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課時作業(yè)4 光合作用和細胞呼吸 1．(2016臨沂市二模)關于細胞呼吸的敘述，正確的是(　　) A．有氧呼吸過程中，葡萄糖進入線粒體分解為CO2和H2O B．有氧呼吸過程中，O2和H2O的利用不在同一階段 C．人體劇烈運動時，無氧呼吸增強、有氧呼吸減弱 D．等質量脂肪和糖類進行有氧呼吸產生CO2與吸收O2的比值前者高 答案　B 解析　A項，有氧呼吸過程中，葡萄糖在細胞質基質中分解為丙酮酸，丙酮酸進入線粒體分解為CO2和H2O。B項，有氧呼吸過程中，H2O的利用在第二階段、O2的利用在第二階段。C項，有氧呼吸無氧呼吸皆增強，有氧呼吸還是占主導，但是有氧呼吸不足以供能，所以還有無氧呼吸參與。D項，等質量脂肪和糖類進行有氧呼吸產生CO2與吸收O2的比值前者低。 2.請根據(jù)圖判斷，下列關于細胞代謝的敘述，正確的是(　　) A．a過程是光合作用，只有在光下的葉綠體中才能進行 B．c過程代表有氧呼吸，C6H12O6在線粒體中徹底氧化分解成CO2和H2O C．b過程代表無氧呼吸，所有植物細胞都屬于該類型 D．c過程三個階段和b、d過程的第一階段都可以生成ATP 答案　D 3．下列關于小球藻細胞光合作用與有氧呼吸的敘述，錯誤的是(　　) A．都能產生[H]并且利用[H] B．都需要以水作為反應的原料 C．都會受N、P等礦質元素的影響 D．都能產生ATP并用于各項生命活動 答案　D 4．(2016廣元市二診)如圖表示夏季晴朗白天植物光合速率的變化，下列分析中，不正確的是(　　) A．若A、B兩曲線表示不同CO2濃度下同一植物兩個生理狀況相同的葉片的光合速率，則曲線A表示較高濃度CO2環(huán)境下的光合速率 B．若兩曲線表示相同CO2濃度條件下同一植物兩個生理狀況相同的葉片的光合速率，那么曲線A表示較強光照下的光合速率 C．產生c點的主要原因是中午氣溫過高，抑制了酶的活性 D．影響ab段和de段變化的主要限制因子都是光照強度 答案　C 解析　由圖可知，在7～9時，光合作用速率上升，9～11時光合作用速率下降，原因是氣孔關閉，吸收的二氧化碳減少，11～14時光合作用速率上升，14時以后光合作用下降，原因是光照強度下降。若A、B兩曲線表示不同CO2濃度下同一植物兩個生理狀況相同的葉片的光合速率，其它條件相同時，CO2濃度高時光合作用速率增強，A項正確；若兩曲線表示相同CO2濃度條件下同一植物兩個生理狀況相同的葉片的光合速率，影響光合作用的因素是光照強度，曲線A表示較強光照下的光合速率，B項正確；產生c點的主要原因是中午氣溫過高，氣孔關閉，吸收的二氧化碳減少，使光合作用下降，C項錯誤；ab段光照強度逐漸增強，de段光照強度逐漸減弱，所以限制因子都是光照強度，D項正確。 5．(2016洛陽市考前練習四)某生物小組以狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了甲、乙、丙、丁四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時間均為135 s，具體處理方法和實驗結果如表所示，下列相關敘述不正確的是(　　) 組別 處理方法 光合作用產物 的相對含量 甲 先光照后黑暗，時間各為67.5 s 50% 乙 先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s 70% 丙 先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗處理時間各為3.75 s 94% 丁 光照時間為135 s 100% A.光照相同的時間內，光合作用合成有機物量最少的是甲組和丙組 B．該實驗是研究光照時間的長短對植物光合作用產物的影響 C．實驗表明，光合作用的某些過程不需要光照，該過程發(fā)生于葉綠體基質 D．實驗中葉綠體產生的ATP和[H]沒有被光照時的暗反應全部消耗 答案　A 解析　據(jù)表分析：該實驗的自變量是光照與黑暗的交替頻率，因變量是光合作用產物的相對含量。其中丁組為對照組，甲乙丙組為實驗組，且甲乙丙組的光照與黑暗處理時間相等。四組實驗中，甲乙丙組的光照總時間都是67.5 s，而甲乙丙三組中光合作用產物的相對含量的排序是丙＞乙＞甲，A項錯誤；該實驗是研究光照時間的長短對植物光合作用產物的影響，B項正確；實驗表明，光合作用的光反應需要光照，暗反應有光無光都可以進行，暗反應發(fā)生的場所是葉綠體基質，C項正確；實驗表明，調整光照后暗反應還在短時間內進行，因為光照時產生的[H]和ATP在光照時沒有被暗反應消耗完，暗反應的場所是葉綠體基質，D項正確。 6．(2016張家口市考前模擬)提倡有氧運動的原因之一是避免肌肉細胞無氧呼吸產生大量乳酸。下圖所示為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關系。結合所學知識，分析下列說法正確的是(　　) A．ab段為有氧呼吸，bc段為有氧呼吸和無氧呼吸，cd段為無氧呼吸 B．運動強度大于c后，肌肉細胞CO2的產生量將大于O2消耗量 C．無氧呼吸使有機物中的能量大部分以熱能散失，其余儲存在ATP中 D．若運動強度長時間超過c，會因為乳酸大量積累而使肌肉酸脹乏力 答案　D 解析　ab段血液中乳酸含量處于低水平無變化，為有氧呼吸。bc段為有氧和無氧呼吸同時存在，cd段因為有氧氣大量消耗，所以存在有氧呼吸，A項錯誤；人體肌肉細胞無氧呼吸產生乳酸不產生CO2，因此CO2產生量仍等于氧氣消耗量，B項錯誤；無氧呼吸有機物中的能量大部分留在乳酸中。選D項。 7．(2016石家莊質檢二)將某植物置于密閉玻璃罩內，在25 ℃恒溫條件下，測定該植物對某氣體的吸收或釋放量隨光照強度的變化，實驗結果如圖所示。據(jù)圖回答下列問題： (1)實驗所測的氣體應為________。 (2)b點時罩內該氣體量保持不變的情況下，其葉肉細胞中該氣體的產生量________(大于/等于/小于)消耗量。 (3)植物的光合作用和細胞呼吸最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，若將溫度從25 ℃提高到30 ℃時，a點將________移。 (4)若其他條件不變，對該植物追施適量氮肥，光合作用增強，原因是N元素是參與光合作用中的許多重要物質如________(至少一例)的組成成分。 (5)光照條件下若玻璃罩內低氧高二氧化碳時，細胞內的Rubisco酶催化C5與CO2反應，完成光合作用；當高氧低二氧化碳情況下，該酶卻催化C5與O2反應，經一系列變化后生成CO2，這種植物在光下吸收O2產生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸。 ①在低氧高二氧化碳條件下，Rubisco酶所催化反應的具體場所是________。 ②在北方夏季晴朗的中午，細胞內O2/CO2值________(升高/降低)，此時有利于________(光呼吸/光合作用)過程。 答案　(1)O2 (2)大于 (3)上 (4)葉綠素、酶、膜蛋白、磷脂、NADPH (5)①葉綠體基質　②升高　光呼吸 解析　據(jù)圖分析：隨著光照強度的增強，光合強度不斷變強直到d點及以后，d點對應的光照強度為光飽和點，a點時無光照，只進行細胞呼吸，b點光合強度等于呼吸強度，為光補償點。據(jù)此分析作答。(1)據(jù)圖分析，該實驗的自變量為光照強度，因變量應該是氧氣的變化量，所以實驗所測的氣體應為氧氣。(2)b點時罩內該氣體量保持不變的情況下，整個植株的光合速率等于呼吸速率，此時還有許多細胞不能進行光合作用而要呼吸作用消耗有機物，所以葉肉細胞中該氣體的產生量大于消耗量。(3)a點時無光照，只進行細胞呼吸，將溫度從25 ℃提高到30 ℃時，呼吸酶的活性增強，a點上移，(4)N元素是參與光合作用中的許多重要物質如葉綠素、酶、膜蛋白、磷脂、NADPH的組成成分，所以對該植物追施適量氮肥，光合作用增強。(5)①在低氧高二氧化碳條件下，光合作用的暗反應能夠順利進行，Rubisco酶所催化反應的具體場所是葉綠體基質。②北方夏季晴朗的中午，光合作用強度大于呼吸作用強度，導致細胞內O2/CO2值升高，此時有利于光呼吸過程。 8．(2016“皖南八?！比?如圖是采用黑、白瓶法測得的某池塘夏季白天不同深度水層每小時的平均氧濃度變化曲線，縱軸表示水池深度(假定不同深度的水溫不變)，橫軸表示瓶中氧氣的變化量(gm－2h－1)?；卮鹣铝袉栴}： (1)該實驗的自變量是________，無關變量是________。 (2)水深2米時，每平方米的生產者一小時制造的氧氣量約為________g，此時衣藻產生[H]的場所有________，若將白瓶衣藻從2米深處移到3米深處，則該植物細胞中C3的合成速率將________。 (3)由圖可知，該植物能良好生長的深度范圍應在________以上，理由是_______________________________________________________ _________________________________________________________。 答案　(1)池塘中水的深度　溫度、二氧化碳濃度等 (2)6　細胞質基質、線粒體(基質)和葉綠體(類囊體膜)　降低 (3)3 m　水深3 m處凈光合速率為0，此時光合速率等于呼吸速率，植物要正常生長必需要有有機物積累 解析　影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強度、溫度和二氧化碳濃度等。圖中黑暗條件下，氧氣的變化量代表呼吸速率；光照條件下，氧氣的變化量代表凈光合速率。實際光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率。本題主要考查用黑白瓶法測定光合作用速率的實驗，理順光合作用相關知識，針對各題問題具體分析作答。(1)根據(jù)題意和題圖分析，該實驗的目的是探究某池塘夏季白天不同深度水層每小時的平均氧濃度變化，自變量是池塘中水的深度，即光照強度，因變量是每小時的平均氧濃度，無關變量是溫度、二氧化碳濃度等。(2)白瓶中測得的O2變化量為凈光合作用產生量，黑瓶測定的氧氣變化量為呼吸速率，則光照適宜時，據(jù)圖中的數(shù)據(jù)得知，水深2 m處每平方米的水藻1小時O2釋放量，即凈光合速率為3 g，黑瓶中測得的呼吸速率為3 g，根據(jù)真光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，故水深2 m處每平方米的水藻1小時制造的O2的總量為3＋3＝6 g。此時衣藻光合作用與呼吸作用都可以產生[H]，所以產生[H]的場所有細胞質基質、線粒體(基質)和葉綠體(類囊體膜)。將白瓶衣藻從2米深處移到3米深處，光照強度降低，光反應減弱，[H]和ATP的生成減少，三碳化合物的還原受阻，從而抑制暗反應的進行，故該植物細胞中C3的合成速率將降低。(3)據(jù)圖分析可知，水深3 m處凈光合速率為0，此時光合速率等于呼吸速率，植物要正常生長必需要有有機物積累，所以該植物能良好生長的深度范圍應在3 m以上。 9．(2016臨沂市二模)為了探究光質對葉用萵苣光合作用的影響，科學家設計了4組不同光質分別處理長勢相同的萵苣幼苗，第40天測定相關指標，結果如下。 組別 A B C D 光質 白光 白光＋紅光 白光＋藍光 白光＋紅 光＋藍光 葉綠素含量/ mgg－1 葉綠素a 0.52 0.54 0.42 0.63 葉綠素b 0.12 0.12 0.09 0.14 凈光合速率/μ mol (CO2)m－2s－1 4.9 5.3 5.6 3.2 氣孔導度/mmol (H2)m－2s－1 234 214 240 184 據(jù)表回答： (1)在本實驗過程中，A組的作用是________，同時補充紅光和藍光會________(填“促進”或“抑制”)萵苣生長。實驗中選用紅、藍兩種光源作為補充光源的依據(jù)是________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用上述4組實驗培養(yǎng)的萵苣葉分別進行色素的提取與分離，則濾紙條自上而下第三條色素帶呈________色，該色素帶顏色最深的是________組。 (3)4組實驗中D組凈光合速率最低，最可能的原因是______________。與C組相比，D組葉肉細胞中的C3含量________(填“較高”“相等”或“較低”)。 (4)大棚種植萵苣時，人工增加一定強度電場或提高CO2濃度都會提高凈光合速率，若同時增加電場強度和提高CO2濃度對萵苣產量有何影響？請簡要寫出探究思路： __________________________________________________________ _________________________________________________________。 答案　(1)對照　抑制　綠葉中的色素主要吸收紅光和藍紫光 (2)藍綠　D (3)氣孔導度小，二氧化碳供應不足　較低 (4)選用4個大棚，其中3個分別施加一定強度電場、高濃度二氧化碳、一定強度電場和高濃度二氧化碳，第4個不做處理，其他條件均相同，若干天后分別多次測定萵苣干重計算平均值，比較干重平均值的變化得出實驗結論 解析　(1)本實驗的目的是探究不同的光質對光合作用的影響，A組白光的目的是空白對照，葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光，所以B、C兩組光合作用增加較多，D組顯示同時補充紅光和藍光會抑制萵苣生長。(2)葉綠體色素提取和分離實驗中，濾紙條從上到下第三條是葉綠素a，呈現(xiàn)藍綠色，D組實驗葉綠素含量最多，所以色素帶顏色最深的是D。(3)D組葉綠素含量最高，而光合作用最低，可能是氣孔導度較低，二氧化碳供應不足導致的，所以與C組相比，二氧化碳的固定減弱，導致C3含量降低。(4)根據(jù)實驗的要求和設計的一般原則，設計實驗如下：選用4個大棚，其中3個分別施加一定強度電場、高濃度二氧化碳、一定強度電場和高濃度二氧化碳，第4個不做處理，其他條件均相同，若干天后分別多次測定萵苣干重計算平均值，比較干重平均值的變化得出實驗結論。 10．(2016九江市二模)取生長旺盛的綠葉，用直徑為1 cm打孔器打出小圓片若干(注意避開大葉脈)，抽出小葉圓片內的氣體，并在黑暗處用清水處理使小葉圓片細胞間隙充滿水，然后平均分裝到盛有等量的不同濃度的富含CO2溶液的小燒杯中，置于光照強度和溫度恒定且適宜的條件下，測得各組小葉圓片上浮至液面所需平均時間，將記錄結果繪制成曲線如圖1。 (1)該實驗的目的是探究____________________________________。 (2)與a濃度相比，b濃度時小葉圓片葉肉細胞的類囊體薄膜上[H]的生成速率________(填“快”“相等”或“慢”)，此時小圓片的葉肉細胞中能產生ATP的細胞器有________。 (3)當CO2濃度大于c時，隨著CO2濃度的增大，小葉圓片中有機物的積累速率________(填“加快”“不變”或“減慢”)。 (4)另取若干相同的小葉圓片分別置于溫度保持相同且適宜，溶液CO2濃度為a的小燒杯中，選用40 W的臺燈作為光源，通過改變光源與小燒杯之間的距離進行實驗，根據(jù)實驗結果繪制成圖2曲線(X1＞0)。限制AB段凈光合速率的主要外界因素是________，C點的含義是________時光源與小燒杯之間的距離。 答案　(1)二氧化碳濃度對光合作用速率的影響 (2)快　葉綠體、線粒體 (3)減慢 (4)CO2濃度　小圓片光合作用速率等于呼吸作用速率(凈光合作用速率為零) 解析　據(jù)圖分析：圖1是葉圓片沉浮法測定光合作用的相關曲線，圖示結果表明隨著二氧化碳濃度的增加，葉圓片上浮的時間先縮短后延長。圖2臺燈與試管的距離在X1～X2時，隨著光照的減弱，光合速率不變；臺燈與試管的距離大于X2 cm時，隨著光照的增強，光合速率逐漸減弱；臺燈與試管的距離為X3時，凈光合速率等于0，據(jù)此答題。(1)該實驗的自變量是光源與小燒杯之間的距離即光照強度，因變量是凈光合速率，所以探究的是光照強度對光合作用速率的影響。(2)據(jù)圖1分析，b的二氧化碳濃度高于a的二氧化碳濃度，葉圓片上浮時間較短，葉肉細胞的類囊體薄膜上[H]的生成速率快，此時葉圓片光合作用與呼吸作用都可以產生ATP，所以產生ATP的細胞器有葉綠體和線粒體。(3)CO2濃度大于c時，葉肉細胞的細胞外溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水增多，影響光合作用的進行，所以隨著CO2濃度的增大，小葉圓片中有機物的積累速率減慢。(4)圖2中B點剛剛達到光飽和點，此時限制光合作用的因素不是自變量光照強度，而是二氧化碳濃度。C點時氧氣的釋放速率為0，表示光補償點，此時光合速率等于呼吸速率。