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2019届 二轮复习 细胞呼吸与光合作用 学案
[最新考纲]　1.细胞呼吸(Ⅱ)　2.光合作用的基本过程(Ⅱ)　3.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)
1．有关细胞呼吸的正误判断
(1)高等生物都进行有氧呼吸，低等生物都进行无氧呼吸(×)
(2)有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，但第三阶段产生的ATP最多(√)
(3)水是有氧呼吸的产物，也是有氧呼吸的反应物(√)
(4)各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体(×)
(5)细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸(√)
(6)人体剧烈运动时，CO2/O2>1，即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生(×)
(7)及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(√)
(8)无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(×)
2．有关光合作用的正误判断
(1)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光(√)
(2)用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素(×)
(3)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢(×)
(4)真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的，暗反应是在叶绿体基质中进行的(√)
(5)光反应为暗反应提供[H]和H2O(×)
(6)离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应(√)
(7)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前高(√)
(8)降低光照将直接影响到光反应的进行，从而影响暗反应；改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行(√)
3．有关光合作用与细胞呼吸综合应用的正误判断
(1)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(×)
(2)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(×)
(3)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(√)
(4)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长(√)
(5)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(√)
　细胞呼吸及其影响因素
1．(2018·高考全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是(　　)
A．风干种子中有机物的消耗减慢
B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D．风干种子中结合水与自由水的比值大
解析：选C。风干种子中自由水含量减少，细胞呼吸强度降低，有机物消耗减慢，A项正确，C项错误；风干种子中自由水含量减少，其上微生物不易生长繁殖，B项正确；风干种子中自由水含量减少，其结合水与自由水的比值较风干前大，D项正确。
2．(2018·高考全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
解析：选C。植物在黑暗中既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，A正确；食物链上某一营养级同化的能量大部分用于呼吸消耗，B正确；对于以糖类为底物的呼吸作用来说，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物为乳酸或者酒精和CO2，C错误；植物光合作用的光反应阶段、有氧呼吸过程的第一、第二、第三阶段以及无氧呼吸第一阶段都可以合成ATP，D正确。
3．(2018·高考天津卷)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是(　　)
A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C．若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
解析：选C。据图分析t1～t2时段，氧气的含量迅速下降，因此有氧呼吸速率不断下降，A正确；酵母菌在进行有氧呼吸时可大量增殖，t1时刻氧气消耗量大，产生能量多，酵母菌增殖产生的后代数目多，t3时刻氧气含量少，酵母菌主要进行无氧呼吸，而在消耗葡萄糖量相等的情况下，有氧呼吸会比无氧呼吸产生更多的CO2，据图分析，t3时刻酵母菌产生CO2的速率与t1时刻几乎一致，则说明t3时刻葡萄糖消耗的速率比t1时刻快，B正确；题中信息说明酵母菌在最适温度条件下进行培养，降低温度则酶的活性下降，氧气相对含量达到稳定所需时间延长，C错误；实验中由于氧气含量的下降，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酸性重铬酸钾与酒精发生化学反应变成灰绿色，D正确。
有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。
葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。
无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。
人体内CO2只是有氧呼吸产生的，人无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。
O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞可以进行无氧呼吸。
影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。
储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
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。
1．理清细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
来源
去路
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
[H]
葡萄糖和水
葡萄糖
与O2结合生成H2O
还原丙酮酸
ATP
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
2.判断细胞呼吸方式的三大依据
3．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线
(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图中O2浓度为0时，并非细胞呼吸强度为0，而是只进行无氧呼吸，大于0小于10%时两种呼吸类型均有，大于等于10%时只进行有氧呼吸。
②图中AB＝BC，但是氧气浓度为C点时，无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的速率并不相同。
③图中R点时，细胞呼吸释放出的CO2总量最小，由此可知，在贮藏种子或蔬菜水果保鲜时应保持低温、低氧而非无氧。
(3)丙图：自由水含量较高时细胞呼吸旺盛。
(4)丁图：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
考向一 考查细胞呼吸的过程
1．(2017·高考海南卷)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　)
A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小
B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸
C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
解析：选C。与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快，A错误。某些植物组织细胞无氧呼吸产物为乳酸，产生乳酸的无氧呼吸过程，既不吸收O2也不放出CO2，B错误。降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢，C正确。利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同，D错误。
2．(2018·山东潍坊一中月考)右图是酵母菌有氧呼吸模式图，①～③代表有关生理过程的场所，甲、乙代表有关物质，下列叙述正确的是(　　)
A．③处释放的能量全部储存在ATP中
B．①处产生的能量多于③处
C．②中的生理过程需要H2O
D．缺氧条件下甲可以转化为乳酸
解析：选C。③为线粒体内膜，③处释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，A错误；有氧呼吸第三阶段产生的能量多于第一阶段，B错误；有氧呼吸的第二阶段，水与丙酮酸在酶的催化作用下，生成CO2和[H]，C正确；酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，D错误。

(1)原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
(2)细胞呼吸中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。
(3)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等；一些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸。
(4)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。
考向二 考查影响细胞呼吸的因素
3．(2018·福州八县高三联考)某生物小组探究果实中不同浓度的乙烯对呼吸速率的影响，结果如图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．乙烯能调节细胞的呼吸速率，从而促进果实发育
B．随着乙烯浓度增大，呼吸峰值不断增大
C．随着乙烯浓度增大，呼吸峰出现的时间提前
D．乙烯通过影响酶的活性来影响呼吸速率
解析：选C。乙烯能调节呼吸速率，但乙烯是促进果实成熟的激素，故A错误。由图可知，随着乙烯浓度增大，呼吸峰值不变，故B错误。由图可知，随着乙烯浓度的增大，呼吸峰出现的时间提前，故C正确。乙烯通过什么方式影响呼吸速率从图中不能得出，故D错误。
4．(2018·安徽蚌埠二中期中)将刚采摘的新鲜蓝莓均分为两份，放在1 ℃的冷库内贮藏，其中一份用高浓度的CO2处理48 h，另一份则不做处理。从采摘后算起每10 d取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论不正确的是(　　)
A．比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B．第20 d对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
C．第40 d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D．贮藏蓝莓前用高浓度的CO2短时间处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
解析：选C。当CO2释放量大于O2吸收量时，表明既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；由图可知，第20 d对照组CO2/O2大于1，表明蓝莓进行了无氧呼吸，有乙醇产生，而CO2处理组CO2/O2为1，表明没有进行无氧呼吸，没有乙醇产生；第40 d时，对照组蓝莓CO2释放量和O2吸收量比值约等于2，此时无氧呼吸消耗的葡萄糖大约为有氧呼吸的三倍；由题图分析可知，贮藏蓝莓前用高浓度的CO2短时间处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸。
考向三 考查细胞呼吸的实验与探究
5．(2018·河北鸡泽一中高三期末)下图是为探究酵母菌细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)。下列有关实验装置和结果的分析，不正确的是(　　)
A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸
B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸
C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移
解析：选D。烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗氧气的量，若液滴移动说明酵母菌进行有氧呼吸，若液滴不移动说明酵母菌不进行有氧呼吸，A正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，因为水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的二氧化碳量与消耗氧气量的差值，若液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸，若液滴移动说明酵母菌进行无氧呼吸，B正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有氧气的消耗，即酵母菌进行有氧呼吸，装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的二氧化碳量多于消耗的氧气量，综合装置1和2说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，C正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，则液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的二氧化碳量与消耗的氧气量的差值，因为酵母菌有氧呼吸释放二氧化碳的量等于消耗氧气的量，无氧呼吸只释放二氧化碳，所以装置2中液滴不可能向左移，D错误。
6．(高考安徽卷)科研人员探究了不同温度(25 ℃和 0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。

(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是________________________________________________________________________
______________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
解析：(1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率，即呼吸速率，与25 ℃相比，0.5 ℃时细胞呼吸相关酶的活性较低，故呼吸速率较低；由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，所以该密闭容器中CO2浓度越来越高，O2浓度越来越低，故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。(2)根据实验设计的单一变量原则，选取果实的成熟度还应一致，避免无关变量对实验结果的影响；根据实验设计的重复性原则，为使实验结果更可靠，还应在每个温度条件下设置多个实验组进行平行重复实验。
答案：(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性　CO2　O2
(2)选取的果实成熟度还应一致　每个温度条件下至少有3个平行重复实验

液滴移动法判断生物呼吸类型的实验设计
(1)实验装置
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：
(2)实验结果预测和结论
①甲液滴不动，乙液滴不动→只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡。
②甲液滴不动，乙液滴右移→只进行产生酒精的无氧呼吸。
③甲液滴左移，乙液滴右移→进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。
④甲液滴左移，乙液滴不动→只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸。
　光合作用过程及其影响因素
1．(2018·高考北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中(　　)
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素参与
D．会产生氧气
解析：选D。光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，释放出氧气和形成[H]，另一方面在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi发生化学反应形成ATP，D项符合题意，A、C项不符合题意。结合题干信息，加入氧化还原指示剂DCIP后，DCIP会被[H]还原，B项不符合题意。
2．(2018·高考全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。
(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是______________________________________(高考长句模式)。
(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
解析：(1)由题图可知，乙的光饱和点及光补偿点都比甲低，因此甲、乙两种植物在光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于a时，甲种植物光合作用强度高于乙种植物，因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知，甲种植物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，甲种植物净光合速率下降幅度较大。(3)乙种植物的光补偿点较低，所以更适合在光照较弱的林下种植。(4)夏日晴天中午温度过高，气孔部分关闭，因此进入叶肉细胞的CO2不足，叶片的光合速率明显下降。
答案：(1)甲
(2)甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(3)乙
(4)CO2
3．(2018·高考全国卷Ⅱ)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：
(1)从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是______________________________________________________(高考长句模式)。
(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是________。
解析：(1)树冠下层叶片达到最大净光合速率时所需的光照强度会低于上层叶片，故由图中曲线可得出A叶片是树冠下层叶片。(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，说明CO2的吸收量减少，但测得放氧速率不变，由此可知，光反应速率基本不变，因此，净光合速率下降的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。(3)常用有机溶剂无水乙醇对叶绿素进行提取。
答案：(1)下层　A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片
(2)暗　(3)无水乙醇
叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较小。
植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。
不同颜色温室大棚的光合效率比较：无色透明大棚能透过日光中的各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高；叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低；不同颜色的温室大棚光合效率不同，单色光中，蓝紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。
进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体，如蓝藻、光合细菌等。
植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。
光合作用中光反应产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)，二者不相同。
光合作用的产物主要是糖类，还有一些类脂、有机酸、氨基酸和蛋白质等。
C3和 C5并不是只含有3个或5个碳原子，还有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一种三碳化合物。
暗反应不直接需要光，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应很快也会停止。
叶绿体产生的ATP只能用于暗反应，不能用于细胞中其他部位的生命活动。
1．C3和C5含量变化的分析方法
当光照强度或CO2浓度改变后，短时间内C3和C5的含量均可发生变化。无论分析哪种物质的含量变化，都要从生成和消耗两个角度分析。C3产生于CO2的固定过程，消耗于C3的还原过程，C5产生于C3的还原过程，消耗于CO2的固定过程。
条件
光照
二氧化碳浓度
强→弱
弱→强
高→低
低→高
C3
增加
减少
减少
增加
C5
减少
增加
增加
减少
ATP、[H]
减少
增加
增加
减少
2.分析影响光合作用的三类曲线
(1)光照强度(如图1)
①原理：主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生。
②分析P点后的限制因素

(2)CO2的浓度(如图2)
①原理：影响暗反应阶段C3的生成。
②分析P点后的限制因素

(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3)。
考向一 考查光合色素和光合作用的过程
1．(2017·高考全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
解析：选A。类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放氧气，D正确。
2．(2018·湖北黄冈质检)下图为叶绿体结构与功能示意图，A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示有关物质。下列叙述不正确的是(　　)
A．参与光合作用的色素位于图中的A部位
B．CO2进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质
C．若突然停止光照，C3的含量会升高
D．用14C标记CO2进行光合作用，可在④⑤中测到较高放射性
解析：选B。结构A是类囊体薄膜，色素吸收光能，其中能量变化是光能转变成ATP中活跃的化学能，A正确；CO2进入叶绿体后，通过固定形成④(C3)，B错误；若突然停止光照，C3的含量会升高，C正确；根据暗反应过程中物质变化可知，14C的转移途径是CO2→C3→有机物，D正确。

(1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。
(2)叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。
(3)蓝藻没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。
(4)叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和核糖体。
(5)液泡中色素不能吸收光能用于光合作用。
(6)光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的[H]和ATP还可以维持一段时间的暗反应。　
考向二 考查光合作用的影响因素及实践应用
3．(2018·高考江苏卷)如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
解析：选D。由题图可知，甲、乙两曲线刚开始重叠，之后又分开，A项所述条件不会出现图示结果，A项不符合题意。横坐标为温度，则相应曲线应存在最适温度下的最高净光合速率，呈现先上升后下降趋势，B项不符合题意。叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。若横坐标表示光波长，随着波长增大植物的净光合速率不应是先增大后趋于稳定，C项不符合题意。随着光照强度的增加，净光合速率先增加后趋于稳定，在某一光照强度下，较高浓度的CO2条件下植物净光合速率大，D项符合题意。
4．(高考全国卷Ⅰ)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是______________。
(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高__________________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_____________________________________________________________________。
解析：(1)当光照强度低于a时，甲组植物的光合作用强度随光照强度的增大而增大，因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大，说明此时限制光合作用的因素不是光照强度，应是CO2浓度或温度，因此要提高甲组的光合作用强度，可以考虑的措施是适当提高CO2浓度。(3)由题图可知，经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组，若是由遗传物质改变造成的，则可遗传给子代，即子代在甲组条件下光合速率低于甲组，若是由低光照引起的，遗传物质不变，则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时，其光合作用曲线与甲组的相同，说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。
答案：(1)光照强度　(2)CO2浓度　(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的

光合作用“限制因素”的判断
(1)限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。
(2)限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：
a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。
　光合作用与细胞呼吸的内在联系及实验探究
1．(2018·高考江苏卷改编)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为____________，其中大多数高等植物的____________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在____________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在____________(填场所)组装。
解析：(1)由题图可知甲为叶绿体，乙为线粒体。植物通过光合作用将光能转变为化学能，参与光合作用的两类色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中大多数高等植物的叶绿素需在光照条件下合成。(2)光反应的场所为类囊体膜，参与光反应中心的蛋白在类囊体膜上组装；Rubisco(催化CO2固定的酶)是参与暗反应的相关酶，在叶绿体基质中组装。
答案：(1)叶绿素、类胡萝卜素　叶绿素　(2)类囊体膜上　基质中
2．(2018·高考全国卷Ⅲ)回答下列问题：
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的________上，该物质主要捕获可见光中的________。
(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均____________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_______________________(高考长句模式)。
(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________(填“高”或“低”)。
解析：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质为叶绿体中的色素，分布于类囊体膜上，主要吸收蓝紫光和红光。(2)由图可知，叶面积系数小于a时，群体干物质积累速率和群体光合速率都增加；叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，因此群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。(3)植物光合作用吸收与呼吸释放的CO2量相等时所需要的光照强度即光补偿点。通常，与阳生植物相比，阴生植物的光饱和点及光补偿点都比较低，即达到此点需要的光照强度低。
答案：(1)类囊体膜　蓝紫光和红光
(2)增加　群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低
(3)低
3．(高考全国卷Ⅱ)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
*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________________________________________________________________________
________________________(高考长句模式)。
(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________________________________________________________________________
(高考长句模式)。
解析：(1)1号试管中没有水草，2至7号试管中均有水草，且2号试管没有光照，其中的水草只进行呼吸作用，其余试管中的水草同时进行光合作用和呼吸作用，所以与1号试管对照，2至7号试管的实验结果是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色，说明在没有水草的条件下，光照会导致溶液中CO2浓度发生变化，则2至7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管遮光处理，其中的水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，故2号试管溶液中CO2浓度高于3号试管，所以2号试管中溶液应呈现黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明其中水草的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。
答案：(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案也可)　不可靠的
(2)黄色　水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，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
当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。
植物“三率”间的内在关系
(1)呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值(CO2释放量或O2吸收量)。
(2)净光合速率：植物绿色组织在“有光”条件下测得的值——小室内CO2减少(或增加)量或小室内O2增加(或减少)量。
(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
利用密闭容器进行光合作用与呼吸作用实验探究时，加“NaOH”的目的是吸收密闭容器中的CO2，加“NaHCO3”的目的一是保持密闭容器中CO2浓度不变，二是为水生植物光合作用提供CO2；给予“光照”处理可测出净光合速率，“黑暗”处理时可测出呼吸速率。
植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量”。
提高大棚作物产量的措施：(1)阴天时人工补光(最好补红光、蓝紫光)；(2)夜间适当降温以便降低呼吸消耗。
1．理清光合作用与细胞呼吸两个关系图解
2．明确三种元素的转移途径
(1)C：CO2有机物丙酮酸CO2
(2)H：H2O[H](CH2O)[H]H2O
(3)O：H2OO2H2O
3．绿叶中色素的提取与分离
4．液滴移动法测定光合速率和呼吸速率的特定装置分析
(1)呼吸速率和净光合速率的测定方法(如下图)
(2)总光合速率的计算
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
考向一 考查光合作用与呼吸作用的内在关系
1．(2018·青海西宁21中月考)下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是(　　)
A．过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体中
C．过程③释放的能量大部分储存于ATP中
D．过程④一般与吸能反应相联系
解析：选D。过程①中类胡萝卜素主要吸收的是蓝紫光，A错误。过程②属于光合作用暗反应，只发生在叶绿体基质中；过程③为呼吸作用，发生在细胞质基质和线粒体中，B错误。过程③释放的能量小部分储存于ATP中，C错误。过程④是ATP用于吸能反应中，D正确。
2．(2017·高考全国卷Ⅱ)如图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。

据图回答下列问题：
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是______、______、________、________，[H]代表的物质主要是___________________________________________________。
(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。
答案：(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)
(2)C和D
(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸

分析光合作用和细胞呼吸的过程及
物质转化问题的策略
解答时，应结合所给条件，从以下几个方面进行：
(1)理解教材中光合作用和细胞呼吸的过程图解，把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。
①光合作用：物质变化为CO2→C3→C5＋(CH2O)、H2O→O2＋[H]，能量变化为光能→活跃的化学能([H]和ATP中的能量)→(CH2O)中稳定的化学能。
②细胞呼吸：物质变化为C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O→6CO2＋20[H]、24[H]＋6O2→12H2O，能量变化为(CH2O)中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP中的能量)和热能。
(2)应结合教材图解，准确获取图示中的物质转化信息，据此确定相应生理过程是光合作用过程还是呼吸作用过程，是光反应阶段还是暗反应阶段，或者是有氧呼吸的哪一个阶段。
考向二 考查总光合速率与净光合速率
3．(2017·高考全国卷Ⅰ)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是___________________________________________。
甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后两种植物的光合速率都降低的原因是植物在光下光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量，总体上两种植物都要从小室中吸收CO2，因此，小室中的CO2浓度会降低，从而影响两种植物的光合速率。从题干获知，甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物，因此，当甲种植物的净光合速率为0时，对于乙种植物来说，外界的CO2浓度是超过其CO2补偿点的，乙种植物的光合速率一定大于呼吸速率，即净光合速率大于0。(2)甲种植物在光下经光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水发生在有氧呼吸过程中，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。
答案：(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低　大于0
(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
4．(2018·四川重庆一诊)《本草图经》记载“紫苋，主气痢；赤苋，主血痢。”某生物兴趣小组利用紫苋叶肉细胞进行探究光合作用与呼吸作用的实验。下图甲表示紫苋叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量(单位：mg)。图乙表示紫苋叶肉细胞光合速率与光照强度的关系。请据图回答下列问题：
(1)图甲中光照强度为c时，光合作用强度________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。
(2)根据图甲可知图乙中e点是________mg。图乙中f点细胞中产生ATP的场所有________________________________________________________________________。
(3)图乙中影响e点的主要外界因素是____________，g点时突然降低光照强度，则叶绿体内C3、C5的变化分别是______________________。
(4)若将空气中的CO2浓度降低，则图乙中f点向_____________移动，X点向____________移动。
解析：(1)图甲中，a点没有产生O2，说明只进行呼吸作用，释放的CO2量为6。c点产生的O2量为6，与呼吸作用产生的CO2量相等，说明该点光合作用强度与呼吸作用强度相等。(2)图乙中的e点没有光照，只进行呼吸作用，对应图甲中的a点，所以e点是6 mg。图乙中的f点净光合作用为0，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，则该点产生ATP的场所有：叶绿体、线粒体、细胞质基质。(3)图乙中的e点表示呼吸作用强度，受温度和O2的影响。g点为光饱和点，若降低光照，则光反应产生的ATP、[H]减少，导致C3的还原过程减弱，而CO2的固定几乎不变，所以短时间内C3增加、C5减少。(4)若将空气中的CO2浓度降低，则光合作用减弱，而呼吸作用强度不变，所以光补偿点f右移，光饱和点X左移。
答案：(1)等于　(2)6　叶绿体、线粒体、细胞质基质　(3)温度和O2浓度　C3增多、C5减少　(4)右　左

图解光合速率与呼吸速率的关系
(1)图1中三种速率的表示方法和测定方法
项目
表示方法
测定方法
净光合速率(又称表观光合速率)
单位时间O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量
光照下测定植物吸收CO2或释放O2量
真正光合速率(又称实际光合速率)
单位时间O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量
呼吸速率(黑暗中测量)
单位时间CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量
黑暗下测定植物CO2释放量或O2吸收量
(2)图2中面积与合成、消耗有机物的关系
①S1＋S3：呼吸作用消耗有机物量；
②S2＋S3：光合作用产生有机物总量；
③S2－S1：O～D时，光合作用净积累有机物量。
考向三 考查光合作用相关实验探究
5．如图是某生物兴趣小组将单细胞绿藻置于密闭容器内，探究温度对绿藻代谢影响的实验示意图。实验中可以根据毛细管中红色液滴的移动，读出容器内氧气体积的改变量。实验测得不同温度下的相关数据记录在表格中。(说明：培养液中加有缓冲物质，不考虑pH的变化)
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
40
适宜光照mL/h
0
＋4
＋11
＋18
＋26
＋22
＋13
＋9
黑暗mL/h
－2
－4
－7
－11
－16
－23
－28
－21
回答下列问题：
(1)温度主要通过影响________而影响光合作用和呼吸作用强度。
(2)5 ℃适宜光照时绿藻细胞中产生ATP的细胞器是________________________。适宜光照下，10 ℃时绿藻能否正常生长？________(填“能”或“不能”)。30 ℃时的光合作用强度是15 ℃ 时的________倍。
(3)为了排除环境因素对实验的干扰，上述实验中还应该______________________，以校正实验误差，使实验数据更加准确。
(4)某同学为探究CO2浓度对绿藻光合作用的影响，向装置中添加适量较高浓度的NaHCO3。在短时间内，这将导致绿藻叶绿体中的C5的含量________(填“升高”“不变”或“降低”)。但该同学通过实验发现，当容器内NaHCO3溶液的浓度超过5%时，绿藻的光合作用速率急剧下降，最可能的原因是________________________________________。
(5)另一位同学以绿藻为材料，进行色素的提取和分离，并在滤纸条上得到了四条色素带，按照从上至下的顺序，第三条色素带应该是________。
解析：(1)温度对光合作用和呼吸作用的影响主要是通过对酶活性的影响来实现的。(2)5 ℃适宜光照时净光合速率为0，说明绿藻能进行光合作用也能进行呼吸作用，所以绿藻细胞中产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体。在适宜光照下10 ℃时绿藻的净光合作用速率大于0，所以能正常生长。30 ℃时的光合作用强度是15 ℃时的光合作用强度的2.5倍(45/18＝2.5)。(3)要排除环境因素的影响还应增设一组空白对照组，即放置灭活的植物，其余条件都和实验组相同。(4)NaHCO3溶液可以提供CO2，增加CO2浓度后因为CO2会消耗C5形成C3，所以绿藻叶绿体中C5的含量会降低。但NaHCO3溶液浓度不能过高，否则会导致绿藻细胞失水较多严重影响新陈代谢甚至死亡。(5)以绿藻为材料，进行色素的提取和分离，滤纸条上四条色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，第三条色素带是叶绿素a。
答案：(1)酶的活性　(2)线粒体和叶绿体　能　2.5　(3)增设一组(空白)对照实验(其他合理答案也可)
(4)降低　培养液浓度过高，导致绿藻细胞失水死亡(其他合理答案也可)　(5)叶绿素a

光合作用与呼吸作用的实验设计解题方法技巧
光合作用相关实验大多结合光合作用的原料、产物、场所和条件展开。解答此类题目时，需要根据实验目的确定实验自变量，如“验证光合作用需要CO2”的实验中，自变量为CO2的有无，因此，需设置一组有CO2，另一组无CO2。对于植物光合作用及其强度，依不同的实验材料等确定观察对象，如：①水生植物可以以气泡的产生量或产生速率为观察对象；②离体叶片若事先沉入水底，可以以单位时间内上浮的叶片数目为观察对象；③植物体上的叶片，可以以指示剂(如碘液)处理后叶片颜色的变化为观察对象；④水绵作为实验材料时要借助显微镜，以好氧细菌的分布情况为观察对象。
一、选择题
1．(2018·北京师大附中期末)所有细胞都能进行细胞呼吸。下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．有氧呼吸和无氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖
B．人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2
C．糖类分解释放的能量大部分都储存到ATP中
D．细胞呼吸的产物CO2都在线粒体基质中产生
解析：选B。有氧呼吸和无氧呼吸都能氧化分解葡萄糖，并不是只能分解葡萄糖，A错误；人体剧烈运动时能够同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸能够产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生乳酸，B正确；糖类分解释放的能量大部分以热能的形式散失了，少部分储存到ATP中，C错误；细胞呼吸产生二氧化碳的场所有细胞质基质和线粒体，D错误。
2．研究人员选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组，其中训练组每天进行运动训练(持续不断驱赶斑马鱼游动)，对照组不进行。训练一段时间后，分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后的肌肉乳酸含量，结果如下图。下列叙述正确的是(　　)
A．乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的
B．静止时斑马鱼所需ATP主要在细胞质基质中生成
C．运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例
D．运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度
解析：选C。乳酸是由葡萄糖在细胞质基质中转化形成的，A错误；静止时斑马鱼所需ATP主要由有氧呼吸提供，线粒体是有氧呼吸的主要场所，B错误；训练组运动后乳酸含量较低，说明运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例，C正确；训练组静止时乳酸含量与对照组相同，说明运动训练不影响斑马鱼静止时的无氧呼吸强度，D错误。
3．(2018·甘肃天水一中月考)下列关于光合作用的叙述，正确的是(　　)
A．暗反应不需要光照，所以在没有光照的环境下也能持续合成一样多的(CH2O)
B．光反应产生的ATP、NADPH用于CO2的固定和C3的还原
C．酶的专一性决定了暗反应在叶绿体的基质中进行
D．光照总时间相同时，间隔一定时间照光与持续照光产生的(CH2O)一样多
解析：选C。暗反应不需要光，但必需在光反应提供的ATP和[H]的情况下，才能进行C3化合物的还原，合成有机物，A错误；光反应产生的[H]和ATP用于暗反应中C3的还原过程，CO2的固定不需要提供[H]和ATP，B错误；进行暗反应的酶存在于叶绿体基质中，酶的专一性决定了暗反应在叶绿体的基质中进行，C正确；在光照比较强的情况下，光照时间相同时，间隔一定时间光照，虽然不进行光照，但是光反应产生的[H]和ATP还有，光反应产生的ATP和[H]可以不断用于暗反应，使暗反应进行的时间延长，因此产生的(CH2O)比一直光照多，D错误。
4．(2018·河北故城中学月考)将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如图数据。下列说法正确的是(　　)
A．该植物在27 ℃时生长最快，在29 ℃和30 ℃时不表现生长现象
B．该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是29 ℃
C．在27 ℃、28 ℃和29 ℃时光合作用制造的有机物的量相等
D．30 ℃时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物，都是1 mg/h
解析：选B。暗处理后有机物减少量代表呼吸速率，4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光照后与暗处理前的有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值，所以4个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物在29 ℃时生长最快，4个温度下都表现生长现象；该植物在29 ℃条件下制造的有机物量最多；该植物在30 ℃条件下光合作用制造的有机物为3 mg/h，呼吸作用消耗的有机物为1 mg/h。
5．(2018·吉林松原一中期末)研究人员以25片直径为3 mm的猕猴桃圆形叶片为材料，在一定光照强度下测量其在30 ℃、40 ℃和45 ℃恒温环境下的净光合速率(呼吸速率已知)，结果如下表。下列有关说法错误的是(　　)
处理温度(℃)
30
40
45
净光合速率(O2 μmol·100mm－2·h－1)
2.03
1.94
0
呼吸速率(O2 μmol·100mm－2·h－1)
0.31
0.50
0.32
A．实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气
B．实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定
C．实验结果表明，40 ℃时光合作用仍可进行
D．实验结果表明，叶光合酶的最适温度为30 ℃
解析：选D。实验中利用测定叶片释放的氧气量表示净光合速率，因此在实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气，防止叶片中原有的空气对实验结果的影响，A正确；NaHCO3溶液可以释放二氧化碳，因此实验中可用NaHCO3溶液维持CO2浓度的相对稳定，B正确；40 ℃时，净光合速率大于0，表明真正光合速率大于呼吸速率，因此40 ℃时光合作用仍可进行，C正确；由于实验仅有三个温度组合，不能说明其他温度时的实验情况，因此不能得出叶光合酶的最适温度，D错误。
6．(2018·锦州检测)阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明(　　)
A．“光斑”照射前，光合作用无法进行
B．“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加
C．“光斑”照射后，O2释放速率的变化说明暗反应对光反应有抑制作用
D．CO2曲线AB段的变化说明暗反应的进行与光照无关
解析：选C。由于O2释放速率代表光反应速率，“光斑”照射前，有O2释放，说明能进行光合作用，A错误；“光斑”照射开始后，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率相对较慢，说明光反应和暗反应不是同步增加的，B错误；“光斑”照射后，二氧化碳的吸收速率增加的同时，氧气的释放量下降，说明暗反应对光反应有抑制作用，C正确；AB段“光斑”移开，光照减弱，光反应减弱，氧气的释放量下降的同时，二氧化碳的吸收速率也下降，说明暗反应的进行与光照有关，D错误。
二、非选择题
7．(2018·河北唐山一模)研究人员使用血糖仪定量测量酵母菌在不同细胞呼吸方式下的葡萄糖浓度值，计算出有氧呼吸或无氧呼吸的速率。实验中得到数据如下表：
序号
时间(min)
稀释10倍葡萄糖摩尔浓度(mmol/L)
1
0
初始
24.5
2
15
有氧1
18.6
无氧1
21.3
3
30
有氧2
9.9
无氧2
13.5
(条件：35 ℃下，1 g干酵母/10 mL，葡萄糖溶液)
(1)计算有氧呼吸、无氧呼吸的反应速率①、②的值分别为__________、__________。
时间(min)
呼吸方式
葡萄糖消耗速率[mmol/(L·min)]
0～15
有氧呼吸1
3.93
无氧呼吸1
2.13
16～30
有氧呼吸2
①
无氧呼吸2
②
(2)分析表中数据可知：相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率__________(填“大于”“小于”或“等于”)无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，0～15 min时段细胞呼吸消耗的葡萄糖速率__________(填“大于”“小于”或“等于”)16～30 min时段的速率。
(3)本实验得出的结论是___________________________________________________。
解析：(1)根据题意和表格数据可知，有氧呼吸的反应速率①为(18.6－9.9)×10÷15＝5.80 mmol/(L·min)；无氧呼吸的反应速率②为(21.3－13.5)×10÷15＝5.20 mmol/(L·min)。(2)分析表中数据可知：相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率大于无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，0～15 min时段细胞呼吸消耗的葡萄糖速率小于16～30 min时段的速率。(3)本实验得出的结论是：在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖比无氧呼吸的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的条件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加。
答案：(1)5.80　5.20　(2)大于　小于
(3)在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖比无氧呼吸的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的条件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加
8．(2018·湖南常德期末)草莓比较耐阴，若将其栽种在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜生长。某生物兴趣小组研究了遮光处理对草莓叶片光合作用的影响：
材料用具：二叶期草莓幼苗若干，遮阳网(网内光强为自然光强的1/3左右)，光合分析测定仪等。
实验步骤与分析：
(1)选取生长状况相似的草莓幼苗若干，均分为对照组和实验组，实验组用__________进行处理。将两组草莓幼苗在________条件下培养至植株长出6片叶左右，测得其净光合速率如图1所示：
(2)图1中，对照组草莓11时与9时相比，C3含量____________________。
(3)遮光组实验时间段内光合积累总量__________(填“大于”或“小于”)对照组，与预期不符。于是继续进行实验得到图2的结果，由图2可知实验组CO2的利用率________(填“升高”或“降低”)，可能的原因是遮光使叶片温度降低，导致______________________。
(4)综上所述，欲提高草莓的光合速率，可改变____________________(填“CO2浓度”或“遮光比例”)作进一步研究。
(5)某同学推测，适当遮光可能导致叶绿素含量增加，以适应弱光环境。请设计一个简单的实验验证该同学的推测是否正确，简单的写出实验思路：____________________________________________________________。
解析：(1)研究遮光处理对草莓叶片光合作用的影响，实验的自变量应为光照条件的不同，实验组应用遮阳网进行处理，对照组应用自然光进行处理。温度等环境因素为无关变量，应保持适宜且相同。(2)图1中，11时比9时光照较强，较多的C3被还原，且对照组草莓出现气孔关闭，导致CO2吸收减少，C3含量减少。(3)图1为光照条件不同对草莓净光合速率的影响，根据对照组和实验组曲线对比可知，遮光组实验时间段内光合积累总量小于对照组。由图2可知实验组固定CO2的效率比对照组降低，CO2的补偿点升高，说明对CO2的利用率降低，可能的原因是遮光使叶片温度降低，导致光合作用相关酶的活性降低。 (4)根据上述分析，可改变遮光比例，改变叶面温度，进而提高草莓的光合速率。(5)验证适当遮光可导致叶绿素含量增加，可提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的草莓叶片中的色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度。
答案：(1)遮阳网　相同且适宜　(2)下降　(3)小于
降低　光合作用相关酶的活性降低　(4)遮光比例
(5)提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的草莓叶片中的色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度
9．下图所示生理过程中，P680和P700分别表示两种特殊状态的叶绿素a，M表示某种生物膜。据图回答问题：
(1)此膜M的名称是________________。CF0和CF1是复杂的蛋白质，其在图中所示生理过程中的作用是__________________。ATP的合成除发生于图中的膜M上，还发生于真核细胞的________________________________________________________________________上。
(2)该场所产生的NADPH和ATP将参与暗反应的________过程，并将它们中活跃的化学能转变为稳定的化学能储存在糖类等有机物中。
(3)乙侧的H＋除来自甲侧，还来自乙侧的____________过程，并使乙侧的H＋远高于甲侧，在该浓度差中储存一种势能，该势能是此处形成ATP的前提。
解析：(1)分布有光合色素的生物膜应是叶绿体内的类囊体薄膜。CF0和CF1是复杂的蛋白质，其在图中所示生理过程中的作用是催化ATP的合成、转运H＋。ATP的合成除发生在叶绿体的类囊体薄膜上外，还发生于真核细胞的细胞呼吸的相关场所，即细胞质基质和线粒体基质中与线粒体内膜上。(2)光反应产生的NADPH和ATP将参与暗反应的C3的还原过程，并将它们中活跃的化学能转变为稳定的化学能储存在糖类等有机物中。(3)分析图中可知，乙侧的H＋除来自甲侧，还来自乙侧的水的光解，即2H2O→O2＋4H＋。
答案：(1)(叶绿体)类囊体(薄)膜　催化ATP的合成、转运H＋　细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜
(2)C3的还原　(3)水的光解
10．某同学利用黑藻探究“光照强度对光合速率的影响”，设计实验装置如图乙所示。图甲表示在一定光照强度下装置乙中黑藻叶肉细胞的部分代谢过程，其中a、b、c、d代表不同的细胞结构，①～⑤代表不同的物质。请据图回答下列问题：

(1)图甲结构a、b、c中存在光合色素的是________(用字母表示)，提取和分离光合色素依次用____________________________(填试剂)。
(2)图甲中①在b内参与有氧呼吸的________阶段，④代表________(填物质)，能够产生⑤的细胞器有________(用字母表示)。
(3)若适宜光照强度下，图乙装置中有色小液滴向右移动。当CO2浓度突然降低，则短期内叶绿体中[H]的含量将________(填“增加”“减少”或“不变”)。一定时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内________的量。本实验要设置对照实验校正外界环境引起的误差，如何设置？__________________________________________。
解析：(1)根据题图分析可知，图甲结构a是叶绿体、b是线粒体、c是液泡，其中存在光合色素的是a叶绿体；要提取光合色素需要用无水乙醇，要分离光合色素需要用层析液。(2)图甲中①是水，在b线粒体内参与有氧呼吸的第二阶段；④是丙酮酸；⑤是ATP，能产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体。(3)当CO2浓度突然降低时，则暗反应产生的C3减少，导致消耗的ATP和[H]减少，所以短期内叶绿体中[H]的含量将增加。若一定时间内有色小液滴向右移动，说明此时黑藻的光合作用大于呼吸作用，则移动的距离代表黑藻单位时间内净光合作用的速率(光合作用释放O2或O2释放量)。本实验要设置对照实验校正外界环境引起的误差，用等量的死黑藻植物，其他装置与图示相同。
答案：(1)a　无水乙醇、层析液
(2)第二　丙酮酸　a、b
(3)增加　光合作用释放O2(或O2释放)　用等量的死黑藻植物，其他装置与图示相同

11．(2018·四川成都实验中学月考)科学家利用某种水生真核绿藻进行了实验研究。首先将该种绿藻分为甲、乙两组，甲组置于高CO2浓度(5 000 μL CO2· L－1)下，乙组置于自然空气CO2浓度(360 μL CO2·L－1 )下，其他条件保持相同且适宜，培养9～10天后，再把甲、乙两组都放在自然空气CO2浓度条件下，测定两组绿藻在不同光照强度下的光合速率，实验结果如下图所示。
请回答下列问题：
(1)该实验的目的是_______________________________________________________。
(2)光照强度为100 μmol·m－2·s－1 时，两组都有气泡产生，甲、乙两组气泡中的气体分别来自于______________________(填细胞器名称)。其中甲组的判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验结果证明，甲组光合速率始终明显低于乙组，从光合作用的酶的角度分析其原因可能是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干分析可知，甲、乙两组绿藻是分别放在两种不同浓度的CO2下培养后，再测光照强度对光合作用的影响，因此该实验的目的是探究不同CO2浓度对绿藻光合作用的影响(或高浓度和低浓度CO2处理后，绿藻在不同光照强度下的光合速率)。(2)由坐标曲线可知，当光照强度为100 μmol·m－2·s－1时，甲组的光合速率为负值，说明此光照强度下，甲组植物的呼吸速率大于光合速率，线粒体中有氧呼吸产生的CO2释放出来，产生气泡；而此光照强度下，乙组的光合速率为正值，说明乙组的光合速率大于呼吸速率，叶绿体中光合作用产生的氧气释放出来，产生气泡。(3)由于甲组先置于高CO2浓度(5 000 μL CO2·L－1)下培养一段时间，而后两组即使在相同条件下，甲组的光合速率始终明显低于乙组，从光合作用的酶的角度分析，可能是经高CO2浓度培养后，光合作用的酶活性降低。
答案：(1)探究高CO2浓度(或不同CO2浓度)对绿藻光合作用的影响(或高浓度和低浓度CO2处理后，绿藻在不同光照强度下的光合速率)
(2)线粒体和叶绿体　光照强度为100 μmol·m－2·s－1时，甲组的呼吸速率大于光合速率，气泡中的气体为CO2
(3)高CO2浓度培养后，光合作用的酶活性降低

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