光呼吸及C4與C3植物試習(xí)題強(qiáng)化

1、光呼吸及C3植物和C4植物的補(bǔ)充1I.光呼吸是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和O2/CO2值異常時(shí)發(fā)生的一種生理過(guò)程（圖甲所示），該過(guò)程是細(xì)胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成CO2，借助葉綠體、線粒體等多種細(xì)胞器共同完成的消耗能量的反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）Rubisco酶既能催化C5和CO2反應(yīng)，又能催化C5和O2反應(yīng)，可以推測(cè)O2/CO2值_（“偏高”或“偏低”）時(shí)有利于光呼吸而不利于光合作用。（2）在高溫、干旱和強(qiáng)光照條件下，植物的蒸騰作用很強(qiáng)，葉片氣孔大量關(guān)閉，_的供應(yīng)量減少，植物可通過(guò)光呼吸為光合作用提供的物質(zhì)為_(kāi)。（3）據(jù)圖可知，光呼吸和光合作用都能利用的物質(zhì)是 ，光合作用利

2、用該物質(zhì)的場(chǎng)所 ，光呼吸中生成CO2的場(chǎng)所 。（4）與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把細(xì)胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反應(yīng)條件來(lái)講光呼吸與暗呼吸的不同是 。II科學(xué)家測(cè)定不同溫度下某植物對(duì)CO2的吸收速度如圖乙所示。（1）據(jù)圖可知，導(dǎo)致A、B兩點(diǎn)植物CO2吸收速度相等的外界因素是_。A點(diǎn)的總光合作用速率 （“>”“<”或“=”）B點(diǎn)的總光合作用速率。（2）在15，lklx條件下，植物5小時(shí)吸收CO2 mol。2.植物細(xì)胞中的葉綠體在光照條件下可以消耗一定量的O2 ，這屬于植物細(xì)胞光呼吸的重要環(huán)節(jié)。右圖表示光合作用和光呼吸的部分過(guò)程，請(qǐng)回答： （1）過(guò)程發(fā)生在 中，并且需要光反應(yīng)提供 。在黑暗條

3、件下C3 不能被還原再生成 化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能進(jìn)行。 （2）研究發(fā)現(xiàn)，催化過(guò)程和的是同一種酶，CO2和O2會(huì)競(jìng)爭(zhēng)此酶的同一活性位點(diǎn)。因此，當(dāng)細(xì)胞中O2濃度升高時(shí)，過(guò)程會(huì)受到 。 （3）在強(qiáng)光下，光反應(yīng)轉(zhuǎn)換的能量超過(guò)暗反應(yīng)的需要，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害，此時(shí)光呼吸可以對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用，原因是 。 （4）從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是 。3（16分）下圖示玉米光合作用的過(guò)程，據(jù)圖回答：（1）H由 細(xì)胞的葉綠體提供，它產(chǎn)自光合作用的 階段。（2）能固定CO2的物質(zhì)有 。PEP酶與CO2的親和力是Rubisco酶的60倍，而馬鈴薯沒(méi)有C4生成這一途徑，則玉米和馬鈴薯在炎熱夏

4、天的中午，兩種植物細(xì)胞內(nèi)C3含量的變化及差異是 。（3）要探明CO2中的C在光合作用中的轉(zhuǎn)化過(guò)程，采用的方法是 。（4）施有機(jī)肥能有效促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，其原理是有機(jī)肥經(jīng)分解后可為光合作用提供 。（5）玉米有氧呼吸過(guò)程中也有丙酮酸產(chǎn)生，該物質(zhì)可在 中被徹底分解。（6）有科學(xué)家擬利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育“玉米-馬鈴薯”，可用 作為誘導(dǎo)劑來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞融合。4圖甲為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝示意圖，其以氣孔白天關(guān)閉，晚上開(kāi)放的特殊方式適應(yīng)干旱環(huán)境。（1）圖甲所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C為菠蘿葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分相關(guān)代謝物質(zhì)，能參與CO2固定的有 ，推測(cè)C是 。（2）干旱條件下，菠蘿細(xì)胞白天產(chǎn)生CO

5、2的具體部位是 ；菠蘿細(xì)胞夜間pH下降,原因是 （寫(xiě)出2點(diǎn)）。（3）以測(cè)定CO2吸收速率與釋放速率為指標(biāo)，探究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如下表所示。溫度/51020253035光照條件下CO2吸收速率/（mgh-1）11.83.23.73.53黑暗條件下CO2釋放速率/（mgh-1）0.50.7512.333.5溫度在2530間光合作用制造的有機(jī)物總量逐漸 (增加/減少)。假設(shè)細(xì)胞呼吸晝夜不變，植物在30時(shí)，一晝夜中給植物光照14h，則一晝夜凈吸收CO2的量為 mg。將該植物置于較弱光照下一段時(shí)間后取其葉片進(jìn)行色素分離，與適宜光照下分離的色素帶進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)弱光下濾紙條下端

6、兩條色素帶明顯加寬，推測(cè)該植物可通過(guò) 以增強(qiáng)對(duì)弱光的適應(yīng)能力。同一植株的底部葉片呼吸作用強(qiáng)度比頂部葉片弱，其內(nèi)部原因最可能是 。5下圖甲是某植物的光合速率與光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度之間的關(guān)系，圖乙是仙人掌固定CO2的過(guò)程圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）甲圖中與其他兩條曲線均互為對(duì)照的是曲線_，曲線中，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到B點(diǎn)后，影響光合速率的主要外界因素為_(kāi)。（2）若保持C點(diǎn)的光照強(qiáng)度，突然將植株由曲線的培養(yǎng)環(huán)境轉(zhuǎn)移到曲線的環(huán)境中培養(yǎng)。此時(shí)受到影響的主要是_階段，短時(shí)間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中_（物質(zhì)）的含量會(huì)增加。（3）仙人掌的氣孔在夜間張開(kāi)，CO2進(jìn)入葉中被固定在一種碳四化合物中，白天氣孔關(guān)閉，有光時(shí)由碳四化

7、合物釋放CO2進(jìn)行卡爾文循環(huán)，并合成C3糖（卡爾文循環(huán)中所直接制造出來(lái)的碳水化合物是C3糖而不是葡萄糖）。仙人掌細(xì)胞進(jìn)行卡爾文循環(huán)的場(chǎng)所是_，仙人掌這種固定CO2的特殊途徑對(duì)適應(yīng)干旱條件有何重要意義_。（4）實(shí)驗(yàn)證明，離體的葉綠體在適宜的條件下也能進(jìn)行光合作用，原因是_ _ 。1.2.（1）葉綠體的基質(zhì) ATP和H （二者缺一不給分） C5 （2）抑制 （2分） （3）光呼吸可消耗過(guò)剩的能量（或ATP和H）（2分） （4）光呼吸消耗ATP，有氧呼吸產(chǎn)生ATP （2分）3.（1）葉肉 光反應(yīng) （2）PEP/磷酸烯醇式丙酮酸、C5（1個(gè)1分，有錯(cuò)不得分） 都減少（1分），后者降幅更大（1分） （3

8、）同位素標(biāo)記法/同位素示蹤法 （4）CO2（1分）和礦質(zhì)元素/無(wú)機(jī)鹽（1分） （5）線粒體基質(zhì)（只答 線粒體 得1分，只答 基質(zhì)不得分） （6）PEG/聚乙二醇【解析】試題分析：（1）由題圖可知，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中沒(méi)有類(lèi)囊體，不能進(jìn)行光反應(yīng)產(chǎn)生H，所以H是由葉肉細(xì)胞的葉綠體產(chǎn)生的。 （2）根據(jù)題圖可知，能固定CO2的物質(zhì)有PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）和C5。在炎熱夏天的中午，葉片氣孔關(guān)閉，葉肉細(xì)胞吸入的CO2減少，細(xì)胞內(nèi)生成的C3含量減少，所以兩種植物細(xì)胞內(nèi)C3含量都減少，但由于玉米細(xì)胞中的PEP酶與CO2的親和力強(qiáng)，在低濃度的CO2環(huán)境中依然可以固定CO2生成一定量的C3，所以玉米比馬鈴薯

9、的降幅小。 （3）要探明CO2中的C在光合作用中的轉(zhuǎn)化過(guò)程，采用的方法是同位素標(biāo)記法或同位素示蹤法。 （4）由于有機(jī)肥經(jīng)分解后可為光合作用提供CO2和礦質(zhì)元素（或無(wú)機(jī)鹽），所以施有機(jī)肥能有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)。 （5）有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的丙酮酸，在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解為CO2。 （6）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)中，常用的誘導(dǎo)劑是聚乙二醇（PEG）?？键c(diǎn)：本題考查了光合作用、細(xì)胞呼吸以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)等知識(shí)點(diǎn)，意在考查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)的理解能力以及能否運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力。4.（除特殊標(biāo)出外，每空1分，共

10、11分）（1）PEP、RuBP（缺一不得分）（2分） 丙酮酸（2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì) 夜間菠蘿細(xì)胞合成蘋(píng)果酸；夜間細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2形成H2CO3 （2分）（3）增加 19 增加葉綠素含量 底部葉片衰老，酶活性降低（2分）【解析】試題分析：（1）分析題圖可知，圖中有兩處屬于二氧化碳的固定，夜間二氧化碳與PEP結(jié)合，生成OAA，白天二氧化碳可以與RuBP結(jié)合生成PGA，因此參與固定二氧化碳的物質(zhì)有PEP、RuBP；由于圖中的蘋(píng)果酸可以轉(zhuǎn)變成C后，C進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸生成二氧化碳，因此可以推測(cè)C物質(zhì)為丙酮酸。（2）從圖中可以看出白天產(chǎn)生二氧化碳的部位有兩個(gè)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蘋(píng)果酸可以分解成二氧

11、化碳，線粒體基質(zhì)中丙酮酸可以分解成二氧化碳；pH下降的原因是細(xì)胞中酸性物質(zhì)增多，從圖中可以看出，夜間菠蘿細(xì)胞合成蘋(píng)果酸，另一方面，夜間細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2形成H2CO3。（3）分析表格中數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度為25時(shí)，光合作用利用的二氧化碳量=凈光合速率+呼吸速率=3.7+2.3=6，30時(shí)，光合作用利用的二氧化碳量=3.5+3=6.5，因此光合作用制造的有機(jī)物量增加；光照14小時(shí)，光合作用利用二氧化碳的量為6.5×14=91（mg），一晝夜呼吸作用釋放的二氧化碳量為3×24=72（mg），因此一晝夜凈吸收的二氧化碳量為：9172=19(mg)。由于植物在弱光條件下，分離出的色素帶中，

12、下面兩條色素帶為葉綠素a和葉綠素b，色素帶較寬說(shuō)明葉綠素含量增多，因此可以推測(cè)，在弱光條件下，植物會(huì)增加葉綠素含量以適應(yīng)環(huán)境；同一個(gè)植株底部的葉片中衰老細(xì)胞比較多，細(xì)胞中各種酶的活性降低，因此呼吸速率減慢?？键c(diǎn)：本題考查光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生識(shí)圖能力和理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論；理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的一些生物學(xué)問(wèn)題。5.（1） 溫度 （2）暗反應(yīng) H和ATP（3）葉綠體基質(zhì) 白天干旱條件下，仙人掌氣孔關(guān)閉，CO2的來(lái)源不足，這種特殊的CO2固定途徑使仙人掌在有光時(shí)光合作用仍能正常進(jìn)行（4）葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，細(xì)胞器內(nèi)含有進(jìn)行光合作用所需的色素和酶【解析】試題分析：.（1）對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組之間只能有一個(gè)變量不同，只有曲線符合要求。比較曲線和可知，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到飽和點(diǎn)后，因CO2過(guò)量，升高溫度可提高光合速率，說(shuō)明B點(diǎn)后影響光合作用速率的主要外界因素應(yīng)為溫度。（2）光反應(yīng)需要的酶較少，主要受光照強(qiáng)度的影響，暗反應(yīng)是一系列的酶促反應(yīng)，受溫度的影響較大。若保持C點(diǎn)的光照強(qiáng)度，突然將植株由曲線的培養(yǎng)環(huán)境轉(zhuǎn)移到曲線的環(huán)境中培養(yǎng)，此