光合作用和细胞呼吸综合题型专训

疑难聚焦，专讲专练疑难聚焦，专讲专练光合作用和细胞呼吸综合题型专训光合作用和细胞呼吸综合题型专训 一、光合一、光合呼吸中呼吸中“CO2与与O2交换交换”的物理模型的物理模型绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的，而细胞呼吸绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的，而细胞呼吸主要在线粒体内进行。两者之间的关系从物质交换的角主要在线粒体内进行。两者之间的关系从物质交换的角度来看，主要涉及的是度来看，主要涉及的是O2和和CO2的去路与来源问题。通的去路与来源问题。通过构建物理模型可以进一步加深对光合作用强度与呼吸过构建物理模型可以进一步加深对光合作用强度与呼吸作用强度之间的内在联系的理解和认识。作用强度之间的内在联系的理解和认识。1模型构建模型构建2模型解读模型解读绿色植物进行光合绿色植物进行光合呼吸过程中，呼吸过程中，O2和和CO2的去路与来的去路与来源：源：(1)叶绿体光合作用产生叶绿体光合作用产生O2的去路：的去路：用于植物呼吸用于植物呼吸作用；作用；释放到周围的环境中。释放到周围的环境中。(2)叶绿体光合作用利用叶绿体光合作用利用CO2的来源：的来源：来自植物自身的呼吸作用；来自植物自身的呼吸作用；从外界环境从外界环境中吸收中吸收(若是水生植物，则从周围的水中吸收若是水生植物，则从周围的水中吸收)。光合作用。光合作用强度与呼吸作用强度间的关系，可参见下表：强度与呼吸作用强度间的关系，可参见下表：光照条件光照条件生理过程生理过程 气体进出图解气体进出图解生物学含义生物学含义无光照无光照(或或黑暗黑暗)和和只进行呼吸作用只进行呼吸作用弱光照弱光照光合作用强度小于呼光合作用强度小于呼吸作用强度吸作用强度较强光照较强光照光合作用强度等于呼光合作用强度等于呼吸作用强度吸作用强度强光照强光照光合作用强度大于呼光合作用强度大于呼吸作用强度吸作用强度二、光合二、光合呼吸中呼吸中“光合速率与光照、温度光合速率与光照、温度”的数学模型的数学模型 更多的曲线参见前面所讲内容！更多的曲线参见前面所讲内容！模型解读模型解读1界定总光合速率、呼吸速率与表观界定总光合速率、呼吸速率与表观(净净)光合速率光合速率(1)呼吸速率呼吸速率概念：是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物概念：是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。的速率。表示方法：单位时间内，释放的表示方法：单位时间内，释放的CO2量或吸收的量或吸收的O2量。量。测定条件：黑暗条件下。测定条件：黑暗条件下。(2)表观表观(净净)光合速率：光照下测定的光合速率：光照下测定的CO2吸收速率吸收速率(或或O2释放速率释放速率)。(3)实际实际(总总)光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式：实际光合速率表观计算公式：实际光合速率表观(净净)光合速率呼吸速率。光合速率呼吸速率。具体可表示为：实际光合速率从外界吸收具体可表示为：实际光合速率从外界吸收CO2的速率呼的速率呼吸释放吸释放CO2的速率，或实际光合速率释放的速率，或实际光合速率释放O2的速率呼吸的速率呼吸消耗消耗O2的速率。的速率。(4)真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法(如下表如下表)真正光真正光合速率合速率O2产生产生(生成生成)速速率或叶绿体释放率或叶绿体释放O2量量CO2固定速率固定速率或叶绿体吸收或叶绿体吸收CO2量量有机物产生有机物产生(制制造、生成造、生成)速率速率净光合净光合速率速率植物或叶片或叶植物或叶片或叶肉细胞肉细胞O2释放速释放速率率植物或叶片或植物或叶片或叶肉细胞叶肉细胞CO2吸收速率吸收速率有机物积累速有机物积累速率率呼吸呼吸速率速率黑暗中黑暗中O2吸收速吸收速率率黑暗中黑暗中CO2释释放速率放速率有机物消耗速有机物消耗速率率2.光合速率与植物生长的关系光合速率与植物生长的关系(1)当当净净(表观表观)光合速率光合速率0时，植物积累有机物而生长；时，植物积累有机物而生长；(2)净光合速率净光合速率0时，植物不能生长；时，植物不能生长；(3)净光合速率净光合速率N2。(6)农家农家肥即有机肥，分解后可为农作物提供肥即有机肥，分解后可为农作物提供CO2和矿质元素，有利和矿质元素，有利于光合作用的进行。于光合作用的进行。答案答案(1)a(2)a植植物的呼吸速率向右物的呼吸速率向右(3)叶绿体基质叶绿体基质类囊体薄膜类囊体薄膜D(4)低高低高(5)(6)农家肥被微生物农家肥被微生物分解为农作物提供分解为农作物提供CO2；提供矿质元素；促进土壤微生物的；提供矿质元素；促进土壤微生物的活动，提高土壤的通气性，促进植物对矿质元素的吸收活动，提高土壤的通气性，促进植物对矿质元素的吸收(答答出任意两项即可出任意两项即可)【训练训练1】如如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图。以下相关叙述错误的是谢简图。以下相关叙述错误的是()。A细胞细胞处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间释放的处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率量即为呼吸速率B细胞细胞没有与外界发生没有与外界发生O2和和CO2交换，可断定此时光合交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率速率等于呼吸速率C细胞细胞处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为量为n1与与n2的和的和D分析细胞分析细胞可得出，此时的光照强度较弱且可得出，此时的光照强度较弱且n1小于小于m2解析解析细胞细胞中，线粒体利用的中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进细胞外吸收，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，行有氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量的净消耗量(吸收量吸收量)m2与与CO2的净生成量的净生成量n1相等，相等，D错误。错误。答案答案D三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置1表观表观(净净)光合速率的测定方法光合速率的测定方法(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容溶液保证了容器内器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。(3)条件：整个装置必须在光下。条件：整个装置必须在光下。动态分析：当外界条件变化时，动态分析：当外界条件变化时，CO2(光光)补偿点移动规律补偿点移动规律若呼吸速率增加，若呼吸速率增加，CO2(光光)补偿点应右移，反之应左移。补偿点应右移，反之应左移。若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光光)补偿点应右移，反之应左移。补偿点应右移，反之应左移。阴生植物与阳生植物相比，阴生植物与阳生植物相比，CO2(光光)补偿点和饱和点都相补偿点和饱和点都相应向左移动。应向左移动。2细胞呼吸状况的实验测定归纳细胞呼吸状况的实验测定归纳欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水，即用等量与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液，其他所有项目均应一溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与与O2共同决定。共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。组作误差校正之用。结果与分析结果与分析若装置若装置1液滴左移，装置液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸行有氧呼吸(因有氧呼吸产因有氧呼吸产CO2量与耗量与耗O2量相等量相等)。若装置若装置1液滴不动，装置液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸行无氧呼吸(因无氧呼吸只产因无氧呼吸只产CO2，不耗，不耗O2)。若装置若装置1液滴左移，装置液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置装置1与装置与装置2液滴均左移，则呼吸过程中液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。a为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。以便校正。b进行结果与结论的描述时应进行结果与结论的描述时应“先结果后结论先结果后结论”，而不是，而不是“先结论后结果先结论后结果”，如上。，如上。【典例典例2】(2013皖南八校联考皖南八校联考)以以小球藻为材料做下列两组实验，小球藻为材料做下列两组实验，根据实验回答下列问题。根据实验回答下列问题。实验一实验一小小球藻在适宜条件下进行光合作用时，其繁殖球藻在适宜条件下进行光合作用时，其繁殖速度较快。在相同培养液中，以图中的装置速度较快。在相同培养液中，以图中的装置和和(密密封环境封环境)分别培养相同品质和数量的小球藻。将两个装分别培养相同品质和数量的小球藻。将两个装置都放在阳光下，一定时间后，观察装置置都放在阳光下，一定时间后，观察装置和和发生的发生的变化。变化。(1)比较比较B、C两试管中的小球藻的繁殖速度，可以发现两试管中的小球藻的繁殖速度，可以发现_试管的繁殖速度较快，其原因在于试管的繁殖速度较快，其原因在于_。实验二实验二如如果用图中果用图中E试管和试管和F试管敞开口培养小球藻，试管敞开口培养小球藻，E试试管用完全培养液，管用完全培养液，F试管用缺镁的营养液，研究光照强度对试管用缺镁的营养液，研究光照强度对E、F两试管中小球藻产生氧气量的影响，结果如图。据图回答两试管中小球藻产生氧气量的影响，结果如图。据图回答问题。问题。(2)P点的坐标值表示的意义是点的坐标值表示的意义是_。(3)Q点小球藻释放的氧气量为点小球藻释放的氧气量为_，其原因是，其原因是_。(4)当光照强度小于当光照强度小于M时，限制试管中小球藻光合作用强度的时，限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是主要环境因素是_。(5)当光照强度沿当光照强度沿QM方向移动时，造成方向移动时，造成E、F两试管氧气增两试管氧气增加量差异的原因是加量差异的原因是_。实验三实验三将将若干小球藻、水草及一条小鱼放在一个盛有水的若干小球藻、水草及一条小鱼放在一个盛有水的玻璃容器内，使之处于气体密闭状态。实验在温度适宜的暗玻璃容器内，使之处于气体密闭状态。实验在温度适宜的暗室中进行，将玻璃容器用黑纸包裹遮光，在距玻璃容器室中进行，将玻璃容器用黑纸包裹遮光，在距玻璃容器0.3 m处用不同功率的灯泡给予光照处用不同功率的灯泡给予光照1 h时时(每换一次灯泡有一个每换一次灯泡有一个间歇期，间歇期间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实间歇期，间歇期间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实验状态验状态)，其间用仪器记录该容器内氧气浓度的变化，其间用仪器记录该容器内氧气浓度的变化(浓度单浓度单位：位：g/m3)。遮光实验结束后，去掉黑纸，实施上述同样的实。遮光实验结束后，去掉黑纸，实施上述同样的实验操作步骤实验结果如下。验操作步骤实验结果如下。15 W20 W25 W30 W35 W40 W45 W遮光遮光10101010101010不遮光不遮光64202510(6)不遮光的容器在光照为不遮光的容器在光照为25 W时产生的氧气量是时产生的氧气量是_g/m3，消耗的氧气量是，消耗的氧气量是_g/m3。(7)当光照强度大于当光照强度大于_W时，这个生态系统才有可能得时，这个生态系统才有可能得以长期维持。以长期维持。(8)实验中黑纸包裹容器的作用是用来测定实验中黑纸包裹容器的作用是用来测定_。解析解析(1)A烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物，通过呼吸作烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物，通过呼吸作用可产生用可产生CO2，而，而D烧瓶进行的是乳酸发酵，乳酸发酵不产烧瓶进行的是乳酸发酵，乳酸发酵不产生生CO2，因此，因此B试管小球藻能进行光合作用，繁殖的速度较试管小球藻能进行光合作用，繁殖的速度较快。快。(2)P点时，光照强度为零，小球藻只进行呼吸作用不进点时，光照强度为零，小球藻只进行呼吸作用不进行光合作用，因此行光合作用，因此P点表示光照强度为零时，点表示光照强度为零时，E试管内小球藻试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量。呼吸作用吸收的氧气量。(3)Q点表示光合作用强度等于呼吸点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，此时净光合速率为作用强度，此时净光合速率为0，(4)分析坐标图可知，当光分析坐标图可知，当光照强度小于照强度小于M时，限制试管中小球藻光合作用强度的主要环时，限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是光照强度。境因素是光照强度。(5)F试管的培养液中缺少镁元素，影响试管的培养液中缺少镁元素，影响叶绿素的正常合成，因此其中小球藻的光合作用效率比叶绿素的正常合成，因此其中小球藻的光合作用效率比E试试管低。管低。(6)分析表可知，小球藻的呼吸速率为分析表可知，小球藻的呼吸速率为10 g/m3，当光照强度，当光照强度为为25 W时，产生的氧气量是时，产生的氧气量是8 g/m3。(7)当光照强度大于当光照强度大于30 W时，净光合速率大于时，净光合速率大于0，这个生态系统有可能得以长期维持。，这个生态系统有可能得以长期维持。(8)测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行，这样可以排除测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行，这样可以排除光合作用对测量结果的干扰。光合作用对测量结果的干扰。答案答案(1)BA瓶瓶产生产生CO2，D瓶产生乳酸时不产生瓶产生乳酸时不产生CO2(2)在光照强度为零时，在光照强度为零时，E试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量量(3)0呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量(4)光照强度光照强度(5)F试管的培养液中缺少镁元素，影响叶绿素的正常合成，试管的培养液中缺少镁元素，影响叶绿素的正常合成，其中小球藻的光合作用效率比其中小球藻的光合作用效率比E试管低试管低(6)810(7)30(8)呼吸作用消耗的氧气量呼吸作用消耗的氧气量【训练训练2】(2013湖南重点中学调研湖南重点中学调研)下下面三个装置可用于研究萌发的面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，有关分析不正确的是种子的呼吸作用的方式及其产物，有关分析不正确的是()。A三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都不需要设置三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都不需要设置对照实验对照实验B甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量C乙装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸乙装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸D丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2解析解析为排除微生物呼吸作用的影响，种子必须进行消毒处为排除微生物呼吸作用的影响，种子必须进行消毒处理，为排除无关变量理，为排除无关变量(外界温度、气压等外界温度、气压等)对实验的影响，上对实验的影响，上述实验需要设置对照实验。若乙装置中种子进行有氧呼吸，述实验需要设置对照实验。若乙装置中种子进行有氧呼吸，就会有氧气的消耗，产生的等体积的二氧化碳被就会有氧气的消耗，产生的等体积的二氧化碳被NaOH溶液溶液吸收，装置瓶内气体体积减小，液滴左移；若只进行无氧呼吸收，装置瓶内气体体积减小，液滴左移；若只进行无氧呼吸，则没有氧气的消耗，液滴不移动。吸，则没有氧气的消耗，液滴不移动。答案答案A专项集训光合作用、细胞呼吸综合题型专项集训光合作用、细胞呼吸综合题型 1.(2013安徽东至一模安徽东至一模)下列甲、乙、丙、丁是生物体中部分下列甲、乙、丙、丁是生物体中部分物质和能量代谢的相关图解，其中分析不正确的是物质和能量代谢的相关图解，其中分析不正确的是()。光合作用、细胞呼吸关系的综合题光合作用、细胞呼吸关系的综合题A图甲中物质图甲中物质X和和Y的合成场所分别在叶绿体基质和细胞质的合成场所分别在叶绿体基质和细胞质基质基质B图乙中光照强度小于图乙中光照强度小于A时，影响两曲线的主要原因是光时，影响两曲线的主要原因是光照强度，光照强度为照强度，光照强度为B时，甲图细胞内时，甲图细胞内X物质的产生速率比物质的产生速率比Y物质产生速率要快物质产生速率要快C图丙中的细胞可表示紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞，图丙中的细胞可表示紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞，d和和f分别代表相同的气体分别代表相同的气体D图丁为不完整的人体细胞呼吸示意图，仅图丁为不完整的人体细胞呼吸示意图，仅过程发生在过程发生在线粒体内膜，线粒体内膜，能够散失热量能够散失热量解析解析图甲中物质图甲中物质X是是3碳酸甘油酸，暗反应过程中碳酸甘油酸，暗反应过程中CO2被被固定的产物，合成场所叶绿体基质，固定的产物，合成场所叶绿体基质，Y为丙酮酸呼吸作用第为丙酮酸呼吸作用第一阶段的产物，合成场所细胞质基质。图乙中光照强度小于一阶段的产物，合成场所细胞质基质。图乙中光照强度小于光的饱和点时影响两曲线的原因是光照强度。光照强度为光的饱和点时影响两曲线的原因是光照强度。光照强度为B时光合速率大于呼吸速率。图丙中的细胞有叶绿体不能表示时光合速率大于呼吸速率。图丙中的细胞有叶绿体不能表示洋葱表皮细胞。洋葱表皮细胞。答案答案C2(2012山西省四校联考山西省四校联考)图图1为某植物为某植物在不同在不同O2浓度条件下，无氧呼吸与有氧呼吸的浓度条件下，无氧呼吸与有氧呼吸的CO2释放释放量变化曲线。图量变化曲线。图2为不同光照强度条件下，为不同光照强度条件下，CO2体积变化体积变化量曲线。假定图量曲线。假定图2情况下与图情况下与图1呼吸速率相同，呼吸底物呼吸速率相同，呼吸底物全部为葡萄糖；图全部为葡萄糖；图1中氧气的吸收量用中氧气的吸收量用a表示，有氧呼吸表示，有氧呼吸与无氧呼吸共同释放的二氧化碳总量用与无氧呼吸共同释放的二氧化碳总量用b表示。请据图回表示。请据图回答下列问题。答下列问题。(1)图图1中，当中，当O2浓度在浓度在_范围时范围时(填字母填字母)，ab。O2浓度为浓度为A时，时，a与与b的关系式是的关系式是_。(2)图图2为氧浓度为为氧浓度为A点时开始测量的光合速率随光照强度变点时开始测量的光合速率随光照强度变化的曲线。当光照强度为化的曲线。当光照强度为F时，光合作用固定的时，光合作用固定的CO2量可表量可表示为示为_(仅用字母仅用字母a表示表示)。(3)图图2中中G点处叶肉细胞进行的生理活动是点处叶肉细胞进行的生理活动是_。(4)在黑暗条件下，叶肉细胞中消耗在黑暗条件下，叶肉细胞中消耗ADP的场所有的场所有_。解析解析(1)当细胞只进行有氧呼吸时，当细胞只进行有氧呼吸时，O2的吸收量等于的吸收量等于CO2的的释放量，即释放量，即ab。当。当O2浓度为浓度为A时，由图可知，有氧呼吸和时，由图可知，有氧呼吸和无氧呼吸释放的无氧呼吸释放的CO2量相等，且与有氧呼吸消耗的量相等，且与有氧呼吸消耗的O2量相同，量相同，故故b2a。(2)O2浓度为浓度为A时，植物呼吸作用释放的时，植物呼吸作用释放的CO2量为量为2a。光照强度为光照强度为F时，光合作用固定的时，光合作用固定的CO2量量CO2的吸收量呼的吸收量呼吸作用吸作用CO2释放量释放量7a。(3)G点时，净光合速率为点时，净光合速率为0，此时植，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，但光合作用强度等于呼吸物同时进行光合作用和呼吸作用，但光合作用强度等于呼吸作用强度。作用强度。(4)叶肉细胞中消耗的叶肉细胞中消耗的ADP用于合成用于合成ATP，黑暗时，黑暗时不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，故合成不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，故合成ATP的场所的场所是细胞质基质、线粒体。是细胞质基质、线粒体。答案答案(1)CEb2a(2)7a(3)光光合作用、呼吸作用合作用、呼吸作用(4)细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体3植物细胞光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。如图表示植物细胞光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。如图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答下面的问题。了两者之间的关系，请根据图示分析回答下面的问题。(1)表示光合作用的是图过程中的表示光合作用的是图过程中的_过程。过程。(2)表示有氧呼吸的是图过程中的表示有氧呼吸的是图过程中的_过程，在真过程，在真核细胞中其发生场所是核细胞中其发生场所是_。(3)过程正常进行所必需的外界条件是过程正常进行所必需的外界条件是_。(4)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是_过程。过程。(用图用图中数字表示中数字表示)(5)如果用同位素如果用同位素3H标记参加标记参加过程的水，则同位素过程的水，则同位素3H在上在上图光合作用过程中最可能的转移途径是图光合作用过程中最可能的转移途径是_。(6)在光照最强的夏季中午，由于在光照最强的夏季中午，由于_(用图中数字表示用图中数字表示)过程部分受阻，会导致光合作用速率下降。过程部分受阻，会导致光合作用速率下降。(7)对温室栽培的植物而言，当阴雨连绵、光照不足时，为避对温室栽培的植物而言，当阴雨连绵、光照不足时，为避免大量减产，应设法降低农作物的免大量减产，应设法降低农作物的_(用图中数字表用图中数字表示示)过程。过程。解析解析本题综合考查了光合作用与细胞呼吸过程中物质和能本题综合考查了光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的变化关系。首先明确图解中量的变化关系。首先明确图解中过程分别代表过程分别代表“光合光合呼吸呼吸”中的哪一生理过程是解题的切入点，然后从物质转中的哪一生理过程是解题的切入点，然后从物质转化的化的“起点起点”与与“终点终点”及其中的条件来分析判断。及其中的条件来分析判断。和和过程分别为光合作用过程中的光反应阶段过程分别为光合作用过程中的光反应阶段H2O的光解和暗的光解和暗反应阶段反应阶段CO2的固定、还原过程；的固定、还原过程；过程分别代表有过程分别代表有氧呼吸的第一阶段、第二阶段和第三阶段。有氧呼吸与无氧氧呼吸的第一阶段、第二阶段和第三阶段。有氧呼吸与无氧呼吸的相同之处在于第一阶段都是在细胞质基质中完成的。呼吸的相同之处在于第一阶段都是在细胞质基质中完成的。过程中过程中3H标记的水光解后会产生标记的水光解后会产生3H，3H作为还原剂参作为还原剂参与暗反应中与暗反应中C3的还原，最终进入葡萄糖中。的还原，最终进入葡萄糖中。夏季中午，光照最强时，植物气孔会关闭以避免水分的过度夏季中午，光照最强时，植物气孔会关闭以避免水分的过度散失，这样外界空气中的散失，这样外界空气中的CO2无法进入细胞，导致暗反应受无法进入细胞，导致暗反应受阻，而出现阻，而出现“午休现象午休现象”。处于光照不足条件下的温室植物，。处于光照不足条件下的温室植物，可通过适当降低细胞呼吸以减少植物对有机物的消耗。可通过适当降低细胞呼吸以减少植物对有机物的消耗。答案答案(1)(2)细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体(3)光照光照(4)(5)3H2O3HC63H12O6(6)(7)4.某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：将速率的影响，做了如下实验：将8株各有株各有20片叶片、大小片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中CO2含量的变化。实验结果统计如下表，请分析回答下列含量的变化。实验结果统计如下表，请分析回答下列问题。问题。侧重坐标曲线、柱状图、表格的试题侧重坐标曲线、柱状图、表格的试题 编号编号12345678温度温度/1010202030304040光照强度光照强度/lx1 00001 0000 1 00001 0000开始时开始时CO2量量/g5.05.05.05.05.05.05.05.012 h后后CO2量量/g4.55.13.55.41.95.92.05.8(1)表中序号表中序号1、3、5、7可构成另一个相对独立的实验组合，可构成另一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，自变量是在该实验组合中，自变量是_，无关变量是，无关变量是_(至少答两个至少答两个)。(2)序号序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，则该可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的主题是实验组合研究的主题是_。(3)根据表中实验数据，在图中根据表中实验数据，在图中的坐标上标出光照强度为的坐标上标出光照强度为1 000 lx，温度分别为，温度分别为10、20、30 和和40 时的光合作时的光合作用速率用速率(标出相应的点即可标出相应的点即可)，并，并请注明横坐标所表示的变量和具体数值。请注明横坐标所表示的变量和具体数值。(4)在光照强度为在光照强度为1 000 lx，温度为，温度为30 时，时，12 h每株天竺葵每株天竺葵可积累葡萄糖约可积累葡萄糖约_g。(计算结果保留一位小数。相对计算结果保留一位小数。相对原子质量原子质量C12，H1，O16)解析解析(1)表中序号表中序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，探究的是温度对光合作用速率的影响，合，在该实验组合中，探究的是温度对光合作用速率的影响，根据单一变量原则，自变量是温度，因变量是密闭容器中二根据单一变量原则，自变量是温度，因变量是密闭容器中二氧化碳含量的变化，无关变量有光照强度、二氧化碳浓度、氧化碳含量的变化，无关变量有光照强度、二氧化碳浓度、天竺葵盆栽植株的大小和长势、叶片的数目等。天竺葵盆栽植株的大小和长势、叶片的数目等。(2)序号序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，该实验的自变量也可构成另一个相对独立的实验组合，该实验的自变量也是温度，但没有光照，所以该实验组合研究的主题是温度对是温度，但没有光照，所以该实验组合研究的主题是温度对植物呼吸作用速率的影响。植物呼吸作用速率的影响。答案答案(1)温温度光照强度、二氧化碳浓度度光照强度、二氧化碳浓度(2)温度对植物温度对植物呼吸作用速率的影响呼吸作用速率的影响(3)见下图见下图(四个点正确，横坐标含义四个点正确，横坐标含义正确，不得连线，四个点对应的数值依次为正确，不得连线，四个点对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8)(4)2.15(2013豫北五校教学质量检测豫北五校教学质量检测)屋屋顶种植植物既利于室内顶种植植物既利于室内降温又利于改善空气质量。为了提高屋顶植物的生态效降温又利于改善空气质量。为了提高屋顶植物的生态效益，有人做了相关实验，绘出下列四图。请回答有关的益，有人做了相关实验，绘出下列四图。请回答有关的问题。问题。(1)图甲中图甲中a物质的形成过程中，位于叶绿体的类囊体薄膜上物质的形成过程中，位于叶绿体的类囊体薄膜上的的_将光能转换成化学能。将光能转换成化学能。(2)图乙表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速率与光图乙表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速率与光照强度和温度的关系。在温度为照强度和温度的关系。在温度为10，光照强度大于，光照强度大于_klx后，该植株光合速率不再随光照强度的增加而后，该植株光合速率不再随光照强度的增加而增加。当温度为增加。当温度为20 时，光照强度由时，光照强度由4 klx瞬时上升至瞬时上升至12 klx，此刻该植株叶绿体内此刻该植株叶绿体内C5的含量将的含量将_。当温度为。当温度为30、光照强度小于光照强度小于12 klx，限制该植株光合速率的主要外界因素，限制该植株光合速率的主要外界因素是是_。(3)图丙表示某植物的非绿色器官在图丙表示某植物的非绿色器官在O2浓度为浓度为a、b、c、d时，时，CO2释放量和释放量和O2吸收量的关系图。若细胞呼吸的底物是葡萄吸收量的关系图。若细胞呼吸的底物是葡萄糖，则在糖，则在O2浓度为浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的吸消耗葡萄糖量的_倍。倍。(4)图丁表示在适宜的条件下，一定时间内某无机盐离子从大图丁表示在适宜的条件下，一定时间内某无机盐离子从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。在自然情况下，土壤中该无机盐离子的浓度比根量的变化。在自然情况下，土壤中该无机盐离子的浓度比根细胞中该无机盐离子的浓度细胞中该无机盐离子的浓度_(填填“低低”或或“高高”)，幼根表皮细胞通过幼根表皮细胞通过_方式吸收土壤中该无机盐离子。方式吸收土壤中该无机盐离子。只依据只依据“幼根相应部位积累量幼根相应部位积累量”变化的曲线不能确定幼根变化的曲线不能确定幼根2060 mm部位对该无机盐离子的吸收量，理由是部位对该无机盐离子的吸收量，理由是_。解析解析(1)光合色素吸收的光能，在有关酶的作用下，促进光合色素吸收的光能，在有关酶的作用下，促进ATP的形成。的形成。(2)由图乙可知，温度为由图乙可知，温度为10 时，当光照强度时，当光照强度大于大于4 klx时，植株光合速率不再随光照强度的增加而增加。时，植株光合速率不再随光照强度的增加而增加。温度为温度为20 时，当光照强度突然增强时，光反应增加，被还时，当光照强度突然增强时，光反应增加，被还原的原的C3增多，生成的增多，生成的C5增多，而消耗的增多，而消耗的C5量不变。当温度为量不变。当温度为30、光照强度小于、光照强度小于12 klx时，随着光照强度的增加，光合时，随着光照强度的增加，光合速率增加，因此，此时限制光合速率的外界因素主要是光照速率增加，因此，此时限制光合速率的外界因素主要是光照强度。强度。(3)氧气浓度为氧气浓度为b时，时，O2的吸收量为的吸收量为3个单位，有氧呼个单位，有氧呼吸消耗的葡萄糖为吸消耗的葡萄糖为0.5个单位，释放的个单位，释放的CO2为为3个单位；个单位；CO2总的释放量为总的释放量为8个单位，说明还有个单位，说明还有5个单位的个单位的CO2由无氧呼吸由无氧呼吸产生，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖为产生，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖为2.5个单位。故无氧呼吸个单位。故无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的5倍。倍。(4)一般情况下，根对无机盐离子的吸收方式是主动运输，因一般情况下，根对无机盐离子的吸收方式是主动运输，因此，在自然情况下，土壤中该无机盐离子的浓度比根细胞中此，在自然情况下，土壤中该无机盐离子的浓度比根细胞中该无机盐离子的浓度低。幼根吸收的无机盐离子一部分向茎该无机盐离子的浓度低。幼根吸收的无机盐离子一部分向茎叶输出，一部分在幼根相应部位积累，因此，无机盐离子的叶输出，一部分在幼根相应部位积累，因此，无机盐离子的吸收量等于积累量和输出量之和。吸收量等于积累量和输出量之和。答案答案(1)色色素素(2)4升高升高(或增加或增加)光照强度光照强度(3)5(4)低主动运输吸收量积累量输出量低主动运输吸收量积累量输出量6.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题。组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题。研究中设计了下图所示的装置。研究中设计了下图所示的装置。光合作用、细胞呼吸相关的实验探究光合作用、细胞呼吸相关的实验探究 请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。实验步骤实验步骤(1)测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：_；_；_。(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤：测定植物的净光合作用强度，方法步骤：_；_；_。答案答案(1)甲甲、乙装置、乙装置D中放入中放入NaOH溶液，乙装置作为对溶液，乙装置作为对照组照组将装置甲、乙的广口瓶遮光处理，放在温度等相同将装置甲、乙的广口瓶遮光处理，放在温度等相同的环境中的环境中30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和刻度动的方向和刻度(2)甲、乙装置甲、乙装置D中放入中放入NaHCO3溶液，溶液，乙装置作为对照组乙装置作为对照组将装置甲、乙放在光照强度、温度等将装置甲、乙放在光照强度、温度等相同的环境中相同的环境中30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和刻度滴移动的方向和刻度7(2013合肥教学质检合肥教学质检)某某研究小组用番茄进行光合作用和研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，得到有关研究结果。结合所给材料，呼吸作用的实验，得到有关研究结果。结合所给材料，分析回答相关问题。分析回答相关问题。实验一实验一探探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示。与果如甲图所示。与M点相比，点相比，N点限制单株光合作用强度的点限制单株光合作用强度的主要外界因素是主要外界因素是_、_。实验二实验二测测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含含量变化，结果如乙图所示。乙图量变化，结果如乙图所示。乙图A、B、C、D、E五点中光五点中光合作用强度相对最高的点是合作用强度相对最高的点是_，表示番茄光合作用和，表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是呼吸作用强度相等的点是_。(用图中字母表示用图中字母表示)实验三实验三采采用用“半叶法半叶法”对番茄叶片的光合作用对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部是：将对称叶片的一部分分(A)遮光，另一部分遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6 h后，在后，在A、B的对应部分截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为的对应部分截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA mg、MB mg。B叶片的生理活动状况相当于乙图中曲线的叶片的生理活动状况相当于乙图中曲线的_段，段，B叶片被截取部分的总光合作用强度为叶片被截取部分的总光合作用强度为_mg/h。若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！