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4 光合作用和細(xì)胞呼吸 考向預(yù)測 1.由五年的考頻可以看出本專題在全國卷高考中考查的頻度很高。主要考查的內(nèi)容有光合作用和呼吸作用它們的影響因素、速率變化、物質(zhì)和能量的變化、物質(zhì)檢測、相關(guān)計算、實驗分析。 2．在題型方面，非選擇題和選擇題都有，但非選擇題較為突出；在命題形式方面，多以文字題、圖標(biāo)題的形式呈現(xiàn)。多數(shù)情況下，高考的四道非選擇題有一道出在本專題且常結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行綜合考查，多數(shù)題目通過文字、坐標(biāo)圖或表格給出一定的信息，對學(xué)生的能力要求也較高。 3．2018年的考綱無變化，備考時對光合作用的過程、各類環(huán)境因素對光合作用的影響、細(xì)胞呼吸的類型和過程要作為重點復(fù)習(xí)，還要重視光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合，重視光合作用和細(xì)胞呼吸知識與生產(chǎn)實際的聯(lián)系。 考點1　光合作用與細(xì)胞呼吸的過程及內(nèi)在關(guān)系 1．光合作用和細(xì)胞呼吸的過程圖解 例1.如圖表示在不同溫度下，測定某植物葉片重量變化情況(均考慮為有機(jī)物的重量變化)的操作流程及結(jié)果。據(jù)圖分析回答問題： (1)由圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為_____，總光合速率可表示為________________。 (2)恒定在上述_______℃溫度下，維持10小時光照，10小時黑暗，該植物葉片增重最多，增重了_____mg。 【解題思路】(1)從圖中分析可知，無光處理1 h葉片重量減少的量表示呼吸作用消耗的有機(jī)物的量，該植物的呼吸速率可表示為X mg/h，光照處理1 h重量增加的量表示凈光合作用積累的有機(jī)物的量，即X＋Y代表凈光合速率、Y＋2X代表實際光合速率。(2)在如圖所示實驗中，要使植物葉片增重最多，則凈光合速率－呼吸速率的差值最大，而X代表呼吸速率，Y＋X代表凈光合速率，則要求Y最大時，即溫度14℃。若只是持續(xù)給予10小時光照，則該溫度下，每小時的凈光合速率：Y＋X＝3＋2＝5mg，因此該植物葉片增重510－210＝30 mg。 【答案】（1）X Y＋2X （2）14 30 與光合作用和細(xì)胞呼吸相關(guān)的計算技巧 (1) 光合作用與細(xì)胞呼吸各量關(guān)系的分析方法 ①光合作用所需CO2的來源有兩個：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的，從周圍空氣中吸收的(若是沉水植物，則是從周圍的水中吸收的)。 ②光合作用釋放O2的去向有兩個：細(xì)胞呼吸、釋放到周圍的空氣中(當(dāng)光合速率大于呼吸速率時)。 ③光合作用制造(等同生產(chǎn)、合成)的葡萄糖的去向有兩個：細(xì)胞呼吸消耗、積累(當(dāng)光合速率大于呼吸速率時)。 ④在光照下光合作用與呼吸作用同時進(jìn)行時，光合作用實際產(chǎn)氧量＝實測的氧氣釋放量＋呼吸作用耗氧量；光合作用實際二氧化碳消耗量＝實測的二氧化碳吸收量＋呼吸作用二氧化碳釋放量；光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量＝光合作用實際生產(chǎn)葡萄糖的量－呼吸作用消耗葡萄糖的量。 (2)看懂?dāng)?shù)據(jù)及其相互關(guān)系是解題的關(guān)鍵 ①文字?jǐn)⑹鍪剑豪靡欢挝淖种苯咏o出有關(guān)數(shù)據(jù)； ②表格式：在表格中給出相關(guān)數(shù)據(jù)； ③坐標(biāo)曲線式(有時加有方格，是為了準(zhǔn)確識別有關(guān)數(shù)據(jù)，1個方格代表一定的變化量)，利用坐標(biāo)系中的曲線所表示的數(shù)值來代表CO2、O2的吸收或釋放的量。 2．光合作用和細(xì)胞呼吸中物質(zhì)和能量的變化關(guān)系 例2.如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)過一系列的變化形成糖類 C.被還原的C3在有關(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，短時間內(nèi)C5含量會升高 【解題思路】CO2的固定指的是C5與CO2在酶的作用下結(jié)合形成C3的過程，該過程不消耗ATP，A錯誤；CO2比較穩(wěn)定，只有與C5結(jié)合形成C3后，才能被[H]還原，B錯誤；被[H]還原的C3在相關(guān)酶的作用下，有的轉(zhuǎn)化成糖類等有機(jī)物，有的重新轉(zhuǎn)化成C5，C正確；光照強(qiáng)度減弱時，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，致使C3的還原速率減慢，進(jìn)而導(dǎo)致C5的來源減少，而短時間內(nèi)CO2與C5結(jié)合形成C3的速率不變，即短時間內(nèi)C5的含量會下降，D錯誤。 【答案】C 物質(zhì)含量變化分析策略 (1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個方向綜合分析。 示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時C3的含量變化 (2)特別提醒：①各物質(zhì)含量變化是短時間的；②記住C5、[H]、ATP含量變化一致，且都與C3含量變化相反。 考點2　光合作用與細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用 3．解讀凈光合速率和真光合速率 (1)光合速率與呼吸速率的常用表示方法 (2)光合作用和細(xì)胞呼吸綜合曲線解讀 ①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進(jìn)行呼吸作用，測得的數(shù)值為呼吸速率(A點)。 ②綠色組織在有光條件下，光合作用與呼吸作用同時進(jìn)行，測得的數(shù)值為凈光合速率。 ③總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 ④關(guān)系圖解分析 A點：只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用，凈光合量小于0，如圖甲所示。 AB段：真正光合速率小于呼吸速率，凈光合量小于0，如圖乙所示。 B點：真正光合速率等于呼吸速率，凈光合量等于0，如圖丙所示。 B點以后：真正光合速率大于呼吸速率，凈光合量大于0，如圖丁所示。 4．透析一晝夜中植物代謝強(qiáng)度變化的3個曲線 (1)圖甲中BC段變化原因：由于溫度下降，呼吸酶活性降低，CO2釋放量有所下降，相當(dāng)于圖乙中的ab段。 (2)圖甲中CD段，光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，相當(dāng)于圖乙中的cd段。光合作用開始的點為圖甲中為C點，圖乙中為c點。 (3)圖甲中DF段，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，拐點D表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，相當(dāng)于圖乙中d點，圖丙中n點。 (4)圖甲中FG段曲線下降趨勢變緩的原因：正午時分，由于部分氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入細(xì)胞減少。GH段罩內(nèi)CO2濃度繼續(xù)下降，說明光合作用強(qiáng)度仍大于呼吸作用強(qiáng)度；18時，罩內(nèi)CO2濃度最低，此時植物體內(nèi)積累的有機(jī)物最多，罩內(nèi)O2濃度最高。拐點H表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，相當(dāng)于圖乙中h點，圖丙中m點。圖乙中ef段與gh段都是下降趨勢，但原因不同：ef段氣孔部分關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足；gh段光照強(qiáng)度逐漸減弱。 (5)圖甲中18時后，光線越來越弱，罩內(nèi)CO2濃度開始增加，說明呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度；判斷一晝夜植物體內(nèi)有機(jī)物積累的依據(jù)是I點時二氧化碳濃度低于A點。圖丙中一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B。 例3. 某科研小組為研究溫度變化對某栽培植物生長的影響，在光照、CO2濃度及其他外界條件適宜且恒定的條件下，測得植物葉肉細(xì)胞凈光合速率及在黑暗條件下呼吸速率的相對值如下表；在不同溫度下該植物葉肉細(xì)胞間的CO2濃度相對值如圖所示。請分析回答： (1)表中數(shù)據(jù)表明：該植物在溫度為_____℃，光合產(chǎn)物的積累最快；溫度對葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的影響不完全相同，其原因是_____________________________________。 (2)在40℃條件下，該植物葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度應(yīng)處在圖中的_____點，判斷依據(jù)是___________________________________________________________。圖中d點時，葉肉細(xì)胞所處的溫度是_____℃(填表中溫度)。 (3)每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，該植物能長期正常生長的溫度為___________(填表中溫度)。理由是_____________________________________________。 【解題思路】　(1)凈光合速率最大時，光合產(chǎn)物的積累最快，此時對應(yīng)的溫度是表中的30℃。表中數(shù)據(jù)顯示：40℃時呼吸速率的相對值最大，說明呼吸酶的最適溫度是40℃左右；實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，分析表中各溫度下的數(shù)據(jù)可知，30℃時，實際光合速率為5＋3.5＝8.5，高于其他溫度，說明光合酶的最適溫度是30℃左右，綜上所述，光合酶和呼吸酶的最適溫度不同，所以溫度對葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的影響不完全相同。(2)在40℃條件下，凈光合速率相對值為零，說明此時光合作用速率等于呼吸作用速率，葉肉細(xì)胞無CO2的吸收和釋放，所以該植物葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度應(yīng)處在圖中的c點。圖中d點時，胞間CO2的相對值最高，說明凈光合速率的相對值最小，所以葉肉細(xì)胞所處的溫度是45℃。(3)只有一晝夜有機(jī)物積累，植物才能正常生長。若每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，則該植物有機(jī)物積累量＝凈光合速率12－呼吸速率12＝(凈光合速率－呼吸速率)12，據(jù)此分析表中數(shù)據(jù)可知：在25℃和30℃時，24 h內(nèi)有機(jī)物積累量均大于零，該植物能長期正常生長。 【答案】（1）30 光合成酶和呼吸酶的最適溫度不同 （2）c 因40℃條件下光合作用速率等于呼吸作用速率，葉肉細(xì)胞無CO2的吸收和釋放45 （3）25℃和30℃ 24 h內(nèi)有機(jī)物的積累量大于零 光合作用和呼吸作用曲線圖像題解題方法技巧 解答與呼吸作用、光合作用相關(guān)的圖解信息題應(yīng)特別關(guān)注如下信息： (1)快速確認(rèn)曲線圖中“總光合速率”與“凈光合速率”：若光照強(qiáng)度為“0”時，CO2吸收量(或光合速率)從“0”開始，則描述指標(biāo)為“總光合速率”，若CO2吸收量從負(fù)值開始，則描述指標(biāo)應(yīng)為凈光合速率。 （2）光照強(qiáng)度為“0”意味著光合作用不能進(jìn)行，此時氣體變化量全由細(xì)胞呼吸引起，可作為呼吸強(qiáng)度指標(biāo)。 （3）光照下吸收CO2量應(yīng)為凈光合量。 （4）光照培養(yǎng)階段，密閉裝置中CO2濃度變化量應(yīng)為光合作用消耗與呼吸作用釋放間的“差值”，切不可僅答成“光合作用消耗”導(dǎo)致裝置中CO2濃度下降。 （5）答題時務(wù)必關(guān)注題干信息中諸如“恒溫”“最適溫度”等關(guān)鍵信息。 考點3　光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)實驗 5．色素提取、分離 6．注意事項及原因分析 7．提供無氧環(huán)境的實驗裝置 (1)圖1用水隔絕空氣。 (2)圖2用石蠟或油膜密封玻璃容器，隔絕液體與空氣。 8．與CO2相對含量有關(guān)的實驗裝置 (1)圖3容器內(nèi)的碳酸氫鈉可放出CO2，保持容器內(nèi)CO2濃度相對恒定，使容器內(nèi)的植物能夠長時間進(jìn)行光合作用。 (2)圖4在容器中加入NaOH溶液，可以除去容器中的CO2，減弱容器中植物的光合作用，或降低容器內(nèi)的壓力，引起玻璃管中液滴的移動。 (3)圖5中NaOH可以除去空氣中的CO2，澄清的石灰水能夠檢驗氣體中是否存在CO2。 9．測定呼吸速率和光合速率 (1)在黑暗條件下植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，因此此時測得的氧氣吸收量(即空氣中O2的減少量)或二氧化碳釋放量(即空氣中CO2的增加量)直接反映呼吸速率。 (2)在光照條件下，植物同時進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此此時測得的值并不能反映植物的實際光合速率，而反映表觀光合速率或稱凈光合速率，它們之間的關(guān)系為：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 (3)呼吸速率和表觀光合速率的測定方法 (4)物理誤差的校正 為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進(jìn)行校正。 例4.如圖是某生物興趣小組將單細(xì)胞綠藻置于密閉容器內(nèi)，探究溫度對綠藻代謝影響的實驗示意圖。實驗中可以根據(jù)毛細(xì)管中紅色液滴的移動，讀出容器內(nèi)氧氣體積的改變量。實驗測得不同溫度下的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中。(說明：培養(yǎng)液中加有緩沖物質(zhì)，不考慮pH的變化) 溫度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 40 適宜光照mL/h 0 ＋4 ＋11 ＋18 ＋26 ＋22 ＋13 ＋9 黑暗mL/h －2 －4 －7 －11 －16 －23 －28 －21 回答下列問題： (1)溫度主要通過影響而影響光合作用和呼吸作用強(qiáng)度。 (2)5℃適宜光照時綠藻細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是。適宜光照下，10℃時綠藻能否正常生長？________(填“能”或“不能”)。30℃時的光合作用強(qiáng)度是15℃時的________倍。 (3)為了排除環(huán)境因素對實驗的干擾，上述實驗中還應(yīng)該，以校正實驗誤差，使實驗數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。 (4)某同學(xué)為探究CO2濃度對綠藻光合作用的影響，向裝置中添加適量較高濃度的NaHCO3。在短時間內(nèi)，這將導(dǎo)致綠藻葉綠體中的C5的含量________(填“升高”“不變”或“降低”)。但該同學(xué)通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)容器內(nèi)NaHCO3溶液的濃度超過5%時，綠藻的光合作用速率急劇下降，最可能的原因是。 (5)另一位同學(xué)以綠藻為材料，進(jìn)行色素的提取和分離，并在濾紙條上得到了四條色素帶，按照從上至下的順序，第三條色素帶應(yīng)該是________。 【解題思路】(1)溫度對光合作用和呼吸作用的影響主要是通過對酶活性的影響來實現(xiàn)的。(2)5℃適宜光照時凈光合速率為0，說明綠藻能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行呼吸作用，所以綠藻細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體和葉綠體。在適宜光照下10 ℃時綠藻的凈光合作用速率大于0，所以能正常生長。30℃時的光合作用強(qiáng)度是15℃時的光合作用強(qiáng)度的2.5倍(45/18＝2.5)。(3)要排除環(huán)境因素的影響還應(yīng)增設(shè)一組空白對照組，即放置滅活的植物，其余條件都和實驗組相同。(4)NaHCO3溶液可以提供二氧化碳，增加二氧化碳濃度后因為CO2會消耗C5形成C3，所以綠藻葉綠體中C5的含量會降低。但NaHCO3溶液濃度不能過高，否則會導(dǎo)致綠藻細(xì)胞失水較多嚴(yán)重影響新陳代謝甚至死亡。(5)以綠藻為材料，進(jìn)行色素的提取和分離，濾紙條上四條色素帶從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，第三條色素帶是葉綠素a。 【答案】(1)酶的活性 (2)線粒體和葉綠體　能　2.5 (3)增設(shè)一組(空白)對照實驗(其他合理答案也可) (4)降低　培養(yǎng)液濃度過高，導(dǎo)致綠藻細(xì)胞失水死亡(其他合理答案也可) (5)葉綠素a 光合作用和呼吸作用相關(guān)實驗題的應(yīng)答策略 光合作用和呼吸作用實驗應(yīng)依照如下步驟進(jìn)行： 第一步，閱讀題干，明確實驗?zāi)康模? 第二步，理解裝置圖(注意光合速率與呼吸速率裝置圖的異同)，明確實驗原理(結(jié)合光合作用和呼吸作用的過程及影響因素)； 第三步，結(jié)合試題要求分析確定答案； 第四步，若試題的結(jié)果分析中要求繪制曲線或表格，要注意掌握相應(yīng)的方法，如對于曲線，不要忘記橫、縱坐標(biāo)的含義(有時還要注意單位)，而對于表格，則不要忘記名稱、行和列的含義等。  1.（2018海南卷）高等植物細(xì)胞中，下列過程只發(fā)生在生物膜上的是（　?。? A. 光合作用中的光反應(yīng)B. 光合作用中CO2的固定 C. 葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸 D. 以DNA為模板合成RNA 2．（2018北京卷)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中（　?。? A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化 C．不需要光合色素參與 D．會產(chǎn)生氧氣 3．（2018全國卷III)下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述，錯誤的是（　?。? A．植物在黑暗中可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無氧呼吸 B．食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失 C．有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸 D．植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP 4．（2018天津卷）為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100mL錐形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培養(yǎng)液，密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中O2和CO2相對含量變化見下圖。有關(guān)分析錯誤的是（　?。? A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降 B．t3時，培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時快 C．若降低10℃培養(yǎng)，O2相對含量達(dá)到穩(wěn)定所需時間會縮短 D．實驗后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色 5．（2018江蘇卷）如圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是（　?。? A．橫坐標(biāo)是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 B．橫坐標(biāo)是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 C．橫坐標(biāo)是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 D．橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 6．（2018全國卷I)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示。 回答下列問題： （1）當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是____________。 （2）甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是_________，判斷的依據(jù)是______________________。 （3）甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是______。 （4）某植物夏日晴天中午12：00時葉片的光合速率明顯下降,其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的_________ （填“O2”或“CO2”）不足。 1．（2018屆山東省濰坊市高三下學(xué)期一模）下列關(guān)于光合作用的敘述，錯誤的是（　?。? A．魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法證明了光合作用釋放的氧氣來自水 B．一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光 C．在暗反應(yīng)階段，C3可被[H]還原為C5和糖類 D．溫度的變化不會影響光合作用的光反應(yīng)階段 2．（2018屆海南省瓊海市高考模擬）下圖中的a、b、c為植物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是（　　） A．b、d過程都有熱能的釋放 B．b、d過程在人體細(xì)胞中也可進(jìn)行 C．a(chǎn)、c、d過程都是在生物膜上進(jìn)行的 D．在光照充足等適宜條件下，a強(qiáng)于b，c強(qiáng)于d 3．（2019屆江西省吉安市高三上學(xué)期五校聯(lián)考）下圖為植物細(xì)胞代謝的部分過程簡圖，①?⑦為相關(guān)生理過程。下列敘述錯誤的是（　　） A．若植物缺Mg，則首先會受到顯著影響的是③ B．②的進(jìn)行與⑤⑥密切相關(guān) C．圖中能產(chǎn)生[H]和ATP的過程有③⑤⑥⑦ D．葉肉細(xì)胞③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的吸收量，則該細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的總量將減少 4．（2018屆山西省晉中市平遙縣高三質(zhì)檢）下圖是馬鈴薯塊莖（其無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸）在氣溫多變的一天內(nèi)氣體變化情況，其中正確的是（　?。? A．曲線ab段下降的原因是O2抑制了無氧呼吸 B．b點時馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所可能有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 C．bc段呼吸作用增強(qiáng)的唯一原因是O2量增加 D．a(chǎn)點時馬鈴薯塊莖吸收O2的體積與放出CO2的體積相等 5．（2018屆湖北省八校高三第二次聯(lián)考）某科研人員研究不同遮光處理對白樺光合作用生理特性的影響結(jié)果如圖。 （1）葉片中葉綠素含量是維持植物正常光合作用的主要指標(biāo)，葉綠素主要存在于白樺葉片的___________ (具體部位)，通過研究圖中的結(jié)果發(fā)現(xiàn)白樺葉綠素含量隨___________而增加，提高了白樺在弱光環(huán)境下的捕光能力。研究發(fā)現(xiàn)植物體內(nèi)的葉綠素處于不斷的合成和分解中。請從該角度去解釋葉綠素含量增加的原因：______________________。 （2）葉綠素b/葉綠素a的比值可作為植物利用弱光能力的判斷指標(biāo)，研究人員發(fā)現(xiàn)遮光處理提高了白樺葉綠素b/葉綠素a的比值。通過高中課本___________實驗可以驗證該結(jié)論。你的實驗證據(jù)是 。 1．（2019屆海南省儋州第一中學(xué)高三上學(xué)期第二次統(tǒng)測）下列有關(guān)色素的敘述，正確的是（　?。? A．葉綠素a和葉綠素b分布于葉綠體基質(zhì)中 B．葉綠素比葉黃素更易溶于層析液 C．葉綠體色素主要吸收綠光和藍(lán)紫光 D．葉綠體色素與NADPH和O2的形成有關(guān) 2．（2019屆山東師范大學(xué)附屬中學(xué)高三上學(xué)期第四次模擬）在錐形瓶中加入葡萄糖溶液和活化的酵母菌，密閉瓶口，置于適宜條件下培養(yǎng)，用傳感器分別測定溶解氧和二氧化碳含量，實驗結(jié)果如圖。下列分析正確的是（　?。? A．酵母菌屬于自養(yǎng)兼性厭氧生物 B．100s時，O2的吸收量等于CO2的釋放量 C．200s后，丙酮酸分解主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 D．300s后，抽取培養(yǎng)液與重鉻酸鉀反應(yīng)呈橙色 3．（2019屆山東省濟(jì)南市濟(jì)南外國語學(xué)校高三12月月考）當(dāng)外界因素中光照強(qiáng)度、CO2濃度驟然變化時，短時間內(nèi)葉綠體中很多化合物的含量和生成量都會發(fā)生變化。下表中，正確的描述共有幾項？（　　） 條件 C3含量 C5含量 ATP含量 NADPH含量 O2產(chǎn)生量 (CH2O)合成量 1 停止光照 增加 減少 減少 減少 減少 減少 2 突然光照 減少 增加 增加 增加 增加 增加 3 停止CO2供應(yīng) 減少 增加 增加 增加 增加 增加 4 增加CO2供應(yīng) 增加 減少 減少 減少 減少 減少 A．0 B．2 C．3 D．4 4．（2019屆江西省九江市十校高三上學(xué)期第一次聯(lián)考）如圖所示，表示植物光合速率隨光照強(qiáng)度改變的變化曲線，請分析選出不正確的一項（　?。? A．若適當(dāng)提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補償點B應(yīng)相應(yīng)的向右移動 B．若增加二氧化碳濃度，B點左移，C點左移，D點向右上方移動。 C．D點時，ATP的移動方向從類囊體薄膜方向葉綠體基質(zhì)移動 D．若圖上為陽生植物，則換為陰生植物，B點和D點均要向左移動 5．（2019屆江蘇省無錫市普通高中高三上學(xué)期期中調(diào)研考試）為研究草甘膦（一種除草劑）對入侵植物加拿大一枝黃花的防治效果以及對本土植物白茅的影響，某研究團(tuán)隊進(jìn)行了相關(guān)實驗，結(jié)果如下。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是（　?。? A．0.6m1/L的草甘膦對不同植物凈光合速率的影響程度不同 B．實驗中P組白茅凈光合速率為0，此時植株不進(jìn)行光合作用 C．實驗中受草甘膦影響較小的一組是單種的加拿大一枝黃花 D．據(jù)實驗結(jié)果推測，草甘膦可能會增加這兩種植物的光飽和點 6．（2019屆山東省博興縣第一中學(xué)高三上學(xué)期第三次月考）圖甲是個完全透光的密閉小室，內(nèi)有利用完全培養(yǎng)液培育的大豆幼苗和一個裝有飽和NaHCO3溶液的燒杯。將該小室置于自然環(huán)境中，圖乙是晴朗夏季的一晝夜，該小室內(nèi)CO2增加或減少速率的變化曲線。請回答下列相關(guān)問題： （1）圖甲中飽和NaHCO3溶液的作用是___________________。 （2）圖乙中，a點之前，大豆幼苗葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所有____________； （3）圖乙中，導(dǎo)致cd段小室內(nèi)氧氣增加速率下降的原因主要是 ； （4）當(dāng)____________（寫出含有S1、S2、S3的表達(dá)式）時，反映該小室一晝夜大豆幼苗的有機(jī)物總量是增加的。  參考答案 1.【解題思路】光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行水的光解，A正確；光合作用中CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，B錯誤；葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，C錯誤；以DNA為模板合成RNA主要發(fā)生在細(xì)胞核中，D錯誤。 【答案】A 2.【解題思路】光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體上，有光時，產(chǎn)生氧氣、NADPH和ATP，A錯誤；DCIP照光后由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色，是因為DCIP被[H]還原成無色，B錯誤；光合作用光反應(yīng)階段需要光合色素吸收光能，C錯誤；光合作用光反應(yīng)階段會產(chǎn)生氧氣，D正確。 【答案】D 3.【解題思路】植物在黑暗中有氧時可進(jìn)行有氧呼吸，無氧時可進(jìn)行無氧呼吸，A正確；食物鏈上的營養(yǎng)級同化的能量有三個去向：呼吸散失、傳遞給下一個營養(yǎng)級（除了最高營養(yǎng)級）和被分解者分解利用，B正確；有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是CO2和H2O、CO2和酒精，某些組織或器官是乳酸，C錯誤；植物光合作用的光反應(yīng)階段和呼吸作用過程中都可以合成ATP，D正確。 【答案】C 4.【解題思路】在t1~t2時刻，單位時間內(nèi)氧氣的減少速率越來越慢，說明酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降，A正確；t3時刻，培養(yǎng)液中氧氣的含量不再發(fā)生變化，說明酵母菌基本不再進(jìn)行有氧呼吸，此時主要進(jìn)行無氧呼吸，t1和t3產(chǎn)生CO2的速率相同，所以單位時間內(nèi)產(chǎn)生相同量的CO2，所以單位時間內(nèi)無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3時，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1時快，B正確；圖示所給溫度是最適溫度，此時酶的活性最高，反應(yīng)速率最快，因此若降低溫度，氧氣相對含量達(dá)到穩(wěn)定時所需要的時間會變長，C錯誤；據(jù)圖可知，酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸，無氧呼吸過程會產(chǎn)生酒精，酒精與酸性重鉻酸鉀溶液反應(yīng)后變成灰綠色，D正確。 【答案】C 5.【解題思路】若橫坐標(biāo)是CO2濃度，縱坐標(biāo)表示凈光合速率，則根據(jù)題中信息無法判斷出較高溫度下和較低溫度下呼吸速率的大小，同理，也無法判斷出較低和較高溫度下光合速率的大小，所以無法判斷甲和乙的關(guān)系，A錯誤；若橫坐標(biāo)是溫度，則隨著溫度的升高光合速率與呼吸速率都會表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，B錯誤；若橫坐標(biāo)是光波長，則凈光合曲線的變化趨勢為先升高后降低，與圖中甲乙曲線變化不符，C錯誤；若橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，較高濃度的二氧化碳有利于光合作用的進(jìn)行，因此甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度，D正確。 【答案】D 6.【解題思路】（1）由圖分析可知，當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時，相同光照強(qiáng)度下，甲植物的凈光合速率大于乙，有機(jī)物的積累較多，對光能的利用率較高。（2）甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度相對較弱，光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，因此種植密度過大，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。（3）從圖中可以看出，乙植物的光飽點以及光補償點都比甲植物低，適合在光照強(qiáng)度相對更弱的環(huán)境中生長，林下的光照強(qiáng)度更低，因此更適合在林下種植的是植物乙。（4）夏日晴天中午12：00時，植物為了減少蒸騰作用對水分的散失，葉片上的部分氣孔會關(guān)閉，導(dǎo)致細(xì)胞間的二氧化碳的含量下降，從而引起光合速率下降。 【答案】（1）甲 （2）甲光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大 （3）乙 （4）CO2 1.【解題思路】魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法標(biāo)記水中的氧和二氧化碳中的氧，證明了光合作用釋放的氧氣來自水，A正確。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，B正確。根據(jù)光合作用過程，在暗反應(yīng)階段，C3可被[H]還原為C5和糖類，C正確。光合作用的光反應(yīng)階段需要酶的參與，溫度會通過影響酶的活性，從而影響光合作用的光反應(yīng)階段，D錯誤。 【答案】D 2.【解題思路】據(jù)圖分析可知，b是有氧呼吸的第一、二階段，d是有氧呼吸的第三階段，這三個階段都有熱能釋放，A正確；人體內(nèi)可以進(jìn)行呼吸作用，b、d屬于有氧呼吸，B正確；在生物膜上發(fā)生的生理過程是c光反應(yīng)（場所是葉綠體的類囊體膜上）和d有氧呼吸的第三階段（線粒體內(nèi)膜）；a暗反應(yīng)過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，b有氧呼吸的第一、第二階段場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，C錯誤；在光照充足，條件適宜的情況下，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，所以a強(qiáng)于b，c強(qiáng)于d，D正確。 【答案】C 3.【解題思路】Mg是合成葉綠素的必要成分，若植物缺Mg，葉綠素的合成受到影響，首先會影響③光反應(yīng)過程，A正確；②細(xì)胞對礦質(zhì)元素吸收是主動運輸過程，需要消耗能量，⑤⑥是細(xì)胞有氧呼吸過程，產(chǎn)生大量能量，因此②的進(jìn)行與⑤⑥密切相關(guān)，B正確；⑦是丙酮酸與[H]反應(yīng)生成酒精和CO2，產(chǎn)物無[H]，C錯誤，葉肉細(xì)胞既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行光合作用，若光反應(yīng)過程O2的釋放量小于⑥有氧呼吸過程O2的吸收量，則光合作用強(qiáng)度小于有氧呼吸強(qiáng)度，植物體內(nèi)有機(jī)物的量將減少，D正確。 【答案】C 4.【解題思路】曲線ab段下降與無氧呼吸無直接關(guān)系，可能是氣溫降低抑制了有氧呼吸，A錯誤；馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體，B錯誤；bc段呼吸作用增強(qiáng)的原因還可能是氣溫升高，C錯誤；因為馬鈴薯塊莖無氧呼吸無CO2生成，CO2都來自于有氧呼吸，根據(jù)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O，所以a點吸收O2和放出CO2的體積相等，D正確。 【答案】D 5.【解題思路】（1）葉綠素主要存在于白樺葉片的葉綠體類囊體薄膜上。葉綠素具有捕獲光能的作用，圖示橫軸表示不同遮光處理，縱軸表示葉綠素含量，從圖中分析可知，隨著遮光程度的增加，白樺葉綠素含量逐漸增加，這說明隨著光照強(qiáng)度的減弱，葉綠素能提高白樺在弱光環(huán)境下的捕光能力。植物體內(nèi)的葉綠素處于不斷的合成和分解中，這說明植物體內(nèi)的葉綠素含量是其合成量與分解量的差值，因此葉綠素含量增加的原因是葉綠素的合成量變化不大，分解量減少（或葉綠素的合成量增加，分解量變化不大）（或者葉綠素的合成量增加，分解量減少）。（2）通過高中課本色素的提取和分離實驗，通過觀察比較濾紙條上藍(lán)綠色條帶（葉綠素a）和黃綠色條帶（葉綠素b）的寬度來可確定葉綠素a和葉綠素b的含量，從而確定遮光處理是否提高了葉綠素b/a比值。遮光處理提高了白樺葉綠素b/a比值，這說明遮光組濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍(lán)綠色的色素帶寬度的比值大于非遮光組。 【答案】（1）葉綠體類囊體薄膜遮光程度的增加葉綠素的合成量變化不大，分解量減少 （2）色素的提取和分離遮光組濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍(lán)綠色的色素帶寬度的比值大于非遮光組 1.【解題思路】葉綠素a和葉綠素b分布于葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；葉綠素和葉黃素都易溶于有機(jī)溶劑（層析液），只是葉黃素的溶解度更大，B錯誤；葉綠體色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，C錯誤；少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a吸收光能，將光能→電能→活躍的化學(xué)能，儲存在ATP和NADPH中，同時將水光解生成氧氣和[H]，因此葉綠體色素與NADPH和O2的形成有關(guān)，D正確。 【答案】D 2.【解題思路】酵母菌既能有氧呼吸，又能無氧呼吸，屬于異養(yǎng)兼性厭氧型微生物，A錯誤；據(jù)圖分析可知，100s時O2的溶解量為1個單位，而CO2的溶解量為10個單位，B錯誤；從圖中曲線可知，200s后密閉容器中O2的含量基本不再減少，而產(chǎn)生的CO2含量還在上升，說明酵母菌主要進(jìn)行無氧呼吸，而無氧呼吸第二階段丙酮酸的分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；300s時，酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，而酒精與重鉻酸鉀反應(yīng)呈灰綠色，D錯誤。 【答案】C 3.【解題思路】光照停止時，光反應(yīng)立即停止，首先導(dǎo)致[H]、ATP生成量減少，同時O2產(chǎn)生量減少，這將抑制暗反應(yīng)中C3的還原，從而導(dǎo)致C3增加，C5減少，(CH2O)合成量減少，1正確；光照增強(qiáng)時，首先導(dǎo)致光反應(yīng)過程中的，[H]、ATP增加，同時O2產(chǎn)生量增加，進(jìn)而促進(jìn)暗反應(yīng)過程中C3的還原，因此導(dǎo)致C3減少，C5增加，(CH2O)合成量增加，2正確； CO2供應(yīng)停止，這將抑制暗反應(yīng)中CO2固定，因此首先使C3減少，而C5增加；同時由于C3減少C3還原時消耗[H]和ATP減少，因此[H]、ATP增多，(CH2O)合成量減少，3錯誤； CO2供應(yīng)增加，這將促進(jìn)暗反應(yīng)中CO2固定，因此首先使C3增加，而C5減少；同時由于C3增加導(dǎo)致C3還原時消耗[H]和ATP增多，因此[H]、ATP減少，(CH2O)合成量增多，4錯誤。 【答案】B 4.【解題思路】根據(jù)以上分析已知，B點是植物的光補償點，此時光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等。若適當(dāng)提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補償點B應(yīng)相應(yīng)的向右移動，A正確；若增加二氧化碳濃度，則光合作用強(qiáng)度增加，因此B點左移，C點右移，D點向右上方移動，B錯誤；D點時的光合作用強(qiáng)度最大，其光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP從葉綠體類囊體薄膜移向葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)過程中三碳化合物的還原，C正確；若圖上為陽生植物，則換為陰生植物，B點和D點均要向左移動，D正確。 【答案】B 5.【解題思路】柱形圖顯示：無論是單種還是混種，施以0.6m1/L的草甘膦后，拿大一枝黃花與白茅的凈光合速率均不同，說明0.6m1/L的草甘膦對不同植物凈光合速率的影響程度不同，A正確；實驗中P組白茅凈光合速率為0，此時植株的實際光合作用與呼吸速率相等，B錯誤；與施以草甘膦濃度為零的對照組相比，施以不同濃度的草甘膦后，混種的加拿大一枝黃花的凈光合速率的下降幅度最小，說明實驗中受草甘膦影響較小的一組是混種的加拿大一枝黃花，C錯誤；據(jù)實驗結(jié)果推測，施以不同濃度的草甘膦后，其凈光合速率均有不同程度的下降，說明草甘膦可能會降低這兩種植物的光飽和點，D錯誤。 【答案】A 6.【解題思路】（1）飽和NaHCO3溶液既可以吸收二氧化碳，也可以釋放二氧化碳，具有維持密閉空間中二氧化碳濃度的作用。（2）由圖乙可知，早上a點前植物只進(jìn)行呼吸作用，細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。（3）由圖乙知，cd段為“光合午休”現(xiàn)象，正午陽光強(qiáng)烈，葉面溫度過高，蒸騰作用強(qiáng)烈，植物為保護(hù)自身葉片不被灼傷，關(guān)閉部分氣孔，從而導(dǎo)致吸收的二氧化碳含量下降，抑制了暗反應(yīng)速率，進(jìn)而導(dǎo)致光合速率減小，小室內(nèi)氧氣增加速率下降。（4）若小室內(nèi)一晝夜大豆幼苗的有機(jī)物總量增加，說明一天中光合作用積累的有機(jī)物（S2）大于夜間呼吸作用消耗的有機(jī)物（S1+S3），即S2＞S1+S3。 【答案】（1）為大豆幼苗的光合作用提供CO2 （2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 （3）葉面溫度過高導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，致使葉片吸收的CO2減少，導(dǎo)致光合作用速率減小 （4）S2＞S1+S3