浙江鸭2025版高考生物二轮复习第4讲细胞呼吸和光合作用教案

PAGE22-第4讲细胞呼吸和光合作用考点考试内容考试要求细胞呼吸的原理1.需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程b2.需氧呼吸与厌氧呼吸的异同b影响细胞呼吸的因素及应用细胞呼吸在实践中的应用b叶绿体色素的种类及提取与分别1.色素的种类、颜色和汲取光谱a2.活动：光合色素的提取与分别b光合作用的原理及应用1.光合作用的概念、阶段、场所和产物b2.光反应和碳反应的过程b3.活动：探究环境因素对光合作用的影响c4.环境因素对光合速率的影响c光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与呼吸作用的异同b细胞呼吸与光合作用的关系1．细胞呼吸的原理(1)需氧呼吸①含义：细胞在氧气的参加下，把糖分子氧化成二氧化碳和水，并释放能量，生成大量ATP的过程。②过程③反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。(2)厌氧呼吸①场所：细胞溶胶。②过程a．第一阶段：与需氧呼吸第一阶段完全相同。b．其次阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳或转化成乳酸。③反应式a．产物为酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。b．产物为乳酸：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋少量能量。2．光合色素(1)叶绿体色素的种类色素功能叶绿素叶绿素a：蓝绿色主要汲取蓝紫光和红光叶绿素b：黄绿色类胡萝卜素叶黄素：黄色主要汲取蓝紫光胡萝卜素：橙黄色(2)色素提取与分别试验中的留意事项及操作目的试验过程操作过程操作目的提取色素①选取簇新绿色的叶片使滤液中色素含量高②将簇新的菠菜叶烘干、粉碎成干粉，研磨时加入2～3mL95%的乙醇溶解叶片中的色素③研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙研磨充分和爱护叶绿素④快速充分研磨防止溶剂挥发并充分溶解色素⑤盛放滤液的小试管口加棉塞防止色素分子被氧化分离色素①滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速度快②滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快③滤液细线要细、齐、直使分别的色素带平齐，不重叠④滤液细线干燥后重复画3～4次使分别的色素带清楚便于视察⑤滤液细线不能触及层析液防止色素干脆溶解到烧杯内的层析液中3.光合作用的过程(1)光反应①条件：光、色素、酶、水。②场所：类囊体膜上(即光合膜)。③物质变更：H2O＋NADP＋→NADPH([H])＋O2ADP＋Pieq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(酶))ATP④能量变更：光能→电能→活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中。(2)碳反应①条件：多种酶、CO2、ATP、NADPH。②场所：叶绿体的基质中。③物质变更：CO2首先被1个RuBP分子固定，形成1个六碳分子，这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子，每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团生成三碳糖，并将NADPH和ATP释放的化学能储存在糖分子中。每3个CO2进入卡尔文循环就形成6个三碳糖，其中5个三碳糖分子再生成RuBP，还有一个三碳糖分子运到叶绿体外合成蔗糖或被叶绿体利用合成淀粉、蛋白质和脂质。④能量变更：ATP和NADPH中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。4．光合作用和细胞呼吸的联系(1)二者的比较光合作用细胞呼吸场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行物质变更无机物eq\o(→,\s\up7(合成))有机物有机物eq\o(→,\s\up7(分解))无机物能量变更光能→化学能化学能→ATP＋热能实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用(2)光合作用与细胞呼吸的关系图示(3)光合作用与需氧呼吸过程中[H]和ATP的来源、去路的比较比较项目来源去路[H]光合作用光反应中水的光解作为碳反应阶段的还原剂，用于还原C3需氧呼吸第一阶段、其次阶段产生用于第三阶段还原氧气产生水，同时释放大量能量ATP光合作用在光反应阶段合成，其合成所需能量来自色素汲取、转化的太阳能用于碳反应阶段C3还原，其中活跃的化学能以稳定的化学能形式储存在有机物中需氧呼吸第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，其合成所需能量来自有机物的分解水说明放的能量干脆用于除碳反应以外的各项生命活动如图是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，出现这种状况的缘由是________________________________________________________________________。[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代表光合作用碳反应阶段参加固定CO2的物质RuBP；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缘由是植物细胞缺氧，导致细胞进行厌氧呼吸。[答案](1)O2NADP＋ADP＋PiRuBPNADH(或还原型辅酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行厌氧呼吸eq\a\vs4\al()光合作用与细胞呼吸过程及物质转化分析策略答题时，应结合所给条件，从以下几个方面进行：(1)理解教材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更和能量变更。①光合作用：物质变更为CO2→C3→RuBP＋(CH2O)、H2O→O2＋NADPH，能量变更为光能→活跃的化学能(NADPH和ATP)→(CH2O)中稳定的化学能。②细胞呼吸：物质变更为C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O→6CO2＋20[H]、24[H]＋6O2→12H2O，能量变更为(CH2O)中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP)和热能。(2)应结合教材图解，精确获得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呼吸作用过程，是光反应阶段还是碳反应阶段，或者是需氧呼吸的哪一个阶段。[题组突破]考向一对细胞呼吸类型的比较及细胞呼吸原理应用的考查1．(2024·浙江6月学考)真核细胞需氧呼吸中含碳物质的变更是：葡萄糖eq\o(→,\s\up7(①))丙酮酸eq\o(→,\s\up7(②))CO2，其中①、②表示两个阶段。下列叙述错误的是()A．①和②中产生[H]较多的是②B．①和②产生的[H]都用于生成H2OC．①和②是需氧呼吸中释放大量能量的阶段D．①和②发生的场所分别是细胞溶胶和线粒体答案：C2．(2024·浙江1月学考)真核生物厌氧呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径如图所示。下列叙述错误的是()A．甲过程中有ATP的生成B．乙过程须要乳酸脱氢酶参加C．丙过程可发生在人体肌肉细胞中D．甲过程为乙、丙过程供应还原剂解析：选C。甲过程为糖酵解，有ATP的生成；乙过程为产生乳酸的厌氧呼吸其次阶段，须要乳酸脱氢酶参加；人体肌肉细胞中不能进行产生乙醇和CO2的厌氧呼吸；甲过程为乙、丙过程供应还原氢。故C错误。考向二光合色素3．(2024·浙江4月选考节选)回答与光合作用有关的问题：在“光合色素的提取与分别”活动中，提取簇新菠菜叶片的色素并进行分别后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为________。分析叶绿素a的汲取光谱可知，其主要汲取可见光中的________光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与________抑制叶绿素的合成有关。解析：在“光合色素的提取与分别”活动中，提取簇新菠菜叶片的色素并进行分别后，滤纸条自上而下两条带中的色素(胡萝卜素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要汲取可见光中的蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。答案：类胡萝卜素蓝紫光和红低温考向三对光合作用、呼吸作用过程及能量转化的考查4．(原创)下图为叶绿体结构与功能示意图，A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示有关物质。下列叙述不正确的是()A．参加光合作用的色素位于图中的A部位B．CO2进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质C．若突然停止光照，C3的含量会上升D．用14C标记CO2进行光合作用，可在④⑤中测到较高放射性解析：选B。CO2通过固定形成④物质。5．(2024·浙江4月选考节选)回答与光合作用有关的问题：在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培育小球藻一段时间。当用绿光照耀该溶液，短期内小球藻细胞中3­磷酸甘油酸的含量会________。为3­磷酸甘油酸还原成三碳糖供应能量的物质是________。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会________。探讨发觉Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体________中。解析：在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培育小球藻一段时间。当用绿光照耀该溶液，由于绿光几乎不被汲取，光反应减弱，ATP和NADPH削减，短期内小球藻细胞中3­磷酸甘油酸的含量增加。为3­磷酸甘油酸还原成三碳糖供应能量的物质是ATP和NADPH。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加。Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，推知该酶存在于叶绿体基质中。答案：增加ATP和NADPH增加基质考向四光合作用和细胞呼吸综合过程的考查6．(2024·高考海南卷改编)下列关于绿色植物的叙述，错误的是()A．植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸B．植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C．遮光培育可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D．植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用解析：选B。有氧呼吸不须要光照，植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，A正确；植物细胞中ATP不肯定都是在膜上合成的，如细胞溶胶和线粒体基质中也可以合成ATP，B错误；合成叶绿素须要光照，遮光培育会导致光照减弱，从而导致叶肉细胞的叶绿素含量下降，C正确；植物幼茎的绿色部分含有叶绿体，能进行光合作用，全部的活细胞都能进行呼吸作用，D正确。7．如图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是()A．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]B．过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体基质C．过程①消耗CO2释放O2，过程③消耗O2释放CO2D．若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，甘蔗的干重必定增加解析：选A。过程①②③分别为光反应、碳反应和呼吸作用，光反应中水的光解产生[H]，碳反应中消耗[H]和ATP，呼吸作用中第一、二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，A正确；碳反应只发生在叶绿体基质，过程③发生在细胞溶胶和线粒体，B错误；光反应不消耗CO2，只是释放O2，C错误；叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，甘蔗的干重不肯定增加，因为甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而图示仅为叶肉细胞中能量代谢，D错误。影响光合作用与细胞呼吸的因素1．影响因素(1)光合作用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外因：光强度、CO2浓度、温度等,内因：色素及酶的数量等))(2)细胞呼吸eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外因：温度、O2浓度等,内因：酶的数量等))2．光合速率与呼吸速率的关系(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数据为呼吸速率(A点)。(2)绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)总(真正)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。(4)各点(段)光合作用和呼吸作用分析A点eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(只呼吸不光合,植物释放CO2,汲取O2))AB段eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(呼吸>光合,植物释放CO2,汲取O2))B点eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(光合＝呼吸,植物外观上不与外,界发生气体交换))B点后eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(光合>呼吸,植物汲取CO2,释放O2))3．从关键词来区分“总光合速率”“净光合速率”和“呼吸速率”在黑暗时，植物体只能进行呼吸作用，所以在黑暗条件下测得的数据就是呼吸速率；而在光照条件下，植物体可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此，在光下干脆测得的数据是净光合速率；总光合速率无法干脆测得，只能间接求得：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。如表列出了部分常见的与总光合速率和净光合速率有关的关键词。项目常用关键词真正光合速率O2产生(生成)速率CO2固定速率有机物产生(制造、生成)速率净(表观)光合速率O2释放速率CO2汲取速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2汲取速率黑暗中CO2释放速率黑暗中有机物消耗速率特例：假如题干给出的信息是叶绿体汲取CO2或叶绿体释放O2的量，则该数据为总光合速率。(2024·浙江4月选考)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素)，测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是()A．寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质C．转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用D．喷施NaHSO3促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降[解析]寡霉素抑制ATP合成酶的活性，A错误；寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的类囊体膜，B错误；转Z基因提高光合作用效率，减弱寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误。[答案]Deq\a\vs4\al()光合作用和细胞呼吸的计算策略(1)理清各量的关系①光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的，从四周空气中汲取的(若是水生植物，则是从四周的水中汲取的)(当光合速率大于呼吸速率时)。②光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到四周的空气中(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＝实测的二氧化碳汲取量＋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)看懂数据及其相互关系是解题的关键①文字叙述式：利用一段文字干脆给出有关数据；②表格式：在表格中给出相关数据。[题组突破]考向一以曲线、柱形图等形式考查影响光合作用与细胞呼吸的因素1．(2024·浙江11月选考)试验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH为7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，试验结果如下图所示。下列叙述正确的是()A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变更快的品种受除草剂抑制效果更显著B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲解析：选B。单位时间内溶液颜色变更快则说明杂草进行光合作用产生的[H]多，则杂草受除草剂的抑制作用不显著，故A错误。相同除草剂浓度，品种甲的放氧速率比乙低，则品种甲的光反应速率比乙低，光反应发生在类囊体膜上，故除草剂抑制品种甲比抑制品种乙类囊体膜的功能强，故B正确。在试验过程中，溶液中的DCIP作为氧化剂，光反应产生的[H]被DCIP氧化，使得三碳酸不能被[H]还原而产生三碳糖，故C错误。不用除草剂处理时，品种甲和品种乙的放氧速率相同，故D错误。2．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变更的影响。下列有关叙述错误的是()A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶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贮存番茄果实D．贮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：选C。番茄果实需氧呼吸产生CO2的场所是线粒体，厌氧呼吸产生CO2的场所是细胞溶胶，A正确；由题图看出8℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15℃大即抑制作用更强，B正确；由题图看出低温条件下呼吸强度更低，但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高，所以黑暗条件下不利于果实的贮存，C错误；呼吸过程是酶促反应，酶活性受温度影响，温度降低酶活性降低，D正确。考向二光合速率与呼吸速率的相关计算3．对胡萝卜幼苗在不同环境条件下氧气的汲取量和释放量进行测定，结果如表所示，下列对结果的分析不合理的是()光照强度(klx)O2变更量(mg/h)温度051010℃－0.5＋3.0＋4.020℃－1＋2.0＋5.0A.在20℃时，用5klx光照胡萝卜幼苗，胡萝卜幼苗叶肉细胞中产生ATP的场全部叶绿体、线粒体及细胞溶胶B．在20℃时，分别用10klx和5klx光照胡萝卜幼苗10小时，再黑暗14小时，光合作用积累的葡萄糖量前者比后者多28.125mgC．在10℃时，用5klx光照胡萝卜幼苗10小时，胡萝卜幼苗全部叶肉细胞产生的氧气为35mgD．在10℃时，用10klx光照胡萝卜幼苗4.8小时后，再将胡萝卜幼苗转入20℃黑暗环境19.2小时，氧气变更量为0解析：选C。黑暗中氧气的汲取量代表呼吸速率，光下测定的氧气的释放量是净光合速率，在20℃时，用5klx光照胡萝卜幼苗，净光合速率大于0，则胡萝卜幼苗叶肉细胞中产生ATP的场全部叶绿体、线粒体及细胞溶胶，A正确；在20℃时，分别用10klx和5klx光照10小时，再黑暗14小时，氧气增加量分别是5×10－1×14＝36mg、2×10－1×14＝6mg，前者比后者多释放氧气30mg，换算为葡萄糖则为28.125mg，B正确；在5klx光照条件下10小时，10℃时间合作用产生的O2总量是(3.0＋0.5)×10＝35mg，此35mg氧气为整个幼苗光合作用产生的氧气总量，大于幼苗全部叶肉细胞产生的氧气量，C错误；在10℃、10klx光照4.8小时，积累氧气4×4.8＝19.2mg，20℃黑暗环境19.2小时，消耗氧气1×19.2＝19.2mg，氧气变更量为0，D正确。光合作用与细胞呼吸的试验设计光合作用与细胞呼吸相关试验设计的方法总结(1)酸碱指示剂显色法验证光合速率与呼吸速率：在NaHCO3溶液中，加入BTB等酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高，其颜色由蓝→绿→黄，在不同的光照强度下，视察其颜色变更。(2)叶圆片浮起法验证光合速率：在相宜浓度的NaHCO3溶液中，不同光照强度下，单位时间统计叶圆片浮起的数目。(3)光合速率与呼吸速率测定的试验装置法①测定装置②测定方法及解读a．测定呼吸强度Ⅰ.装置烧杯中放入相宜浓度的NaOH溶液用于汲取CO2；Ⅱ.玻璃钟罩遮光处理，以解除光合作用干扰；Ⅲ.置于相宜温度环境中；Ⅳ.红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量)。b．测定净光合速率Ⅰ.装置烧杯中放入相宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满意光合需求；Ⅱ.必需赐予较强光照处理，且温度相宜；Ⅲ.红色液滴向右移动(代表净光合速率)。(2024·浙江6月学考)某探讨小组进行了探究环境因素对光合作用影响的活动，其装置如图所示。试验起先时，经抽气处理的叶圆片沉在NaHCO3溶液底部。回答下列问题：(1)光合作用产生的氧气使叶圆片上浮，氧气产生于叶绿体的________，该结构产生的ATP和________用于将3­磷酸甘油酸还原成__________________。(2)该小组利用上述装置，以叶圆片上浮时间为视察指标，探讨NaHCO3浓度对光合作用的影响。在坐标系中用曲线图预料试验结果，并标注横、纵坐标的名称。(3)该小组还利用菠菜叶圆片探讨了某些因素对酶促反应的影响。试验设计和结果如下表：组别12345菠菜叶圆片(片)55555蒸馏水(mL)108876淀粉酶溶液(mL)/2///纤维素酶溶液(mL)//234试验结果－－＋＋＋＋＋＋注：视察前去除液体中叶圆片或残渣；“＋”越多表示溶液绿色越深，“－”表示溶液颜色无显著变更。①该试验的可变因素是_____________________________________________。②第3、4、5组的溶液呈绿色，缘由可能是__________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。[答案](1)类囊体膜NADPH三碳糖磷酸(2)(3)①酶的种类和浓度②去壁的细胞吸水胀破；叶绿体裂开eq\a\vs4\al()(1)测定不同植物光合速率时视察对象不同①水生植物：单位时间内气泡产生量或气泡生成速率；②离体叶片：单位时间内上浮叶片数目或全部上浮所需时间；③植物体上的叶片：碘蒸气处理后叶片颜色的变更；④水绵：好氧细菌的分布状况。(2)NaHCO3溶液、NaOH溶液和水的作用。NaHCO3溶液能为水中的植物供应碳源。NaOH溶液能汲取CO2，相应的装置用于测定O2汲取量。加水的比照组中相应的装置用于测定光合作用试验中CO2汲取量和O2释放量的差值，而细胞呼吸试验中测定CO2释放量和O2汲取量的差值。(3)如何解除环境因素对试验结果的干扰。解除环境因素对试验结果的干扰的总体思路是不让生物进行代谢活动，测量环境因素(如温度等)对试验结果的影响。常用的方法：用等量的消毒过的死的生物材料代替活的生物材料，其他与试验组相同。[题组突破](2024·浙江1月学考)某同学利用小球藻(一种单细胞真核生物)为试验材料，进行了“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，他设计的试验装置如图所示。回答下列问题：(1)小球藻进行光合作用时，利用________范围内的光进行光反应，形成了ATP和NADPH。在叶绿体的________中，NADPH为三碳酸的还原供应了________。(2)该同学探讨了不同光强度和不同浓度的NaHCO3溶液对小球藻光合作用的影响，得到试验数据如下：表：不同试验条件下试验装置中氧气的相对浓度与时间的关系培育时间(d)试验条件024681012低光强度高浓度NaHCO3溶液0.10.20.60.91.51.82.1低浓度NaHCO3溶液0.10.20.50.71.41.72.0高光强度高浓度NaHCO3溶液0.10.31.11.42.83.54.3低浓度NaHCO3溶液0.10.31.01.21.92.22.7①该试验的自变量是________________________；在试验操作过程中，须要保持温度、______________(答出1点即可)等无关变量一样。②第2～4d，在高浓度NaHCO3溶液条件下，高光强度组比低光强度组氧气的相对浓度上升快，其主要缘由是__________________________；第6d后高浓度NaHCO3溶液和高光强度组氧气的相对浓度上升显著加快，除上述缘由外，还可能的缘由是________________________。解析：(1)小球藻进行光合作用时，利用可见光范围内的光进行光反应，形成了ATP和NADPH。在叶绿体基质中，NADPH为三碳酸的还原供应了氢和能量。(2)①该同学探讨了不同光强度和不同浓度的NaHCO3溶液对小球藻光合作用的影响，该试验的自变量是光强度和NaHCO3溶液浓度，在试验操作过程中，须要保持温度、小球藻的起始数量、NaHCO3溶液的量等无关变量一样。②第2～4d，在高浓度NaHCO3溶液条件下(CO2足够)，高光强度组比低光强度组氧气的相对浓度上升快，其主要缘由是高光强度下光反应强度大；第6d后高浓度NaHCO3溶液和高光强度组氧气的相对浓度上升显著加快，除CO2和光照足够外，还可能的缘由是小球藻数量快速增加。答案：(1)可见光基质氢和能量(2)①光强度和NaHCO3溶液浓度小球藻的起始数量、NaHCO3溶液的量②高光强度下光反应强度大小球藻数量快速增加课后作业一、选择题1．(2024·浙江4月选考)生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用肯定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推想细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是()A．将果蔬贮存于充溢氮气的密闭容器中，上述比值低于1B．严峻的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D．某动物以草为食，推想上述比值接近1答案：A2．下图为酵母菌细胞呼吸代谢简图，①②表示过程，下列叙述错误的是()A．过程①为糖酵解，全部活细胞中均能发生此过程B．NADH比NADPH少一个磷酸基团，是一种辅酶C．丙酮酸只有在有氧的条件下才进入线粒体D．过程②发生在线粒体内膜，释放的能量大部分用于合成ATP解析：选D。过程①为糖酵解，葡萄糖在细胞溶胶中被分解，产生丙酮酸和NADH，全部活细胞中无论是需氧呼吸还是厌氧呼吸均能发生此过程；NADH比NADPH少一个磷酸基团，是一种辅酶；丙酮酸只有在有氧的条件下才进入线粒体，被彻底氧化分解为CO2和H2O，同时产生大量能量；过程②发生在线粒体内膜，NADH所携带的氢和电子分别经过困难的步骤传递给氧，最终形成水，同时产生大量的能量，大部分能量转化为热能，小部分用于合成ATP。故D错误。3．下列关于叶绿体中色素的提取和分别试验的操作，正确的是()A．运用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：选B。正确选材和操作是试验胜利的关键。在提取叶绿体中的色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A项错误；纸层析法分别滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸，B项正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线1～2次，C项错误；研磨叶片时是用无水乙醇溶解色素，D项错误。4．下列有关乙醇发酵和乳酸发酵的叙述，正确的是()A．乙醇发酵中乙醇的来源和乳酸发酵中乳酸的来源不同B．乙醇发酵的第一阶段与乳酸发酵不同，乙醇发酵不进行糖酵解C．乳酸发酵过程中NADH可将丙酮酸还原D．乳酸发酵过程中，ATP会在线粒体内膜上产生解析：选C。乙醇发酵中乙醇的来源和乳酸发酵中乳酸的来源相同，都来自丙酮酸，A错误；不管是乙醇发酵还是乳酸发酵，它们的第一阶段都是糖酵解，B错误；乳酸发酵过程中，NADH将丙酮酸还原为乳酸，C正确；乳酸发酵产生ATP的场所是细胞溶胶，D错误。5．下图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和RuBP的相对含量随一种环境因素的变更的变更状况，下列对这一环境因素的变更的分析，正确的是()A．突然停止光照B．突然增加CO2浓度C．降低环境温度D．增加光照强度解析：选D。突然停止光照时，[H]和ATP削减，C3被消耗的量削减，故其含量增多，而RuBP的来源削减，故其含量降低。突然增加CO2浓度时，合成C3的原料增加，导致C3含量增加。增加光照强度时，[H]和ATP增多，C3因大量消耗而削减，RuBP的含量增加。6．为探讨光合作用中ATP合成的动力，20世纪60年头，AndreJagendorf等科学家设计了如下试验：首先人为创设类囊体内外pH梯度，之后置于黑暗条件下，发觉随着类囊体内外pH梯度的消逝有ATP形成。下列相关说法合理的是()A．离体类囊体取自绿色植物根尖分生区细胞B．在绿色植物中该过程也是在黑暗中完成的C．ATP的合成须要伴随H＋运输进入类囊体腔D．推想ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能解析：选D。类囊体存在于叶绿体中，而绿色植物根尖分生区细胞没有叶绿体；在绿色植物中合成ATP是在光反应阶段进行的，自然环境下此过程须要光照；ATP的合成须要伴随H＋运输出类囊体腔；把悬浮液的pH快速上升为8，类囊体内外产生了浓度差，此时，在有ADP和Pi存在的状况下类囊体内生成了ATP，因此可以推想ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能。故D正确。7．科学家向小球藻培育液中通入14CO2，赐予试验装置不同时间光照，结果如下表所示。试验组别光照时间(s)放射性物质分布12大量3­磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等依据上述试验结果分析，下列叙述正确的是()A．碳反应最初形成的主要是3­磷酸甘油酸(三碳化合物)B．本试验利用小球藻探讨的是光合作用的光反应阶段C．3­磷酸甘油酸可干脆转化成氨基酸、有机酸等D．试验结果说明光合作用产物是糖类解析：选A。由表格可知，CO2进入叶绿体后，最初形成的物质是3­磷酸甘油酸(三碳化合物)；由题可知，用同位素标记法探究二氧化碳中的碳元素的去向，故本试验利用小球藻探讨的是光合作用的碳反应阶段；依据时间分析可知，3­磷酸甘油酸要先转化成12种磷酸化糖类，然后才转化成氨基酸、有机酸等；表中数据说明光合作用除了产生糖类外，还有氨基酸、有机酸等其他有机物。故A正确。8．为了探讨两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性，探讨人员分别测定了新品种与原种(比照)叶片的净光合速率，结果如图所示。以下说法错误的是()A．试验过程中光照强度和CO2初始浓度必需一样B．可用单位时间内进入叶绿体的CO2量表示净光合速率C．每组试验应重复多次，所得数据取平均值D．三个品种达到最大净光合速率时的温度没有显著差异解析：选B。该试验过程中的光照强度和CO2初始浓度均属于无关变量，无关变量在试验过程中必需一样，A项正确；可用单位时间内植物从外界环境中汲取的CO2量表示净光合速率，B项错误；为了削减试验误差，每组试验应重复多次，所得数据取平均值，C项正确；题图显示，三个品种达到最大净光合速率时的温度都是25℃左右，没有显著差异，D项正确。9．如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是()A．过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质B．物质A表示O2，物质B表示CO2C．过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能D．过程②的两个阶段都须要消耗过程①产生的[H]和ATP解析：选D。由题图可知，过程①②分别表示光反应和碳反应，反应场所分别是类囊体薄膜和叶绿体基质。物质A、B分别表示O2和CO2。光反应能将光能转换成活跃的化学能储存在ATP中，碳反应能将活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在葡萄糖中。过程②包括CO2的固定和C3的还原两个阶段，其中CO2的固定不须要消耗①过程产生的[H]和ATP。10．某密闭温室大棚内CO2浓度的变更如图所示，其中B、C两点的温度相同。下列说法错误的是()A．B、C两点时温室大棚中的光照强度相同B．经一昼夜后大棚内植物有机物积累量增加C．经一昼夜后大棚内O2浓度增加D．B、C两点时植物细胞的光合作用速率等于细胞呼吸速率解析：选A。选项B正确，由图可知，一昼夜后大棚内CO2浓度下降，削减的CO2用于合成有机物，因此，经一昼夜后大棚内植物体内有机物积累量将增加。选项C正确，CO2浓度下降，说明光合作用总强度大于细胞呼吸，因此大棚内O2浓度增加。选项A错误、选项D正确，B、C两点的温度相同，说明植物细胞呼吸强度相同，同时由于B、C两点时植物的光合作用强度等于细胞呼吸强度，说明B、C两点时植物的光合作用强度也相同，但C点时大棚内CO2浓度更低，说明C点时的光照强度必定大于B点时的光照强度。11．在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B．RuBP羧化酶催化的上述反应须要在无光条件下进行C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高解析：选B。菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶是植物体内催化CO2固定的酶，反应的场所是叶绿体基质；CO2固定须要在CO2供应和C5存在条件下进行，有光、无光均可；测定该酶活性的方法用到了14CO2，属于同位素标记法；依据题意，单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高。二、非选择题12．(2024·浙江6月学考)希尔反应是测定叶绿体活力的常用方法。希尔反应基本原理：光照下，叶绿体释放O2，同时氧化型DCIP(2，6－二氯酚靛酚)被还原，颜色由蓝色变成无色。DCIP颜色变更引起的吸光率变更可反映叶绿体活力。探讨小组利用菠菜叶进行了叶绿体活力的测定试验。回答下列问题：(1)制备叶绿体悬液：选取10g簇新的菠菜叶加入研钵，研磨前加入适量的0.35mol/LNaCl溶液和pH7.8的酸碱缓冲液等；研磨成匀浆后，用纱布过滤，取滤液进行________，分别得到叶绿体；将叶绿体置于________溶液中，以保证叶绿体的正常形态，获得叶绿体悬液。(2)测定叶绿体活力：分组如下，并按下表加入试剂；测定各组吸光率。试管号磷酸缓冲液(mL)叶绿体悬液(mL)煮沸(min)DCIP(mL)19.40.1－0.529.40.150.539.90.1－－注：“－”表示不处理或不加入。①希尔反应模拟了光合作用中________阶段的部分变更，该阶段在叶绿体的________中进行。氧化型DCIP在希尔反应中的作用，相当于在该阶段中________的作用。②煮沸处理后，需向2号试管中加入肯定量的________，以保证各试管中液体的量相等。③3号试管的作用是________________________。解析：(1)制备叶绿体悬液时，先选取10g簇新的菠菜叶加入研钵，研磨前加入适量的0.35mol/LNaCl溶液(维持叶绿体形态)和pH7.8的酸碱缓冲液(维持肯定的pH)等；研磨成匀浆后，用纱布过滤，取滤液进行离心，分别得到叶绿体；将叶绿体置于0.35mol/LNaCl(或等渗)溶液中，以保证叶绿体的正常形态，获得叶绿体悬液。(2)①希尔反应模拟了光合作用中光反应阶段的部分变更，该阶段在叶绿体的类囊体膜中进行。氧化型DCIP(2，6­二氯酚靛酚)可被还原，因此氧化型DCIP在希尔反应中的作用，相当于NADP＋在该光阶段中的作用。②煮沸处理后，因蒸发部分水分，因此需向2号试管中补充肯定量的蒸馏水，以保证各试管中液体的量相等。③3号试管的作用是作为比照，测定该浓度叶绿体悬液自身的吸光率。答案：(1)离心0.35mol/LNaCl(或等渗)(2)①光反应类囊体膜NADP＋②蒸馏水③测定该浓度叶绿体悬液自身的吸光率作为比照13．图1为某植物叶肉细胞中叶绿体内部分生理过程示意图，图2为某探讨人员依据探讨结果，绘制的该植物叶片在光照等环境因素影响下汲取和释放CO2速率的变更曲线。请回答下列问题：(1)图1表示的过程是光合作用的__________________阶段，该阶段发生的能量转换是________________________________。(2)图2中t1→t2，叶绿体__________________(填场所)的色素汲取光能增加，加快水的光解，进而加快图1中________________(填字母A～D)的利用。(3)图2中t2→t3，限制光合速率的环境因素主要是________________。与t2→t3相比，t3→t4和t4后短短暂间内，图1中B的含量变更分别为________________。(4)图2中________(填“A”“B”或“A＋B”)的面积可表示该植物在肯定时间内单位面积叶片光合作用固定CO2的总量。解析：(1)图1表示光合作用的碳反应阶段，该阶段能将ATP中活