0
0.35
0.368
2
10
0.35
0.342
3
20
0.35
0.306
4
40
0.35
0.289
5
60
0.35
0.282
6
80
0.35
0.280
7
95
0.35
0.279
请回答下列问题:
(1)实验的目的是____________________________________________________。
(2)依据上表所测数据,用曲线图表示净光合作用强度变化趋势。
__________(标明相应数据)
(3)评价该实验设计运用实验原则的合理性_____________________________。
(4)若要进一步实验确定哪种光照强度最好。
除上述实验评价外,还有的合理建议是______________________________________________。
【答案】研究光照强度与光合作用强度的关系
考虑了单一变量原则和对照原则,但忽略了平行重复原则增加若干实验组,使光照强度为普通光照的100%及以上(到出现光饱和点)
【解析】由表格中提供的信息可以看出,光照强度是该实验对实验结果能够产生确定影响并且可以控制的因素,为自变量;温度、二氧化碳浓度也都会对实验结果产生随机影响,但并非实验要控制的因素,为无关变量。
实验中第1组没有给予光照,在此环境中,植物只能进行呼吸作用,产生的二氧化碳会导致装置中CO2浓度升高。
在探究光照强度对光合作用的影响时就要以光照强度为单一变量,保证温度和CO2浓度、所用材料的生理状态相同。
(1)本题是将同种植物分别置于7种不同光照强度(正常自然光照为100%)下进行的实验,实验开始先测定CO2浓度,12小时后,再测定CO2浓度,12小时之内装置中二氧化碳浓度的变化可计算净光合速率,黑暗时测得的是呼吸速率,故可通过计算得出不同光照强度下的光合速率,所以该实验的目的是研究光照强度与光合作用强度的关系。
(2)依据上表所测数据,以光照强度为横轴,净光合作用强度为纵轴建立坐标系,将实验中数据标在相应位置,并将点连成曲线,如下图所示:
。
(3)实验中7种光照强度作用的西红柿各有5个叶片、株高相近,可认为生理状况相似,“分别放在25℃的密闭玻璃容器内培养、起始的二氧化碳浓度相同”,说明遵循了单一变量原则;设置了不同光照强度的组以及黑暗组,说明遵循了对照原则,但每个装置中只有一株西红柿,说明缺少平行重复实验。
(4)随着光照强度的增加,光合速率在增加,即在实验的光照强度范围内没有出现光饱和点,故要进一步实验确定哪种光照强度最好,应设置光照强度为普通光照的100%及以上的组来继续研究。
7.(2020·陕西省西安中学高三二模)如何提高植物对CO2的同化力以提高农作物产量一直是科学家关心的问题,根据以下有关研究过程回答问题:
(1)卡尔文及其同事研究植物对CO2的固定过程如下:
首先为了探明碳的转移途径,将_____标记的CO2注入培养藻的密闭容器,定时取样,每次将藻浸入热的乙醇中,杀死细胞,提取细胞中的有机物。
然后应用双向纸层析法使得提取物_____,再通过放射自显影分析放射性物质的斑点,并与已知化学成分进行比较。
其次按反应顺序找到生成的各种化合物;不断缩短时间取样,若依次测定出的化合物种类为ABC—AB—A,找到含有放射性的化合物C3、C5和C6等。
你认为字母A表示以上哪种化合物?
_____。
(2)在生产实践中,增施CO2是提高温室作物产量的主要措施之一。
研究者以黄瓜为材料进行实验发现:
增施CO2时间过长,作物的光合作用反而会减弱。
原因在于:
一方面是淀粉积累会_____光合作用,另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中,因此造成光合作用所需的____(至少答出两点)等含氮化合物合成不足。
提高温度能够明显促进淀粉的分解,可能是因为适当升温增强了植物的_____。
请根据本研究的结果,对解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题,提出合理化建议:
_________________。
(至少答出两点)
【答案】14C分离C3抑制ATP、ADP、酶、NADPH细胞呼吸适当升温、控制增施CO2的时间(或间断供给CO2)、加强对植物氮素营养的补充
【解析】
(1)为研究C02中C的转移途径,可将14C标记的C02注入培养藻的密闭容器,定时取样,并检测出现放射性的产物;细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸条上的扩散速度不同,可依据此原理用双向纸层析法使得提取物分离开来;随着取样时间缩短,若依次测定出的化合物种类为ABC—AB—A,出现放射性的物质种类减少,根据光合作用暗反应过程分析可知,最先出现的放射性物质应为C3;
(2)增施C02时间过长,植物光合作用反而减弱,可能的原因:
一方面是淀粉积累会抑制光合作用,另一方面是有限的氮元素营养会被优先分配到淀粉的分解代谢中,因此造成光合作用所需的ATP、ADP、酶、NADPH等含氮化合物合成不足;提高温度能够明显促进淀粉的分解,可能是因为适当升温增强了植物的细胞呼吸,提高了细胞对糖的利用率(细胞呼吸);通过以上分析,要解决“长时间增施C02抑制光合作用”这一问题,可适当升温以降低淀粉含量、控制增施C02的时间(或间断供给C02)以及加强对植物氮素营养的补充等。
8.(2020·陕西省渭南市合阳中学高三二模)植物甲为常见阳生植物,植物乙为常见阴生植物,阳生植物的光补偿点(光合速率与呼吸速率相等时环境中的光照强度)一般大于阴生植物,回答下列问题:
(1)叶绿素分布于植物乙叶绿体基粒的___薄膜上,光反应阶段产生的ATP和NADPH将直接参与暗反应阶段中的____过程。
(2)实验过程中,给植物甲浇灌H2l8O,发现叶肉细胞中出现了(CH218O)。
分析其最可能的转化途径是_________________________,植物乙净光合速率为0时,植物甲净光合速率_____________(填大于0、等于0、小于0)。
(3)若将植物甲密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,遮光培养一段时间后,发现该植物细胞无氧呼吸过程中除第一阶段有少量ATP生成外,第二阶段并未有ATP生成,原因是___________________________。
【答案】类囊体三碳化合物的还原有氧呼吸(第二阶段)生成二氧化碳(Cl8O2),二氧化碳(Cl8O2)再参与暗反应(光合作用)生成有机物(CH218O)小于0ATP的合成需要原料ADP、Pi及能量。
植物细胞中有ADP、Pi,无氧呼吸第一阶段有少量能量释放出来,所以可以合成少量ATP,无氧呼吸第二阶段没有能量产生,因此没有ATP生成
【解析】本题考查了光合作用发生的场所、光合作用过程中物质的转移、光合作用和呼吸作用的关系及无氧呼吸的有关知识。
光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段:
(1)光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行,此过程必须有光、色素、化合作用的酶。
具体反应步骤:
①水的光解,水在光下分解成氧气和还原氢.②ATP生成,ADP与Pi接受光能变成ATP。
此过程将光能变为ATP活跃的化学能。
(2)暗反应在叶绿体基质中进行,有光或无光均可进行,反应步骤:
①二氧化碳的固定,二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物.②二氧化碳的还原,三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物。
此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。
光反应为暗反应提供了[H]和ATP,[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物。
(1)叶绿素分布于真核细胞叶绿体类囊体的薄膜上,光反应阶段产生的ATP和NADPH将直接参与暗反应阶段中的三碳化合物的还原过程。
(2)H2l8O先进行有氧呼吸(第二阶段)生成二氧化碳(Cl8O2),二氧化碳(Cl8O2)再参与暗反应(光合作用)生成有机物(CH218O)。
由于阳生植物的光补偿点大于阴生植物,因此植物乙净光合速率为0时,植物甲净光合速率小于0。
(3)植物甲密闭在无O2、遮光培养的环境中,其进行无氧呼吸,无氧呼吸第一阶段有少量能量的释放,而植物细胞中有ADP、Pi,则可以少量合成ATP,但无氧呼吸的第二阶段无能量的释放,因此没有ATP的生成。
9.(2020·山西省临汾市高三模拟)下图表示某温带植物在生活状态下光合作用强度和呼吸作用强度(用单位时间内有机物的合成量或分解量表示)与温度的关系。
据图回答下列问题:
(1)温度影响光合作用强度与呼吸作用强度,其原因是____。
从图中可看出,光合作用与呼吸作用的最适温度分别是____。
(2)深秋时节,随气温逐渐降低,植物已开始落叶进入冬眠状态,据图分析其理由是_______。
(3)光合作用固定的CO2中的C元素在暗反应中的途径是____,而释放的O2中的O元素直接来自于_____。
【答案】温度可影响光合作用与呼吸作用酶的活性t3和t5当温度低于tl时,植物的光合作用强度低于呼吸作用强度,无法正常生活
或C5H2O
【解析】分析题图:
随着温度的递增,某温带植物在生活状态下的光合作用强度和呼吸作用强度均呈现先增加后减少的变化趋势,但二者在温度分别为t3和t5时达到最大值,说明t3和t5分别是光合作用强度和呼吸作用强度的最适温度。
(1)温度能够影响酶的活性。
温度影响光合作用强度与呼吸作用强度的原因是:
可影响光合作用与呼吸作用酶的活性。
在温度分别为t3和t5时,光合作用强度和呼吸作用强度分别达到最大值,说明光合作用强度和呼吸作用强度的最适温度分别是t3和t5。
(2)题图显示:
当温度低于tl时,植物的光合作用强度低于呼吸作用强度,没有有机物积累,无法正常生活,这是“深秋时节,随气温逐渐降低,植物已开始落叶进入冬眠状态”的原因。
(3)在光合作用的暗反应阶段,在特定酶的催化下,CO2与C5结合形成两个C3分子,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原为糖类与C5,可见,光合作用固定的CO2中的C元素在暗反应中的途径是CO2→C3→(CH2O)或C5。
在光合作用的光反应阶段,叶绿体中光合色素吸收的光能,其用途之一是:
将H2O分解为氧和H+,氧直接以分子(O2)形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。
10.(2020·山西省大同市四中高三模拟)在光合作用研究过程中,陆续发现以下事实:
事实1:
在人们对光合作用的认识达到一定程度时,以反应式6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2表示光合作用。
事实2:
1937年,植物生理学家希尔发现,将叶绿体分离后置于含有一定浓度蔗糖溶液的试管中,制备成叶绿体悬浮液若在试管中加入适当的“电子受体”,给予叶绿体一定强度的光照,在没有CO2时就能放出O2,同时电子受体被还原。
希尔反应式是H2O+氧化态电子受体→还原态电子受体+1/2O2
事实3:
在希尔反应的基础上,Amon又发现,处于光下的叶绿体在不供给CO2时,既能积累还原态电子受体也能积累ATP;若撤去光照,供给CO2,则还原态电子受体和ATP被消耗,并有有机物(CH2O)产生。
根据以上事实,回答下列相关问题。
(1)基于以上三个事实推测,光合作用反应式中的C6H12O6中的O可能来自___________
(2)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中__________阶段的部分变化,该阶段中电子受体由氧化态变成还原态的________________(填物质名称),希尔实验中配制叶绿体悬浮液时加入一定浓度的蔗糖溶液的目的是_______________________________________________________
(3)Amon的实验说明(CH2O)的生成可以不需要光,但需要___________________(不考虑水)
(4)若向叶绿休悬浮液中加入C3且提供光照、不提供CO2则短时间内ATP和[H]_______(填“会”或“不会”)出现积累。
【答案】CO2光反应[H](或NADPH或还原性氢)形成等渗溶液,维持叶绿体的正常形态和功能CO2、ATP、[H](或NADPH或还原性氢)不会
【解析】事实1为光合作用的反应式;事实2是希尔反应的发现过程;事实3为在有光和无光条件下还原态电子受体和ATP的含量变化情况。
(1)根据事实2和事实3可知,植物在没有二氧化碳的条件下就能放出氧气,参考化学式可知,水中的O全部转化成了氧气中的O,则光合作用产物C6H12O6中的O来自C02;
(2)希尔
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