2015届高考生物二轮复习：专题二 第2讲 光合作用与细胞呼吸

第2讲光合作用与细胞呼吸专题突破练(A组)1．下图是细胞代谢过程中某些物质变化过程，下列叙述正确的是()A．真核细胞中催化过程①②③的酶都位于细胞质基质中B．酵母菌细胞中过程③⑤进行的场所不同，但都能合成ATPC．过程①④⑤都需要氧气的参与才能正常进行D．叶肉细胞中过程⑤产生的ATP可用于过程⑥中C3的还原答案 A解析酵母菌细胞中过程③不能合成ATP；过程①不需要氧气的参与；叶肉细胞中过程⑤产生的ATP可用于各项生命活动，但不包括暗反应中C3的还原，光反应产生的ATP用于暗反应。

2．某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料，研究不同条件下的光合作用速率和呼吸作用速率，绘出图甲、乙和丙，图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是()A．a B．b C．c D．d答案 A解析3．下图为某同学绘制的某绿色植物的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2和O2释放量的变化图。

下列有关叙述正确的是(双选)()A．光照强度为a时，该细胞可能只有呼吸作用B．光照强度为b时，该细胞只能进行无氧呼吸C．光照强度为c时，该细胞有机物积累量为零D．光照强度为d时，该细胞的实际光合速率大于8个单位答案AD解析光照强度为a时，只有CO2的释放，说明此时呼吸作用强度大于光合作用强度或者是没有光合作用，A项对；光照强度为b时，无CO2释放，也无O2释放，说明光合作用产生的氧气恰好被呼吸作用消耗，B项错；光照强度为c时，既有CO2释放，也有O2释放，不可能成立，C项错；光照强度为d时，实际光合速率应该是测出的表观光合速率(8个单位)加上被呼吸消耗的那部分，D项对。

4．(2014·安徽，29Ⅰ)某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。

(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)与15 d幼苗相比，30 d幼苗的叶片净光合速率____。

与对照组相比，________光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是___________________________________。

(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨________层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。

(3)某同学测定30 d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1 mg·g－1、3.9 mg·g－1和 4.1 mg·g－1。

为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是____________________。

答案(1)高蓝蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快(2)3(3)随即取样进行重复测定解析(1)由图分析可知，30 d幼苗的CO2吸收量和气孔导度都比15 d幼苗大，说明30 d幼苗的叶片光合作用强度比15 d幼苗大，净光合速率高。

与自然光相比，蓝光组气孔导度大，CO2供应充分，暗反应加快，叶肉细胞对CO2的利用率高。

(2)CO2固定的部位是叶绿体基质，因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜和内膜(共3层膜，即3层磷脂双分子层)才能到达CO2固定的部位。

(3)30 d幼苗的叶片叶绿素含量在红光处理组的3个重复实验数据的差异是由实验误差造成的，为了减小误差，提高该组数据的可信度，可以随即取样进行重复测定，并取平均值作为实验的最终结果。

5．(2014·福建，26)氢是一种清洁能源。

莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2，[H]可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气。

(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的______________________________________。

(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。

已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。

为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B 组)，在特定条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。

实验结果：B组>A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。

为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为______________________________和__________________________。

(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是______________________________，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。

答案(1)类囊体薄膜(2)促进添加CCCP的完全培养液添加CCCP的缺硫培养液(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少(4)氧气抑制产氢酶的活性解析(1)在光合作用过程中，叶绿素a等光合色素捕获光能的过程属于光反应过程，光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，故光反应发生在类囊体薄膜上。

(2)A组为对照组，产氢量：B组>A组，说明缺硫能促进莱茵衣藻产氢；根据单一变量原则，研究CCCP对莱茵衣藻产氢的影响时，可将自变量设臵为是否添加CCCP，研究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响时，可设臵完全培养液和缺硫培养液进行对照，而既要研究CCCP和缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，又要研究两者的相互关系，可设臵如下四组实验：(3)光反应产生的[H]和A TP用于暗反应中C3的还原，而产氢则意味着部分[H]转变为氢气，参与暗反应的[H]减少，会使暗反应产生的有机物减少。

(4)由题干信息“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气”可知，氧气能够抑制产氢酶的活性。

6注：①chl—叶绿素；FW—鲜重；DCIP Red—还原型DCIP；plant—植株。

②希尔反应活力测定的基本原理：将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光，水在光照下被分解，产生氧气等，而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化，这些变化可用仪器进行测定。

请回答：(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中____________阶段的部分变化。

氧化剂DCIP既可用于颜色反应，还可作为________。

希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定________________得到。

(2)从表中可知，施用细胞分裂素后，________含量提高，使碳(暗)反应中相关酶的数量增加。

(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由________________产生。

合理施用细胞分裂素可延迟________________，提高光合速率，使总初级生产量大于________，从而增加植物的生物量。

答案(1)光反应氢载体氧气释放速率(2)叶片氮(3)根(或根尖分生组织)叶片衰老呼吸量解析(1)根据题中希尔反应活力测定的基本原理可知，该反应利用的原理是水的光解反应，因此希尔反应模拟了光合作用叶绿体中光反应阶段的部分变化。

氧化剂DCIP在光照条件下接受了水的光解产生的还原性氢，故其可作为氢载体。

希尔反应中，溶液中的DCIP被还原发生颜色变化的同时，还产生O2，因此，也可通过测定氧气的释放速率得到希尔反应活力。

(2)因为氮是组成酶的重要元素，所以施用细胞分裂素后，叶片氮含量提高可使碳(暗)反应中相关酶的数量增加。

(3)细胞分裂素主要由根(或根尖分生组织)产生，运往所需部位。

合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老，提高光合速率；如果总初级生产量－呼吸量>0，则生物量增加，因此要增加植物的生物量，总初级生产量要大于呼吸量。

7．为了提高设施农业的经济效益，科研人员对温室栽种的作物进行了相关研究。

表中数据为在密闭实验装置内，给予不同光照强度时所测得的该作物氧气释放量；图1表示该作物相对光合速率(即不同叶龄时的净光合速率与B点时的比值)与叶龄的关系，A点表示幼叶成折叠状，B点表示叶片充分展开；图2中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下不同叶面积·min) －0.2 0 0.2 0.4 0.8(1)绿色植物释放O2的同时还产生______________；由表可知，在光照强度为4 klx时，该作物光合作用的实际产氧量为________μL·cm－2叶面积·min－1。

(2)图1中AB段相对光合速率上升，从光反应角度分析原因是________________________，CD段相对光合速率明显下降的原因是_______________________________________。

(3)由图2分析，假如植物生活在12小时光照，12小时黑暗的环境中，则在环境温度高于约________不能正常生长，原因是____________________________________________。

(4)根据以上研究结果，该温室作物白天生长的最佳环境条件是________________________ _____________________________________________。

答案(1)[H]和ATP0.4(2)幼叶展开，叶面积增大，光合色素含量增多叶片衰老，叶绿素含量减少，相关酶活性降低(3)35 ℃此时净光合量与呼吸量相等，大于35 ℃则净光合量小于呼吸量，植物不能正常生长(4)光照强度为10 klx、室温为25 ℃解析(1)绿色植物光合作用过程中，光反应阶段释放O2的同时还产生[H]和ATP用于暗反应。

表中所测氧气的释放量代表净光合量。

光照强度为0时，氧气的释放量代表呼吸量，所以在光照强度为4 klx时，该作物光合作用的实际产氧量＝净光合量＋呼吸量＝0.4 μL·cm －2叶面积·min－1。

(2)已知图1中A点表示幼叶成折叠状，B点表示叶片充分展开，即AB段表示幼叶展开，叶面积增大，光合色素含量增多，所以该段相对光合速率上升。

而CD段叶片衰老，叶绿素含量减少，相关酶活性降低，所以相对光合速率明显下降。

(3)若植物生活在12小时光照、12小时黑暗的环境中，该植物一天中有机物的积累量＝光照时有机物的积累量－黑暗时有机物的消耗量＝12×净光合量－12×呼吸量。

由此可见，只有净光合量大于呼吸量时，植物才能积累有机物，正常生长。

分析图2可知环境温度为35 ℃时，该植物净光合量与呼吸量相等，高于35 ℃时，净光合量小于呼吸量，植物不能正常生长。