适用于新高考新教材浙江专版2025届高考生物一轮总复习第2单元细胞的代谢作业15光合作用与细胞呼吸的综合课件浙科版

作业15光合作用与细胞呼吸的综合123456789A组基础达标1.如图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图,①②③分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是(

)A.①中H2O参与第二阶段的反应,产生于第三阶段,测定叶片①的强度需要将装置放在黑暗环境中B.②中产生的O2用于①的第二阶段,生成CO2,释放出少量能量C.③发生在叶绿体的光合膜上,一定要在黑暗中才可以进行D.X代表的物质在叶绿体中的移动方向为从叶绿体基质移向叶绿体的光合膜A123456789解析

由图分析可知,①②③分别表示需氧呼吸、光合作用的光反应、光合作用的碳反应三个代谢过程,X表示ATP。需氧呼吸第二阶段有H2O参与,第三阶段O2与[H]结合生成H2O,同时释放大量能量,测定叶片①的强度需要将装置放在黑暗环境中,A项正确,B项错误;碳反应是在叶绿体基质中完成的,且无论有无光照都可进行,但只有在有光的条件下才能持续进行,C项错误;ATP在叶绿体的光合膜上生成后移向叶绿体基质,参与碳反应中三碳酸的还原,D项错误。1234567892.小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶。科研人员对小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究,结果如下表所示(表中数值代表相关性,数值越大,表明该指标对籽粒产量的影响越大)。光合特性指标时期抽穗期开花期灌浆前期灌浆中期灌浆后期灌浆末期气孔导度0.300.370.700.630.350.11胞间CO2浓度0.330.330.600.570.300.22叶绿素含量0.220.270.330.340.480.45123456789下列叙述错误的是(

)A.旗叶的光合速率明显优于同株其他叶片,导致这种差异的环境因素主要是光强度B.旗叶的气孔导度在灌浆前期对籽粒产量的影响最大C.灌浆前期旗叶的胞间CO2浓度达到最大,该时期光合作用限制因素是非气孔因素D.针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行培育C123456789解析

旗叶是植株最后长出的、位于最上部的叶片,旗叶的光合速率明显优于同株其他叶片,推测导致这种差异的环境因素主要是光强度,A项正确;据表分析可知,旗叶的气孔导度在灌浆前期最大(0.7),导致胞间CO2浓度高,而CO2参与光合作用的碳反应,故旗叶的气孔导度在灌浆前期对籽粒产量的影响最大,B项正确;灌浆前期旗叶的胞间CO2浓度达到最大,但并不一定达到CO2的饱和点,故该时期光合作用的限制因素仍可能有气孔因素,C项错误;叶绿素具有吸收、传递、转化光能的作用,叶绿素含量高有利于提高光合速率,针对灌浆后期和末期,应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行培育,D项正确。1234567893.如图是在一定温度下测定某植物呼吸速率和光合速率的实验装置(呼吸底物为葡萄糖,不考虑装置中微生物的影响)。相关叙述正确的是(

)A.烧杯中盛放NaHCO3溶液,可用于测定一定光强度下植物的表观光合速率B.在遮光条件下,烧杯中盛放NaOH溶液,可用于测定植物厌氧呼吸的速率C.烧杯中盛放清水,可用于测定一定光强度下植物的真正光合速率D.在遮光条件下,烧杯中盛放清水,可用于测定植物需氧呼吸的速率A123456789解析

NaHCO3溶液为CO2的缓冲溶液,光照条件下气体体积的变化只表示O2的变化,因此可以测定一定光强度下植物的表观光合速率,A项正确;NaOH溶液可以吸收CO2,遮光条件下,植物吸收O2导致气体体积减小,但不能判断植物是否进行厌氧呼吸以及测定厌氧呼吸的速率,B项错误;清水对CO2和O2都无影响,光照条件下植物既进行光合作用,又进行细胞呼吸,而光合作用和需氧呼吸均不会引起装置中气体体积的变化,且光合作用产生的O2中有部分供给需氧呼吸,因此不能测定真正光合速率,C项错误;遮光条件下,植物只进行细胞呼吸,而需氧呼吸吸收的O2和释放的CO2量相等,故烧杯中盛放清水,不能用于测定植物需氧呼吸的速率,D项错误。1234567894.在夏季晴朗白天,某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度,结果如图(假设塑料大棚外环境条件相同;植株大小一致、生长正常,栽培管理条件相同)。下列相关叙述错误的是(

)A.6~9时和16~18时,曲线b高于曲线a,主要原因是此时段棚内温度较高B.光强度、环境温度、空气中CO2含量是曲线b的峰值低于曲线a的主要因素C.曲线c高于曲线b,原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP、NADPH用于三碳酸的还原D.在曲线a中,11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理,13时所取叶片显色较深B123456789解析

6~9时和16~18时,曲线b高于曲线a,主要原因是此时段棚内温度较高,A项正确;曲线b为全天盖膜,曲线a为全天不盖膜,因为盖膜导致塑料大棚内空气不流通,植物光合作用消耗的CO2多于细胞呼吸产生的,大棚内的CO2浓度逐渐减小,影响了碳反应,同时从图中曲线c为白天补充光照可看出,光强度也是影响光合作用强度的因素之一,所以曲线b的峰值低于曲线a的主要因素是空气中CO2含量和光强度,B项错误;曲线c高于曲线b,原因是补充光照能促进光反应,使叶绿体产生更多的ATP、NADPH用于碳反应三碳酸的还原,C项正确;由图可知,曲线a中,11时~13时,植物的净光合速率一直大于0,故该阶段植物的有机物逐渐积累,即13时有机物的积累量大于11时,所以11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理,13时所取叶片显色较深,D项正确。1234567895.下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析,下列有关叙述正确的是(

)A.一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率B.AB段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞溶胶和线粒体C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的CO2量等于该细胞细胞呼吸产生的CO2量D.该植物C点和D点有机物含量相同B123456789解析

据图分析,在5:30至7:30间,30%遮光时的净光合速率较不遮光的低,A项错误;AB段位于图中80%遮光曲线上,此时净光合速率小于0,即光合作用强度小于细胞呼吸强度,所以AB段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体,B项正确;M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0,也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞细胞呼吸产生的CO2量,但是就叶肉细胞来说,其光合作用消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量,C项错误;该植物C点和D点的净光合速率都大于0,则有机物会积累,随着时间的延长有机物的积累量增加,所以D点的有机物含量多于C点的有机物含量,D项错误。1234567896.图1为某植物叶肉细胞中部分代谢途径示意图,图2为该植物叶片净光合速率(Pn)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线。回答下列问题。图1图2123456789(1)光能在细胞器甲的

(填场所)上被吸收并转化为化学能。若甲吸收转化的能量较多,可以转移至物质①中,物质①运输至细胞溶胶为NADPH合成提供

(填物质)。细胞溶胶中合成的NADPH可在细胞器乙内参与

阶段的反应。

(2)甲输出的三碳糖在细胞溶胶中氧化为

,才能进入乙彻底氧化分解为CO2和水。乙产生的ATP可在甲中参与的反应有

(填2个反应)。

(3)分析图2曲线可知,与9:00时相比,11:00时叶绿体中合成三碳酸分子的速率

;在11:00至13:00时,以及在15:00至17:00时,叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是

、

。类囊体膜氢(H+、电子)第三丙酮酸三碳酸分子还原、五碳糖再生较高胞间CO2浓度光强度123456789解析

(1)光能在细胞器甲(叶绿体)的类囊体膜上被吸收并转化为化学能。若甲吸收转化的能量较多,可以转移至物质①中,物质①运输至细胞溶胶为NADPH合成提供氢(或H+、电子)。细胞溶胶中合成的NADPH可在线粒体内膜上参与第三阶段电子传递链的反应。(2)叶绿体输出的三碳糖在细胞溶胶中氧化为丙酮酸,才能进入线粒体彻底氧化分解为CO2和水。乙产生的ATP可在叶绿体中参与的反应有三碳酸分子还原、五碳糖再生。(3)据图2曲线分析可知,与9:00时相比,11:00时叶绿体中光合速率较高,即合成三碳酸的速率较高;在11:00至13:00时,叶片的Pn下降是由气孔关闭,CO2供应不足引起的,在15:00至17:00时,叶片的Pn下降是由光强度减弱引起的。1234567897.(2024浙江绍兴选考科目诊断)小麦是我国北方主要的农作物,研究环境条件变化对小麦产量的影响可指导农业生产。某研究团队测定了小麦植株在不同程度水淹胁迫、高浓度CO2处理条件下的相关生理指标,实验结果如下表所示。分组对照组轻度胁迫中度胁迫重度胁迫气孔开度/(mol·m-2·s-1)大气CO2浓度0.0720.0380.0290.026高CO2浓度0.0610.0570.0390.035净光合速率/(μmol·m-2·s-1)大气CO2浓度6.824.233.891.92高CO2浓度7.845.764.053.73B组

素能培优123456789回答下列问题。(1)欲提取小麦叶片的光合色素,在叶片量一定的情况下,为了提高提取液色素浓度,除了适当减少95%酒精的用量、添加SiO2充分研磨外,还可以

(写1点即可)。加入碳酸钙、粉碎或剪碎绿叶、烘箱中烘干绿叶、取用新鲜绿叶或成熟绿叶

(2)据表分析,水淹胁迫下光合速率下降的原因是

。

此外,水淹胁迫还会导致小麦根系缺氧,产生对根系有毒害作用的物质,而产生

不足,还会影响植物对矿质元素的吸收。

水淹胁迫导致气孔开度下降,碳反应固定CO2减少ATP123456789(3)在其他条件适宜的情况下,高浓度CO2会引起气孔开度

,但净光合速率

。

(4)水涝发生后会严重影响小麦的产量,在小麦结实前可通过适当增施钾肥进行一些补救,实验发现增施组小麦植株干重增加不显著,但籽实的产量却明显高于未增施组,可能的原因是

。增施钾肥后小麦植株的(净)光合速率没有显著增加,但向籽实运输的有机物量增加

下降增大123456789(5)研究者推测,高浓度的CO2会抑制植物细胞的需氧呼吸。写出用于验证该假设的实验思路。(注:利用氧气传感器记录容器内氧气含量的变化)将同种小麦植株均分成甲、乙两组,分别放置在大气CO2条件和高浓度CO2条件下,在黑暗的环境中分别利用氧气传感器测定单位时间内氧气含量的变化123456789解析

(1)为了提高提取液中色素的浓度,除了适当减少95%酒精的用量、添加SiO2充分研磨外,还可以加入碳酸钙防止色素分解、粉碎或剪碎绿叶使色素能充分溶解、通过烘箱烘干绿叶中水分以减少水分对提取的影响、取用新鲜绿叶或成熟绿叶。(2)由题中表格可知,水淹胁迫程度增加,气孔开度减小,吸收的CO2减少,导致碳反应固定CO2减少,光合速率下降。水淹胁迫还会导致小麦根系缺氧,根细胞进行厌氧呼吸产生酒精,对根系有毒害作用,此外,厌氧呼吸产生的ATP少,影响植物根系对矿质元素的吸收。(3)由表格可知,在其他条件适宜的情况下,高浓度CO2使气孔开度下降,但净光合作用反而提高,原因可能是虽然气孔开度减小,但环境中CO2浓度高,植物获得的CO2仍然较多,为光合作用碳反应提供了更多的原料。123456789(4)由题干可知,增施组小麦植株干重增加不显著,说明增施钾肥后小麦植株的(净)光合速率没有显著增加,但籽实的产量却明显高于未增施组,所以可能的原因是光合作用产物向籽实运输量增加。(5)研究表明,高浓度的CO2会抑制植物细胞的需氧呼吸。若要验证这一假设,则需进行验证性实验,实验的自变量为是否进行高浓度CO2处理,因变量是植物的需氧呼吸强度(可以用单位时间内氧气的吸收量来表示),因此实验思路是:将同种小麦植株均分成甲、乙两组,分别放置在大气CO2条件和高浓度CO2条件下,在黑暗的环境中分别利用氧气传感器测定单位时间内氧气含量的变化。1234567898.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合速率测试的研究课题。研究中设计了如图所示的装置:123456789请利用以上装置完成对该转基因作物光合速率的测试。Ⅰ.实验步骤(1)测定植物的呼吸速率,方法步骤如下:①甲、乙两装置的D中都放入

,乙装置作为对照。

②将甲、乙装置的广口瓶进行

处理,放在温度等相同且适宜的环境中。

③30min后分别记录甲、乙两装置中红墨水液滴移动的方向和距离。(2)测定植物的表观光合速率,方法步骤如下:①甲、乙两装置的D中放入

。

②把甲、乙装置放在

。

③30min后分别记录甲、乙两装置中红墨水液滴移动的方向和距离。NaOH溶液遮光光照充足、温度相同且适宜的环境中NaHCO3溶液123456789(3)实验进行30min后,记录的甲、乙装置中红墨水液滴移动情况如下表:项目实验进行30

min后,红墨水液滴移动情况测定植物呼吸速率甲装置

(填“左”或“右”)移1.5cm

乙装置右移0.5cm测定植物表观光合速率甲装置

(填“左”或“右”)移4.5cm

乙装置右移0.5cm左右123456789Ⅱ.实验分析假设红墨水液滴每移动1cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1g,那么该植物的呼吸速率是

g/h;白天光照15h,一昼夜葡萄糖的积累量是

g(不考虑昼夜温差的影响)。

484123456789解析

Ⅰ.要测光合速率必须先测呼吸速率,在测呼吸速率时一定要将实验装置置于黑暗条件下,使植物只进行细胞呼吸。用NaOH溶液除去广口瓶内的CO2,植物进行细胞呼吸消耗一定量O2,释放等量CO2,而CO2被NaOH溶液吸收,根据一定时间内广口瓶内O2体积的减少量即可计算出呼吸速率。表观光合速率的测定实验要提供光合作用所需的条件:充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3溶液提供)。光合作用过程中消耗一定量CO2,产生等量O2,而CO2由NaHCO3溶液提供,因此,广口瓶内气体体积的变化只受O2释放量的影响,而不受CO2气体减少量的影响。123456789Ⅱ.对照实验乙装置中红墨水液滴右移是环境因素(如气压变化等)对实验影响的结果,实验装置甲同样也受环境因素的影响,因此,植物细胞呼吸消耗O2量等于广口瓶内O2体积的减少量,即该植物的呼吸速率为1.5+0.5=2(g/半小时),即4

g/h;表观光合速率的测定值是4.5-0.5=4(g/半小时),即8

g/h,白天光照15

h,一昼夜葡萄糖的积累量是15

h的光合作用制造的有机物量减去24

h的细胞呼吸消耗的有机物量,等同于15

h的光合作用积累的有机物量减去9

h的细胞呼吸消耗的有机物量,即8×15-4×9=84(g)。1234567899.(2023浙江精诚联盟一模)某研究小组以浒苔为材料,研究盐度变化对浒苔生长的具体影响。实验设置3组:对照组(CK)低盐(相对盐度25,与海水盐浓度相等)处理、T1组中盐(相对盐度30)处理、T2组高盐(相对盐度35)处理,每组设置多个重复。培养3d,取样测定各项指标,结果如下表:123456789注:相对生长速率指每天增加的生物量与原来生物量的比值。123456789回答下列问题。(1)本实验对照组的处理条件为低盐处理而不是无盐处理的原因是______

。从实验结果可知,不同浓度的盐胁迫都显著

了浒苔的生长速率。

(2)叶绿素提取和含量测定实验过程中,通常需加入一定量的CaCO3,其作用是

,起到保护叶绿素的作用。植物细胞内叶绿素a的含量通常

(填“大于”“小于”或“等于”)叶绿素b的含量。从实验结果可知,盐胁迫对浒苔叶绿素含量的影响为

。抑制/降低与液泡破裂后释放的有机酸(草酸)反应浒苔为海洋植物,无盐条件会使其不能正常生长(或原本就生长