2020届高考生物艺考生总复习细胞呼吸与光合作用高频命题点3细胞呼吸与光合作用的实验分析与设计教学案.docx

高频命题点3细胞呼吸与光合作用的实验分析与设计真题领航目标方向导入高考1(2019全国卷，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_；出现这种变化的主要原因是_。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。解析：本题借助影响光合作用的因素的相关知识，考查考生设计实验验证简单生物学事实的能力；通过对气孔开度减小原因的分析与探究，体现了科学探究素养中的方案探讨要素。(1)干旱处理后，该植物根细胞中溶质浓度增大，使根细胞的吸水能力增强。(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，从外界吸收的CO2减少，使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小，需要取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定其气孔开度，经干旱处理后，再测定其气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变；再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体植株随机分为两组，一组不做处理(对照组)，一组进行ABA处理(实验组)，在干旱条件下培养一段时间后，测定两组的气孔开度，预期结果是实验组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。答案：(1)增强(2)降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。2(2016全国卷)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050 min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由_引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为_(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是_。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_。解析：(1)依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用；37号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映；1号试管为对照组，其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，27号试管为实验组。综上所述，若50 min后，1号试管的溶液是浅绿色，则说明27号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明27号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。答案：(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2)黄色水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。知识拓展培养学生实验探究能力1某小组欲探究在一定氧气浓度下植物细胞呼吸的类型，请你利用如图所示装置和合理的材料进行实验，写出实验设计思路。_答案：取两组相同的上述装置分为甲、乙两组，两组植物均进行遮光处理(或将植物换成等量同种萌发的种子)，甲组烧杯中加入NaOH溶液，乙组烧杯中加入等量蒸馏水，一定时间后测定两组装置中红色液滴移动的情况，并据此判断植物细胞呼吸的类型。2某同学做出的推测为适当遮光可能导致叶绿素含量增加。请设计一个实验验证该同学的推测是否正确，简单写出实验思路：_答案：提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的绿色叶片中的色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度是否发生变化及发生何种变化。核心整合掌握必备生物知识1绿叶色素的提取、分离(填空)(1) (2)结果2酵母菌呼吸方式测定的实验装置分析(填空)(1)图1中石蜡或油膜密封玻璃容器的目的是将液体与空气隔绝。(2)图2中NaOH可以除去空气中的CO2，澄清的石灰水能够检验气体中是否存在CO2。(3)图3中甲瓶中加入酵母菌和葡萄糖溶液后不应立即与乙瓶相连通，目的是让酵母菌消耗掉甲瓶中的氧气，保证通入乙瓶的CO2都是无氧呼吸产生的。3测定光合速率与呼吸速率(装置如下图，填空)考向立意突显学科素养和综合分析问题、解决问题的能力考向一以光合作用与呼吸作用的实验为载体，考查学生科学思维和分析问题的能力1某小组同学利用如图装置探究酵母菌在不同温度下的发酵实验，取200 mL不同温度的无菌水倒入培养瓶，然后加入15 g葡萄糖及5 g干酵母，混匀后放在相应温度下水浴保温，实验进行20 min，观察现象如下表；回答下列问题：组别处理方法实验现象1冰水(0 )没有气泡产生2凉水(10 )只能看到少量气泡3温水(30 )产生气泡，由慢到快，由少到多4热水(55 )始终没有气泡产生(1)分析表格中实验现象，其根本原因是温度影响了_，从数据中分析_(填“能”或“不能”)得到酵母菌发酵的最适温度。(2)实验3的装置中最初液滴未移动，在15 min后液滴缓慢向_(填“左”或“右”)移动，整个过程细胞中产生该气体的场所有_。(3)有的同学认为实验组1和实验组4现象虽然相同，但原理不同，老师建议他进行实验验证，请简要写出实验思路：_。若_，则证明他的观点是正确的。解析：(1)温度影响酵母细胞内酶的活性，进而影响无氧呼吸强度。从表中数据判断，该实验中30 时气体产生量最快、最多，但不能确定酵母菌发酵的最适温度。(2)实验3的装置中最初液滴未移动，说明进行有氧呼吸，氧气消耗量等于二氧化碳产生量；在15 min后液滴缓慢向右移动，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，整个过程细胞中产生二氧化碳的场所有线粒体基质和细胞质基质。(3)实验组1中低温致使酶活性较低，空间结构不变，实验组4中酶在高温下变性失活，验证该假设，可将实验组1和实验组4放在30 水浴中保温，一段时间后，观察气泡产生情况。若实验组1产生气泡，实验组4仍然没有气泡产生，则证明假设正确。答案：(1)酵母细胞内酶的活性不能(2)右线粒体基质和细胞质基质(3)将实验组1和实验组4放在30 水浴中保温，一段时间后，观察气泡产生情况 实验组1产生气泡，实验组4仍然没有气泡产生2为了探究环境因素对光合作用强度的影响，某生物兴趣小组按如下步骤进行了实验：取长势一致的菠菜绿叶，用打孔器打出30个直径1 cm的圆形叶片(避开大的叶脉)。取3只小烧杯并编号，分别加入20 mL适宜浓度的NaHCO3溶液，向三只小烧杯中各放入10片圆形叶片，观察到叶片均浮在液面上。将三只小烧杯中的圆形叶片取出，用真空泵抽去叶肉细胞间隙中的气体后放回小烧杯中，观察到叶片均下沉到烧杯底部。将3只小烧杯分别放到距离台灯(40W)10 cm、20 cm、30 cm处，观察并记录同一时间内3只小烧杯中圆形叶片上浮的情况。回答下列问题：(1)本实验探究的环境因素是_。(2)步骤向小烧杯中加入20 mL适宜浓度的NaHCO3溶液的目的是_；步骤将圆形叶片中的气体抽出的目的是_。(3)本实验以“小烧杯中圆形叶片上浮的情况”作为因变量的观察指标，原因是_。(4)若观察到步骤中3只小烧杯中圆形叶片均上浮，可在原有实验的基础上再增加分别距离台灯40 cm、50 cm、60 cm的3个实验组，其他条件不变重复上述步骤。预测结果：随着小烧杯与台灯距离的增加，圆形叶片上浮的数量_。解析：(1)由实验步骤可知，该实验的自变量是灯泡与装置的距离，即光照强度。(2)加入适宜浓度的NaHCO3溶液的目的是为光合作用提供二氧化碳，而将圆形叶片中的气体抽出的目的是排除原有气体对实验的影响。(3)叶片进行光合作用，释放出的氧气充满叶肉细胞间隙，叶片上浮。(4)随着小烧杯与台灯距离的增加，光照强度减弱，所以圆形叶片上浮的数量减少。答案：(1)光照强度(2)为光合作用提供二氧化碳排除原有气体对实验的影响(3)叶片进行光合作用，释放出的氧气充满叶肉细胞间隙，叶片上浮(其他合理叙述也可)(4)减少考向二以相关实验为载体，考查学生设计实验的能力3为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：时间上浮的叶圆片数量(片)蒸馏水0.5%NaHCO31%NaHCO31.5%NaHCO32%NaHCO32 min07111044 min01516137该实验的目的是_，实验检测指标是：_。有哪些措施可以减少实验误差？_。(至少写出二项)有同学认为叶片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的。根据实验结果判断该观点是否正确？并说明理由：_。(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有_。(答出2个)解析：分析表格：本实验的自变量为不同浓度的NaHCO3溶液，因变量是单位时间内叶圆片上浮数量，由于NaHCO3溶液是提供二氧化碳，单位时间内叶圆片上浮数量表示的是净光合速率，故本实验探究的是研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响，结合题干条件，本实验还可探究光照强度、光质对光合速率的影响。(1)由分析可知：该实验探究的是研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响。本实验的自变量为不同浓度的NaHCO3溶液，因变量是单位时间内叶圆片上浮数量，故主要通过重复实验和控制无关变量来减少实验误差，如果打孔器打出的叶片数量足够多，每组实验重复几次，记录的数据取平均值。有同学认为叶片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的，该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶片一样进行了呼吸作用，却没有叶片浮起，叶片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶片内氧气增多。(2)结合题干，本实验还可探究光照强度、光质对光合速率的影响。答案：(1)研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响相同时间内烧杯中叶片浮起的数量用打孔器打出的叶片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶片一样进行了呼吸作用，却没有叶片浮起，叶片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶片内氧气增多(2)光照强度、光的性质4如图是在一定温度条件下测定特定生物呼吸作用和光合作用强度的装置图(呼吸作用的底物为葡萄糖，不考虑装置内微生物的影响)。请回答下列相关问题：(1)图1装置中X为清水，一段时间后(小鼠存活)玻璃管中红色液滴_(填“向左”“向右”或“不移动”)，原因是_(2)若图1装置中X仍为清水，将小鼠换成含有酵母菌的培养液，则玻璃管中红色液滴的变化情况是_，原因是酵母菌是_生物。(3)如果要在上述(2)的基础上测定酵母菌有氧呼吸释放CO2的量，该如何改动图1装置？_。(4)若图2装置的锥形瓶中植物能正常生长，则Y应为_，这种情况下玻璃管中红色液滴将向右移动，原因是_。(5)光补偿点是指光合作用过程中吸收的CO2与呼吸过程中放出的CO2相等时的光照强度。请用多套图2装置设计实验初步估测该植物的光补偿点大小(已知实验所用光照强度分别为200 lux、500 lux、800 lux、1 100 lux、1 400 lux、1 700 lux，用液滴移动的距离来表示气体变化量)。写出实验设计思路，并从数学模型角度进行结果分析。解析：(1)图1中的小鼠进行有氧呼吸吸收的O2量与释放的CO2量相等，且产生的CO2不会被烧杯中的清水吸收，所以装置中的气体体积不变，红色液滴不移动。(2)将小鼠换成含酵母菌的培养液，X仍然是清水，由于酵母菌是兼性厌氧型微生物，开始时进行有氧呼吸，红色液滴不移动；后来进行无氧呼吸，产生了CO2，使得装置中气体体积增大，则红色液滴右移。(3)根据题(2)分析可知，若将图1装置中的清水换成氢氧化钠溶液，小鼠换成含酵母菌的培养液，其他条件不变，可以用红色液滴的移动距离来测定酵母菌有氧呼吸释放CO2的量。(4)若图2装置的锥形瓶中植物能正常生长，说明植物的光合作用大于呼吸作用，则Y应为CO2缓冲液，由于光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量，则红色液滴右移。(5)测定光补偿点需要设计一段光照强度梯度的实验，分别进行测定光合速率的实验，然后根据描点法绘制成曲线图，曲线与横坐标交点处的光照强度即为该植物的光补偿点。答案：(1)不移动小鼠细胞呼吸吸收的O2量与释放的CO2量相等(2)刚开始红色液滴不移动，一段时间后向右移动兼性厌氧型(3)用NaOH溶液代替清水，其他条件不变(4)NaHCO3溶液光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量(5)实验设计思路：取7套装置在Y中各加入一定浓度的CO2缓冲液(或一定浓度NaHCO3溶液)将整个装置分别放在0 lux、200 lux、500 lux、800 lux、1 100 lux、1 400 lux、1 700 lux光照下相同时间，记录液滴移动的距离。结果分析：以横坐标表示光照强度，纵坐标表示O2的吸收或释放量，用描点作图法将所得数据连接成曲线。曲线与横坐标交点处的光照强度即为该植物的光补偿点。1下列有关生物新陈代谢中的生理过程的叙述，正确的是()A真核生物产生CO2的场所为线粒体，无氧呼吸不产生CO2B人体在剧烈运动后的肌肉酸痛，是肌细胞无氧呼吸产生的乳酸所致C细胞中的有机物在氧化分解时，储存在其中的能量在短时间内全部释放D自由水与结合水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关解析：B本题考查了学科核心素养的生命观念与科学思维，难度适中。真核生物进行有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体，进行无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质，A项错误；人体在剧烈运动后的肌肉酸痛，是肌细胞无氧呼吸产生的乳酸所致，B项正确；细胞中的有机物在通过有氧呼吸被氧化分解时储存在其中的能量逐步释放，而通过无氧呼吸被氧化分解时，储存在其中的能量仅在第一阶段有少量的释放，C项错误；自由水与结合水含量的比值增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，但植物的抗寒性减弱，D项错误。2下图是向含有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的O2后，O2的消耗量和CO2的产生量的变化曲线图。据图判断，下列相关分析正确的是()A曲线、分别表示O2的消耗量和CO2的产生量BO2浓度为b时，约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵CO2浓度为c时，酵母菌产生的CO2全部来自线粒体基质DO2浓度为d时，细胞呼吸形成的ATP全部来自线粒体解析：B本题考查了学科核心素养的科学思维，难度适中。酵母菌为兼性厌氧菌，其进行有氧呼吸消耗O2，产生CO2，进行无氧呼吸，产生CO2，当O2浓度小于d时，曲线均高于曲线，说明曲线表示总的呼吸产生的CO2，曲线表示有氧呼吸作用过程中O2的消耗量，A项错误；O2浓度为b时，O2的消耗量为6 mol，CO2的产生量为10 mol，说明有氧呼吸消耗的葡萄糖为1 mol，无氧呼吸CO2的产生量为4 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖为2 mol，即约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵，B项正确；O2浓度为c时，O2的消耗量为10 mol，CO2的产生量为12 mol，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，其产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质，C项错误；O2浓度为d时，O2的消耗量和CO2的产生量相等，说明其只进行有氧呼吸，细胞呼吸形成的ATP来自细胞质基质和线粒体、D项错误。3下列有关叶绿体和线粒体内部分代谢活动的叙述，正确的是()A叶绿体内：CO2C3C6H12O6，线粒体内：C6H12O6C3CO2B两种细胞器都与能量转换有关，且其能量转换都只发生在膜上CATP和H在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生D叶绿体代谢产生的水可以被线粒体利用，线粒体代谢产生的水也可以被叶绿体利用解析：D本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维，难度适中。在叶绿体基质内进行光合作用的暗反应阶段，会发生CO2C3C6H12O6，C6H12O6C3(丙酮酸)发生在细胞质基质中，C3(丙酮酸)CO2发生在线粒体基质内，A项错误；两种细胞器都与能量转换有关，但能量转换不都在生物膜上，如光合作用中暗反应和有氧呼吸第二阶段都有能量转换，却都不在膜上发生，B项错误；光合作用中ATP和H在叶绿体中随水的分解而产生，但在线粒体中，水的生成在第三阶段，是通过消耗H而产生ATP，C项错误；叶绿体代谢产生的水如果进入线粒体，可以被线粒体利用，线粒体代谢产生的水如果进入叶绿体，也可以被叶绿体利用，D项正确。4科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭C致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施解析：B本题考查了学科核心素养的科学思维，难度适中。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2。5随着大量使用化肥加之淡水资源匮乏，土壤次生盐碱化日益成为困扰农业、林业的世界性问题，为此某生物小组用碱性盐NaHCO3以枸杞幼苗为材料做了下列模拟实验，实验结果如下表所示(根冠比为植物地下部分与地上部分干重比值)。下列相关叙述正确的是()处理浓度NaHCO3(molL1)净生长量(cm)整株干重(g)根冠比蒸腾作用(mmolm2s1)叶片厚度(m)011.8034.830.5411.2129.2515013.0932.400.819.8545.713008.8022.440.777.9645.714503.7517.301.085.6538.55A.盐碱对枸杞生长产生抑制作用B盐碱化可能导致枸杞保卫细胞的损伤C叶片加厚不利于枸杞对盐碱环境的适应D高浓度条件下根冠比的增大主要是由根系的生长引起的解析：B本题考查了学科核心素养的科学思维和社会责任，难度适中。分析表格中的数据，当NaHCO3处理浓度为150 mmol/L时，植株的净生长量是大于空白对照组的，说明该浓度的NaHCO3促进枸杞生长，A项错误；随着NaHCO3浓度增加，蒸腾作用降低，很有可能是保卫细胞失水损伤后，导致的气孔关闭，B项正确；叶片加厚应是利于枸杞对盐碱环境的一种适应方式，C项错误；高浓度条件下根冠比的增大可能是根系的生长加快，也可能是地上部分生长被抑制引起的，D项错误。6自然界中的酵母菌种类繁多且分布很广，是人类在发酵中常用的菌种。请回答下列问题：(1)图甲是酵母菌的结构示意图，酵母菌是_(填“原核”或“真核”)生物，判断依据是_(2)酵母菌繁殖时，主要进行_呼吸，其发生的场所是_。(3)实验室用两种方式以葡萄糖为原料利用酵母菌发酵生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件均相同且适宜。实验过程中每隔1 h分别测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如下图所示的坐标图。在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为_；甲、乙两发酵罐分别在_(填时间)的无氧呼吸速率最快。要鉴别发酵罐中是否有酒精产生需用酸性_色的_试剂，若有酒精，则发酵罐中液体的颜色变为_。由甲、乙发酵罐中的实验结果可以得出，要提高酒精的产量需_。解析：1.分析曲线图：甲发酵罐中保留一定量的氧气，随着时间的推移，氧气含量逐渐减少，酵母菌的无氧呼吸逐渐增强，且在第5小时无氧呼吸速率最快，实验结束时甲发酵罐中产生的酒精量为18 mol；乙发酵罐中没有氧气，一开始就进行无氧呼吸产生酒精，并且在第3小时无氧呼吸速率最快，实验结束时乙发酵罐中产生的酒精量为15 mol。由此可见，向葡萄糖溶液中通入少量的氧气可以提高酒精的产量。2.计算时根据无氧呼吸酒精发酵：C6H12O62C2H5OH2CO2能量；有氧呼吸：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量进行解答。(1)图甲是酵母菌的结构示意图，酵母菌是真核生物，真核细胞均具有核膜包被的成形的细胞核。(2)酵母菌在有氧气的条件下进行有氧呼吸从而大量繁殖，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(3)由题图可知，发酵罐中消耗的氧气是6，产生的二氧化碳也是6，产生的酒精是18，产生的二氧化碳也是18，甲发酵罐产生的二氧化碳是61824，乙发酵罐产生的酒精是15，产生的二氧化碳也是15，乙发酵罐产生的二氧化碳为15，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为241585；曲线斜率最大时无氧呼吸速率也最快，因此图中看出甲、乙两发酵罐分别在3 h、5 h的无氧呼吸速率最快。酒精利用酸性重铬酸钾试剂鉴定，颜色由橙色变成灰绿色。由甲、乙发酵罐中实验结果可以得出，要提高酒精的产量需要首先通入少量的氧气让酵母菌有氧呼吸大量增殖，然后再密封无氧呼吸发酵产生酒精。答案：(1)真核有以核膜为界限的细胞核(2)有氧细胞质基质和线粒体(3)85第5 h和第3 h橙重铬酸钾灰绿色通入少量的氧气7已知在光照条件下，叶绿体产生的C5除了进行暗反应外，还可以和O2反应，生成C3和C2，C2可进一步反应生成CO2，该过程称为光呼吸。而一般的有氧呼吸可称为暗呼吸。请回答下列问题：(1)经检测，光呼吸产生CO2与暗呼吸产生CO2的场所相同，可推测叶绿体_ (填具体部位)产生的C2，需要先经过一系列反应，最终进入线粒体生成CO2。为探明光呼吸过程中C的转化过程，可采用_法。(2)已知催化暗反应中C5和CO2结合以及催化光呼吸中C5和O2结合的为同一种酶，CO2和O2竞争该酶的同一个活性部位，所以该酶不能区分CO2与O2。据此推测，如果适当提高CO2浓度，对光呼吸的效应是_(填“促进”或“抑制)。(3)如果在正常温度和光照强度下，光呼吸作用过强不利于农作物积累有机物；但是也有观点认为，如果在强光照和干旱条件下，农作物会因蒸腾作用过强而使气孔关闭，此时光呼吸可以消耗光反应阶段生成的过剩_，又可以为暗反应提供原料，对植物有积极意义。(4)对在光下正常生长的叶片突然遮光，CO2释放速率先达到一个峰值，后下降并稳定在某一个数值。请解释CO2释放速率变化的原因：_。解析：此题为信息题。从题中知光呼吸是C5和O2反应生成C3和C2，即可回答第一问，由(2)题信息知C5和CO2结合与C5和O2结合为同一种酶，增加CO2则C5和O2结合会减弱；光反应为暗反应提供H和ATP，当突然遮光，则光合作用停止，光呼吸产生的C2继续反应生成CO2，同时细胞呼吸也生成CO2，使CO2释放速率达到一个峰值，C2反应完测只有细胞呼吸产生CO2，所以就稳定在一个数值上。答案：(1)基质同位素标记(2)抑制(3)H和ATP(4)遮光使光合作用停止，光呼吸产生的C2继续反应生成CO2；同时暗呼吸也生成CO2，使CO2释放速率达到峰值。C2消耗殆尽，光呼吸停止，只有暗呼吸，使CO2释放速率下降并稳定在某一个数值一、选择题1下图是H随化合物在生物体内的转移过程，下列对其分析不正确的是()AH经转移到葡萄糖，首先光反应产生H，然后用于暗反应C3还原B依次在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上进行C不能产生H的过程有D能产生ATP的过程有解析：DH经转移到葡萄糖，表示光合作用过程，首先光反应阶段产生H，然后用于暗反应过程中三碳化合物的还原，A正确；过程表示有氧呼吸，其三个阶段分别发生于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，B正确；图中显示利用H产生了其他化合物，并不产生H，C正确；能产生ATP的过程有，而是无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，D错误。2下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是()A利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的过程中，发酵液中能够产生气泡B稻田需要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧产生乳酸而变黑、腐烂C破伤风是破伤风杆菌引起的，破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖D，作物种子贮藏前需要晒干，主要是为了减少结合水以抑制细胞呼吸解析：A酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳，A正确；水稻幼根会因缺氧进行无氧呼吸产生酒精而变黑、腐烂，B错误；破伤风杆菌是专性厌氧菌，只能进行无氧呼吸，容易在伤口深处繁殖，C错误；作物种子在贮藏前需要晒干，使其散失大量自由水，以抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，D错误。3如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中不正确的是()A番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质B光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 时比15 时更强C低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实D储藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关解析：C番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，有氧呼吸第二阶段在线粒体中产生CO2，无氧呼吸在细胞质基质中产生CO2，A正确；计算“8 时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”与“15 时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”，比较二者可知，B正确；图示信息表明，光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱，所以光照条件下更有利于番茄果实的储存，C错误；温度降低会使与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D正确。4在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水的光解和H的产生过程，如图所示(e为负电子)。下列分析正确的是()A完成过程需要叶绿体色素和酶的共同作用B过程发生在类囊体膜上并存在能量的转换CNADPH进入叶绿体基质并参与合成C3的反应D自养生物细胞的过程均发生在叶绿体中解析：B过程是水在光下分解，需要叶绿体色素分子吸收的光能，但不需要酶的催化，A错误；过程表示NADPH的形成，发生在类囊体膜上并将色素分子吸收的光能转变成活跃的化学能储存起来，B正确；NADPH进入叶绿体基质并参与C3的还原反应，C错误；自养生物蓝藻为原核生物，没有叶绿体，因此自养生物细胞的过程不一定是在叶绿体中进行的，蓝藻是自养生物其细胞内无叶绿体，D错误。5迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，也可用于各种色素的鉴定，迁移率色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中各种色素的层析结果(部分数据)，下列相关叙述错误的是()溶剂移动距离色素1移动距离色素2移动距离色素3移动距离色素4移动距离实验组17.81.9实验组28.21.5实验组38.01.4平均移动距离8.07.60.8迁移率0.950.530.10A.可用菠菜等绿叶蔬菜的叶片作为该实验的材料B色素3是叶绿素a，其迁移率为0.2C色素4随层析液在滤纸条上的扩散速度最快D色素2在滤纸条上移动的距离大约是4.2解析：C提取与分离色素的实验可用含色素较多的菠菜叶作为实验材料，A正确。溶剂的平均移动距离为8.0，色素2的平均移动距离为0.538.04.24，色素3的平均移动距离为(1.91.51.4)/31.6，依据色素平均移动距离知：色素1、色素2、色素3、色素4分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；叶绿素a的平均移动距离为1.6，其迁移率为0.2，B、D正确。色素4表示叶绿素b，根据纸层析法原理“四种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的扩散速度快”，结果是色素1胡萝卜素的扩散速度最快，C错误。6白天用HO浇花草，周围空气中会出现18O，HO中的18O进入CO2的途径是()A经光反应进入O2，再经有氧呼吸第二阶段进入CO2B经暗反应进入(CH2O)，再经有氧呼吸第二阶段进入CO2C经暗反应进入(CH2O)，再经有氧呼吸第一阶段进入CO2D直接经有氧呼吸第二阶段进入CO2解析：DH2O既是光合作用的原料，又是光合作用的产物，在光合作用过程中，CO2H2O(CH2O)O2。其中，H2O中的O经光反应阶段进入O2，O2参与有氧呼吸第三阶段生成H2O。在细胞呼吸过程中，H2O参与有氧呼吸的第二阶段，H2O中的O经过转化进入CO2中。7将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A可测定叶绿体悬浮液的净光合速率B向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液后H的含量下降C突然改用等强度红光照射C3含量上升D改变悬浮液中pH对氧气释放无影响解析：B题干中的关键信息是叶绿体悬浮液，这里只考虑光合作用，没有细胞呼吸，也就涉及不到净光合速率，而测得的数据是真正光合速率，A错误；向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液能提供暗反应所需的CO2，暗反应加速使光反应的产物H和ATP消耗更快，所以H含量下降，B正确；将适宜光照(白光)突然改用等强度红光照射，会使能被色素吸收利用的有效光增加，光反应速率上升，产生更多H和ATP，使C3还原加快，C3含量下降，C错误；改变悬浮液中pH会影响光合作用有关酶的活性，从而影响光反应的速率，氧气释放速率也会受到影响，D错误。8如图表示光合作用和细胞呼吸的部分过程，相关叙述错误的是()AX物质表示C3，过程除需H外，还需要光反应提供的ATPB过程中产生的H与图中的H不同C过程发生在线粒体中，过程需要水的参与D植物的同一个细胞中可以同时发生过程解析：CC3的还原需要光反应提供的H(NADPH)和ATP，A正确；有氧呼吸的第一、二阶段均会产生H(NADH)，光合作用的光反应阶段也会产生H(NADPH)，两者不同，B正确；过程发生在细胞质基质中，过程发生在线粒体基质中，C错误；光照条件下，在植物的叶肉细胞中可同时发生光合作用和细胞呼吸，D正确。9(2020高三衡水联考)研究人员在相同且适宜温度条件下分别测定了两个作物品种S1、S2的光饱和点(达到最大光合速率所需的最小光照强度)。当增加环境中CO2浓度后，测得S1的光饱和点没有显著改变，S2的光饱和点显著提高。下列叙述错误的是()AS1的光饱和点不变，可能是原条件下光反应产生的H和ATP不足BS1的光饱和点不变，可能是原条件下CO2浓度未达到饱和CS2的光饱和点提高，可能是原条件下光反应产生的H和ATP未达到饱和DS2的光饱和点提高，可能是原条件下CO2浓度不足解析：B增大CO2浓度后，暗反应速率提高，需要消耗光反应产生的H(NADPH)和ATP，因此光饱和点升高。当增加环境中CO2浓度后，S1的光饱和点没有显著改变，说明原条件下光反应产生的H和ATP不足。而S2的光饱和点显著提高，说明原条件下光反应产生的H和ATP未达到饱和或CO2浓度不足。10下列关于细胞代谢的叙述，正确的是()A甲图曲线e说明叶绿素能吸收紫外光，而不能吸收红外光B乙图中的O2浓度为n时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等C若提高丙图b点对应的温度，植株CO2的吸收量一定会有所增加D若丁图曲线a表示植物总光合作用，则两曲线的交点表示有机物积累量为0解析：D甲图曲线e说明类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，紫外光和红外光都是不可见光，不能被光合作用利用，A错误；乙图中的O2浓度为n时，O2吸收量与CO2释放量相对量之比为12，说明此时细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相对量之比为13，B错误；温度通过影响酶的活性而影响细胞代谢。若提高丙图b点对应的温度，植株CO2的吸收量可能增加，也有可能减少，C错误；若丁图曲线a表示植物总光合作用，则两曲线的交点表示总光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此有机物积累量为0，D正确。二、非选择题11下图为某生物兴趣小组利用大棚探究不同光照强度对桃树叶片光合作用影响的日变化曲线，实验期间分别于11 h和15 h打开和关闭通风口。请回答下列问题：CK组：自然光照(相对透光率为100%)T1组：一层黑色遮阳网(相对透光率为30.0%)T2组：两层黑色遮阳网(相对透光率为10.5%)(1)进行实验时，大棚覆盖的塑料薄膜应选用_(填颜色)；实验通过改变_来设置不同的弱光环境，该实验的自变量是_。(2)图中1011 h，限制各组光合速率的主要因素是_；此时实验组若除去黑色遮阳网，短时间内C5的含量将_(填“增加”“基本不变”或“减少”)。17 h，T2组叶肉细胞光合作用强度_(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸强度。(3)CK组、T1组、T2组的净光合速率分别于12 h、13 h、14