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高考微题组一　细胞呼吸与光合作用
1.菊苣是生长在林下、高产优质的饲用牧草。巨桉凋落叶在分解过程中会释放某些小分子有机物。为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响,科研人员先将长势一致的菊苣幼苗移植到巨桉凋落叶含量不同的土壤中,一段时间后测定菊苣各项生理指标,结果见下表。请分析回答下列问题。
分组处理
菊苣生理指标
每个盆土壤
中凋落叶含量g
10株植株
干重g
每克叶片中
光合色素含量mg
形成C3的效率〔μmolCO2·
(m2·s)-1〕
净光合速率〔μmolCO2·
m2·s)-1〕
对照组
0
7.78
2.74
0.040
9.77
实验组1
30
3.60
2.28
0.040
7.96
实验组2
90
1.14
1.20
0.028
4.76

(1)菊苣幼苗细胞内参与光反应、暗反应的酶分别分布在叶绿体的　　　　　　　　　　　　、　　　　　。 
(2)实验组1与对照组相比,菊苣幼苗的净光合速率　　　　　。可能的原因是土壤中的巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物使　　　　　　　　　　　　　含量降低,直接导致　　　　　反应减弱。 
(3)实验组2与实验组1相比,菊苣幼苗净光合速率受影响的原因还可能是当　　　　　　　　　　　　　　　时,其释放的高浓度小分子有机物能抑制酶活性或影响　　　　　　　　　　　　　　　过程,使暗反应中的　　　 　　　　过程受阻,导致光合速率下降。 
2.在生态系统的物质循环中,叶绿体和线粒体两种细胞器扮演着非常重要的角色。图1~3分别表示温度、光照强度和CO2浓度对某一正常生长的植物代谢的影响(在研究某环境因素对该植物代谢的影响时,其他条件均为最适状态)。

(1)图1中的两条曲线分别代表某植物的真正光合作用速率和细胞呼吸速率,则表示真正光合作用速率的是　　　　　　　(填“曲线a”或“曲线b”);比较两曲线可看出,与　　　　　　　　有关的酶对高温更为敏感。 
(2)结合图1、图2中植物的CO2吸收相对量是在温度为　　　　　时测定的。 
(3)对于图2和图3而言,与图1的两曲线交点含义相同的点分别是　　　　和　　　。当细胞间隙的CO2浓度处于XZ段时,随着CO2浓度的增加,不考虑CO2浓度对呼吸作用的影响,叶绿体内固定CO2的反应速率　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
(4)如果将该植物放在一个密闭的装置中,并对该装置进行黑暗处理,测得该装置中CO2释放量>O2吸收量且O2吸收量=0,则该植物中进行的相关反应的反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
〚导学号74540149〛

3.为探究影响光合作用强度的因素,某实验小组将一定量的小球藻浸入盛有适宜培养液的两支试管中,1号试管和2号试管的CO2浓度分别设置为0.05%和0.03%,以白炽台灯作为光源,移动台灯改变光源与试管的距离进行实验。根据实验结果绘制成图中曲线1、曲线2(净光合速率用每小时O2的释放量表示)。请分析回答下列问题。
(1)测定净光合速率除了测定O2释放量外,还可以测定　　　　　　　　　　吸收量。 
(2)据图可知,限制D点净光合速率的主要因素是　　　　　　　　　　,限制EF段净光合速率的主要因素是　　　　　　　　　。F点的含义是　 
　。 
(3)该小组又做了探究小球藻最适生长温度的预实验,实验结果见下表(CO2浓度为0.05%)。请根据预实验的结果,分析并设计探究实验思路。
温度/℃
10
20
30
40
50
光照下释放O2/(mg·h-1)
9.67
14.67
19.67
21.67
19.33

①在实验过程中控制自变量的方法是 

　。 
②该实验中还应控制好的两个主要无关变量是 
　。 
③预实验中温度为　　　　℃时,光合速率最大。此时,叶绿体中ADP的移动方向是　 
　。 
〚导学号74540150〛
4.图1表示空气中的CO2含量对某绿色植物光合作用的影响,图2表示一天24 h蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线(水平虚线为实验开始时大棚内的CO2浓度)。据图回答下列问题。

(1)两图中光合作用强度和呼吸作用强度相等的点有　　　　　　,此时细胞中能产生[H]的部位有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。图2中积累有机物最多的点是　　　　。 
(2)经过24 h后,大棚内植物有机物的含量会　　　　(填“增加”“减少”或“不变”)。据图分析原因是　 

　。 
(3)图2中A点所进行的生理反应表达式为 
　。 
(4)图1中限制N点的主要外界因素是　　　　　　　　　和　　　　。N点时叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)若将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,下列有关说法正确的是　　　　。 
A.甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同
B.甲、乙两叶片的光合作用强度在一段时间后都将逐渐下降
C.若实验一段时间后,甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低,则甲叶片的呼吸作用强度一定比乙低
D.若实验一段时间后,甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低,则甲固定CO2的能力较弱
(6)某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验后,绘制了四种光合色素在滤纸上的分离情况(如图3所示),据图分析,溶解度最大的色素是　　　　　　(填序号)。 

另一同学由于研磨绿叶过程中粗心大意,漏加了某些试剂或药品,导致实验结果不理想(如图4所示),请指出该同学漏加的试剂或药品是　　　　　　　　 　　　　。 
5.(1)科学家用菠菜作实验材料,首次研制成功一种固态太阳能电池。在光照条件下,叶绿体中一部分叶绿素a能把　　　　　　　　　　　　　传输到有机半导体上,完成电池的生成。在这一过程中,直接参与电池生成的结构是叶绿体中的　　　　　　　　　　,同时该结构上的　　　　　　　　　　　　　的合成受到抑制。 
(2)为了探究菠菜呼吸强度的变化规律,研究人员在不同的温度、氧气条件下,测定新鲜菠菜叶的二氧化碳释放量(表中为相对值),其数据如下表所示。请据表分析回答下列问题。
　O2/%　CO2温度/℃
0.1
1.0
3.0
10.0
20.0
40.0
3
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10
31.2
53.7
5.9
21.5
33.6
32.6
20
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
67.2
30
59.8
21.4
8.8
56.6
100
102
40
48.2
17.3
7.1
42.4
74.2
73.5

①为了使实验数据真实反映呼吸强度的变化,该实验应在　　　　　　　　　　　　　　　　　条件下进行。 
②分析表中的实验数据,发现在温度、氧含量分别为　　　　　　　　　　的条件下所测数据最可能是错误的。 
③表中数据反映:当氧含量从20%上升到40%时,植物的呼吸强度保持相对稳定,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。如果要探究菠菜叶呼吸的最适温度,应该在　　　　　　　　温度范围内再设置系列温度梯度进行实验。 
④就表中数据分析,蔬菜贮藏的最佳环境条件是　　　　　　　　　　　　　　。此条件下植物细胞内二氧化碳的产生场所是　。 
〚导学号74540151〛
6.寒富苹果叶片发育良好是果树产量和品质的基础,通过对寒富苹果叶片发育过程中光合特性的研究,探索叶片发育过程中光合生产能力,可为寒富苹果的栽培管理提供科学依据。以下是某研究小组的研究结果,请据此回答相关问题。

图1

图2
(1)为探究叶片发育过程中的光合生产能力,最好选择晴天做净光合速率的测定,并于9:00~11:00左右测定。可根据　　　　　　　　　　的释放量来衡量净光合速率。在叶肉细胞中消耗O2的部位是　。 
(2)图1显示,萌发后,叶面积在一段时间内不断扩大,这主要是细胞　　　　　　　　　　的结果。在叶片发育的过程中,其净光合速率逐渐升高可能与两个因素有关,一是光合结构逐渐完善,　　　　　　　　逐渐增强;二是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的　　　　　　　　　　　　　　　　　增加量较少。 
(3)光补偿点是指当光合作用强度等于细胞呼吸强度时的光照强度。在光补偿点能产生ATP的细胞器有　　　　　　　　　　　　　　　　。由图2可知,寒富苹果叶片的光补偿点与　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(因素)有关。随着叶片的发育,寒富苹果果树对弱光的利用能力　　　　(填“增强”或“减弱”)。 
〚导学号74540152〛

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高考微题组一
1.答案:(1)类囊体薄膜(基粒)　基质
(2)降低　光合色素　光
(3)巨桉凋落叶含量高　CO2的吸收(气孔开放)　CO2固定
解析:(1)光反应场所是叶绿体类囊体薄膜,因为类囊体薄膜上分布着与光合作用有关的色素。(2)由表格中数据可知,净光合速率下降。光合色素在光合作用中能吸收光能,所以净光合速率下降的原因可能是色素含量下降,光反应减弱。(3)实验组2与实验组1相比,土壤中凋落叶含量较高(90大于30),说明巨桉叶片密度大,其释放的高浓度小分子有机物能抑制酶活性或影响CO2的吸收(气孔开放)过程,使暗反应中的CO2固定过程受阻,导致光合速率下降。
2.答案:(1)曲线a　光合作用　(2)30 ℃　(3)D　G　增大　(4)C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
解析:(1)已知两曲线分别表示真正光合作用速率和细胞呼吸速率,根据题干信息可知,植物正常生长,且测定温度对植物光合作用的影响时光照条件是最适的,故曲线a应表示真正光合作用速率。另外,曲线a(真正光合作用速率)的峰值对应的温度较低,所以与光合作用有关的酶对高温更为敏感。(2)图1中植物的最大光合速率为8,是在30 ℃条件下测得的,而图2中植物的实际光合速率的最大值也为8,故图2中的数值是在30 ℃时测得的。(3)图1的两曲线交点表示该植物的光合作用速率等于细胞呼吸速率,而对于图2和图3而言,D、G可表示与之相同的含义。根据图3可知,当CO2浓度处于XZ段时,随着CO2浓度增加,纵坐标的数值变大,即净光合速率增大,由于题干信息“不考虑CO2浓度对呼吸作用的影响”,叶绿体固定CO2的反应速率随CO2浓度的增加而增大。(4)在黑暗的环境中,植物只进行细胞呼吸,不进行光合作用。当O2吸收量=0时,表示该植物只进行无氧呼吸,又因为有CO2的释放,说明该植物无氧呼吸产生酒精和CO2。
3.答案:(1)单位时间CO2
(2)CO2浓度　光照强度　植物光合作用速率等于细胞呼吸速率
(3)①用水浴锅依次控制好温度,必须设40 ℃组,另外在30~40 ℃、40~50 ℃各至少设置一组　②光照强度(光照时间和距离)、小球藻的数量　③40　从叶绿体基质到类囊体薄膜
解析:(1)可以用CO2的吸收量表示净光合速率。(2)BD段净光合速率相等,说明光照强度不是限制因素,而AC段对应的净光合速率大于BD段,所以,限制D点光合速率的主要因素是CO2浓度。EF段表示光源距离试管越远,净光合速率越小,则限制EF段光合作用的主要因素是光照强度。(3)表中的自变量是温度,控制温度可以采用水浴锅。分析表中数据,40 ℃时O2的释放速率最大,因此预实验时,该温度条件下小球藻光合速率最大,则设置温度时必须设置该温度,然后在30~40 ℃和40~50 ℃各至少设置一组。该实验中需控制光照强度、小球藻数量、CO2浓度等无关变量。进行光合作用时,叶绿体中ADP从叶绿体基质中向类囊体移动。
4.答案:(1)M、D、H　细胞质基质、叶绿体、线粒体　H
(2)增加　I点CO2浓度低于A点,说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物
(3)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(4)光照强度　温度　从叶绿体基质到类囊体薄膜
(5)B
(6)丁　碳酸钙(CaCO3)
解析:(1)在图1中,M点为光合作用补偿点,在图2中,D点CO2浓度最高,H点CO2浓度最低,这两个时刻光合作用强度与细胞呼吸强度相等,此时细胞内既进行光合作用又进行细胞呼吸,产生[H]的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。图2从D点到H点,CO2浓度一直在下降,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度,有机物在积累,到H点时,积累最多。(2)观察整条曲线,可以看出,24时的I点CO2浓度略低于0时A点,说明总的来说,光合作用合成的有机物大于呼吸作用消耗的有机物,大棚内植物有机物的含量会略有积累。(3)在A点,植物细胞在氧气充足的情况下进行有氧呼吸,书写反应式时注意箭头和反应条件的准确性。(4)图1中N点为CO2饱和点,CO2不再影响光合作用强度,这时光照强度和温度会对光合作用强度产生影响;N点正在进行光合作用,叶绿体中的ADP会由叶绿体基质向类囊体薄膜运动。(5)甲、乙是两种不同的植物,因此两叶片的光合作用强度不一定相同,A项错误;由于甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,都能进行光合作用,所以随着时间的推移,小室中的CO2越来越少,导致光合作用强度都逐渐下降,B项正确;由于密闭小室中CO2浓度的变化与光合作用和细胞呼吸都有关,所以无法判断甲叶片和乙叶片细胞呼吸强度的高低,C项错误;如果一段时间后,甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低,则说明甲固定CO2的能力较强,D项错误。(6)色素的扩散距离与色素的溶解度有密切的关系,丁扩散距离最远,说明其溶解度最大。观察图4,可以看到有其他色素,而没有叶绿素,说明研磨时没有加碳酸钙,破坏了叶绿素。
5.答案:(1)光能转化为电能　类囊体薄膜　ATP、NADPH(或[H])
(2)①遮光(无光、黑暗)　 ②10 ℃、1.0%　③受酶的数量限制(或受线粒体数量限制)　20~40 ℃　 ④温度3 ℃、氧含量3.0%　细胞质基质、线粒体(答一个不可)
解析:(1)少数特殊状态的叶绿素a能够将光能转变为电能,场所是叶绿体中的类囊体薄膜;产生的电能主要用于电池的生成,所以ATP和[H]的合成受抑制。(2)①测定细胞呼吸强度时应排除光合作用的干扰,所以实验应在黑暗条件下进行。②分析表中数据可看出:温度为10 ℃、氧含量为1.0%时数据可能有误。③氧含量从20%上升到40%,细胞呼吸强度保持相对稳定的主要原因是受线粒体的数量或酶的数量限制;由表中数据可推测与细胞呼吸强度相关酶的最适温度在30 ℃左右,因此应在20~40 ℃范围内继续实验。④CO2释放量在温度为3 ℃、氧含量为3.0%时最小,所以是蔬菜贮藏的最佳环境条件。此时既可以进行有氧呼吸,又可以进行无氧呼吸,所以此条件下植物细胞内能够产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体。
6.答案:(1)单位时间O2　线粒体内膜
(2)增殖与分化　光合作用　细胞呼吸(有氧呼吸)
(3)线粒体和叶绿体　叶片萌芽后时间(叶龄)　增强
解析:(1)可以用单位时间内O2的释放量来表示净光合速率,叶肉细胞中消耗O2的过程为有氧呼吸第三阶段,利用O2的场所为线粒体内膜。(2)叶片增大是细胞增殖、分化的结果。净光合作用增加,一是光合作用强度增加,二是细胞呼吸强度增加幅度小于光合作用增加幅度。(3)光补偿点为光合作用强度与细胞呼吸强度相等的点,在该点产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。分析图2,植物萌芽后的时间长短不同,光补偿点不同;在相同光照强度下,叶龄较大的叶片光合作用强度较大。