2019高考生物一本培养优讲二轮讲义：专题二 第二讲光合作用与细胞呼吸 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第二讲光合作用与细胞呼吸[考纲要求］1．光合作用的基本过程(Ⅱ)2.影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ)3。细胞呼吸(Ⅱ)［知识主干·系统联网］理基础建网络回扣关键知识授课提示:对应学生用书第29页■高考必背--记一记1．光合作用的核心知识（1）光反应在光下才能进行,暗反应在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物[H］和ATP；光反应产生的ATP只为暗反应供能，细胞呼吸产生的ATP为其他各项生命活动供能。(2)影响光合作用的因素，温度主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多；CO2浓度影响暗反应，但CO2浓度很低时，光合作用不能进行.光照强度是直接影响光反应的速率，光反应产物［H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。(3）总光合量、净光合量的表示方法①CO2的吸收量;②O2的产生量、制造量;③CO2的固定量、消耗量;④O2的释放量；⑤有机物的增加量、积累量；⑥有机物的制造量.其中，②③⑥表示总光合量，①④⑤表示净光合量。2．细胞呼吸的核心知识（1）真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质.（2)水参与有氧呼吸第二阶段的化学反应,水生成于有氧呼吸的第三阶段；CO2生成于有氧呼吸的第二阶段。（3）温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率;O2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸有抑制作用;水直接参与有氧呼吸过程,又是化学反应的介质，因此在一定范围内，随水含量的增加细胞呼吸速率加快;CO2浓度过高会抑制细胞呼吸的进程.■易混易错-—判一判1．判断下列有关光合作用叙述的正误（1)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成.(2017·全国卷Ⅲ)(×)（2)在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。(2016·全国卷Ⅰ)（×）（3)光合作用中CO2可直接被［H]还原，再经过一系列的变化形成糖类.(2015·安徽卷）(×)（4）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光照射,则未被还原的C3上升。（2016·天津卷)（×）（5)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前高。（2015·山东卷)(√）（6)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应,短时间内叶绿体中C5和ATP含量都会升高。(√）2．判断下列有关细胞呼吸叙述的正误(1)构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。（2016·全国卷Ⅱ)(√）(2）呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上。(2016·海南卷)(×)(3)有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸.（2018·全国卷Ⅲ)(×）（4)细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸.(√）（5)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。(×）[高频考点·融会贯通］析考点做题组攻破热点难点授课提示:对应学生用书第30页考点一光合作用与呼吸作用的过程及相互关系［真题试做·明考向]1．（2018·高考全国卷Ⅰ）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是________.（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是________,判断的依据是______________________________________________________。(3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。（4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”）解析：（1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高.(2）当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。（3)由曲线图可知，在低光照强度下,乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。（4）夏日晴天中午12点,温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少,抑制了暗反应,导致叶片的光合速率明显降低.答案：(1）甲（2）甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大（3）乙（4）CO22．(2017·高考全国卷Ⅱ）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是_________________________________________、________、________、________，[H]代表的物质主要是________。（2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程，还发生在________（填“B和C"“C和D"或“B和D”）。（3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是___________________________________________________________________________________________________。解析：（1）由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ（NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中［H］代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ（NADH)。（2）细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D）。（3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。答案：（1）O2NADP＋ADP＋PiC5NADH（或还原型辅酶Ⅰ）(2）C和D（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸3．（2016·高考全国卷Ⅱ）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*1008060402050min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100cm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,50min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)BTB（溴麝香草酚蓝）的弱碱性溶液可检验溶液中CO2含量的变化，1号试管作为空白对照组，反应前后颜色不变,则说明2至7号试管的实验结果是由于不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作用共同引起的；若1号试管中溶液呈蓝色,那么2至7号试管的实验结果不可靠。（2)2号试管遮光，水草只能进行呼吸作用,并且CO2量比3号试管多，因此依据表格中颜色变化规律，2号试管中溶液颜色应为黄色。（3)5号试管光照前后颜色不变，说明水草既没有吸收CO2也没有释放CO2，因此，该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)黄色水草不进行光合作用，只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号试管(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[融会贯通·析考点]1．光合作用与细胞呼吸关系模型透析结合图1从［H］入手对图2分析：光合作用过程中，［H]产生于［①]光反应阶段，用于［③］暗反应阶段;有氧呼吸过程中,［H]产生于有氧呼吸的[④］[②］第一、二阶段，用于有氧呼吸的［⑤］第三阶段。图2中甲~丁表示的物质分别是ATP、丙酮酸、CO2、O2。2．外界条件变化时,C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变化模式图(1）光照强度变化(2）CO2浓度变化3．影响光合作用的三大因素曲线分析(1）光照强度（如图1)①原理：主要影响光反应阶段ATP和[H］的产生。②分析P点后的限制因素eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(外因：温度、CO2浓度,内因：色素的含量、酶的数量和活性)）(2）CO2的浓度(如图2）①原理:影响暗反应阶段C3的生成。②分析P点后的限制因素eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1（外因：温度、光照强度，内因：酶的数量和活性））(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3）。[易错警示·防易误](1)误认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2,只有第三阶段需要O2。（2）误认为有氧呼吸的场所只有线粒体。①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。（3）呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸,因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。(4）水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用.玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。［方法技巧·会应用］光合作用与细胞呼吸过程及物质转化问题的解题策略解答时，应结合所给条件，从以下几个方面进行分析。(1）理解教科书中光合作用和细胞呼吸的过程图解,把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。①光合作用:物质变化为H2O→O2＋［H]、CO2→C3→C5＋（CH2O)，能量变化为光能→活跃的化学能(NADPH和ATP）→（CH2O）中稳定的化学能。②细胞呼吸：物质变化为C6H12O6→2C3H4O3（丙酮酸)＋4[H］、2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O→6CO2＋20［H］、24[H]＋6O2→12H2O，能量变化为(CH2O）中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP）和热能。(2）结合教科书图解，准确获取图示中的物质转化信息，据此确定相应生理过程是光合作用过程还是细胞呼吸过程，是光反应阶段还是暗反应阶段，或者是有氧呼吸的哪一个阶段。［巩固提升·练题组]►题组一细胞呼吸过程的考查4．(2018·高考全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是（)A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP解析:植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行，氧气充足时进行有氧呼吸，氧气缺少时进行无氧呼吸。在食物链中,输入某一营养级的能量，一部分用于此营养级生物自身的生长、发育和繁殖等生命活动,一部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失。有氧呼吸的产物是水和CO2，无氧呼吸的产物是酒精和CO2或者是乳酸。有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，光合作用的光反应阶段有ATP产生.答案:C5．(2018·高考全国卷Ⅲ）回答下列问题：（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的________上，该物质主要捕获可见光中的____________________。(2）植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低,其原因是__________________________________________________________________________________________________________________.(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________（填“高”或“低").解析：（1）高等植物进行光合作用捕获光能的物质是色素，该物质分布在叶绿体的类囊体膜上,其捕获的光主要是蓝紫光和红光。（2）由图中曲线可以看出，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率都在增加；当叶面积系数超过b时，群体光合速率不变,但群体呼吸速率增加，两者差值降低，故群体干物质积累速率降低。（3)通常,阴生植物的光合速率和呼吸速率都比阳生植物低，因此与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度低。答案：（1）类囊体膜蓝紫光和红光(2)增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低（3)低►题组二光合作用的场所及结构考查6．如图为叶绿体的结构和功能示意图，请回答：(1）光合作用光反应产生的________可以被暗反应所利用;在光照条件下，ATP的移动方向是________(用图中字母和箭头表示）。（2）若暗反应被抑制，可能的外部影响因素是________、________。(3）在电子显微镜下观察，可见到叶绿体基质中含量最多的物质是________颗粒(光合产物)。(4）暗反应通过________________来影响光反应，从而影响光合作用速率.解析：(1)光合作用光反应为暗反应提供了还原性氢和ATP，用于三碳化合物的还原.光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜A,暗反应的场所是叶绿体基质B,所以光照下ATP从A移向B。(2)暗反应主要受外界环境中二氧化碳浓度和温度的影响。（3）光合作用的产物葡萄糖最终以多糖淀粉的形式储存起来，且淀粉颗粒在电子显微镜下是可以观察到的,所以电子显微镜下叶绿体基质中含量最多的物质是淀粉。(4)暗反应消耗ATP产生ADP和Pi,而ADP和Pi为光反应过程中ATP合成的原料。答案：（1）还原性氢和ATPA→B（2)二氧化碳供应不足温度过高或过低（3)淀粉（4）提供ADP和Pi7．如图甲表示某绿色植物光合作用的部分过程，图中A、B、C表示三种化合物，图乙表示在密封恒温小室内测定的该植株上一组幼叶和成熟叶光合作用强度与光照强度间的关系图。据此回答下列问题:(1）图甲所示过程中消耗的ATP其合成场所为________，A、B、C中不可循环利用的是________（填字母）。(2)图乙中曲线F代表________（填“幼叶”或“成熟叶”)的光合作用强度。当光照强度为5klx时，F组叶肉细胞中能产生[H]的细胞器是_____________________________________。(3)图乙中光照强度为3klx时，相同时间内，等面积的F、E两组叶片合成葡萄糖的质量之比为________。光照强度为8klx时，F组叶片的光合作用速率小于E组的，主要的内在限制因素有________________(答出一个即可)。(4）图丙表示“绿叶中色素的提取和分离”实验装置,将提取出的含有色素的滤液滴在滤纸上的a点,通过棉线将培养皿中的________(填“层析液"或“无水乙醇”)引到a点，最后应得到4个同心圆，最小的一个圆呈现的颜色是________（填“蓝绿色”或“黄绿色”)。解析:(1)图甲所示过程中消耗ATP的过程是光合作用的暗反应过程，ATP合成场所为类囊体薄膜。暗反应过程中，C是五碳化合物，可以循环再生，A、B分别表示三碳化合物和［H］，不能循环再生.（2)图乙中，幼叶和成熟叶相比代谢旺盛，叶绿体中色素的含量高，故E曲线表示幼叶的光合作用强度曲线,F曲线表示成熟叶的光合作用强度曲线。当光照强度为5klx时，F组叶肉细胞中既能进行光合作用也能进行呼吸作用，故能产生［H］的细胞器是线粒体、叶绿体。(3)当光照强度为3klx时，相同时间内,等面积的E组叶片的实际光合作用强度为10＋20＝30，F的实际光合作用强度为10＋10＝20，故F、E两组叶片中实际光合作用强度之比为2∶3；光照强度为8klx时，成熟叶片光合作用速率小于幼叶的原因为叶绿体中色素的含量和光合作用相关的酶含量低。（4)图丙表示分离光合作用色素的装置，将提取出的含有色素的滤液滴在滤纸上的a点，通过棉线将培养皿中的层析液引到a点，最后应得到4个同心圆,最小的一个圆是叶绿素b，呈现的颜色是黄绿色。答案：（1)类囊体薄膜A、B(2)成熟叶线粒体、叶绿体(3)2∶3色素的含量或酶的含量（4)层析液黄绿色►题组三光合作用过程的考查8．（2018·陕西榆林模拟)将小球藻细胞中的叶绿体和线粒体采用一定方法分离后，进行了如下实验：将叶绿体和线粒体分别加入甲、乙两支试管中，甲中盛有适宜浓度的NaHCO3溶液,乙中盛有适宜浓度的丙酮酸溶液，当处于充足光照且其他条件适宜的环境中，两支试管内都会产生气泡。请分析回答:（1）提取小球藻叶绿体中色素并分离过程中，在滤纸条上扩散速度最快的色素是________，其中叶绿素主要吸收____________光,其分子中含有________（填“Fe”“Ca”或“Mg"）.(2）从小球藻细胞中分离得到叶绿体和线粒体的常用方法是____________.（3）甲中的气泡产生于光合作用的________阶段，该阶段同时产生的NADPH转移途径是________________________________________________________________________________；乙中的气体可使______________水溶液由蓝变绿再变黄。(4）若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行，则甲、乙两支试管内的实验现象分别是________________________________，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。解析:(1）叶绿体中色素的提取和分离过程中,在滤纸条上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其分子中含有Mg。（2）分离细胞器的常用方法是差速离心法。（3)甲试管中在光下类囊体薄膜上能够进行光合作用的光反应，该反应能将水分解成氧气和NADPH,氧气以气泡的形式释放出去。NADPH在类囊体薄膜上生成后会进入叶绿体基质中参与暗反应。乙试管无法进行光合作用,没有氧气生成，乙试管中的丙酮酸能够进入线粒体中参与有氧呼吸的第二阶段，生成CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(4)若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行，则甲试管中光合作用的光反应阶段不能进行,乙试管线粒体中丙酮酸仍能分解，产生CO2。答案:(1）胡萝卜素红光和蓝紫Mg（2)差速离心法（3)光反应从类囊体薄膜向叶绿体基质溴麝香草酚蓝（4)甲试管中无气泡产生，乙试管中有气泡生成黑暗条件下甲试管中光合作用的光反应阶段不能进行，乙试管线粒体中丙酮酸仍能分解，产生CO29．为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响，研究者选取开花后3天的植株进行处理,从顶部去除不同数量叶片,每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率(代表单株产量)，同时在一定面积的样方中测定群体光合速率(代表群体产量).结果如图（备注：穗位叶位于植株中下部,其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量)。（1）叶绿素分布于组成叶绿体基粒的________薄膜上，光反应阶段产生的ATP和[H]将直接参与暗反应阶段中________过程，进而形成有机物.(2）由图1可知,去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着____________________而增大。本实验中,穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为____________________.（3)由图2可知，随顶部去除叶片数量增加，________的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶________________________。(4）综合上述结果可推测,种植密度较高的玉米田中适度去除顶部叶片，可使玉米单株光合速率和群体光合速率________________________。（5）为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可进一步设计实验：对玉米植株顶部2片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶,不影响其正常生长.实验时向包住穗位叶的透明袋中通入________,其他生长条件适宜，一段时间后检测_______________________。解析：（1)叶绿素分布于组成叶绿体基粒的类囊体（或囊状结构）薄膜上，光反应阶段产生的ATP和[H]将直接参与暗反应阶段中C3的还原过程，进而形成有机物。(2）由图1可知,去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着去叶程度的增强(或去叶数量的增多)而增大.本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为去除2片叶。(3）由图2可知，随顶部去除叶片数量增加，单株的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶获得的光照和CO2更充足.（4）综合上述结果可推测，种植密度较高的玉米田中适度去除顶部叶片，可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致。（5)为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可采用放射性同位素标记法检测光合产物的运输方向，所以实验时向包住穗位叶的透明袋中通入带有放射性标记的CO2，其他生长条件适宜，一段时间后检测顶部2片遮光叶片是否有放射性。如果一段时间后检测顶部2片遮光叶片有放射性,说明穗位叶的光合产物会向遮光叶片运输，从而导致减产;如果检测顶部2片遮光叶片没有放射性，则说明穗位叶的光合产物不会向遮光叶片运输.答案：（1）类囊体(或囊状结构）C3的还原（2)去叶程度的增强（或去叶数量的增多）去除2片叶（3）单株获得的光照和CO2更充足（4)增长趋势一致(均增长)（5）14CO2(或C18O2、带有放射性标记的CO2）顶部2片遮光叶片是否有放射性考点二影响光合作用和细胞呼吸的因素［真题试做·明考向]1．（2018·高考全国卷Ⅱ）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题:（1)从图可知，A叶片是树冠________（填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是________________________________________________________________________。（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是________。解析:探究某种树木树冠上下层叶片的净光合速率,给出了来自树冠不同层的A、B两种叶片的光照强度与净光合速率的关系曲线图，图中也显示出A、B两种叶片的呼吸速率.(1）根据题图中的曲线可知，A叶片净光合速率最大时，对应的光照强度约为1200μmol·m－2·s－1，B叶片净光合速率最大时，对应的光照强度至少为2000μmol·m－2·s－1，即A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片，因此A叶片位于树冠下层。(2)当光照强度达到一定数值时，A叶片的放氧速率不变,但净光合速率下降,原因可能是光合作用的暗反应受到抑制.(3)常用的提取叶绿素的有机溶剂是无水乙醇。答案：(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片（2）暗(3)无水乙醇2．(2017·高考全国卷Ⅰ）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，刚开始时小室内CO2浓度较高,光合作用强度大于呼吸作用强度，一段时间后，CO2浓度降低,暗反应受阻，进而使两种植物的光合速率都降低。甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此当甲种植物的光合速率为0时，已超过乙种植物的CO2补偿点，其净光合速率大于0。（2)将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，该小室内是有CO2的，植物可以进行光合作用，甲种植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加.答案：（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0（2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加3．(2016·高考全国卷Ⅲ)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示:对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/℃3636363125相对湿度/％1727525252实验结果光合速率/mgCO2·dm－2·h－111。115。122。123.720.7回答下列问题：(1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是______________，其依据是______________________；并可推测，________(填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2）在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是________________________________________________________________________。（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程________（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，________（填“需要"或“不需要”)消耗ATP。解析：（1)通过题表可知,温度均为36℃时,相对湿度增加，光合速率明显增大;而相对湿度均为52％时，温度不同，光合速率变化较小，由此可知，湿度对光合速率影响较大.增加相对湿度可降低光合午休的程度。(2）由实验组二、三、四可看出，相对湿度相同时，31℃、36℃时的光合速率明显高于25℃时的，说明答案:（1)湿度(或相对湿度）在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3）不需要不需要4．(2015·高考全国卷Ⅰ)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量.处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50％。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7。5s；光合作用产物的相对含量为70％.C组:先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%.D组（对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100％。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量______(填“高于"“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是_____________________________________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要______________,这些反应发生的部位是叶绿体的______________.（2)A、B、C三组处理相比，随着________________的增加，使光下产生的________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析：（1）C组与D组相比，C组的光照总时间为D组的一半,而光合产物接近D组的光合产物,说明C组在单位光照时间内合成有机物的量高于D组,从而也说明光合作用的有些过程不需要光照，这些过程属于暗反应，发生在叶绿体基质中。(2)A、B、C三组中光照与黑暗交替频率依次增加，而三组的光合产物也依次增加，说明随着光照与黑暗交替频率的增加,光反应产生的还原型辅酶Ⅱ和ATP能被充分利用与及时再生,从而产生更多的有机物.答案：(1）高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶Ⅱ［融会贯通·析考点]1．透析一昼夜中植物代谢强度变化的3个曲线(1）图甲中BC段变化原因：由于温度下降，呼吸酶活性降低，CO2释放量有所下降。(2）图甲中CD段中,光合作用强度小于呼吸作用强度,相当于乙图中的cd段.光合作用开始的点在甲图中为C点，在乙图中为c点。（3）图甲DF段中，光合作用强度大于呼吸作用强度，拐点D表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于乙图中d点，丙图中n点。（4）图甲中FG段曲线下降趋势变缓的原因：正午时分,由于部分气孔关闭，CO2进入细胞减少。GH段罩内CO2浓度继续下降,说明光合作用强度仍大于呼吸作用强度；18时，罩内CO2浓度最低，此时植物体内积累的有机物最多，罩内O2浓度最高。拐点H表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于乙图中h点,丙图中m点。图乙中ef段与gh段都是下降趋势，但原因不同:ef段气孔部分关闭,CO2供应不足；gh段光照强度逐渐减弱。（5)图甲中18时后，光照越来越弱，罩内CO2浓度开始增加说明呼吸作用强度已大于光合作用强度;判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是I点时二氧化碳浓度低于A点时。图丙中一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A＋C－B。2．图解光合速率与呼吸速率的关系（1）图1中三种速率的表示方法和测定方法项目表示方法测定方法净光合速率(又称表观光合速率）单位时间O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量光照下测定植物吸收CO2或释放O2量真正光合速率(又称实际光合速率)单位时间O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量－呼吸速率（黑暗中测量)单位时间CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量黑暗下测定植物CO2释放量或O2吸收量（2)图2中面积与合成、消耗有机物的关系①S1＋S3：呼吸作用消耗有机物量;②S2＋S3：光合作用产生有机物总量；③S2－S1：O~D时，光合作用净积累有机物量.[方法技巧·会应用]1．光合作用与细胞呼吸各量关系的分析方法（1)光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的、从周围空气中吸收的（若是水生植物,则是从周围的水中吸收的）。（2）光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到周围的空气中（当光合速率大于呼吸速率时)。(3）光合作用制造（等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个：细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时）。(4)当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳吸收量＋呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－呼吸作用葡萄糖消耗量.2．光合作用和呼吸作用曲线图像题解题的方法技巧解答与呼吸作用、光合作用相关的图解信息题应特别关注如下信息：(1）光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起，可作为呼吸强度指标。（2)光照下吸收CO2量应为净光合量。（3)光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用消耗与呼吸作用释放间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。(4)答题时务必关注题干信息中诸如“恒温”“最适温度”等关键信息.[巩固提升·练题组］►题组一影响光合与呼吸速率因素的考查5．为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响,称取其幼叶3g,均分为两份，分别做如下实验（实验中使用的氧电极可测量溶液中O2变化的速率实验一：采用差速离心法将一份叶片制备叶绿体，均分为4组,分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下,分别用氧电极测定其O2实验二：将另一份叶片切成约1。0mm×1.0mm小块,均分为4组,分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下,分别用氧电极测定其O2（1)在光合作用的光反应中,水在光下分解为________。暗反应中CO2的固定是在叶绿体的________完成的。（2)在实验的浓度范围内,随着KHCO3溶液浓度的升高,叶绿体、叶切片的________均上升，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3）在适宜光照、温度和相同KHCO3溶液浓度下，叶绿体的O2释放速率________叶切片的O2释放速率。原因可能是_______________________________________________________.(4）为探究第（3）题的原因分析是否正确，设计以下实验方案，请补充：称取________g上述植物幼叶，切成约1。0mm×1。0mm小块，均分为4组，分别置于0、0。01、0。05、0.1mol·L－1的KHCO3溶液中,在________条件下解析：（1)在光合作用的光反应中,水在光下分解产生［H]、O2。暗反应中CO2的固定是在叶绿体的基质中完成的。（2）在实验的浓度范围内,随着KHCO3溶液浓度的升高，为光合作用提供的CO2浓度增加，光合作用增强，因此叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升。(3）在适宜光照、温度和相同KHCO3溶液浓度下，由于叶切片光合作用产生的O2一部分被呼吸作用消耗，因此叶绿体的O2释放速率大于叶切片的O2释放速率。(4)要探究第（3)题的原因分析是否正确，只需设置实验二的对照实验即可，即其他操作均相同，但是将叶切片放在黑暗、20答案：(1)[H]、O2基质(2)O2释放速率光合作用所需的CO2浓度增加(3)大于叶切片光合作用产生的O2一部分被呼吸作用消耗（4）1.5黑暗、20℃恒温O2消耗速率（或呼吸速率）6.在昼夜平均温度保持在20℃和光照充足恒定的情况下,研究小组在一段时间内，测定了三组人工气候箱中的番茄（初始生长状况相同）分别在3个温差条件下的生理活动指标，人工气候箱温差(℃）(昼温－夜温)胞间CO2浓度(mmol/mol)有机物积累速率[μmol/（m2·s)]叶绿素含量（μg/cm2）一组0260。06.3127。08二组6231.611.4930.15三组12193.814.3033。46(1)实验过程中随着昼夜温差的增大，叶绿体基质中ATP与ADP相互转化的速率________（填“降低”“不变”或“增大”）；为保证实验的顺利进行，要提供充足的水分以及________,以满足植物生长所需。（2）随温差增大，有机物积累速率增大,推测其原因是______________________________.（3）若要探究番茄生长的最适温差，你的实验改进思路是：____________________________；预测实验结果是_________________________________________________________________________________________________________。解析：（1）根据实验数据可知，随着昼夜温差的增大，胞间二氧化碳浓度降低，有机物积累速率增加,叶绿素含量升高，说明光合作用增强，叶绿体基质中ATP与ADP相互转化的速率增大;实验的自变量为温度差,为保证实验的顺利进行，要提供充足的水分以及CO2和无机盐，以满足植物生长所需.(2)随温差增大,白天有机物的积累量与夜晚呼吸作用有机物的消耗量的差值更大（或随温差增大,光合速率与呼吸速率的差值增大)，导致有机物积累速率增大。(3）探究番茄生长的最适温差，可以缩小温差梯度，并增加温差大于12℃的实验组，测定有机物积累速率。表中三组实验随着昼夜温差的增大，有机物积累速率依次增大,根据环境因素影响光合作用的特点，最适温差不可能在0~6℃之间,有机物积累速率峰值应出现在温差为6~12℃之间或温差大于答案：（1)增大CO2和无机盐（2）随温差增大，白天有机物的积累量与夜晚呼吸作用有机物的消耗量的差值更大（或随温差增大，光合速率与呼吸速率的差值增大)(3）缩小温差梯度，并增加温差大于12℃的实验组，测定有机物积累速率有机物积累速率最大峰值出现在温差为6～12►题组二以图像为载体考查光合作用与呼吸速率的因素7．图1表示某植物在不同光照强度下氧气和二氧化碳的吸收量(单位：mL·h－1)。请回答下列问题：(1)与c点相比,b点时叶肉细胞内C5的含量较________（填“多”或“少”）。（2）c点之后限制光合作用速率的主要环境因素是________________，在c点对应的光照强度下植物叶肉细胞(不考虑其他能进行光合作用的细胞)每小时固定的二氧化碳为________mL,叶绿体释放的氧气的去向是________。(3）人们从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取圆叶片细胞内的气体,平均分成若干份，然后置于一定范围的、不同浓度的NaHCO3溶液中，使其沉于底部，在适宜温度下给予相同的、一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图2。据图分析，导致d点圆叶片上浮至液面所用时间大于e点的主要原因是________________________________________________________________________。解析：(1)与c点相比,b点光照强度较小,光反应阶段产生的ATP和［H］较少，三碳化合物还原产生的C5的量较少,但消耗量不变，因此叶肉细胞内C5的含量较少。（2）c点之后限制光合作用速率的主要环境因素是温度和二氧化碳浓度，在c点对应的光照强度下植物叶肉细胞每小时固定的二氧化碳为48＋8＝56(mL），此时光合作用强度大于呼吸作用强度，因此叶绿体释放的氧气的去向是进入线粒体和释放到外界环境中。(3）由于d点时NaHCO3溶液浓度较低，二氧化碳供应较少，细胞光合作用强度较弱,而呼吸作用强度未变，气体产生的速率与气体消耗速率之差较e点小，故上浮所需时间长。答案：(1）少(2)温度和二氧化碳浓度56进入线粒体和释放到外界环境中(3）d点时NaHCO3溶液浓度较低,二氧化碳供应较少，细胞光合作用强度较弱，而呼吸作用强度未变，气体产生的速率与气体消耗速率之差较e点小，故上浮所需时间长8．研究人员利用番茄植株进行了两个实验,实验的结果分别用图一、图二表示，请据图回答问题:(1）实验中植物根尖细胞对培养液中不同无机盐离子的吸收具有选择性，原因是________________.若用缺镁的完全培养液培养，叶肉细胞内________合成减少，从而影响植物对光的吸收。(2）图一中a点番茄植株的相对生长速率低于b点的主要原因是_____________________。日温26℃、夜温20℃一定是番茄植株生长的最适温度组合吗？________(填“一定”或“不一定”），理由是（3)图二表示一个种植有番茄植株的密闭容器内O2含量的变化，据图分析：①番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是________。②该番茄植株经过一昼夜后，________(填“有”或“没有”)有机物的积累.解析:（1）因细胞膜上载体的种类和数量不同，所以植物根尖细胞对培养液中不同无机盐离子的吸收具有选择性；镁是组成叶绿素的重要成分,在缺镁的完全培养液中，植物叶肉细胞叶绿体中叶绿素的合成减少，从而使光反应减弱，最终影响光合作用强度.（2）与b点相比，a点条件下番茄植株相对生长速率较低的主要原因是a点夜温过低，导致夜间酶活性低，新陈代谢速率过慢，不利于物质合成和分裂等生理活动;由于没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验,日温26℃,夜温20℃不一定是番茄植株生长的最适温度组合。(3）①密闭容器中O2的含量达到最高点或最低点，就表明植物光合作用产生的O2量和细胞呼吸消耗的O2量相等,因此，番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是B、C两点.②答案：(1)细胞膜上载体的种类和数量不同叶绿素(2)a点夜温过低,导致植物夜间新陈代谢过弱,不利于生命活动的正常进行不一定没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验（3)①B、C②没有考点三光合作用与呼吸作用的实验设计［真题试做·明考向］1．(2017·高考天津卷）叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性.以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是（）A．用无水乙醇提取叶绿体中的色素B．用水做层析液观察花青苷的色素带C．用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D．用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目解析:本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识.叶绿体色素为脂溶性,可溶于有机溶剂如无水乙醇，A可达到目的；花青苷为水溶性,类比叶绿体色素的分离方法，可用水做层析液观察花青苷的色素带，B可达到目的;质壁分离和复原实验可用于探究细胞的吸水和失水,C可达到目的;细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体，而表皮细胞无分裂能力,细胞中无染色体，D符合题意。答案：D2．（2017·高考海南卷)将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是（)A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B．若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量解析:叶绿体悬浮液置于阳光下发生光反应释放氧气，红光、蓝紫光均可使叶绿体释放氧气，水在叶绿体中分解产生氧气需要光能,不需要ATP提供能量。答案：A3．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()A．O2的产生停止B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降解析：用黑布将培养瓶罩住,光反应停止，氧气的产生停止，A项会发生;光反应停止，［H］和ATP的产生停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累，导致二氧化碳的固定减慢，B项不会发生；光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C项会发生；光反应停止，NADPH(［H])的产生减少,NADPH/NADP＋比值下降，D项会发生。答案：B4．（2014·高考山东卷)我省某经济植物光合作用的研究结果如图.(1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的________上.需先用________（填溶剂名称)提取叶片中的色素,再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是________.据图分析,该植物可通过________以增强对弱光的适应能力.（2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度)的日变化趋势.8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是________________。18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有____________________.(3）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量________.解析:（1）叶绿体中的色素存在于类囊体薄膜上；叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，常用无水乙醇(或丙酮）来提取；溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快，叶绿素a与叶绿素b相比,叶绿素a扩散快，溶解度较大；从图中可知，遮光越多，叶绿素含量越高。(2)8：00到12：00光照强度增高，总光合速率增强，呼吸作用也增强，总光合速率与呼吸速率的差值减小，即净光合速率降低;18：00净光合速率为0，说明该植物呼吸作用强度等于光合作用强度，此时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3）去除遮光物，光照强度增强，产生更多的[H]和ATP，使C3还原加快，C3含量减少。答案：（1)类囊体薄膜(或类囊体,基粒)无水乙醇(或丙酮)叶绿素a增加叶绿素含量(2）呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小线粒体、叶绿体（3)减少［融会贯通·析考点]1．绿叶中色素的提取、分离2．测定光合速率和呼吸速率的特定装置分析（1)测定细胞呼吸速率NaOH溶液的作用是吸收呼吸作用释放的CO2。随着氧气的消耗，容器内气体压强减小,毛细管内的水滴左移，单位时间内水滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。（2)测定细胞呼吸类型同时设置NaOH溶液组和蒸馏水组，植物需遮光处理，根据两组装置中水滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型。容器中气体变化细胞呼吸类型不消耗O2,但产生CO2（NaOH溶液组水滴不移动，蒸馏水组右移）进行产生酒精的无氧呼吸CO2释放量等于O2消耗量(NaOH溶液组水滴左移，蒸馏水组水滴不移动)进行有氧呼吸CO2释放量大于O2消耗量(NaOH溶液组水滴左移，蒸馏水组右移）VCO2/VO2＝4/3无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖VCO2/VO2<4/3有氧呼吸占优势VCO2/VO2〉4/3无氧呼吸占优势（3)测定净光合速率NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。光照条件下植物释放的氧气,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴右移,单位时间内水滴右移的体积表示净光合作用释放氧气的速率；若水滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小；若水滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度,生成O2量等于消耗O2量,瓶内气压不变。［方法技巧·会应用]光合作用与呼吸作用的实验设计解题方法技巧光合作用相关实验大多结合光合作用的原料、产物、场所和条件展开。解答此类题目时，需要根据实验目的确定实验自变量,如“验证光合作用需要CO2”的实验中,自变量为CO2的有无，因此,需设置一组有CO2，另一组无CO2。对于植物光合作用及其强度，依据不同的实验材料等确定观察对象，如：①水生植物可以以气泡的产生量或产生速率为观察对象;②离体叶片若事先沉入水底,可以以单位时间内上浮的叶片数目为观察对象；③植物体上的叶片，可以以指示剂（如碘液）处理后叶片颜色的变化为观察对象;④水绵作为实验材料时要借助显微镜，以好氧细菌的分布情况为观察对象[巩固提升·练题组］►题组一色素提取与分离的考查5．为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱状图.请分析回答下列问题:（1）提取叶片中光合色素时常使用________(试剂)研磨法来获取色素，为使________________，还可加入少许二氧化硅.(2)纸层析法是分离叶片光合色素的简便方法。若研究者用该方法能否获得上述实验数据?为什么？________________________________________________________________________。(3）据图可知,污染程度的加剧使________（色素类型)的含量减少。(4）污染加剧导致叶片中光合色素含量的变化会直接影响光合作用的________阶段,使其产生的________________________________________________________________________减少,进而导致叶片中制造有机物的量________。（5）请用化学反应式来概括光合作用的过程_______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1）色素能够溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇提取色素，二氧化硅有助于研磨充分。(2)利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素含量。(3）据图可知，污染程度的加剧使叶绿素a和叶绿素b的含量减少，类胡萝卜素含量不变。(4）叶绿素a和叶绿素b的含量减少直接影响光合作用的光反应阶段，光反应产生ATP、［H］减少，叶片中制造有机物的量减少。答案：（1)无水乙醇（有机溶剂)研磨更充分（2)否，利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带,不能定量分析色素(3）叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)（4)光反应ATP、[H］减少（5)CO2＋H2Oeq\o（→，\s\up7（光能）,\s\do5（叶绿体))（CH2O)＋O26．（2018·河北衡水测试)某同学利用黑藻探究“光照强度对光合速率的影响”,设计实验装置如图乙所示。图甲表示在一定光强度下装置乙中黑藻叶肉细胞的部分代谢过程,其中a、b、c、d代表不同的细胞结构，①～⑤代表不同的物质。请回答：(1)图甲结构a、b、c中存在光合色素的是________(用字母表示)，提取和分离光合色素依次用________________（填试剂)。(2)图甲中①在b内参与有氧呼吸的________阶段，④代表________(填物质）,能够产生⑤的细胞器有________(用字母表示).（3）若适宜光强度下,图乙装置中有色小液滴向右移动。若CO2浓度突然降低，则短期内叶绿体中［H］的含量将________(填“增加"“减少”或“不变”).一定时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内________________的量。本实验要设置对照实验校正外界环境引起的误差,如何设置？__________________________________________________。解析：（1)图甲结构a是叶绿体、b是线粒体、c是液泡，其中存在光合色素的是a叶绿体;要提取光合色素需要用无水乙醇，要分离光合色素需要用层析液。(2)图甲中①是水，在b线粒体内参与有氧呼吸的第二阶段;④是丙酮酸;⑤是ATP，能产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体。（3）在适宜光照强度下，图乙装置中有色小液滴将向右移动，说明此时黑藻的光合作用大于呼吸作用;若CO2浓度突然降低,则暗反应产生的C3减少，导致消耗的ATP和[H]减少，所以短期内叶绿体中[H］的含量将增加。若一定时间内有色小液滴向右移动，说明此时黑藻的光合作用大于呼吸作用,则液滴移动的距离代表黑藻单位时间内的净光合作用速率，即光合作用释放O2量（或O2释放量）。本实验要设置对照实验校正外界环境引起的误差,用等量的死黑藻，其他装置与图示相同。答案：（1）a无水乙醇、层析液（顺序不可颠倒）（2）第二丙酮酸a、b(3）增加光合作用释放O2（或O2释放）用等量的死黑藻，其他装置与图示相同►题组二光合作用实验设计的考查7．某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在室温25℃下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（A．若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小B．若要测真光合强度,需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液C．若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移D．若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移解析：当给予光照时,装置内植物既进行光合作用也进行呼吸作用，CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变，那么液滴移动距离即表示净光合作用产生O2的多少，A正确;真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，测呼吸速率需另加设一装置遮光处理(不能进行光合作用），为排除有氧呼吸产生的CO2的干扰，将X溶液更换为NaOH溶液，那么测得的液滴移动距离即为有氧呼吸消耗O2的量，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2,X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，限制释放的O2量和吸收的CO2量相等,液滴不移动，C错误；若X溶液为清水并遮光处理，开始一段时间内，植物进行有氧呼吸，消耗的底物为脂肪,其氧化分解需要O2的量大于产生CO2的量,液滴向左移动，D正确。答案:C8．如图是某生物兴趣小组将单细胞绿藻置于密闭容器内，探究温度对绿藻代谢影响的实验示意图。实验中可以根据毛细管中红色液滴的移动，读出容器内氧气体积的改变量。实验测得不同温度下的相关数据记录在表格中（说明：培养液中加有缓冲物质，不考虑pH的变化)。温度（℃)510152025303540适宜光照mL/h0＋4＋11＋18＋26＋22＋13＋9黑暗mL/h－2－4－7－11－16－23－28－21回答下列问题：（1)温度主要通过影响________而影响光合作用和呼吸作用强度。(2）5℃适宜光照时绿藻细胞中产生ATP的细胞器是________。适宜光照下，10℃时绿藻能否正常生长?________（填“能”或“不能").30℃（3)为了排除环境因素对实验的干扰，上述实验中还应该________________，以校正实验误差，使实验数据更加准确。（4)某同学为探究CO2浓度对绿藻光合作用的影响，向装置中添加适量较高浓度的NaHCO3。在短时间内,这将导致绿藻叶绿体中的C5的含量________（填“升高"“不变"或“降低”).但该同学通过实验发现,当容器内NaHCO3溶液的浓度超过5％时，绿藻的光合作用速率急剧下降，最可能的原因是____________________________。(5）另一位同学以绿藻为材料，进行色素的提取和分离，并在滤纸条上得到了四条色素带，按照从上至下的顺序,第三条色素带应该是________。解析：(1）温度对光合作用和呼吸作用的影响主要是通过对酶活性的影响来实现的.（2)5℃适宜光照时净光合速率为0,说明绿藻能进行光合作用也能进行呼吸作用,所以绿藻细胞中产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体。在适宜光照下10℃时绿藻的净光合作用速率大于0，所以能正常生长。30℃时的光合作用强度是15℃时的光合作用强度的2。5倍(45/18＝2。5）。（3）要排除环境因素的影响还应增设一组空白对照组，即放置灭活的植物,其余条件都和实验组相同。（4)NaHCO3溶液可以提供二氧化碳,增加二氧化碳浓度后因为CO2会消耗C5形成C3,所以绿藻叶绿体中C5的含量会降低。但NaHCO3溶液浓度不能过高，否则会导致绿藻细胞失水较多严重影响新陈代谢甚至死亡。(5答案:（1）酶的活性（2）线粒体和叶绿体能2。5（3)增设一组（空白)对照实验(其他合理答案也可）(4)降低培养液浓度过高，导致绿藻细胞失水死亡(其他合理答案也可）(5）叶绿素a►题组三细胞呼吸实验设计的考查9．某研究小组为了探究酵母菌的呼吸类型，设计了如图的实验装置(不考虑外界环境条件的影响）,酵母菌的能量只来自培养液中的葡萄糖。以下说法错误的是（)A．甲装置有色液滴单位时间内移动的距离代表了有氧呼吸速率B．乙装置有色液滴单位时间内移动的距离代表了无氧呼吸速率C．若甲、乙装置向左、右移动距离均为3个单位，则两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖2个单位D．若甲、乙装置液滴均不移动，则表明酵母菌无生命力解析：甲装置中NaOH溶液能吸收二氧化碳，有色液滴单位时间内向左移动的距离代表了氧气的消耗速率，因此可代表有氧呼吸速率，A正确;乙装置中的清水既不提供二氧化碳,也不吸收二氧化碳，有氧呼吸过程中消耗的氧气量与释放的二氧化碳量相等，故有色液滴单位时间内向右移动的距离代表了无氧呼吸速率，B正确；若甲、乙装置向左、右移动距离均为3个单位，甲装置消耗葡萄糖0。5个单位，乙装置消耗葡萄糖1。5个单位，同时乙装置可能存在有氧呼吸，两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖可能多于2个单位，C错误;若甲、乙装置液滴均不移动,说明细胞不能进行呼吸作用，则表明酵母菌无生命力,D正确.答案：C10．某实验小组在适宜条件下利用水生植物伊乐藻进行了如下实验（如表中“＋”表示进行相关操作，“－”表示未进行相关操作)。试管编号1234自来水（mL)5555溴麝香草酚蓝水溶液（滴）10101010生长状况一致的伊乐藻（枝）1－1－密闭试管＋＋＋＋适宜光照＋＋－－45分钟后颜色变化不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：（1）3号试管的颜色变化是________________，原因是在伊乐藻细胞线粒体的________中产生了CO2.(2）45分钟后,1号试管的CO2含量________(填“增加”“不变”“减少”），原因是________________________________________________________________________.(3)该实验的自变量是________________________________________________________。解析：(1)3号试管没有光照，其中的伊乐藻只能进行细胞呼吸，在线粒体基质中产生二氧化碳,溴麝香草酚蓝水溶液遇到二氧化碳会由蓝变绿再变黄.(2)由于1号试管有适宜的光照，因此伊乐藻光合作用速率大于细胞呼吸速率，45分钟后，1号试管的CO2含量减少。（3)由题表可知，1、2号试管的自变量为伊乐藻的有无,1、3号试管的自变量为有无适宜的光照，因此该实验的自变量是伊乐藻的有无、适宜光照的有无。答案：（1）由蓝变绿再变黄(或由蓝变黄）基质（2)减少伊乐藻光合作用速率大于细胞呼吸速率（3）伊乐藻的有无、适宜光照的有无[课堂加固训练]练模拟做典题提高解题能力授课提示：对应学生用书第38页1．下列关于光合作用和呼吸过程的叙述，错误的是(）A．光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料B．有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料C．两者产生气体的阶段都有水参与D．两者产生气体的阶段都与生物膜有关解析:光合作用光反应阶段的产物O2可为有氧呼吸第三阶段提供原料，A正确;有氧呼吸第三阶段的产物H2O可为光合作用光反应阶段提供原料，B正确；光合作用光反应阶段可将H2O分解产生氧气，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成二氧化碳，C正确;光合作用光反应阶段将H2O分解产生氧气的场所是叶绿体类囊体薄膜，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成二氧化碳的场所是线粒体基质,D错误。答案：D2．(2018·河南开封一模）下列是几个使用放射性同位素标记方法的实验,对其结果的叙述不正确的是（）A．给水稻提供14CO2，则14C的转移途径大致是:14CO2→14C3→（14CH2B．利用15N标记某丙氨酸，附着在内质网上的核糖体将出现放射性,而游离的核糖体无放射性C．给水稻提供14CO2，则其根细胞在缺氧状态有可能出现14C2H5D．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到Heq\o\al（18,2)O,呼出的二氧化碳也可能含有C18O2解析：光合作用中二氧化碳中的C，转移途径是先到C3再到糖类,A正确；利用15N标记丙氨酸,游离的核糖体和附着在内质网上的核糖体都会出现放射性，B错误;给水稻提供14CO2，14C会通过光合作用到糖类中，糖类在缺氧状态下进行分解会产生14C2H5OH，C正确；小白鼠吸入的18O2在有氧呼吸第三阶段会形成Heq\o\al(18,2)O，Heq\o\al（18，2)O再参与有氧呼吸第二阶段，产生C18O2，D正确.答案：B3．(2018·江苏如皋调研)某生物小组以状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验.各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s,具体处理方法和实验结果如下表所示,下列相关叙述中，错误的是(）组别处理方法光合作用产物的相对含量甲先光照后黑暗,时间各为67.5s50%乙先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s70%丙先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3。75ms（毫秒）94％丁光照时间为135s100％A.光照相同的时间，甲组光合作用产物的相对含量少于丙组B．实验表明,光合作用的某些过程不需要光照,该过程发生于叶绿体基质C．该实验表明光合作用的暗反应与光反应无关D．实验中叶绿体产生的ATP和［H］没有被光照时的暗反应全部消耗解析：光照相同的时间，甲组光合作用产物的相对含量少于丙组，光合作用的暗反应与光反应有关，A正确，C错误；实验表明,光合作用的某些过程即暗反应不需要光照，在叶绿体基质进行，光反应在叶绿体类囊体上进行,B正确;实验中叶绿体产生的ATP和［H］没有被光照时的暗反应全部消耗,D正确。答案:C4．如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光强度下,甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系.下列说法正确的是（）A．CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用B．适当增加光强度，a点将左移C．CO2浓度为b时，甲、乙真正光合速率一定相等D