2024高考生物增分集训练2光合作用与细胞呼吸的综合应用含解析

PAGEPAGE7集训2光合作用与细胞呼吸的综合应用1．玉米田中除草剂异丙草胺的运用会影响玉米叶绿素的合成，从而影响玉米的光合作用，所以探讨适合玉米田除草所需的异丙草胺最佳浓度对玉米生长发育有主动意义。取生理状况相同的玉米幼苗，在相宜的条件下，分别喷施不同浓度的异丙草胺测得的玉米叶片中叶绿素a、b含量改变及去除杂草百分率如表所示；曲线图是在相宜的条件下，运用不同浓度的异丙草胺培育24h后，测定的玉米氧气生成速率和氧气消耗速率。请据此分析回答下列问题：(1)从表格中可以看出，当异丙草胺浓度较低时，对两种叶绿素含量的影响不明显，当浓度超过肯定值时，对两种叶绿素的合成均有明显的__________作用，从而使玉米的________________________下降。(2)异丙草胺的运用具有较大冲突，请你从影响叶绿素含量及除草效果两个角度分析，这一冲突是_______________________________________。(3)综合表格和坐标曲线图考虑，表格中的15(mg·L－1)、25(mg·L－1)、35(mg·L－1)三个浓度中，应选择哪个浓度的异丙草胺对玉米田进行除草？__________，理由是____________________________________________。解析(1)从表格中可以看出，当异丙草胺浓度超过15(mg·L－1)时，两种叶绿素的含量均偏低，所以叶绿素的合成可能受到了抑制，玉米的光合速率下降。(2)分析表格中的数据可以看出，异丙草胺浓度过低，不影响叶绿素的含量但除草效果不好；浓度过高，除草效果好但会使叶绿素含量偏低。(3)从表格中可以看出，当异丙草胺的浓度为15(mg·L－1)时除草效果好且对叶绿素含量的影响较小。综合表格和坐标曲线图考虑，表格中的15(mg·L－1)、25(mg·L－1)、35(mg·L－1)三个浓度中，15(mg·L－1)时玉米的氧气生成速率与氧气消耗速率之间的差值较大，即净光合速率较大，玉米能较好生长，且该浓度下除草效果较好，对叶绿素含量的影响较小，故应选择15(mg·L－1)的异丙草胺对玉米田进行除草。答案(1)抑制光合速率(2)异丙草胺浓度过低，不影响叶绿素的含量但除草效果不好；浓度过高除草效果好但会使叶绿素含量偏低(合理即可)(3)15(mg·L－1)(必需有单位)该浓度下除草效果较好，对叶绿素含量影响小，且净光合速率较其他两个浓度要高，玉米能较好生长(合理即可)2．近年来，温室气体的体积上升，臭氧层空洞增大，科研人员以银杏树为材料，探讨CO2、O3及其复合作用对光合作用的影响，请回答有关问题。(1)将银杏树随机分为4组，设置不同的环境条件：A组高浓度CO2、B组高浓度O3、C组__________、D组(比照)____________。(2)探讨发觉，测定净光合速率的试验中，A组净光合速率最大，因为较高浓度的该气体能够促进光合作用中__________(过程)的进行，从而提高净光合速率。(3)Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，测量该酶活性时，应以__________为底物。科研上常将Ca2＋－ATPase酶的活性作为光合作用强度的推断依据，请从光合作用的过程分析其缘由：_________________________________。解析(1)因为要探究CO2、O3及其复合作用对光合作用的影响，因此须要设置单独O3组、单独CO2组及二者的混合物组，同时还须要设置比照试验，因此C组应是高浓度CO2和O3，D组即比照组应当是自然条件组。(2)由于已知A组净光合速率最大。与其他三组相比，A组是高浓度CO2组，因为较高浓度的该气体能够促进光合作用中暗反应(CO2固定)的进行，从而提高净光合速率。(3)据题意“Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解”，因此测量该酶活性时，应以ATP为底物。科研上常将Ca2＋－ATPase酶的活性作为光合作用强度的推断依据，从光合作用的过程分析，Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反应水解ATP，释放能量用于三碳化合物的还原，所以Ca2＋－ATPase酶的活性可以反映出暗反应的强度，即光合作用的强度。答案(1)高浓度CO2和O3自然条件(2)暗反应(CO2固定)(3)ATPCa2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反应水解ATP，释放能量用于三碳化合物的还原3．选取黄瓜幼苗进行无土栽培试验，图甲为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度改变的曲线，同学们用图乙所示装置对该试验进行模拟测定。分析试验回答下列问题：(1)图甲中试验所示黄瓜叶片在单位时间内向空气中释放的氧气量可以代表________________(填“真光合速率”或“净光合速率”)，在5～20℃的温度范围内，呼吸酶和光合酶中对温度更敏感的是__________。若一天中光照12小时，黑暗12小时，则黄瓜幼苗生长的最适温度是图中的________(填“5℃”“10℃”“15℃”“20℃”或“25℃”)，当温度低于曲线中__________点所对应的温度时，黄瓜幼苗就不能正常生长。(2)图乙是在植物接受正常光照下进行的模拟试验，烧杯中是CO2缓冲溶液，当温度由10℃上升到15℃时，液滴移动方向是________(填“左移”“右移”或“不移动”)；若E中是清水，则当温度由10℃上升到15℃时，液滴移动方向是________(填“左移”“右移”或“不移动”)。解析(1)甲图实线为黄瓜幼苗释放O2的速率改变曲线，而不是O2生成速率改变，因此代表净光合速率。光合速率的曲线比呼吸速率的曲线斜率大，所以光合酶对温度的改变更敏感。净光合速率越高白天积累有机物越多，C、D两点相等，但是因为呼吸作用消耗有机物25℃比20℃时多，所以假如一天中12小时间照，12小时黑暗那么黄瓜幼苗生长的最适温度是图中的20℃。B点净光合速率等于呼吸速率，12小时间照下光合作用积累的有机物等于12小时黑暗条件下呼吸作用消耗的有机物，低于该温度时，晚上的呼吸作用消耗有机物的量大于白天净光合积累有机物的量，植物不能正常生长。(2)测定光合速率的改变应当使装置内的CO2浓度稳定，从而测得装置中O2的改变，因此小烧杯中为NaHCO3，温度由10℃上升到15℃时，产生的O2增多，液滴向右移动。若是清水，则对装置内的气体无影响，而光合作用或呼吸作用汲取和产生的气体体积均相等，因此液滴不移动。答案(1)净光合速率光合酶20℃B(2)右移不移动4.为了探讨在相宜的光照下，CO2浓度及施氮量对植物总光合速率的影响，探讨人员选取生理状态相同的某种植物若干，分为四组，分别设置不同的CO2浓度和施氮量，测算了净光合速率(Pn)，平均结果如图所示。依据图示，回答下列问题：(1)试验中每一组种植多盆植物并进行多次测定，其目的是__________。(2)据图分析，最有利于植物积累有机物的条件组合是________。氮元素被该植物汲取后运输到叶肉细胞内可用于合成多种化合物，其中的NADH主要用于______________。(3)要达到本试验目的，还需补充的试验是_______________________(写出试验思路)。解析(1)试验中种植多盆植物并进行多次测定的目的是削减试验误差对结果的影响。(2)由题图可知，高浓度CO2和200mg·kg－1施氮量条件下净光合速率最大，最有利于积累有机物。NADH是还原型辅酶Ⅰ，可以与O2结合形成水。(3)完成试验须要算出总光合速率，所以还须要在黑暗条件下进行试验来测出植物的呼吸速率，试验思路是在黑暗条件下重复上述试验，测出各组试验条件组合下植物的呼吸速率。答案(1)削减试验误差对结果的影响(2)高浓度CO2和200mg·kg－1施氮量与O2结合形成水(3)在黑暗条件下重复上述试验，测出各组试验条件组合下植物的呼吸速率。5．图1表示光照强度和温度对水仙光合速率的影响曲线，图2为测量水仙光合速率的试验装置。请回答下列问题：(1)依据图1分析，________(填“能”或“不能”)确定水仙光合作用的最适温度在15～25℃范围内。当温度为25℃、光照强度高于B时，光照强度________(填“是”或“不是”)限制水仙光合速率的主要因素。(2)在灯泡功率肯定、温度为15℃的状况下，利用图2装置探究光照强度对水仙光合速率的影响时，图中能对应光照强度大小的指标是___________；实际操作时，还需在灯与透亮玻璃瓶之间放一盛满清水的透亮玻璃柱，这样做的目的是________________________。试验过程中，引起图2装置中有色液滴移动的缘由是____________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)改变。(3)若要用图2装置来测定水仙的呼吸类型，则应将透亮玻璃瓶进行__________处理，并将NaHCO3溶液换为NaOH溶液。若装置中的有色液滴不移动，则说明此时水仙的呼吸类型为__________；若装置中的有色液滴向左移动，则说明此时水仙的呼吸类型为_________________________________。解析(1)分析图1可知，温度为15℃时的水仙光合速率大于温度为5℃时的水仙光合速率，说明水仙光合作用的最适温度大于5℃，而温度为25℃时的水仙光合速率又小于温度为15℃时的水仙光合速率，说明水仙光合作用的最适温度小于25℃，但不能确定水仙光合作用的最适温度是大于15℃还是小于15℃。当温度为25℃、光照强度高于B时，水仙光合速率不再随光照强度的增加而增大，说明此时间照强度不是限制光合速率的主要因素。(2)在灯泡功率肯定的状况下，图中能对应光照强度大小的指标是灯泡与玻璃瓶之间的距离。在灯泡与透亮玻璃瓶之间放一盛满清水的透亮玻璃柱的目的是消退灯泡发热对玻璃瓶内温度的影响。图2装置中NaHCO3溶液可作为CO2的缓冲液，维持瓶内空气中CO2浓度的相对恒定，因此图2装置中的气压改变是由O2浓度的改变引起的。(3)若要用图2装置来测定水仙的呼吸类型，则应将透亮玻璃瓶进行遮光处理，避开光合作用的影响，同时将NaHCO3溶液换为NaOH溶液。若装置中的有色液滴不移动，则说明此时水仙只进行无氧呼吸；若装置中的有色液滴向左移动，则说明此时水仙肯定进行了有氧呼吸，可能既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，也可能只进行有氧呼吸。答案(1)不能不是(2)灯与玻璃瓶之间的距离消退灯发热对玻璃瓶内温度的影响O2浓度(3)遮光无氧呼吸同时进行有氧呼吸和无氧呼吸或只进行有氧呼吸6．温室效应是全球环境改变探讨的热点问题之一，预料到下世纪中后期，大气CO2浓度将是现在的两倍。探讨人员利用玉米和大豆探讨CO2浓度倍增对植物光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题：注：水分利用效率＝净光合速率/蒸腾速率。(1)两种植物叶肉细胞的细胞器中能够消耗水并伴随ATP生成的部位是____________________________________________。(2)在CO2浓度倍增条件下，玉米和大豆的净光合速率均上升，可能的缘由是______________________________________________________。(3)净光合速率提高和蒸腾速率降低均会使水分利用效率上升，请依据表中数据分析玉米和大豆水分利用效率上升的主要缘由是__________________________________________________________________________。解析(1)细胞有氧呼吸其次阶段发生的反应是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，同时伴随ATP生成，场所为线粒体基质，光合作用光反应阶段发生的反应是水分解成O2，同时生成ATP和[H]，场所为叶绿体的类囊体薄膜，因此两种植物叶肉细胞的细胞器中能够消耗水并伴随ATP生成的部位是类囊体薄膜和线粒体基质。(2)在CO2浓度倍增条件下，二氧化碳的浓度上升，使暗反应中二氧化碳的固定增加，从而导致C3还原增加，总光合速率上升，由表可知，玉米和大豆的净光合速率均上升。(3)净光合速率提高和蒸腾速率降低均会使水分利用效率上升，由表可知，玉米主要通过降低蒸腾作用速率提高水分利用率，大豆主要通过提高净光合速率来提高水分利用率。答案(1)类囊体薄膜、线粒体基质(2)CO2浓度上升使暗反应中CO2的固定增加，C3的还原增加(3)玉米主要通过降低蒸腾速率提高水分利用效率，大豆主要通过提高净光合速率提高水分利用效率7．如表所示为不同光照强度和土壤含水量对番茄植株光合作用的影响结果。如图表示不同O2浓度对番茄叶肉细胞呼吸强度的影响结果。回答下列问题：(1)在提取番茄叶中的色素时，为防止叶绿素被破坏，研磨时可加入适量的________________。用纸层析法分别提取液中的色素时，会得到4条色素带，从上往下看，叶绿素a、叶绿素b分别位于第________条。(2)光照减弱会使__________的含量下降，这会导致光反应产生的__________________不足，从而影响暗反应中C5的再生。若栽培番茄植株的温室所处条件为弱光、土壤含水量为80%，此时可实行________________的措施来提高番茄产量。(3)若要测定番茄叶肉细胞的呼吸强度，应在________条件下