2020届高考生物二轮教师用书：第4讲　细胞呼吸与光合作用


第4讲　细胞呼吸与光合作用
★ [最新考纲]
1．细胞呼吸(Ⅱ)；2.光合作用的基本过程(Ⅱ)；3.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。



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Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(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)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Ⅱ(NADP＋)与电子和质子(H＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。(P103相关信息)
8．硝化细菌属于自养生物。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：CO2→C3→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·全国卷Ⅱ，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Ⅲ，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/O2＞1，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鲜。(×)
2．有关光合作用的正误判断
(1)叶片在640～660 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——目标方向导入高考
1．(2019·全国Ⅱ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ATP
D．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，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Ⅰ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Ⅱ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Ⅲ卷，5)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，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Ⅱ卷，29)下图是表示某植物叶肉细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①、②、③、④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①为水光解产生的O2；由②和H2O产生①与NADPH([H]，即还原型辅酶Ⅱ)可知，②是NADP＋；由③转化成ATP可知，③是ADP＋Pi；由④与CO2结合生成C3可知，④为C5。呼吸作用过程中的[H]代表的物质主要是NADH(还原型辅酶Ⅰ)。(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＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ　(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HO，发现叶肉细胞中出现了(CHO)。分析其最可能的转化途径是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案：HO的水参与细胞有氧呼吸第Ⅱ段，生成了C18O2，然后进入C3再进入(CHO)。
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；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：①O2，c：ATP，d：②ADP，e：[H]，
f：③C5，g：CO2，h：④C3。
(2)写出A→E的具体反应场所：⑤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
[H]
来源
H2O光解产生
有氧呼吸第⑥一、二阶段
去向
⑦还原C3
用于第三阶段还原O2
ATP
来源
光反应阶段产生
三个阶段都产生
去向
用于C3的还原
用于⑧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⑯__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。
条件
光照
二氧化碳浓度
强→弱
弱→强
高→低
低→高
C3
增加
减少
减少
⑰增加
C5
减少
⑱增加
增加
减少
ATP、[H]
⑲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(　　)
A．ab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)
根据反应物和
产物判断
根据物质的量的关系
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，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14CO2→14C3→(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，①～⑦为相关的生理过程。请据图回答：

(1)过程①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③④⑤⑥⑦过程中首先会受到显著影响的是过程________________________________________________________________________。
(3)图中过程③表示______，过程④的正常进行除需要过程③提供的______以外，还需要______(物质)。
(4)图中⑤和⑥合称为______，其与⑤和⑦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⑦，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③过程O2的产生量小于⑥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，①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)③表示光反应阶段，④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⑤⑥表示有氧呼吸过程，⑤⑦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⑦酒精发酵。(5)如果单位时间内叶肉细胞中O2的产生量小于⑥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　(3)水在光下分解　[H](或“NADPH”)、ATP　多种酶　(4)有氧呼吸　分解有机物，释放能量，生成ATP　不能　C6H12O62C3H6O3(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Ⅰ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________。
(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)CO2
2．(2018，全国Ⅲ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]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①光反应段ATP、[H]的产生，进而制约②暗反应阶段

P点的限制因素：
外因：③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④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⑤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)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、⑥O2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＋⑦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⑪C′、E′，有机物积累量最大的点是⑫E′；N1、N2、N3三个点中，植物能生长的是⑬N3，理由是N3点低于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⑭S1－S2－S3。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________________。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HO，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)HO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，常采取的措施有________________________________________________________________________。
(3)在15～35 ℃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Ⅰ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Ⅱ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。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯
的距离(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
20
50 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___________________________________________________________。
(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；3～7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，2～7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2～7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2～7号试管的实验结果是不可靠的。(2)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中石蜡或油膜密封玻璃容器的目的是⑤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：_______________________________________________________。
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：
①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)。
②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。
③将三只小烧杯中的圆形叶片取出，用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。
④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②向小烧杯中加入20 mL适宜浓度的NaHCO3溶液的目的是_________________；
步骤③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④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]　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：
时间
上浮的叶圆片数量(片)
蒸馏水

0.5%
NaHCO3

1%
NaHCO3

1.5%
NaHCO3

2%
NaHCO3
2 min
0
7
11
10
4
4 min
0
15
16
13
7
①该实验的目的是________________________________________________________，
实验检测指标是：________________________________________________________。
②有哪些措施可以减少实验误差？_____________________________________________
________________________________________________________________________。(至少写出二项)
③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。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)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。②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，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。③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)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　②用打孔器打出的叶片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值　③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、200 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CO2
B．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，下列相关分析正确的是(　　)

A．曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示O2的消耗量和CO2的产生量
B．O2浓度为b时，约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
C．O2浓度为c时，酵母菌产生的CO2全部来自线粒体基质
D．O2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Ⅰ均高于曲线Ⅱ，说明曲线Ⅰ表示总的呼吸产生的CO2，曲线Ⅱ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→C3→C6H12O6，线粒体内：C6H12O6→C3→CO2
B．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
C．ATP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CO2→C3→C6H12O6，C6H12O6→C3(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，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
(mol·L－1)
净生
长量
(cm)
整株干
重(g)
根冠
比
蒸腾作用
(mmol·m－2·s－1)
叶片
厚度
(μm)
0
11.80
34.83
0.54
11.21
29.25
150
13.09
32.40
0.81
9.85
45.71
300
8.80
22.44
0.77
7.96
45.71
450
3.75
17.30
1.08
5.65
38.55
A.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NaHCO3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。

①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。
②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__________________。
③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 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：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量；有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋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)①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，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6＋18＝24，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24∶15＝8∶5；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。②酒精利用酸性重铬酸钾试剂鉴定，颜色由橙色变成灰绿色。③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)8∶5　第5 h和第3 h　②橙　重铬酸钾　灰绿色　③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)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

一、选择题
1．下图是[H]随化合物在生物体内的转移过程，下列对其分析不正确的是(　　)

A．[H]经①→②转移到葡萄糖，首先光反应产生[H]，然后用于暗反应C3还原
B．③→⑤依次在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上进行
C．不能产生[H]的过程有②④⑤
D．能产生ATP的过程有①③④⑤
解析：D　[[H]经①→②转移到葡萄糖，表示光合作用过程，首先光反应阶段产生[H]，然后用于暗反应过程中三碳化合物的还原，A正确；③→⑤过程表示有氧呼吸，其三个阶段分别发生于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，B正确；图中显示②④⑤利用[H]产生了其他化合物，并不产生[H]，C正确；能产生ATP的过程有①③⑤，而④是无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，D错误。]
2．下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是(　　)
A．利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的过程中，发酵液中能够产生气泡
B．稻田需要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧产生乳酸而变黑、腐烂
C．破伤风是破伤风杆菌引起的，破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖
D，作物种子贮藏前需要晒干，主要是为了减少结合水以抑制细胞呼吸
解析：A　[酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳，A正确；水稻幼根会因缺氧进行无氧呼吸产生酒精而变黑、腐烂，B错误；破伤风杆菌是专性厌氧菌，只能进行无氧呼吸，容易在伤口深处繁殖，C错误；作物种子在贮藏前需要晒干，使其散失大量自由水，以抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，D错误。]
3．如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中不正确的是(　　)

A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D．储藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
解析：C　[番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，有氧呼吸第二阶段在线粒体中产生CO2，无氧呼吸在细胞质基质中产生CO2，A正确；计算“8 ℃时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”与“15 ℃时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”，比较二者可知，B正确；图示信息表明，光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱，所以光照条件下更有利于番茄果实的储存，C错误；温度降低会使与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D正确。]
4．在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水的光解和[H]的产生过程，如图所示(e－为负电子)。下列分析正确的是(　　)

A．完成过程①需要叶绿体色素和酶的共同作用
B．过程②发生在类囊体膜上并存在能量的转换
C．NADPH进入叶绿体基质并参与合成C3的反应
D．自养生物细胞的过程①②均发生在叶绿体中
解析：B　[过程①是水在光下分解，需要叶绿体色素分子吸收的光能，但不需要酶的催化，A错误；过程②表示NADPH的形成，发生在类囊体膜上并将色素分子吸收的光能转变成活跃的化学能储存起来，B正确；NADPH进入叶绿体基质并参与C3的还原反应，C错误；自养生物蓝藻为原核生物，没有叶绿体，因此自养生物细胞的过程①②不一定是在叶绿体中进行的，蓝藻是自养生物其细胞内无叶绿体，D错误。]
5．迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，也可用于各种色素的鉴定，迁移率＝色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中各种色素的层析结果(部分数据)，下列相关叙述错误的是(　　)

溶剂移动
距离
色素1移
动距离
色素2移
动距离
色素3移
动距离
色素4移
动距离
实验组1
7.8


1.9

实验组2
8.2


1.5

实验组3
8.0


1.4

平均移
动距离
8.0
7.6


0.8
迁移率

0.95
0.53

0.10
A.可用菠菜等绿叶蔬菜的叶片作为该实验的材料
B．色素3是叶绿素a，其迁移率为0.2
C．色素4随层析液在滤纸条上的扩散速度最快
D．色素2在滤纸条上移动的距离大约是4.2
解析：C　[提取与分离色素的实验可用含色素较多的菠菜叶作为实验材料，A正确。溶剂的平均移动距离为8.0，色素2的平均移动距离为0.53×8.0＝4.24，色素3的平均移动距离为(1.9＋1.5＋1.4)/3＝1.6，依据色素平均移动距离知：色素1、色素2、色素3、色素4分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；叶绿素a的平均移动距离为1.6，其迁移率为0.2，B、D正确。色素4表示叶绿素b，根据纸层析法原理“四种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的扩散速度快”，结果是色素1胡萝卜素的扩散速度最快，C错误。]
6．白天用HO浇花草，周围空气中会出现18O，HO中的18O进入CO2的途径是(　　)
A．经光反应进入O2，再经有氧呼吸第二阶段进入CO2
B．经暗反应进入(CH2O)，再经有氧呼吸第二阶段进入CO2
C．经暗反应进入(CH2O)，再经有氧呼吸第一阶段进入CO2
D．直接经有氧呼吸第二阶段进入CO2
解析：D　[H2O既是光合作用的原料，又是光合作用的产物，在光合作用过程中，CO2＋H2O(CH2O)＋O2。其中，H2O中的O经光反应阶段进入O2，O2参与有氧呼吸第三阶段生成H2O。在细胞呼吸过程中，H2O参与有氧呼吸的第二阶段，H2O中的O经过转化进入CO2中。]
7．将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是(　　)
A．可测定叶绿体悬浮液的净光合速率
B．向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液后[H]的含量下降
C．突然改用等强度红光照射C3含量上升
D．改变悬浮液中pH对氧气释放无影响
解析：B　[题干中的关键信息是叶绿体悬浮液，这里只考虑光合作用，没有细胞呼吸，也就涉及不到净光合速率，而测得的数据是真正光合速率，A错误；向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液能提供暗反应所需的CO2，暗反应加速使光反应的产物[H]和ATP消耗更快，所以[H]含量下降，B正确；将适宜光照(白光)突然改用等强度红光照射，会使能被色素吸收利用的有效光增加，光反应速率上升，产生更多[H]和ATP，使C3还原加快，C3含量下降，C错误；改变悬浮液中pH会影响光合作用有关酶的活性，从而影响光反应的速率，氧气释放速率也会受到影响，D错误。]
8．如图表示光合作用和细胞呼吸的部分过程，相关叙述错误的是(　　)

A．X物质表示C3，②过程除需[H]外，还需要光反应提供的ATP
B．③④过程中产生的[H]与图中的[H]不同
C．③④过程发生在线粒体中，④过程需要水的参与
D．植物的同一个细胞中可以同时发生①②③④⑤过程
解析：C　[C3的还原需要光反应提供的[H](NADPH)和ATP，A正确；有氧呼吸的第一、二阶段均会产生[H](NADH)，光合作用的光反应阶段也会产生[H](NADPH)，两者不同，B正确；③过程发生在细胞质基质中，④过程发生在线粒体基质中，C错误；光照条件下，在植物的叶肉细胞中可同时发生光合作用和细胞呼吸，D正确。]
9．(2020·高三衡水联考)研究人员在相同且适宜温度条件下分别测定了两个作物品种S1、S2的光饱和点(达到最大光合速率所需的最小光照强度)。当增加环境中CO2浓度后，测得S1的光饱和点没有显著改变，S2的光饱和点显著提高。下列叙述错误的是(　　)
A．S1的光饱和点不变，可能是原条件下光反应产生的[H]和ATP不足
B．S1的光饱和点不变，可能是原条件下CO2浓度未达到饱和
C．S2的光饱和点提高，可能是原条件下光反应产生的[H]和ATP未达到饱和
D．S2的光饱和点提高，可能是原条件下CO2浓度不足
解析：B　[增大CO2浓度后，暗反应速率提高，需要消耗光反应产生的[H](NADPH)和ATP，因此光饱和点升高。当增加环境中CO2浓度后，S1的光饱和点没有显著改变，说明原条件下光反应产生的[H]和ATP不足。而S2的光饱和点显著提高，说明原条件下光反应产生的[H]和ATP未达到饱和或CO2浓度不足。]
10．下列关于细胞代谢的叙述，正确的是(　　)

A．甲图曲线e说明叶绿素能吸收紫外光，而不能吸收红外光
B．乙图中的O2浓度为n时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
C．若提高丙图b点对应的温度，植株CO2的吸收量一定会有所增加
D．若丁图曲线a表示植物总光合作用，则两曲线的交点表示有机物积累量为0
解析：D　[甲图曲线e说明类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，紫外光和红外光都是不可见光，不能被光合作用利用，A错误；乙图中的O2浓度为n时，O2吸收量与CO2释放量相对量之比为1∶2，说明此时细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相对量之比为1∶3，B错误；温度通过影响酶的活性而影响细胞代谢。若提高丙图b点对应的温度，植株CO2的吸收量可能增加，也有可能减少，C错误；若丁图曲线a表示植物总光合作用，则两曲线的交点表示总光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此有机物积累量为0，D正确。]
二、非选择题
11．下图为某生物兴趣小组利用大棚探究不同光照强度对桃树叶片光合作用影响的日变化曲线，实验期间分别于11 h和15 h打开和关闭通风口。请回答下列问题：

CK组：自然光照(相对透光率为100%)
T1组：一层黑色遮阳网(相对透光率为30.0%)
T2组：两层黑色遮阳网(相对透光率为10.5%)
(1)进行实验时，大棚覆盖的塑料薄膜应选用________(填颜色)；实验通过改变__________来设置不同的弱光环境，该实验的自变量是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中10～11 h，限制各组光合速率的主要因素是
________________________________________________________________________
；此时实验组若除去黑色遮阳网，短时间内C5的含量将__________(填“增加”“基本不变”或“减少”)。17 h，T2组叶肉细胞光合作用强度__________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸强度。
(3)CK组、T1组、T2组的净光合速率分别于12 h、13 h、14 h再次下降的原因可能是________________________________________________________________________
________。若要证明上述推测成立，还需要测量细胞间CO2浓度和大棚CO2浓度，只有当净光合速率下降时，细胞间CO2浓度的变化趋势为________(填“上升”“下降”或“不变”)，同时大棚CO2的浓度与细胞间CO2的浓度的比值__________(填“上升”“下降”或“不变”)时，才能说明上述推测成立。
答案：(1)无色(透明)　黑色遮阳网的层数　光照强度、时间　(2)CO2浓度(或CO2含量)　增加　大于
(3)大棚内温度升高，引起气孔关闭(气孔导度下降)，光合速率下降　下降　上升
12．如图表示适宜光照条件下，水稻叶肉细胞的叶绿体中部分物质转化的示意图。据图回答下列问题：

(1)甲代表的物质来源于_________________________________________________(物质)。
(2)植物缺Mg时，首先受限的是图中过程__________，原因是________________________________________________________________________。
(3)将植物置于密闭玻璃容器内，给予适宜的光照、温度条件，一段时间后，首先受限的是图中过程________，进而导致光合速率下降。伴随过程②同时进行的物质变化还有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)甲代表的是H＋来自于水的光解。(2)Mg是组成叶绿素的重要元素，缺Mg时会影响叶绿素的合成，进而影响光反应中水的光解、ATP和NADPH的合成。(3)将植物置于密闭玻璃容器内，随着光合作用的持续进行，容器内二氧化碳含量逐渐减少，首先会抑制暗反应的进行，由于C3含量减少，进而会影响[H]的消耗。过程②应属于暗反应过程中C3的还原，需要ATP供能，NADPH供氢。
答案：(1)水　(2)①　Mg是组成叶绿素的重要元素，缺乏时会影响光反应(或水的光解)，进而影响NADPH的合成　(3)②　ATP水解生成ADP和磷酸、C3接受ATP释放的能量被[H]还原生成C5和(CH2O)
13．如图所示为绿色植物叶肉细胞内碳元素的转移路径。回答下列问题：
CO2三碳化合物甲C6H12O6三碳化合物乙CO2
(1)图中进行过程①②的场所依次是__________，过程③④一定有能量释放的是__________(填序号)。
(2)图中②过程合成的葡萄糖__________(填“能”或“不能”)在线粒体内被分解，从酶的角度分析，理由是_____________________________________________________________。
(3)将一株绿色植物置于二氧化碳被14C标记的环境中，然而该植株光合作用合成的葡萄糖中有的碳元素并不是14C，原因是________________________________________________。
(4)图中②过程的快慢与光反应提供______________的量有一定联系，而这两种物质的合成离不开吸收光能的色素。为了探究弱光和强光对某种绿色植物的叶片内各种光合色素含量的影响，请简要写出实验设计思路并利用所学知识进行检测：____________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图中过程①表示CO2的固定，过程②表示C3的还原，过程③表示有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，过程④表示有氧呼吸第二阶段或无氧呼吸的第二阶段。CO2的固定和C3的还原的场所都是叶绿体基质；有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段有能量释放，有氧呼吸第二阶段有能量释放，但无氧呼吸的第二阶段没有能量释放。(2)催化葡萄糖初步分解的酶位于细胞质基质，因此在线粒体中不能分解葡萄糖。(3)将该植物置于二氧化碳被14C标记的环境中以前，体内原有的葡萄糖没有被14C标记，这些葡萄糖用于呼吸作用产生的CO2可用于光合作用形成葡萄糖，这些葡萄糖中有些碳元素未被14C标记。(4)详细见答案所示。
答案：(1)叶绿体基质、叶绿体基质　③
(2)不能　初步分解葡萄糖的酶分布在细胞质基质中，而线粒体没有该酶(意思对即可)
(3)该植物呼吸作用产生的CO2可能不含14C，而该CO2可用于光合作用合成葡萄糖(合理即可)
(4)[H]和ATP　将某种生理状态、大小等相同的绿色植株平均分为甲、乙、丙3组，甲组给予弱光照、乙组给予自然光照、丙组给予强光照，其他条件相同且适宜，一段时间后取每组相同部位的等量叶片进行色素的提取和分离，比较滤纸条上各种色素带的宽度(意思对即可)

一、选择题
1．如图是探究酵母菌进行呼吸方式的装置，下列叙述正确的是(　　)

A．若装置1中的液滴左移，说明酵母菌只进行有氧呼吸
B．若装置2中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸
C．装置1中的液滴左移，装置2中的液滴右移，说明酵母菌两种呼吸方式都能产生CO2
D，还需设置一既不加酵母菌也不加NaOH溶液和清水的对照组，以排除外界因素的干扰
解析：C　[装置1中NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，液滴左移距离代表消耗氧气的体积，但不能说明酵母菌只进行有氧呼吸，A错误；装置2中的液滴右移，说明呼吸作用产生的CO2量多于消耗的氧气，不能说明酵母菌只进行无氧呼吸，B错误；装置1中的液滴左移，装置2中的液滴右移，说明酵母菌两种呼吸方式都能产生CO2，C正确；两组实验相互对照，排除了外界因素的干扰，不需要设置既不加酵母菌也不加NaOH溶液和清水的对照组，D错误。]
2．下图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。下列有关叙述错误的是(　　)

A．实验自变量是氧浓度，因变量是CO2和酒精的生成量
B．在氧气浓度为a或d时，酵母菌的呼吸方式都只有一种
C．在氧气浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
D．实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制
解析：C　[该实验的目的是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式的影响，自变量是氧浓度。据图可知，实验的因变量是CO2和酒精的生成量，A正确。在氧气浓度为a时，酵母菌产生CO2的量和产生酒精的量相等。说明此时酵母菌只进行无氧呼吸；在氧气浓变为d时，呼吸作用的产物只有CO2，没有酒精，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸，故B正确。在氧气浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生酒精10 mol(无氧呼吸产生CO2也是10 mol)，根据无氧呼吸反应式可推知酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖为10 mol÷2＝5 mol。此时酵母菌细胞呼吸产生的CO2总量是20 mol，则有氧呼吸产生CO2的量为20 mol－10 mol＝10 mol，根据有氧呼吸反应式可推知，此时酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖为10 mol÷6＝5/3 mol。因此，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的5/3÷5＝1/3，故C错误。实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制，D正确。]
3．某实验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内，测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响(用容器内CO2的变化量表示)。结果如下(“＋”表示增加，“－”表示减少)，下列说法正确的是(　　)
温度
(℃)
10
15
20
25
30
35
40
45
适宜
光照
－12
－17
－23
－26
－35
－26
－24
－15
黑暗
＋6
＋11
＋18
＋25
＋35
＋40
＋32
＋20
A.由表中数据可知，光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度相同
B．在适宜光照下，35 ℃时的光合速率小于呼吸速率
C．由表可知，在适宜光照下，最有利于植物生长的温度是30 ℃
D，在黑暗情况下，叶肉细胞内无ATP的形成
解析：C　[黑暗条件下，不同温度下CO2的数值表示不同温度下的呼吸速率，而光照条件下的数值表示不同温度下的净光合作用数值，从表中数据可知，呼吸作用酶的最适温度为35 ℃，光合作用的最适温度约为30 ℃，故A错误；适宜光照下，35 ℃时植物的光合作用速率为66，呼吸作用速率为40，光合速率大于呼吸速率，故B错误；根据表格可知，植物在30 ℃时的净光合速率最大，因此最有利于植物的生长，故C正确；黑暗时，叶肉细胞不进行光合作用，进行呼吸作用，有ATP的合成，故D错误。]
4．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率＝g·cm－2·h－1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是(　　)

A．下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时
B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时
C．下午4时后在阳光下照射6小时
D．下午4时后将整个实验装置遮光3小时
解析：D　[计算光合作用时，也要计算出呼吸作用的强度，题干中只有光照条件，没有遮光的条件，所以M应是在遮光条件下进行数据测量，假设遮光a小时，根据实际光合速率＝呼吸速率＋净光合速率。即(3y－2z－x)/6＝(y－x)/6＋(y－z)/a，解得a＝3小时，所以下午4时后将整个实验装置遮光3小时，故选D。]
5．为研究臭氧层破坏对植物的影响，实验人员将生理状况相似的若干大豆幼苗随机均分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组。均给予每天光照12小时，黑暗12小时处理，光照处理时Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组的紫外线辐射强度分别控制为臭氧层不被破坏、臭氧层强度减少3.6%和臭氧层强度减少5.1%。检测和计算各组每天的净光合速率、气孔张开程度和叶绿素含量，结果如下表：
组别
净光合速率
[μmol/(m2·s)]
气孔张开程度
(cm/s)
叶绿素含量
(μg/cm2)
Ⅰ
17.02
5.56
31.03
Ⅱ
10.70
3.57
29.37
Ⅲ
6.62
2.86
26.05
下列说法不合理的是(　　)
A．Ⅰ为对照组，Ⅱ、Ⅲ为实验组
B．根据实验结果分析可知，臭氧层被破坏，导致植物气孔张开程度下降、叶绿素含量下降
C．叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，它们都不能吸收紫外光
D．实验中若适当降低黑暗处理时的温度，对大豆幼苗每天有机物的积累量没有影响
解析：D　[研究臭氧层破坏对植物的影响，实验的自变量为臭氧层破坏程度。Ⅰ为自然条件下的对照组，Ⅱ、Ⅲ为实验组，A正确；据表中数据可知，臭氧层被破坏程度大时，植物气孔张开程度小，叶绿素含量少，B正确；一般情况下，光合作用可利用的光都是可见光，C正确；适当降低黑暗处理时的温度，可降低呼吸作用，增加大豆幼苗每天有机物的积累量，D错误。]
6．(2019·高三东北三省名校联考)如图是绿色植物叶肉细胞的部分代谢过程图解，相关叙述正确的是(　　)

A．过程①表示光合作用暗反应，无光条件下能正常进行
B．过程②发生在细胞质基质中，所有活细胞都能进行
C．过程③表示有氧呼吸第二阶段，无氧条件下能正常进行
D．过程③产生的[H]、ATP、CO2都用于过程①
解析：B　[过程①表示光合作用的暗反应阶段，有光和无光在短时间内都可以进行，但是当暗反应将光反应提供的ATP和[H]消耗尽后，暗反应无法正常进行；过程②表示细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)的第一阶段，场所是细胞质基质，所有活细胞都能进行；过程③表示有氧呼吸的第二阶段，在无氧条件下，丙酮酸无法进入线粒体，在细胞质基质中被还原为酒精和H2O或乳酸；过程③产生的[H]在有氧呼吸第三阶段与O2结合生成H2O，ATP供给各种生命活动所需要的能量，而CO2，则一部分供给光合作用，一部分释放到空气中。]
7．(2020·高三襄阳模拟)为探究不同光照强度对羊草光合作用的影响，研究人员在种植羊草的草地上随机选取样方，用透明玻璃罩将样方中所有羊草罩住形成密闭气室，并与二氧化碳传感器相连，定时采集数据，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．四条曲线分别表示在夏季某天中不同时段采集到的数据
B．四条曲线分别表示羊草在不同光照强度下的光合速率
C．200 s时，曲线①和曲线④相应数值之差为净光合速率
D．整个实验过程中密闭气室内温度必须保持一致
解析：D　[四条曲线分别为在相同时段不同光照强度条件下采集到的数据，可表示羊草在不同光照强度下的净光合速率，A、B错误；由于温度相同，因此不同曲线的呼吸速率相同，200 s时，曲线①和曲线④相应数值之差为总光合速率，C错误；本实验的自变量为不同光照强度，温度属于无关变量，因此整个实验过程中密闭气室内温度必须保持一致，D正确。]
8．某研究小组利用特定的实验装置来研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件均相同且适宜)，根据结果绘制成如图所示曲线。下列关于该实验的叙述正确的是(　　)

A．温度高于35 ℃时，该植物不能正常生长的原因是不能进行光合作用
B．25 ℃和30 ℃时，该植物的CO2消耗量基本相等
C．该植物的呼吸作用最适宜温度为35 ℃
D．温度由5 ℃升高到25 ℃的过程中，该植物积累的有机物量逐渐减少
解析：B　[由图可知，温度高于35 ℃时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用消耗的CO2量，即光合作用强度小于呼吸作用强度，净光合速率小于零，该植物不能正常生长，而且高于35 ℃的一定温度范围内，该植物仍能进行光合作用，A错误。CO2消耗量表示总光合作用量，25 ℃和30 ℃时该植物的CO2消耗量基本相等，B正确。图中温度高于35 ℃的一定范围内，随温度升高呼吸作用产生的CO2量增加，所以35 ℃并非该植物呼吸作用的最适温度，C错误。净光合作用量＝总光合作用量－呼吸作用量，该植物积累的有机物量可用净光合作用量表示，温度由5 ℃升高到25 ℃的过程中，该植物的净光合作用逐渐增强，即该植物积累的有机物量逐渐增加，D错误。]
9．(2020·高三漯河模拟)图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(　　)

A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用
解析：C　[在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐增大，A错误；光合作用有最适温度，超过最适温度后，再提高温度光合速率反而下降，叶圆片上浮至液面的时间延长，B错误；c点以后，NaHCO3溶液浓度过高，导致叶肉细胞失水，使得细胞代谢水平下降，C正确；整个实验过程中叶圆片可以通过叶绿体产生的氧气进行有氧呼吸，D错误。]
10．科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如下图。下列分析不正确的是(　　)

A．温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关
B．此实验中CO2浓度是无关变量，各组间需保持一致和稳定
C．温度为40 ℃光照为1 500 lx条件下菠菜光合速率为6
D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度
解析：A　[温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关，A错误；本实验的自变量是光照强度与温度，因变量是净光合速率，CO2浓度等其他因素是无关变量，B正确；据图可知，温度为40 ℃，光照为1 500 lx条件下菠菜净光合速率为2，呼吸速率为4，根据真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，可知，此时其光合速率为6，C正确；据图可知，菠菜叶片进行光合作用的最适温度约是30 ℃，呼吸作用的最适温度约是40 ℃，因此菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度，D正确。]
二、非选择题
11．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________(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_____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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，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仍大于呼吸作用强度，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[H]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[H]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
12．某科研小组测定某种植物在不同温度下的总光合速率时，根据记录数据绘制的柱状图如图1所示。图2为该植物叶肉细胞内进行的暗反应示意图。请回答下列问题：

(1)据图1分析，该实验中光照强度属于__________变量，温度属于__________变量。
(2)其他因素不变的情况下，据图1可知，在光照下该植物较适合生长在__________℃的环境中；在15 ℃时，总光合速率为呼吸速率的__________倍。
(3)当温度从5 ℃升至20 ℃时，图2中a、b过程均会加速，原因是__________________；
当光照强度由强变弱时，图2中A、B、C的含量先受到影响的是__________。
解析：(1)据图1可知，该实验的自变量为不同的温度，光照强度属于无关变量。(2)光照下植物吸收CO2的速率表示净光合速率，黑暗条件下植物释放CO2的速率表示呼吸速率。从图1可知，25 ℃时该植物的净光合速率最大，最适宜植物生长。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以15 ℃时，总光合速率为呼吸速率的(2.5＋1)/1＝3.5倍。(3)在最适温度之前，酶的活性随着温度的升高而增加。图2为该植物叶肉细胞内暗反应示意图，其中A、B、C依次代表C5、C3、[H](NADPH)，光照强度由强变弱直接导致光反应变弱，使[H](NADPH)的含量最先受到影响而减少，进而影响C5和C3的含量。
答案：(1)无关　自　(2)25　3.5　(3)温度升高，相应酶活性增加　C
13．染料二氯靛酚钠(DCPIP)的氧化态呈蓝紫色，被还原时可逐步呈现粉红色至无色。将纯净新鲜的叶绿体平均分成甲、乙两份，分别加入等量适量的0.35 mol·L－1NaCl溶液和0.035 mol·L－1 NaCl溶液，摇匀制成悬液甲液和乙液。进行下列实验：

①取干净的试管4支，编成1、2、3、4号，在黑暗处按上图所示分别加入等量适量的悬液或试剂，并充入适量且等量的CO2缓冲液。
②将4支试管置于光照强度相同且适宜的光源下，再向每支试管中加入2滴蓝紫色的二氯靛酚钠溶液，摇匀，观察。
③实验现象和结果：1号试管产生气泡，溶液由蓝紫色逐渐变成粉红色，最终呈无色；其余3支试管无气泡，溶液均呈蓝紫色。
回答下列问题：
(1)分析实验现象与结果：
①1号试管气泡中的气体成分是_____________________________________________。
②2号试管没有气体产生，原因可能是________________________________________
________________________________________________________________________。
③1号试管蓝紫色消失的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)用多支1号试管探究光照强度对光合速率的影响，得到如图所示的实验结果。
①a点的含义是____________________________________________________________。
②若降低试管中CO2的浓度，b点将向__________方向移动。
解析：(1)①1号试管中叶绿体光合作用较强，可释放氧气，气泡中的气体成分是氧气。②2号试管中0.035 mol·L－1NaCl溶液浓度过低，叶绿体的双层膜和类囊体膜可能通过渗透作用吸水涨破，导致不能进行光反应，不能产生氧气。③1号试管中光反应产生的[H](NADPH)还原二氯靛酚钠，使其从氧化态的蓝紫色变成还原态的无色。(2)①图中纵坐标表示气体(氧气)产生速率，代表实际光合速率，a点的含义是叶绿体能进行光合作用的最小光照强度。②b点代表最大光合速率，对应的光照强度代表光饱和点，降低试管中CO2的深度，光合作用强度、光饱和最大光合速率均降低，b点将向左下方移动。
答案：(1)①氧气　②0.035 mol·L－1NaCl溶液浓度过低，叶绿体可能通过渗透作用吸水涨破，不能进行光反应　③光反应分解H2O产生[H]，还原二氯靛酚钠(DCPIP)，使其从氧化态变成还原态而显无色
(2)①叶绿体能进行光合作用的最小光照强度　②左下
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)

①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。
②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。
③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＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S
(4)半叶法
①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。
②一定时间后，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MA、MB，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
CO2
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
若确认CO2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___________________________________________________。
(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MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：
(1)MA表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6小时后(____________)＋(____________)－呼吸作用有机物的消耗量。
(2)若M＝MB－MA，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。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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，MB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，MA表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量，则MB－MA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 mg·kg－1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 mg·kg－1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：

①进行实验时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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”)。
③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_________________________________________________。
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)①进行实验时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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。②根据图示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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。③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)①保证各组叶片得到充足且相同强度的光照　②高　③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
(mol·L－1)
类别                        
0(A组)
0.1(B组)
0.15(C组)
0.2(D组)
叶绿素a
(mg·g－1)
1.17
1.04
0.66
0.32
叶绿素b
(μmol·m－2
·s－1)
0.49
0.45
0.29
0.14
气孔导度
(μmol·m－2
·s－1)
0.396
0.324
0.118
0.056
胞间CO2
浓度(μmol·
m－2·s－1)
315
305
390
410
净光合速率
(μmol·m－2
·s－1)
11.8
8
1.2
0.2
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