2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細胞的能量代謝 第10講 光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用講義（含解析）北師大版.docx

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第10講　光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用 [考綱要求]　光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用。 考點一　光合作用與細胞呼吸的過程比較 1．物質(zhì)名稱：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH，f：C5，g：CO2，h：C3。 2．生理過程及場所 序號 ① ② ③ ④ ⑤ 生理過程 光反應(yīng) 碳反應(yīng) 有氧呼吸第一階段 有氧呼吸第二階段 第三階段有氧呼吸 場所 葉綠體類囊體膜 葉綠體基質(zhì) 胞質(zhì)溶膠 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 1．光合作用與細胞呼吸中物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化 (1)光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向 C：CO2有機物丙酮酸CO2 H：H2O[H](CH2O)[H]H2O O：H2OO2H2OCO2有機物 (2)光合作用與有氧呼吸中[H]和ATP的來源、去路 比較項目 來源 去路 [H] 光合作用 光反應(yīng)中水的光解 用于碳反應(yīng)中C3的還原 有氧呼吸 產(chǎn)生于第一、二階段 消耗于第三階段，與O2結(jié)合生成H2O ATP 光合作用 產(chǎn)生于光反應(yīng)階段，其中的能量來自光能 用于碳反應(yīng)過程中C3的還原，其中的能量轉(zhuǎn)變成有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能 有氧呼吸 三個階段均能產(chǎn)生，但第三階段相對較多 用于幾乎各項生命活動(除光合作用的碳反應(yīng)) (3)光合作用與有氧呼吸中的能量轉(zhuǎn)化 2．不同光照條件下葉肉細胞的氣體代謝特點 曲線 光合作用強度與細胞呼吸強度的關(guān)系 氣體代謝特點 圖示 A點 只進行細胞呼吸 吸收O2，釋放CO2 AB段 細胞呼吸強度大于光合作用強度 吸收O2，釋放CO2 B點 細胞呼吸強度等于光合作用強度 不與外界發(fā)生氣體交換 B點后 光合作用強度大于細胞呼吸強度 吸收CO2，釋放O2 命題點一　光合作用與細胞呼吸基本過程的判斷 1．(2018天津紅橋區(qū)高三二模)下圖為植物細胞代謝的部分過程簡圖，①～⑦為相關(guān)生理過程。下列敘述錯誤的是(　　) A．若植物缺鎂，則首先會受到顯著影響的是③ B．②的進行與⑤⑥密切相關(guān) C．藍細菌中④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 D．葉肉細胞③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的吸收量，則該細胞內(nèi)有機物的總量將減少 答案　C 解析　鎂是合成葉綠素的成分，光反應(yīng)階段需要葉綠素吸收光能，若植物缺鎂則葉綠素的合成受到影響，首先會受到顯著影響的生理過程是③光反應(yīng)過程，A項正確；②是植物細胞通過主動運輸吸收無機鹽離子的過程，需要消耗能量，故與⑤⑥過程密切相關(guān)，B項正確；藍細菌是原核細胞，沒有葉綠體，C項錯誤；圖中③光反應(yīng)過程O2的產(chǎn)生量小于⑥有氧呼吸過程O2的吸收量，則凈光合作用量小于0，該植物體內(nèi)有機物的量將減少，D項正確。 2．如圖表示細胞內(nèi)部分物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程，相關(guān)描述正確的是(　　) A．能夠在生物膜上完成的過程是2、5、6、7、8 B．過程3、4的進行需要同種酶的催化 C．圖中7過程需要1過程的參與，而8過程中同時進行了2過程 D．在綠色植物的葉肉細胞內(nèi)，線粒體通過2過程合成的ATP比葉綠體通過2過程合成的ATP用途單一 答案　C 解析　圖中2表示ATP的合成，可發(fā)生在線粒體內(nèi)膜和類囊體膜上；5表示發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上的有氧呼吸的第三階段；6表示發(fā)生在類囊體膜上的光反應(yīng)過程中的水在光下分解；7表示發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中的光合作用的碳反應(yīng)階段；8表示無氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二階段，無氧呼吸的場所是胞質(zhì)溶膠，有氧呼吸的第一、第二階段分別發(fā)生在胞質(zhì)溶膠和線粒體基質(zhì)中，A項錯誤；過程3表示轉(zhuǎn)錄，需要RNA聚合酶催化，過程4表示逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化，B項錯誤；圖中7過程需要ATP水解供能，即1過程的參與，8(細胞呼吸)過程中，有機物分解釋放的能量部分用于合成ATP，所以8過程中同時進行了2過程，C項正確；在綠色植物的葉肉細胞內(nèi)，線粒體通過2過程合成的ATP可用于除了碳反應(yīng)以外的細胞的各項生命活動，葉綠體通過2過程合成的ATP只能用于三碳化合物的還原，D項錯誤。 命題點二　以葉綠體和線粒體為載體分析光合作用與細胞呼吸的關(guān)系 3．下面是葉肉細胞在不同光照強度下葉綠體與線粒體的代謝簡圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．細胞①處于黑暗環(huán)境中，該細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率 B．細胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2的交換，可斷定此時光合速率等于呼吸速率 C．細胞③處在較強光照條件下，細胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和 D．分析細胞④可得出，此時的光照強度較弱且N1小于M2 答案　D 解析　結(jié)合圖示可知，細胞①中僅線粒體中有氣體的消耗和生成，故應(yīng)處在黑暗環(huán)境中，此時細胞單位時間內(nèi)釋放的CO2量可表示呼吸速率，A項正確；細胞②沒有與外界進行氣體交換，此時光合速率與呼吸速率相等，B項正確；細胞③需要從外界環(huán)境吸收CO2，并向細胞外釋放O2，此時細胞所處環(huán)境的光照強度大于光補償點，細胞所利用的CO2包括細胞呼吸產(chǎn)生的N2和從環(huán)境中吸收的N1，C項正確；細胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細胞外吸收，說明此時細胞呼吸強度大于光合作用強度，細胞進行有氧呼吸和光合作用的過程中，O2的凈消耗量(吸收量)M2與CO2的凈生成量N1相等，D項錯誤。 4．(2018江蘇，29節(jié)選)下圖為某植物葉肉細胞中有關(guān)甲、乙兩種細胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題： (1)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進入乙，繼而在乙的________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細胞質(zhì)中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉(zhuǎn)移到ATP中。 (2)乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括____________(填序號)。 ①C3的還原?、趦?nèi)外物質(zhì)運輸?、跦2O裂解釋放O2　④酶的合成 答案　(1)丙酮酸　基質(zhì)中　內(nèi)膜上　(2)①②④ 解析　(1)圖中乙為線粒體，是進行有氧呼吸的主要場所。氧氣充足時，光合作用產(chǎn)生的三碳糖可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，丙酮酸在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解成CO2，同時產(chǎn)生[H]和ATP；有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸的第三階段，即和O2反應(yīng)生成水，同時產(chǎn)生大量ATP。葉綠體中產(chǎn)生的過多的還原能通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成NADPH，NADPH可通過參與有氧呼吸第三階段產(chǎn)生ATP。(2)由圖示可知，乙(線粒體)產(chǎn)生的ATP能夠進入甲(葉綠體)，所以在線粒體中合成的ATP可以用于C3的還原，同時還能用于內(nèi)外物質(zhì)的運輸、酶的合成等；水的光解不需要ATP。 考點二　光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用 1．真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的辨析 (1)內(nèi)在關(guān)系 ①細胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。 ②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。 ③真正光合速率＝凈光合速率＋細胞呼吸速率。 (2)判定方法 ①根據(jù)坐標曲線判定 a．當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值的絕對值代表細胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。 b．當光照強度為0，光合速率也為0時，該曲線代表真正光合速率，如圖乙。 ②根據(jù)關(guān)鍵詞判定 檢測指標 細胞呼吸速率 凈光合速率 真正(總) 光合速率 CO2 釋放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗) 釋放量 產(chǎn)生量 有機物 消耗量(黑暗) 積累量 制造量、產(chǎn)生量 2.光合作用與細胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點”移動 (1)細胞呼吸對應(yīng)點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。 (2)補償點(B點)的移動 ①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應(yīng)右移，反之左移。 ②細胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應(yīng)右移，反之左移。 (3)飽和點(C點)和D點的移動：相關(guān)條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。 3．植物光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析 (1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線 a點：凌晨，溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。 b點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。 bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。 d點：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。 e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 fg段：沒有光照，光合作用停止，只進行細胞呼吸。 bf段：制造有機物的時間段。 ce段：積累有機物的時間段。 一晝夜有機物的積累量＝S1－(S2＋S3)。 (S1、S2、S3分別表示曲線和橫軸圍成的面積)。 (2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線 (注意：分析光合作用或細胞呼吸速率的變化時，應(yīng)分析曲線變化趨勢的快慢，也就是斜率。) AB段：無光照，植物只進行細胞呼吸。 BC段：溫度降低，細胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。 CD段：4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度小于細胞呼吸強度。 D點：隨光照增強，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 DH段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。 H點：隨光照減弱，光合作用強度下降，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止。 I點低于A點：一晝夜，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細胞呼吸，植物能正常生長(若I點高于A點，植物不能正常生長)。 命題點一　真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的分析 1．(2017北京，2)某植物光合作用、細胞呼吸與溫度的關(guān)系如下圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解錯誤的是(　　) A．細胞呼吸的最適溫度比光合作用的高 B．凈光合作用的最適溫度約為25℃ C．在0～25℃范圍內(nèi)，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大 D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50℃ 答案　D 解析　由圖可知，細胞呼吸的最適溫度為50℃左右，光合作用的最適溫度為30℃左右，A項正確；由最上圖可知，植物體凈光合作用的最適溫度約為25℃，B項正確；在0～25℃范圍內(nèi)，總光合速率曲線的上升幅度比呼吸速率曲線上升幅度大，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的影響大，C項正確；由圖可以看出，當溫度超過45℃時，凈光合速率小于0，植物不能正常生長，D項錯誤。 2．圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍細菌光合速率與光照強度的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率 B．圖甲中，光照強度為d時，單位時間內(nèi)細胞從周圍吸收2個單位的CO2 C．圖乙中，當光照強度為x時，細胞中產(chǎn)生ATP的場所有胞質(zhì)溶膠、線粒體和葉綠體 D．圖乙中，限制e、f、g點光合作用速率的因素主要是光照強度 答案　B 解析　分析甲圖可知，光照強度為b時，CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量相等，都為3個單位，細胞呼吸釋放的CO2首先供應(yīng)葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，說明此時細胞呼吸大于光合作用，A項錯誤；光照強度為d時，水稻葉肉細胞光合速率大于細胞呼吸速率，光照強度為a時，CO2釋放量即為細胞呼吸速率，則光照強度為d時，O2產(chǎn)生總量為8個單位，需要消耗的CO2也為8個單位，所以單位時間內(nèi)需從外界吸收CO2為2個單位，B項正確；圖乙中所示生物為藍細菌，藍細菌不含線粒體和葉綠體，C項錯誤；圖乙中，限制g點光合作用速率的因素不是光照強度，可能是二氧化碳濃度及溫度等，D項錯誤。 命題點二　光合作用與細胞呼吸曲線中“關(guān)鍵點”移動方向的分析 3.已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃，如圖表示30℃時光合作用與光照強度的關(guān)系。若溫度降到25℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應(yīng)點a、b、d的移動方向分別是(　　) A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 答案　C 解析　圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和在光飽和點時的光合作用強度。由題干“光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃”可知，當溫度從30℃降到25℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增強，所以光飽和點(d點)時吸收的CO2增多，d點上移。b點表示光合作用強度＝細胞呼吸強度，在25℃時細胞呼吸強度降低，光合作用強度增強，在除光照強度外其他條件不變的情況下要使光合作用強度仍然與細胞呼吸強度相等，需降低光照強度，即b點左移。 4．下圖表示光照強度和CO2濃度對某植物光合速率的影響。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．曲線中a點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中C3濃度降低 B．曲線中d點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中C5濃度升高 C．a(chǎn)b段影響光合速率的主要因素是光照強度 D．bc段影響光合速率的限制性因素可能是溫度等其他條件 答案　B 解析　a點轉(zhuǎn)向b點時，光反應(yīng)增強能提供更多的還原氫和ATP用于C3的還原，故C3濃度會下降；d點轉(zhuǎn)向b點時二氧化碳濃度增加，會有更多的C5用于二氧化碳的固定，故C5濃度會下降；ab段表示隨光照強度的增強，光合速率增加，故光照是影響光合速率的主要因素；bc段光照強度已經(jīng)飽和，溫度等成為光合速率的影響因素。 命題點三　光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析 5．科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結(jié)果繪制成下圖。下列相關(guān)說法錯誤的是(　　) A．光照強度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉 C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱 D．適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施 答案　B 解析　早晨太陽出來后光照強度不斷增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A項正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太陽出來后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因為環(huán)境溫度過高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，不能吸收CO2，B項錯誤；15時以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強度逐漸減弱所致，C項正確；適時澆水從而避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D項正確。 6．在天氣晴朗的夏季，將用全素營養(yǎng)液培養(yǎng)的植株放入密閉的玻璃罩內(nèi)放在室外進行培養(yǎng)。每隔一段時間用CO2濃度檢測儀測定玻璃罩內(nèi)CO2濃度，繪制成下圖所示的曲線(水平虛線表示實驗開始時玻璃罩內(nèi)CO2濃度)。據(jù)圖得出的判斷不正確的是(　　) A．d點和h點表示光合速率等于呼吸速率 B．bc段和ab段曲線斜率差異可能主要是溫度造成的 C．光合速率最大值可能出現(xiàn)在h點 D．呼吸速率最小值可能出現(xiàn)在b點 答案　C 解析　圖中d點和h點時，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度達到平衡，此時光合速率等于呼吸速率，A項正確；在夜間只進行細胞呼吸，但是ab段上升速率快，而bc段變緩，這是由于凌晨溫度較低，細胞呼吸減弱，B項正確；h點時光合作用積累的有機物最多，但光合速率不是最大，C項錯誤；b點之前，CO2增加的速率快，b點之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸速率最小值可能出現(xiàn)在b點，D項正確。 重溫高考　演練模擬 1．(2017海南，5)關(guān)于生物體內(nèi)能量代謝的敘述，正確的是(　　) A．淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成 B．人體大腦活動的能量主要來自脂肪的有氧氧化 C．葉肉細胞中合成葡萄糖的過程是需要能量的過程 D．硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量 答案　C 解析　淀粉是在淀粉酶的作用下被水解成葡萄糖的，該過程沒有ATP的生成，A項錯誤；人體大腦活動的能量主要來自葡萄糖的有氧氧化，B項錯誤；碳反應(yīng)產(chǎn)生葡萄糖的過程需要光反應(yīng)提供的能量，C項正確；硝化細菌生成有機物的能量來自其將NH3和HNO2氧化的過程，D項錯誤。 2．(2016四川，1)葉肉細胞內(nèi)的下列生理過程，一定在生物膜上進行的是(　　) A．O2的產(chǎn)生 B．H2O的生成 C．[H]的消耗 D．ATP的合成 答案　A 解析　O2產(chǎn)生于光反應(yīng)中，場所是葉綠體類囊體膜上，A項正確；生成H2O的生理過程較多，未必都在“生物膜”上進行，如蛋白質(zhì)合成時產(chǎn)生水，其場所是核糖體，B項錯誤；消耗[H]的過程有有氧呼吸第三階段、無氧呼吸第二階段和光合作用碳反應(yīng)，場所不一定有膜結(jié)構(gòu)，如胞質(zhì)溶膠、葉綠體基質(zhì)，C項錯誤；ATP的合成場所有胞質(zhì)溶膠、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜，不一定有膜結(jié)構(gòu)，D項錯誤。 3．(2018海南，4)高等植物細胞中，下列過程只發(fā)生在生物膜上的是(　　) A．光合作用中的光反應(yīng) B．光合作用中CO2的固定 C．葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸 D．以DNA為模板合成RNA 答案　A 解析　高等植物細胞中，光合作用中的光反應(yīng)只能發(fā)生在類囊體膜上，A正確；光合作用中CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，B錯誤；葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸發(fā)生在胞質(zhì)溶膠中，C錯誤；以DNA為模板合成RNA即轉(zhuǎn)錄過程，發(fā)生在細胞核和葉綠體、線粒體基質(zhì)中，D錯誤。 4．(2018全國Ⅱ，30)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題： (1)由圖可知，A葉片是樹冠______(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是_________。 (2)光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的________反應(yīng)受到抑制。 (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是________。 答案　(1)下層　A葉片的凈光合速率達到最大時所需的光照強度低于B葉片　(2)碳　(3)無水乙醇 解析　(1)根據(jù)題圖中的曲線可知，A葉片凈光合速率最大時，對應(yīng)的光照強度約為 1200μmolm－2s－1，B葉片凈光合速率最大時，對應(yīng)的光照強度至少為2000μmolm－2s－1，即A葉片的凈光合速率達到最大時所需的光照強度低于B葉片，因此A葉片位于樹冠下層。(2)當光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的放氧速率不變，但凈光合速率下降，原因可能是光合作用的碳反應(yīng)受到抑制。(3)常用的提取葉綠素的有機溶劑是無水乙醇。 5．(2017全國Ⅰ，30)植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，回答下列問題： (1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是________________________________________。甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率________(填“大于0”、“等于0”或“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是_________________________________________________________。 答案　(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低　大于0 (2)甲種植物在光下進行光合作用釋放的O2，使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2增多時，有氧呼吸增加 解析　(1)在適宜條件下照光培養(yǎng)時，由于光合速率大于呼吸速率，導(dǎo)致密閉容器內(nèi)CO2濃度下降，進而導(dǎo)致光合作用速率降低。題干信息表明甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，因此甲種植物凈光合速率為0時(即CO2補償點時)的二氧化碳濃度已超過乙種植物的CO2補償點，因此其凈光合速率大于0。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，由于植物進行光合作用能釋放氧氣，因此植物的有氧呼吸增加。 1．(2019大連質(zhì)檢)關(guān)于在一定條件下某葉肉細胞內(nèi)葉綠體和線粒體有關(guān)生理活動的敘述，正確的是(　　) A．含有的DNA都能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成 B．光照下線粒體可以直接利用葉綠體產(chǎn)生的O2和葡萄糖 C．光照下兩者產(chǎn)生的ATP都能用于各項生命活動 D．若突然增加光照強度，則短時間內(nèi)葉綠體中化合物C5比ADP先減少 答案　A 解析　葉肉細胞內(nèi)葉綠體和線粒體中都含有少量的DNA，因此都能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成，A正確；葡萄糖氧化分解發(fā)生在胞質(zhì)溶膠中，線粒體不能利用葡萄糖，B錯誤；葉綠體光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于光合作用碳反應(yīng)過程，C錯誤；若突然增加光照強度，光合作用產(chǎn)生的ATP和NADPH增多，則ADP減少；由于ATP和NADPH增加，導(dǎo)致C3的還原生成C5增加，因此短時間內(nèi)C5增加，D錯誤。 2．下圖所示為甘蔗葉肉細胞內(nèi)的系列反應(yīng)過程，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．過程①產(chǎn)生[H]，過程②消耗[H]，過程③既產(chǎn)生也消耗[H] B．過程②只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，過程③只發(fā)生在線粒體基質(zhì) C．過程①消耗CO2釋放O2，過程③消耗O2釋放CO2 D．若葉肉細胞內(nèi)過程②的速率大于過程③的速率，則甘蔗的干重必然增加 答案　A 解析　過程①②③分別為光反應(yīng)、碳反應(yīng)和細胞呼吸，光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生[H]，碳反應(yīng)中C3的還原消耗[H]，細胞呼吸中第一、第二階段產(chǎn)生[H]，第三階段消耗[H]，A項正確；碳反應(yīng)只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，細胞呼吸發(fā)生在胞質(zhì)溶膠和線粒體中，B項錯誤；光反應(yīng)不消耗CO2，只是釋放O2，C項錯誤；若葉肉細胞內(nèi)過程②的速率大于過程③的速率，甘蔗的干重不一定增加，因為甘蔗干重增加的條件是整個植株的有機物合成量大于消耗量，而圖示僅為葉肉細胞中能量代謝，D項錯誤。 3．下圖表示某高等綠色植物體內(nèi)的部分生理過程，有關(guān)分析正確的是(　　) A．能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅰ、Ⅲ B．階段Ⅰ生成的[H]可作為還原劑用于⑤過程生成水 C．過程①、④、⑤可為葉肉細胞吸收Mg2＋等提供動力 D．過程③、④、⑤進行的場所分別是葉綠體基質(zhì)、胞質(zhì)溶膠、線粒體 答案　A 解析　據(jù)圖可知，階段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表光反應(yīng)、碳反應(yīng)、細胞呼吸，過程①表示光反應(yīng)產(chǎn)生ATP過程，過程②表示C3的還原，過程③～⑤分別表示二氧化碳的固定、無氧呼吸、有氧呼吸。能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅰ(光反應(yīng)發(fā)生于類囊體膜上)、Ⅲ中的過程⑤(有氧呼吸的第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上)，A項正確；階段Ⅰ生成的[H]將在過程②中作為還原劑還原C3，不能用于⑤過程，B項錯誤；過程④和⑤都合成ATP，可為細胞吸收Mg2＋等提供動力，但過程①產(chǎn)生的ATP只能用于碳反應(yīng)，C項錯誤；過程③進行的場所是葉綠體基質(zhì)，過程④進行的場所是胞質(zhì)溶膠，過程⑤進行的場所是胞質(zhì)溶膠和線粒體，D項錯誤。 4．(2018銅陵質(zhì)檢)對某植物在不同環(huán)境條件下O2的吸收量和釋放量進行測定，結(jié)果如下表所示，下列對結(jié)果的分析不正確的是(　　) 光照強度(klx) O2變化量(mg/h) 溫度 0 5 10 10℃ －0.5 ＋3.0 ＋4.0 20℃ －1 ＋2.0 ＋5.0 A.在5klx光照條件下5h,10℃時光合作用產(chǎn)生的O2總量比20℃時多2.5mg B．在20℃時，分別用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，O2增加量前者比后者多30mg C．在10℃、10klx光照4.8h后，轉(zhuǎn)入20℃黑暗環(huán)境19.2h，O2變化量為0 D．該實驗的自變量是光照強度、溫度和光照時間，CO2濃度等屬于無關(guān)變量 答案　D 解析　黑暗中單位時間內(nèi)O2的吸收量代表呼吸速率，光下測定的單位時間內(nèi)O2的釋放量是凈光合速率，在5klx光照條件下5h,10℃時光合作用產(chǎn)生的O2總量是3.55＝17.5mg,20℃時光合作用產(chǎn)生的O2總量是35＝15mg，前者比后者多2.5mg，A項正確；在20℃時，用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，O2的增加量分別是510－114＝36mg、210－114＝6mg，前者比后者多30mg，B項正確；在10℃時，用10klx光照4.8h，積累O2的量為44.8＝19.2mg,20℃黑暗環(huán)境19.2h，消耗O2的量為119.2＝19.2mg，O2變化量為0，C項正確；該實驗的自變量是光照強度與溫度，光照時間、CO2濃度等屬于無關(guān)變量，D項錯誤。 5．夏季晴天，將裝有某綠色植物的密閉玻璃罩置于室外，從凌晨0時開始，定期測定玻璃罩中某種氣體含量，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是(　　) A．本實驗測定的氣體是CO2 B．該植物進行光合作用的起始時間是6時 C．若9時和12時合成有機物的速率相等，則9時的呼吸速率小于12時的 D．與0時相比較，24時該植物的干重減少 答案　C 解析　由圖可知，該氣體相對值先減少后增加，本實驗測定的氣體是O2，A項錯誤；6時和18時的光合速率和呼吸速率相等，光合作用的起始時間應(yīng)在6時之前，B項錯誤；該曲線的斜率代表速率，9時的凈光合速率大于12時的，若9時和12時真正光合速率相等，則9時的呼吸速率小于12時的，C項正確；24時的O2含量高于0時的，說明植物一晝夜內(nèi)有機物的積累量大于0，即該植物的干重增加了，D項錯誤。 6．下圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據(jù)。若光照強度的日變化相同，則據(jù)圖判斷不正確的是(　　) A．在水分充足時桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象 B．曲線Ⅱ雙峰形成與光照強度的變化有關(guān) C．導(dǎo)致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量 D．適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度 答案　C 解析　曲線Ⅰ為降雨后第2天(水分充足)測得的數(shù)據(jù)，曲線Ⅰ沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A項正確；曲線Ⅱ和曲線Ⅲ分別是降雨后第8天和第15天測得的數(shù)據(jù)，此時土壤含水量減少，并都出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，即中午溫度高，為降低蒸騰作用，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致這種曲線變化的主要因素是光照強度，而導(dǎo)致曲線Ⅲ光合速率低的主要因素是土壤含水量，B項正確，C項錯誤；根據(jù)曲線Ⅰ可知，適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D項正確。 7.某同學(xué)研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具體操作如下：取三個相同的透明玻璃瓶a、b、c，將a先包以黑膠布，再包以鉛箔。用a、b、c三瓶從待測水體深度取水，測定c瓶中水內(nèi)氧含量。將a瓶、b瓶密封再沉入待測水體深度，經(jīng)24h取出，測兩瓶氧含量，結(jié)果如圖所示。則24h待測深度水體中生物光合作用和有氧呼吸的情況是(　　) A．24h待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是vmol/瓶 B．24h待測深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是kmol/瓶 C．24h待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是(k－v) mol/瓶 D．24h待測深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是(k－v) mol/瓶 答案　D 解析　根據(jù)題意知，a瓶生物在黑暗條件下僅能進行有氧呼吸，24 h待測深度水體中生物進行有氧呼吸消耗的氧氣量為(w－v)mol/瓶；b瓶生物在光照條件下，氧氣的增加量(k－w)mol/瓶即為瓶內(nèi)生物24 h進行光合作用和有氧呼吸凈積累的氧氣量(凈光合量)，故24 h待測深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量＝呼吸消耗的氧氣量＋凈光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v)mol/瓶。 8．(2017全國Ⅱ，29)下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是____________、____________、____________、____________，[H]代表的物質(zhì)主要是______________________。 (2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表胞質(zhì)溶膠，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是_______________________。 答案　(1)O2　NADP＋　ADP和Pi　C5　NADH (2)C和D　(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸 解析　(1)光合作用光反應(yīng)階段，水光解形成NADPH和氧氣，因此圖中①是O2；②可形成NADPH，應(yīng)為NADP＋；③可形成ATP，應(yīng)為ADP＋Pi；三碳化合物還原可形成有機物和五碳化合物，因此④表示C5。細胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)主要是NADH。 (2)圖中A表示光反應(yīng)階段，B表示碳反應(yīng)階段，C代表胞質(zhì)溶膠(可發(fā)生有氧呼吸的第一階段)，D代表線粒體(可發(fā)生有氧呼吸的第二階段和第三階段)，其中光反應(yīng)階段、有氧呼吸的三個階段都能合成ATP，而碳反應(yīng)階段不但不能合成ATP還會消耗ATP。因此，ATP合成除發(fā)生在A過程，還發(fā)生在C和D。 (3)植物葉肉細胞中，有氧條件下，丙酮酸進入線粒體最終分解形成二氧化碳和水；在缺氧條件下進行無氧呼吸，轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳。 9．將某種植物置于CO2濃度適宜、水分充足的環(huán)境中，溫度分別保持在5℃、15℃、25℃和35℃條件下，改變光照強度，測定CO2的吸收速率，得到圖1所示結(jié)果。處理圖1中有關(guān)數(shù)據(jù)得到圖2、圖3。下列敘述不正確的是(　　) A．圖1中的自變量是溫度和光照強度 B．當光照強度大于7時，25℃與15℃條件下植物的有機物的合成速率相同 C．圖2表示在5～35℃條件下該植物光飽和點的變化 D．圖3表示在5～35℃條件下該植物呼吸速率的變化 答案　B 解析　題圖中CO2的吸收速率指的是凈光合速率，有機物的合成速率應(yīng)該是凈光合速率加上呼吸速率。當光照強度大于7時，25℃與15℃條件下植物的凈光合速率相等，但由于呼吸速率不同，故有機物的合成速率不相同。 10．某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的光合速率＝(3y－2z－x)/6gcm－2h－1(不考慮取葉圓片后對葉片生理活動的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響)。則M處的實驗條件是(　　) A．下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時 B．下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時 C．下午4時后在陽光下照射6小時 D．下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時 答案　D 解析　依據(jù)選項，逆向推導(dǎo)，依題意，光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，凈光合速率為(y－x)/6 gcm－2h－1，還需測定呼吸速率，故需遮光處理。遮光6小時，呼吸速率為(y－z)/6gcm－2h－1，光合速率＝(2y－x－z)/6 gcm－2h－1；遮光3小時，呼吸速率為(y－z)/3gcm－2h－1，光合速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6 gcm－2h－1，故D項正確。 11．(2018哈爾濱三中高三一模)如圖為水稻葉肉細胞內(nèi)部分生理過程示意圖，其中①～⑤表示過程，Ⅰ～Ⅵ表示物質(zhì)。請據(jù)圖回答相關(guān)問題： (1)圖中Ⅲ與__________(填序號)表示的物質(zhì)相同，圖中Ⅰ與Ⅳ表示的物質(zhì)________(填“相同”或“不相同”)。 (2)圖中消耗ADP的場所有______________________；若該水稻植株長期處于黑暗狀態(tài)，則圖中①→②→①的循環(huán)________(填“能”或“不能”)進行，原因是__________________。 (3)為探究黃光培養(yǎng)條件下水稻幼苗的葉綠素含量是否發(fā)生改變，假設(shè)你是實驗小組成員，請寫出實驗思路：_____________________________________________________________。 答案　(1)Ⅵ　不相同　(2)葉綠體類囊體膜、胞質(zhì)溶膠、線粒體　不能　沒有光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，碳反應(yīng)不能進行　(3)分別取白光(或自然光)和黃光條件下培養(yǎng)的試管苗葉片，提取其中的色素并分離，通過比較濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄(或顏色的深淺)來判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變 解析　據(jù)圖分析，圖中①表示二氧化碳的固定，②表示三碳化合物的還原，③表示有氧呼吸第一階段，④表示有氧呼吸第三階段，⑤表示有氧呼吸第二階段；Ⅰ表示NADPH，Ⅱ表示氧氣，Ⅲ表示二氧化碳，Ⅳ表示NADH，Ⅴ表示氧氣，Ⅵ表示二氧化碳。 (1)根據(jù)以上分析可知，圖中Ⅲ和Ⅵ都表示二氧化碳；Ⅰ表示NADPH，Ⅳ表示NADH。 (2)圖中光反應(yīng)、有氧呼吸的三個階段都可以產(chǎn)生ATP，因此消耗ADP產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體類囊體膜、胞質(zhì)溶膠、線粒體；若該水稻植株長期處于黑暗狀態(tài)，由于沒有光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，碳反應(yīng)不能進行，所以圖中①→②→①的循環(huán)(碳反應(yīng))不能進行。 (3)根據(jù)題意分析可知，實驗的自變量是光照的種類，因變量是葉綠素的含量，則實驗思路為分別取白光(或自然光)和黃光條件下培養(yǎng)的試管苗葉片，提取其中的色素并分離，通過比較濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄(或顏色的深淺)來判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變。 12．科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進行了系列研究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖，圖2為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲線。請回答下列問題： (1)取果肉薄片放入含乙醇的試管，并加入適量____________，以防止葉綠素降解。長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片會變成白色，原因是_____________________________________。 (2)圖1中影響光合放氧速率的因素有________________________________。氧電極可以檢測反應(yīng)液中氧氣的濃度，測定前應(yīng)排除反應(yīng)液中________的干擾。 (3)圖1在反應(yīng)室中加入NaHCO3的主要作用是_________。若提高反應(yīng)液中NaHCO3濃度，果肉放氧速率的變化是_________(填“增大”“減小”“增大后穩(wěn)定”或“穩(wěn)定后減小”)。 (4)圖2中不同時間段曲線的斜率代表光合放氧的速率，對15～20min曲線的斜率幾乎不變的合理解釋是____________________________；若在20min后停止光照，則短時間內(nèi)葉綠體中含量減少的物質(zhì)有________(填序號：①C5　②ATP?、踇H]?、蹸3 )，可推測20～25min曲線的斜率為________(填“正值”“負值”或“零”)。 答案　(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中　(2)光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度　溶解氧　(3)提供CO2　增大后穩(wěn)定　(4)光合產(chǎn)氧量與呼吸耗氧量相等?、佗冖邸∝撝? 解析　(1)為防止葉綠素降解，可加入適量的CaCO3，由于葉綠體中的色素均可溶解于有機溶劑無水乙醇中，故長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片，將因色素溶解變成白色。 (2)影響光合放氧速率的因素包括光照強度、溫度、CO2濃度(或NaHCO3濃度)等，為排除反應(yīng)室內(nèi)原有O2對實驗結(jié)果的干擾，實驗測定前需排除反應(yīng)液中的溶解氧。 (3)圖1在反應(yīng)室中加入NaHCO3的主要目的是為果肉細胞光合作用提供CO2，若提高反應(yīng)液中NaHCO3濃度，則在一定范圍內(nèi)可提高光合放氧速率，達到一定速率后將穩(wěn)定。 (4)圖2中15～20min曲線斜率不變，意味著此時間段果肉細胞不再繼續(xù)向裝置中釋放O2，這表明凈光合速率為0，即果肉細胞光合產(chǎn)氧量與呼吸耗氧量相等；若在20min后停止光照，則短時間內(nèi)光反應(yīng)被削弱，[H]、ATP及C5均會減少，此時光合產(chǎn)氧量將小于呼吸耗氧量，曲線斜率將呈現(xiàn)“負值”。