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第6课时
影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
课标要求
1.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。
2.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。
3.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。
考点一　探究外界环境因素对光合作用强度的影响
考点二　光合作用的影响因素及其应用
考点三　细胞呼吸的影响因素及其应用
内容索引
重温高考 真题演练
课时精练
考点一
探究外界环境因素对
光合作用强度的影响
探究不同光质的光对植物光合作用的影响
(1)实验原理
叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收峰值。叶绿素a和叶绿素b在______区和______区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在_____区。
提炼 通读实验内容
蓝光
红光
蓝光
(2)实验流程
(3)实验结果分析
脱色后的叶片染色后明显变蓝，说明叶绿体中的色素对该组玻璃纸透过的光的吸收值大。没有明显变蓝的吸收值较小。
考向　光合作用影响因素的实验探究
1.如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是
A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用
提供CO2
B.单色光照射时，相同光照强度下一定
时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D.拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
√
突破 强化关键能力
氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。
2.某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗叶片切割成1 mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20 ℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是
A.本实验的自变量是KHCO3的浓度，无关变量为适宜光照、20 ℃恒温条件
B.KHCO3浓度为0.05 mol·L－1时，两组实验的
O2释放速率存在差异的原因是光合速率不同
C.由该实验可推断，随着KHCO3浓度的增大，
叶小片的O2释放速率会一直增大
D.加入清水组的叶小片中无O2释放，原因可能
是光合作用产生的O2通过呼吸作用被消耗了
√
本实验的自变量是KHCO3的浓度以及对叶片的处理方式，A错误；
KHCO3浓度为0.05 mol·L－1时，两组实验的O2释放速率存在差异的原因可能是差速离心组测得的O2释放速率为总光合速率，而叶小片中测得的O2释放速率为净
光合速率，二者的不同主要在于有无呼吸作用消耗O2，B错误。
考点二
光合作用的影响因素及其应用
1.光照强度
归纳 夯实必备知识
(1)原理：光照强度通过影响植物的___反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率______，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。
光
加快
项目 生理过程 气体交换 生理状态模型
A点 只进行______作用 吸收O2、释放CO2
AB段 呼吸作用____光合作用 吸收O2、释放CO2
(2)曲线解读
呼吸
大于
B点 呼吸作用_____光合作用 不与外界进行气体交换
B点以后 呼吸作用_____光合作用 吸收CO2、________
等于
小于
释放O2
(3)应用：温室大棚中，适当增强__________，以提高光合速率，使作物增产。
光照强度
2.CO2浓度
(1)原理：CO2影响____反应阶段，
制约____的形成。
(2)曲线解读
①图1中A点表示_________点，即
光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。
②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
③B点和B′点对应的CO2浓度都表示_________点。
(3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
暗
C3
CO2补偿
CO2饱和
3.温度
(1)原理：温度通过影响________影
响光合作用，主要制约暗反应。
(2)应用：温室栽培植物时，白天调
到光合作用最适温度，以提高光合
速率；晚上适当______室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
酶的活性
降低
4.水分和矿质元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应
的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。
(2)应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
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。同时，可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应
提醒　分析夏天中午叶片光合作用情况：下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题：
①7～10时的光合作用强度不断增
强的原因是___________________。
②10～12时左右的光合作用强度
明显减弱的原因是_____________
_______________________________
______________________________________。
③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是__________________。
光照强度逐渐增大
此时温度很高，
导致气孔开度减小，CO2无法进入
叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制
光照强度不断减弱
④从图中可以看出，限制光合作用的因素有_______________。
⑤依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：_______________________________________________________________________________________________________。
光照强度、温度
可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度
5.多因子变量对光合速率的影响
植物生活的环境是复杂多样的，环境中的各种因素对光合作用的影响是综合的。下面的曲线是科学家研究多种因素对光合作用影响得到的结果。请分析回答：
(1)这三种研究的自变量分别是什么？
提示　光照强度、温度；光照强度、温度；光照强度、CO2浓度。
(2)图3的研究中，对温度条件的设定有何要求？为什么？
提示　需要保持在最适温度，这样可能使实验结果更加明显。
(3)限制图1、图2 P点光合速率的主要环境因素分别是什么？
提示　光照强度；温度。
(4)根据图1分析，在30 ℃条件下，光照强度达到Q点之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有哪些？
提示　光合色素的含量、空气中CO2浓度。
(5)图1结果不足以说明30 ℃是光合作用最适宜温度，为什么？如何改进实验才能获得正确的结果？
提示　实验提供的温度条件太少，需要在20～40 ℃之间增加温度梯度进行实验。
(6)Q点之后，曲线会明显下降的是哪一个图？原因是什么？
提示　图2；温度升高，酶的活性会下降，甚至失活。
6.影响光合作用的内部因素
(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例
<
<
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
活性
活
性
(3)植物叶面积指数
不再增加
合理密植
考向一　光合作用影响因素的综合考查
3.(多选)下图甲表示某种植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)
A.图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m3
B.图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4
＝n4
C.图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
D.图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0
√
突破 强化关键能力
√
图甲中c点时，光合速率等于呼吸
速率，因此线粒体产生的二氧化
碳刚好能供叶绿体利用，叶绿体
产生的氧气刚好供线粒体利用，
因此图乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正确；
图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或温度的限制，C错误；
图甲中a、b、c、d、e任意一点，
图乙中都有m1＝n1>0，但由于d、
e点细胞呼吸强度小于光合作用
强度，应为m3＝n3>0，c点细胞
呼吸强度等于光合作用强度，m3＝n3＝0，c、d、e点时，m2＝n2＝0，D错误。
4.如图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是
A.若在t1前充CO2，则暗反应速率将显
著提高
B.t1→t2，光反应速率显著提高而暗反
应速率不变
C.t3→t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高
D.t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降
√
O～t1，光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在t1前充CO2，则暗反应速率不会显著提高，A错误；
t1→t2，光反应速率显著提高，产生的NADPH和ATP增加，导致暗反应速率也增加，B错误；
t3→t4，CO2浓度增加，叶绿体基质中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正确；
t4后短暂时间内，由于缺少光照，ATP和NADPH减少，还原C3的速率减慢，但短时间内C3继续生成，故叶绿体中C3/C5比值将上升，D错误。
考向二　光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
5.(2023·江苏灌南高三检测)农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线(见下图)。下列说法正确的是
A.单位叶片中a点的光合作用强度一定
大于呼吸作用强度
B.d点以后限制光合作用强度的内因可
能是酶浓度
C.CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降
D.若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动
√
曲线代表总光合强度，呼吸强度
未知，A错误；
CO2浓度由b点调至c点瞬间，C3的
合成增加，消耗暂时不变，所以
C3含量上升，C错误；
突然降低温度，光合速率降低，d点会向左下方移动，D错误。
6.(多选)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是
A.适当提高温度，P点将上移
B.P点处能产生ATP的细胞器
只有线粒体
C.降低CO2浓度时，在图乙上
的R点应右移
D.在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应左移
√
√
适当提高温度，酶的活性升高，
呼吸作用强度提高，P点上升，
A正确；
P点光照强度为0，不进行光合
作用，只进行呼吸作用，故产
生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，细胞器只有线粒体，B正确；
降低二氧化碳浓度，光饱和点会向左移动，氧气释放量减少，即R点应向左上移，C错误；
装置B是缺镁培养液，则小球藻
中叶绿素合成受阻，吸收光能
减少，直接降低光合作用强度。
Q点时光合作用强度等于呼吸
作用强度，但是呼吸作用强度
不变，则需要增加光照强度，提高光合作用强度，从而保证光合作用强度等于呼吸作用强度，故Q点应右移，D错误。
考向三　农业生产中的应用
7.夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析，错误的是
A.①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量
B.②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗
C.与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强
D.③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利
√
②③的目的是抑制有氧呼吸，故与①时的状态相比，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误。
8.(2020·全国Ⅰ，30节选)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)。
减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼吸
(2)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
A和C
作物A光饱和点高且长得高，可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
考点三
细胞呼吸的影响因素及其应用
1.内部因素
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。
实例：一般来说，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例：一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型：同一种植物的不同器官呼吸速率不同。
实例：一般生殖器官______营养器官；幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率高。
归纳 夯实必备知识
大于
2.外界因素
(1)温度
①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响_________进而影响细胞呼吸速率。
②应用：储存水果、蔬菜时应选取_________(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。
酶的活性
零上低温
(2)O2浓度
①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对
无氧呼吸过程有______作用。
②解读：a.O2浓度低时，______呼吸占优势。
b.随着O2浓度增大，______呼吸逐渐被抑制，______呼吸不断加强。
c.当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
d.对总呼吸曲线解析：总呼吸趋势变化是随着氧气浓度变化先降低后升高最后趋于平衡。所以总呼吸最低点为0～10%之间的低氧浓度，故储存水果、蔬菜时除选取零上低温处，还需低氧气浓度。
抑制
无氧
无氧
有氧
③应用
a.选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
b.作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。
c.提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生______。
d.稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生______，防止_____中毒，烂根死亡。
乳酸
酒精
酒精
(3)CO2浓度
①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会
______(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制
细胞呼吸，减少有机物的消耗。
抑制
(4)含水量
①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，
代谢越______，细胞呼吸越强。
②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降
低粮食中的_______含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
旺盛
自由水
考向一　细胞呼吸的影响因素分析
9.(2023·江苏高邮第一中学高三月考)如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放量与O2浓度之间的关系，下列相关叙错误的是
A.Q点、P点产生CO2的场所分别是细胞质基
质、线粒体
B.R点CO2释放量最少，因此5%的O2浓度最
适合小麦种子的储存
C.若将实验材料换为等质量的花生种子，P点后O2的吸收量比小麦种子的多
D.若图中AB＝BC，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有
机物的量相等
√
突破 强化关键能力
Q点只进行无氧呼吸，产生CO2的场所
是细胞质基质，P点只进行有氧呼吸，
产生CO2的场所是线粒体，A正确；
R点CO2释放量最少，即有机物消耗最
少，因此5%的O2浓度最适合小麦种子的储存，B正确；
若将实验材料换为等质量的花生种子，等质量的脂肪比糖类含C、H量高，P点后O2的吸收量比小麦种子的多，C正确；
若图中AB＝BC，说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相同，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量的比为1∶3，D错误。
10.(多选)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是
A.20 h内，果肉细胞产生ATP的场所
有细胞质基质、线粒体
B.50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有
消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C.50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活
性降低
D.实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
√
√
果肉细胞不能进行光合作用，其产生
ATP的场所有细胞质基质、线粒体，
A正确；
50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有
消耗O2，是由于此温度条件下酶的
活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确，C错误；
由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。
考向二　细胞呼吸原理在农业生产中的应用
11.(2021·湖南，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，
可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿
命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到
保鲜作用
√
南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；
种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；
油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；
柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。
12.中耕松土是农作物栽培的传统耕作措施，下列相关说法错误的是
A.松土可以促进根对矿质元素的吸收，促进光合作用
B.松土可以促进硝化细菌的代谢活动，合成更多的有机物
C.松土使土壤中无机物含量减少，有机物含量增加
D.松土能加速土壤中残枝败叶、动植物遗体的分解，生成更多的二氧化碳
√
松土可以增加土壤中的空气，促进根细胞的有氧呼吸，释放更多能量，有利于矿质元素的吸收，促进光合作用，A正确；
松土能增加土壤中的空气，从而促进硝化细菌将氨态氮转化为硝态氮，有利于硝化细菌的化能合成作用，增加土壤的肥力，B正确；
松土促进微生物的分解作用，使土壤中有机物含量减少，无机物含量增加，C错误。
考向三　种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析
13.将黄豆干种子浸水30小时，期间黄豆胚细胞发生了一系列生理变化，下列对此描述正确的是
A.自由水与结合水的含量均大量增加，代谢加快
B.CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强
C.酶的种类没有变化，但酶的活性均显著增高
D.若在显微镜下观察胚细胞，会发现大部分细胞中存在染色体
√
黄豆干种子浸水萌发的过程中，自由水的含量大量增加，结合水的含量增加的幅度较小，代谢加快，A错误；
黄豆种子在有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸过程中不消耗O2、有CO2产生，据此可推知：若CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强，B正确；
黄豆干种子浸水萌发的过程中，细胞中发生的化学反应类型增多，酶的种类会有所变化，但并非是酶的活性均显著增高，C错误；
在一个细胞周期中，因分裂间期持续的时间明显大于分裂期，而染色体出现在细胞分裂期，所以若在显微镜下观察胚细胞，会发现少部分细胞中存在染色体，D错误。
14.(2023·江苏连云港高三检测)某植物种子在密闭容器内萌发过程中O2和CO2的变化如图所示(氧化分解的底物为葡萄糖)。下列叙述错误的是
A.种子萌发初期自由水/结合水的值增大，
细胞代谢也随之增强
B.A点时种子开始进行有氧呼吸，且B点时
有氧呼吸最强
C.A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所都只有线粒体基质
D.在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合
√
容器内开始氧气充足，因此有氧呼吸开始
就有，B错误；
A、B、C三点，种子只进行有氧呼吸，因
此A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所
都只有线粒体基质(有氧呼吸)，C正确；
同等质量的脂肪比葡萄糖消耗更多的氧，释放更多的能量，因此在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合，D正确。
15.干种子萌发过程中，CO2释放量( )和O2吸收量( )的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，
会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原
因是________________________________
____________________________________
________(至少答出两点)。
自由水是细胞内良好的溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水参与物质运输
(2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，
细胞呼吸的产物是___________和CO2。
若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌
发速度变慢甚至死亡，原因是________
__________________________________
____________________________________________________。
(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括____________________________。
乙醇、水
缺氧时，
种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命
活动所需，且种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用
适宜的光照、CO2和无机盐等
种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线
归纳总结
(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。
(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。
(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。
四
重温高考 真题演练
1.(多选)(2022·湖南，13)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是
A.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定
的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
1
2
3
4
√
√
夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；
夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；
光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，而非叶绿体内膜上，C错误；
1
2
3
4
夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。
1
2
3
4
2.(2018·江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是
A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，
乙表示较低温度
B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，
乙表示较低CO2浓度
C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，
乙表示较低温度
D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
√
1
2
3
4
1
2
3
4
随着CO2浓度的增大，净光合速率先增
大后趋于稳定，但由于净光合速率最
大时对应着一个温度，即最适温度，
低于或高于此温度，净光合速率都将下
降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，
甲、乙温度的高低，A错误；
植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率应先升高后降低，B错误；
1
2
3
4
由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，
在相应光波长时，植物的净光合速率
存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳
定的状态，且光波长一定时，较高温
度下的净光合速率不一定较高，C错误；
随着光照强度的增加，净光合速率先
增大后趋于稳定，在光照强度足够强时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D正确。
3.(多选)(2022·山东，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2，结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是
A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少
1
2
3
4
√
√
√
1
2
3
4
与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，
电子经线粒体内膜最终传递给O2，说明电子
传递未受阻，A错误；
与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合
成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多地用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；
DNP使H＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。
注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
4.(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
1
2
3
4
回答下列问题：
(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会______(填“减小”“不变”或“增大”)。
1
2
3
4
增大
1
2
3
4
限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。
(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明_______________________________________________________。
1
2
3
4
高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
1
2
3
4
与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的____________________
__________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明____
_________________________________________________________。
1
2
3
4
实验组的净光合速率
均明显小于对照组
长时
间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
1
2
3
4
据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为______
_______________________________________________，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。
1
2
3
4
基因A
过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
1
2
3
4
实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，可以使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较基因A过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。
一、易错辨析
1.光照强度只影响光反应，不影响暗反应(　 　)
2.镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应(　 　)
3.水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用(　 　)
4.整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等(　 　)
5.严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少(　 　)
五分钟　查落实
×
×
×
√
√
6.粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏(　 　)
7.破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清(　 　)
8.剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸
(　 　)
9.内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等(　 　)
×
×
√
√
二、填空默写
1.参照光照强度对光合作用强度的影响曲线，完成特殊点(段)对应的气体交换情况。
<
<
<
＝
0
>
>
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)。
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.请分析图中限制P点和Q点光合速率的因素
题述图1、2、3中的曲线分
析：P点时，限制光合速率
的主要因素应为_________
__________，随着该因子
的不断加强，光合速率不
断提高。当达到Q点时，
横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高_________________的方法。
横坐标所
表示的因子
图示中的其他因子
4.结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：
(1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧
呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖______(填
“是”或“不是”)一样多，理由是_____
____________________________________
______________________________________________________________
______。
(2)在保存蔬菜、水果时，应选择____点对应的O2浓度，理由是________
_________________________________。
不是
有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，
当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3
根据
R
此时总
CO2释放量最少，有机物的损耗最少
(3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是___________________________
_________________________________________________________________________________。
在低氧条件下，无氧呼吸受到
抑制，强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱
五
课时精练
一、单项选择题
1.(2023·江苏徐州高三调研)生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系；后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是
A.“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析有光和无光条件下光合作用
速率的不同
B.“光合作用的探究历程”中的实验主要是定性分析，以探究光合作用的条件、原
料和产物等
C.“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析
实验条件
D.“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用O2释放量作为
观测指标
√
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探究光照强度对光合作用的影响，应定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误。
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2.(2023·江苏南京高三模拟)如图表示某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的变化。下列说法中不正确的是
A.从B点开始合成光合产物(CH2O)
B.AB段C3含量较高与没有接受光照有关
C.E点时C3含量极低与二氧化碳的供应有关
D.E点时叶绿体中ATP的含量比D点时低
√
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AB段C3含量不变，对应的时间是0～6 h，
没有光照，C3含量较高与没有接受光照有
关，B点开始C3含量降低，表示C3被还原，
开始合成有机物，A、B正确；
E点时，光照过强，温度较高，导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，生成的C3含量低，C正确；
E点时，光照充足，叶绿体中光反应产生的ATP的含量较D点高，D错误。
3.在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是
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盐浓度 (mmol·L－1) 最大光合速率 (μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率
(μmol CO2·m－2·s－1)
0(对照) 31.65 1.44
100(低盐) 36.59 1.37
500(中盐) 31.75 1.59
900(高盐) 14.45 2.63
A.细胞中大多数无机盐以化合物形式存在
B.植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸作用产生的CO2量来测定
C.与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多
D.高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降
√
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盐浓度 (mmol·L－1) 最大光合速率 (μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率
(μmol CO2·m－2·s－1)
0(对照) 31.65 1.44
100(低盐) 36.59 1.37
500(中盐) 31.75 1.59
900(高盐) 14.45 2.63
植物的呼吸速率应该是测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而不是只是测定根细胞的呼吸速率，B错误；
在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误。
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选项 谚语 理解
A 种地不上粪，等于瞎胡混 粪便中的有机物经分解者分解后生成的产物能被作物利用
B 立秋无雨是空秋，万物历来一半收 立秋时节，谷物生长需要较多水分
C 豆麦轮流种，十年九不空 豆科植物与根瘤菌共生能给土壤带来氮肥；含氮无机盐可作为小麦合成淀粉的原料
D 沙土掺泥，好得出奇 土壤透气性高，有利于增强根部细胞有氧呼吸，促进根部对矿质元素的吸收
4.下列关于我国农业谚语的理解，不合理的是
√
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分解者能把粪便中的有机物分解，促进作物生长，A正确；
立秋时节，是果实成熟的季节，代谢旺盛，需要较多的水，B正确；
淀粉的元素组成是C、H、O，不含氮元素，含氮无机盐不可作为小麦合成淀粉的原料，C错误；
土壤透气性高，氧气含量多，有氧呼吸旺盛，能释放更多的能量用于植物吸收矿质元素，D正确。
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5.将若干豌豆幼苗置于25 ℃条件下培养4 d，测得的相对呼吸速率为10，再分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化，如图所示。下列叙述错误的是
A.呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的
释放量来测定
B.与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸
速率更加稳定
C.从图中可以得出，豌豆幼苗呼吸作用的
最适温度为30 ℃
D.温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率
√
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图中曲线可以得出，35 ℃下呼吸速率大于30 ℃，且呼吸速率更加稳定，故豌豆幼苗呼吸作用的最适温度不是30 ℃，C错误。
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6.过氧化物酶体是真核细胞中的一种细胞器，其内可发生的反应为RH2＋O2
R＋H2O2，对细胞内的氧水平有很大的影响。如图为线粒体和过氧化物酶体中相关生化反应速率在不同O2浓度下的变化曲线。据图分析错误的是
A.线粒体和过氧化物酶体消耗O2的酶均
分布在相应的细胞器基质中
B.低O2条件下，线粒体的酶比过氧化物
酶体中的酶催化效率高
C.过氧化物酶体利用O2的能力随O2浓度
增加而增强
D.过氧化物酶体可保护细胞免受高浓度氧的毒害
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线粒体消耗氧气为有氧呼吸第三阶段，位于线粒体内膜，而非线粒体基质，A错误。
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7.下表是某植物X在适宜条件下，从开始播种到长出两片真叶期间CO2释放速率和O2吸收速率相对值的变化。其中胚根长出的时间是在30 h，两片真叶在50 h开始长出。
时间(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52
CO2释放相对值 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62
O2吸收相对值 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70
下列分析正确的是
A.植物种子含水量的快速增加发生在6～18 h
B.18～24 h呼吸作用的产物有CO2、H2O和乳酸
C.40 h时，形成ATP的能量全部来自有氧呼吸
D.46～52 h，细胞呼吸消耗的有机物不全是糖类
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时间(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52
CO2释放相对值 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62
O2吸收相对值 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70
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0～2 h细胞呼吸强度很弱，从6 h开始细胞呼吸强度迅速增加，说明自6 h开始含水量已经显著提高，含水量的快速增加应发生在6 h之前，A错误；
在没有O2消耗的0～2 h仍有CO2释放，说明该种子细胞进行的是产物为酒精和CO2的无氧呼吸，而18～24 h同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产物中没有乳酸，B错误；
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从46～52 h细胞呼吸的O2消耗大于CO2释放分析，该种子萌发过程中呼吸作用消耗的有机物中存在氧含量低于糖类的有机物，则不能确定40 h时形成ATP的能量全部来自有氧呼吸，C错误，D正确。
8.(2023·江苏南京、盐城高三模拟)种子库在适当的低温下保存植物的种子。入库保存前需对种子进行清洗、干燥等处理，然后密封包装存入－18 ℃的冷库。下列有关叙述正确的是
A.入库前干燥处理主要是除去大量的结合水
B.冷库中－18 ℃的低温会造成种子细胞中呼吸酶变性失活
C.密封包装袋中需要充入充足的氧气，以维持种子的活性
D.建立种子库可以保存濒危生物的种子，保护生物多样性
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自由水与代谢的强弱有关，入库前干燥处理主要是除去大量的自由水，降低细胞呼吸，利于储存，A错误；
冷库中－18 ℃的低温通过抑制酶的活性来降低呼吸速率，不会破坏酶的空间结构，不会使酶变性失活，B错误；
密封包装袋中需要降低氧气浓度，减弱细胞呼吸，以利于种子的保存，C错误；
建立种子库可以保存濒危生物的种子，防止生物灭绝，可以保护生物多样性，D正确。
二、多项选择题
9.为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是
A.此实验共有两个自变量：
光照强度和施肥情况
B.光照强度为800 lux是玉米
在25 ℃条件下的光饱和点
C.在土壤含水量为40%～60%的条件下，施肥促进光合作用的效果明显
D.制约c点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量
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本实验有不同光照强度、是否
施肥、土壤含水量三个自变量，
A错误；
光照强度为800 lux时CO2吸收
量均大于200 lux，但并没有测
定其他光照强度的CO2吸收量，所以无法确定光饱和点，B错误。
10.(2023·江苏高三模拟)下图显示在环境CO2浓度和高CO2浓度下，温度对两种植物CO2吸收速率的影响，下列有关曲线的分析不正确的是
A.高CO2浓度条件下，叶片温度
在45 ℃时两种植物真正光合
速率最高
B.环境CO2浓度条件下，40 ℃时
限制两种植物光合作用速率的
因素相同
C.自然条件下，与植物b相比，植物a更适合生活在高温环境中
D.植物b的光合作用相关酶活性在38 ℃左右最高
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高CO2浓度条件下，叶片温
度在约42 ℃时两种植物净光
合速率最高，由于呼吸速率
未知，无法知道真正光合速
率的情况，A错误；
对比图1和图2可知，在40 ℃时，植物a在环境CO2浓度和高CO2浓度下的CO2吸收速率相同，此时限制植物a光合速率的因素不是CO2浓度，植物b在环境CO2浓度下的CO2吸收速率明显低，此时限制植物b光合速率的因素是CO2浓度，B错误；
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据图1可知，自然条件下，叶
片温度较高时，植物a的净光
合速率较高，故与植物b相比，
植物a更适合生活在高温环境中，
C正确；
在环境CO2浓度条件下，植物b的光合作用相关酶活性在38 ℃左右最高，在高CO2浓度条件下，植物b的光合作用相关酶活性在42 ℃左右最高，D错误。
11.某生物兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述正确的是
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A.t1时刻，氧气浓度较高，无氧呼吸消失
B.如果改变温度条件，t1会左移或右移，
但是S1和S2的值始终相等
C.若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1时，
O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1
D.若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合，则O～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗
的葡萄糖量相等
√
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t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ
两条曲线重合，说明酵母菌只进行
有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；
如果改变温度条件，酶的活性会升
高或降低，t1会左移或右移，O～t1产生的CO2量＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确；
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由上述分析可知，S1＝S2，若
S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，
则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生
的CO2量＝S2＋S4＝9S2，无氧呼
吸产生的CO2量＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2量∶无氧呼吸产生的CO2量＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C正确；
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乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol
葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌
无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生
2 mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ
两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等，但酵母菌同时还进行有氧呼吸，则O～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。
12.某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解正确的是
A.呼吸作用的最适温度比光合作用
的高
B.净光合作用的最适温度约为25 ℃
C.在0～25 ℃范围内，温度变化对呼
吸速率的影响比对光合速率的大
D.适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃
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√
√
由题图可知，呼吸作用的最适温度约为50 ℃左右，光合作用的最适温度约为30 ℃左右，A项正确；
由题图可知，植物体净光合作用的最适温度约为25 ℃，B项正确；
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在0～25 ℃范围内，随温度升高，总光合速率曲线的上升幅度比呼吸速率曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的影响大，C项错误；
由图可以看出，当温度超过45 ℃时，净光合速率小于0，植物不能正常生长，D项错误。
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三、非选择题
13.(2023·江苏镇江高三期末)科研人员对烟草叶片光合作用进行了相关研究。请回答相关问题：
(1)参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与_______离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的分解和______________(物质)的合成。
(2)当CO2浓度适当增加时，烟草的光合作用强度增加，这时位于___________(填具体场所)的RuBP羧化酶将CO2固定为______________，再进一步被_____为糖类。
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镁(Mg)
叶绿体基质
ATP、NADPH
C3(三碳化合物)
还原
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二氧化碳是暗反应的原料，暗反应的场所是叶绿体基质；在暗反应过程中，RuBP羧化酶将CO2固定为C3(三碳化合物)，再进一步被还原为糖类。
(3)科研工作者对烤烟品种K326施加不同的供氮量处理，实验结果如下：
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组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量。
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组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
①从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是_____________
____________________________________________________________________________________。
氮素可显著提
高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著(中氮与高氮的作用无显著差异)
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由表可知，高氮组的净光合速率略小于中氮组，中氮组的净光合速率明显大于低氮组，因此氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，但中氮与高氮的作用无显著差异。
组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
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②研究人员推测出现该现象的原因可能是施氮提高了________的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，_________成为影响光合速率持续升高的限制因素。
叶绿素
CO2浓度
组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
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根据氮和镁离子参与组成叶绿素，可推测出现该现象的原因可能是施氮提高了叶绿素的合成，进而影响光合速率；再结合表格可知，中氮组叶绿体CO2浓度明显高于高氮组，说明在高氮情况下，叶绿体CO2浓度成为影响光合速率持续升高的限制因素。
组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
14.某课题小组同学利用如图1所示装置探究酵母菌的细胞呼吸方式。实验开始时，利用调节螺旋将U型管右侧液面高度调至参考点后，关闭三通活栓。实验中定时记录右侧液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。取甲、乙两套该装置设计实验。
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装置 反应瓶内加入的材料 中心小杯内 加入的材料 液面高度变化的含义
甲 酵母菌培养液1 mL＋适量葡萄糖溶液 适量NaOH溶液 ①
乙 酵母菌培养液1 mL＋等量葡萄糖溶液 等量蒸馏水 细胞呼吸时CO2的释放量与O2吸收量的差值
(1)表中①表示的含义____________________。
细胞呼吸时O2吸收量
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(2)将甲、乙装置均置于28 ℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60 min后读数。若装置中的酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，那么甲装置U型管右侧液面将______，乙装置U型管右侧液面将_____。
上升
下降
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(3)若图2中YZ∶ZX＝4∶1，则对应O2
浓度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总
消耗量的_____，图2中无氧呼吸强度
降为0的点对应的O2浓度是_____点对
应的浓度。
(4)在O2浓度为J点对应浓度前，限制呼吸作用CO2释放量的主要因素是_________。
(5)若图2中EL＝LH，则说明O2浓度为H点对应浓度时，有氧呼吸和无氧呼吸_____________相等。
1/13
I
O2浓度
释放CO2的量第6课时　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
课标要求　1.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。2.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。3.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。
考点一　探究外界环境因素对光合作用强度的影响
探究不同光质的光对植物光合作用的影响
(1)实验原理
叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收峰值。叶绿素a和叶绿素b在蓝光区和红光区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在蓝光区。
(2)实验流程
(3)实验结果分析
脱色后的叶片染色后明显变蓝，说明叶绿体中的色素对该组玻璃纸透过的光的吸收值大。没有明显变蓝的吸收值较小。
考向　光合作用影响因素的实验探究
1．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是(　　)
A．NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2
B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
答案　C
解析　氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。
2．某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗叶片切割成1 mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20 ℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．本实验的自变量是KHCO3的浓度，无关变量为适宜光照、20 ℃恒温条件
B．KHCO3浓度为0.05 mol·L－1时，两组实验的O2释放速率存在差异的原因是光合速率不同
C．由该实验可推断，随着KHCO3浓度的增大，叶小片的O2释放速率会一直增大
D．加入清水组的叶小片中无O2释放，原因可能是光合作用产生的O2通过呼吸作用被消耗了
答案　D
解析　本实验的自变量是KHCO3的浓度以及对叶片的处理方式，A错误；KHCO3浓度为 0.05 mol·L－1时，两组实验的O2释放速率存在差异的原因可能是差速离心组测得的O2释放速率为总光合速率，而叶小片中测得的O2释放速率为净光合速率，二者的不同主要在于有无呼吸作用消耗O2，B错误。
考点二　光合作用的影响因素及其应用
1．光照强度
(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。
(2)曲线解读
项目 生理过程 气体交换 生理状态模型
A点 只进行呼吸作用 吸收O2、释放CO2
AB段 呼吸作用大于光合作用 吸收O2、释放CO2
B点 呼吸作用等于光合作用 不与外界进行气体交换
B点以后 呼吸作用小于光合作用 吸收CO2、释放O2
(3)应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。
2．CO2浓度
(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
(2)曲线解读
①图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。
②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
③B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。
(3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
3．温度
(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
(2)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4．水分和矿质元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。
(2)应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是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。同时，可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。
提醒　分析夏天中午叶片光合作用情况：下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题：
①7～10时的光合作用强度不断增强的原因是光照强度逐渐增大。
②10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是此时温度很高，导致气孔开度减小，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制。
③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是光照强度不断减弱。
④从图中可以看出，限制光合作用的因素有光照强度、温度。
⑤依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度。
5．多因子变量对光合速率的影响
植物生活的环境是复杂多样的，环境中的各种因素对光合作用的影响是综合的。下面的曲线是科学家研究多种因素对光合作用影响得到的结果。请分析回答：
(1)这三种研究的自变量分别是什么？
提示　光照强度、温度；光照强度、温度；光照强度、CO2浓度。
(2)图3的研究中，对温度条件的设定有何要求？为什么？
提示　需要保持在最适温度，这样可能使实验结果更加明显。
(3)限制图1、图2 P点光合速率的主要环境因素分别是什么？
提示　光照强度；温度。
(4)根据图1分析，在30 ℃条件下，光照强度达到Q点之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有哪些？
提示　光合色素的含量、空气中CO2浓度。
(5)图1结果不足以说明30 ℃是光合作用最适宜温度，为什么？如何改进实验才能获得正确的结果？
提示　实验提供的温度条件太少，需要在20～40 ℃之间增加温度梯度进行实验。
(6)Q点之后，曲线会明显下降的是哪一个图？原因是什么？
提示　图2；温度升高，酶的活性会下降，甚至失活。
6．影响光合作用的内部因素
(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(3)植物叶面积指数
考向一　光合作用影响因素的综合考查
3．(多选)下图甲表示某种植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)(　　)
A．图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m3
B．图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4
C．图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
D．图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0
答案　AB
解析　图甲中c点时，光合速率等于呼吸速率，因此线粒体产生的二氧化碳刚好能供叶绿体利用，叶绿体产生的氧气刚好供线粒体利用，因此图乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正确；图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或温度的限制，C错误；图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，但由于d、e点细胞呼吸强度小于光合作用强度，应为m3＝n3>0，c点细胞呼吸强度等于光合作用强度，m3＝n3＝0，c、d、e点时，m2＝n2＝0，D错误。
4．下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．若在t1前充CO2，则暗反应速率将显著提高
B．t1→t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变
C．t3→t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高
D．t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降
答案　C
解析　O～t1，光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在t1前充CO2，则暗反应速率不会显著提高，A错误；t1→t2，光反应速率显著提高，产生的NADPH和ATP增加，导致暗反应速率也增加，B错误；t3→t4，CO2浓度增加，叶绿体基质中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正确；t4后短暂时间内，由于缺少光照，ATP和NADPH减少，还原C3的速率减慢，但短时间内C3继续生成，故叶绿体中C3/C5比值将上升，D错误。
考向二　光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
5．(2023·江苏灌南高三检测)农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线(见下图)。下列说法正确的是(　　)
A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度
B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度
C．CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降
D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动
答案　B
解析　曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，A错误；CO2浓度由b点调至c点瞬间，C3的合成增加，消耗暂时不变，所以 C3含量上升，C错误；突然降低温度，光合速率降低，d点会向左下方移动，D错误。
6．(多选)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．适当提高温度，P点将上移
B．P点处能产生ATP的细胞器只有线粒体
C．降低CO2浓度时，在图乙上的R点应右移
D．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应左移
答案　CD
解析　适当提高温度，酶的活性升高，呼吸作用强度提高，P点上升，A正确；P点光照强度为0，不进行光合作用，只进行呼吸作用，故产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，细胞器只有线粒体，B正确；降低二氧化碳浓度，光饱和点会向左移动，氧气释放量减少，即R点应向左上移，C错误；装置B是缺镁培养液，则小球藻中叶绿素合成受阻，吸收光能减少，直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度，但是呼吸作用强度不变，则需要增加光照强度，提高光合作用强度，从而保证光合作用强度等于呼吸作用强度，故Q点应右移，D错误。
考向三　农业生产中的应用
7．夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析，错误的是(　　)
A．①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量
B．②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗
C．与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强
D．③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利
答案　C
解析　②③的目的是抑制有氧呼吸，故与①时的状态相比，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误。
8．(2020·全国Ⅰ，30节选)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，促进根系的细胞呼吸
(2)A和C　作物A光饱和点高且长得高，可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
考点三　细胞呼吸的影响因素及其应用
1．内部因素
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。
实例：一般来说，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例：一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型：同一种植物的不同器官呼吸速率不同。
实例：一般生殖器官大于营养器官；幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率高。
2．外界因素
(1)温度
①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。
(2)O2浓度
①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
②解读：a.O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
b．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
d．对总呼吸曲线解析：总呼吸趋势变化是随着氧气浓度变化先降低后升高最后趋于平衡。所以总呼吸最低点为0～10%之间的低氧浓度，故储存水果、蔬菜时除选取零上低温处，还需低氧气浓度。
③应用
a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
(3)CO2浓度
①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(4)含水量
①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
考向一　细胞呼吸的影响因素分析
9．(2023·江苏高邮第一中学高三月考)如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放量与O2浓度之间的关系，下列相关叙错误的是(　　)
A．Q点、P点产生CO2的场所分别是细胞质基质、线粒体
B．R点CO2释放量最少，因此5%的O2浓度最适合小麦种子的储存
C．若将实验材料换为等质量的花生种子，P点后O2的吸收量比小麦种子的多
D．若图中AB＝BC，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量相等
答案　D
解析　Q点只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，P点只进行有氧呼吸，产生CO2的场所是线粒体，A正确；R点CO2释放量最少，即有机物消耗最少，因此5%的O2浓度最适合小麦种子的储存，B正确；若将实验材料换为等质量的花生种子，等质量的脂肪比糖类含C、H量高，P点后O2的吸收量比小麦种子的多，C正确；若图中AB＝BC，说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相同，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量的比为1∶3，D错误。
10．(多选)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
答案　AB
解析　果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A正确；50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确，C错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。
考向二　细胞呼吸原理在农业生产中的应用
11．(2021·湖南，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　　)
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
答案　B
解析　南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。
12．中耕松土是农作物栽培的传统耕作措施，下列相关说法错误的是(　　)
A．松土可以促进根对矿质元素的吸收，促进光合作用
B．松土可以促进硝化细菌的代谢活动，合成更多的有机物
C．松土使土壤中无机物含量减少，有机物含量增加
D．松土能加速土壤中残枝败叶、动植物遗体的分解，生成更多的二氧化碳
答案　C
解析　松土可以增加土壤中的空气，促进根细胞的有氧呼吸，释放更多能量，有利于矿质元素的吸收，促进光合作用，A正确；松土能增加土壤中的空气，从而促进硝化细菌将氨态氮转化为硝态氮，有利于硝化细菌的化能合成作用，增加土壤的肥力，B正确；松土促进微生物的分解作用，使土壤中有机物含量减少，无机物含量增加，C错误。
考向三　种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析
13．将黄豆干种子浸水30小时，期间黄豆胚细胞发生了一系列生理变化，下列对此描述正确的是(　　)
A．自由水与结合水的含量均大量增加，代谢加快
B．CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强
C．酶的种类没有变化，但酶的活性均显著增高
D．若在显微镜下观察胚细胞，会发现大部分细胞中存在染色体
答案　B
解析　黄豆干种子浸水萌发的过程中，自由水的含量大量增加，结合水的含量增加的幅度较小，代谢加快，A错误；黄豆种子在有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸过程中不消耗O2、有CO2产生，据此可推知：若CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强，B正确；黄豆干种子浸水萌发的过程中，细胞中发生的化学反应类型增多，酶的种类会有所变化，但并非是酶的活性均显著增高，C错误；在一个细胞周期中，因分裂间期持续的时间明显大于分裂期，而染色体出现在细胞分裂期，所以若在显微镜下观察胚细胞，会发现少部分细胞中存在染色体，D错误。
14．(2023·江苏连云港高三检测)某植物种子在密闭容器内萌发过程中O2和CO2的变化如图所示(氧化分解的底物为葡萄糖)。下列叙述错误的是(　　)
A．种子萌发初期自由水/结合水的值增大，细胞代谢也随之增强
B．A点时种子开始进行有氧呼吸，且B点时有氧呼吸最强
C．A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所都只有线粒体基质
D．在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合
答案　B
解析　容器内开始氧气充足，因此有氧呼吸开始就有，B错误；A、B、C三点，种子只进行有氧呼吸，因此A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所都只有线粒体基质(有氧呼吸)，C正确；同等质量的脂肪比葡萄糖消耗更多的氧，释放更多的能量，因此在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合，D正确。
15．干种子萌发过程中，CO2释放量()和O2吸收量()的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是________________________________________________________________________(至少答出两点)。
(2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是____________和CO2。若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是______________________________。
(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括______________________________________________________________________________。
答案　(1)自由水是细胞内良好的溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水参与物质运输　(2)乙醇、水　缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，且种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用　(3)适宜的光照、CO2和无机盐等
归纳总结　种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线
(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。
(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。
(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。
1．(多选)(2022·湖南，13)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是(　　)
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
答案　AD
解析　夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，而非叶绿体内膜上，C错误；夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。
2．(2018·江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是(　　)
A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
答案　D
解析　随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，甲、乙温度的高低，A错误；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率应先升高后降低，B错误；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C错误；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够强时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D正确。
3．(多选)(2022·山东，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2，结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是(　　)
A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少
答案　BCD
解析　与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给O2，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多地用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；DNP使H＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。
4．(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会__________(填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明________________________________________________________________________。
(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的____________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明_____________________________________________________________。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为____________________________________________________________________________，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。
答案　(1)增大　(2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小　(3)①实验组的净光合速率均明显小于对照组　②长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异　(4)基因A过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
解析　(1)限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。(3)据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，可以使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较基因A过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。
一、易错辨析
1．光照强度只影响光反应，不影响暗反应(　×　)
2．镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应(　√　)
3．水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用(　√　)
4．整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等(　×　)
5．严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少(　×　)
6．粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏(　×　)
7．破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清(　√　)
8．剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸(　×　)
9．内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等(　√　)
二、填空默写
1．参照光照强度对光合作用强度的影响曲线，完成特殊点(段)对应的气体交换情况。
2．农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是施肥时，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(答出1点即可)。
3．请分析下图中限制P点和Q点光合速率的因素
上述图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
4．结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：
(1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖不是(填“是”或“不是”)一样多，理由是根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(2)在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，理由是此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少。
(3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱。
课时精练
一、单项选择题
1．(2023·江苏徐州高三调研)生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系；后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是(　　)
A．“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析有光和无光条件下光合作用速率的不同
B．“光合作用的探究历程”中的实验主要是定性分析，以探究光合作用的条件、原料和产物等
C．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件
D．“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用O2释放量作为观测指标
答案　A
解析　探究光照强度对光合作用的影响，应定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误。
2．(2023·江苏南京高三模拟)如图表示某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的变化。下列说法中不正确的是(　　)
A．从B点开始合成光合产物(CH2O)
B．AB段C3含量较高与没有接受光照有关
C．E点时C3含量极低与二氧化碳的供应有关
D．E点时叶绿体中ATP的含量比D点时低
答案　D
解析　AB段C3含量不变，对应的时间是0～6 h，没有光照，C3含量较高与没有接受光照有关，B点开始C3含量降低，表示C3被还原，开始合成有机物，A、B正确；E点时，光照过强，温度较高，导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，生成的C3含量低，C正确；E点时，光照充足，叶绿体中光反应产生的ATP的含量较D点高，D错误。
3．在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是(　　)
盐浓度(mmol·L－1) 最大光合速率(μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率(μmol CO2·m－2·s－1)
0(对照) 31.65 1.44
100(低盐) 36.59 1.37
500(中盐) 31.75 1.59
900(高盐) 14.45 2.63
A.细胞中大多数无机盐以化合物形式存在
B．植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸作用产生的CO2量来测定
C．与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多
D．高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降
答案　D
解析　植物的呼吸速率应该是测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而不是只是测定根细胞的呼吸速率，B错误；在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误。
4．下列关于我国农业谚语的理解，不合理的是(　　)
选项 谚语 理解
A 种地不上粪，等于瞎胡混 粪便中的有机物经分解者分解后生成的产物能被作物利用
B 立秋无雨是空秋，万物历来一半收 立秋时节，谷物生长需要较多水分
C 豆麦轮流种，十年九不空 豆科植物与根瘤菌共生能给土壤带来氮肥；含氮无机盐可作为小麦合成淀粉的原料
D 沙土掺泥，好得出奇 土壤透气性高，有利于增强根部细胞有氧呼吸，促进根部对矿质元素的吸收
答案　C
解析　分解者能把粪便中的有机物分解，促进作物生长，A正确；立秋时节，是果实成熟的季节，代谢旺盛，需要较多的水，B正确；淀粉的元素组成是C、H、O，不含氮元素，含氮无机盐不可作为小麦合成淀粉的原料，C错误；土壤透气性高，氧气含量多，有氧呼吸旺盛，能释放更多的能量用于植物吸收矿质元素，D正确。
5．将若干豌豆幼苗置于25 ℃条件下培养4 d，测得的相对呼吸速率为10，再分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定
B．与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定
C．从图中可以得出，豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃
D．温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率
答案　C
解析　图中曲线可以得出，35 ℃下呼吸速率大于30 ℃，且呼吸速率更加稳定，故豌豆幼苗呼吸作用的最适温度不是30 ℃，C错误。
6．过氧化物酶体是真核细胞中的一种细胞器，其内可发生的反应为RH2＋O2R＋H2O2，对细胞内的氧水平有很大的影响。如图为线粒体和过氧化物酶体中相关生化反应速率在不同O2浓度下的变化曲线。据图分析错误的是(　　)
A．线粒体和过氧化物酶体消耗O2的酶均分布在相应的细胞器基质中
B．低O2条件下，线粒体的酶比过氧化物酶体中的酶催化效率高
C．过氧化物酶体利用O2的能力随O2浓度增加而增强
D．过氧化物酶体可保护细胞免受高浓度氧的毒害
答案　A
解析　线粒体消耗氧气为有氧呼吸第三阶段，位于线粒体内膜，而非线粒体基质，A错误。
7．下表是某植物X在适宜条件下，从开始播种到长出两片真叶期间CO2释放速率和O2吸收速率相对值的变化。其中胚根长出的时间是在30 h，两片真叶在50 h开始长出。
时间(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52
CO2释放相对值 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62
O2吸收相对值 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70
下列分析正确的是(　　)
A．植物种子含水量的快速增加发生在6～18 h
B．18～24 h呼吸作用的产物有CO2、H2O和乳酸
C．40 h时，形成ATP的能量全部来自有氧呼吸
D．46～52 h，细胞呼吸消耗的有机物不全是糖类
答案　D
解析　0～2 h细胞呼吸强度很弱，从6 h开始细胞呼吸强度迅速增加，说明自6 h开始含水量已经显著提高，含水量的快速增加应发生在6 h之前，A错误；在没有O2消耗的0～2 h仍有CO2释放，说明该种子细胞进行的是产物为酒精和CO2的无氧呼吸，而18～24 h同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产物中没有乳酸，B错误；从46～52 h细胞呼吸的O2消耗大于CO2释放分析，该种子萌发过程中呼吸作用消耗的有机物中存在氧含量低于糖类的有机物，则不能确定40 h时形成ATP的能量全部来自有氧呼吸，C错误，D正确。
8．(2023·江苏南京、盐城高三模拟)种子库在适当的低温下保存植物的种子。入库保存前需对种子进行清洗、干燥等处理，然后密封包装存入－18 ℃的冷库。下列有关叙述正确的是(　　)
A．入库前干燥处理主要是除去大量的结合水
B．冷库中－18 ℃的低温会造成种子细胞中呼吸酶变性失活
C．密封包装袋中需要充入充足的氧气，以维持种子的活性
D．建立种子库可以保存濒危生物的种子，保护生物多样性
答案　D
解析　自由水与代谢的强弱有关，入库前干燥处理主要是除去大量的自由水，降低细胞呼吸，利于储存，A错误；冷库中－18 ℃的低温通过抑制酶的活性来降低呼吸速率，不会破坏酶的空间结构，不会使酶变性失活，B错误；密封包装袋中需要降低氧气浓度，减弱细胞呼吸，以利于种子的保存，C错误；建立种子库可以保存濒危生物的种子，防止生物灭绝，可以保护生物多样性，D正确。
二、多项选择题
9．为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．此实验共有两个自变量：光照强度和施肥情况
B．光照强度为800 lux是玉米在25 ℃条件下的光饱和点
C．在土壤含水量为40%～60%的条件下，施肥促进光合作用的效果明显
D．制约c点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量
答案　AB
解析　本实验有不同光照强度、是否施肥、土壤含水量三个自变量，A错误；光照强度为800 lux时CO2吸收量均大于200 lux，但并没有测定其他光照强度的CO2吸收量，所以无法确定光饱和点，B错误。
10．(2023·江苏高三模拟)下图显示在环境CO2浓度和高CO2浓度下，温度对两种植物CO2吸收速率的影响，下列有关曲线的分析不正确的是(　　)
A．高CO2浓度条件下，叶片温度在45 ℃时两种植物真正光合速率最高
B．环境CO2浓度条件下，40 ℃时限制两种植物光合作用速率的因素相同
C．自然条件下，与植物b相比，植物a更适合生活在高温环境中
D．植物b的光合作用相关酶活性在38 ℃左右最高
答案　ABD
解析　高CO2浓度条件下，叶片温度在约42 ℃时两种植物净光合速率最高，由于呼吸速率未知，无法知道真正光合速率的情况，A错误；对比图1和图2可知，在40 ℃时，植物a在环境CO2浓度和高CO2浓度下的CO2吸收速率相同，此时限制植物a光合速率的因素不是CO2浓度，植物b在环境CO2浓度下的CO2吸收速率明显低，此时限制植物b光合速率的因素是CO2浓度，B错误；据图1可知，自然条件下，叶片温度较高时，植物a的净光合速率较高，故与植物b相比，植物a更适合生活在高温环境中，C正确；在环境CO2浓度条件下，植物b的光合作用相关酶活性在38 ℃左右最高，在高CO2浓度条件下，植物b的光合作用相关酶活性在42 ℃左右最高，D错误。
11．某生物兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述正确的是(　　)
A．t1时刻，氧气浓度较高，无氧呼吸消失
B．如果改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等
C．若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1时，O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1
D．若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合，则O～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
答案　ABC
解析　t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，说明酵母菌只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，O～t1产生的CO2量＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确；由上述分析可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2量∶无氧呼吸产生的CO2量＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等，但酵母菌同时还进行有氧呼吸，则O～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。
12．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解正确的是(　　)
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25 ℃
C．在0～25 ℃范围内，温度变化对呼吸速率的影响比对光合速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃
答案　AB
解析　由题图可知，呼吸作用的最适温度约为50 ℃左右，光合作用的最适温度约为30 ℃左右，A项正确；由题图可知，植物体净光合作用的最适温度约为25 ℃，B项正确；在0～25 ℃范围内，随温度升高，总光合速率曲线的上升幅度比呼吸速率曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的影响大，C项错误；由图可以看出，当温度超过45 ℃时，净光合速率小于0，植物不能正常生长，D项错误。
三、非选择题
13．(2023·江苏镇江高三期末)科研人员对烟草叶片光合作用进行了相关研究。请回答相关问题：
(1)参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与__________离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的分解和__________________(物质)的合成。
(2)当CO2浓度适当增加时，烟草的光合作用强度增加，这时位于__________(填具体场所)的RuBP羧化酶将CO2固定为__________，再进一步被__________为糖类。
(3)科研工作者对烤烟品种K326施加不同的供氮量处理，实验结果如下：
组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量。
①从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是_____________________________。
②研究人员推测出现该现象的原因可能是施氮提高了____________的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，____________成为影响光合速率持续升高的限制因素。
答案　(1)镁(Mg)　ATP、NADPH
(2)叶绿体基质　C3(三碳化合物)　还原
(3)①氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著(中氮与高氮的作用无显著差异)　②叶绿素　CO2浓度
解析　(2)二氧化碳是暗反应的原料，暗反应的场所是叶绿体基质；在暗反应过程中，RuBP羧化酶将CO2固定为C3(三碳化合物)，再进一步被还原为糖类。(3)①由表可知，高氮组的净光合速率略小于中氮组，中氮组的净光合速率明显大于低氮组，因此氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，但中氮与高氮的作用无显著差异。②根据氮和镁离子参与组成叶绿素，可推测出现该现象的原因可能是施氮提高了叶绿素的合成，进而影响光合速率；再结合表格可知，中氮组叶绿体CO2浓度明显高于高氮组，说明在高氮情况下，叶绿体CO2浓度成为影响光合速率持续升高的限制因素。
14．某课题小组同学利用如图1所示装置探究酵母菌的细胞呼吸方式。实验开始时，利用调节螺旋将U型管右侧液面高度调至参考点后，关闭三通活栓。实验中定时记录右侧液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。取甲、乙两套该装置设计实验。
装置 反应瓶内加入的材料 中心小杯内加入的材料 液面高度变化的含义
甲 酵母菌培养液1 mL＋适量葡萄糖溶液 适量NaOH溶液 ①
乙 酵母菌培养液1 mL＋等量葡萄糖溶液 等量蒸馏水 细胞呼吸时CO2的释放量与O2吸收量的差值
(1)表中①表示的含义_______________________________________________________。
(2)将甲、乙装置均置于28 ℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60 min后读数。若装置中的酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，那么甲装置U型管右侧液面将__________，乙装置U型管右侧液面将_____________________________________________。
(3)若图2中YZ∶ZX＝4∶1，则对应O2浓度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗量的___________________________________，图2中无氧呼吸强度降为0的点对应的O2浓度是_____________________________________________________________点对应的浓度。
(4)在O2浓度为J点对应浓度前，限制呼吸作用CO2释放量的主要因素是_________________。
(5)若图2中EL＝LH，则说明O2浓度为H点对应浓度时，有氧呼吸和无氧呼吸__________相等。
答案　(1)细胞呼吸时O2吸收量　(2)上升　下降　(3)1/13　I　(4)O2浓度　(5)释放CO2的量

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