2019年高考生物大二轮复习 专题突破练习二 第2讲 光合作用与细胞呼吸.doc

2019年高考生物大二轮复习 专题突破练习二 第2讲 光合作用与细胞呼吸考纲要求1.光合作用以及对它的认识过程(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(B)。构建网络考点一细胞呼吸1细胞呼吸的过程图解2影响细胞呼吸的环境因素分析项目温度氧气浓度水分影响原理影响酶活性决定呼吸类型和强度自由水含量较高时呼吸旺盛坐标曲线错混诊断1有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(xx新课标，3D)()2有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水(xx课标全国，2B)()3无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累(xx课标全国，2C)()4人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(xx新课标，6C)()5无氧呼吸的终产物是丙酮酸(xx课标全国，2A)()6葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(xx上海，25A)()7及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(xx福建，1B)()8无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(xx浙江，4A)()题组一从细胞呼吸的过程与方式进行考查1人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是()A消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多B两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和ATPC短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自于线粒体内膜答案A解析由题意可知，快肌纤维进行无氧呼吸，慢肌纤维进行有氧呼吸。慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自于线粒体内膜。消耗等摩尔葡萄糖时，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP要少。两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和ATP，短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉。2不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是()A若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸C若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡答案D解析动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2，也不释放CO2，故D错误。判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物)(1)产生CO2量消耗O2量有氧呼吸。(2)不消耗O2，产生CO2无氧呼吸(酒精发酵)。(3)释放CO2量吸收O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。(4)不吸收O2，不释放CO2乳酸发酵或细胞已经死亡。(5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。题组二以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素3.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的O2时，产生酒精和CO2的量如图所示，下列说法正确的是(多选)()A曲线a表示CO2量，曲线b表示酒精量BO2浓度为c时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量约占葡萄糖总消耗量的C曲线a、b初始端的量相等，故不能确定此时酵母菌是否进行有氧呼吸D酵母菌无氧呼吸的产物可用溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液鉴定答案ABD解析随O2浓度升高，酵母菌无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，所以酒精产生量减少，CO2产生量增加，故曲线a表示CO2量，曲线b表示酒精量。当O2浓度为c时，产生的酒精量约为7 mol，所以酵母菌无氧呼吸产生的CO2量也约为7 mol，CO2的总产生量约为14 mol，说明有氧呼吸产生的CO2量也约为1477(mol)，再根据无氧呼吸和有氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为7(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为7(mol)，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的3/4。曲线a、b的初始端CO2与酒精的生成量相等，此时酵母菌不进行有氧呼吸。溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液分别用于鉴定无氧呼吸的产物CO2和酒精。4(xx海南，26)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：(1)在1224 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是_呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是_，其产物是_。(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会_，主要原因是_。(3)胚根长出后，萌发种子的_呼吸速率明显升高。答案(1)无氧细胞质基质酒精和二氧化碳(2)减少种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降(3)有氧解析(1)据图可知，在1224 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸的速率明显提高。细胞呼吸的曲线识别技巧(1)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。(2)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而加快，如O2含量。题组三探究外界因素对细胞呼吸速率的影响5为研究淹水时KNO3溶液浓度对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是(多选)()A樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质B图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是C点C淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用D实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标答案AC解析甜樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸的主要场所是线粒体，A正确；图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是A点，B错误；由图知KNO3浓度越高，有氧呼吸速率越强，说明淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，C正确；植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，所以实验过程中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标，D错误。6某同学用如图所示的装置，探究不同浓度2,4D溶液对大豆种子细胞呼吸速率的影响，结果如表所示。组别2,4D溶液浓度(mol/L)有色液滴移动的距离(mm)0 min10 min20 min30 min40 min50 minA001.12.23.34.45.5B101206.513.019.526.032.5C101008.016.024.032.040.0D10807.515.022.530.037.5(1)在实验变量中，有色液滴移动的距离应为_变量。(2)实验装置中NaOH溶液的作用是_，因而有色液滴移动的原因是_。(3)若某一阶段大豆种子依然存活，但不见液滴移动，此时大豆种子中产生ATP的场所是_。(4)与D组相比，当2,4D溶液浓度为1012 mol/L时，有色液滴在单位时间内移动的距离更_。答案(1)因(2)吸收有氧呼吸释放出的CO2有氧呼吸消耗O2后引起左侧瓶内气体体积减小，气压下降(3)细胞质基质(4)小解析(1)变量包括自变量、因变量和无关变量，自变量为实验过程中实验者设置的变量，因变量是由于自变量的变化而引起变化的量，无关变量应为实验过程中除自变量和因变量之外的其他因素，题中2,4D溶液的浓度应为自变量，有色液滴的移动距离应为因变量。(2)装置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，故二氧化碳的产生量并不影响装置中的压强，但种子细胞有氧呼吸吸收氧气后，装置内压强减小，有色液滴左移。综上所述，导致有色液滴移动的唯一因素为有氧呼吸吸收氧气的量。(3)有色液滴不动表明装置内没有氧气的消耗，也就是细胞此时不进行有氧呼吸，故此时种子只进行无氧呼吸，其场所应为细胞质基质。(4)根据表格可以看出，B组(1012 mol/L)移动的速度小于D组(108 mol/L)的。1.测定组织细胞呼吸速率的装置与原理(1)装置(如图所示)(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间CO2释放量或O2吸收量来表示。(3)原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的有色液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。(4)物理误差的校正如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。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，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。2有关细胞呼吸方式探究的装置与实验分析(1)最常用的实验装置如图所示：(2)实验材料分析：装置一、二中试剂的作用分别是NaOH溶液吸收CO2，蒸馏水作为对照。在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。(3)实验结果分析装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动只进行有氧呼吸红色液滴不动红色液滴右移只进行无氧呼吸红色液滴左移红色液滴右移既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸考点二光合作用1色素的吸收光谱2光合作用的过程图解错混诊断1磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物(xx新课标，6A)()2光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(xx新课标，6B)()3植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(xx新课标，2D)()4叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(xx新课标，2C)()5光反应为暗反应提供H和H2O(xx海南，4A)()6H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中(xx安徽，1B)()7番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低(2011新课标，3改编)()8离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成碳(暗)反应(2011浙江，1D)()题组一从光合作用的过程进行考查1.如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A该反应的场所是叶绿体的类囊体BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶的参与C提高温度一定能促进C6H12O6的生成D在无光条件下，有利于暗反应进行答案B解析图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误；C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过H的还原进行，故B正确；若该生理过程已在最适温度条件下进行，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减慢，故C错误；在无光条件下，暗反应会因H和ATP的缺乏受到限制，故D错误。2(xx新课标，2)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降答案B解析正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。模型法分析影响因素骤变时物质量的变化条件曲线光照强度由强到弱、CO2供应不变光照强度由弱到强、CO2供应不变光照不变、CO2量由充足到不足光照不变、CO2量由不足到充足题组二以曲线分析或实验分析形式考查影响光合速率的环境因素3现有a、b、c三种灯泡，其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图甲所示，现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光，期望最大限度地增加光合作用的强度。为此某同学设计了图乙所示的实验装置。(注：叶绿体中的色素主要吸收430450 nm的蓝紫光和640660 nm的红光)(1)请判断三种灯泡与图甲中的曲线间的对应关系：a灯对应曲线_，b灯对应曲线_，c灯对应曲线_。(横线上均填序号)(2)如给予白炽光照射，金鱼藻在不同光照强度下光合速率如图丙曲线变化(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。与B点相比，A点叶绿体中的C3含量_(较高、较低、相等、无法判断)。制约A点光合作用的因素主要是_。在B点时，_可能导致曲线由变为。(3)若给该装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明：_。答案(1)(2)较高光照强度增加CO2浓度(3)C18O2HO18O2解析由题意和题图可看出，图乙的装置中光合作用最强，装置中光合作用最弱，即b灯泡照射最有利于光合作用，对应图甲中的曲线，a灯泡照射不利于光合作用，对应图甲中的曲线，c灯泡与图甲中曲线对应，温室中选择b灯泡能最大限度地增加光合作用强度。(2)图丙中，A点的光照强度比B点的弱，所以A点处的C3含量较B点处的高；A点时光合速率并未达到最大值，也就是说光照强度还未达到饱和状态，继续增加光照强度还能提高光合速率，故限制其光合作用的因素主要是光照强度。(3)若该密闭装置通入C18O2，参与光合作用，其中的氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2HO18O2。分析光照强度、CO2浓度、温度与光合速率的变化曲线(1)曲线图(2)图形分析：在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含量或强度等。考点三多角度理解光合作用与细胞呼吸的关系1两者关系图解读2解读真正光合速率和净(表观)光合速率的曲线图(1)图示(2)解读错混诊断1CO2的固定过程发生在叶绿体中， C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中(xx浙江，4B)()2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成热能和ATP(xx浙江，4C)()3夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量(xx浙江，4D)()4净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长(xx海南，7D)()题组一从光合作用和细胞呼吸的联系进行考查1如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是()AA过程中合成ATP的部位是在叶绿体类囊体薄膜上BB过程中的ATP用于还原三碳化合物(C3)CA、C过程中合成ATP所需的能量来源相同DD过程中能量的去向是用于耗能的生命活动答案C解析A中合成ATP所需能量来源于光能，C中合成ATP所需能量来源于有机物的氧化分解释放的能量。2(xx天津，2)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()A过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行B过程产生的能量全部储存在ATP中C过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD过程和中均能产生H，二者还原的物质不同答案D解析过程分别是有氧呼吸、光合作用。A项，在有线粒体的真核生物细胞中，过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，过程只发生在叶绿体中。而在原核细胞中，过程都发生在细胞质基质中。B项，过程通过有氧呼吸氧化分解有机物，释放的能量一部分以热能形式散失，一部分转移至ATP中。C项，过程产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，而不是来自H2O，H2O中的氧在光反应过程中通过水的光解产生O2。D项，过程的第一、二阶段产生的H，用于第三阶段还原O2，生成H2O；过程通过光反应产生的H，用于暗反应还原C3，因此二者还原的物质不同。1.光合作用与有氧呼吸的物质转化关系2光合作用与细胞呼吸的能量转化关系3光合作用与有氧呼吸中H和ATP的来源、去向分析项目光合作用有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物的C3还原除外)题组二利用坐标曲线考查影响光合作用和呼吸作用的因素3(xx四川，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是()A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案D解析A项，当光照强度为0时，植物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小。B项，由坐标图中数据可知，与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小。C项，由坐标图中数据可知，在较低光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱。D项，由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的。4(xx新课标，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在ab之间时，曲线_表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量_(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。答案(1)0A、B、C(2)光强(3)大于(4)光强解析(1)根据曲线图可知，当CO2浓度为a时，高光强下(曲线A)该植物的净光合速率为0；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当CO2浓度在ab之间时，曲线A、B、C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。(2)由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大于c时，由于受光强的限制，光反应产生的H和ATP不足，暗反应受到限制，曲线B和C的净光合速率不再增加。(3)当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率小于0，说明该植物此时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。光合速率与呼吸速率的关系的曲线解读(1)图1中，在一定范围内，随叶面积指数的增大，光合作用实际量和呼吸量均增加；超过A点后，光合作用实际量不再随叶面积指数的增加而增加，原因是叶片相互遮挡；干物质的量光合作用实际量呼吸量。干物质的量为零时，即叶面积指数为D时，光合速率呼吸速率。(2)图2中，在一定范围内，光合速率和呼吸速率都会随温度的升高而增加；细胞呼吸的最适温度高于光合作用，所以超过20 时，光合速率增加缓慢，但呼吸速率增加很快，且可判断20 时净光合速率最大；净光合速率光合速率呼吸速率，即两曲线之间的距离n代表了相应温度下的净光合速率，n0时，光合速率呼吸速率。题组三光合作用与细胞呼吸的相关计算5如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h 内CO2的吸收量和释放量(单位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2吸收量和CO2释放量表示。下列表述不合理的是(多选)()A在18时和6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24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为10 mg/h，最大光合速率为75 mg/hC该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为ACBD中午12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的含量下降答案BD解析在18时和6时，CO2吸收量和CO2释放量相等，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等，A正确。假设该植物在24 h内呼吸速率不变，从图示可知，该植物的呼吸速率为10 mg/h，最大光合速率为75 mg/h10 mg/h85 mg/h，B错误。A、C表示光合作用合成的有机物，B表示呼吸作用消耗的有机物，该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为ACB，C正确。中午12时左右，由于气温过高，气孔关闭，CO2吸收量下降，与曲线最高点所对应的时间相比，该植物叶绿体内C5的含量升高，D错误。6棉花是关系国计民生的战略物资，也是仅次于粮食的第二大农作物。科研人员利用棉花植株进行了不同实验。请分析回答：(1)棉花叶肉细胞中，完成“光能电能活跃化学能”转化过程的部位是_，固定CO2的场所是_。(2)图1为选取至少具有15个棉铃(果实)的植株，去除不同比例的棉铃，进行研究棉花去铃后对叶片光合作用的影响。分析可知，叶片光合速率大小与棉铃数量呈_(填正或负)相关，其中对照组棉花植株的CO2固定速率相对值是_。(3)图2为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线。温度主要是通过影响_来影响棉花光合速率和呼吸速率。(4)图2中，30 时棉花净光合速率是_molO2mg1叶绿素h1，棉花光合作用生产量最大时的温度是_。答案(1)类囊体薄膜叶绿体基质(2)正28(3)酶的活性(4)15035 解析(1)光反应中发生光能电能活跃化学能的变化，光反应发生的场所是类囊体薄膜；暗反应中发生CO2固定，暗反应发生的场所为叶绿体基质。(2)由图1可知，去除棉铃的百分率越低，即棉铃数量越多，光合速率越高，即叶片光合速率大小与棉铃数量呈正相关；去除棉铃的百分率为0，即不去除棉铃时为对照组，此时棉花植株的CO2固定速率相对值是28。(3)温度通过影响酶的活性影响光合速率和呼吸速率。(4)图2中放氧速率为净光合速率，耗氧速率为呼吸速率，30 时棉花净光合速率是150 mol O2mg1叶绿素h1；棉花光合作用生产量最大时即为净光合速率和呼吸速率之和最大时，图2中35 时棉花光合作用生产量最大。有关光合作用和细胞呼吸的计算问题辨析(1)光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的，从周围空气中吸收的(若是水生植物，则是从周围的水中吸收的)。(2)光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到周围的空气中(当光合速率大于呼吸速率时)。(3)光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个：细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时)。(4)当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳吸收量呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量光合作用实际葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量。题组四光合作用与细胞呼吸的实验测定与探究7利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，下列说法正确的是()A试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量B在光下，如果有气泡产生，可以说明光合作用产生氧气C为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的NaHCO3溶液进行实验D为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生的速率的变化答案C解析收集到的气体量为氧气的释放量，即光合作用产生的氧气量减去呼吸作用消耗的氧气量；如果光照很弱，光合作用小于呼吸作用时，释放的气体为二氧化碳；探究光照强度对光合作用的影响需要设置多组装置。8(xx江苏，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(pH 8.5,25 )条件下测得的Pn曲线图。 请回答下列问题：(1)通过变换图1中光源，可研究_、_对光合作用的影响。(2)在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系_(填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3 浓度为_；在更高NaHCO3浓度下，Pn不再增加的主要原因有_、_。(4)培养基中的HCO与CO之间的离子平衡与pH有关，碱性条件下pH越高，HCO越少，CO越多，而CO几乎不能被该藻利用。 在测定不同pH(7.010.0)对光合作用的影响时，导致Pn发生变化的因素有_、_。答案(1)光强光质(2)难以确定(3)120 mgL1达到了CO2饱和点CA量有限(4)CO2(或HCO)供应量不同CA(细胞)活性变化解析(1)可调光源可通过调节改变光照强度、光质(光的波长)等，因此可用来研究光照强度和光质对光合作用的影响。(2)本实验中温度属于无关变量，应保持相同且适宜。温度过高或过低都会影响酶的活性，从而影响光合作用，导致难以确定光照对Pn的影响。(3)由图2可以看出，达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120 mgL1，在更高NaHCO3浓度下Pn值不再增加，可能是由于达到了CO2饱和点，或者是胞内的CA量有限，不能分解水中的HCO获得CO2。(4)根据题中信息分析，pH在7.010.0时，一方面会影响HCO分解产生CO2，从而影响Pn；另一方面pH也会影响细胞中CA的活性，从而影响Pn。1.光合速率的测定方法(1)条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。(2)NaHCO3溶液作用：烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。(3)植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移。单位时间内有色液滴右移的体积即表示光合速率。2光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧(1)实验设计中必须注意三点变量的控制手段，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，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。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)典型的方法“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。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。考点四叶绿体中色素的提取和分离1叶绿体中色素提取和分离的流程2叶绿体色素提取和分离实验的异常现象分析(1)提取液颜色浅的原因研磨不充分，色素未充分提取出来。称取绿叶过少或加入95%的乙醇过多，色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(2)色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。(3)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。(4)滤纸条上看不见色素带的原因忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。错混诊断1用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素(xx四川，4C改编)()2在25 C的实验条件下可顺利完成光合色素的提取与分离(xx北京，5A)()3叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢(xx重庆，1C)()4利用纸层析法可分离出4种叶绿体色素(xx海南，9C)()5叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光(xx海南，9A)()题组一从色素提取与分离的原理进行考查1下列是关于绿叶中色素的提取和分离实验的说法，其中正确的是(多选)()A色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同B研磨叶片时加SiO2的作用是使研磨更加充分C实验材料叶子要新鲜，颜色要深绿，目的是提取到较多的色素D层析液可用丙酮代替答案BC解析本实验的原理有两项：一是色素提取的原理，即叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用其提取叶绿体中的色素；二是色素分离的原理，即绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，A错误；SiO2可使研磨得更充分，B正确；层析液由20份在6090 下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成，也可用93号汽油代替，但不能用丙酮代替，丙酮可以作为色素的提取剂，D错误。2提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是()A未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B提取液呈绿色是因为含有叶绿素a和叶绿素bC滤纸条由上到下第3条带呈现黄绿色D胡萝卜素位于滤纸条的最上方，是因为其在提取液中的溶解度最低答案B解析未见色素带最常见的原因是层析液没及了滤液细线，导致色素溶解于层析液中，也可能是忘记画滤液细线；如果材料为黄化叶片，仍能出现色素带，A错误。色素在层析液中的溶解度和扩散速度：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b，因此在滤纸条上色素带由上到下的顺序为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，颜色分别为橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，C、D错误。此类题型较常见，只要理解分离的原理，牢记实验现象，基本没太大难度，还有一些变式，如分析只出现2条或3条色素带的原因，色素带颜色较浅、色素带变窄的原因等。题组二从操作步骤进行考查3对“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列描述正确的是()A将5 g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画23次C把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散D色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素答案D解析称取绿叶应剪碎后放入研钵内，放入少许SiO2和CaCO3，再加入10 mL无水乙醇，进行迅速、充分地研磨，A错误。先用铅笔画线，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，为了增加色素含量，采取多次画滤液细线的方法，但是必须待滤液干后，再画一两次，B错误。把画好滤液细线的滤纸条插入层析液中，静置一段时间让色素分离，C错误。色素的提取原理为叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用其提取叶绿体中的色素，D正确。专题突破练(A组)1下图是细胞代谢过程中某些物质变化过程，下列叙述正确的是()A真核细胞中催化过程的酶都位于细胞质基质中B酵母菌细胞中过程进行的场所不同，但都能合成ATPC过程都需要氧气的参与才能正常进行D叶肉细胞中过程产生的ATP可用于过程中C3的还原答案A解析酵母菌细胞中过程不能合成ATP；过程不需要氧气的参与；叶肉细胞中过程产生的ATP可用于各项生命活动，但不包括暗反应中C3的还原，光反应产生的ATP用于暗反应。2某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料，研究不同条件下的光合作用速率和呼吸作用速率，绘出图甲、乙和丙，图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是()Aa Bb Cc Dd答案A解析3下图为某同学绘制的某绿色植物的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2和O2释放量的变化图。下列有关叙述正确的是(多选)()A光照强度为a时，该细胞可能只有呼吸作用B光照强度为b时，该细胞只能进行无氧呼吸C光照强度为c时，该细胞有机物积累量为零D光照强度为d时，该细胞的实际光合速率大于8个单位答案AD解析光照强度为a时，只有CO2的释放，说明此时呼吸作用强度大于光合作用强度或者是没有光合作用，A项对；光照强度为b时，无CO2释放，也无O2释放，说明光合作用产生的氧气恰好被呼吸作用消耗，B项错；光照强度为c时，既有CO2释放，也有O2释放，不可能成立，C项错；光照强度为d时，实际光合速率应该是测出的表观光合速率(8个单位)加上被呼吸消耗的那部分，D项对。4(xx安徽，29)某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)与15 d幼苗相比，30 d幼苗的叶片净光合速率_。与对照组相比，_光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是_。(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨_层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。(3)某同学测定30 d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1 mgg1、3.9 mgg1和4.1 mgg1。为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是_。答案(1)高蓝蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快(2)3(3)随即取样进行重复测定解析(1)由图分析可知，30 d幼苗的CO2吸收量和气孔导度都比15 d幼苗大，说明30 d幼苗的叶片光合作用强度比15 d幼苗大，净光合速率高。与自然光相比，蓝光组气孔导度大，CO2供应充分，暗反应加快，叶肉细胞对CO2的利用率高。(2)CO2固定的部位是叶绿体基质，因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜和内膜(共3层膜，即3层磷脂双分子层)才能到达CO2固定的部位。(3)30 d幼苗的叶片叶绿素含量在红光处理组的3个重复实验数据的差异是由实验误差造成的，为了减小误差，提高该组数据的可信度，可以随即取样进行重复测定，并取平均值作为实验的最终结果。5(xx福建，26)氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成H和O2，H可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气。(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的_。(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组)，在特定条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。实验结果：B组A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有_作用。为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为_和_。(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因：_。(4)在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是_，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。答案(1)类囊体薄膜(2)促进添加CCCP的完全培养液添加CCCP的缺硫培养液(3)莱茵衣藻光反应产生的H转变为H2，参与暗反应的H减少，有机物生成量减少(4)氧气抑制产氢酶的活性解析(1)在光合作用过程中，叶绿素a等光合色素捕获光能的过程属于光反应过程，光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，故光反应发生在类囊体薄膜上。(2)A组为对照组，产氢量：B组A组，说明缺硫能促进莱茵衣藻产氢；根据单一变量原则，研究CCCP对莱茵衣藻产氢的影响时，可将自变量设置为是否添加CCCP，研究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响时，可设置完全培养液和缺硫培养液进行对照，而既要研究CCCP和缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，又要研究两者的相互关系，可设置如下四组实验：完全培养液缺硫培养液添加CCCP添加CCCP的完全培养液添加CCCP的缺硫培养液不添加CCCP不添加CCCP的完全培养液不添加CCCP的缺硫培养液(3)光反应产生的H和ATP用于暗反应中C3的还原，而产氢则意味着部分H转变为氢气，参与暗反应的H减少，会使暗反应产生的有机物减少。(4)由题干信息“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气”可知，氧气能够抑制产氢酶的活性。6(xx浙江，30)某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。细胞分裂素浓度(gL1)叶绿素含量(mg chlg FW1)光合速率(molCO2m2s1)希尔反应活力(mol DCIP Red mg chlh1)叶片氮含量(%)生物量(gplant1)01.586.5213.551.8317.650.51.827.8225.661.9422.951.02.348.6432.261.9827.442.02.158.1527.541.9623.56注：chl叶绿素；FW鲜重；DCIP Red还原型 DCIP；plant植株。希尔反应活力测定的基本原理：将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光，水在光照下被分解，产生氧气等，而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化，这些变化可用仪器进行测定。请回答：(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中_阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可用于颜色反应，还可作为_。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到，也可通过测定_得到。(2)从表中可知，施用细胞分裂素后，_含量提高，使碳(暗)反应中相关酶的数量增加。(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由_产生。合理施用细胞分裂素可延迟_，提高光合速率，使总初级生产量大于_，从而增加植物的生物量。答案(1)光反应氢载体氧气释放速率(2)叶片氮(3)根(或根尖分生组织)叶片衰老呼吸量解析(1)根据题中希尔反应活力测定的基本原理可知，该反应利用的原理是水的光解反应，因此希尔反应模拟了光合作用叶绿体中光反应阶段的部分变化。氧化剂DCIP在光照条件下接受了水的光解产生的还原性氢，故其可作为氢载体。希尔反应中，溶液中的DCIP被还原发生颜色变化的同时，还产生O2，因此，也可通过测定氧气的释放速率得到希尔反应活力。(2)因为氮是组成酶的重要元素，所以施用细胞分裂素后，叶片氮含量提高可使碳(暗)反应中相关酶的数量增加。(3)细胞分裂素主要由根(或根尖分生组织)产生，运往所需部位。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老，提高光合速率；如果总初级生产量呼吸量0，则生物量增加，因此要增加植物的生物量，总初级生产量要大于呼吸量。7(xx苏州四调)为了提高设施农业的经济效益，科研人员对温室栽种的作物进行了相关研究。表中数据为在密闭实验装置内，给予不同光照强度时所测得的该作物氧气释放量；图1表示该作物相对光合速率(即不同叶龄时的净光合速率与B点时的比值)与叶龄的关系，A点表示幼叶成折叠状，B点表示叶片充分展开；图2中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量。请回答：光照强度(klx)02468101214O2释放量(Lcm2叶面积min1)0.200.20.40.81.21.21.2(1)绿色植物释放O2的同时还产生_；由表可知，在光照强度为4 klx时，该作物光合作用的实际产氧量为_Lcm2叶面积min1。(2)图1中AB段相对光合速率上升，从光反应角度分析原因是_，CD段相对光合速率明显下降的原因是_。(3)由图2分析，假如植物生活在12小时光照，12小时黑暗的环境中，则在环境温度高于约_不能正常生长，原因是_。(4)根据以上研究结果，该温室作物白天生长的最佳环境条件是_。答案(1)H和ATP0.4(2)幼叶展开，叶面积增大，光合色素含量增多叶片衰老，叶绿素含量减少，相关酶活性降低(3)35 此时净光合量与呼吸量相等，大于35 则净光合量小于呼吸量，植物不能正常生长(4)光照强度为10 klx、室温为25 解析(1)绿色植物光合作用过程中，光反应阶段释放O2的同时还产生H和ATP用于暗反应。表中所测氧气的释放量代表净光合量。光照强度为0时，氧气的释放量代表呼吸量，所以在光照强度为4 klx时，该作物光合作用的实际产氧量净光合量呼吸量0.4 Lcm2叶面积min1。(2)已知图1中A点表示幼叶成折叠状，B点表示叶片充分展开，即AB段表示幼叶展开，叶面积增大，光合色素含量增多，所以该段相对光合速率上升。而CD段叶片衰老，叶绿素含量减少，相关酶活性降低，所以相对光合速率明显下降。(3)若植物生活在12小时光照、12小时黑暗的环境中，该植物一天中有机物的积累量光照时有机物的积累量黑暗时有机物的消耗量12净光合量12呼吸量。由此可见，只有净光合量大于呼吸量时，植物才能积累有机物，正常生长。分析图2可知环境温度为35 时，该植物净光合量与呼吸量相等，高于35 时，净光合量小于呼吸量，植物不能正常生长。(4)由表中数据可知，光照强度为10 klx时，植物净光合量最大；由图2可知环境温度为25 时，植物净光合量最大。所以该温室作物白天生长的最佳环境条件是光照强度为10 klx、室温为25 。8下图1表示番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的装置。请回答下列问题：(1)图1中，过程进行的场所是_，过程进行的场所是_。过程中，能为该