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2019年高考生物大一輪復習 第三單元 細胞的能量供應和利用 第10講 光合作用與細胞呼吸的綜合應用學案 [考綱要求]　光合作用與細胞呼吸的綜合應用。 1．物質名稱：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。 2．生理過程及場所 序號 ① ② ③ ④ ⑤ 生理 過程 光反應 暗反應 有氧呼吸 第一階段 有氧呼吸 第二階段 有氧呼吸 第三階段 場所 葉綠體類 囊體薄膜 葉綠體 基質 細胞質 基質 線粒體 基質 線粒體 內膜 1．光合作用與細胞呼吸中物質及能量轉化 (1)光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向 C：CO2有機物丙酮酸CO2 H：H2O[H](CH2O)[H]H2O O：H2OO2H2OCO2有機物 (2)光合作用與有氧呼吸中[H]和ATP的來源、去路 比較項目 來源 去路 [H] 光合作用 光反應中水的光解 用于暗反應中C3的還原 有氧呼吸 產生于第一、二階段 消耗于第三階段，與O2結合生成H2O ATP 光合作用 產生于光反應階段，其中的能量來自光能 用于暗反應過程中C3的還原，其中的能量轉變成有機物中穩(wěn)定的化學能 有氧呼吸 三個階段均能產生，但第三階段相對較多 用于各項生命活動(光合作用的暗反應除外) (3)光合作用與有氧呼吸中的能量轉化 2．不同光照條件下葉肉細胞的氣體代謝特點 曲線 光合作用強度與細胞呼吸強度的關系 氣體代謝特點 圖示 A點 只進行細胞呼吸 吸收O2，釋放CO2 AB段 細胞呼吸強度大于光合作用強度 吸收O2，釋放CO2 B點 細胞呼吸強度等于光合作用強度 不與外界發(fā)生氣體交換 B點后 光合作用強度大于細胞呼吸強度 吸收CO2，釋放O2 命題點一　光合作用與細胞呼吸基本過程的判斷 1．下圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖，下列敘述正確的是(　　) (CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量 A．過程①只能在線粒體中進行，過程②只能在葉綠體中進行 B．過程①產生的能量全部都儲存在ATP中 C．過程②產生的O2中的氧來自H2O D．過程①和②中均能產生[H]，且二者還原的物質相同 答案　C 解析　圖中過程①表示有氧呼吸過程，發(fā)生在細胞質基質和線粒體中，少數原核生物也能進行有氧呼吸，但是沒有線粒體。過程②表示光合作用，場所一般為葉綠體，但是藍藻沒有葉綠體也能進行光合作用，A項錯誤；有氧呼吸過程中產生的能量大部分以熱能的形式散失，少部分儲存在ATP中，B項錯誤；光合作用產生的(CH2O)中的氧全部來自二氧化碳，O2中的氧全部來自H2O，C項正確；光合作用光反應階段產生的[H]用于暗反應中三碳化合物的還原，有氧呼吸第一、二階段產生的[H]用于第三階段中氧氣的還原，D項錯誤。 2．(xx重慶第八中學月考)如圖表示細胞內部分物質轉變過程，相關描述正確的是(　　) A．能夠在生物膜上完成的過程是2、5、6、7、8 B．過程3、4的進行需要同種酶的催化 C．圖中7過程需要1過程的參與，而8過程中同時進行了2過程 D．在綠色植物的葉肉細胞內，線粒體通過2過程合成的ATP比葉綠體通過2過程合成的ATP用途單一 答案　C 解析　圖中2表示ATP的合成，可發(fā)生在線粒體內膜和類囊體薄膜上；5表示發(fā)生在線粒體內膜上的有氧呼吸的第三階段；6表示發(fā)生在類囊體薄膜上的光反應過程中的水在光下分解；7表示發(fā)生在葉綠體基質中的光合作用的暗反應階段；8表示無氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二階段，無氧呼吸的場所是細胞質基質，有氧呼吸的第一、第二階段分別發(fā)生在細胞質基質和線粒體基質中，A項錯誤；過程3表示轉錄，需要RNA聚合酶催化，過程4表示逆轉錄，需要逆轉錄酶催化，B項錯誤；圖中7過程需要ATP水解供能，即1過程的參與，8(細胞呼吸)過程中，有機物分解釋放的能量部分用于合成ATP，所以8過程中同時進行了2過程，C項正確；在綠色植物的葉肉細胞內，線粒體通過2過程合成的ATP可用于除了暗反應以外的細胞的各項生命活動，葉綠體通過2過程合成的ATP只能用于三碳化合物的還原，D項錯誤。 命題點二　以葉綠體和線粒體為載體分析光合作用與細胞呼吸的關系 3．下面是葉肉細胞在不同光照強度下葉綠體與線粒體的代謝簡圖，下列相關敘述錯誤的是(　　) A．細胞①處于黑暗環(huán)境中，該細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率 B．細胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2的交換，可斷定此時光合速率等于呼吸速率 C．細胞③處在較強光照條件下，細胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和 D．分析細胞④可得出，此時的光照強度較弱且N1小于M2 答案　D 解析　結合圖示可知，細胞①中僅線粒體中有氣體的消耗和生成，故應處在黑暗環(huán)境中，此時細胞單位時間內釋放的CO2量可表示呼吸速率，A項正確；細胞②沒有與外界進行氣體交換，此時光合速率與呼吸速率相等，B項正確；細胞③需要從外界環(huán)境吸收CO2，并向細胞外釋放O2，此時細胞所處環(huán)境的光照強度大于光補償點，細胞所利用的CO2包括細胞呼吸產生的N2和從環(huán)境中吸收的N1，C項正確；細胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細胞外吸收，說明此時細胞呼吸強度大于光合作用強度，細胞進行有氧呼吸和光合作用的過程中，O2的凈消耗量(吸收量)M2與CO2的凈生成量N1相等，D項錯誤。 4．如圖為植物的某個葉肉細胞中兩種膜結構及其上發(fā)生的生化反應模式圖。下列有關敘述正確的是(　　) A．圖1、2中的兩種生物膜依次存在于線粒體和葉綠體中 B．圖1中的[H]來自水，圖2中的[H]來自丙酮酸 C．兩種生物膜除產生上述物質外，還均可產生ATP D．影響圖1、2中兩種膜上生化反應的主要外界因素分別是溫度和光照 答案　C 解析　根據題圖所示信息可判斷，圖1所示是葉綠體的類囊體薄膜，其上進行的是光合作用的光反應，圖示生化反應是水的光解，[H]來自水。圖2所示是線粒體內膜，其上進行的是有氧呼吸的第三階段，[H]來自葡萄糖、丙酮酸和H2O，A、B項錯誤；在葉綠體的類囊體薄膜上進行光合作用的光反應，產生ATP，在線粒體內膜上進行有氧呼吸第三階段，產生大量ATP，C項正確；圖2表示線粒體內膜，其上進行的是有氧呼吸第三階段，不受光照影響，D項錯誤。 考點二　光合作用與細胞呼吸的綜合應用 1．真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的辨析 (1)內在關系 ①細胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。 ②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。 ③真正光合速率＝凈光合速率＋細胞呼吸速率。 (2)判定方法 ①根據坐標曲線判定 a．當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值的絕對值代表細胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。 b．當光照強度為0時，光合速率也為0，該曲線代表真正光合速率，如圖乙。 ②根據關鍵詞判定 檢測指標 細胞呼吸速率 凈光合速率 真正(總) 光合速率 CO2 釋放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗) 釋放量 產生量 有機物 消耗量(黑暗) 積累量 制造量、產生量 2.光合作用與細胞呼吸曲線中的“關鍵點”移動 (1)細胞呼吸對應點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。 (2)補償點(B點)的移動 ①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。 ②細胞呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。 (3)飽和點(C點)和D點的移動：相關條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時， C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。 3．植物光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析 (1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線 a點：凌晨，溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。 b點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。 bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。 d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現“午休”現象。 e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 fg段：沒有光照，光合作用停止，只進行細胞呼吸。 bf段：制造有機物的時間段。 ce段：積累有機物的時間段。 一晝夜有機物的積累量＝S1－(S2＋S3)。 (S1、S2、S3分別表示曲線和橫軸圍成的面積)。 (2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線 (注意：分析光合作用或細胞呼吸速率的變化時，應分析曲線變化趨勢的快慢，也就是斜率。) AB段：無光照，植物只進行細胞呼吸。 BC段：溫度降低，細胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。 CD段：4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度小于細胞呼吸強度。 D點：隨光照增強，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 DH段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。其中FG段表示“光合午休”現象。 H點：隨光照減弱，光合作用強度下降，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止。 I點低于A點：一晝夜，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細胞呼吸，植物能正常生長(若I點高于A點，植物不能正常生長)。 命題點一　真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的分析 1．(xx北京，2)某植物光合作用、細胞呼吸與溫度的關系如下圖。據此，對該植物生理特性理解錯誤的是(　　) A．細胞呼吸的最適溫度比光合作用的高 B．凈光合作用的最適溫度約為25 ℃ C．在0～25 ℃范圍內，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大 D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃ 答案　D 解析　由圖可知，細胞呼吸的最適溫度為50 ℃左右，光合作用的最適溫度為30 ℃左右，A項正確；由最上圖可知，植物體凈光合速率最適溫度約為25 ℃，B項正確；在0～25 ℃范圍內，總光合速率曲線的上升幅度比呼吸速率曲線上升幅度大，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的影響大，C項正確；由圖可以看出，當溫度超過45 ℃時，凈光合速率小于0，植物不能正常生長，D項錯誤。 2．圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間內CO2釋放量和O2產生總量的變化。圖乙表示藍藻光合速率與光照強度的關系，下列說法正確的是(　　) A．圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率 B．圖甲中，光照強度為d時，單位時間內細胞從周圍吸收2個單位的CO2 C．圖乙中，當光照強度為x時，細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體 D．圖乙中，限制e、f、g點光合作用速率的因素主要是光照強度 答案　B 解析　分析甲圖可知，光照強度為b時，CO2釋放量和O2產生總量相等，都為3個單位，細胞呼吸釋放的CO2首先供應葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，說明此時細胞呼吸大于光合作用，A項錯誤；光照強度為d時，水稻葉肉細胞光合速率大于細胞呼吸速率，光照強度為a時，CO2釋放量即為細胞呼吸速率，則光照強度為d時，O2產生總量為8個單位，需要消耗的CO2也為8個單位，所以單位時間內需從外界吸收CO2為2個單位，B項正確；圖乙中所示生物為藍藻，藍藻不含線粒體和葉綠體，C項錯誤；圖乙中，限制g點光合作用速率的因素不是光照強度，可能是二氧化碳濃度及溫度等，D項錯誤。 命題點二　光合作用與細胞呼吸曲線中“關鍵點”移動方向的分析　　　　　　　　　　　　　　　　　 3．已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，如圖表示30 ℃時光合作用與光照強度的關系。若溫度降到25 ℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應點a、b、d的移動方向分別是(　　) A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 答案　C 解析　圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和在光飽和點時的光合作用強度。由題干“光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃”可知，當溫度從30 ℃降到25 ℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增強，所以光飽和點(d點)時吸收的CO2增多，d點上移。b點表示光合作用強度＝細胞呼吸強度，在25 ℃時細胞呼吸強度降低，光合作用強度增強，在除光照強度外其他條件不變的情況下要使光合作用強度仍然與細胞呼吸強度相等，需降低光照強度，即b點左移。 4．(xx長沙明德中學質檢)下圖表示光照強度和CO2濃度對某植物光合速率的影響。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．曲線中a點轉向b點時，葉綠體中C3濃度降低 B．曲線中d點轉向b點時，葉綠體中C5濃度升高 C．ab段影響光合速率的主要因素是光照強度 D．bc段影響光合速率的限制性因素可能是溫度等其他條件 答案　B 解析　a點轉向b點時，光反應增強能提供更多的還原氫和ATP用于C3的還原，故C3濃度會下降；d點轉向b點時二氧化碳濃度增加，會有更多的C5用于二氧化碳的固定，故C5濃度會下降；ab段表示隨光照強度的增強，光合速率增加，故光照是影響光合速率的主要因素；bc段光照強度已經飽和，溫度等成為光合速率的影響因素。 命題點三　光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析 5．科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結果繪制成下圖。下列相關說法錯誤的是(　　) A．光照強度增大是導致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關閉 C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱 D．適時澆水、增施農家肥是提高大田作物產量的重要措施 答案　B 解析　早晨太陽出來后光照強度不斷增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A項正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太陽出來后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因為環(huán)境溫度過高導致氣孔關閉，不能吸收CO2，B項錯誤；15時以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強度逐漸減弱所致，C項正確；適時澆水從而避免植物因缺水導致氣孔關閉，增施農家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產量的重要措施，D項正確。 6．在天氣晴朗的夏季，將用全素營養(yǎng)液培養(yǎng)的植株放入密閉的玻璃罩內放在室外進行培養(yǎng)。每隔一段時間用CO2濃度檢測儀測定玻璃罩內CO2濃度，繪制成下圖所示的曲線(水平虛線表示實驗開始時玻璃罩內CO2濃度)。據圖得出的判斷不正確的是(　　) A．d點和h點表示光合速率等于呼吸速率 B．bc段和ab段曲線斜率差異可能主要是溫度造成的 C．光合速率最大值可能出現在h點 D．呼吸速率最小值可能出現在b點 答案　C 解析　圖中d點和h點時，玻璃罩內的CO2濃度達到平衡，此時光合速率等于呼吸速率，A項正確；在夜間只進行細胞呼吸，但是ab段上升速率快，而bc段變緩，這是由于凌晨溫度較低，細胞呼吸減弱，B項正確；h點時光合作用積累的有機物最多，但光合速率不是最大，C項錯誤；b點之前，CO2增加的速率快，b點之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸速率最小值可能出現在b點，D項正確。 重溫高考　演練模擬 1．(xx海南，5)關于生物體內能量代謝的敘述，正確的是(　　) A．淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成 B．人體大腦活動的能量主要來自脂肪的有氧氧化 C．葉肉細胞中合成葡萄糖的過程是需要能量的過程 D．硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量 答案　C 解析　淀粉是在淀粉酶的作用下被水解成葡萄糖的，該過程沒有ATP的生成，A項錯誤；人體大腦活動的能量主要來自葡萄糖的有氧氧化，B項錯誤；暗反應產生葡萄糖的過程需要光反應提供的能量，C項正確；硝化細菌生成有機物的能量來自其將NH3和HNO2氧化的過程，D項錯誤。 2．(xx四川，1)葉肉細胞內的下列生理過程，一定在生物膜上進行的是(　　) A．O2的產生 B．H2O的生成 C．[H]的消耗 D．ATP的合成 答案　A 解析　O2產生于光反應中，場所是葉綠體類囊體薄膜上，A項正確；生成H2O的生理過程較多，未必都在“生物膜”上進行，如蛋白質合成時產生水，其場所是核糖體，B項錯誤；消耗[H]的過程有有氧呼吸第三階段、無氧呼吸第二階段和光合作用暗反應，場所不一定有膜結構，如細胞質基質、葉綠體基質，C項錯誤；ATP的合成場所有細胞質基質、線粒體基質、線粒體內膜、葉綠體類囊體薄膜，不一定有膜結構，D項錯誤。 3．(xx海南，9)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能 B．葉溫在36～50 ℃時，植物甲的凈光合速率比植物乙的高 C．葉溫為25 ℃時，植物甲的光合作用與細胞呼吸強度的差值不同于植物乙的 D．葉溫為35 ℃時，甲、乙兩種植物的光合作用與細胞呼吸強度的差值均為0 答案　D 解析　植物光合作用所需要的能量都來自于太陽能，A項正確；分析曲線可知，葉溫在36～50 ℃時，植物甲的凈光合速率比植物乙的高，B項正確；光合作用與細胞呼吸強度的差值即凈光合速率，葉溫為25 ℃時，植物甲的凈光合速率小于植物乙的，C項正確；葉溫為35 ℃時，甲、乙兩種植物的光合作用與細胞呼吸強度的差值相等，均大于0，D項錯誤。 4．(xx重慶，4)將下圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下，細胞內外的CO2和O2濃度在短時間內發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是(　　) 注：適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖。 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強低于光補償點時，①③增大 C．光強等于光補償點時，②③保持不變 D．光強等于光飽和點時，②減小、④增大 答案　B 解析　在黑暗條件下，葉肉細胞只進行細胞呼吸，不進行光合作用，細胞吸收O2，釋放CO2，故①增大、④減小，A項正確；光補償點是指光合速率與呼吸速率相等時的光照強度，當光強低于光補償點時，光合速率小于呼吸速率，細胞吸收O2，釋放CO2，故①增大、③減小，B項錯誤；當光強等于光補償點時，光合速率等于呼吸速率，細胞不吸收O2，也不釋放CO2，②、③保持不變，C項正確；光飽和點是指光合速率達到最大時的最低光照強度，當光強等于光飽和點時，光合速率大于呼吸速率，細胞吸收CO2，釋放O2，②減小、④增大，D項正確。 5．(xx全國Ⅰ，30) 植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，回答下列問題： (1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現兩種植物的光合速率都降低，原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________。甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率________(填“大于0”、“等于0”或“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現植物的有氧呼吸增加，原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低　大于0 (2)甲種植物在光下進行光合作用釋放的O2，使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2增多時，有氧呼吸增加 解析　(1)在適宜條件下照光培養(yǎng)時，由于光合速率大于呼吸速率，導致密閉容器內CO2 濃度下降，進而導致光合作用速率降低。題干信息表明甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，因此甲種植物凈光合速率為0時(即CO2補償點時)的二氧化碳濃度已超過乙種植物的CO2補償點，因此其凈光合速率大于0。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，由于植物進行光合作用能釋放氧氣，因此植物的有氧呼吸增加。 1．關于光合作用和細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　) A．磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物 B．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 C．人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供 D．病毒核酸的復制需要宿主細胞的細胞呼吸提供能量 答案　C 解析　光合作用的光反應中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸，A項正確；光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與，B項正確；乳酸是無氧呼吸的產物，在人體內不能繼續(xù)分解供能，人體在劇烈運動時所需的能量是由葡萄糖分解提供的，C項錯誤；病毒無獨立的代謝系統(tǒng)，病毒核酸的復制所需要的能量由宿主細胞的細胞呼吸來提供，D項正確。 2．(xx天津南開中學模擬)下圖所示為甘蔗葉肉細胞內的系列反應過程，下列有關說法正確的是(　　) A．過程①產生[H]，過程②消耗[H]，過程③既產生也消耗[H] B．過程②只發(fā)生在葉綠體基質，過程③只發(fā)生在線粒體基質 C．過程①消耗CO2釋放O2，過程③消耗O2釋放CO2 D．若葉肉細胞內過程②的速率大于過程③的速率，則甘蔗的干重必然增加 答案　A 解析　過程①②③分別為光反應、暗反應和細胞呼吸，光反應中水的光解產生[H]，暗反應中C3的還原消耗[H]，細胞呼吸中第一、第二階段產生[H]，第三階段消耗[H]，A項正確；暗反應只發(fā)生在葉綠體基質中，細胞呼吸發(fā)生在細胞質基質和線粒體中，B項錯誤；光反應不消耗CO2，只是釋放O2，C項錯誤；葉肉細胞內過程②的速率大于過程③的速率，但甘蔗的干重不一定增加，因為甘蔗干重增加的條件是整個植株的有機物合成量大于消耗量，而圖示僅為葉肉細胞中能量代謝，D項錯誤。 3．下圖表示某高等綠色植物體內的部分生理過程，有關分析正確的是(　　) A．能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅰ、Ⅲ B．階段Ⅰ生成的[H]可作為還原劑用于⑤過程生成水 C．過程①、④、⑤可為葉肉細胞吸收Mg2＋等提供動力 D．過程③、④、⑤進行的場所分別是葉綠體基質、細胞質基質、線粒體 答案　A 解析　據圖可知，階段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表光反應、暗反應、細胞呼吸，過程①表示光反應產生ATP，②表示C3的還原，過程③～⑤分別表示二氧化碳的固定、無氧呼吸、有氧呼吸。能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅰ(光反應發(fā)生于類囊體薄膜上)、Ⅲ中的過程⑤(有氧呼吸的第三階段發(fā)生在線粒體內膜上)，A項正確；階段Ⅰ生成的[H]將在過程②中作為還原劑還原C3，不能用于⑤過程，B項錯誤；過程④和⑤都合成ATP，可為細胞吸收Mg2＋等提供動力，但過程①產生的ATP只能用于暗反應，C項錯誤；過程③進行的場所是葉綠體基質，過程④進行的場所是細胞質基質，過程⑤進行的場所是細胞質基質和線粒體，D項錯誤。 4．(xx武漢二中質檢)對某植物在不同環(huán)境條件下O2的吸收量和釋放量進行測定，結果如下表所示，下列對結果的分析不正確的是(　　) 光照強度(klx) O2變化量(mg/h) 溫度 0 5 10 10 ℃ －0.5 ＋3.0 ＋4.0 20 ℃ －1 ＋2.0 ＋5.0 A.在5 klx光照條件下5 h,10 ℃時光合作用產生的O2總量比20 ℃時多2.5 mg B．在20 ℃時，分別用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2增加量前者比后者多30 mg C．在10 ℃、10 klx光照4.8 h后，轉入20 ℃黑暗環(huán)境19.2 h，O2變化量為0 D．該實驗的自變量是光照強度、溫度和光照時間，CO2濃度等屬于無關變量 答案　D 解析　黑暗中單位時間內O2的吸收量代表呼吸速率，光下測定的單位時間內O2的釋放量是凈光合速率，在5 klx光照條件下5 h,10 ℃時光合作用產生的O2總量是3.55＝17.5 mg,20 ℃時光合作用產生的O2總量是35＝15 mg，前者比后者多2.5 mg，A項正確；在20 ℃時，用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2的增加量分別是510－114＝36 mg、210－114＝6 mg，前者比后者多30 mg，B項正確；在10 ℃時，用10 klx光照4.8 h，積累O2的量為44.8＝19.2 mg,20 ℃黑暗環(huán)境19.2 h，消耗O2的量為119.2＝19.2 mg，O2變化量為0，C項正確；該實驗的自變量是光照強度與溫度，光照時間、CO2濃度等屬于無關變量，D項錯誤。 5．夏季晴天，將裝有某綠色植物的密閉玻璃罩置于室外，從凌晨0時開始，定期測定玻璃罩中某種氣體含量，結果如圖所示。下列分析正確的是(　　) A．本實驗測定的氣體是CO2 B．該植物進行光合作用的起始時間是6時 C．若9時和12時合成有機物的速率相等，則9時的呼吸速率小于12時的 D．與0時相比較，24時該植物的干重減少 答案　C 解析　由圖可知，該氣體相對值先減少后增加，本實驗測定的氣體是O2，A項錯誤；6時和18時的光合速率和呼吸速率相等，光合作用的起始時間應在6時之前，B項錯誤；該曲線的斜率代表速率，9時的凈光合速率大于12時的，若9時和12時真正光合速率相等，則9時的呼吸速率小于12時的，C項正確；24時的O2含量高于0時的，說明植物一晝夜內有機物的積累量大于0，即該植物的干重增加了，D項錯誤。 6．(xx貴州一中月考)下圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數據。若光照強度的日變化相同，則據圖判斷不正確的是(　　) A．在水分充足時桑葉沒有出現“午休”現象 B．曲線Ⅱ雙峰形成與光照強度的變化有關 C．導致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量 D．適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度 答案　C 解析　曲線Ⅰ為降雨后第2天(水分充足)測得的數據，曲線Ⅰ沒有出現“午休”現象，A項正確；曲線Ⅱ和曲線Ⅲ分別是降雨后第8天和第15天測得的數據，此時土壤含水量減少，并都出現“午休”現象，即中午溫度高，為降低蒸騰作用，氣孔關閉，導致這種曲線變化的主要因素是光照強度，而導致曲線Ⅲ光合速率低的主要因素是土壤含水量，B項正確，C項錯誤；根據曲線Ⅰ可知，適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D項正確。 7.某同學研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具體操作如下：取三個相同的透明玻璃瓶a、b、c，將a先包以黑膠布，再包以鉛箔。用a、b、c三瓶從待測水體深度取水，測定c瓶中水內氧含量。將a瓶、b瓶密封再沉入待測水體深度，經24 h取出，測兩瓶氧含量，結果如圖所示。則24 h待測深度水體中生物光合作用和有氧呼吸的情況是(　　) A．24 h待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是v mol/瓶 B．24 h待測深度水體中生物光合作用產生的氧氣量是k mol/瓶 C．24 h待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是(k－v) mol/瓶 D．24 h待測深度水體中生物光合作用產生的氧氣量是(k－v) mol/瓶 答案　D 解析　根據題意知，a瓶生物在黑暗條件下僅能進行有氧呼吸，24 h待測深度水體中生物進行有氧呼吸消耗的氧氣量為(w－v)mol/瓶；b瓶生物在光照條件下，氧氣的增加量(k－w)mol/瓶即為瓶內生物24 h進行光合作用和有氧呼吸凈積累的氧氣量(凈光合量)，故24 h待測深度水體中生物光合作用產生的氧氣量＝呼吸消耗的氧氣量＋凈光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v)mol/瓶。 8．(xx全國Ⅱ，29)下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據圖回答下列問題： (1)圖中①、②、③、④代表的物質依次是____________、____________、____________、____________，[H]代表的物質主要是______________________。 (2)B代表一種反應過程，C代表細胞質基質，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉化成酒精，出現這種情況的原因是_____________________。 答案　(1)O2　NADP＋　ADP和Pi　C5　NADH (2)C和D　(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸 解析　(1)光合作用光反應階段，水光解形成NADPH和氧氣，因此圖中①是O2；②可形成NADPH，應為NADP＋；③可形成ATP，應為ADP＋Pi；三碳化合物還原可形成有機物和五碳化合物，因此④表示C5。細胞呼吸過程中產生的[H]代表的物質主要是NADH。 (2)圖中A表示光反應階段，B表示暗反應階段，C代表細胞質基質(可發(fā)生有氧呼吸的第一階段)，D代表線粒體(可發(fā)生有氧呼吸的第二階段和第三階段)，其中光反應階段、有氧呼吸的三個階段都能合成ATP，而暗反應階段不但不能合成ATP還會消耗ATP。因此，ATP合成除發(fā)生在A過程，還發(fā)生在C和D。 (3)植物葉肉細胞中，有氧條件下，丙酮酸進入線粒體最終分解形成二氧化碳和水；在缺氧條件下進行無氧呼吸，轉化成酒精和二氧化碳。 9．將某種植物置于CO2濃度適宜、水分充足的環(huán)境中，溫度分別保持在5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃條件下，改變光照強度，測定CO2的吸收速率，得到圖1所示結果。處理圖1中有關數據得到圖2、圖3。下列敘述不正確的是(　　) A．圖1中的自變量是溫度和光照強度 B．當光照強度大于7時，25 ℃與15 ℃條件下植物的有機物的合成速率相同 C．圖2表示在5～35 ℃條件下該植物光飽和點的變化 D．圖3表示在5～35 ℃條件下該植物呼吸速率的變化 答案　B 解析　題圖中CO2的吸收速率指的是凈光合速率，有機物的合成速率應該是凈光合速率加上呼吸速率。當光照強度大于7時，25 ℃與15 ℃條件下植物的凈光合速率相等，但由于呼吸速率不同，故有機物的合成速率不相同。 10．某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的光合速率＝(3y－2z－x)/6 gcm－2h－1(不考慮取葉圓片后對葉片生理活動的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響)。則M處的實驗條件是(　　) A．下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時 B．下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時 C．下午4時后在陽光下照射6小時 D．下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時 答案　D 解析　依據選項，逆向推導，符合題干信息的就為正確選項。依題意，光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，凈光合速率為(y－x)/6 gcm－2h－1，還需測定呼吸速率，所以遮光3小時，呼吸速率為(y－z)/3 gcm－2h－1，光合速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6 gcm－2h－1。 11．圖甲為某植物光合速率隨環(huán)境條件變化的曲線。圖乙表示該植物兩晝夜吸收或釋放CO2的變化，S1～S5表示曲線與X軸圍成的面積。請據圖回答下列問題： (1)光合作用過程中，O2和有機物(C6H12O6)中的氧分別來源于原料中的________和________。 (2)圖甲中若在t2時刻增加光照，光合速率將________(填“增大”“減小”或“不變”)，t2→t3，限制光合作用速率的主要外界因素是________。t4后短暫時間內，C3還原后的直接產物含量將________(填“增多”“減少”或“不變”)。 (3)圖乙DE段波動的主要外界因素是________。第二天中________點(填字母)植株積累的有機物最多。 (4)圖乙中S2明顯小于S4，造成這種情況的外界因素是________________。如果S1＋S3＋S5>S2＋S4，則該植物在這兩晝夜內________(填“能”或“不能”)生長。 (5)將該植物放在常溫下暗處理2 h，質量減少2 mg，再用適當光照射2 h，測其質量比暗處理前增加6 mg，則該植物的實際光合速率是________ mg/h。 答案　(1)H2O　CO2　(2)不變　CO2濃度　減少 (3)溫度　I　(4)光照強度和溫度　不能　(5)5 解析　(1)光合作用產生的O2中的氧全部來自水，產生的有機物中的氧來自CO2。(2)由于t2時刻光照強度已經充足，故增加光照，光合速率不變；根據t3時提高CO2濃度光合速率增大，說明t2→t3的限制性因素主要是CO2濃度；t4時刻光照停止，C3還原后的直接產物含量會減少。(3)圖乙DE段只進行細胞呼吸，其波動的影響因素主要是溫度；第二天中I點光合速率等于細胞呼吸速率，I點之后呼吸速率大于光合速率，消耗有機物，且沒有有機物的積累，故I點時積累的有機物最多。(4)圖乙中S2明顯小于S4，說明凈光合速率差別較大，可能是這兩天白天中的光照強度不同或溫度不同(空氣中CO2濃度較穩(wěn)定)；由于S1＋S3＋S5(有機物消耗量)>S2＋S4(有機物積累量)，故這兩晝夜內植物不能生長。(5)由暗處理知呼吸速率＝22＝1(mg/h)；光照后比暗處理前增加6 mg，所以光照2 h內植物重量增加量＝6＋2(暗處理減少2 mg)＝8(mg)，計算知凈光合速率＝82＝4(mg/h)，所以實際光合速率＝1＋4＝5(mg/h)。 12．科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進行了系列研究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖，圖2為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲線。請回答下列問題： (1)取果肉薄片放入含乙醇的試管，并加入適量________，以防止葉綠素降解。長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片會變成白色，原因是______________________________________。 (2)圖1中影響光合放氧速率的因素有________________________________。氧電極可以檢測反應液中氧氣的濃度，測定前應排除反應液中________的干擾。 (3)圖1 在反應室中加入NaHCO3的主要作用是____________。若提高反應液中NaHCO3 濃度， 果肉放氧速率的變化是____________(填“增大”“減小”“增大后穩(wěn)定”或“穩(wěn)定后減小”)。 (4)圖2 中不同時間段曲線的斜率代表光合放氧的速率，對15～20 min 曲線的斜率幾乎不變的合理解釋是____________________________；若在20 min后停止光照，則短時間內葉綠體中含量減少的物質有________(填序號：①C5?、贏TP?、踇H]　④C3 )，可推測20～25 min曲線的斜率為________(填“正值”“負值”或“零”)。 答案　(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中　(2)光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度　溶解氧　(3)提供CO2　增大后穩(wěn)定　(4)光合產氧量與呼吸耗氧量相等?、佗冖邸∝撝? 解析　(1)為防止葉綠素降解，可加入適量的CaCO3，由于葉綠體中的色素均可溶解于有機溶劑無水乙醇中，故長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片，將因色素溶解變成白色。 (2)影響光合放氧速率的因素包括光照強度、溫度、CO2濃度(或NaHCO3濃度)等，為排除反應室內原有O2對實驗結果的干擾，實驗測定前需排除反應液中的溶解氧。 (3)圖1在反應室中加入NaHCO3的主要目的是為果肉細胞光合作用提供CO2，若提高反應液中NaHCO3濃度，則在一定范圍內可提高光合放氧速率，達到一定速率后將穩(wěn)定。 (4)圖2中15～20 min曲線斜率不變，意味著此時間段果肉細胞不再繼續(xù)向裝置中釋放O2，這表明凈光合速率為0，即果肉細胞光合產氧量與呼吸耗氧量相等；若在20 min后停止光照，則短時間內光反應被削弱，[H]、ATP及C5均會減少，此時光合產氧量將小于呼吸耗氧量，曲線斜率將呈現“負值”。