高考生物二轮复习专题2细胞的代谢重要题型2光合作用和细胞呼吸综合及实验探究含答案

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 重要题型2　光合作用和细胞呼吸综合及实验探究

1．综合分析光合作用与细胞呼吸过程图解

(1)物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH；f：RuBP，g：CO2，h：三碳酸。
(2)生理过程及场所
序号
①
②
③
④
⑤
生理过程
光反应
碳反应
糖酵解
柠檬酸循环
电子传递链
场所
类囊体膜
叶绿体基质
细胞溶胶
线粒体基质、嵴
线粒体内膜

2.光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化
(1)光合作用和需氧呼吸中各种元素的去向
C：CO2有机物丙酮酸CO2
H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O
O：H2OO2H2OCO2有机物
(2)光合作用与需氧呼吸中NADPH、[H]和ATP的来源、去路
比较项目
来源
去路
光合作用
NADPH
光反应中水的光解
用于碳反应中三碳酸的还原
需氧呼吸
[H]
糖酵解和柠檬酸循环
用于电子传递链，与O2结合生成H2O
ATP
光合作用
产生于光反应阶段，其中的能量来自光能
用于碳反应过程中三碳酸的还原，其中的能量转变成有机物中稳定的化学能
需氧呼吸
三个阶段均能产生，但电子传递链中产生的相对较多
用于各项生命活动(光合作用的碳反应除外)


3.分析密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线


(1)夏季的一天中CO2吸收量和释放量变化曲线分析(如图1所示)
①a点：凌晨3～4时，温度较低，细胞呼吸较弱，CO2释放量较少。
②b点：上午6时左右，温度升高，细胞呼吸增强，CO2释放量增多；太阳出来，开始进行光合作用。
③bc段：光合速率＜呼吸速率。
④c点：上午7时左右，光合速率＝呼吸速率。
⑤ce段：光合速率大于呼吸速率。
⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
⑦e点：下午6时左右，光合速率＝呼吸速率。
⑧ef段：光合速率小于呼吸速率。
⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
(2)有关一天中有机物情况的曲线分析(如图2所示)
①积累有机物的时间段：ce段。
②制造有机物的时间段：bf段。
③消耗有机物的时间段：Og段。
④一天中有机物积累最多的时间点：e点。
⑤一昼夜有机物的积累量：SP－SM－SN。
(3)在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线分析(如图3所示)
①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加。
②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。
③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。
④CO2含量最高点为c点对应时刻，CO2含量最低点为e点对应时刻。
(4)在相对密闭的环境中，一昼夜O2含量的变化曲线分析(如图4所示)
①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。
②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加。
③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。
④O2含量最高点为e点对应时刻，O2含量最低点为c点对应时刻。
4．测定光合速率与呼吸速率的三种方法
(1)利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率

①装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。
②测定原理
a．甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
b．乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
c．真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
③测定方法
a．将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。
b．将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
c．根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
④物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
(2)利用“半叶法”测定光合速率

例如：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。“半叶法”的原理是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(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)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作用强度。若M＝MB－MA，则M表示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)利用“黑白瓶”法测定光合速率
将装有水和光合植物的黑、白瓶置于相同水层中，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，瓶中生物仅能进行细胞呼吸；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和细胞呼吸。因此，真正光合作用氧气产生量(光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。

题组一　考查光合作用与细胞呼吸的过程分析
1．如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)。下列判断错误的是(　　)

A．a物质为色素，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能贮存在c中
B．一个叶肉细胞呼吸产生的CO2到被自身光合作用利用，至少穿过了8层磷脂分子
C．将b物质用18O标记，最终在合成的葡萄糖中能检测到放射性18O
D．在g物质供应充足时，突然停止光照，三碳酸的含量将迅速下降
答案　D
解析　分析题图可知，图中a物质表示色素，叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能贮存在ATP中，A项正确；叶肉细胞产生的CO2进入同一细胞叶绿体中进行光合作用被利用，至少需要穿过2层线粒体膜和2层叶绿体膜，即4层生物膜，8层磷脂分子，B项正确；将b物质(O2)用18O标记，18O2首先参与需氧呼吸生成H218O，该H218O可以参与需氧呼吸第二阶段，此时18O将转移到C18O2中，然后C18O2参与光合作用，最终在有机物中能检测到放射性18O，C项正确；突然停止光照，光反应停止，NADPH和ATP的含量下降，故在g(CO2)供应充足时，三碳酸被还原的量减少，但生成量不变，因此三碳酸含量会迅速上升，D项错误。
2．(2019·浙江宁波十校9月联考)下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列叙述正确的是(　　)

A．过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光
B．过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体
C．过程③释放的能量大部分贮存于ATP中
D．过程④一般与吸能反应相联系
答案　D
解析　过程①中叶绿素主要吸收的是红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收的是蓝紫光，A错误；过程②只发生在叶绿体基质中，过程③是有机物氧化分解释放能量的过程，发生在细胞溶胶、线粒体中，B错误；过程③释放的能量大部分以热能形式散失，少部分贮存于ATP中，C错误；过程④ATP水解释放能量，所以一般与吸能反应相联系，D正确。
题组二　考查光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
3．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图所示曲线，下列有关说法正确的是(　　)

A．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强
B．CO2浓度下降从D点后开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
C．D点表明植物光合速率和呼吸速率相等，FG段CO2浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片对CO2的吸收减少
D．D点较B点CO2浓度高，是因为D点温度高，使植物细胞呼吸增强
答案　C
解析　H点CO2浓度最低，说明此时植物吸收CO2总量最多，光合作用积累的有机物最多，此时光合速率等于呼吸速率，A项错误；植物进行光合作用是从D点之前开始的，D点时光合速率和呼吸速率相等，B项错误；D点较B点CO2浓度高，是因为D点之前，呼吸速率大于光合速率，CO2积累，D项错误。
4．绿萝是一种喜湿热的半阴生蔓藤植物，科研人员在不同条件下测定发育良好的A、B两组绿萝叶片表观光合速率的变化情况，结果如图所示(晴天为A组，阴天为B组。实验期间CO2浓度相对稳定，约为0.035%)。下列相关叙述正确的是(　　)

A．曲线a～b段，限制绿萝叶片净光合速率的主要环境因素只有光强度、CO2浓度
B．曲线c～d段，绿萝体内有机物总量的变化情况是先增加后减少
C．若晴天和阴天8：30的温度相同，则A、B两组叶片的光饱和点相等
D．若阴天8：30光强度很弱，则适当提高实验环境中CO2浓度后，B组叶片的光合作用速率将会变大
答案　C
解析　图中a～b段(阴天)对应的时间段为8：30～9：30，此时光强度不强，温度较低，限制了净光合速率，A项错误；c～d对应时段，绿萝的净光合速率先小于0后大于0，因此植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加，B项错误；8：30时刻晴天和阴天的温度相同，并且实验过程中CO2浓度保持稳定，因此限制光合作用强度的主要因素是光强度，A组叶片的光饱和点等于B组，C项正确；若8：30时刻阴天的光强度很弱，此时限制光合速率的主要因素是光强度，因此适当提高实验环境中CO2浓度后，B组叶片的总光合速率将会基本不变，D项错误。
题组三　考查光合作用与细胞呼吸的实验探究
5．采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是将对称叶片的一部分A遮光，另一部分B不做处理(如图)，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的对应部位截取相等面积的叶片(图中虚线所示)，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作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。若M＝MB－MA，则M表示(　　)

A．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
B．B叶片被截取部分在6小时内细胞呼吸消耗的有机物总量
C．B叶片被截取部分在6小时内有机物净积累总量
D．A叶片被截取部分在6小时内细胞呼吸消耗的有机物总量
答案　A
解析　设在A、B的对应部位截取相等面积的叶片的初始重量为E，则MA＝E－A叶片被截取部分6小时内细胞呼吸消耗的有机物，MB＝E＋B叶片被截取部分6小时内净光合作用积累的有机物。M＝MB－MA＝(E＋B叶片被截取部分6小时内净光合作用积累的有机物)－(E－A叶片被截取部分6小时内细胞呼吸消耗的有机物)＝B叶片被截取部分6小时内净光合作用积累的有机物＋A叶片被截取部分6小时内细胞呼吸消耗的有机物＝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，故A项正确。
6．某生物兴趣小组为探究温度对某绿色植物光合速率与呼吸速率的影响进行了相关实验，结果如图所示。下面说法正确的是(　　)

A．5℃时，光合速率约为呼吸速率的3倍
B．25℃时，光合速率最大
C．30℃时，增加光强度，叶绿体内三碳酸的量会增多
D．35℃时，光照一段时间，植物体中干物质量将减少
答案　A
解析　5 ℃时，光合速率为1＋0.5＝1.5(mg·h－1)，呼吸速率为0.5 mg·h－1，A正确；25 ℃时，光合速率约为3.7＋2＝5.7(mg·h－1)，30 ℃时，光合速率约为3.5＋3＝6.5(mg·h－1)，B错误；30 ℃时，增加光强度，光反应产生ATP和NADPH增多，促进三碳酸的还原，但CO2的固定过程不变，故叶绿体内三碳酸的量将减少，C错误；35 ℃时，净光合作用强度大于0，光照一段时间，植物体中干物质量将增加，D错误。
题组四　考查热点实验探究
7．(2019·浙江绍兴联考)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选择不同pH(3.42、4.27、4.75、5.84、6.83)土壤种植蓝莓，测定叶绿素含量、光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度的变化。结果如表。
组别
pH
叶绿素含量(mg·g－1)
光合速率(μmol·m－2·s－1)
气孔导度(mol·m－2·s－1)
胞间CO2浓度(μmol·mol－1)
T1
3.42
0.75
3.23
0.108
202
T2
4.27
0.93
4.36
0.112
184
T3
4.75
1.21
5.18
0.119
175
T4
5.84
0.79
3.66
0.103
192
T5
6.83
0.64
2.66
0.093
198

请回答：
(1)对蓝莓叶片叶绿素含量的测定，需先提取其中的色素。在提取蓝莓叶绿体色素时，为获得更多的色素，可在研钵中加入________________，再加入粉碎的叶片和95%的乙醇。对T5组的叶片进行光合色素纸层析分离，滤纸条上从点样处开始数的第________条色素带比T3组明显要窄。
(2)实验表明，土壤pH偏高和偏低，光合速率均下降，其原因可能是叶绿素含量的下降，不利于对可见光中的________________的吸收，水在光下裂解产生的____________减少。
(3)实验还表明，土壤pH偏高和偏低，气孔导度均下降，大气中的CO2进入细胞的速率减小，CO2扩散进入叶肉细胞的速率________(填“增加”或“减小”)。CO2在酶的催化下，与RuBP结合形成____________，该分子随即分解成2个3­磷酸甘油酸，进而还原为糖。T3组胞间CO2浓度最低，光合速率最高，请解释原因：___________________________________。
答案　(1)SiO2、CaCO3　一、二　(2)红光和蓝紫光　O2、H＋、e－(电子)　(3)减小　六碳分子　T3组叶绿素含量高，光反应速率快，为碳反应提供更多的ATP和NADPH，使碳反应速率加快，消耗CO2的速率加快，导致胞间CO2浓度最低
解析　(1)在光合色素提取实验中，为获取更多的色素，可添加SiO2使研磨充分和添加CaCO3保护色素不被破坏。T5组叶绿素含量少于T3组，则T5组提取出的色素进行纸层析时，滤纸条上从点样处开始数的第一、二条色素带明显要窄。(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；水光解产生O2、H＋、e－。(3)气孔导度减小，CO2进入叶肉细胞的速率下降，CO2与RuBP结合首先产生一个六碳分子，其随即分解成2个3­磷酸甘油酸。T3组胞间CO2浓度最低，光合速率最高，原因是T3组叶绿素含量高，光反应速率快，使碳反应速率也加快，消耗了较多CO2，导致胞间CO2浓度最低。

1．(2018·金丽衢十二校高三第二次联考)如图是光合作用和细胞呼吸两个生理过程的示意图。下列有关叙述正确的是(　　)

A．只在D过程才有H2O的生成
B．适宜条件下，C过程在活细胞中都能进行
C．叶绿体内能够通过光合作用合成葡萄糖，线粒体可以通过需氧呼吸分解葡萄糖
D．B过程需多种酶参与，这些酶的合成需要消耗ATP，可由A过程提供
答案　B
2．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．图乙中的b点对应图甲中的B点
B．图甲中的F点对应图乙中的g点
C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
答案　B
解析　分析题图可知，图甲、乙两曲线各点对应情况是：A点对应a点，凌晨0点，只有细胞呼吸，植物释放CO2；B点对应b点，植物释放CO2减少的原因是夜间低温影响细胞呼吸强度，A项正确；F点对应h点，光合作用强度等于细胞呼吸强度，其后某时刻光合作用消失，B项错误；图乙中d点光合作用强度等于细胞呼吸强度对应图甲中c点，玻璃罩内CO2浓度最高，C项正确；一昼夜后，玻璃罩内CO2浓度下降(G点低于A点)，减少的CO2量＝植物白天光合作用吸收的CO2量－植物一昼夜细胞呼吸释放的CO2量，故植物体的有机物含量增加，D项正确。
3.如图表示温室大棚内光强度(X)与农作物净光合作用强度的关系(大棚内温度、水分和无机盐含量均处于适宜的条件下)。请据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．当X＞Q时，可采取遮光措施确保农作物的最大净光合作用强度
B．N＜X＜Q时，限制农作物增产的主要因素可能是CO2浓度
C．M和N相比，N点时更有利于该农作物的生长
D．当X＝P时，叶肉细胞内形成ATP的场所是线粒体和细胞溶胶
答案　D
解析　当X＞Q时，光照过强，植物为了减少水分的散失而关闭部分气孔，导致二氧化碳进入植物细胞的量减少，净光合作用强度降低，所以可采取遮光措施确保农作物的最大净光合作用强度，A正确；N＜X＜Q时，农作物净光合作用强度达到最大，此时棚内温度处于适宜条件，所以限制农作物增产的主要因素可能是CO2浓度，B正确；M和N相比，N点时的净光合作用强度高，因此更有利于植物的生长，C正确；当X＝P时，净光合作用强度为0，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，叶肉细胞内形成ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶，D错误。
4．(2019·浙江湖丽衢联考)如图表示高温期间测定的葡萄叶片表观光合速率与气孔导度(气孔导度越大，气孔开启程度越大)的日变化曲线。下列相关叙述错误的是(　　)

A．7：00～17：00葡萄叶片中有机物含量持续增加
B．表观光合速率与气孔导度呈正相关
C．日间持续高温(37.6℃)不利于叶片有机物的积累
D．9：00时的光强度为葡萄植株的光饱和点
答案　D
解析　7：00～17：00表观光合速率大于零，所以该时间段有机物含量持续积累，A项正确；据图可知，表观光合速率与气孔导度呈正相关，B项正确；高温37.6 ℃使得气孔导度降低，表观光合速率降低，不利于叶片有机物的积累，C项正确；光饱和点表示其他条件一定时，达到最大光合速率所需的最小光强度，因此从图中不能得出9：00时的光强度是否为葡萄植株的光饱和点，D项错误。
5．如图表示某研究小组做的实验，下列说法错误的是(　　)

A．若将实验一的装置a和b都抽去空气且放置在黑暗条件下，则乳酸菌和酵母菌的存活时间一般比小球藻长
B．若将实验一的装置a和b都抽去空气且放置在光照条件下，则B、C两个试管中的小球藻都能长时间存活
C．若将实验二的装置放置在黑暗条件下(不考虑外界气压的变化)，则油滴可能向左移动
D．若将实验二的装置放置在适宜光照条件下且将小球藻悬液换成带有固体营养基的组培苗(不考虑外界气压的变化和微生物的影响)，则油滴可能不移动
答案　B
解析　若将实验一的装置a和b都抽去空气且放置在黑暗条件下，则乳酸菌、酵母菌和小球藻都进行厌氧呼吸，因乳酸菌是厌氧生物，酵母菌是兼性厌氧生物，所以在该条件下，乳酸菌和酵母菌的存活时间一般比小球藻长，A正确；若将实验一的装置a和b都抽去空气且放置在光照条件下，则B试管中小球藻可利用酵母菌产生的二氧化碳进行光合作用，而C试管中小球藻不可以，因为乳酸菌厌氧呼吸没有二氧化碳产生，所以C试管中的小球藻不能长时间存活，B错误；因二氧化碳在水中溶解度比氧气大，所以若将实验二的装置放置在黑暗条件下(不考虑外界气压的变化)，试管内气压可能会减小，则油滴可能向左移动，C正确；若将实验二的装置放置在适宜光照条件下且将小球藻悬液换成带有固体营养基的组培苗(不考虑外界气压的变化和微生物的影响)，则有可能该组培苗光合作用释放的氧气全部被其细胞呼吸利用，细胞呼吸释放的二氧化碳全部被其光合作用利用，因此适宜的光照下，装置中油滴可能不移动，D正确。
6．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下表(不考虑化能合成作用)。下列有关分析合理的是(　　)
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.9mg
5.6mg
3.8mg

A.丙瓶中浮游植物的细胞产生NADH的场所是线粒体内膜
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg
C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1mg
答案　B
解析　不透光玻璃瓶内浮游植物只进行需氧呼吸，丙瓶中浮游植物的细胞产生NADH的场所有细胞溶胶、线粒体基质，A错误；本实验中氧气含量甲瓶－丙瓶＝1.1mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶－甲瓶＝0.7mg，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1＋0.7＝1.8(mg)，B正确、D错误；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中生物只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误。
7．(2019·浙江名校协作体高三联考)某研究小组在某地夏日晴天将生长状态一致的某品种小麦植株分为5组，其中实验组1～4在人工气候室中生长，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。实验人员于中午同时测定各组的光合速率，实验处理及结果如下表所示。以下相关叙述错误的是(　　)
项目
对照组
实验组1
实验组2
实验组3
实验组4
实验处理
温度/℃
36
36
36
31
25
相对湿度/%
27
37
52
52
52
实验结果
光合速率/mg CO2·dm－2·h－1
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7

A．应该以田间生长的小麦植株作为对照组
B．实验目的是探究中午时温度和相对湿度对小麦光合作用的影响
C．在实验组中，若适当提高第4组的环境温度能提高小麦的光合速率
D．小麦的最适温度为31℃
答案　D
8．为研究植物光合作用中ATP的产生机理，有人设计了如图所示的实验，实验表明改变介质的pH梯度也可以促使叶绿体合成ATP。下列相关叙述中错误的是(　　)

A．ATP生成过程中有H＋的跨膜转运
B．如果将缓冲液1的pH变为6也有ATP合成
C．光合作用中叶绿体合成ATP可以不在类囊体膜上进行
D．光合作用叶绿体合成ATP时有H＋进出类囊体膜
答案　C
解析　由题图实验可知，ATP的生成依赖叶绿体类囊体膜两侧的H＋浓度差，通过H＋的跨膜转运促使叶绿体合成ATP，A项正确；如果将缓冲液1的pH变为6也有ATP合成，因为缓冲液2的pH为8，叶绿体类囊体膜的两侧依然有H＋浓度差，B项正确；光合作用中叶绿体合成ATP需要在类囊体膜上进行，膜上有反应所需要的酶，C项错误；由模拟实验可以看出，ATP的合成需要H＋浓度差，那么光合作用叶绿体合成ATP时有H＋进出类囊体膜，D项正确。
9．在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用下图中甲的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图乙所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．a～b段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输
B．该绿色植物前30min真正光合速率平均为50ppmCO2/min
C．适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将向左移
D．若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中3­磷酸甘油酸的含量将增加
答案　B
解析　a～b段，光照条件下瓶中CO2的含量减少，光合作用能够进行，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输，A项正确；该绿色植物前30 min的净光合量＝1 680－180＝1 500(ppm CO2)，30 min的细胞呼吸消耗量＝600－180＝420(ppm CO2)，真正光合速率平均为(1 500＋420)÷30＝64(ppm CO2/min)，B项错误；实验条件的温度是最适宜的，适当提高温度进行实验，该植物的酶活性降低，植物将提前到达光饱和点，即光合作用的光饱和点将向左移，C项正确；若第10 min时突然黑暗，叶绿体基质中3­磷酸甘油酸由于得不到充足的ATP和NADPH，其还原量减少，生成量不变，其含量将增加，D项正确。
10．(2018·浙江选考十校适应性考试)下图表示某豆科植物叶肉细胞中3­磷酸甘油酸的相对含量在夏季某天24h内(有一段时间乌云遮蔽)的变化趋势。下列有关叙述正确的是(　　)

A．叶肉细胞进行光合作用的区间是B～G所对应的时间段
B．与F点相比，G点叶绿体中RuBP的含量较低
C．乌云消失的时间可能是曲线上D点对应的时刻
D．该植物在24小时内有机物含量一定增加
答案　C
解析　叶肉细胞进行光合作用的区间是B～I对应的时间段，A项错误；G点相对F点，中午气温较高，气孔关闭，吸收的CO2减少，CO2固定速率减慢，三碳酸生成量减少，所以RuBP含量较高，B项错误；有乌云时，光强度降低，三碳酸还原减慢，三碳酸含量一直升高，当乌云消散，光强度增加，三碳酸还原加快，三碳酸含量开始下降，故乌云消失的时间可能是曲线上D点对应的时刻，C项正确；曲线中只能得知24小时的起点和终点三碳酸含量无明显变化，不能判断有机物含量是否一定增加，D项错误。
11．(2017·浙江五大名校联考)下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是(　　)

A．与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成3­磷酸甘油酸的速率相对较高
B．14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少
C．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光强度
D．17：00后叶片的Ci快速上升的原因是叶片碳反应速率远高于光反应速率
答案　C
解析　与11：00时相比，13：00时Ci低，CO2固定减弱，叶绿体中合成3­磷酸甘油酸的速率相对较低，A项错误；14：00的Pn下降，有机物的合成速率减慢，但有机物的量仍在积累，B项错误；叶片的Pn先后两次下降，第一次是光照过强，气孔关闭，胞间CO2浓度下降引起的，第二次是光强度减弱引起的，C项正确；17：00后叶片的Ci快速上升是由于细胞呼吸速率大于光合速率，释放出的CO2在胞间积累，D项错误。
12．(2018·温州模拟)为研究草甘膦(一种除草剂)对入侵植物——加拿大一枝黄花的防治效果以及对本土植物白茅的影响，某研究团队对加拿大一枝黄花和白茅在单种与混种两种情况下，施以不同浓度的草甘膦，并测定各组的净光合速率(净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率)，结果如下(其中P组净光合速率为0)。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．0.6mL·L－1的草甘膦对单种与混种白茅净光合速率的影响相同
B．P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶
C．实验中，受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花
D．据实验结果推测，草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点
答案　A
解析　图中0.6 mL·L－1的草甘膦都能减弱单种与混种白茅光合速率，但单种与混种净光合速率的纵坐标刻度不同，说明两者净光合速率的下降量不同，说明0.6 mL·L－1的草甘膦对二者净光合速率的影响不同，A项错误；P组白茅既能进行光合作用，又能进行细胞呼吸，其生成ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶，B项正确；实验中，混种的加拿大一枝黄花，实验组与空白对照组柱形图的差值最小，说明其受草甘膦影响较小，C项正确；图中结果说明草甘膦能降低这两种植物的净光合速率，可推测草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点，D项正确。
13．红掌是半阴生高等植物，如图表示夏季时红掌在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线，请分析并回答：

(1)二氧化碳进入卡尔文循环后形成的第一个有机物和第一个糖分别是________________。
(2)适当遮光，叶绿素含量会增加，叶片对____________光的吸收能力显著增强。在色素分离实验中，随层析液在滤纸条上扩散速度最快的是________________。
(3)a～b段叶肉细胞内合成ATP的场所有____________________________________________；c～d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是__________。
(4)30%遮光处理避免了强光照射和过高温度对植物的不利影响，与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅰ未出现明显“午休”现象的原因是____________________________________________________。
(5)6：30左右，在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度，光合速率基本不变，原因是此时限制光合速率的主要因素是__________________。
答案　(1)六碳分子和三碳糖　(2)红光和蓝紫　胡萝卜素　(3)叶绿体、细胞溶胶、线粒体　增加　(4)遮光30%的情况下，植物气孔一般不关闭(合理即可)　(5)光强度
解析　(1)二氧化碳进入卡尔文循环后形成的第一个有机物是六碳分子，第一个糖是三碳糖。(2)叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。适当遮光，叶绿素含量会增加，叶片对红光和蓝紫光的吸收能力显著增强。在色素分离实验中，因胡萝卜素在层析液中溶解度最大，所以其随层析液在滤纸条上扩散速度最快。(3)a～b段叶肉细胞中同时进行光合作用和细胞呼吸，合成ATP的场所有叶绿体、细胞溶胶和线粒体；c～d对应时段净光合速率为正值，所以此段有机物总量增加。(4)分析曲线可知，不同的遮光对红掌光合速率的影响不同。遮光30%的情况下(起降温增湿作用)，植物气孔一般不关闭，CO2供应充足。(5)6：30左右，在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度，光合速率基本不变，原因是光强度较弱。
14．某同学利用如图所示的装置研究CO2含量以及光强度对某种树叶光合作用的综合影响。实验用生长状况相同的若干同种新鲜叶片，在室温25℃下进行，缓冲液能调节密闭小室CO2浓度始终保持相对恒定。用相应装置精确测量，结果如下表。请分析回答下列问题：

组别
实验条件
液滴移动(mL·h－1)
光强度(lx)
CO2(%)
1
800
0.03
右移6.0
2
1000
0.03
右移9.0
3
1000
0.05
右移11.2
4
1500
0.05
右移11.2
5
1500
0.03
右移9.0

(1)第3组装置液滴右移的生理原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
该装置在2h内，缓冲液释放到密闭小室空间的CO2约为________mg。第3、4两组的结果相同，限制第4组光合作用的非生物因素主要是_______________________________。
(2)装置虽均置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O2的量，因为光照引起的________________会导致密闭小室气体的物理膨胀。由此，实验方案应再作相应完善。
(3)某同学认为本实验不能令人信服地说明光照和CO2浓度的相互作用，使光合作用进一步增强。该同学又增设了一组实验，你认为该组的实验条件组合是___________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)光合作用产生的O2量多于细胞呼吸消耗的O2量　44　CO2浓度　(2)温度变化(升高)　(3)光强度为800lx，CO2浓度为0.05%
解析　缓冲液的作用是维持密闭空间内CO2浓度的稳定，即树叶从空间吸收的CO2量与缓冲液释放的CO2量相等。而空间气体体积增加量(树叶释放O2量)等于树叶从空间吸收的CO2量，即11.2mL/h×2h＝22.4mL。第3、4组接受的光强度不同，但光合速率相同，故CO2浓度是限制第4组光合作用的主要非生物因素。
15．某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如下图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：

(1)先测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中都放入________________，装置乙作为对照。
②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理，放在温度等条件相同且适宜的环境中。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中放入_________________________________________________。
②把甲、乙装置放在________________________________________________________。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
(3)实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：

项目
实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物细胞呼吸强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移1.5cm
乙装置
右移0.5cm
测定植物净光
合作用强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移4.5cm
乙装置
右移0.5cm

(4)假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g，那么该植物的呼吸速率是________g/h；白天光照15h，一昼夜葡萄糖的积累量是________g(不考虑昼夜温差的影响)。
答案　(1)①NaOH溶液　②遮光　(2)①NaHCO3溶液，装置乙作为对照　②光照充足、温度等条件相同且适宜的环境中　(3)左　右　(4)4　84
解析　要测定光合作用强度必须先测定细胞呼吸强度，在测定细胞呼吸强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行细胞呼吸。用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2，植物进行细胞呼吸消耗一定量的O2，释放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出细胞呼吸强度。在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件：充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用过程中消耗一定量CO2，产生等量O2，而NaHCO3溶液可保证装置内CO2浓度的恒定，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响，而不受CO2气体减少量的影响。对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如气压等)对实验产生影响的结果。实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物细胞呼吸消耗O2量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，则该植物的呼吸速率为(1.5＋0.5)÷0.5＝4(g/h)；净光合速率为(4.5－0.5)÷0.5＝8(g/h)，白天光照15 h的净光合作用量是8×15＝120(g)，一昼夜葡萄糖的积累量为120－4×9＝84(g)。