高中生物高考押新课标全国卷第29题-备战2021年高考生物临考题号押题（新课标卷）（解析版）

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押新课标全国卷第29题
高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★☆☆

年份
分值
考查知识点
命题预测
2020·新课标全国卷I·29·非选择题

生物膜的成分和功能
从近几年高考的考查情况来看，细胞代谢相关知识仍是命题的重点，如光合作用的过程及其影响因素、光合作用和细胞呼吸的关系等。预计2021年高考会借助图解和实例考查细胞呼吸和光合作用，一般借助图表、坐标曲线等形式，将其与实验设计和分析相结合，考查物质变化、影响因素等内容。
2020·新课标全国卷II·29·非选择题

蛋白质合成
2020·新课标全国卷III·29·非选择题

光合作用和细胞呼吸
2019·新课标全国卷I·29·非选择题
10
渗透作用、光合作用和实验设计
2019·新课标全国卷II·29·非选择题
9
植物激素调节
2019·新课标全国卷III·29·非选择题
8
细胞中蛋白质和核酸的组成元素及实验设计
2018·新课标全国卷I·29·非选择题
10
生态系统的结构和共同进化
2018·新课标全国卷II·29·非选择题
8
研究垂体对机体生长发育的作用
2018·新课标全国卷III·29·非选择题
9
光合作用和细胞呼吸
2017·新课标全国卷I·29·非选择题
10
同位素标记法，病毒的种类，DNA和RNA的区别，病毒的培养
2017·新课标全国卷II·29·非选择题
9
光合作用和呼吸作用过程
2017·新课标全国卷III·29·非选择题
8
细胞增殖


1. （2020全国卷Ⅰ）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_____________________（答出2点即可）。
（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________（答出1点即可）。
（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是___________________，选择这两种作物的理由是___________________。
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
65
59
165
光饱和点/μmol·m-2·s-1
1 200
1 180
560
623
【答案】 (1). 减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用 (2). 肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 (3). A和C (4). 作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
【解析】
【分析】
1、中耕松土是指对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤。中耕的作用有：疏松表土、增加土壤通气性、提高地温，促进好气微生物的活动和养分有效化、去除杂草、促使根系伸展、调节土壤水分状况。
2、矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被植物的根系选择吸收。
【详解】（1）中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。
（2）农田施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。
（3）分析表中数据可知，作物A、D株高较高，B、C的株高较低，作物A、B的光饱和点较高，适宜在较强光照下生长，C、D的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物A和C进行间作，作物A可利用上层光照进行光合作用，作物C能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用率。
【点睛】本题结合具体实例考查光合作用和呼吸作用的相关内容，掌握光合作用和呼吸作用的原理、影响因素及在生产中的应用是解题的关键。
8.（2020·新课标全国卷II）为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：
（1）该实验所用溶液B应满足的条件是_____________（答出2点即可）。
（2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_____________。
（3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_____________。
【答案】 (1). pH 应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同 (2). 细胞质基质组分和线粒体 (3). 有 (4). 类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
【解析】
【分析】
细胞器的种类及功能：
1、细胞器分为：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体。
2、①线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
②叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
③内质网是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
④高尔基体对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的“车间”及“发送站”。
⑤核糖体是“生产蛋白质的机器”，有的依附在内质网上称为附着核糖体，有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
⑥溶酶体分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
⑦液泡是调节细胞内环境，是植物细胞保持坚挺的细胞器，含有色素（花青素）。
⑧中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关，由两个相互垂直的中心粒构成.。
【详解】（1）将正常叶片置于适量的溶液B中，为防止叶片失水，应保证pH与细胞质基质的相同，渗透压与细胞内的相同。
（2）葡萄糖在有氧呼吸的过程能彻底氧化分解，在真核细胞中场所为细胞质基质和线粒体。
（3）由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。
【点睛】本题结合具体实例考查光合作用、呼吸作用和细胞器的相关内容，掌握光合作用和呼吸作用的场所、细胞器的功能是解题的关键。
3.（2020·新课标全国卷III）照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位
（1）__________
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖

丙酮酸等
反应名称
（2）__________
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
（3）__________
化学能
终产物（除ATP外）
乙醇、CO2
（4）__________
（5）__________
【答案】 (1). 细胞质基质 (2). 无氧呼吸 (3). 光能 (4). O2、NADPH (5). H2O、CO2
【解析】
【分析】
1、无氧呼吸：场所：细胞质基质；反应式C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
2、有氧呼吸三个阶段的反应：
第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段：反应场所：线粒体基质；反应式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段：反应场所：线粒体内膜；反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
3、光反应和暗反应比较：
比较项目
光反应
暗反应
场所
基粒类囊体膜上
叶绿体基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、水
物质变化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+PiATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
联系
①光反应为暗反应提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP；
②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料；
③没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成
【详解】（1）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。
（2）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸。
（3）由分析可知，光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能，储存在ATP中。
（4）由分析可知，光合作用的光反应的产物为O2和NADPH。
（5）由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2，第三阶段产物为H2O。
【点睛】本题通过ATP的合成过程中能量的来源，考查有氧呼吸、无氧呼吸以及光合作用的场所、反应物、产物和能量转化的知识，考查内容较基础。
4．（2019全国卷Ⅰ·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。
【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。
【解析】（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。（3）根据题意分析可知，实验目的为验证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，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。①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。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起。②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。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。
5．（2018·新课标III卷）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”）。
【答案】（1）类囊体膜
（2）蓝紫光和红光
（3）增加
（4）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
（5）低
【解析】本题主要考查光合作用和细胞呼吸的相关知识。据题意可知，植物群体光合速率即为总光合速率，干物质积累速率即为净光合速率；据题中曲线可知；当叶面积系数小于a时，群体光合速率、干物质积累速率及呼吸速率均上升；当叶面积系数大于a，小于b时，群体光合速率上升、干物质积累速率基本不变、呼吸速率上升；当叶面积系数大于b时，群体光合速率不变、干物质积累速率下降、呼吸速率上升。（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。（2）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上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降。（3）由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。

下图表示猕猴桃叶片净光合速率与土壤中水分相对含量的日变化关系。请据图回答问题：

（1）与猕猴桃叶肉细胞净光合作用速率大小直接相关的细胞器是_____________________。
（2）图中6：00~9：00期间，三种条件下猕猴桃叶片净光合速率都在增加，主要是由于外界环境中___________，导致叶绿体中产生的___________（物质）逐渐增多，暗反应速度相应加快。
（3）在9：00~12：00时，土壤含水量为20%的猕猴桃叶片净光合速率下降，分析其原因可能是土壤水分含量少，使猕猴桃根系吸水少，导致气孔部分关闭，直接抑制光合作用的___________反应过程。
（4）当土壤相对含水量为___________时，猕猴桃几乎没有出现“午休”（中午时刻光合速率明显下降）现象，因此，在农业生产中为避免“午休”应采取的措施是______________________。
【答案】（1）线粒体、叶绿体
（2）光照增强 [H]和ATP
（3）暗
（4）80% 适时进行合理灌溉（或“适当浇水”、“适当提高土壤相对含水量”）
【解析】（1）净光合作用速率＝总光合速率－呼吸速率，光合作用发生在叶绿体中，有氧呼吸主要发生在线粒体中，所以与猕猴桃叶肉细胞净光合作用速率大小直接相关的细胞器是叶绿体和线粒体。（2）图中6：00~9：00期间，随着外界环境中的光照强度增强，光反应增强，光反应产物[H]和ATP增多，暗反应速度相应加快，导致三种条件下猕猴桃叶片净光合速率都增强。（3）气孔部分关闭会影响CO2的吸收，直接抑制光合作用的暗反应过程。（4）根据题图曲线变化可知，随着土壤含水量增高，“午休”现象越弱，当土壤相对含水量为80%时，猕猴桃几乎没有出现“午休”现象，因此，在农业生产中为避免“午休”应采取的措施是：适当提高土壤相对含水量。

1．C3和C5含量变化的分析方法
（1）据卡尔文循环，叶绿体基质中C3的含量通常是C5的2倍。
（2）当光照强度或CO2浓度改变后，短时间内C3和C5的含量均可发生变化。无论分析哪种物质的含量变化，都要从生成和消耗两个角度分析。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
增加
C5
减少
增加
增加
减少
ATP、[H]
减少
增加
增加
减少
2．光合作用“限制因素”的判断
（1）限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。
（2）限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：

a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。
3．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化

（1）光合速率等于呼吸速率的点：C、E。
（2）图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
（3）图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
4．面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动

据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变
△面积
光(CO2)补偿点
光(CO2)饱和点
适当提高温度
减少
右移
左移
适当增大CO2
浓度(光照强度)
增加
左移
右移
适当减少CO2
浓度(光照强度)
减少
右移
左移
植物缺少Mg元素
减少
右移
左移
注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
5．光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧
（1）实验设计中必须注意的三点
①变量的控制手段，如光照强度的强弱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，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。
②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
（2）解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。

1．科研人员为研究重金属铅污染对水稻光合作用的影响以及H2S(一种气体信号分子）对铅（Pb）胁迫下水稻光合作用的影响，进行了相关实验，结果如图。（注：CK为对照组）

（1）叶肉细胞的叶绿体可将光能转化为________中活跃的化学能，这一过程发生在________（填具体场所）。
（2）水稻对铅的吸收________（属于／不属于）生态系统的物质循环过程。
（3）请从光合作用过程角度分析铅导致水稻光合速率下降的原因________。
（4）有研究表明：H2S能提高铅胁迫下的水稻光合作用速率，但不能完全恢复。请以水稻幼苗为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路。
实验思路：______________________。
【答案】ATP（ATP和NADPH） 类囊体薄膜 不属于 由CK组和Pb组结果可知，铅使水稻叶绿素含量显著下降，光能吸收减少，光反应减弱，进而抑制暗反应，使水稻整体的光合速率下降。 实验设计思路：将生理状态相同的若干水稻幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别在完全培养液、含Pb的培养液和经H2S气体处理的含Pb培养液中培养一段时间（其他条件相同且适宜），分别测定并比较三组的光合速率。
【分析】
1、生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
2、光合作用可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。
（1）光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与NADP+结合，形成NADPH。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
（2）暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下与C5结合，这个过程称作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3在还原酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。这些C3又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。
【详解】
（1）叶肉细胞的叶绿体可将光能转化为ATP（ATP和NADPH）中活跃的化学能，这一过程发生在类囊体薄膜。
（2）铅是有害金属，水稻对铅的吸收不属于生态系统的物质循环过程。
（3）由CK组和Pb组结果对比可知，铅使水稻叶绿素含量显著下降，光能吸收减少，光反应减弱，进而抑制暗反应，使水稻整体的光合速率下降。
（4）根据对照实验原理，欲证明“H2S能提高铅胁迫下的水稻光合作用速率”，需要“H2S和铅胁迫”与“铅胁迫”对照，欲证明“但不能完全恢复”，需要“H2S和铅胁迫”与“非铅胁迫”对照。故详细实验设计思路为：“将生理状态相同的若干水稻幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别在完全培养液、含Pb的培养液和经H2S气体处理的含Pb培养液中培养一段时间（其他条件相同且适宜），分别测定并比较三组的光合速率。”
【点睛】
此题考察光合作用的基本过程，难度较低；考察物质循环的概念难度适中；考察对照实验的设计，难度适中。在设计实验室，关键设计合适的对照组，明确对照关系。
2．植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中CO2浓度，CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱和点，测定结果如下表。

玉米
小麦
CO2补偿点
12μmol/L
23μmol/L
CO2饱和点
34μmol/L
50μmol/L
回答下列问题：
（1）玉米植株叶片内的叶绿体有两种类型：一种是有基粒的叶绿体存在于叶肉细胞中；另一种是没有基粒的叶绿体存在于维管束鞘细胞中。据此推测，玉米叶肉细胞中叶绿体基粒的光合产物有________，维管束鞘细胞只能进行_______（填“光反应”或“暗反应”）。
（2）据表分析，在CO2浓度为40μmol/L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦幼苗光合速率的主要环境因素是__________________。
（3）若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是__________________________；继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是_______，判断理由是______________。
【答案】NADPH、O2和ATP 暗反应 CO2浓度 随光合作用进行，二氧化碳浓度降低 玉米 玉米二氧化碳补偿点低
【分析】
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段．光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光照，吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原。
【详解】
（1）叶绿体基粒含有光合色素及酶，故叶绿体基粒中能够进行光合作用的光反应，产物有NADPH、O2和ATP；而维管束鞘细胞叶绿体不含基粒，只能进行暗反应过程。
（2）据表可知，小麦的CO2饱和点为50μmol/L，故若大气中CO2浓度为40μmol/L，此时未达到CO2饱和点，则限制小麦光合速率的主要环境因素是CO2浓度。
（3）密闭环境中，随着光合作用进行，氧气浓度逐渐增加，而二氧化碳浓度逐渐降低，故会影响光合作用的进行，导致两种植物的光合速率都降低；据表可知，玉米的二氧化碳补偿点更低，维持生长所需要的二氧化碳浓度更低，故玉米幼苗存活时间更长。
【点睛】
本题考查光合作用的过程和环境因素对光合作用强度的影响，意在考查学生的识记能力和分析问题解决问题的能力，熟记光合作用的相关知识并能结合题意分析作答是解题关键。
3．下图是有关莲藕的一些研究，请据图回答问题。

（1）研究发现，莲藕容易发生褐变的原因与细胞内的一种多酚氧化酶有关，为了防止莲藕褐变，通常用开水先处理一下，试分析此种处理的目的是_____。
（2）据图1分析，当光照强度小于a时，突变体莲藕的光反应强度_____（填“大于”“小于”或“等于”）普通莲藕。请根据图1的曲线写出实验结论_____。
（3）图2中的生物膜是_____，据图分析，ATP合成的直接能源来自于_____。
（4）科学家发现图1中的突变体叶绿素含量低于普通植株，为证实该结论，请写出实验设计思路：_____。
【答案】高温下多酚氧化酶在失活 小于 在一定范围普通莲藕和突变体莲藕的光合速率均随光照强度的增加而增加；光照强度小于a时，普通莲藕占优势；光照强度大于a时，突变体占优势（光照强度等于a时，两种类型莲藕生长优势相同。补充以上内容也给分） 类囊体薄膜 H+跨类囊体膜浓度差（答：H+浓度差也给分） 将等量长势相似的突变体和普通型莲藕叶片进行色素的提取和分离实验，观察两种类型的叶绿素a和叶绿素b的宽窄
【分析】
净光合速率=实际光合速率—呼吸速率
【详解】
1）多酚氧化酶在高温下失活，防止莲藕褐变。
（2）光照强度小于a时，突变体的净光合速率小于普通型，而两个品种的呼吸作用速率相等，故突变体的光反应速率小于普通；根据曲线图，可得出以下实验结论：在一定范围普通莲藕和突变体莲藕的光合速率均随光照强度的增加而增加，光照强度小于a时，普通莲藕占优势，光照强度大于a时，突变体占优势；光照强度等于a时，两种类型莲藕生长优势相同。
（3）图中发生的是光反应，故为类囊体薄膜； H+跨类囊体膜浓度差驱动ATP的合成。
（4）证实突变体中叶绿素降低，故要进行色素的提取和分离实验：将等量的突变体和普通型莲藕叶片进行色素的提取和分离实验，观察两种类型的叶绿素a和叶绿素b的宽窄。
【点睛】
本题主要考查光合作用的相关知识，其中准确理解光合作用的过程和叶绿体中色素的提取与分离时实验，是解题的关键。
4．如图1表示水稻幼苗叶肉细胞内发生的主要代谢过程，其中①~⑥代表有关生理 过程，图2为某科研小组在探究环境因素对木有售枝光合作用影响时所得到的实验结果（图中lx 为光照强度的单位）。请回答下列问题：

（1）图1中不在生物膜上发生的生理过程包括_____。（填序号）。⑤中所产生［H］的流动方向是_____。
（2）图2中n点时，水稻叶肉细胞的光合速率_____（填=”或“v”）呼吸速率。图中b点时限制光合作用速率的主要环境因素是_____。
（3）图2中d点与c点相比，d点时C3的生成速率_____（填“较高”或“较低”），其原因是_____。
（4）稻田每年都需要翻耕，使稻茬翻到土壤下面为新水稻移植留出空间，并转化为有机肥，使用有机肥的好处有_____。翻耕土地还有益于_____从而促进根对矿质元素的吸收。
【答案】①②③⑥（答全给分） 由类囊体薄膜到叶绿体基质 > 光照强度 较高 d点光反应速率高于c点，暗反应速率随之也高，所以C3生成速率d点较高 有机肥分解产生CO2促进光合作用或有机肥分解为水稻提供矿质元素（其他答案合理也给分） 水稻根部的有氧呼吸
【分析】
影响光合作用的环境因素。
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
题图分析：图1是光合作用与有氧呼吸的过程，①是光合作用中三碳化合物的还原过程，其场所为叶绿体基质，②是有氧呼吸的第一阶段，其场所为细胞质基质，③是有氧呼吸第二阶段，其场所为线粒体基质，④是有氧呼吸第三阶段，其场所为线粒体内膜，⑤是光合作用光反应阶段，其场所为叶绿体的类囊体薄膜，⑥是光合作用二氧化碳的固定过程，其场所为叶绿体基质。图2中，该实验的自变量是光照强度和二氧化碳浓度，因变量是净光合速率。
【详解】
（1）由分析可知，在光合作用与有氧呼吸过程中，光合作用光反应阶段⑤在叶绿体的类囊体薄膜上、有氧呼吸第三阶段④发生在线粒体内膜上，而其他的过程均不在生物膜上进行，即图中的①②③⑥过程不在生物膜上进行。⑤光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应过程的C3还原，暗反应过程发生的场所是叶绿体基质，因此，⑤中所产生［H］的流动方向是由叶绿体的类囊体薄膜移动到叶绿体基质，
（2）图2中n点时，水稻的净光合速率为零，但对水稻叶肉细胞来讲，其光合速率大于呼吸速率，因为叶肉细胞产生的有机物还需要满足水稻中其他不进行光合作用的细胞有机物的消耗。图中b点时以及该二氧化碳浓度之后，随着二氧化碳浓度的增加，光合速率不再增加，此时限制光合作用速率的主要环境因素是是二氧化碳以外的其他因素，如光照强度。
（3）图2中与c点相比，d点时光照强度增大，d点光反应速率高于c点，提供的[H]和ATP增多，暗反应速率随之也高，所以C3生成速率d点较高。
（4）稻田每年都需要翻耕，使稻茬翻到土壤下面为新水稻移植留出空间，并转化为有机肥，有机肥在微生物的作用下能分解成无机物，提高土壤肥力，并同时释放二氧化碳，促进了暗反应过程，提高了光合速率，显然使用有机肥的好处表现为有机肥分解产生CO2促进光合作用或有机肥分解为水稻提供矿质元素。翻耕土地能使土壤变得疏松，能促进水稻根部的有氧呼吸，进而促进根对矿质元素的吸收，因为矿质元素的吸收方式为主动运输，主动运输过程需要消耗能量。
【点睛】
熟知有氧呼吸和光合作用过程中的物质变化、能量变化是解答本题的关键，能正确分析图中的相关过程及其基本知识是解答本题的前提，掌握影响光合作用的影响因素的影响机理是解答本题的另一关键。
5．某研究小组将绣球植株分组并给予不同遮光处理，适应60天后测定绣球植株叶片在不同光照强度下的净光合速率，结果如图所示。回答下列问题：

（1）晴朗的白天，绣球植株进行光合作用所固定的CO2有内部和外部两个来源，分别是_______________。据图分析可知，该研究小组是以_______________来表示绣球植株叶片的净光合速率。
（2）为了解绣球植株叶片在晴朗白天时的实际光合速率，研究小组还测定了植株叶片的呼吸速率，具体操作是______________________________，其结果如表。
组别
全光组
50%遮光组
75%遮光组
呼吸速率(μmol CO2.m-2..s-1)
0.53
0.36
0.41
（3）根据上述研究结果推测，绣球植株叶片适应遮光环境的机制是_______________，从而保证植株在遮光环境中的正常生长。
【答案】细胞呼吸释放和外界空气 单位时间和单位面积绣球植株叶片吸收的CO2量 测定植株叶片在黑暗（或无光）条件下的CO2释放速率 植株叶片在遮光条件下通过提高光能利用率来提高光合作用强度，同时通过降低呼吸速率以减少自身消耗
【分析】
影响光合作用的环境要素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度，内因主要有色素的含量和酶的含量。不同的光质也可以影响光合作用。
【详解】
（1）根据题意，晴朗的白天，绣球植株同时进行光合作用和呼吸作用，进行光合作用所固定的CO2主要来源于内部的细胞呼吸释放和从外界空气中吸收。据图分析，从净光合速率的单位是μmolCO2•m-2•s-1可知，科研小组测定的净光合速率是以单位时间和单位面积绣球植株叶片吸收的CO2量来表示。
（2）依据植株光合速率和呼吸速率关系，即实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，为了解绣球植株叶片在晴朗白天下的实际光合速率，研究小组需要测定植株叶片在黑暗（或无光）条件下CO2的释放速率。
（3）据图分析，在相同光照强度（尤其是低于400μmolCO2•m-2•s-1光照强度）下，50%和75%遮光组植株的净光合速率明显高于全光组，说明绣球植株在遮光条件下可以提高叶片光能利用率来提高光合作用强度，保证有机物的正常制造量。从叶片呼吸速率测定结果可以看出，50%和75%的遮光组植株呼吸速率明显低于全光组，说明植株在遮光环境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗。故植株叶片在遮光条件下通过提高光能利用率来提高光合作用强度，同时通过降低呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。
【点睛】
本题以三组不同遮光程度处理绣球植株叶片在不同光照强度下的净光合速率测定实验为情境，考查影响光合作用的环境因素和光合作用与呼吸作用之间的关系等相关知识，考查生物的物质观和环境适应观念，归纳与概括、模型与建模、演绎与推理等科学思维，实验方案的设计科学探究素养。
6．中国是生产稻米最多的国家，增加水稻的产量一直是科研人员研究的主要课题。图1是将玉米的PEPC酶（与CO2的固定有关）基因与PPDK酶（催化CO2初级受体—PEP的生成）基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图2是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答下列问题：

（1）图l中原种水稻A点以后限制光合作用的环境因素可能为_____________________，研究发现转基因水稻不是通过提高光合作用有关酶的最适温度来增强光合速率的。原因是：____________________________________________________。
（2）结合图2判断，图1曲线所对应的温度应为____________，若将温度调低5℃，A点将向______________移动。
（3）据图分析，转双基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在_____________（填“强光”或“弱光”）环境中。研究者对这两种植株的等质量叶片的光合色素提取并分离后，发现两种植株的色素带无显著差异，则可推断转双基因水稻是通过促进_________来提高光合速率。
【答案】温度、CO2浓度等 由图2可知转基因水稻与原种水稻酶的最适温度基本相同 30℃ 左下 强光 暗反应
【分析】
分析图1：两种水稻的起点相同，说明呼吸速率相同，其中A表示原种水稻在某温度下的光饱和点，A点以前限制光合作用的因素是光照强度，A点之后的限制因素主要是温度和二氧化碳浓度。
分析图2：图示表示不同温度条件下，在光照为1000μmol•m-2•s-1下两种水稻的净光合速率，两种水稻的相关酶最适温度都为35℃。
【详解】
（1）图1中A点对应的光照已经是光饱和点，此时再增加光照强度不能再提高净光合速率，限制光合作用的是其他因素，如温度、CO2浓度等。由图2可知转基因水稻与原种水稻酶的最适温度基本相同，所以提高相关酶的最适温度并不能增加光合速率。
（2）由图1可知，A点是原种水稻的光合速率最大值，A点时的净光合速率是20，根据图2可知，净光合速率是20对应的是30℃，因此结合图2判断，图1曲线所对应的温度应为30℃；若将温度调低5℃，用温度为25℃，重复图1相关实验，光合作用是减弱的，A点会向左下移动。
（3）由图1可知，转基因水稻的光饱和点要高于原种水稻，所以更适合栽种在光照强环境中。可以使用无水乙醇来提取叶片的光合色素，用纸层析法分离光合色素，色素带的宽度可以反应色素的含量，结果发现两植株各种光合色素含量无显著差异，可以推测转双基因水稻没有促进光反应，而是通过促进暗反应过程，来提高光合速率。
【点睛】
本题结合曲线图，考查光合作用的相关知识，要求考生掌握影响光合速率的环境因素，能正确分析曲线图，并从中提取有效信息准确判断各选项，属于考纲理解层次的考查。
7．一般测定光合速率的方法都没有把呼吸作用考虑在内，测得的结果实际上是净光合速率，若同时测定其呼吸速率，再加上净光合速率，则得到真正光合速率，即真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率，结果如图。

回答下列问题：
（1）比较单位时间内蓝藻细胞光反应生成的［H]，d3浓度下的生成量比d1浓度下的_________________（填“大”或“小”），判断的依据是___________________。
（2）若K1、K2和K3分别表示在d1、d2和d3三个浓度下蓝藻种群的K值，则K1、K2和K3的大小关系是_________________（用符号“＞”“＜”和“＝”构建数学关系式表示）。
（3）欲判断蓝藻是否为兼性厌氧生物，另需在_________________条件下培养蓝藻以获取更多的信息，在培养适宜的时间后，可通过抽样检测蓝藻种群的_________________予以判断。
（4）蓝藻大量繁殖，会导致水体缺氧，原因是_________________。
【答案】小 CO2浓度为d3的净光合速率与d1浓度的相等，呼吸速率比d1的小，所以d3浓度的真光合速率比d1的小，光反应强度比d1的弱 K2>K1=K3 黑暗、密闭 种群密度 蓝藻大量（繁殖后）死亡，被分解者分解，消耗大量的溶解氧；蓝藻大量繁殖导致水草死亡，减少了水中的溶氧
【分析】
蓝藻属于原核生物，没有叶绿体和线粒体，但是可以进行光合作用和有氧呼吸，场所在细胞质；
由于光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此可比较d1浓度、d2浓度、d3浓度下光合速率的大小；图中可以看出，d2浓度下光合速率最大；由于d1浓度的呼吸速率大于d3浓度，因此d1浓度下实际光合作用强。
【详解】
（1）图中，d1浓度和d3浓度相比，净光合速率相等，但是d1浓度的呼吸速率大于d3浓度，因此d3浓度下实际光合作用弱，光反应低，所以单位时间内蓝藻细胞d3条件下光合作用生成的[H]比d1小。
（2）蓝藻种群的K值与有机物的积累量（净光合作用）相关，从图中看出，净光合作用的大小d2＞d3=d1，所以K2>K1=K3。
（3）图中是在有氧条件下进行的反应，所以为判断蓝藻是否为兼性厌氧型微生物，需要在黑暗、密闭的条件下重复实验，排除光照和氧气的影响，可以通过检测蓝藻种群的种群密度予以判断。
（4）蓝藻大量繁殖后死亡，被分解者分解，消耗大量的溶解氧，另一方面，蓝藻大量繁殖导致水草死亡，减少了水中的溶氧，从而导致水体缺氧。
【点睛】
本题需要考生掌握总光合作用、净光合作用和呼吸作用之间的关系，结合图形进行分析解答，掌握蓝藻引起水华的原因和危害。
8．为精准扶贫，某科研小组在引进经济作物A时进行了栽培实验。图甲是该植物叶肉细胞光合作用和有氧呼吸过程的示意图，①—④表示相关生理过程；图乙是夏季不同条件对该植物净光合速率影响的实验结果。请分析回答下列问题：

（1）图甲中①③过程所产生的[H]分别是指___________；图乙中影响P、Q点净光合速率差异的主要环境因素是________________。N点净光合速率比M点低的主要原因与图甲中的___________（填序号）过程有关。
（2）依据上述实验结果，对经济作物A栽培的合理建设是___________。
（3）在生产实践中增施CO2是提高温室作物产量的主要措施之一。研究者进行实验时发现：增施CO2时间过长，作物的光合作用反而会减弱。原因在于：一方面是淀粉积累会___________光合作用，另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，造成光合作用所需的______________________（至少答出两点）等含氮化合物合成不足。提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温增强了植物的______________。请根据本研究的结果，对解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，提出两项合理化建议：__________________________________________。
【答案】NADPH、NADH 光照强度 ② 在PR之间（7：30-16：30）适度遮阳 抑制 ATP、ADP、酶、NADPH、叶绿素 细胞呼吸 适当升温、控制增施CO2的时间（或间断供给CO2）、加强对植物氮素营养的补充
【分析】
据图分析：图甲过程①为光合作用的光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上；②为光合作用的暗反应，发生在叶绿体基质；③为有氧呼吸的第一、二阶段，发生在细胞质基质、线粒体基质；④为有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜。图乙曲线表示的是植物的光合作用随着光照强度（遮阳情况）的变化趋势。
【详解】
（1）图甲中的①是光合作用光反应中产生的还原型辅酶Ⅱ，即NADPH；③是呼吸作用过程中产生的还原型辅酶Ⅰ，即NADH。图乙中，Q点的净光合速率比P点低，主要是由于光照强度较弱造成的。M和N均为35%遮阳，N点的净光合速率比M点低，主要是由于N点光照过强、温度过高，导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少造成的，该过程导致图甲中过程②（光合作用的暗反应）明显减慢所致。
（2）根据图乙可推出，7：00之前，对照组的净光合高于遮阳组，7：00～17：00之间，35%遮阳组高于对照组和70%遮阳组，而在17：00之后，对照组的净光合高于遮阳组，说明经济植物A在7：30～16：30（PR）之间适度遮阳，可以增大净光合速率。
（3）增施CO2时间过长，植物光合作用反而会减弱，可能的原因为：一方面是淀粉积累会抑制光合作用，另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的ATP、ADP、酶、NADPH、叶绿素等含氮化合物合成不足。提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温提高了植物的呼吸作用，提高了细胞对糖的利用率。通过上述分析，要解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，可通过适当升温以降低淀粉的含量、或控制增施CO2的时间（或间断供给CO2）、以及加强对植物氮素营养的补充等途径增加产量。
【点睛】
解答本题的关键是区分光合作用的两个阶段及场所，区分有氧呼吸的三个阶段及场所，再根据题意作答。
9．为测定光合作用速率的变化，某科研小组将番茄放入密闭的透明玻璃小室中，如图甲所示。将该装置放于自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，结果如图乙。请据图分析并回答下列问题：

（1）图乙曲线中，a～b段上升的原因是_____；e～f段下降是因为_____，从而导致光合速率下降；h点时番茄叶肉细胞内产生ATP的场所有_____。
（2）图乙曲线中d点时刻，图甲装置中有色液滴的位置位于起始位置（0点）的_____（填“左侧” “右侧”或“起始位置”）。有色液滴移到最右侧对应图乙曲线中的_____点。小组成员在上午某段时间内，记录有色液滴移动位置时，获得了以下数据：
每隔20分钟记录一次数据
……
11
13
17
23
……
则该组实验数据是在图乙曲线的_____段获得的。
（3）如果要测定该植物的真正光合作用速率，还需增加一组实验，其设计思路是：_____。
【答案】温度下降，酶活性降低，呼吸作用减弱 温度过高，导致气孔大量关闭，CO2供应减少，暗反应减慢 细胞质基质、叶绿体、线粒体（答全给分） 左侧 h d～e 设置如图甲相同的装置，并将该装置遮光放在与图甲装置相同的环境条件下
【分析】
分析题图，图甲是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此刻度移动表示是氧气的变化量，液滴移到最右边，此时一天中储存氧气最多。图乙中h点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以h点时储存氧气最多。由数据可知，相同的时间刻度变化越来越小，说明释放的氧气量在减少。
【详解】
（1）在凌晨外界温度比较低，酶活性降低，植物的呼吸作用减弱，释放的二氧化碳的量减少，吸收的氧气也减少，所以在图乙曲线中，ab段表现为上升趋势。中午外界温度较高，蒸腾作用强，为了减少植物体内水分的散失，植物叶片气孔关闭，CO2供应减少，暗反应减慢，导致植物此时释放氧气的速率明显降低；由图乙可知，h点时该植物的氧气释放速率为零即净光合速率为0，此时，该植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此此时ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体的类囊体薄膜。
（2）甲图：二氧化碳缓冲液的作用保证容器内二氧化碳浓度的恒定，所以气体体积的增加或减少的原因是氧气的释放或氧气的消耗，从而导致液滴的移动。d点时刻之前植物的呼吸速率大于光合速率，由于a-d点的呼吸作用导致容器内的氧气浓度降低，从而导致液滴左移；甲装置刻度管中的有色液滴右移到最大值的时刻是光合积累量最大的时刻，对应乙图的h点；根据表格中的数据可以看出，氧气释放速率一直增加，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，而且增加的速率加快，所以只能是图中的de段。
（3）本实验测得数据为植物的净光合速率，如计算植物的真正光合速率需测植物的呼吸速率，即植物光合速率=植物净光合速率+植物的呼吸速率，故可得实验思路为设置一组实验遮光处理，没有光照，植物不能进行光合作用，其他条件与甲装置相同，此时测定的是植物的呼吸作用速率，最后将测得呼吸速率和净光合速率相加即可得总光合速率。
【点睛】
本题以图形为载体，考查了光合作用和有氧呼吸的过程及两者的联系。考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力，难度一般。
10．RuBisCo普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中，它是光呼吸（细胞在有光、高O2、低CO2情况下发生的生化反应）中不可缺少的加氧酶，也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。RuBisCo能以五碳化合物（RuBP）为底物，在CO2/O2值高时，使其结合CO2发生羧化，在CO2/O2值低时，使其结合O2发生氧化，具体过程如图所示。

（1）在天气晴朗、气候干燥的中午，大豆叶肉细胞中光呼吸的强度较通常条件下会明显________（填“升高”或“降低”）。光呼吸的存在会明显降低作物产量，原因是____________________________________________________________________。
（2）在干旱和过强光照下，因为温度高，蒸腾作用强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的____________，光呼吸产生的_____又可以作为暗反应阶段的原料，因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。
（3）1955年，科学家通过实验观察到对正在进行光合作用的叶片突然停止光照，短时间内会释放出大量的CO2，他们称之为“CO2的猝发”。某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光（完全黑暗）后释放CO2的速率，吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量）。突然停止光照时，植物所释放CO2的来源是__________________________。在光照条件下，该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定的CO2总量是________（用图形的面积表示，图中A、B、C表示每一块的面积大小）。

【答案】升高 光呼吸消耗参与暗反应的ATP、[H]和RuBP，使暗反应速率减慢，从而使光合作用合成有机物减少 ATP和[H]（或NADPH） CO2 细胞呼吸释放的CO2和光呼吸释放的CO2 A+B+C
【分析】
光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。绿色植物在照光条件下的呼吸作用。特点是呼吸基质在被分解转化过程中虽也放出CO2，但不能转换成能量ATP，而使光合产物被白白地耗费掉。在黑暗条件下，呼吸过程能不断转换形成ATP，并把自由能释放出来，以供根系的吸收功能、有机物质的合成与运转功能以及各种物质代谢反应等等功能的需要，从而促进生命活动的顺利进行。所以光呼吸越强，光合生产率相对就低。
【详解】
（1）在天气晴朗、气候干燥的中午，气孔大部分关闭，CO2/O2值低，则光呼吸强度较通常条件下会明显升高。由于光呼吸消耗参与暗反应的ATP、[H]和RuBP，使暗反应速率减慢，从而使光合作用合成有机物减少，从而降低作物产量。
（2）由图可知，光呼吸时，RuBisCo能以五碳化合物（RuBP）为底物，使其结合O2发生氧化，消耗光反应阶段生成的多余的ATP和[H]，同时产生CO2作为暗反应的原料。
（3）突然停止光照，由图可知，植物释放CO2除了光呼吸一个来源外，还有植物本身的呼吸作用释放CO2。图中CO2的吸收表示净光合速率，CO2的释放速率表示呼吸速率，CO2的固定总量是总光合作用的概念，总光合作用速率等于呼吸作用速率+净光合速率，则植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定的CO2总量=A+B+C。
【点睛】
识记并理解植物细胞光合作用、细胞呼吸与光呼吸的过程是解答本题的关键。
11．下图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况：图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系;图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答：

（1）图甲所示的该植物细胞代谢情况可用图乙的________点表示；
（2）图乙中的a点表示________.当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时,叶绿体中ATP的移动方向是________;
（3）在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下9小时,然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为_________mg;
（4）若图乙曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃理论上分析c点如何变化?________
（5）由图丙可推知,密闭玻璃温室中光合速率与呼吸速率相等的点是________ ，,j点与e点相比植物体内有机物含量发生了什么变化？________。
【答案】d 只进行呼吸作用（或呼吸速率） 类囊体薄膜向叶绿体基质（或基粒向基质） 162 右移 f、h 减少
【分析】
题图分析：甲图表示某绿色植物的细胞代谢状况，光合作用所需要的二氧化碳来自线粒体和外界环境，说明光合速率大于呼吸速率；
图乙中a点细胞只进行呼吸作用；b点表示光合速率小于呼吸速率；c点时光合速率等于呼吸速率；d段光合速率大于呼吸速率；
丙图表示密闭玻璃室内的CO2浓度与时间关系的曲线，其中ef段表示光合速率小于呼吸速率；fh段表示光合速率大于呼吸速率；f点和h点表示光合速率等于呼吸速率；hj段表示光合速率小于呼吸速率。
【详解】
（1）图甲中叶绿体的二氧化碳的来源包括空气中的二氧化碳和线粒体呼吸产生的二氧化碳，说明此时，该植物细胞光合速率大于呼吸速率，可用图乙中的d点表示。
（2）图乙中的a点表示没有光照，此时只有呼吸作用，a点可表示只进行呼吸作用（或呼吸速率）。当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时，此时光照强度较低，呼吸速率大于光合速率，但是叶绿体中光反应产生的ATP只能用于暗反应中C3的还原过程，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体基质，此时ATP的移动方向是由叶绿体的类囊体薄膜移向叶绿体基质。
（3）在相同温度下，光照强度为8klx时，已经达到光饱和点，此时呼吸速率为6，净光合速率为12，该植物的叶片光照9小时，黑暗15小时，则该植物固定二氧化碳量为：（6+12）×9=162mg/100cm2，即该24小时内每100cm2叶片中的光合作用所消耗的CO2的量为162mg。
（4）若图乙曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，该条件下，呼吸速率加快，而光合速率减慢，则c点（光补偿点），即植物要达到与呼吸速率相等的状态则需要增加光照强度，即c点右移。
（5）由分析可知，图丙为密闭容器内的二氧化碳浓度变化曲线图，f点和h点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，因为，若该状态下光合作用强度与呼吸作用强度不等的话，则二氧化碳浓度则会继续上升或下降，不会出现拐点；j点时二氧化碳浓度高于e点，说明经过测定时间段，密闭容器中的二氧化碳浓度上升，说明总体上植物的呼吸消耗的有机物大于光合作用产生的有机物，即j点与e点比植物体内有机物减少。
【点睛】
熟知光合作用和呼吸作用过程中物质和能量的变化是解答本题的关键，掌握光合作用和呼吸作用的影响因素的影响机理是解答本题的另一关键。光合与呼吸的综合计算是本题的重要考点。
12．景天科植物具有独特的昼夜节律，在晚上植物体内苹果酸含量升高，糖分含量下降；白天则相反，酸度下降，糖分增多；相应的代谢途径被称为CAM途径，具有此类代谢途径的植物称为CAM植物。图Ⅰ为一昼夜大叶落叶生根（一种CAM植物）CO2吸收速率变化情况，图2为相同时间段内该植物净光合速率的变化情况。

（1）据图推测，CAM植物的气孔在______________（填“白天”或“晚上”）开放，细胞中______________很可能是临时储存CO2的载体。
（2）研究发现，CAM植物细胞中的CO2最早被磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）固定，生成草酰乙酸（OAA），再进一步被还原并大量积累于液泡中。为保证CAM途径的持续进行，物质______________（填英文字母简称）应通过一定化学反应不断重新生成并释放到细胞质中。该途径可通过_________________法追踪C元素的转移路径加以证实。
（3）分析图中信息推测，CAM途径是对_______________（填“干旱”或“湿润”）环境的适应；该途径除维持光合作用外，对植物的生理意义还表现在___________________。
（4）假设昼夜温度不变，若要利用图2信息计算大叶落叶生根上午10时的实际光合速率，计算的思路是_____________________________。
【答案】晚上 苹果酸 PEP 同位素标记 干旱 有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失 将晚上的呼吸速率与上午10时的净光合速率相加即为上午10时的实际光合速率
【分析】
分析题图：图1表示景天科植物一天吸收CO2的速率，可以看出景天科植物白天几乎不吸收CO2，可见景天科植物白天气孔是关闭的，晚上气孔打开吸CO2。图2表示净光合作用，景天科植物在白天进行光合作用，净光合作用大于0。
【详解】
（1）据图推测，景天科植物白天几乎不吸收CO2，可见景天科植物白天气孔是关闭的，晚上气孔开放吸CO2，由于晚上吸收CO2，苹果酸含量上升，所以苹果酸很可能是临时储存CO2的载体。
（2）CAM植物细胞中的CO2最早被磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）固定，生成草酰乙酸（OAA），再进一步被还原并大量积累于液泡中，导致细胞中PEP减少。为保证CAM途径的持续进行，细胞中必须有PEP不断重新生成并释放到细胞质中，要追踪C元素的转移路径可以通过同位素标记法进行追踪证实。
（3）CAM白天气孔关闭晚上气孔开放，CAM生活的环境应为干旱的环境，白天关闭气孔能够有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失，同时晚上吸收储CO2可以维持白天的光合作用。
（4）如果昼夜温度不变，CAM一天中的呼吸速率不变，根据图2信息将晚上的呼吸速率与上午10时的净光合速率相加即为上午10时的实际光合速率。
【点睛】
本题以CAM植物为材料，根据图形分析CAM植物叶肉细胞内部发生的特殊的光合作用的过程，考查了光合作用和呼吸作用两者之间的关系，利用真光合作用量=净光合作用量+呼吸量，进而计算真光合作用以及两者光合作用的差值。
13．图1为25°C环境中甲、乙两种植物在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线，图2表示在一定光照强度下温度对图1中某种植物CO2吸收量和释放量的影响情况[单位：mg/（m2•h）]。请回答下列问题：

（1）图1中光照强度为B点时，甲植株光合作用的速率_____（填“大于”“小于”或“等于”）其呼吸作用速率，此时甲植物的叶肉细胞的光合作用的速率_______（填“大于”、“小于”或“等于”）其呼吸作用速率。
（2）图1中（填“甲”或“乙”）______植物更适应于阴暗的环境，原因是__________________。
（3）图2中所示植物为图1中的_________（填“甲”或“乙”）。
【答案】等于 大于 乙 因为图1中的乙植物的光补偿点比甲植物低 甲
【分析】
植物在光照下二氧化碳的吸收量表示的是植物的净光合速率，黑暗情况下二氧化碳的释放量表示的是呼吸速率，真光合速率=净光合速率+呼吸速率。一般补偿点较低、饱和点较低的植物更适合弱光环境，适宜在阴暗的条件下生长。
【详解】
（1）图1中光照强度为B点时，可看出甲植株的CO2吸收量为零，表明此时植株的光合作用速率等于其呼吸作用速率；由于甲植物中主要叶肉细胞才可以进行光合作用，但植株的所有细胞都可以进行呼吸作用，因此叶肉细胞的光合作用速率实际等于所有细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞的光合作用的速率大于自身呼吸作用速率。
（2）阴生植物与阳生植物相比，阴生植物更适合弱光环境下生长，观察图1可以看出乙植物的光补偿点比甲植物低，光饱和点也低于甲植物，因此乙更适应于阴暗的环境。
（3）图2中显示25°C时在黑暗下CO2的释放量为2mg/（m2•h），说明此时该植物的呼吸速率为2mg/（m2•h），而图1中显示在25°C，光照强度为0时，甲植物的CO2释放量为2mg/（m2•h），因此可确定图2描述的为植物甲。
【点睛】
本题的易错点是对于两个图片之间联系的判定，需要学生认真审题，明确图1中所示的温度为25°C下进行的测定，因此在图2中，需要确定25°C时的呼吸速率进行对比。
14．莲藕是广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%，图1表示在25℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率，图2中A、B分别表示某光照强度下该突变体与普通莲藕的气孔导度（单位时间进入叶片单位面积的CO2量）和胞间CO2浓度。请分析回答下列问题。

（1）提取和分离莲藕叶片中叶绿体内的色素，使用的试剂分别是_____________。突变体与普通莲藕相比，经过纸层析法分离色素，在滤纸条上哪两种颜色的色素带将会变窄？____________。突变体叶绿素含量显著下降，将直接影响光合作用的____________阶段。
（2）莲藕切开后极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的。将切好的莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是____________。
（3）在2000μmol·m-2·s-1的光强下，普通莲藕的总光合速率为____________μmol·m-2·s-1。
（4）CO2被利用的场所是叶绿体基质，因为此处可以为CO2的固定提供____________。据图2判断，突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多，请写出判断的依据：________________________ 。
【答案】无水乙醇和层析液 蓝绿色和黄绿色 光反应 高温下多酚氧化酶失去活性，抑制了褐变过程 17 C5和多种酶 突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而其胞间CO2浓度与普通莲藕的胞间CO2浓度相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2
【分析】
据图分析：图1中，光照强度大于a时，突变体莲藕的净光合速率大于普通莲藕。图2中突变体莲藕的气孔导度大于普通莲藕，但胞间二氧化碳浓度两者相当，说明突变体莲藕利用二氧化碳的能力高于普通莲藕。
【详解】
（1）叶绿体内的光合色素易溶于有机溶剂，可用无水乙醇提取。不同光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的，随层析液在滤纸条上扩散的快，反之则慢，所以可用层析液分离色素。突变体的叶绿素含量仅为普通莲藕的56%，所以突变体与普通莲藕相比，层析后的滤纸条上出现的蓝绿色（叶绿素a）和黄绿色（叶绿素b）的色素带将变窄。叶绿素吸收光能由于光反应，故突变体叶绿素含量显著下降，将直接影响光合作用的光反应阶段。
（2）由于高温下多酚氧化酶失去活性，抑制了褐变过程，所以将切好的莲藕在开水中焯过后可减轻褐变程度。
（3）总光合速率=净光合速率+呼吸速率，由图可知，在2000μmol·m-2·s-1的光强下，普通莲藕的总光合速率为15+2=17μmol·m-2·s-1。
（4）CO2被利用的场所是叶绿体基质，因为此处可以为CO2的固定提供C5和多种酶；据图2分析可知，突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2，所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多。
【点睛】
本题以影响光合速率的实验结果的曲线图或柱形图为情境，考查学生对光合作用的过程及其影响的环境因素等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息、分析问题的能力。
15．为了制定果林间作套种的方案，研究小组用A、B两个大豆品种进行实验，测定了自然光和模拟果林间作遮光条件下大豆的相关生理指标，结果如下。
品种
A
B
处理
自然光
遮光
自然光
遮光
株叶面积（cm2）
2580
2903
2243
2836
总叶绿素（mg·g-1）
2．29
4．36
2．88
3．21
最大净光合速率（μmol·m-2·h-1）
14．99
9．59
16．16
8．85
光补偿点（μmol·m-2·s-1）
45．9
30．7
43．8
41．7
气孔导度（mmol·m-2·s-1）
114．2
46．3
103．3
37．8
注：光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度；气孔导度表示气孔张开的程度
（1）由结果可知，大豆可通过_________以增强对遮光条件的适应能力。自然光条件下，当光照强度为45．9μmol·m-2·s-1时，A品种叶肉细胞内产生ATP的细胞器有_________。
（2）分析表格数据可知，遮光会降低大豆的最大净光合速率，从暗反应的角度分析，其原因是_________。实验过程中，若将遮光条件下的大豆移至自然光下，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量将_________。
（3）若遮光条件下B品种的净光合速率为0，则在相同条件下，A品种的干重会___（填“增加”、“不变”或“降低”），因此_________（填“A”或“B”）品种更适宜在果林行间套种。
【答案】增大株叶面积和增加总叶绿素含量 线粒体、叶绿体 遮光导致气孔导度变小，叶肉细胞从外界环境吸收的CO2减少，使叶肉细胞暗反应减慢 减少 增加 A
【分析】
本实验的自变量是：大豆的种类、遮光与否；因变量是：株叶面积、总叶绿素、最大净光合速率、光补偿点、气孔导度。
【详解】
（1）如图：遮光条件下，株叶面积、总叶绿素的含量都会加大，适应遮光条件。自然光条件下，当光照强度为45．9μmol·m-2·s-1时，A植物既有光合作用又有呼吸作用，叶肉细胞内产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体。
（2）暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，从暗反应的角度分析，遮光会降低大豆的最大净光合速率的原因是遮光导致气孔导度变小，叶肉细胞从外界环境吸收的CO2减少，使叶肉细胞暗反应减慢。若将遮光条件下的大豆移至自然光下，ATP和NADPH会增多，三碳化合物的还原会增多，C3化合物含量将减少。
（3）如图：遮光条件下B品种的净光合速率为0时的光照强度为41.7，A品种的光补偿点是30．7，所以在相同条件下，A品种的干重会增加，因此A品种更适宜在果林行间套种。
【点睛】
本题结合实验数据考查光对A、B两个大豆品种光合作用的影响，抓住遮光的条件是解答本题的关键。
16．科研人员在探究影响光合作用的因素时测得了如下曲线。图1是某绿色植物叶肉细胞以葡萄糖为呼吸底物，在不同O2浓度条件下，无氧呼吸与有氧呼吸的CO2释放量变化曲线。图2为不同光照强度条件下测得的该植物叶肉细胞CO2吸收量的变化曲线。请据图回答下列问题：

（1）测得图1的曲线，需把该绿色植物放在适宜温度且______________的环境中。测得图2的曲线。需要控制适宜的温度、水肥等其它环境因素。这些属于_____________变量。
（2）图1中O2浓度为A时，该细胞的无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量_____________，此条件下无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖量之比是_____________；当氧气浓度范围为______________时（用图1中的字母表示），细胞有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2总量与细胞吸收的O2量相等。
（3）图2中光照强度为B时，叶肉细胞中CO2固定量为_______________（用图7中的字母表示），此时叶肉细胞中产生[H的具体场所有___________________________，NADP+的移动方向是_____________________________________________________。
【答案】黑暗 无关 相等（或答：“相同”） 3：l CE （a的绝对值）（或答：“b-a”） 细胞质基质、线粒体基质、叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质到叶绿体类囊体薄膜
【分析】
1、有氧呼吸消耗1mol葡萄糖和6mol氧气，产生6mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳，细胞呼吸产生的二氧化碳的量是有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳的量之和；植物的净光合作用强度等于实际光合作用强度加上呼吸作用强度。
2、据图分析，图1两条曲线代表的是有氧呼吸和无氧呼吸的速率，随着氧气浓度的增加，无氧呼吸逐渐降低直至0，有氧呼吸逐渐增加。图2中曲线代表的是净光合速率，其中a点没有光照，该点只能进行呼吸作用；A点为光补偿点，该点光合速率与呼吸速率相等；B点为光饱和点，该点光合速率达到最大值。
【详解】
（1）图1曲线代表的是有氧呼吸和无氧呼吸速率，需要在无光（黑暗）的条件下进行实验。图2实验的自变量是光照强度，因变量是二氧化碳的吸收量，而温度、水肥等属于无关变量。
（2）图1中O2浓度为A时，两条曲线相交，说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，结合有氧呼吸和无氧呼吸的方程式分析可知，此条件下无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖量之比是（1/2）∶（1/6）=3：l。当无氧呼吸消失，只有有氧呼吸时，其释放的CO2量与吸收的O2量相等，即图1中的氧气浓度范围为CE时。
（3）图2中光照强度为B时，叶肉细胞中二氧化碳固定量=二氧化碳的吸收量+呼吸作用产生的二氧化碳量=b+|a| ，此时叶肉细胞可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质、叶绿体的类囊体薄膜；NADP+参与光合作用光反应阶段生成NADPH，其移动方向为从叶绿体基质到叶绿体类囊体薄膜。
【点睛】
本题的知识点是细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸的关系，实际光合作用强度、净光合作用强度、呼吸作用强度之间的关系，分析题图获取信息是解题的突破口，对于光合作用、呼吸作用的过程的理解和应用是解题的关键。