专题04 细胞呼吸和光合作用（12大题型）-【题型冲关】备战2025年高考生物一轮复习题型全覆盖（浙江专用）

专题04 细胞呼吸和光合作用 考点一 细胞呼吸 【题型1】细胞呼吸的过程 【题型2】需氧呼吸和厌氧呼吸的异同 【题型3】影响细胞呼吸的因素 【题型4】细胞呼吸的实际应用 【题型5】探究酵母菌细胞呼吸方式 【题型6】细胞呼吸综合考查 考点二 光合作用 【题型1】光合色素的提取和分离实验 【题型2】光合作用的过程 【题型3】影响光合作用的因素 【题型4】细胞呼吸和光合作用的区别与联系 【题型5】细胞呼吸和光合作用的相关计算 【题型6】光合作用综合考查 考点一 细胞呼吸 01 细胞呼吸的过程 【例1】马拉松运动员在比赛时虽然保持合理的呼吸节奏来保证骨骼肌细胞通过细胞呼吸释放大量能量，但仍会进行厌氧呼吸，导致赛后出现下肢肌肉酸痛的现象。下列叙述正确的是（    ） A．运动员厌氧呼吸产生酒精导致肌肉酸痛 B．运动员吸入的O2在线粒体内膜上消耗 C．运动员呼出的CO2在细胞溶胶中产生 D．运动员在比赛中主要由厌氧呼吸供能 【变式1-1】“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”，患者肺部显影常呈现大片白色，“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短，呼吸不畅等，通过吸氧可缓解相关症状，下列叙述正确的是（    ） A．患者部分细胞厌氧呼吸，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B．患者部分细胞厌氧呼吸产生的乳酸可运至血浆再生成葡萄糖 C．有氧呼吸时，释放的能量主要形成ATP D．患者细胞需氧呼吸第一、二阶段过程中都有[H]、ATP的产生 【变式1-2】乳酸菌难以高密度培养，导致乳酸产量低。研究者将乳酸脱氢酶基因导入酵母菌，转基因酵母菌可同时产生乙醇和乳酸。下列叙述正确的是（    ） A．抑制厌氧呼吸的第一阶段可提高转基因酵母菌的乳酸产量 B．丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被转化为乳酸，不产生ATP C．转基因酵母菌呼吸作用产生CO₂的场所只有线粒体基质 D．乳酸菌和酵母菌厌氧呼吸途径不同是由于基因的选择性表达 02 需氧呼吸和厌氧呼吸的异同 【例2】人体剧烈运动时，同时存在需氧呼吸和厌氧呼吸。下列叙述正确的是（    ） A．这两种呼吸产生的氢，前者都是还原氧气，后者是还原丙酮酸 B．剧烈运动时所需能量主要来自厌氧呼吸提供 C．这两种呼吸类型的每个阶段都能产生ATP D．这两种呼吸第一阶段相同，第二阶段都有二氧化碳放出 【变式2-1】如图是人体利用葡萄糖进行氧化分解的过程示意图，①～⑤代表过程，甲、乙代表物质。下列叙述错误的是（    ） A．图中展现的是一系列有控制的氧化还原反应 B．甲应当是CO2，乙应当是氢的载体 C．无氧的条件下②③④⑤不能发生，但①是可以发生的，并且也会进一步产生CO2 D．一个葡萄糖分子可让图示的甲过程进行两次 【变式2-2】真核生物细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环，电子传递和氧化磷酸化等过程，柠檬酸循环过程中有CO2生成，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）    A．糖酵解发生于细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程中 B．柠檬酸循环存在有氧呼吸过程中，释放CO2时需消耗水 C．有氧和无氧条件下，丙酮酸分解成二碳化合物的场所均为线粒体基质 D．电子传递链存在的场所和利用O2、产生大量ATP的场所均为线粒体内膜 03 影响细胞呼吸的因素 【例3】天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX），低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述错误的是（    ） A．氰化物主要影响需氧呼吸第三阶段 B．低温条件下局部抗氰呼吸加强有利于提高细胞代谢速率 C．低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解 D．与需氧呼吸相比，抗氰呼吸中有机物氧化分解生成的ATP较少 【变式3-1】马铃薯块茎中含有丰富的淀粉，营养价值高，是我国五大主食之一，但储存不当容易导致块茎发芽或出现酸味甚至腐烂。某兴趣小组探究了马铃薯有氧呼吸强度与O2浓度的关系，并将结果绘制如图（低于B点对应的O2浓度时会出现酸味）。下列叙述错误的是（　　） A．A点时马铃薯块茎同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 B．B点对应的O2浓度比A点更有利于马铃薯的储存 C．C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度高于细胞质基质 D．D点时马铃薯块茎呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质 【变式3-2】研究人员选取玉米进行淹水实验：T1组（根部全淹）、T2组（根部半淹）分别在淹水处理1、3、5天及解除胁迫7天（Res7）后，检测根系细胞中乙醇脱氢酶（ADH）和乳酸脱氢酶（LDH）的活性变化，结果如下图。下列叙述正确的是（    ）      A．根部淹水的程度和无氧呼吸的强度成正相关 B．在淹水处理的5天内，T2组ADH和LDH活性变化趋势有差异 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．淹水试验过程中，NAD'和NADH的转化速率减慢且葡萄糖的消耗减少 04 细胞呼吸的实际应用 【例4】水稻种子要经浸种发芽后，再播入秧田培育成秧苗，在此过程中常发生烂芽烂苗现象，下列原因中与细胞呼吸无直接关系的是（    ） A．秧田泥过稀，导致播入的种子陷入泥中过深 B．秧田水过多，播入的种子浸泡在水中时间过久 C．秧田有机质过多，经微生物分解产生有毒物质 D．秧苗过长而根发育不良，引起秧苗倒伏使苗根露出秧田 【变式4-1】细胞呼吸是细胞重要的生命活动，细胞呼吸的原理广泛应用于生产生活中，下列有关说法错误的是（　　） A．种子晾干储存，降低自由水含量并减缓细胞呼吸 B．制作酸奶时，先通气后密封有利于乳酸菌快速增殖并发酵 C．用慢跑等有氧运动代替无氧运动可有效避免肌肉酸胀 D．水稻田间歇性换水，避免厌氧呼吸产物对根产生毒害作用 【变式4-2】所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。下列关于细胞呼吸过程及应用的叙述，错误的是（    ） A．适时中耕可疏松表土、改善通气状况，有利于农作物根系进行有氧呼吸和生长 B．油菜播种时宜浅播有利于满足其种子萌发时对氧气的需求 C．选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的愈合 D．过期酸奶出现“胀袋”现象可能是乳酸菌细胞呼吸产生气体造成的 05 探究酵母菌细胞呼吸方式 【例5】为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 【变式5-1】1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。为验证上述结论，已设置的4组实验处理和部分结果如表： 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 一 ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液+酵母汁 ④ 葡萄糖溶液+含有酵母汁中的各类小分子和离子的溶液 注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成。 对该实验操作和结果分析合理的是（    ） A．组③、组④的实验结果分别为+、+ B．应增设组⑤，处理为：无菌水+酵母汁 C．制备无细胞的酵母汁时，可将酵母菌细胞在蒸馏水中破碎处理 D．应检测酵母汁中是否含有活细胞 【变式5-2】为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某研究小组利用图中a、b、c、d装置进行实验。下列叙述错误的是（    ）    A．若探究厌氧呼吸可选择的装置及连接顺序为d→b B．若探究需氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c→b→a→b C．可在b瓶中加入酸性重铬酸钾用于检测是否产生酒精 D．不能通过装置中的b瓶是否变浑浊来判断呼吸方式 06 细胞呼吸综合考查 【例6】为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。如图为某同学设计的“探究酵母菌呼吸方式”的装置示意图。回答下列问题：    (1)酵母菌在有氧条件下的呼吸终产物是 其厌（无）氧呼吸的场所在 。 (2)装置甲a瓶中NaOH的作用主要是 。通过观察相同时间内 瓶中澄清石灰水变浑浊的程度可判断呼吸类型。 (3)装置乙d瓶中加入酵母菌培养液后应 再与e瓶相连，从而制造无氧环境。 (4)若想缩短反应时间，请提出1条可行的措施 。 【变式6-1】为探究温度、氧气浓度对采收后苹果贮存的影响，经实验研究，结果如下图所示。 回答下列问题： (1)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。在氧气充足的条件下，在细胞中氧气参与反应的场所是 ，该阶段的产物有 。 (2)据图分析，贮存苹果的适宜条件是 ，依据是 。 (3)由图可知，氧气浓度在20%～30%范围内，影响二氧化碳相对生成量的环境因素主要是 ，二氧化碳相对生成量不同的原因是 。 (4)写出有氧呼吸的反应式： 。 【变式6-2】气候变化导致近年来洪涝灾害频发，农田被洪水淹没后，农作物根系会因长期缺氧而影响正常生长发育。回答下列问题： (1)农田淹水一段时间后，被淹农作物根系吸收无机盐的速率明显降低，原因是 。植物体内缺磷就会严重影响生长发育，这是因为磷是 （答出2种）等重要化合物的组成元素。 (2)被淹农作物的根细胞通过无氧呼吸维持能量供应，该过程中，呼吸底物葡萄糖中的能量，除一部分转移到ATP中外，其余部分将转化为 。被淹农作物的根系易变黑、腐烂，原因是 。 (3)为研究水淹时物质M对某植物根系呼吸作用的影响，研究人员将一组植物根系淹入清水中，其余三组分别淹入等量不同浓度的M溶液中，保持液面高出盆土表面，每天定时测定该植物根系有氧呼吸速率，结果如图。 图中A、B、C三点中， 点时刻线粒体内在单位时间与氧结合的[H]最多。结果表明，水淹时使用物质M对该植物根系的作用是 。 考点二 光合作用 01 光合色素的提取和分离实验 【例1】提取菠菜绿叶中光合色素并用纸层析法分离，结果如图，其中甲、乙、丙、丁为4条不同颜色的色素带。下列叙述正确的是（　　） A．将菠菜绿叶在烘箱中烘干有利于色素的提取 B．为使色素带更明显，点样时加大滤液细线宽度是上佳选择 C．若研磨时未加入SiO2，色素带甲、乙会明显减少，丙、丁不受影响 D．实验结果表明，甲、乙中的色素在层析液中溶解度大于丙、丁中的色素 【变式1-1】下列关于“叶绿体色素的提取与分离”实验的叙述，正确的是（　　） A．叶绿体色素不易溶于乙醇，因此选择乙醇作为提取液 B．为防止色素被破坏，在研磨过程中应加入二氧化硅 C．若滤纸条上滤液细线全部浸入层析液，则无法观察到色素带 D．在层析液中溶解度最高的是叶绿素a，在滤纸条上扩散得最快 【变式1-2】下列关于“光合色素的提取与分离”活动的叙述，正确的是（    ） A．提取色素时，研磨应充分、细致而缓慢，力求提取更多色素 B．将研磨液倒入小玻璃漏斗时，应在漏斗基部放一块单层纱布 C．若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶 D．色素分离后，滤纸条最上方是胡萝卜素，说明其在层析液中的溶解度最小 02 光合作用的过程 【例2】下图为叶绿体中类囊体膜的结构示意图，其中PSI和PSII是色素与蛋白质的复合体。下列叙述正确的是（    ） A．物质运输只与膜蛋白有关与磷脂分子无关 B．类囊体囊腔内pH高于外部，有利于促进ATP合成 C．ATP合酶运输H+的过程中空间结构改变引起变性 D．PSI和PSII具有吸收、传递、转化光能的作用 【变式2-1】阅读下列材料，完成下面小题。 拟南芥叶肉细胞在发育早期，未成熟叶绿体所需的ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质（细胞溶胶）运入。叶肉细胞发育到一定阶段，H基因表达量下降。通过转基因技术实现H基因在叶绿体成熟的叶肉细胞中过量表达；对转H基因和非转基因叶片进行黑暗处理，检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP浓度，结果如图。 1．发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP的主要合成部位是（    ） A．细胞质基质 B．叶绿体内膜 C．线粒体基质 D．线粒体内膜 2．与黑暗条件下的非转基因植株相比，黑暗条件下的转H基因植株叶片的变化之一是（    ） A．细胞呼吸增强 B．卡尔文循环增强 C．叶绿体代谢减弱 D．胞间CO2浓度降低 【变式2-2】阅读下列材料，回答问题。 高粱等植物在演化过程中形成如图所示的生理机制，这类植物被称为C4植物。水稻等植物不存在C4途径，仅通过叶肉细胞中的C3途径固定CO2，这类称为C3植物。C4植物能利用叶肉细胞间隙中浓度极低的CO2，维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞高10倍。R酶既可催化碳反应中CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合。C5糖与O2结合后形成一个C3酸和一个C2，这个C2随后进入线粒体被氧化为CO2，这个过程称为光呼吸。 1．下列关于C4途径叙述正确的是（    ） A．不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是不同的 B．C4植物细胞可以在夜间吸收CO2用于卡尔文循环 C．由这种CO2浓缩机制可以推测，P酶与无机碳的亲和力高于R酶 D．叶绿体中的C3糖大多数离开叶绿体后转化为蔗糖 2．下列关于光呼吸过程叙述正确的是（    ） A．光呼吸过程中消耗O2的场所和细胞呼吸相同 B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低 C．R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，说明R酶不具有专一性 D．光呼吸会消耗有机物导致减产，我们可以敲除控制R酶合成的基因从而提高产量 03 影响光合作用的因素 【例3】科研人员测定了一定温度条件下，某绿色植物随光照强度增加，在不同时刻CO2吸收速率的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．光合作用的碳（暗）反应不需要光照，因此黑暗条件下碳反应可持续进行 B．CO2吸收速率为0时叶肉细胞的平均光合速率仍大于呼吸速率 C．光照2~10min时CO2吸收速率上升较慢的主要限制因素是光照强度 D．适当提高环境温度，绿色植物在光照6min时的CO2吸收速率下降 【变式3-1】现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是（　　） A．由甲图可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2+ B．由乙图可知，在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高 C．由乙图分析可知，在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组多消耗CO2150μmol·g-1 D．若细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在30℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖 26.5μmol 【变式3-2】某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是（　　） A．NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2 B．降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢 C．选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光照强度对光合作用的影响 D．由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值改变，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化 04 细胞呼吸和光合作用的区别与联系 【例4】光合作用与呼吸作用环环相扣、相互依存，两者虽然都是为植物的存活而整体进行服务，但二者又有各自独立的工作系统，所以又互为个体。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。下列叙述正确的是（    ） A．甲过程中的I物质与乙过程中的V物质所含元素不一致。 B．乙过程中①过程与②过程所产生的能量之和多于③过程所产生的能量。 C．叶肉细胞中甲过程产生的IV物质多于乙过程所消耗的Ⅳ物质时，植物将生长。 D．乙过程产生的ATP并不能用于甲过程。 【变式4-1】光照条件下，叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合RuBP，O2与RuBP结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，实验测得光合作用强度和光呼吸强度如下表。（光合强度用固定CO2量表示：SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计：叶片吸收和放出CO2量相等时的光照强度称为光补偿点。）下列叙述错误的是（    ） SoBS浓度/（mg/L） 0 100 200 300 400 500 600 光合强度/（CO2mol·m2·s-1） 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7 光呼吸强度/（CO2mol·m2·s-1） 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3 A．光呼吸中RuBP与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中 B．正常进行光合作用的水稻，若突然停止CO2供应，光呼吸释放CO2将增加 C．喷施100mgLSoBS的水稻叶片其光补偿点比未喷施SoBS的低 D．据表分析可知，农业生产中喷施200mg/LSoBS溶液最有利于水稻增产 【变式4-2】下图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．Ⅲ在第二阶段消耗水,第三阶段产生水 B．若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将减少 C．Ⅰ过程中产生的O2参与Ⅲ的第二阶段反应 D．物质X是从叶绿体的基质移向类囊体薄膜的 05 细胞呼吸和光合作用的相关计算 【例5】现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。下列说法正确的是（    ） A．由甲图可知，随着温度升高，低光强组叶绿素a在叶绿素中的比例越来越高 B．由乙图分析可知，在低光强条件下温度对光合速率的影响更显著 C．由乙图分析可知，在20℃下，持续光照1h，高光强组比低光强组积累葡萄糖多75μmol·g-1 D．若绿藻在30℃、低光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成220μmol的3-磷酸甘油酸 【变式5-1】将生长状况相同的某种植物在不同温度下分别暗处理1h，再在相同光照强度下光照1h，用CO2红外分析仪测定密闭容器中CO2的浓度，结果如图。下列分析正确的是（    ） A．该植物在29℃和30℃时不再表现出生长现象 B．该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度分别是29℃和28℃ C．在29℃时光合作用制造的有机物的量大于28℃时制造的量 D．30℃时该植物光合作用速率等于细胞呼吸速率，均为20微摩尔/小时 【变式5-2】在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是（    ） 温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率μmolCO2·dm－2·h－1 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0 CO2生成速率μmolCO2·dm－2·h－1 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0 A．分析表中的数据，可知35℃时植物实际光合速率最大 B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30~40℃设置温度梯度继续实验 C．若昼夜时间相等，植物在25~35℃时可以正常生长 D．30℃与40℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响 06 光合作用综合考查 【例6】气候变化导致近年来洪涝灾害频发，农田被洪水淹没后，农作物根系会因长期缺氧而影响正常生长发育。回答下列问题： (1)农田淹水一段时间后，被淹农作物根系吸收无机盐的速率明显降低，原因是 。植物体内缺磷就会严重影响生长发育，这是因为磷是 （答出2种）等重要化合物的组成元素。 (2)被淹农作物的根细胞通过无氧呼吸维持能量供应，该过程中，呼吸底物葡萄糖中的能量，除一部分转移到ATP中外，其余部分将转化为 。被淹农作物的根系易变黑、腐烂，原因是 。 (3)为研究水淹时物质M对某植物根系呼吸作用的影响，研究人员将一组植物根系淹入清水中，其余三组分别淹入等量不同浓度的M溶液中，保持液面高出盆土表面，每天定时测定该植物根系有氧呼吸速率，结果如图。 图中A、B、C三点中， 点时刻线粒体内在单位时间与氧结合的[H]最多。结果表明，水淹时使用物质M对该植物根系的作用是 。 【变式6-1】海带是我国北方大规模养殖的食用海藻，具有重要的经济价值。科研人员研究了水体中Cu2+对海带的代谢及生长的影响。回答下列问题： (1)光反应过程中，水裂解为O2和H+、 ，NADP+还原为NADPH，利用 跨膜产生的势能生成ATP，O2被释放到细胞外。 (2)将海带分别放入含不同浓度Cu2+溶液的透明瓶中，测定初始时瓶内溶氧量为M，瓶口密封置于光下一段时间后，测定瓶内溶氧量为N。本实验用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，实验结果如图1所示。 ①在利用同样装置研究呼吸作用时，需要对装置进行 处理。 ②净光合作用速率的计算公式为： /(t·w)(w：海带质量；t：反应时间)。 ③Cu2+浓度为1.00mg/L时的真正光合速率比Cu2+浓度为0.50mg/L时 (填“大”或“小”)。 ④据图分析不同浓度的Cu2+对海带光合作用和呼吸作用的影响是 。 (3)从细胞水平上探究Cu2+对海带光合作用及呼吸作用的影响，可在电子显微镜下观察相关细胞器的 ，推测Cu2+对 破坏较小。 (4)Cu2+对海带代谢及生长的影响与一种激酶(TOR)有关，TOR可促进蛋白质的合成，加快代谢和生长。为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的海带进行黑暗处理12小时后，再次进行光照处理，实验结果如图所示2.推测出光合作用可增强TOR活性，其中 阶段起直接作用。正常光照条件下，停止光照后的短时间内即可测得TOR活性降低，其原因是 。 【变式6-2】植物胁迫是对植物生长不利的环境条件，如洪涝、盐碱地、高温等。植物应对不同的胁迫有不同的应激反应。请结合不同的植物胁迫，分析并回答下列问题： (1)洪涝易造成低氧胁迫。此时植物根系易变黑、腐烂，原因是 。 (2)盐（主要是NaCl）胁迫环境下，大豆细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性，请据图写出盐胁迫条件下，大豆根部细胞降低Na+毒害的“策略”： （至少答出2点）。大豆通过调节相关物质的运输， （填“增大”或“减小”）细胞内的渗透压，有利于细胞吸水，从而提高其耐盐碱性。 (3)为研究高温胁迫对植物的影响，科学家以黄准海地区夏玉米耐热型品种为材料，以大田常温为对照（CK），设置高温（40℃）处理（HT），研究高温胁迫对夏玉米的叶片光合特性、植株形态、干物质积累与分配及产量的影响，结果见下表。 组别 叶绿素含量 mg/g 胞间二氧化碳 μmol/mol 净光合速率 μmol/（m2．s） 叶面积 m2 结实率 % 百粒重 g CK 26 158 21.3 0.21 80 24.1 HT 37 102 27.9 0.52 26 33.7 欲研究夏玉米叶片的光合特性，用叶片作为材料进行光合色素分离实验，叶绿素的条带在滤纸条上的位置低于类胡萝卜素，其原因是 。夏玉米在高温胁迫净光合速率较CK组高的原因可能是 （答出两点）。研究表明高温胁迫下夏玉米产量降低，根据表格数据从光合产物的产生和分配的角度分析，HT组夏玉米百粒重增加的原因 。 (4)研究表明HT组叶面积、株高有显著增大，研究小组猜测可能与HT组玉米植株体内M激素含量升高有关。仍以夏玉米为研究对象，若进一步验证该猜想，可在实验思路的分组和处理中添加一组实验组 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 细胞呼吸和光合作用 考点一 细胞呼吸 【题型1】细胞呼吸的过程 【题型2】需氧呼吸和厌氧呼吸的异同 【题型3】影响细胞呼吸的因素 【题型4】细胞呼吸的实际应用 【题型5】探究酵母菌细胞呼吸方式 【题型6】细胞呼吸综合考查 考点二 光合作用 【题型1】光合色素的提取和分离实验 【题型2】光合作用的过程 【题型3】影响光合作用的因素 【题型4】细胞呼吸和光合作用的区别与联系 【题型5】细胞呼吸和光合作用的相关计算 【题型6】光合作用综合考查 考点一 细胞呼吸 01 细胞呼吸的过程 【例1】马拉松运动员在比赛时虽然保持合理的呼吸节奏来保证骨骼肌细胞通过细胞呼吸释放大量能量，但仍会进行厌氧呼吸，导致赛后出现下肢肌肉酸痛的现象。下列叙述正确的是（    ） A．运动员厌氧呼吸产生酒精导致肌肉酸痛 B．运动员吸入的O2在线粒体内膜上消耗 C．运动员呼出的CO2在细胞溶胶中产生 D．运动员在比赛中主要由厌氧呼吸供能 【答案】B 【分析】有氧呼吸和无氧呼吸的过程： 1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。 【详解】A、运动员厌氧呼吸产生乳酸导致肌肉酸痛，A错误； B、有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所是线粒体内膜，B正确； C、运动员有氧呼吸产生CO2场所是线粒体基质，无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，C错误； D、人体剧烈运动，仍然主要依靠有氧呼吸提供大量ATP，部分细胞（红细胞与骨骼肌细胞）进行无氧呼吸，D错误。 故选B。 【变式1-1】“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”，患者肺部显影常呈现大片白色，“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短，呼吸不畅等，通过吸氧可缓解相关症状，下列叙述正确的是（    ） A．患者部分细胞厌氧呼吸，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B．患者部分细胞厌氧呼吸产生的乳酸可运至血浆再生成葡萄糖 C．有氧呼吸时，释放的能量主要形成ATP D．患者细胞需氧呼吸第一、二阶段过程中都有[H]、ATP的产生 【答案】D 【分析】1、无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中； 2、有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段发生于细胞质基质，1分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，产生少量[H]并释放少量能量；第二阶段发生于线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H]并释放少量能量；第三阶段发生于线粒体内膜，[H]与氧气结合成水并释放大量能量。 【详解】A、患者部分细胞厌氧呼吸，葡萄糖中的能量大部分留在产物乳酸中，A错误； B、患者部分细胞厌氧呼吸产生的乳酸可通过血浆运输到肝脏后再生成葡萄糖，B错误； C、有氧呼吸时，释放的能量主要转化为热能散失掉了，C错误； D、需氧呼吸第一、二阶段的过程中均有[H]、ATP产生，第三阶段[H]与氧气结合形成水，D正确。 故选D。 【变式1-2】乳酸菌难以高密度培养，导致乳酸产量低。研究者将乳酸脱氢酶基因导入酵母菌，转基因酵母菌可同时产生乙醇和乳酸。下列叙述正确的是（    ） A．抑制厌氧呼吸的第一阶段可提高转基因酵母菌的乳酸产量 B．丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被转化为乳酸，不产生ATP C．转基因酵母菌呼吸作用产生CO₂的场所只有线粒体基质 D．乳酸菌和酵母菌厌氧呼吸途径不同是由于基因的选择性表达 【答案】B 【分析】无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。 【详解】A、抑制无氧呼吸第一阶段，会造成丙酮酸含量减少，第二阶段原料含量减少，导致乳酸含量下降，A错误； B、酶具有催化作用，无氧呼吸的乳酸途径不会产生ATP，B正确； C、酵母菌的无氧呼吸乙醇途径也会产生二氧化碳，场所是细胞质基质，C错误； D、乳酸菌和酵母菌应该是基因不同所造成的，选择性表达一般用于同一个体的不同细胞，现在是两个个体，D错误。 故选B。 02 需氧呼吸和厌氧呼吸的异同 【例2】人体剧烈运动时，同时存在需氧呼吸和厌氧呼吸。下列叙述正确的是（    ） A．这两种呼吸产生的氢，前者都是还原氧气，后者是还原丙酮酸 B．剧烈运动时所需能量主要来自厌氧呼吸提供 C．这两种呼吸类型的每个阶段都能产生ATP D．这两种呼吸第一阶段相同，第二阶段都有二氧化碳放出 【答案】A 【分析】1、需氧呼吸的过程 阶段 场所 原料 产物 能量 第一阶段 细胞溶胶 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量能量 第二阶段 线粒体基质 丙酮酸、水 CO2、[H] 少量能量 第三阶段 线粒体内膜 [H]、O2 水 大量能量 2、厌氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与需氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 【详解】A、需氧呼吸在第一、二阶段产生氢，均在第三阶段与O2反应生成水；厌氧呼吸第一阶段产生氢，在第二阶段与丙酮酸反应生成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸，A正确； B、因为厌氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，远远不能满足剧烈运动需要，所以能量主要来自需氧呼吸，B错误； C、无论是分解成酒精和二氧化碳，还是转化成乳酸，厌氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP，而需氧呼吸三个阶段都能产生ATP，C错误； D、这两种呼吸第一阶段相同，需氧呼吸第二阶段需二氧化碳放出，厌氧呼吸第二阶段可能只产生乳酸，不一定产生二氧化碳，D错误。 故选A。 【变式2-1】如图是人体利用葡萄糖进行氧化分解的过程示意图，①～⑤代表过程，甲、乙代表物质。下列叙述错误的是（    ） A．图中展现的是一系列有控制的氧化还原反应 B．甲应当是CO2，乙应当是氢的载体 C．无氧的条件下②③④⑤不能发生，但①是可以发生的，并且也会进一步产生CO2 D．一个葡萄糖分子可让图示的甲过程进行两次 【答案】C 【分析】分析题图：①为有氧呼吸第一阶段，一个葡萄糖分解为2个丙酮酸；②③④为有氧呼吸第二阶段；⑤为有氧呼吸第三阶段。 【详解】A、图中展现的是有氧呼吸的过程，是有序的氧化还原反应，是细胞内最主要的放能反应，A正确； B、有氧呼吸第二阶段产生CO2和还原氢，有氧呼吸第三阶段还原氢和O2生成H2O，故甲应当是CO2，乙应当是氢的载体，B正确； C、无氧的条件下②③④⑤不能发生发生，但①是可以发生的，人体细胞无氧呼吸生成的是乳酸，不会产生CO2，C错误； D、一个丙酮酸进行一次产生甲的过程，而一个葡萄糖可以分解生成2个丙酮酸，故一个葡萄糖分子可进行两次图示产生甲的过程，D正确。 故选C。 【变式2-2】真核生物细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环，电子传递和氧化磷酸化等过程，柠檬酸循环过程中有CO2生成，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）    A．糖酵解发生于细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程中 B．柠檬酸循环存在有氧呼吸过程中，释放CO2时需消耗水 C．有氧和无氧条件下，丙酮酸分解成二碳化合物的场所均为线粒体基质 D．电子传递链存在的场所和利用O2、产生大量ATP的场所均为线粒体内膜 【答案】C 【分析】1、呼吸作用：指生物体的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其它产物，并且释放出能量的过程。 2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。 【详解】A、据图可知，糖酵解是细胞呼吸第一阶段，存在于有氧呼吸和无氧呼吸过程中，A正确； B、柠檬酸循环发生于有氧呼吸过程中，CO2产生过程中需要水的参与，B正确； C、在有氧呼吸过程中丙酮酸分解成二碳化合物的场所是线粒体基质，在无氧呼吸过程中丙酮酸分解成二碳化合物的场所是细胞质基质，C错误； D、电子传递链的分布和利用氧气、产生大量ATP的场所相同，都在线粒体内膜，D正确。 故选C。 03 影响细胞呼吸的因素 【例3】天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX），低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述错误的是（    ） A．氰化物主要影响需氧呼吸第三阶段 B．低温条件下局部抗氰呼吸加强有利于提高细胞代谢速率 C．低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解 D．与需氧呼吸相比，抗氰呼吸中有机物氧化分解生成的ATP较少 【答案】C 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、由题干信息可知，线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX），低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，而线粒体主要参与有氧呼吸第三阶段，所以氰化物主要影响需氧呼吸第三阶段，A正确； B、由题干信息可知，低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，有利于提高细胞代谢速率，B正确； C、由题干信息可知，低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，COX合成缺陷型植株，但其他的酶合成正常，依然可以完成葡萄糖的氧化分解，C错误； D、细胞在消耗等量呼吸底物情况下有氧呼吸彻底氧化释放的能量是相等的，其中一部分用来合成ATP，其余部分以热能形式散失，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量多，则生成的ATP更少，D正确。 故选C。 【变式3-1】马铃薯块茎中含有丰富的淀粉，营养价值高，是我国五大主食之一，但储存不当容易导致块茎发芽或出现酸味甚至腐烂。某兴趣小组探究了马铃薯有氧呼吸强度与O2浓度的关系，并将结果绘制如图（低于B点对应的O2浓度时会出现酸味）。下列叙述错误的是（　　） A．A点时马铃薯块茎同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 B．B点对应的O2浓度比A点更有利于马铃薯的储存 C．C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度高于细胞质基质 D．D点时马铃薯块茎呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质 【答案】C 【分析】有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。 【详解】A、由图可知，A点时氧气浓度较低，此时马铃薯块茎同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，A正确； B、B点对应的O2浓度可有效抑制无氧呼吸，但有氧呼吸强度与A点无显著差异，所以B点比A点更有利于马铃薯的储存，B正确； C、O2的运输属于自由扩散，从高浓度到低浓度，C点时，马铃薯细胞可以吸收O2进行有氧呼吸，因此C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度低于细胞质基质，C错误； D、D点时马铃薯块茎有氧呼吸强度最大，说明只进行有氧呼吸，呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质，D正确。 故选C。 【变式3-2】研究人员选取玉米进行淹水实验：T1组（根部全淹）、T2组（根部半淹）分别在淹水处理1、3、5天及解除胁迫7天（Res7）后，检测根系细胞中乙醇脱氢酶（ADH）和乳酸脱氢酶（LDH）的活性变化，结果如下图。下列叙述正确的是（    ）      A．根部淹水的程度和无氧呼吸的强度成正相关 B．在淹水处理的5天内，T2组ADH和LDH活性变化趋势有差异 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．淹水试验过程中，NAD'和NADH的转化速率减慢且葡萄糖的消耗减少 【答案】B 【分析】植物根细胞无氧呼吸过程中，葡萄糖氧化分解所释放的能量大部分以热能散失、少部分储存在ATP中，供生命活动的需要。由题干信息可知，ADH和LDH是催化无氧呼吸的酶，则只分布在细胞质基质 【详解】A、ADH和LDH是催化无氧呼吸的酶，据图分析，根部全淹，ADH活性一直下降，LDH活性先减后增，根部半淹，ADH活性先增后减，LDH活性一直下降，所以，根部淹水的程度和无氧呼吸的强度不一定能呈正相关，A错误； B、据图分析，在淹水处理的5天内，T2组，ADH活性先增后减，LDH活性一直下降，B正确； C、无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，产酒精和乳酸的无氧呼吸第一阶段过程相同，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时的一样多，C错误； D、淹水试验过程中，NAD+和NADH的转化速率减慢，由于无氧呼吸消耗葡萄糖增加，所以葡萄糖的消耗不一定减少，D错误。 故选B。 04 细胞呼吸的实际应用 【例4】水稻种子要经浸种发芽后，再播入秧田培育成秧苗，在此过程中常发生烂芽烂苗现象，下列原因中与细胞呼吸无直接关系的是（    ） A．秧田泥过稀，导致播入的种子陷入泥中过深 B．秧田水过多，播入的种子浸泡在水中时间过久 C．秧田有机质过多，经微生物分解产生有毒物质 D．秧苗过长而根发育不良，引起秧苗倒伏使苗根露出秧田 【答案】D 【分析】无氧呼吸全过程： 第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。 第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。 【详解】A、秧田泥过稀，播入的种子陷入泥中过深，可能会引起种子进行无氧呼吸，而无氧呼吸的产物酒精对种子有毒害作用，进而导致烂芽、烂苗现象，不符合题意，A错误； B、秧田水过多，秧苗根没入水中过久，会引发秧苗无氧呼吸，无氧呼吸的产物酒精对幼苗有毒害作用，引起烂芽、烂苗现象，，不符合题意，B错误； C、秧田有机质丰富，微生物活动旺盛，微生物产生有毒物质过多，进而引起烂芽、烂苗现象，不符合题意，C错误； D、秧苗疯长，消耗更多的有机物，导致根部获得的营养减少，引起秧苗根发育不良，符合题意，D正确。 故选D。 【变式4-1】细胞呼吸是细胞重要的生命活动，细胞呼吸的原理广泛应用于生产生活中，下列有关说法错误的是（　　） A．种子晾干储存，降低自由水含量并减缓细胞呼吸 B．制作酸奶时，先通气后密封有利于乳酸菌快速增殖并发酵 C．用慢跑等有氧运动代替无氧运动可有效避免肌肉酸胀 D．水稻田间歇性换水，避免厌氧呼吸产物对根产生毒害作用 【答案】B 【分析】在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 【详解】A、种子晾干可降低自由水的含量，进而减缓细胞呼吸，减少有机物消耗，便于储存，A正确； B、乳酸菌为严格厌氧型生物，需密封发酵，B错误； C、慢跑等有氧运动可有效避免肌细胞厌氧呼吸产生大量乳酸带来的肌肉酸胀无力，C正确； D、水稻田间歇性换水可避免水稻根细胞厌氧呼吸产生酒精，进而对根产生毒害作用，D正确。 故选B。 【变式4-2】所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。下列关于细胞呼吸过程及应用的叙述，错误的是（    ） A．适时中耕可疏松表土、改善通气状况，有利于农作物根系进行有氧呼吸和生长 B．油菜播种时宜浅播有利于满足其种子萌发时对氧气的需求 C．选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的愈合 D．过期酸奶出现“胀袋”现象可能是乳酸菌细胞呼吸产生气体造成的 【答案】D 【分析】细胞呼吸原理的应用： （1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。 （2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。 （3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。 （4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。 （5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。 （6）提倡慢跑等有氧运动，防止因剧烈运动导致供氧不足，导致部分肌细胞因缺氧而进行无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。 （7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。 （8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。 【详解】A、适时中耕可疏松表土、改善通气状况，有利于农作物根系进行有氧呼吸和生长，防止无氧呼吸烂根，A正确； B、油菜是油料种子，对氧气的需求高，油菜播种时宜浅播有利于满足其种子萌发时对氧气的需求，B正确； C、由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖，所以选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，C正确； D、乳酸菌细胞呼吸不产生气体，D错误。 故选D。 05 探究酵母菌细胞呼吸方式 【例5】为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 【答案】C 【分析】探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量；氧气的有无是自变量；需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多。 【详解】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A错误； B、氧气的有无是自变量，B错误； C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确； D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。 故选C。 【变式5-1】1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。为验证上述结论，已设置的4组实验处理和部分结果如表： 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 一 ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液+酵母汁 ④ 葡萄糖溶液+含有酵母汁中的各类小分子和离子的溶液 注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成。 对该实验操作和结果分析合理的是（    ） A．组③、组④的实验结果分别为+、+ B．应增设组⑤，处理为：无菌水+酵母汁 C．制备无细胞的酵母汁时，可将酵母菌细胞在蒸馏水中破碎处理 D．应检测酵母汁中是否含有活细胞 【答案】D 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA； 2、酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能； 3、本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，所给实验材料中，葡萄糖溶液为反应的底物，在此实验中为无关变量，其用量应一致。酵母菌为细胞生物，与其对应的酵母汁无细胞结构，可用来验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”。 【详解】A、组③实验的酵母汁中含有乙醇发酵的条件，有乙醇生成（+），组④的实验含有乙醇发酵的各类小分子和离子，缺少酶，无乙醇生成，故组③、组④的实验结果分别为+、-，A错误； B、为验证上述“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助的结论，还需增设组⑤为葡萄糖溶液+含有酵母汁中的各类生物大分子包括相关酶的溶液+含有酵母汁中的各类小分子和离子的溶液的实验，B错误； C、酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH，C错误； D、本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”，因此需要检测酵母汁中是否含有活细胞，D正确。 故选D。 【变式5-2】为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某研究小组利用图中a、b、c、d装置进行实验。下列叙述错误的是（    ）    A．若探究厌氧呼吸可选择的装置及连接顺序为d→b B．若探究需氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c→b→a→b C．可在b瓶中加入酸性重铬酸钾用于检测是否产生酒精 D．不能通过装置中的b瓶是否变浑浊来判断呼吸方式 【答案】C 【分析】实验原理： 1、酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 2、CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄．根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。 3、橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。 【详解】A、厌氧呼吸不消耗氧气，产生二氧化碳，故若探究厌氧呼吸可选择的装置及连接顺序为d→b（检测二氧化碳），A正确； B、需氧呼吸需要消耗氧气，产生二氧化碳，故若探究需氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c（除去空气中的二氧化碳）→b（检测空气中的二氧化碳是否除净）→a→b（检测二氧化碳），B正确； C、检测酵母菌无氧呼吸是否产生酒精，鉴定酒精时，应从d瓶中定时取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生，C错误； D、需氧呼吸和厌氧呼吸都会产生二氧化碳，从而使澄清石灰水变混浊，故不能通过装置中的b瓶是否变浑浊来判断呼吸方式，D正确。 故选C。 06 细胞呼吸综合考查 【例6】为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。如图为某同学设计的“探究酵母菌呼吸方式”的装置示意图。回答下列问题：    (1)酵母菌在有氧条件下的呼吸终产物是 其厌（无）氧呼吸的场所在 。 (2)装置甲a瓶中NaOH的作用主要是 。通过观察相同时间内 瓶中澄清石灰水变浑浊的程度可判断呼吸类型。 (3)装置乙d瓶中加入酵母菌培养液后应 再与e瓶相连，从而制造无氧环境。 (4)若想缩短反应时间，请提出1条可行的措施 。 【答案】(1) CO2和H2O 细胞溶胶 (2) 吸收空气中的CO2 c、e (3)静（放）置一段时间/覆盖植物油 (4)增加酵母菌含量/将发酵装置置于适宜的温度环境下 【分析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。 【详解】（1）酵母菌在有氧条件下将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O；无氧呼吸的场所在细胞溶胶（细胞质基质），产生酒精和CO2。 （2）NaOH可以吸收空气中的CO2，使装置内的气体变化为氧气变化，以检测有氧呼吸变化；通过观察相同时间内c、e瓶中澄清石灰水变浑浊的程度可判断呼吸类型，甲为有氧呼吸，乙为无氧呼吸，c中的石灰水变浑浊程度比e大。 （3）植物油可以隔绝空气，以使酵母菌进行无氧呼吸。 （4）若想缩短反应时间，可以增加酵母菌含量或将发酵装置置于适宜的温度环境下。 【变式6-1】为探究温度、氧气浓度对采收后苹果贮存的影响，经实验研究，结果如下图所示。 回答下列问题： (1)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。在氧气充足的条件下，在细胞中氧气参与反应的场所是 ，该阶段的产物有 。 (2)据图分析，贮存苹果的适宜条件是 ，依据是 。 (3)由图可知，氧气浓度在20%～30%范围内，影响二氧化碳相对生成量的环境因素主要是 ，二氧化碳相对生成量不同的原因是 。 (4)写出有氧呼吸的反应式： 。 【答案】(1) 线粒体（或线粒体内膜） H2O、ATP (2) 氧气浓度为5%，温度为3℃ 在此条件下，CO2相对生成量最低，有机物消耗较少，适宜贮存苹果 (3) 温度 呼吸酶在不同的温度条件下活性不同，对呼吸作用的催化效率不同，导致二氧化碳相对生成量不同 (4) 【分析】细胞呼吸的底物一般都是葡萄糖，由于酶的活性受温度的影响，在低温环境中酶的活性低，细胞呼吸弱，消耗的有机物少，所以在贮存苹果时，除了控制O2浓度外，还可以采取降低贮存温度的措施。 【详解】（1）采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。在O2充足的条件下进行有氧呼吸，消耗氧的场所是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP，故该阶段的产物有H2O、ATP。 （2）据图分析，贮存苹果的适宜条件是温度3℃左右、氧气浓度5%左右，因为这两个条件下CO2相对生成量都最少，所以呼吸强度都是最低的，消耗有机物少，适宜贮存苹果。 （3）由图可知，O2浓度在20%~30%范围内，氧气不再是影响因素，影响CO2相对生成量的环境因素是温度，CO2相对生成量不同的原因是温度影响酶活性，温度不同，细胞内与呼吸作用有关的酶活性不同，呼吸速率不同。 （4）有氧呼吸的反应式：C6H12O6+6O2+6H2O6 CO2+12H2O+能量。 【变式6-2】气候变化导致近年来洪涝灾害频发，农田被洪水淹没后，农作物根系会因长期缺氧而影响正常生长发育。回答下列问题： (1)农田淹水一段时间后，被淹农作物根系吸收无机盐的速率明显降低，原因是 。植物体内缺磷就会严重影响生长发育，这是因为磷是 （答出2种）等重要化合物的组成元素。 (2)被淹农作物的根细胞通过无氧呼吸维持能量供应，该过程中，呼吸底物葡萄糖中的能量，除一部分转移到ATP中外，其余部分将转化为 。被淹农作物的根系易变黑、腐烂，原因是 。 (3)为研究水淹时物质M对某植物根系呼吸作用的影响，研究人员将一组植物根系淹入清水中，其余三组分别淹入等量不同浓度的M溶液中，保持液面高出盆土表面，每天定时测定该植物根系有氧呼吸速率，结果如图。 图中A、B、C三点中， 点时刻线粒体内在单位时间与氧结合的[H]最多。结果表明，水淹时使用物质M对该植物根系的作用是 。 【答案】(1) 有氧呼吸减弱导致ATP合成减少，影响无机盐的主动运输 DNA、ATP (2) 热能、酒精中的化学能 无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用 (3) A 促进有氧呼吸 【分析】1、有氧呼吸的过程： 第一阶段：在细胞质的基质中：反应式：1C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）； 第二阶段：在线粒体基质中进行：反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）； 第三阶段：在线粒体的内膜上：反应式：24[H]+6O2 12H2O+大量能量（34ATP）。 2、无氧呼吸的过程： 第一阶段：在细胞质的基质中：反应式：1C6H12O6（葡萄糖） 2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）； 第二阶段：在细胞质基质： 反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]  2C2H5OH（酒精）+2CO2；                 或2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]  2C3H6O3（乳酸）。 【详解】（1）农田淹水一段时间后，被淹农作物根系有氧呼吸减弱导致ATP合成减少，进而影响无机盐的主动运输，所以吸收无机盐的速率明显降低。植物体内缺磷就会严重影响生长发育，这是因为磷是DNA、ATP、磷脂和一些酶的组成元素。 （2）被淹农作物的根在无氧呼吸过程中，呼吸底物葡萄糖中的能量，除一部分转移到ATP中外，一部分会储存在酒精中，其余部分能量以热能的形式散失。被淹农作物的根系无氧呼吸会产生酒精，酒精对根细胞会产生毒害作用，进而导致根变黑、腐烂。 （3）据图可知，图中A、B、C三点中，A点有氧呼吸速率最快，因此此时在线粒体内，单位时间与氧结合的[H]最多，产生能量最多。实验结果表明，水淹时使用物质M能促进该植物根系的有氧呼吸。 考点二 光合作用 01 光合色素的提取和分离实验 【例1】提取菠菜绿叶中光合色素并用纸层析法分离，结果如图，其中甲、乙、丙、丁为4条不同颜色的色素带。下列叙述正确的是（　　） A．将菠菜绿叶在烘箱中烘干有利于色素的提取 B．为使色素带更明显，点样时加大滤液细线宽度是上佳选择 C．若研磨时未加入SiO2，色素带甲、乙会明显减少，丙、丁不受影响 D．实验结果表明，甲、乙中的色素在层析液中溶解度大于丙、丁中的色素 【答案】A 【分析】根据题意和图示分析可知：丁为胡萝卜素，丙为叶黄素，乙为叶绿素a，甲为叶绿素b，四种色素在层析液中溶解度的大小是丁>丙>乙>甲。 【详解】A、新鲜的菠菜叶片烘干后减少了细胞中的水分，有利于色素的提取，A正确； B、点样时滤液细线要细、齐、直，不能太粗，B错误； C、若研磨时未加入SiO2，研磨不充分，色素带甲、乙、丙、丁均会明显减少，C错误； D、不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随滤纸条扩散较快，甲、乙中的色素在层析液中溶解度小于丙、丁中的色素，D错误。 故选A。 【变式1-1】下列关于“叶绿体色素的提取与分离”实验的叙述，正确的是（　　） A．叶绿体色素不易溶于乙醇，因此选择乙醇作为提取液 B．为防止色素被破坏，在研磨过程中应加入二氧化硅 C．若滤纸条上滤液细线全部浸入层析液，则无法观察到色素带 D．在层析液中溶解度最高的是叶绿素a，在滤纸条上扩散得最快 【答案】C 【分析】提取的原理：色素可以溶解在有机溶剂中。分离的原理：不同色素在有机溶剂中的溶解度不同。因为不同色素在有机溶剂中的溶解度不同，所以在层析液中溶解度大的，随层析液上升快，所以四种色素会分开，该方法称为纸层析法。 【详解】A、叶绿体色素易溶于乙醇，因此选择乙醇作为提取液，A错误； B、为使色素溶解充分，在研磨过程中应加入二氧化硅，B错误； C、若滤纸条上滤液细线全部浸入层析液，色素会溶解在层析液中，则无法观察到色素带，C正确； D、在层析液中溶解度最高的是胡萝卜素，在滤纸条上扩散得最快，D错误。 故选C。 【变式1-2】下列关于“光合色素的提取与分离”活动的叙述，正确的是（    ） A．提取色素时，研磨应充分、细致而缓慢，力求提取更多色素 B．将研磨液倒入小玻璃漏斗时，应在漏斗基部放一块单层纱布 C．若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶 D．色素分离后，滤纸条最上方是胡萝卜素，说明其在层析液中的溶解度最小 【答案】C 【分析】光合色素的提取与分离，用到研磨法和纸层析法，选材需要新鲜的绿色植物叶片，研磨时要加入碳酸钙保护色素，二氧化硅使研磨更充分，无水乙醇溶出色素。纸层析法要注意层析液不能没过滤液线，滤液线要画得细、直、匀。 绿叶中色素的提取和分离实验的原理：色素能溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇来提取色素；四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液将四种色素分离。 【详解】A、提取色素时，应快速研磨，以免叶绿素见光被破坏，A错误； B、提取光合色素时需要用尼龙布来过滤研磨液，B错误； C、若收集的滤液呈淡绿色，原因可能是未加碳酸钙、使用放置数天的菠菜叶，叶绿素含量较少，C正确； D、四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，D错误。 故选C。 02 光合作用的过程 【例2】下图为叶绿体中类囊体膜的结构示意图，其中PSI和PSII是色素与蛋白质的复合体。下列叙述正确的是（    ） A．物质运输只与膜蛋白有关与磷脂分子无关 B．类囊体囊腔内pH高于外部，有利于促进ATP合成 C．ATP合酶运输H+的过程中空间结构改变引起变性 D．PSI和PSII具有吸收、传递、转化光能的作用 【答案】D 【分析】分析图示可知，水光解发生在类囊体腔内，该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形成NADPH。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在进行H+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成，运输到叶绿体基质中的H+可与NADP+结合形成NADPH，H+还能通过 PQ运输回到类囊体腔内。 【详解】A、物质运输物质运输与膜蛋白有关和磷脂分子都有关，因为有些物质能穿过磷脂分子层进入细胞，A错误； B、由图可知，类囊体薄膜上的ATP合酶，能利用从高浓度到低浓度转运质子（H+）合成ATP，因此类囊体囊腔内H+高于外部，即pH低于外部，有利于促进ATP合成，B错误； C、ATP合酶运输H+的过程中空间结构改变是酶催化的正常现象，与变性没关，C错误； D、由图可知，光反应过程中光能转化为NADPH、ATP中活跃的化学能，因此PSI和PSII具有吸收、传递、转化光能的作用，D正确。 故选D。 【变式2-1】阅读下列材料，完成下面小题。 拟南芥叶肉细胞在发育早期，未成熟叶绿体所需的ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质（细胞溶胶）运入。叶肉细胞发育到一定阶段，H基因表达量下降。通过转基因技术实现H基因在叶绿体成熟的叶肉细胞中过量表达；对转H基因和非转基因叶片进行黑暗处理，检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP浓度，结果如图。 1．发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP的主要合成部位是（    ） A．细胞质基质 B．叶绿体内膜 C．线粒体基质 D．线粒体内膜 2．与黑暗条件下的非转基因植株相比，黑暗条件下的转H基因植株叶片的变化之一是（    ） A．细胞呼吸增强 B．卡尔文循环增强 C．叶绿体代谢减弱 D．胞间CO2浓度降低 【答案】1．D 2．A 【分析】1、光合作用光反应在类囊体薄膜上进行，其产生的ATP用于暗反应阶段，暗反应在叶绿体基质进行。细胞质基质中的ATP主要用于生长发育、保证生命活动的正常进行。 2、类囊体膜上的色素能捕获光能用于光反应，通过该过程可将光能转变为ATP和NADPH中的化学能。 1．发育早期的叶肉细胞中，叶绿体未成熟，尚不能进行光合作用，因此，其中消耗的ATP来自细胞呼吸，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，其中线粒体内膜上发生有氧呼吸的第三阶段，该过程能产生大量的ATP，即未成熟叶绿体发育所需ATP的主要合成部位是线粒体内膜，即D正确。 故选D。 2．A、图示结果表明，与非转基因叶肉细胞相比，转基因叶肉细胞的细胞质基质中ATP含量明显下降，而叶绿体基质中的ATP含量基本不变，据此可推测，H基因的过量表达造成细胞质基质中的ATP被叶绿体大量消耗，此时细胞呼吸强度增强，A正确； B、黑暗条件下，卡尔文循环因为缺乏光反应提供的ATP和NADPH，因而不会增强，B错误； C、转基因植物的叶肉细胞中ATP含量相对稳定，且细胞呼吸产生的ATP大量转运至叶绿体中，据此可推测，此时叶绿体代谢增强，C错误； D、由于缺乏暗反应进行的NADPH，因而暗反应无法进行，因此胞间CO2浓度不会降低，反而会因为有氧呼吸增强而升高，D错误。 故选A。 【变式2-2】阅读下列材料，回答问题。 高粱等植物在演化过程中形成如图所示的生理机制，这类植物被称为C4植物。水稻等植物不存在C4途径，仅通过叶肉细胞中的C3途径固定CO2，这类称为C3植物。C4植物能利用叶肉细胞间隙中浓度极低的CO2，维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞高10倍。R酶既可催化碳反应中CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合。C5糖与O2结合后形成一个C3酸和一个C2，这个C2随后进入线粒体被氧化为CO2，这个过程称为光呼吸。 1．下列关于C4途径叙述正确的是（    ） A．不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是不同的 B．C4植物细胞可以在夜间吸收CO2用于卡尔文循环 C．由这种CO2浓缩机制可以推测，P酶与无机碳的亲和力高于R酶 D．叶绿体中的C3糖大多数离开叶绿体后转化为蔗糖 2．下列关于光呼吸过程叙述正确的是（    ） A．光呼吸过程中消耗O2的场所和细胞呼吸相同 B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低 C．R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，说明R酶不具有专一性 D．光呼吸会消耗有机物导致减产，我们可以敲除控制R酶合成的基因从而提高产量 【答案】1．C 2．B 【分析】C5糖与O2结合后形成一个C3酸和一个C2，这个C2随后进入线粒体被氧化为CO2，这个过程称为光呼吸。呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。 由图可知，C4植物的光合作用在叶肉细胞和维管束鞘细胞中完成的。 1．A、不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，均有O2、ATP和NADPH，A错误； B、由图可知，C4植物细胞可以在夜间吸收CO2在P酶的作用下与PEP结合形成C4酸，B错误； C、由“C4植物能利用叶肉细胞间隙中浓度极低的CO2，维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞高10倍”可知，由图可知，P酶位于叶肉细胞中，R酶位于高浓度CO2的维管束鞘细胞中，所以由这种CO2浓缩机制可以推测，P酶与无机碳的亲和力高于R酶，C正确； D、由图和题干信息并不能推测叶绿体中的C3糖大多数离开叶绿体后转化为蔗糖，D错误。 故选C。 2．A、光呼吸过程中消耗O2的场所在叶绿体，细胞呼吸消耗O2的产所是线粒体，A错误； B、正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH的量减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2的结合增加，通过光呼吸产生的CO2增多，随着时间的延长，光呼吸停止，最终叶片中释放的CO2均来自细胞呼吸释放的CO2，B正确； C、R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，这是在不同条件下R酶催化不同的反应，R酶具有专一性，C错误； D、R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，若敲除控制R酶合成的基因，光合作用的暗反应不能进行，无法合成有机物，D错误。 故选B。 03 影响光合作用的因素 【例3】科研人员测定了一定温度条件下，某绿色植物随光照强度增加，在不同时刻CO2吸收速率的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．光合作用的碳（暗）反应不需要光照，因此黑暗条件下碳反应可持续进行 B．CO2吸收速率为0时叶肉细胞的平均光合速率仍大于呼吸速率 C．光照2~10min时CO2吸收速率上升较慢的主要限制因素是光照强度 D．适当提高环境温度，绿色植物在光照6min时的CO2吸收速率下降 【答案】B 【分析】1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】A、光合作用的暗反应不需要光照，但是暗反应需要光反应提供ATP和NADPH，因此黑暗条件下暗反应不能持续进行，A错误； B、当绿色植物的光合速率等于呼吸速率时，这其中叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，因为别的某些细胞（如根细胞）只能进行呼吸作用，B正确； C、光照2~10min时，光照强度在增加，但是CO2吸收速率上升较慢，主要原因可能是CO2浓度等的限制，C错误； D、由题干可知，曲线是一定温度条件下的数据，但不知道是不是最适温度，若在最适温度条件下测定，适当提高环境温度会导致绿色植物在光照6min时的CO2吸收速率下降，D错误。 故选B。 【变式3-1】现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是（　　） A．由甲图可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2+ B．由乙图可知，在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高 C．由乙图分析可知，在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组多消耗CO2150μmol·g-1 D．若细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在30℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖 26.5μmol 【答案】A 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】A、Mg2+可参与构成叶绿素，由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境，但不能得出绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2+的结论，A错误； B、由乙图可知，在高光强条件下，在25℃下的光合速率高于在20℃下和在30℃下的光合速率，故在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高，B正确； C、乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，则在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组释放的氧气量多2×75=150（μmol·g-1），根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应6分子的二氧化碳，则多消耗二氧化碳的量也为150μmol·g-1，C正确； D、乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应1分子的葡萄糖，若绿藻在30℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则用氧气表示，在该条件下总光合速率为30+129=159μmol·g-1·h-1，根据光合作用的反应式可知此时每小时制造葡萄糖 =159/6= 26.5μmol，D正确。 故选A。 【变式3-2】某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是（　　） A．NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2 B．降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢 C．选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光照强度对光合作用的影响 D．由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值改变，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化 【答案】C 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】A、NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，常作为光合作用的原料，A正确； B、降低聚光灯的瓦数可降低光强度，导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢，B正确； C、选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C错误； D、由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值变大，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化，D正确。 故选C。 04 细胞呼吸和光合作用的区别与联系 【例4】光合作用与呼吸作用环环相扣、相互依存，两者虽然都是为植物的存活而整体进行服务，但二者又有各自独立的工作系统，所以又互为个体。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。下列叙述正确的是（    ） A．甲过程中的I物质与乙过程中的V物质所含元素不一致。 B．乙过程中①过程与②过程所产生的能量之和多于③过程所产生的能量。 C．叶肉细胞中甲过程产生的IV物质多于乙过程所消耗的Ⅳ物质时，植物将生长。 D．乙过程产生的ATP并不能用于甲过程。 【答案】D 【分析】甲图是光合作用的过程，Ⅰ是NADPH，Ⅱ是氧气，Ⅲ是二氧化碳，Ⅳ是葡萄糖；乙图是有氧过程，Ⅴ是NADH，Ⅵ是氧气，Ⅶ二氧化碳；①是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，②是有氧呼吸第二阶段，③是有氧呼吸第三阶段。 【详解】A、甲过程中的I物质是NADPH，乙过程中的V是NADH，二者所含元素都是C、H、O、N、P，A错误； B、乙过程中①过程是有氧呼吸第一阶段，②过程是有氧呼吸第二阶段，③过程是有氧呼吸第三阶段，③过程所产生的能量远远多于①和②产生能量之和，B错误； C、甲是光合作用的过程，乙是有氧呼吸，叶肉细胞有机物的产生量多于所有细胞细胞呼吸消耗量植物才能生长，叶肉细胞光合作用产生的葡萄糖多于叶肉细胞有氧过程消耗的葡萄糖时，植物未必生长，C错误； D、甲是光合作用的过程，乙是有氧呼吸，甲过程暗反应需要的ATP来自于光反应，乙过程产生的ATP不用于甲过程，用于其他各项生命活动，D正确。 故选D。 【变式4-1】光照条件下，叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合RuBP，O2与RuBP结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，实验测得光合作用强度和光呼吸强度如下表。（光合强度用固定CO2量表示：SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计：叶片吸收和放出CO2量相等时的光照强度称为光补偿点。）下列叙述错误的是（    ） SoBS浓度/（mg/L） 0 100 200 300 400 500 600 光合强度/（CO2mol·m2·s-1） 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7 光呼吸强度/（CO2mol·m2·s-1） 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3 A．光呼吸中RuBP与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中 B．正常进行光合作用的水稻，若突然停止CO2供应，光呼吸释放CO2将增加 C．喷施100mgLSoBS的水稻叶片其光补偿点比未喷施SoBS的低 D．据表分析可知，农业生产中喷施200mg/LSoBS溶液最有利于水稻增产 【答案】D 【分析】分析题文和表格：光呼吸会抑制暗反应，光呼吸会产生CO2。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液后，由表格数据可知，光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。 【详解】A、二氧化碳可与RuBP在叶绿体基质中发生暗反应过程，由题意可知，光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合RuBP，故光呼吸中O2与RuBP结合的反应发生在叶绿体的基质中，A正确； B、突然停止二氧化碳供应，则CO2与RuBP的结合减少，RuBP更多与O2结合，即进行光呼吸，光呼吸可释放二氧化碳，B正确； C、叶片吸收和放出的二氧化碳量相等时所需的光照强度即为光补偿点，与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/L的SoBS溶液的水稻叶片光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，故在更低的光照强度下，两者即可相等，C正确； D、光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸可以增加作物产量，由表可知，在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最大，故SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度应在100～300mg/L之间，D错误。 故选D。 【变式4-2】下图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．Ⅲ在第二阶段消耗水,第三阶段产生水 B．若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将减少 C．Ⅰ过程中产生的O2参与Ⅲ的第二阶段反应 D．物质X是从叶绿体的基质移向类囊体薄膜的 【答案】A 【分析】由图可知，Ⅰ为光合作用的光反应产生了还原氢、ATP和氧气，即X是ATP；Ⅱ为光合作用的暗反应；Ⅲ为有氧呼吸的代谢过程。 【详解】A、图中Ⅲ表示有氧呼吸，其第二阶段消耗水，第三阶段产生水，A正确； B、Ⅰ为光合作用的光反应，Ⅱ为光合作用的暗反应，Ⅲ为有氧呼吸的代谢过程，若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将增加，B错误； C、Ⅰ表示光合作用光反应，产生的氧气参与Ⅲ有氧呼吸的第三阶段，C错误； D、物质X是ATP，从叶绿体类囊体薄膜叶绿体移向的基质，D错误。 故选A。 05 细胞呼吸和光合作用的相关计算 【例5】现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。下列说法正确的是（    ） A．由甲图可知，随着温度升高，低光强组叶绿素a在叶绿素中的比例越来越高 B．由乙图分析可知，在低光强条件下温度对光合速率的影响更显著 C．由乙图分析可知，在20℃下，持续光照1h，高光强组比低光强组积累葡萄糖多75μmol·g-1 D．若绿藻在30℃、低光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成220μmol的3-磷酸甘油酸 【答案】D 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。 本实验的目的是研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响，实验自变量是温度和光照强度，因变量是叶绿素a的含量和光合速率的变化。图甲显示，实验温度范围内，随着温度的升高，叶绿素a含量逐渐升高，同时也能看出光照较弱的情况下叶绿素a含量高；乙图显示25℃条件下，高光照条件下绿藻的光合速率最大。 【详解】A、由甲图可知，在实验温度范围内，随着温度升高，低光强组叶绿素a的含量（不是在叶绿素中的比例）在升高，A错误； B、由乙图分析可知，在低光强条件下温度对光合速率的影响不明显，对高光强条件下影响较大，B错误； C、图乙中显示的是绿藻的放氧速率，表示净光合速率，则在20℃下，持续光照1h，高光强组比低光强组释放的氧气量多75μmol·g-1，根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应1分子的葡萄糖，则转换成积累葡萄糖的量为75÷6=12.5μmol·g-1，C错误； D、若绿藻在30℃、低光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则用氧气表示，在该条件下总光合速率为30+80=110μmol·g-1·h-1，根据光合作用的反应式可知此时消耗二氧化碳的速率也是110μmol·g-1·h-1，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸，因此，每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成110×2=220μmol的3-磷酸甘油酸，D正确。 故选D。 【变式5-1】将生长状况相同的某种植物在不同温度下分别暗处理1h，再在相同光照强度下光照1h，用CO2红外分析仪测定密闭容器中CO2的浓度，结果如图。下列分析正确的是（    ） A．该植物在29℃和30℃时不再表现出生长现象 B．该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度分别是29℃和28℃ C．在29℃时光合作用制造的有机物的量大于28℃时制造的量 D．30℃时该植物光合作用速率等于细胞呼吸速率，均为20微摩尔/小时 【答案】C 【分析】由题干和柱形图可知，暗处理1h时的过程中，植物细只进行细胞呼吸作用，CO2浓度的增加量可以代表呼吸作用强度；光照1h时的过程中，植物细胞同时进行呼吸作用和光合作用，光照后与暗处理前CO2浓度的减少量即代表光合作用固定的CO2量（1h）-呼吸作用释放的CO2量（2h）。 【详解】A、暗处理的CO2浓度的增加量代表呼吸作用强度，光照后与暗处理前的重量变化表示的是光合进行了1h和呼吸进行了2h后的重量变化。由表中数据可知：四组温度下，该植物都表现为生长现象，A错误； B、总光合作用强度=CO2浓度的减少量（净光合）+2×CO2浓度的增加量（呼吸），图中29℃最大；而呼吸作用强度也是在29℃最大，故该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度都是29℃，B错误； C、结合分析可知，总光合作用强度=CO2浓度的减少量（净光合）+2×CO2浓度的增加量（呼吸），28℃时，光合作用制造的有机物的量等于60＋40×2=140微摩尔/小时；29℃时，光合作用制造的有机物的量等于60＋60×2=180微摩尔/小时，在29℃时光合作用制造的有机物的量大于28℃时制造的量，C正确； D、30℃时，光合作用速率大于细胞呼吸速率，呼吸作用过程中CO2变化是20微摩尔/小时；光合作用过程中CO2变化是60微摩尔/小时，D错误。 故选C。 【变式5-2】在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是（    ） 温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率μmolCO2·dm－2·h－1 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0 CO2生成速率μmolCO2·dm－2·h－1 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0 A．分析表中的数据，可知35℃时植物实际光合速率最大 B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30~40℃设置温度梯度继续实验 C．若昼夜时间相等，植物在25~35℃时可以正常生长 D．30℃与40℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响 【答案】D 【分析】在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。据图中数据分析可知，在实验温度范围内，CO2吸收速率比CO2生成速率变化更大，说明温度影响酶的活性，且光合作用对温度更敏感。 【详解】A、在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率，代入表格数据可知，35℃时植物实际光合速率最大，A正确； B、35℃时植物实际光合速率最大，进一步测最适温度，应在35℃左右的范围内设置梯度，即需要在30~40℃设置温度梯度继续实验，B正确； C、若昼夜时间相等，白天积累的有机物大于晚上消耗的有机物植物可正常生长，即白天的CO2吸收速率大于晚上CO2的生成速率。由表格数据可知，植物在25~35℃时净光合速率大于呼吸速率，植物可以正常生长，C正确； D、实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率，30℃与40℃时实际光合速率相同，都是6μmolCO2·dm－2·h－1，但净光合速率和呼吸速率都不同，说明酶的活性受温度的影响。如40℃时呼吸作用强度大于30℃，40℃时呼吸酶的活性更高，D错误。 故选D。 06 光合作用综合考查 【例6】气候变化导致近年来洪涝灾害频发，农田被洪水淹没后，农作物根系会因长期缺氧而影响正常生长发育。回答下列问题： (1)农田淹水一段时间后，被淹农作物根系吸收无机盐的速率明显降低，原因是 。植物体内缺磷就会严重影响生长发育，这是因为磷是 （答出2种）等重要化合物的组成元素。 (2)被淹农作物的根细胞通过无氧呼吸维持能量供应，该过程中，呼吸底物葡萄糖中的能量，除一部分转移到ATP中外，其余部分将转化为 。被淹农作物的根系易变黑、腐烂，原因是 。 (3)为研究水淹时物质M对某植物根系呼吸作用的影响，研究人员将一组植物根系淹入清水中，其余三组分别淹入等量不同浓度的M溶液中，保持液面高出盆土表面，每天定时测定该植物根系有氧呼吸速率，结果如图。 图中A、B、C三点中， 点时刻线粒体内在单位时间与氧结合的[H]最多。结果表明，水淹时使用物质M对该植物根系的作用是 。 【答案】(1) 有氧呼吸减弱导致ATP合成减少，影响无机盐的主动运输 DNA、ATP (2) 热能、酒精中的化学能 无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用 (3) A 促进有氧呼吸 【分析】1、有氧呼吸的过程： 第一阶段：在细胞质的基质中：反应式：1C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）； 第二阶段：在线粒体基质中进行：反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）； 第三阶段：在线粒体的内膜上：反应式：24[H]+6O2 12H2O+大量能量（34ATP）。 2、无氧呼吸的过程： 第一阶段：在细胞质的基质中：反应式：1C6H12O6（葡萄糖） 2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）； 第二阶段：在细胞质基质： 反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]  2C2H5OH（酒精）+2CO2；                 或2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]  2C3H6O3（乳酸）。 【详解】（1）农田淹水一段时间后，被淹农作物根系有氧呼吸减弱导致ATP合成减少，进而影响无机盐的主动运输，所以吸收无机盐的速率明显降低。植物体内缺磷就会严重影响生长发育，这是因为磷是DNA、ATP、磷脂和一些酶的组成元素。 （2）被淹农作物的根在无氧呼吸过程中，呼吸底物葡萄糖中的能量，除一部分转移到ATP中外，一部分会储存在酒精中，其余部分能量以热能的形式散失。被淹农作物的根系无氧呼吸会产生酒精，酒精对根细胞会产生毒害作用，进而导致根变黑、腐烂。 （3）据图可知，图中A、B、C三点中，A点有氧呼吸速率最快，因此此时在线粒体内，单位时间与氧结合的[H]最多，产生能量最多。实验结果表明，水淹时使用物质M能促进该植物根系的有氧呼吸。 【变式6-1】海带是我国北方大规模养殖的食用海藻，具有重要的经济价值。科研人员研究了水体中Cu2+对海带的代谢及生长的影响。回答下列问题： (1)光反应过程中，水裂解为O2和H+、 ，NADP+还原为NADPH，利用 跨膜产生的势能生成ATP，O2被释放到细胞外。 (2)将海带分别放入含不同浓度Cu2+溶液的透明瓶中，测定初始时瓶内溶氧量为M，瓶口密封置于光下一段时间后，测定瓶内溶氧量为N。本实验用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，实验结果如图1所示。 ①在利用同样装置研究呼吸作用时，需要对装置进行 处理。 ②净光合作用速率的计算公式为： /(t·w)(w：海带质量；t：反应时间)。 ③Cu2+浓度为1.00mg/L时的真正光合速率比Cu2+浓度为0.50mg/L时 (填“大”或“小”)。 ④据图分析不同浓度的Cu2+对海带光合作用和呼吸作用的影响是 。 (3)从细胞水平上探究Cu2+对海带光合作用及呼吸作用的影响，可在电子显微镜下观察相关细胞器的 ，推测Cu2+对 破坏较小。 (4)Cu2+对海带代谢及生长的影响与一种激酶(TOR)有关，TOR可促进蛋白质的合成，加快代谢和生长。为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的海带进行黑暗处理12小时后，再次进行光照处理，实验结果如图所示2.推测出光合作用可增强TOR活性，其中 阶段起直接作用。正常光照条件下，停止光照后的短时间内即可测得TOR活性降低，其原因是 。 【答案】(1) 电子(e-) H+ (2) 遮光 N-M 小 不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用；Cu2+在浓度较低时，促进海带的呼吸作用，Cu2+在浓度较高时，抑制海带的呼吸作用 (3) 形态、结构、数量 线粒体 (4) 碳反应 缺少光反应提供的ATP与NADPH，碳反应无法进行，导致TOR活性降低 【分析】影响光合作用的环境因素 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】（1）光反应过程中，在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后，一方面将水分解为O2和H+、电子(e-)，在ATP合成酶的作用下，利用H+顺浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP。 （2）①只测呼吸作用时，需要对装置进行遮光处理，因为需要停止其光合作用，以避免光合作用中气体变化对实验结果的影响。 ②由于用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，所以光照结束时溶氧量和光照开始时溶氧量的差值就是净光合作用速率，计算式：N-M。 ③由题图纵轴数据可知，在Cu2+浓度为1.00mg/L时，溶氧量的相对变化为负值，Cu2+浓度为0.50mg/L时的溶氧量的变化为正值，说明Cu2+浓度为1.00mg/L 时的真光合速率小于Cu2+浓度为0.50mg/L时的真光合速率。 ④通过实验组和对照组对比识图可知，不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用；Cu2+在浓度较低时，促进海带的呼吸作用，Cu2+在浓度较高时，抑制海带的呼吸作用。 （3）光合作用在叶绿体内，呼吸作用主要在线粒体内，二者的形态、结构、数量都会影响各自的代谢活动，所以在电子显微镜下应观察相关细胞器的形态、结构、数量；综合题文信息可知Cu2+对线粒体破坏较小。 （4）由图可知，黑暗条件下P-RPS6/RPS6值比光照条件下小，即黑暗条件下TOR活性比光照条件下弱，说明光合作用可增强TOR活性；对比再次光照处理下的-GLA组和+GLA组可知，+GLA组的P-RPS6/RPS6值低于-GLA组，结合GLA是一种暗反应抑制剂，说明光合作用可增强TOR活性是暗反应起直接作用。由于暗反应需要光反应提供ATP与NADPH，则停止光照后的短时间内，暗反应无法进行，而暗反应对增强TOR活性起直接作用，从而导致TOR活性降低。 【变式6-2】植物胁迫是对植物生长不利的环境条件，如洪涝、盐碱地、高温等。植物应对不同的胁迫有不同的应激反应。请结合不同的植物胁迫，分析并回答下列问题： (1)洪涝易造成低氧胁迫。此时植物根系易变黑、腐烂，原因是 。 (2)盐（主要是NaCl）胁迫环境下，大豆细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性，请据图写出盐胁迫条件下，大豆根部细胞降低Na+毒害的“策略”： （至少答出2点）。大豆通过调节相关物质的运输， （填“增大”或“减小”）细胞内的渗透压，有利于细胞吸水，从而提高其耐盐碱性。 (3)为研究高温胁迫对植物的影响，科学家以黄准海地区夏玉米耐热型品种为材料，以大田常温为对照（CK），设置高温（40℃）处理（HT），研究高温胁迫对夏玉米的叶片光合特性、植株形态、干物质积累与分配及产量的影响，结果见下表。 组别 叶绿素含量 mg/g 胞间二氧化碳 μmol/mol 净光合速率 μmol/（m2．s） 叶面积 m2 结实率 % 百粒重 g CK 26 158 21.3 0.21 80 24.1 HT 37 102 27.9 0.52 26 33.7 欲研究夏玉米叶片的光合特性，用叶片作为材料进行光合色素分离实验，叶绿素的条带在滤纸条上的位置低于类胡萝卜素，其原因是 。夏玉米在高温胁迫净光合速率较CK组高的原因可能是 （答出两点）。研究表明高温胁迫下夏玉米产量降低，根据表格数据从光合产物的产生和分配的角度分析，HT组夏玉米百粒重增加的原因 。 (4)研究表明HT组叶面积、株高有显著增大，研究小组猜测可能与HT组玉米植株体内M激素含量升高有关。仍以夏玉米为研究对象，若进一步验证该猜想，可在实验思路的分组和处理中添加一组实验组 。 【答案】(1)植物厌氧呼吸产生酒精，对根有毒害作用 (2) （通过载体蛋白B和囊泡）将细胞溶胶中Na+运输到液泡在储存；（通过载体蛋白A）将Na+运出细胞 增大 (3) 叶绿素在层析液中溶解度较小，在滤纸上移动速度较慢 光合色素（叶绿素）含量多/光合作用相关酶活性强/其他合理答案 与CK组相比，HT组净光合速率和叶面积更大，且结实率更低 (4)高温处理+施加M激素抑制剂/常温处理+施加M激素 【分析】1、主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质运输方式。 2、质壁分离发生的条件：细胞液浓度小于外界溶液浓度、原生质层比细胞壁的伸缩性大和原生质层相当于一层半透膜。 【详解】（1）洪涝易造成低氧胁迫，造成植物根系易变黑、腐烂，其原因是无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用。 （2）结合图示可知，盐胁迫条件下，通过载体蛋白A将Na+ 从细胞质运输到胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+ 运输到液泡中储存；将细胞质中的Na+储存在囊泡中，都可以降低Na+毒害作用。细胞吸水，应增大细胞内的渗透压，提高其耐盐碱性的能力。 （3）在用叶片作为材料进行光合色素分离实验中，分离的原理是不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。之所以叶绿素的条带在滤纸条上的位置低于类胡萝卜素，是由于叶绿素在层析液中溶解度较小，在滤纸上移动速度较慢。依据题图信息可知，夏玉米在高温胁迫净光合速率较CK组高的原因可能是①叶绿素含量高；②光合作用相关酶活性强等。高温胁迫下夏玉米产量降低，根据表格数据从光合产物的产生和分配的角度来看，HT组夏玉米百粒重增加的原因是：CK组相比较，HT组净光合速率和叶面积更大，且结实率更低。 （4）根据题干，实验的目的是探究HT组叶面积、株高的显著增大与HT组玉米植株体内M激素含量升高有关。实验的自变量为M激素的有无（或活性的高低），故为了验证此猜想，应添加如下实验分组：①高温处理+施加M激素抑制剂，②常温处理+施加M激素。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$