专题04 细胞呼吸及光合作用（知识梳理+3大考点精讲精练+实战训练）-【学考必备】2025年高中生物学业水平合格性考试总复习（江苏专用）

专题03 呼吸与光合作用 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点01 细胞呼吸类型及原理 考点02 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 考点03 光合作用与呼吸作用综合 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识内容 考试目标层次 学考预测 A（了解水平） B（理解水平） C（应用水平） 考点01 细胞呼吸类型及原理 √ 考点1中主要考察细胞呼吸类型判断以及影响呼吸作用因素；考点2中主要考察绿叶中色素提取与分离及光合作用影响因素；考点3中主要考察光合作用与呼吸作用综合应用。 考点02 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 √ 考点03 光合作用与呼吸作用综合 √ 知识点一 细胞呼吸类型及原理 一、细胞呼吸  1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 ①发生的场所：细胞内 ②分解的底物：生物体内的有机物（糖类、脂质和蛋白质等） ③呼吸产物：二氧化碳和水或不彻底的氧化产物（无氧呼吸） ④能量变化：将有机物中的化学能释放出来 2、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式  ①　酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，可通过测定酵母菌在有氧无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸方式。 ②　CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 ③　橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。  ④　结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过呼吸产生大量二氧化碳和水，无氧条件下，酵母菌通过呼吸产生酒精，还产生少量二氧化碳。 二、有氧呼吸 1、有氧呼吸的概念和实质： （1）概念：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。 （2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。 2、有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体（主要） 3、线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶，少量的DNA。  4、 有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应方程式可以简写成：  总反应式：C6H12O6 +6O2+6H2O —— →（酶） 6CO2 +12H2O +能量  有氧呼吸 场　所 反应式 第一阶段 细胞质基质 C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量 第二阶段 线粒体基质 2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+ 少量能量 第三阶段 线粒体内膜 24[H]+6O2→12H2O+大量能量  三、无氧呼吸 1、无氧呼吸的概念和实质： （1）概念：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精或乳酸），同时释放出少量能量的过程。 （2）实质：有机物不彻底的氧化分解，释放能量。 2、场所：细胞质基质 3、方程式：酶 C6H12O6——→  2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 酶 C6H12O6——→ 2C3H6O3(乳酸)+少量能量 4、微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵  有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 条件 需氧 不需氧 场所 细胞质基质（一），线粒体（二，三） 细胞质基质 分解产物 CO2和H2O 乳酸或酒精和CO2 释放能量 较多 较少 相同点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需 过程 第一阶段相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 知识点二 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 一、绿叶中色素的提取和分离 （1）实验原理： ①色素的提取原理：绿叶中色素不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂 ②色素的分离原理：不同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的速度快，反之则慢。 实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸钙。 实验过程： 二、叶绿体的结构： 1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。 2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。 3、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。 三、光合作用的探究历程 ①、1648年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累来自水 ②、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。 ③、1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。 1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。 ④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。 ⑤、1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。 ⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。 四、光合作用的过程CO2+H2O(光能）——→（叶绿体）(CH2O)+O2 1、光合作用的过程图解 2、光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路 3、光反应和暗反应 项目 光反应 暗反应 条件 需要光、色素和酶等 不需要光和色素，但需要多种酶、ATP和[H] 场所 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 物质转化 水的光解：H2O→[H]＋O2 ATP的形成：ADP＋Pi＋光能ATP CO2的固定：CO2＋五碳化合物三碳化合物 三碳化合物的还原：三碳化合物＋[H](CH2O)＋五碳化合物 能量转化 光能→活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 知识点三 光合作用与呼吸作用综合 1、 不同条件下叶绿体内各物质的动态变化规律 条件 三碳化合物 五碳化合物 [H]和ATP 模型分析 光照由强到弱，CO2供应不变 增加 减少 减少或没有 光照由弱到强，CO2供应不变 减少 增加 增加 光照不变，CO2由充足到不足 减少 增加 增加 光照不变，CO2由不足到充足 增加 减少 减少 二、影响光合作用的环境因素 (1)光照强度 ①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。 ②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。 (2)光照面积 ①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。 OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。 ②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。 (3)CO2浓度 ①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。 ②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。 ③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。 三、经典图例 1、夏季植物CO2气体吸收与释放典型曲线分析： 曲线分析： ①Oa段：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。 ②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。 ③bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 ④c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。 ⑥d点：温度过高，失水过多导致部分气孔关闭，出现“午休”现象。 午休现象：由于中午气温过高，植物失水过多，为避免过度失水，植物关闭气孔，同时导致吸收的CO2减少，光合作用受阻的现象。 ⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。 ⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。 2、有机物产生与消耗情况的分析： ①积累有机物时间段：ce段。c点和e点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，ce段由于光照强度增加，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故不断积累有机物。 ②制造有机物时间段：bf段。b点大约早上6时，太阳升起，有光照，开始进行光合作用；f点大约为下午6时，太阳落山，无光，停止光合作用。 ③消耗有机物时间段：Og段。一天24小时，细胞的生命活动时刻进行，即不停消耗能量，故细胞呼吸始终进行。 ④一天中有机物积累最多时间点：e点。白天，光合作用强度大于细胞呼吸强度，积累有机物；e点后，随着光照减弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，故e点时有机物积累量最多。 3、密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线： ①AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。 ②BC段：温度降低，呼吸作用减弱。 ③CD段：4时候，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度。 ④D点：光合作用强度=呼吸作用强度。 ⑤DH点：光合作用强度＞呼吸作用强度，其中FG段表示“午休”现象。 ⑥H点：光合作用强度=呼吸作用强度。 ⑦HI段：光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。 经过一天24小时后，CO2总浓度降低，说明植物积累了有机物，植物生长了。 考点01 细胞呼吸类型及原理 【典型例题1】 （2022·江苏·高考真题）下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（    ）    A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP 【答案】BC 【分析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，例如柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬酸循环。 【详解】A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗，A错误； B、题图分析可知代谢中间物（例：丙酮酸、乙酰CoA等），将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确； C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确； D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。 故选BC。 · 对点专攻 1．水稻的剑叶是水稻的重要器官，剑叶细胞进行的相关生理过程的图解，如图所示。剑叶有直立剑叶和水平剑叶两种类型，某生物科研小组在相同且适宜的光照下测定两种剑叶的气孔导度（气孔开放程度）、胞间CO2浓度和净光合速率，结果如下表所示。下列叙述错误的是（    ）    剑叶类型 气孔导度（molH2O·m-2s-1） 胞间CO2浓度（μmolCO2·mol-1） 净光合速率（umolCO2·m-2·s-1） 直立剑叶 0.76 257 12 水平剑叶 0.75 168 23 A．晴朗的白天，剑叶细胞中产生ATP的过程是①②④ B．若给水稻叶片提供C18O2，水稻根中的糖类会含有18O C．水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于最大程度地利用光能 D．水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO2更多，净光合速率更强 【答案】A 【分析】图中①-④依次表示光反应、暗反应、有氧呼吸第三阶段、有氧呼吸第一、二阶段。 据表分析：该实验的目的是探究不同的水稻剑叶类型对光合作用的影响，该实验的自变量是剑叶类型，因变量是净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度。数据表明，水平剑叶的气孔导度与直立剑叶的相近，胞间二氧化碳浓度低于直立剑叶，净光合速率大于直立剑叶的。据此分析作答。 【详解】A、图中①-④依次表示光反应、暗反应、有氧呼吸第三阶段、有氧呼吸第一、二阶段，晴朗的白天，剑叶细胞即可进行光合作用，也可进行呼吸作用，产生ATP的过程是①③④，A错误； B、若给水稻叶片提供C18O2，其合成的糖类含有18O，经运输到水稻根中的糖类会含有18O，B正确； C、水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于光照的吸收，有利于最大程度地利用光能，C正确； D、二者气孔导度相差不大，水平剑叶对应的胞间CO2浓度低于直立剑叶，说明水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO2更多，净光合速率更强，D正确。 故选A。 2．下图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解（图1表示不同O2体积分数的气体交换情况：图2表示葡萄糖分解代谢过程图解，其中①-⑤表示过程、AB表示物质）。据下图回答问题：      (1)若图1表示人在剧烈运动时的代谢过程，则不应该有 过程（填标号），产生的H218O含有放射性，其放射性来自于反应物中的 。 (2)若某生物细胞呼吸方式有图1中①③和①④⑤两种，则其细胞呼吸强度 （可以/不可以）用CO2释放量来表示，原因是 。 (3)若图2表示某植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化，当O2浓度达到25%以后，O2吸收量不再继续增加的内因主要是 ；在 点最适于储存水果蔬菜，判断理由是 。 【答案】(1) ② 氧气/18O2 (2) 不可以 该生物无氧呼吸不产生CO2 (3) 呼吸酶的数量是有限的 C C点CO2的释放量最少，此时细胞呼吸最弱，有机物的消耗最少 【分析】分析图1可知：①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②表示酒精发酵的第二阶段，③表示乳酸发酵的第二阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段，⑤表示有氧呼吸的第三阶段。 依据图2中不同氧浓度下CO2释放量和O2吸收量数值的大小明辨细胞呼吸方式。 【详解】（1）分析图1可知：①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②表示酒精发酵的第二阶段，③表示乳酸发酵的第二阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段，⑤表示有氧呼吸的第三阶段。人体进行剧烈运动时需要有氧呼吸和无氧呼吸（乳酸发酵）提供能量，但是不能进行②（酒精发酵）过程。有氧呼吸产生的水是在线粒体内膜NADH与氧气结合形成的，所以产生的H2O含有放射性，其放射性来自于反应物中的氧气。 （2）若某生物进行图2中①（有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶）③（乳酸发酵的第二阶段）和①④（有氧呼吸的第二阶段）⑤（有氧呼吸的第三阶段）两种呼吸方式，因为该生物无氧呼吸不产生CO2，所以不能通过CO2的释放量表示呼吸强度。 （3）由于呼吸酶的数量是有限的，所以当O2浓度达到25%以后，O2吸收量不再继续增加。C点CO2的释放量最少，此时细胞呼吸最弱，有机物的消耗最少，所以在C点最适于储存水果蔬菜。 有关细胞呼吸的7个易错点 (1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。 (2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 (3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。 (4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。 (5)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成，并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。 (6)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 (7)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 考点02 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 【典型例题1】 （2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（　　） A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 【答案】B 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误； B、画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确； C、该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C错误； D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。 故选B。 · 对点专攻 1．研究人员以低叶绿素含量突变体水稻（YL，比野生型低50%）和其野生型（WT）为材料进行光合作用实验。在幼苗期先进行低光强（LL）和高光强（HL）处理，培养一段时间后，检测不同光照强度下的光合值，结果如图。下列分析合理的是（    ） A．YL主要吸收蓝紫光，WT主要吸收红光和蓝紫光 B．HL处理能够有效提高YL和WT的光合速率 C．光强大于，YL的生长更有优势 D．维持叶片高叶绿素含量是提高光合速率的必要条件 【答案】C 【分析】光合色素可分为叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素），其中，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 【详解】A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，YL和WT都含有叶绿素，因此YL和WT都主要吸收红光和蓝紫光，A错误； B、据图分析可知，高光强处理后WT的光合作用反而降低了，B错误； C、无论是哪种光强处理，光强大于1000mol⋅m−2⋅s−1 时，YL光合值都大于WT，所以在生长上占据优势，C正确； D、从题意分析，叶绿素含量降低并没有影响光合值，反而提高了，所以提高叶绿素含量并不是提高光合速率的必要条件，D错误。 故选C。 2．Zn2+是我国土壤中典型的重金属污染物。高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草对Zn2+的吸收和耐受能力有一定差异。回答下列问题： (1)Zn2+是生物体内的 元素，以 方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过 的传递危害人类自身健康。 (2)研究人员以高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草为材料，测定不同浓度Zn2+胁迫下草坪草光合速率的影响，结果见下图。 ①三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是 ，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速率的最大Zn2+浓度为 。 ②随着Zn2+浓度过度增加，会影响 等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时， 的活性下降，从而使叶绿素含量下降。 (3)研究人员进一步测定了在Zn2＋胁迫下高羊茅的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）以及Zn2+含量，结果如下表。 表：Zn2+胁迫下高羊茅的光合指标及重金属含量 Zn2+浓度（Mg·L-1） 净光合速率Pn（μmolCO2·m-2·s-1） 胞间CO2浓度Ci（μmolCO2·mol-1） 气孔导度Gs（molH2O·m-2·S-1） Zn2+的含量（g·kg-1） 0 2.1 620 185 1.02 500 3.0 610 192 1.38 800 3.9 605 200 1.45 1100 4.1 615 220 1.79 1400 1.7 458 105 1.55 （注：净光合速率常用光照条件下单位时间内单位面积叶片（CO2吸收量或O2释放量表示） 据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降是否受气孔因素的影响？ 。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现高羊茅对重金属Zn2+胁迫的 。实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因是 。 【答案】(1) 微量 主动运输 食物链 (2) 草地早熟禾 1100mg/L 镁、氮 叶绿素合成酶 (3) 受气孔因素影响 适应 还要考虑晚上细胞呼吸消耗有机物、根茎呼吸消耗有机物 【分析】绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，光合作用的强度除受二氧化碳浓度的影响外，还受温度、光照强度、水等因素的影响。 【详解】（1）Zn2+是生物体内的微量元素，以主动运输方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过食物链的传递危害人类自身健康。 （2）三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是草地早熟禾，因为相同的Zn2+处理浓度，草地早熟禾CO2浓度变化最大，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速率的最大Zn2+浓度为1100mg/L。随着Zn2+浓度过度增加，会影响镁、氮等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时，叶绿素合成酶的活性下降，从而使叶绿素含量下降。 （3）据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降受气孔因素的影响，因为随着气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，净光合速率也下降，所以净光合速率受气孔影响。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现高羊茅对重金属Zn2+胁迫的适应，实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因是还要考虑晚上细胞呼吸消耗有机物、根茎呼吸消耗有机物。 1．叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。 2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 3．吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。 4．叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。 5．光合作用释放的O2来自于H2O。 6．光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。 7．暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。 考点03 光合作用与呼吸作用综合 【典型例题1】 （2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 【答案】(1) 选择透过性 ATP和NADPH 细胞质基质 (2) 乙 常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长 (3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 【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】（1）类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中，C3在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。 （2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样  植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙。 （3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。 第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。 第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素 。 第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。 · 对点专攻 1．在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸、以及细胞内外交换的示意图如下（数字表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况），有关说法错误的是（    ） A．图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处 B．叶绿体内发生光能转变为C6H12O6的化学能 C．物质A进入线粒体后彻底分解需要水的参与 D．h=c，d=g时的光照强度为番茄植株的光补偿点 【答案】D 【分析】线粒体是真核细胞主要细胞器（动植物都有），程粒状、棒状，具有双膜结构，内膜向内突起形成嵴，内膜基质和基粒上有与有氧呼吸有关的酶，含少量的DNA、RNA，在机能旺盛的细胞中含量多。 有氧呼吸的三阶段： 叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，呈扁平的椭球形或球形，双层膜结构，基粒上有色素，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所，含少量的DNA、RNA。 光合作用过程： 根据题可知，该图是叶绿体的结构和功能、线粒体的结构和功能及光合作用过程与呼吸作用过程的关系，其中h和a代表线粒体释放二氧化碳；b和c代表叶绿体从外界吸收二氧化碳；d和e代表叶绿体向外界释放氧气；f和g代表线粒体从外界吸收氧气；物质A是丙酮酸。1代表线粒体外膜；2代表线粒体内膜；3代表线粒体基质；6代表叶绿体外膜；7代表叶绿体内膜；8代表叶绿体的基粒（由类囊体薄膜堆叠形成）；9代表叶绿体基质。 【详解】A、根据题图分析可知，2代表线粒体内膜，发生有氧呼吸第三阶段的反应，而3代表线粒体基质，发生第二阶段的反应，因为有氧呼吸第三阶段产生的能量最多，所以2处释放的能量远远多于3处，A正确； B、叶绿体是光合作用的场所，光反应阶段发生光能转变为ATP中活跃的化学能的能量，在暗反应阶段发生ATP中活跃的化学能的能量转化为有机物中化学能的能量，B正确； C、根据题图分析可知，物质A是丙酮酸，其在线粒体基质中和水在酶的催化下生成[H]和二氧化碳，产生少量的能量，C正确； D、根据题图分析可知，h代表线粒体释放二氧化碳，c代表叶绿体从外界吸收二氧化碳，而d代表叶绿体向外界释放氧气；g代表线粒体从外界吸收氧气；若h=c，d=g时，说明净光合作用速率为零，但题图是表示番茄叶片叶肉细胞，所以h=c，d=g时的光照强度为番茄叶肉细胞的光补偿点，而番茄植株还有根尖等不能进行光合作用，只进行呼吸作用，所以整个番茄植株呼吸作用速率应该大于光合作用速率，D错误。 故选D。 【点睛】本题以图示为情景，考查光合作用和呼吸作用的综合应用。考生要识记光合作用和呼吸的具体过程，掌握影响光合速率的因素及相关曲线。考生要能正确分析题图，同时能结合图中信息和各选项的描述进行推理判断准确答题。 2．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，光照强度为B时，水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 B．图甲中，光照强度为D时，水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2 C．图乙中，光照强度为X时，蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D．图乙中，限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度 【答案】B 【分析】图甲中，光照强度为A时，O2产生总量为0，说明水稻只进行呼吸作用。光照强度为B、C、D时，O2产生总量不为0，说明水稻同时进行呼吸作用和光合作用。图乙中，E点只进行呼吸作用。F点光合作用速率等于呼吸作用速率，为光补偿点。G点之后，光照强度增大，而光合作用速率不再改变，则G点为光饱和点。 【详解】A、分析甲图可知，光照强度为B时，CO2释放量和O2产生总量相等，都为3单位，呼吸作用释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界，说明此时呼吸作用大于光合作用，A错误； B、光照强度为D时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，光照强度为A时，CO2释放量即为呼吸速率，则光照强度为D时，O2产生总量为8单位，需要消耗的CO2也为8单位，所以单位时间内需从外界吸收CO2为2单位，B正确； C、图乙中，光照强度为X时，蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，蓝细菌无叶绿体，C错误； D、图乙中，限制G点光合作用速率的因素不是光照强度，可能是二氧化碳浓度及温度等，D错误。 故选B。 光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动 (1)CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。 ③阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。 (2)曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向：在外界条件的影响下，通过分析光合速率和呼吸速率的变化，进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析，确定横坐标左移或右移，纵坐标上移或下移，最后得到该点的移动方向。 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，曲线上的A点下移，其他点向左下方移动，反之A点上移，其他点向右上方移动。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，其他点向左下方移动，反之向右上方移动。 1．霸王棕是庭院中常见的观赏植物，自然条件下，霸王棕24小时内CO2的变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．CO2在细胞质基质中被固定不需要消耗能量 B．10：00~12：00曲线b下降的原因是气孔部分关闭，CO2供应不足 C．10：00~12：00霸王棕的呼吸速率增大，总光合速率也增大 D．18：00时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度 【答案】C 【分析】分析坐标曲线：a曲线表示二氧化碳的消耗量，代表总光合作用强度，b曲线表示的是CO2吸收量，即代表的是净光合作用强度，其强度随光照强度的变化而变化，无光照以后两者重合，只进行细胞呼吸；净光合速率=总光合速率-呼吸速率。 【详解】A、二氧化碳在叶绿体基质中被固定，A错误； B、10：00以后图中曲线b吸收CO2速率下降，净光合速率下降，但是二氧化碳的消耗量增加，总光合速率增强，说明此时是因为呼吸速率加快引起的，B错误； C、10：00～12：00a曲线上升，二氧化碳消耗量增加，说明此时间段内总光合速率增加，10：00～12：00b曲线下降，净光合速率降低，但总光合速率上升，说明呼吸速率上升，C正确； D、图中结果测量的是霸王棕植株24小时内的总光合速率和净光合速率，18：00时b曲线为零，说明此时霸王棕净光合速率为零，但因为霸王棕中只有一部分细胞（如叶肉细胞）能进行光合作用，而所有活细胞均要进行呼吸作用，因此此时叶肉细胞光合作用大于呼吸作用，D错误。 故选C。 2．巴黎奥运会男子100米自由泳决赛中，中国选手潘展乐夺得金牌，并打破该项运动的世界记录。在激烈的游泳运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度，这时肌肉中形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶催化转变为乳酸，使NAD+再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续进行产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（    ） A．激烈的游泳运动中，肌细胞产生的CO2与消耗的O2的比值始终等于1 B．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 C．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，说明这两种细胞内的核酸相同 D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中会生成NAD+和少量的ATP，供给肌细胞使用 【答案】A 【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。 2、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞中基质中；第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。 【详解】A、人体激烈运动时，肌细胞中既存在有氧呼吸，也存在无氧呼吸，有氧呼吸产生的CO2与消耗的O2相等，无氧呼吸不消耗O2，也不产生CO2，因此总产生的CO2与总消耗的O2的比值等于1，A正确； B、有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，在线粒体内膜处被消耗，B错误； C、肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝脏细胞，在肝细胞内通过葡糖异生途径转变为葡萄糖，根本原因是葡糖异生途径相关基因的选择性表达，两细胞中的RNA种类不完全相同，C错误； D、丙酮酸被还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段，该阶段生成NAD+，不产生ATP，D错误。 故选A。 3．科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如下图所示。下列有关叙述正确的是（    ）    A．细胞内包裹脂肪的脂滴膜最可能是由单层磷脂分子构成的 B．Ca2+在线粒体内膜上调控有氧呼吸的第三阶段，进而影响脂肪的合成 C．Ca2+进入内质网腔的方式属于协助扩散 D．图示过程为细胞呼吸能为生物体供能提供了直接有力的证据 【答案】A 【分析】1、由图可知，Ca2+在载体蛋白协助下进入内质网，该过程消耗ATP水解释放的能量，是主动运输的方式； 2、有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，同时产生少量的ATP，该过程发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，同时也产生少量的ATP，该过程发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水，同时释放出大量的能量。 【详解】A、根据磷脂分子的特点，头部亲水，尾部疏水，包裹脂肪的应该是尾部朝向内侧的单层磷脂分子围成的膜结构，A正确； B、Ca2+在线粒体基质发挥作用，调控的是有氧呼吸的第二阶段，B错误； C、由图可知，Ca2+进入内质网腔的方式需要转运蛋白的协助，还需要ATP提供能量，是主动运输，C错误； D、细胞呼吸除了为生物体供能，还是生物体代谢的枢纽，图示过程为细胞呼吸作为生物体代谢的枢纽提供了有力的证据，D错误。 故选A。 4．水淹、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成低氧胁迫。某研究小组利用水培技术探究了低氧条件对A、B两个黄瓜品种根细胞呼吸的影响，测得第6天时根细胞中丙酮酸和乙醇的含量，结果如图1、2所示。下列说法正确的是（　　） A．该实验的自变量是通气情况、黄瓜品种，因变量是丙酮酸和乙醇的含量 B．氧气充足时，黄瓜根细胞产生丙酮酸的场所是线粒体基质 C．正常通气情况下，根细胞只进行有氧呼吸，而在低氧胁迫情况下则进行有氧呼吸和无氧呼吸 D．低氧胁迫情况下，品种A的根细胞中催化丙酮酸转化为乙醇的酶的活性低于品种B的 【答案】A 【分析】分析题图信息，对于同一品种的黄瓜而言，低氧情况和正常通气情况下都产生乙醇，且低氧情况下黄瓜根系细胞中的乙醇含量明显高于正常通气情况下。 【详解】A、由图中信息可知，该实验的自变量有两个，分别为黄瓜品种和氧气浓度的高低，因变量为丙酮酸和乙醇的含量，A正确； B、无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，均为在细胞质基质中将葡萄糖氧化分解产生丙酮酸，B错误； C、分析图中数据可知，在正常通气情况下，也有乙醇产生，但与低氧情况相比，乙醇量较少，因此正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸与无氧呼吸；低氧胁迫下，酒精产量升高，说明有氧呼吸受阻，C错误； D、实验结果表明，低氧胁迫条件A品种根细胞中丙酮酸增加量小于B品种，而酒精增加量大于B品种，说明A品种根细胞中丙酮酸更多的转变为乙醇，丙酮酸转化为乙醇的酶的活性高于品种B，D错误。 故选A。 二、多选题 5．如图为足球运动员在一次冲刺时，肌肉收缩过程中存量ATP、无氧呼吸和有氧呼吸释放能量随时间变化的示意图。下列分析正确的是（    ）    A．最开始的6～8秒，运动员细胞内的ATP含量急剧减少 B．无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要转化为热能 C．运动员细胞呼吸产生CO2意味着进行了有氧呼吸 D．与60～90秒相比，10～40秒细胞呼吸消耗了更多的葡萄糖 【答案】CD 【分析】细胞呼吸类型包括有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸是细胞或微生物在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。无氧呼吸根据参与酶的不同可分为酒精发酵和乳酸发酵，人体进行的无氧呼吸类型是乳酸发酵。 【详解】A、 细胞内的ATP含量相对稳定，A错误； B、肌肉细胞无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量主要留在乳酸中，B错误； C、动物细胞无氧呼吸产生乳酸的过程中，不产生CO2，人体细胞呼吸产生CO2就意味着进行了有氧呼吸，C正确； D、60～90秒细胞主要进行有氧呼吸，产生ATP多，10～40秒细胞主要进行无氧呼吸，产生的ATP少，所以与60～90秒相比，10～40秒细胞呼吸消耗了更多的葡萄糖，D正确。 故选CD。 6．线粒体内膜上有核基因编码的专门运输ATP和ADP的转运体蛋白AAC，AAC只能1：1交换ADP和ATP，确保细胞正常代谢的能量需求。一种被称为米酵菌酸的不饱和脂肪酸毒素，可以竞争性地结合在AAC的ATP结合位点上。如图表示线粒体外膜在线粒体上的ATP及H+的转运机制。下列有关说法正确的是（    ）    A．ATP和ADP携带不等负电荷跨膜使线粒体内膜两侧形成了膜电位差 B．线粒体内膜是合成ATP的唯一场所，内膜面积与外膜面积基本相同 C．线粒体内外膜间隙内容物的组成可能和细胞质基质相似 D．误食含米酵菌酸的食物可能会导致食物中毒 【答案】ACD 【分析】线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的细胞器。 它呈粒状或棒状。从功能上讲，线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”。在有氧呼吸过程中，葡萄糖等有机物会在线粒体中经过一系列复杂的化学反应，氧化分解并释放能量，这些能量大部分会以ATP的形式储存起来，供给细胞的生命活动，像细胞的分裂、物质合成等过程都需要线粒体提供能量。 线粒体有自己的DNA（脱氧核糖核酸），这和细胞核中的DNA是相互独立的，这种特性使得线粒体在遗传上有一定的自主性。 【详解】A、 ATP和ADP携带不等的负电荷反向跨过线粒体内膜，使线粒体内膜两侧形成了膜电位差，A正确； B、线粒体内膜是合成ATP的主要场所，内膜面积远大于外膜面积，B错误； C、线粒体膜间隙是线粒体外膜与线粒体内膜之间的空隙，由图可知线粒体外膜通透性较高，线粒体内膜通透性较低，因此线粒体膜间隙内容物的组成可能和细胞质基质相似，C正确； D、米醇菌酸可以竞争性地结合在线粒体AAC的ATP结合位点上，误食含米酵菌酸的食物可能会影响AAC转运体的功能，使AAC转运的ATP减少，从而导致细胞严重缺少能量而死亡，D正确。 故选ACD。 7．研究发现，精子运动依赖于Ca2+的内流。树鼩精子头部及鞭毛处存在特异性Ca2+通道（CatSper）蛋白，用Ca2+通道抑制剂HC-056456处理精子，精子的运动能力显著降低，用HC-056456和孕酮共同处理精子，精子的运动能力大大提高。下列叙述正确的是（    ） A．Ca2+通过CatSper进入树鼩精子内需要消耗ATP B．Ca2+作为信息分子传递信息从而调节精子的运动 C．孕酮或能够解除HC-056456对CatSper的抑制作用 D．树鼩精子运动所需能量主要来源于有氧呼吸 【答案】CD 【分析】由题干信息可知：精子运动依赖于细胞内Ca2+的内流；Ca2+的内流依赖特异性Ca2+通道（CatSper）蛋白。 【详解】 A、Ca2+通过通道蛋白进入树鼩精子内，属于协助扩散，不需要消耗ATP，A错误； B、根据题意，精子运动依赖于Ca2+的内流，该过程中Ca2+不是信号分子，B错误； C、用HC-056456处理精子，精子运动能力显著降低，用HC-056456和孕酮共同处理精子，精子运动能力大大提高，推测孕酮能够解除HC-056456对CatSper的抑制作用，C正确； D、树鼩精子运动所需能量主要来源于细胞的有氧呼吸，D正确。 故选CD。 8．有机农产品是纯天然、无污染的AA级绿色产品，生产的全部过程中禁止使用人工合成物质，而是在封闭状态下利用动物、植物、微生物和土壤4种生产因素的有效循环进行生产。下列叙述错误的是（    ） A．可增大农作物种植密度，以提高有机农产品的产量 B．生产毗邻区的环境污染可能会影响有机农产品的品质 C．使用有益天敌除虫和使用机械的方法除杂草都属于生物防治 D．可大量种植转基因新品种，以提高产品的产量和营养价值 【答案】ACD 【分析】生物防治：生物防治是利用物种间的相互关系，以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物的方法。它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度的一种方法。它的最大优点是不污染环境。 【详解】A、盲目增大农作物的种植密度，会影响作物的生长，不利于提高有机农作物的产量，A错误； B、生态系统中的物质循环具有全球性，生产毗邻区的环境污染可能会影响有机农产品的品质，B正确； C、使用有益天敌除虫属于生物防治，使用机械的方法除杂草属于机械防治，C错误； D、转基因作物不一定能提高产品的产量和营养价值，且可能存在生物安全隐患，D错误。 故选ACD。 9．如图为某植物叶肉细胞在A、B、C、D四种不同条件下的CO2相对交换示意图（其中显示了线粒体和叶绿体两种细胞器），下列相关叙述正确的是（　　） A．图中B条件可能是黑暗环境，此时植物不进行光合作用 B．图中只有在C、D条件下叶肉细胞才进行光合作用 C．图中D条件下，植物叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸速率 D．该植物处于图中C条件下，体内的有机物不会减少 【答案】AC 【分析】当叶肉细胞向外排出CO2时，其呼吸速率＞光合速率；当叶肉细胞不吸收也不排放CO2，其呼吸速率=光合速率；当叶肉细胞吸收CO2，其呼吸速率＜光合速率。 【详解】A、在B条件下叶肉细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用，条件可能是黑暗环境，A正确； B、据图分析，在A、C、D三种条件下，叶绿体都进行光合作用，B错误； C、图中D条件下，需要从外界吸收二氧化碳，叶肉细胞中光合作用速率大于呼吸速率，C正确； D、在C条件下叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸速率，对于植物个体来说，还有很多不能进行光合作用的细胞存在，故该植物处于C条件下时，植株体内的有机物会减少，D错误。 故选AC。 三、非选择题 10．卡尔文循环是由CO2产生糖的途径，存在几乎所有光合生物中，其过程如图1所示。卡尔文循环中的Rubisco在CO2少而O2很多的情况下能催化C5与O2结合产生一种二碳化合物，最终生成CO2和H2O，该过程称为光呼吸，如图2所示。回答下列相关问题： (1)图1中，CO2固定的第一个产物是 ；NADPH在卡尔文循环中的作用是 。 (2)光合作用产物中 进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。与葡萄糖相比，光合作用产物以该物质的形式进行运输的优点是 （答出1点）。 (3)由图2可知，与光呼吸发生相关的细胞器有 。研究发现，在强光照、干旱的条件下，植物的光呼吸会增强，从CO2与O2的角度分析，其原因是 。 (4)光呼吸会导致参与光合作用的碳流失，使光合产物生成量下降。请从Rubisco的角度提出一条利用现代生物技术提高植物产量的研究思路： 。 【答案】(1) PGA 作为还原剂还原PGA；为PGA的还原提供能量 (2) 蔗糖 等质量情况下蔗糖对渗透压的影响较小；蔗糖为非还原糖，性质（或结构）较稳定 (3) 叶绿体、线粒体 在干旱条件下，植物部分气孔关闭，导致CO2供应不足；强光照导致光反应中水的光解加快。产生的O2增多，O2浓度增大 (4)改造Rubisco的相关基因，使Rubisco只能特异性结合CO2，避免光呼吸的发生 【分析】根据题意分析，植物的Rubisco酶具有两方面的作用：当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，生成C3，C3在ATP和NADPH的作用下完成光合作用；当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。 【详解】（1）分析图1，CO2固定过程中第一个产物是PGA，NADPH既是还原剂也是储能物质，在卡尔文循环中作为还原剂还原三碳化合物，为三碳化合物的还原提供能量。 （2）光合作用的产物中，蔗糖可以进入筛管进行运输。葡萄糖为单糖，是一种还原糖，蔗糖为二糖，是一种非还原糖。等质量的葡萄糖和蔗糖相比，蔗糖对渗透压的影响较小；与葡萄糖相比，蔗糖为非还原糖，性质（或结构）较稳定。 （3）分析图2中光呼吸过程 O2与C5在Rabiseo的作用下生成C3和C2，此过程发生在叶绿体中，C2进入线粒体被分解。与光呼吸发生相关的细胞器有叶绿体和线粒体。据题干信息可知，光呼吸在高O2低CO2的情况下发生。干旱条件下，植物为了减少水分的散失。部分气孔关闭导致CO2供应不足；强光照条件下，植物光反应中水的光解加快，产生的O2增多，从而导致高O2低CO2的情况，植物光呼吸增强。 （4）卡尔文循环中的Rubisco不仅催化C5与CO2生成C3，还能催化C5与O2产生二碳化合物，从而发生光呼吸。通过改造Rubisco的相关基因，使Rubisco只能特异性结合CO2，不与O2结合，避免光呼吸的发生，减少参与光合作用的碳流失，从而提高植物的产量。 11．根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径，绿色植物可以分为C3植物、C4植物和CAM植物。C4植物的CO2补偿点（光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度）比C3植物的低，通过C4途径能固定低浓度CO2生成C4，C4植物的CO2固定途径如图1所示。CAM植物的两个CO2固定途径在时间上是分开的，其中晚上气孔开放，从外界吸收CO2并以苹果酸的形式储存在液泡中，白天气孔部分或全部关闭，CO2来自细胞内部，CAM植物的CO2固定途径如图2所示。C4植物和CAM植物都能适应干旱环境。回答下列问题： (1)C3途径（卡尔文循环）中与CO2分子结合的物质X是 ；C4植物中进行C3途径的场所为 细胞。 (2)C4植物能适应干旱环境是因为叶肉细胞中的P酶与CO2的亲和力 （填“高”或“低”），C4植物、CAM植物都能进行C4途径和C3途径，CAM植物进行卡尔文循环所需CO2的来源是 （填过程）。 (3)现有C3植物甲、C4植物乙和CAM植物丙。将大小相近、生长良好的植物甲和乙的幼苗置于光照、温度等条件适宜且有一定浓度CO2的同一透明密闭容器中，一段时间后，植物甲先停止生长，原因是 ；将植物丙置于干旱条件下培养，一段时间后，其叶肉细胞细胞液的pH在晚上会降低，原因是 。 【答案】(1) C5 维管束鞘 (2) 高 液泡中储存的C4的分解释放、线粒体释放 (3) C4植物的CO2补偿点较低，随着植物甲、乙的生长，密闭容器内CO2浓度不断降低，C₃植物甲先达到CO2补偿点，不能积累有机物 晚上植物丙气孔开放，吸收并固定CO2产生苹果酸，细胞液（液泡）中苹果酸的含量增加 【分析】C4植物其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反应，C4植物二氧化碳固定效率比C3高很多，有利于植物在干旱环境生长，C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中，而C4，植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内。 【详解】（1）根据图示分析可知，C4途径发生在维管束鞘细胞中，C4途径中与二氧化碳结合的物质是PEP，C3途径中与二氧化碳结合的物质是C5。 （2）与C3植物相比，C4植物叶肉细胞中固定CO2的P酶与CO2的亲和力更强，故C4可以利用低浓度的二氧化碳，使得C4植物对干旱环境的适应能力强。CAM植物在夜晚要储存二氧化碳到液泡，CAM植物白天气孔关闭，由图可知，卡尔文循环利用的CO2来源于苹果酸分解和细胞呼吸。 （3）在光照强度、温度等其他条件适宜的情况下，将甲、乙两种植株置于同一密闭的容器中，由于植物正常生长，即净光合速率大于0，植物需要从装置中吸收二氧化碳，使装置中二氧化碳不断减少，当环境中二氧化碳浓度降低时，因C4植物的CO2补偿点较低，C3植物甲先达到CO2补偿点，不能积累有机物，甲植物的光合速率最先降低，停止生长。在夜晚，CAM植物丙叶肉细胞不能进行光合作用，晚上会吸收CO2，并转化成苹果酸储存在液泡中，因此液泡种的pH在晚上将会降低。 12．当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，叶肉细胞生成有毒物质，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心的D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，损伤光合结构。下图表示eATP与呼吸链对某植物光合作用的影响（细胞内ATP为iATP，细胞外ATP为eATP），由交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光。根据所学知识回答下列问题： (1)图中eATP可能来源于线粒体、 产生的iATP。eATP可能是调节细胞光合作用的信号分子，因为eATP需要与 结合后才能激发细胞内的信号转导，作用于PSI和PSⅡ发挥作用。 (2)PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，可实现光能的 。镉可使PSⅡ的活性降低，对O2释放有显著的抑制作用，说明PSⅡ上发生光反应的 过程。图中NADPH和ATP将参与暗反应中 过程。 (3)细胞色素氧化酶（COX）和AOX都位于线粒体内膜上，氰化物可抑制COX的活性从而抑制细胞呼吸，植物可通过AOX进行抗氰呼吸，但该过程释放的热量更多。AOX和COX均能参与有氧呼吸的第 阶段。与正常细胞呼吸相比，抗氰呼吸过程中生成的ATP （填“较多”或“较少”）。 (4)将强光下的植物移至正常光照下，叶肉细胞会修复D1蛋白。在该过程中，D1蛋白磷酸化比例和D1蛋白交联聚合物比例变化分别是 （填“升高”“不变”或“降低”）。 (5)某科研小组提取并用纸层析法分离了该植物植株甲（因连续阴雨，叶片发黄）和植株乙（光照充足）叶片的光合色素，且对色素带进行了比较。分离色素时，重复画滤液细线2~3次的目的是 。与乙相比，甲的色素带的主要特点是 。 【答案】(1) 细胞质基质、叶绿体 DORNI（受体） (2) 吸收、传递、转化 水的光解（或将水分解为氧和氢） 还原C3 (3) 三 较少 (4)降低 (5) 确保滤液细线上的色素量足够多，使得实验结果更加清晰和显著 由上至下第三、四条色素带明显变窄 【分析】1、有氧呼吸可以概括地分为三个阶段。第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量，这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，这一阶段不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。 2、光反应阶段 光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。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，有以下两方面用途。一是将水分解为氧和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)。NADPH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；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能，这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 【详解】（1）细胞外ATP为eATP，eATP来自于细胞内，叶肉细胞内能合成ATP的代谢过程有细胞呼吸和光合作用，有氧呼吸的三个阶段都会合成ATP，光合作用的光反应会合成ATP，故eATP可能来源于线粒体、细胞质基质、叶绿体；题图显示eATP发挥作用时，先作用于细胞膜上DORNI（受体），之后激发细胞内的信号转导，作用于PSI和PSⅡ发挥作用。 （2）PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，结合题图PSⅠ和PSⅡ吸收了光能并合成了NADPH，推断PSⅠ和PSⅡ能够吸收、传递、转化光能；镉可使PSⅡ的活性降低，对O2释放有显著的抑制作用，因为光反应水的光解产生氧气，说明PSⅡ上发生光反应的水的光解过程；NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应C3的还原过程，ATP也参与暗反应C3的还原过程。 （3）线粒体内膜上发生的是有氧呼吸第三阶段，前两个阶段产生的[H]，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量，（COX）和AOX都位于线粒体内膜上，故AOX和COX均能参与有氧呼吸的第三阶段；AOX抗氰呼吸过程释放的热量更多，说明有氧呼吸第三阶段[H]与氧结合形成水释放出的能量更多以热能形式散失，因为能量守恒，故抗氰呼吸过程中生成的ATP较少。 （4）根据题目信息：“正常光照下叶肉细胞修复D1蛋白”，“强光条件下，叶肉细胞生成有毒物质，会攻击叶绿素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物”，修复过程应该与损伤过程相反，故修复时D1蛋白磷酸化降低、D1蛋白交联聚合物比例降低。 （5）重复画线可以确保各色素分子在滤液细线上的分布更加均匀，扩散起点一致，从而防止色素带重叠。此外，重复画线2~3次还能确保滤液细线上的色素量足够多，使得实验结果更加清晰和显著，‌故在分离色素时，重复画滤液细线2~3次的目的是为了增加滤液细线上的色素分子数量，使实验效果更加明显‌；植株甲（因连续阴雨，叶片发黄）叶绿素相对含量较少，植株乙（光照充足）各种色素含量正常，纸层析法分离光合色素由上至下会出现四条带，分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故与乙相比，甲的色素带由上至下第三、四条色素带明显变窄。 13．图示为线粒体内外膜的结构示意图，③是线粒体孔蛋白，负责将丙酮酸运输到膜间隙；④是线粒体丙酮酸载体（MPC），负责将丙酮酸运输到线粒体内部。①细胞色素C氧化酶、②ATP合酶是内膜上参与有氧呼吸第三阶段的蛋白质。回答下列问题： (1)在有氧呼吸过程中，丙酮酸通过线粒体外膜和内膜进入线粒体内的转运方式分别是 、 。 (2)在无氧条件下，丙酮酸不能进入线粒体的原因是 。NADH积累在细胞质基质中，将丙酮酸还原为 。 (3)氰化钾是一种剧毒物质，专一性破坏线粒体内膜上细胞色素C氧化酶的结构，使其不能将电子传递给氧气，导致ATP不能正常形成。氰化钾中毒会引起动物体温 （“升高”/“降低”），此外，动物中毒后血浆pH会 （“升高”/“降低”）。 (4)绿色植物的光反应过程中，ATP的形成与光系统介导的H+浓度梯度也有关，当类囊体膜两侧的H+浓度突然消失，其他条件不变，短时间内碳反应中的C3的含量 （“增加”/“不变”/“减少”）。 (5)为研究补光措施与效率，科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验，结果如图2。 图2实验测定的是 光合作用速率，a阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内[H]和ATP的积累量，阴影a部分的面积 （“大于”/“等于”/“小于”）阴影b部分的面积，原因是 。 【答案】(1) 协助扩散 主动运输 (2) 在无氧条件下，无法形成H+电化学势能，丙酮酸因缺乏动力而不能主动运输穿过线粒体内膜 乳酸或酒精和CO2 (3) 升高 降低 (4)增加 (5) 真正 等于 一个光暗周期内吸收的CO2和释放的O2量是相等的（或一个光暗周期内光反应产生的[H]和ATP和暗反应消耗的[H]和ATP是相等的），所以阴影a部分的面积等于阴影b部分的面积 【分析】1、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，将葡萄糖分解为丙酮酸和[H]；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]与氧气结合生成水。 2、无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质，丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 【详解】（1）由图可知，有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸，通过线粒体外膜上的③线粒体孔蛋白运输，进入膜间隙，再通过线粒体内膜上的④线粒体丙酮酸载体(MPC)，进入线粒体内部。前者运输的动力是丙酮酸浓度差，其运输方式为协助扩散；后者运输动力是H+电化学势能，运输方式为主动运输。 （2）由图可知，在有氧条件下，通过电子传递链积累起线粒体内膜两侧的H+浓度梯度，可以形成H+电化学势能，推动ATP形成以及丙酮酸进入线粒体基质中。由图可知，H+电化学势能的产生需要氧气，所以在无氧条件下，丙酮酸因缺乏动力而不能主动运输进入线粒体基质。有氧条件下，NADH进入线粒体内膜，与 O2结合形成H2O，无氧条件下，NADH积累在细胞质基质中，将丙酮酸还原为乳酸或酒精和CO2。 （3）氰化钾是一种剧毒物质，会专一性破坏线粒体内膜上细胞色素C氧化酶的结构，使其不能将电子传递给氧气，导致ATP不能正常形成，物质氧化分解释放的能量更多以热能形式散失，因此氰化钾中毒会引起动物体温偏高。氰化钾中毒后，电子不能传递给氧气，会导致丙酮酸不能进入线粒体内膜，不能进行有氧呼吸第三阶段，丙酮酸会在细胞质基质中转变为乳酸，导致中毒后血浆pH下降。 （4）当类囊体膜两侧的H+浓度突然消失，其他条件不变，那么就不利于ATP的形成，进而使C3的还原不能发生，故短时间内碳反应中的三碳酸分子的含量增加。 （5）图2实验测定的是离体叶绿体氧气的释放速率，故测定的应为真正光合速率。根据光合作用反应式，一个光暗周期内吸收的CO2和释放的O2量是相等的（或一个光暗周期内光反应产生的[H]和ATP和暗反应消耗的[H]和ATP是相等的），所以阴影a部分的面积等于阴影b部分的面积。 14．光合作用和呼吸作用是植物能量代谢和物质代谢的中心枢纽，为植物细胞提供各种代谢所需的ATP和碳骨架。为了研究氧苯酮对海生植物代谢的影响，分别用不同浓度的氧苯酮处理野生龙须菜，在无光条件下以及80μmol/( m2·s−1)的光强下连续光照得到的实验结果如图1所示。光反应过程图解如图2所示。据图分析，回答下列问题： (1)利用黑白瓶法测定龙须菜的代谢速率时，若测得白瓶、黑瓶的溶解氧初始浓度为W0μmol/g，8h后，测得白瓶、黑瓶的溶解氧浓度分别为W1μmol/g和W2μmol/g，且W1＞W0＞W2，则龙须菜的呼吸速率和光合速率分别为 μmol/g·h−1、 μmol/g·h−1。       (2)根据图1可知，氧苯酮浓度对龙须菜净光合速率的影响是 ；在不同环境条件下，氧苯酮浓度对龙须菜呼吸速率的影响是 。 (3)进一步研究发现，氧苯酮处理会直接伤害龙须菜PSⅡ受体侧电子载体PQ或细胞色素b6f，限制了电子在 之间的传递。对ATP和NADPH生成量的影响是 ，其原因是 。 【答案】(1) （W0－W2）/8 （W1－W2）/8 (2) 随着氧苯酮浓度的增加，龙须菜净光合速率逐渐降低 在无光条件下，氧苯酮浓度对龙须菜呼吸速率影响较小，在光照条件下，随着氧苯酮浓度增加，龙须菜呼吸速率逐渐降低 (3) PQ（或细胞色素b6f）与质体醌（或PC） 使ATP和NADPH生成量减少 电子传递受阻，光反应产生的ATP和NADPH减少 【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应阶段，叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面的用途：一是将H2O分解为氧和H+，氧直接以分子（O2）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）。NADPH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。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样光能就转化为储存在ATP中的化学能。这些ATP将参与暗反应阶段合成有机物的化学反应。 【详解】（1） 黑白瓶法测定中，白瓶是透光瓶，里面的生物可进行光合作用和呼吸作用；黑瓶是不透光瓶，里面的生物只能进行呼吸作用。利用黑白瓶法测定龙须菜的代谢速率时，若测得白瓶、黑瓶的溶解氧初始浓度为W0μmol/g，8h后，测得白瓶、黑瓶的溶解氧浓度分别为W1μmol/g和W2μmol/g，且W1＞W0 ＞W2，则W0－呼吸作用耗氧量＝W2，W0＋光合作用产氧量－呼吸作用耗氧量＝W1，因此龙须菜的呼吸速率（呼吸作用耗氧速率）为（W0－ W2）/8μmol/g·h−1；龙须菜的光合速率（光合作用产氧速率）为[（W1－W0）＋（W0－W2）] ÷8＝（W1－W2）/8μmol/g·h−1。 （2）图1显示：在光下，随着时间的递增，四条曲线所示的净光合放氧速率都呈现下降趋势，而且氧苯酮浓度越大，相同时间内曲线下降的幅度越大。在黑暗条件下，四条曲线所示的呼吸耗氧速率几乎无差异；但在光下，随着时间的递增，四条曲线所示的呼吸耗氧速率都呈现下降趋势，而且氧苯酮浓度越大，相同时间内曲线下降的幅度越大。可见，氧苯酮浓度对龙须菜净光合速率的影响是：随着氧苯酮浓度的增加，龙须菜净光合速率逐渐降低。在不同环境条件下，氧苯酮浓度对龙须菜呼吸速率的影响是：在无光条件下，氧苯酮浓度对龙须菜呼吸速率影响较小；在光照条件下，随着氧苯酮浓度增加，龙须菜呼吸速率逐渐降低。 （3）由图2可知：水在光下分解为H+、O2 和电子，电子经过质体醌、细胞色素b6f、PC等的传递，最终促进ATP和NADPH的合成。氧苯酮处理会直接伤害龙须菜PSⅡ受体侧电子载体PQ或细胞色素b6f，限制了电子在PQ（或细胞色素b6f）与质体醌（或PC）之间的传递。由于电子传递受阻，光反应产生的ATP和NADPH减少，使ATP和NADPH生成量减少。 15．1897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。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。 材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。 实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 － ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ + ④ 葡萄糖溶液+A溶液 － ⑤ 葡萄糖溶液+B溶液 － ⑥ + 注：“+”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成回答下列问题。 (1)第③组和第⑥组实验处理分别是 ； 。 (2)第⑤组无乙醇生成的原因是 。 (3)若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是 。 (4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出1种方法及应用的相应原理）方法： ；原理： 。 (5)根据 组合实验结果可验证乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子。 【答案】(1) 葡萄糖溶液+酵母汁 葡萄糖溶液+A溶液+B溶液 (2)第⑤组葡萄糖溶液+B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），无乙醇生成的原因无催化乙醇发酵的酶（生物大分子）。 (3)葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液 (4) 染色后镜检，若为死细胞，则能被染色，若为活细胞，则细胞不被染色： 原理是细胞膜具有选择透性 (5)④⑥ 【分析】分析题干信息可知：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，可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”，而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。 【详解】（1）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，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液+酵母汁，预期实验结果为有乙醇生成，另外一组为葡萄糖溶液+A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶）+B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），此组预期结果为有乙醇生成。 （2）⑤葡萄糖溶液+B溶液无乙醇生成，原因是无催化乙醇发酵的酶。 （3）据题干信息可知，M离子存在于B溶液中，故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液，若有乙醇生成，则证明B不是必须的，若无乙醇生成，则证明B是必需的。 （4）检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透性，若为死细胞，则能被染色，若为活细胞，则细胞不被染色。 （5）④葡萄糖溶液+A溶液，结果无乙醇生成；⑥葡萄糖溶液+A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶）+B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），结果有乙醇产生。两组对比可验证乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子。 16．下图1是某植物体内细胞呼吸的主要生化反应示意图，①~⑤表示过程，A~D表示物质。         (1)图1中物质A是 ，物质B可以利用 溶液进行鉴定。 (2)过程④和过程⑤产生的物质不同，直接原因是 。过程③发生的场所是 . (3)某同学利用图2所示的装置探究某种发芽种子的细胞呼吸方式(以发芽种子分解葡萄糖为例)，取甲、乙两套该装置设计实验。甲装置试管中加入适量的NaOH溶液，目的是 ；乙装置试管中应加入 实验现象 结论 甲装置液滴 乙装置液滴 不动    ①    只进行产 A的无氧呼吸 不动 右移② 左移 右移③ ④ 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产 A的无氧呼吸 【答案】(1) 乳酸 酸性的重铬酸钾 (2) 参与反应的酶不同 线粒体内膜 (3) 吸收二氧化碳 等量的蒸馏水 不动 只进行产酒精B的无氧呼吸 种子既进行有氧呼吸又进行产酒精B的无氧呼吸 左移 【分析】分析图1可知，①表示呼吸作用的第一阶段，②表示有氧呼吸的第二阶段，③表示有氧呼吸的第三阶段，④、⑤分别代表产生乳酸的无氧呼吸和产生酒精及二氧化碳的无氧呼吸。A表示乳酸，B表示酒精，CD表示H2O。 【详解】（1）④代表产生乳酸的无氧呼吸，A表示乳酸。⑤代表产生酒精及二氧化碳的无氧呼吸，B表示酒精，酒精可以利用酸性的重铬酸钾溶液进行鉴定。 （2）④、⑤分别代表产生乳酸的无氧呼吸和产生酒精及二氧化碳的无氧呼吸，二者不同的直接原因是参与反应的酶不同，不同的酶催化不同的反应，从而导致产物不同。③表示有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒体内膜。 （3）甲装置试管中加入适量的NaOH溶液，目的是吸收二氧化碳，这样就可以通过液滴的移动情况来判断氧气的消耗情况。乙装置试管中应加入等量的蒸馏水，作为对照。 若发芽种子只进行产生A（乳酸）的无氧呼吸，则既不消耗氧气，也不产生二氧化碳，故甲液滴不变，乙液滴也不变。 甲装置液滴不动，说明种子呼吸不消耗氧气，没有进行有氧呼吸。乙装置液滴右移，说明二氧化碳释放量多于氧气吸收量，种子只进行产酒精的无氧呼吸。 甲装置液滴左移，说明种子呼吸消耗氧气，进行了有氧呼吸。乙装置液滴右移说明二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸或无氧呼吸。结合甲装置和乙装置，说明种子既进行有氧呼吸又进行产酒精B的无氧呼吸。 若发芽种子进行有氧呼吸，则甲装置试管左移，种子呼吸消耗氧气。 17．植物叶绿体中的淀粉含量在白天和夜晚的变化很大，淀粉作为储能物质，可在夜间光合作用不能进行时，为植物提供充足的能量。如图1为植物细胞中物质的运输与转化过程。温度对光合产物运输也会产生影响，科学家把14CO2供给甘蔗叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物碳水化合物的运输情况，结果如图2.回答下列问题： (1)卡尔文循环发生的场所是 ，为这个循环提供能量的物质是 ，这个能量是通过 （物质）吸收可见光能后转化而来的。 (2)从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用减弱，产生的 减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗的 增多，导致运输速度降低。 (3)在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可用于合成 。研究发现，白天在叶绿体中常见到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。分析这一现象出现的原因可能是 。 【答案】(1) 叶绿体基质 ATP和NADPH 光合色素 (2) ATP 有机物 (3) 淀粉 白天淀粉合成速度大于分解速度，夜晚淀粉分解速度大于合成速度 【分析】由图1可知，光合作用产生的有机物可转化为蔗糖在筛管内运输，由图2可知，随着温度的升高，甘蔗叶中碳水化合物的相对运输速度先增加后减小。 【详解】（1）卡尔文循环是光合作用的暗反应过程，发生的场所是叶绿体基质，为这个循环提供能量的物质是光反应产生的ATP和NADPH，这个能量是通过类囊体薄膜上的光合色素吸收可见光能后转化而来的。 （2）有机物的运输需要消耗细胞呼吸产生的ATP，从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用减弱，产生的ATP减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗的有机物增多，导致细胞运输有机物的速度降低。 （3）由图可知，在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可转化为葡萄糖最终用于合成淀粉。研究发现，白天在叶绿体中常见到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。说明白天淀粉合成速度大于分解速度，使其叶绿体内存在淀粉粒的积累，而夜晚淀粉分解速度大于合成速度，因此夜晚淀粉粒消失。 18．机体中糖类和脂质与能量代谢密切相关。延胡索酸水合酶（FH）是有氧呼吸第二阶段的重要酶。 (1)研究者将野生型小鼠FH基因敲除（无FH基因）后，构建了FH基因敲除小鼠。发现正常饮食下基因敲除小鼠体重下降和脂肪含量下降。 ①因为相同质量的脂肪比糖类 ，彻底氧化分解比糖类释放的能量多，所以它是人体细胞良好的 物质，主要通过饮食摄入，也可以由 、 等物质转化而来。 ②分别检测该小鼠促进有氧呼吸的第二阶段标志蛋白CS和第三阶段标志蛋白CytC的含量，及细胞ATP生成量。结果显示，与正常脂肪细胞相比， 。由此可知基因敲除小鼠的脂肪细胞中能源物质氧化分解产生的能量更多转化为 ，打破了细胞呼吸的能量代谢平衡。 (2)根据上述研究，有人提出，肥胖者可以服用相关药物抑制FH蛋白的功能来减肥。请问该观点是否可行？ 。并说明原因： 。 【答案】(1) 含氢量多，含氧量少 储能 糖类 蛋白质 CS和CytC的蛋白质含量升高，ATP合成总量显著降低 热能 (2) 不可行 若FH蛋白含量下降，线粒体结构异常、细胞呼吸关键蛋白含量也会异常，细胞正常的呼吸作用就会受到影响，机体正常的能量代谢也会紊乱，打破了细胞呼吸的能量代谢平衡 【分析】有氧呼吸是指细胞或微生物在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把有机物彻底氧化分解（通常以分解葡萄糖为主），产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。 【详解】（1）脂肪由C、H、O三种元素组成，与糖类相比，脂肪分子中的氢含量多，氧含量少，氧化分解时产生的能量多，因此是良好的储能物质。脂肪主要通过饮食摄入，也可以由糖类或蛋白质等物质转化而来。通过图中坐标数据可知与正常脂肪细胞相比，CS和CytC的蛋白质含量升高，然而ATP合成总量显著降低，由此可知基因敲除小鼠的脂肪细胞中能源物质氧化分解产生的能量更多以热能的形式释放出来，打破了细胞呼吸的能量代谢平衡。 （2）肥胖者可以服用相关药物抑制FH蛋白的功能达到减肥效果的观点不可行。若FH蛋白含量下降，线粒体结构异常、细胞呼吸关键蛋白含量也会异常，细胞正常的呼吸作用就会受到影响，机体正常的能量代谢也会紊乱，打破了细胞呼吸的能量代谢平衡。 19．下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题： (1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是 、 。过程Ⅰ发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程表示 。 (2)过程Ⅱ发生的场所是 ，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到 （填物质名称）中。线粒体中产生的CO2扩散到相邻细胞的叶绿体中被利用至少要经过 层生物膜。 (3)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是 。 (4)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，最适温度，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答： ①该实验的目的是探究CO2浓度或NaHCO3溶液对 的影响。 ②bc段曲线平缓的限制因素主要是 。而c点以后曲线上行，其原因应该是NaHCO3溶液浓度太大 ，从而影响细胞代谢。 (5)在光能的驱动下，蛋白质及色素分子进行电子传递，将来源于 的电子传递给NADP+并与H+合成了 。 【答案】(1) 二氧化碳/CO2 NADPH和ATP 光反应 (2) 细胞质基质、线粒体 腺苷三磷酸 6/六 (3)光照强度 (4) 光合作用速率 光照强度 导致细胞失水 (5) 水/H2O NADPH 【分析】1、图1是光合作用过程图解，图中甲表示CO2，乙表示光反应产生的NADPH和ATP。 2、图2中，只要增长率大于零，光合作用强度就不断增加．图中可以看出，BC段增长率最大，到D点时增长率降为0，此时光合作用强度达到最大。 3、影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、CO2浓度等。 【详解】（1）CO2是光合作用的反应物，参与暗反应，光反应为暗反应提供NADPH和ATP，根据图1光合作用过程可知，甲表示CO2，乙表示水光解生成的NADPH和ATP；过程 Ⅰ 属于光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 （2）光合作用分为光反应和碳反应，由（1）分析可知，过程 Ⅱ 吸收二氧化碳产生有机物属于碳反应，发生在叶绿素基质中，由图1可知，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到腺苷三磷酸（ATP）中。线粒体中产生的二氧化碳扩散到相邻细胞的叶绿体被利用至少要先后经过线粒体内膜、线粒体外膜、两层细胞膜、叶绿体外膜、叶绿体内膜，共6层生物膜。 （3）影响光合作用的环境因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，图2中D点时光合作用增长率不再随CO2浓度的增大而增大，且实验是在最适温度下进行的，故此时限制的主要环境因素是光照强度。 （4）①从题意“置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照”可知，该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，而NaHCO3溶液可以为光合作用提供CO2，因此该实验的目的是探究CO2浓度（或NaHCO3溶液）对光合作用速率的影响。 ②bc段CO2浓度逐渐增大，但光合速率基本不变，曲线平缓的限制因素可能是光照强度；c点以后曲线上行，说明光合作用强度逐渐减弱，其原因是：NaHCO3浓度太大，导致细胞失水而影响代谢。 （5）光合作用中，在光能的驱动下，蛋白质及色素分子进行电子传递，将来源于水的电子传递给NADP+，并与H+合成NADPH。 20．水稻苗期遇到低温天气，会导致水稻减产。为挖掘新的水稻耐冷调控基因了解其耐冷机理，某团队利用水稻苗期低温敏感突变体ospus1进行了相关研究。将突变体水稻ospus1置于低温下种植，会出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。活性氧（ROS）主要来源于有氧呼吸第三阶段，能介导植物受非生物因素胁迫的响应。研究发现细胞内ROS的积累是引起突变体水稻ospus1出现低温白化的原因。回答下列有关问题： (1)突变体水稻ospus1白化苗中位于 上的光合色素缺少，直接影响了光合作用的 阶段。 (2)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体 ，这里存在由复合物Ⅰ等分子构成的电子传递链，能将NADH形成电子和H+，并经过一系列的电子传递最终传递给 ，该过程会产生大量能量。 (3)研究者欲获得新的水稻耐冷调控基因，进一步研究水稻的耐冷机理。请选取合适选项，完成获得耐冷调控基因的研究思路 。 a．建立针对突变体水稻ospus1的诱变库 b．建立针对野生型水稻的诱变库 c．筛选低温下表型为绿色的幼苗 d．筛选低温下表型为白色的幼苗 e．筛选正常温度下表型为绿色的幼苗 f．获取耐冷调控基因并进行克隆 (4)后续实验发现该耐冷调控基因与sop10蛋白的合成有关，该蛋白可以影响线粒体内电子传递链中复合物Ⅰ的合成。研究者从突变体水稻ospus1中筛选出的sop10突变体（ospuslsop10突变体）在低温下种植，发现其叶片正常，表现为耐冷的特性。请根据以上研究，分析水稻ospuslsop10突变体耐冷的机理 。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 光反应 (2) 内膜 氧气 (3)acf (4)水稻ospus1sop10突变体中sop10蛋白发生改变，影响了线粒体内电子传递链中复合物Ⅰ的合成，减少了有氧呼吸第三阶段ROS的产生，从而降低了细胞内ROS的积累，使突变体在低温下表现为耐冷的特性 【分析】1、有氧呼吸可分为三个阶段：有氧呼吸第一阶段是葡萄糖初步分解为丙酮酸与NADH，释放少量能量，产生少量ATP，该过程在细胞质基质中完成；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，释放少量能量，产生少量ATP，该过程在线粒体基质中完成，有氧呼吸的第三阶段是前两个阶段的NADH与氧气结合生成水，释放大量能量，产生大量ATP，该过程在在线粒体内膜上完成。 2、光合作用根据是否需要光，分为光反应阶段和暗反应阶段：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NADPH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NADPH的作用下还原生成葡萄糖。 【详解】（1）突变体水稻ospus1的光合色素分布于叶绿体类囊体薄膜上，白化苗因叶绿体中缺乏光合色素而表现为叶片白化的现象，导致其缺乏吸收、传递和转化光能的能力，直接影响了光合作用的光反应阶段。 （2）水稻有氧呼吸第三阶段发生于线粒体内膜，这里存在由复合物Ⅰ等分子构成的电子传递链，能将NADH形成电子和H+，并经过一系列的电子传递最终传递给氧气，发生化学反应生成水，释放大量能量，其中大部分能量以热能的形式散失，少部分能量参与合成ATP。 （3）欲获得新的水稻耐冷调控基因，则应先建立针对突变体水稻ospus1的诱变库，从中获取具有不同诱变结果的突变体ospus1，从中筛选低温下表型为绿色的幼苗，再从具有耐冷性状的植株体内获取耐冷调控基因并进行克隆，acf正确，bde错误。 故选acf。 （4）根据题意和以上研究可知，耐冷调控基因与sop10蛋白的合成有关，该蛋白可以影响线粒体内电子传递链中复合物Ⅰ的合成，所以水稻ospuslsop10突变体耐冷的机理为水稻ospus1sop10突变体中sop10蛋白发生改变，影响了线粒体内电子传递链中复合物Ⅰ的合成，减少了有氧呼吸第三阶段ROS的产生，从而降低了细胞内ROS的积累，使突变体在低温下表现为耐冷的特性，低温下表型正常。 21．为探究绿色植物的生理活动，某生物兴趣小组设计了如下图所示的实验方案：先把该植物放到黑暗处一昼夜，然后再将植株上同样大小的两片叶片A、B分别罩上了透明塑料袋和黑色塑料袋，连接好其它实验装置，关闭阀门①和②后，放在阳光下3～4小时。据图分析回答。 (1)先把植物放到黑暗处一昼夜的目的是 。 (2)A、B两叶片分别罩上透明塑料袋和黑色塑料袋形成了 实验，由此推测，此探究实验的变量是 。光照3～4小时后打开阀门②，将黑色塑料袋中的气体通入乙试管，结果发现澄清的石灰水变 ，说明B叶片进行了 作用。 (3)取下叶片A、B，用酒精脱色、漂洗后滴加碘液，观察叶片颜色变化，变蓝的是 叶片。此实验验证了光合作用所需的条件是 。 (4)光照后打开阀门①，取出装有气体的甲装置，用带火星的木条插入检测内部气体，观察到的现象是木条复燃，说明A叶片在光下放出了 。 【答案】(1)让叶片内原有的淀粉通过其自身的呼吸作用消耗尽 (2) 对照 是否照光 浑浊 呼吸 (3) A 光 (4)氧气 【分析】题意分析，该同学为探究绿色植物的光合作用，设置了两组对照实验：叶片A外是透明塑料袋，叶片B是黑色塑料袋，变量是光；叶片A变蓝色，说明光合作用的产物是淀粉，光是光合作用的必要条件；装置甲中的气体能使带火星的木条复燃，说明光合作用产生了氧气；乙装置中澄清的石灰水变浑浊，说明呼吸作用产生了二氧化碳。 【详解】（1）先把植物放到黑暗处一昼夜的目的是为了去除实验叶片内原有淀粉对实验结果的影响，即实验前要把实验装置放在黑暗处24小时可以让叶片内原有的淀粉通过其自身的呼吸作用消耗尽。 （2）A、B两叶片分别罩上透明塑料袋和黑色塑料袋形成了对照实验，由此推测，此探究实验的变量是是否照光。光照3～4小时后打开阀门②，将黑色塑料袋中的气体通入乙试管，结果发现澄清的石灰水变浑浊，因为二氧化碳可以是澄清石灰水变浑浊，因而，说明B叶片进行了呼吸作用。 （3）取下叶片A、B，用酒精脱色、漂洗后滴加碘液，观察叶片颜色变化，变蓝的是A叶片，说明A叶片中含有淀粉，说明A叶片进行了光合作用。此实验验证了光合作用所需的条件是光，B叶片在无光条件下没有产生淀粉。　 （4）光照后打开阀门①，取出装有气体的甲装置，用带火星的木条插入检测内部气体，观察到的现象是木条复燃，而能使木条复燃的是氧气的特征，说明A叶片在光下放出了氧气，更进一步说明了光合作用在光下产生了淀粉和氧气。 22．为了更好的了解杂交水稻，小明与家人来到了杂交水稻之父袁隆平爷爷的家乡——湖南，参观了“安江农校杂交水稻纪念园”。如图1表示水稻幼苗的某些生理过程，图2为甲、乙两种不同品质的水稻二氧化碳的吸收速率随光照强度的变化趋势图。 (1)图1中的②表示植物的 作用，可以参与生物圈的水循环。 (2)图1中杂交水稻细胞内始终进行的生理活动是[   ] 作用，该生理活动为细胞生命活动提供 。 (3)图2中光照强度为d时，甲光合作用的速率 （大于/等于/小于）呼吸作用的速率。 (4)小明查阅相关资料，当地白天的光照强度主要在图2中c～d之间。依据图2中曲线分析，甲、乙两种不同品质的水稻，你推荐当地农民伯伯种植 种水稻。 【答案】(1)蒸腾 (2) ①呼吸作用 能量 (3)大于 (4)甲 【分析】1、光合作用：绿色植物在光照的条件下，通过体内的叶绿体可以将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物。在光合作用的过程中，绿色植物会产生如碳水化合物或糖类等有机物，同时释放出氧气； 2、呼吸作用：生物体内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他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。呼吸作用，是生物体在细胞内将有机物氧化分解产生能量的化学过程，是所有的动物和植物都具有一项生命活动。 【详解】（1）蒸腾作用是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中的过程，据图可知，图1中的②表示植物的蒸腾作用，散失的水分可以参与生物圈的水循环。 （2）图1中①表示呼吸作用，②表示蒸腾作用，③表示光合作用，因此图1中杂交水稻细胞内始终进行的生理活动是[①]呼吸作用，该生理活动能产生大量能量，为细胞生命活动提供能量。 （3）图2中光照强度为d时，甲的CO2吸收速率大于0，说明甲光合作用的速率大于呼吸作用的速率。 （4）据图2可知，光照强度在c～d之间甲的净光合速率大于乙，当地白天的光照强度主要在图2中c～d之间，因此推荐当地农民伯伯种植甲种水稻。 23．兴趣小组对菜豆种子的结构和萌发生长过程开展如下研究。    (1)观察种子结构时，正确的操作方法是________。 A．观察之前先把种子泡软 B．用镊子和解剖刀剥去种皮，以便观察内部结构 C．用显微镜观察种子结构 D．滴加碘液，发现图甲3处变蓝 (2)挑选400粒饱满、大小相近、在保质期且渡过休眠期的菜豆种子，将4个罐头瓶放倒（如图乙），在每个瓶下部放两张餐巾纸，在餐巾纸上放100粒菜豆种子，分四组进行如下处理： ①过一段时间后，种子能够萌发的是 （填字母）瓶。 ②对比 （填字母）两瓶，可以研究充足的空气是否是种子萌发的条件。 (3)定期测量萌发种子的重量，如图丙所示。阶段2所需要的营养，主要来自于种子的 内贮藏的有机物。阶段4重量显著增加，是因为 发育成茎和叶，能够进行光合作用。 【答案】(1)A (2) b b、d (3) 子叶 胚芽 【分析】种子萌发的外界条件包括：充足空气，适量水分，适宜温度。 【详解】（1）A、在观察种子之前，要浸泡种子使种皮变软，便于进一步的观察，A正确； B、把种皮撕去，不是用解剖刀，而是用镊子，避免损坏种子的内部结构，B错误； C、观察种子的结构应该用放大镜，而不是显微镜，C错误； D、滴加碘液的目的是检测淀粉的存在，应该是图甲中4处变蓝，D错误。 故选A。 （2）①种子的萌发需要适宜的条件，如适宜的温度和水分，因此能够萌发的是 b 瓶。 ②d 瓶中加入了过量的水，使得种子与空气隔绝，而其他条件与 b瓶一样，因此对比 b、d 两个瓶子可以研究充足的空气是否是种子萌发的条件。 （3）阶段 2所需要的能量，主要来自于子叶中储存的营养物质通过呼吸作用释放出来的，阶段 4重量显著增加是因为胚芽发育成茎和叶能够进行光合作用制造有机物。 24．我国西北地区干旱少雨，生长于此的植物形成了适应干旱环境的对策，为探究植物适应干旱的机理，某科研小组分别对植物甲、乙进行干旱处理，对照组正常浇水，测定两种植物叶片的光合生理指标，结果如下表所示。回答下列问题。 净光合速率（μmol CO2 m-2·s-1） 气孔导度（molH2O m-2·s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） 处理 植物甲 植物乙 植物甲 植物乙 植物甲 植物乙 正常浇水 19.34 9.36 0.45 0.42 5.56 3.25 干旱5天 10.26 7.38 0.42 0.29 2.36 3.08 干旱10天 3.23 6.25 0.38 0.11 1.22 2.91 注：气孔导度是度量植物气孔开度的指标，气孔导度越大，气孔开度越大 (1)植物光合作用中光反应阶段的终产物有ATP、 、 。 (2)根据表中数据可知，随干旱天数的增加，植物乙净光合速率的下降主要与 有关，植物甲净光合速率下降的主要原因是 。 (3)若给对照组植物提供H218O和CO2，合成的（CH2O）中 （填“能”或“不能”）检测到18O，原因是 。 (4)干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，其适应环境的意义是 。 【答案】(1) 氧气 NADPH (2) 气孔导度下降 叶绿素含量下降 (3) 能 H218O能参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2可参与光合作用暗反应形成（CH218O） (4)减少水分散失 【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）光反应阶段可进行水的光解和NADPH、ATP的合成，因此植物光合作用中光反应阶段的终产物有氧气、ATP和NADPH。 （2）根据表格数据分析，随着干旱天数的增加，乙植物叶绿素的含量降低不明显，气孔导度明显下降，使外界环境进入细胞的CO2减少，暗反应减弱，因此植物乙净光合速率下降。随着干旱天数的增加，甲植物叶绿素的含量明显降低，吸收光能减少，光反应减弱，但气孔导度下降不明显，因此植物甲净光合速率下降的主要原因是叶绿素含量降低。 （3）由于H218O可参与有氧呼吸产生C18O2，C18O2通过光合作用暗反应可形成（CH2O），因此若给对照组植物提供H218O和CO2，合成的（CH2O）中能检测到18O。 （4）干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，可减少了叶片上气孔的数量和气孔的开度，进而减少水分的散失，从而使其适应干旱环境。 25．农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。    回答下列问题。 (1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 ；参与有氧呼吸的酶是 （选填“甲”或“乙”）。 (2)在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。 (3)若水淹3d后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 （答出2点即可）。 【答案】(1) 需要氧气参与；有机物被彻底氧化分解；释放大量能量，生成大量ATP 乙 (2) O2的含量 3 (3)无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0~3d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 根细胞的呼吸作用 分为有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸需要氧气参与、将有机物彻底氧化分解，释放大量能量 影响呼吸作用的环境因素 氧气浓度、温度、酶的含量及活性等 水淹条件下，氧气为主要影响因素 长势恢复 新陈代谢正常 氧气供应正常，酶活性恢复正常 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。 （2）在水淹0～3d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1：6：6，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1：2，无氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2μmol·g-1·min-1 CO2，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 （3）若水淹3d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多；另一方面，由图可知，第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，之后就很难恢复，所以要在水淹3天排水。 26．将长势相同的黑藻均分为A、B两组。A组黑藻分别放入装有300mL自来水的4只烧杯中，控制光照强度分别为0lx、1500lx、3000lx、4500lx；B组黑藻分别放入装有300mL自来水且溶解有0、0.1%、0.5%、2%NaHCO3的4只烧杯中，控制光照强度为1500lx。检测两组烧杯中黑藻的放氧情况，每2分钟采集一次数据，连续采集10分钟，实验结果如图所示（忽略不同光照强度对水温的影响），请回答下列问题： (1)黑藻进行光合作用过程中，NADPH的作用是 。 (2)A组实验中，光照强度为3000lx时，黑藻细胞内产生ATP的具体场所有 。光照强度为4500lx时，8min后溶解氧量维持不变，此时影响黑藻光合作用强度的主要环境因素可能是 （写出两个）。 (3)A组实验探究的问题是 。由图可以得出的相关结论是 。 (4)B组实验中，NaHCO3浓度为2%时，黑藻叶肉细胞的净光合速率 （填“大于”“等于”或“小于”）0，理由是 。 【答案】(1)为暗反应提供还原剂和能量 (2) 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体的类囊体薄膜 光照强度、CO2浓度、温度 (3) 光照强度对黑藻光合作用的影响 在一定的范围内，光照强度越大，光合作用越强 (4) 大于 NaHCO3浓度为2%时，烧杯中的溶解氧量几乎不变，说明黑藻植株的净光合速率等于0，而黑藻植株中只有叶肉细胞进行光合作用，所以叶肉细胞的净光合速率大于0 【分析】光合作用根据是否需要光照，可以概括地分为光反应和暗反应。光反应阶段必须需要光照才能进行，发生在类囊体薄膜上。主要发生水的光解，NADPH的合成，ATP的合成；暗反应阶段有没有光照都能进行，发生在叶绿体基质中，主要发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。光反应和暗反应之间是紧密联系的，能量转化和物质变化密不可分。 【详解】（1）NADPH为还原型辅酶II，在光反应中产生，为暗反应提供还原剂和能量； （2）A组实验中，光照强度为3000lx时，黑藻细胞内可以进行细胞呼吸和光合作用。细胞呼吸的具体场所为细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，光合作用的光反应过程产生ATP，场所为叶绿体的类囊体薄膜，所以产生ATP的具体场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体的类囊体薄膜；光照强度为4500lx时，8min前溶解氧量升高，说明此时光照强度还对光合作用产生影响。该情况下影响黑藻光合作用强度的主要环境因素可能是光照强度、CO2浓度、温度等； （3）A组实验的自变量是光照强度，因变量是烧杯中的溶解氧量，说明该实验探究的是光照强度对黑藻光合作用的影响；分析曲线变化随着光照强度的增大，烧杯中的溶解氧量逐渐增大，说明在一定的范围内，光照强度越大，黑藻的光合作用越强； （4）分析B组实验结果，NaHCO3浓度为2%时，烧杯中的溶解氧量几乎不变，说明黑藻植株的净光合速率等于0，而黑藻只有叶肉细胞进行光合作用，所有细胞都进行呼吸作用，所以叶肉细胞的净光合速率大于0。 27．海水对光的吸收有选择性，主要吸收长波长的光，藻类的颜色是其反射光的颜色。不同藻类所含光合色素以及在海水中的分布如表所示。回答下列问题： 绿藻 褐藻 红藻 光合色素 与高等植物相似 除叶绿素、类胡萝卜素外，含有大量的藻黄素 除叶绿素和类胡萝卜素外，含有大量的藻红素、藻蓝素 分布 主要分布于潮间带及10米以上浅水中的岩石上 可分布在潮间带和低潮线以下约30米 可在低潮线以下30～60米，甚至在200米深的海底生存 (1)绿藻主要吸收 光用于光合作用。光能在光反应阶段转化为 中的化学能，随后这些化学能用于暗反应中 ，最终转化为糖类等有机物中的化学能。 (2)从光合作用的角度分析，红藻能够适应深海环境的原因可能是 。 (3)为了观察褐藻的吸收光，首先用无水乙醇提取褐藻的光合色素，然后用三棱镜和光屏观察，具体操作是 。用纸层析法分离不同的光合色素，根据 判断色素含量。 (4)某科研小组测定绿藻在不同海水和光照强度条件下的净光合速率（其他各项实验条件均为最适条件），结果如图所示。分析图示，B点限制绿藻光合速率的因素是 。CO2浓度升高后，绿藻的光饱和点增大的原因是 。 【答案】(1) 红光和蓝紫 ATP、NADPH C3的还原 (2)深海中长波长的红光弱，短波长的蓝紫光较强，红藻含有的大量藻红素、藻蓝素，能够吸收蓝紫光进行光合作用 (3) 将光合色素溶液置于阳光和三棱镜之间，未被吸收的光分散开后照射到光屏上，从而得到光合色素的吸收光 色素带的宽窄 (4) 光照强度和CO2浓度 CO2浓度升高加快了暗反应过程对光反应产物NADPH和ATP的利用，从而促进光反应，使植物能吸收更多的光能 【分析】光反应过程中光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能；暗反应过程中，ATP、NADPH中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能。 【详解】（1）绿色植物中的光合色素主要吸收利用红光和蓝紫光。光反应中，光能转化为ATP，NADPH中活跃的化学能，这些化学能用于暗反应中C3的还原，并最终转化为有机物中稳定的化学能。 （2）海水主要吸收长波长的光，则深海中长波长的红光弱，短波长的蓝紫光较强，而红藻含有的大量藻红素、藻蓝素能够吸收蓝紫光进行光合作用，进而适应深海的环境。 （3）观察光合色素的吸收光，须把光合色素溶液置于阳光和三棱镜之间，未被吸收的光分散开后照射到光屏上，从而得到光合色素的吸收光。用纸层析法分离光合色素，色素带的宽窄表示色素的含量。 （4）对比自然海水和富含CO2海水，在B点对应的光照强度下，自然海水的净光合速率较小，说明B点限制绿藻光合速率的因素是是二氧化碳浓度；自然海水中，一定光照强度范围内，B点所在的光照强度继续增大，净光合速率增大，说明限制B点光合速率的因素是光照强度，综合分析可知，B点限制绿藻光合速率的因素是光照强度和CO2浓度。CO2浓度升高后，绿藻的光饱和点增大的原因是CO2浓度升高加快了暗反应过程对光反应产物NADPH和ATP的利用，从而促进光反应，使植物能吸收更多的光能。 28．干旱胁迫对光合作用影响较大，干旱持续时间越长，植物的光合速率降低也越明显，进而影响植物的生长发育。回答下列问题： (1)干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内的 （结构）受损，为暗反应提供的 减少，从而光合速率降低。 (2)生物学家研究干旱胁迫与气孔导度（气孔张开程度）以及胞间CO2浓度的关系时，发现轻度胁迫下，气孔导度和胞间CO2浓度同时下降，原因是 。 (3)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的苦槠幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况（如图）。 ①由图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量 ，判断依据是 。 ②与干旱处理时相比，干旱后恢复供水，生长更显著的是 （填“细根”或“幼叶和茎尖”）。 【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP、NADPH (2)轻度胁迫下，气孔部分关闭，CO2供应不足，导致胞间CO2浓度下降，所以气孔导度和CO2浓度都下降 (3) 减少 图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加 幼叶和茎尖 【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，具体是在光照条件下水分解为氧气和NADPH，同时将光能转化为ATP中的能量。暗反应的发生不需要光照，但需要光反应阶段生成的ATP和NADPH，具体反应是二氧化碳和五碳化合物合成三碳化合物，然后三碳化合物被NADPH还原成五碳化合物和有机物，并将ATP中的能量转化到有机物中。暗反应发生在叶绿体基质中。 【详解】（1）光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，具体是在光照条件下水分解为氧气和NADPH，同时将光能转化为ATP和NADPH中的能量。在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内类囊体薄膜受损，为暗反应提供的ATP和NADPH减少，从而光合速率降低。 （2）轻度胁迫下，主要是气孔因素起作用，此时部分气孔关闭，CO2供应不足，导致气孔导度和胞间CO2浓度同时下降。 （3）①由图可知，与对照组相比，干旱处理后成熟叶中14C光合产物的滞留量增加，说明干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量减少。 ②干旱后恢复供水，幼叶和茎尖中的光合产物滞留量较干旱处理有更加明显的增加，所以生长更显著的是幼叶和茎尖。 29．《本草纲目》中记载，芝麻有补血生津、润肠、延缓细胞衰老之效，可用于肾亏虚引起的头晕眼花、须发早白等症。如今芝麻是中国主要的油料作物之一，也是四大食用油料作物的佼佼者。科研人员以室内盆栽为实验材料，测定了黑芝麻、白芝麻在中度干旱土壤中的相关代谢指标，结果如图所示。请回答下列问题：    (1)绿色植物的叶绿素主要存在于 ，其在光合作用中的功能是 。 (2)分析图1实验结果，干旱对芝麻植株叶绿素含量的影响是 。若实验第10d与第20d时的气孔导度、呼吸速率、酶的量及活性均相同，与实验第10d时相比，实验第20d时白芝麻净光合速率降低，从光反应和暗反应两个方面分析，其原因是 。 (3)研究发现，中度干旱条件下，黑芝麻根细胞内的可溶性氨基酸含量明显升高。据此推测黑芝麻减小干旱胁迫对水分吸收影响的机制是 。 (4)若实验进行到第50天时，白芝麻的净光合作用速率降为0，此时其叶肉细胞的光合作用速率 （填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。 【答案】(1) 叶绿体的类囊体薄膜 吸收、传递、转化光能 (2) 随着实验天数的增加，白芝麻和黑芝麻的叶绿素含量都降低，且白芝麻组的叶绿素含量降低幅度较黑芝麻组的大 与实验第10d时相比，实验第20d时的白芝麻的叶绿素含量降低，导致光反应速率降低，实验20 d时胞间CO2浓度增大，说明暗反应速率降低 (3)黑芝麻根细胞内的可溶性氨基酸含量明显升高，提高了根的细胞液浓度进而提高植物根系的吸水力 (4)大于 【分析】由图1可知，白芝麻的叶绿素含量低于黑芝麻，根据图2可知，随着培养天数增加，白芝麻的胞间CO2浓度大于黑芝麻，根据图3可知，随着培养天数的增加，白芝麻的净光合速率降低的幅度大于黑芝麻。 【详解】（1）光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要存在于叶绿体的类囊体薄膜，其在光合作用中的功能是吸收、传递、转化光能。 （2）根据图1实验结果可知，随着实验天数的增加，白芝麻和黑芝麻的叶绿素含量都降低，且白芝麻组的叶绿素含量降低幅度较黑芝麻组的大。结合图1和图2可知，与实验第10d时相比，实验第20d时白芝麻的叶绿素含量降低，导致光反应速率降低；实验第10d与第20d时的气孔导度、呼吸速率、酶的量及活性均相同，但第20d时的胞间CO2浓度更大，说明白芝麻的暗反应速率降低。因此，与实验第10d时相比，实验第20d时的白芝麻净光合速率降低。 （3）中度干旱条件下，黑芝麻根细胞内的可溶性氨基酸含量明显升高，可提高根的细胞液浓度进而提高植物根系的吸水力，以减小干旱胁迫对水分吸收的影响。 （4）白芝麻植株的净光合作用速率降为0，整个植株的光合作用速率等于呼吸作用速率，但由于只有叶肉细胞能进行光合作用，故此时其叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率。 30．大气低层臭氧（O3）会影响植物的生长，研究人员为了研究物质X对大气低层臭氧胁迫下植物生长的影响，进行了相关研究，其处理及结果如图所示。回答下列问题： (1)采用纸层析法对提取到的色素进行分离时，在滤纸条上得到从上到下的四条色素带，其中叶绿素a位于第 条色素带。 (2)根据实验目的分析，图中③组的处理为 。图中结果不能正确反映相关因素对植物光合色素的影响，原因是 。 (3)据图可知，O3对植物的影响为 ，而物质X对植物的影响为 。 (4)研究人员进一步对以上三组中Rubisco（Rubisco是催化C5与CO2反应的酶）活性进行测定。测定Rubisco的活性时，可以以 作为观测指标。若②组Rubisco活性低于①组Rubisco活性，请预测③组Rubisco活性与①②组Rubisco活性的可能大小关系： （写出两种情况）。 【答案】(1)3 (2) O3+物质X 植物的光合色素除了叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）外，还有类胡萝卜素，图中只显示了叶绿素的变化情况 (3) O3使植物的叶绿素含量降低，净光合速率降低 物质X会缓解O3对植物的影响 (4) 单位时间内CO2的消耗量或C3的生成量 ③组Rubisco活性大于①组Rubisco活性、③组Rubisco活性小于①组Rubisco活性且大于②组Rubisco活性、③组Rubisco活性等于②组Rubisco活性等 【分析】由图可知O3处理组叶绿素含量下降，净光合速率下降，第③组处理后，与O3处理组相比，叶绿素含量上升，净光合速率上升，故推测该组为O3+物质X处理组。 【点睛】本题主要借助X对大气低层臭氧胁迫下植物生长的影响，来考查光合作用的相关知识，意在考查考生分析和解决问题的能力。 【详解】（1）采用纸层析法对提取到的色素进行分离时，在滤纸条上得到从上到下的四条色素带分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。所以叶绿素a位于第3条。 （2）第一步：从题干中获取实验目的  本实验目的是研究物质X对O3胁迫下植物生长的影响。第二步：根据实验目的分析实验组及实验操作③组为实验组，相关处理为O3+物质X。植物的光合色素包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，而图中只显示了叶绿素的变化情况，故不能正确反映相关因素对植物光合色素的影响。 （3）由图中数据可知，与空白对照组相比，O3处理组的叶绿素含量和净光合速率均较低，说明O3降低了植物的叶绿素含量及净光合速率：与O2处理组相比，O3+物质X组的叶绿素含量和净光合速率都有所升高，但仍低于空白对照组，说明物质X会缓解O3对植物的影响。 （4）测定酶的活性时可以以单位时间内反应物CO2的消耗量或产物C3的生成量作为观测指标。物质X可能会缓解O3对植物Rubisco活性的影响，也可能对O3胁迫下植物Rubisco活性无影响，也可能会显著提高植物Rubisco活性。故③组Rubisco活性与①②组Rubisco活性的可能大小关系为：③组Rubisco活性大于①组Rubisco活性、③组Rubisco活性小于①组Rubisco活性且大于②组Rubisco活性、③组Rubisco活性等于②组Rubisco活性等 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 呼吸与光合作用 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点01 细胞呼吸类型及原理 考点02 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 考点03 光合作用与呼吸作用综合 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识内容 考试目标层次 学考预测 A（了解水平） B（理解水平） C（应用水平） 考点01 细胞呼吸类型及原理 √ 考点1中主要考察细胞呼吸类型判断以及影响呼吸作用因素；考点2中主要考察绿叶中色素提取与分离及光合作用影响因素；考点3中主要考察光合作用与呼吸作用综合应用。 考点02 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 √ 考点03 光合作用与呼吸作用综合 √ 知识点一 细胞呼吸类型及原理 一、细胞呼吸  1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 ①发生的场所：细胞内 ②分解的底物：生物体内的有机物（糖类、脂质和蛋白质等） ③呼吸产物：二氧化碳和水或不彻底的氧化产物（无氧呼吸） ④能量变化：将有机物中的化学能释放出来 2、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式  ①　酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，可通过测定酵母菌在有氧无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸方式。 ②　CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 ③　橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。  ④　结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过呼吸产生大量二氧化碳和水，无氧条件下，酵母菌通过呼吸产生酒精，还产生少量二氧化碳。 二、有氧呼吸 1、有氧呼吸的概念和实质： （1）概念：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。 （2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。 2、有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体（主要） 3、线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶，少量的DNA。  4、 有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应方程式可以简写成：  总反应式：C6H12O6 +6O2+6H2O —— →（酶） 6CO2 +12H2O +能量  有氧呼吸 场　所 反应式 第一阶段 细胞质基质 C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量 第二阶段 线粒体基质 2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+ 少量能量 第三阶段 线粒体内膜 24[H]+6O2→12H2O+大量能量  三、无氧呼吸 1、无氧呼吸的概念和实质： （1）概念：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精或乳酸），同时释放出少量能量的过程。 （2）实质：有机物不彻底的氧化分解，释放能量。 2、场所：细胞质基质 3、方程式：酶 C6H12O6——→  2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 酶 C6H12O6——→ 2C3H6O3(乳酸)+少量能量 4、微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵  有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 条件 需氧 不需氧 场所 细胞质基质（一），线粒体（二，三） 细胞质基质 分解产物 CO2和H2O 乳酸或酒精和CO2 释放能量 较多 较少 相同点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需 过程 第一阶段相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 知识点二 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 一、绿叶中色素的提取和分离 （1）实验原理： ①色素的提取原理：绿叶中色素不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂 ②色素的分离原理：不同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的速度快，反之则慢。 实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸钙。 实验过程： 二、叶绿体的结构： 1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。 2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。 3、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。 三、光合作用的探究历程 ①、1648年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累来自水 ②、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。 ③、1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。 1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。 ④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。 ⑤、1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。 ⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。 四、光合作用的过程CO2+H2O(光能）——→（叶绿体）(CH2O)+O2 1、光合作用的过程图解 2、光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路 3、光反应和暗反应 项目 光反应 暗反应 条件 需要光、色素和酶等 不需要光和色素，但需要多种酶、ATP和[H] 场所 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 物质转化 水的光解：H2O→[H]＋O2 ATP的形成：ADP＋Pi＋光能ATP CO2的固定：CO2＋五碳化合物三碳化合物 三碳化合物的还原：三碳化合物＋[H](CH2O)＋五碳化合物 能量转化 光能→活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 知识点三 光合作用与呼吸作用综合 1、 不同条件下叶绿体内各物质的动态变化规律 条件 三碳化合物 五碳化合物 [H]和ATP 模型分析 光照由强到弱，CO2供应不变 增加 减少 减少或没有 光照由弱到强，CO2供应不变 减少 增加 增加 光照不变，CO2由充足到不足 减少 增加 增加 光照不变，CO2由不足到充足 增加 减少 减少 二、影响光合作用的环境因素 (1)光照强度 ①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。 ②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。 (2)光照面积 ①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。 OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。 ②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。 (3)CO2浓度 ①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。 ②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。 ③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。 三、经典图例 1、夏季植物CO2气体吸收与释放典型曲线分析： 曲线分析： ①Oa段：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。 ②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。 ③bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 ④c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。 ⑥d点：温度过高，失水过多导致部分气孔关闭，出现“午休”现象。 午休现象：由于中午气温过高，植物失水过多，为避免过度失水，植物关闭气孔，同时导致吸收的CO2减少，光合作用受阻的现象。 ⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。 ⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。 2、有机物产生与消耗情况的分析： ①积累有机物时间段：ce段。c点和e点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，ce段由于光照强度增加，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故不断积累有机物。 ②制造有机物时间段：bf段。b点大约早上6时，太阳升起，有光照，开始进行光合作用；f点大约为下午6时，太阳落山，无光，停止光合作用。 ③消耗有机物时间段：Og段。一天24小时，细胞的生命活动时刻进行，即不停消耗能量，故细胞呼吸始终进行。 ④一天中有机物积累最多时间点：e点。白天，光合作用强度大于细胞呼吸强度，积累有机物；e点后，随着光照减弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，故e点时有机物积累量最多。 3、密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线： ①AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。 ②BC段：温度降低，呼吸作用减弱。 ③CD段：4时候，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度。 ④D点：光合作用强度=呼吸作用强度。 ⑤DH点：光合作用强度＞呼吸作用强度，其中FG段表示“午休”现象。 ⑥H点：光合作用强度=呼吸作用强度。 ⑦HI段：光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。 经过一天24小时后，CO2总浓度降低，说明植物积累了有机物，植物生长了。 考点01 细胞呼吸类型及原理 【典型例题1】 （2022·江苏·高考真题）下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（    ）    A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP · 对点专攻 1．水稻的剑叶是水稻的重要器官，剑叶细胞进行的相关生理过程的图解，如图所示。剑叶有直立剑叶和水平剑叶两种类型，某生物科研小组在相同且适宜的光照下测定两种剑叶的气孔导度（气孔开放程度）、胞间CO2浓度和净光合速率，结果如下表所示。下列叙述错误的是（    ）    剑叶类型 气孔导度（molH2O·m-2s-1） 胞间CO2浓度（μmolCO2·mol-1） 净光合速率（umolCO2·m-2·s-1） 直立剑叶 0.76 257 12 水平剑叶 0.75 168 23 A．晴朗的白天，剑叶细胞中产生ATP的过程是①②④ B．若给水稻叶片提供C18O2，水稻根中的糖类会含有18O C．水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于最大程度地利用光能 D．水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO2更多，净光合速率更强 2．下图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解（图1表示不同O2体积分数的气体交换情况：图2表示葡萄糖分解代谢过程图解，其中①-⑤表示过程、AB表示物质）。据下图回答问题：      (1)若图1表示人在剧烈运动时的代谢过程，则不应该有 过程（填标号），产生的H218O含有放射性，其放射性来自于反应物中的 。 (2)若某生物细胞呼吸方式有图1中①③和①④⑤两种，则其细胞呼吸强度 （可以/不可以）用CO2释放量来表示，原因是 。 (3)若图2表示某植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化，当O2浓度达到25%以后，O2吸收量不再继续增加的内因主要是 ；在 点最适于储存水果蔬菜，判断理由是 。 有关细胞呼吸的7个易错点 (1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。 (2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 (3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。 (4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。 (5)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成，并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。 (6)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 (7)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 考点02 绿叶中色素提取与分离及光合作用原理 【典型例题1】 （2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（　　） A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 · 对点专攻 1．研究人员以低叶绿素含量突变体水稻（YL，比野生型低50%）和其野生型（WT）为材料进行光合作用实验。在幼苗期先进行低光强（LL）和高光强（HL）处理，培养一段时间后，检测不同光照强度下的光合值，结果如图。下列分析合理的是（    ） A．YL主要吸收蓝紫光，WT主要吸收红光和蓝紫光 B．HL处理能够有效提高YL和WT的光合速率 C．光强大于，YL的生长更有优势 D．维持叶片高叶绿素含量是提高光合速率的必要条件 2．Zn2+是我国土壤中典型的重金属污染物。高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草对Zn2+的吸收和耐受能力有一定差异。回答下列问题： (1)Zn2+是生物体内的 元素，以 方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过 的传递危害人类自身健康。 (2)研究人员以高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草为材料，测定不同浓度Zn2+胁迫下草坪草光合速率的影响，结果见下图。 ①三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是 ，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速率的最大Zn2+浓度为 。 ②随着Zn2+浓度过度增加，会影响 等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时， 的活性下降，从而使叶绿素含量下降。 (3)研究人员进一步测定了在Zn2＋胁迫下高羊茅的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）以及Zn2+含量，结果如下表。 表：Zn2+胁迫下高羊茅的光合指标及重金属含量 Zn2+浓度（Mg·L-1） 净光合速率Pn（μmolCO2·m-2·s-1） 胞间CO2浓度Ci（μmolCO2·mol-1） 气孔导度Gs（molH2O·m-2·S-1） Zn2+的含量（g·kg-1） 0 2.1 620 185 1.02 500 3.0 610 192 1.38 800 3.9 605 200 1.45 1100 4.1 615 220 1.79 1400 1.7 458 105 1.55 （注：净光合速率常用光照条件下单位时间内单位面积叶片（CO2吸收量或O2释放量表示） 据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降是否受气孔因素的影响？ 。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现高羊茅对重金属Zn2+胁迫的 。实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因是 。 1．叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。 2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 3．吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。 4．叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。 5．光合作用释放的O2来自于H2O。 6．光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。 7．暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。 考点03 光合作用与呼吸作用综合 【典型例题1】 （2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 · 对点专攻 1．在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸、以及细胞内外交换的示意图如下（数字表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况），有关说法错误的是（    ） A．图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处 B．叶绿体内发生光能转变为C6H12O6的化学能 C．物质A进入线粒体后彻底分解需要水的参与 D．h=c，d=g时的光照强度为番茄植株的光补偿点 2．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，光照强度为B时，水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 B．图甲中，光照强度为D时，水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2 C．图乙中，光照强度为X时，蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D．图乙中，限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度 光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动 (1)CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。 ③阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。 (2)曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向：在外界条件的影响下，通过分析光合速率和呼吸速率的变化，进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析，确定横坐标左移或右移，纵坐标上移或下移，最后得到该点的移动方向。 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，曲线上的A点下移，其他点向左下方移动，反之A点上移，其他点向右上方移动。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，其他点向左下方移动，反之向右上方移动。 1．霸王棕是庭院中常见的观赏植物，自然条件下，霸王棕24小时内CO2的变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．CO2在细胞质基质中被固定不需要消耗能量 B．10：00~12：00曲线b下降的原因是气孔部分关闭，CO2供应不足 C．10：00~12：00霸王棕的呼吸速率增大，总光合速率也增大 D．18：00时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度 2．巴黎奥运会男子100米自由泳决赛中，中国选手潘展乐夺得金牌，并打破该项运动的世界记录。在激烈的游泳运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度，这时肌肉中形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶催化转变为乳酸，使NAD+再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续进行产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（    ） A．激烈的游泳运动中，肌细胞产生的CO2与消耗的O2的比值始终等于1 B．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 C．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，说明这两种细胞内的核酸相同 D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中会生成NAD+和少量的ATP，供给肌细胞使用 3．科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如下图所示。下列有关叙述正确的是（    ）    A．细胞内包裹脂肪的脂滴膜最可能是由单层磷脂分子构成的 B．Ca2+在线粒体内膜上调控有氧呼吸的第三阶段，进而影响脂肪的合成 C．Ca2+进入内质网腔的方式属于协助扩散 D．图示过程为细胞呼吸能为生物体供能提供了直接有力的证据 4．水淹、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成低氧胁迫。某研究小组利用水培技术探究了低氧条件对A、B两个黄瓜品种根细胞呼吸的影响，测得第6天时根细胞中丙酮酸和乙醇的含量，结果如图1、2所示。下列说法正确的是（　　） A．该实验的自变量是通气情况、黄瓜品种，因变量是丙酮酸和乙醇的含量 B．氧气充足时，黄瓜根细胞产生丙酮酸的场所是线粒体基质 C．正常通气情况下，根细胞只进行有氧呼吸，而在低氧胁迫情况下则进行有氧呼吸和无氧呼吸 D．低氧胁迫情况下，品种A的根细胞中催化丙酮酸转化为乙醇的酶的活性低于品种B的 二、多选题 5．如图为足球运动员在一次冲刺时，肌肉收缩过程中存量ATP、无氧呼吸和有氧呼吸释放能量随时间变化的示意图。下列分析正确的是（    ）    A．最开始的6～8秒，运动员细胞内的ATP含量急剧减少 B．无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要转化为热能 C．运动员细胞呼吸产生CO2意味着进行了有氧呼吸 D．与60～90秒相比，10～40秒细胞呼吸消耗了更多的葡萄糖 6．线粒体内膜上有核基因编码的专门运输ATP和ADP的转运体蛋白AAC，AAC只能1：1交换ADP和ATP，确保细胞正常代谢的能量需求。一种被称为米酵菌酸的不饱和脂肪酸毒素，可以竞争性地结合在AAC的ATP结合位点上。如图表示线粒体外膜在线粒体上的ATP及H+的转运机制。下列有关说法正确的是（    ）    A．ATP和ADP携带不等负电荷跨膜使线粒体内膜两侧形成了膜电位差 B．线粒体内膜是合成ATP的唯一场所，内膜面积与外膜面积基本相同 C．线粒体内外膜间隙内容物的组成可能和细胞质基质相似 D．误食含米酵菌酸的食物可能会导致食物中毒 7．研究发现，精子运动依赖于Ca2+的内流。树鼩精子头部及鞭毛处存在特异性Ca2+通道（CatSper）蛋白，用Ca2+通道抑制剂HC-056456处理精子，精子的运动能力显著降低，用HC-056456和孕酮共同处理精子，精子的运动能力大大提高。下列叙述正确的是（    ） A．Ca2+通过CatSper进入树鼩精子内需要消耗ATP B．Ca2+作为信息分子传递信息从而调节精子的运动 C．孕酮或能够解除HC-056456对CatSper的抑制作用 D．树鼩精子运动所需能量主要来源于有氧呼吸 8．有机农产品是纯天然、无污染的AA级绿色产品，生产的全部过程中禁止使用人工合成物质，而是在封闭状态下利用动物、植物、微生物和土壤4种生产因素的有效循环进行生产。下列叙述错误的是（    ） A．可增大农作物种植密度，以提高有机农产品的产量 B．生产毗邻区的环境污染可能会影响有机农产品的品质 C．使用有益天敌除虫和使用机械的方法除杂草都属于生物防治 D．可大量种植转基因新品种，以提高产品的产量和营养价值 9．如图为某植物叶肉细胞在A、B、C、D四种不同条件下的CO2相对交换示意图（其中显示了线粒体和叶绿体两种细胞器），下列相关叙述正确的是（　　） A．图中B条件可能是黑暗环境，此时植物不进行光合作用 B．图中只有在C、D条件下叶肉细胞才进行光合作用 C．图中D条件下，植物叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸速率 D．该植物处于图中C条件下，体内的有机物不会减少 三、非选择题 10．卡尔文循环是由CO2产生糖的途径，存在几乎所有光合生物中，其过程如图1所示。卡尔文循环中的Rubisco在CO2少而O2很多的情况下能催化C5与O2结合产生一种二碳化合物，最终生成CO2和H2O，该过程称为光呼吸，如图2所示。回答下列相关问题： (1)图1中，CO2固定的第一个产物是 ；NADPH在卡尔文循环中的作用是 。 (2)光合作用产物中 进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。与葡萄糖相比，光合作用产物以该物质的形式进行运输的优点是 （答出1点）。 (3)由图2可知，与光呼吸发生相关的细胞器有 。研究发现，在强光照、干旱的条件下，植物的光呼吸会增强，从CO2与O2的角度分析，其原因是 。 (4)光呼吸会导致参与光合作用的碳流失，使光合产物生成量下降。请从Rubisco的角度提出一条利用现代生物技术提高植物产量的研究思路： 。 11．根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径，绿色植物可以分为C3植物、C4植物和CAM植物。C4植物的CO2补偿点（光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度）比C3植物的低，通过C4途径能固定低浓度CO2生成C4，C4植物的CO2固定途径如图1所示。CAM植物的两个CO2固定途径在时间上是分开的，其中晚上气孔开放，从外界吸收CO2并以苹果酸的形式储存在液泡中，白天气孔部分或全部关闭，CO2来自细胞内部，CAM植物的CO2固定途径如图2所示。C4植物和CAM植物都能适应干旱环境。回答下列问题： (1)C3途径（卡尔文循环）中与CO2分子结合的物质X是 ；C4植物中进行C3途径的场所为 细胞。 (2)C4植物能适应干旱环境是因为叶肉细胞中的P酶与CO2的亲和力 （填“高”或“低”），C4植物、CAM植物都能进行C4途径和C3途径，CAM植物进行卡尔文循环所需CO2的来源是 （填过程）。 (3)现有C3植物甲、C4植物乙和CAM植物丙。将大小相近、生长良好的植物甲和乙的幼苗置于光照、温度等条件适宜且有一定浓度CO2的同一透明密闭容器中，一段时间后，植物甲先停止生长，原因是 ；将植物丙置于干旱条件下培养，一段时间后，其叶肉细胞细胞液的pH在晚上会降低，原因是 。 12．当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，叶肉细胞生成有毒物质，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心的D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，损伤光合结构。下图表示eATP与呼吸链对某植物光合作用的影响（细胞内ATP为iATP，细胞外ATP为eATP），由交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光。根据所学知识回答下列问题： (1)图中eATP可能来源于线粒体、 产生的iATP。eATP可能是调节细胞光合作用的信号分子，因为eATP需要与 结合后才能激发细胞内的信号转导，作用于PSI和PSⅡ发挥作用。 (2)PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，可实现光能的 。镉可使PSⅡ的活性降低，对O2释放有显著的抑制作用，说明PSⅡ上发生光反应的 过程。图中NADPH和ATP将参与暗反应中 过程。 (3)细胞色素氧化酶（COX）和AOX都位于线粒体内膜上，氰化物可抑制COX的活性从而抑制细胞呼吸，植物可通过AOX进行抗氰呼吸，但该过程释放的热量更多。AOX和COX均能参与有氧呼吸的第 阶段。与正常细胞呼吸相比，抗氰呼吸过程中生成的ATP （填“较多”或“较少”）。 (4)将强光下的植物移至正常光照下，叶肉细胞会修复D1蛋白。在该过程中，D1蛋白磷酸化比例和D1蛋白交联聚合物比例变化分别是 （填“升高”“不变”或“降低”）。 (5)某科研小组提取并用纸层析法分离了该植物植株甲（因连续阴雨，叶片发黄）和植株乙（光照充足）叶片的光合色素，且对色素带进行了比较。分离色素时，重复画滤液细线2~3次的目的是 。与乙相比，甲的色素带的主要特点是 。 13．图示为线粒体内外膜的结构示意图，③是线粒体孔蛋白，负责将丙酮酸运输到膜间隙；④是线粒体丙酮酸载体（MPC），负责将丙酮酸运输到线粒体内部。①细胞色素C氧化酶、②ATP合酶是内膜上参与有氧呼吸第三阶段的蛋白质。回答下列问题： (1)在有氧呼吸过程中，丙酮酸通过线粒体外膜和内膜进入线粒体内的转运方式分别是 、 。 (2)在无氧条件下，丙酮酸不能进入线粒体的原因是 。NADH积累在细胞质基质中，将丙酮酸还原为 。 (3)氰化钾是一种剧毒物质，专一性破坏线粒体内膜上细胞色素C氧化酶的结构，使其不能将电子传递给氧气，导致ATP不能正常形成。氰化钾中毒会引起动物体温 （“升高”/“降低”），此外，动物中毒后血浆pH会 （“升高”/“降低”）。 (4)绿色植物的光反应过程中，ATP的形成与光系统介导的H+浓度梯度也有关，当类囊体膜两侧的H+浓度突然消失，其他条件不变，短时间内碳反应中的C3的含量 （“增加”/“不变”/“减少”）。 (5)为研究补光措施与效率，科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验，结果如图2。 图2实验测定的是 光合作用速率，a阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内[H]和ATP的积累量，阴影a部分的面积 （“大于”/“等于”/“小于”）阴影b部分的面积，原因是 。 14．光合作用和呼吸作用是植物能量代谢和物质代谢的中心枢纽，为植物细胞提供各种代谢所需的ATP和碳骨架。为了研究氧苯酮对海生植物代谢的影响，分别用不同浓度的氧苯酮处理野生龙须菜，在无光条件下以及80μmol/( m2·s−1)的光强下连续光照得到的实验结果如图1所示。光反应过程图解如图2所示。据图分析，回答下列问题： (1)利用黑白瓶法测定龙须菜的代谢速率时，若测得白瓶、黑瓶的溶解氧初始浓度为W0μmol/g，8h后，测得白瓶、黑瓶的溶解氧浓度分别为W1μmol/g和W2μmol/g，且W1＞W0＞W2，则龙须菜的呼吸速率和光合速率分别为 μmol/g·h−1、 μmol/g·h−1。       (2)根据图1可知，氧苯酮浓度对龙须菜净光合速率的影响是 ；在不同环境条件下，氧苯酮浓度对龙须菜呼吸速率的影响是 。 (3)进一步研究发现，氧苯酮处理会直接伤害龙须菜PSⅡ受体侧电子载体PQ或细胞色素b6f，限制了电子在 之间的传递。对ATP和NADPH生成量的影响是 ，其原因是 。 15．1897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。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。 材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。 实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 － ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ + ④ 葡萄糖溶液+A溶液 － ⑤ 葡萄糖溶液+B溶液 － ⑥ + 注：“+”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成回答下列问题。 (1)第③组和第⑥组实验处理分别是 ； 。 (2)第⑤组无乙醇生成的原因是 。 (3)若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是 。 (4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出1种方法及应用的相应原理）方法： ；原理： 。 (5)根据 组合实验结果可验证乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子。 16．下图1是某植物体内细胞呼吸的主要生化反应示意图，①~⑤表示过程，A~D表示物质。         (1)图1中物质A是 ，物质B可以利用 溶液进行鉴定。 (2)过程④和过程⑤产生的物质不同，直接原因是 。过程③发生的场所是 . (3)某同学利用图2所示的装置探究某种发芽种子的细胞呼吸方式(以发芽种子分解葡萄糖为例)，取甲、乙两套该装置设计实验。甲装置试管中加入适量的NaOH溶液，目的是 ；乙装置试管中应加入 实验现象 结论 甲装置液滴 乙装置液滴 不动    ①    只进行产 A的无氧呼吸 不动 右移② 左移 右移③ ④ 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产 A的无氧呼吸 17．植物叶绿体中的淀粉含量在白天和夜晚的变化很大，淀粉作为储能物质，可在夜间光合作用不能进行时，为植物提供充足的能量。如图1为植物细胞中物质的运输与转化过程。温度对光合产物运输也会产生影响，科学家把14CO2供给甘蔗叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物碳水化合物的运输情况，结果如图2.回答下列问题： (1)卡尔文循环发生的场所是 ，为这个循环提供能量的物质是 ，这个能量是通过 （物质）吸收可见光能后转化而来的。 (2)从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用减弱，产生的 减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗的 增多，导致运输速度降低。 (3)在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可用于合成 。研究发现，白天在叶绿体中常见到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。分析这一现象出现的原因可能是 。 18．机体中糖类和脂质与能量代谢密切相关。延胡索酸水合酶（FH）是有氧呼吸第二阶段的重要酶。 (1)研究者将野生型小鼠FH基因敲除（无FH基因）后，构建了FH基因敲除小鼠。发现正常饮食下基因敲除小鼠体重下降和脂肪含量下降。 ①因为相同质量的脂肪比糖类 ，彻底氧化分解比糖类释放的能量多，所以它是人体细胞良好的 物质，主要通过饮食摄入，也可以由 、 等物质转化而来。 ②分别检测该小鼠促进有氧呼吸的第二阶段标志蛋白CS和第三阶段标志蛋白CytC的含量，及细胞ATP生成量。结果显示，与正常脂肪细胞相比， 。由此可知基因敲除小鼠的脂肪细胞中能源物质氧化分解产生的能量更多转化为 ，打破了细胞呼吸的能量代谢平衡。 (2)根据上述研究，有人提出，肥胖者可以服用相关药物抑制FH蛋白的功能来减肥。请问该观点是否可行？ 。并说明原因： 。 19．下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题： (1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是 、 。过程Ⅰ发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程表示 。 (2)过程Ⅱ发生的场所是 ，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到 （填物质名称）中。线粒体中产生的CO2扩散到相邻细胞的叶绿体中被利用至少要经过 层生物膜。 (3)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是 。 (4)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，最适温度，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答： ①该实验的目的是探究CO2浓度或NaHCO3溶液对 的影响。 ②bc段曲线平缓的限制因素主要是 。而c点以后曲线上行，其原因应该是NaHCO3溶液浓度太大 ，从而影响细胞代谢。 (5)在光能的驱动下，蛋白质及色素分子进行电子传递，将来源于 的电子传递给NADP+并与H+合成了 。 20．水稻苗期遇到低温天气，会导致水稻减产。为挖掘新的水稻耐冷调控基因了解其耐冷机理，某团队利用水稻苗期低温敏感突变体ospus1进行了相关研究。将突变体水稻ospus1置于低温下种植，会出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。活性氧（ROS）主要来源于有氧呼吸第三阶段，能介导植物受非生物因素胁迫的响应。研究发现细胞内ROS的积累是引起突变体水稻ospus1出现低温白化的原因。回答下列有关问题： (1)突变体水稻ospus1白化苗中位于 上的光合色素缺少，直接影响了光合作用的 阶段。 (2)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体 ，这里存在由复合物Ⅰ等分子构成的电子传递链，能将NADH形成电子和H+，并经过一系列的电子传递最终传递给 ，该过程会产生大量能量。 (3)研究者欲获得新的水稻耐冷调控基因，进一步研究水稻的耐冷机理。请选取合适选项，完成获得耐冷调控基因的研究思路 。 a．建立针对突变体水稻ospus1的诱变库 b．建立针对野生型水稻的诱变库 c．筛选低温下表型为绿色的幼苗 d．筛选低温下表型为白色的幼苗 e．筛选正常温度下表型为绿色的幼苗 f．获取耐冷调控基因并进行克隆 (4)后续实验发现该耐冷调控基因与sop10蛋白的合成有关，该蛋白可以影响线粒体内电子传递链中复合物Ⅰ的合成。研究者从突变体水稻ospus1中筛选出的sop10突变体（ospuslsop10突变体）在低温下种植，发现其叶片正常，表现为耐冷的特性。请根据以上研究，分析水稻ospuslsop10突变体耐冷的机理 。 21．为探究绿色植物的生理活动，某生物兴趣小组设计了如下图所示的实验方案：先把该植物放到黑暗处一昼夜，然后再将植株上同样大小的两片叶片A、B分别罩上了透明塑料袋和黑色塑料袋，连接好其它实验装置，关闭阀门①和②后，放在阳光下3～4小时。据图分析回答。 (1)先把植物放到黑暗处一昼夜的目的是 。 (2)A、B两叶片分别罩上透明塑料袋和黑色塑料袋形成了 实验，由此推测，此探究实验的变量是 。光照3～4小时后打开阀门②，将黑色塑料袋中的气体通入乙试管，结果发现澄清的石灰水变 ，说明B叶片进行了 作用。 (3)取下叶片A、B，用酒精脱色、漂洗后滴加碘液，观察叶片颜色变化，变蓝的是 叶片。此实验验证了光合作用所需的条件是 。 (4)光照后打开阀门①，取出装有气体的甲装置，用带火星的木条插入检测内部气体，观察到的现象是木条复燃，说明A叶片在光下放出了 。 22．为了更好的了解杂交水稻，小明与家人来到了杂交水稻之父袁隆平爷爷的家乡——湖南，参观了“安江农校杂交水稻纪念园”。如图1表示水稻幼苗的某些生理过程，图2为甲、乙两种不同品质的水稻二氧化碳的吸收速率随光照强度的变化趋势图。 (1)图1中的②表示植物的 作用，可以参与生物圈的水循环。 (2)图1中杂交水稻细胞内始终进行的生理活动是[   ] 作用，该生理活动为细胞生命活动提供 。 (3)图2中光照强度为d时，甲光合作用的速率 （大于/等于/小于）呼吸作用的速率。 (4)小明查阅相关资料，当地白天的光照强度主要在图2中c～d之间。依据图2中曲线分析，甲、乙两种不同品质的水稻，你推荐当地农民伯伯种植 种水稻。 23．兴趣小组对菜豆种子的结构和萌发生长过程开展如下研究。    (1)观察种子结构时，正确的操作方法是________。 A．观察之前先把种子泡软 B．用镊子和解剖刀剥去种皮，以便观察内部结构 C．用显微镜观察种子结构 D．滴加碘液，发现图甲3处变蓝 (2)挑选400粒饱满、大小相近、在保质期且渡过休眠期的菜豆种子，将4个罐头瓶放倒（如图乙），在每个瓶下部放两张餐巾纸，在餐巾纸上放100粒菜豆种子，分四组进行如下处理： ①过一段时间后，种子能够萌发的是 （填字母）瓶。 ②对比 （填字母）两瓶，可以研究充足的空气是否是种子萌发的条件。 (3)定期测量萌发种子的重量，如图丙所示。阶段2所需要的营养，主要来自于种子的 内贮藏的有机物。阶段4重量显著增加，是因为 发育成茎和叶，能够进行光合作用。 24．我国西北地区干旱少雨，生长于此的植物形成了适应干旱环境的对策，为探究植物适应干旱的机理，某科研小组分别对植物甲、乙进行干旱处理，对照组正常浇水，测定两种植物叶片的光合生理指标，结果如下表所示。回答下列问题。 净光合速率（μmol CO2 m-2·s-1） 气孔导度（molH2O m-2·s-1） 叶绿素含量（mg·g-1） 处理 植物甲 植物乙 植物甲 植物乙 植物甲 植物乙 正常浇水 19.34 9.36 0.45 0.42 5.56 3.25 干旱5天 10.26 7.38 0.42 0.29 2.36 3.08 干旱10天 3.23 6.25 0.38 0.11 1.22 2.91 注：气孔导度是度量植物气孔开度的指标，气孔导度越大，气孔开度越大 (1)植物光合作用中光反应阶段的终产物有ATP、 、 。 (2)根据表中数据可知，随干旱天数的增加，植物乙净光合速率的下降主要与 有关，植物甲净光合速率下降的主要原因是 。 (3)若给对照组植物提供H218O和CO2，合成的（CH2O）中 （填“能”或“不能”）检测到18O，原因是 。 (4)干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，其适应环境的意义是 。 25．农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。    回答下列问题。 (1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 ；参与有氧呼吸的酶是 （选填“甲”或“乙”）。 (2)在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。 (3)若水淹3d后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 （答出2点即可）。 26．将长势相同的黑藻均分为A、B两组。A组黑藻分别放入装有300mL自来水的4只烧杯中，控制光照强度分别为0lx、1500lx、3000lx、4500lx；B组黑藻分别放入装有300mL自来水且溶解有0、0.1%、0.5%、2%NaHCO3的4只烧杯中，控制光照强度为1500lx。检测两组烧杯中黑藻的放氧情况，每2分钟采集一次数据，连续采集10分钟，实验结果如图所示（忽略不同光照强度对水温的影响），请回答下列问题： (1)黑藻进行光合作用过程中，NADPH的作用是 。 (2)A组实验中，光照强度为3000lx时，黑藻细胞内产生ATP的具体场所有 。光照强度为4500lx时，8min后溶解氧量维持不变，此时影响黑藻光合作用强度的主要环境因素可能是 （写出两个）。 (3)A组实验探究的问题是 。由图可以得出的相关结论是 。 (4)B组实验中，NaHCO3浓度为2%时，黑藻叶肉细胞的净光合速率 （填“大于”“等于”或“小于”）0，理由是 。 27．海水对光的吸收有选择性，主要吸收长波长的光，藻类的颜色是其反射光的颜色。不同藻类所含光合色素以及在海水中的分布如表所示。回答下列问题： 绿藻 褐藻 红藻 光合色素 与高等植物相似 除叶绿素、类胡萝卜素外，含有大量的藻黄素 除叶绿素和类胡萝卜素外，含有大量的藻红素、藻蓝素 分布 主要分布于潮间带及10米以上浅水中的岩石上 可分布在潮间带和低潮线以下约30米 可在低潮线以下30～60米，甚至在200米深的海底生存 (1)绿藻主要吸收 光用于光合作用。光能在光反应阶段转化为 中的化学能，随后这些化学能用于暗反应中 ，最终转化为糖类等有机物中的化学能。 (2)从光合作用的角度分析，红藻能够适应深海环境的原因可能是 。 (3)为了观察褐藻的吸收光，首先用无水乙醇提取褐藻的光合色素，然后用三棱镜和光屏观察，具体操作是 。用纸层析法分离不同的光合色素，根据 判断色素含量。 (4)某科研小组测定绿藻在不同海水和光照强度条件下的净光合速率（其他各项实验条件均为最适条件），结果如图所示。分析图示，B点限制绿藻光合速率的因素是 。CO2浓度升高后，绿藻的光饱和点增大的原因是 。 28．干旱胁迫对光合作用影响较大，干旱持续时间越长，植物的光合速率降低也越明显，进而影响植物的生长发育。回答下列问题： (1)干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内的 （结构）受损，为暗反应提供的 减少，从而光合速率降低。 (2)生物学家研究干旱胁迫与气孔导度（气孔张开程度）以及胞间CO2浓度的关系时，发现轻度胁迫下，气孔导度和胞间CO2浓度同时下降，原因是 。 (3)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的苦槠幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况（如图）。 ①由图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量 ，判断依据是 。 ②与干旱处理时相比，干旱后恢复供水，生长更显著的是 （填“细根”或“幼叶和茎尖”）。 29．《本草纲目》中记载，芝麻有补血生津、润肠、延缓细胞衰老之效，可用于肾亏虚引起的头晕眼花、须发早白等症。如今芝麻是中国主要的油料作物之一，也是四大食用油料作物的佼佼者。科研人员以室内盆栽为实验材料，测定了黑芝麻、白芝麻在中度干旱土壤中的相关代谢指标，结果如图所示。请回答下列问题：    (1)绿色植物的叶绿素主要存在于 ，其在光合作用中的功能是 。 (2)分析图1实验结果，干旱对芝麻植株叶绿素含量的影响是 。若实验第10d与第20d时的气孔导度、呼吸速率、酶的量及活性均相同，与实验第10d时相比，实验第20d时白芝麻净光合速率降低，从光反应和暗反应两个方面分析，其原因是 。 (3)研究发现，中度干旱条件下，黑芝麻根细胞内的可溶性氨基酸含量明显升高。据此推测黑芝麻减小干旱胁迫对水分吸收影响的机制是 。 (4)若实验进行到第50天时，白芝麻的净光合作用速率降为0，此时其叶肉细胞的光合作用速率 （填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。 30．大气低层臭氧（O3）会影响植物的生长，研究人员为了研究物质X对大气低层臭氧胁迫下植物生长的影响，进行了相关研究，其处理及结果如图所示。回答下列问题： (1)采用纸层析法对提取到的色素进行分离时，在滤纸条上得到从上到下的四条色素带，其中叶绿素a位于第 条色素带。 (2)根据实验目的分析，图中③组的处理为 。图中结果不能正确反映相关因素对植物光合色素的影响，原因是 。 (3)据图可知，O3对植物的影响为 ，而物质X对植物的影响为 。 (4)研究人员进一步对以上三组中Rubisco（Rubisco是催化C5与CO2反应的酶）活性进行测定。测定Rubisco的活性时，可以以 作为观测指标。若②组Rubisco活性低于①组Rubisco活性，请预测③组Rubisco活性与①②组Rubisco活性的可能大小关系： （写出两种情况）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！35 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$