PAGEPAGE7其次講光合作用與細胞呼吸一、選擇題1．(2024·齊魯名校聯考)下列有關葉綠體中色素的說法，正確的是()A．色素的作用是汲取、傳遞和轉換光能B．葉綠體的膜結構上都有色素分布C．在“綠葉中色素的提取和分別”試驗中可用無水乙醇作為層析液D．冬天有些植物葉片變黃是因為葉綠素轉化為類胡蘿卜素解析：選A葉綠體中色素的作用是汲取、傳遞和轉換光能，為光合作用供應能量來源，A正確；色素分布于葉綠體的類囊體薄膜上，葉綠體的內外膜上沒有色素分布，B錯誤；各種色素在無水乙醇中的溶解度都很大，故無水乙醇只能作為綠葉中色素的提取液，不能作為分別色素的層析液，層析液是用石油醚、丙酮和苯按肯定比例混合而成的，不同色素在其中的溶解度不同，C錯誤；冬天有些植物葉片變黃是因為葉綠素分解了，從而表現出類胡蘿卜素的黃色，而不是葉綠素轉化為了類胡蘿卜素，D錯誤。2．(2024·山西太原期末)下列生產措施或生活中所涉及的細胞呼吸有關學問的敘述，不正確的是()A．提倡慢跑，可避開因無氧呼吸產生乳酸使人體肌肉酸脹乏力B．用酵母菌發酵生產酒精的過程中，pH發生變更是其死亡率上升的緣由之一C．無氧環境中有利于水果和蔬菜的保存D．作物種子貯藏前須要干燥，主要目的是通過削減水分以抑制細胞呼吸解析：選C提倡慢跑，可避開因無氧呼吸產生乳酸使人體肌肉酸脹乏力，A正確；用酵母菌發酵生產酒精的過程中，pH發生變更是其死亡率上升的緣由之一，B正確；無氧環境中細胞會通過無氧呼吸產生酒精，酒精對細胞有毒害作用，不利于水果和蔬菜的保存，C錯誤；作物種子貯藏前須要干燥，主要目的是通過削減水分以抑制細胞呼吸，削減有機物的消耗，D正確。3．(2024·天津卷)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。如圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2汲取速率。敘述錯誤的是()A．光照強度低于P時，突變型的光反應強度低于野生型B．光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型C．光照強度低于P時，限制突變型光合速率的主要環境因素是光照強度D．光照強度高于P時，限制突變型光合速率的主要環境因素是CO2濃度解析：選D光合作用的光反應與暗反應相互制約，相互影響。從圖示可以看出，在曲線圖P點以前，野生型水稻光合速率大于突變型，而P點后野生型水稻光合速率小于突變型，說明在P點前，野生型水稻光反應速率較高，P點后，突變型水稻暗反應速率較高，A、B正確；在P點前和P點后至光飽和點前，突變型水稻光合速率隨光照強度增加而增加，即限制突變型光合速率的主要環境因素是光照強度，當光照強度大于光飽和點時，限制光合速率的主要因素是CO2濃度，C正確，D錯誤。4．(2024·湖南中部名校聯考)某科研所為提高蔬菜產量進行了相關生理活動的探討(均在最適溫度下進行)，結果如圖所示，相關分析合理的是()A．圖一中呼吸底物為葡萄糖、O2濃度為A時，O2的汲取量等于CO2的釋放量B．圖一中O2濃度在D～E范圍，CO2的釋放量有所下降可能是由于溫度抑制了酶的活性C．圖二中乙品種比甲品種呼吸速率低，且乙品種比甲品種更適于生長在弱光環境中D．圖二中光照強度為0時，甲品種的葉肉細胞中消耗ADP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體解析：選C圖一中，呼吸底物為葡萄糖、O2濃度為A時，蔬菜有氧呼吸與無氧呼吸釋放的CO2量相等。由于無氧呼吸只釋放CO2而不汲取O2，所以此時O2的汲取量小于CO2的釋放量，A錯誤；依據題意可知，圖一所示曲線是在最適溫度條件下測得的，B錯誤；分析圖二曲線可知，當光照強度為0時，乙品種比甲品種的呼吸速率低。比較甲、乙兩品種曲線可知，乙品種對應的光補償點和光飽和點均低于甲品種的，說明乙品種比甲品種更適于生長在弱光環境中，C正確；圖二中光照強度為0時，植物只進行細胞呼吸而不進行光合作用，此時甲品種的葉肉細胞中消耗ADP(合成ATP)的場所是細胞質基質和線粒體，D錯誤。5．如圖表示光照、貯存溫度對番茄果實呼吸強度變更的影響。下列有關敘述中不正確的是()A．番茄果實細胞產生CO2的場所是線粒體和細胞質基質B．光照對番茄果實呼吸的抑制作用8℃時比15℃時更強C．低溫、黑暗條件下更有利于儲存番茄果實D．貯存溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細胞內酶活性降低有關解析：選C番茄果實細胞有氧呼吸和無氧呼吸均可產生CO2，有氧呼吸其次階段在線粒體中產生CO2，無氧呼吸在細胞質基質中產生CO2，A正確；計算“8℃時間照條件下呼吸強度比黑暗條件下呼吸強度的削減量占黑暗條件下呼吸強度的百分比”與“15℃時間照條件下呼吸強度比黑暗條件下呼吸強度的削減量占黑暗條件下呼吸強度的百分比”，比較二者可知，B正確；圖示信息表明，光照條件下細胞呼吸比黑暗條件下細胞呼吸弱，所以光照條件下更有利于番茄果實的儲存，C錯誤；溫度降低會使與呼吸作用有關的酶的活性降低，細胞呼吸減弱，D正確。二、非選擇題6.(2024·河南鄭州二測)某菠菜兩個品種葉綠素含量、RuBP羧化酶(催化C5固定CO2)的活性關系如表所示。如圖表示兩者在不同光照強度下的O2釋放速率。據此回答下列問題：品種相關參數品種1品種2葉綠素相對含量0.5751.200RuBP羧化酶活性高低(1)在測量葉綠素相對含量之前，須要對色素進行提取，其原理是__________________。(2)有同學提出品種2葉綠素相對含量約是品種1的2倍，故品種2光合作用速率應當強于品種1，這種說法對嗎？________。請說明理由：__________________________________________________________。(3)光照強度低于P時，品種1光反應強度________(填“大于”“等于”或“小于”)品種2，光照強度為P時，限制品種1光合速率的主要環境因素是__________________________________________________________。解析：(1)葉綠體中色素易溶于有機溶劑，可用有機溶劑無水乙醇等提取葉綠體色素。(2)光合作用包括光反應和暗反應，二者相互影響。雖然品種2葉綠素相對含量高，有利于植物對光能的汲取，但該植物中的RuBP羧化酶活性低，即暗反應速率慢，因此單從葉綠素相對含量高不能說明品種2的光合速率就肯定比品種1強。(3)圖中縱坐標(O2釋放速率)表示凈光合速率，由圖可知，光照強度小于P時，品種1的光合速率(光反應強度)小于品種2；光照強度為P時，肯定范圍內，隨著光照強度增加，品種1光合速率增加，此時間照強度是限制光合速率的主要環境因素。答案：(1)菠菜葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中(2)不對品種2雖然葉綠素相對含量高，但是RuBP羧化酶活性低，光合作用強度受光反應與暗反應的共同影響(3)小于光照強度7．(2024·安徽安慶二模)探討人員以小麥幼苗為材料，利用密閉透光裝置對影響光合作用的環境因素進行探討(有關代謝速率以單位時間內氣體體積變更量表示，不考慮無氧呼吸)。回答下列問題：(1)小麥葉肉細胞光合作用光反應發生的場所是__________________，若突然大幅度減弱光照，則短期內葉肉細胞中C3和C5含量的變更狀況分別為____________________________________________________________________________________________________________________。(2)為測定溫度為T、光照強度為a時的真正光合速率，探討人員設計兩組試驗：甲組將小麥幼苗置于溫度為T、黑暗、放置NaOH溶液的條件下，測得單位時間內氣體體積減小量為X；乙組將生長狀況與甲組相同的小麥幼苗置于______________________________的條件下，測得單位時間內氣體體積增加量為Y。該植物真正光合速率為________。(3)當Y等于0時的光照強度是否為葉肉細胞的光補償點？為什么？____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)光反應發生的場所是葉綠體類囊體薄膜，暗反應發生在葉綠體基質。若突然大幅度減弱光照，則短期內葉肉細胞中ATP和[H]生成削減，C3還原減慢，而CO2與C5結合生成C3不變，故C3含量增多、C5含量削減。(2)黑暗條件下，測得的單位時間氣體體積減小量X表示小麥幼苗的呼吸速率。要測得乙組小麥幼苗在溫度為T、光照強度為a時的真正光合速率，需測量相同條件下的凈光合速率，即將生長狀況與甲組相同的小麥幼苗置于溫度為T、光照強度為a、放置NaHCO3(或KHCO3等)溶液條件下，測得的單位時間內氣體體積增加量Y，即凈光合速率，小麥真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝X＋Y。(3)Y等于0時，即植株的凈光合速率＝0，此時植株上能進行光合作用的細胞(如葉肉細胞)的光合速率等于整個植株上全部細胞的呼吸速率，所以在該條件下，葉肉細胞的光合速率應大于其呼吸速率。答案：(1)(葉綠體)類囊體薄膜(或基粒)C3增多、C5削減(2)溫度為T、光照強度為a、放置NaHCO3(或KHCO3等)溶液X＋Y(3)不是，因為Y等于0時，葉肉細胞的光合速率等于整個植株的呼吸速率，大于葉肉細胞的呼吸速率(合理即可)8．(2024·貴州適應性考試)在相宜的CO2濃度和溫度條件下，測定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率，結果如圖所示。回答下列問題：(1)在夏季陰雨綿綿的環境中，生長受影響較大的植物是________，推斷理由是__________________________________________________________。(2)當光照強度為P時，植物甲的總光合速率________(填“小于”“等于”或“大于”)植物乙的總光合速率，簡述理由____________________________________________________________________________________________________________________。(3)若植物甲、乙分別是大豆和玉米，農業生產中為了充分利用土地資源，可以采納套種的方法(即兩種或多種農作物間行種植)提高單位面積的產量。從群落結構分析，這兩種植物套種能提高產量的緣由是____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)據圖分析，當光照強度較弱時，植物乙的凈光合速率小于植物甲的凈光合速率，所以在夏季陰雨綿綿的環境中，生長受影響較大的植物是乙。(2)光照強度為0時，植物乙的CO2釋放量大于植物甲，所以植物乙的呼吸速率大于植物甲的呼吸速率。圖中顯示，P點甲、乙兩種植物的凈光合速率相等，由于凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率，因此植物乙的總光合速率大于甲的總光合速率。(3)玉米和大豆有垂直分層現象，可以提高農作物對陽光等環境資源的利用率，因此將兩者套種可以提高單位面積的產量。答案：(1)乙光照強度較弱時，植物乙的凈光合速率小于植物甲(植物乙有機物積累小于植物甲)(答案合理即可)(2)小于光照強度為P時，植物甲、乙凈光合速率相等，且植物甲呼吸速率小于植物乙，所以植物甲總光合速率比植物乙小(答案合理即可)(3)玉米和大豆有垂直分層現象，提高了農作物對陽光等環境資源的利用率9．觀測不同光照條件下生長的柑橘，結果見下表，請回答下列問題：光照強度葉色平均葉面積(cm2)氣孔密度(個·mm－2)凈光合速率(μmolCO2·m－2·s－1)強淺綠13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中綠20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深綠28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注：括號內的百分數以強光照的數據作為參考。(1)CO2以________方式進入葉綠體后，與________結合而被固定，固定產物的還原須要光反應供應的________。(2)在弱光下，柑橘通過____________和____________來汲取更多的光能，以適應弱光環境。(3)與弱光下相比，強光下柑橘平均每片葉的氣孔總數________，單位時間內平均每片葉CO2汲取量________。對強光下生長的柑橘適度遮陰，持續觀測葉色、葉面積和凈光合速率，這三個指標中，最先發生變更的是________，最終發生變更的是________。解析：第一步：識表。該表為不同光照條件下，柑橘的各項生理指標的記錄結果。其次步：析表。自變量為光照強度，因變量為葉色、平均葉面積、氣孔密度、凈光合速率。分析表中各種變量的變更規律，自上而下，隨光照強度的減弱葉色變深、平均葉面積增大、氣孔密度減小、凈光合速率減小。第三步：作答。平均葉面積×氣孔密度＝平均每片葉的氣孔總數，弱光下平均每片葉的氣孔總數多于強光下平均每片葉的氣孔總數；要計算單位時間內平均每片葉CO2的汲取量，可用凈光合作用速率×平均葉面積的值來表示，弱光下的該值高于強光下的。答案：(1)自由擴散C5(五碳化合物)[H](或NADPH)和ATP(2)增加葉面積提高葉綠素含量(3)較少較少凈光合速率葉面積10．(2024·河南鄭州一檢)陽光穿過森林會在地上投下“光斑”。如圖顯示了生長旺盛的某植物的一片葉子在“光斑”照射前后光合作用過程中汲取CO2和釋放O2的狀況。請據圖分析回答：(1)圖中________(填“甲”或“乙”)代表O2釋放速率。請寫出推斷理由__________________________________________________________。(2)A點以后植物是否接著進行光合作用？________。請說明理由__________________________________________________________。(3)圖中A點以后葉綠體中________(填“C3”或“C5解析：(1)光照強度與光斑照射有關，光照強度干脆影響光反應從而影響O2的釋放速率，當光斑起先照射或移開時甲曲線變更明顯，說明甲代表O2釋放速率。(2)由于A點后植物葉片仍能汲取CO2和釋放O2，說明葉片仍在進行光合作用。(3)A點后光斑移開，光照減弱，光反應產生的ATP和[H]削減，C3消耗削減而生成速率不變，故C3含量短暫增加。ATP由生成部位移向消耗部位，即由類囊體薄膜移向葉綠體基質。答案：(1)甲光斑起先時，O2釋放速率快速增加；光斑移開時，O2釋放速率快速下降(寫出一條即可)(2)是A點后植物葉片依舊在汲取CO2和釋放O2，說明葉片仍在進行光合作用(3)C3從類囊體薄膜移向葉綠體基質11．某科研小組進行了探究pH對大豆種子萌發時能量代謝影響的試驗，并將測定結果繪制成如圖所示曲線。請回答下列問題：(1)ATP中的“A”代表________。大豆種子中，產生ATP的場全部_________________________________________________________