高考生物重难点突破强化练第23练准确解答光合作用细胞呼吸的实验探究题

高考生物重难点突破强化练第23练准确解答光合作用细胞呼吸的实验探究题

准确解答光合作用、细胞呼吸的实验探究题 ‎1．(2017·衡水中学一调)在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单因子变量的原则。为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理。在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正的为(　　)‎ 花盆 光 温度 水 甲 光亮处 ‎20 ℃‎ 充足 乙 黑暗处 ‎20 ℃‎ 少量 A.乙花盆放在光亮处 B．甲花盆放在黑暗处 C．甲花盆的温度高于20 ℃ D．乙花盆浇充足的水 ‎2．(2017·吉林月考)现有一植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，为探究光的有无对该种子萌发的影响，某同学进行了如下实验：你认为下列最适宜做实验对照组的是(　　)‎ ‎①向垫有滤纸的培养皿中倒入适量的水，将一定量的种子放入培养皿中。‎ ‎②将培养皿置于光照条件下、25 ℃、空气状况适宜且相同的条件下培养一段时间，观察种子的萌发情况。‎ A．另一组置于有光条件下，其他处理相同 B．另一组置于25 ℃条件下，其他处理相同 C．另一组置于缺氧条件下，其他处理相同 D．另一组置于黑暗、25 ℃条件下，其他处理相同 ‎3．(2017·海南国兴中学月考)下列关于下图所示的模拟实验的叙述正确的是(　　)‎ A．甲不产生气泡，乙产生气泡 B．甲产生气泡，乙不产生气泡 C．甲和乙都产生气泡，气泡成分不同 D．甲和乙都产生气泡，气泡成分相同 ‎4．(2017·漳州芗城中学月考)1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片在黑暗处数小时“饥饿”处理后，然后把此叶片一半遮光，另一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。对上述实验的分析和结论合理的是(　　)‎ A．本实验没有对照实验 B．本实验证明叶绿体利用光照将二氧化碳转变成了淀粉 C．实验初始时遮光与曝光区域仍有淀粉存在 D．有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因 ‎5．(2017·葫芦岛一中摸底)甲图为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶圆片沉入水底，然后将等质量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见乙图)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是(　　)‎ A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小 B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间 C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D．因配置的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用 ‎6.(2017·郑州第一中学测试)右图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖，不考虑装置中微生物的影响)，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．烧杯中盛放NaHCO3溶液，可用于测定一定光照强度下植物的净光合速率 B．在遮光条件下，烧杯中盛放NaOH溶液，可用于测定种子无氧呼吸的强度 C．烧杯中盛放清水，可用于测定一定光照强度下植物的真光合速率 D．在遮光条件下，烧杯中盛放清水，可用于测定种子有氧呼吸的强度 ‎7．1880年美国生物学家恩吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是(　　)‎ A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用 ‎8．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是(　　)‎ A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用速率差异的原因是CO2浓度不同 B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用速率差异的原因是温度不同 C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用速率随光照强度升高而升高 D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用速率随光照强度升高而升高 ‎9．(2017·双峰县一中月考)如图是小麦种子萌发形成幼苗后的生长情况。下列相关说法不正确的是(　　)‎ A．该实验探究的可能是有无光照对幼苗生长的影响 B．10 d后白光下的幼苗体内消耗ADP的场所有叶绿体、线粒体和胞质溶胶 C．前10 d光照对幼苗的生长有抑制作用 D．白光条件下的幼苗体内有机物的量一直在增加 ‎10．利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，下列叙述正确的是(　　)‎ A．试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量 B．在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用产生氧气 C．为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验 D．为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化 ‎11．(2017·西藏日喀则区月考)某科研小组选取大小和长势相似，来自不同生活环境的甲、乙两种植物若干，分别放在密闭透明的玻璃罩内并将装置置于户外。测得某天6～18时装置内植物氧气释放速率的相对数值见下表(蒸腾作用、水分蒸发等其它因素忽略不计)。请回答下列问题：‎ 时间(时)‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ ‎16‎ ‎18‎ 植物甲 ‎－4‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎12‎ ‎16‎ ‎8‎ 植物乙 ‎－2‎ ‎5‎ ‎12‎ ‎6‎ ‎4‎ ‎10‎ ‎8‎ ‎(1)分析表中数据，推测生活环境光照较强的植物是________，植物乙积累有机物最快的时刻是________时。‎ ‎(2)CO2缓冲液能维持装置内CO2浓度的相对稳定，因此，有色液滴的移动是由于装置内________(气体)变化导致的。有色液滴右移表明此时植物的光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。‎ ‎(3)12～14时光照增强，但植物为了减少蒸腾作用，气孔部分关闭，则此时与前一个阶段比，叶肉细胞内C3含量________(填“增多”“减少”或“不变”)，C5含量________(填“增多”“减少”或“不变”)。‎ ‎(4)本装置中，影响植物光合作用、呼吸作用的外界因素分别是______________和______________。若将本装置置于黑暗环境中，则可用于测量植物的________________________________________________________________________速率。‎ ‎12．(2017·衡阳月考)为探究不同波长的光和CO2浓度对葡萄试管苗光合作用的影响，用40 W的白色、红色和黄色灯管做光源，设置不同的CO2浓度，处理试管苗。培养一段时间后，测定试管苗的净光合速率(净光合速率＝真光合速率－呼吸速率)，结果如下图，请回答问题：‎ ‎(1)光合作用中，催化三碳化合物还原的酶存在于____________________________中。‎ ‎(2)据图分析，a点的净光合速率大于c点，从光合作用的角度分析，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 在红光条件下，CO2浓度为300 μL·L－1时，对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。‎ ‎(3)为探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变，提出实验思路如下：分别取________和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上叶绿素a、叶绿素b色素带的________来判断叶绿素含量是否发生改变。‎ ‎(4)在温室中增施农家肥可以提高植物光合作用效率，其原因是，一方面农家肥含有无机盐；另一方面农家肥中的有机物被分解者降解时会__________。‎ 答案精析 ‎1．D　[乙放在黑暗处，甲放在光亮处，相互对照，不需要改正，A、B错误；温度是无关变量，无关变量保持一致，都为20 ℃，不需要改正，C错误；水是无关变量，无关变量应保持一致且适宜，因此乙的水分少量不对，乙花盆应浇充足的水，D正确。]‎ ‎2．D　[根据实验探究的目的“光的有无对该种子萌发的影响”，说明本实验的自变量是有无光照。实验组置于有光照的环境中，因此对照组置于黑暗环境中，其他条件相同，观察比较两组种子的萌发率，故选D。]‎ ‎3．C　[据图分析，甲试管中有丙酮酸和完整的线粒体，可以进行的是有氧呼吸的第二、三阶段，消耗氧气，产生二氧化碳；乙试管中的碳酸氢钠可以提供二氧化碳，再加上完整的叶绿体，则可以进行光合作用，产生氧气，所以两个试管都有气体产生，但是气体的成分不同，故选C。]‎ ‎4．D　[萨克斯所做的证明光合作用产生淀粉的实验：遮光组为实验组；曝光组为对照组，A错误；萨克斯所做的证明光合作用产生淀粉的实验过程中并不知道绿叶是利用CO2合成的淀粉，B错误；实验初始时叶片经过黑暗的“饥饿”处理后再遮光与曝光，所以两区域理论上是没有淀粉存在的，C错误；根据本实验的单因子自变量可知，遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因就是有无光照，D正确。]‎ ‎5．C　[在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增加，叶圆片上浮的时间缩短，A错误；在bc段，已经达到二氧化碳饱和点，此时限制光合作用的因素不再是二氧化碳的浓度，单独增加NaHCO3溶液浓度，不能缩短叶圆片上浮的时间，B错误；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，造成质壁分离使叶肉细胞失水导致代谢水平下降，C正确；配制的NaHCO3溶液中不含氧气，但随着光合作用的进行，叶圆片释放氧气，所以整个实验过程中叶圆片能进行呼吸作用，D错误。]‎ ‎6．A　[烧杯中盛放NaHCO3溶液，NaHCO3溶液可以为光合作用提供CO2，因此装置中的植物可同时进行光合作用和呼吸作用，能用于测定一定光照强度下植物的净光合速率，A项正确；种子无氧呼吸不消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，但种子的有氧呼吸消耗O2，所以在遮光条件下，烧杯里盛放NaOH溶液，可用于测定种子的有氧呼吸强度，B项错误；一定光照强度下，植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，所以烧杯中盛放清水，不能用于测定一定光照强度下植物的真光合速率，C项错误；在遮光条件下，种子进行有氧呼吸，而有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量，因此烧杯中盛放清水，不能用于测定种子有氧呼吸的强度，D项错误。]‎ ‎7．B ‎8．D　[由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为a～c时，曲线Ⅰ光合作用速率随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在光照强度为b 之前，光合作用速率已达最大值，因此D错误。光照强度为a时，曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。同理可知，造成曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是温度；光照强度为a～b时，限制曲线Ⅰ和曲线Ⅱ光合作用速率的主要因素是光照强度，因此随着光照强度的上升，光合作用速率也会上升。]‎ ‎9．D ‎10．C　[试管中收集的气体量代表了净光合作用产生的氧气量，即光合作用氧气产生量和呼吸作用消耗量的差值，A错误；如果光照在光补偿点以下，可放出CO2，B错误；为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，自变量为二氧化碳浓度，因此可以用不同浓度梯度的碳酸氢钠溶液进行实验，C正确；为了探究光照强度对光合作用的影响，应该选用多套装置设置不同的距离，并且光合作用产生的气泡太少，故观察气泡产生的速率不现实，D错误。]‎ ‎11．(1)甲　10　(2)O2　大于　(3)减少　增多 (4)光照强度、温度　温度、O2浓度　呼吸作用 解析　(1)据表分析，甲植物较乙植物细胞氧气释放速率的最大值出现晚，所以生活环境光照较强的植物是甲，表中乙植物在10时达到最大的氧气释放速率，故光合作用积累有机物最快。(2)图中装置烧杯中的二氧化碳缓冲液可以提供稳定的二氧化碳，使装置中的气压变化只来自于氧气。植物的光合作用速率大于呼吸作用速率，释放的氧气增多，装置内气压增大，有色液滴右移。(3)12～14时光照增强，但植物甲叶面气孔导度(气孔的开放程度)下降，即气孔部分关闭，二氧化碳供应不足，叶肉细胞间的CO2浓度/环境中的CO2浓度的比值减小，三碳化合物合成减少，则五碳化合物增加。(4)根据题意，该装置中影响光合作用的因素主要是光照强度和温度，影响呼吸作用强度的因素主要是温度和氧气浓度。将本装置置于黑暗环境中，则可用于测量植物的呼吸作用速率。‎ ‎12．(1)叶绿体基质　(2)叶绿体中的色素吸收红光多于黄光，a点真光合速率更高，所以a点净光合速率大于c点　大于　(3)白光(或自然光)　宽窄(或颜色的深浅)　(4)释放CO2‎ 解析　(1)三碳化合物还原属于碳反应阶段，场所是叶绿体基质，故催化三碳化合物还原的酶存在于叶绿体基质中。(2)叶绿体中的色素吸收红光多于黄光，光合速率高，故a点的净光合速率大于c点。在红光条件下，CO2浓度为300 μL·L－1时，整个植物的净光合作用为0，则对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量。(3)要探究黄光培养条件下，葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变，可以分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并用层析液分离，通过比较滤纸条上的叶绿素a、叶绿素b色素带的宽窄(或叶绿素a、叶绿素b色素带颜色深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变。(4)农家肥中有很多的有机物，这些有机物需要在土壤中经微生物的分解作用后才能将其中的矿质元素释放出来，供植物吸收利用；在分解这些有机物的过程中，会产生大量的二氧化碳，而温室中最缺乏的正是二氧化碳，所以施用农家肥可以提高温室作物光合作用的效率。‎