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【生物新高考一輪復習】
熱點微練11　光合作用與細胞呼吸的綜合運用
1.(2021·貴陽市質檢)科學家將小球藻裝在一個密閉透明的玻璃容器中，通過一個通氣管向玻璃容器中通入CO2，通氣管上有一個開關，可控制CO2的供應，容器周圍有光源，通過控制電源開關來控制光照的有無。請回答下列問題：
(1)在探究環境因素對光合作用影響的實驗過程中，科學家得到如圖所示曲線。圖中改變的條件是________(“停止光照”或“停止CO2供應”)，簡述判斷理由：__________________
________________________________________________________________________。
(2)科學家向小球藻培養液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同時間的光照，結果如下表。根據表中實驗結果分析回答下列問題：
實驗組別 光照時間/s 放射性物質分布
甲 2 大量3 磷酸甘油酸(三碳化合物)
乙 20 12種磷酸化糖類
丙 60 除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等
①本實驗利用小球藻研究的是光合作用的________(填“光反應”或“暗反應”)階段。
②每組照光后需將小球藻進行處理，使酶失活，其目的是________________，這樣測定的數據才能準確反映光照時間內放射性物質的分布。
③14CO2進入葉綠體后，放射性首先出現在________中。
答案　(1)停止光照　停止光照后，光反應為暗反應提供的NADPH、ATP減少，影響C3的還原，導致C3含量升高；C5用于CO2的固定，不受停止光照的影響，C5含量下降(合理即可)
(2)①暗反應　②終止相關反應(合理即可)　③3 磷酸甘油酸(或三碳化合物)
解析　分析題中曲線可知，改變條件后，C3含量上升，C5含量下降，則改變的條件可能是增大CO2濃度或停止光照。(1)分析題圖可知，改變條件后，(短時間內)C3含量上升，C5含量下降。停止光照的情況下，NADPH和ATP合成停止，C3的還原過程受阻，C3的消耗量減少，C3含量上升，C5的生成量減少，而短時間內CO2的固定速率不變，故C5含量下降。(2)①分析題中信息可知，實驗利用小球藻研究的是光合作用的暗反應階段。②對每組照光后的小球藻進行處理，使酶失活的目的是終止相關反應。③光照時間為2 s時，在三碳化合物中檢測出放射性物質，因此放射性首先出現在三碳化合物中。
2.(2020·合肥市調研)植物的光合作用是合成有機物的主要途徑。下圖一是光合作用過程示意圖，其中A、B、C代表物質；圖二表示在不同條件下某植株的光合作用速率。請據圖分析回答：
(1)圖一中A代表的物質是____________________________________________________。
(2)充足光照下，光合作用利用的CO2主要來自________，也有部分是由細胞的________________________________________________________________________(填場所)產生的。
(3)磷酸轉運器能將磷酸丙糖運出的同時將無機磷酸等量運入葉綠體。當細胞質基質中無機磷酸相對含量降低時，________(填“促進”或“抑制”)磷酸丙糖的外運，同時________的合成量增加。
(4)圖二是利用密閉大棚進行實驗所得結果，這一實驗過程中的自變量有________________________________________________________________________；
30 ℃時，給提供飽和CO2濃度的大棚通風，圖一中C物質合成速率________(填“增加”“減小”或“不變”)。
(5)冬季晴天大棚蔬菜的生產除了應適當升溫外，還可采取施用有機肥的方法達到增產目的，原因是________________________________________________________________。
答案　(1)ATP和NADPH　(2)大氣　線粒體(基質)　(3)抑制　淀粉　(4)溫度和二氧化碳濃度　減小　(5)有機肥被微生物分解既可提高環境中的二氧化碳濃度也可為植物提供無機鹽
解析　(1)分析圖一可知，A表示NADPH和ATP，B表示三碳化合物(C3)，C表示五碳化合物(C5)。(2)充足光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，光合作用利用的CO2主要來自大氣，也有部分來自線粒體。(3)由題中信息可知，磷酸轉運器能將磷酸丙糖運出的同時將無機磷酸等量運入葉綠體，結合題圖可知，當細胞質基質中無機磷酸相對含量降低時，會抑制磷酸丙糖的外運，磷酸丙糖的外運被抑制后，淀粉的合成量增加。(4)根據坐標曲線圖可知，該實驗過程中的自變量有溫度和二氧化碳濃度。C表示五碳化合物，30 ℃時，給提供飽和CO2濃度的大棚通風，將導致大棚中CO2濃度降低，二氧化碳濃度降低，會使C3的含量減少，因此會導致五碳化合物的合成速率減小。(5)由于有機肥被微生物分解既可以提高環境中二氧化碳的濃度，也可以為植物提供無機鹽，故可以采取施用有機肥的方法達到增產目的。
3.(2021·開封市摸底調研)小麥是常見的農作物，某科研小組以小麥為實驗材料做了有關光合作用的實驗。下面圖中，甲圖表示光合作用部分過程；乙圖表示某植株葉片在光斑(陽光穿過上層葉片的空隙會在下層葉片上形成光斑，它會隨太陽的運動而移動)照射前后吸收CO2和釋放O2的情況；丙圖表示植物細胞有氧呼吸過程(以葡萄糖為底物)圖解。
丙
(1)甲圖CO2中O的最終去向是________。
(2)乙圖中C點時，該植物葉肉細胞葉綠體光合作用所需CO2的來源是________________________。
(3)丙圖中的數字，哪兩個代表同一物質________。
(4)乙圖中B點葉肉細胞間隙的O2濃度________(填寫“>”“<”或“＝”)A點葉肉細胞間隙的O2濃度。
(5)丙圖中8代表的是________。
答案　(1)有機物　(2)線粒體與從外界環境吸收　(3)4和7　(4)>　(5)能量(ATP)
解析　甲圖表示光合作用的暗反應，包括CO2的固定和C3的還原；乙圖中起初沒有光斑時，光照強度弱，光合作用強度弱，O2釋放速率和CO2吸收速率都很低，光斑開始時，光照強度增大，光反應速率增大，O2釋放速率迅速增大，而暗反應提供給光反應的ADP、Pi和NADP＋供應不足，限制光反應速率，因此AB段O2釋放速率下降，BC段達到穩定，光斑移開，光照強度下降到原水平，光反應瞬時下降到原水平，暗反應逐漸減弱至原穩定狀態；丙圖中，1代表葡萄糖，2代表丙酮酸，3代表二氧化碳，4代表水，5代表[H]，6代表氧氣，7代表水，8代表ATP。(1)甲圖中CO2中的O最終去向是有機物。(2)乙圖中C點時有氧氣釋放，因此光合速率大于呼吸速率，此時該植株葉肉細胞葉綠體光合作用所需二氧化碳的來源為線粒體和外界環境。(3)由題圖分析可知，4和7均代表水。(4)圖中A點之前沒有光照，葉片只能進行呼吸作用消耗氧氣，因此A點時，葉肉細胞間隙的O2濃度很低；A點之后光斑開始，葉片光合作用增強，A到B之間雖然氧氣釋放速率逐漸降低，但是到達B點時，光合作用已經產生了大量氧氣，因此B點葉肉細胞間隙的氧氣濃度大于A點葉肉細胞間隙的氧氣濃度。(5)丙圖是植物細胞有氧呼吸過程圖解，在三個階段中都產生了ATP，因此8代表的是ATP。
4.(2021·山西省八校聯考)黃瓜是人們餐桌上的常見蔬菜，某科研小組在晴朗的白天，分別對生長在強光下和弱光下的黃瓜幼苗吸收CO2的速率[單位：g/(cm2·h)]、氣孔阻力(氣孔開度減小，氣孔阻力增大)等生理指標進行了測定，結果如圖。請據圖回答下列問題。
(1)由圖1可知，與強光下相比，弱光下黃瓜幼苗吸收CO2的速率下降的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)10：00～12：00，光照強度不斷增強，但實驗測得強光下黃瓜幼苗吸收CO2的速率卻下降，請結合圖2分析原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若要測定強光和弱光對黃瓜幼苗光合色素的影響，需提取光合色素進行研究，則提取色素的原理是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________，分離色素的方法是________。
(4)溫度在一天中會發生變化，科研小組若要測定黃瓜幼苗一天中某一時段的總光合速率，還要測定這一時段幼苗的________，若在白天進行該過程，需采取的措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。　　　　
答案　(1)弱光下光反應產生的NADPH和ATP比強光下少，還原C3生成有機物的量少
(2)該時段氣孔阻力增大，黃瓜幼苗吸收CO2的速率減慢
(3)綠葉中的光合色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，可用無水乙醇提取綠葉中的光合色素　紙層析法
(4)呼吸速率　遮光處理
解析　(1)與強光下相比，弱光下黃瓜幼苗吸收CO2的速率下降，主要原因是弱光下光反應產生的NADPH和ATP比強光下少，還原C3生成有機物的量少。(2)結合題圖可知，從10：00到12：00，光照強度不斷增強，但氣孔阻力增大，氣孔開度減小，黃瓜幼苗吸收CO2的速率減慢，導致光合速率下降。(3)若要測定強光和弱光對黃瓜幼苗光合色素的影響，需提取光合色素進行研究，提取色素時可用無水乙醇，原理是綠葉中的光合色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中；分離色素用紙層析法，原理是光合色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴散得快。(4)要測定黃瓜幼苗一天中某一時段的總光合速率，還要測定這一時段幼苗的呼吸速率，若要在白天測定幼苗的呼吸速率，需要進行遮光處理。

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