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第2講 細(xì)胞呼吸與光合作用 第Ⅱ課時(shí) 提能增分檢測卷 一、選擇題 1．如圖為某植物葉片衰老過程中光合作用和呼吸作用的變化曲線，下列分析正確的是(　　) A．從第40 d開始葉片的有機(jī)物含量迅速下降 B．葉片衰老對(duì)植物來說只是消極地導(dǎo)致死亡的過程 C．據(jù)圖推測葉片衰老時(shí)，葉綠體結(jié)構(gòu)解體先于線粒體結(jié)構(gòu)解體 D．57 d前呼吸作用較弱，所以葉片生命活動(dòng)所需ATP有一部分由光合作用提供 解析：選C　從第40 d開始，雖然葉片光合作用強(qiáng)度開始下降、呼吸作用強(qiáng)度基本沒有變化，但由于光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，葉片產(chǎn)生的有機(jī)物大于呼吸消耗的有機(jī)物，仍會(huì)輸出有機(jī)物，因此40 d以后的一段時(shí)間內(nèi)葉片有機(jī)物含量不會(huì)迅速下降；葉片衰老是正常的生命現(xiàn)象，不是消極的死亡過程；第40 d后，光合作用強(qiáng)度逐漸減小，可能是由于光合作用的場所葉綠體結(jié)構(gòu)被破壞，到第60 d以后呼吸作用強(qiáng)度才開始下降，此時(shí)線粒體結(jié)構(gòu)可能被破壞；光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)，其他生命活動(dòng)所需的ATP均來自細(xì)胞呼吸。 2．(2018北京豐臺(tái)區(qū)一模)科研工作者在同一環(huán)境條件下(夏季晴天)測定了生長狀態(tài)相同的北美楓香和美國紅楓的凈光合速率(光合速率與呼吸速率的差值)及蒸騰速率的日變化情況，結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．北美楓香和美國紅楓光合作用消耗ATP最快的時(shí)刻分別是14：00和13：00 B．北美楓香和美國紅楓積累有機(jī)物最多的時(shí)刻分別是11：00和15：00 C．美國紅楓正午前后凈光合速率下降與氣孔關(guān)閉引起的CO2供應(yīng)不足有關(guān) D．在該實(shí)驗(yàn)條件下北美楓香根吸水能力大于美國紅楓根吸水能力 解析：選C　光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和[H]為暗反應(yīng)階段提供能量和還原劑，光合速率越大消耗ATP也就越快，圖中未顯示呼吸速率，因此無法確定光合速率大小，也就無法確定消耗ATP的快慢，A錯(cuò)誤；凈光合速率>0，說明有機(jī)物一直在積累，北美楓香和美國紅楓積累有機(jī)物最多的時(shí)刻應(yīng)該是由凈光合速率>0變?yōu)閮艄夂纤俾剩?的時(shí)刻，B錯(cuò)誤；正午前后，光照強(qiáng)度過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉引起CO2供應(yīng)不足，影響了暗反應(yīng)的進(jìn)行，光合速率下降，凈光合速率下降，C正確；蒸騰作用有利于植物根對(duì)水分的吸收，根吸水的主要?jiǎng)恿κ钦趄v作用產(chǎn)生的拉力，蒸騰作用越強(qiáng)，根吸水能力越強(qiáng)，在該實(shí)驗(yàn)條件下北美楓香根吸水能力小于美國紅楓根吸水能力，D錯(cuò)誤。 3．將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO2濃度，在一定光照強(qiáng)度下測定葉片光合作用強(qiáng)度(以CO2吸收速率表示)，測定結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)左移 B．如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移 C．如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)右移，b點(diǎn)右移 D．如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移 解析：選D　a點(diǎn)、b點(diǎn)分別是CO2補(bǔ)償點(diǎn)、CO2飽和點(diǎn)，在a點(diǎn)濃度時(shí)，光合速率等于呼吸速率；b點(diǎn)濃度時(shí)，光合速率達(dá)到最大。如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，則光合作用強(qiáng)度會(huì)降低，a點(diǎn)應(yīng)右移，b點(diǎn)左移；如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，則光合作用強(qiáng)度會(huì)增加，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移。 4．利用下面實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行與光合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(　　) A．試管中收集的氣體量代表了光合作用產(chǎn)生的氧氣量 B．在光下，如果有氣泡產(chǎn)生，可說明光合作用產(chǎn)生氧氣 C．為了探究二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響，可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) D．為了探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，用一套裝置慢慢向光源靠近，觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化 解析：選C　試管中收集的氣體量代表了凈光合作用產(chǎn)生的氧氣量，即光合作用氧氣產(chǎn)生量和呼吸作用消耗量的差值，A錯(cuò)誤；如果光照在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，可放出二氧化碳，B錯(cuò)誤；為了探究二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響，自變量為二氧化碳濃度，因此可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C正確；為了探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，應(yīng)該選用多套裝置設(shè)置不同的距離，D錯(cuò)誤。 5．為研究環(huán)境因素對(duì)某植物光合作用強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置若干(已知密閉小室內(nèi)的CO2充足，光照不影響溫度變化)，在相同溫度等條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后測量每個(gè)小室中的氣體釋放量，繪制曲線如圖乙。下列敘述正確的是(　　) A．若距離s突然由a變?yōu)閎，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5含量增加 B．c點(diǎn)時(shí)該植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體 C．a(chǎn)b段表示該植物光合作用逐漸減弱，cd段表示呼吸作用逐漸增強(qiáng) D．d點(diǎn)時(shí)該植物只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用 解析：選B　若距離s突然由a變?yōu)閎，則光照減弱，光反應(yīng)減弱，C3還原產(chǎn)生C5的速率減小，而短時(shí)間內(nèi)C5的消耗速率不變，所以葉綠體中C5含量減少，A錯(cuò)誤。c點(diǎn)時(shí)氣體釋放量為0，表示該植物的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)該植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體，B正確。ab段表示該植物光合作用強(qiáng)度逐漸減弱，cd段釋放的CO2量增加，是因?yàn)楣夂献饔脧?qiáng)度逐漸減弱，但呼吸速率不變(溫度不變)，C錯(cuò)誤。d點(diǎn)時(shí)氣體釋放量仍在增加，該植物仍在進(jìn)行光合作用，只是光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。 6．如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h內(nèi)CO2的吸收量和釋放量，光合速率和呼吸速率用單位時(shí)間內(nèi)CO2的吸收量和CO2的釋放量表示(圖中a、b、c表示相應(yīng)圖形的面積)。下列敘述不合理的是(　　) A．在18：00時(shí)和6：00時(shí)，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等 B．假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，最大光合速率為85 mg/h C．該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為a＋c－b D．中午12：00時(shí)左右，葉片上部分氣孔關(guān)閉，光合速率下降，與植物光合速率最大時(shí)相比，此時(shí)該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降 解析：選D　題圖顯示，在18：00時(shí)和6：00時(shí)，該植物在單位時(shí)間內(nèi)CO2的吸收量＝CO2的釋放量＝0，說明此時(shí)該植物的光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等；假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，據(jù)圖可知，在沒有光照時(shí)，其呼吸速率為10 mg/h，最大凈光合速率為75 mg/h，而最大光合速率＝呼吸速率＋最大凈光合速率＝10＋75＝85(mg/h)；該植物上午積累的有機(jī)物為c，下午積累的有機(jī)物為a，晚上呼吸消耗的有機(jī)物為b，所以一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為a＋c－b；中午12：00時(shí)左右，葉片上部分氣孔關(guān)閉，使植物從外界吸收的CO2減少，導(dǎo)致CO2的固定過程減弱，消耗的C5減少，而C3的還原在一段時(shí)間內(nèi)正常進(jìn)行，仍然有C5的生成，所以C5的含量應(yīng)上升。 7．寒富蘋果葉片發(fā)育的好壞是果樹產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)，通過對(duì)寒富蘋果葉片發(fā)育過程中光合特性的研究，探究葉片發(fā)育過程中光合生產(chǎn)能力，可為寒富蘋果的栽培管理提供科學(xué)依據(jù)。以下是某研究小組的研究結(jié)果，有關(guān)說法正確的是(　　) 注：植物總光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率。 A．可用單位時(shí)間內(nèi)O2的產(chǎn)生量衡量凈光合速率 B．圖1中A點(diǎn)和B點(diǎn)表示在相應(yīng)光照強(qiáng)度下，植物不進(jìn)行光合作用 C．圖2中萌芽后的前25 d凈光合速率較低與葉片發(fā)育時(shí)細(xì)胞呼吸較強(qiáng)有關(guān) D．圖1顯示隨著寒富蘋果葉片的發(fā)育，葉片對(duì)強(qiáng)光的利用能力降低 解析：選C　單位時(shí)間內(nèi)O2的產(chǎn)生量表示總光合速率，凈光合速率的表示方法一般有單位時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量和有機(jī)物的積累量，A錯(cuò)誤；據(jù)圖可知A點(diǎn)、B點(diǎn)時(shí)凈光合速率為0，此時(shí)光合速率等于呼吸速率，即植物依然有一定強(qiáng)度的光合作用，B錯(cuò)誤；萌芽后的前25 d，凈光合速率偏低，原因是葉片光合作用能力較低及葉片發(fā)育時(shí)需要較強(qiáng)的呼吸作用提供能量，C正確；圖1顯示，葉片發(fā)育60 d時(shí)在強(qiáng)光下的凈光合速率大于15 d時(shí)的凈光合速率，說明隨著寒富蘋果葉片的發(fā)育，葉片對(duì)強(qiáng)光的利用能力增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。 8．某興趣小組的同學(xué)針對(duì)北方春季某密閉的農(nóng)業(yè)大棚中番茄一晝夜的光合作用和呼吸作用情況展開了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖所示。下列關(guān)于該結(jié)果的分析正確的是(　　) A．e點(diǎn)時(shí)大棚中CO2濃度最高，氧氣濃度最低 B．該大棚中的番茄一晝夜的凈積累量等于Sm－(SM＋SN)(S表示面積) C．b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生[H]的場所有葉綠體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜 D．d點(diǎn)時(shí)番茄葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度 解析：選B　從d點(diǎn)(18點(diǎn))到第二天早上6點(diǎn)，作物一直在向外釋放CO2，大棚中的CO2濃度一直在升高，氧氣濃度一直在降低；從6點(diǎn)到18點(diǎn)，CO2濃度一直在下降，所以CO2濃度最高、氧濃度最低的點(diǎn)應(yīng)為b點(diǎn)，A錯(cuò)誤。Sm是白天的凈積累量，減去(SM＋SN)，即為一晝夜的凈積累量，B正確。b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，細(xì)胞中產(chǎn)生[H]的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體類囊體薄膜，C錯(cuò)誤。d點(diǎn)時(shí)大棚內(nèi)番茄的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，由于存在根等只進(jìn)行呼吸作用的部位，所以番茄葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。 9．(2018全國名校名師原創(chuàng))某研究小組利用特定的實(shí)驗(yàn)裝置來研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響(其他實(shí)驗(yàn)條件均相同且適宜)，根據(jù)結(jié)果繪制成如圖所示曲線。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是(　　) A．溫度高于35 ℃時(shí)，該植物不能正常生長的原因是不能進(jìn)行光合作用 B．25 ℃和30 ℃時(shí)，該植物的CO2消耗量基本相等 C．該植物的呼吸作用最適溫度為35 ℃ D．溫度由5 ℃升高到25 ℃的過程中，該植物積累的有機(jī)物量逐漸減少 解析：選B　由圖可知，溫度高于35 ℃時(shí)呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用消耗的CO2量，即光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，凈光合速率小于零，該植物不能正常生長，而且高于35 ℃的一定溫度范圍內(nèi)，該植物仍能進(jìn)行光合作用，A錯(cuò)誤。CO2消耗量表示總光合作用量，25 ℃和30 ℃時(shí)該植物的CO2消耗量基本相等，B正確。圖中溫度高于35 ℃的一定范圍內(nèi)，隨溫度升高呼吸作用產(chǎn)生的CO2量增加，所以35 ℃并非該植物呼吸作用的最適溫度，C錯(cuò)誤。凈光合作用量＝總光合作用量－呼吸作用量，該植物積累的有機(jī)物量可用凈光合作用量表示，溫度由5 ℃升高到25 ℃的過程中，該植物的凈光合作用逐漸增強(qiáng)，即該植物積累的有機(jī)物量逐漸增加，D錯(cuò)誤。 10．(2019屆高三漯河模擬)圖甲為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)葉圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測量每個(gè)培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間(見圖乙)，以研究光合速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是(　　) A．在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合速率逐漸減小 B．在bc段，單獨(dú)增加光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時(shí)間 C．在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降 D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中葉圓片不能進(jìn)行呼吸作用 解析：選C　在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合速率逐漸增大；光合作用有最適溫度，超過最適溫度后，再提高溫度光合速率反而下降，葉圓片上浮至液面的時(shí)間延長；c點(diǎn)以后，NaHCO3溶液濃度過高，導(dǎo)致葉肉細(xì)胞失水，使得細(xì)胞代謝水平下降；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中葉圓片可以通過葉綠體產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行有氧呼吸。 二、非選擇題 11．染料二氯靛酚鈉(DCPIP)的氧化態(tài)呈藍(lán)紫色，被還原時(shí)可逐步呈現(xiàn)粉紅色至無色。將純凈新鮮的葉綠體平均分成甲、乙兩份，分別加入等量適量的0.35 molL－1NaCl溶液和0.035 molL－1NaCl溶液，搖勻制成懸液甲液和乙液。進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)： ①取干凈的試管4支，編成1、2、3、4號(hào)，在黑暗處按上圖所示分別加入等量適量的懸液或試劑，并充入適量且等量的CO2緩沖液。 ②將4支試管置于光照強(qiáng)度相同且適宜的光源下，再向每支試管中加入2滴藍(lán)紫色的二氯靛酚鈉溶液，搖勻，觀察。 ③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果：1號(hào)試管產(chǎn)生氣泡，溶液由藍(lán)紫色逐漸變成粉紅色，最終呈無色；其余3支試管無氣泡，溶液均呈藍(lán)紫色。 回答下列問題： (1)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果： ①1號(hào)試管氣泡中的氣體成分是_________________________________________。 ②2號(hào)試管沒有氣體產(chǎn)生，原因可能是______________________________________ ________________________________________________________________________。 ③1號(hào)試管藍(lán)紫色消失的原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)用多支1號(hào)試管探究光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ①a點(diǎn)的含義是______________________________________。 ②若降低試管中CO2的濃度，b點(diǎn)將向__________方向移動(dòng)。 解析：(1)①1號(hào)試管中葉綠體光合作用較強(qiáng)，可釋放氧氣，氣泡中的氣體成分是氧氣。②2號(hào)試管中0.035 molL－1NaCl溶液濃度過低，葉綠體的雙層膜和類囊體膜可能通過滲透作用吸水漲破，導(dǎo)致不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能產(chǎn)生氧氣。③1號(hào)試管中光反應(yīng)產(chǎn)生的[H](NADPH)還原二氯靛酚鈉，使其從氧化態(tài)的藍(lán)紫色變成還原態(tài)的無色。(2)①圖中縱坐標(biāo)表示氣體(氧氣)產(chǎn)生速率，代表實(shí)際光合速率，a點(diǎn)的含義是葉綠體能進(jìn)行光合作用的最小光照強(qiáng)度。②b點(diǎn)代表最大光合速率，對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度代表光飽和點(diǎn)，降低試管中CO2的濃度，光合作用強(qiáng)度、光飽和最大光合速率均降低，b點(diǎn)將向左下方移動(dòng)。 答案：(1)①氧氣　②0.035 molL－1NaCl溶液濃度過低，葉綠體可能通過滲透作用吸水漲破，不能進(jìn)行光反應(yīng)?、酃夥磻?yīng)分解H2O產(chǎn)生[H]，還原二氯靛酚鈉(DCPIP)，使其從氧化態(tài)變成還原態(tài)而顯無色 (2)①葉綠體能進(jìn)行光合作用的最小光照強(qiáng)度?、谧笙? 12．(2019屆高三大連聯(lián)考)某科研小組測定某種植物在不同溫度下的總光合速率時(shí)，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制的柱狀圖如圖1所示。圖2為該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的暗反應(yīng)示意圖。請(qǐng)回答下列問題： (1)據(jù)圖1分析，該實(shí)驗(yàn)中光照強(qiáng)度屬于________變量，溫度屬于________變量。 (2)其他因素不變的情況下，據(jù)圖1可知，在光照下該植物較適合生長在________℃的環(huán)境中；在15 ℃時(shí)，總光合速率為呼吸速率的________倍。 (3)當(dāng)溫度從5 ℃升至20 ℃時(shí)，圖2中a、b過程均會(huì)加速，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 當(dāng)光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，圖2中A、B、C的含量先受到影響的是________。 解析：(1)據(jù)圖1可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量為不同的溫度，光照強(qiáng)度屬于無關(guān)變量。(2)光照下植物吸收CO2的速率表示凈光合速率，黑暗條件下植物釋放CO2的速率表示呼吸速率。從圖1可知，25 ℃時(shí)該植物的凈光合速率最大，最適宜植物生長?？偣夂纤俾剩絻艄夂纤俾剩粑俾?，所以15 ℃時(shí)，總光合速率為呼吸速率的(2.5＋1)/1＝3.5倍。(3)在最適溫度之前，酶的活性隨著溫度的升高而增加。圖2為該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)暗反應(yīng)示意圖，其中A、B、C依次代表C5、C3、[H](NADPH)，光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)踔苯訉?dǎo)致光反應(yīng)變?nèi)酰筟H](NADPH)的含量最先受到影響而減少，進(jìn)而影響C5和C3的含量。 答案：(1)無關(guān)　自　(2)25　3.5　(3)溫度升高，相應(yīng)酶活性增加　C