【生物】2020届一轮复习人教版光合作用与细胞呼吸的综合应用学案

【生物】2020届一轮复习人教版光合作用与细胞呼吸的综合应用学案

‎2020届 一轮复习 人教版 光合作用与细胞呼吸的综合应用 学案 ‎【最新考纲】　光合作用与细胞呼吸在植物代谢中的综合性考查(Ⅱ)。‎ 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用 见学生用书P053‎ ‎1．光合作用与有氧呼吸的区别 项目 光合作用 有氧呼吸 物质变化 无机物合成有机物 有机物被分解成无机物 能量变化 光能→稳定的化学能 稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能 实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 主要是叶绿体 细胞质基质和线粒体 条件 只在光下进行 时刻都能进行 ‎2.光合作用与有氧呼吸的联系 ‎(1)物质方面 C：CO‎2‎C6H12O6C3H4O3CO2‎ O：H2OO2H2O H：H2O [H] C6H12O6[H] H2O ‎(2)能量方面 光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能 ‎3．在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的计算 ‎(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。‎ ‎(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。‎ ‎(3)真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：‎ ‎①光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。‎ ‎②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。‎ ‎③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。‎ 特别提醒 ‎(1)光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。‎ ‎(2)还原氢的书写形式一定不能写成H、H＋或H2，只能写成[H]、NADH或NADPH。‎ ‎　热图解读 下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。‎ 图①：表示黑暗中，只进行________。‎ 图②：表示细胞呼吸速率________光合作用速率。‎ 图③：表示细胞呼吸速率________光合作用速率。‎ 图④：表示细胞呼吸速率________光合作用速率。‎ 叶绿体吸收CO2的量属于真光合作用还是净光合作用？‎ 提示　细胞呼吸　>　＝　<‎ 真光合作用。‎ 考向一　光合作用与细胞呼吸基本过程的判断 ‎1．下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图，下列叙述正确的是(　　)‎ ‎(CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量 A．过程①只能在线粒体中进行，过程②只能在叶绿体中进行 B．过程①产生的能量全部储存在ATP中 C．过程②产生的O2中的氧来自H2O D．过程①和②中均能产生[H]，且二者还原的物质相同 解析　图中过程①表示有氧呼吸过程，发生在细胞质基质和线粒体中，少数原核生物也能进行有氧呼吸，但是没有线粒体；过程②表示光合作用，场所一般为叶绿体，但是蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用。有氧呼吸过程中产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。光合作用产生的(CH2‎ O)中的氧全部来自二氧化碳，水中的氧变成氧气。光合作用光反应阶段产生的[H]用于暗反应中三碳化合物的还原，有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段中氧气的还原。‎ 答案　C ‎2．(2018·郑州一中月考)如图表示细胞内的生理过程，相关描述正确的是 (　　)‎ A．能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8‎ B．过程3、4的进行需要同种酶的催化 C．图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程 D．在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过2过程合成的ATP用途单一 解析　图中2表示ATP的合成，可发生在线粒体内膜和类囊体薄膜上；5表示发生在线粒体内膜上的有氧呼吸的第三阶段；6表示发生在类囊体薄膜上的光反应过程中的水在光下分解；7表示发生在叶绿体基质中的光合作用的暗反应阶段；8表示无氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二阶段，无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的第一、第二阶段分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，A错误；过程3表示转录，需要RNA聚合酶催化，过程4表示逆转录，需要逆转录酶催化，B错误；图中7过程需要ATP水解供能，即1过程的参与，8(细胞呼吸)过程中，有机物分解释放的能量部分用于合成ATP。所以8过程中同时进行了2过程，C正确；在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP可用于除了暗反应外的细胞的各项生命活动，叶绿体通过2过程合成的ATP只能用于三碳化合物的还原，D错误。‎ 答案　C 考向二　细胞代谢的综合考查 ‎3．(2017·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 高考教材 本题以必修一P104“光合作用原理的应用”和探究“环境因素对光合作用强度的影响”实验为源，以及P93“有氧呼吸”内容为源，从知识内容上综合考查光合作用和呼吸作用的关系及影响二者的因素，从目标要求上注重对考生的信息获取能力、图文信息转换能力的综合考查 ‎ 跟|题|变|式 ‎4．如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中二氧化碳吸收量和释放量(单位：mg/h)的影响情况。已知除了温度变化之外，其他环境条件(如光照强度等)不变，下列说法正确的是(　　)‎ A．根据图中曲线，无法确定呼吸作用的最适温度 B．光照下CO2的吸收量表示光合作用同化的CO2量 C．图中a点表示光合作用强度与呼吸作用强度相等 D．环境温度超过‎25 ℃‎时，植物体内有机物的量会减少 解析　本题考查影响光合作用和细胞呼吸的环境因素，意在考查考生的信息获取能力和分析推理能力。由图可知，黑暗中随着温度上升，CO2的释放量逐渐增加，没有出现最大值；植物光合作用同化的CO2量包括光照下CO2的吸收量和呼吸作用释放的CO2量；图中a点表示净光合作用强度与呼吸作用强度相等，总光合作用强度大于呼吸作用强度；环境温度超过25 ℃时，植物体内有机物的量并没有减少，仍在不断积累。‎ 答案　A ‎5．下面是绿色植物体内几项生理活动关系示意图，有关描述正确的是(　　)‎ A．能量a是光能，能量b、c和d中有一部分形成ATP B．①过程是光反应，②过程是暗反应，③④过程都是无氧呼吸 C．①过程是光合作用，②③④过程都是有氧呼吸 D．①②过程只能发生在植物细胞内，③④过程只能发生在动物细胞内 解析　图中①过程是光合作用，②过程是有氧呼吸，③④过程都是无氧呼吸。①过程可发生在植物细胞或蓝藻等自养型生物细胞内，②过程能发生在需氧型生物细胞内，③过程可发生在动物细胞中，也能发生在一些植物细胞中(如马铃薯的块茎)，④过程不能发生在动物细胞内，可发生在植物细胞或酵母菌等细胞内。‎ 答案　A 整合提升 有关光合速率(真光合)、净光合速率与呼吸速率的曲线总结 ‎1．相关曲线分析 以测定的CO2吸收量与释放量为指标 ‎2．相关计算实例 例如：将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：‎ 组别 甲 乙 丙 丁 温度(℃)‎ ‎27‎ ‎28‎ ‎29‎ ‎30‎ 暗处理后质量变化(mg)‎ ‎－1‎ ‎－2‎ ‎－3‎ ‎－1‎ 光照后与暗处理前质量变化(mg)‎ ‎＋3‎ ‎＋3‎ ‎＋3‎ ‎＋1‎ 请计算：光合作用最适温度和30 ℃总光合速率各是多少？‎ 解答本题的关键是知道光照后的净光合作用量是从暗处理之后开始积累的，而题目已知的条件是光照后与暗处理前质量的变化，直接计算总光合速率时很容易错把净光合作用量当成总光合作用量。‎ 假设暗处理前叶圆片的质量为W，暗处理1 h后的质量变化为M，即呼吸速率；再给1 h光照，叶圆片积累的总量是N，即净光合速率，则光照后与暗处理前的质量变化为X＝N－M，所以净光合速率(N)＝X＋M，总光合速率＝X＋2M。上表可以转换成：‎ 组别 甲 乙 丙 丁 温度(℃)‎ ‎27‎ ‎28‎ ‎29‎ ‎30‎ 净光合速率(mg/h)‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎2‎ 总光合速率(mg/h)‎ ‎5‎ ‎7‎ ‎9‎ ‎3‎ 因此，光合作用的最适温度约为29 ℃；温度为30 ℃时叶片总光合速率为3 mg/h。　‎ 考点二　解读密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线 见学生用书P056‎ ‎[图例分析]‎ ‎1．图1中各点含义及形成原因分析 a点：凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。‎ b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。‎ bc段：光合作用强度小于呼吸作用强度。‎ c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ce段：光合作用大于呼吸作用。‎ d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。‎ e点：下午6时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。‎ fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。‎ ‎2．图2中各点含义及形成原因分析 AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。‎ BC段：温度降低，呼吸作用减弱。‎ CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<呼吸作用强度。‎ D点：随光照增强，光合作用强度＝呼吸作用强度。‎ DH段：光照继续增强，光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。‎ H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度＝呼吸作用强度。‎ HI段：光照继续减弱，光合作用强度<呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。‎ 考向　曲线的综合考查 ‎1．(2017·北京)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是(　　)‎ 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，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D．适合该植物生长的温度范围是10～‎‎50 ℃‎ 解析　从第二幅图的曲线中可以看出，光合作用的最适温度为30 ℃左右，呼吸作用的最适温度为55 ℃左右，因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高，A项正确；从第一幅图的曲线中可以看出，净光合作用的最适温度为25 ℃左右，B项正确；通过第二幅图的曲线，可以看出在0～25 ℃‎ 范围内，光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线，C项正确；植物总光合作用大于呼吸作用时，即净光合作用大于0时，适合植物的生长，从图中可以看出，适合该植物生长的温度范围是－10～45 ℃，D项错误。‎ 答案　D 高考教材 本题以必修一P104“光合作用原理的应用”和“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验、P85“酶活性受温度影响示意图”为源，从知识内容上以教学模型曲线图的形式考查其光合作用、呼吸作用、净光合作用三者之间的关系，从目标要求上考查考生的图文信息转换能力 ‎ 跟|题|变|式 ‎2．图1是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO2的吸收和释放曲线；图2表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。请分别指出图1中表示时间的字母与图2中①②③④所发生的生理活动相对应的选项是(　　)‎ A．d、e、f、g　　　　 B．d、c、b、a C．e、g、a、h D．f、c、b、d 解析　分析图2中①图可知此时植株光合作用强度大于细胞呼吸强度；分析图2中②图可知此时植株光合作用强度等于细胞呼吸强度；分析图2中③图可知此时植株细胞呼吸强度大于光合作用强度；分析图2中④图可知此时植株无光合作用，只进行细胞呼吸。a时植株只进行细胞呼吸；b～c段、g～h段植株既进行细胞呼吸又进行光合作用，但细胞呼吸强度大于光合作用强度；c时、g时植株细胞呼吸强度等于光合作用强度；c～g段植株光合作用强度大于细胞呼吸强度。‎ 答案　B ‎3．Ⅰ.如图甲是晴朗夏季的一天中密闭蔬菜大棚内某种气体含量的变化曲线，图乙是植物叶肉细胞相关气体的交换途径，请回答问题：‎ ‎(1)图甲中所测气体为________，DE区段形成的直接原因是光合作用过程中的________过程变弱，进而引起该气体释放减小。‎ ‎(2)图甲中D点时植物叶肉细胞的气体交换途径有________(用图乙中字母表示)。‎ ‎(3)分析图甲，一昼夜该大棚内植物有机物总量______(填“增加”或“减小”)。判断依据是______________________________。‎ Ⅱ.某研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下实验：给予不同强度的光照，测定两种植物叶片的CO2吸收量，结果如图所示(实验在相同且适宜的温度下进行)。请分析回答：‎ ‎(1)实验中自变量为____________________________，因变量为______________________。‎ ‎(2)实验在相同且适宜的温度下进行，其目的是______________________________。‎ ‎(3)该实验中________(填“有”或“无”)对照组，因此从类型上看，该实验属于________实验。‎ 解析　Ⅰ.(1)根据曲线随时间的变化趋势可知，所测气体是氧气。DE段由于光照过强、气孔关闭，导致环境中二氧化碳进入叶肉细胞受阻，暗反应减弱，进而引起光反应减弱，释放的氧气减少。(2)图甲中D点时光合作用强度大于呼吸作用强度，因此，叶肉细胞的气体交换情况是：从线粒体中吸收二氧化碳(m1)、从环境中吸收二氧化碳(m3)、释放氧气到线粒体中(n1)、释放氧气到环境中(n3)。(3)比较起点A和终点G，可知一昼夜大棚内氧气的浓度增加了，这说明在一昼夜内光合作用释放的氧气量比呼吸作用消耗的氧气量多，因此，植物体内的有机物总量增加。‎ Ⅱ.(1)实验中自变量有两个，即光照强度和植物种类，因变量是叶片的CO2吸收量。(2)该实验中温度是无关变量，为了避免无关变量对实验的干扰，应让无关变量相同且处于适宜状态。(3)该实验无实验组和对照组之分，属于对比实验。‎ 答案　 Ⅰ.(1)O2　暗反应(或CO2的固定)‎ ‎(2)m1、m3、n1、n3‎ ‎(3)增加　G点的O2含量高于A点(一天内光合作用释放O2的量多于呼吸作用消耗的O2量)‎ Ⅱ.(1)光照强度和植物种类　叶片的CO2吸收量 ‎(2)排除无关变量(温度)的干扰 ‎(3)无　对比 考点三　光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动 见学生用书P057‎ ‎1．CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：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(或光照强度)，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)若改变某一外界因素(如温度)，使光合作用与呼吸作用均受影响，则补偿点移动要视具体情况而定。例如，提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率增加值，则B点右移，反之左移。‎ ‎(4)若外界因素改变，导致植物最大光合速率减小，达到最大光合速率所需的CO2浓度(光照强度)也会降低，C点左移，反之右移。‎ ‎(5)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。‎ ‎2．其他点的移动也要分情况。例如，呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，D点向左下方移动，反之向右上方移动。‎ ‎1．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为‎25 ℃‎和‎30 ℃‎，如图表示‎30 ℃‎时光合作用与光照强度的关系。若温度降到‎25 ℃‎(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是(　　)‎ A．下移、右移、上移　 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 解析　图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。‎ 答案　C ‎2．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下。测定的某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法，不正确的是 (　　)‎ A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是叶绿体 B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(‎100 cm2叶·小时)‎ C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点光照强度条件 下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2‎ 的净吸收量为45 mg D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为‎25 ℃‎和‎30 ℃‎。若将温度提高到‎30 ℃‎的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移 解析　由题图可知，在a点时该植物只进行细胞呼吸，不能进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。从题图中可以看出，光照强度为0时，a点对应的值即为呼吸速率。将该植物叶片置于c点光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110 mg；其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65 mg，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45 mg。若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。‎ 答案　A 微专题·素养达成 见学生用书P058‎ 光合速率与呼吸速率的常用测定方法 气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积。‎ ‎(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浓度的相对稳定。‎ ‎(2)测定原理 ‎①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。‎ ‎②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 浓度的相对稳定，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。‎ ‎③真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。‎ ‎(3)测定方法 ‎①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。‎ ‎②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。‎ ‎③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。‎ ‎(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。‎ ‎　典例示范 ‎(2017·江苏)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉光合放氧随时间变化的曲线。请回答下列问题：‎ ‎ ‎ ‎(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量____________，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是______________________________________________。‎ ‎(2)图1中影响光合放氧速率的因素有________。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中________的干扰。‎ ‎(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是__________________________________________ ____________________________________________________________________________。‎ 若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是________ (填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。‎ ‎(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20 min 曲线的斜率几乎不变的合理解释是________；若在20 min 后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有________(填序号：①C5　②ATP　③[H]　④C3 )，可推测20～25 min曲线的斜率为________(填“正值”“负值”或“零”)。‎ ‎[考查角度]　本题主要考查色素提取的原理和方法以及光合作用的过程和影响因素。‎ ‎[解题思路]　(1)由教材实验可知，CaCO3能防止叶绿素被破坏，叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会因光合色素溶解于乙醇中而变成白色。(2)图1装置中放氧量的多少与影响光合作用的因素(如光照强度、温度和CO2浓度等)有关。要通过氧电极检测反应液中氧气的浓度，应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)反应室中加入的NaHCO3能为光合作用提供CO2。若提高反应液中NaHCO3浓度，一定范围内果肉细胞的光合作用增强，超过一定范围后，受光照强度等因素的限制，光合作用不再增强。‎ ‎(4)15～20 min曲线的斜率几乎不变，是因为此时光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照，则光反应阶段产生的[H]和ATP减少，暗反应中C3的还原过程减弱而C3的合成速率不变，故短时间内叶绿体中C5的含量减少。光照停止，光合作用的光反应不再发生，则20～25 min反应液中无氧气的释放，只有呼吸作用消耗氧气，故曲线的斜率为负值。‎ ‎[答案]　(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中 ‎(2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度　溶解氧 ‎(3)提供CO2　增大后稳定 ‎(4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等　①②③　负值 ‎　典题演练 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)。‎ 解析　要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测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(4×2)×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)。‎ 答案　(1)①等量且适量的NaOH溶液　②遮光 ‎(2)①等量且适量的NaHCO3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 　教学资源备选　 对于不同的外界条件下，有机物积累的理解 ‎1．有机物变化情况曲线(如图1)‎ ‎(1)积累有机物的时间段：ce段，该阶段总光合速率>呼吸速率，因此有机物积累。‎ ‎(2)制造有机物的时间段：bf段，植物从b点开始接受光照，f点结束光照，因此bf段是植物进行光合作用的阶段。‎ ‎(3)消耗有机物的时间段：Og段，细胞每时每刻都在进行呼吸作用，因此一直在消耗有机物。‎ ‎(4)一天中有机物积累量最多的时间点：e点，e点时总光合速率＝呼吸速率，净光合速率为0。‎ ‎(5)一昼夜有机物的积累量：Sp－SM－SN。‎ ‎2．密闭玻璃容器中，一昼夜CO2含量变化曲线(如图2)‎ ‎(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点和M点一样高，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。‎ ‎(4)CO2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。‎ ‎1．图1是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度和呼吸作用强度的曲线图。图2为将该植物移入恒温密闭玻璃温室中，置于相同自然环境中连续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。请据图回答相关问题(O2充足)：‎ ‎(1)夏季植物大多会出现“午休”现象，如图1所示，原因是________________________________，BC段与DE段光合作用强度下降的原因________(填“相同”或“不相同”)。‎ ‎(2)图1中A点和E点时叶肉细胞内产生[H]的场所是________________________________，与B点相比，C点时植株叶绿体内________(填“C‎3”‎或“C‎5”‎)的相对含量较高。‎ ‎(3)图2中，一昼夜温室中O2浓度最高时对应的时间为________h，图2中6 h时，叶肉细胞中叶绿体产生的O2量________(填“大于”“小于”或“等于”)其线粒体消耗的O2量。‎ ‎(4)图2中，经过一昼夜，该植物体内________(填“有”或“没有”)有机物的积累，原因是_______________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)图1中“午休”现象的原因是中午环境温度过高，蒸腾作用强，叶表面的气孔大量关闭，CO2‎ 吸收量减少，导致光合作用强度明显减弱，这也是图1中BC段光合作用强度下降的原因；而夏季晴朗的白天，DE段光照逐渐减弱，从而导致DE段光合作用强度下降。(2)图1中A点和E点都是两曲线的交点，说明此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，叶肉细胞能通过光反应与有氧呼吸第一、二阶段产生[H]，由此确定此时产生[H]的场所有叶绿体(类囊体薄膜)、细胞质基质和线粒体基质。与B点相比，C点时植株吸收的CO2量减少，消耗的C5减少，C5含量较高，而C3还原的速率基本不变，生成减少，C3含量较低。(3)分析图2可知，图中的CO2吸收速率表示该植物的净光合速率。温室内CO2浓度变化可表示该植物有机物的积累量；由CO2吸收速率曲线可知，实验的前3个小时内植物只进行呼吸作用，6 h与18 h处曲线与横轴相交，说明此时植物呼吸速率与光合速率相等，整体看来，植物既不从外界吸收CO2也不向外界释放CO2，其呼吸作用产生的CO2正好供应给光合作用，O2的变化情况同理，因此一昼夜温室中O2浓度最高时对应的时间为18 h。6 h时，CO2的吸收速率等于0，说明此时植株的光合作用强度等于呼吸作用强度，但由于此时植物体内还有不能进行光合作用的细胞(非叶肉细胞)，它们也在进行呼吸作用，消耗O2，所以此时植株的叶肉细胞内叶绿体产生的O2量必须大于其线粒体消耗的O2量，这样才能保证非叶肉细胞的O2供应，而使整个植株的光合作用强度等于呼吸作用强度。(4)图2 CO2浓度曲线表明，一昼夜之后，温室内CO2浓度未变(a、b两点的纵坐标相同)，说明24 h内该植物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用制造的有机物量，没有有机物的积累。‎ 答案　(1)中午温度过高，气孔关闭，CO2吸收量减少　不相同 ‎(2)叶绿体类囊体薄膜、线粒体基质和细胞质基质　C5‎ ‎(3)18　大于 ‎(4)没有　一昼夜之后，CO2浓度不变，说明植物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用制造的有机物量 ‎2．将生长旺盛的某植株置于密闭、透明的玻璃罩内培养，在适宜的温度和充足的矿质养料条件下进行实验。如图为每隔2 h测一次玻璃罩内CO2浓度(假设细胞呼吸强度恒定，不考虑无氧呼吸)后绘制的曲线。‎ ‎(1)在该实验过程中只有两个小时没有光照，这个时间段可能是________h；实验12 h后，该植株干重变化是________(填“增加”“减少”或“基本不变”)。‎ ‎(2)该实验过程中的4～6 h和8～10 h两个时间段，玻璃罩内的CO2浓度都保持不变，原因是____________________________。‎ ‎(3)该实验过程中4～6 h平均光照强度________(填“大于”“小于”或“等于”)8～10 h平均光照强度。 ‎ 解析　当玻璃罩中的CO2浓度上升时，说明该植株只进行呼吸作用或呼吸作用强度大于光合作用强度；当玻璃罩内CO2浓度不变时，说明该植株的呼吸作用强度等于光合作用强度；当玻璃罩中的CO2浓度下降时，说明该植株的呼吸作用强度小于光合作用强度。(1)据图分析可知，0～2 h、2～4 h、10～12 h三个时间段CO2浓度均增大，呼吸作用强度大于光合作用强度，而2～4 h内CO2浓度上升最快，可能没有光照；实验12 h后，玻璃罩中的CO2浓度与起始时的相同，所以该植株干重基本不变。(2)实验过程中的4～6 h和8～10 h两个时间段，玻璃罩内的CO2浓度都保持不变，是因为该植株光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等。(3)该实验过程中4～6 h与8～10 h内呼吸作用强度与(平均)光合作用强度相等，但是4～6 h玻璃罩内CO2浓度相对值较大，所以平均光照强度较低。‎ 答案　(1)2～4　基本不变 ‎(2)植株光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等 ‎(3)小于