二轮专题 细胞呼吸和光合作用 讲义

2021届生物二轮复习资料汇编专题三光合作用和细胞呼吸【考纲要求】【近5年全国卷全国卷考情】1．细胞呼吸(Ⅱ)2．光合作用的基本过程(Ⅱ)3．影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)4．叶绿素的提取和分离5．探究酵母菌的呼吸方式2016年全国Ⅰ卷30题；全国Ⅱ卷4、31题；全国Ⅲ卷29题；2017年全国Ⅰ卷30题；全国Ⅱ卷29题；年全国Ⅲ卷3题；2018年全国Ⅰ卷30题；全国Ⅱ卷30题；全国Ⅲ卷5、29题；2019年全国Ⅰ卷3、29题；全国Ⅱ卷2题；全国Ⅲ卷4题；2020年全国Ⅰ卷2、30题；全国Ⅱ卷30题；全国Ⅲ卷29题；知识主线思维导图考前知识专项整理1.细胞呼吸(1)有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。(2)细胞呼吸是活细胞的重要特征，根据是否需要氧气的参与，分为有氧呼吸和无氧呼吸。(3)细胞呼吸中最常分解的底物是葡萄糖。2.有氧呼吸(1)概念：细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，释放大量能量，生成大量ATP的过程。(2)过程：①第一阶段（2ATP)：酶场所：细胞质基质酶方程式:C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量②第二阶段（2ATP)：酶场所：线粒体基质酶方程式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量③第三阶段（34ATP)：酶场所：线粒体内膜酶酶方程式:24[H]+6O212H2O+大量能量酶总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量(3)能量去向：大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中(4)注意事项：①因线粒体中没有分解葡萄糖的酶，葡萄糖不能在线粒体中被分解。②[H]主要是还原型辅酶Ⅰ（NADH)。3.无氧呼吸(1)概念：细胞在缺氧环境中，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解产生酒精和二氧化碳或乳酸，释放少量能量，生成少量ATP的过程。(2)过程:①第一阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同；场所：细胞质基质②第二阶段：丙酮酸和[H]在不同酶的作用下转化成酒精和二氧化碳或乳酸，没有能量释放。场所：细胞质基质大部分残留在酒精大部分残留在酒精或乳酸中中中大部分以热能形式散失少部分释放出来(3)能量去向：大部分以热能形式散失少部分释放出来少部分储存在少部分储存在ATP中(4)类型：①产酒精的无氧呼吸：酶酵母菌、高等植物绝大多数器官等酶总反应式：C6H12O62CO2＋2C2H5OH+少量能量②产乳酸的无氧呼吸：乳酸菌、马铃薯块茎、玉米的胚、甜菜的块根等。酶总反应式：C6H12O62C3H6O3+少量能量酶4.有氧呼吸和无氧呼吸异同点项目项目有氧呼吸无氧呼吸相同点①第一阶段完全相同②实质相同：分解有机物，释放能量③意义相同：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料不同点①有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与氧气结合生成水②有氧呼吸的的三个阶段都释放能量③有氧呼吸分解有机物彻底①无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为酒精和二氧化碳或乳酸②无氧呼吸只在第一阶段释放能量③无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在酒精或乳酸中5.绿叶中色素的提取和分离(1)实验目的掌握绿叶中色素的提取和分离的方法及绿叶中色素的种类和颜色。(2)实验原理①提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可用无水乙醇提取色素。②分离原理：绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中，而且在层析液中的溶解度不同。溶解度越高随层析液在滤纸上扩散得越快；反之则慢。这样几分钟之后，绿叶中的色素就会随层析液在滤纸上的扩散而分开。(3)材料用具：干燥的定性滤纸、培养皿、试管、尼龙布、漏斗等。(4)实验步骤①提取色素（1）称绿叶：5g，剪碎（剪去叶柄和叶脉），放入研钵中。（2）研磨：研钵中加入：少许①SiO2和②CaCO3，再加入10ml③无水乙醇；进行迅速充分研磨。SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素被破坏过滤：单层尼龙布+漏斗+试管，把研磨液迅速倒入漏斗过滤，将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。②制备滤纸条铅笔线铅笔线1cm干燥，10×1(cm)将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。③画滤液细线滤液细线滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线。待滤液干后，再画两三次。(滤液细线要求：细、齐、直)④分离色素层析液3mL层析液3mL装置Ⅰ方法：纸层析法将适量的层析液倒入小烧杯中，将滤纸条轻轻插入层析液中，随后用培养皿盖住小烧杯。（注意：不能让层析液没及滤液线）(5)实验结果及分析色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度作用类胡萝卜素胡萝卜素橙黄色最少最高最快主要吸收蓝紫光叶黄素黄色较少较高较快叶绿素叶绿素a蓝绿色最多较低较慢主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b黄绿色较多最低最慢6.光合作用的探究历程年代科学家结论1771年普利斯特利植物可以更新空气1779年英格豪斯植物只有绿叶在光下，才能更新空气1845年梅耶光合作用把光能转换成化学能储存起来1864年萨克斯光合作用的产物除氧气外，还有淀粉1880恩格尔曼光合作用的场所叶绿体1939年鲁宾、卡门光合作用释放的氧气全部来自于水20世纪40年代卡尔文CO2中的C在光合作用中转化为有机物中的碳这一途径称为卡尔文循环光合作用的过程光反应（需光）暗发应（有光无光都能进行）场所光叶绿体类囊体薄膜光叶绿体基质物质变化水的光解：H2O[H]+O2酶酶ATP的合成：ADP+Pi+光能ATPCO2的固定C3化合物的还原能量变化光能转化为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供ADP和Pi注：[H]主要是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。总反应式光光叶绿体CO2+H2OO2+(CH2O)叶绿体8.化能合成作用(1)化能合成作用①概念：利用环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来合成有机物。②实例：硝化细菌能利用氧化NH3释放的化学能将CO2和H2O合成为糖类，供自身利用。(2)自养生物和异养生物①自养生物：能将无机环境中的无机物转化为有机物来维持自身生命活动的生物。类型光能自养型：进行光合作用的生物：如绿色植物、绿藻、蓝藻等化能自养型：进行化能合成作用的生物：如硝化细菌、铁细菌、硫细菌等。②异养生物：只能利用环境中的现成有机物来维持自身的生命活动的生物。如：人、动物、真菌以及大多数细菌等。高频考点一光合作用和呼吸作用的过程核心要点讲解1.光合作用与呼吸作用的区别与联系光合作用呼吸作用阶段光反应阶段暗反应阶段有氧呼吸无氧呼吸第一阶段第二阶段第三阶段第一阶段第二阶段反应场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜细胞质基质条件光照、色素、酶酶、[H]、ATP酶、需O2酶、不需O2ATP生成情况生成利用生成(少量)生成(少量)生成(大量)生成(少量)不生成反应式叶绿体光能CO2＋H2O叶绿体光能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能部分以热能形式散失大部分储存在酒精或乳酸中C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能部分以热能形式散失大部分储存在酒精或乳酸中a.C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量b.C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋少量能量能量变化光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能大部分以热能形式散失意义1.将无机物合成有机物2.将光能转化为有机物中稳定的化学能3.维持大气中的CO2与O2的平衡1.为生物活动提供直接的能源物质2.代谢过程中产生的中间物质为合成反应提供了原料联系光合作用为呼吸作用提供物质基础（如有机物、O2）呼吸作用为光合作用提供CO2条件CO2供应不变，光照由强到弱CO2供应不变，光照由弱到强光照不变，CO2供应由充足到不足光照不变，CO2供应由不足到充足C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少[H]和ATP的含量减少增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析（1）C元素：CO2暗反应(CH2O)有氧呼吸Ⅰ丙酮酸有氧呼吸ⅡCO2（2）O元素：H2O光反应O2有氧呼吸ⅢH2OH20有氧呼吸ⅡCO2暗反应(CH2O)有氧呼吸Ⅰ丙酮酸有氧呼吸ⅡCO2【典型例题】人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。据图回答下列问题：（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是，模块3中的甲可与CO2结合，甲为。（2）模块2为模块3提供的物质有（答出两点即可）；模块3为模块2提供的物质有（答出一点即可）。（3）人工光合作用系统模块1突然停转时，则短时间内C5/C3的比值将(填“增加”或“减少”)。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是，人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。【解析】（1）据图1可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解水生成[H]和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2相当于叶绿体中光反应过程。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应过程。暗反应中的CO2的固定为CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物（C3)。（2）模块2为光反应，模块3为暗反应，光反应阶段为暗反应阶段提供ATP、NADPH（或[H]）等物质，暗反应阶段为光反应阶段提供ADP、Pi、NADP+等物质。（3）人工光合作用系统模块1突然停转时，光反应为暗反应提供的[H]、ATP减少，C3的消耗减少，来源不变，因此C3含量增加；C5生成减少，消耗不变，因此C5含量减少；故短时间内C5/C3的比值将减少。（4）干旱条件下，土壤含水量低，光照过强、气温过高导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。【答案】（1）模块1和模块2五碳化合物（或C5）（2）ATP、NADPH（[H]）ADP（或Pi、NADP+等）（3）减少（4）光照过强、气温过高导致叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少【考点微练】光合作用和呼吸作用是绿色植物的重要代谢过程。请参照表中内容完成下表：反应名称（阶段）光反应(3)(5)有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段反应场所叶绿体基质(6)线粒体基质(9)反应物葡萄糖丙酮酸、H2O(10)终产物(除ATP外)(2)(4)乙醇、CO2(7)H2O[H]的生成和利用生成利用生成和利用(8)利用【解析】（1）光合作用中光反应阶段的场所是叶绿体类囊体薄膜；（2）发生的反应是水的光解和ATP的合成，所以终产物是O2、[H]（NADPH）；（3）暗反应阶段的反应场所为叶绿体基质；（4）暗反应阶段会发生CO2的固定和C3的还原，所以终产物是有机物；（5）（6）细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸的场所为细胞质基质，发生的反应是葡萄糖不完全氧化分解为酒精和CO2或乳酸；（7）（8）有氧呼吸第二阶段场所为线粒体基质，发生的反应是丙酮酸结合水生产CO2和[H]（NADH）并释放少量能量；（9）（10）有氧呼吸第三阶段场所为线粒体内膜，发生的反应是第一、二阶段产生的[H]与O2生成水并释放大量能量。【答案】（1）类囊体薄膜；（2）O2、[H]（NADPH）；（3）暗反应；（4）有机物；（5）无氧呼吸；（6）细胞质基质；（7）[H]（NADH）、CO2；（8）生成；（9）线粒体内膜；（10）[H]（NADH）、O22．图一是光合作用和呼吸作用的相关过程，图二是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解，请据图回答下列问题：图一图二过程①发生在，过程④发生在。过程①产生的[H]称为，过程③产生的[H]称为。图一过程均需要[H]和ATP的参与。当植株光合作用强度等于呼吸作用强度时，图二中应该进行的气体转移途径有。当一个叶肉细胞光合作用强度小于呼吸作用强度时，图二中应该进行的气体转移途径有。（6）给某植物提供1802,释放的二氧化碳中含有C18O2是由于。【解析】（1）过程①是光反应，发生在叶绿体内的类囊体薄膜上，过程④为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜中生成的[H]是NADPH。（2）过程①是光反应水的光解，生成的[H]是NADPH（还原型辅酶Ⅱ），过程③是有氧呼吸的一、二阶段，生成的[H]是NADH(还原型辅酶Ⅰ)。（3）过程②⑥为C3的还原需要[H]和ATP的参与。（4）当植株光合作用等于呼吸作用时，由于能进行光合作用的细胞只有叶肉细胞，而几乎所有的植物细胞都要进行呼吸作用，所以叶肉细胞光合作用大于呼吸作用。叶肉细胞需从外界吸收CO2、并释放O2。（5）叶肉细胞光合作用小于呼吸作用时，叶肉细胞需从外界吸收O2，释放CO2到外界。（6）18O2与[H]在有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上生成H2180，H2180参与有氧呼吸的第二阶段与丙酮酸生成C18O2。【答案】（1）类囊体薄膜，线粒体内膜（2）NADPH（还原型辅酶Ⅱ），NADH(还原型辅酶Ⅰ)（3）②⑥（4）ACDE（5）BCDF（6）18O2与[H]参与有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上生成H2180，H2180参与有氧呼吸的第二阶段与丙酮酸生成C18O2（或18O2有氧呼吸ⅢH218O有氧呼吸ⅡC18O2）。3.下图表示密闭容器中植物在光下可能发生的细胞代谢的过程，据图回答下列问题:（1）过程(填图中的序号)伴随着ATP的合成：（2）就植物整体来说，若过程②O2的产生量等于⑧O2的消耗量，此时，叶肉细胞中光合速率_______呼吸速率，理由：。（3）在适宜的光照条件下，容器中的植物的净光合速率随着时间的延长逐渐下降至0后保持不变，CO2浓度的变化趋势为；理由：；（4）玉米叶肉细胞与胚细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是：__，若呼吸底物为葡萄糖，植物在呼吸过程中产生的CO2与消耗的O2之比为3:2，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为：。（5）若给该植物提供18O2，一段时间后，在该植物周围的空气中含有18O的物质包括：。【解析】分析图示:①表示细胞渗透作用吸水，②表示光反应阶段，③表示暗反应阶段，④表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，⑤⑥表示无氧呼吸的第二阶段，⑦⑧表示有氧呼吸的第二、第三阶段。（1）伴随ATP合成的阶段有氧呼吸的一、二、三阶段以及光合作用光反应阶段，即②④⑦⑧；（2）当②O2的产生量等于⑧O2的消耗时，植物的光合速率=呼吸速率，但能进行光合作用的细胞只有叶肉细胞，而几乎所有的植物细胞都要进行呼吸作用，故叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率；（3）在适宜的光照条件下，密闭容器内培养的植物会同时进行光合作用和呼吸作用，随着光合作用的持续进行，二氧化碳逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低；当二氧化碳浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，此时净光合速率为0，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定；（4）玉米叶肉细胞与胚细胞无氧呼吸的第一阶段相同，产物之所以不同直接原因是由于呼吸酶的种类不同，催化反应向不同方向进行；当CO2产生量与O2的消耗量为3:2时，消耗2mol的O2进行有氧呼吸将产生2mol的CO2,剩余的1mol的CO2来自无氧呼吸，有氧呼吸中：C6H12O6:CO2=1:6，求出C6H12O6为1/3mol,无氧呼吸中：C6H12O6:CO2=1:2，求出C6H12O6为1/2mol；故有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为2:3。（5）给该植物提供18O2，18O2参与有氧呼吸第三阶段生成H218O，经蒸腾作用会出现在环境中，也可以参与有氧呼吸第二阶段形成C18O2，从而出现在环境中，H18O2参与光合作用会生成18O2出现在环境中。【答案】（1）②④⑦⑧（2）大于；当②O2的产生量等于⑧O2的消耗时，植物的光合速率=呼吸速率，但能进行光合作用的细胞只有叶肉细胞，而几乎所有的植物细胞都要进行呼吸作用，故叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率；（3）降低至一定水平后保持不变；开始时，光合作用大于呼吸作用，不断消耗容器中的CO2，CO2浓度逐渐下降，从而光合作用逐渐较低，当光合作用等于呼吸作用时，CO2浓度基本不变；（4）呼吸酶的种类不同；2:3（5）C18O2、H218O、18O2高频考点二影响细胞呼吸和光合作用的因素及其应用核心要点讲解要点一：影响细胞呼吸的因素及其应用（一）内部因素不同植物呼吸速率不同，如阳生植物大于阴生植物。同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同，如生长期高于成熟期。同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。（二）外界因素1.温度(1)原理：细胞呼吸是一系列的酶促反应，温度主要是通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率的。(2)呼吸速率与温度的关系图最适温度前，随着温度的升高，呼吸速率逐渐增大；最适温度时，呼吸速率最大；超过最适温度，随温度的升高，呼吸速率逐渐减弱。（3）应用：①在零上低温贮存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程中，增大昼夜温差（白天适当升温，夜间适当降温）以减少夜间有机物的消耗，提高产量。2．O2浓度(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。(2)呼吸速率与O2浓度的关系图（以葡萄糖为底物）①O2浓度为0时，只进行无氧呼吸；当O2浓度较低时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，无氧呼吸占优势；随着O2浓度增大，有氧呼吸不断加强，无氧呼吸不断减弱，直到减为零，并只进行有氧呼吸；当O2浓度达到一定值后，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)；②图中各点表示的生物学意义Q点：不消耗O2，产生CO2⇒只进行无氧呼吸；R点：产生CO2量最少⇒保存蔬菜、水果的最佳O2浓度；P点及其以后：消耗O2量＝产生CO2量⇒无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸；QP段(不包含Q、P点)：产生CO2量大于耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；QR段CO2生成量急剧减少⇒O2浓度较低，有氧呼吸强度较弱且随着O2浓度的增加，无氧呼吸逐渐减弱；③AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3；(3)应用①选用透气消毒纱布或创可贴包扎伤口：抑制破伤风杆菌等厌氧微生物的生长。②作物栽培中的中耕松土：促进植物根部细胞有氧呼吸，为主动运输提供能量，有利于矿质元素的吸收。③提倡慢跑：防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。④稻田定期排水：防止植物根部细胞无氧呼吸产生酒精，烂根死亡。⑤酿酒时，前期通气，促进酵母菌有氧呼吸，有利于菌种繁殖；后期密封，有利于酵母菌无氧呼吸产生酒精。3．CO2浓度(1)原理：CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。(2)曲线模型(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。如：北方冬天用地窖贮藏白菜。含水量（1）呼吸速率与自由水含量的关系①原理：自由水含量较高时呼吸旺盛；②曲线模型③应用：贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗。（2）外界环境中含水量对呼吸速率的影响①在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢；当外界含水量过多时，细胞呼吸速率减慢甚至死亡。②曲线模型③应用：作物栽培时合理灌溉；稻田定期排水等。【典型例题】下列有关细胞呼吸的叙述错误的是中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，有利于植物根细胞的有氧呼吸，促进根对矿质元素的吸收适当降低氧气浓度可以抑制果实细胞呼吸进而减少有机物消耗马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，若氧气浓度升高会增加酸味的产生种子入库前经过风干处理，自由水含量减少，呼吸速率减弱【解析】中耕松土可以增加土壤中的氧气量，有利于根部细胞进行有氧呼吸，为植物主动运输提供充足能量，进而促进根对矿质元素的吸收，且松土能促进土壤中好氧微生物的分解作用，提高土壤中无机盐的含量，A正确；适当降低氧气浓度可以抑制果实细胞呼吸速率进而减少有机物消耗，B正确；马铃薯块茎储藏不当进行无氧呼吸会产生乳酸，氧气浓度升高，无氧呼吸受到抑制，乳酸产生量减少，C错误；种子入库前经过风干处理，会减少种子中自由水含量，细胞代谢减慢，呼吸速率减弱，D正确。【答案】C【考点微练】如图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图，下列相关叙述正确的是若玉米细胞既不吸收O2，也不释放CO2，说明玉米细胞已死亡玉米成熟组织细胞的呼吸速率通常比分生组织大长期被水淹的玉米植株，生长不好，其原因是根部细胞无氧呼吸产生的物质a积累对根部有毒害作用适当降低温度和O2浓度，并保持干燥有利于玉米种子的贮藏【解析】由图可知，物质a为乳酸，物质b为CO2，物质c为水。玉米细胞既不吸收O2，也不释放CO2，玉米细胞可能已死亡或进行产乳酸的无氧呼吸，A错误；同一植物不同器官或组织呼吸速率不同，分生组织代谢旺盛，呼吸速率通常大于成熟组织，B错误；玉米长期被水淹，导致根部供氧不足，有氧呼吸受到阻碍，无氧呼吸产生酒精，酒精的积累对根细胞有毒害作用，C错误；适当降低温度和O2浓度，并保持干燥能减少有机物的消耗，有利于种子的贮藏，D正确。【答案】D图示为种子萌发或种子、蔬菜贮藏的呼吸速率相关曲线，分析图示，有关说法正确的是图1图2图3根据图1，种子萌发48小时后，萌发的种子只进行分解葡萄糖的有氧呼吸，且速率明显升高温度对呼吸速率的影响主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的贮藏种子或蔬菜时，应选择图3中C点对应的O2浓度，同时应保持零度以上低温D.贮藏的种子或蔬菜，在图3中的P点时产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质【解析】图1中种子萌发48小时后，吸收的O2量多余CO2释放量，说明除葡萄糖外有非糖物质如脂肪的分解，故A错误；温度对呼吸速率的影响主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的，故B正确；图3中的R点CO2释放量最少，贮藏种子或蔬菜时，应选择图3中R点对应的O2浓度，同时应保持零度以上低温，故C错误；图3中的P点时释放CO2量与O2吸收量相等，说明组织细胞只进行有氧呼吸，产生CO2的场所只有线粒体基质，故D错误。【答案】B科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。请据图回答下列问题：由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是

；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的

浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。(2)某同学拟验证上述实验结果,试补充如下设计方案:①称取两等份同一品种、成熟度一致的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。②。③记录实验数据并计算CO2生成速率，为使实验结果更可靠，该同学又重复上述实验步骤3次。【解析】(1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率，即呼吸速率，与25℃相比，0.5℃时细胞呼吸相关酶的活性较低，故呼吸速率较低；由于果实进行细胞呼吸会释放CO2，所以该密闭容器中CO2浓度越来越高，CO2浓度的升高会抑制细胞呼吸。

(2)上述实验结果：不同温度条件下，蓝莓果实的CO2生成速率均随储存时间的增加而不断降低后趋于稳定，该实验中自变量为温度，因变量为密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率。欲验证上述实验结果，重复该实验过程即可，即将甲、乙两瓶置于不同温度下（25℃，0.5℃），再分别检测甲、乙密闭容器中每隔一段时间CO2的浓度从而计算单位时间CO2浓度的变化量（即蓝莓果实的CO2生成速率）。【答案】(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性CO2将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度要点二影响光合作用的因素及其应用（一）影响光合作用的内部因素及应用1.植物自身的遗传特性（如阴生植物和阳生植物）光补偿点：阴生植物<阳生植物光饱和点：阴生植物<阳生植物应用：套种2.植物叶片的叶龄（主要取决于叶绿体中色素的含量，以及酶的种类和数量）OA段：幼叶阶段，随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加；A点以后：随叶龄的增加，叶绿素被破坏，叶绿素含量减少，光合速率减慢应用：适时摘除老叶、残叶（二）影响光合作用的外界因素及应用1.光对光合作用的影响（1）光质对光合作用的影响：叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。应用：①大棚颜色：让相同强度的日光照射（大棚所用薄膜——能让同色光透过）无色透明>红色>蓝紫色>绿色（为了充分利用太阳能，应让所有光都透过大棚材料，所以选择无色透明的材料）②光源颜色：用相同强度光源照射（不同颜色的光）红光>蓝紫光>白光>绿光注：虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，但它是短波，没有红光容易吸收。（2）光照强度对光合作用的影响①原理分析：光照强度主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生，进而影响暗反应阶段。②曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸；A点单位时间内的CO2释放量表示细胞呼吸速率。AB段开始进行光合作用，随光照强度的增强，光合作用速率也增强，但光合作用速率小于细胞呼吸速率。B点光合作用速率＝细胞呼吸速率时对应的光照强度，称为光补偿点。BC段随光照强度的增强，光合作用速率不断增强。C点及其以后随光照强度增强，光合作用速率基本不变。C′点光合作用速率达到最大时所对应的最小光照强度，称为光饱和点。③应用：欲使植物正常生长，则光照强度应大于B点对应的光照强度。适当提高光照强度可增加作物产量。阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，间作套种时农作物的种类要合理搭配。（3）光照时间对光合作用的影响光照时间的长短不影响光合作用速率，但可以影响植物体（有机物的积累量）光合作用的总量，从而影响植物的生长。2．CO2浓度对光合作用的影响(1)原理分析：通过影响CO2的固定来影响暗反应阶段，从而影响光合作用速率。(2)曲线分析：①走势分析：如图表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。②关键点分析：图中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点。图中的B点表示CO2饱和点。(3)应用：①温室中适当增加CO2浓度，可提高农作物产量，如投入干冰等；②大田中“正其行，通其风”，以及多施有机肥来提高CO2浓度。3．温度对光合作用的影响(1)原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。(2)曲线分析：①AB段：随着温度升高，光合作用速率增强。②B点：表示光合作用最适温度。③BC段：随着温度升高，光合作用速率减弱。④温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。(3)应用：①适时播种。②温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。矿质元素对光合作用的影响原理分析：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降。(3)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率。5．多因子变量对光合作用的影响图像含义P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高；Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标出的其他因子。应用温室栽培时，在一定光照强度下,白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。【典型例题】农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的，如图是甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势。据图回答下列问题：（1）通常，与甲植物相比，乙植物光合作用速率等于呼吸作用速率时所需要的光照强度________（填“高”或“低”）。（2）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____________。（3）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有（答出2点即可）。（4）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是（答出1点即可）。（5）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。若将甲、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。（6）随着光照强度的增强，净光合速率不再改变，这时要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高___________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。【解析】(1)据图甲的光补偿点大于乙，因此乙植物光合作用速率等于呼吸作用速率时所需要的光照强度比甲植物低。(2)由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(3)中耕松土是指对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤。中耕的作用有：疏松表土、增加土壤通气性、促使根系伸展；促进好氧微生物的活动和养分有效化；去除杂草、避免竞争。(4)矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被植物的根系选择吸收。(5)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(6)一定光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，因此限制甲组植物光合作用的因子不再是光照强度，而是CO2浓度等。所以，要使甲组的光合作用强度继续升高，可以考虑的措施是提高CO2浓度。【答案】（1）低（2）甲（3）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用（4）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收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（6）CO2浓度【考点微练】植物光合速率受多种环境因素的影响。下图表示在不同环境条件下某植物的光合速率变化情况，相关叙述不正确的是A．光照强度为1时，植物光合速率极低，但细胞中ATP的含量基本不变B．光照强度和CO2浓度一定时，在一定温度范围内植物光合速率随着温度升高而不断加快C．光照强度在5~6时，植物光合速率随光照强度升高而升高D．光照强度一定时，CO2浓度对光合速率的影响比温度的影响明显【解析】光照强度为1时，植物光合速率极低，细胞中ATP的含量可维持在一定水平，A正确。光照强度和CO2浓度一定时，一定范围内植物光合速率随着温度升高而不断加快，超过最适温度，酶会变性失活，光合速率会降低，B正确。据图可知，光照强度在5~6时，在较低二氧化碳浓度和较低温度下植物光合速率不随光照强度升高而升高，C错误。根据图示和分析可知，光照强度一定时，CO2浓度对光合速率的影响比温度的影响明显，D正确。【答案】C2.某研究小组在温室大棚内测得某植株在适宜温度、CO2浓度为0.03%时，光照强度与CO2吸收量的关系，结果如图所示（B为光补偿点，D为光饱和点）。下列有关说法不正确的是A．图中CD段、DE段分别表示净光合作用强度与呼吸作用强度B．植物细胞呼吸产生的CO2总量，实际光合作用消耗CO2的总量C．适当提高温度，有利于该植物有机物的积累D．适当提高大棚内的CO2浓度时，B点将向左移，C点将向右上方移【解析】图中CD段是二氧化碳吸收量，是净光合量，DE段是二氧化碳释放量，是呼吸量，可以用CD+DE表示实际光合作用强度，DE表示呼吸作用强度，A正确。看图可知植物细胞呼吸产生的CO2总量为S1+S2+S4，实际光合作用消耗CO2的总量=S2+S3+S4，B正确。题目里已经说明温度适宜，再提高温度会导致光合速率降低，C错误。适当提高大棚内的CO2浓度时，光合速率加快，光补偿点减小，B点将向左移，同时光饱和点增大，光合作用增强，C点将向右上方移，D正确。【答案】C3.某生物兴趣小组为了确定大棚蔬菜水果种植的合理方案，做了以下探究实验。（1）为了探究光照条件对植株光合作用的影响，将某品种植株的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间后，测定两组植株叶片在单位时间、单位叶面积吸收CO2的量，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图1所示。请据图回答问题：图1播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养一段时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_______________________________________________________。（2）为了探究不同光质对芹菜光合作用的影响，科学家分别设置了白光（W）、白光＋红光（WR）、白光＋蓝光（WB）、白光＋红光＋蓝光（WRB）四种处理。然后测定了单位时间内叶片吸收的CO2量和RuBP羧化酶（一种与CO2的固定有关的酶）活性的变化，结果如图2。请据图回答问题：①如果要测定单位时间内芹菜叶片光合作用消耗的CO2总量，还需要测定_____________。②实验结果表明：增加________（填“红光”或“蓝光”）可增强芹菜光合能力，原因与____________________________有关。（3）为了探究植株种植密度，科研小组研究了叶面积系数（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3所示，请据图回答问题：图3由图3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，原因是。为探究CO2浓度对草莓代谢的影响，科研人员进行了系列实验。图4为不同浓度CO2对草莓幼苗各项生理指标影响的实验结果。请据图回答：①由图4可知，随着CO2浓度升高，草莓幼苗还原糖的含量有所增加，主要原因是。②研究得知较高的CO2浓度有利于草莓幼苗生活在干旱环境中，据图4分析，最可能的原因是。图4（5）为探究温度对草莓代谢的影响，科研人员进行了系列实验。图5为温度对草莓光合作用影响的实验结果。请据图回答：图5①由图5可知，草莓生长的最适温度为______，该温度_______（填“是”“不是”或“不一定是”）草莓光合作用的最适温度。②实验测得40℃培养条件下草莓叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35℃培养条件，据图5分析主要原因是。【解析】（1）依题意可知：导致曲线图1中甲、乙两组光合作用强度差异的原因是光照强度不同，即甲组模拟自然光照，乙组提供低光照；播种乙组植株产生的种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养一段时间后，其植株叶片随光照强度变化的光合作用强度曲线与甲组的相同。据此能够得到的初步结论是：乙组光合作用强度与甲组的不同，是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。（2）①如果要测定单位时间内芹菜叶片光合作用消耗的CO2总量，还需要测定单位时间内呼吸作用释放的CO2量。②光合色素对不同的单色光的吸收量不同，据图2，增加红光可增强芹菜光合能力，原因与RuBP羧化酶活性增强有关。（3）由图3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上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降；（4）①由图4可知，随着CO2浓度升高，草莓幼苗还原糖的含量有所增加，推测主要原因是高CO2浓度会促进植物的光合作用，抑制植物的呼吸作用。②观察图4可知，高CO2浓度使气孔开度下降，而气孔开度下降可减少水分的散失，从而有利于草莓幼苗生活在干旱环境中。（5）①观察图5可知，图示纵坐标为净光合作用速率，35℃时光照下放氧速率最大，所以该温度是草莓生长的最适温度。该温度不一定是草莓光合作用的最适温度，因为实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。35℃条件下净光合速率最大，但没有测定该温度下的呼吸速率，所以无法确定实际（真正）光合速率的大小，也就不能确定是否是光合作用最适温度。②由图5可知，与35℃条件相比，草莓植株在40℃培养条件下放氧速率降低净光合速率减小推测该条件下光合作用应为减弱，对细胞间隙CO2的利用减少，所以其细胞间隙CO2浓度高于35℃培养条件。【答案】（1）乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。（2）①单位时间内呼吸作用释放CO2的量②红光RuBP羧化酶活性增强（3）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。（4）①高CO2浓度会促进植物的光合作用，抑制植物的呼吸作用。②高CO2浓度使气孔开度下降，减少了水分的散失。（5）①35℃不一定是②40℃培养条件下，放氧速率降低，草莓净光合速率减小，叶肉细胞对CO2的利用（吸收）速率减小。要点三光合作用与细胞呼吸的关系1．光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源与去路项目来源去路[H]光合作用光反应中水的光解（NADPH）作为还原剂用于暗反应阶段中C3的还原有氧呼吸第一、第二阶段产生（NADH）用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量ATP光合作用光反应阶段合成ATP，所需能量来自色素吸收的太阳能用于暗反应阶段C3的还原，以稳定的化学能的形式储存于有机物中有氧呼吸第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的ATP最多。ATP来自有机物的氧化分解作为能量“通货”，用于各项生命活动2．常考易错的植物“三率”（1）植物“三率”的判定检测指标呼吸速率净光合速率真正（总）光合速率CO2释放速率（黑暗）吸收速率利用速率、固定速率、消耗速率O2吸收速率（黑暗）释放速率产生速率有机物消耗速率（黑暗）积累速率制造速率、产生速率3．光合作用和细胞呼吸综合曲线解读（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率（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）各点（段）的光合作用和呼吸作用分析曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用胞质基质和线粒体从外界吸收O2，向外界排出CO2AB段（不含A、B点）呼吸速率>光合速率细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2，向外界排出CO2B点光合速率＝呼吸速率与外界不发生气体交换B点之后光合速率>呼吸速率从外界吸收CO2，向外界释放O2【易混易错】光合作用与呼吸作用曲线分析的2个易错点（1）植物生长速率取决于净光合速率而不是“总光合速率。如下图中n值为净光合速率（虚线表示），n值＝总光合速率－呼吸速率。（2）解答与呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息标。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强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。【典型例题】某研究小组进行某植物的栽培实验，图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续24h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图回答下列问题：（1）图1植物生长的最适温度是，温度为20℃时，植物固定CO2的量为，植物停止光合作用的温度是。（2）图2中，6h时叶肉细胞产生[H]的场所有18时叶肉细胞中光合速率呼吸速率。（填“大于”、“小于”、“等于”）（3）该植物在进行光合作用且吸收的CO2的量为0时，两图中的描述点共有个。【解析】（1）据图分析：图1中实线表示净光合速率随温度的变化，虚线表示呼吸速率随温度的变化，净光合速率大小可以表示有机物积累量的多少，植物生长最快时，有机物积累量最多，故图1生长的最适温度为30℃；温度为20℃时，植物固定CO2的量等于呼吸作用产生CO2的量加从外界吸收的CO2量，即等于4；当温度达到55℃时，两条曲线重合，植物停止光合作用。（2）图2中CO2吸收速率表示该植物的净光合速率，室内CO2浓度变化可表示该植物有机物的积累量，从曲线可以知道6h、18h时植物既不从外界吸收也不向外界释放CO2，此时植株呼吸速率等于光合速率，叶肉细胞产生[H]的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。（3）该植物在进行光合作用且吸收CO2的量为0时，两图中的描述点共有3个，分别是图1中40℃、图2中6h、18h所对应的点。【答案】（1）30℃455℃（2）细胞质基质、叶绿体、线粒体大于（3）3【考点微练】科研人员研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响（以测定的CO2吸收量与释放量为指标），结果如图所示。下列分析不正确的是光照相同时间，30℃时光合作用积累的有机物的量与35℃时相等B.若昼夜均为12小时，则在两曲线交点的温度条件下，植物每天有机物的积累量为0C.如果该植物原重xmg，先置于黑暗处5h后重(x-1)mg，然后光照5h后重(x+2)mg，则总光合速率为0.8mg．h-1D.该植物光合作用的最适温度约为25℃【解析】据图可知，虚线是光照下某植物CO2吸收量即为植物光合作用有机物的积累量；35℃时植物光合作用有机物的积累量为3.0，30℃时植物光合作用有机物的积累量为3.5，因此光照相同时间，30℃时光合作用有机物的积累量与35℃时不相等，A错误；若昼夜均为12小时，则在两曲线交点的温度条件下净光合作用（有机物的积累量）=呼吸作用，因此植物每天有机物的积累量为0，B正确；该植物原重xmg，置于暗处5h后重（x-1）mg，呼吸速率为0.2mg/h；然后光照5h后重（x+2）mg，净光合速率为0.6mg/h；则总光合速率为0.8mg．h-1，C正确；净光合作用的最适温度是25℃左右，D正确。【答案】A2.结合下图分析回答问答：在0～250C范围内，光合速率明显比呼吸速率升高的快，原因是。当温度高于300C时，大豆植株光合速率随温度升高明显下降的主要原因可能是（答一点即可）。【解析】（1）0～250C温度范围内随温度的升高，光合作用有关酶的活性比呼吸作用有关的酶的活性增加的更快，活性更高，对光合作用的影响更大。

（2）高温引起催化暗反应的酶活性降低，甚至变性失活；高温下蒸腾速率增高，导致气孔关闭，使CO2供应不足；高温导致叶绿体结构变化、甚至受损等。【答案】（1）此温度范围内随温度的升高，光合作用有关酶的活性比呼吸作用有关的酶的活性增加的更快，活性更高，对光合作用的影响更大。

（2）高温引起催化暗反应的酶活性降低，甚至变性失活；高温下蒸腾速率增高，导致气孔关闭，使CO2供应不足；高温导致叶绿体结构变化、甚至受损等。3.在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系分别如下图甲、乙、丙所示，请据图回答下列问题：若此植物为阴生植物，在实验条件不变的情况下，改为生长状况相同的阳生植物，则图甲中C点向方移动。（2）图甲中影响A点上下移动是主要环境因素是，影响C点移动的主要外界因素是；若将CO2浓度升高为0.08%，B点将（填“不移动”、“向右移”或“向左移”）。（3）图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在条件下测量，在氧气浓度为10%时，植物细胞进行呼吸（填细胞呼吸类型)。（4）由图丙可知，40℃时，植物体______（填“能”或“不能”）正常生长，原因是；5℃时的状态可用图甲中的点表示。用大棚种植蔬菜时，白天最好控制为图甲中______点对应的光照强度，图丙中点对应的温度。【解析】（1）阳生植物的呼吸作用速率和光合作用速率均大于阴生植物，因此将此植物（阴生植物）改为生长状况相同的阳生植物时，则图甲中C点将向右上方（右方）移动。图甲中A点时，光照强度为0，细胞只进行呼吸作用，影响因素主要是温度；C点时光合作用速率不再随着光照强度的增大而增大，为光饱和点，影响C点移动的主要外界因素是温度和CO2浓度；B点为光补偿点，即此时呼吸速率与总光合速率相等，图甲曲线是在CO2浓度为0.03%条件下测得，若将CO2浓度升高为0.08%，所需光照强度将减弱，所以B点左移。由于光照条件下植物既能进行呼吸作用，也能进行光合作用。黑暗处理可以避免光合作用对植物的影响。因此图乙中细胞呼吸的有关曲线需在无光（或黑暗）条件测得；由乙图可知，氧气浓度为10%时，CO2释放量等于O2吸收量，说明此时植物细胞进行有氧呼吸。分析丙图可知，40℃时，植物的真正光合速率小于呼吸速率，植物不积累有机物，反而消耗，因此植物不能正常生长，5℃时植物光合速率与呼吸速率相等，对应图甲中的B点。图甲中C点为光照强度的饱和点，是最大光合作用速率对应的最低光照强度，图丙中25℃时光合作用强度与呼吸作用强度的差值最大，即该温度条件下有机物积累的速率最大，因此大棚种植蔬菜时，白天应控制光照强度为C点对应的光照强度，温度为25℃最佳。【答案】（1）右上方（右方）温度温度和CO2浓度向左移黑暗有氧不能40℃时，植物的真正光合速率小于呼吸速率，植物不积累有机物，反而消耗有机物BC25℃高频考点三光合作用和细胞呼吸的测定和分析核心要点讲解要点一：细胞呼吸方式的判断及呼吸速率的测定（呼吸底物为葡萄糖）（1）实验装置（2）实验原理装置甲中NaOH溶液的作用是吸收CO2，红色液滴移动的距离代表种子有氧呼吸吸收的O2量；装置乙中红色液滴移动的距离代表种子呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值。现象结论甲装置乙装置液滴不动液滴不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸液滴不动液滴右移只进行产生酒精的无氧呼吸液滴左移液滴右移既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸（3）实验分析（4）物理误差的校正为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与两装置相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。（5）注意事项①为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。②若探究种子呼吸状况不必遮光，但需死种子作为对照。③若探究植株(或幼苗)呼吸状况，应做遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照。[特别提醒]脂肪含氢量高，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，因此进行有氧呼吸消耗脂肪时，装置甲水滴右移更明显，装置乙的水滴左移。【典型例题】下图是为探究酵母菌细胞呼吸类型而设计的实验装置，酵母菌利用葡萄糖作为能源物质（不考虑物理因素对实验的影响）。下列有关实验装置和结果的分析，不正确的是A．实验中，装置甲中的液滴移动的距离可以代表酵母菌呼吸作用吸收氧气的量B．如果装置甲中液滴左移，装置乙中液滴右移，说明酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸C．如果装置甲中液滴左移，装置乙中液滴不移，说明酵母菌只进行了有氧呼吸D.实验中，装置甲的液滴先不移后向左移，装置乙中的液滴先右移后不移【解析】实验中，装置甲中的液滴移动的量可以代表酵母菌呼吸作用吸收的氧气的量，A正确；如果装置甲中液滴左移，说明酵母菌进行了有氧呼吸消耗了氧气；装置乙中液滴右移，说明酵母菌呼吸作用释放的二氧化碳量多于消耗氧气量，即同时也进行了无氧呼吸，B正确；装置甲中的液滴左移，说明酵母菌进行了有氧呼吸；装置乙液滴不动，说明酵母菌不进行无氧呼吸，即酵母菌只进行有氧呼吸，C正确；实验中，装置甲中的液滴移动是由氧气变化引起的，液滴先左移后不移，装置乙中的液滴移动是氧气和CO2的差值决定的，液滴先右移后不移动，故D错误。【答案】D【考点微练】1．下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设计装置。下列叙述错误的是A．实验自变量为氧气的有无B．试管丙加入石蜡油的目的是制造无氧环境C．装置中的Ca（OH）2溶液也可用溴麝香草酚蓝水溶液来代替D．乙、丙两试管加入干酵母后应煮沸除去CO2【解析】该实验的自变量是氧气的有无，A项正确；试管丙加入石蜡油的目的是隔绝空气，制造无氧环境，B项正确；Ca（OH）2溶液和溴麝香草酚蓝水溶液都可以用来检测CO2含量的多少，因此装置中的Ca（OH）2溶液也可用溴麝香草酚蓝水溶液来代替，C项正确；乙、丙两试管的培养液需煮沸(除去CO2)冷却后再加入干酵母，避免酵母菌被高温杀死，D项错误。【答案】D2．下面两个装置可用于研究萌发种子的细胞呼吸，有关分析不正确的是A．装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量B．装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C．装置乙中，若用绿色植物为材料进行实验，整个装置应黑暗处理D．两个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验【解析】装置甲中有温度计，且使用了保温瓶(可以防止种子细胞呼吸释放的热量散失)，因此，该装置可以用于探究细胞呼吸是否产生热量，A项正确；装置乙中NaOH溶液能吸收二氧化碳，装置乙的有色液滴向左移动是该装置中氧气减少所致，说明种子萌发时一定进行了有氧呼吸，但种子细胞也可能同时进行无氧呼吸，B项错误；若用绿色植物为材料进行实验，整个装置应黑暗处理，避免光合作用对植物的影响，C项正确；二个装置中的种子都必须进行消毒处理，以杀死粘附在种子表面的微生物，避免微生物的细胞呼吸对实验产生干扰，并且二个装置都要设置相应的对照实验，D项正确。【答案】B3.某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有______________，为使实验结果更科学，还需设置______________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是。（2）若要探究植物的实际光合速率，选取的实验装置有____________________，如何操作？（写出简要思路即可）。。【解析】（1）若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物(或死植物)的对照实验，排除物理因素的影响。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧气，则红色液滴向左移；装置二烧杯中盛放水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量，则红色液滴右移。(2）装置一在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。装置三在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于CO2缓冲液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率；实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率；（或将装置三遮光处理，测单位时间内红色液滴左移的距离，可表示呼吸速率；装置三给予适宜的光照，测单位时间内红色液滴右移的距离可代表净光合速率；净光合速率＋呼吸速率＝实际光合速率）。【答案】（1）装置一和装置二对照实验装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移（2）装置一和装置三（或装置三给予适宜光照、遮光）将装置一黑暗处理，测单位时间内红色液滴左移的距离，可表示呼吸速率；装置二给予适宜的光照，测单位时间内红色液滴右移的距离可代表净光合速率；净光合速率＋呼吸速率＝实际光合速率（或将装置三遮光处理，测单位时间内红色液滴左移的距离，可表示呼吸速率；装置三给予适宜的光照，测单位时间内红色液滴右移的距离可代表净光合速率；净光合速率＋呼吸速率＝实际光合速率）。要点二四种探究光合作用速率的实验设计方法1.气体体积变化法——测定气体的变化量(1)该装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表有氧呼吸速率。(2)该装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的相对恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。(3)总光合速率=净光合速率+有氧呼吸速率。(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。2.“半叶法”——测定光合作用制造或积累的有机物量将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不进行处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射t小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，在没有初始值的情况下（初始值设为X），则（MB－MA)÷t表示被截取部分单位时间制造的有机物量，即[（MB－X)+（X－MA)]÷t=（MB－MA)÷t。3.黑白瓶法——测溶氧量的变化(1)“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量：“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。总光合作用量(速率)=净光合作用量(速率)+有氧呼吸量(速率)。(2)有初始值的情况下，黑瓶中O2的减少量为有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。(3)在没有初始值的情况下(初始值设为X)，白瓶中测得的现有量(设为M)-黑瓶中测得的现有量(设为N)=总光合作用量，即(X-N)+(M-X)=M-N。注：该方法假设植物不进行无氧呼吸，净光合作用量代表的是该瓶中生产者的单位时间内总光合量减掉所有生物单位时间内呼吸量。4.叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2、放出O2，O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少（或叶片全部上浮所需时间的长短）即能比较光合作用强度的大小。【典型例题】某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室，如图A所示。请据图回答：将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是(写两点)；观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的侧，装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的点。（2）图B中导致a点出现的原因是。（3）与e点相比，f点时刻C5的含量将会(“增加”或“减少”)，导致e点出现的原因是。（4）在实验过程中的某段光照时间内，记录液滴的移动情况，获得以下数据：每隔20min记录一次刻度数据.......24293234.......该组实验数据是在B图曲线的段获得的。（5）该组同学要测定该植物某时间段的氧气产生速率，该如何设置对照实验？如何