资源简介

一、知识要求
1．需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程[必考(b)、加试(b)]。
2．需氧呼吸与厌氧呼吸的异同[加试(b)]。
3．细胞呼吸在实践中的应用[必考(b)、加试(b)]。
4．光合作用的概念、阶段、场所和产物[必考(b)、加试(b)]。
5．色素的种类、颜色和吸收光谱[必考(a)、加试(a)]。
6．光反应和碳反应的过程[必考(b)、加试(b)]。
7．环境因素对光合速率的影响[加试(c)]。
8．光合作用与细胞呼吸的异同[加试(b)]。
二、活动要求
1．光合色素的提取与分离[必考(b)、加试(b)]。
2．探究环境因素对光合作用的影响[必考(c)、加试(c)]。
考点1　细胞呼吸
1．需氧呼吸与厌氧呼吸的正误判断
(1)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞溶胶高(　×　)
提示　线粒体内消耗O2产生CO2，因此，线粒体内O2/CO2的比值比细胞溶胶的低。
(2)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(　√　)
(3)厌氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程(　×　)
提示　厌氧呼吸第一阶段产生[H]。
(4)厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(　×　)
提示　厌氧呼吸过程产生的[H]将丙酮酸还原为乙醇或乳酸。
2．细胞呼吸在实践中的应用的正误判断
(1)及时排涝，能防止根细胞受乙醇毒害(　√　)
(2)人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(　×　)
提示　人在剧烈运动时所需的能量由需氧呼吸和厌氧呼吸提供。
(3)破伤风(芽孢)杆菌在有氧条件下能大量繁殖(　×　)
提示　破伤风(芽孢)杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖。
(4)需氧型细菌需氧呼吸的主要场所是线粒体(　×　)
提示　细菌无线粒体，需氧型细菌的需氧呼吸在细胞溶胶或细胞膜上进行。
3．(综合应用)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如下图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题：
(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成__________，再通过________作用为种子萌发提供能量。
(2)萌发过程中在________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为________mg。
(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为________mg·粒－1·d－1。
(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)葡萄糖　呼吸(或生物氧化)　(2)72～96　26.5　(3)22　(4)持续下降　萌发种子呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用
解析　解答本题的突破点：①正确分析坐标曲线的生物学含义：随着时间的延续，胚乳干重逐渐减少，种子的干重也逐渐减少。②两条曲线变化趋势不一致的原因：第(3)小问提到的“胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质”。(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被细胞通过呼吸作用利用，为种子萌发提供能量。(2)因为胚乳减少的干重中有一部分转化成幼苗的组成物质，所以衡量种子的呼吸速率应以种子的干重减少量为指标。由图示曲线可以看出，在72～96 h之间，单位时间内种子的干重减少量最大，该时间段(24 h)内每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5(mg)。(3)转化速率＝(胚乳的减少量－种子的干重减少量)/单位时间。在72～96 h内，转化速率为(161.7－118.1)－(204.2－177.7)＝17.1(mg·粒－1·d－1)，96～120 h内，转化速率为(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝22(mg·粒－1·d－1)，因此最大转化速率为22 mg·粒－1·d－1。(4)黑暗条件下，萌发种子只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，因而种子干重持续下降。
一、细胞呼吸的原理和过程
1．需氧呼吸、厌氧呼吸过程
2．画出需氧呼吸总反应式及各元素来源和去路。
3. 不同生物厌氧呼吸的产物不同
生物
厌氧呼吸产物
植物
大多数植物细胞
乙醇和CO2
马铃薯块茎、甜菜块根等
乳酸
动物
哺乳动物、人
乳酸
微生物
乳酸菌等
乳酸
酵母菌等
乙醇和CO2
二、影响细胞呼吸的“四类”因素
1．甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
2．乙图：(1)O2浓度＝0时，只进行厌氧呼吸。
(2)0(3)O2浓度≥10%时，只进行需氧呼吸。
(4)O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
3．丙图：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，基至死亡。
4．丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
三、有关细胞呼吸的7个易错点
1．需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量能量由第三阶段产生)，但大部分以热能形式散失掉，仅有一少部分能量转移到ATP中。厌氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，其余能量贮存在分解不彻底的氧化产物——乙醇或乳酸中。
2．需氧呼吸过程中进入线粒体的是丙酮酸，葡萄糖不能进入线粒体；产物水中的H一部分来自有机物(葡萄糖)，一部分来自第二阶段参加反应的水；第三阶段产生的能量最多。
3．需氧呼吸第三阶段[H]与O2发生反应，厌氧呼吸第二阶段[H]与丙酮酸(C3H4O3)发生反应，两者均无[H]的积累。
4．需氧呼吸与厌氧呼吸产物的显著区别是厌氧呼吸没有水生成，进行对比判断时，这是区分需氧呼吸和厌氧呼吸的重要标志。
5．真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行厌氧呼吸。
6．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与需氧呼吸有关的酶。
7．水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用；玉米种子烂胚的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
题型一　需氧呼吸与厌氧呼吸的比较
1．(2017·浙江省吴越联盟)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．过程Ⅰ是糖酵解，该过程的产物X为3－磷酸甘油酸
B．过程Ⅱ是柠檬酸循环，有关的酶只存在于线粒体基质中
C．过程Ⅲ是电子传递链，该过程产生大量的ATP
D．过程Ⅰ和Ⅱ为过程Ⅲ提供[H]和ATP
答案　C
解析　过程Ⅰ是糖酵解，产物X是丙酮酸，A错误；过程Ⅱ是柠檬酸循环，主要发生在线粒体基质中，有少量的酶分布在嵴上，所以与柠檬酸循环有关的酶多数分布在线粒体基质中，B错误；过程Ⅲ是电子传递链，该过程产生大量的ATP，C正确；过程Ⅰ和Ⅱ为过程Ⅲ提供[H]，与氧结合生成水和ATP，D错误。
2．在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。若底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是(　　)
项目
CO2释放量
O2吸收量
a
10
0
b
8
3
c
6
4
d
7
7
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有乙醇和乳酸
B．b条件下，需氧呼吸消耗的葡萄糖比厌氧呼吸多
C．c条件下，厌氧呼吸最弱
D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
答案　D
解析　a条件下，只有CO2的释放没有O2的吸收，说明此时该植物只进行厌氧呼吸，呼吸产物是CO2和乙醇，A项错误；b条件下，CO2的释放量>O2的吸收量，说明此时该植物同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，根据表中数据可知，需氧呼吸消耗O2的相对值为3，需氧呼吸产生CO2的相对值为3，厌氧呼吸产生CO2的相对值为5，则需氧呼吸消耗葡萄糖的相对值为0.5，厌氧呼吸消耗葡萄糖的相对值为2.5，所以厌氧呼吸消耗的葡萄糖比需氧呼吸多，B项错误；c条件下，CO2的释放量>O2的吸收量，说明此时该植物同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，C项错误；d条件下，CO2的释放量与O2的吸收量相同，说明此时该植物只进行需氧呼吸，此时产生的CO2全部来自线粒体，D项正确。
判断细胞呼吸类型的五大方法
以葡萄糖为呼吸底物：
(1)产生CO2量＝消耗O2量→需氧呼吸。
(2)不消耗O2，产生CO2→厌氧呼吸(乙醇发酵)。
(3)释放CO2量>吸收O2量→同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸(乙醇发酵)。
(4)不吸收O2，不释放CO2→乳酸发酵或细胞已经死亡。
(5)有水生成一定是需氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。
题型二　影响细胞呼吸因素的分析
3．(经典题)“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　　)
A．ab段为需氧呼吸，bc段为需氧呼吸和厌氧呼吸，cd段为厌氧呼吸
B．运动强度大于c后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C．厌氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余贮存在ATP中
D．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
答案　D
解析　从图中乳酸含量和O2消耗速率变化可判断，ab段为需氧呼吸，bc段开始出现厌氧呼吸，cd段需氧呼吸和厌氧呼吸并存，但bc段需氧呼吸占优势，cd段需氧呼吸强度不再增加，厌氧呼吸强度逐渐上升，A项错误；运动强度大于c后，虽然厌氧呼吸增强，但人体厌氧呼吸不产生CO2，需氧呼吸中CO2的产生量等于O2消耗量，B项错误；厌氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍贮存有部分能量，C项错误；运动强度长时间超过c点，厌氧呼吸产生的乳酸增加，使肌肉酸胀乏力，D项正确。
4．某植物器官的呼吸强度(用CO2释放量表示)与O2吸收量的关系如图所示，下列分析正确的是(　　)
A．a点时释放的CO2全部是厌氧呼吸的产物
B．a点时细胞呼吸的产物中有乙醇
C．b点时需氧呼吸和厌氧呼吸的CO2释放量相等
D．O2浓度越低，呼吸强度越小
答案　B
解析　a点释放的CO2为需氧呼吸和厌氧呼吸共同的产物，A错误；此植物器官厌氧呼吸生成乙醇和CO2，B正确；b点时，消耗的O2等于生成的CO2，表明只进行需氧呼吸，C错误；从图中看，O2浓度大约5%时，呼吸强度最小，D错误。
曲线中细胞呼吸方式的判断
以葡萄糖为呼吸底物：
(1)Q点：不消耗O2，产生CO2，只进行厌氧呼吸。
(2)P点及P点以后：消耗O2量＝产生CO2量，只进行需氧呼吸。
(3)QP段：产生CO2量＞消耗O2量，同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。

专题强化练
一、选择题
1．(2016·宁波一模)下列关于人体细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．合成ATP的酶只存在于线粒体内膜上
B．柠檬酸循环只发生在线粒体基质中
C．在无氧条件下，丙酮酸在线粒体基质中被还原成乳酸
D．肌肉细胞厌氧呼吸产生的乳酸可以运输到肝脏再生成葡萄糖
答案　D
解析　需氧呼吸的三个阶段都有ATP的产生，所以在细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜上都有合成ATP的酶，A错误；柠檬酸循环发生在线粒体基质和嵴中，B错误；无氧条件下，丙酮酸在细胞溶胶中被还原成乳酸，C错误；肌肉细胞厌氧呼吸产生的乳酸可以运输到肝脏再生成葡萄糖，D正确。
2．(2017·绍兴模拟)下列关于厌氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．生物厌氧呼吸的产物只有乳酸或乙醇
B．第二阶段是对丙酮酸进一步氧化形成不彻底的氧化产物
C．人体细胞进行厌氧呼吸时产生CO2的场所是细胞溶胶
D．厌氧呼吸的过程中体现了吸能反应和放能反应的关联
答案　D
解析　生物厌氧呼吸的产物是乳酸或乙醇、二氧化碳，A项错误；厌氧呼吸的第二阶段是将丙酮酸还原成不彻底的氧化产物乳酸或乙醇、CO2，B项错误；人体细胞进行厌氧呼吸时只产生乳酸，不产生CO2，C项错误；厌氧呼吸的过程中，有机物的氧化分解释放能量，是放能反应，ATP的形成是吸能反应，所以体现了吸能反应和放能反应的关联，D项正确。
3．如图所示为不同距离的跑步过程中，需氧呼吸和厌氧呼吸供能的百分比。下列说法中正确的是(　　)
A．跑步距离越长，厌氧呼吸供能所占比例越大
B．1 500米跑时，需氧呼吸与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当
C．100米跑时，所需ATP主要由需氧呼吸产生
D．马拉松跑时，肌肉细胞呼吸释放的CO2量与吸收的O2量之比为1∶1
答案　D
解析　分析题图可知，跑步距离越长，厌氧呼吸供能所占比例越小。1 500米跑时，需氧呼吸与厌氧呼吸供能的百分比相同，可推知需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量少；100米跑时，所需ATP主要由厌氧呼吸产生；马拉松跑时，主要是进行需氧呼吸，但仍进行部分厌氧呼吸，人体肌肉细胞进行厌氧呼吸时不消耗O2也不产生CO2，故肌肉细胞呼吸释放的CO2量与吸收的O2量之比为1∶1。
4．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸速率变化的影响。下列有关叙述中不正确的是(　　)
A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
答案　C
解析　番茄果实细胞需氧呼吸和厌氧呼吸均可产生CO2，需氧呼吸第二阶段在线粒体中产生CO2，厌氧呼吸在细胞溶胶中产生CO2，A项正确；计算“8 ℃时光照条件下呼吸速率比黑暗条件下呼吸速率的减少量占黑暗条件下呼吸速率的百分比”与“15 ℃时光照条件下呼吸速率比黑暗条件下呼吸速率的减少量占黑暗条件下呼吸速率的百分比”，比较二者可知，B项正确；图示信息表明，光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱，所以光照条件下更有利于番茄果实的贮存，C项错误；温度降低会使与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D项正确。
5．(2016·浙江10月选考，19)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下。下列叙述正确的是(　　)
A．阶段A为糖酵解，该阶段的产物是丙酮酸和物质①
B．阶段B为柠檬酸循环，该过程产生大量ATP
C．阶段A和阶段B为阶段C提供[H]和ATP
D．阶段C为电子传递链，有关酶存在于线粒体内膜
答案　D
解析　由题图可知，物质①②是指二氧化碳和水，第一阶段(阶段A)的产物是丙酮酸、少量ATP和[H]；第二阶段(阶段B)产生少量ATP；第一阶段(阶段A)和第二阶段(阶段B)只为第三阶段(阶段C)提供[H]，故A、B、C错误，D正确。
6．如图表示的是细胞呼吸的相关过程，下列叙述正确的是(　　)
A．在人体内环境中可以发生①②③过程
B．缺氧条件下马铃薯块茎发生①③过程
C．乳酸菌无线粒体，但具有与②有关的酶
D．①②③④都产生ATP，为生命活动供能
答案　B
解析　由图分析可知，①是细胞呼吸第一阶段，在细胞溶胶中进行。②是在线粒体中产生二氧化碳和水，是需氧呼吸的第二阶段和第三阶段。③是在细胞溶胶进行的厌氧呼吸。④也是在细胞溶胶中进行的厌氧呼吸。细胞溶胶不属于人体内环境，故A错误。马铃薯属于块茎，进行产生乳酸的厌氧呼吸，故B正确。乳酸菌为异养厌氧型生物，产生的是乳酸，故C错误。这4个过程中只有①和②能产生ATP，故D错误。
7．下列各曲线所代表的生物学含义及描述，正确的是(　　)
A．甲图可表示人的成熟红细胞中ATP的生成速率与氧气浓度的关系
B．乙图所示物质转运速率不受呼吸酶抑制剂的影响
C．丙图表示酵母菌呼吸时氧气浓度与CO2生成速率的关系，a点时产生的CO2全都来自需氧呼吸
D．丁图表示小鼠体内酶活性与环境温度的关系
答案　A
解析　人的成熟红细胞进行厌氧呼吸，因此ATP的生成速率与氧气浓度无关，A正确；由物质转运速率受氧气浓度影响可知，该物质的转运方式是主动转运，呼吸酶抑制剂可使物质转运速率减慢，B错误；a点时酵母菌进行需氧呼吸和厌氧呼吸，CO2由两种呼吸方式共同产生，C错误；小鼠是恒温动物，体内酶的活性不受环境温度的影响，D错误。
8．测定下列哪一项，可简便且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式(　　)
A．有无酒精生成
B．有无水生成
C．有无有机物消耗
D．O2消耗量与CO2生成量的比值
答案　D
解析　O2消耗量与CO2生成量可以简便、准确地测定，若二者比值等于1，则小麦种子进行的是需氧呼吸；若比值为0，则进行的是厌氧呼吸；若比值在0～1之间，则需氧呼吸和厌氧呼吸同时存在。
9．某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞(　　)
A．主要通过厌氧呼吸生成ATP
B．产生的热量远多于其他细胞
C．线粒体基质不参与需氧呼吸
D．没有进行需氧呼吸第三阶段
答案　B
解析　耗氧速率高说明需氧呼吸强；单位质量的葡萄糖有氧分解产生的总能量在不同细胞中相同，有产热和形成ATP两个去路，ATP少说明产热多，B项正确。
10．(2017·稽阳联考)下列有关需氧呼吸第二阶段柠檬酸循环的叙述，正确的是(　　)
A．将CO2还原成三碳糖
B．释放的能量大部分转变成了热能
C．为第三阶段电子传递链提供大量还原氢和ATP
D．其产物CO2中的氧原子全部来自于丙酮酸
答案　B
解析　将CO2还原成三碳糖的过程属于卡尔文循环，A项错误；需氧呼吸每个阶段所释放的能量都大部分转变成了热能，少部分转化为ATP中的能量，B项正确；第二阶段为第三阶段提供大量还原氢，但不提供ATP，C项错误；第二阶段柠檬酸循环的反应物有丙酮酸和水，产物CO2中的氧原子除了来自于丙酮酸，还来自于水，D项错误。
11．(2017·浙江11月选考，8)下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述，错误的是(　　)
A．面团“发起”是酵母菌产生CO2所致
B．干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜
C．利用乳酸细菌制作酸奶过程中需密闭隔绝空气
D．黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少
答案　B
解析　面团“发起”是酵母菌厌氧呼吸产生CO2所致，A正确；蔬菜的保鲜应在一定的湿度和低氧环境下，B错误；制作酸奶利用的原理是乳酸细菌进行厌氧呼吸产生乳酸，所以需密闭隔绝空气，C正确；黑暗条件下，绿豆萌发过程需要进行细胞呼吸消耗有机物，所以有机物总量会不断减少，D正确。
12．(模拟题改编)细胞呼吸的过程如下图所示，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述错误的是(　　)
A．①是细胞溶胶，③是线粒体
B．甲进入③的前提是有O2存在
C．若乙是乳酸，则①②③中都能够产生ATP
D．本图所示的生理过程如果发生在酵母菌体内，则乙一定是乙醇和CO2
答案　C
解析　题干中的细胞呼吸图解包括需氧呼吸和厌氧呼吸，根据乙的不同，厌氧呼吸可以产生乳酸，也可以产生乙醇和CO2。需氧呼吸第一阶段的反应场所是细胞溶胶(①)，第二、三阶段的场所都是线粒体(③)，三个阶段均能产生ATP；厌氧呼吸第一、二阶段发生的场所都是细胞溶胶，但是厌氧呼吸第二阶段不产生ATP；甲是丙酮酸，丙酮酸必须在有氧气存在的前提下才能进入线粒体进行需氧呼吸。酵母菌既能进行需氧呼吸，也能进行厌氧呼吸并产生乙醇和CO2。
二、非选择题
13．为了探究植物体呼吸速率的变化规律，研究人员在不同的温度和不同的氧含量下，测定了一定大小的新鲜菠菜叶的二氧化碳释放量，其数据如下表所示(表中为相对值)。请据表分析回答：
O2含量
CO2释放量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3 ℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10 ℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.6
32.6
20 ℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
67.2
30 ℃
59.8
21.4
8.8
56.6
100
102
40 ℃
48.2
17.3
7.1
42.4
74.2
73.5
(1)为了能使实验数据真实地反映呼吸速率的变化，在实验环境条件上应特别注意的是什么？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究人员在对数据分析时，发现在温度、O2含量分别为__________________的条件下所测数据最可能是错误的。
(3)图中数据反映出当O2含量从20%上升到40%时，植物的呼吸速率一般________________，其原因是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)就表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是____________________。此条件下植物细胞内CO2的产生场所是________________。
答案　(1)遮光，处于黑暗状态。防止叶片进行光合作用而干扰呼吸速率的测定　(2)10 ℃、1.0%　(3)保持相对稳定　受酶的数量限制(或受线粒体数量限制)　(4)温度、O2含量分别为3 ℃、3.0%　细胞溶胶、线粒体
解析　本题要观察呼吸速率的变化，采用的观察指标是CO2的含量，但是光合作用会吸收CO2，为避免光合作用的干扰，所以实验要遮光。呼吸作用最弱的时候，消耗有机物最少，最利于保存蔬菜。据表分析，在3 ℃、O2含量为3.0%时释放CO2最少。但是此时因为有O2，所以蔬菜仍然会进行需氧呼吸，其产生CO2的场所是细胞溶胶、线粒体。
14．为探究Ca2＋对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，研究人员进行了如下实验。
(一)材料用具：略。
(二)方法步骤：
组别
步骤1
步骤2
步骤3
步骤4
甲
清水浸辣椒种子
催芽、育苗及选择幼苗
正常条件下(不淹水)培养幼苗
测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)的酶活性
乙
？
淹水条件下培养幼苗
丙
CaCl2溶液浸辣椒种子
？
(三)实验结果：
(1)乙组步骤1的处理是____________________；丙组步骤3的处理是________________________________________________________________________。
(2)已知，LDH催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)。据实验结果分析：
①淹水导致辣椒幼苗根细胞厌氧呼吸______________(增强/减弱)，从而________(促进/抑制)根的生长。
②若分别制取三组辣椒幼苗根系提取液，并滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，则三组中，丙组提取液颜色变为______色，且程度最____(深/浅)。
③淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞厌氧呼吸产物________________的积累，从而减轻其对根细胞的伤害。
答案　(1)清水浸辣椒种子　淹水条件下培养幼苗
(2)①增强　抑制　②灰绿　深③乳酸和乙醛(只写乳酸也可)
解析　(1)依据单一变量的原则，由题干表格实验设计推知，甲、乙组对比探究淹水条件对辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，乙、丙组对比探究Ca2＋对淹水条件下辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，故乙组步骤1的处理是清水浸辣椒种子，丙组步骤3的处理是淹水条件下培养幼苗。(2)由实验结果知，淹水条件下，LDH和ADH的量都增多，表明淹水条件导致辣椒幼苗根细胞厌氧呼吸增强，从而抑制根的生长。在酸性条件下，橙色的重铬酸钾和乙醇发生反应变成灰绿色，由三组实验结果推知，丙组含有乙醇最多，颜色最深。淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累，乙醛对根细胞的伤害程度比乙醇大，从而减轻其对根细胞的伤害。
考点2　光合作用
1．光合作用的概念及其过程的正误判断
(1)适宜条件下光合作用过程中RuBP/三碳酸分子的比值在停止供应CO2后比停止前高(　√　)
(2)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(　√　)
(3)光合作用光反应阶段产生的NADPH可在叶绿体基质中作为还原剂(　√　)
(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，碳反应强度也降低(　√　)
(5)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反应(　√　)
2．(加试)环境因素对光合速率的影响的正误判断
(1)夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高(　×　)
提示　夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭，出现“午休”现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率反而下降。
(2)提高温度一定能促进三碳糖的生成(　×　)
(3)水分亏缺主要是通过影响CO2进入叶肉细胞内而影响光合作用的(　√　)
(4)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞内的NADPH/NADP＋的比值下降(　√　)
3．(加试)光合作用与细胞呼吸的异同的正误判断
(1)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP(　×　)
提示　ATP是物质不是能量。
(2)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(　√　)
(3)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长(　√　)
(4)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定(　√　)
(5)如图是夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，则甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物积累量最多；曲线b～c段和d～e段下降的原因相同(　×　)
提示　甲植株在a点光合速率＝呼吸速率，乙植株在18时有机物积累量最多，曲线b～c段和d～e段下降的原因分别是部分气孔关闭、光强减弱。
4．(综合应用)某研究小组进行某植物的栽培试验，图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续24 h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图判断相关叙述并思考相关问题：
(1)图1中，当温度达到55 ℃时，植物光合作用相关的酶失活(　√　)
(2)18 h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量(　√　)
(3)该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时，在两图中的描述点共有4个(　×　)
(4)依据图1可推知若温度保持在35 ℃的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能正常生长(　×　)
(5)图2中经过连续24 h的培养，与0 h时相比，24 h时该植物的有机物量增多了(　×　)
(6)图2中一昼夜温室中氧气浓度最高时在18时，而最低是6时(　√　)
(7)图1中实线在40 ℃时的代谢特点是什么？在原题坐标图1中绘出40 ℃之前和40 ℃之后的真正的光合作用的相对强度。
答案　40 ℃时光合速率与细胞呼吸速率相等。40 ℃之前某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于该温度条件下两曲线纵坐标值之和，40 ℃之后某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于虚线纵坐标值减掉实线所对应的纵坐标值，如图所示。
(8)图1中，40 ℃与60 ℃时，CO2的吸收量均为0，二者的机理有区别吗？
答案　有区别，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为0(植物死亡)。
一、光反应、碳反应的过程和物质变化
1．光合作用的原理
(1)光合作用基本过程图解
(2)光反应与碳反应的关系
①光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。
②没有光反应，碳反应无法进行；没有碳反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。
2．外界条件变化对光合作用产物的影响
变化条件
三碳酸
RuBP
NADPH和ATP
三碳糖
CO2供
应不变
光照强→弱
↑
↓
↓
↓
光照弱→强
↓
↑
↑
↑
光照不变
CO2充足→不足　　　
↓
↑
↑
↓
CO2不足→充足　　　
↑
↓
↓
↑
注：此表只是对变化后短时间内各物质的相对量的变化作讨论，而不是长时间。用“↑”代表上升，“↓”代表下降。
二、叶绿体色素的种类及提取与分离
1．填写滤纸条上色素的种类
2．填写图中3条曲线代表的3种色素的吸收光谱
3．光合色素的提取与分离的原理、试剂
(1)实验原理
①提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用95%的乙醇等有机溶剂提取色素。
②分离：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。
(2)“光合色素的提取与分离”实验中的试剂、材料的作用
95%的乙醇：溶解叶绿体色素；层析液：分离色素；SiO2：增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨更充分；CaCO3：防止研磨过程中色素被破坏。
4．光合色素提取与分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量95%的乙醇(正确做法：分次加入少量95%的乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线画的不整齐或较粗。
(3)滤纸条看不见色素带
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
三、环境因素对光合速率的影响(加试)
1．光强度对光合速率的影响
(1)图像分析：A点时，只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合速率也增强，但仍小于细胞呼吸强度；B点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度，即光补偿点；BC段随着光强度的增强，光合速率增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
(2)下面的四幅图表示A点、AB段、B点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。
(3)应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光强度大于光补偿点；适当提高光强度可增加大棚作物产量。
2．CO2浓度
(1)图像分析：图1中纵坐标表示净光合速率，A点时光合速率等于细胞呼吸速率，即CO2补偿点，而图2中纵坐标表示总光合速率，A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B′点都表示CO2饱和点；两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。
(2)应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率。
3．温度
(1)原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。
(2)图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高，进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。
(3)应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物的有机物积累。
四、关于光合作用的易错点分析
1．涉及光合作用的过程与条件虽然基础，但易错，主要有以下几个方面：
(l)叶绿体中ATP与ADP的转移场所：在光反应中，合成ATP，所以ADP由叶绿体基质中转移到类囊体膜上；在碳反应中，ATP被水解利用，所以ATP由类囊体膜上转移到叶绿体基质中。
(2)光反应与碳反应的关系：这是两个既相对独立又相互联系的生理过程。光反应必须在有光的条件下进行，碳反应在有光无光条件下都可以进行。光反应为碳反应提供ATP和NADPH，还原三碳酸，碳反应为光反应提供ADP、磷酸、NADP＋等物质。如果没有光反应产物的提供，尽管CO2充足也不能进行光合作用。同样如果缺乏CO2，即使有较强的光照也不能大量地产生O2。
(3)分析三碳酸、RuBP相对含量变化的技巧是当光强度变化时，主要分析：2三碳酸→RuBP＋三碳糖；当CO2含量变化时，主要分析RuBP＋CO2→三碳酸。
2．基本知识易错、易混点主要表现在：
(1)对于植物来说，只有绿色部分可进行光合作用，非绿色部分不能进行光合作用，如根细胞、萌发的种子等，而任何器官均可进行细胞呼吸。
(2)只有在光照条件下才可进行光合作用，但细胞呼吸一天24 h均可进行。
(3)植物一般在白天进行光合作用吸收二氧化碳，但是有的沙漠植物或有的植物在非常干旱的时候会出现夜晚气孔开放吸收二氧化碳，而白天会呈现二氧化碳吸收量出现负值的情况。这类植物白天气孔关闭是为了减少水分散失，晚上吸收的二氧化碳暂时储存在细胞内，仍是在白天有光的时候才进行光合作用。

题型一　光合作用的过程及其影响因素
1．将小麦植株置于密闭玻璃罩内，下图是在不同温度条件下测定小麦对氧气的吸收或释放量随光强度的变化，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)b点的生物学含义是_________________________________________________________
___________________________________________。
此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为____________________________。适当提高CO2浓度后再测定，图中的b点将向________移动。
(2)由图可知，影响c点变动的主要因素是__________________。
(3)若适当提高CO2浓度，d点将向________移动。此时叶绿体产生的O2的去向是______________(填“线粒体”“细胞外”或“两者都有”)。
答案　(1)光合作用产生氧气的速率等于需氧呼吸消耗氧气的速率　细胞溶胶和线粒体　左　(2)光强度和温度　(3)右下　两者都有
解析　(1)分析题图发现，纵坐标表示氧气吸收速率即净光合速率，横坐标表示光强度；b点氧气吸收速率为0，即净光合速率为0，其含义为：光合作用产生氧气的速率等于需氧呼吸消耗氧气的速率；此时小麦根尖(根尖中无叶绿体)只能进行呼吸作用产生ATP，呼吸作用产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体。图中适当提高CO2浓度后，光合速率增加，光补偿点减小，b点将向左移动。
(2)由题图可知，变量只有两个：光强度、温度。分析25 ℃曲线可知，随着光强度增强，氧气释放速率增强，光强度是限制因素影响c点变动；分析15 ℃曲线可知，c点时虽然二者温度不同，但净光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，说明二者总光合速率不同，进而说明温度也影响光合速率，进而影响c点的变动。
(3)提高二氧化碳浓度后，植物的最大光合速率增加，d点会向下移，最大光合速率增加，需要的光强度会增加，所以d点会向右移；因此d点向右下移。
思维延伸　(1)原题中若b点时玻璃罩内该气体量保持不变的情况下，其叶肉细胞中该气体的产生量________(填“大于”“等于”或“小于”)消耗量。已知该植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，a点将________移。
答案　大于　上
(2)将生长发育状况相同的某经济作物分为两组，Ⅰ组用遮光网处理以降低光强度，Ⅱ组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图，则________点时体内有机物总量最少；若增加Ⅰ组的透光量(其他条件不变)，c点应向________移。
答案　c　左
(3)如图表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳速率的情况，如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，均为36 mg·dm－2·h－1，则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是___________，如果土壤中长期缺乏Mg2＋，则图中G点向________移动。
答案　F>C>A　左
(4)如图1是在图2的m点对应的条件下测得的曲线，图2是在图1的c点对应的条件下测得的阳生植物的光合作用曲线，若在图2的n点条件下，测绘阳生植物光强度与光合CO2同化速率关系曲线，则该曲线与图1的阳生植物曲线比较 b点向____(”左”或“右”)移，a点上下移动的主要影响因素是________。
答案　左　温度

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
减小
右移
左移
适当增大光强度(CO2浓度)
增加
左移
右移
适当减少光强度(CO2浓度)
减小
右移
左移
植物缺少Mg元素
减小
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；光强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
题型二　总光合速率与净光合速率的相关计算
2．(2017·嘉兴模拟)以CO2的吸收量与释放量为指标，研究温度对某植物光合作用与呼吸作用的影响(其余实验条件均适宜)，结果如下表。下列对该表数据分析正确的是(　　)
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗下释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
A.昼夜不停地光照，温度在35 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 ℃
C．在恒温条件下，每天光照、黑暗各12小时，20 ℃时该植物积累的有机物最多
D．每天光照、黑暗各12小时，在35 ℃、5 ℃的昼夜温差下，该植物积累的有机物最多
答案　C
解析　题表中“光照下吸收CO2(mg/h)”代表的是净光合速率，“黑暗中释放CO2(mg/h)”代表的是呼吸速率。由题表可知，在昼夜不停地光照条件下，只要净光合速率大于0，植物就可以正常生长，A错误；昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度为净光合速率最大点，故最适温度为25 ℃，B错误；有机物积累量＝光照下积累的有机物量－黑暗下消耗的有机物量，故每天光照12小时，黑暗12小时，在20 ℃时该植物的有机物积累量最大，C正确；植物积累的有机物最多，要求白天积累的有机物最多，夜间消耗的有机物最少。25 ℃时净光合速率最大，说明积累的有机物最多，5 ℃呼吸速率最低，说明消耗的有机物最少。因此每天光照、黑暗各12小时，在25 ℃、5 ℃的昼夜温差下，该植物积累的有机物最多，D错误。
3．某科研小组为研究温度变化对某栽培植物生长的影响，在光照、CO2浓度及其他外界条件适宜且恒定的条件下，测得植物叶肉细胞净光合速率及在黑暗条件下呼吸速率的相对值如下表；在不同温度下该植物叶肉细胞间的CO2浓度相对值如下图。请分析回答：
温度(℃)
20
25
30
35
40
45
50
55
净光合速率相对值
2
4
5
3
0
－4
－3
－2
呼吸速率相对值
2
3
3.5
4.5
5
4.5
3
2
(1)表中数据表明：该植物在温度为________℃时，光合产物的积累最快；温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是__________________________。
(2)在40 ℃条件下，该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的________点，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
图中d点时，叶肉细胞所处的温度是________℃(填表中温度)。
(3)每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能长期正常生长的温度为________(填表中温度)，理由是______________________________________。
答案　(1)30　光合酶和呼吸酶的最适温度不同
(2)c　因40 ℃条件下光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放　45
(3)25 ℃和30 ℃　24 h内有机物的积累量大于零
解析　(1)净光合速率最大时，光合产物的积累最快，此时对应的温度是表中的30 ℃。表中数据显示：40 ℃时呼吸速率的相对值最大，说明呼吸酶的最适温度是40 ℃左右；实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，分析表中各温度下的数据可知，30 ℃时，实际光合速率为5＋3.5＝8.5，高于其他温度，说明光合酶的最适温度是30 ℃左右。综上所述，光合酶和呼吸酶的最适温度不同，所以温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同。(2)在40 ℃条件下，净光合速率相对值为零，说明此时光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放，所以该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的c点。图中d点时，胞间CO2的相对值最高，说明净光合速率的相对值最小，所以叶肉细胞所处的温度是45 ℃。(3)只有一昼夜有有机物积累，植物才能正常生长。若每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，则该植物有机物积累量＝净光合速率×12－呼吸速率×12＝(净光合速率－呼吸速率)×12，据此分析表中数据可知：在25 ℃和30 ℃时，24 h内有机物积累量均大于零，该植物能长期正常生长。
题型三　光合作用相关实验探究与分析
4．(2016·全国甲，31)BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的
距离(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
20
50 min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
注：*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由__________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是____________(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为____________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是____________________________________________________________。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草________________
____________________________________________。
答案　(1)不同光强度下水草的光合作用与呼吸作用　不可靠的
(2)黄色　水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管
(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等
解析　(1)依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用；3～7号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合作用的结果；1号试管为对照组，其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，2～7号试管为实验组。综上所述，若50 min后，1号试管的溶液是浅绿色，则说明2～7号试管的实验结果是由水草在不同光强度下光合作用与呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，表明即使无水草，也会引起溶液颜色变化，因而2～7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草并未引起溶液中CO2含量变化，这意味着其光合作用强度与呼吸作用强度相等。
专题强化练
一、选择题
1．(加试)(2018·“七彩阳光”联盟)为了研究两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性，研究人员分别测定了新品种与原种(对照)叶片的净光合速率，结果如图所示。以下说法错误的是(　　)
A．实验过程中光强度和CO2初始浓度必须一致
B．可用单位时间内进入叶绿体的CO2量表示净光合速率
C．每组实验应重复多次，并取平均值作为绘图数据
D．三个品种达到最大净光合速率时的温度没有显著差异
答案　B
2．植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．图中H＋通过主动转运从类囊体膜内运到膜外
B．通常，在光强度达到全日照之前，物质A的释放速率已达到最大值
C．每个三碳酸分子接受来自物质N的氢和来自ATP的磷酸基团
D．叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光
答案　B
解析　图中H＋从类囊体膜内运到膜外为易化扩散，A错误；通常，在光强度达到全日照之前，物质A(O2)的释放速率已达到最大值，B正确；每个三碳酸分子接受来自物质NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，C错误；叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，D错误。
3．(2017·“吴越联盟”)下列关于叶绿体内光合色素的描述，正确的是(　　)
A．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
B．叶绿素a吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能
C．层析液中溶解度最大的光合色素是叶绿素a
D．叶绿素呈绿色是因为它大量吸收绿光，几乎不吸收其他颜色的光
答案　B
解析　植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是会发生变化的，秋天叶子变黄，说明叶绿素分解了，叶黄素没有分解，比例明显发生了改变，A项错误；叶绿素a等色素吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能，B项正确；层析液中溶解度最大的光合色素是胡萝卜素，C项错误；叶绿素呈绿色是因为它几乎不吸收绿光，绿光被反射回来，D项错误。
4．(加试)(2017·宁波模拟)为探究某植物生长的最佳光强度，设计如图所示的实验装置进行有关实验，下列叙述正确的是(　　)
A．光合作用产生 O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示
B．给予黑暗条件，图中液滴移动距离即为细胞呼吸消耗的 O2量
C．为使测得的 O2变化量更精确，该装置烧杯中应盛放 CO2缓冲液，还应增加对照装置，换死亡的同种植物幼苗替代装置中的植物幼苗
D．为了探究光强度对光合作用的影响，调节白炽灯的光强度，只有在达到全日照光强时液滴向右移动量才最大
答案　C
解析　实验过程中，单位时间内装置中液滴移动距离来表示净光合作用速率，A错误；如果用装置测细胞呼吸消耗的O2量，烧杯中应放入氢氧化钠溶液，吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，并对植物进行遮光处理，B错误；若测量指标为装置中O2含量的变化，则氧气为自变量，二氧化碳为无关变量，所以装置中的小烧杯中的蒸馏水应该换成二氧化碳缓冲液或碳酸氢钠溶液，以保证单一变量是氧气浓度。该实验需要设置对照实验，具体为该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和二氧化碳缓冲液，C正确；调节白炽灯的光强，可以探究光强度对光合作用的影响，当一定光强度下，光合作用强度－呼吸作用强度最大时，液滴向右移动量才最大，D错误。
5．(2017·浙江模拟)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(　　)
A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深
B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成
C．四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ
D．色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间
答案　B
解析　根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C错误；色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，D错误。
6．(2017·嘉兴模拟)下列对有关实验的叙述，正确的是(　　)
A．观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，将已解离、漂洗、染色的洋葱根尖置于载玻片上，滴一滴清水后盖上盖玻片，即可镜检
B．观察黑藻叶绿体实验中，宜选择深绿色的成熟叶片，因为叶绿体数量越多观察越清晰
C．在提取菠菜叶绿体色素的实验中，取新鲜叶片的干粉，加少许SiO2和CaCO3再加适量95%乙醇后，迅速、充分研磨成匀浆，过滤后得到色素滤液
D．在检测试管中的梨汁是否有还原糖的实验中，加入适量本尼迪特试剂，摇匀后即可观察到出现红黄色
答案　C
解析　观察植物细胞有丝分裂的实验中，将已解离、漂洗、染色的洋葱根尖压片后，再用显微镜进行观察，A错误；黑藻的叶较薄，叶绿体少而大，是观察叶绿体的良好材料，B错误；在提取菠菜叶绿体色素的实验中，取新鲜叶片的干粉，加少许SiO2和CaCO3再加适量95%的乙醇后，迅速、充分研磨成匀浆，过滤后得到色素滤液，C正确；试管中梨汁是否有还原糖，检测时加入适量本尼迪特试剂摇匀后还需要水浴加热才能观察到颜色变化，D错误。
7．(加试)(2017·郴州二模)甲图中，A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的某植物幼苗，气球可膨胀、收缩；其中B已死亡。气球内的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变)，初始时指针指向正中零的位置。乙图为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线，每次实验后指针复零。下列对于相关描述，不正确的是(　　)
A．在适宜光照条件下，指针将向右偏转
B．该实验的自变量为光强度，c点的含义为单位时间内O2释放量最大
C．ce段说明随灯光距离的增大，单位时间内O2释放量减少
D．f点与a、b、c、d点的指针的偏转方向相同，但数值较小
答案　D
解析　在适宜光照条件下，光合作用大于呼吸作用，有氧气的净释放，此时A侧浮力增大，指针将向右偏转，A正确；实验研究光强度对光合作用的影响，实验的自变量为光强度，c点表示单位时间内O2释放量最大，净光合速率最大，B正确；据曲线图分析可知，ce段随灯光距离的增大，O2释放量减少，C正确；f点与a、b、c、d点相比，细胞呼吸速率大于光合速率，气球内气体量减少，因此指针的偏转方向相反，D错误。
8．(加试)(2017·南通模拟改编)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，增强光照，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，光合速率为3.7(左右)＋2＝5.7 mg·h－1左右，30 ℃时，光合速率为3.5＋3＝6.5 mg·h－1左右，B错误；30 ℃时，增强光照，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。
9．(2017·天津，6)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是(　　)
A．光强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型
B．光强度高于P时，突变型的碳反应强度高于野生型
C．光强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光强度
D．光强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
答案　D
解析　由于突变型水稻叶片的叶绿素较少，由图可知，光强度低于P时，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，A项正确；突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，当光强度高于P时，突变型的碳反应强度高于野生型，B项正确；光强度低于P时，光强度没有达到光饱和点，限制突变型光合速率的主要环境因素是光强度，C项正确；P点未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，故光强度高于P小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光强度，当光强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，D项错误。
10．(加试)(2017·浙江11月选考，26)在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH 4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH 8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是(　　)
A．实验中溶液的H＋均来自于水的裂解
B．黑暗条件下植物叶肉细胞的叶绿体可产生ATP
C．光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H＋浓度较高
D．若使类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，ATP生成量不变
答案　C
解析　本实验是在黑暗条件下完成的，实验中溶液的H＋不仅仅来自于光下时水的裂解，也来自于缓冲液中，A错误；黑暗条件下，植物叶肉细胞中的叶绿体不能产生ATP，B错误；光照条件下，植物细胞叶绿体中类囊体的腔内发生水的光解产生H＋，使类囊体腔内的H＋浓度较高，C正确；根据实验的结果，在类囊体内H＋浓度大于外面时会有ATP产生，H＋的浓度差和ATP的产生有关，若使类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，ATP生成量会发生改变，D错误。
二、非选择题
11．(2017·浙江4月选考，30)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图。
回答下列问题：
(1)本实验的因变量是______________。由图中曲线对比可知，经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。
(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4 组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。
(3)若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定________，可得到叶绿素a 的吸收光谱。
答案　(1)叶绿素含量　光＋0 ℃　红光和蓝紫　遮光(2)碳酸钙　三、四　(3)吸光率
解析　(1)因变量是植物叶片中叶绿素的含量。由图可知，在光＋0 ℃处理时该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，而叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，因此光合速率降低。若遇较低温天气，还可对该植物进行遮光处理以减少叶绿素的损失。
(2)光合色素的提取过程，需加碳酸钙防止色素被破坏，分离结果从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，叶绿素含量降低直接导致相应色素带明显变窄。
(3)可通过测定吸光率得到叶绿素a的吸收光谱。
12．(2018·“七彩阳光”联盟)图甲表示高等植物光合作用过程的示意图，图中数字表示反应过程，字母表示有关物质。图乙表示研究环境因素对光合速率影响的实验处理。据图回答下列问题：
(1)从能量变化看，F到E的反应称为________反应。在光反应时，图甲中物质C的作用是____________。
(2)提取绿叶中光合色素时，除绿叶等，还需向研钵中加入____________，作为溶解光合色素的溶剂。光合色素吸收的光能转变为化学能储存在____________(填图甲中字母)中，这些物质在④过程中起的作用是________________________。
(3)利用图乙的实验处理可用于研究________________________等环境随对光合速率的影响。该实验可通过观察__________________________________________，即可比较各组实验光合速率的大小。
答案　(1)放能　作为氢(或H＋、e－)的受体
(2)95%的乙醇　D、F　提供磷酸基团、氢和能量
(3)光强度、光波长、CO2浓度　试管中单位时间产生气泡的数量

考情分析　光合作用与细胞呼吸是细胞代谢的核心知识，学考、选考都把两者结合起来考查，一般以坐标曲线图、表格和光合作用流程图为载体，选择题与非选择题均有较大几率出现。主要考查角度有以下几点：
(1)表观光合速率及其影响因素，如2015年浙江10月选考，26T等。
(2)光强度对光合速率的影响，如2015年浙江10月选考，30T；2017年浙江4月选考，30T等。
(3)光合作用与细胞呼吸的过程，如2015年浙江10月选考，30T；2016年浙江4月选考，17T等。
(4)光反应和碳反应的过程，如2016年浙江4月选考，30T。
(5)叶绿体色素的种类及提取与分离，2016年浙江4月选考，30T；2017年浙江4月选考，30T等。
1．表观(净)光合速率和真正光合速率的判定方法
(1)若为坐标曲线形式，当光强度为0时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总(真正)光合速率，若CO2吸收值为负值，则该曲线表示净光合速率。
(2)若所给数值为有光条件下绿色植物O2释放量或CO2吸收量的测定值，则为净光合速率。
(3)有机物积累量为净光合速率，制造量为总(真正)光合速率。
2．光合作用与细胞呼吸“关键点”移动的判断技巧
CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的最低CO2浓度(或光强度)，位于横轴上。
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
3．解读密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线
解读　(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，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。
②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
③bc段：光合速率小于呼吸速率。
④c点：上午7时左右，光合速率等于呼吸速率。
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，光合速率等于呼吸速率。
⑧ef段：光合速率小于呼吸速率。
⑨fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。
(2)有关一天中有机物的情况的曲线分析(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，保证了容器内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)置于黑暗条件中一定时间，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)“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，其单位是mg/(dm2·h)。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、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此，真正光合作用量(光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。
题型一　光合作用与细胞呼吸的过程判断
1．下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是(　　)
A．乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的
B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳酸分子
C．甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同
D．丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等
答案　C
解析　从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是碳反应，丙是需氧呼吸，丁是ATP的水解。需氧呼吸产生的ATP不能用于光合作用的碳反应，A项错误；光反应过程中产生的ATP用于三碳酸分子的还原，B项错误；光反应合成ATP所需的能量来源于光能，而丙过程合成ATP所需的能量来自有机物中的化学能，C项正确；红细胞吸收葡萄糖的方式是易化扩散，易化扩散需要载体蛋白但不消耗ATP，D项错误。
2．如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中
B．图1中的NADPH来自水，图2中的NADH来自丙酮酸
C．两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATP
D．影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照
答案　C
解析　图1膜上的反应是H2O―→NADPH＋O2，可以推断图1是叶绿体类囊体膜，图2膜上的反应是NADH＋O2―→H2O，可以推断图2是线粒体内膜，A错误；图1叶绿体膜上的NADPH来自水，图2为线粒体内膜，其中的NADH最终来自葡萄糖和H2O，B错误；叶绿体光反应阶段，水光解产生ATP，呼吸作用水的生成阶段释放大量能量，一部分储存在ATP中，C正确；影响光合作用的外界因素主要是光照，影响呼吸作用的外界因素主要是温度，D错误。
题型二　光合作用与细胞呼吸影响因素的分析
3．蚕豆叶片表面的气孔由一对保卫细胞围绕而成。如图所示为一天中蚕豆完整叶片的气孔孔径的变化以及保卫细胞中钾离子含量和蔗糖浓度的变化情况。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．蚕豆叶片不能主动调节气孔孔径的大小
B．一天中各时段调节气孔开闭的主要物质不同
C．一天中引起气孔开闭的外界环境因素是CO2浓度
D．叶片缺水可能引起保卫细胞对钾离子的主动吸收
答案　B
解析　蚕豆叶片能根据植物代谢情况，通过改变保卫细胞代谢速率，使其细胞浓度变化，进而主动调节气孔孔径大小，A错误；由曲线可知，在8：00～11：00气孔孔径增大主要与钾离子含量有关，在17：00～21：00主要与蔗糖含量有关，B正确；一天中引起气孔开闭的外界环境因素主要是温度，C错误；叶片缺水时，一般是钾离子外流，保卫细胞渗透压下降，保卫细胞失水，导致气孔关闭，D错误。
4．选取长势相同的若干同种植株随机均分为甲、乙、丙三组进行实验，甲、乙两组培养在CO2浓度为0.05%的环境中，丙组培养在CO2浓度为0.01%的环境中，其他条件适宜。在一个无云的晴天，甲、丙两组遮光，乙组不遮光，测定得到的三组植株净光合速率的日变化曲线如图所示。请据图回答：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示__________________组植株净光合速率的日变化。
(2)一天内，Ⅱ曲线所示植株体内有机物总量在_______________________________
点对应时刻最少，原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在h点对应时刻，Ⅰ、Ⅱ曲线产生氧气量较多的是____________组植株，原因是________________________________________________________________________。
(4)Ⅰ曲线在f～g段逐渐下降的原因是_______________________________________
____________________，此时细胞叶绿体内NADPH的含量__________(填“增多”“减少”或“不变”)，C3的含量______________(填“增多”“减少”或“不变”)。
(5)在a～b段，Ⅱ曲线所示植物进行光合作用的主要限制因素是________________________。此时若提高环境中CO2浓度，则光合速率将________________________________。
(6)Ⅲ曲线d点后趋于稳定，原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)乙、甲、丙　(2)c　此刻净光合速率相对值为零，还没有进行有机物的积累　(3)乙　乙组植株由于叶温较高，呼吸速率大于甲组植株　(4)光照过强，气孔关闭，CO2供应不足　增多　减少　(5)光强度　基本不变(6)光照达到饱和，CO2浓度较低，限制光合速率的提高
解析　(1)甲、乙、丙三组的外部条件分别是：遮光、CO2浓度为0.05%，正常光照、CO2浓度为0.05%，遮光、CO2浓度为0.01%，因此可以判断Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示乙、甲、丙组植株净光合速率的日变化。(2)一天内，Ⅱ曲线所示植株在c点对应时刻净光合速率相对值为0，还没有进行有机物的积累，所以体内有机物总量最少。(3)在h点对应时刻，Ⅰ、Ⅱ曲线产生氧气量较多的是乙组植物，原因是乙组植物所处环境是正常光照，而甲组植物所处环境是遮光环境，故乙组植株由于叶温较高，呼吸速率大于甲组植株。(4)Ⅰ曲线在f～g段逐渐下降的原因是光照过强，气孔关闭，CO2供应不足，限制了光合作用的碳反应。此时细胞叶绿体内，CO2固定速率减弱，C3还原仍在继续，因此C3的含量会减少；由于C3的含量减少，对NADPH的消耗速率下降，而NADPH还在继续形成，故NADPH的含量会增多。(5)a～b段对应的时间为凌晨，光照较弱，因此在a～b段，Ⅱ曲线所示植物进行光合作用的主要限制因素是光强度。此时若提高环境中CO2浓度，则光合速率基本不变。(6)丙组植株(遮光、CO2浓度为0.01%)与甲组植株(遮光、CO2浓度为0.05%)相比，丙组植株所处外界环境中的CO2浓度较低，因此较早达到光饱和，此时限制光合速率的主要外界因素是CO2浓度。
题型三　探究环境因素对光合作用的影响
5．下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合速率的实验，下列说法错误的是(　　)
A．将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动
B．将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件
C．当NaHCO3溶液浓度不变时，在B内加入少量蛔虫，对红色液滴移动不产生明显影响
D．为使对照更具说服力，应将伊乐藻置于蒸馏水中(不含NaHCO3) 的烧杯中
答案　B
解析　将装置放在光下烧杯B中产生氧气，使气压升高，液滴向左移动，A正确；将整个装置置于暗室，没有以光为变量的对照实验，无法证明光是光合作用的必要条件，B错误；蛔虫是厌氧生物，厌氧呼吸的产物是乳酸，不消耗氧气，故气压不变，对红色液滴移动不产生明显影响，C正确；对照实验，因遵循单一变量原则，控制只有NaHCO3溶液浓度作为唯一变量，烧杯A中也应放置等量相同的伊乐藻，D正确。
6．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列有关叙述错误的是(　　)
A．该实验的目的是探究不同光强度对光合作用强度的影响
B．加入NaHCO3溶液的主要目的是为光合作用提供CO2
C．拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度
D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度
答案　A
解析　该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2浓度(代表光合作用强度)，故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A错误；加入NaHCO3溶液是为光合作用提供CO2，B正确；相同条件下，白光下比单色光下的光合作用要强，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下的O2浓度，C正确；若将此装置放在黑暗处，则金鱼藻只能进行呼吸作用不能进行光合作用，所以可测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
题型四　密闭容器和自然环境中光合作用曲线分析
7．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是(　　)
A．图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
B．绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时
C．实验开始的前24小时比后24小时的平均光强度弱
D．实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
答案　C
解析　图中细线是在恒温密闭环境中测得的CO2吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收CO2，此时光合作用所需的所有CO2全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知，呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30、42小时，A项错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时，B项错误；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光强度弱，C项正确；实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞溶胶、线粒体和叶绿体，D项错误。
8．(2016·温州检测)图甲是黑藻光合作用的示意图，其中①②表示结构，③④⑤⑥表示物质；图乙是在适宜的温度条件下，研究光强度对光合速率影响的结果示意图，请据图回答：
(1)图甲中能发生光反应的结构是________，光反应能为碳反应提供__________________。
(2)碳反应过程中每3个CO2分子进入____________循环，将有1个[⑥]________________分子离开循环，生成的⑥物质大部分转变为蔗糖的场所是在细胞________(填“内”或“外”)。
(3)图乙中的A点表示________；已知大气中的CO2浓度约为0.035%，当将其浓度提高到0.8%，且其他条件保持不变且适宜，此时乙图中的B点将会向________移动。
答案　(1)①类囊体膜　NADPH、ATP　(2)卡尔文　三碳糖(三碳糖磷酸)　内　(3)光饱和点　右上方
解析　(1)图甲表示叶绿体进行光合作用过程，其中能够进行光反应的场所是叶绿体的类囊体膜①，光反应能够为碳反应提供NADPH和ATP。(2)每3个CO2分子进入卡尔文循环，将有1个⑥三碳糖分子离开循环，碳反应生成的三碳糖大部分运至叶绿体外，转变为蔗糖，供植物体所有细胞利用。(3)图乙中的A点表示光饱和点；已知大气中的CO2浓度约为0.035%，当将其浓度提高到0.8%，且其他条件保持不变且适宜，由于CO2浓度增加，光合速率加快，此时乙图中的B点将会向右上方移动。
题型五　光合速率与呼吸速率的测定
9．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)先测定植物的呼吸作用强度，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：
实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸作用强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
测定植物净光合作用强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
(4)假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸速率是________ g/h；白天光照15 h，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呼吸作用强度，在测定呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2，植物进行呼吸作用消耗一定量的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呼吸作用强度。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，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速率为1.5＋0.5＝2(g/半小时)；净光合速率为4.5－0.5＝4(g/半小时)，白天光照15 h的净光合作用量是(4÷0.5)×15＝120(g)，一昼夜葡萄糖的积累量是15 h的光合作用实际生产量减去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的净光合作用量减去9 h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84(g)。
10．取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B，丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是(　　)
A．C－A为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率
B．C－B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率
C．A－B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率
D．实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定
答案　C
解析　C－A为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率，A项错误；C－B为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率，B项错误；A－B为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率，C项正确；乙装置随着O2浓度下降，叶肉细胞呼吸速率也下降，D项错误。
11．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m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(不考虑化能合成作用)。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
4.9 mg
5.6 mg
3.8 mg
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1.1 mg
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1.1 mg
答案　B
解析　本实验中氧气含量甲瓶－丙瓶＝1.1 mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶－甲瓶＝0.7 mg，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 mg＋0.7 mg＝1.8 mg，B正确、D错误；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；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误。

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