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高考专题演练(五) 光合作用与细胞呼吸(二)
时间：45分钟 满分：70分
一、选择题(每题4分，共45分)
1．(12分)(2014•衡阳市联考一)
小麦是我国重要的粮食作物，研究小麦的结构及生理过程，有利于指导农业生产，提高产量。
(1)右图甲为小麦叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图， 其中①②③④分别表示不同生理过程，则图中X、Y分别代表的物质是________、________；④过程进行的场所是________。
(2)将小麦 植株置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃下，改变光照强度，测定CO2的吸收速率，得到图乙所示的结果，据图分析：
①当光照强度大于8 klx时，25 ℃与15 ℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2，结果应为M1________M2(填“>”“<”或“＝”)。
②栽种一株正常生长的小麦，白天光照强度控制在图乙中的1 klx，温度控制在35 ℃，则若干天后该株小麦 ________(填“能”或“不能”)正常生长，原因是
__________________________________________________________。
③请在图丙中绘出5 ℃～35 ℃条件下该植物呼吸作用速率的变化(不考虑光照对呼吸作用的影响)。
解析 本题通过植物的光合作用和细胞呼吸知识考查理解和综合运用知识的能力，难度中等。(1)由图中信息可知，①为光反应，②为暗反应，③为有氧呼吸第一阶段，④为有氧呼吸二、三阶段，其发生场所为线粒体(线粒体基质和内膜)，X为ATP，Y为丙酮酸。(2)①当光照强度大于8 klx时，25 ℃和15 ℃条件下二者净光合速率相等，两者的真光合速率25 ℃条件下更大，故M1>M2。②由图乙曲线变化可知，白天光照强度控制在1 klx、温度35 ℃时，光合作用合成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用，从全天来看有机物消耗大于积累，故植物不能正常生长。③作图时注意起止点、拐点及曲线的变化趋势。
答案 (除标明外，每空1分)
(1)ATP 丙酮酸 线粒体(或线粒体内膜和基质)
(2)①>(2分) ②不能 光照强度为1 klx时，光合作用合成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用，从全天看有机物消耗大于积累，植物不能正常生长(3分)
③如图：(3分)
2．(10分)(2014•东北四市模拟一)研究人员以某绿色植物为材料，利用多套图甲装置对影响光合作用的环境因素进行研究。
(1)为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入________，在每组给予一定温度且其他条件均相同，适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表：
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
水柱高度(mm/h) 1.0 1.7 2.5 3.2 3.7 3.5 3.0
分析水柱的高度表示的是________(填“总光合速率”或“净光合速率”)。
(2)图乙中在________点(用字母表示)有机物的积累量最多，对应的是图丙中的________点。
(3)图丙中与图乙中D点表示的含义相同的点为________。
(4)在i点时，植物体内产生ATP的场所有________。
(5)若用图甲装置来测定温度对绿色植物的有氧呼吸速率的影响，首先烧杯中应该加入试剂________，其次还要将图甲装置________处理。
解析 本题通过光合作用和细胞呼吸的相关知识考查理解和 综合运用知识的能力，难度中等。(1)既要保证图甲装置内CO2浓度的恒定，又要满足绿色植物光合作用的需求，烧杯内需加入二氧化碳缓冲液(NaHCO3溶液)；光照条件下，单位时间内水柱上升的高度表示的是植物光合作用释放的氧气和呼吸作用吸收氧气的差值，即净光合速率。(2)由图乙中的曲线变化可知，G点光合速率等于呼吸速率，G点以后 植物体内的有机物不再积累，此时有机物积累量最大，对应于图丙中的h点。(3)由图乙可知，D点是上午光合速率等于呼吸速率的时刻，其意义与图丙中的d点相同。(4)由图丙可知，i点时CO2的释放量不再变化，植物体只进行呼吸作用，此时产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。(5)若要测定温度对绿色植物的有氧呼吸速率的影响，需在黑暗条件下，且装置甲中烧杯内应加入NaOH溶液以吸收植物呼吸作用释放的CO2。
答案 (10分，除标注外每空1分)
(1)二氧化碳缓冲液(NaHCO3溶液) 净光合速率(2分)
(2)G h
(3)d
(4)细胞质基质、线粒体(2分)
(5)NaOH溶液 黑暗(遮光)
3．(14分)(2014•济南模拟)甲图表示绿色植物叶肉细胞中的部分结构，①～⑥表示物质；乙图表示该植物叶片CO2吸收量随光照强度逐渐增强的变化曲线，S1、S2、S3分别表示所属范围的面积；丙图表示在恒温密闭玻璃温室内，连续48小时测定室内CO2浓度及植物CO2的吸收速率。据图回答下列问题：
(1)叶绿体中的色素分布于________上。提取绿叶中的色素时，为保护色素，要加入的化学药品是________，其中叶绿素主要吸收________光。
(2)甲图中，在供给植物CO2后的60秒内，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7秒后的代谢产物多达12种，而5秒内的代谢产物主要是一种物质，该物质最可能是________(填图中序号)。
(3)若该绿色植物长时间处于黑暗状态：则甲图中①→②→①的循环________(填“能”或“不能”)进行，原因是
________________________________________________________________________。
(4)当光照强度处于乙图中的D点时，甲图中⑥的去向是________。
(5)乙图中0～D间此幼苗呼吸作用消耗有机物的量为________，光合作用有机物的净积累量为________。(用 S1、S2、S3表示)xkb1
(6)丙图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有________个，叶绿体吸收CO2速率最大的时刻是第________小时，前24小时比后24小时的平均光照强度________。
(7)如果使用相同强度绿光进行实验，丙图中c点的位置将________(填“上移”“下移 ”或“不变”)。
解析 本题考查光合作用和呼吸作用等知识，难度中等。(1)光合色素分布在类囊体薄膜上，提取色素加碳酸钙可保护色素不被破坏，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(2)由图和信息可知，二氧化碳被细胞吸收后主要用于合成C3化合物，即②。(3)甲图中的①→②→①表示二氧化碳的固定和还原的过程，②→①需要光反应生成的[H]和ATP，若长期黑暗，此过程不能 进行。(4)乙图中的D点，光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气除直接通过自由扩散运输到线粒体用于呼吸 作用外，多余的氧气会扩散到空气中。(5)乙图中呼吸作用消耗有机物的量为S1＋S3，光合作用生成的有机物总量为S3＋S2，光合作用净积累量为S2－S1。(6)从二氧化碳含量浓度升降的转折点，直接读出呼吸速率和光合速率相等的时间点有6、18、30和42点，共4个点，从二氧化碳吸收速率曲线可直接读出最大值，为实验36小时时，吸收CO2速率最大；前后24小时，温度不变，呼吸总消耗不变，对比a、b、c三点，可推知，后24小时光合速率大于呼吸速率，前24小时，光合速率等于呼吸速率，故前24小时比后24小时平均光照强度要弱。(7)若利用绿光进行实验，光合强度会更弱，环境中二氧化碳会更多，c点上移。
答案 (14分，除标注外每空1分)
(1)类囊体(基粒)膜 CaCO3 红光和蓝紫
(2)②
(3)不能 没有光反应提供的ATP与[H]，暗反应不能进行
(4)扩散到线粒体和外界
(5)S1＋S3 S2－S1 (2分)
(6)4 36 弱
(7)上移
4．(14分)(2014•南昌模拟二)菰的茎基部膨大可作蔬菜食用，称茭白。科学家对菰的光合作用特性进行研究，将菰的倒数第三片功能叶片在不同温度和光照强度下进行离体培养，利用红外CO2分析仪分析CO2的变化，所得结果如下图所示：
根据图甲回答问题：
(1)在温度为________时，菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同。
(2)若光照和黑暗各占一半，且光照时的光照强度一直和图甲中的光照强度一样，则菰在10 ℃时生长状况为________。
A．干重将减轻 B．干重将增加
C．干重不变 D．无法判断
(3)用CO2消耗来表示，35 ℃时菰叶片的真实光合速率约为________μmol•m－2•s－1。
科学家进一步制作出了光饱和点和光补偿点与温度的对应关系图如图乙、图丙所示，根据图甲、图乙、图丙，回答问题：
(4)图乙表示的是温度为________℃时的实验结果。
(5)种植菰的最适条件是温度________℃，光照强度________(μmol•m－2•s－1)。
(6)研究发现，在一天中，菰叶片细胞间隙中CO2的浓度和净光合速率的值呈现出负相关性，请简要解释出现这种现象的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 本题考查光合作用和细胞呼吸，难度较大。(1)净光合速率为0时，表示光合速率与呼吸速率相等，对应的温度为3 ℃、50 ℃。(2)在10 ℃时净光合速率(代表积累有机物的速率，约为6)大于呼吸速率(为1.5)，因此，植物的干重增加。(3)真实光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，35 ℃时的真实光合速率＝20＋4.5＝24.5。(4)图乙显示光饱和时净光合速率约为21，图甲中净光合速率约为21时，对应的温度为30 ℃，因此，图乙表示的是30 ℃时的实验结果。(5)在某一温度下植物的净光合速率最大时，该温度最适合植物生长，因此，该植物的最适温度为30 ℃(根据图甲判断)；根据图乙，在光照强度为1 040 μmol•m－2•s－1时，植物的净光合速率达到最大值，这一光照强度既能保证植物生长速度最快，也能避免光能的浪费。(6)净光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在叶片间隙中(外界环境中)的二氧化碳浓度就越低。
答案 (14分，每空2分)
(1)3 ℃、50 ℃
(2)B
(3)24.5
(4)30
(5)30 1 040
(6)净光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在叶片间隙中(外界环境中)的二氧化碳浓度就 越低
5．(20分)(2014•重庆调研一)盐胁迫是指在高盐度环境中，植物生长受到影响。当今，世界上约20%的耕地和50%的灌溉地正在受盐分的影响，低浓度的盐胁迫能刺激植物产生应激反应，通过提
高一些生理生化的代谢过程抵抗盐胁迫。亚精胺(Spd)是一类含有氨基的化合物，能增强植物的抗逆性。某课题组研究了外源亚精胺对不同浓度NaCl胁迫下黄瓜的缓解效应。
实验步骤：
将生长状况一致的黄瓜幼苗随机均分为10组，1～5组分别用质量分数为0、20 mmol/L、60 mmol/L、100 mmol/L、140 mmol/L的NaCl处理，另外5组在不同浓度的NaCl处理的基础上再喷施等量的0.1 mmol/L Spd。
五天后用氧电极法测定植物组织的光合速率与呼吸速率(用氧气的释放量和吸收量表示)。实验结果记录如下表：
回答下列问题：
(1)该实验的自变量有________。在NaCl浓度为0时，对照组氧气产生的速率是________μ mol/(m2•s)。
(2)随着NaCl浓度的增加，黄瓜幼苗的呼吸作用速率变化趋 势是________。条件都适宜，用100 mmol/L NaCl处理的黄瓜幼苗在每天光照12小时情况下，能否正常生长？______ __。
(3)课题小组成员从用高浓度的NaCl处理的黄瓜幼苗中，分离出一株抗盐胁迫较强的植株。高浓度的NaCl对该植株的形成起了________________________________________________________________________________作用。
(4)从表中数据分析，在高盐胁迫下，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，使植物因缺水而引起部分气孔关闭，导致________________________________________________________________________，
从而使黄瓜幼苗暗反应明显减弱。同时由于______的分解加快，影响植物光反应阶段中光能的吸收和转换。
(5)氧电极法是科研单位测定植物组织的光合速率与呼吸速率较常用的方法，在测定净光合速率时，需将实验装置置于适宜的光照下；在测定呼吸速率时，需将实验装置进行________处理。该条件下，植物细胞产生二氧化碳的部位是________。
(6)实验结论：________________________________________________________________________。
解析 本题考查高中生物实验设计原则和细胞代谢相关知识，难度中等。(1)题中实验目的是探究外源亚精胺对不同浓度NaCl胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应，自变量为是否喷施亚精胺溶液和不同浓度NaCl溶液；对照组NaCl浓度为0且未加入亚精胺，此时的净光合速率为11.21，呼吸速率为4.52，总光合速率11.21＋4.52＝15.73，即氧气产生的速率为15.73 μmol/(m2•s)。(2)在NaCl浓度为0时，细胞呼吸速率为4.52，随着NaCl浓度的升高，细胞呼吸速率依次为4.61、3.36、1.08、0.91，说明随着NaCl浓度的升高，细胞呼吸速率先升高后降低；NaCl浓度为100 mmol/L时，细胞呼吸速率为1.08，净光合速率为5.35，每天光照12小时，白天光照积累的有机物大于晚上呼吸作用消耗的有机物，植物能正常生长。(3)高浓度的NaCl溶液对黄瓜幼苗具有选择作用，抗盐胁迫较强的植株能够存活下来，不具备抗盐胁迫的植物或者抗盐胁迫能力较弱的植物不能存活。(4)高盐胁迫条件下，植物因缺水而引起部分气孔关闭，导致CO2吸收量减少，使暗反应减弱；根据表格数据，在NaCl浓度大于20 mmol/L条件下，叶绿素含量逐渐减少，说明高盐胁迫可导致叶绿素的分解加快，影响光反应阶段中光能的吸收和转换。(5)测定细胞呼吸速率应在避光条件下进行，以排除光合作用吸收二氧化碳或制造氧气对实验结果的干扰；在线粒体基质中进行的有氧呼吸第二阶段，丙酮酸与水反应生成二氧化碳，即植物细胞产生二氧化碳的部位是线粒体基质。(6)对表格中相同NaCl浓度下添加亚精胺和未添加亚精胺的数据进行对比分析，不同浓度NaCl下添加亚精胺的实验组净光合速率、呼吸速率、叶绿素含量、细胞鲜重、细胞干重均大于未添加亚精胺的对照组，说明亚精胺能够缓解高盐胁迫。
答案 (20分，每空2分)
(1 )不同浓度的NaCl溶液、是否喷施0.1 mmol/L Spd 15.73
(2)先增加后降低(
其他答案不给分) 能(正常生长)
(3)选择
(4)CO2吸收(固定)量减少(答CO2浓度减少不给分) 叶绿素
(5)遮光或黑暗 线粒体基质(
其他答案不给分)
(6)亚精胺能缓解盐胁迫
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