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第11课时 专项突破 光合作用和细胞呼吸
突破点一、影响细胞呼吸的因素及应用
1、影响细胞呼吸的因素
（1）细胞呼吸是在酶的催化下的反应，因此，凡是能影响酶的活性的因素，都影响细胞呼吸，对温度，另外对单细胞生物来说，还有它生活环境的pH。
（2）氧气。在一定范围内，随氧气浓度增大，有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱。
（3）含水量。细胞中的自由水含量及周围环境的含水量影响细胞的呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸。在一定范围内，含水量增多，细胞呼吸增强。一般不考虑含水量过大时，氧气不足导致呼吸减弱。
（4）影响细胞呼吸的内部因素是细胞中与呼吸有关酶的含量、真核细胞中线粒体的含量等。要使酶的含量能满足需要，需要给植物提供充足的N等无机盐。
有关因素对有氧呼吸的影响曲线如下表
因素 曲线 意义
温度 在一定范围内，随温度升高，酶活性增强，有氧呼吸逐渐增强；达到最适温度后，有氧呼吸最强；超过此温度，随温度升高，酶活性下降，有氧呼吸减弱
氧气含量 在一定范围内，随氧气含量增多，有氧呼吸逐渐增强，当含氧量达到一定浓度时，有氧呼吸强度达到稳定，不再随氧气增加而增强
含水量 在一定范围内，随含水量增加，有氧呼吸逐渐增强，当含水量达到一定值时，有氧呼吸强度不再随含水增加而增强，当水过多时，会导致供氧不足，反而抑制有氧呼吸
例1、下图表示处于遮光状态的某植物在一天中二氧化碳释放量曲线，下列有关分析错误的是
A AB段二氧化碳释放量逐渐减小，原因是温度逐渐降低
B BC段，与呼吸作用有关酶的活性升高
C CD段，与呼吸作用有关的酶活性降低，原因是温度过高导致的
D 若实验装置放到光下，则无法测出相应的变化曲线
【解析】首先应注意此图是在一天内植物呼吸速率的变化，在一天中，温度呈周期性变化，呼吸速率也随温度的周期性变化而变化。B点对应的时间是一天中温度最低点，呼吸最弱，C点对应的时间是一天中的温度最高点，呼吸作用最强。CD段呼吸速率的下降是因为气温下降引起的，而不是因为温度过高引起的。若将实验装置放到光下，白天将进行光合作用，呼吸作用释放的二氧化碳将被光合作用消耗，无法测出。
【答案】C
变式1、将若干萌发的种子放在一个密闭的试管中，置于25C的环境中，测定试管中氧气和二氧化碳浓度的变化如图，下列分析正确的是
A 曲线表明，随氧气浓度的降低，呼吸作用减弱
B 18分钟后，细胞呼吸停止
C 0—18分钟，细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸
D 若将温度升高至30C，氧气会在20分钟后彻底耗尽
【解析】18分钟后，有氧呼吸停止，但还进行无氧呼吸，从二氧化碳变化曲线可判断；18分钟前，当氧浓度很低时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；氧气浓度低到一定程度，不会被细胞呼吸利用，不可能耗尽。
【答案】A
2、呼吸作用原理的应用
（1）需要增强呼吸的
如种子萌发、幼苗生长等过程，需要细胞分裂，同时需要能量来满足各种生命活动，因此，需要提供充足的氧气进行有氧呼吸，另外人的运动也是消耗能量的，也需要充分进行有氧呼吸。利用酵母菌发酵的初期，需要通气，目的还是让它进行有氧呼吸提供能量，来满足繁殖的需要。
（2）需要减弱呼吸的
粮食、水果、蔬菜的储藏过程，要尽量减少有机物的消耗，另外植物在生长阶段，夜间也要减少有机物的消耗。这些都要靠减弱呼吸实现。
增强、减弱呼吸的方式，因植物及器官的种类不同而有所差异。
例2、下列关于细胞呼吸原理的应用，不恰当的是
A 要把粮食晒干储藏，同时将仓库中充入氮气
B 储藏水果时，要将水果密封起来，并且放在冷库中低温保存
C 为了保证温室栽培作物的产量，夜间应通风适当降温
D 利用乳酸菌制作酸奶时，应保证绝对无氧环境
【解析】储藏粮食时，为避免有机物的呼吸消耗，应晒干种子或果实以降低自由水含量，同时降低仓库中的含氧量，从而减弱呼吸。储藏水果时，不但要考虑有氧呼吸，还有考虑无氧呼吸，应在适当的氧气浓度条件下，使细胞呼吸消耗的葡萄糖最少。因此B项是错误的。温室夜间降温有利于减弱呼吸，减小有机物的消耗，有利于提高产量，乳酸菌是严格厌氧的细菌，有氧存在，将会抑制无氧呼吸，使发酵无法进行。
【答案】B
变式2、制造啤酒的工艺流程中，实际是应用酵母菌的呼吸作用。将小麦和酵母菌放入发酵罐应怎样处理方能制造出大量的啤酒
A．马上密闭，保持30℃~40℃的温度
B．一直通风，不封闭，保持30℃~40℃
C．先通风后密闭，保持60℃以上
D．先通风后密闭，保持30℃~40℃
【解析】酒精发酵过程应是先通气让酵母菌繁殖，再无氧发酵。
【答案】D
二、研究影响光合作用因素的实验
实验原理：小圆叶片抽去其中的空气，放进含二氧化碳的水或碳酸氢钠溶液中，由于密度较大，会沉到溶液底部，在光照条件下，叶片进行光合作用产生氧气，聚集在叶片内，叶片密度减小而上浮。
在不同的光照强度下，叶片光合作用强度不同，产生氧气的速度也不同，因而导致叶片上浮的速度不同。在单位时间内上浮的叶片数也不同。
研究光照强度对光合作用强度的影响
（1）实验分三组：采用强、中、弱三种光照，光照强度的方法用台灯作人工光源，调节台灯与试管之间的距离实现不同的光照。
（2）无关变量的控制：三个试管中加入的溶液相同且含有充足的二氧化碳、放入的小圆叶片大小数目相等且状态相同、外界条件如温度相同且适宜。因此，要避免台灯与试管之间的距离远近对温度的影响。
（3）观察指标可以选择在相等时间内上浮的叶片数或叶片全部上浮所需要的的时间。
此装置可以用来研究二氧化碳浓度、温度、光的波长等因素对光合作用的影响，方法参考下表
自变量 分组数 实验方法
二氧化碳浓度 3 采用不同浓度的二氧化碳浓度或向清水中通入不同量的二氧化碳。保持适宜的温度和光照强度。
温度 3 通过水浴提供高、中、低三种温度条件。保持适宜的二氧化碳和光照
光的波长 根据需要 采用不同颜色相同强度的光照射。保持适宜的二氧化碳和温度。
例3、为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3 ，稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中 O2 和CO2，在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。
实验步骤和预测实验结果：
（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放人盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。
（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后.敞开试管口.可观察到叶片均下沉到试管底部。
（3）
……
分析预测的结果：
【解析】【说明：本题是2006年高考全国卷中理科综合的一个实验题，时间过去了六年，仍没有一道考题的水平超过本题。它是近年高考试题编制的颠峰之作，集探究性、综合性于一体，非常值得我们去思考分析。】本题不但研究二氧化碳对光合作用的影响，而且还研究氧气对有氧呼吸的影响。在碳酸氢钠溶液中，叶片能进行光合作用，导致上浮，而在蒸馏水中由于没有二氧化碳，不能进行光合作用，不能上浮。同时，由于在碳酸氢钠溶液中进行了光合作用，叶肉细胞间隙内出现大量氧气，因此，在暗处可以进行有氧呼吸，使叶片下沉，而蒸馏水中的叶片仍无变化。
【答案】
（3）将这两只试管放在日光灯下.照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
分析预测的结果：
（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出O2多于呼吸作用消耗的O2叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2 和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。
（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。
变式3、四支试管中加入等量的的同种植物的圆叶片和不同溶液，甲乙试管放在光照条件下，丙丁两组放在相同温度的无光条件下。一段时间后观察，对现象描述和分析正确的是
A 甲试管中圆叶片下沉，原因是光合作用强度大于呼吸作用强度
B 乙试管中圆叶片下沉，原因是不能进行光合作用
C 丙试管中圆叶片不下沉，原因是有氧呼吸消耗的氧气来自于外界的空气中
D 丁试管中的圆叶片下沉，原因是叶片无法进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸
【解析】乙中无二氧化碳，光合等于呼吸，叶片仍处于原位置，细胞呼吸先利用叶肉细胞间隙中的氧气，丙和丁试管中的叶片都下沉。
【答案】A
突破点三、影响光合作用的因素及应用
除上述实验外，影响光合作用的因素还有水。不过，水一般不会直接影响光合作用，因为光合作用消耗的水很少，一般不会缺乏。缺水对光合作用的影响，体现在对二氧化碳的影响上，当植物缺水时，为了保持水分平衡，会导致气孔关闭，从而影响二氧化碳从气孔进行叶片内，从而使光合作用减弱。
这些外界条件，总的来说，要有适宜的光照、充足的二氧化碳及适宜的水分，这些条件应根据植物的特点进行调整，如阳生植物需要较强的光照，阴生植物需要较弱的光照。
影响光合作用的内部因素还有光合作用所需的酶和色素的含量。需要给植物提供充足的N、Mg等无机盐。
有关因素对光合作用影响的曲线如下表
因素 曲线 意义
温度 在一定范围内，随温度升高，酶活性增强，光合作用逐渐增强；达到最适温度后，光合作用最强；超过此温度，随温度升高，酶活性下降，光合作用减弱
二氧化碳 在一定范围内，随二氧化碳含量增多，光合作用逐渐增强，当二氧化碳含量量达到一定浓度时，光合作用强度达到稳定，不再随二氧化碳增加而增强
光照强度 在一定范围内，随光照强度增大光合作用增强，达到一定光照强度后，光合作用达到稳定，不再随光照强度增加而增强，当光照过强时会导致气孔关闭使光合作用减弱
光的波长 植物对不同波长的光利用率不同，利用率大的光，在光照强度比较弱时就可以达到最大光合作用强度，而利用率小的光，则需要比较强的光照才能达到最大光合作用强度
含水量 在一定范围内，光合作用强度随含水量增多而增强，含水量达到一定量时，光合作用不再增强。
例4、在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。
（1）6～8h间，光合速率 _________（大于、小于）呼吸速率，容器内的O2含量_________，CO2含量_________，植株干重_________ 。
（2）9～10h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是_________；10h时不再产生ATP的细胞器是_________；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即_________停止ATP的合成，_________成为ATP合成的唯一场所。
（3）若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。___________________________.
【解析】 从曲线看，6～8h间，光合速率大于呼吸速率，因此可以很容易地推断出氧气和二氧化碳含量的变化，以及植株干重的变化。9～10h间，光合速率明显降低，而呼吸速率没有明显变化，题干又告知，二氧化碳充足，因此导致光合速率下降的原因只能是光照停止，接下来氧气耗尽只能进行无氧呼吸。第3小题相对较简单，呼吸作用需要多种酶的参与，酶的催化活性受温度的影响，冰浴条件下酶活性下降，呼吸速率随之下降。
【答案】
（1）大于 上升 下降 增加
（2）光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质
（3）呼吸速率下降，相关酶的活性因降温而下降
变式4、某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内CO浓度下降引起的
【解析】从图中看，叶绿素含量下降要晚于光合速度下降，因此C项错误；D项是正确的，光合速率下降的原因是缺水导致气孔关闭，使CO2供应不足。
【答案】C
突破点四、在一天内植物光合和呼吸强度的变化
1、春秋季的一天，真实光合作用强度的曲线如图中曲线1：A点在清晨开始进行光合作用，B点在中午时光合作用强度最大，C点在傍晚光合作用停止。
2、假定在一天中呼吸强度不变，相应的净光合强度如曲线2：曲线整体下移，移动值即为呼吸强度。在D点、E点时，光合作用强度和呼吸作用强度相等。AD、CE段，光合作用强度小于呼吸作用强度，DB、BE段，光合作用强度大于呼吸作用强度。
3、在自然情况下，一天中的温度是不断改变的，呼吸作用强度也是不断改变的，曲线中由于凌晨时气温降低，呼吸作用减弱。一天中的总光合、呼吸、净光合分别如图所示。
4、在夏季，由于中午光照过强，同时气温也相对较高，植物往往出现气孔关闭，二氧化碳供应不足，光合作用减弱。真实光合速率和净光合速度分别如图。
例5、在一个密闭的容器中栽培着一株植物，下图能表示一昼夜中容器中二氧化碳含量变化的曲线是
【解析】在一个密闭容器中，晚上一直进行呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳浓度逐渐增大，早晨的二氧化碳浓度是最大的，白天，光合作用大于呼吸作用，二氧化碳逐渐被吸收，浓度降低，傍晚时二氧化碳浓度是最低的。
【答案】C
变式5、下图表示一农田中一昼夜温度变化（Ⅰ）、光照强度变化（Ⅱ）、植物吸收CO2的变化（Ⅲ）的数量关系。下列叙述不正确的是
A．Ⅲ与时间轴的交点c、e预示光合作用吸收的CO2等于呼吸作用释放的CO2
B．a点的数值变化主要与夜间低温有关
C．从c点开始合成有机物，至e点有机物合成停止
D．增大曲线Ⅲ与时间轴围成的正面积的措施包括提高光照强度、提高CO2浓度、适宜的温度和充足的水分供应等
【解析】有机物合成应是在b点时开始，结果于f点，c点和e点时，是光合和呼吸相等的时刻。
【答案】C
突破点五、光合作用和呼吸作用的有关计算
准确进行光合和呼吸速速率的计算，关键是区分总光合（实际光合）和净光合（表观光合）。
1、总光合速率一般用有机物（如葡萄糖）的合成量、氧气的制造量、二氧化碳的消耗量表示，净光合速率一般用有机物（如葡萄糖）的积累量、氧气的释放量、二氧化碳的吸收量表示，或者用“测得的”“测定出的”等词语表示，因为总光合是无法直接测出的，只能通过测定净光合和呼吸，计算出总光合。
2、如果题目中画有光照强度对光合作用强度的影响曲线，则曲线起点也是依据。曲线若从原点开始，表示总光合，意为有光即可进行光合作用制造有机物和氧气，曲线若从横轴某一点开始，则表示净光合，意为当达到某一光照强度时，光合作用强度等于呼吸作用强度，光照继续增强，光合作用大于呼吸作用。
计算公式：净光合速率=总光合速率—呼吸速率
例6、将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示，下列对该表数据分析正确的是 ( )
温度（℃） 5 10 15 20 25 30 35
光照下释放O2（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下吸收O2（mg/h） 0.50 0.75 1.25 1.75 2.50 3.00 3.50
A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快
C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行12小时)光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累有机物是10℃时的2倍
【解析】表中数据第一行是二氧化碳的释放量，表示净光合，第二行是呼吸量，昼夜不停地光照，能不能生长以及生长速度，只需要看净光合即可，35℃时该值为3.00，可以正常生长，25℃时该值为3.75，最大，而不是15℃，因此A、B均不正确；交替进行12小时光照和黑暗，需要将白天的净光合减去晚上的呼吸，结果20℃时此值为1.50，而15℃和25℃时此值均为1.25，因此C项正确，30℃时此值为0.50，10℃时此值为1.00，比较后发现，D项错误。
【答案】C
变式6、以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A 光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B 光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C 温度高于25℃时，光合作用的有机物的量开始减少
D 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
【解析】从曲线数据看，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时均为6.5，此后才出现下降；在25℃条件下植物积累的有机物的量最多，而不是20℃；由于光合作用曲线是净光合而非总光合，曲线交点不能表示光合等于呼吸。
【答案】A
课时作业
1.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（ ）
A.低氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B.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
C.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为热能和ATP
D.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
【解析】水果保鲜应采用零下低温，葡萄糖分解成二氧化碳发生在细胞质基质和线粒体内，细胞呼吸中的能量转换是糖类等有机物中的化学能转变成热能和ATP中的化学能。
【答案】D
2.利用溴甲酚紫指示剂，检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下。对此相关叙述不正确的是（ ）
A.溴甲酚紫指示剂在pH减小的环境中变为黄色
B.溴甲酚紫指示剂变为黄色是由于金鱼藻呼吸作用释放出CO2
C.这个实验可表明呼吸作用释放CO2，光合作用释放O2
D.实验操作3～5表明光合作用吸收CO2
【解析】在适宜的光照条件下，绿色植物光合作用强度大于呼吸作用强度，吸收CO2，使pH上升，导致指示剂由黄色变为紫色；黑暗中金鱼藻只进行细胞呼吸，产生CO2使pH下降，导致指示剂由紫色变为黄色。在本实验中，主要证明了绿色植物进行光合作用吸收CO2，并没有表明光合作用释放O2。
【答案】C
3.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，A、B、C分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是（ ）
A.水参与C中第二阶段的反应
B.B在叶绿体类囊体薄膜上进行
C.A中产生的O2，参与C的第二阶段
D.X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体薄膜
【解析】根据代谢过程中物质的变化图分析，A、B、C分别表示光反应(场所：类囊体薄膜)、暗反应(场所：叶绿体基质)和呼吸作用(场所：细胞质基质和线粒体)。光反应(A)产生的O2参与呼吸作用(C)的第三阶段。X是光反应产生的ATP，在叶绿体中，ATP的移动方向是从叶绿体的类囊体移向叶绿体的基质。
【答案】A
4.如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是（ ）
A.A中合成ATP的部位是叶绿体囊状结构的薄膜
B.B中的ATP用于还原三碳化合物
C.A、C中合成ATP所需的能量来源相同
D.D中能量的去向是用于耗能的生命活动
【解析】图中A是光反应，B是暗反应，C是细胞呼吸，D是ATP的利用，A中合成ATP所需能量来源于光能，C中合成ATP所需能量来自于葡萄糖的氧化分解。
【答案】C
5.光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，下图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，请指出正确的图解是（ ）
【解析】夏季中午由于光照过强引起气孔关闭使光合作用减弱，上午和下午各有一个峰值。
【答案】C
6.植物的生理活动受各种因素影响，如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.若适当提高温度，则Y点应向右移动
B.若曲线表示阴生植物，则Y点应向左移动
C.处于X点时细胞中产生ATP的细胞器是线粒体
D.若适当增加光照强度，则Y点应向右移动
【解析】适当增加光照强度，光合作用会增强，Y点应向左移动。
【答案】D
7.某生物研究小组对栽培在密闭玻璃温室中的植物进行研究，用红外线测量仪对室内空气中的CO2浓度进行24小时测定，并绘制了温室内的CO2浓度与时间关系的曲线(如图所示)。根据曲线所得到的结论是（ ）
A.光合速率等于呼吸速率的是b点和c点
B.光合速率最大的是b点，最小的是c点
C.b点的光合速率为零，c点光合速率最大
D.光合速率最低的是c点，呼吸速率最高是b点
【解析】由曲线的变化分析可知，a～bCO2浓度逐渐增加，表明细胞呼吸速率>光合速率；b～cCO2浓度逐渐减小，表明光合速率>呼吸速率；c～dCO2浓度逐渐增加，表明光合速率<呼吸速率，直至无光合作用；b、c为曲线的拐点，表明此时光合速率＝呼吸速率。光合速率最大的点是CO2浓度下降速率最快的点，在12时左右；光合速率最小的点为无光照时。根据图无法判断呼吸速率的高低变化。
【答案】A
8．通过实测一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况得到如右图1所示曲线。图1中所示细胞发生的情况与曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是图2中的（ ）
图1
【解析】AB段表现为释放CO2，因此呼吸速率大于光合速率，呼吸作用产生的CO2一部分扩散入叶绿体用于光合作用，另一部分扩散到细胞外。
【答案】A
9.将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示。对此实验叙述正确的是（ ）
A.此实验可用于验证A植物比B植物具有更强的固定CO2的能力
B.当CO2浓度约为0.8mmol/L时，A、B两植物的光合作用强度相等
C.30min以后，两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等
D.若A植物在第5min时光照突然降低，C5含量将增加
【解析】据图可知，B植物在低浓度CO2时，还可以进行光合作用，所以B植物固定CO2的能力较A植物强。CO2浓度约为0.8mmol/L时，A、B两植物曲线相交，表明密闭小室中被植物吸收的CO2相等。光合作用强度是指单位时间植物吸收CO2的量，是A、B植物曲线的斜率。30分钟后，A、B植物不再吸收，此时表明，A、B植物的光合作用固定CO2的量分别等于各自呼吸作用放出的CO2的量。光照突然降低，光反应产生的ATP和[H]的量减少，C3还原生成C5的量减少，而CO2的固定量不变，因此，从总体上C5减少。
【答案】C
10.以测定植物在黑暗中CO2的释放量和光照下CO2的吸收量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果记录如表所示。下列有关分析中正确的是（ ）
组别 一 二 三 四 五
温度(℃) 15 20 25 30 35
黑暗中CO2的释放量(mg/h) 1.0 1.5 1.8 3.0 3.2
光照下CO2的吸收量(mg/h) 2.5 3.3 3.8 3.4 3.2
A.该植物在25℃条件下，光合作用制造的有机物最多
B.在35℃条件下，该植物实际光合作用速率与呼吸作用速率相等
C.在15℃条件下，该植物的净光合作用速率为1.5mg/h
D.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物总量与30℃时相等
【解析】绿色植物制造有机物的量(实际光合作用量)＝呼吸量＋净光合作用量。由题中数据可知，A错，30℃与35℃条件下植物制造有机物的量最多，为6.4mg/h。B错，35℃时的实际光合作用速率＝3.2mg/h＋3.2mg/h＝6.4mg/h。C错，15℃时，净光合作用速率应为2.5mg/h。
【答案】D
11.农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，将实验结果绘制成如图曲线。据此提出的以下结论中，你认为合理的是（ ）
A.光合作用酶的最适温度高于细胞呼吸酶的最适温度
B.阴影部分表示5℃～35℃时蔬菜的净光合量小于零
C.光照越强，该蔬菜新品种的产量越高
D.温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25℃～30℃
【解析】图中曲线显示光合作用酶的最适温度较细胞呼吸酶的最适温度低，阴影部分应表示5℃～35℃时净光合量大于零，在一定光照范围内随光照增强光合速率升高。
【答案】D
12、在两个相同密闭、透明玻璃室内各放置一盆相似的甲、乙两种植物幼苗，在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下，用红外线测量仪定时测量玻璃内的CO2含量，结果如下表（假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变）。下列有关分析，错误的是（ ）
记录时间（min） 0 5 10 20 25 30 35 35 40 45
甲种植物(mg／L) 150 113 83 50 48 48 48 48 48 48
乙种植物（mg／L） 150 110 75 30 18 8 8 8 8 8
A．在0～25min期间，甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减少
B．在0～25min期间，CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果
C．在0～25min期间，影响光合作用强度的主要因素是CO2含量
D．上表数据说明，乙植物比甲植物固定CO2的能力强
【解析】二氧化碳浓度逐渐降低是由于光合作用不断消耗的结果。
【答案】B
13.下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答：
(1)物质a分布在叶绿体的_______________________，提取该物质时加入CaCO3的目的是________________________________。
(2)过程④⑤发生的场所是_____________________。
(3)上述①～⑤过程中，能够产生ATP的过程是_______________________，ATP的结构简式是_______________________。
(4)较强光照下，①过程中d的移动方向是_________________________。
(5)假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是_______________；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，h量的变化是_________________。
(6)上述①～⑤过程中，必须有氧气参与进行的是________________。
【解析】物质a完成了光能到活跃化学能的转化，故a为光合色素，分布在囊状结构的薄膜上，因叶绿素易被酸性物质破坏，故提取叶绿素时加入CaCO3可保护叶绿素。过程④⑤(有氧呼吸的第二、三阶段)是在线粒体内完成的。①～⑤过程中，能够产生ATP的过程是①光反应，③④⑤有氧呼吸过程。d为ADP，其在较强光照下从叶绿体基质移向囊状结构薄膜再次参与ATP的合成。白天突然中断二氧化碳的供应，则短时间内f(C5)仍正常产生但利用量减少，即因CO2固定无法正常进行而积累。植物从光照条件下移到黑暗处，因光反应产生的ATP、NADPH下降，导致h(C3)被还原量减少而积累。氧气参与有氧呼吸的第三阶段⑤。
【答案】(1)囊状结构的薄膜上 防止色素被破坏
(2)线粒体
(3)①③④⑤ A－P～P～P
(4)从叶绿体基质向囊状结构薄膜方向移动
(5)增加增加
(6)⑤
14.某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材料，回答相关问题。
实验一：
(1)探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示。与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是_____________、_____________。实验还发现，不仅单株番茄光合作用强度与种植密度成负相关，番茄植株的生长也与种植密度成负相关。番茄生长的调节方式是______________，与番茄果实发育关系最密切的是_____________，环境温度降低时，该物质运输速度会_______________。
实验二：
(2)测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化，结果如乙图所示。B→C时间段，叶绿体内ADP的移动方向是_______________，叶绿体内C3含量将_______________。图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是_____________。
实验三：
(3)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，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，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)。
实验步骤如下：
①请设计一张表格用于记录实验数据。(假设实验选定叶片数目为3)
②若M＝MB－MA，则M表示。
【解析】(1)植株种植过密，则叶片接受的光照和CO2不足，光合作用强度下降；植物生长的调节方式主要是激素调节，生长素对果实的发育起重要作用，乙烯对果实的成熟起重要作用；环境温度降低，植物细胞呼吸酶的活性降低，能量的减少使物质运输速度降低。(2)乙图B→C段，植物吸收大量CO2，光合作用旺盛，叶绿体内的ADP不断地由叶绿体基质移向类囊体片层合成ATP，C3化合物被大量还原成葡萄糖，C3含量减小。BD两点的CO2变化率(斜率)为零，此时光合作用等于呼吸作用。(3)用于记录实验数据的表格必须有编号，MA、MB和平均值等项目。MB、MA分别表示光下和黑暗处的有机物的变化量，即是净光合作用量和细胞呼吸量，故MB－MA实际表示被载取面积的B叶片6小时内光合作用合成的有机物总量。
【答案】(1)光照强度CO2浓度激素调节生长素减慢
(2)由叶绿体基质向类囊体片层减少B、D
(3)①
叶片编号 MA MB
1
2
3
平均值
②B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
15．下图甲曲线表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系，图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置。试回答下列问题：
(1)图甲曲线中，当光照强度为X点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有____________________。b点时叶绿体吸收CO2的量等于________。叶绿体中消耗CO2的场所是____________。
(2)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℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃，图甲曲线中a点将向________移动，b点将向________移动。
(3)图乙装置中隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用是________________________________________________________________，________________________________________________________________________。
(4)若实验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(5)为了探究光照强度对光合速率的影响，利用乙图装置进行实验的设计思路是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)当光照强度为X点时光合作用强度达到最大值，光反应和呼吸作用都能产生ATP，呼吸作用是在细胞质基质、线粒体中进行的。b点时植物吸收CO2的量等于0，说明叶绿体吸收CO2的量等于线粒体呼吸作用释放CO2的量。(2)将温度调节到25℃时，光合作用加强，吸收的CO2量增多，而呼吸作用减弱，释放CO2的量减少，因此曲线中a点将向上移动，b点将向左移动。(3)实验中探究光照强度对光合速率的影响，温度是无关变量，必须是相等的，为了避免光照时产生的热量对试管内水温的影响，在灯与试管之间增加一个盛水玻璃柱。(4)影响光合作用强度的因素除了光照之外还有水中CO2的含量。
【答案】(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体a叶绿体基质(2)上左(3)吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响(4)①光照强度减弱，光合作用产生的O2减少②水中CO2的含量逐渐下降，光合作用产生的O2减少(5)用多组相同装置，只更换灯泡功率的大小(或只改变试管与光源之间的距离)，进行对照实验
16.下图甲是研究环境因素对农作物产量影响的曲线图，乙是植物细胞代谢过程的部分示意图。请据图分析回答：
(1)甲图中A点的三碳化合物含量_______________(大于、小于、等于)B点。通过甲图中各点位置的比较，可以看出影响光合作用速率的关键限制因素是_______________、_______________和________________。
(2)乙图中物质M、N分别是_____________、______________，过程a反应的场所是_____________。此时农作物的光合作用强度______________(大于、等于、小于)呼吸作用强度。
(3)除了本实验研究的影响因素外，__________________等措施也可以提高农作物的产量。
【解析】(1)B点光照强度高于A点，所以B点的ATP、NADPH生成量较A点多，还原C3的量也较A点多，故A点的三碳化合物含量大于B点。甲图反映了植物的净光合速率受光照强度、CO2浓度、温度等因素的影响。
(2)M的反应场所在叶绿体囊状结构的薄膜上，所以反应物M是水。N是由C6H12O6反应生成且需要转移到线粒体中进
一步反应，故N为丙酮酸。因此时叶绿体需要从外界吸收CO2且向外界释放O2，故此时植物的光合作用强度大于呼吸作用强度。
(3)影响光合作用的因素除光照强度、二氧化碳浓度、温度外还有水和必需矿质元素的供应，故除了本实验研究的影响因素外，合理施肥、合理灌溉等措施也可以提高农作物的产量。
【答案】(1)大于光照强度CO2浓度温度
(2)H2O丙酮酸细胞质基质大于
(3)合理施肥、合理灌溉(除光照强度、CO2浓度和温度外其他合理答案也可)
17.请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。
(1)下表为某同学探究影响植物光合作用因素所做的实验。据图表可知，探究的影响因素有_________________。要比较不同颜色的光对光合作用的影响，应选择的容器标号是__________________。
容器 植物 部位 光质 温度(℃) O2增加量(mL/8小时)
1 天竺葵 叶 红[ 22 120
2 天竺葵 叶 黄 22 15
3 天竺葵 根 红 22 －10
4 紫罗兰 叶 红 22 80
5 紫罗兰 叶 黄 22 10
(2)甲图表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。图中实线表示光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。请据图回答下列问题。
分析图解可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与______________作用有关的酶对高温更为敏感。温度主要影响光合作用的___________阶段。光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中______________过程。若昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度约是__________________；
若温度均保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物能否正常生长？____________。在温度为10℃的条件下，该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有________________________________________。
(3)根据甲图，在乙图的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线。
【解析】光合作用速率与呼吸作用速率的差值表示净光合作用速率，表解如下：
温度 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
光合 2 3.5 6.5 8 7 5.1 1 0 0 0
呼吸 1.5 2 2.5 3 4.2 5.1 5 3.5 1.7 0
差值 0.5 1.5 4 5 2.8 0 －4 －3.5 －1.7 0
温度主要影响光合作用的暗反应阶段，因为暗反应阶段需要多种酶的催化；由表格数据可以看出在30℃时，植物的净光合作用速率最大，有机物积累量最大，因此如果昼夜不停地光照，在30℃时最适宜植物的生长；在温度为20℃的条件下，12小时光照条件下有机物积累量为12×1.5,12小时黑暗条件下有机物的消耗量为12×2，由数据可以看出，白天有机物的积累量不能满足夜间呼吸作用消耗，从全天来看，有机物积累量为负值，植物不能正常生长。
【答案】(1)光质、植物的部位、植物种类1和2、4和5
(2)光合暗反应C3的还原30℃不能叶绿体、线粒体、细胞基质
(3)如图。注意15℃、30℃、45℃、60℃这几个关键的点要对准。
第四单元 细胞的生命历程
课标考纲要求
课标要求 考纲说明
简述细胞和繁殖的周期性概述细胞有丝分裂的过程描述细胞的无丝分裂说明细胞的分化举例说明细胞的全能性描述细胞衰老的特征说明细胞凋亡与坏死的区别说出癌细胞的主要特征 1、简述细胞生长和增殖的周期性2、描述细胞的无丝分裂过程3、说明细胞的有丝分裂过程4、观察根尖细胞的有丝分裂5、举例说明细胞的分化及全能性6、探讨细胞衰老与人体健康的关系7、说出癌细胞的主要特征、恶性肿瘤的治疗
考纲分析解读和复习指导
1、本单元的复习重点是有丝分裂和减数分裂的过程。复习中要注意两个“图文结合”：结合细胞图复习在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的形态变化和行为，染色单体、纺锤体、中心体、核膜、核仁等结构的变化；结合染色体、DNA变化的数学模型，复习在有丝分裂和减数分裂过程中染色体、染色单体和DNA分子数的变化规律。
2、对细胞图的判断是难点内容，需要下功夫去解决，达到非常熟练的程度，看到一个细胞图，应能迅速判断这个图是什么生物什么细胞进行什么分裂，处于哪一个时期，细胞内染色体、染色单体、DNA数目有多少个，下一个时期细胞的特点，产生的子细胞是什么细胞，产生的子细胞中染色体和DNA分子的数目。
4、观察植物细胞的有丝分裂，是必修一中最后一个使用显微镜的实验，复习完这个实验后，要注意总结一下前面的内个使用显微镜的实验，从实验材料的选取、制作装片的方法等角度进行分析和比较。
5、细胞的分化、衰老、凋亡、癌变，虽然不如细胞分裂重要，但仍需要从概念和特征方面进行复习，并理解分化和凋亡的积极意义，理解衰老和凋亡是不可避免的。癌变是一种畸形分化，是对人体有害的细胞变化，要注意癌变的原因及预防措施和现代医学对癌症的解释和治疗

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