《创新设计》高考生物二轮复习第二单元 生命系统的代谢础专题二两大基础代谢-光合作用和细胞呼吸

专题二两大根底代谢——光合作用和细胞呼吸[考纲要求]1.光合作用及其对它的认识过程〔C〕。2.影响光合作用速率的环境因素〔C〕。3.细胞呼吸及其原理的应用〔C〕。4.实验：叶绿体色素的提取和别离〔b〕。5.实验：探究酵母细胞的呼吸方式〔c〕。叶绿体类囊体薄膜上将光能转变为ATP中活泼化学能有机物中稳定化学能光、CO2、温度等温度、O2、H2O等考点一光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系1.〔2021·江苏单科，23〕如图表示细胞呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。以下相关表达正确的选项是〔多项选择〕〔〕A.①和③都具有双层生物膜B.①和②所含酶的种类不同C.②和③都能产生大量ATPD.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]解析此题考查呼吸作用的相关知识。分析题图可推测①为细胞质基质，②为线粒体基质，③为线粒体内膜；甲为丙酮酸，乙为[H]。由上述分析可知A错；①与②中的反响类型不同，故所含酶也不同，B、D正确；③中进行有氧呼吸第三阶段能产生大量ATP，②中进行有氧呼吸第二阶段，产生少量ATP，故C错。答案BD2.〔2021·全国课标Ⅱ，6〕关于光合作用和呼吸作用的表达，错误的选项是〔〕A.磷酸是光反响中合成ATP所需的反响物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，无氧呼吸产生的乳酸此种情况下不再供能，C错误。答案C3.〔2021·安徽卷，2〕如图为大豆叶片光合作用暗反响阶段的示意图。以下表达正确的选项是〔〕A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B．CO2可直接被[H]复原，再经过一系列的变化形成糖类C．被复原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高解析在暗反响中ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A错误；CO2必须先与C5反响形成C3方可被[H]复原，B错误；C3化合物被[H]复原后可再形成C5，此过程中需要酶参与，C正确；光照强度由强变弱时，会造成[H]和ATP在短时间内减少，C5的合成速率下降，而其消耗速率不变，所以C5的含量会下降，D错误。答案C高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、能量转化关系，对反响场所及各阶段反响物、生成物确认及相关实验探究也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。1.光合作用与细胞呼吸关系图解2.光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化暗反响丙酮酸光反响H2O［H］有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ(2)能量变化活泼稳定光合作用细胞呼吸(1)无氧呼吸只在第一阶段生成ATP，第二阶段不生成ATP，有氧呼吸生成ATP最多的是发生在线粒体内膜上的第三阶段。(2)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。(3)光合作用过程在叶绿体类囊体膜上消耗H2O，在叶绿体基质中产生H2O；有氧呼吸过程在线粒体基质中(第二阶段)消耗H2O；在线粒体内膜上(第三阶段)产生H2O。(1)证明光合作用所释放的O2来自于水与用紫外线等处理青霉素选育高产青霉素菌株所用核心技术相同(2021·全国卷Ⅱ，2A)()(2)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高(2021·山东，4B)()(3)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供给CO2后比停止前高(2021·山东卷，4D)()(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，假设突然停止CO2供给，短时间内叶绿体中C5和ATP含量都会升高(2021·山东，25节选)()(5)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质(2021·天津，1改编)()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√提示(1)前者所用方法是放射性同位素标记法，后者所用方法为诱变育种技术。(2)人体细胞内CO2最高处或O2最低处应为线粒体。1.〔2021·江苏卷，23〕突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。如图为呼吸链突变酵母呼吸过程，以下相关表达错误的选项是〔多项选择〕〔〕命题角度1细胞呼吸的类型及过程A.突变酵母乙醇代谢途径未变B.突变酵母几乎不能产生[H]C.氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体D.通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体解析突变酵母细胞能进行正常的乙醇代谢途径，A正确；突变酵母细胞可通过乙醇代谢途径产生[H]，B错误；氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，突变体不能进行正常的有氧呼吸，前者释放能量多，增殖速率大于后者，C正确，突变酵母产生ATP的主要部位是细胞质基质，D错误。答案BD2.(2021·山东临沂模拟)以下图表示糖类代谢的示意图，相关表达正确的选项是()A.③过程需要水的参与，发生在线粒体的内膜上B.②过程产生少量的ATP，③、④产生大量的ATPC.①过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中D.⑤过程不发生在人体细胞中，是因为缺乏相关的酶解析图中③过程发生在线粒体基质中，④过程发生在线粒体的内膜上，产生大量的ATP，A错误；图中②、③过程均产少量ATP，B错误；肌肉细胞中不能发生糖原向葡萄糖的转化，C错误；产乳酸还是产酒精的无氧呼吸取决于相应酶，故D项正确。答案D“三看法〞判断细胞呼吸的类型(1)一看反响物和产物：①消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。②产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。(2)二看物质的量的关系：①无CO2产生⇒只进行无氧呼吸产生乳酸。②不耗O2，但产生CO2⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。③消耗O2等于释放CO2⇒只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。④CO2释放量大于O2吸收量⇒既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。1.(2021·全国课标卷Ⅱ，4)关于高等植物叶绿体中色素的表达，错误的选项是()命题角度2考查光合作用色素、结构及过程A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的解析叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。答案C2.下面为光合作用的过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平〔其他条件不变〕，那么a、b在叶绿体中的含量变化将会是〔〕A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升解析由图可知，a和b为[H]和ATP，c为CO2。如果突然将CO2降低至极低水平，其固定形成的C3减少，对[H]和ATP的利用量减少，使得[H]和ATP的含量都上升。答案B3.如图表示在夏季的一个晴天，某阳生植物叶肉细胞光合作用过程中C3、C5的含量变化，假设某一天中午天气由晴转阴，此时细胞中C3、C5含量的变化分别相当于曲线中的哪一段()A.d→e段(X)，d→e段(Y) B.c→d段(X)，b→c段(Y)C.d→e段(Y)，c→d段(X) D.b→c段(Y)，b→c段(X)解析题干信息“由晴转阴〞是解题的关键。光照强度下降，植物叶肉细胞光反响速率下降，[H]和ATP含量下降，导致C3复原过程减弱，短时间内C3消耗量下降、生成量不变而有所积累，C5的生成量下降；另一方面，CO2继续与C5生成C3，C5消耗量短时间不变。故C3含量短时间上升，相当于曲线中的d→e段(X)，而C5含量短时间下降，相当于曲线中的d→e段(Y)。综上所述，A正确。答案A改变条件后C3、C5、[H]、ATP的含量及(CH2O)合成速率变化分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后C3、C5、[H]、ATP的含量及(CH2O)合成速率的动态变化时，要将光反响和暗反响过程结合起来分析，从某物质来源和去路的变化来确定其含量变化。如下面四幅模型图：【典例】(2021·山东枣庄模拟)图1中，Ⅰ～Ⅴ表示某植物细胞某些代谢过程，a～e表示相关物质，图2表示在不同温度下，测定该植物叶片1cm2重量变化情况的操作流程及结果，以下分析错误的选项是()命题角度3光合作用与细胞呼吸的内在关系A.图1中，Ⅰ～Ⅴ过程，能产生ATP的是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、ⅤB.物质a、b分别是氧气、二氧化碳C.从图2分析，该植物的呼吸速率为X，实际光合速率可表示为Y＋2XD.从图2分析，维持12h光照，12h黑暗，温度维持16℃，植物不能生长[慧眼识图]答案D【对点小练】〔2021·南通第一次调研〕以下图是绿色植物叶肉细胞的局部代谢过程图解，相关表达正确的选项是〔〕A．过程①表示光合作用暗反响，无光条件下能正常进行B．过程②发生在细胞质基质中，所有活细胞都能进行C．过程③表示有氧呼吸第二阶段，无氧条件下能正常进行D．过程③产生的[H]、ATP、CO2都用于过程①解析过程①表示光合作用的暗反响阶段，有光和无光在短时间内都可以进行，但是当暗反响将光反响提供的ATP和[H]消耗尽后，暗反响无法正常进行，A错误；过程②表示细胞呼吸〔有氧呼吸和无氧呼吸〕的第一阶段，场所是细胞质基质，所有活细胞都能进行，B正确；过程③表示有氧呼吸的第二阶段，在无氧条件下，丙酮酸无法进入线粒体，在细胞质基质中被复原为酒精和H2O或乳酸，C错误；过程③产生的[H]在有氧呼吸第三阶段与氧气结合生成水，ATP供给各种生命活动所需要的能量，而CO2那么一局部供给光合作用，一局部释放到空气中，D错误。答案B光合作用中[H]为NADPH，细胞呼吸中[H]为NADH，二者不是同种物质。考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用1.〔2021·江苏卷，32〕为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2。请答复以下问题：〔1〕最适宜在果树林下套种的品种是，最适应较高光强的品种是。〔2〕增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反响产生了过剩的，而S3在光饱和点时可能〔填序号〕。①光反响已根本饱和②暗反响已根本饱和③光、暗反响都已根本饱和〔3〕叶绿体中光反响产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中生物大分子的合成。〔4〕在光合作用过程中，CO2与RuBP〔五碳化合物〕结合的直接产物是磷酸丙糖〔TP〕，TP的去向主要有三个。以下图为叶肉细胞中局部代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的

。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或

，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由

构成的蔗糖，运出叶肉细胞。解析〔1〕果树林下光照较弱，适合光补偿点较低的植物生长。最适应较高光强的品种光饱和点较高。〔2〕光反响的产物为[H]和ATP；增加环境中CO2浓度后，S3的光饱和点却没有显著改变，可能是光反响已根本饱和、暗反响已根本饱和，或二者已根本饱和。〔3〕叶绿体中有机物大分子如核酸、蛋白质的合成需要消耗ATP。〔4〕淀粉合成场所位于叶绿体基质，根据图示，叶绿体膜上存在六碳糖载体，淀粉运出叶绿体时先水解成TP或六碳糖，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中。蔗糖由葡萄糖和果糖结合而成。答案〔1〕S2S3〔2〕[H]和ATP①②③〔3〕核酸、蛋白质〔4〕基质中葡萄糖葡萄糖和果糖2.〔2021·江苏单科，27〕为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种〔对照〕叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如以下图所示。请答复以下问题：〔1〕图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积的释放量。〔2〕光合作用过程中，CO2与C5结合生成，消牦的C5由经过一系列反响再生。〔3〕由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的__________________________________________________________________________。〔4〕栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是_________________________________。解析〔1〕净光合速率可用单位时间、单位叶面积O2的释放量或CO2的吸收量来表示，一般选用叶龄一致的叶片在相同的光照强度、CO2浓度下进行测定。〔2〕光合作用暗反响中，CO2首先与C5结合生成C3，而后C3在[H]和ATP的作用下生成〔CH2O〕和C5。〔3〕由图可知，P1叶片光合作用能力最强，原因有两个方面：一是其叶绿素含量较高，可产生更多的[H]和ATP；二是其含有更多与光合作用有关的酶。〔4〕P2植株干重显著大于对照，但由于向籽实运输的光合产物较少，最终获得的籽实产量并不高。答案〔1〕光照强度、CO2浓度O2〔2〕C3C3〔3〕[H]和ATP参与光合作用的酶〔4〕P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少高考常结合坐标曲线或柱形图模型，考查光合作用、细胞呼吸的影响因素及其在生产实践中的应用，对总光合速率、净光合速率与呼吸速率的考查也较多，尤其是光合速率曲线中不同区段限制因子分析，光饱和点、补偿点移动等问题。1.影响细胞呼吸的4大外界因素适当降温低氧注：涉及“长期浸于水中‘烂根’或‘发黑’等〞现象，均由无氧呼吸产生酒精所致。CO22.在相对密闭的环境中—昼夜CO2含量的变化曲线图分析(O2变化与CO2相反)不生长3.解读真正(总)光合速率、表观(净)光合速率与呼吸速率的关系【典例】为研究提高大棚内CO2浓度对油桃光合作用的影响，测得自然种植的大棚和人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合速率变化曲线如图。据图分析正确的选项是()命题角度1以坐标图为载体考查影响光合与呼吸速率的因素A.光照时[H]的运动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜B.分析两条曲线的变化规律可知人工施加CO2的最正确时间是10时C.两大棚同时通风时间为10时D.图中阴影局部面积表示8～13点的有机物积累量[慧眼识图]答案C【对点小练】(2021·成都树德中学模拟)将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于适宜光照下进行培养(如甲图所示)，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中的生理状态相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计。进行如下实验：实验一：用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线；实验二：利用甲装置研究该植物在适宜光照下、不同温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到数据如图丙所示。请据图分析答复：(1)图甲中在植物的全素营养液中参加，在钟罩内最初检测到的放射性物质是。在钟罩内的CO2中检测到放射性的18O，这是因为水参与了中的反响；植物对全素营养液中矿质元素的吸收具有选择性，这取决于________________。(2)图乙曲线中EF段CO2浓度降低速率缓慢，是因为，影响CD段CO2相对含量下降的主要环境因素是，假设D点和H点对应时刻的呼吸强度相等，那么D点时的光照强度(大于、等于、小于)H点时的光照强度。(3)由图丙可知，该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温度中分别是、；在光合作用的最适温度下，该植物每天光照11h，那么该植物一天增重。答案(1)氧气线粒体基质根细胞膜上载体的种类和数量(2)正午时环境温度较高，叶片上的气孔关闭，CO2吸收速率降低光照强度大于(3)29℃

29℃

27mg植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量〞(如以下图中n值为净光合速率，n值＝0时，光合速率＝呼吸速率，植物生长取决于图中虚线变化。)注：快速确认曲线图中“总光合速率〞与“净光合速率〞：假设光照强度为“0〞时，CO2吸收量(或光合速率)从“0〞开始，那么描述指标为“总光合速率〞，假设此时CO2吸收量从负值开始，那么描述指标应为净光合速率。1.(2021·四川卷，4)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。以下分析正确的选项是()命题角度2以数据信息为载体考查两大代谢的影响因素物种指标马尾松苦槠石栎青冈光补偿点/(μmol·m－2·s－1)140663722光饱和点/(μmol·m－2·s－1)14251255976924(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：到达最大光合速率所需的最小光强)A.光强大于140(μmol·m－2·s－1)，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B.光强小于1255(μmol·m－2·s－1)，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加解析由表格可知光强140(μmol·m－2·s－1)正好是马尾松的光补偿点，当光强大于光补偿点时，光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞产生的O2不仅进入线粒体参与有氧呼吸，还有多余的O2释放到细胞外，A错误；由表格可知光强1255(μmol·m－2·s－1)正好是苦槠的光饱和点，当光强小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光强大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，B错误；输入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而非生产者积累的有机物的能量总和，C错误。答案D2.〔2021·江苏扬、通、泰第二次调研，27〕菹草是一种沉水植物，是草食性鱼类的良好天然饵料。为了能充分利用和开发菹草资源，科研人员研究了不同因素对菹草光合作用的影响，结果如以下图〔图中实线表示净光合速率，虚线表示真正光合速率〕。分析答复：〔1〕菹草叶肉细胞中含较多叶绿素，叶绿素分布在叶绿体的，其作用是_________________________________。〔2〕由图1可知，菹草生长的最适温度在℃左右；在35℃时，菹草每小时呼吸作用耗氧量约为mg·g－1·L－1。〔3〕通过研究，科研人员建议在实际生产中应通过调节水量使菹草生长于水深2m左右。结合图2分析其依据是。假设将水深增加到3m以上，菹草的呼吸速率将。〔4〕在实际生产过程中，由于水体流动不畅，生长旺盛的菹草有时突然光合作用能力明显降低，甚至衰亡。结合图3分析，出现这一现象原因可能是___________________________________。解析〔1〕光反响的场所是叶绿体的类囊体薄膜，在叶绿体的类囊体薄膜上分布着与光反响有关的叶绿素；叶绿素的作用是吸收、传递和转化光能。〔2〕实线表示净光合速率，从图1可以看出，在20℃左右时菹草净光合速率最大，所以菹草生长的最适温度在20℃左右。呼吸速率＝真正光合速率－净光合速率，从图1可以看出，35℃时净光合速率是－0.2/〔mg·g－1·L－1·h－1〕，真正光合速率是0.8〔mg·g－1·L－1·h－1〕，所以呼吸速率是1.0〔mg·g－1·L－1·h－1〕。〔3〕水深主要通过影响光照强度来影响光合作用，要使菹草生长最好，应选择净光合速率最大时对应的光照强度。结合图2分析，通过调节水量使菹草生长于水深2m左右，是由于水深2m处，光照强度适宜，菹草净光合速率接近最高。水深超过2m，真正光合速率和净光合速率的差值在减小，即呼吸速率在降低。〔4〕结合图3，在一定范围内pH升高菹草光合速率降低，菹草生长旺盛时，水中大量CO2被利用，由于水体流动不畅CO2得不到及时补充，导致pH升高，菹草光合速率降低〔碱中毒〕。答案〔1〕类囊体薄膜吸收、传递和转化光能〔2〕201.0〔3〕水深2m处，光照强度适宜，菹草净光合速率接近最高降低〔4〕菹草生长旺盛时，水中大量CO2被利用，由于水体流动不畅CO2得不到及时补充，导致pH升高，菹草光合速率降低〔碱中毒〕(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)光照下植物吸收CO2量或“测定的〞CO2吸收量应为净光合量。(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。考点三光合作用与细胞呼吸的相关实验1.〔2021·江苏卷，17〕以下用鲜菠菜进行色素提取、别离实验的表达，正确的选项是〔〕A.应该在研磨叶片后立即参加CaCO3，防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10mL提取液，研磨时一次性参加10mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果，否那么叶绿素条带会很快随溶液挥发而消失解析CaCO3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时参加，A错误；即使菜中叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出4种光合作用色素，B正确；由于研磨时乙醇挥发，故为获得10mL提取液，研磨时参加多于10mL乙醇，C错误；叶绿素条带不会随层析液挥发而消失，D错误。答案B2.〔2021·江苏卷，17〕将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，以下相关操作错误的选项是〔〕A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时翻开阀aB.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通解析管口3只能检测非气态的产物，如酒精等，B错误。答案B3.〔2021·江苏，33〕为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成实验报告并答复以下问题。〔1〕实验报告①材料用具：乳熟期的温室盆栽水稻，1〔mmol·L－1〕NaHSO3溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等。②实验步骤：第一步：选取假设干的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组。第二步：每天黄昏分别将等量的、喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率。③结果与分析：实验结果见图1，经分析可以得出的结论是_______________________________________________________。〔2〕研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的，进而加快对图2中〔填字母A～D〕物质的利用。〔3〕研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2μmol/L硫酸甲酯吩嗪〔PMS〕和1mmol/LNaHSO3效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请用柱形图绘制出实验结果〔实验光照强度为1000μmol·m－2·s－1〕。解析该题主要考查了光合作用的过程以及光合速率影响因素的实验探究方法。〔1〕根据实验目的并结合所给实验材料，可以确定对照组和实验组应分别用蒸馏水和1mmol/NaHSO3溶液处理。为减少无关变量对实验结果的影响，所选的水稻植株的生长状况〔包括株型、长势、叶片等〕应根本一致。通过分析实验结果曲线可以看出，用1mmol/LNaHSO3溶液处理的实验组水稻在不同光照强度下光合速率均提高。〔2〕NaHSO3可增加叶片内叶绿体形成ATP的能力，所以该物质作用于光反响阶段，作用部位是叶绿体的类囊体。ATP合成加快，从而促进了暗反响过程，加快了对C3〔B〕、C5〔D〕、CO2〔A〕等物质的利用。〔3〕分析实验结论时，应注意该实验不仅证明了0.2μmol/L的PMS和1μmol/LNaHSO3溶液效应相同，还得出了两者既不存在累加效应，也无抑制效应，说明了该实验应设计为四组实验，其中对照组用蒸馏水处理，实验组分三组：用0.2μmol/L的PMS处理、用1μmol/LNaHSO3溶液处理、用0.2μmol/L的PMS和1mmol/LNaHSO3溶液共同处理。四组实验的实验结果应为三组实验组促进效果相同，且均高于对照组。绘制柱形图时，还应结合第〔1〕小题的实验结果：光照强度为1000μmol·m－2·s－1时，对照组和1mmol/LNaHSO3溶液处理的水稻净光合速率分别为20和25〔μmol·m－2·s－1〕。答案〔1〕②株型、长势、叶片均一蒸馏水1μmol/LNaHSO3溶液③不同光照强度下低浓度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率〔2〕类囊体A、B、D〔3〕见图叶绿体中色素提取与别离实验常渗入到实验选择题中作选项考查，准确记忆色素提取、别离原理、相关试剂作用及色素带别离结果是解题关键。对于呼吸、光合实验探究的考查那么常侧重条件(如光照)控制，实验装置设计与分析，物理误差校正，实验结果分析与结论推导，同时应注意分析NaOH、NaHCO3、蒸馏水等试剂的作用。1.色素提取、别离无水乙醇溶解度溶解度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b蓝紫光蓝绿2.生物呼吸类型判定的实验设计(1)实验装置欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图(以发芽种子为例)：(2)实验结果预测和结论甲液滴不动，乙液滴不动→只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡甲液滴，乙液滴 →只进行产生酒精的无氧呼吸甲液滴左移，乙液滴右移→进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸甲液滴，乙液滴→只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸[特别提醒]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。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子〞代替“发芽种子〞，其余均相同。不动右移左移不动3.光合速率与呼吸速率的测定(1)呼吸速率和净光合速率的测定方法(如以下图)(2)真正光合速率的计算总光合速率＝

＋呼吸速率NaOHNaHCO3净光合速率判断与光合作用、细胞呼吸相关实验探究中的做法(1)增加水中氧气——泵入空气或放入绿色水生植物(

)(2)减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水(

)(3)除去容器中二氧化碳——碳酸氢钠溶液(

)(4)除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中(

)(5)除去叶中叶绿素——酒精隔水加热(

)(6)除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光(

)(7)如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光(

)(8)线粒体提取——细胞匀浆离心(

)(9)保持容器中CO2浓度不变——NaOH溶液(

)答案(1)√

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√

(6)√

(7)√

(8)√

(9)×提示(3)除去CO2常用NaOH溶液。(9)保持容器中CO2浓度不变常用NaHCO3溶液。1.〔2021·江苏卷，21〕为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果〔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带〕。以下表达正确的选项是〔多项选择〕〔〕命题角度1叶绿体中色素的提取与别离A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液细线时，滤液在点样线上只能画一次解析由图示可知，强光下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿体含量降低，A正确；类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光降解，B正确；Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；画滤液细线时，滤液在点样线上画2～3次，D错误。答案ABC2.(2021·山东临沂一模)以下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。以下表达错误的选项是()A.提取色素时，要参加SiO2和CaCO3进行充分研磨B.色素在滤纸条上别离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同C.实验结果①可说明叶绿素合成需要光照D.实验结果②说明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多解析色素在滤纸条上别离的原因是不同色素在层析液中溶解度不同。答案B关注几种试剂作用①无水乙醇——提取色素；②层析液——别离色素；③CaCO3——保护叶绿素；④SiO2——研磨充分1.下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析不正确的选项是()命题角度2与细胞呼吸相关的实验A.装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量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.装置丙可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳D.三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甲装置中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A正确；乙装置中NaOH可吸收呼吸产生的二氧化碳，那么有色液滴移动的距离代表呼吸消耗的氧气量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸，B错误；丙装置中澄清石灰水可检测二氧化碳，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2，C正确；微生物也会进行呼吸作用，所以三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，D正确。答案B2.如图为“探究酵母菌的呼吸方式〞的实验装置，有关表达正确的选项是()A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的比照实验，其中乙组作为对照组B.假设向B瓶和E瓶中参加酸性重铬酸钾溶液，那么E瓶内的溶液会变黄C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率D.假设C瓶和F瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式解析探究酵母菌呼吸方式的实验中，有氧和无氧条件的两组都是实验组，通过比照可以看出O2对细胞呼吸的影响。检测时需将B瓶和E瓶中培养液过滤后取等量滤液参加两只试管中；E瓶中酵母菌进行无氧呼吸，生成酒精，酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反响变成灰绿色，而B瓶进行有氧呼吸，不生成酒精，无灰绿色出现。B瓶中进行有氧呼吸，产生CO2的速率较快，溴麝香草酚蓝水溶液变黄所需的时间较短；E瓶中酵母菌进行无氧呼吸，产生CO2的速率较慢，溴麝香草酚蓝水溶液变黄所需时间较长。因有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2使澄清的石灰水变浑浊，但两者的浑浊程度不同，故可据此判断酵母菌的呼吸方式。答案C实验成功关键点(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，(故用NaOH除CO2)以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。(2)E瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将E瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清的石灰水中的CO2来自无氧呼吸所产生。1.〔2021·江苏卷，31〕为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率〔Pn〕。图1为光合放氧测定装置的示意图；图2是不同NaHCO3浓度〔pH8.5，25℃〕条件下测得的Pn曲线图。请答复以下问题： 命题角度3光合、呼吸速率的测定实验解析〔1〕通过图可知，可以通过调节光源改变光照强度、光的波长〔光质〕，从而研究光强和光质对光合作用的影响。〔2〕温度是无关变量，温度过高或过低都会影响酶的活性进而影响光合作用强度，使得难以确定光照对Pn影响，因此在实验过程中要遵循单一变量原那么，使无关变量相同且适宜，以便排除对实验结果的干扰。〔3〕由图可以看出，到达最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120mg·L－1；在更高NaHCO3浓度下，外界因素2.某生物兴趣小组利用以下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此答复以下问题。(1)假设要探究植物呼吸作用的类型，选取的实验装置有，为使实验结果更科学，还需设置。假设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，那么观察到的实验现象是______________。(2)假设要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最正确实验装置是，实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内检测到含18O的氧气，其产生的途径为___________________。解析(1)假设要探究植物呼吸作用的类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物的对照实验，排除物理因素的影响。假设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，那么装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收呼吸作用产生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧气，那么红色液滴向左移；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，那么红色液滴右移。光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧(1)变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，假设确认CO2是光合作用的原料，应以CO2有无(如添加NaHCO3，还是添加NaOH设置对照实验)为变量，假设确认CO2浓度对光合速率的影响，那么应以不同浓度的CO2缓冲液为变量。(2)典型的方法①“黑白瓶法〞：用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。②梯度法：用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。密闭小室中气体变化“拐点处〞叶肉细胞代谢状况辨析1.总光合速率、净光合速率与呼吸速率常用表示方法项目表示方法净光合速率植物CO2吸收量或小室中CO2减少量、植物O2释放量或小室中O2增加量、C6H12O6积累量总光合速率CO2固定量、O2产生量或叶绿体CO2吸收量或叶绿体O2释放量、C6H12O6制造量呼吸速率(遮光条件下测得)CO2释放量、O2吸收量或线粒体CO2释放量或线粒体O2吸收量、C6H12O6消耗量注：在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验“容器〞中O2增加量、CO2减少量应代表“净光合量〞2.高考常考的植物“三率〞问题归纳3.密闭装置中气体变化曲线“拐点〞处含义1.在某一光照条件下，一株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度。以下示意图能代表该光照条件下，该植物叶肉细胞中发生的情况的是(

)解析整株植物光合作用强度等于呼吸作用强度，那么叶肉细胞中光合速率＞呼吸速率。答案D2.(2021·山东枣庄模拟)某研究小组进行某植物的栽培试验，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，据图分析，以下说法中错误的选项是()A.图1中，当温度到达55℃时，植物光合作用相关的酶失活B.6h时，图2叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质等C.18h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量D.该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时，在两图中的描述点共有4个解析图1中的虚线始终为二氧化碳的释放，因此表示呼吸速率随温度变化的情况，而实线有时高于0，有时低于0，因此表示净光合速率随温度变化的情况，图中显示，当温度到达55℃时，光合作用不再吸收二氧化碳，只剩下呼吸作用消耗二氧化碳的曲线，说明植物不再进行光合作用，只进行呼吸作用，A正确；分析图2可知，6h时，二氧化碳的吸收速率为0，此时密闭小室内二氧化碳浓度到达最大值，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质等，B正确；分析图2可知，18时，二氧化碳的吸收速度等于0，说明此时整棵植株的光合作用强度等于有氧呼吸的强度，所以植株的“叶肉〞细胞的叶绿体产生的O2量就必须大于线粒体消耗的O2量，这样才能保证对非叶肉细胞的O2供给，而使植株的光合作用强度等于有氧呼吸的强度，C正确；图2中当光合速率等于呼吸速率时，净