2024高考生物增分集训练1光合作用和细胞呼吸的基本原理含解析VIP

PAGEPAGE6集训1光合作用和细胞呼吸的基本原理1．探讨发觉，植物的Rubisco酶具有“两面性”，CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用；O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变更后到线粒体中会产生CO2，这种植物在光下汲取O2产生CO2的现象称为光呼吸。请回答下列问题：(1)在较高CO2浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是__________，该产物被还原生成糖类的过程还须要________________(物质)。Rubisco酶的“两面性”与酶的________________(特性)相冲突。(2)与光呼吸相区分，探讨人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。从反应条件上看，光呼吸须要光，暗呼吸___________________________；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体和线粒体中，暗呼吸发生在___________________中。(3)夏季中午，部分植物会出现“光合午休”现象，此时间合作用速率明显减弱，而CO2产生速率明显增加，其中CO2产生速率明显增加缘由是__________________________________________________________。解析(1)当CO2浓度较高时，Rubisco酶催化C5与CO2反应，产物是C3。C3的还原须要[H]和ATP。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，因此Rubisco酶的“两面性”与酶的专一性相冲突。(2)“暗呼吸”即有氧呼吸在有光和无光的条件下均能进行，其场所是细胞质基质和线粒体。(3)夏季中午的环境温度过高，蒸腾作用过于旺盛，水分散失严峻，植物气孔关闭，导致叶片内CO2浓度较低，O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变更后到线粒体中会产生CO2，光呼吸增加，CO2产生速率明显增加。答案(1)C3[H]和ATP专一性(2)有光无光都可以进行细胞质基质和线粒体(3)“光合午休”现象与气孔关闭有关，气孔关闭会阻挡O2溢出叶片，高氧浓度下产生光呼吸现象，导致CO2产生速率明显增加2．某探讨小组以番茄植株为材料进行相关探讨，结果如图所示。请回答问题：(1)甲图中，与P点相比，导致Q点单株番茄光合强度较低的外因主要是_______________(写出二种)。(2)图乙中，C点时叶绿体内ATP的移动方向是_________________，F点时叶肉细胞中能产生ATP的细胞器是____________________。(3)将对称番茄叶片的左侧遮光、右侧曝光(如图丙)，并采纳适当的方法阻挡两侧之间的物质转移。经黑暗处理后，在相宜光强下照耀12小时，从两侧截取等面积的叶圆片，烘干后称重并计量为a和b(单位：g)，则截取的右侧叶圆片12小时间合作用制造的有机物量为________________g。(4)给番茄植株浇灌Heq\o\al(18,2)O，一段时间后发觉叶肉细胞中出现了(CHeq\o\al(18,2)O)。请写出它们在细胞内转化的基本途径：______________________________(用箭头加文字的形式)。解析(1)由甲图可知种群密度越大，光合作用速率越低，因此在实际生产中要合理密植，密度增大接受的光照强度会减弱，二氧化碳浓度也会降低。甲图中由图可知Q点时的种植密度比P点大，故影响光合作用的主要外界因素有光照强度和二氧化碳浓度。(2)在C点时，叶绿体中类囊体薄膜上光反应产生的ATP用于叶绿体基质中还原C3，所以ATP的移动方向为类囊体薄膜到叶绿体基质。F点时，光合作用等于呼吸作用，所以叶肉细胞中能产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体。(3)假设原来的质量为x,12小时后x－a代表这阶段的呼吸作用，b－x代表这阶段的净光合作用，所以(b－x)＋(x－a)＝净光合作用＋呼吸作用＝b－a，代表了这12小时内的真正光合作用，即12小时右侧截取部分光合作用制造的有机物总量。(4)水既是光合作用的反应物，也是有氧呼吸的反应物和产物，故Heq\o\al(18,2)O先参加有氧呼吸，生成二氧化碳，二氧化碳经过固定后生成三碳化合物，三碳化合物经过还原，最终生成(CHeq\o\al(18,2)O)。答案(1)光照强度、CO2浓度(2)(叶绿体)类囊体薄膜到叶绿体基质叶绿体、线粒体(3)b－a(4)Heq\o\al(18,2)O→C18O2→C3→(CHeq\o\al(18,2)O)或Heq\o\al(18,2)O→C18O2→(CHeq\o\al(18,2)O)3．如图表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内O2汲取和释放速率的变更示意图(单位：mg/h)，A、C点对应时刻分别为6时和19时。请回答下列问题：(1)C点时，消耗氧气的场所是________________，写出该反应式________________________________________________________。(2)图中限制B点的主要内部因素是____________________________。(3)图中24小时内有机物积累在________点达到最大值，该植物1小时最多能合成葡萄糖______mg。(4)大棚种植时，若不变更光合速率要增大一昼夜有机物的积累量，请写出两种方法：_____________________________________________。解析(1)有氧呼吸消耗氧气在第三阶段，场所是线粒体内膜，反应式为24[H]＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())12H2O＋能量。(2)B点达到光合作用的最大速率，所以限制B点的主要内部因素是光合色素和与光合作用有关的酶。(3)光合作用大于细胞呼吸的时段是6～19时，即C点时有机物积累量达到最大值；植物1小时生成氧气的量＝呼吸消耗氧气的量＋净光合释放氧气的量，B点时达到最大光合速率，此时呼吸耗氧12mg/h，净光合释放氧气为44mg/h，依据合成1mol葡萄糖可生成6mol氧气，可知1h内最多能合成葡萄糖(12＋44)×180/(32×6)＝52.5(mg)。(4)大棚种植时，若在不变更光合速率的状况下增大一昼夜有机物的积累量，可以通过延长光照时间，增加光合作用的时间，也可以通过夜间适当降低温度，削减呼吸消耗来实现。答案(1)线粒体内膜24[H]＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())12H2O＋能量(系数不作要求，条件、反应物、产物、能量完整即可)(2)光合色素和与光合作用有关的酶(3)C52.5(4)延长光照时间；夜间适当降低温度4．菠萝植株的叶肉细胞在干旱条件下有一个很特别的CO2同化方式，夜间气孔开放，汲取CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，如图所示。下表是在土壤中不同含水量的条件下，测得的菠萝植株的部分生理特征。依据相关内容回答下列问题：(1)图中，能参加CO2固定的物质有________________。PGA即暗反应中的________________。(2)干旱条件下，白天当光照、温度等相宜时，菠萝叶肉细胞的光合速率最可能________(填“小于”“等于”或“大于”)呼吸速率，缘由是______________________________________________________________。(3)干旱条件下，菠萝叶肉细胞夜间pH会有所下降，缘由是_________________________________________________________。(4)表中X组起________作用。据表分析，在干旱环境条件下，菠萝产量会降低，缘由是____________________________________________________。解析(1)由图示可知，参加CO2固定的物质有PEP和C5，分析图中PGA所处的位置及参加的反应可知，PGA即C3。(2)由于干旱条件下，白天菠萝植株叶肉细胞的气孔关闭，不与外界环境进行气体交换，而光照、温度相宜，光合作用消耗的CO2来自叶肉细胞自身呼吸产生的CO2和苹果酸经脱羧作用产生的CO2，说明叶肉细胞经光合作用消耗的CO2多于其经细胞呼吸产生的CO2，故叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率。(3)干旱条件下，由于夜间菠萝叶肉细胞汲取CO2合成苹果酸并储存在液泡中，故pH会有所下降。(4)由表格数据可知，X组为相宜的土壤含水量，起到了比照作用，在干旱环境条件下，菠萝产量会降低的缘由为叶面积减小，叶绿素含量下降，光合作用减弱，产生的有机物削减。答案(1)PEP、C5C3(2)大于光合作用中CO2的汲取量大于细胞呼吸中CO2的释放量(合理即可)(3)夜间菠萝叶肉细胞汲取CO2合成苹果酸并储存在液泡中(合理即可)(4)比照干旱条件下，菠萝植株的叶面积减小，叶绿素含量下降，光合作用减弱，产生的有机物削减(合理即可)5．(2024·全国卷Ⅱ)回答下列与生态系统相关的问题。(1)在森林生态系统中，生产者的能量来自________，生产者的能量可以干脆流向______________________(答出2点即可)。(2)通常，对于一个水生生态系统来说，可依据水体中含氧量的变更计算诞生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份干脆测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本试验中C与A的差值表示这段时间内______________________；C与B的差值表示这段时间内______________________；A与B的差值表示这段时间内___________________________________________________________。解析(1)生产者通过光合作用将太阳能转化成化学能，固定在所制造的有机物中，生产者制造的有机物中的能量可以通过被初级消费者摄入而干脆流向初级消费者，其残枝败叶和初级消费者粪便(属于生产者的同化量)中的能量可干脆流向分解者。(2)此为“黑白瓶法”测定植物的光合速率，A为甲、乙两瓶中O2起始含量，甲瓶不透光，生产者只进行呼吸作用，若干小时后测定甲瓶中O2含量为B，A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量；乙瓶透光，生产者既进行光合作用又进行呼吸作用，若干小时后测定乙瓶中O2含量为C，C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用释放的O2量；乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较，C与B的差异是由生产者的光合作用造成的，所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。答案(1)太阳能初级消费者、分解者(2)生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量6．在光合作用中NADP＋与NADPH可相互转化(如图1)。为探究外界因素对植物绿叶中NADP＋含量的影响，取某双子叶植物小圆叶片等量分为3组，进行以下试验：组别处理甲组25℃，光照1h→黑暗5min→重新光照乙组25℃，光照1h→黑暗5min→不再光照丙组42℃，光照1h→黑暗5min→重新光照各组均黑暗处理5min后起先测定NADP＋含量，结果如图2。回答下列问题：图1图2(1)NADPH转化为NADP＋的过程发生在叶绿体的____________中(填场所)。(2)图2中________(填“a与d”“d与e”或“c与f”)NADP＋含量的差异，反映出高温(42℃)抑制该植物的暗反应。(3)ab段NADP＋含量下降的缘由是_______________________________。(4)资料显示：抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致NADP＋含量削减。请在上述试验的基础上，补充试验加以验证(简要写出试验思路即可)：______________________________________________________。解析(1)分析图1可知，NADPH在暗反应过程中转化为NADP＋，该过程发生在叶绿体基质中。(2)要反映高温(42℃)抑制该植物的暗反应，须要将高温(42℃)与常温(25℃)下的试验结果进行比照，其他条件应相同，因此应将丙组与甲组作比照，即比较图2中a与d点的NADP＋含量的差异。(3)NADP＋在光合作用的光反应中参加生成NADPH，导致NADP＋含量下降；暗反应中NADPH可以转换为NADP＋，导致NADP＋含量上升。黑暗处理初期暗反应中NADPH转换为NADP＋积累了NADP＋，重新光照时，光反应快速生成NADPH，大量消耗NADP＋，而暗反应过程中生成NADP＋相对较少，因此黑暗5min后再重新光照，ab段NADP＋含量下降。(4)要验证抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致NADP＋含量削减，可增设1组试验，加入抗霉素A，其他条件与甲组相同，测定NADP＋含量并与甲组比较；或取同种植物小圆叶片若干，等量分为2组：一组加入抗霉素A，另一组不加；在光照、25℃等相宜条件下，测定叶片中的NADP＋含量，比较两组的结果。答案(1)基质(2)a与d(3)黑暗处理初期暗反应积累了NADP＋，重新光照时，光反应快速生成NADPH，消耗NADP＋，而暗反应中消耗的NADPH相对较少(4)增设1组试验，加入抗霉素A，其他条件与甲组相同，测定NADP＋含量，与甲组进行比较(或取同种植物小圆叶片若干，等量分为2组：一组加入抗霉素A，另一组不加；在光照、25℃等相宜条件下，测定叶片中的NADP＋含量，比较两组的结果)7．某科研人员探讨不同遮光处理对白桦光合作用生理特性的影响结果如图。(1)叶片中叶绿素含量是维持植物正常光合作用的主要指标，叶绿素主要存在于白桦叶片的__________________(详细部位)上，通过上图的结果发觉白桦叶绿素含量随__________________而增加，提高了白桦在弱光环境下的捕光实力。探讨发觉植物体内的叶绿素处于不断的合成和分解中，请从该角度去说明叶绿素含量增加的缘由：_________________________________________。(2)叶绿