2025届高考生物二轮复习专题四细胞代谢的两个重要过程-细胞呼吸与光合作用学案

PAGE45-专题四细胞代谢的两个重要过程——细胞呼吸与光合作用[考纲要求]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)授课提示：对应学生用书第17页细微环节拾遗1．教材必修1P93“文字信息”：说出肌质体的组成及意义。提示：肌细胞内的肌质体是由大量变形的线粒体组成的，肌质体明显有利于对肌细胞的能量供应。2．教材必修1P94“相关信息”与P103“相关信息”：细胞呼吸产生的[H]与光合作用产生的[H]有怎样的不同？提示：细胞呼吸过程中的[H]是由氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成的还原型辅酶Ⅰ(NADH)；光合作用中的[H]形成过程事实上是氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)与电子和质子(H＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。3．教材必修1P99“学科交叉”：通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素汲取用于光合作用吗？提示：不能，可见光的波长范围是390～760nm。不同波长的光，颜色不同。波长小于390nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。一般状况下，光合作用所利用的光都是可见光。4．教材必修1P99“图5－10”：叶绿素a和叶绿素b在红光区的汲取峰值相同吗？提示：不同，叶绿素a在红光区的汲取峰值大于叶绿素b的汲取峰值。5．教材必修1P100“资料分析”与“基础题3”：恩格尔曼的两个试验结论有什么不同？提示：资料1中的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。基础题3的结论是：叶绿体主要汲取红光和蓝紫光用于光合作用，放出氧气。6．教材必修1P108“学问迁移”：松土有利于植物汲取矿质元素，也有利于爱护生态环境吗？为什么？提示：不利于爱护生态环境，因为植物和微生物有氧呼吸会产生更多二氧化碳。易错诊断1．葡萄糖能进入线粒体氧化分解(×)2．无氧呼吸两个阶段都释放能量(×)3．无氧呼吸不须要O2的参加，该过程最终有[H]的积累(×)4．酵母菌细胞的呼吸方式不同，产生CO2的场所相同(×)5．生物体中的细胞只要富含O2，该细胞就进行有氧呼吸(×)6．相宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都须要O2(×)7．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要缘由是光照时间缩短(×)8．密闭玻璃容器中降低CO2供应，植物光反应不受影响，但暗反应速率降低(×)9．光照较弱时，叶肉细胞中可能没有淀粉的积累(√)10．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP(×)授课提示：对应学生用书第18页考点细胞呼吸1．“三看法”推断细胞呼吸的类型注：动物细胞CO2只产自有氧呼吸过程，产生的唯一场所为线粒体基质(动物细胞无氧呼吸只产乳酸，不产生CO2)。2．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线[特殊提示](1)不要认为有氧呼吸的全过程都须要O2。有氧呼吸只有第三阶段消耗O2。(2)不要认为进行有氧呼吸肯定须要线粒体，真核生物肯定进行有氧呼吸。原核生物没有线粒体，但有些原核生物因为含有与有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸；无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。(3)写细胞呼吸的反应式时不能用ATP来代替能量，因为细胞呼吸释放的能量包括储存在ATP中的能量和以热能形式散失的能量。命题点1以细胞呼吸为载体考查理解与信息获得实力1．(2024·高考全国卷Ⅰ)种子贮藏中须要限制呼吸作用以削减有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是()A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B．若细胞只进行有氧呼吸，则汲取O2的分子数与释放CO2的相等C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2汲取也无CO2释放D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则汲取O2的分子数比释放CO2的多解析：有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量，无氧呼吸的反应式为C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋少量能量。据此推理，若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，A项正确。若细胞只进行有氧呼吸，则汲取O2的分子数与释放CO2的分子数相等，B项正确。若细胞只进行无氧呼吸且产物为乳酸，则无O2汲取也无CO2释放，C项正确。若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乙醇、CO2的无氧呼吸，则汲取O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乳酸的无氧呼吸，则汲取O2的分子数等于释放CO2的分子数，D项错误。答案：D2．线粒体中的[H]与氧气结合的过程须要细胞色素c的参加。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf­1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是()A．有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质B．细胞色素c参加有氧呼吸第三阶段的反应C．细胞色素c功能丢失的细胞将无法合成ATPD．若细胞中Apaf­1蛋白功能丢失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡解析：有氧呼吸第一阶段和其次阶段都产生[H]，场所为细胞质基质和线粒体基质，A正确；[H]与氧气结合形成水发生在线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段，故细胞色素c参加有氧呼吸第三阶段的反应，B正确；有氧呼吸第一阶段和其次阶段也能合成ATP，故细胞色素c功能丢失的细胞也能合成ATP，C错误；依据题意，细胞色素c与Apaf­1蛋白结合后才引起细胞凋亡，因此若细胞中Apaf­1蛋白功能丢失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡，D正确。答案：C命题点2以细胞呼吸为载体考查科学思维与科学探究3．有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培育液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如图所示。据图中信息推断，错误的是()A．当O2浓度为a时，酵母菌没有有氧呼吸，只有无氧呼吸B．当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同C．当O2浓度为c时，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都能产生[H]和ATP解析：当O2浓度为a时，酒精产生量与CO2产生量相等，说明此时只进行无氧呼吸；当O2浓度为b时，产生CO2的量多于酒精的量，说明酵母菌还进行了有氧呼吸，当O2浓度为d时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，因此O2浓度为b、d时细胞呼吸过程有所不同；当O2浓度为c时，产生6mol酒精的同时会产生6molCO2，须要消耗3mol葡萄糖，剩余的9molCO2来自有氧呼吸，需消耗1.5mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵；无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都会产生[H]和ATP。答案：C4．肝癌在我国的发病率高，简单复发，远期疗效不志向。探讨人员对肝癌细胞的结构及代谢进行了相关的探讨。(1)线粒体是调控细胞代谢最重要的细胞器，通过不断地分裂和融合调控自身功能，并对外界刺激做出适应性反应。下图是细胞呼吸及线粒体融合和分裂的示意图：①葡萄糖在____________中分解为[H]和A，物质A进入线粒体彻底氧化分解。线粒体内膜上分布的呼吸链复合体是参加有氧呼吸第三阶段的酶，内膜向内折叠形成嵴的意义是________________________________________________________________________。②由图可知线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白、内膜融合蛋白____________的作用实现了线粒体膜的融合，线粒体的长度明显变长。细胞质基质中DRP1的S616位点磷酸化，DRP1定位于线粒体外膜上，促进____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已有探讨发觉肝癌肿瘤中心区域细胞中线粒体融合增加，线粒体长度明显长于边缘区域细胞，这些变更与肝癌细胞适应养分缺乏有关。为探讨在养分缺乏时线粒体融合对肝癌细胞糖代谢的调控，探讨者用肝癌细胞进行了试验，试验结果如下表：细胞耗氧速率线粒体ATP产生量胞外乳酸水平线粒体嵴密度呼吸链复合体的活性乳酸脱氢酶量甲组：常规培育组4.21.00.3510.10.911.01乙组：养分缺乏组5.61.40.2817.52.390.25丙组：养分缺乏＋抑制DRP1S637磷酸化3.10.80.389.81.221.22注：线粒体嵴密度＝嵴的数目/线粒体长度丙组抑制DRP1S637磷酸化的目的是____________________________。依据试验结果并结合题干，完善肝癌细胞在养分缺乏条件下的代谢调控途径：肝癌细胞在养分缺乏时，____________________________使线粒体融合增加，从而使线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加，有氧呼吸增加；同时________________，无氧呼吸减弱，细胞产能效率提高，从而适应养分缺乏环境。解析：(1)①葡萄糖在细胞质基质中分解为[H]和丙酮酸，物质A是丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解为二氧化碳和水；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，所以线粒体内膜上分布的呼吸链复合体是参加有氧呼吸第三阶段的酶，内膜向内折叠形成嵴的意义是可以增大膜面积，为酶附着供应更多位点。②线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白和内膜融合蛋白OPA1的作用实现了线粒体膜的融合，线粒体的长度明显变长；细胞质基质中DRP1S616位点磷酸化，DRP1定位于线粒体外膜上，促进线粒体的分裂。(2)DRP1S637磷酸化促进线粒体外膜上的Mfn1/Mfn2蛋白结合，从而促进线粒体的融合，丙组抑制DRP1S637磷酸化，实质上抑制肝癌细胞线粒体的融合；依据试验结果并结合题干，肝癌细胞在养分缺乏条件下，为了适应环境，线粒体融合增加，首先基质中DRP1S637磷酸化增加，促进线粒体融合，线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加，有氧呼吸增加，细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加，乳酸脱氢酶含量降低，无氧呼吸速率下降，胞外乳酸水平削减，细胞的产能效率提高，从而适应养分缺乏的环境。答案：(1)①细胞质基质可以增大膜面积，为酶的附着供应更多位点②OPA1线粒体分裂(2)抑制肝癌细胞的线粒体融合基质中DRP1S637位点磷酸化增加乳酸脱氢酶含量降低考点光合作用1．外界条件变更时，C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变更推断(1)光照强度变更(2)CO2浓度变更2．把握影响光合作用因素的3类曲线[特殊提示](1)光合作用中色素汲取光能不须要酶的参加。(2)进行光合作用的细胞不肯定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。(3)CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行。命题点1以光合作用为载体考查理解和信息获得实力1．如图为正常绿色植物的叶绿素a的汲取光谱、色素总汲取光谱，以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。下列叙述错误的是()A．叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制B．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的C．植物进行光合作用时，C5总量的变更趋势与作用光谱基本一样D．温度、CO2浓度等因素能影响作用光谱的汲取值解析：叶绿素的汲取光谱可通过测量其对不同波长光的汲取值来绘制，A正确；据曲线可知，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参加光合作用引起的，B正确；植物进行光合作用时，氧气释放量的变更趋势与作用光谱相同，而C5由于利用和合成处于动态平衡，因此C5总量基本不变，C错误；温度、CO2浓度等因素能影响作用光谱的汲取值进而影响光合作用，D正确。答案：C2．(2024·新高考天津卷)探讨人员从菠菜中分别类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包袱成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是()A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参加CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素解析：绿色植物光反应的场所是类囊体薄膜，产物有O2、[H]、ATP，暗反应的场所是叶绿体基质，产物是糖类等有机物，据此推断该半人工光合作用反应体系中产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A项正确；该反应体系不断消耗的物质不仅是CO2，还有水等，B项错误；类囊体产生的[H]、ATP参加CO2固定与还原，C项错误；该反应体系含有从菠菜中分别的类囊体，类囊体上含有光合作用色素，D项错误。答案：A3．(2024·新高考山东卷)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。(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)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“削减”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生变更，缘由是________________________________________________________________________________。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的状况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，缘由是__________________________________________________________________________________________________________________。(4)干旱条件下，许多植物光合作用速率降低，主要缘由是__________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依靠程度较低，在沙漠等缺水地区有广袤的应用前景。解析：分析题图可知，模块1将光能转换为电能，模块2电解水，同时转换能量供模块3还原CO2产生糖类，比较这一过程与光合作用的全过程可知，模块1和模块2相当于光合作用的光反应阶段，模块3相当于光合作用的暗反应阶段。(1)依据上面的分析可知，该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块，即汲取和转化光能的模块是模块1和模块2。光合作用的暗反应包括两步反应，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，与C5结合，形成C3。二是C3的还原：C3接受ATP和NADPH释放的能量，在酶的作用下最终转化为糖类和C5。比较该过程与模块3的反应过程可知，甲与CO2反应生成乙，这一阶段为CO2的固定，那么甲为C5，即五碳化合物，乙为C3，即三碳化合物。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，相当于光合作用过程中突然停止供应CO2，CO2的固定受阻，短时间内C3的还原正常进行，进而导致乙(C3)的合成量削减，消耗量不变，C3含量削减。光合作用的暗反应为光反应供应ADP、Pi和NADP＋，若气泵停转时间较长，相当于暗反应无法进行，就无法为模块2供应ADP、Pi和NADP＋，从而影响了模块2中的能量转换效率。(3)植物有机物的积累量称为净光合作用量，即有机物的制造量(真正光合作用量)减去呼吸作用消耗的有机物量。这个人工系统中只有有机物的制造，没有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的状况下，有机物(糖类)的积累量将高于植物。(4)干旱条件下，植物为降低蒸腾作用对水分的过度散失，气孔的开放程度降低，进而影响CO2的汲取，会间接影响光合作用速率。答案：(1)模块1和模块2五碳化合物(或：C5)(2)削减模块3为模块2供应的ADP、Pi和NADP＋不足(3)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的汲取量削减命题点2以光合作用为载体考查科学思维与科学探究4．茶树是一年内多轮采摘的叶用植物，对氮元素需求较大，因此生产中施氮量往往偏多，造成了资源奢侈和环境污染。为了科学施氮肥，科研小组测定了某品种茶树在不同施氮量状况下净光合速率等指标，结果见下表。表中氮肥农学效率＝(施氮肥的产量－不施氮肥的产量)/施氮肥的量，在茶叶收获后可通过计算得出；叶绿素含量、净光合速率能干脆用仪器快速检测。下列说法错误的是()施氮量(g·m－2)叶绿素含量(mg·g－1)净光合速率(μmol·m－2·s－1)氮肥农学效率(g·g－1)01.289.96－251.4510.411.51401.5212.542.4255(生产中常用施氮量)1.5010.681.72A.氮元素与茶树体内叶绿素合成有关，科学施氮肥能够促进光反应B．在茶树体内，氮元素不参加二氧化碳转化为有机物的过程C．净光合速率能够反映氮肥农学效率，生产过程中可依此指导科学施氮肥D．40g·m－2不肯定是最佳施氮量，最佳施氮量还需进一步测定解析：氮元素与茶树体内叶绿素合成有关，叶绿素具有汲取、转化、传递光能的作用，科学施氮肥能够促进光反应，A正确；在茶树体内，二氧化碳转化为有机物须要ATP、[H]，这些物质都含氮，氮元素参加该过程，B错误；从表格中可以看出，施氮量不同，净光合速率不同，净光合速率能够反映氮肥农学效率，生产过程中可依此指导科学施氮肥，C正确；40g·m－2不肯定是最佳施氮量，最佳施氮量还需进一步缩小梯度进行测定，D正确。答案：B5．快菜体积介于小白菜和大白菜之间，也可以看作是早熟的大白菜，生长周期短，养分价值与大白菜等同。某科研机构为探讨高温胁迫对快菜生长的影响，设计了如下试验：将快菜种子在25℃环境下种植，当长到第28天时取生长状态相同的快菜均分为六组分别进行不同温度处理，处理温度梯度依次为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，处理两小时后马上测定各组叶片的叶绿素相对含量、细胞膜通透性(利用电导仪测量叶片的相对电导率来反映细胞膜通透性的大小，细胞外电解质越多，相对电导率越大)、光合速率，结果如图所示。请回答下列问题：(1)在本试验中，检测各组叶片叶绿素含量时，运用的叶绿素提取试剂是________，研磨叶片时加入碳酸钙的作用是______________________________________________________。(2)由图2可知，随温度上升，相对电导率增大，细胞膜通透性________，说明细胞膜结构受到了损伤，________外流。据此推想，与光合作用干脆有关的结构________也会发生损伤，导致光合作用速率下降。(3)由图3分析可知，高温胁迫下随温度上升，快菜叶片的光合速率快速下降，除了图1、图2涉及的缘由以外，还可能是____________________________(答出两点即可)。(4)本试验的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)叶绿素提取试剂是无水乙醇，研磨叶片时加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏。(2)由图2可知，随温度上升，相对电导率增大，细胞膜通透性增加，说明细胞膜结构受到了损伤，电解质外流。据此推想，与光合作用干脆有关的结构类囊体薄膜也会发生损伤，导致光合作用速率下降。(3)由图3分析可知，高温胁迫下随温度上升，快菜叶片的光合速率快速下降，可能缘由是高温胁迫下快菜叶绿素相对含量降低(图1)，高温胁迫下快菜叶片细胞膜通透性增加，细胞结构损伤，类囊体薄膜损伤(图2)，还可能是温度高，蒸腾作用强，气孔关闭，二氧化碳汲取削减；随温度上升，光合作用的酶活性降低，光合速率下降。(4)通过图1、2、3分析可得出，试验的结论是高温胁迫下，快菜叶片叶绿素相对含量降低、细胞膜通透性增加、光合速率下降。答案：(1)无水乙醇防止色素被破坏(2)增加电解质类囊体薄膜(3)温度高，蒸腾作用强，气孔关闭，二氧化碳汲取削减；随温度上升，光合作用的酶活性降低，光合速率下降(4)高温胁迫下，快菜叶片叶绿素相对含量降低、细胞膜通透性增加、光合速率下降考点光合作用与呼吸作用的关系1．光合作用与细胞呼吸的过程2．四种状况下“光合与呼吸”关系3．真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的判定方法(1)依据坐标曲线判定①当光照强度为0时，若CO2汲取值为负值，该值的肯定值代表细胞呼吸速率，曲线代表净光合速率，如图甲。②当光照强度为0时，光合速率也为0，曲线代表真正光合速率，如图乙。(2)依据关键词判定检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)汲取量利用量、固定量、消耗量O2汲取量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量(3)依据试验条件判定试验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。[特殊提示](1)推断植物体能否正常生长，即推断植物有机物积累量是否大于0。(2)留意所求与已知的物质是否一样，如已知CO2的量，所求为葡萄糖的量，则须要借助反应式进行换算。(3)计算结果还应留意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。命题点1以光合作用与细胞呼吸的关系为载体考查理解实力1．如图是某植物叶肉细胞光合作用与有氧呼吸过程中的物质变更图解，其中①～④表示过程。相关叙述错误的是()A．过程①③④都能合成ATPB．过程①②③④总是同时进行C．过程①③都在生物膜上进行D．过程④产生的[H]还来自水解析：光反应阶段①产生ATP，暗反应阶段②消耗ATP，有氧呼吸③④过程均能产生ATP，A正确；光照条件下，叶肉细胞内光合作用与有氧呼吸①②③④可以同时进行，黑暗时细胞只有③④有氧呼吸进行，B错误；光反应阶段①发生在类囊体薄膜上，有氧呼吸第三阶段③发生在线粒体内膜上，C正确；过程④包括有氧呼吸第一阶段和其次阶段，其中第一阶段产生的[H]来自葡萄糖，其次阶段产生的[H]来自丙酮酸和水，D正确。答案：B2．用同位素标记法探讨光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉，下列结论错误的是()A．有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6B．有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2C．光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OD．光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2解析：有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水，A错误；有氧呼吸的产物H2O(第三阶段生成)中的O全部来自原料中的O2，B正确；光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O(光反应阶段)，C正确；光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2，D正确。答案：A命题点2以光合作用与细胞呼吸的关系为载体考查获得信息和试验分析的实力3．(2024·浙江7月选考)将某植物叶片分别得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是()A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分别得到的叶绿体的光合速率B．若分别的叶绿体中存在肯定比例的破裂叶绿体，测得的光合速率与无破裂叶绿体的相比，光合速率偏大C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相像D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相像解析：植物叶片光合作用消耗的二氧化碳来自空气中的二氧化碳和自身细胞呼吸产生的二氧化碳，测植物叶片的光合速率时，测的是密闭装置内二氧化碳的削减量，不包括细胞呼吸供应的二氧化碳量，所以此数值比植物叶片光合速率的真实值小；叶绿体光合作用消耗的二氧化碳全部来自空气中的二氧化碳，测叶绿体的光合速率时，测的也是密闭装置内二氧化碳的削减量，此数值可代表叶绿体光合速率的真实值，A项正确。叶绿体是光合作用的主要场所，其结构被破坏，会使光合速率降低，故与无破裂叶绿体的光合速率相比，存在破裂叶绿体的光合速率偏小，B项错误。若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，光合速率始终处于较低水平，叶片内蔗糖合成较少，无法达到B点水平，故叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相像，C项错误。当植物处于开花期时，叶片合成的蔗糖大量向花朵运输，若此时人为摘除花朵，叶片合成的蔗糖会在叶片处积累，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相像，D项错误。答案：A4．将某绿色植物放在特定的试验装置中，探讨温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他试验条件都是志向的)，试验以CO2的汲取量与释放量为指标。试验结果如下表所示：下列对该表数据分析正确的是()温度(℃)5101520253035光照下汲取CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50A.昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快C．每天交替进行12小时间照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多D．每天交替进行12小时间照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍解析：表中“光照下汲取CO2”代表的是净光合作用速率，“黑暗中释放CO2”代表的是呼吸作用速率。由表可知，在昼夜不停地光照条件下，只要净光合速率大于0，植物就可以正常生长，所以昼夜不停地光照，在35℃时该植物能生长，A错误；净光合速率越大，植物生长越快，故昼夜不停地光照，在25℃时该植物生长得最快，B错误；一昼夜有机物积累量＝光照下积累的总有机物量－黑暗下消耗的总有机物量，每天光照12小时，黑暗12小时，只需考虑一小时的光照条件下的净光合速率和一小时呼吸速率的差值最大时，则一昼夜的有机物积累量最大，由表格数据可知，在20℃时该植物的有机物积累量最大，C正确；每天光照12小时，30℃时积累的有机物量是(3.50－3.00)×12＝6(mg)，10℃时积累的有机物的量是(1.75－0.75)×12＝12(mg)，即10℃答案：C授课提示：对应学生用书第22页素养提升点1光合作用与细胞呼吸相关的核心术语与长句表达1．(2024·高考全国卷Ⅰ)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。回答下列问题：(1)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)。(2)农田施肥的同时，往往须要适当浇水，此时浇水的缘由是________________(答出1点即可)。(3)农业生产常采纳间作(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。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是_________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m－2·s－112001180560623答案：(1)削减杂草对水分、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(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系汲取(3)A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用2．(2024·高考全国卷Ⅲ，节选)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____________。答案：类囊体膜蓝紫光和红光3．(2024·高考全国卷Ⅰ，节选，改编)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会____________，出现这种变更的主要缘由是___________________________________。答案：降低叶片气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2削减4．(2024·高考全国卷Ⅰ，节选，改编)(1)将某植物放置在密闭小室中，相宜条件下照光培育，培育后发觉该植物的光合速率降低，请说明缘由。(2)若将该植物密闭在无O2、但其他条件相宜的小室中，照光培育一段时间后，发觉植物的有氧呼吸增加，缘由是什么？答案：(1)植物在光下光合作用汲取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。(2)该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。1．(思维辨析类)在鲁宾和卡门的试验中，可以用18O同时标记H2O和CO2吗？为什么？提示：不行以，若同时标记H2O和CO2，则不能区分产物O2中的氧元素是来自H2O还是CO2。2．(缘由说明类)夏季晴天的中午和黄昏光合作用都会减弱，说出其中的缘由。提示：夏季晴天的中午，有些植物会关闭气孔，这干脆限制暗反应；黄昏时间照较弱，干脆限制的是光反应。3．(信息分析类)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。当植物处于光补偿点意味着叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率吗？为什么？提示：不是，植物能进行光合作用的细胞是少数的，大多数的细胞只能进行呼吸作用。只有叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，总体上，植物的光合速率才会等于呼吸速率。素养提升点2基于光合作用与细胞呼吸考查科学思维一、光合作用与细胞呼吸“关键点”的移动1．模型构建2．模型推断据图可知，OA表示呼吸作用释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。变更影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有肯定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变更。详细分析如下表所示：条件变更△BCD面积光(CO2)补偿点光(CO2)饱和点适当提高温度减小右移左移适当增大光照强度(CO2浓度)增加左移右移适当削减光照强度(CO2浓度)减小右移左移植物缺少Mg元素减小右移左移注：适当提高温度是指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的变更均是在饱和点之前。1．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时间合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是()A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移解析：a点表示呼吸速率，b点表示光合速率＝呼吸速率，d点是最大的光合速率。温度由30℃降为25℃，光合速率会上升，呼吸速率会下降，故a点(呼吸速率)会上移；b点会左移，在较小的光照强度下就可以达到光补偿点；因为光合速率增大，故最大光合速率会上升，故d点会上移。答案：C2．在CO2浓度为0.03%和恒温条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图所示。据图分析下列叙述正确的是()A．降低二氧化碳浓度，d点向右上方移动B．若甲、乙生活于同一片小树林中，则平均株高植物乙高于甲C．若温度上升，植物甲曲线a点会向左移动D．b点时，限制两种植物光合作用的主要因素相同解析：若降低二氧化碳浓度，光合速率下降，d点将向左下方移动，A错误；植物乙的光补偿点和光饱和点均大于植物甲，植物乙为阳生植物，平均株高高于植物甲，B正确；由于试验中的温度不肯定是最适温度，所以不能确定温度上升，植物甲曲线a点是否会向左移动，C错误；b点时，植物甲已经达到光饱和点，此时限制光合作用的主要因素可能是温度和二氧化碳浓度，而植物乙没有达到光饱和点，其限制因素是光照强度，D错误。答案：B二、自然环境及密闭容器中光合作用变更曲线的模型构建1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(1)a点：夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放削减。(2)起先进行光合作用的点：b，结束光合作用的点：h。(3)光合速率与呼吸速率相等的点：c、g，有机物积累量最大的点：g。(4)d～e段下降的缘由是气孔部分关闭，CO2汲取削减，f～g段下降的缘由是光照减弱。2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变更(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。(2)图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其缘由是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度削减，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。(3)图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其缘由是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度削减，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。3．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培育。假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同，用CO2测定仪测得了夏季一天中该玻璃罩内CO2的浓度变更状况，绘制成如图所示曲线，下列有关说法正确的是()A．BC段较AB段CO2增加减慢，是因为低温使植物细胞呼吸减弱B．CO2下降从D点起先，说明植物进行光合作用是从D点起先的C．FG段CO2下降不明显，是因为光照减弱，光合作用减弱D．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的汲取量最多，光合作用最强解析：BC段没有光照，不进行光合作用，并且凌晨气温较低，因此较AB段CO2浓度增加缓慢是因为低温使植物呼吸作用减弱，A正确；CO2从D点起先，D点时间合作用等于呼吸作用强度，B错误；FG段CO2下降不明显，是因为光照太强，气孔关闭，CO2供应削减导致光合作用减弱，C错误；H点二氧化碳浓度最低，说明一天中此时积累的有机物最多，此时间合作用速率等于呼吸速率，D错误。答案：A4．如图表示一株生长快速的植物在夏季24h内CO2的汲取量和释放量，光合作用速率和呼吸作用速率用单位时间内CO2的汲取量和CO2的释放量表示(图中A、B、C表示相应图形的面积)。下列表述不合理的是()A．在18：00时和6：00时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等B．假设该植物在24h内呼吸速率不变，最大光合速率为85mg/hC．该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A＋C－BD．中午12：00时左右，与曲线最高点所对应的时间相比，该植物叶绿体内C5的含量下降解析：图中可以看出，在18：00时和6：00时，二氧化碳的汲取量均为0，即呼吸作用产生的二氧化碳刚好被光合作用汲取，此时植物光合作用强度与呼吸作用强度相等，A正确；夜间只进行呼吸作用，其二氧化碳的释放量为10mg/h，该值表示呼吸速率，假设该植物在24h内呼吸速率不变，在图中C区段二氧化碳汲取的最高值为75mg/h，此值为净光合速率，因此此时的真光合作用速率＝净光合速率＋呼吸速率＝75＋10＝85mg/h，B正确；白天光合速率大于呼吸速率，因此A和C区段表示的是白天积累的有机物；而夜间只进行呼吸作用，因此B区段表示夜间消耗的有机物，因此该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A＋C－B，C正确；中午12：00时左右，二氧化碳浓度低，导致二氧化碳的固定削减，而C3的还原仍在发生，因此与曲线最高点所对应的时间相比，C3的含量下降，C5的含量上升，D错误。答案：D素养提升点3测定光合速率的科学方法与科学探究(2024·高考全国卷Ⅱ，节选)通常，对于一个水生生态系统来说，可依据水体中含氧量的变更计算诞生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份干脆测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本试验中C与A的差值表示这段时间内________________________；C与B的差值表示这段时间内________________________；A与B的差值表示这段时间内________________________。解析：依题意可知：甲、乙两瓶中只有生产者，A值表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量；甲瓶O2含量的变更反映的是呼吸作用耗氧量，因此B＝A－呼吸作用耗氧量；乙瓶O2含量变更反映的是净光合作用放氧量，所以C＝A＋光合作用总放氧量－呼吸作用耗氧量。综上分析，本试验中C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用的放氧量；C与B的差值表示这段时间内生产者的光合作用的总放氧量；A与B的差值表示这段时间内生产者的呼吸作用耗氧量。答案：生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量技法提炼1．测定光合速率的常用方法(1)利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率①将植物(甲装置)置于黑暗中肯定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下肯定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。③依据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(2)叶圆片称量法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变更量测定光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。(3)黑白瓶法“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”赐予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种状况，规律如下：规律1：有初始值的状况下，黑瓶中氧气的削减量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的削减量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。规律2：没有初始值的状况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。(4)半叶法将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采纳适当的方法阻挡两部分的物质和能量转移。肯定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，起先时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。(5)红外线CO2传感器由于CO2对红外线有较强的汲取实力，CO2的多少与红外线的降低量之间有肯定的线性关系，因此CO2含量的变更即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变更。(6)“梯度法”探究影响光合作用的因素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。(7)叶圆片上浮法首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理，然后依据不同的试验目的赐予不同的单一变量操作，最终视察并记录叶片上浮所用的平均时间。(8)指示剂测定法利用指示剂在参加细胞代谢的过程中颜色的变更，来推断或测量代谢的过程和方式。2．光合作用与细胞呼吸试验的设计技巧(1)试验设计中必需留意的三点①变量的限制手段，如光照强度的强弱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)进行限制，不同温度可用不同恒温装置限制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调整。②比照原则的应用，不能仅用一套装置通过渐渐变更其条件进行试验，而应当用一系列装置进行相互比照。③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。(2)解答光合作用与细胞呼吸的试验探究题时必需关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”1．(装置图法)利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是()A．从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长B．光照强度为1klx，装置甲中放置植物F叶片进行测定时，液滴向右移动C．光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2D．光照强度为6klx时，装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间长解析：图乙中曲线E所代表的植物的光补偿点和光饱和点均高，因此更适合在较强光照下生长，A错误；将甲装置置于光下，在光照强度为1klx时，植物F的光合作用速率小于呼吸作用速率，氧气含量在削减，因此测定时着色液滴向左移动，B错误；图乙中光照强度为3klx时，相同时间内，E植物光合作用强度＝10＋20＝30，而F植物光合作用强度＝10＋10＝20，因此3klx时E、F两种植物的叶片合成有机物的质量之比为3∶2，C正确；光照强度为6klx时，E植物净光合速率大于F植物，因此装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短，D错误。答案：C2．(叶圆片称量法)某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示试验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上接连取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的试验条件是下午4时后将整个试验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变更对叶片生理活动的影响)()A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3解析：分析题意可知，上午10时到下午4时之间的6个小时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，因此其重量变更表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用量/6＝(y－x)/6；而M处的试验条件是下午4时后将整个试验装置遮光3小时，此时叶片只进行呼吸作用，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。答案：A3．(传感器检测法)在光照恒定、温度最适条件下，某探讨小组用甲图的试验装置测量1小时内密闭容器中CO2的变更量，绘成曲线如乙图所示。下列叙述中，错误的是()A．a～b段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输B．该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50ppmCO2/minC．适当提高温度进行试验，该植物光合作用的光饱和点将下降D．若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中三碳化合物的含量将增加解析：a～b段有光照，绿色植物能进行光合作用，在类囊体膜上进行的光反应消耗ADP产生ATP，在叶绿体基质中进行的暗反应消耗ATP产生ADP，因此叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输，A正确；分析乙图可知：前30分钟平均净光合速率是(1680－180)÷30＝50ppmCO2/min，呼吸速率是(600－180)÷30＝14ppmCO2/min，因此，该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50＋14＝64ppmCO2/min，B错误；该试验是在最适温度条件下进行的，适当提高温度进行试验，该植物的光合速率将下降，该植物光合作用的光饱和点也将下降，C正确；若第10min时突然黑暗，则光反应马上停止，不再有ATP和[H]的生成，导致暗反应中C3的还原受阻，而短时间内CO2和五碳化合物结合形成C3的CO2固定过程仍在进行，所以叶绿体基质中C3的含量将增加，D正确。答案：B4．(黑白瓶法)某同学探讨甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。详细操作如下：取三个相同的透亮玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶中水内氧容量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24小时待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的状况是()A．24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是vmol/瓶B．24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是kmol/瓶C．24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k－v)mol/瓶D．24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k－v)mol/瓶解析：依据题意知，a瓶生物在黑暗条件下仅能进行有氧呼吸，24小时生物进行呼吸消耗的氧气量为(w－v)mol/瓶；b瓶生物在光照条件下，氧气的增加量(k－w)mol/瓶即为瓶内生物24小时进行光合作用和有氧呼吸净积累的氧气量(净光合量)，故24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量＝呼吸消耗的氧气量＋净光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v)mol/瓶，D项正确。答案：D5．(半叶法)某探讨小组采纳“半叶法”对番茄叶的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采纳适当的方法阻挡两部分的物质和能量转移。在相宜光照下照耀6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，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：(1)MA表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6小时后(________________)＋(________________)－呼吸作用有机物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，则M表示_____________________________________________________________________________________________________________________。(3)总光合速率的计算方法是________________________________________________。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出试验设计思路。解析：叶片A部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理，既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。分析题意可知，MB表示6小时后叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－呼吸作用有机物的消耗量，MA表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量，则MB－MA就是光合作用6小时干物质的生成量(B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算总光合速率，即M值除以时间再除以面积。答案：(1)叶片初始质量光合作用有机物的总产量(2)B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量(3)M值除以时间再除以面积，即M/(截取面积×时间)(4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开，一部分马上烘干称重，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，依据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率。6．(梯度法)在测定金鱼藻光合作用中，密闭容器内有肯定浓度的碳酸氢钠溶液，保持温度恒定且相宜，通过变更光源与容器的距离用以变更光照强度(光合强度用金鱼藻放出的气泡数来表示)。表格为不同距离下的9个相同装置5分钟内产生的气泡数。请回答下列问题：光源与容器的距离(cm)101520253035404550气泡数40393022155300(1)从试验结果可以看出，距离为10cm或15cm时，金鱼藻产生气泡的量并无明显变更，故若要增加15cm处产生气泡的数量，可在试验前实行__________________的措施。光源距离为45cm和50cm时气泡数为0是因为________________________________________。(2)光照较长时间后，发觉距离较近的组別产生气泡的速率明显减慢，产生这一现象的缘由是________________________________，干脆影响了光合作用的________，导致________积累，抑制光反应，使得________的产生量削减。(3)如图是金鱼藻在15cm距离下，气泡产生速率与碳酸氢钠溶液浓度的关系，浓度超过25mg·L－1时气泡数反而下降，分析其缘由可能是浓度过高，导致金鱼藻细胞________，影响了金鱼藻的生理活动。解析：(1)因为溶液中CO2量有限，随着光照较长时间的进行，溶液中CO2渐渐削减，导致[H]和ATP消耗削减，从而抑制了光反应，光合作用越来越弱，产生的气泡数渐渐削减，故若要增加15cm处产生气泡的数量，可在试验前适当增加碳酸氢钠溶液浓度。光合作用产生的O2正好供应呼吸作用利用，呼吸作用产生的CO2正好供应光合作用，即植物的净光合作用为0，产生气泡数为0，对应表中光源与容器间的距离为45cm，所以光源距离为45cm和50cm时气泡数为零的缘由是光合作用产生的氧气小于或等于呼吸作用消耗的氧气。(2)当光照较长时间后，由于溶液中CO2量有限，光照较长时间后，溶液中CO2渐渐削减，暗反应减慢，导致[H]和ATP消耗削减，从而抑制了光反应，光合作用越来越弱，从而产生的氧气气泡数渐渐削减。(3)题图中，浓度超过25mg·L－1时，因为外界溶液碳酸氢钠的浓度过高，导致金鱼藻细胞渗透失水过多，影响了金鱼藻的生理活动。答案：(1)适当增加碳酸氢钠溶液浓度光合作用产生的氧气小于或等于呼吸作用消耗的氧气(2)容器中二氧化碳(或碳酸氢钠)渐渐削减暗反应[H]和ATP氧气(3)渗透失水(或“质壁分别”)7．(指示剂测定法)(2024·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。某同学为探讨某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下试验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入肯定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一样的等量水草，另一支不加水草，密闭全部试管。各试管的试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袱起来，并放在距日光灯100cm的地方。若不考虑其他生物因素对试验结果的影响，回答下列问题：(1)本试验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的试验结果是由____________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的试验结果是________(填“牢靠的”或“不行靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，推断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变更，说明在此条件下水草________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)1号试管中没有加水草，50min后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说明无关变量不会引起溶液颜色的变更，2至7号试管的试验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中CO2含量削减了，无关变量对试验结果有影响，则说明2至7号试管的试验结果是不行靠的。(2)2号试管进行了遮光处理，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生CO2，而且与3号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度)相比，2号试管溶液中的CO2含量更多，颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变更，说明在此条件下溶液中CO2含量没有变更，水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等，汲取与释放的CO2量相等。答案：(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不行靠的(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号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，汲取与释放的CO2量相等8．(叶圆片上浮法)探讨人员对处于生长期的A、B两种绿色植物进行试验探究。下图1表示植物A与植物B的净光合速率随CO2浓度变更的试验结果，图2是探究光照强度对植物B光合速率的影响，在获得的植物B的叶圆片中，选取大小、颜色相同的叶圆片若干，放在含有相宜浓度的NaHCO3溶液的烧杯中，检测叶圆片起先上浮的时间。请回答下列问题：(1)图1所示试验的自变量是_________________________________________________。(2)图1所示试验，在其他条件相宜状况下，若将植物B培育在缺镁的环境中，则a点将向________移动。假如将植物A、B种植在同一个密封无色并赐予相宜光照的玻璃容器中，则________(填“植物A”或“植物B”)先停止生长。(3)将10片叶圆片投放于含有相宜浓度的NaHCO3溶液的烧杯中，如图2所示，起先叶圆片沉在烧杯底部，将烧杯置于相宜光照条件下一段时间，发觉叶圆片上浮，上浮的缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)图2探究光照强度对光合作用速率的影响时，通过调整白炽灯与烧杯之间的距离来实现对自变量的限制，是否存在其他变量影响试验结果，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图1试验的自变量是二氧化碳浓度和植物的种类。(2)若将植物B培育在缺镁的环境中，则叶绿素合成不足导致光合速率降低，而呼吸速率基本不变，因此a点将右移；植物A比植物B更能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用，因此若将植物A、B种植在同一个密封无色并赐予相宜光照的玻璃容器中，植物B先死亡。(3)利用注射器抽出细胞间隙的空气，使叶圆片下沉。在相宜浓度的NaHCO3溶液条件下，叶圆片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶圆片细胞间隙中的O2积累，使叶圆片上浮。(4)存在其他变量影响试验结果，因为白炽灯距烧杯的距离不同，输入烧杯的热量也不同，会变更烧杯中溶液的温度，影响酶的活性。答案：(1)CO2浓度和植物种类(2)右植物B(3)叶圆片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶圆片细胞间隙中的O2积累，或叶表面吸附着O2，使叶圆片上浮(4)存在，因为白炽灯距烧杯的距离不同，输入烧杯的热量也不同，会变更烧杯中溶液的温度［专题演练·巩固提高］分册装订便利好用授课提示：对应学生用书第134页1．下列关于高等植物细胞代谢的叙述正确的是()A．弱光条件下，暗反应所需的ATP来源于光反应和细胞呼吸B．叶肉细胞中形成NADH的场全部细胞质基质、线粒体和叶绿体C．光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，且光照越强光合速率越快D．CO2的固定和C3的还原是在叶绿体基质中通过卡尔文循环完成的解析：光合作用中暗反应所需的ATP只来源于光反应，A错误；NADH在细胞呼吸时产生，不在叶绿体中形成，B错误；光反应发生在叶绿体类嚢体薄膜上，在肯定范围内存在光照越强植物光合速率越快的现象，高于光饱和点后光照强度增加，光合速率不再加快，C错误；植物通过卡尔文循环完成暗反应，暗反应包括CO2的固定和C3的还原，D正确。答案：D2．某种呼吸链突变型酵母菌在氧气足够时，丙酮酸不能彻底氧化分解。下列说法正确的是()A．突变型酵母菌呼吸链中断的部位为线粒体，野生型酵母菌在氧气足够时呼吸产物有H2O生成B．突变型酵母菌不能产生[H]和H2O，能产生酒精和少量ATPC．氧气足够时，突变型酵母种群的增殖速率大于野生型D．野生型酵母菌分解C6H12O6时，若CO2产生量∶O2消耗量>4∶3，则有氧呼吸占优势解析：由于某种呼吸链突变型酵母菌在氧气足够时丙酮酸不能彻底氧化分解，说明是有氧呼吸其次和第三阶段受阻，呼吸链中断部位应当是线粒体，野生型在氧气足够时可以产生CO2和H2O，A正确；突变型酵母菌不能产生H2O，但是能产生[H]、酒精和少量ATP，B错误；突变型酵母菌不能进行有氧呼吸，只能在细胞质基质中产生酒精和少量ATP，在氧气足够时繁殖速率低于野生型，C错误；野生型酵母菌分解C6H12O6时，若CO2产生量∶O2消耗量＝4∶3，此时有氧呼吸产生3个单位CO2，消耗有机物1/2单位，无氧呼吸产生1个单位CO2，消耗有机物1/2个单位，两者消耗有机物相等；故CO2产生量∶O2消耗量大于4∶3时，无氧呼吸占优势，D错误。答案：A3．科学家发觉，大多数癌细胞的线粒体缺少嵴，因此即使在有氧状况下，癌细胞也主要依靠无氧呼吸供应能量。下列相关叙述错误的是()A．癌细胞中的乳酸含量比正常细胞中的多B．癌细胞消耗的葡萄糖量比正常细胞的多C．癌细胞的线粒体功能缺陷是由原癌基因突变导致的D．癌细胞的线粒体缺陷主要影响有氧呼吸的第三阶段解析：由分析可知，癌细胞主要靠无氧呼吸供能，因此癌细胞中的乳酸含量比正常细胞中的多，A正确；癌细胞主要依靠无氧呼吸供能，消耗等量的葡萄糖，无氧呼吸产生的能量远远少于有氧呼吸产生的能量，据此可推想癌细胞比正常细胞消耗的葡萄糖多，B正确；据题目信息不能推想出癌细胞的线粒体功能缺陷是由原癌基因突变导致的，C错误；由分析可知，癌细胞的线粒体缺陷主要影响有氧呼吸的第三阶段，D正确。答案：C4．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变更的影响。下列有关叙述正确的是()A．番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用2℃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，可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关解析：番茄果实细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质，故产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质；由题图可看出，2℃时，黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15℃时大，即2℃时间照对番茄果实呼吸的抑制作用更强；低温条件下呼吸强度较低，但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高，所以低温、光照条件下更利于番茄果实的储存；低温仅抑制酶的活性，不破坏酶的空间结构。答案：B5．探讨人员利用图示装置测定某植物种子的呼吸速率。下列相关叙述错误的是()A．试管内加入的试剂是NaOH溶液B．为解除其他因素干扰，可另设一装置，除换用煮熟的种子外，其余条件均与图示相同C．红墨水向右移动的距离可代表种子呼吸作用产生的CO2量D．若呼吸作用产生的CO2量小于消耗的O2量，可能是因为种子的脂肪含量较高解析：试管内加入的试剂是NaOH溶液，汲取装置里的CO2，红墨水的移动只与氧气的变更有关，可以测定种子的呼吸速率，A正确；种子表面可能存在微生物，会进行呼吸，为解除其他因素干扰，可另设一装置，除换用煮熟的种子外，其余条件均与图示相同，B正确；红墨水向右移动是汲取O2的结果，产生的CO2(可能来自有氧呼吸也可能来自无氧呼吸)被NaOH溶液汲取，所以向右移动的距离可代表种子呼吸作用汲取的O2量，而不能表示产生的CO2量，C错误；呼吸底物为脂肪时消耗的O2量大于产生的CO2量，D正确。答案：C6．光合作用的发觉是众多科学家不断努力的结果。1937年，英国科学家希尔首次获得了离体叶绿体悬浮液，将此悬浮液(含水，不含CO2)与黄色的高铁(Fe3＋)盐混合，照光后发觉叶绿体有气泡放出、溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)。在遮光下，则没有气泡产生，也没有颜色变更。下列叙述错误的是()A．试验过程中可以检测到糖的生成B．试验表明氧气是叶绿体在光照的条件下产生的C．溶液颜色变更的缘由是叶绿体在光照条件下生成的还原剂将Fe3＋还原为Fe2＋D．与恩格尔曼的水绵试验相比，希尔的试验解除了细胞内其他结构的影响解析：悬浮液中不含CO2，暗反应无法正常进行，糖类无法生成，A错误；试验现象是在照光后发觉叶绿体有气泡放出、在遮光下没有气泡产生，说明氧气的产生肯定要有光照，B正确；试验在光照条件下，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)，说明光反应阶段的产物[H]可以将Fe3＋还原为Fe2＋，C正确；希尔的试验将叶绿体离体，与细胞内其他结构分开，解除了其他结构在光合作用中可能造成的影响，D正确。答案：A7．Rubisco是植物细胞内参加光合作用固定CO2的酶。下表是不同温度对两品种水稻中Rubisco活性(μmol·mg－1·min－1)影响的有关数据。以下叙述错误的是()水稻品种21℃24℃27℃30℃两优1.131.251.030.80丰优1.071.030.950.79A.Rubisco分布在叶绿体基质中，其合成可能受核基因限制B．Rubisco只在植物绿色组织中表达，其催化的反应消耗大量的ATPC．Rubisco在不同品种水稻细胞内活性不同，可能与其分子结构的微小变更有关D．通过表中数据不能确定Rubisco的最适温度解析：Rubisco是催化暗反应的酶，分布在叶绿体基质中，其合成可能受核基因限制，A正确；Rubisco只在植物绿色组织中表达，其催化的反应为C5和CO2结合生成C3，不消耗ATP，B错误；结构确定功能，Rubisco在不同品种水稻细胞内活性不同，可能与其分子结构的微小变更有关，C正确；表中的数据太少，通过表中数据不能确定Rubisco的最适温度，D正确。答案：B8．将叶绿体破坏并离心，得到类囊体悬浮液和叶绿体基质后进行图示处理，一段时间后再向四支试管中加入6­二氯酚靛酚(蓝色染料，简单被还原剂还原成无色)。下列相关说法错误的是()A．只有试管①能产生气泡B．加入6­二氯酚靛酚后只有试管④显蓝色C．试管②中ATP/ADP的比值比试管①低D．①与③比较说明类囊体进行光反应须要在光照条件下解析：气泡是由于光反应产生氧气的原因，在四支试管中，只有试管①能满意光反应的条件：光照＋叶绿体的类囊体膜，A正确；②和④号试管均不含还原剂，显蓝色(①③类囊体本身有绿色，颜色不考虑)，B错误；试管①进行光反应能产生ATP，消耗ADP，试管②中ATP/ADP的比值比试管①低，C正确；①与③的变量在于是否有光照，①能产生气泡而③不能，说明①能进行光合作用而③不能，因此①与③比较说明类囊体进行光反应须要在光照条件下，D正确。答案：B9．纳米银具有广谱长久的抗菌性能而被广泛应用，科研人员利用小球藻进行试验以探究纳米银释放到水环境中可能带来的风险，试验结果如下。下列说法正确的是()A．随纳米银浓度的提高，对小球藻光合作用的促进作用加强B．随纳米银浓度的提高，对小球藻呼吸作用的抑制作用加强C．测量小球藻呼吸作用溶解氧的消耗量应在光照条件下进行D．纳米银中的Ag＋不会通过影响酶而影响小球藻的生命活动解析：光合作用释放氧气，呼吸作用消耗氧气，图中随纳米银浓度的提高，a图中溶氧量下降，说明光合作用放氧量下降，所以对小球藻光合作用有抑制作用，且随浓度上升抑制作用加强；b图溶氧量上升，说明呼吸作用耗氧量下降，所以对小球藻的呼吸作用有抑制作用，且随浓度上升抑制作用加强