高考生物二輪復習 第二單元 生命系統(tǒng)的代謝基礎 專題二 兩大基礎代謝——光合作用和細胞呼吸課件

專題二兩大基礎代謝光合作用和細胞呼吸考綱要求1.光合作用及其對它的認識過程（C）。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素（C）。3.細胞呼吸及其原理的應用（C）。4.實驗：葉綠體色素的提取和分離（b）。5.實驗：探究酵母細胞的呼吸方式（c）。 葉綠體類囊體薄膜上將光能轉變?yōu)锳TP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能 光、CO2、溫度等溫度、 O2、 H2O等 考點一光合作用與細胞呼吸的過程及內在關系1.（2012江蘇單科，23）如圖表示細胞呼吸作用的過程，其中代表有關生理過程發(fā)生的場所，甲、乙代表有關物質。下列相關敘述正確的是（多選）（）A.和都具有雙層生物膜B.和所含酶的種類不同 C.和都能產生大量ATPD.甲、乙分別代表丙酮酸、H 解析本題考查呼吸作用的相關知識。分析題圖可推測為細胞質基質，為線粒體基質，為線粒體內膜；甲為丙酮酸，乙為H 。由上述分析可知A錯；與中的反應類型不同，故所含酶也不同，B、D正確；中進行有氧呼吸第三階段能產生大量ATP，中進行有氧呼吸第二階段，產生少量ATP，故C錯。答案BD 2.（2014全國課標，6）關于光合作用和呼吸作用的敘述，錯誤的是（）A.磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物B.光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與C.人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供D.病毒核酸的復制需要宿主細胞的呼吸作用提供能量解析人體在劇烈運動時有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，無氧呼吸產生的乳酸此種情況下不再供能，C錯誤。答案C 3.（2015安徽卷，2）如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是（）ACO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能BCO 2可直接被H 還原，再經過一系列的變化形成糖類C被還原的C3在相關酶的催化作用下，可再形成C5D光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高 解析在暗反應中ATP中的能量轉化到有機物中，成為穩(wěn)定的化學能，不參與CO2的固定，A錯誤；CO2必須先與C5反應形成C3方可被H 還原，B錯誤；C3化合物被H 還原后可再形成C5，此過程中需要酶參與，C正確；光照強度由強變弱時，會造成H 和ATP在短時間內減少，C5的合成速率下降，而其消耗速率不變，所以C5的含量會下降，D錯誤。答案C 高考對本知識點的考查側重于光合作用與細胞呼吸的過程，物質、能量轉化關系，對反應場所及各階段反應物、生成物確認及相關實驗探究也常作為考查點，題型既有選擇題也有非選擇題。 1.光合作用與細胞呼吸關系圖解 2.光合作用和細胞呼吸中物質和能量的變化暗反應丙酮酸光反應H 2OH有氧呼吸、 (2)能量變化活躍穩(wěn)定光合作用細胞呼吸 (1)無氧呼吸只在第一階段生成ATP，第二階段不生成ATP，有氧呼吸生成ATP最多的是發(fā)生在線粒體內膜上的第三階段。(2)葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解，必須在細胞質基質中分解為丙酮酸才能進入線粒體被分解。(3)光合作用過程在葉綠體類囊體膜上消耗H 2O，在葉綠體基質中產生H 2O；有氧呼吸過程在線粒體基質中(第二階段)消耗H 2O；在線粒體內膜上(第三階段)產生H 2O。 (1)證明光合作用所釋放的O2來自于水與用紫外線等處理青霉素選育高產青霉素菌株所用核心技術相同(2016全國卷，2A)()(2)人體細胞內O2/CO2的比值，線粒體內比細胞質基質高(2015山東，4B)()(3)適宜條件下光合作用過程中C5/C3的比值，停止供應CO2后比停止前高(2015山東卷，4D)()(4)大豆幼苗在適宜條件下進行光合作用時，若突然停止CO 2供應，短時間內葉綠體中C5和ATP含量都會升高(2013山東，25節(jié)選)() (5)在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是葉綠體基質、線粒體基質(2010天津，1改編)()答案(1)(2)(3)(4)(5)提示(1)前者所用方法是放射性同位素標記法，后者所用方法為誘變育種技術。(2)人體細胞內CO2最高處或O2最低處應為線粒體。 1.（2016江蘇卷，23）突變酵母的發(fā)酵效率高于野生型，常在釀酒工業(yè)發(fā)酵中使用。如圖為呼吸鏈突變酵母呼吸過程，下列相關敘述錯誤的是（多選）（）命題角度1細胞呼吸的類型及過程 A.突變酵母乙醇代謝途徑未變B.突變酵母幾乎不能產生H C.氧氣充足時，野生型酵母種群增殖速率大于突變體D.通入氧氣后，突變酵母產生ATP的主要部位是線粒體解析突變酵母細胞能進行正常的乙醇代謝途徑，A正確；突變酵母細胞可通過乙醇代謝途徑產生H ，B錯誤；氧氣充足時，野生型酵母可進行正常的有氧呼吸，突變體不能進行正常的有氧呼吸，前者釋放能量多，增殖速率大于后者，C正確，突變酵母產生ATP的主要部位是細胞質基質，D錯誤。答案BD 2.(2016山東臨沂模擬)下圖表示糖類代謝的示意圖，相關敘述正確的是()A.過程需要水的參與，發(fā)生在線粒體的內膜上B.過程產生少量的ATP，、產生大量的ATPC.過程可以發(fā)生在人體的肝臟或肌肉細胞中D.過程不發(fā)生在人體細胞中，是因為缺乏相關的酶 解析圖中過程發(fā)生在線粒體基質中，過程發(fā)生在線粒體的內膜上，產生大量的ATP，A錯誤；圖中、過程均產少量ATP，B錯誤；肌肉細胞中不能發(fā)生糖原向葡萄糖的轉化，C錯誤；產乳酸還是產酒精的無氧呼吸取決于相應酶，故D項正確。答案D “三看法”判斷細胞呼吸的類型(1)一看反應物和產物：消耗O2或產物中有H 2O，一定存在有氧呼吸。產物中有酒精或乳酸，一定有無氧呼吸。(2)二看物質的量的關系：無CO2產生只進行無氧呼吸產生乳酸。不耗O2，但產生CO2只進行產生酒精的無氧呼吸。消耗O 2等于釋放CO2只進行以葡萄糖為底物的有氧呼吸。CO2釋放量大于O2吸收量既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸。 1.(2016全國課標卷，4)關于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是()命題角度2考查光合作用色素、結構及過程A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中B.構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收C.通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 解析葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內的有機溶劑中，A正確；鎂作為細胞中的無機鹽，可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進而參與葉綠素的合成，B正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C錯誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長的植物幼苗，因沒有光照而導致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D正確。答案C 2.下面為光合作用的過程示意圖，在適宜條件下栽培小麥，如果突然將c降低至極低水平（其他條件不變），則a、b在葉綠體中的含量變化將會是（）A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升 解析由圖可知，a和b為H 和ATP，c為CO2。如果突然將CO2降低至極低水平，其固定形成的C3減少，對H 和ATP的利用量減少，使得H 和ATP的含量都上升。答案B 3.如圖表示在夏季的一個晴天，某陽生植物葉肉細胞光合作用過程中C3、C5的含量變化，若某一天中午天氣由晴轉陰，此時細胞中C3、C5含量的變化分別相當于曲線中的哪一段()A.de段(X)，de段(Y) B.cd段(X)，bc段(Y)C.de段(Y)，cd段(X) D.bc段(Y)，bc段(X) 解析題干信息“由晴轉陰”是解題的關鍵。光照強度下降，植物葉肉細胞光反應速率下降，H 和ATP含量下降，導致C3還原過程減弱，短時間內C3消耗量下降、生成量不變而有所積累，C5的生成量下降；另一方面，CO2繼續(xù)與C5生成C3，C5消耗量短時間不變。故C3含量短時間上升，相當于曲線中的de段(X)，而C5含量短時間下降，相當于曲線中的de段(Y)。綜上所述，A正確。答案A 改變條件后C3、C5、H 、ATP的含量及(CH 2O)合成速率變化分析光照強度和二氧化碳濃度突然改變后C3、C5、H 、ATP的含量及(CH 2O)合成速率的動態(tài)變化時，要將光反應和暗反應過程結合起來分析，從某物質來源和去路的變化來確定其含量變化。如下面四幅模型圖： 【典例】(2016山東棗莊模擬)圖1中，表示某植物細胞某些代謝過程，ae表示相關物質，圖2表示在不同溫度下，測定該植物葉片1 cm2重量變化情況的操作流程及結果，以下分析錯誤的是()命題角度3光合作用與細胞呼吸的內在關系 A.圖1中，過程，能產生ATP的是、B.物質a、b分別是氧氣、二氧化碳C.從圖2分析，該植物的呼吸速率為X，實際光合速率可表示為Y2XD.從圖2分析，維持12 h光照，12 h黑暗，溫度維持16 ，植物不能生長 慧眼識圖答案D 【對點小練】（2016南通第一次調研）下圖是綠色植物葉肉細胞的部分代謝過程圖解，相關敘述正確的是（）A過程表示光合作用暗反應，無光條件下能正常進行B過程發(fā)生在細胞質基質中，所有活細胞都能進行C過程表示有氧呼吸第二階段，無氧條件下能正常進行D過程產生的H 、ATP、CO 2都用于過程 解析過程表示光合作用的暗反應階段，有光和無光在短時間內都可以進行，但是當暗反應將光反應提供的ATP和H 消耗盡后，暗反應無法正常進行，A錯誤；過程表示細胞呼吸（有氧呼吸和無氧呼吸）的第一階段，場所是細胞質基質，所有活細胞都能進行，B正確；過程表示有氧呼吸的第二階段，在無氧條件下，丙酮酸無法進入線粒體，在細胞質基質中被還原為酒精和H 2O或乳酸，C錯誤；過程產生的H 在有氧呼吸第三階段與氧氣結合生成水，ATP供給各種生命活動所需要的能量，而CO 2則一部分供給光合作用，一部分釋放到空氣中，D錯誤。答案B 光合作用中H 為NADPH，細胞呼吸中H 為NADH，二者不是同種物質。 考點二光合作用與細胞呼吸的影響因素及應用1.（2016江蘇卷，32）為了選擇適宜栽種的作物品種，研究人員在相同的條件下分別測定了3個品種S1、S2、S3的光補償點和光飽和點，結果如圖1和圖2。請回答以下問題： （1）最適宜在果樹林下套種的品種是，最適應較高光強的品種是。（2）增加環(huán)境中CO2濃度后，測得S2的光飽和點顯著提高，但S3的光飽和點卻沒有顯著改變，原因可能是：在超過原光飽和點的光強下，S2的光反應產生了過剩的，而S3在光飽和點時可能（填序號）。光反應已基本飽和暗反應已基本飽和光、暗反應都已基本飽和（3）葉綠體中光反應產生的能量既用于固定CO 2，也參與葉綠體中生物大分子的合成。 （4）在光合作用過程中，CO2與RuBP（五碳化合物）結合的直接產物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三個。下圖為葉肉細胞中部分代謝途徑示意圖。淀粉是暫時存儲的光合作用產物，其合成場所應該在葉綠體的。淀粉運出葉綠體時先水解成TP或，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質中，合成由構成的蔗糖，運出葉肉細胞。 解析（1）果樹林下光照較弱，適合光補償點較低的植物生長。最適應較高光強的品種光飽和點較高。（2）光反應的產物為H 和ATP；增加環(huán)境中CO2濃度后，S3的光飽和點卻沒有顯著改變，可能是光反應已基本飽和、暗反應已基本飽和，或二者已基本飽和。（3）葉綠體中有機物大分子如核酸、蛋白質的合成需要消耗ATP。（4）淀粉合成場所位于葉綠體基質，根據圖示，葉綠體膜上存在六碳糖載體，淀粉運出葉綠體時先水解成TP或六碳糖，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質中。蔗糖由葡萄糖和果糖結合而成。答案（1）S 2S3（2）H 和ATP（3）核酸、蛋白質（4）基質中葡萄糖葡萄糖和果糖 2.（2015江蘇單科，27）為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種（對照）葉片的凈光合速率、蛋白質含量和葉綠素含量，結果如下圖所示。請回答下列問題： （1）圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積的釋放量。（2）光合作用過程中，CO2與C5結合生成，消牦的C5由經過一系列反應再生。（3）由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其主要原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產生更多的；另一方面是其蛋白質含量較高，含有更多的_。（4）栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產量并不高，最可能的生理原因是_。 解析（1）凈光合速率可用單位時間、單位葉面積O2的釋放量或CO2的吸收量來表示，一般選用葉齡一致的葉片在相同的光照強度、CO2濃度下進行測定。（2）光合作用暗反應中，CO2首先與C5結合生成C3，而后C3在H 和ATP的作用下生成（CH 2O）和C5。（3）由圖可知，P1葉片光合作用能力最強，原因有兩個方面：一是其葉綠素含量較高，可產生更多的H 和ATP；二是其含有更多與光合作用有關的酶。（4）P2植株干重顯著大于對照，但由于向籽實運輸的光合產物較少，最終獲得的籽實產量并不高。答案（1）光照強度、CO 2濃度O2（2）C3C3（3）H 和ATP參與光合作用的酶（4）P2光合作用能力強，但向籽實運輸的光合產物少 高考常結合坐標曲線或柱形圖模型，考查光合作用、細胞呼吸的影響因素及其在生產實踐中的應用，對總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的考查也較多，尤其是光合速率曲線中不同區(qū)段限制因子分析，光飽和點、補償點移動等問題。 1.影響細胞呼吸的4大外界因素適當降溫低氧 注：涉及“長期浸于水中爛根或發(fā)黑等”現(xiàn)象，均由無氧呼吸產生酒精所致。CO2 2.在相對密閉的環(huán)境中晝夜CO2含量的變化曲線圖分析(O2變化與CO2相反)不生長 3.解讀真正(總)光合速率、表觀(凈)光合速率與呼吸速率的關系 【典例】為研究提高大棚內CO2濃度對油桃光合作用的影響，測得自然種植的大棚和人工一次性施加CO2的大棚內油桃光合速率變化曲線如圖。據圖分析正確的是()命題角度1以坐標圖為載體考查影響光合與呼吸速率的因素 A.光照時H 的運動方向是從葉綠體基質到類囊體薄膜B.分析兩條曲線的變化規(guī)律可知人工施加CO2的最佳時間是10時C.兩大棚同時通風時間為10時D.圖中陰影部分面積表示813點的有機物積累量 慧眼識圖答案C 【對點小練】(2016成都樹德中學模擬)將兩株植物放在封閉的玻璃罩內，用全素營養(yǎng)液置于適宜光照下進行培養(yǎng)(如甲圖所示)，假定玻璃罩內植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中的生理狀態(tài)相同，且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響、微生物對CO2濃度影響均忽略不計。進行如下實驗：實驗一：用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內CO2濃度的變化情況，繪制成如乙圖所示曲線；實驗二：利用甲裝置研究該植物在適宜光照下、不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光照強度相同)，測其有機物變化，得到數據如圖丙所示。請據圖分析回答： (1)圖甲中在植物的全素營養(yǎng)液中加入 ，在鐘罩內最初檢測到的放射性物質是。在鐘罩內的CO2中檢測到放射性的18O，這是因為水參與了中的反應；植物對全素營養(yǎng)液中礦質元素的吸收具有選擇性，這取決于_。( 2 )圖乙曲線中E F段C O 2濃度降低速率緩慢，是因為，影響CD段CO2相對含量下降的主要環(huán)境因素是，若D點和H點對應時刻的呼吸強度相等，則D點時的光照強度(大于、等于、小于)H點時的光照強度。(3)由圖丙可知，該植物呼吸作用和光合作用的最適溫度在所給的四個溫度中分別是、；在光合作用的最適溫度下，該植物每天光照11 h，則該植物一天增重。 答案(1)氧氣線粒體基質根細胞膜上載體的種類和數量(2)正午時環(huán)境溫度較高，葉片上的氣孔關閉，CO2吸收速率降低光照強度大于(3)29 2927 mg 植物生長速率取決于凈光合量而不是“總光合量”(如下圖中n值為凈光合速率，n值0時，光合速率呼吸速率，植物生長取決于圖中虛線變化。)注：快速確認曲線圖中“總光合速率”與“凈光合速率”：若光照強度為“0”時，CO 2吸收量(或光合速率)從“0”開始，則描述指標為“總光合速率”，若此時CO2吸收量從負值開始，則描述指標應為凈光合速率。 1.(2015四川卷，4)在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下，測得某森林中林冠層四種主要喬木的幼苗葉片的生理指標(見下表)。下列分析正確的是()命題角度2以數據信息為載體考查兩大代謝的影響因素物種指標馬尾松苦櫧石櫟青岡光補償點/(molm2s1) 140 66 37 22光飽和點/(molm 2s1) 1 425 1 255 976 924(光補償點：光合速率等于呼吸速率時的光強；光飽和點：達到最大光合速率所需的最小光強) A.光強大于140(molm2s1)，馬尾松幼苗葉肉細胞中產生的O2全部進入線粒體B.光強小于1 255(molm2s1)，影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度C.森林中生產者積累有機物的能量總和，即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.在群落演替過程中，隨著林冠密集程度增大青岡的種群密度將會增加 解析由表格可知光強140(molm2s1)正好是馬尾松的光補償點，當光強大于光補償點時，光合速率大于呼吸速率，此時葉肉細胞產生的O2不僅進入線粒體參與有氧呼吸，還有多余的O2釋放到細胞外，A錯誤；由表格可知光強1255(molm2s1)正好是苦櫧的光飽和點，當光強小于光飽和點時，限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，當光強大于光飽和點時，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，B錯誤；輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產者固定的太陽能，而非生產者積累的有機物的能量總和，C 錯誤。答案D 2.（2016江蘇揚、通、泰第二次調研，27）菹草是一種沉水植物，是草食性魚類的良好天然餌料。為了能充分利用和開發(fā)菹草資源，科研人員研究了不同因素對菹草光合作用的影響，結果如下圖（圖中實線表示凈光合速率，虛線表示真正光合速率）。分析回答： （1）菹草葉肉細胞中含較多葉綠素，葉綠素分布在葉綠體的，其作用是_。 （2）由圖1可知，菹草生長的最適溫度在左右；在35時，菹草每小時呼吸作用耗氧量約為mgg1L1。（3）通過研究，科研人員建議在實際生產中應通過調節(jié)水量使菹草生長于水深2 m左右。結合圖2分析其依據是。若將水深增加到3m以上，菹草的呼吸速率將。（4）在實際生產過程中，由于水體流動不暢，生長旺盛的菹草有時突然光合作用能力明顯降低，甚至衰亡。結合圖3分析，出現(xiàn)這一現(xiàn)象原因可能是_。 解析（1）光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜，在葉綠體的類囊體薄膜上分布著與光反應有關的葉綠素；葉綠素的作用是吸收、傳遞和轉化光能。（2）實線表示凈光合速率，從圖1可以看出，在20左右時菹草凈光合速率最大，所以菹草生長的最適溫度在20左右。呼吸速率真正光合速率凈光合速率，從圖1可以看出，35時凈光合速率是0.2/（mgg1L1h1），真正光合速率是0.8（mgg1L1h1），所以呼吸速率是1.0（mgg 1L1h1）。（3）水深主要通過影響光照強度來影響光合作用，要使菹草生長最好，應選擇凈光合速率最大時對應的光照強度。結合圖2分析，通過調節(jié)水量使菹草生長于水深2m左右，是由于水深2m處，光照強度適宜，菹草凈光合速率接近最高。水深超過 2m，真正光合速率和凈光合速率的差值在減小，即呼吸速率在降低。（4）結合圖3，在一定范圍內pH升高菹草光合速率降低，菹草生長旺盛時，水中大量CO2被利用，由于水體流動不暢CO2得不到及時補充，導致pH升高，菹草光合速率降低（堿中毒）。答案（1）類囊體薄膜吸收、傳遞和轉化光能（2）201.0（3）水深2m處，光照強度適宜，菹草凈光合速率接近最高降低（4）菹草生長旺盛時，水中大量CO2被利用，由于水體流動不暢CO 2得不到及時補充，導致pH升高，菹草光合速率降低（堿中毒） (1)光照強度為“0”意味著光合作用不能進行，此時氣體變化量全由細胞呼吸引起，可作為呼吸強度指標。(2)光照下植物吸收CO2量或“測定的”CO2吸收量應為凈光合量。(3)光照培養(yǎng)階段，密閉裝置中CO2濃度變化量應為光合作用強度與呼吸作用強度間的“差值”，切不可僅答成“光合作用消耗”導致裝置中CO2濃度下降。 考點三光合作用與細胞呼吸的相關實驗1.（2016江蘇卷，17）下列用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述，正確的是（）A.應該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素B.即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素C.為獲得10mL提取液，研磨時一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D.層析完畢后應迅速記錄結果，否則葉綠素條帶會很快隨溶液揮發(fā)而消失 解析CaCO3可防止酸破壞葉綠素，應在研磨時加入，A錯誤；即使菜中葉剪碎不夠充分，但色素并沒有減少，也可提取出4種光合作用色素，B正確；由于研磨時乙醇揮發(fā)，故為獲得10mL提取液，研磨時加入多于10mL乙醇，C錯誤；葉綠素條帶不會隨層析液揮發(fā)而消失，D錯誤。答案B 2.（2013江蘇卷，17）將圖中果酒發(fā)酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的實驗，下列相關操作錯誤的是（）A.探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時打開閥aB.經管口3取樣檢測酒精和CO2的產生情況C.實驗開始前對改裝后整個裝置進行氣密性檢查D.改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通解析管口3只能檢測非氣態(tài)的產物，如酒精等，B錯誤。 答案B 3.（2012江蘇，33）為探究低濃度NaH SO3溶液對水稻光合速率的影響，某研究小組做了如下實驗，請完成實驗報告并回答下列問題。（1）實驗報告材料用具：乳熟期的溫室盆栽水稻，1（mmolL 1）NaH SO3溶液，蒸餾水，噴壺，光合分析測定儀等。 實驗步驟：第一步：選取若干的水稻植株隨機平均分成甲、乙兩組，甲組為對照組，乙組為實驗組。第二步：每天傍晚分別將等量的、噴灑在甲、乙兩組的水稻葉片上，次日上午測定光合速率。結果與分析：實驗結果見圖1，經分析可以得出的結論是_。 （2）研究發(fā)現(xiàn)NaH SO3增加了葉片內葉綠體形成ATP的能力，推測其作用部位是葉綠體的，進而加快對圖2中（填字母AD）物質的利用。（3）研究小組利用上述條件設計實驗，證明了0.2mol/L硫酸甲酯吩嗪（PMS）和1mmol/LNaH SO3效應相同，兩者共同處理既不存在累加效應，也無抑制效應。請用柱形圖繪制出實驗結果（實驗光照強度為1000molm2s1）。 解析該題主要考查了光合作用的過程以及光合速率影響因素的實驗探究方法。（1）根據實驗目的并結合所給實驗材料，可以確定對照組和實驗組應分別用蒸餾水和1mmol/NaH SO3溶液處理。為減少無關變量對實驗結果的影響，所選的水稻植株的生長狀況（包括株型、長勢、葉片等）應基本一致。通過分析實驗結果曲線可以看出，用1mmol/LNaH SO3溶液處理的實驗組水稻在不同光照強度下光合速率均提高。（2）NaH SO3可增加葉片內葉綠體形成ATP的能力，所以該物質作用于光反應階段，作用部位是葉綠體的類囊體。ATP合成加快，從而促進了暗反應過程，加快了對C 3（B）、C5（D）、CO2（A）等物質的利用。（3）分析 實驗結論時，應注意該實驗不僅證明了0.2mol/L的PMS和1mol/LNaH SO3溶液效應相同，還得出了兩者既不存在累加效應，也無抑制效應，說明了該實驗應設計為四組實驗，其中對照組用蒸餾水處理，實驗組分三組：用0.2mol/L的PMS處理、用1mol/LNaH SO 3溶液處理、用0.2mol/L的PMS和1mmol/LNaH SO3溶液共同處理。四組實驗的實驗結果應為三組實驗組促進效果相同，且均高于對照組。繪制柱形圖時，還應結合第（1）小題的實驗結果：光照強度為1000molm 2s1時，對照組和1mmol/LNaH SO3溶液處理的水稻凈光合速率分別為20和25（molm2s1）。 答案（1）株型、長勢、葉片均一蒸餾水1mol/LNaH SO3溶液不同光照強度下低濃度NaH SO3溶液均可提高水稻光合速率（2）類囊體A、B、D（3）見圖 葉綠體中色素提取與分離實驗常滲入到實驗選擇題中作選項考查，準確記憶色素提取、分離原理、相關試劑作用及色素帶分離結果是解題關鍵。對于呼吸、光合實驗探究的考查則常側重條件(如光照)控制，實驗裝置設計與分析，物理誤差校正，實驗結果分析與結論推導，同時應注意分析NaOH、NaH CO3、蒸餾水等試劑的作用。 1.色素提取、分離無水乙醇溶解度溶解度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b藍紫光藍綠 2.生物呼吸類型判定的實驗設計(1)實驗裝置欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)： (2)實驗結果預測和結論甲液滴不動，乙液滴不動只進行產乳酸的無氧呼吸或種子已死亡甲液滴 ，乙液滴 只進行產生酒精的無氧呼吸甲液滴左移，乙液滴右移進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸甲液滴 ，乙液滴 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸特別提醒為使實驗結果精確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置。對照裝置與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。不動右移左移不動 3.光合速率與呼吸速率的測定(1)呼吸速率和凈光合速率的測定方法(如下圖)(2)真正光合速率的計算總光合速率呼吸速率NaOH NaH CO 3凈光合速率 判斷與光合作用、細胞呼吸相關實驗探究中的做法(1)增加水中氧氣泵入空氣或放入綠色水生植物()(2)減少水中氧氣容器密封或油膜覆蓋或用涼開水()(3)除去容器中二氧化碳碳酸氫鈉溶液()(4)除去葉中原有淀粉置于黑暗環(huán)境中()(5)除去葉中葉綠素酒精隔水加熱()(6)除去光合作用對呼吸作用的干擾給植株遮光()(7)如何得到單色光棱鏡色散或薄膜濾光() (8)線粒體提取細胞勻漿離心()(9)保持容器中CO2濃度不變NaOH溶液()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)提示(3)除去CO2常用NaOH溶液。(9)保持容器中CO2濃度不變常用NaH CO3溶液。 1.（2015江蘇卷，21）為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進行紙層析，如圖為濾紙層析的結果（、為色素條帶）。下列敘述正確的是（多選）（）命題角度1葉綠體中色素的提取與分離 A.強光照導致了該植物葉綠素含量降低B.類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照C.色素、吸收光譜的吸收峰波長不同D.畫濾液細線時，濾液在點樣線上只能畫一次解析由圖示可知，強光下，、表示的葉綠素色素帶變窄，說明葉綠體含量降低，A正確；類胡蘿卜素可保護葉綠素免受強光降解，B正確；是葉綠素a，是葉綠素b，都是主要吸收藍紫光和紅光，但吸收光譜的吸收峰波長不同，C正確；畫濾液細線時，濾液在點樣線上畫23次，D錯誤。答案ABC 2.(2016山東臨沂一模)下圖表示用韭菜宿根進行的相關對照實驗流程。下列敘述錯誤的是()A.提取色素時，要加入SiO2和CaCO3進行充分研磨B.色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同C.實驗結果可說明葉綠素合成需要光照D.實驗結果表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多 解析色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中溶解度不同。答案B 關注幾種試劑作用無水乙醇提取色素；層析液分離色素；CaCO3保護葉綠素；SiO2研磨充分 1.下面三個裝置可用于研究萌發(fā)種子的呼吸作用方式及其產物，有關分析不正確的是()命題角度2與細胞呼吸相關的實驗A.裝置甲可用于探究呼吸作用是否產生熱量B.裝置乙的有色液滴向左移動，說明種子萌發(fā)只進行有氧呼吸C.裝置丙可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產生二氧化碳D.三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗 解析甲裝置中含有溫度計，可用于探究呼吸作用是否產生熱量，A正確；乙裝置中NaOH可吸收呼吸產生的二氧化碳，則有色液滴移動的距離代表呼吸消耗的氧氣量，因此該裝置可用于探究萌發(fā)的種子是否進行有氧呼吸，但不能說明種子萌發(fā)只進行有氧呼吸，B錯誤；丙裝置中澄清石灰水可檢測二氧化碳，因此該裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產生CO2，C正確；微生物也會進行呼吸作用，所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗，D正確。答案B 2.如圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實驗裝置，有關敘述正確的是() A.該實驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比實驗，其中乙組作為對照組B.若向B瓶和E瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則E瓶內的溶液會變黃C.可根據溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間長短，來檢測CO2的產生速率D.若C瓶和F瓶中溶液都變渾濁，不能據此判斷酵母菌的呼吸方式 解析探究酵母菌呼吸方式的實驗中，有氧和無氧條件的兩組都是實驗組，通過對比可以看出O2對細胞呼吸的影響。檢測時需將B瓶和E瓶中培養(yǎng)液過濾后取等量濾液加入兩只試管中；E瓶中酵母菌進行無氧呼吸，生成酒精，酒精在酸性條件下與重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色，而B瓶進行有氧呼吸，不生成酒精，無灰綠色出現(xiàn)。B瓶中進行有氧呼吸，產生CO2的速率較快，溴麝香草酚藍水溶液變黃所需的時間較短；E瓶中酵母菌進行無氧呼吸，產生CO 2的速率較慢，溴麝香草酚藍水溶液變黃所需時間較長。因有氧呼吸和無氧呼吸都能產生CO2使澄清的石灰水變渾濁，但兩者的渾濁程度不同，故可據此判斷酵母菌的呼吸方式。答案C 實驗成功關鍵點(1)通入A瓶的空氣中不能含有CO2，(故用NaOH除CO2)以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁的CO2是由酵母菌有氧呼吸產生的。(2)E瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將E瓶中的氧氣消耗完后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清的石灰水中的CO2來自無氧呼吸所產生。 1.（2014江蘇卷，31）為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養(yǎng)至指數生長期，并以此為材料，測定了藻細胞在不同條件下的凈光合速率（Pn）。圖1為光合放氧測定裝置的示意圖；圖2是不同NaH CO3濃度（pH 8.5，25）條件下測得的Pn曲線圖。請回答下列問題：命題角度3光合、呼吸速率的測定實驗 解析（1）通過圖可知，可以通過調節(jié)光源改變光照強度、光的波長（光質），從而研究光強和光質對光合作用的影響。（2）溫度是無關變量，溫度過高或過低都會影響酶的活性進而影響光合作用強度，使得難以確定光照對Pn影響，因此在實驗過程中要遵循單一變量原則，使無關變量相同且適宜，以便排除對實驗結果的干擾。（3）由圖可以看出，達到最大Pn值的最低NaH CO3濃度為120mgL1；在更高NaH CO3濃度下，外界因素 2.某生物興趣小組利用下圖所示的實驗裝置來探究綠色植物的生理作用。據此回答下列問題。(1)若要探究植物呼吸作用的類型，選取的實驗裝置有，為使實驗結果更科學，還需設置。若實驗中對照組的紅色液滴靜止不動，植物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，則觀察到的實驗現(xiàn)象是_。 (2)若要驗證CO2是植物光合作用的必需原料，選取的最佳實驗裝置是，實驗中給植物提供C18O2后，在玻璃罩內檢測到含18O的氧氣，其產生的途徑為_。解析(1)若要探究植物呼吸作用的類型，選取的實驗裝置有裝置一和裝置二，為使實驗結果更科學，還需設置沒有植物的對照實驗，排除物理因素的影響。若實驗中對照組的紅色液滴靜止不動，植物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，則裝置一燒杯中盛放NaOH溶液，能夠吸收呼吸作用產生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧氣，則紅色液滴向左移；裝置二燒杯中盛放水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧氣量小于產生的二氧化碳量，則紅 色液滴右移。 光合作用、細胞呼吸實驗的設計技巧(1)變量的控制手段，如光照強度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，若確認CO2是光合作用的原料，應以CO2有無(如添加NaH CO3，還是添加NaOH設置對照實驗)為變量，若確認CO2濃度對光合速率的影響，則應以不同濃度的CO2緩沖液為變量。 (2)典型的方法“黑白瓶法”：用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度值，綜合兩者即可得到真光合作用強度值。梯度法：用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。 密閉小室中氣體變化“拐點處”葉肉細胞代謝狀況辨析 1.總光合速率、凈光合速率與呼吸速率常用表示方法項目表示方法凈光合速率植物CO2吸收量或小室中CO2減少量、植物O2釋放量或小室中O2增加量、C6H 12O6積累量總光合速率CO2固定量、O2產生量或葉綠體CO2吸收量或葉綠體O2釋放量、C6H 12O6制造量呼吸速率(遮光條件下測得) CO 2釋放量、O2吸收量或線粒體CO2釋放量或線粒體O2吸收量、C6H 12O6消耗量注：在有光條件下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗“容器”中O2增加量、CO2減少量應代表“凈光合量” 2.高考?？嫉闹参铩叭省眴栴}歸納 3.密閉裝置中氣體變化曲線“拐點”處含義 1.在某一光照條件下，一株植物的光合作用強度等于呼吸作用強度。以下示意圖能代表該光照條件下，該植物葉肉細胞中發(fā)生的情況的是()解析整株植物光合作用強度等于呼吸作用強度，則葉肉細胞中光合速率呼吸速率。答案D 2.(2016山東棗莊模擬)某研究小組進行某植物的栽培試驗，圖1表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下測得的光合曲線和黑暗條件下的呼吸曲線；圖2為在恒溫密閉玻璃溫室中，連續(xù)24 h測定的溫室內CO2濃度以及植物CO2吸收速率的變化曲線，據圖分析，下列說法中錯誤的是() A.圖1中，當溫度達到55 時，植物光合作用相關的酶失活B.6 h時，圖2葉肉細胞產生H 的場所有葉綠體、線粒體和細胞質基質等C.18 h時，圖2葉肉細胞中葉綠體產生的O2量大于線粒體消耗的O2量D.該植株在進行光合作用且吸收CO2的量為0時，在兩圖中的描述點共有4個解析圖1中的虛線始終為二氧化碳的釋放，因此表示呼吸速率隨溫度變化的情況，而實線有時高于0，有時低于0，因此表示凈光合速率隨溫度變化的情況，圖中顯示，當溫度達到55 時，光合作用不再吸收二氧化碳，只剩下呼吸作用消耗二氧化碳的曲 線，表明植物不再進行光合作用，只進行呼吸作用，A正確；分 析圖2可知，6 h時，二氧化碳的吸收速率為0，此時密閉小室內二氧化碳濃度達到最大值，此時光合作用強度與呼吸作用強度相等，因此葉肉細胞產生H 的場所有葉綠體、線粒體和細胞質基質等，B正確；分析圖2可知，18時，二氧化碳的吸收速度等于0，說明此時整棵植株的光合作用強度等于有氧呼吸的強度，所以植株的“葉肉”細胞的葉綠體產生的O2量就必須大于線粒體消耗的O2量，這樣才能保證對非葉肉細胞的O2供應，而使植株的光合作用強度等于有氧呼吸的強度，C正確；圖2中當光合速率等于呼吸速率時，凈光合速率為0，處于室內二氧化碳濃度曲線的拐點，因此圖2中光合速率和呼吸速率相等的時間點有2個，圖1中，光合作用與呼吸作用相等的溫度條件是40 ，共3個，D錯誤。答案D 3.夏季某晴朗的一天對一密閉蔬菜大棚中的某種氣體的含量進行24 h的檢測，結果如下圖1。下圖2是葉肉細胞內兩種細胞器間的氣體關系圖解。請回答下列問題：(1)圖1中所測氣體為；該大棚內的蔬菜經過一晝夜后是否積累有機物？。原因是_。(2)與它們各自的前一階段相比，EC段和DB段葉肉細胞內的C 3含量的變化趨勢分別是、，圖1中CD段變化的原因可能是_。 (3)處于圖1中的B點時，圖2中應該進行的氣體轉移途徑有；而處于圖1中的DB段，圖2中應該進行的氣體轉移途徑有。解析(1)密閉大棚內氣體含量發(fā)生變化的主要是O2和CO2，圖中E、B兩點氣體變化量為0，說明E、B兩點的光合速率等于呼吸速率。7點之前呼吸速率大于光合速率，O2含量下降、CO2含量上升，故圖1所測氣體為O2。F點的O2含量高于A點，表明一晝夜內O 2的凈積累量大于0，即有機物有積累。(2)EC段，光照強度逐漸增強，光反應產生的H 和ATP增多，C3被還原的量就會增多，故C3含量的變化趨勢為減少；DB段，光照強度逐漸降低，光反應產生的H 和ATP減少，C3被還原的量就會減少，故 C3含量的變化趨勢為增加；CD段，光照強度過強，使氣溫偏高，氣孔關閉，CO2供應不足，暗反應減弱，限制了光反應的進行。(3)B點的光合速率等于呼吸速率，但一般植物只有綠色部分進行光合作用，在整體光合速率等于呼吸速率時，葉肉細胞內肯定是光合速率大于呼吸速率，則圖2中應該進行的氣體轉移途徑有A、C、D、E；DB段光合速率大于呼吸速率，對于葉肉細胞來說，葉綠體消耗CO2和產生O2的速率均大于線粒體產生CO2和消耗O2的速率，則圖2中應該進行的氣體轉移途徑有A、C、D、E。答案(1)O 2是F點的O2含量高于A點(一天內光合作用產生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)(2)減少增加光照過強，使溫度過高，氣孔關閉，CO2供應不足，暗反應減弱，限制了光反應的進行(3)A、C、D、E A、C、D、E 4.(2016四川遂寧二診)如圖表示某處于密閉狀態(tài)的蔬菜大棚自然狀況下一天內CO2濃度的變化情況，請據此回答：(1)CO2被固定后還原時還需光反應提供。A點時植物產生ATP的場所有_。(2)圖中植物光合作用等于呼吸作用的點有(填圖中字母)，此時葉綠體產生氧氣的量(填“”“”或“”)葉肉細胞線粒體消耗氧氣的量。 (3)若植物長期處于這種自然狀況下，能否正常生長？，為什么？_。(4)為探究高溫(30 )、強光照(15klx)對小麥葉片與玉米葉片光合作用影響的差異，研究小組設計了下表所示的實驗方案。組別材料條件1小麥葉片25、9klx a2 30、15klx b 3玉米葉片25、9klx c4 30、15klx d 若實驗測得cd，則說明_。有人認為上述實驗方案可去掉1、3組，由2、4組直接比較就能得出結論。這種做法(填“可行”或“不可行”)，理由是_。答案(1)ATP、H 細胞質基質、線粒體(2)DH(3)不能一天內植物光合作用產生有機物的量小于呼吸作用消耗有機物的量(或一天中植物積累有機物的量小于零，其他表述合理也可)(4)高溫、強光照對玉米光合作用影響不大(或無影響)不可行缺乏自身對照(或對照設計不科學)不能得出高溫、強光照對兩種植物光合速率影響的差異(其他表述合理也可)