1、第 4 讲 细胞呼吸与光合作用 最新考纲1细胞呼吸()；2.光合作用的基本过程()；3.影响光合作用速率的环境因素()。精读教材记一记1重铬酸钾在酸性条件下，可用来检测酒精，日常生活中可检测汽车司机是否酒驾。(P92 探究交流)2线粒体，一般均匀分布在细胞质中，但活细胞往往分布在代谢旺盛的部位。(P93 小字部分)3无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量 ATP。(P94下部正文)4细胞呼吸中H的形成过程实际上是氧化型辅酶(NAD)转化成还原型辅酶(NADH)。(P94 相关信息)5(1)鸟类和哺乳动物需要维持体温的恒定，主要是靠细胞呼吸产生的热量来维持，一般不是由 ATP 水解来供能的。
2、(2)酵母菌细胞破碎离心后，可分离成甲、乙、丙三部分，甲只含细胞质基质，乙只含细胞器，丙全有。加入葡萄糖溶液，在有氧条件下能产生二氧化碳和水的，只有丙。原因是细胞质基质的无氧呼吸在有氧时难以进行，而且也不产水；葡萄糖又不能直接进入线粒体。(P96 练习)6(1)一般情况下，光合作用利用的光都是可见光(不能利用紫外光)。(P99 学科交叉)(2)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(注意它们的吸收光谱曲线图，波峰表示吸收多)。(P99 正文)7光合作用中的H形成过程实际上是辅酶(NADP)与电子和质子(H)结合，形成还原型辅酶(NADPH)。(P103 相关信息)8硝化细菌属于自
3、养生物。能将土壤中的 NH3 氧化成 HNO2进而将 HNO2 氧化成 HNO3，释放出的化学能将 CO2 和 H2O 合成糖类。(P105 正文下部)9科学家用含有 14C 的 CO2 追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径：CO2C3糖类。(P106 练习)10夏季晴朗的白天的中午，有些植物会关闭气孔，这直接限制暗反应；而早晨和黄昏，光照较弱，直接限制的是光反应。(P106拓展题)11松土有利于植物根系有氧呼吸从而更好地吸收矿质元素，但不利于水土保持和减缓温室效应，因为植物和微生物有氧呼吸会产生更多二氧化碳。(P108 知识迁移)自我诊断判一判1有关细胞呼吸的正误判断(1)(2019
4、全国卷，T2A)马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖。()解析：马铃薯块茎无氧呼吸的产物只有乳酸(2)(2018全国卷，T5C)有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸。()解析：有氧呼吸的产物是 CO2 和 H2O；无氧呼吸的产物是 CO2和酒精或乳酸。(3)水是有氧呼吸的产物，也是有氧呼吸的反应物。()(4)各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。()(5)细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸。()(6)人体剧烈运动时，CO2/O21，即 CO2 既可在线粒体又可在细胞质基质中产生。()(7)及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。()(8)无氧和零下低温环境有利于水果的保
5、鲜。()2有关光合作用的正误判断(1)叶片在 640660 nm波长光下释放 O2是由叶绿素参与光合作用引起的。()(2)用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素。()(3)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。()(4)真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的，暗反应是在叶绿体基质中进行的。()(5)光反应为暗反应提供H和 H2O。()(6)离体的叶绿体基质中添加 ATP、H和 CO2 后，可完成暗反应。()(7)适宜条件下光合作用过程中 C5/C3 的比值，停止供应 CO2 后比停止前高。()(8)降低光照将直接影响到光反应的进行，从而影响暗反应，改变 CO2 浓度则直接影响
6、暗反应的进行。()3有关光合作用与细胞呼吸综合应用的正误判断(1)CO2 的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6 分解成 CO2 的过程发生在线粒体中。()(2)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和 ATP。()(3)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量。()(4)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。()(5)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内 CO2 浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。()高频命题点 1 光合作用与细胞呼吸原理及相互关系真题领航目
7、标方向导入高考1(2019全国卷，2)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是()A马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成 ATPD马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生解析：B 本题以细胞呼吸相关知识为载体，考查运用所学知识和观点，解释某些生物学问题的能力；试题以马铃薯变酸为背景，体现了对生命观念素养中的结构与功能观的考查。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸，A 错误；其无氧呼吸第一阶段产生H和丙酮酸，并释放少量能量合成少量 ATP
8、，第二阶段H把丙酮酸转化为乳酸，B 正确，C 错误；氧气浓度升高，对无氧呼吸抑制作用增强，所以乳酸产生量减少、酸味产生减弱，D 错误。2(2019全国卷，3)将一株质量为 20 g 的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到 40 g，其增加的质量来自于()A水、矿质元素和空气 B光、矿质元素和水C水、矿质元素和土壤D光、矿质元素和空气解析：A 本题借助光合作用的原理与应用等知识，考查学生运用所学知识与观点，对生物学问题进行推理、判断的能力；试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作用等相关知识，体现了对生命观念素养中物质与能量观的考查。该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水
9、量的增加，干重增加量来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用 CO2(空气)和 H2O 合成的有机物。故选 A。3(2018全国卷，4)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是()A风干种子中有机物的消耗减慢B风干种子上微生物不易生长繁殖C风干种子中细胞呼吸作用的强度高D风干种子中结合水与自由水的比值大解析：C 风干种子中自由水含量减少，细胞呼吸强度降低，有机物消耗减慢，A 项正确、C 项错误；风干种子中自由水含量减少，其上微生物不易生长繁殖，B 项正确；风干种子中自由水含量减少，其结合水与自由水的比值较风干前大，D 项正确。4(2018全国卷，5)下列关于生物体中细胞呼
10、吸的叙述，错误的是()A植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成 ATP解析：C 植物在黑暗中既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，A 正确；食物链上某一营养级同化的能量大部分用于呼吸消耗，B正确；对于以糖类为底物的呼吸作用来说，有氧呼吸的产物是 CO2和 H2O，无氧呼吸的产物为乳酸或者酒精和 CO2，C 错误；植物光合作用的光反应阶段、有氧呼吸过程的第一、第二、第三阶段以及无氧呼吸第一阶段都可以合成 ATP，D 正确。5(2017全国卷，29)下图是表示某植物叶肉细
11、胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中、代表的物质依次是 _、_、_、_，H代表的物质主要是_。(2)B 代表一种反应过程，C 代表细胞质基质，D 代表线粒体，则 ATP 合成发生在 A 过程，还发生在_(填“B 和 C”“C 和D”或“B 和 D”)。(3)C 中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_。解析：(1)分析图示，A 过程为光合作用的光反应阶段，B 过程是光合作用的暗反应阶段。图中为水光解产生的 O2；由和 H2O产生与 NADPH(H，即还原型辅酶)可知，是 NADP；由转化成 ATP 可知，是 ADPPi；由与 CO2 结合生成 C3可知，为 C5。
12、呼吸作用过程中的H代表的物质主要是 NADH(还原型辅酶)。(2)光合作用的光反应阶段(A)可产生 ATP，而暗反应阶段(B)不产生 ATP。有氧呼吸的三个阶段都产生 ATP，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段(C)，线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段(D)。(3)在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。答案：(1)O2 NADP ADPPi C5 NADH(或答：还原型辅酶(2)C 和 D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸知识拓展培养学生科学探究能力1给甲植物浇灌 H182 O，发现叶肉细胞中出现了(CH182 O)。分析其最可能的转化途径是什么？_答案：H182 O 的
13、水参与细胞有氧呼吸第段，生成了 C18O2，然后进入 C3 再进入(CH182 O)。2.正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上后，请分析绿藻细胞的叶绿体中 CO2 的固定速率会_，ATP/ADP 的值会_。如果在右图中 A 时刻突然停止 CO2的供应，短时间内绿藻细胞中 C3 和 C5 含量变化分别与图中的_曲线变化一致。请分析原因。_答案：减慢 下降 a、b 原因是用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，H和 ATP 的产生停止，导致暗反应 C3的还原速率减慢，C3 在叶绿体内积累导致 CO2 的固定减慢；光反应停止，ATP 的生成减少，ATP/ADP 的值下降
14、；C3 含量变化与图中 a曲线一致，C5 含量变化与图中 b 曲线一致。原因是突然停止 CO2 供应，不再消耗 C5，C3 生成停止，而 C3 还原生成 C5 仍在进行，造成C3 减少 C5 积累。核心整合掌握必备生物知识1光合作用与细胞呼吸的过程(填空)过程图解(1)写出物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：H，f：C5，g：CO2，h：C3。(2)写出 AE 的具体反应场所：叶绿体类囊体膜、叶绿体基质、细胞质基质，线粒体基质、线粒体内膜。(3)根据上图可知光合作用和有氧呼吸过程中H和 ATP 的来源和去向光合作用有氧呼吸来源H2O 光解产生有氧呼吸第一、二阶段H去向还原 C3用于
15、第三阶段还原 O2来源光反应阶段产生 三个阶段都产生ATP去向用于 C3 的还原用于各项生命活动注意：a.细胞呼吸产生的 ATP 不能用于植物 C3 的还原。b细胞呼吸的底物是有机物并不只是糖类，糖类是主要的能源物质。c线粒体只能利用丙酮酸和H，不能吸收利用葡萄糖。(4)3 种元素的转移途径分析(5)光合作用与细胞呼吸在能量上的联系2外界环境变化时，C3、C5 和 ATP、H含量变化的分析方法(填空)(1)据卡尔文循环，叶绿体基质中 C3 的含量通常是 C5 的2 倍。(2)当光照强度或 CO2 浓度改变后，短时间内 C3 和 C5 的含量均可发生变化。无论分析哪种物质的含量变化，都要从生成和
16、消耗两个角度分析。C3 产生于 CO2 的固定过程，消耗于 C3 的还原过程；C5 产生于 C3 的还原过程，消耗于 CO2 的固定过程。光照二氧化碳浓度条件强弱弱强高低低高C3增加减少减少增加C5减少增加增加减少ATP、H减少增加增加减少考向立意突显科学思维和科学探究能力的考查考向一 以细胞呼吸的原理及应用为载体，考查学生的学科素养及理解能力1将酵母菌研磨、离心分离后，得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物质(含细胞器)。把等量上清液、沉淀物和未离心处理的匀浆分别放入甲、乙、丙 3 支试管中，进行 4 组实验。下列对该实验的叙述，正确的有()A实验一：向 3 支试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液，只
17、有乙没有反应B实验二：向 3 支试管中分别滴加等量的丙酮酸，只有甲没有反应C实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，甲、乙没有反应D实验四：在隔绝空气的条件下，重复实验二，甲、乙、丙都没有反应解析：A 本题考查了学科核心素养的科学探究，难度适中。葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，在有氧的条件下，丙酮酸进入线粒体，被彻底氧化分解，葡萄糖不能直接进入线粒体，A 项正确，B 项错误；在无氧的条件下，在细胞质基质中可以进行无氧呼吸，葡萄糖被分解为酒精和二氧化碳，C、D 项错误。2“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。下图
18、所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识分析，下列说法正确的是()Aab 段为有氧呼吸，bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd 段为无氧呼吸B运动强度大于 c 后，肌肉细胞内 CO2 产生量将大于 O2 消耗量C无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP 中D若运动强度长时间超过 c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力解析：D 本题考查了学科核心素养的科学思维和社会责任，难度适中。人体在生活状态下始终以有氧呼吸为主，A 项错误；人体细胞无氧呼吸只产生乳酸，不产生二氧化碳，有氧呼吸消耗的 O2量始终与产生的 CO2 量相等，B 项错误；无氧呼吸不能彻底将有
19、机物分解，大部分能量仍储存在乳酸中，C 项错误；分析图中曲线可知，若运动强度长时间超过 c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力，D 项正确。判断细胞呼吸类型的方法(以葡萄糖为底物)根据物质的量的关系根据反应物和产物判断不消耗 O2消耗 O2，产生 CO2消耗氧气或产物中有水，一定是有氧呼吸无 CO2 产生，一定为乳酸发酵耗 O2 量产生 CO2 量有氧呼吸产物中有酒精或乳酸，一定是无氧呼吸产生 CO2，一定为酒精发酵耗 O2 量产生 CO2 量既有有氧呼吸，又有无氧呼吸考向二 以光合作用原理及应用为载体，考查学生的学科素养的分析能力3某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。对其叶片进行红光照射，
20、光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，将其与正常叶片相比，实验结果是()A光吸收差异显著，色素带缺第 2 条B光吸收差异不显著，色素带缺第 2 条C光吸收差异显著，色素带缺第 3 条D光吸收差异不显著，色素带缺第 3 条解析：B 本题考查了学科核心素养的科学思维探究，难度适中。叶黄素主要吸收蓝紫光，色素层析后，位于滤纸条上(从上到下)的第二条色素带，B 项正确。4景天酸代谢(CAM)途径属于某些植物特有的 CO2 固定方式：夜晚气孔开放，通过一系列反应将 CO2 固定于苹果酸，并储存在液泡中(甲)；白天气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出 CO2，供叶绿体的暗反应(乙)。下列关于这类植物的叙述错
21、误的是()A在夜晚，叶肉细胞能产生 ATP 的细胞器只有线粒体B景天酸代谢途径的出现，可能与植物适应干旱条件有关C给植物提供 14C 标记的 14CO2,14C 可以出现在 OAA、苹果酸、C3 和有机物中D在上午某一时刻，突然降低外界的 CO2 浓度，叶肉细胞中C3 的含量短时间内会降低解析：D 夜晚叶肉细胞只能通过细胞呼吸产生 ATP，即产生ATP 的细胞器是线粒体，A 正确；具有景天酸代谢途径的植物，气孔白天关闭，可以减少蒸腾作用，夜晚气孔张开吸收 CO2，因此可以适应干旱的环境条件，B 正确；晚上气孔开放，14CO2 进入细胞后在细胞质基质中与 PEP 结合生成 OAA，然后再转化为苹
22、果酸而被固定，白天苹果酸运出液泡后放出 14CO2，一些 14CO2 与 C5 结合生成C3，一些 C3 被还原生成有机物，即 14CO214C3(14CH2O)，C 正确；上午突然降低外界的 CO2 浓度，对于该叶肉细胞来说，其暗反应不受影响，即 C3 的含量不受影响，D 错误。考向三 以光合作用与呼吸作用的联系为载体，考查学生综合分析问题和解决问题的能力5如图为植物细胞代谢的部分过程简图，为相关的生理过程。请据图回答：(1)过程的发生需要满足两个条件，一是具有相当于半透膜的结构，二是_。(2)若植物的生活环境中缺少镁，在过程中首先会受到显著影响的是过程_。(3)图中过程表示_，过程的正常进
23、行除需要过程提供的_以外，还需要_(物质)。(4)图中和合称为_，其与和合称的方式虽然不同，但实质相同，二者的实质都是_。对于乳酸菌来说_(填“能”或“不能”)发生过程，请写出乳酸菌进行无氧呼吸的总反应式：_。(5)如果单位时间内叶肉细胞中过程 O2 的产生量小于过程O2 的消耗量，则该细胞内有机物的总量将_。(6)实践中发现，炎热的环境往往会减慢光合速率，其原因可能是_。解析：(1)据图分析，表示细胞通过渗透作用吸水，发生的两个基本条件是：有半透膜、半透膜两侧的溶液具有浓度差。(2)(3)表示光反应阶段，表示暗反应阶段，Mg 是合成叶绿素的成分，若植物缺 Mg 则叶绿素的合成受到影响，首先会
24、影响光反应。暗反应需要光反应提供 ATP 和H，同时还需要多种酶的催化。(4)图中表示有氧呼吸过程，表示无氧呼吸过程，有氧呼吸和无氧呼吸的本质都是分解有机物，释放能量，生成 ATP。乳酸菌是厌氧菌，只能进行乳酸发酵，不能进行图中的过程酒精发酵。(5)如果单位时间内叶肉细胞中 O2 的产生量小于过程 O2 的消耗量，说明净光合速率小于 0，则该细胞内有机物的总量将减少。(6)炎热会增加蒸腾作用失水，导致部分气孔关闭，减少 CO2 的摄入，导致光合速率减慢。答案：(1)膜内溶液浓度高于膜外溶液浓度(或“半透膜两侧的溶液具有浓度差”)(2)(3)水在光下分解 H(或“NADPH”)、ATP 多种酶(
25、4)有氧呼吸 分解有机物，释放能量，生成 ATP 不能 C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)能量(5)减少(6)炎热会增加蒸腾作用失水，导致部分气孔关闭，气孔关闭会减少 CO2 的摄入，从而减慢光合速率高频命题点 2 影响光合作用的环境因素曲线分析真题领航目标方向导入高考1(2018全国卷，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于 a 时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_。(2)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_。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_。(
26、4)某植物夏日晴天中午 12：00 时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。解析：(1)由题图可知，乙的光饱和点及光补偿点都比甲低，因此甲、乙两种植物在光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于 a 时，甲种植物光合作用强度高于乙种植物，因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知，甲种植物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，甲种植物净光合速率下降幅度较大。(3)乙种植物的光补偿点较低，所以更适合在光照较弱的林下种植。(4)夏日晴天中午温度过高，气孔部分关闭，因此进入叶肉细胞
27、的 CO2 不足，叶片的光合速率明显下降。答案：(1)甲(2)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，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO22(2018，全国卷，29)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
28、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”)。解析：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质为叶绿体中的色素，分布于类囊体膜上，主要吸收蓝紫光和红光。(2)由图可知，叶面积系数小于 a 时，群体干物质积累速率和群体光合速率都在增加；叶面积系数超过 b 时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，因此群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。(3)植物光合作用吸收与呼吸释放的 CO2 量相等时所需要的光照强度即光补偿点。通常，与阳生植物相比，阴生植物的光饱和点及光补偿点都
29、比较低，即达到此点需要的光照强度低。答案：(1)类囊体膜 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)低知识拓展培养学生理解光合作用的能力1绿色植物光合作用时，光照减弱，ATP/ADP，NADPH/NADP的值会发生什么变化？_答案：光照减弱时，ATP、NADPH 产生减少，同时暗反应又利用 ATP、NADPH 生成 ADP、NADP增多，所以比值均下降。2生长环境中的 CO2 浓度由 1%降低到 0.03%时，植物的光饱和点和光补偿点如何变化，原因是什么？_答案：光饱和点降低，因为 CO2 浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的 ATP 和H
30、少。光补偿点升高，因为在合成有机物的量不变时，CO2 浓度降低，所需要的光照强度增大。核心整合掌握必备生物知识1影响光合作用因素的相关曲线分析(填表)影响因素原理图像图像解读光照强度影响光反应段 ATP、H的产生，进而制约暗反应阶段P 点的限制因素：外因：温度、CO2的供应量等；内因：色素含量、酶的数量和活性、C5 的含量等CO2浓度影响暗反应阶段 C3 的生成P 点的限制因素：外因：温度和光照强度等；内因：酶的数量和活性、C5 的含量、色素含量等温度通过影响 酶 的 活 性 来影响光合作用P 点对应的温度为进行光合作用的最适温度2.真正(总)光合速率、表观(净)光合速率与呼吸速率(填空)(1
31、)各种速率的表示方法及相互关系a呼吸速率：有机物或 O2 消耗量、CO2 产生量。b净光合速率：有机物积累量、O2 释放量、CO2 吸收量。c总光合速率：有机物或 O2 产生量、CO2 消耗量。d总光合速率净光合速率呼吸速率。(2)解读真正(总)光合速率、表观(净)光合速率与呼吸速率的关系二者均使空气浑浊3在相对密闭环境(或开放环境)中一昼夜 CO2 含量的变化曲线图分析(O2 变化与 CO2 变化相反)(填空)(1)图中实线表示密闭环境中 CO2 的含量变化，光合速率与呼吸速率相等的点是C、E，有机物积累量最大的点是E；N 1、N 2、N 3 三个点中，植物能生长的是N 3，理由是 N3 点
32、低于 M 点，有机物总量增加，植物生长。(2)图中虚线开始进行光合作用的点是 B，光合速率与呼吸速率相等的点是 C、E，一昼夜有机物的积累量是S1S2S3。D 点时，CO2 的含量下降的原因是夏季中午光照过强，叶肉细胞部分气孔关闭，导致 CO2 供应不足，光合速率下降。考向立意突显科学思维能力的考查考向一 以影响光合作用的环境因素为载体，考查学生分析曲线获取信息的能力1(2019衡水，信息卷)某科研人员将生理状态、大小以及棉铃(果实)数基本相同的棉花植株随机分成 6 组，其中 5 组去除不同比例的棉铃，3 天后对各组棉花叶片的有关变量进行测量，结果如图所示。回答下列问题：(1)该实验的因变量是
33、_。不去除棉铃组在该实验中的作用是_。(2)分析图 1 信息，棉花叶片的光合速率与去除棉铃的百分率之间呈_(填“负相关”或“正相关”)。结合图 1 和图2 信息，随着去除棉铃的百分率的提高，棉花叶片中淀粉和蔗糖占干重的百分率却提高，请给出一个合理的解释：_。(3)若给棉花植株提供 H182 O，一段时间后在棉花叶片中可检测到含 18O 的淀粉和蔗糖，请写出 18O进入淀粉和蔗糖的路径：_。解析：棉花植株的叶片光合作用的产物会运输到存储部位，棉铃是有机物的存储部位，因此去除棉铃会影响叶片光合作用产物的输出，进而导致叶片内蔗糖和淀粉等有机物积累增多。答案：(1)叶片固定 CO2 的速率(或叶片的光
34、合速率)、叶片中淀粉和蔗糖占叶片干重的百分率(空白)对照(2)负相关 叶片光合产物利用量减少，输出量降低，进而在叶片中积累(意思合理即可)(3)H182 O 参与有氧呼吸第二阶段产生 C18O2,而 C18O2 参与光合作用产生18O 标记的葡萄糖等有机物，这些有机物再转化成淀粉和蔗糖(意思合理即可)考向二 以光合作用速率与呼吸作用速率为载体，考查学生对净光合作用的理解2某品种柑橘在 65 klx 光照强度下，净光合速率(单位略)随叶片温度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)温度通过影响与_有关酶的活性来影响净光合速率。净光合速率常用_表示。(2)为获得准确可靠的实验数据来绘制上述曲线，常
35、采取的措施有_。(3)在 1535 范围内，随着温度的增加，细胞对有机物的消耗速率在增加，但是净光合速率也在增加，原因是_。(4)研究发现，缺水、65 klx 光照强度、45 条件下测得的净光合速率远小于 a，此时光合作用的直接限制因素是_。解析：(1)温度不但影响与细胞呼吸有关酶的活性，还会影响与光合作用有关酶的活性。(2)减小误差的重要措施是遵循相同性原则，以避免因实验装置、实验材料的差异造成的误差；同时还要设置重复试验取平均值。(3)净光合速率实际(或总)光合速率呼吸速率，只有当实际(或总)光合速率的增加幅度大于呼吸速率的增加幅度时，净光合速率才会增加。(4)缺水、高温、强光照条件下，叶
36、片的气孔关闭，二氧化碳的吸收量减少，进而影响暗反应，致使光合速率下降。答案：(1)光合作用和细胞呼吸 O2 释放速率(或“CO2 吸收速率”“有机物积累速率”)(2)设置多组相同装置进行重复实验(3)实际(或总)光合速率的增加幅度大于呼吸速率的增加幅度(4)二氧化碳的吸收量高频命题点 3 细胞呼吸与光合作用的实验分析与设计真题领航目标方向导入高考1(2019全国卷，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_。(2)与 干旱 处 理前 相
37、比，干旱 处 理后 该 植物 的 光合 速 率会_；出现这种变化的主要原因是_。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由 ABA 引起的。请以该种植物的 ABA 缺失突变体(不能合成 ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。解析：本题借助影响光合作用的因素的相关知识，考查考生设计实验验证简单生物学事实的能力；通过对气孔开度减小原因的分析与探究，体现了科学探究素养中的方案探讨要素。(1)干旱处理后，该植物根细胞中溶质浓度增大，使根细胞的吸水能力增强。(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，从外界吸收的 CO2 减少，使该植物的光合速率降
38、低。(3)要验证干旱条件下 ABA 引起气孔开度减小，需要取 ABA 缺失突变体植株，在正常条件下测定其气孔开度，经干旱处理后，再测定其气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变；再将上述干旱处理后的 ABA 缺失突变体植株随机分为两组，一组不做处理(对照组)，一组进行 ABA 处理(实验组)，在干旱条件下培养一段时间后，测定两组的气孔开度，预期结果是实验组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。答案：(1)增强(2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的 CO2 减少(3)取 ABA 缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上
39、述干旱处理的 ABA 缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行 ABA 处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是 ABA 处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。2(2016全国卷)BTB 是一种酸碱指示剂。BTB 的弱碱性溶液颜色可随其中 CO2 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的 NaHCO3和 BTB 加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的 CO2 使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到 7 支试管中。其中 6 支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管
40、的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050 min 后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯 100 cm 的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50 min 后 1 号试管的溶液是浅绿色，则说明 2 至7 号试管的实验结果是由_引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，则说明 2 至 7 号试管的实验结果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中 X 代表的颜色应为_(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是_。(
41、3)5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_。解析：(1)依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。2 号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用；37 号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的 CO2 量与呼吸作用释放的 CO2 量的综合反映；1号试管为对照组，其中的 NaHCO3 可维持 CO2 浓度的相对稳定，27 号试管为实验组。综上所述，若 50 min 后，1 号试管的溶液是浅绿色，则说明 27 号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，说明 27 号试管的实验结果是不可靠的。(2
42、)2 号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗 CO2，但能通过呼吸作用释放 CO2，所以试管内 CO2 浓度最高，X 代表的颜色应为黄色。(3)5 号试管中的溶液颜色与对照组 1 号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。答案：(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的(2)黄色 水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中 CO2浓度高于 3 号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的 CO2 量相等。知识拓展培养学生实验探究能力1某小组欲探究在一定氧气浓度下植物细胞呼吸的类型，请你利用如图所示装置和合理的材料进行实验，写出实验设计
43、思路。_答案：取两组相同的上述装置分为甲、乙两组，两组植物均进行遮光处理(或将植物换成等量同种萌发的种子)，甲组烧杯中加入NaOH 溶液，乙组烧杯中加入等量蒸馏水，一定时间后测定两组装置中红色液滴移动的情况，并据此判断植物细胞呼吸的类型。2某同学做出的推测为适当遮光可能导致叶绿素含量增加。请设计一个实验验证该同学的推测是否正确，简单写出实验思路：_答案：提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的绿色叶片中的色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度是否发生变化及发生何种变化。核心整合掌握必备生物知识1绿叶色素的提取、分离(填空)(1)(2)结果2酵母菌呼吸方式测定的实验装置分析(填空)(1)图 1 中石
44、蜡或油膜密封玻璃容器的目的是将液体与空气隔绝。(2)图 2 中 NaOH 可以除去空气中的 CO2，澄清的石灰水能够检验气体中是否存在 CO2。(3)图 3 中甲瓶中加入酵母菌和葡萄糖溶液后不应立即与乙瓶相连通，目的是让酵母菌消耗掉甲瓶中的氧气，保证通入乙瓶的 CO2都是无氧呼吸产生的。3测定光合速率与呼吸速率(装置如下图，填空)考向立意突显学科素养和综合分析问题、解决问题的能力考向一 以光合作用与呼吸作用的实验为载体，考查学生科学思维和分析问题的能力1某小组同学利用如图装置探究酵母菌在不同温度下的发酵实验，取 200 mL 不同温度的无菌水倒入培养瓶，然后加入 15 g 葡萄糖及 5 g 干
45、酵母，混匀后放在相应温度下水浴保温，实验进行 20 min，观察现象如下表；回答下列问题：组别处理方法实验现象1冰水(0)没有气泡产生2凉水(10)只能看到少量气泡3温水(30)产生气泡，由慢到快，由少到多4热水(55)始终没有气泡产生(1)分析表格中实验现象，其根本原因是温度影响了_，从数据中分析_(填“能”或“不能”)得到酵母菌发酵的最适温度。(2)实验 3 的装置中最初液滴未移动，在 15 min 后液滴缓慢向_(填“左”或“右”)移动，整个过程细胞中产生该气体的场所有_。(3)有的同学认为实验组 1 和实验组 4 现象虽然相同，但原理不同，老师建议他进行实验验证，请简要写出实验思路：_
46、。若 _ 则证明他的观点是正确的。解析：(1)温度影响酵母细胞内酶的活性，进而影响无氧呼吸强度。从表中数据判断，该实验中 30 时气体产生量最快、最多，但不能确定酵母菌发酵的最适温度。(2)实验 3 的装置中最初液滴未移动，说明进行有氧呼吸，氧气消耗量等于二氧化碳产生量；在 15 min后液滴缓慢向右移动，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，整个过程细胞中产生二氧化碳的场所有线粒体基质和细胞质基质。(3)实验组 1 中低温致使酶活性较低，空间结构不变，实验组 4 中酶在高温下变性失活，验证该假设，可将实验组 1 和实验组 4 放在 30 水浴中保温，一段时间后，观察气泡产生情况。若实验组
47、1 产生气泡，实验组 4 仍然没有气泡产生，则证明假设正确。答案：(1)酵母细胞内酶的活性 不能(2)右 线粒体基质和细胞质基质(3)将实验组 1 和实验组 4 放在 30 水浴中保温，一段时间后，观察气泡产生情况实验组 1 产生气泡，实验组 4 仍然没有气泡产生2为了探究环境因素对光合作用强度的影响，某生物兴趣小组按如下步骤进行了实验：取长势一致的菠菜绿叶，用打孔器打出 30 个直径 1 cm 的圆形叶片(避开大的叶脉)。取 3 只小烧杯并编号，分别加入 20 mL 适宜浓度的 NaHCO3溶液，向三只小烧杯中各放入 10 片圆形叶片，观察到叶片均浮在液面上。将三只小烧杯中的圆形叶片取出，用
48、真空泵抽去叶肉细胞间隙中的气体后放回小烧杯中，观察到叶片均下沉到烧杯底部。将 3 只小烧杯分别放到距离台灯(40W)10 cm、20 cm、30 cm处，观察并记录同一时间内 3 只小烧杯中圆形叶片上浮的情况。回答下列问题：(1)本实验探究的环境因素是_。(2)步骤向小烧杯中加入 20 mL 适宜浓度的 NaHCO3 溶液的目的是_；步骤将圆形叶片中的气体抽出的目的是_。(3)本实验以“小烧杯中圆形叶片上浮的情况”作为因变量的观察指标，原因是_。(4)若观察到步骤中 3 只小烧杯中圆形叶片均上浮，可在原有实验的基础上再增加分别距离台灯 40 cm、50 cm、60 cm 的 3 个实验组，其他
49、条件不变重复上述步骤。预测结果：随着小烧杯与台灯距离的增加，圆形叶片上浮的数量_。解析：(1)由实验步骤可知，该实验的自变量是灯泡与装置的距离，即光照强度。(2)加入适宜浓度的 NaHCO3 溶液的目的是为光合作用提供二氧化碳，而将圆形叶片中的气体抽出的目的是排除原有气体对实验的影响。(3)叶片进行光合作用，释放出的氧气充满叶肉细胞间隙，叶片上浮。(4)随着小烧杯与台灯距离的增加，光照强度减弱，所以圆形叶片上浮的数量减少。答案：(1)光照强度(2)为光合作用提供二氧化碳 排除原有气体对实验的影响(3)叶片进行光合作用，释放出的氧气充满叶肉细胞间隙，叶片上浮(其他合理叙述也可)(4)减少考向二
50、以相关实验为载体，考查学生设计实验的能力3为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径 1 cm)、注射器、40 W 台灯、烧杯、4%NaHCO3 溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：上浮的叶圆片数量(片)时间蒸馏水0.5%NaHCO31%NaHCO31.5%NaHCO32%NaHCO32 min07111044 min01516137该实验的目的是_，实验检测指标是：_。有哪些措施可以减少实验误差？_。(至少写出二项)有同学认为叶片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了 CO2 导致叶片上
51、浮的。根据实验结果判断该观点是否正确？并说明理由：_。(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有_。(答出 2 个)解析：分析表格：本实验的自变量为不同浓度的 NaHCO3 溶液，因变量是单位时间内叶圆片上浮数量，由于 NaHCO3 溶液是提供二氧化碳，单位时间内叶圆片上浮数量表示的是净光合速率，故本实验探究的是研究 CO2浓度(或 NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响，结合题干条件，本实验还可探究光照强度、光质对光合速率的影响。(1)由分析可知：该实验探究的是研究 CO2 浓度(或 NaHCO3 浓度)对叶片光合速率的影响。本实验的自变量为不同浓度的 NaHCO3溶液，因变量是单位时间内叶
52、圆片上浮数量，故主要通过重复实验和控制无关变量来减少实验误差，如果打孔器打出的叶片数量足够多，每组实验重复几次，记录的数据取平均值。有同学认为叶片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了 CO2 导致叶片上浮的，该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶片一样进行了呼吸作用，却没有叶片浮起，叶片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶片内氧气增多。(2)结合题干，本实验还可探究光照强度、光质对光合速率的影响。答案：(1)研究 CO2 浓度(或 NaHCO3 浓度)对叶片光合速率的影响 相同时间内烧杯中叶片浮起的数量 用打孔器打出的叶片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取
53、平均值 该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶片一样进行了呼吸作用，却没有叶片浮起，叶片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶片内氧气增多(2)光照强度、光的性质4如图是在一定温度条件下测定特定生物呼吸作用和光合作用强度的装置图(呼吸作用的底物为葡萄糖，不考虑装置内微生物的影响)。请回答下列相关问题：(1)图 1 装置中 X 为清水，一段时间后(小鼠存活)玻璃管中红色液滴_(填“向左”“向右”或“不移动”)，原因是_。(2)若图 1 装置中 X 仍为清水，将小鼠换成含有酵母菌的培养液，则玻璃管中红色液滴的变化情况是_，原因是酵母菌是_生物。(3)如果要在上述(2)的基础上测定
54、酵母菌有氧呼吸释放 CO2 的量，该如何改动图 1 装置？_。(4)若图 2 装置的锥形瓶中植物能正常生长，则 Y 应为_，这种情况下玻璃管中红色液滴将向右移动，原因是_。(5)光补偿点是指光合作用过程中吸收的 CO2 与呼吸过程中放出的 CO2 相等时的光照强度。请用多套图 2 装置设计实验初步估测该植物的光补偿点大小(已知实验所用光照强度分别为 200 lux、500 lux、800 lux、1 100 lux、1 400 lux、1 700 lux，用液滴移动的距离来表示气体变化量)。写出实验设计思路，并从数学模型角度进行结果分析。解析：(1)图 1 中的小鼠进行有氧呼吸吸收的 O2 量
55、与释放的 CO2量相等，且产生的 CO2 不会被烧杯中的清水吸收，所以装置中的气体体积不变，红色液滴不移动。(2)将小鼠换成含酵母菌的培养液，X仍然是清水，由于酵母菌是兼性厌氧型微生物，开始时进行有氧呼吸，红色液滴不移动；后来进行无氧呼吸，产生了 CO2，使得装置中气体体积增大，则红色液滴右移。(3)根据题(2)分析可知，若将图1 装置中的清水换成氢氧化钠溶液，小鼠换成含酵母菌的培养液，其他条件不变，可以用红色液滴的移动距离来测定酵母菌有氧呼吸释放 CO2 的量。(4)若图 2 装置的锥形瓶中植物能正常生长，说明植物的光合作用大于呼吸作用，则 Y 应为 CO2 缓冲液，由于光合作用产生的 O2
56、量大于呼吸作用消耗的 O2 量，则红色液滴右移。(5)测定光补偿点需要设计一段光照强度梯度的实验，分别进行测定光合速率的实验，然后根据描点法绘制成曲线图，曲线与横坐标交点处的光照强度即为该植物的光补偿点。答案：(1)不移动 小鼠细胞呼吸吸收的 O2 量与释放的 CO2 量相等(2)刚开始红色液滴不移动，一段时间后向右移动 兼性厌氧型(3)用 NaOH 溶液代替清水，其他条件不变(4)NaHCO3 溶液 光合作用产生的 O2 量大于呼吸作用消耗的 O2 量(5)实验设计思路：取7 套装置在 Y 中各加入一定浓度的 CO2 缓冲液(或一定浓度 NaHCO3溶液)将整个装置分别放在 0 lux、20
57、0 lux、500 lux、800 lux、1 100 lux、1 400 lux、1 700 lux 光照下相同时间，记录液滴移动的距离。结果分析：以横坐标表示光照强度，纵坐标表示 O2 的吸收或释放量，用描点作图法将所得数据连接成曲线。曲线与横坐标交点处的光照强度即为该植物的光补偿点。1下列有关生物新陈代谢中的生理过程的叙述，正确的是()A真核生物产生 CO2 的场所为线粒体，无氧呼吸不产生 CO2B人体在剧烈运动后的肌肉酸痛，是肌细胞无氧呼吸产生的乳酸所致C细胞中的有机物在氧化分解时，储存在其中的能量在短时间内全部释放D自由水与结合水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关解析：B 本
58、题考查了学科核心素养的生命观念与科学思维，难度适中。真核生物进行有氧呼吸产生 CO2 的场所为线粒体，进行无氧呼吸产生 CO2 的场所为细胞质基质，A 项错误；人体在剧烈运动后的肌肉酸痛，是肌细胞无氧呼吸产生的乳酸所致，B 项正确；细胞中的有机物在通过有氧呼吸被氧化分解时储存在其中的能量逐步释放，而通过无氧呼吸被氧化分解时，储存在其中的能量仅在第一阶段有少量的释放，C 项错误；自由水与结合水含量的比值增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，但植物的抗寒性减弱，D 项错误。2下图是向含有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的 O2后，O2 的消耗量和 CO2 的产生量的变化曲线图。据图判断，下列相关分析
59、正确的是()A曲线、分别表示 O2 的消耗量和 CO2 的产生量BO2 浓度为 b时，约有 2/3 的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵CO2 浓度为 c时，酵母菌产生的 CO2 全部来自线粒体基质DO2 浓度为 d 时，细胞呼吸形成的 ATP 全部来自线粒体解析：B 本题考查了学科核心素养的科学思维，难度适中。酵母菌为兼性厌氧菌，其进行有氧呼吸消耗 O2，产生 CO2，进行无氧呼吸，产生 CO2，当 O2 浓度小于 d 时，曲线均高于曲线，说明曲线表示总的呼吸产生的 CO2，曲线表示有氧呼吸作用过程中 O2 的消耗量，A 项错误；O2 浓度为 b时，O2 的消耗量为 6 mol，CO2 的产生量为
60、10 mol，说明有氧呼吸消耗的葡萄糖为 1 mol，无氧呼吸 CO2 的产生量为 4 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖为 2 mol，即约有 2/3 的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵，B 项正确；O2 浓度为 c时，O2 的消耗量为 10 mol，CO2 的产生量为 12 mol，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，其产生的 CO2 来自细胞质基质和线粒体基质，C 项错误；O2 浓度为 d时，O2 的消耗量和 CO2 的产生量相等，说明其只进行有氧呼吸，细胞呼吸形成的 ATP来自细胞质基质和线粒体、D 项错误。3下列有关叶绿体和线粒体内部分代谢活动的叙述，正确的是()A 叶 绿 体 内：CO2
61、C3C6H12O6，线 粒 体 内：C6H12O6C3CO2B两种细胞器都与能量转换有关，且其能量转换都只发生在膜上CATP 和H在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生D叶绿体代谢产生的水可以被线粒体利用，线粒体代谢产生的水也可以被叶绿体利用解析：D 本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维，难度适中。在叶绿体基质内进行光合作用的暗反应阶段，会发生CO2C3C6H12O6，C6H12O6C3(丙酮酸)发生在细胞质基质中，C3(丙酮酸)CO2 发生在线粒体基质内，A 项错误；两种细胞器都与能量转换有关，但能量转换不都在生物膜上，如光合作用中暗反应和有氧呼吸第二阶段都有能量转换，
62、却都不在膜上发生，B 项错误；光合作用中 ATP 和H在叶绿体中随水的分解而产生，但在线粒体中，水的生成在第三阶段，是通过消耗H而产生 ATP，C 项错误；叶绿体代谢产生的水如果进入线粒体，可以被线粒体利用，线粒体代谢产生的水如果进入叶绿体，也可以被叶绿体利用，D 项正确。4科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A光照强度增大是导致 ab 段、lm 段 Pn 增加的主要原因B致使 bc 段、mn 段 Pn 下降的原因是气孔关闭C致使 ef 段、op 段 Pn 下降的原因是光照逐渐减弱D适时浇水、增施农家肥是提
63、高大田作物产量的重要措施解析：B 本题考查了学科核心素养的科学思维，难度适中。大棚栽培条件下的油桃在 bc 段 Pn 下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量 CO2，使大棚内密闭环境中 CO2 浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在 mn 段 Pn 下降，是环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收 CO2。5随着大量使用化肥加之淡水资源匮乏，土壤次生盐碱化日益成为困扰农业、林业的世界性问题，为此某生物小组用碱性盐NaHCO3 以枸杞幼苗为材料做了下列模拟实验，实验结果如下表所示(根冠比为植物地下部分与地上部分干重比值)。下列相关叙述正确的是()处理浓度NaHCO3(molL1)净生长量(cm)整株干
64、重(g)根冠比蒸腾作用(mmolm2s1)叶片厚度(m)011.8034.830.5411.2129.2515013.0932.400.819.8545.713008.8022.440.777.9645.714503.7517.301.085.6538.55A.盐碱对枸杞生长产生抑制作用B盐碱化可能导致枸杞保卫细胞的损伤C叶片加厚不利于枸杞对盐碱环境的适应D高浓度条件下根冠比的增大主要是由根系的生长引起的解析：B 本题考查了学科核心素养的科学思维和社会责任，难度适中。分析表格中的数据，当 NaHCO3 处理浓度为 150 mmol/L时，植株的净生长量是大于空白对照组的，说明该浓度的 NaHC
65、O3促进枸杞生长，A 项错误；随着 NaHCO3 浓度增加，蒸腾作用降低，很有可能是保卫细胞失水损伤后，导致的气孔关闭，B 项正确；叶片加厚应是利于枸杞对盐碱环境的一种适应方式，C 项错误；高浓度条件下根冠比的增大可能是根系的生长加快，也可能是地上部分生长被抑制引起的，D 项错误。6自然界中的酵母菌种类繁多且分布很广，是人类在发酵中常用的菌种。请回答下列问题：(1)图甲是酵母菌的结构示意图，酵母菌是_(填“原核”或“真核”)生物，判断依据是_(2)酵母菌繁殖时，主要进行_呼吸，其发生的场所是_。(3)实验室用两种方式以葡萄糖为原料利用酵母菌发酵生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没
66、有氧气，其余条件均相同且适宜。实验过程中每隔 1 h 分别测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如下图所示的坐标图。在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为_；甲、乙两发酵罐分别在_(填时间)的无氧呼吸速率最快。要鉴别发酵罐中是否有酒精产生需用酸性_色的_ 试 剂，若 有 酒 精，则 发 酵 罐 中 液 体 的 颜 色 变 为_。由甲、乙发酵罐中的实验结果可以得出，要提高酒精的产量需_。解析：1.分析曲线图：甲发酵罐中保留一定量的氧气，随着时间的推移，氧气含量逐渐减少，酵母菌的无氧呼吸逐渐增强，且在第 5小时无氧呼吸速率最快，实验结束时甲发酵罐中产生的酒精量为 18
67、mol；乙发酵罐中没有氧气，一开始就进行无氧呼吸产生酒精，并且在第 3 小时无氧呼吸速率最快，实验结束时乙发酵罐中产生的酒精量为 15 mol。由此可见，向葡萄糖溶液中通入少量的氧气可以提高酒精的产量。2.计算时根据无氧呼吸酒精发酵：C6H12O6酶 2C2H5OH2CO2能量；有氧呼吸：C6H12O66O26H2O酶 6CO212H2O能量进行解答。(1)图甲是酵母菌的结构示意图，酵母菌是真核生物，真核细胞均具有核膜包被的成形的细胞核。(2)酵母菌在有氧气的条件下进行有氧呼吸从而大量繁殖，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(3)由题图可知，发酵罐中消耗的氧气是 6，产生的二氧化碳也是 6，
68、产生的酒精是 18，产生的二氧化碳也是 18，甲发酵罐产生的二氧化碳是 61824，乙发酵罐产生的酒精是 15，产生的二氧化碳也是15，乙发酵罐产生的二氧化碳为 15，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为 241585；曲线斜率最大时无氧呼吸速率也最快，因此图中看出甲、乙两发酵罐分别在 3 h、5 h 的无氧呼吸速率最快。酒精利用酸性重铬酸钾试剂鉴定，颜色由橙色变成灰绿色。由甲、乙发酵罐中实验结果可以得出，要提高酒精的产量需要首先通入少量的氧气让酵母菌有氧呼吸大量增殖，然后再密封无氧呼吸发酵产生酒精。答案：(1)真核 有以核膜为界限的细胞核(2)有氧 细胞质基质和线粒体(3)85
69、 第 5 h 和第 3 h 橙 重铬酸钾 灰绿色 通入少量的氧气7已知在光照条件下，叶绿体产生的 C5 除了进行暗反应外，还可以和 O2 反应，生成 C3 和 C2，C2 可进一步反应生成 CO2，该过程称为光呼吸。而一般的有氧呼吸可称为暗呼吸。请回答下列问题：(1)经检测，光呼吸产生 CO2 与暗呼吸产生 CO2 的场所相同，可推测叶绿体_(填具体部位)产生的 C2，需要先经过一系列反应，最终进入线粒体生成 CO2。为探明光呼吸过程中 C 的转化过程，可采用_法。(2)已知催化暗反应中 C5 和 CO2 结合以及催化光呼吸中 C5 和 O2结合的为同一种酶，CO2 和 O2 竞争该酶的同一个
70、活性部位，所以该酶不能区分 CO2 与 O2。据此推测，如果适当提高 CO2 浓度，对光呼吸的效应是_(填“促进”或“抑制)。(3)如果在正常温度和光照强度下，光呼吸作用过强不利于农作物积累有机物；但是也有观点认为，如果在强光照和干旱条件下，农作物会因蒸腾作用过强而使气孔关闭，此时光呼吸可以消耗光反应阶段生成的过剩_，又可以为暗反应提供原料，对植物有积极意义。(4)对在光下正常生长的叶片突然遮光，CO2 释放速率先达到一个峰值，后下降并稳定在某一个数值。请解释 CO2 释放速率变化的原因：_。解析：此题为信息题。从题中知光呼吸是 C5 和 O2 反应生成 C3和 C2，即可回答第一问，由(2)
71、题信息知 C5 和 CO2 结合与 C5 和 O2结合为同一种酶，增加 CO2 则 C5 和 O2 结合会减弱；光反应为暗反应提供H和 ATP，当突然遮光，则光合作用停止，光呼吸产生的C2 继续反应生成 CO2，同时细胞呼吸也生成 CO2，使 CO2 释放速率达到一个峰值，C2 反应完测只有细胞呼吸产生 CO2，所以就稳定在一个数值上。答案：(1)基质 同位素标记(2)抑制(3)H和 ATP(4)遮光使光合作用停止，光呼吸产生的 C2 继续反应生成 CO2；同时暗呼吸也生成 CO2，使 CO2 释放速率达到峰值。C2 消耗殆尽，光呼吸停止，只有暗呼吸，使 CO2 释放速率下降并稳定在某一个数值
72、热点三 光合作用与呼吸作用相关实验规律方法会总结1六种探究光合作用强度的实验设计方法(1)液滴移动法(气体体积变化法)黑暗条件下，装置甲中红色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量。适宜光照下，装置乙中红色液滴右移的距离代表净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率(2)黑白瓶法将装有水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此，真正光合作用量(光合作用总量)白瓶中氧气增加量黑瓶中氧气减少量。(3)叶圆片称重法原理测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成
73、量，如图所示，以有机物的变化量测定光合速率(S 为叶圆片面积)实验过程计算净光合速率(zy)/2S；呼吸速率(xy)/2S；真正光合速率净光合速率呼吸速率(xz2y)/2S(4)半叶法将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为 M A、M B，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，光照后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超出部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。(5)叶圆片上浮法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的
74、空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收 CO2 放出 O2，由于 O2 在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。(6)梯度法用一系列不同光照强度、温度或 CO2 浓度装置，可探究光照强度、温度或 CO2 浓度对光合作用强度的影响。2变量的控制方法光照光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制若确认 CO2 是光合作用的原料，应以 CO2 有无(如添加 NaHCO3 还是添加 NaOH 设置对照实验)为变量CO2若确认 C
75、O2 浓度对光合速率的影响，则应以不同浓度的 CO2 缓冲液为变量温度 不同温度可用不同恒温装置控制技能提升会应用1小球藻为单细胞绿藻，细胞呈球形或椭圆形，内有一个周生、杯状或片状色素体，以快速繁殖著称(能在 20 h 增长 4 倍)。某生物兴趣小组想通过自主创新实验探究小球藻的光合作用与呼吸作用等生理过程，现制作如下装置进行实验(实验前均抽除两装置中原有的空气)。(1)在已知酵母菌与乳酸菌生理特性的基础上，第一生物兴趣小组设置了如下对照实验：将装置一、二放在相同且适宜光照下 20 h，然后观察实验现象。请结合题干信息回答，此实验的自变量为_，因变量为_，无关变量为_(至少写两项)，观测指示为
76、_。(2)兴趣小组想进一步利用以上同样装置进行实验，继续观察小球藻呼吸作用过程中装置内气体的变化情况，在实验前提条件相同的情况下，在以上两装置的通气管正中央各加上一滴带荧光的红墨水滴。你认为哪个装置更为合适？_。为什么？_。此时实验装置应放在_环境中。解析：(1)酵母菌的有氧呼吸产物是 CO2、H2O，无氧呼吸的产物是 CO2、酒精；乳酸菌只能进行无氧呼吸，且产物只有乳酸。据此结合题意和实验装置可知：此实验的自变量为二氧化碳的有无，因变量为小球藻光合作用的速率(或光合作用的强度)，无关变量为试管中小球藻的初始数量、实验装置的气密性、锥形瓶中葡萄糖和菌类的混合液的量、温度等，观测指标为试管中小球
77、藻的数量变化。(2)装置一锥形瓶中的酵母菌进行细胞呼吸产生的 CO2 会对小球藻的呼吸作用实验观察造成干扰，而装置二锥形瓶中的乳酸菌进行无氧呼吸且无二氧化碳产生，不会对小球藻的呼吸作用实验观察造成干扰，因此装置二更为适合观察小球藻的呼吸作用。为了排除光合作用的影响，此时实验装置应放在黑暗的环境中。答案：(1)CO2 的有无 小球藻光合作用的速率(或光合作用的强度)试管中小球藻的初始数量、实验装置的气密性、锥形瓶中葡萄糖和菌类的混合液的量、温度 试管中小球藻的数量变化(2)装置二 因为相较于装置一，装置二锥形瓶中乳酸菌进行无氧呼吸且无二氧化碳产生，不会对小球藻的呼吸作用实验观察造成干扰 黑暗2某
78、研究小组采用“半叶法”对番茄叶的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射 6 小时后，在 A、B 的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重；分别记为 M A、M B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2h)。请分析回答下列问题：(1)M A表示 6 小时后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量；M B表示 6 小时后(_)(_)呼吸作用有机物的消耗量。(2)若 M M BM A，则 M 表示_。(3)总光合速率的计算方法是_。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路
79、。_解析：叶片 A 部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。叶片 B 部分不做处理，既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。分析题意可知，M B表示 6 小时后叶片初始质量光合作用有机物的总产量呼吸作用有机物的消耗量，M A表示 6 小时后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量，则 M BM A就是光合作用6 小时干物质的生成量(B 叶片被截取部分在 6 小时内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算总光合速率，即 M 值除以时间再除以面积。答案：(1)叶片初始质量 光合作用有机物的总产量(2)B 叶片被截取部分在 6 小时内光合作用合成的有机物总量(3)M/(截取面积时间)(4)将从测
80、定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开，一部分立即烘干称重，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率3为了研究在适宜的光照下，CO2 浓度及施氮量对植物总光合速率的影响，研究人员选取生理状态相同的某种植物若干，分为四组，分别设置不同的 CO2 浓度和施氮量，测算了净光合速率(Pn)，平均结果如图所示。根据图示，回答下列问题：(1)实验中每一组种植多盆植物并进行多次测定，其目的是_。(2)据图分析，最有利于植物积累有机物的条件组合是_。氮元素被该植物吸收后运送到叶肉细胞内可用于合成多种化合物，其中的 NADH 主要用于_。(3)要达到本实验目的，还需补充的实验
81、是_(写出实验思路)。解析：实验中种植多盆植物并进行多次测定的目的是减少实验误差对结果的影响。(2)由题图可知，高浓度 CO2 和 200 mgkg1 施氮量条件下净光合速率最大，最有利于积累有机物。NADH 是还原性氢，可以与 O2结合形成水。(3)完成实验需要算出总光合速率，所以还需要在黑暗条件下进行实验来测出植物的呼吸速率，实验思路是在黑暗条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率。答案：(1)减少实验误差对结果的影响(2)高浓度 CO2 和 200 mgkg1 施氮量 与 O2 结合形成水(3)在黑暗条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率4为研究油茶叶片
82、与果实关系对叶片光合作用及果实产量的影响，研究者进行了一系列实验。分析回答下列问题：(1)在油茶叶片叶绿体的_(填部位)可经卡尔文循环将CO2 转化为_，后者运输至油茶果实积累，叶片为“源”，果实是“库”。(2)研究者对油茶植株进行了处理，处理及结果如图所示：进行实验时，、组要选取相同高度、南面生长的树冠外层枝条作为实验材料，目的是_。、组结果表明，库源比(果与叶数目比)越大，叶片的净光合速率越_(填“高”或“低”)。研究者推测，摘除部分叶片后，剩余叶片的光合产物运输和分配到果实中的比例升高，这是由于植物体对源叶净光合速率进行了_调节。为确定符合生产需求的最佳库源比，研究者还需要测定三组实验的
83、_。解析：(1)卡尔文循环可将 CO2 转化为有机物，场所是叶绿体基质。(2)进行实验时，、组要选取相同高度、南面生长的树冠外层枝条作为实验材料，目的是保证各组叶片得到充足且相同强度的光照。根据图示、组结果表明，库源比(果与叶数目比)越大，叶片的净光合速率越高。研究者推测，摘除部分叶片后，剩余叶片的光合产物运输和分配到果实中的比例升高，这是由于植物体对源叶净光合速率进行了反馈调节。为确定符合生产需求的最佳库源比，研究者还需要测定三组实验的果实重量。答案：(1)基质 有机物(2)保证各组叶片得到充足且相同强度的光照 高 反馈 果实重量5某研究小组取大田土壤为栽培基质研究了外源氯离子浓度对白菜幼苗
84、光合作用的影响(其他条件设置为相同且最适)，实验结果见表：氯离子浓度(molL1)类别0(A 组)0.1(B 组)0.15(C 组)0.2(D 组)叶绿素 a(mgg1)1.171.040.660.32叶绿素 b(molm2s1)0.490.450.290.14气孔导度(molm2s1)0.3960.3240.1180.056胞间 CO2浓度(molm2s1)315305390410净光合速率(molm2s1)11.881.20.2注：气孔导度越大，气孔张开的程度越大。回答下列问题：(1)研究小组要获得白菜幼苗的总光合速率，请写出实验思路和计算方法：_。(2)若总光合速率与净光合速率的变化趋势
85、相似，则可根据检测指标中_的变化得出 C、D 两组光合速率的显著降低，并不是气孔导度显著降低引起的。进一步分析 C、D 两组总光合速率降低的原因，从光反应角度分析最可能的原因是_(答一点)。解析：(1)总光合速率净光合速率呼吸速率，因此，要测定白菜幼苗的总光合速率，需要在黑暗条件下测定白菜幼苗的呼吸速率后再加净光合速率。(2)若总光合速率与净光合速率的变化趋势相似，表中 C、D 组的气孔导度、净光合速率显著降低，总光合速率也显著降低，而胞间 CO2 浓度升高，可见气孔导度并不是引起光合速率下降的原因，进一步从光反应角度分析最可能的原因是较高浓度的氯离子使 C、D两组叶绿素含量显著降低，导致吸收的光能减少，光反应强度降低，所以总光合速率也降低。答案：(1)在黑暗条件下测定白菜幼苗呼吸速率后再加净光合速率(2)胞间 CO2 浓度 较高浓度的氯离子使 C、D 两组叶绿素含量显著降低，导致吸收的光能减少，光反应强度降低，所以总光合速率也降低