2027届高三生物人教版一轮复习光合作用和呼吸作用 综合题

**基本信息** 该专项以曲线、柱形图等七类题型整合光合作用与呼吸作用核心知识，通过定量计算、实验分析等方法提炼，强化物质与能量观及科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |曲线|1题|密闭容器氧气变化分析|光合与呼吸速率关系推导| |柱形图|1题|叶圆片上浮时间与光合能力关联|CO₂浓度对光反应影响| |表格|1题|盐分胁迫下光合参数比较|气孔关闭与叶绿素活性机制| |计算|1题|叶片重量变化与速率计算|净光合与呼吸速率关系| |信息|1题|光呼吸过程分析|酶竞争性抑制与能量代谢| |实验|1题|氧气释放量测定|净光合速率与呼吸速率测定| |综合|1题|细胞呼吸模式图解读|有氧与无氧呼吸过程关联|

光合作用和呼吸作用综合题 细胞呼吸和光合作用的生理过程、产物和影响因素，是高考命题的重点。 出题者往往通过曲线、柱形图、表格、计算、信息、实验、综合 等形式考查学生的分析、综合应用能力。。 1．曲线 下列甲图表示将绿色的小麦植株放在温度适宜的密闭容器内，该容器内氧气量的变化情况如甲图曲线所示；乙图表示在一定光照强度下光合作用与CO2浓度之间的关系。 (1) 观察甲图，回答下列问题： B点时，小麦根尖分生区细胞中合成ATP的场所有________，从5 min到10 min，植物光合作用速率的变化是________(填“变大”“变小”或“不变”)，最可能的原因是______________________________________， B点时植株叶绿体产生氧气的速率约为____________mol/min(假设全部细胞的呼吸速率保持不变)。 (2) 观察乙图，回答下列问题： CO2浓度小于300 mg/L时，O2释放量的主要限制因素是________，若适当提高光照强度则b点将向________(填“左”或“右”)移动。 2．柱形图 某实验小组将菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片(面积和质量相同)，装入含蒸馏水的注射器中，排出叶片内的气体，使叶圆片下沉。然后将叶圆片分别放入不同浓度的NaHCO3溶液中进行实验(NaHCO3溶液为光合作用提供原料，且浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同)，观察第1片叶圆片上浮所需时间(min)，结果如图。请回答下列问题： (1) 当NaHCO3溶液浓度为1%～4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，可能是幼叶的光合作用能力比成熟叶________(填“强”或“弱”)。有人推测幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为寻求证据，可以用________分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素，再用________法分离色素，观察并比较二者色素带的宽度及颜色深浅。 (2) 在NaHCO3溶液浓度为0%的溶液中，叶圆片直至实验结束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3，直接影响光合作用的________阶段。当浓度超过5%，叶圆片也不上浮，最可能的原因是溶液浓度过大，导致__________________________________________________ ___________________________________________________。 (3) 当NaHCO3溶液浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象不能表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度，请说明理由：_______________________________________________。 3．表格 正常土壤盐分含量约为2 g/kg，土地盐碱化已成为全球性危害，选育耐盐作物有重要意义。某研究小组将粒重相同的A、B两个品种的小麦植株各均分为3组，实验处理及结果如表(各植株生长状况良好且一致，其他培养条件相同且适宜)，请分析回答： 组别 一 二 三 四 五 六 小麦品种 A A A B B B 土壤盐分含量 /g·kg－1 2 5 9 2 5 9 CO2吸收速率 /μmol·m－2·s－1 24.4 23.3 17.3 26.1 23.0 16.6 有效穗数/穗·株－1 19.8 19.0 17.1 22.6 18.6 12.1 穗粒数/粒·穗－1 29.4 27.1 26.4 29.5 29.0 16.6 (1) 土壤盐分含量为2 g/kg时，________(填“能”或“不能”)判断B品种小麦的总光合速率大于A品种，原因是 ____________________________________________________。 (2) 随土壤盐分含量升高，小麦光合速率逐渐降低，一方面是由于失水导致叶片部分气孔关闭，供给光合作用的________减少；另一方面是由于叶绿素活性降低，导致用于暗反应的________减少。 (3)盐分含量为9 g/kg的土壤宜种植A品种小麦，理由是_________________________________________________。 4．计算 如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题： 叶片重量(M) 无光处理1 h 叶片重量(M－X) 光照处理1 h 叶片重量(M＋Y) 操作流程 (1) 由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为___________________， 光合速率可表示为____________________________________。 在13～16 ℃之间，随着温度的升高，呼吸作用强度________(填“增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (2) 恒定在上述________℃温度下，维持10 h光照，10 h黑暗，该植物叶片增重最多，增重了________mg。 5．信息 植物细胞中的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的O2，这属于植物细胞光呼吸的重要环节。如图表示光合作用和光呼吸的部分过程，请回答： (1) 过程①发生在____________中，并且需要光反应提供________________。在黑暗条件下C3不能被还原再生成______化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。 (2) 研究发现，催化过程②和③的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点。因此，当细胞中O2浓度升高时，过程②会受到________。 (3) 在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是________________________________________________。 (4) 从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是____________________________。 6．实验 下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在20 ℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题： (1) 实验设计中为保证所有植物遗传性状的一致性，采用同一植株单细胞克隆(通过植物组织培养)获得的植株，这样做的目的是_____________________________________________________。 (2) 以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是________mL/h。用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率低，原因是______________________________________________。 (3) 假若将该植物的叶的下表面涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，原因是_________________________________________。 (4) 某同学想探究影响光合作用的因素有哪些，他重新设计了两个相同的装置A和B，其中A装置实验时是在原实验的基础上增强了光照强度，重复上述实验，结果针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处。在B实验装置进行实验时，只将温度提升至30 ℃，重复上述实验，发现针筒容量需要调至0.8 mL读数才能使水滴维持在X位置上。通过两个实验可以得出什么结论？____________________________________________。 (5) 若想知道该植物的实际光合作用速率，则还需测定出该植株的呼吸速率，若仍用该装置来进行操作，则需作哪些方面的改进？__________________________________________。 7．综合 图甲表示细胞呼吸的模式图，其中①②③④表示生理过程，A、B、C、D表示物质。图乙是某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。图丙是探究种子呼吸作用方式的装置。请回答下列相关问题： (1) 图甲中A表示________，在生物膜上发生的生理过程是________(填序号)，不产生ATP的生理过程是________(填序号)。 (2) 图乙中只进行图甲中生理过程①、②、③的氧浓度是________。氧浓度为b时，植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的________倍。 (3) 为了实现探究目的，应给图丙装置设置对照实验，设置方法是 _________________。 增设对照实验后，两个装置的有色液滴如何移动可以证明萌发的种子既进行有氧 呼吸又进行无氧呼吸？___________________________________________ _____________________________ 课后强化练习： 1．下列关于光合作用和呼吸作用在生产、生活中的应用，不合理的是(　　) A．施N、Mg等无机肥，有利于叶绿素的合成，有利于提 高光合能力 B．施农家肥，可提高大棚中CO2的浓度，有利于提高农 产品的产量 C．酸菜易保存的原因是酵母菌产生的乳酸抑制了其他微 生物的生长 D．慢跑、太极等运动可避免肌细胞内积累乳酸，防止肌肉酸痛 2．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度 和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下 列有关说法不正确的是(　　) A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体 B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时) C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移 3．对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示： 　　温度光照强度(klx)O2变化量(mg/h) 0 5 10 10 ℃ －0.5 ＋3.0 ＋4.0 20 ℃ －1 ＋2.0 ＋5.0 下列对结果的分析不合理的是(　　) A．在5 klx光照条件下5小时，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时 多2.5 mg B．在20 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照10小时，黑暗14小时，氧气 增加量前者比后者多30 mg C．在10 ℃、10 klx光照4.8小时后，转入20 ℃黑暗环境19.2小时，氧 气变化量为0 D．该实验的自变量是光照强度、温度和照光时间，二氧化碳浓度等属于无 关变量 4．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图所示的曲线，下列有关说法正确的是(　　) A．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强，有 机物积累最多 B．CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的 C．FG段CO2浓度下降不明显，主要是因为缺水，导致光反应下降，叶片对 CO2的吸收减少 D．BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱，该植株一昼夜后，有机物总量增加了 5．光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，图甲表示绿色植物光合作用与细胞呼吸两者之间的关系。图乙表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物光合作用速率和呼吸速率的影响，图中实线表示实际光合作用速率，虚线表示呼吸速率(单位：mg·h－1)。据图判断以下说法正确的是(　　) A．图甲中，X代表C3，Y代表丙酮酸，①③④过程都能使ATP含量减少 B．过程②可产生合成Z的原料，这些原料的运动方向是从叶绿体基质到类 囊体薄膜 C．过程③发生的场所是细胞质基质，根据图乙分析可知，催化该过程的酶 的最适温度是30 ℃左右 D．图乙分析可知，光合作用有关的酶对高温更为敏感，有关酶的作用机理是为化学反应提供活化能用以催化反应加速进行 6．下表为某研究小组某次探究学习的实验结果记录表： 温度(℃) 5 10 15 20 25 30 光合速率(CO2固定速率 mg·dm－2·h－1) 1.4 3.0 3.9 4.3 4.5 4.6 呼吸速率(CO2释放速率 mg·dm－2·h－1) 0.4 0.5 1.0 1.3 2.0 2.6 由上表中数据可知，此植物有机物积累速率最大时的温度是(　　) A．5 ℃ 　B．15 ℃ 　C．20 ℃ 　　 D．30 ℃ 7．如图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖，不考虑装置中微生物的影响)，相关叙述正确的是(　　) A．烧杯中盛放NaHCO3溶液，可用于测定一定光照强度下植物的净光合速率 B．在遮光条件下，烧杯中盛放NaOH溶液，可用于测定植物无氧呼吸强度 C．烧杯中盛放清水，可用于测定一定光照强度下真正光合速率 D．在遮光条件下，烧杯中盛放清水，可用于测定植物有氧呼吸的强度 8．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析不合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A．丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质 B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.8 mg 9．夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的检测，结果如下图1。图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请分析下列说法中错误的是(　　) A．图1中所测气体为氧气，且该大棚内的蔬菜经过一昼夜后积累了一定量 的有机物 B．图1中CD段变化的原因可能是光照过强，使温度升高，部分气孔关闭 所致 C．与它们各自前一段相比，EC段和DB段叶肉细胞中的C3含量变化趋势分 别是增加、减少 D．处于图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径有A、C、D、E 10．下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列叙述错误的是(　　) A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③ B．②的进行与⑤⑥密切相关 C．蓝藻细胞中④发生在叶绿体基质中 D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总 量将减少 11．如图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞呼吸速率曲线，下列叙述错误的是(　　) A．光合作用中温度主要影响暗反应阶段 B．光合作用、细胞呼吸都受到温度的影响，其中与细胞呼吸有关的酶的适 宜温度更高 C．温度在30 ℃左右时真正光合作用速率最大 D．若温度保持在25 ℃，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该 植物不能正常生长 12．研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例，光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 组别 起始时水中 18O的比例(%) 起始时HCO中 18O的比例(%) 释放的O2中 18O的比例(%) 1 0.85 0.41 0.84 2 0.85 0.55 0.85 3 0.85 0.61 0.85 A．18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的 B．HCO可为小球藻的光合作用提供碳元素 C．HCO中18O的比例不同导致放氧速率不同 D．释放的O2中18O比例与水相近，推测O2来自于水 13．叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是(　　) A．O2的产生　　 B．H2O的生成　　C．[H]的消耗 　D．ATP的合成 14．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是(　　) A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B．净光合作用的最适温度约为25 ℃ C．在0～25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃ 15．三倍体西瓜由于含糖量高且无子，备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是(　　) A．与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B．14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C．17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 16．回答下列有关光合作用的问题。 (1) 图1表示纸层析法分离色素的结果，条带1表示_ _(填色素名称)，条带3、条带4中的色素主要吸收_ _。 (2) 如图2将对称叶片左侧遮光右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片、烘干称重，分别记为a和b(单位：g)。则b－a所代表的是12小时右侧截取部分_ _。 (3) 种植蔬菜的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图3所示。图中B点的含义是__ ；一昼夜内植株是否显示生长现象？_ _，请说明理由_ _；图中C点时植物根尖细胞中能产生ATP的场所有_ _。 (4) 图4表示在不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响。图中该植物在15 ℃、8千勒克斯的光照条件下，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是_50__mg。如果在25 ℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内(15小时白天)葡萄糖的积累量是_112.5_mg。 17．沙棘耐干旱、耐盐碱，抗风沙能力强，被广泛用于水土保持。图甲表示在光照下沙棘叶肉细胞内发生的一系列反应。科研人员利用“间隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理沙棘叶肉细胞12小时，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，部分结果如图乙。请回答下列问题： (1) 图甲中进行②过程的场所为_ ___，产生[H]的过程有_ _(填数字)，消耗[H]的过程有_ _(填数字)。 (2) 给叶肉细胞提供18O2，则在CO2、H2O、(CH2O)三种化合物中，最先含有18O的是_ _。 (3) 据图乙可知，黑暗开始后CO2吸收速率保持短时间稳定再迅速下降，CO2吸收速率保持稳定的主要原因是 __________________________。 (4) B点光反应速率_ __(填“大于”“等于”或“小于”)暗反应速率；D点光合作用速率_ __(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸速率。与连续光照6小时，再连续暗处理6小时相比，“间隙光”处理12小时的光合产物_ _(填“较多”“相等”或“较少”)。 18．下图甲为小球藻叶肉细胞中部分代谢途径示意图，CO2与RuBP(五碳化合物)结合后的产物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三个。图乙是将小球藻放入一个密闭容器中，在适宜的温度条件下，依次给予黑暗和充足的光照处理，测得容器中氧气浓度的变化曲线： (1) 由图甲可知TP的合成场所是_ _。淀粉要运出叶绿体，先水解成TP或葡萄糖，葡萄糖通过叶绿体膜上的GR运送到细胞质中，与_ _共同合成蔗糖，运出叶肉细胞。 (2) 在探明卡尔文循环的过程中，将小球藻放入密闭容器中，持续投14CO2，发现光照后14C首先出现在________________(用题中所给的信息或文字回答)化合物中，光照一段时间后，14C会在叶绿体中的_ __(填“TP”“淀粉”“蔗糖”或“葡萄糖”)化合物中存在。 (3) 分析图乙在OA时间段内，曲线的斜率可以表示__ _，在AB时间段内，暗反应的速度变化趋势为_ _________________________。 19．回答下列问题： (1) 高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的__ __上，该物质主要捕获可见光中的_ _。 (2) 植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均__ _。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_ 。 (3) 通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度__ __(填“高”或“低”)。 20．植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题： (1) 将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_ 。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率__大于0_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2) 若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_ 光合作用和呼吸作用综合题 细胞呼吸和光合作用的生理过程、产物和影响因素，是高考命题的重点。 出题者往往通过曲线、柱形图、表格、计算、信息、实验、综合 等形式考查学生的分析、综合应用能力。。 1．曲线 下列甲图表示将绿色的小麦植株放在温度适宜的密闭容器内，该容器内氧气量的变化情况如甲图曲线所示；乙图表示在一定光照强度下光合作用与CO2浓度之间的关系。 (1) 观察甲图，回答下列问题： B点时，小麦根尖分生区细胞中合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体_，从5 min到10 min，植物光合作用速率的变化是_变小__(填“变大”“变小”或“不变”)，最可能的原因是__ CO2浓度降低_，B点时植株叶绿体产生氧气的速率约为__2×10－8)__mol/min(假设全部细胞的呼吸速率保持不变)。 (2) 观察乙图，回答下列问题： CO2浓度小于300 mg/L时，O2释放量的主要限制因素是_ CO2浓度_，若适当提高光照强度则b点将向_左_(填“左”或“右”)移动。 解析：(1)根尖细胞内没有叶绿体，只能进行呼吸作用，产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。从5 min到10 min，曲线的斜率在减小，说明此时光合作用速率在变小，可能的原因是光合作用速率大于呼吸作用速率，造成密闭环境中二氧化碳浓度下降，光合作用速率随之下降。在B点时，环境中氧气量保持不变，说明(真正)光合作用速率与呼吸作用速率相等，根据甲图可知从0 min到5 min黑暗中氧气消耗量为(5－4)×10－7＝1×10－7(mol)，可知呼吸作用的速率为1×10－7÷5＝0.2×10－7(mol/min)，因此，B点时光合作用速率为0.2×10－7mol/min。(2)根据乙图，当二氧化碳浓度小于300 mg/L时，随着二氧化碳浓度增大，氧气释放量逐渐增大，说明此时限制氧气释放量的主要因素是二氧化碳浓度。b点时光合作用速率与呼吸作用速率相等，若适当提高光照强度，则光合作用速率会增大，要使两个速率重新相等，可降低二氧化碳浓度，因此，若适当提高光照强度，则b点左移。 答案：(1)细胞质基质和线粒体　变小　CO2浓度降低　0.2×10－7(或2×10－8)　(2)CO2浓度　左 2．柱形图 某实验小组将菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片(面积和质量相同)，装入含蒸馏水的注射器中，排出叶片内的气体，使叶圆片下沉。然后将叶圆片分别放入不同浓度的NaHCO3溶液中进行实验(NaHCO3溶液为光合作用提供原料，且浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同)，观察第1片叶圆片上浮所需时间(min)，结果如图。请回答下列问题： (1) 当NaHCO3溶液浓度为1%～4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，可能是幼叶的光合作用能力比成熟叶_弱__(填“强”或“弱”)。有人推测幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为寻求证据，可以用_无水乙醇_分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素，再用_纸层析_法分离色素，观察并比较二者色素带的宽度及颜色深浅。 (2) 在NaHCO3溶液浓度为0%的溶液中，叶圆片直至实验结束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3，直接影响光合作用的__暗反应_阶段。当浓度超过5%，叶圆片也不上浮，最可能的原因是溶液浓度过大，导致__细胞渗透失水过多而死亡_。 (3) 当NaHCO3溶液浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象不能表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度，请说明理由：_叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合作用速率降低_。 解析：(1)叶圆片上浮是由于光合作用产生了氧气，氧气释放越多，浮力越大，上升越快，幼叶上浮时间比成熟叶长，可能是幼叶光合作用能力弱，释放的O2量比成熟叶少。叶绿体中色素的提取用无水乙醇，分离色素用纸层析法。(2)NaHCO3为光合作用提供二氧化碳，二氧化碳参与暗反应。NaHCO3浓度过大会导致细胞渗透失水，细胞失水过多会导致死亡。(3)适当提高溶液温度，对光合作用和呼吸作用都会产生影响，叶圆片上浮时间延长，说明叶圆片释放氧气的速率减小，即净光合作用速率减小。 答案：(1)弱　无水乙醇　纸层析　(2)暗反应　细胞渗透失水过多而死亡(其他答案合理亦可)　(3)叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合作用速率降低(或只能表明总光合作用与呼吸作用的差值降低) 3．表格 正常土壤盐分含量约为2 g/kg，土地盐碱化已成为全球性危害，选育耐盐作物有重要意义。某研究小组将粒重相同的A、B两个品种的小麦植株各均分为3组，实验处理及结果如表(各植株生长状况良好且一致，其他培养条件相同且适宜)，请分析回答： 组别 一 二 三 四 五 六 小麦品种 A A A B B B 土壤盐分含量 /g·kg－1 2 5 9 2 5 9 CO2吸收速率 /μmol·m－2·s－1 24.4 23.3 17.3 26.1 23.0 16.6 有效穗数/穗·株－1 19.8 19.0 17.1 22.6 18.6 12.1 穗粒数/粒·穗－1 29.4 27.1 26.4 29.5 29.0 16.6 (1) 土壤盐分含量为2 g/kg时，__不能__(填“能”或“不能”)判断B品种小麦的总光合速率大于A品种，原因是_实验未测定A、B两品种小麦的呼吸速率__。 (2) 随土壤盐分含量升高，小麦光合速率逐渐降低，一方面是由于失水导致叶片部分气孔关闭，供给光合作用的__[H]和ATP __减少；另一方面是由于叶绿素活性降低，导致用于暗反应的__ CO2_减少。 (3)盐分含量为9 g/kg的土壤宜种植A品种小麦，理由是__与B品种相比，该条件下A品种穗粒总数更多_。 解析：(1)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，CO2吸收速率表示净光合速率，然而从表中无法获取A、B两品种小麦在土壤盐分含量为2 g/kg的呼吸速率，因此无法判断B品种小麦的总光合速率是否大于A品种。(2)失水导致小麦叶片部分气孔关闭，CO2通过气孔进入细胞中的量减少，光合速率降低；由于叶绿素活性降低，光反应减弱，产生的[H]和ATP减少。(3)分析表格，盐分含量为9 g/kg的土壤中，A品种小麦的有效穗数和穗粒数都大于B品种，因此A品种适宜种植在该盐分含量的土壤中。 答案：(1)不能　实验未测定A、B两品种小麦的呼吸速率 (2)CO2　[H]和ATP(3)与B品种相比，该条件下A品种穗粒总数更多 4．计算 如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题： 叶片重量(M) 无光处理1 h 叶片重量(M－X) 光照处理1 h 叶片重量(M＋Y) 操作流程 (1) 由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为__ X __， 光合速率可表示为__ Y＋2X _。 在13～16 ℃之间，随着温度的升高，呼吸作用强度__增强_(填“增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度__增强__(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (2) 恒定在上述__14__℃温度下，维持10 h光照，10 h黑暗，该植物叶片增重最多，增重了_30_mg。 解析：(1)呼吸速率可用单位时间内有机物的减少量来表示，所以是X。净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上呼吸消耗有机物的量，所以是Y＋2X。在13～16 ℃之间，随着温度的升高，呼吸作用强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也在逐渐增强。(2)单位时间内的净光合作用的积累量是Y＋X，10 h的积累量是10(Y＋X)，再黑暗10 h，呼吸消耗的有机物的量是10X，经过10 h光照、10 h黑暗，剩余的有机物的量是10Y，据题图可知在14 ℃时，增重最多，增加的量是30 mg。 答案：(1)X　Y＋2X　增强　增强　(2)14　30 5．信息类 植物细胞中的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的O2，这属于植物细胞光呼吸的重要环节。如图表示光合作用和光呼吸的部分过程，请回答： (1) 过程①发生在_叶绿体基质_中，并且需要光反应提供___ ATP和[H]__。在黑暗条件下C3不能被还原再生成_ C5_化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。 (2) 研究发现，催化过程②和③的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点。因此，当细胞中O2浓度升高时，过程②会受到_抑制。 (3) 在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是__光呼吸可消耗过剩的能量___。 (4) 从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是_光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP _。 解析：(1)过程①需要光反应提供ATP和[H]，发生在叶绿体基质中，在黑暗条件下C3不能被还原再生成C5化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能进行。(2)催化过程②和③的是同一种酶，CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点，当细胞中O2浓度升高时，O2会与CO2争夺C5，过程②会受到抑制。(3)在强光下，光反应转换的能量超过暗反应的需要，会对细胞造成伤害，此时光呼吸可以对细胞起到保护作用，原因是光呼吸可消耗过剩的能量(或ATP和[H])。(4)从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是光呼吸消耗ATP，而有氧呼吸产生ATP。 答案：(1)叶绿体基质　ATP和[H](二者缺一不可)　C5 (2)抑制　(3)光呼吸可消耗过剩的能量(或ATP和[H]) (4)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP 6．实验 下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在20 ℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题： (1) 实验设计中为保证所有植物遗传性状的一致性，采用同一植株单细胞克隆(通过植物组织培养)获得的植株，这样做的目的是__确保单一变量，消除实验误差_。 (2) 以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是__0.8__mL/h。用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率低，原因是植物同时进行细胞呼吸，消耗了氧气_。 (3) 假若将该植物的叶的下表面涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，原因是_凡士林阻塞气孔，使供应给叶的二氧化碳减少，限制光合作用的暗反应_。 (4) 某同学想探究影响光合作用的因素有哪些，他重新设计了两个相同的装置A和B，其中A装置实验时是在原实验的基础上增强了光照强度，重复上述实验，结果针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处。在B实验装置进行实验时，只将温度提升至30 ℃，重复上述实验，发现针筒容量需要调至0.8 mL读数才能使水滴维持在X位置上。通过两个实验可以得出什么结论？第一次实验中所照射的光的强度已达到光饱和点，温度还没有达到最适宜的温度(或从20 ℃升高到30 ℃的过程中，随着温度的升高，光合作用强度不断升高。 (5) 若想知道该植物的实际光合作用速率，则还需测定出该植株的呼吸速率，若仍用该装置来进行操作，则需作哪些方面的改进？_将装置中的碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液，实验时置于暗处进行_。 解析：(1)实验设计的两大原则是对照原则和单一变量原则，该实验采用同一植株单细胞克隆获得的植株，这样做的目的是确保单一变量，消除实验误差。(2)实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置，因此30 min内，氧气的释放量为0.4 mL，即植物光合作用速率为0.8 mL/h；用这一方法测量所得的光合作用速率为净光合速率，因此小于实际光合速率。(3)假若将该植物的叶的下表面涂上一层凡士林，则气孔被阻塞，使供应给叶的二氧化碳减少，限制光合作用的暗反应，导致光合作用的速率大幅度下降。(4)A装置仅增加光照强度，读数未变，说明光合作用速率未增加，B装置提高温度，读数增加，说明光合作用速率增加，两个实验表明第一次实验中所照射的光的强度已达到光饱和点，但温度还没有达到最适宜的温度。(5)若要测定出该植株的呼吸速率，需满足两个条件，一个是黑暗环境，一个是装置中的碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液。 答案：(1)确保单一变量，消除实验误差 (2)0.8　植物同时进行细胞呼吸，消耗了氧气 (3)凡士林阻塞气孔，使供应给叶的二氧化碳减少，限制光合作用的暗反应 (4)第一次实验中所照射的光的强度已达到光饱和点，温度还没有达到最适宜的温度(或从20 ℃升高到30 ℃的过程中，随着温度的升高，光合作用强度不断升高) (5)将装置中的碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液，实验时置于暗处进行 7．综合 图甲表示细胞呼吸的模式图，其中①②③④表示生理过程，A、B、C、D表示物质。图乙是某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。图丙是探究种子呼吸作用方式的装置。请回答下列相关问题： (1) 图甲中A表示_丙酮酸_，在生物膜上发生的生理过程是__③__(填序号)，不产生ATP的生理过程是__④__(填序号)。 (2) 图乙中只进行图甲中生理过程①、②、③的氧浓度是_ d __。氧浓度为b时，植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的__5__倍。 (3) 为了实现探究目的，应给图丙装置设置对照实验，设置方法是 __将NaOH溶液换成等量的蒸馏水，其余条件与图丙装置相同_。 增设对照实验后，两个装置的有色液滴如何移动可以证明萌发的种子既进行有氧 呼吸又进行无氧呼吸？__含NaOH溶液的装置中有色液滴左移，含蒸馏水的装置 中有色液滴右移 解析：(1)根据图甲分析可知，A表示丙酮酸、B表示[H]、C表示酒精、D表示乳酸。图甲中只有过程③(有氧呼吸第三阶段)发生在生物膜(线粒体内膜)上，只有过程④(无氧呼吸第二阶段)不产生ATP。(2)图甲中过程①、②、③表示的是有氧呼吸，当氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量时，细胞只进行有氧呼吸，图乙中只进行有氧呼吸的氧浓度是d。氧浓度为b时，植物细胞消耗氧气的相对值是3，产生二氧化碳的相对值是8，说明有氧呼吸和无氧呼吸产生二氧化碳的相对值分别是3、5，则它们消耗葡萄糖的相对值分别是3/6、5/2，即该植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的5倍。(3)为了实现探究目的，应给图丙装置设置对照实验，即将NaOH溶液换成等量的蒸馏水，其余条件与图丙装置相同。增设对照实验后若含NaOH溶液的装置中有色液滴左移，含蒸馏水的装置中有色液滴右移，可以证明萌发种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。 答案：(1)丙酮酸　③　④　(2)d　5　(3)将NaOH溶液换成等量的蒸馏水，其余条件与图丙装置相同(或其余条件不变)　含NaOH溶液的装置中有色液滴左移，含蒸馏水的装置中有色液滴右移 课后强化练习： C1．下列关于光合作用和呼吸作用在生产、生活中的应用，不合理的是(　　) A．施N、Mg等无机肥，有利于叶绿素的合成，有利于提高光合能力 B．施农家肥，可提高大棚中CO2的浓度，有利于提高农产品的产量 C．酸菜易保存的原因是酵母菌产生的乳酸抑制了其他微生物的生长 D．慢跑、太极等运动可避免肌细胞内积累乳酸，防止肌肉酸痛 答案　C 解析　叶绿素元素组成为C、H、O、N、Mg，因此施N、Mg等无机肥，有利于叶绿素的合成，有利于提高光合能力，A正确；农家肥富含有机物，在土壤微生物分解下生成二氧化碳和无机物、水等，可提高大棚中CO2的浓度，有利于光合作用合成有机物，B正确；酸菜易保存的原因是乳酸菌产生的乳酸抑制了其他微生物的生长，C错误；有氧运动能够保证细胞充足的氧气供应，不会大量进行无氧呼吸生成乳酸，D正确。 A2．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是(　　) A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体 B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时) C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移 答案　A 解析　由题图可知，在a点该植物只进行细胞呼吸，不能进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体，A错误；将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)；其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)，C正确；若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下降，D正确。 D3．对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示： 　　温度光照强度(klx)O2变化量(mg/h) 0 5 10 10 ℃ －0.5 ＋3.0 ＋4.0 20 ℃ －1 ＋2.0 ＋5.0 下列对结果的分析不合理的是(　　) A．在5 klx光照条件下5小时，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时 多2.5 mg B．在20 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照10小时，黑暗14小时，氧气 增加量前者比后者多30 mg C．在10 ℃、10 klx光照4.8小时后，转入20 ℃黑暗环境19.2小时，氧 气变化量为0 D．该实验的自变量是光照强度、温度和照光时间，二氧化碳浓度等属于无 关变量 答案　D 解析　计算O2总量时，需要考虑呼吸作用和光合作用，图表中O2变化量表示为净光合作用，且光照强度为0时，可表示呼吸作用强度，总光合作用O2产生量应为净光合作用O2增加量与呼吸作用O2吸收量之和。因此在5 klx 光照条件下5小时，10 ℃时光合作用产生的O2总量为3×5＋0.5×5＝17.5(mg)，20 ℃时光合作用产生的O2总量为2×5＋1×5＝15(mg)，两者之差为17.5 mg－15 mg＝2.5 mg，A正确；20 ℃时，用10 klx光照10小时，黑暗14小时，氧气的增加量为5×10－1×14＝36(mg)；同理，用5 klx光照10小时，黑暗14小时，氧气的增加量为2×10－1×14＝6(mg)，因此前者与后者的氧气增加量之差为36 mg－6 mg＝30 mg，B正确；10 ℃、10 klx光照4.8小时后，氧气的增加量为4×4.8＝19.2(mg)，转入20 ℃黑暗环境19.2小时，只进行呼吸作用，此时消耗氧气量为1×19.2＝19.2(mg)，因此氧气变化量为0，C正确；由图可知，该实验的自变量是光照强度和温度，光照时间和二氧化碳浓度等属于无关变量，D错误。 D4．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图所示的曲线，下列有关说法正确的是(　　) A．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强，有 机物积累最多 B．CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的 C．FG段CO2浓度下降不明显，主要是因为缺水，导致光反应下降，叶片对 CO2的吸收减少 D．BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱，该植株一昼夜后，有机物总量增加了 答案　D 解析　H点玻璃罩中CO2浓度最低，此时有机物积累最多，但光合作用速率等于细胞呼吸速率，光合作用相对较弱，A错误；在D点前，光合作用较弱，呼吸作用较强，DE段表示光合作用增强，消耗CO2增多，B错误；FG段，即在10～14时，因气温较高，气孔关闭，叶片对CO2的吸收减少，光合作用减弱，C错误；BC段较AB段CO2浓度增加速率减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱，玻璃罩内一昼夜后，CO2浓度降低，有机物总量增加，D正确。 B5．光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，图甲表示绿色植物光合作用与细胞呼吸两者之间的关系。图乙表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物光合作用速率和呼吸速率的影响，图中实线表示实际光合作用速率，虚线表示呼吸速率(单位：mg·h－1)。据图判断以下说法正确的是(　　) A．图甲中，X代表C3，Y代表丙酮酸，①③④过程都能使ATP含量减少 B．过程②可产生合成Z的原料，这些原料的运动方向是从叶绿体基质到类 囊体薄膜 C．过程③发生的场所是细胞质基质，根据图乙分析可知，催化该过程的酶 的最适温度是30 ℃左右 D．图乙分析可知，光合作用有关的酶对高温更为敏感，有关酶的作用机理是为化学反应提供活化能用以催化反应加速进行 答案　B 解析　分析图甲可知，①表示光反应，Z物质表示生成的ATP，③表示有氧或无氧呼吸的第一阶段，能产生少量ATP，Y代表丙酮酸，④表示有氧呼吸或产生酒精的无氧呼吸的第二阶段，若为有氧呼吸的第二阶段，则能产生少量ATP，若为产生酒精的无氧呼吸的第二阶段，则不能产生ATP，可见①③过程都能使ATP含量增加，④过程不一定有ATP产生，A错误；Z物质表示光反应中生成的ATP，过程②表示在叶绿体基质中进行的暗反应中的C3的还原，X代表C3，需要消耗ATP水解为ADP和Pi过程中释放的能量，产生的ADP可以参与在类囊体薄膜上进行的光反应过程中ATP的形成，可见过程②可产生合成Z的原料，这些原料的运动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜，B正确；过程③表示有氧或无氧呼吸的第一阶段，发生的场所是细胞质基质，图乙中的虚线表示呼吸速率，其峰值对应的温度是45 ℃左右，说明催化该过程的酶的最适温度是45 ℃左右，C错误；图乙中的实线表示实际光合作用速率，其峰值对应的温度是30 ℃左右，比表示呼吸速率的虚线的峰值低，说明光合作用有关的酶对高温更为敏感，有关酶的作用机理是降低化学反应的活化能，D错误。 C6．下表为某研究小组某次探究学习的实验结果记录表： 温度(℃) 5 10 15 20 25 30 光合速率(CO2固定速率 mg·dm－2·h－1) 1.4 3.0 3.9 4.3 4.5 4.6 呼吸速率(CO2释放速率 mg·dm－2·h－1) 0.4 0.5 1.0 1.3 2.0 2.6 由上表中数据可知，此植物有机物积累速率最大时的温度是(　　) A．5 ℃ 　　　B．15 ℃ 　　　C．20 ℃ 　　　 D．30 ℃ 答案　C 解析　据“真(总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”可知，有机物积累速率最大时，净光合速率也应最大，即表中光合速率与呼吸速率之差最大，由表中数据可知20 ℃时该差值最大，故此植物有机物积累速率最大时的温度是20 ℃。 A7．如图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖，不考虑装置中微生物的影响)，相关叙述正确的是(　　) A．烧杯中盛放NaHCO3溶液，可用于测定一定光照强度下植 物的净光合速率 B．在遮光条件下，烧杯中盛放NaOH溶液，可用于测定植物无氧呼吸强度 C．烧杯中盛放清水，可用于测定一定光照强度下真正光合速率 D．在遮光条件下，烧杯中盛放清水，可用于测定植物有氧呼吸的强度 答案　A 解析　NaHCO3溶液可以维持装置内CO2浓度的恒定，U形管中液面高度的变化是装置中O2量的变化造成的，可以代表净光合速率，A正确；NaOH可以吸收CO2，无氧呼吸不消耗O2，不能用来测定无氧呼吸的强度，B错误；烧杯中盛放清水，一定光照强度下，光合作用吸收CO2量与释放O2量相等，有氧呼吸消耗O2量与产生CO2量相等，不能测定真正光合速率，C错误；在单位时间内，有氧呼吸消耗的O2量等于产生的CO2量，无论有氧呼吸强度多大，U形管中液面都不会发生变化，D错误。 C8．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析不合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A．丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质 B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.8 mg 答案　C 解析　丙瓶不透光，生物只能进行细胞呼吸，产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，A正确；甲瓶与丙瓶氧气量的差表示丙瓶细胞呼吸消耗氧气的量，B正确；丙瓶不透光，一昼夜的时间内水样中生物均在进行呼吸作用，乙瓶透光，有光照时水样中生物会进行光合作用，消耗部分呼吸作用产生的二氧化碳，因此一昼夜后，乙瓶水样pH比丙瓶的高，C错误；乙、丙瓶取自同一处，生物的种类和数量基本相同，细胞呼吸速率相同，乙瓶一昼夜的净光合量用氧气表示为0.7 mg，细胞呼吸的量用氧气表示为1.1 mg，所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作用释放的O2量为1.8 mg，D正确。 C9．夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的检测，结果如下图1。图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请分析下列说法中错误的是(　　) A．图1中所测气体为氧气，且该大棚内的蔬菜经过一昼夜后积累了一定量 的有机物 B．图1中CD段变化的原因可能是光照过强，使温度升高，部分气孔关闭 所致 C．与它们各自前一段相比，EC段和DB段叶肉细胞中的C3含量变化趋势分 别是增加、减少 D．处于图1中的B点时，图2中应该进行的气体转移途径有A、C、D、E 答案　C 解析　EC段与其前一阶段相比，光照强度增强，产生的[H]和ATP增多，则C3被还原的速率增大，C3将减少，DB段与其前一段(光合午休时段)相比细胞中CO2浓度上升，与C5结合形成的C3量应增加，C错误。 C10．下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列叙述错误的是(　　) A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③ B．②的进行与⑤⑥密切相关 C．蓝藻细胞中④发生在叶绿体基质中 D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总 量将减少 答案　C 解析　Mg是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成会受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是③光反应过程，A正确；植物细胞②吸收无机盐离子是主动运输过程，需要消耗能量，故与⑤⑥有氧呼吸过程密切相关，B正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，其光合作用发生在光合片层上，C错误；图中③光反应过程O2的产生量小于⑥有氧呼吸过程O2的吸收量，则净光合作用量＜0，该植物体内有机物的量将减少，D正确。 D11．如图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞呼吸速率曲线，下列叙述错误的是(　　) A．光合作用中温度主要影响暗反应阶段 B．光合作用、细胞呼吸都受到温度的影响，其中与细胞呼吸有关的酶的适 宜温度更高 C．温度在30 ℃左右时真正光合作用速率最大 D．若温度保持在25 ℃，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该 植物不能正常生长 答案　D 解析　光合作用暗反应阶段需要更多的酶参加，因此温度主要影响暗反应阶段，A正确；由图示可知光合作用最适温度为30 ℃，细胞呼吸的最适温度为40 ℃，B正确；由图示可知温度为30 ℃时，净光合作用速率与细胞呼吸速率之和最大，C正确；温度保持在25 ℃时，光照条件下净光合速率为3.6，黑暗条件下的呼吸速率为2.5，因此，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能正常生长，D错误。 C12．研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例，光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 组别 起始时水中 18O的比例(%) 起始时HCO中 18O的比例(%) 释放的O2中 18O的比例(%) 1 0.85 0.41 0.84 2 0.85 0.55 0.85 3 0.85 0.61 0.85 A．18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的 B．HCO可为小球藻的光合作用提供碳元素 C．HCO中18O的比例不同导致放氧速率不同 D．释放的O2中18O比例与水相近，推测O2来自于水 答案　C 解析　光合作用光反应阶段水在光下分解，释放氧气，该过程在叶绿体的类囊体薄膜上进行，A正确；碳酸氢钠释放二氧化碳，为光合作用提供碳元素，B正确；从表中无法判断HCO中18O的比例与放氧速率的关系，C错误；释放的O2中18O比例与水中18O起始比例一致，与HCO中18O的比例不同，推知O2的氧原子来自于水，D正确。 A13．叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是(　　) A．O2的产生　　B．H2O的生成　　　C．[H]的消耗 　D．ATP的合成 答案　A 解析　叶肉细胞内O2是在光合作用的光反应阶段产生的，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，A正确；在核糖体上氨基酸经脱水缩合形成肽链的过程中能产生H2O，核糖体为无膜细胞器，B错误；光合作用中[H]的消耗发生在叶绿体基质中，没有在生物膜上，C错误；叶肉细胞有氧呼吸的第一、二、三阶段均能合成ATP，第一、二阶段分别在细胞质基质和线粒体基质中进行，第三阶段在线粒体内膜上进行，D错误。 D14．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是(　　) A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B．净光合作用的最适温度约为25 ℃ C．在0～25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃ 答案　D 解析　据图可知，总光合作用的最适温度约为30 ℃，呼吸作用的最适温度要高于50 ℃，净光合作用的最适温度约为25 ℃，A、B正确；在0～25 ℃范围内，随着温度升高，光合速率曲线的升高幅度要远大于呼吸速率，这说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的影响大，C正确；净光合作用是指一定时间内光合作用合成量与呼吸作用消耗量的差值，也称为净积累量，只有净积累量为正值时，植物才能生长，在45～50 ℃范围内，呼吸速率比光合速率大，净积累量为负值，植物不能生长，D错误。 D15．三倍体西瓜由于含糖量高且无子，备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是(　　) A．与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B．14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C．17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 答案　D 解析　与11：00时相比，13：00时叶片净光合速率下降，此现象是因13：00时气孔关闭导致吸收CO2减少引起的“光合午休”，此时叶绿体中合成C3的速率相对较低，A错误；14：00后叶片的Pn下降，但仍大于零，植株积累有机物的量仍在增多，B错误；17：00后因光照强度的降低，光反应减弱，产生的[H]和ATP均减少，暗反应速率也降低，C错误；Pn第一次下降，是因气孔关闭，CO2浓度限制了光合速率，Pn第二次下降是光照强度降低引起的，D正确。 16．回答下列有关光合作用的问题。 (1) 图1表示纸层析法分离色素的结果，条带1表示_胡萝卜素_(填色素名称)，条带3、条带4中的色素主要吸收_蓝紫光和红光_。 (2) 如图2将对称叶片左侧遮光右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片、烘干称重，分别记为a和b(单位：g)。则b－a所代表的是12小时右侧截取部分_光合作用合成的有机物_。 (3) 种植蔬菜的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图3所示。图中B点的含义是__光合速率等于呼吸速率_；一昼夜内植株是否显示生长现象？_是__，请说明理由_因为一昼夜内的CO2浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累_；图中C点时植物根尖细胞中能产生ATP的场所有_细胞质基质和线粒体_。 (4) 图4表示在不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响。图中该植物在15 ℃、8千勒克斯的光照条件下，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是_50__mg。如果在25 ℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内(15小时白天)葡萄糖的积累量是_112.5_mg。 答案　(1)胡萝卜素　蓝紫光和红光 (2)光合作用合成的有机物(总量) (3)光合速率等于呼吸速率(或光合作用固定的二氧化碳量等于呼吸作用产生的二氧化碳量或净光合速率为0)　是　因为一昼夜内的CO2浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累　细胞质基质和线粒体 (4)50　112.5 解析　(1)纸层析法分离色素是根据色素在层析液中溶解度不同，因而在滤纸条上扩散的速度快慢不同进行的分离。光合色素在滤纸条上自上而下的排列顺序为胡萝卜素(条带1)、叶黄素(条带2)、叶绿素a(条带3)、叶绿素b(条带4)。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。 (2)照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行，但同时它们都能进行呼吸作用，b＝叶片原重量＋总光合作用－呼吸消耗，a＝叶片原重－呼吸消耗，因此b－a＝总光合作用。 (3)由图3可知，B点之前，呼吸速率大于光合速率，B点之后D点之前，呼吸速率小于光合速率，而B点，呼吸速率等于光合速率。一昼夜A点的CO2浓度高于E点，表明大棚内CO2浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物量大于呼吸作用消耗的有机物量，有机物有积累。根尖细胞无叶绿体，C点时，只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体。 (4)在15 ℃、8千勒克斯的光照时，单位叶面积每小时净光合作用产生的氧气量为40 mg，而呼吸作用消耗的氧气量为10 mg，故实际单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是50 mg。在25 ℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内(15小时白天)葡萄糖的积累量是[(20＋20)×15－20×24]×180÷(6×32)＝112.5(mg)。 17．沙棘耐干旱、耐盐碱，抗风沙能力强，被广泛用于水土保持。图甲表示在光照下沙棘叶肉细胞内发生的一系列反应。科研人员利用“间隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理沙棘叶肉细胞12小时，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，部分结果如图乙。请回答下列问题： (1) 图甲中进行②过程的场所为_叶绿体基质____，产生[H]的过程有_①③_(填数字)，消耗[H]的过程有_②③_(填数字)。 (2) 给叶肉细胞提供18O2，则在CO2、H2O、(CH2O)三种化合物中，最先含有18O的是_ H2O _。 (3) 据图乙可知，黑暗开始后CO2吸收速率保持短时间稳定再迅速下降，CO2吸收速率保持稳定的主要原因是_光反应产生的ATP和[H]，在黑暗开始后还能维持一段时间的暗反应_。 (4) B点光反应速率_大于__(填“大于”“等于”或“小于”)暗反应速率；D点光合作用速率_大于__(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸速率。与连续光照6小时，再连续暗处理6小时相比，“间隙光”处理12小时的光合产物_较多_(填“较多”“相等”或“较少”)。 答案　(1)叶绿体基质　①③　②③ (2)H2O (3)光反应产生的ATP和[H]，在黑暗开始后还能维持一段时间的暗反应(其他合理答案均可) (4)大于　大于　较多 解析　(1)图甲中①②表示光合作用过程，③表示细胞呼吸过程。②为暗反应阶段，进行的场所是叶绿体基质，光反应过程①产生[H](NADPH)、细胞呼吸过程③产生[H](NADH)，所以产生[H]的过程有①③，消耗[H]的过程有②③。 (2)给叶肉细胞提供18O2，细胞呼吸的第三阶段[H]和18O2结合生成HO，最先含有18O的是H2O。 (3)光反应产生的ATP和[H]，在黑暗开始后还能维持一段时间的暗反应，所以黑暗开始后CO2吸收速率保持短时间稳定再迅速下降。 (4)B点释放O2的速率大于CO2吸收速率，所以B点光反应速率大于暗反应速率；在D点有O2的释放，所以D点光合作用速率大于细胞呼吸速率；“间隙光”处理和连续光照再连续暗处理，光照时间一样长，但在“间隙光”处理的过程中，黑暗条件下，仍会进行一段时间的光合作用，所以与连续光照6小时，再连续暗处理6小时相比，“间隙光”处理12小时的光合产物较多。 18．下图甲为小球藻叶肉细胞中部分代谢途径示意图，CO2与RuBP(五碳化合物)结合后的产物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三个。图乙是将小球藻放入一个密闭容器中，在适宜的温度条件下，依次给予黑暗和充足的光照处理，测得容器中氧气浓度的变化曲线： (1) 由图甲可知TP的合成场所是_叶绿体基质_。淀粉要运出叶绿体，先水解成TP或葡萄糖，葡萄糖通过叶绿体膜上的GR运送到细胞质中，与_果糖_共同合成蔗糖，运出叶肉细胞。 (2) 在探明卡尔文循环的过程中，将小球藻放入密闭容器中，持续投14CO2，发现光照后14C首先出现在__ TP ___(用题中所给的信息或文字回答)化合物中，光照一段时间后，14C会在叶绿体中的_ TP、淀粉、葡萄糖__(填“TP”“淀粉”“蔗糖”或“葡萄糖”)化合物中存在。 (3) 分析图乙在OA时间段内，曲线的斜率可以表示__小球藻的呼吸速率_，在AB时间段内，暗反应的速度变化趋势为__逐渐降低_。 答案　(1)叶绿体基质　果糖 (2)TP(磷酸丙糖)　TP、淀粉、葡萄糖 (3)小球藻的呼吸速率(或呼吸强度)　逐渐降低 解析　(1)暗反应中发生CO2与RuBP(五碳化合物)结合生成磷酸丙糖(TP)的过程，暗反应发生在叶绿体基质中。一分子蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖结合而成。 (2)将小球藻放入密闭容器中，持续投14CO2,14CO2首先与RuBP(五碳化合物)结合生成磷酸丙糖(TP)。据图可知，TP在叶绿体中可转化为淀粉和葡萄糖，在细胞质基质中可合成蔗糖。 (3)图乙中，在OA时间段内没有光照，小球藻只进行呼吸作用，OA段曲线的斜率可以表示小球藻的呼吸速率(或呼吸强度)，在AB时间段内，给予光照，小球藻可进行光合作用，消耗CO2，由于密闭容器中CO2浓度逐渐下降，暗反应速度逐渐降低。 19．回答下列问题： (1) 高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的__类囊体薄膜__上，该物质主要捕获可见光中的_蓝紫光和红光_。 (2) 植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均__增加_。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低_。 (3) 通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度__低__(填“高”或“低”)。 答案　(1)类囊体薄膜　蓝紫光和红光 (2)增加　群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低 (3)低 解析　(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。 (2)由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均增加；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在增加，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。 (3)光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度为光补偿点，一般情况下，阴生植物光补偿点比阳生植物低。 20．植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题： (1) 将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低_。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率__大于0_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2) 若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加_。 答案　(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低　大于0 (2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加 解析　(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，刚开始时小室内CO2浓度较高，光合作用强度大于呼吸作用强度，一段时间后，CO2浓度降低，暗反应受阻，进而使两种植物的光合速率都降低。甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此当甲种植物的净光合速率为0时，CO2浓度达到甲种植物的CO2补偿点，此时乙种植物光合作用强度大于呼吸作用强度，净光合速率大于0。 (2)将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，该小室内是有CO2的，植物可以进行光合作用，甲种植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。 学科网（北京）股份有限公司 $