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非选择题高分练
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五 光合作用与细胞呼吸(C组)
1.如图表示叶绿体的结构和其内发生的光合作用过程,其中叶绿体膜上的磷酸转运器可将三碳糖转至细胞溶胶,同时将释放的Pi运至叶绿体内。
a、b、c表示结构,①②③表示物质,请回答:
(1)光反应的场所是[ ]____________,若用纸层析法分离其中的色素,要求滤纸条上的滤液细线要高于____________,适宜时间后取出滤纸条,最上端的色素带呈____________色。
(2)图中所示的循环为____________循环,即将CO2还原为糖的一系列反应。
每经过____________轮该循环形成一分子三碳糖。
(3)磷酸转运器的作用:
一是能将三碳糖磷酸转运出叶绿体并转变为③____________,供所有细胞利用;二是可将Pi运至叶绿体,参与ATP的形成,ATP再为三碳糖磷酸的形成提供____________。
2.如图为某植物叶片合成淀粉和蔗糖的示意图。
据图回答:
(说明:
TP表示磷酸丙糖,PGA表示磷酸甘油酸)
(1)图示说明,植物叶片合成淀粉和蔗糖的场所不同,其原因可能是___
__________________________________。
(2)卡尔文循环同化CO2的产物TP,一部分用于____________,部分在叶绿体中形成淀粉等光合产物,还有一部分在叶绿体外合成蔗糖等。
由此可知,__________
______________影响着淀粉和蔗糖的合成。
(3)在有光条件下,叶绿体膜上的磷酸转换器将卡尔文循环产生的TP不断运至细胞质用于蔗糖合成,同时将释放的Pi运至叶绿体基质。
①磷酸转换器的本质是____________。
②若磷酸转换器的活性受抑制,则卡尔文循环会被____________,可能的机制是淀粉积累、____________、____________等。
【加固训练】
韭菜是一种营养价值丰富的蔬菜,它利用光能将无机物合成有机物的过程如图,图中A~J表示物质,H和I表示过程。
据图分析以下问题([ ]内填字母,横线上填文字):
(1)该图表示的生理过程是________,其中,将光能转化为活跃的化学能的过程是[ ]____________。
(2)图中F是____________,它是由CO2和[G]____________结合后又分解形成的。
F转变为J的过程需要光反应提供的[ ]______________供氢。
(3)韭黄是由绿色韭菜在避光条件下培养出来的。
某同学欲研究韭黄颜色变化的原因,进行了韭黄和韭菜光合色素的提取和分离实验,得到如下实验结果:
已知色素带颜色①和⑤相同、②和⑥相同,由此可知,韭菜变黄的原因是在避光条件下不能合成____________(填色素名称,下同),因此____________的颜色得以显现。
3.图甲为光合作用和需氧呼吸过程。
图乙为不同光照强度下,测定该绿色植物对CO2的吸收速率并绘制成的相应曲线。
请据图回答问题。
(1)图甲中物质M是__________,产生此物质的过程称为__________。
(2)当植物缺镁时,图乙中B点将__________(填“向左”或“向右”)移动。
D点所对应的光照强度称为__________,此光照强度下,对应图甲中的CO2的扩散途径有__________(用图甲中字母表示)。
(3)当植物从光照强度4klx突然降至0时,细胞中RuBP的含量变化是__________(填“减少”“增加”或“基本不变”)。
4.图1是水稻叶肉细胞中光合作用的部分过程示意图。
图2是某科研小组对大田中的水稻进行光合速率日变化研究的部分结果。
请据图回答下列问题:
(1)图1中,CO2的受体是________。
(2)卡尔文循环过程有特定的调控机制,主要是通过调节酶的________和含量实现的。
卡尔文循环产物丙糖磷酸大量运出叶绿体,却没有导致叶绿体内磷酸越来越少,据图1推测,补充叶绿体内磷酸的途径是__________________。
据研究,夜间卡尔文循环停止后,叶肉细胞仍有蔗糖运出,其来源最可能是________。
(3)已知图2中9:
00与15:
00光照强度相同,但15:
00的光合速率要低很多,据图2分析,其原因之一可能是________未能恢复到上午的状态。
17:
00后光合速率急剧下降,主要是由于图1所示的[ ]________作用减弱,导致卡尔文循环________(填“增快”或“减慢”)。
5.图甲表示某豆科植物种子吸水萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势(以葡萄糖为底物),图乙表示该豆科植物叶肉细胞中C3的相对含量在夏季某天24h内(CD时间段乌云遮蔽)的变化趋势。
据图回答问题:
(1)图甲中,12~24h,种子细胞呼吸的主要方式为________________,胚根长出后,CO2释放速率再次加快的主要原因是________________。
(2)图甲中,12h时O2的吸收速率∶CO2的释放速率=3∶8,则需氧呼吸与厌氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为________________。
(3)图乙中AB段C3相对含量不变的原因是________________,CD段C3相对含量增加的原因是________________,FG段C3相对含量减少加快的原因是________________,与G点相比,H点时,该豆科植物叶肉细胞中NADPH含量较________________(填“高”或“低”)。
6.为探究水体中的磷对滴水观音光合作用的影响,在不同磷浓度下,对其叶绿素含量、表观光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等进行测定,结果如图。
请参照图回答下列问题:
(1)磷是细胞内各种化合物的重要组成元素,缺磷会导致光反应产物中的_____明显减少,从而使碳反应过程中的3-磷酸甘油酸的合成速率_______。
(2)测定叶绿素含量需先提取叶绿素,要用到____________。
A.二氧化硅 B.碳酸钙 C.95%的乙醇
D.层析液 E.水
(3)当P浓度从0增大到1.024mg/L时,叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量逐渐____________,从而使植物吸收的____________增加,表观光合速率上升。
(4)据图分析,与0mg/L相比较,5.12mg/L时的P浓度____________(填“提高”“降低”或“不影响”)表观光合速率,此时表观光合速率的影响因素可能是____________(填“气孔因素”或“非气孔因素”)。
7.图甲表示某植物叶肉细胞叶绿体内的部分代谢过程示意图,图乙表示在最适温度及其他条件保持不变的条件下该植物叶片CO2释放量随光强度变化的曲线,图丙表示某光强度和适宜温度下,该植物光合作用强度增长速率随CO2浓度变化的情况。
据图回答下列问题:
(1)由图甲可知每3分子CO2进入该循环,将有________分子三碳糖磷酸离开此循环;该循环的第________阶段消耗ATP,所消耗的ATP是在叶绿体的________上产生的。
(2)若图乙中的B点、图丙中的F点分别骤变为________点时,短时间内图甲中X物质的含量将快速下降。
(请用图中已标出的横坐标上的点回答)
(3)图乙所示,A点时光合作用O2产生量为________mmol/(m2·h)。
若其他条件不变,温度下降5℃则D点将向________方移动。
(4)图丙中,与G点相比,F点叶绿体中NADPH的含量________(填“较低”“相等”或“较高”)。
1.【解析】本题考查光合作用的过程以及光合色素的提取和分离。
(1)光反应的场所是图中的[a]类囊体膜,纸层析时,滤液细线要高于层析液,不能浸没于层析液中,层析出的色素由上到下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)。
(2)图中所示的循环为卡尔文循环,要形成一分子三碳糖要消耗3分子CO2,即要经过3轮卡尔文循环。
(3)三碳糖磷酸被运出叶绿体后转变成蔗糖,再运输到其他部位;ATP参与碳反应,能为三碳糖磷酸的形成提供磷酸基团和能量。
答案:
(1)[a]类囊体膜 层析液 橙黄
(2)卡尔文 3 (3)蔗糖 磷酸基团和能量
2.【解析】
(1)淀粉和蔗糖均是由TP经过一系列酶促反应合成的,淀粉和蔗糖在不同部位合成,可能是因为催化二者合成的酶的分布不同,其中,合成淀粉的酶主要存在于叶绿体中,合成蔗糖的酶主要存在于细胞质中。
(2)卡尔文循环同化CO2的产物TP,一部分用于RuBP的再生,一部分在叶绿体中形成淀粉等光合产物,还有一部分在叶绿体外合成蔗糖等。
由此可知,TP的流向影响着淀粉和蔗糖的合成。
(3)由题干信息可知,叶绿体膜上有磷酸转换器,将卡尔文循环产生的TP不断运至细胞质用于蔗糖合成,同时将释放的Pi运至叶绿体基质,所以磷酸转换器是膜上的载体,本质为蛋白质。
淀粉和蔗糖的合成需要TP,蔗糖的合成产生Pi,若磷酸转换器的活性受抑制,Pi不能运至叶绿体基质,同时影响TP运出叶绿体,叶绿体内TP浓度增加,淀粉积累。
答案:
(1)合成淀粉和蔗糖所需的酶的分布不同
(2)RuBP的再生 TP的流向 (3)①蛋白质 ②抑制 叶绿体内TP浓度增加 从叶绿体外转运至叶绿体内的Pi减少
【解析】
(1)题图体现的是光合作用的[H]光反应和[I]碳反应,将光能转化为活跃的化学能发生在光反应过程中。
(2)根据图示,[G]和CO2反应生成[F]。
光合作用中能和二氧化碳反应的物质是RuBP,相应产物为三碳酸。
三碳酸可以转化为三
碳糖,但需要光反应提供ATP和NADPH,其中能供氢的是NADPH。
(3)四条色素带由上到下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
由图可得,韭黄缺少了叶绿素a和叶绿素b,因此不显绿色,而其中的类胡萝卜素颜色得以显现。
答案:
(1)光合作用 [H]光反应(字母和文字都对得分)
(2)三碳酸(或3-磷酸甘油酸) RuBP(或核酮糖二磷酸、五碳糖) [C]NADPH(字母和文字都对得分) (3)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b) 类胡萝卜素(或胡萝卜素和叶黄素)
3.【解析】
(1)分析题图甲可知,物质M是需氧呼吸过程的中间产物,物质M在细胞溶胶中形成,进入线粒体,因此M为丙酮酸,此过程称为糖酵解。
(2)当植物缺镁时,叶绿素的合成受到影响,光合作用减弱。
B点要增加光照强度,从而保证此时的光合作用强度等于细胞呼吸强度,故B点将向右移。
D点所对应的光照强度称为光饱和点,此光照强度下,光合作用强度大于细胞呼吸,对应图甲中的CO2的扩散途径有b、c、h。
(3)当植物从光照强度4klx突然降至0时,光反应产生的NADPH和ATP减少,生成的RuBP减少,而CO2被RuBP固定形成三碳酸的过程短时间内不变,故细胞中RuBP的含量减少。
答案:
(1)丙酮酸(和[H]) 糖酵解
(2)向右 光饱和点 b、c、h (3)减少
4.【解析】
(1)图1中,CO2的受体是核酮糖二磷酸(RuBP)。
(2)卡尔文循环过程有特定的调控机制,主要是通过调节酶的活性和含量实现:
卡尔文循环的产物丙糖磷酸大量运出叶绿体,却没有导致叶绿体内磷酸越来越少,据图1推测,补充叶绿体内磷酸的途径是丙糖磷酸转变成蔗糖时脱下的磷酸可运回叶绿体。
据研究,夜间卡尔文循环停止后,叶肉细胞仍有蔗糖运出,其来源最可能是叶绿体内淀粉分解转化。
(3)已知图2中9:
00与15:
00光照强度相同,但15:
00的光合速率要低很多,据图2分析,其原因之一可能是气孔相对开度未能恢复到上午的状态。
17:
00后光合速率急剧下降,主要是由于图1所示的[B]还原作用减弱,导致卡尔文循环减慢。
答案:
(1)核酮糖二磷酸(RuBP)
(2)活性 丙糖磷酸转变成蔗糖时脱下的磷酸可运回叶绿体(叶绿体外的磷酸回运) 叶绿体内淀粉分解转化(只写“淀粉”得1分)
(3)气孔相对开度 [B]还原 减慢
5.【解析】
(1)胚根长出前,种子的细胞呼吸方式主要为厌氧呼吸。
胚根长出后,O2供应增加,需氧呼吸速率加快,CO2释放速率再次加快。
(2)需氧呼吸过程中物质对应关系:
C6H12O6→6O2→6CO2,产乙醇的厌氧呼吸过程中物质对应关系:
C6H12O6→2CO2,可判断需氧呼吸与厌氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为(1/2)∶(5/2)=1∶5。
(3)AB段没有光照,叶肉细胞不进行光合作用,没有C3的合成与转化,故其相对含量不变。
CD段,C3相对含量增加,原因可能是乌云遮蔽,光照减弱,NADPH和ATP合成减少,C3还原减弱,而CO2固定正常进行。
FG段,C3相对含量减少加快,原因可能是温度较高,蒸腾作用增强,导致气孔关闭,CO2供应不足,CO2固定减弱,而C3还原正常进行。
与G点相比,H点光照弱,故该植物叶肉细胞的光反应弱,NADPH含量较低。
答案:
(1)厌氧呼吸 胚根突破种皮后,O2供应增多,需氧呼吸速率加快
(2)1∶5 (3)AB段没有光照,叶肉细胞不进行光合作用 乌云遮蔽,光照减弱,NADPH和ATP合成减少,C3还原减弱,而CO2固定正常进行 温度较高,植物蒸腾作用较强,叶片上气孔关闭,CO2供应不足,CO2固定减弱,而C3还原正常进行 低
6.【解析】
(1)光反应产物ATP和NADPH中都含有磷,所以缺磷会导致光反应产物中的ATP、NADPH明显减少,从而使碳反应过程中的3-磷酸甘油酸的合成速率下降。
(2)提取叶绿素时需要研磨叶片,该过程中需要加入少许二氧化硅,有助于研磨得充分,还需要加入少许碳酸钙,可防止研磨过程中色素被破坏,同时加入适量95%的乙醇,以提取色素。
(3)据图可知,当P浓度从0增大到1.024mg/L时,叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均逐渐增加,从而使植物吸收的光能增加,表观光合速率上升。
(4)据图分析,5.12mg/L时的P浓度与P浓度为0mg/L时相比,气孔导度大,表观光合速率提高了,此时胞间CO2浓度明显增加,说明此时表观光合速率的影响因素可能是气孔因素。
答案:
(1)ATP、NADPH(写出ATP即可) 下降
(2)A、B、C(少写一个不得分) (3)增加 光能 (4)提高 气孔因素
7.【解析】
(1)分析图甲可知,该循环为卡尔文循环。
每6分子CO2进入该循环,将有2分子三碳糖磷酸离开此循环。
同理,每3分子CO2进入该循环,将有1分子三碳糖磷酸离开此循环。
卡尔文循环由CO2的固定和三碳酸的还原、RuBP的再生构成。
其中三碳酸的还原阶段消耗ATP,所消耗的ATP来自光合作用的光反应阶段,光反应发生在叶绿体的类囊体膜上。
(2)图甲中X物质是3-磷酸甘油酸,其含量快速下降的原因是光反应旺盛,三碳酸的还原加快或者CO2浓度降低,生成的3-磷酸甘油酸减少,与此相关的外界因素分别是光照变强或CO2浓度降低,对应图乙中的B→C、图丙中的F→E。
(3)图乙中,A点时无CO2的释放,说明此时光合作用强度等于细胞呼吸强度,因此光合作用O2产生量为5mmol/(m2·h)。
实验数据是在最适温度条件下测得的,温度下降5℃,则光合作用减弱,光饱和点的光强度降低,D点将向左上方移动。
(4)图丙中,F点的光合作用增长速率最大,则与G点相比,叶绿体中NADPH的含量较高。
答案:
(1)1 2和3 类囊体膜
(2)C、E
(3)5 左上 (4)较高
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