板块1 专题3 细胞呼吸与光合作用-【备考最优解】2025版高考生物学二轮专题复习教用word

专题三　细胞呼吸与光合作用 　1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。　2.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 [答案自填] ①CO2＋H2O(CH2O)＋O2　②叶绿体类囊体薄膜　③H2O2H＋＋O2＋2e－ ④ADP＋Pi＋能量ATP、NADP＋＋H＋＋2e－―→NADPH　⑤将光能转变为ATP和NADPH中的化学能　⑥CO2＋C52C3　⑦有机物中的化学能　⑧光、CO2、温度　⑨C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量　⑩2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量(少量)　⑪24[H]＋6O212H2O＋能量(大量)　⑫C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量　⑬C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 ⑭温度、O2、H2O 命题点1　细胞呼吸、光合作用的过程及其关系 1．光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量转换过程 (1)物质转换 (2)能量转换 2．不同条件下光合作用与细胞呼吸的关系 (1)真正光合速率与呼吸速率的关系(图示) (2)关系图解 [答案自填] CO2　CO2　有氧呼吸　H2O　暗反应　光合作用　净光合速率　CO2吸收量 1．(必修1 P93相关信息和P103正文)细胞呼吸产生的还原氢是NADH，而光合作用产生的还原氢是NADPH，两种物质不同。 2．(必修1 P94小字)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 3．(必修1 P99学科交叉)一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，不能利用紫外光和红外光。 4．(必修1 P103图5－14)叶绿体中C3的分子数量和C5的关系：叶绿体中C3的分子数量多于C5的分子数量的原因是暗反应CO2固定时，每消耗1分子C5，产生2分子C3，因此当暗反应速率达到稳定时，C3的分子数量是C5的2倍。 5．(必修1 P104相关信息)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 6．(必修1 P106小字)硝化细菌能利用无机物氧化时释放出的化学能，将CO2和H2O合成糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。 【最新考情】 1．(2024·安徽选择考)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中 ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 解析：选D。细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误。由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误。由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误。运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多；细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。 2．(2024·黑吉辽选择考)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2的值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 在叶绿体中：C5＋CO22C3① C5＋O2C3＋C2② 在线粒体中：2C2＋BAD'C3＋CO2＋NADH＋H＋③ 注：C2表示不同种类的二碳化合物，C3也类似。 图1 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是__________________过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是________和________。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT)，得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自________和________(填生理过程)。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 据图3中的数据________(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率，理由是_________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析：(1)题图1中反应①是CO2和C5在酶的作用下形成C3，此反应是发生在叶绿体基质中的CO2的固定过程。(2)以葡萄糖为反应物的有氧呼吸会在第一阶段产生少量的NADH，第二阶段产生大量的NADH，有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，第二阶段的场所是线粒体基质。(3)题图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自细胞呼吸和光呼吸；7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是与WT相比，随着光照的增强，改变光呼吸的转基因株系1和2的光呼吸增长较慢，从而使其净光合速率增长较快；总光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率＋光呼吸速率，由题图3中的数据无法获得株系1的细胞呼吸速率和光呼吸速率，因此不能计算出株系1的总光合速率。(4)据题图2和题图3可知，相同光照强度或CO2浓度下，株系1的净光合速率比株系2和WT的更高，因此其积累的有机物更多，产量可能更具优势。 答案：(1)CO2的固定　(2)细胞质基质　线粒体基质 (3)光呼吸　细胞呼吸　与WT相比，随着光照的增强，改变光呼吸的转基因株系1和2的光呼吸增长较慢，从而使其净光合速率增长较快　不能　总光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率＋光呼吸速率，由题图3中的数据无法获得株系1的细胞呼吸速率和光呼吸速率，因此不能计算出株系1的总光合速率　(4)相同光照强度或CO2浓度下，株系1的净光合速率比株系2和WT的更高 [把脉高考]　本考点为高频考点。通常以过程图为背景，考查细胞呼吸、光合作用的场所、物质变化和能量变化。 【历年考情】 (1)(2023·广东T7)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是氧化型辅酶 Ⅰ。(　　) (2)(2022·山东T4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。则与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少。(　　) (3)(2021·全国甲T2)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生 CO2。(　　) (4)(2021·山东T16)植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(　　) (5)(2021·湖南T7)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。 (　　) (6)(2021·湖北T1)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(　　) (7)(2021·广东T9)无氧条件培养酵母菌时向酵母菌培养液中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成。(　　) (8)(2023·全国甲T29节选)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。 ①将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 ②叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (9)(2022·全国甲T29节选)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________________________________________ _________________________________________________(答出1点即可)。 (10)(2022·重庆T23节选)①制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是________________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持__________(填“低温”或“常温”)。 ②用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有____________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有____________________________________________ _____________________________________________________(答两点)。 提示：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)①黑暗条件下，光反应无法进行，进行暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，所以无法形成糖类　②实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片随机均分为甲、乙两组(均已进行“饥饿处理”)，甲组放置在有光环境中，乙组放置在其他条件与甲组相同的黑暗环境中，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体并进行脱色处理，制成匀浆，分别加入碘液后观察。预期结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生　(9)自身呼吸作用要消耗一部分　(10)①保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂　低温　②NADPH、ATP和CO2　增加CO2的浓度、适当提高环境温度 1．(2024·山东菏泽高三一模)下图是某绿藻适应水生环境、提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是(　　) A．可为图中生命活动提供ATP的生理过程有细胞呼吸和光合作用 B．图中HCO的浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体 C．物质X为氧气，通过提高有氧呼吸水平促进HCO进入细胞质基质 D．在水光解产生H＋的作用下，可提高叶绿体内CO2水平，利于暗反应进行 解析：选B。细胞呼吸和光合作用能产生ATP，可为题图中生命活动提供ATP，A正确；由题图可知，HCO从细胞外进入细胞质基质为主动运输，从细胞质基质进入叶绿体为主动运输，主动运输的方向为逆浓度梯度，HCO的浓度大小为细胞外<细胞质基质<叶绿体，B错误；线粒体为有氧呼吸的主要场所，光反应产生的物质X(氧气)可进入线粒体促进ATP合成，HCO从细胞外进入细胞质基质的方式为主动运输，通过提高有氧呼吸水平可促进 HCO进入细胞质基质，C正确；水光解产生的H＋与HCO结合会产生CO2，可提高叶绿体内CO2水平，CO2为暗反应原料，利于暗反应进行，D正确。 2．(2024·浙江1月选考)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题： (1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第________阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行酒精发酵。这一过程发生的场所是____________，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使________得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越________(填“耐渍害”或“不耐渍害”)。 (2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。 项目 光合 速率 蒸腾 速率 气孔 导度 胞间 CO2 浓度 叶绿 素含 量　 光合速率 1 蒸腾速率 0.95 1 气孔导度 0.99 0.94 1 胞间CO2 浓度 －0.99 －0.98 －0.99 1 叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 －0.93 1 注：表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。 据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是___________________________。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈________趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由______________(填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致的，理由是_________________________________________ _________________________________________________。 (3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内________(填激素)大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过________________________________，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。 解析：(1)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。酒精发酵的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD＋参与，所以促进氢接受体(NAD＋)再生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生越多的能量维持生命活动的进行，越耐渍害。(2)由题表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，说明二者为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致。(3)脱落酸可提高植物的抗逆性，具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，脱落酸诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细胞通过凋亡(或程序性死亡)，从而形成腔隙，进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。 答案：(1)三　细胞质基质　葡萄糖分解　耐渍害　(2)胞间CO2浓度　下降　非气孔限制因素　胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关　(3)脱落酸　程序性死亡(或凋亡) 命题点2　细胞呼吸和光合作用的影响因素 1．影响细胞呼吸的因素 2．影响光合作用的因素 3．两条变化曲线的比较 [易错提醒] (1)如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据为真正光合速率。 (2)整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。 (3)叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。 [答案自填] 消耗　有氧呼吸　无氧呼吸　NADPH、ATP　温度　CO2浓度 1．(必修1 P96拓展应用1)松土对农作物的意义和对全球气候的影响： (1)松土对农作物生长的意义：松土可以增大土壤的透气性，促进根细胞的有氧呼吸，利于根细胞对矿质离子的吸收，促进土壤中树枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，利于农作物生长。 (2)松土对全球气候的影响：松土有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促进好氧微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也可能导致局部大气CO2浓度上升。 2．(必修1 P106拓展应用1)一天中不同时间光合速率较低的原因分析： (1)夏季晴朗的白天，中午光合速率下降的原因是光照过强、温度过高，有些植物为了减少水分的散失会关闭部分气孔，导致CO2供应不足直接限制暗反应阶段。 (2)早晨和傍晚光合速率较低的原因是光照较弱，直接限制光反应阶段。 【最新考情】 1．(2024·江西选择考)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如图。回答下列问题： (1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的____________，其释放的能量一部分用于生成____________，另一部分以____________的形式散失。 (2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为________________。 (3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是_____________________________________________________________。 为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程： ①_________________________________________________________ ②分别制作匀浆，取等量匀浆液 ③________________________________________________________ ④分别在沸水浴中加热 ⑤________________________________________________________ (4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是______________________________________________ __________________________________________________________。 解析：(1)细胞呼吸的耗氧过程发生在有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜。细胞呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。(2)菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，乙烯促进果实成熟，随后会有大量乙烯生成，进而促进果实进一步成熟，这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。(3)可溶性糖中的葡萄糖是呼吸作用的主要底物。据题图可知，菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率先上升后下降，据此推测菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是先上升后下降。为证实上述推测，可将新采摘的菠萝蜜放置在常温有氧的环境中贮藏，分别在第0、1、2、3、4、5天取等量果实样本，将样本分别制作成匀浆，取等量匀浆液，分别加入等量DNS试剂，然后分别在沸水浴中加热，再分别用比色仪定量分析溶液中棕红色物质的浓度，并比较分析。(4)由题图可知，菠萝蜜在贮藏5天内乙烯释放速率和呼吸速率均呈现先上升后下降的趋势，结合(3)可知，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖也呈现先上升后下降的趋势，据此推断新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯使呼吸速率上升的原因是乙烯能通过调节可溶性糖的上升来调控果实呼吸速率的上升。 答案：(1)内膜　ATP　热能　(2)正反馈调节　(3)先上升后下降　①将新采摘的菠萝蜜放置在常温有氧的环境中贮藏，分别在第0、1、2、3、4、5天取等量果实样本　③分别加入等量DNS试剂　⑤分别用比色仪定量分析溶液中棕红色物质的浓度，并比较分析　(4)乙烯能通过调节可溶性糖的上升来调控果实呼吸速率的上升(合理即可) 2．(2024·甘肃选择考)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400 μmol·m－2·s－1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m－2·s－1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。 (1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是__________________，加入少许碳酸钙可以____________________________________________________。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是_____________________________________________________________。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为______________________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②___________________________________________。 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是__________________。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在____________条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的___________________________________________________________。 ③预期结果：_______________________________________________________ ____________________________________________________________。 解析：(1)可以用无水乙醇提取光合色素。加入碳酸钙的目的是防止研磨中色素受到破坏。(2)分析题图，正常光下野生型植物叶片叶绿素含量高于弱光下，说明适宜强度的光照有利于叶绿素的合成。(3)分析题图，正常光照组与弱光照组对照分析，纯合突变体在正常光照下叶绿素极少，不能正常生长，白化苗不能存活，因此无法获得种子。(4)分析题图，纯合突变体无论在正常光照还是弱光照下，叶片中类胡萝卜素的含量都极少，说明此突变与类胡萝卜素的合成有关。(5)据题中信息“则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量”推知，激素X最可能为脱落酸。①由于正常光照条件下，纯合突变体叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量均极低，不能正常生长，进一步分析可知，种子萌发后需要在弱光条件下培养，以保证纯合突变体能够生长。②脱落酸具有促进气孔关闭的作用，因此在显微镜下观察、测量各组的气孔大小。③据题中信息预测实验结果是野生型脱落酸的含量高，野生型植株中，正常条件下培养的A组的脱落酸的含量低于干旱条件下培养的B组，B组的气孔大小明显小于A组。纯合突变体内脱落酸合成存在缺陷，正常条件下培养的C组和干旱条件下培养的D组的气孔大小基本相同。 答案：(1)无水乙醇　防止研磨中色素被破坏　(2)适宜的光照强度有利于叶绿素合成　(3)正常光照下突变体叶绿素含量极低，白化苗无法存活　(4)在正常光和弱光下，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量均极低　(5)脱落酸 ①弱光　②气孔大小　③B组气孔大小明显小于A组，C、D两组气孔大小基本相同 [把脉高考]　该知识点属于高频热点，也是难点。试题情境既有农业生产和生活实践中的学科情境，又有科学实验与探究的学科情境。重点考查对题干信息的获取、分析和理解以及识图析图的能力。 【历年考情】 (1)(2022·全国乙T2) 某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。(　　) (2)(2021·湖南T12)柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用。(　　) (3)(2021·辽宁T2)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(　　) (4)(2021·湖南T7)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降。 (　　) (5)(2021·湖南T12)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。(　　) (6)(2023·全国乙T29节选)保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。 ①红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 ②某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (7)(2022·山东T21节选)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有________________、________________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是______________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (8)(2020·全国ⅠT30节选)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________________，选择这两种作物的理由是________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/(μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623 (9)(2018·全国ⅡT30节选)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题： 从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是_____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 提示：(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)①饱和红光照射时，光合作用产生有机物，保卫细胞内的渗透压升高，保卫细胞吸水，体积膨大，气孔开放　②蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，使保卫细胞内的渗透压升高，促使保卫细胞吸水，体积膨大，气孔开度进一步增大 (7)五碳化合物供应不足(或暗反应的酶数量有限)　CO2供应不足　强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生氧气的速率加快　(8)A和C　作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用　(9)下层　A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 1．(2024·广东惠州高三模拟)光质是影响草莓生长发育和果实品质的重要条件。为探究冬季弱光条件下对草莓的最佳补光措施，科研人员以“红颜草莓”为材料，得到以下实验数据： 组别 净光合速率Pn/ (μmolCO2/m2/s) 胞间CO2浓度Ci/ (μmolCO2/mol) 气孔导度Gs/ (μmolH2O/m2/s) A组(白光) 2.49 340.30 0.056 B组(红光) 1.42 465.44 0.049 C组(蓝光) 1.79 435.53 0.090 D组(红光∶ 白光＝1∶3) 2.85 444.30 0.060 E组(蓝光∶ 白光＝1∶3) 4.61 273.41 0.069 注：气孔导度表示的是气孔张开的程度，它是影响植物光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用的主要因素。 回答下列问题： (1)本实验的对照组是________(填“A”“B”“C”“D”或“E”)组，本实验中测得净光合速率大小的指标为______________________________________________。 (2)由上表数据推测，________(填“白”“红”或“蓝”)光可以促进气孔开放。机理是该颜色的光能促进保卫细胞吸收K＋，使保卫细胞内渗透压________，保卫细胞____________，从而促进气孔开放。 (3)在同一大气环境条件下生长的同种植物，胞间CO2浓度＝进入CO2浓度－消耗CO2浓度。与C组相比，E组胞间CO2浓度较低的原因是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)有同学认为E组(蓝光∶白光＝1∶3)不一定是最佳补光组合，请据此简要写出进一步探究的实验思路：_________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 解析：(1)对照组是不做特殊处理或者实验结果已知的组，本实验中A组用白光处理属于对照组。净光合速率可以用光照条件下单位时间内的O2释放量、CO2吸收量、有机物的积累量表示，由题表可知，本实验表示净光合速率大小的指标为单位时间单位叶面积的CO2吸收量。(2)与白光处理时相比，红光处理时气孔导度Gs减小，蓝光处理时气孔导度Gs增大，说明蓝光能促进气孔开放，机理是该颜色的光能促进保卫细胞吸收K＋，使保卫细胞内渗透压升高，保卫细胞吸水膨胀，从而促进气孔开放。(3)与C组相比，E组气孔导度Gs减小，进入细胞的CO2浓度低，胞间CO2浓度＝进入CO2浓度－消耗CO2浓度，所以，E组胞间CO2浓度比C组胞间CO2浓度低。(4)有同学认为E组(蓝光∶白光＝1∶3)不一定是最佳补光组合，可以增加不同的光质组合及比例的实验组与E组对照，比较净光合速率大小，确定最佳补光组合，具体思路为可以增加红光、蓝光与白光的补光比例的处理组(并将结果与E组对比)，或增加红光和蓝光不同比例补光的处理组(并将结果与E组对比)，或增加若干实验组，增加不同光质的补光比例组合(并将结果与E组对比)等。 答案：(1)A　单位时间单位叶面积的CO2吸收量　(2)蓝　升高　吸水膨胀　(3)气孔导度低，进入细胞的CO2浓度低　(4)增加红光、蓝光与白光的补光比例的处理组(并将结果与E组对比)；增加红光和蓝光不同比例补光的处理组(并将结果与E组对比)；增加若干实验组，增加不同光质的补光比例组合(并将结果与E组对比) 2．(2024·山东烟台高三一模)为研究纳豆芽孢杆菌菌剂对芒萁耐热能力的影响，科研人员测定了正常温度(25 ℃)，高温胁迫(35 ℃、45 ℃)条件下，不同肥料处理当年生芒萁的相关生理指标，结果如下图所示。请回答相关问题： (1)实验结果表明芒萁具有一定的耐高温能力，判断依据是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)根据上述实验，________(填“能”或“不能”)说明高温条件下纳豆芽孢杆菌是通过分解有机肥增加CO2浓度来提高芒萁净光合速率的，理由是______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)高温胁迫可导致芒萁细胞内自由基增多，自由基可攻击和破坏____________，进而破坏类囊体结构，造成电子传递最终产物__________减少，进一步影响暗反应。自由基可被抗氧化酶清除，结合上述实验结果推测，施用纳豆芽孢杆菌菌剂可增强芒萁耐高温能力的原因可能是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 解析：(1)据题图可知，与25 ℃相比，35 ℃时芒萁的净光合速率几乎未变，但45 ℃时，净光合速率有所下降，推测芒萁具有一定的耐高温能力。(2)高温胁迫下，未施用纳豆芽孢杆菌的组别胞间CO2浓度也很高，说明CO2不是限制光合作用的因素，因此不能说明高温条件下纳豆芽孢杆菌是通过分解有机肥增加CO2浓度来提高芒萁净光合速率的。(3)类囊体是膜结构，基本骨架是磷脂双分子层，高温胁迫可导致芒萁细胞内自由基增多，自由基可攻击和破坏磷脂分子，进而破坏类囊体结构。光合作用中电子传递的最终产物是NADPH。高温胁迫下，纳豆芽孢杆菌可提高抗氧化酶的活性，清除自由基，保护类囊体薄膜结构，避免芒萁的光合作用速率受到较大影响，因此施用纳豆芽孢杆菌菌剂可增强芒萁耐高温能力。 答案：(1)与25 ℃相比，35 ℃时芒萁的净光合速率几乎未变 (2)不能　高温胁迫下，未施用纳豆芽孢杆菌的组别胞间CO2浓度也很高，CO2不是限制光合作用的因素 (3)磷脂分子　NADPH　高温胁迫下，纳豆芽孢杆菌可提高抗氧化酶的活性，清除自由基，保护类囊体薄膜结构，避免影响芒萁的光合作用速率 3．(2024·湖南衡阳高三二模)在某温度和光照条件下，将等量长势相似的A、B两种植物幼苗分别置于两个相同的密闭容器中，不同时间点测定容器中CO2浓度变化如图1所示；图2表示A植物幼苗在相同温度条件下，于黑暗和某光照条件下CO2产生和固定的相对量。请回答下列问题： (1)根据图1曲线可以判断，在实验给定的条件下，________植物更能适应较低CO2浓度条件，理由是__________________________。实验时间超过20 min后，A植物的净光合速率______(填“>”“<”或“＝”)B植物的净光合速率。 (2)图2中光照条件下，A植物CO2固定相对量表示____________强度，该强度不能通过实验直接测得，原因是___________________________________ ____________________________________________________________。 (3)已知A植物每天接受光照12 h，其他时间保持黑暗且其他条件不变，则图2温度中最适合A植物幼苗生长的是________℃。 解析：(1)两种植物的光合作用强度和细胞呼吸强度相等时，B植物所处容器内CO2浓度更低，说明B植物固定CO2的能力比A植物强，则B植物更能适应较低CO2浓度条件。实验20 min以后，A、B两种植物所在的密闭容器中CO2浓度不再变化，说明两种植物既不从外界吸收CO2，也不向外界释放CO2，因此20 min以后，两种植物的净光合速率均为0，即A植物的净光合速率＝B植物的净光合速率。(2)题图2中光照条件下，A植物CO2固定相对量表示总光合作用强度，该强度不能通过实验直接测得，原因是在光照条件下植物在进行光合作用的同时也在进行细胞呼吸，会同时放出CO2，因此不能直接测得总光合作用强度。(3)由题图2可知，A植物总光合作用强度、呼吸强度、净光合作用的关系如下表所示： 温度/℃ 5 10 15 20 25 总光合相对量 1 1.75 2.5 3.25 4.55 呼吸相对量 0.25 1.05 1.55 2 2.2 净光合相对量 0.75 0.7 0.95 1.25 2.35 A植物每天接受光照12 h，其他时间保持黑暗且其他条件不变时，A植物幼苗能正常生长的条件是一昼夜净光合量大于0，即用光下的净光合量减去黑暗条件下的呼吸量大于0植物才能生长，由表可以看出，在25 ℃时最适合A植物幼苗生长。 答案：(1)B　B植物固定CO2的能力比A植物强　＝　(2)总光合作用　在光照条件下，植物在进行光合作用的同时也在进行细胞呼吸，会同时放出CO2　(3)25 事实概述类 1．研究发现，全光照条件下植物的蒸腾速率较大，水分利用效率较低。据此并结合所学知识分析，育苗时适度遮光的意义为______________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 答案：适度遮光有利于降低温度、减小蒸腾速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率 2．给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是____________________________________________________ ____________________________________________________________。 答案：有氧呼吸第三阶段 18O2与[H]结合生成了HO，有氧呼吸第二阶段利用HO生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应阶段生成含18O的有机物(CHO) 实践应用类 3．粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为___________________________________________________________。 答案：种子在有氧呼吸过程中产生了水 4．相对低温条件有利于储存果实，主要原因是______________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 答案：低温降低了细胞呼吸相关酶的活性，减少了有机物的消耗 5．早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往往__________(填“降低”或“升高”)，植物的光补偿点会________(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗质量应当采取______________________________________________________________________ ____________________________________________(答出两点即可)等措施。 答案：降低　升高　增施农家肥、适当通风 原因分析类 6．光照停止后，植物的光反应立即停止，但暗反应没有立即停止，原因是______________________________________________________________________ ____________________________________________________________。 答案：光反应已经产生的ATP和NADPH还可以供暗反应进行一小段时间 7．在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，________________是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光合作用不再增强的外界原因主要是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 答案：光照强度　环境中的CO2浓度较低，导致暗反应速率降低，限制了光反应 8．如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，原因是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 答案：不一定相同　它们的呼吸速率不一定相同 9．一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置________组实验。下图是某作物(花生或玉米)间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株该作物吸收CO2的速率。假设间作与单作时各农作物间的株距相同。 (1)光照强度为a时，无论间作，还是单作，该作物的光合速率无明显差别，导致该现象的主要原因是________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)该作物很可能是________，理由是_________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 答案：3　(1)此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小　(2)玉米　玉米植株比花生植株高，间作情况下玉米与玉米的间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部CO2浓度较高，所以间作时玉米对CO2和光能的利用优于单作，光合速率高 10．植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱和点，测定结果如下表。 项目 植物 玉米 小麦 CO2补偿点 12 μmol/L 23 μmol/L CO2饱和点 34 μmol/L 50 μmol/L (1)据表分析，在CO2浓度为40 μmol/L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦幼苗光合速率的主要环境因素是____________________________。 (2)若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是________________________________________________________________， 判断理由是____________________________________________________ ________________________________________________________。 答案：(1)CO2浓度　(2)植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于细胞呼吸释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低　玉米　玉米的CO2补偿点比小麦的低，在相对较低的CO2浓度下仍然存在有机物的积累 11．CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)，乙组提供CO2浓度倍增的环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如下图所示。 (1)与甲组相比，乙组CO2浓度倍增，光合作用速率并没有倍增，此时限制光合速率增加的因素有______________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)解释丙组的光合速率比甲组低的原因：______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 答案：(1)光照强度的限制(NADPH和ATP的供应限制)、固定CO2的酶活性不够高、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等　(2)植物长期处于CO2浓度倍增的环境下，固定CO2的酶含量或活性降低，当恢复到大气CO2浓度后，已经降低的固定CO2的酶含量或活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会出现比大气CO2浓度下更低的光合速率 判断依据类 12．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_______________________________________________________， 判断的依据是______________________________________________________ __________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 答案：甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物的净光合速率下降幅度比乙的大 13．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。结果如下图： 据图推测，光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量与连续光照下的光合作用合成有机物的量相同吗？________，判断的依据是_____________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 答案：不相同　光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量较多。因为进行闪光照射时，暗反应能更充分利用光反应提供的NADPH和ATP 实验探究类 14．生活在干旱地区的一些植物 (如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)_______________ ___________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________。 答案：实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组，将A组置于干旱环境中培养，B组置于水分充足的环境中培养，其他条件保持相同且适宜。培养一段时间后，先在夜晚分别测定A、B两组植物甲细胞液的pH并记录，再在白天分别测定其细胞液的pH并记录。预期结果：与夜晚测量的pH相比，A组白天测量的pH升高，而B组白天测量的pH变化不大，可以证明植物甲在干旱环境下存在这种特殊的CO2固定方式 15．异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题： (1)当光照强度突然增强时，短时间内A细胞器中的3-磷酸甘油醛的含量________。长时间的高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成伤害后，会直接影响图中________________________(填物质名称)的产生，进而影响光合作用和细胞呼吸。 (2)高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，主要原因是高温下叶片的呼吸作用降低，使向叶绿体输送的__________________量增加，促进了异戊二烯的合成。 (3)为进一步验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表： 实验步骤 简要操作过程 取材 取生长健壮且长势一致的叶片，均分为3组，将叶片的叶柄浸入相应的完全营养液中 设置对 照组 第1组作为对照组，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制剂 设置实 验组 第2组_____________________________________， 第3组___________________________________ 不同温 度处理 第1、3组________处理，第2组高温处理 结果测定 一段时间后，测定3组叶片中的异戊二烯的含量 预期结果 第2、3组叶片中的异戊二烯含量相当，均高于第1组 答案：(1)增多　ATP、NADPH和O2(缺一不可)　(2)磷酸烯醇式丙酮酸　(3)不加入　不加入呼吸抑制剂　加入呼吸抑制剂　正常温度(或常温) (1)对于概念、原理、作用等基础知识设问的此类试题，答案一般直接来源于教材，要求学生尽量用教材原话作答，只有按照教材的语言组织答案才能得满分。 (2)对于设问的试题，其方式一般有以下几种： “……合理的解释是________”“……原因是________”“……判断的依据是________”等。答题模板可归纳整理为“因为……导致……，于是……，所以……”，其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干中的结果，“导致……，于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答题既准确又规范，难点是要运用教材相关知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。 (3)如果是验证类或是探究类实验，那么实验思路要说明自变量如何操作、无关变量的控制、因变量如何检测。复习备考中，学生要熟悉教材基本实验的基本操作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。 学科网（北京）股份有限公司 $