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專題二細(xì)胞的代謝 第二講光合作用與細(xì)胞呼吸 高頻考點(diǎn) 融會(huì)貫通 課堂加固訓(xùn)練 知識(shí)主干 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng) 4 限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 考綱要求 1 光合作用的基本過程 2 影響光合作用速率的環(huán)境因素 3 細(xì)胞呼吸 1 光合作用的核心知識(shí) 1 光反應(yīng)在光下才能進(jìn)行 暗反應(yīng)在有光 無光的條件下都可以進(jìn)行 但需要光反應(yīng)的產(chǎn)物 H 和ATP 光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只為暗反應(yīng)供能 細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP為其他各項(xiàng)生命活動(dòng)供能 2 影響光合作用的因素 溫度主要影響暗反應(yīng) 因?yàn)閰⑴c暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多 CO2濃度影響暗反應(yīng) 但CO2濃度很低時(shí) 光合作用不能進(jìn)行 光照強(qiáng)度是直接影響光反應(yīng)的速率 光反應(yīng)產(chǎn)物 H 和ATP的數(shù)量多少會(huì)影響暗反應(yīng)的速率 3 總光合量 凈光合量的表示方法 CO2的吸收量 O2的產(chǎn)生量 制造量 CO2的固定量 消耗量 O2的釋放量 有機(jī)物的增加量 積累量 有機(jī)物的制造量 其中 表示總光合量 表示凈光合量 2 細(xì)胞呼吸的核心知識(shí) 1 真核細(xì)胞有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 2 水參與有氧呼吸第二階段的化學(xué)反應(yīng) 水生成于有氧呼吸的第三階段 CO2生成于有氧呼吸的第二階段 3 溫度通過影響酶的活性而影響細(xì)胞呼吸速率 O2是有氧呼吸所必需的 且對(duì)無氧呼吸有抑制作用 水直接參與有氧呼吸過程 又是化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì) 因此在一定范圍內(nèi) 隨水含量的增加細(xì)胞呼吸速率加快 CO2濃度過高會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)程 1 判斷下列有關(guān)光合作用敘述的正誤 1 類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 2017 全國卷 2 在葉綠體中可進(jìn)行CO2的固定但不能合成ATP 2016 全國卷 3 光合作用中CO2可直接被 H 還原 再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 2015 安徽卷 4 在適宜反應(yīng)條件下 用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后 突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光照射 則未被還原的C3上升 2016 天津卷 5 適宜條件下光合作用過程中C5 C3的比值 停止供應(yīng)CO2后比停止前高 2015 山東卷 6 大豆幼苗在適宜條件下進(jìn)行光合作用時(shí) 若突然停止CO2供應(yīng) 短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5和ATP含量都會(huì)升高 2 判斷下列有關(guān)細(xì)胞呼吸敘述的正誤 1 構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 2016 全國卷 2 呼吸作用中 催化ATP合成的酶分布在線粒體外膜上 2016 海南卷 3 有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸 2018 全國卷 4 細(xì)胞呼吸的結(jié)果如果沒有水的產(chǎn)生 就一定是無氧呼吸 5 人體細(xì)胞內(nèi)O2 CO2的比值 線粒體內(nèi)比細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)高 真題試做 明考向 1 2018 高考全國卷 甲 乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示 回答下列問題 1 當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí) 甲 乙兩種植物中 對(duì)光能的利用率較高的植物是 2 甲 乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí) 如果種植密度過大 那么凈光合速率下降幅度較大的植物是 判斷的依據(jù)是 3 甲 乙兩種植物中 更適合在林下種植的是 4 某植物夏日晴天中午12 00時(shí)葉片的光合速率明顯下降 其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的 填 O2 或 CO2 不足 解析 1 由曲線圖可知 光照強(qiáng)度大于a時(shí) 甲植物的凈光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而增加的幅度更大 說明甲植物對(duì)光能的利用率較高 2 當(dāng)種植密度過大時(shí) 植株的葉片會(huì)相互遮擋 植株接受的光照強(qiáng)度減弱 導(dǎo)致植物凈光合速率下降 由曲線圖可知 光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大 3 由曲線圖可知 在低光照強(qiáng)度下 乙植物的凈光合速率較高 在高光照強(qiáng)度下 乙植物的凈光合速率明顯低于甲植物 所以乙植物更適合在林下低光照強(qiáng)度的環(huán)境下種植 4 夏日晴天中午12點(diǎn) 溫度較高 部分氣孔關(guān)閉 進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2明顯減少 抑制了暗反應(yīng) 導(dǎo)致葉片的光合速率明顯降低 答案 1 甲 2 甲光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大 種植密度過大 植株接受的光照強(qiáng)度減弱 導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大 3 乙 4 CO2 2 2017 高考全國卷 下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖 1 圖中 代表的物質(zhì)依次是 H 代表的物質(zhì)主要是 2 B代表一種反應(yīng)過程 C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 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(zhuǎn)化成酒精 出現(xiàn)這種情況的原因是 解析 1 由分析可知 圖中 表示光合作用光反應(yīng)階段水光解的產(chǎn)物O2 是生成還原型輔酶 NADPH 的反應(yīng)物NADP 是生成ATP的原料ADP Pi 代表光合作用暗反應(yīng)階段參與固定CO2的物質(zhì)C5 圖中 H 代表的物質(zhì)是呼吸作用過程中的還原型輔酶 NADH 2 細(xì)胞中生成ATP的場所除葉綠體外還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C 和線粒體 D 3 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精的原因是植物細(xì)胞缺氧 導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸 答案 1 O2NADP ADP PiC5NADH 或還原型輔酶 2 C和D 3 在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸 3 2016 高考全國卷 BTB是一種酸堿指示劑 BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍(lán)變綠再變黃 某同學(xué)為研究某種水草的光合作用和呼吸作用 進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液 并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色 之后將等量的綠色溶液分別加入到7支試管中 其中6支加入生長狀況一致的等量水草 另一支不加水草 密閉所有試管 各試管的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果見下表 遮光是指用黑紙將試管包裹起來 并放在距日光燈100cm的地方 若不考慮其他生物因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 回答下列問題 1 本實(shí)驗(yàn)中 50min后1號(hào)試管的溶液是淺綠色 則說明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由 引起的 若1號(hào)試管的溶液是藍(lán)色 則說明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是 填 可靠的 或 不可靠的 2 表中X代表的顏色應(yīng)為 填 淺綠色 黃色 或 藍(lán)色 判斷依據(jù)是 3 5號(hào)試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化 說明在此條件下水草 解析 1 BTB 溴麝香草酚藍(lán) 的弱堿性溶液可檢驗(yàn)溶液中CO2含量的變化 1號(hào)試管作為空白對(duì)照組 反應(yīng)前后顏色不變 則說明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由于不同光照強(qiáng)度下水草的光合作用和呼吸作用共同引起的 若1號(hào)試管中溶液呈藍(lán)色 那么2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠 2 2號(hào)試管遮光 水草只能進(jìn)行呼吸作用 并且CO2量比3號(hào)試管多 因此依據(jù)表格中顏色變化規(guī)律 2號(hào)試管中溶液顏色應(yīng)為黃色 3 5號(hào)試管光照前后顏色不變 說明水草既沒有吸收CO2也沒有釋放CO2 因此 該條件下水草的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度 答案 1 不同光強(qiáng)下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的 2 黃色水草不進(jìn)行光合作用 只進(jìn)行呼吸作用 溶液中CO2濃度高于3號(hào)試管 3 光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度 吸收與釋放的CO2量相等 融會(huì)貫通 析考點(diǎn) 1 光合作用與細(xì)胞呼吸關(guān)系模型透析 結(jié)合圖1從 H 入手對(duì)圖2分析 光合作用過程中 H 產(chǎn)生于 光反應(yīng)階段 用于 暗反應(yīng)階段 有氧呼吸過程中 H 產(chǎn)生于有氧呼吸的 第一 二階段 用于有氧呼吸的 第三階段 圖2中甲 丁表示的物質(zhì)分別是ATP 丙酮酸 CO2 O2 2 外界條件變化時(shí) C5 C3 H ATP等物質(zhì)的量的變化模式圖 1 光照強(qiáng)度變化 2 CO2濃度變化 3 影響光合作用的三大因素曲線分析 1 光照強(qiáng)度 如圖1 原理 主要影響光反應(yīng)階段ATP和 H 的產(chǎn)生 易錯(cuò)警示 防易誤 1 誤認(rèn)為有氧呼吸的全過程都需要O2 有氧呼吸的第一 二階段不需要O2 只有第三階段需要O2 2 誤認(rèn)為有氧呼吸的場所只有線粒體 原核生物有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜 真核生物有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 3 呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸 有CO2生成不一定是有氧呼吸 但對(duì)動(dòng)物和人體而言 有CO2生成一定是有氧呼吸 因?yàn)閯?dòng)物及人體無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸 4 水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸的產(chǎn)物酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用 玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對(duì)細(xì)胞有毒害作用 方法技巧 會(huì)應(yīng)用 光合作用與細(xì)胞呼吸過程及物質(zhì)轉(zhuǎn)化問題的解題策略解答時(shí) 應(yīng)結(jié)合所給條件 從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析 1 理解教科書中光合作用和細(xì)胞呼吸的過程圖解 把握相關(guān)生理過程中的物質(zhì)變化和能量變化 光合作用 物質(zhì)變化為H2O O2 H CO2 C3 C5 CH2O 能量變化為光能 活躍的化學(xué)能 NADPH和ATP CH2O 中穩(wěn)定的化學(xué)能 細(xì)胞呼吸 物質(zhì)變化為C6H12O6 2C3H4O3 丙酮酸 4 H 2C3H4O3 丙酮酸 6H2O 6CO2 20 H 24 H 6O2 12H2O 能量變化為 CH2O 中穩(wěn)定的化學(xué)能 活躍的化學(xué)能 ATP 和熱能 2 結(jié)合教科書圖解 準(zhǔn)確獲取圖示中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化信息 據(jù)此確定相應(yīng)生理過程是光合作用過程還是細(xì)胞呼吸過程 是光反應(yīng)階段還是暗反應(yīng)階段 或者是有氧呼吸的哪一個(gè)階段 鞏固提升 練題組 題組一細(xì)胞呼吸過程的考查4 2018 高考全國卷 下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述 錯(cuò)誤的是 A 植物在黑暗中可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無氧呼吸B 食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失C 有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸D 植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP 解析 植物體的細(xì)胞呼吸在有光或無光條件下都可以進(jìn)行 氧氣充足時(shí)進(jìn)行有氧呼吸 氧氣缺少時(shí)進(jìn)行無氧呼吸 在食物鏈中 輸入某一營養(yǎng)級(jí)的能量 一部分用于此營養(yǎng)級(jí)生物自身的生長 發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng) 一部分則通過細(xì)胞呼吸以熱能的形式散失 有氧呼吸的產(chǎn)物是水和CO2 無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2或者是乳酸 有氧呼吸的三個(gè)階段都有ATP產(chǎn)生 光合作用的光反應(yīng)階段有ATP產(chǎn)生 答案 C 5 2018 高考全國卷 回答下列問題 1 高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的 上 該物質(zhì)主要捕獲可見光中的 2 植物的葉面積與產(chǎn)量關(guān)系密切 葉面積系數(shù) 單位土地面積上的葉面積總和 與植物群體光合速率 呼吸速率及干物質(zhì)積累速率之間的關(guān)系如圖所示 由圖可知 當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí) 隨葉面積系數(shù)增加 群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均 當(dāng)葉面積系數(shù)超過b時(shí) 群體干物質(zhì)積累速率降低 其原因是 3 通常 與陽生植物相比 陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度 填 高 或 低 解析 1 高等植物進(jìn)行光合作用捕獲光能的物質(zhì)是色素 該物質(zhì)分布在葉綠體的類囊體膜上 其捕獲的光主要是藍(lán)紫光和紅光 2 由圖中曲線可以看出 當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí) 隨葉面積系數(shù)增加 群體光合速率和干物質(zhì)積累速率都在增加 當(dāng)葉面積系數(shù)超過b時(shí) 群體光合速率不變 但群體呼吸速率增加 兩者差值降低 故群體干物質(zhì)積累速率降低 3 通常 陰生植物的光合速率和呼吸速率都比陽生植物低 因此與陽生植物相比 陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度低 答案 1 類囊體膜藍(lán)紫光和紅光 2 增加群體光合速率不變 但群體呼吸速率仍在增加 故群體干物質(zhì)積累速率降低 3 低 題組二光合作用的場所及結(jié)構(gòu)考查6 如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能示意圖 請(qǐng)回答 1 光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的 可以被暗反應(yīng)所利用 在光照條件下 ATP的移動(dòng)方向是 用圖中字母和箭頭表示 2 若暗反應(yīng)被抑制 可能的外部影響因素是 3 在電子顯微鏡下觀察 可見到葉綠體基質(zhì)中含量最多的物質(zhì)是 顆粒 光合產(chǎn)物 4 暗反應(yīng)通過 來影響光反應(yīng) 從而影響光合作用速率 解析 1 光合作用光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了還原性氫和ATP 用于三碳化合物的還原 光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜A 暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)B 所以光照下ATP從A移向B 2 暗反應(yīng)主要受外界環(huán)境中二氧化碳濃度和溫度的影響 3 光合作用的產(chǎn)物葡萄糖最終以多糖淀粉的形式儲(chǔ)存起來 且淀粉顆粒在電子顯微鏡下是可以觀察到的 所以電子顯微鏡下葉綠體基質(zhì)中含量最多的物質(zhì)是淀粉 4 暗反應(yīng)消耗ATP產(chǎn)生ADP和Pi 而ADP和Pi為光反應(yīng)過程中ATP合成的原料 答案 1 還原性氫和ATPA B 2 二氧化碳供應(yīng)不足溫度過高或過低 3 淀粉 4 提供ADP和Pi 7 如圖甲表示某綠色植物光合作用的部分過程 圖中A B C表示三種化合物 圖乙表示在密封恒溫小室內(nèi)測定的該植株上一組幼葉和成熟葉光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度間的關(guān)系圖 據(jù)此回答下列問題 1 圖甲所示過程中消耗的ATP其合成場所為 A B C中不可循環(huán)利用的是 填字母 2 圖乙中曲線F代表 填 幼葉 或 成熟葉 的光合作用強(qiáng)度 當(dāng)光照強(qiáng)度為5klx時(shí) F組葉肉細(xì)胞中能產(chǎn)生 H 的細(xì)胞器是 3 圖乙中光照強(qiáng)度為3klx時(shí) 相同時(shí)間內(nèi) 等面積的F E兩組葉片合成葡萄糖的質(zhì)量之比為 光照強(qiáng)度為8klx時(shí) F組葉片的光合作用速率小于E組的 主要的內(nèi)在限制因素有 答出一個(gè)即可 4 圖丙表示 綠葉中色素的提取和分離 實(shí)驗(yàn)裝置 將提取出的含有色素的濾液滴在濾紙上的a點(diǎn) 通過棉線將培養(yǎng)皿中的 填 層析液 或 無水乙醇 引到a點(diǎn) 最后應(yīng)得到4個(gè)同心圓 最小的一個(gè)圓呈現(xiàn)的顏色是 填 藍(lán)綠色 或 黃綠色 解析 1 圖甲所示過程中消耗ATP的過程是光合作用的暗反應(yīng)過程 ATP合成場所為類囊體薄膜 暗反應(yīng)過程中 C是五碳化合物 可以循環(huán)再生 A B分別表示三碳化合物和 H 不能循環(huán)再生 2 圖乙中 幼葉和成熟葉相比代謝旺盛 葉綠體中色素的含量高 故E曲線表示幼葉的光合作用強(qiáng)度曲線 F曲線表示成熟葉的光合作用強(qiáng)度曲線 當(dāng)光照強(qiáng)度為5klx時(shí) F組葉肉細(xì)胞中既能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行呼吸作用 故能產(chǎn)生 H 的細(xì)胞器是線粒體 葉綠體 3 當(dāng)光照強(qiáng)度為3klx時(shí) 相同時(shí)間內(nèi) 等面積的E組葉片的實(shí)際光合作用強(qiáng)度為10 20 30 F的實(shí)際光合作用強(qiáng)度為10 10 20 故F E兩組葉片中實(shí)際光合作用強(qiáng)度之比為2 3 光照強(qiáng)度為8klx時(shí) 成熟葉片光合作用速率小于幼葉的原因?yàn)槿~綠體中色素的含量和光合作用相關(guān)的酶含量低 4 圖丙表示分離光合作用色素的裝置 將提取出的含有色素的濾液滴在濾紙上的a點(diǎn) 通過棉線將培養(yǎng)皿中的層析液引到a點(diǎn) 最后應(yīng)得到4個(gè)同心圓 最小的一個(gè)圓是葉綠素b 呈現(xiàn)的顏色是黃綠色 答案 1 類囊體薄膜A B 2 成熟葉線粒體 葉綠體 3 2 3色素的含量或酶的含量 4 層析液黃綠色 題組三光合作用過程的考查8 2018 陜西榆林模擬 將小球藻細(xì)胞中的葉綠體和線粒體采用一定方法分離后 進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 將葉綠體和線粒體分別加入甲 乙兩支試管中 甲中盛有適宜濃度的NaHCO3溶液 乙中盛有適宜濃度的丙酮酸溶液 當(dāng)處于充足光照且其他條件適宜的環(huán)境中 兩支試管內(nèi)都會(huì)產(chǎn)生氣泡 請(qǐng)分析回答 1 提取小球藻葉綠體中色素并分離過程中 在濾紙條上擴(kuò)散速度最快的色素是 其中葉綠素主要吸收 光 其分子中含有 填 Fe Ca 或 Mg 2 從小球藻細(xì)胞中分離得到葉綠體和線粒體的常用方法是 3 甲中的氣泡產(chǎn)生于光合作用的 階段 該階段同時(shí)產(chǎn)生的NADPH轉(zhuǎn)移途徑是 乙中的氣體可使 水溶液由藍(lán)變綠再變黃 4 若原實(shí)驗(yàn)在黑暗且其他條件相同的環(huán)境中進(jìn)行 則甲 乙兩支試管內(nèi)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是 原因是 解析 1 葉綠體中色素的提取和分離過程中 在濾紙條上擴(kuò)散速度最快的色素是胡蘿卜素 其中葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光 其分子中含有Mg 2 分離細(xì)胞器的常用方法是差速離心法 3 甲試管中在光下類囊體薄膜上能夠進(jìn)行光合作用的光反應(yīng) 該反應(yīng)能將水分解成氧氣和NADPH 氧氣以氣泡的形式釋放出去 NADPH在類囊體薄膜上生成后會(huì)進(jìn)入葉綠體基質(zhì)中參與暗反應(yīng) 乙試管無法進(jìn)行光合作用 沒有氧氣生成 乙試管中的丙酮酸能夠進(jìn)入線粒體中參與有氧呼吸的第二階段 生成CO2 CO2可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液 由藍(lán)變綠再變黃 4 若原實(shí)驗(yàn)在黑暗且其他條件相同的環(huán)境中進(jìn)行 則甲試管中光合作用的光反應(yīng)階段不能進(jìn)行 乙試管線粒體中丙酮酸仍能分解 產(chǎn)生CO2 答案 1 胡蘿卜素紅光和藍(lán)紫Mg 2 差速離心法 3 光反應(yīng)從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)溴麝香草酚藍(lán) 4 甲試管中無氣泡產(chǎn)生 乙試管中有氣泡生成黑暗條件下甲試管中光合作用的光反應(yīng)階段不能進(jìn)行 乙試管線粒體中丙酮酸仍能分解 產(chǎn)生CO2 9 為研究種植密度較高的玉米田中去葉對(duì)單株和群體產(chǎn)量的影響 研究者選取開花后3天的植株進(jìn)行處理 從頂部去除不同數(shù)量葉片 每隔13天測定穗位葉的葉綠素含量和光合速率 代表單株產(chǎn)量 同時(shí)在一定面積的樣方中測定群體光合速率 代表群體產(chǎn)量 結(jié)果如圖 備注 穗位葉位于植株中下部 其生長狀況直接影響玉米籽粒中有機(jī)物的積累量 1 葉綠素分布于組成葉綠體基粒的 薄膜上 光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和 H 將直接參與暗反應(yīng)階段中 過程 進(jìn)而形成有機(jī)物 2 由圖1可知 去葉13天測定時(shí) 穗位葉的葉綠素含量隨著 而增大 本實(shí)驗(yàn)中 穗位葉的葉綠素含量始終高于空白對(duì)照組的處理為 3 由圖2可知 隨頂部去除葉片數(shù)量增加 的光合速率持續(xù)增加 原因可能是穗位葉 4 綜合上述結(jié)果可推測 種植密度較高的玉米田中適度去除頂部葉片 可使玉米單株光合速率和群體光合速率 5 為確認(rèn)穗位葉的光合產(chǎn)物是否向遮光葉片運(yùn)輸而導(dǎo)致減產(chǎn) 可進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 對(duì)玉米植株頂部2片葉遮光處理 用透明袋包住穗位葉 不影響其正常生長 實(shí)驗(yàn)時(shí)向包住穗位葉的透明袋中通入 其他生長條件適宜 一段時(shí)間后檢測 解析 1 葉綠素分布于組成葉綠體基粒的類囊體 或囊狀結(jié)構(gòu) 薄膜上 光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和 H 將直接參與暗反應(yīng)階段中C3的還原過程 進(jìn)而形成有機(jī)物 2 由圖1可知 去葉13天測定時(shí) 穗位葉的葉綠素含量隨著去葉程度的增強(qiáng) 或去葉數(shù)量的增多 而增大 本實(shí)驗(yàn)中 穗位葉的葉綠素含量始終高于空白對(duì)照組的處理為去除2片葉 3 由圖2可知 隨頂部去除葉片數(shù)量增加 單株的光合速率持續(xù)增加 原因可能是穗位葉獲得的光照和CO2更充足 4 綜合上述結(jié)果可推測 種植密度較高的玉米田中適度去除頂部葉片 可使玉米單株光合速率和群體光合速率增長趨勢一致 5 為確認(rèn) 穗位葉的光合產(chǎn)物是否向遮光葉片運(yùn)輸而導(dǎo)致減產(chǎn) 可采用放射性同位素標(biāo)記法檢測光合產(chǎn)物的運(yùn)輸方向 所以實(shí)驗(yàn)時(shí)向包住穗位葉的透明袋中通入帶有放射性標(biāo)記的CO2 其他生長條件適宜 一段時(shí)間后檢測頂部2片遮光葉片是否有放射性 如果一段時(shí)間后檢測頂部2片遮光葉片有放射性 說明穗位葉的光合產(chǎn)物會(huì)向遮光葉片運(yùn)輸 從而導(dǎo)致減產(chǎn) 如果檢測頂部2片遮光葉片沒有放射性 則說明穗位葉的光合產(chǎn)物不會(huì)向遮光葉片運(yùn)輸 答案 1 類囊體 或囊狀結(jié)構(gòu) C3的還原 2 去葉程度的增強(qiáng) 或去葉數(shù)量的增多 去除2片葉 3 單株獲得的光照和CO2更充足 4 增長趨勢一致 均增長 5 14CO2 或C18O2 帶有放射性標(biāo)記的CO2 頂部2片遮光葉片是否有放射性 真題試做 明考向 1 2018 高考全國卷 為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性 某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A B兩種葉片 分別測定其凈光合速率 結(jié)果如圖所示 據(jù)圖回答問題 1 從圖可知 A葉片是樹冠 填 上層 或 下層 的葉片 判斷依據(jù)是 2 光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí) A葉片的凈光合速率開始下降 但測得放氧速率不變 則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的 反應(yīng)受到抑制 3 若要比較A B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量 在提取葉綠素的過程中 常用的有機(jī)溶劑是 解析 探究某種樹木樹冠上下層葉片的凈光合速率 給出了來自樹冠不同層的A B兩種葉片的光照強(qiáng)度與凈光合速率的關(guān)系曲線圖 圖中也顯示出A B兩種葉片的呼吸速率 1 根據(jù)題圖中的曲線可知 A葉片凈光合速率最大時(shí) 對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度約為1200 mol m 2 s 1 B葉片凈光合速率最大時(shí) 對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度至少為2000 mol m 2 s 1 即A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度低于B葉片 因此A葉片位于樹冠下層 2 當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí) A葉片的放氧速率不變 但凈光合速率下降 原因可能是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制 3 常用的提取葉綠素的有機(jī)溶劑是無水乙醇 答案 1 下層A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需光照強(qiáng)度低于B葉片 2 暗 3 無水乙醇 2 2017 高考全國卷 植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制 光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度 已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)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(xiàn)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(shí) 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(shí)間后 發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加 原因是 解析 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) 剛開始時(shí)小室內(nèi)CO2濃度較高 光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度 一段時(shí)間后 CO2濃度降低 暗反應(yīng)受阻 進(jìn)而使兩種植物的光合速率都降低 甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的 因此當(dāng)甲種植物的光合速率為0時(shí) 已超過乙種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn) 其凈光合速率大于0 2 將甲種植物密閉在無O2 但其他條件適宜的小室中 該小室內(nèi)是有CO2的 植物可以進(jìn)行光合作用 甲種植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加 而 O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié) 所以當(dāng)O2增多時(shí) 有氧呼吸會(huì)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 甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加 而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié) 所以當(dāng)O2增多時(shí) 有氧呼吸會(huì)增加 3 2016 高考全國卷 為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對(duì)濕度對(duì)A品種小麥光合作用的影響 某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組 1組在田間生長作為對(duì)照組 另4組在人工氣候室中生長作為實(shí)驗(yàn)組 并保持其光照和CO2濃度等條件與對(duì)照組相同 于中午12 30測定各組葉片的光合速率 各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示 回答下列問題 1 根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果 可以推測中午時(shí)對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是 其依據(jù)是 并可推測 填 增加 或 降低 麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用 午休 的程度 2 在實(shí)驗(yàn)組中 若適當(dāng)提高第 組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率 其原因是 3 小麥葉片氣孔開放時(shí) CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過程 填 需要 或 不需要 載體蛋白 填 需要 或 不需要 消耗ATP 解析 1 通過題表可知 溫度均為36 時(shí) 相對(duì)濕度增加 光合速率明顯增大 而相對(duì)濕度均為52 時(shí) 溫度不同 光合速率變化較小 由此可知 濕度對(duì)光合速率影響較大 增加相對(duì)濕度可降低光合午休的程度 2 由實(shí)驗(yàn)組二 三 四可看出 相對(duì)濕度相同時(shí) 31 36 時(shí)的光合速率明顯高于25 時(shí)的 說明25 溫度較低 未達(dá)到光合作用相關(guān)酶的最適溫度 若適當(dāng)提高溫度 能夠提高小麥的光合速率 3 CO2經(jīng)氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散 不需要載體協(xié)助 也不需要消耗能量 答案 1 濕度 或相對(duì)濕度 在相同溫度條件下 相對(duì)濕度改變時(shí)光合速率變化較大增加 2 四該實(shí)驗(yàn)組的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度 3 不需要不需要 4 2015 高考全國卷 為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響 科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A B C D四組實(shí)驗(yàn) 各組實(shí)驗(yàn)的溫度 光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同 適宜且穩(wěn)定 每組處理的總時(shí)間均為135s 處理結(jié)束時(shí)測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量 處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下 A組 先光照后黑暗 時(shí)間各為67 5s 光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50 B組 先光照后黑暗 光照和黑暗交替處理 每次光照和黑暗時(shí)間各為7 5s 光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70 C組 先光照后黑暗 光照和黑暗交替處理 每次光照和黑暗時(shí)間各為3 75ms 毫秒 光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94 D組 對(duì)照組 光照時(shí)間為135s 光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100 回答下列問題 1 單位光照時(shí)間內(nèi) C組植物合成有機(jī)物的量 填 高于 等于 或 低于 D組植物合成有機(jī)物的量 依據(jù)是 C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要 這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的 2 A B C三組處理相比 隨著 的增加 使光下產(chǎn)生的 能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生 從而提高了光合作用中CO2的同化量 解析 1 C組與D組相比 C組的光照總時(shí)間為D組的一半 而光合產(chǎn)物接近D組的光合產(chǎn)物 說明C組在單位光照時(shí)間內(nèi)合成有機(jī)物的量高于D組 從而也說明光合作用的有些過程不需要光照 這些過程屬于暗反應(yīng) 發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 2 A B C三組中光照與黑暗交替頻率依次增加 而三組的光合產(chǎn)物也依次增加 說明隨著光照與黑暗交替頻率的增加 光反應(yīng)產(chǎn)生的還原型輔酶 和ATP能被充分利用與及時(shí)再生 從而產(chǎn)生更多的有機(jī)物 答案 1 高于C組只用了D組一半的光照時(shí)間 其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94 光照基質(zhì) 2 光照和黑暗交替頻率ATP和還原型輔酶 融會(huì)貫通 析考點(diǎn) 1 透析一晝夜中植物代謝強(qiáng)度變化的3個(gè)曲線 1 圖甲中BC段變化原因 由于溫度下降 呼吸酶活性降低 CO2釋放量有所下降 2 圖甲中CD段中 光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度 相當(dāng)于乙圖中的cd段 光合作用開始的點(diǎn)在甲圖中為C點(diǎn) 在乙圖中為c點(diǎn) 3 圖甲DF段中 光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度 拐點(diǎn)D表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度 相當(dāng)于乙圖中d點(diǎn) 丙圖中n點(diǎn) 4 圖甲中FG段曲線下降趨勢變緩的原因 正午時(shí)分 由于部分氣孔關(guān)閉 CO2進(jìn)入細(xì)胞減少 GH段罩內(nèi)CO2濃度繼續(xù)下降 說明光合作用強(qiáng)度仍大于呼吸作用強(qiáng)度 18時(shí) 罩內(nèi)CO2濃度最低 此時(shí)植物體內(nèi)積累的有機(jī)物最多 罩內(nèi)O2濃度最高 拐點(diǎn)H表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度 相當(dāng)于乙圖中h點(diǎn) 丙圖中m點(diǎn) 圖乙中ef段與gh段都是下降趨勢 但原因不同 ef段氣孔部分關(guān)閉 CO2供應(yīng)不足 gh段光照強(qiáng)度逐漸減弱 5 圖甲中18時(shí)后 光照越來越弱 罩內(nèi)CO2濃度開始增加說明呼吸作用強(qiáng)度已大于光合作用強(qiáng)度 判斷一晝夜植物體內(nèi)出現(xiàn)有機(jī)物積累的依據(jù)是I點(diǎn)時(shí)二氧化碳濃度低于A點(diǎn)時(shí) 圖丙中一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A C B 2 圖解光合速率與呼吸速率的關(guān)系 方法技巧 會(huì)應(yīng)用 1 光合作用與細(xì)胞呼吸各量關(guān)系的分析方法 1 光合作用所需CO2的來源有兩個(gè) 細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的 從周圍空氣中吸收的 若是水生植物 則是從周圍的水中吸收的 2 光合作用釋放O2的去向有兩個(gè) 細(xì)胞呼吸 釋放到周圍的空氣中 當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí) 3 光合作用制造 等同生產(chǎn) 合成 的葡萄糖的去向有兩個(gè) 細(xì)胞呼吸消耗 積累 當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí) 4 當(dāng)在光照下光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行時(shí) 光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量 實(shí)測的氧氣釋放量 呼吸作用耗氧量 光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量 實(shí)測的二氧化碳吸收量 呼吸作用二氧化碳釋放量 光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量 光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量 呼吸作用葡萄糖消耗量 2 光合作用和呼吸作用曲線圖像題解題的方法技巧解答與呼吸作用 光合作用相關(guān)的圖解信息題應(yīng)特別關(guān)注如下信息 1 光照強(qiáng)度為 0 意味著光合作用不能進(jìn)行 此時(shí)氣體變化量全由細(xì)胞呼吸引起 可作為呼吸強(qiáng)度指標(biāo) 2 光照下吸收CO2量應(yīng)為凈光合量 3 光照培養(yǎng)階段 密閉裝置中CO2濃度變化量應(yīng)為光合作用消耗與呼吸作用釋放間的 差值 切不可僅答成 光合作用消耗 導(dǎo)致裝置中CO2濃度下降 4 答題時(shí)務(wù)必關(guān)注題干信息中諸如 恒溫 最適溫度 等關(guān)鍵信息 鞏固提升 練題組 題組一影響光合與呼吸速率因素的考查5 為驗(yàn)證KHCO3對(duì)某植物幼苗光合作用的影響 稱取其幼葉3g 均分為兩份 分別做如下實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中使用的氧電極可測量溶液中O2變化的速率 實(shí)驗(yàn)一 采用差速離心法將一份葉片制備葉綠體 均分為4組 分別置于不同濃度的KHCO3溶液中 在適宜光照 20 恒溫條件下 分別用氧電極測定其O2釋放速率 實(shí)驗(yàn)二 將另一份葉片切成約1 0mm 1 0mm小塊 均分為4組 分別置于不同濃度的KHCO3溶液中 在適宜光照 20 恒溫條件下 分別用氧電極測定其O2釋放速率 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖 請(qǐng)回答 1 在光合作用的光反應(yīng)中 水在光下分解為 暗反應(yīng)中CO2的固定是在葉綠體的 完成的 2 在實(shí)驗(yàn)的濃度范圍內(nèi) 隨著KHCO3溶液濃度的升高 葉綠體 葉切片的 均上升 原因是 3 在適宜光照 溫度和相同KHCO3溶液濃度下 葉綠體的O2釋放速率 葉切片的O2釋放速率 原因可能是 4 為探究第 3 題的原因分析是否正確 設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案 請(qǐng)補(bǔ)充 稱取 g上述植物幼葉 切成約1 0mm 1 0mm小塊 均分為4組 分別置于0 0 01 0 05 0 1mol L 1的KHCO3溶液中 在 條件下 分別用氧電極測定其 解析 1 在光合作用的光反應(yīng)中 水在光下分解產(chǎn)生 H O2 暗反應(yīng)中CO2的固定是在葉綠體的基質(zhì)中完成的 2 在實(shí)驗(yàn)的濃度范圍內(nèi) 隨著KHCO3溶液濃度的升高 為光合作用提供的CO2濃度增加 光合作用增強(qiáng) 因此葉綠體 葉切片的O2釋放速率均上升 3 在適宜光照 溫度和相同KHCO3溶液濃度下 由于葉切片光合作用產(chǎn)生的O2一部分被呼吸作用消耗 因此葉綠體的O2釋放速率大于葉切片的O2釋放速率 4 要探究第 3 題的原因分析是否正確 只需設(shè)置實(shí)驗(yàn)二的對(duì)照實(shí)驗(yàn)即可 即其他操作均相同 但是將葉切片放在黑暗 20 恒溫條件下 來測定其氧氣消耗速率 答案 1 H O2基質(zhì) 2 O2釋放速率光合作用所需的CO2濃度增加 3 大于葉切片光合作用產(chǎn)生的O2一部分被呼吸作用消耗 4 1 5黑暗 20 恒溫O2消耗速率 或呼吸速率 6 在晝夜平均溫度保持在20 和光照充足恒定的情況下 研究小組在一段時(shí)間內(nèi) 測定了三組人工氣候箱中的番茄 初始生長狀況相同 分別在3個(gè)溫差條件下的生理活動(dòng)指標(biāo) 結(jié)果如下表 請(qǐng)分析回答 1 實(shí)驗(yàn)過程中隨著晝夜溫差的增大 葉綠體基質(zhì)中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速率 填 降低 不變 或 增大 為保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行 要提供充足的水分以及 以滿足植物生長所需 2 隨溫差增大 有機(jī)物積累速率增大 推測其原因是 3 若要探究番茄生長的最適溫差 你的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)思路是 預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果是 解析 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 隨著晝夜溫差的增大 胞間二氧化碳濃度降低 有機(jī)物積累速率增加 葉綠素含量升高 說明光合作用增強(qiáng) 葉綠體基質(zhì)中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速率增大 實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度差 為保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行 要提供充足的水分以及CO2和無機(jī)鹽 以滿足植物生長所需 2 隨溫差增大 白天有機(jī)物的積累量與夜晚呼吸作用有機(jī)物的消耗量的差值更大 或隨溫差增大 光合速率與呼吸速率的差值增大 導(dǎo)致有機(jī)物積累速率增大 3 探究番茄生長的最適溫差 可以縮小溫差梯度 并增加溫差大于12 的實(shí)驗(yàn)組 測定有機(jī)物積累速率 表中三組實(shí)驗(yàn)隨著晝夜溫差的 增大 有機(jī)物積累速率依次增大 根據(jù)環(huán)境因素影響光合作用的特點(diǎn) 最適溫差不可能在0 6 之間 有機(jī)物積累速率峰值應(yīng)出現(xiàn)在溫差為6 12 之間或溫差大于12 時(shí) 答案 1 增大CO2和無機(jī)鹽 2 隨溫差增大 白天有機(jī)物的積累量與夜晚呼吸作用有機(jī)物的消耗量的差值更大 或隨溫差增大 光合速率與呼吸速率的差值增大 3 縮小溫差梯度 并增加溫差大于12 的實(shí)驗(yàn)組 測定有機(jī)物積累速率有機(jī)物積累速率最大峰值出現(xiàn)在溫差為6 12 之間或溫差大于12 時(shí) 題組二以圖像為載體考查光合作用與呼吸速率的因素7 圖1表示某植物在不同光照強(qiáng)度下氧氣和二氧化碳的吸收量 單位 mL h 1 請(qǐng)回答下列問題 1 與c點(diǎn)相比 b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)C5的含量較 填 多 或 少 2 c點(diǎn)之后限制光合作用速率的主要環(huán)境因素是 在c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度下植物葉肉細(xì)胞 不考慮其他能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞 每小時(shí)固定的二氧化碳為 mL 葉綠體釋放的氧氣的去向是 3 人們從生長狀況相同的植物葉片上剪出大小 部位相同的若干圓葉片 抽取圓葉片細(xì)胞內(nèi)的氣體 平均分成若干份 然后置于一定范圍的 不同濃度的NaHCO3溶液中 使其沉于底部 在適宜溫度下給予相同的 一定強(qiáng)度光照 測量圓葉片上浮至液面所需時(shí)間 其記錄結(jié)果繪成曲線如圖2 據(jù)圖分析 導(dǎo)致d點(diǎn)圓葉片上浮至液面所用時(shí)間大于e點(diǎn)的主要原因是 解析 1 與c點(diǎn)相比 b點(diǎn)光照強(qiáng)度較小 光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和 H 較少 三碳化合物還原產(chǎn)生的C5的量較少 但消耗量不變 因此葉肉細(xì)胞內(nèi)C5的含量較少 2 c點(diǎn)之后限制光合作用速率的主要環(huán)境因素是溫度和二氧化碳濃度 在c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度下植物葉肉細(xì)胞每小時(shí)固定的二氧化碳為48 8 56 mL 此時(shí)光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度 因此葉綠體釋放的氧氣的去向是進(jìn)入線粒體和釋放到外界環(huán)境中 3 由于d點(diǎn)時(shí)NaHCO3溶液濃度較低 二氧化碳供應(yīng)較少 細(xì)胞光合作用強(qiáng)度較弱 而呼吸作用強(qiáng)度未變 氣體產(chǎn)生的速率與氣體消耗速率之差較e點(diǎn)小 故上浮所需時(shí)間長 答案 1 少 2 溫度和二氧化碳濃度56進(jìn)入線粒體和釋放到外界環(huán)境中 3 d點(diǎn)時(shí)NaHCO3溶液濃度較低 二氧化碳供應(yīng)較少 細(xì)胞光合作用強(qiáng)度較弱 而呼吸作用強(qiáng)度未變 氣體產(chǎn)生的速率與氣體消耗速率之差較e點(diǎn)小 故上浮所需時(shí)間長 8 研究人員利用番茄植株進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分別用圖一 圖二表示 請(qǐng)據(jù)圖回答問題 1 實(shí)驗(yàn)中植物根尖細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)液中不同無機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性 原因是 若用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng) 葉肉細(xì)胞內(nèi) 合成減少 從而影響植物對(duì)光的吸收 2 圖一中a點(diǎn)番茄植株的相對(duì)生長速率低于b點(diǎn)的主要原因是 日溫26 夜溫20 一定是番茄植株生長的最適溫度組合嗎 填 一定 或 不一定 理由是 3 圖二表示一個(gè)種植有番茄植株的密閉容器內(nèi)O2含量的變化 據(jù)圖分析 番茄植株光合作用釋放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的點(diǎn)是 該番茄植株經(jīng)過一晝夜后 填 有 或 沒有 有機(jī)物的積累 解析 1 因細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量不同 所以植物根尖細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)液中不同無機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性 鎂是組成葉綠素的重要成分 在缺鎂的完全培養(yǎng)液中 植物葉肉細(xì)胞葉綠體中葉綠素的合成減少 從而使光反應(yīng)減弱 最終影響光合作用強(qiáng)度 2 與b點(diǎn)相比 a點(diǎn)條件下番茄植株相對(duì)生長速率較低的主要原因是a點(diǎn)夜溫過低 導(dǎo)致夜間酶活性低 新陳代謝速率過慢 不利于物質(zhì)合成和分裂等生理活動(dòng) 由于沒有在其他日溫和夜溫條件下對(duì)番茄植株的生長速率進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 日溫26 夜溫20 不一定是番茄植株生長的最適溫度組合 3 密閉容器中O2的含量達(dá)到最高點(diǎn)或 最低點(diǎn) 就表明植物光合作用產(chǎn)生的O2量和細(xì)胞呼吸消耗的O2量相等 因此 番茄植株光合作用釋放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的點(diǎn)是B C兩點(diǎn) 密閉裝置內(nèi)的O2含量比實(shí)驗(yàn)前低 說明番茄植株細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物總量多于光合作用合成的有機(jī)物總量 因此該番茄植株經(jīng)過一晝夜后 沒有積累有機(jī)物 答案 1 細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量不同葉綠素 2 a點(diǎn)夜溫過低 導(dǎo)致植物夜間新陳代謝過弱 不利于生命活動(dòng)的正常進(jìn)行不一定沒有在其他日溫和夜溫條件下對(duì)番茄植株的生長速率進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 3 B C 沒有 真題試做 明考向 1 2017 高考天津卷 葉綠體中的色素為脂溶性 液泡中紫紅色的花青苷為水溶性 以月季成熟的紫紅色葉片為材料 下列實(shí)驗(yàn)無法達(dá)到目的的是 A 用無水乙醇提取葉綠體中的色素B 用水做層析液觀察花青苷的色素帶C 用質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞的失水與吸水D 用光學(xué)顯微鏡觀察表皮細(xì)胞染色體的形態(tài)和數(shù)目 解析 本題考查綠葉中色素的提取與分離 細(xì)胞有絲分裂等相關(guān)知識(shí) 葉綠體色素為脂溶性 可溶于有機(jī)溶劑如無水乙醇 A可達(dá)到目的 花青苷為水溶性 類比葉綠體色素的分離方法 可用水做層析液觀察花青苷的色素帶 B可達(dá)到目的 質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)可用于探究細(xì)胞的吸水和失水 C可達(dá)到目的 細(xì)胞中的染色質(zhì)只在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中形成染色體 而表皮細(xì)胞無分裂能力 細(xì)胞中無染色體 D符合題意 答案 D 2 2017 高考海南卷 將葉綠體懸浮液置于陽光下 一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出 下列相關(guān)說法正確的是 A 離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣B 若將葉綠體置于紅光下 則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生C 若將葉綠體置于藍(lán)紫光下 則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生D 水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量 解析 葉綠體懸浮液置于陽光下發(fā)生光反應(yīng)釋放氧氣 紅光 藍(lán)紫光均可使葉綠體釋放氧氣 水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要光能 不需要ATP提供能量 答案 A 3 2014 高考新課標(biāo)全國卷 正常生長的綠藻 照光培養(yǎng)一段時(shí)間后 用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上 此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是 A O2的產(chǎn)生停止B CO2的固定加快C ATP ADP比值下降D NADPH NADP 比值下降 答案 B 4 2014 高考山東卷 我省某經(jīng)濟(jì)植物光合作用的研究結(jié)果如圖 1 圖甲表示全光照和不同程度遮光對(duì)該植物葉片中葉綠素含量的影響 葉綠素存在于葉綠體中的 上 需先用 填溶劑名稱 提取葉片中的色素 再測定葉綠素含量 用紙層析法進(jìn)一步分離色素時(shí) 葉綠素a和葉綠素b在層析液中溶解度較大的是 據(jù)圖分析 該植物可通過 以增強(qiáng)對(duì)弱光的適應(yīng)能力 2 圖乙表示初夏某天在遮光50 條件下 溫度 光照強(qiáng)度 該植物凈光合速率和氣孔導(dǎo)度 氣孔張開的程度 的日變化趨勢 8 00到12 00光照強(qiáng)度增強(qiáng)而凈光合速率降低 主要原因是 18 00時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有 3 實(shí)驗(yàn)過程中 若去除遮光物 短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞的葉綠體中C3化合物含量 答案 1 類囊體薄膜 或類囊體 基粒 無水乙醇 或丙酮 葉綠素a增加葉綠素含量 2 呼吸作用增強(qiáng) 光合速率與呼吸速率的差值減小線粒體 葉綠體 3 減少 融會(huì)貫通 析考點(diǎn) 1 綠葉中色素的提取 分離 2 測定光合速率和呼吸速率的特定裝置分析 1 測定細(xì)胞呼吸速率NaOH溶液的作用是吸收呼吸作用釋放的CO2 隨著氧氣的消耗 容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小 毛細(xì)管內(nèi)的水滴左移 單位時(shí)間內(nèi)水滴左移的體積表示細(xì)胞呼吸耗氧速率 若被測生物為植物 整個(gè)裝置必須遮光處理 對(duì)照組的設(shè)置是將所測生物滅活 其他各項(xiàng)處理與實(shí)驗(yàn)組完全一致 2 測定細(xì)胞呼吸類型同時(shí)設(shè)置NaOH溶液組和蒸餾水組 植物需遮光處理 根據(jù)兩組裝置中水滴移動(dòng)的情況可分析被測生物的細(xì)胞呼吸類型 3 測定凈光合速率NaHCO3緩沖溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定 滿足了綠色植物光合作用的需求 光照條件下植物釋放的氧氣 使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大 毛細(xì)管內(nèi)的水滴右移 單位時(shí)間內(nèi)水滴右移的體積表示凈光合作用釋放氧氣的速率 若水滴左移 說明光照較弱 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度 吸收O2使瓶內(nèi)氣壓減小 若水滴不動(dòng) 說明在此光照強(qiáng)度下光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 生成O2量等于消耗O2量 瓶內(nèi)氣壓不變 方法技巧 會(huì)應(yīng)用 光合作用與呼吸作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)解題方法技巧光合作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)大多結(jié)合光合作用的原料 產(chǎn)物 場所和條件展開 解答此類題目時(shí) 需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)自變量 如 驗(yàn)證光合作用需要CO2 的實(shí)驗(yàn)中 自變量為CO2的有無 因此 需設(shè)置一組有CO2 另一組無CO2 對(duì)于植物光合作用及其強(qiáng)度 依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)材料等確定觀察對(duì)象 如 水生植物可以以氣泡的產(chǎn)生量或產(chǎn)生速率為觀察對(duì)象 離體葉片若事先沉入水底 可以以單位時(shí)間內(nèi)上浮 的葉片數(shù)目為觀察對(duì)象 植物體上的葉片 可以以指示劑 如碘液 處理后葉片顏色的變化為觀察對(duì)象 水綿作為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)要借助顯微鏡 以好氧細(xì)菌的分布情況為觀察對(duì)象 鞏固提升 練題組 題組一色素提取與分離的考查5 為研究城市環(huán)境污染和某植物生命活動(dòng)的關(guān)系 研究者測定了不同污染程度下該植物葉片光合色素的含量 獲得的數(shù)據(jù)處理成下面的柱狀圖 請(qǐng)分析回答下列問題 1 提取葉片中光合色素時(shí)常使用 試劑 研磨法來獲取色素 為使 還可加入少許二氧化硅 2 紙層析法是分離葉片光合色素的簡便方法 若研究者用該方法能否獲得上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 為什么 3 據(jù)圖可知 污染程度的加劇使 色素類型 的含量減少 4 污染加劇導(dǎo)致葉片中光合色素含量的變化會(huì)直接影響光合作用的 階段 使其產(chǎn)生的 減少 進(jìn)而導(dǎo)致葉片中制造有機(jī)物的量 5 請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)式來概括光合作用的過程 解析 1 色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中 可以用無水乙醇提取色素 二氧化硅有助于研磨充分 2 利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶 不能定量分析色素含量 3 據(jù)圖可知 污染程度的加劇使葉綠素a和葉綠素b的含量減少 類胡蘿卜素含量不變 4 葉綠素a和葉綠素b的含量減少直接影響光合作用的光反應(yīng)階段 光反應(yīng)產(chǎn)生ATP H 減少 葉片中制造有機(jī)物的量減少 6 2018 河北衡水測試 某同學(xué)利用黑藻探究 光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示 圖甲表示在一定光強(qiáng)度下裝置乙中黑藻葉肉細(xì)胞的部分代謝過程 其中a b c d代表不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 代表不同的物質(zhì) 請(qǐng)回答 1 圖甲結(jié)構(gòu)a b c中存在光合色素的是 用字母表示 提取和分離光合色素依次用 填試劑 2 圖甲中 在b內(nèi)參與有氧呼吸的 階段 代表 填物質(zhì) 能夠產(chǎn)生 的細(xì)胞器有 用字母表示 3 若適宜光強(qiáng)度下 圖乙裝置中有色小液滴向右移動(dòng) 若CO2濃度突然降低 則短期內(nèi)葉綠體中 H 的含量將 填 增加 減少 或 不變 一定時(shí)間內(nèi)有色小液滴的移動(dòng)距離代表一定量的黑藻單位時(shí)間內(nèi) 的量 本實(shí)驗(yàn)要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)校正外界環(huán)境引起的誤差 如何設(shè)置 解析 1 圖甲結(jié)構(gòu)a是葉綠體 b是線粒體 c是液泡 其中存在光合色素的是a葉綠體 要提取光合色素需要用無水乙醇 要分離光合色素需要用層析液 2 圖甲中 是水 在b線粒體內(nèi)參與有氧呼吸的第二階段 是丙酮酸 是ATP 能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體 3 在適宜光照強(qiáng)度下 圖乙裝置中有色小液滴將向右移動(dòng) 說明此時(shí)黑藻的光合作用大于呼吸作用 若CO2濃度突然降低 則暗反應(yīng)產(chǎn)生的C3減少 導(dǎo)致消耗的ATP和 H 減少 所以短期內(nèi)葉綠體中 H 的含量將增加 若一定時(shí)間內(nèi)有色小液滴向右 移動(dòng) 說明此時(shí)黑藻的光合作用大于呼吸作用 則液滴移動(dòng)的距離代表黑藻單位時(shí)間內(nèi)的凈光合作用速率 即光合作用釋放O2量 或O2釋放量 本實(shí)驗(yàn)要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)校正外界環(huán)境引起的誤差 用等量的死黑藻 其他裝置與圖示相同 答案 1 a無水乙醇 層析液 順序不可顛倒 2 第二丙酮酸a b 3 增加光合作用釋放O2 或O2釋放 用等量的死黑藻 其他裝置與圖示相同 題組二光合作用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查7 某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置若干組 在室溫25 下進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn) 對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中裝置條件及結(jié)果的敘述錯(cuò)誤的是 A 若X溶液為CO2緩沖液并給予光照 液滴移動(dòng)距離可表示凈光合作用強(qiáng)度大小B 若要測真光合強(qiáng)度 需另加設(shè)一裝置遮光處理 X溶液為NaOH溶液C 若X溶液為清水并給予光照 光合作用大于細(xì)胞呼吸時(shí) 液滴右移D 若X溶液為清水并遮光處理 消耗的底物為脂肪時(shí) 液滴左移 解析 當(dāng)給予光照時(shí) 裝置內(nèi)植物既進(jìn)行光合作用也進(jìn)行呼吸作用 CO2緩沖液可保持裝置內(nèi)CO2濃度不變 那么液滴移動(dòng)距離即表示凈光合作用產(chǎn)生O2的多少 A正確 真光合速率 凈光合速率 呼吸速率 測呼吸速率需另加設(shè)一裝置遮光處理 不能進(jìn)行光合作用 為排除有氧呼吸產(chǎn)生的CO2的干擾 將X溶液更換為NaOH溶液 那么測得的液滴移動(dòng)距離即為有氧呼吸消耗O2的量 B正確 清水既不吸收和釋放O2 也不吸收和釋放CO2 X溶液為清水并給予光照 光合作用大于細(xì)胞呼吸時(shí) 呼吸作用產(chǎn)生的CO2全部被光合作 用所用 光合作用產(chǎn)生的O2除滿足呼吸作用所用外 又釋放到細(xì)胞外 同時(shí)從細(xì)胞外吸收CO2 但是密閉小室中的CO2量有限 限制釋放的O2量和吸收的CO2量相等 液滴不移動(dòng) C錯(cuò)誤 若X溶液為清水并遮光處理 開始一段時(shí)間內(nèi) 植物進(jìn)行有氧呼吸 消耗的底物為脂肪 其氧化分解需要O2的量大于產(chǎn)生CO2的量 液滴向左移動(dòng) D正確 答案 C 8 如圖是某生物興趣小組將單細(xì)胞綠藻置于密閉容器內(nèi) 探究溫度對(duì)綠藻代謝影響的實(shí)驗(yàn)示意圖 實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)毛細(xì)管中紅色液滴的移動(dòng) 讀出容器內(nèi)氧氣體積的改變量 實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中 說明 培養(yǎng)液中加有緩沖物質(zhì) 不考慮pH的變化 回答下列問題 1 溫度主要通過影響 而影響光合作用和呼吸作用強(qiáng)度 2 5 適宜光照時(shí)綠藻細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是 適宜光照下 10 時(shí)綠藻能否正常生長 填 能 或 不能 30 時(shí)的光合作用強(qiáng)度是15 時(shí)的 倍 3 為了排除環(huán)境因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 上述實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該 以校正實(shí)驗(yàn)誤差 使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確 4 某同學(xué)為探究CO2濃度對(duì)綠藻光合作用的影響 向裝置中添加適量較高濃度的NaHCO3 在短時(shí)間內(nèi) 這將導(dǎo)致綠藻葉綠體中的C5的含量 填 升高 不變 或 降低 但該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 當(dāng)容器內(nèi)NaHCO3溶液的濃度超過5 時(shí) 綠藻的光合作用速率急劇下降 最可能的原因是 5 另一位同學(xué)以綠藻為材料 進(jìn)行色素的提取和分離 并在濾紙條上得到了四條色素帶 按照從上至下的順序 第三條色素帶應(yīng)該是 解析 1 溫度對(duì)光合作用和呼吸作用的影響主要是通過對(duì)酶活性的影響來實(shí)現(xiàn)的 2 5 適宜光照時(shí)凈光合速率為0 說明綠藻能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行呼吸作用 所以綠藻細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體和葉綠體 在適宜光照下10 時(shí)綠藻的凈光合作用速率大于0 所以能正常生長 30 時(shí)的光合作用強(qiáng)度是15 時(shí)的光合作用強(qiáng)度的2 5倍 45 18 2 5 3 要排除環(huán)境因素的影響還應(yīng)增設(shè)一組空白對(duì)照組 即放置滅活的植物 其余條件都和實(shí)驗(yàn)組相同 4 NaHCO3溶液可以提供二氧化碳 增加二氧化碳濃度后因?yàn)镃O2會(huì)消 耗C5形成C3 所以綠藻葉綠體中C5的含量會(huì)降低 但NaHCO3溶液濃度不能過高 否則會(huì)導(dǎo)致綠藻細(xì)胞失水較多嚴(yán)重影響新陳代謝甚至死亡 5 以綠藻為材料 進(jìn)行色素的提取和分離 濾紙條上四條色素帶從上到下依次是胡蘿卜素 葉黃素 葉綠素a和葉綠素b 第三條色素帶是葉綠素a 答案 1 酶的活性 2 線粒體和葉綠體能2 5 3 增設(shè)一組 空白 對(duì)照實(shí)驗(yàn) 其他合理答案也可 4 降低培養(yǎng)液濃度過高 導(dǎo)致綠藻細(xì)胞失水死亡 其他合理答案也可 5 葉綠素a 題組三細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查9 某研究小組為了探究酵母菌的呼吸類型 設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置 不考慮外界環(huán)境條件的影響 酵母菌的能量只來自培養(yǎng)液中的葡萄糖 以下說法錯(cuò)誤的是 A 甲裝置有色液滴單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離代表了有氧呼吸速率B 乙裝置有色液滴單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離代表了無氧呼吸速率C 若甲 乙裝置向左 右移動(dòng)距離均為3個(gè)單位 則兩個(gè)裝置內(nèi)的酵母菌共消耗葡萄糖2個(gè)單位D 若甲 乙裝置液滴均不移動(dòng) 則表明酵母菌無生命力 解析 甲裝置中NaOH溶液能吸收二氧化碳 有色液滴單位時(shí)間內(nèi)向左移動(dòng)的距離代表了氧氣的消耗速率 因此可代表有氧呼吸速率 A正確 乙裝置中的清水既不提供二氧化碳 也不吸收二氧化碳 有氧呼吸過程中消耗的氧氣量與釋放的二氧化碳量相等 故有色液滴單位時(shí)間內(nèi)向右移動(dòng)的距離代表了無氧呼吸速率 B正確 若甲 乙裝置向左 右移動(dòng)距離均為3個(gè)單位 甲裝置消耗葡萄糖0 5個(gè)單位 乙裝置消耗葡萄糖1 5個(gè)單位 同時(shí)乙裝置可能存在有氧呼吸 兩個(gè) 裝置內(nèi)的酵母菌共消耗葡萄糖可能多于2個(gè)單位 C錯(cuò)誤 若甲 乙裝置液滴均不移動(dòng) 說明細(xì)胞不能進(jìn)行呼吸作用 則表明酵母菌無生命力 D正確 答案 C 10 某實(shí)驗(yàn)小組在適宜條件下利用水生植物伊樂藻進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 如表中 表示進(jìn)行相關(guān)操作 表示未進(jìn)行相關(guān)操作 不考慮其他生物因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 回答下列問題 1 3號(hào)試管的顏色變化是 原因是在伊樂藻細(xì)胞線粒體的 中產(chǎn)生了CO2 2 45分鐘后 1號(hào)試管的CO2含量 填 增加 不變 減少 原因是 3 該實(shí)驗(yàn)的自變量是 解析 1 3號(hào)試管沒有光照 其中的伊樂藻只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸 在線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生二氧化碳 溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇到二氧化碳會(huì)由藍(lán)變綠再變黃 2 由于1號(hào)試管有適宜的光照 因此伊樂藻光合作用速率大于細(xì)胞呼吸速率 45分鐘后 1號(hào)試管的CO2含量減少 3 由題表可知 1 2號(hào)試管的自變量為伊樂藻的有無 1 3號(hào)試管的自變量為有無適宜的光照 因此該實(shí)驗(yàn)的自變量是伊樂藻的有無 適宜光照的有無 答案 1 由藍(lán)變綠再變黃 或由藍(lán)變黃 基質(zhì) 2 減少伊樂藻光合作用速率大于細(xì)胞呼吸速率 3 伊樂藻的有無 適宜光照的有無 1 下列關(guān)