高考生物大二輪專題復(fù)習(xí)與增分策略 專題4 細(xì)胞呼吸與光合作用

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專題4 細(xì)胞呼吸與光合作用 [重溫考綱要求]　1.光合作用的基本過(guò)程(Ⅱ)。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。3.細(xì)胞呼吸(Ⅱ)。 1.有關(guān)細(xì)胞呼吸的正誤判斷 (1)高等生物都進(jìn)行有氧呼吸，低等生物都進(jìn)行無(wú)氧呼吸(　　) (2)有氧呼吸的三個(gè)階段都有ATP產(chǎn)生，但第三階段產(chǎn)生的ATP最多(　√　) (3)水是有氧呼吸的產(chǎn)物，也是有氧呼吸的反應(yīng)物(　√　) (4)各種細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所都是線粒體(　　) (5)細(xì)胞呼吸的結(jié)果如果沒(méi)有水的產(chǎn)生，就一定是無(wú)氧呼吸(　√　) (6)人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，CO2/O2>1，即CO2既可在線粒體又可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生(　　) (7)及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害(　√　) (8)無(wú)氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮(　　) 2.有關(guān)光合作用的正誤判斷 (1)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光(　√　) (2)用紙層析法提取菠菜綠葉中的色素(　　) (3)葉綠體色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上擴(kuò)散就越慢(　　) (4)真核生物中，光反應(yīng)是在葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行的，暗反應(yīng)是在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的(　√　) (5)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和H2O(　　) (6)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應(yīng)(　√　) (7)適宜條件下光合作用過(guò)程中C5/C3的比值，停止供應(yīng)CO2后比停止前高(　√　) (8)降低光照將直接影響到光反應(yīng)的進(jìn)行，從而影響暗反應(yīng)；改變CO2濃度則直接影響暗反應(yīng)的進(jìn)行(　√　) 3.有關(guān)光合作用與細(xì)胞呼吸綜合應(yīng)用的正誤判斷 (1)CO2的固定過(guò)程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過(guò)程發(fā)生在線粒體中(　　) (2)光合作用過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP(　　) (3)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量(　√　) (4)凈光合速率長(zhǎng)期為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長(zhǎng)(　√　) (5)將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢(shì)是降低至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定(　√　) 一、“生命不息”的細(xì)胞呼吸 1.(2013新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，3)下列與微生物呼吸有關(guān)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.肺炎雙球菌無(wú)線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸 B.與細(xì)菌呼吸有關(guān)的酶由擬核中的基因編碼 C.破傷風(fēng)芽孢桿菌適宜生活在有氧的環(huán)境中 D.有氧和無(wú)氧時(shí)，酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同 答案　C 解析　破傷風(fēng)芽孢桿菌的代謝類型是異養(yǎng)厭氧型，在有氧的環(huán)境中，破傷風(fēng)芽孢桿菌的代謝要受到抑制，C錯(cuò)。 2.(2012新課標(biāo)全國(guó)，29)將玉米種子置于25 ℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時(shí)取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計(jì)算每粒的平均干重，結(jié)果如下圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源于胚乳，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)萌發(fā)過(guò)程中胚乳組織中的淀粉被水解成__________，再通過(guò)__________作用為種子萌發(fā)提供能量。 (2)萌發(fā)過(guò)程中在__________小時(shí)之間種子的呼吸速率最大，在該時(shí)間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為__________mg。 (3)萌發(fā)過(guò)程中胚乳的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為_______mg粒－1d－1。 (4)若保持實(shí)驗(yàn)條件不變，120小時(shí)后萌發(fā)種子的干重變化趨勢(shì)是______，原因是_______。 答案　(1)葡萄糖　呼吸(或生物氧化)　(2)72～96　26.5　(3)22　(4)持續(xù)下降　幼苗呼吸作用消耗有機(jī)物，且不能進(jìn)行光合作用 解析　解答本題的突破點(diǎn)：①正確分析坐標(biāo)曲線的生物學(xué)含義：隨著時(shí)間的延續(xù)，胚乳干重逐漸減少，種子的干重也逐漸減少。②兩條曲線變化趨勢(shì)不一致的原因：第(3)小問(wèn)提到的“胚乳的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)”。(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被細(xì)胞通過(guò)呼吸作用利用，為種子萌發(fā)提供能量。(2)因?yàn)榕呷闇p少的干重中有一部分轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，所以衡量種子的呼吸速率應(yīng)以種子的干重減少量為指標(biāo)。由圖示曲線可以看出，在72～96 h之間，單位時(shí)間內(nèi)種子的干重減少量最大，該時(shí)間段(24 h)內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為204.2－177.7＝26.5(mg)。(3)轉(zhuǎn)化速率＝(胚乳的減少量－種子的干重減少量)/單位時(shí)間。在72～96 h內(nèi)，轉(zhuǎn)化速率為(161.7－118.1)－(204.2－177.7)＝17.1(mg粒－1d－1)，96～120 h內(nèi)，轉(zhuǎn)化速率為(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝22(mg粒－1d－1)，因此最大轉(zhuǎn)化速率為22 mg粒－1d－1。(4)黑暗條件下，萌發(fā)種子只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸而不能進(jìn)行光合作用，因而種子干重持續(xù)下降。 悟規(guī)律 細(xì)胞呼吸一般借助圖、表、線等形式考查，常與光合作用聯(lián)系在一起，常以實(shí)驗(yàn)分析為主，題型以非選擇題為主。 1.判斷細(xì)胞呼吸類型的五大方法(以葡萄糖為底物) (1)產(chǎn)生CO2量＝消耗O2量→有氧呼吸。 (2)不消耗O2，產(chǎn)生CO2→無(wú)氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (3)釋放CO2量>吸收O2量→同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (4)不吸收O2，不釋放CO2→乳酸發(fā)酵或細(xì)胞已經(jīng)死亡。 (5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸發(fā)酵。 2.把握影響細(xì)胞呼吸的“四類”曲線 (1)甲圖：溫度通過(guò)影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性來(lái)影響呼吸速率。 (2)乙圖：①O2濃度＝0時(shí)，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。 ②0B>C，因此，在單位時(shí)間內(nèi)與氧結(jié)合的[H]最多的是A點(diǎn)。(2)分析題圖可知，淹水時(shí)KNO3對(duì)甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩作用；其中30 mmolL－1的KNO3溶液處理的曲線處于其他曲線之上，所以該濃度的KNO3溶液作用效果最好。(3)根系缺氧會(huì)導(dǎo)致根細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，而根細(xì)胞無(wú)氧呼吸能產(chǎn)生CO2，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能改用CO2作為檢測(cè)有氧呼吸速率的指標(biāo)。 題型三　細(xì)胞呼吸方式的探究與呼吸速率的測(cè)定 6.下列有關(guān)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.煮沸葡萄糖溶液是為了滅菌和去除溶液中的O2 B.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，泵入的空氣應(yīng)去除CO2 C.實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等 D.通過(guò)觀察澄清石灰水是否變混濁來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式 答案　D 解析　酵母菌既可以進(jìn)行有氧呼吸也可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸，不管是哪種呼吸方式都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，均會(huì)使澄清的石灰水變混濁，所以不能通過(guò)觀察石灰水的變化來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤，A、B和C選項(xiàng)均是為了排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。 7.呼吸熵(RQ＝釋放二氧化碳體積/消耗的氧氣體積)表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)的不同。測(cè)定發(fā)芽種子呼吸熵的裝置如圖。關(guān)閉活塞，在25 ℃下經(jīng)20分鐘讀出刻度管中著色液滴移動(dòng)距離。設(shè)裝置1和裝置2的著色液滴分別向左移動(dòng)x mm和y mm。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.若測(cè)得x＝180 mm，y＝50 mm，則該發(fā)芽種子的呼吸熵是0.72(保留兩位小數(shù)) B.若發(fā)芽種子僅進(jìn)行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，則分解的有機(jī)物可能為脂肪 C.為使測(cè)得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)置對(duì)照裝置 D.若呼吸底物是葡萄糖，且測(cè)得x＝300 mm，y＝－100 mm(向右移動(dòng)了100 mm)，則可推斷有氧呼吸消耗的葡萄糖與無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的摩爾比值是1∶2 答案　D 解析　若測(cè)得x＝180 mm，y＝50 mm，則細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳是180－50＝130 (mm)，呼吸熵是130180≈0.72，A正確；由于脂肪中的碳?xì)浔壤撸舭l(fā)芽種子僅進(jìn)行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，則分解的有機(jī)物可能為脂肪，B正確；為使測(cè)得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)置對(duì)照裝置，排除無(wú)關(guān)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，C正確；若呼吸底物為葡萄糖，且測(cè)得x＝300 mm，y＝－100 mm，說(shuō)明消耗氧氣300，總共產(chǎn)生二氧化碳400，其中有氧呼吸消耗氧氣300，產(chǎn)生二氧化碳300，消耗葡萄糖50，無(wú)氧呼吸產(chǎn)二氧化碳400－300＝100，消耗葡萄糖50，因此有氧呼吸消耗葡萄糖與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的摩爾比值是1∶1，D錯(cuò)誤。 8.科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍(lán)莓果實(shí)的CO2生成速率的變化，結(jié)果見圖1和圖2。 (1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下果實(shí)的CO2生成速率較低，主要原因是__________；隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的_____________________濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)______________________濃度的變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。 (2)某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)如下方案： ①稱取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí)，分別裝入甲、乙兩個(gè)容積相同的瓶?jī)?nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲(chǔ)存，每隔一段時(shí)間測(cè)定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算CO2生成速率。 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠，請(qǐng)給出兩條建議，以完善上述實(shí)驗(yàn)方案(不考慮溫度因素)。 a.________________________________________________________________________； b.________________________________________________________________________。 答案　(1)低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性　CO2　O2　(2)a.選取的果實(shí)成熟度應(yīng)一致　b.每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn) 解析　(1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下的CO2生成速率較低，主要原因是溫度較低，導(dǎo)致酶的活性較低，呼吸速率較慢，所以其主要原因是：低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性；隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸，該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)O2濃度變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。(2)根據(jù)單一變量原則，要控制唯一變量而排除其他無(wú)關(guān)變量的干擾，從而驗(yàn)證唯一變量的作用，所以，選取的果實(shí)成熟度應(yīng)一致；根據(jù)可重復(fù)性原則，同一處理在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復(fù)。重復(fù)的作用有二：一是降低實(shí)驗(yàn)誤差，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的代表性；二是估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差的大小，判斷實(shí)驗(yàn)可靠程度，所以，每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 技法提煉 1.酵母菌呼吸方式探究題解法 對(duì)于判斷酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)分析題，若遇到裝置圖，應(yīng)首先分析裝置圖中各部分的作用，再結(jié)合有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式進(jìn)行分析，若呼吸底物是葡萄糖，則有氧呼吸消耗的O2量與釋放的CO2量相等，無(wú)氧呼吸不消耗O2，但釋放CO2。 若遇到實(shí)驗(yàn)步驟，則解答的關(guān)鍵是分析變量，自變量是O2的有無(wú)，可設(shè)置通入無(wú)菌O2和密封(如用石蠟油鋪滿液面)對(duì)照；因變量是酵母菌呼吸方式，可通過(guò)檢測(cè)CO2釋放量、酒精的有無(wú)或熱量產(chǎn)生的多少來(lái)判斷，其中CO2釋放量可通過(guò)澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液判斷，酒精的有無(wú)可利用酸性重鉻酸鉀溶液來(lái)判斷，產(chǎn)生熱量的多少可通過(guò)溫度計(jì)測(cè)量；無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等。 2.測(cè)定組織細(xì)胞呼吸速率的裝置與原理 (1)裝置(如圖所示) (2)指標(biāo)：細(xì)胞呼吸速率常用單位時(shí)間CO2釋放量或O2吸收量來(lái)表示。 (3)原理：組織細(xì)胞有氧呼吸吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，刻度管內(nèi)的有色液滴左移。單位時(shí)間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。 (4)誤差校正 ①如果實(shí)驗(yàn)材料是綠色植物，整個(gè)裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。 ②如果實(shí)驗(yàn)材料是種子，為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)對(duì)裝置及所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。 ③為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。 二、“食物源泉”的光合作用 1.(2016全國(guó)Ⅱ，4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B.構(gòu)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(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 答案　C 解析　葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機(jī)溶劑中，A正確；鎂作為細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽，可以離子狀態(tài)由植物的根從土壤中吸收，進(jìn)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(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗，因沒(méi)有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來(lái)，因而葉片呈黃色，D正確。 2.(2013新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，2)關(guān)于葉綠素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素 B.被葉綠素吸收的光可用于光合作用 C.葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同 D.植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光 答案　D 解析　葉綠素的中心元素是鎂離子，A項(xiàng)正確；色素的作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，進(jìn)行光合作用，B項(xiàng)正確；葉綠素a比葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值高，C項(xiàng)正確；植物主要的吸收峰在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū)，綠光吸收最少，反射多，所以葉片呈現(xiàn)綠色，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(2014新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，2)正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A.O2的產(chǎn)生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP＋比值下降 答案　B 解析　正常生長(zhǎng)的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間，說(shuō)明綠藻可以正常進(jìn)行光合作用，用黑布遮光后，改變了綠藻光合作用的條件，此時(shí)光合作用的光反應(yīng)停止，光反應(yīng)的產(chǎn)物O2、ATP和[H](即NADPH)停止產(chǎn)生，所以A、C、D項(xiàng)所敘述現(xiàn)象會(huì)發(fā)生；光照停止，暗反應(yīng)中C3還原受影響，C5減少，CO2的固定減慢，B項(xiàng)所敘述現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。 4.(2016全國(guó)乙，30)為了探究生長(zhǎng)條件對(duì)植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間(T)后，測(cè)定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度(即單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。回答下列問(wèn)題： (1)據(jù)圖判斷，光照強(qiáng)度低于a時(shí)，影響甲組植物光合作用的限制因子是________。 (2)b光照強(qiáng)度下，要使甲組的光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高_(dá)________(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。 (3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時(shí)間后，再測(cè)定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是___________________________________________________________________。 答案　(1)光照強(qiáng)度　(2)CO2濃度　(3)乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻? 解析　(1)甲組在a點(diǎn)條件下，增加光照強(qiáng)度，光合作用強(qiáng)度繼續(xù)增加，故光合作用的限制因子是光照強(qiáng)度。(2)甲組在b點(diǎn)條件下，光照強(qiáng)度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用強(qiáng)度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用產(chǎn)物，CO2才是光合作用的原料，故應(yīng)該增加CO2濃度。(3)個(gè)體的表現(xiàn)型受遺傳因素與環(huán)境因素共同影響。若乙組的光合作用強(qiáng)度變化受遺傳因素影響，則在甲組的光照條件下，乙組的子代光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度變化情況應(yīng)與甲組不同，此與題干矛盾，故可排除遺傳因素影響，因此乙組光合作用強(qiáng)度的變化應(yīng)由環(huán)境因素(即低光照)引起，并非遺傳物質(zhì)改變所致。 5.(2016全國(guó)丙，29節(jié)選)為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對(duì)濕度對(duì)A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長(zhǎng)狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長(zhǎng)作為對(duì)照組，另4組在人工氣候室中生長(zhǎng)作為實(shí)驗(yàn)組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對(duì)照組相同，于中午12：30測(cè)定各組葉片的光合速率，各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示： 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn) 組一 實(shí)驗(yàn) 組二 實(shí)驗(yàn) 組三 實(shí)驗(yàn) 組四 實(shí)驗(yàn) 處理 溫度/℃ 36 36 36 31 25 相對(duì)濕度/% 17 27 52 52 52 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 光合速率/ mg CO2dm－2h－1 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7 回答下列問(wèn)題： (1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測(cè)中午時(shí)對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是___________，其依據(jù)是_______________________________________； 并可推測(cè)，________(填“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)在實(shí)驗(yàn)組中，若適當(dāng)提高第________組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)相對(duì)濕度　相同溫度條件下，相對(duì)濕度改變時(shí)，光合速率變化較大　增加　(2)四　該實(shí)驗(yàn)組的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度 解析　(1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，相同溫度條件下，小麥光合速率隨相對(duì)濕度的增加而明顯加快，但相對(duì)濕度相同時(shí)，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯，由此可推知中午時(shí)對(duì)小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對(duì)濕度；并可推測(cè)，增加麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。(2)比較實(shí)驗(yàn)組二、三、四可知小麥光合速率在31 ℃時(shí)高于另兩組，而第四組的25 ℃低于31 ℃，所以在實(shí)驗(yàn)組中，若適當(dāng)提高第四組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。 6.(2015全國(guó)Ⅰ，29)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。 D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。 回答下列問(wèn)題： (1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量_____(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是________________________________________________； C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的________。 (2)A、B、C三組處理相比，隨著______________________________________________的增加，使光下產(chǎn)生的_________能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 答案　(1)高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率　ATP和[H] 解析　(1)C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%，說(shuō)明C組黑暗條件下進(jìn)行了部分光合作用，暗反應(yīng)消耗了ATP和[H]，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以C組單位光照時(shí)間內(nèi)，合成有機(jī)物的量較高。光合作用暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。(2)A、B、C三組實(shí)驗(yàn)中光照時(shí)間之和均為67.5 s，但是處理方法不同，結(jié)果也不一樣，并且是單位時(shí)間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產(chǎn)物相對(duì)量越高，可知光照時(shí)產(chǎn)生的ATP和[H]在光照時(shí)沒(méi)有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類等有機(jī)物及C5化合物，C5化合物繼續(xù)與CO2結(jié)合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 悟規(guī)律 對(duì)光合作用的考查常以實(shí)驗(yàn)分析的形式出現(xiàn)，是歷年來(lái)高考的重點(diǎn)，常考題型為非選擇題。 1.理清外界條件變化時(shí)，C5、C3、[H]、ATP等物質(zhì)的量變化的4種模型分析 (1)光照強(qiáng)度變化 (2)CO2濃度變化： 2.把握影響光合作用因素的3類曲線 影響 因素 原理 圖像 圖像解讀 光照 強(qiáng)度 影響光反應(yīng)階段ATP、[H]的產(chǎn)生 P點(diǎn)的限制因素 ①外因：溫度、CO2濃度 ②內(nèi)因：色素含量、酶的數(shù)量和活性、C5的含量 CO2 濃度 影響暗反應(yīng)階段C3的生成 P點(diǎn)的限制因素 ①外因：溫度、光照強(qiáng)度 ②內(nèi)因：酶的數(shù)量和活性、色素含量、C5的含量 溫度 通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響光合作用 P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為進(jìn)行光合作用的最適溫度 題型一　光合作用的過(guò)程分析 1.下圖為大豆葉片光合作用暗反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A.CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能 B.CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過(guò)一系列的變化形成糖類 C.被還原的C3在相關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5 D.光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高 答案　C 解析　ATP中的能量轉(zhuǎn)化到有機(jī)物中，成為穩(wěn)定的化學(xué)能，不參與CO2的固定，A錯(cuò)誤；CO2必須先與C5反應(yīng)形成C3方可被[H]還原，B錯(cuò)誤；C3化合物被[H]還原后可再形成C5，此過(guò)程中需要酶參與，C正確；光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，會(huì)造成[H]和ATP在短時(shí)間內(nèi)減少，C5的生成速率下降，而其利用速率不變，所以C5的含量會(huì)下降，D錯(cuò)誤。 2.下圖表示某植物葉片暗反應(yīng)中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢(shì)，該植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強(qiáng)度或者降低CO2濃度中的某一項(xiàng)。下列分析正確的是(　　) A.圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要消耗光反應(yīng)提供的ATP B.圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強(qiáng)度 C.Ⅱ階段甲上升是因?yàn)槿~綠體中[H]和ATP的積累 D.Ⅱ階段光合速率最大時(shí)所需光照強(qiáng)度比Ⅰ階段低 答案　D 解析　因?yàn)榘捣磻?yīng)中1 mol C5＋1 mol CO2生成2 mol C3，所以在適宜條件下，葉肉細(xì)胞內(nèi)C3是C5的2倍，因此圖中甲是C5，乙是C3。圖中物質(zhì)甲與CO2結(jié)合形成乙，該過(guò)程只需要酶的催化，不需要消耗ATP，A錯(cuò)誤；植物在Ⅰ階段處于適宜環(huán)境條件下，如果Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強(qiáng)度，那么C3將增加，C5減少，與圖形的走勢(shì)不符，而如果改變的條件是降低CO2濃度，那么C3將減少，C5增加，與圖形走勢(shì)符合，所以本題改變的條件是降低CO2濃度，B錯(cuò)誤；CO2濃度降低，由于CO2供應(yīng)量減少，C5消耗減少，而C3還原正常，所以C5(甲)含量會(huì)上升，C錯(cuò)誤；低CO2濃度下的光的飽和點(diǎn)也低，D正確。 題型二　影響光合作用因素的曲線分析 3.植物的光合作用受溫度和光照強(qiáng)度的影響，下圖表示植物在三種不同光照強(qiáng)度下消耗CO2的情況。下列分析正確的是(　　) A.在－5～0 ℃時(shí)，溫度和光照強(qiáng)度都是限制光合作用的因素 B.在10～30 ℃時(shí)，溫度是限制光合作用的主要因素 C.在光照強(qiáng)度相同的情況下，0 ℃時(shí)的光合作用強(qiáng)度一定小于15 ℃時(shí)的光合作用強(qiáng)度 D.在溫度相同的情況下，4倍光照強(qiáng)度時(shí)的光合作用強(qiáng)度一定大于1倍光照強(qiáng)度時(shí)的光合作用強(qiáng)度 答案　C 解析　由圖可知，在－5～0 ℃時(shí)，溫度是限制光合作用的因素；在10～30 ℃時(shí)，光照強(qiáng)度是限制光合作用的主要因素；光照強(qiáng)度相同，0 ℃時(shí)植物體內(nèi)光合作用酶的活性低于15 ℃時(shí)酶的活性，所以0 ℃時(shí)的光合作用強(qiáng)度一定小于15 ℃時(shí)的光合作用強(qiáng)度；由圖可知，在較低溫度時(shí)，相同溫度條件下，4倍光照強(qiáng)度和1倍光照強(qiáng)度下，光合作用強(qiáng)度相同，另外如果溫度較高，蒸騰作用增強(qiáng)，植物會(huì)出現(xiàn)氣孔關(guān)閉的現(xiàn)象，所以在溫度相同的情況下，4倍光照強(qiáng)度時(shí)的光合作用強(qiáng)度不一定大于1倍光照強(qiáng)度時(shí)的光合作用強(qiáng)度。 4.下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是(　　) A.t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B.t2→t3，暗反應(yīng)限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高 C.t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果 D.t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低 答案　D 解析　水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時(shí)光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會(huì)提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t3→t4，暗反應(yīng)增強(qiáng)，一定程度上加快ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，同時(shí)促進(jìn)了光反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3化合物減少，直接產(chǎn)物含量降低，D項(xiàng)正確。 5.某科研小組于夏季一晴天在一個(gè)大棚中以某桃樹為實(shí)驗(yàn)材料，探究不同光照強(qiáng)度對(duì)葉片光合速率的影響，得到的變化曲線如圖所示。實(shí)驗(yàn)期間分別于11時(shí)和15時(shí)打開和關(guān)閉通風(fēng)口，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)上述實(shí)驗(yàn)中，大棚覆蓋的塑料薄膜應(yīng)選用________(顏色)；通過(guò)改變________________來(lái)設(shè)置不同的弱光環(huán)境。 (2)圖中10時(shí)到11時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，限制各組光合速率的主要因素是________________；各組光合速率分別于12時(shí)、13時(shí)、14時(shí)又下降的原因可能是________________________。 (3)如表所示為用不同光照強(qiáng)度處理該桃樹和某種櫟樹后得到的數(shù)據(jù)： 光合參數(shù) (μmolm－2s－1) CK組 T1組 T2組 桃樹 櫟樹 桃樹 櫟樹 桃樹 櫟樹 光補(bǔ)償點(diǎn) 29.7 32.8 20.7 31.4 18.2 31.2 光飽和點(diǎn) 752.5 1 188.2 522 1 164.5 417.5 1 133.5 ①分析表中數(shù)據(jù)可知，____________更適應(yīng)弱光環(huán)境。 ②Rubisco酶是植物光合作用過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵酶，它所催化的反應(yīng)是無(wú)機(jī)碳進(jìn)入生物群落的主要途徑，由此可知它應(yīng)存在的場(chǎng)所是____________，它參與催化的是__________。 答案　(1)無(wú)色透明　黑色遮陽(yáng)網(wǎng)的層數(shù)　(2)CO2濃度(或CO2含量)　大棚內(nèi)溫度升高，引起氣孔關(guān)閉(氣孔導(dǎo)度下降)，光合速率下降　(3)①桃樹　②葉綠體基質(zhì)　CO2的固定 解析　(1)由題干和題圖可知，該探究實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度，改變黑色遮陽(yáng)網(wǎng)的層數(shù)是改變自變量的手段。(2)由CO2濃度曲線可知，10時(shí)到11時(shí)，CO2濃度迅速下降到低點(diǎn)，成為限制各組光合速率的主要因素；12時(shí)、13時(shí)、14時(shí)各組的光合速率分別又下降，而CO2濃度并不低，可推測(cè)其原因最可能是大棚內(nèi)溫度升高引起氣孔關(guān)閉，從而使光合速率下降。(3)①各組桃樹的光補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都比櫟樹的低，說(shuō)明桃樹更適應(yīng)弱光環(huán)境。②由題意可知，Rubisco酶是參與CO2固定的關(guān)鍵酶，而CO2固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，所以Rubisco酶應(yīng)存在的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。 技法提煉 深入認(rèn)識(shí)影響光合作用的“限制因素” (1)限制因素在曲線圖中一般為橫軸所示因素，即相關(guān)實(shí)驗(yàn)的自變量。 (2)限制因素可變，如“飽和點(diǎn)”的出現(xiàn)會(huì)改變限制因素，總結(jié)如下： a點(diǎn)前限制因素為光照強(qiáng)度，之后為其他因素，外因如CO2濃度、溫度等，內(nèi)因如酶的活性、色素的含量等。b點(diǎn)前限制因素為CO2濃度，之后為其他因素，外因如光照強(qiáng)度、溫度等，內(nèi)因如酶的活性等。a、b點(diǎn)之后只有改變其他限制因素才能提高光合作用強(qiáng)度。 三、“共同擔(dān)當(dāng)”的呼吸與光合 1.(2014新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，6)關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)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(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的能量由乳酸分解提供 D.病毒核酸的復(fù)制需要宿主細(xì)胞的呼吸作用提供能量 答案　C 解析　A項(xiàng)，光合作用的光反應(yīng)中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸。B項(xiàng)，光合作用中葉綠素吸收并轉(zhuǎn)化光能的過(guò)程與酶的催化作用無(wú)關(guān)。C項(xiàng)，乳酸是無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物，在人體內(nèi)不能繼續(xù)分解供能，人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的能量是由葡萄糖分解提供的。D項(xiàng)，病毒無(wú)獨(dú)立的代謝系統(tǒng)，病毒核酸的復(fù)制所需要的能量由宿主細(xì)胞的呼吸作用提供。 2.(2016全國(guó)甲，31)BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍(lán)變綠再變黃。某同學(xué)為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中，其中6支加入生長(zhǎng)狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果見下表。 試管編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 水草 無(wú) 有 有 有 有 有 有 距日光燈 的距離(cm) 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min后 試管中溶 液的顏色 淺綠色 X 淺黃色 黃 綠 色 淺 綠 色 淺 藍(lán) 色 藍(lán) 色 注：*遮光是指用黑紙將試管包裹起來(lái)，并放在距日光燈100 cm的地方。 若不考慮其他生物因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，回答下列問(wèn)題： (1)本實(shí)驗(yàn)中，50 min后1號(hào)試管的溶液是淺綠色，則說(shuō)明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由__________________________________引起的；若1號(hào)試管的溶液是藍(lán)色，則說(shuō)明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________(填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中X代表的顏色應(yīng)為________(填“淺綠色”、“黃色”或“藍(lán)色”)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)5號(hào)試管中的溶液顏色在照光前后沒(méi)有變化，說(shuō)明在此條件下水草_________________。 答案　(1)不同光強(qiáng)下水草的光合作用與呼吸作用　不可靠的 (2)黃色　水草不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號(hào)試管 (3)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，吸收與釋放的CO2量相等 解析　(1)依題意并結(jié)合表中信息可知：距日光燈的距離表示光照的強(qiáng)弱。2號(hào)試管遮光，其內(nèi)的水草不能進(jìn)行光合作用，但能進(jìn)行呼吸作用；3～7號(hào)試管內(nèi)的水草在有光的條件下，溶液顏色的變化是光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量的綜合作用的結(jié)果；1號(hào)試管為對(duì)照組，其中的NaHCO3可維持CO2濃度的相對(duì)穩(wěn)定，2～7號(hào)試管為實(shí)驗(yàn)組。綜上所述，若50 min后，1號(hào)試管的溶液是淺綠色，則說(shuō)明2～7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由水草在不同光強(qiáng)下光合作用與呼吸作用引起的；若1號(hào)試管的溶液是藍(lán)色，表明即使無(wú)水草，也會(huì)引起溶液顏色變化，因而2～7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不可靠的。(2)2號(hào)試管因遮光，其內(nèi)的水草不能進(jìn)行光合作用消耗CO2，但能通過(guò)呼吸作用釋放CO2，所以試管內(nèi)CO2濃度最高，X代表的顏色應(yīng)為黃色。(3)5號(hào)試管中的溶液顏色與對(duì)照組1號(hào)試管的相同，均為淺綠色，說(shuō)明在此條件下水草并未引起溶液中CO2含量變化，這意味著其光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等。 3.(2014新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢(shì)如圖所示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時(shí)，曲線____________表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于c時(shí)，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測(cè)，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來(lái)提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮__________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。 答案　(1)0　A、B和C　(2)光強(qiáng)　(3)大于　(4)光強(qiáng) 解析　(1)根據(jù)曲線圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標(biāo)圖中曲線的走勢(shì)可以看出，當(dāng)CO2濃度在a～b之間時(shí)，曲線A、B、C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。(2)由題圖可知，影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強(qiáng)。當(dāng)CO2濃度大于c時(shí)，由于受光強(qiáng)的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。(3)當(dāng)環(huán)境中的CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，植物的凈光合速率小于0，說(shuō)明該植物此時(shí)呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可推測(cè)，光強(qiáng)和CO2濃度都會(huì)影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來(lái)提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時(shí)考慮光強(qiáng)這一因素的影響。 悟規(guī)律 主要探究環(huán)境因素(光照強(qiáng)度、光質(zhì)、CO2濃度、溫度、水分、肥料、鹽溶液等)對(duì)細(xì)胞呼吸、光合作用的影響，常命制實(shí)驗(yàn)類非選擇題。 1.理清光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系 2.明確3種元素的轉(zhuǎn)移途徑 C：CO2有機(jī)物丙酮酸CO2 H：H2O[H](CH2O)[H]H2O O：H2OO2H2O 3.解讀真正(總)光合速率、表觀(凈)光合速率與呼吸速率的關(guān)系 (1)圖示 (2)解讀 ①A點(diǎn)：只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 ②AB段：光合速率<呼吸速率。 ③B點(diǎn)：光合速率＝呼吸速率，稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。 ④B點(diǎn)以后：光合速率>呼吸速率。 ⑤C點(diǎn)：稱為光飽和點(diǎn)。 (3)明確最常用計(jì)算公式 凈光合速率(O2釋放量或CO2吸收量)＝總光合速率(O2產(chǎn)生量或CO2固定量)－細(xì)胞呼吸速率(O2消耗量或CO2產(chǎn)生量)。 題型一　光合作用與細(xì)胞呼吸的過(guò)程分析 1.如圖為某植物葉肉細(xì)胞中兩種膜結(jié)構(gòu)以及發(fā)生的生化反應(yīng)模式圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.圖1、2中的兩種生物膜上都發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換形式相同 B.兩種生物膜除了產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP C.圖l中的A是[H]，圖2中的B全來(lái)自丙酮酸和H2O D.由于圖1、圖2中的生物膜來(lái)自不同細(xì)胞器，所以它們的主要成分不同 答案　B 解析　根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)，可判斷圖1是類囊體薄膜，圖2是線粒體內(nèi)膜，A錯(cuò)誤。兩種生物膜除了產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP，B正確。類囊體薄膜上，發(fā)生的是光合作用的光反應(yīng)，水在光照下生成[H]和氧氣；線粒體內(nèi)膜上，發(fā)生的是有氧呼吸的第三階段，[H]與氧氣反應(yīng)，生成水，同時(shí)釋放大量能量，[H]來(lái)自于第一階段葡萄糖和第二階段的丙酮酸和水，C錯(cuò)誤。圖中兩種生物膜依次存在于葉綠體和線粒體中，主要成分都為蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，D錯(cuò)誤。 2.如圖是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和呼吸作用的物質(zhì)變化示意簡(jiǎn)圖，其中a、b表示物質(zhì)，①～④表示生理過(guò)程。據(jù)圖回答： (1)圖中物質(zhì)a是________________。 (2)②過(guò)程中發(fā)生的能量變化是_____________________________________，圖中生理過(guò)程的能量最終來(lái)源于____________。 (3)④過(guò)程中a被利用的具體部位是________________________。若無(wú)a供應(yīng)，則此植物細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物一般是______________________。 (4)圖中有氧呼吸相關(guān)酶的分布場(chǎng)所是_____________________________________。 答案　(1)O2　(2)活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能　太陽(yáng)能(光能) (3)線粒體內(nèi)膜　酒精和CO2 (4)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 解析　(1)結(jié)合題圖，水的光解產(chǎn)物有a和[H]，且a參與有氧呼吸的第三階段，聯(lián)系教材知識(shí)可知a為O2。(2)光合作用和呼吸作用過(guò)程中的能量變化是：光合作用將光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能，最終轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能；呼吸作用將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能和熱能。②過(guò)程是光合作用的暗反應(yīng)階段，其能量變化是活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能；圖示植物葉肉細(xì)胞中生理過(guò)程的能量最終來(lái)源于太陽(yáng)能。(3)④過(guò)程中的a表示O2，可與[H]結(jié)合生成水，即有氧呼吸第三階段，場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜。若沒(méi)有O2供應(yīng)，植物細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)物一般是酒精和CO2。(4)有氧呼吸的三個(gè)階段都需要酶催化，因此與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中。 技法提煉 光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程題解法 對(duì)于與光合作用和呼吸作用過(guò)程相關(guān)的試題，應(yīng)先判斷相關(guān)生理過(guò)程的類別，可根據(jù)有機(jī)物、O2或CO2的產(chǎn)生或消耗來(lái)判斷，合成有機(jī)物、消耗CO2、釋放O2的過(guò)程屬于光合作用，分解有機(jī)物、消耗O2、釋放CO2的過(guò)程屬于呼吸作用。 然后根據(jù)不同階段的物質(zhì)變化以及發(fā)生的場(chǎng)所來(lái)判斷每個(gè)生理過(guò)程具體的階段，如光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，分別發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)中；有氧呼吸包括三個(gè)階段，發(fā)生部位分別是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜；無(wú)氧呼吸兩個(gè)階段均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。再如，水的光解發(fā)生在光反應(yīng)階段，葡萄糖等有機(jī)物的合成發(fā)生在暗反應(yīng)階段，葡萄糖的分解發(fā)生在有氧呼吸第一階段，O2的消耗發(fā)生在有氧呼吸第三階段，CO2的產(chǎn)生發(fā)生在有氧呼吸第二階段，H2O的產(chǎn)生發(fā)生在有氧呼吸第三階段。 題型二　凈光合速率、總光合速率及其相關(guān)計(jì)算 3.以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是(　　) A.光照相同時(shí)間，35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30 ℃時(shí)相等 B.光照相同時(shí)間，在20 ℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多 C.溫度高于25 ℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少 D.兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等 答案　A 解析　該圖縱坐標(biāo)分別表示光照下二氧化碳的吸收量(即植物積累的有機(jī)物量)和黑暗中二氧化碳的釋放量(即呼吸作用)，因此，光合作用制造的有機(jī)物應(yīng)該是兩條曲線的數(shù)值之和。35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量為(3.5＋3)mg/h,30 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量為(3.5＋3)mg/h，故光照相同時(shí)間，35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30 ℃時(shí)相等；制造有機(jī)物的量最多的應(yīng)該不是25 ℃而是30～35 ℃，積累量最多的才是25 ℃；光合作用制造的有機(jī)物與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等的點(diǎn)應(yīng)該是光照下植物不吸收二氧化碳的點(diǎn)，而不是圖中二者曲線的交點(diǎn)。 4.將某種大小相同的綠色植物葉片在不同溫度下分別暗處理1 h，測(cè)其重量變化，立即光照1 h，再測(cè)其重量變化。結(jié)果如下表： 組別 1 2 3 4 溫度(℃) 25 27 29 31 暗處理后質(zhì)量變化(mg) －1 －2 －3 －1 光照后與暗處理前質(zhì)量變化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1 分析表中數(shù)據(jù)可判定(　　) A.光照的1 h時(shí)間內(nèi)，第4組合成葡萄糖總量為2 mg B.光照的1 h時(shí)間內(nèi)，第1、2、3組釋放的氧氣量相等 C.光照的1 h時(shí)間內(nèi)，四組光合作用強(qiáng)度均大于呼吸作用強(qiáng)度 D.呼吸酶的最適溫度是29 ℃ 答案　C 解析　從表中數(shù)據(jù)可知，光照1 h與暗處理1 h后相比，質(zhì)量變化分別為4 mg、5 mg、6 mg、2 mg，可知光合速率均大于呼吸速率，每組釋放的氧氣量均不相等，每組合成的葡萄糖總量分別為5 mg、7 mg、9 mg、3 mg，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；暗處理1 h，其質(zhì)量變化反映了呼吸強(qiáng)度，可知四組溫度中29 ℃是適宜溫度，但由于實(shí)驗(yàn)組別少，不能確定最適溫度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.圖甲表示水稻的葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為A、B、C、D時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表