【生物】2018届一轮复习人教版光合作用(二)学案-

【生物】2018届一轮复习人教版光合作用(二)学案-

第4讲　光合作用(二)‎ 考纲要求 全国课标卷五年考频统计 ‎2018高考预期 ‎1.影响光合作用的环境因素Ⅱ ‎2016全国甲，T31‎ ‎2016全国乙，T30‎ ‎2016全国丙，T29‎ ‎2015课标Ⅰ，T29‎ ‎2014课标Ⅱ，T29‎ 此为高考题命题点 为高考备考的重中之重 ‎2.光合作用与呼吸作用的关系 ‎2014课标Ⅱ，T6‎ 考点1　影响光合作用的环境因素 ‎1．光合作用强度 ‎(1)概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造____________的量。‎ ‎(2)表示方法：一定时间内____________或____________的量。‎ ‎2．影响光合作用强度的因素 ‎(1)光照强度 ‎①影响原理：光照强度通过影响植物的________反应进而影响光合速率。‎ ‎②曲线分析：‎ a．细胞呼吸与光合作用之间的关系：表观光合速率＝________－呼吸速率。‎ b．分析上述图中特殊点线段的含义：‎ 代谢过程 细胞气体交换图解 A点 只有________‎ AB段 光合作用强度________细胞呼吸强度 B点 光补偿点：光合作用强度________细胞呼吸强度 B点后 光合作用强度________细胞呼吸强度 C′点 光饱和点：光照强度增强，光合作用强度____________‎ ‎③应用：‎ a．间作套种时农作物的种类搭配。‎ b．林间带树种的配置。‎ c．冬季温室栽培等。‎ ‎(2)二氧化碳浓度 ‎①影响原理：CO2是植物进行光合作用的原料，CO2通过影响________阶段C3的合成进而影响光合作用强度。‎ ‎②曲线分析：‎ 代谢过程 A点 细胞只进行呼吸作用 AB段 光合作用强度________细胞呼吸强度 B点 CO2补偿点：光合作用强度____细胞呼吸强度 B点后 光合作用强度________细胞呼吸强度 C′点 CO2饱和点：增加CO2浓度，‎ 光合作用强度________‎ ‎③应用：‎ a．大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。‎ b．温室内可通过放干冰、使用CO2生成器、施用农家肥与猪舍鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。‎ ‎(3)温度：‎ ‎①原理：温度通过影响________影响光合作用速率。‎ ‎②曲线分析：‎ 光合速率和呼吸速率都受温度的影响，但________________对温度反应更为敏感。‎ ‎③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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。‎ 答案：1.(1)有机物　(2)原料消耗　产物生成 ‎2．(1)①光　②a.实际光合速率 b．细胞呼吸　<　＝　>　不再增加 ‎(2)①暗反应　②<　＝　>　不再增加 ‎(3)①酶的活性　②光合作用相关酶 注意：(1)光照强度：随光照强度增大光反应生成的H]和ATP增多，但是由于受到CO2浓度及内在因素的限制，光合作用将会达到饱和点。‎ ‎(2)限制光合作用的内部因素：酶的活性、色素的数量、C5的含量等。‎ ‎①由于色素具有吸收、传递、转换光能的作用，限制光能吸收的主要内部因素是色素的数量。‎ ‎②当其他条件适宜，CO2达到饱和点时，限制因素最可能是C5的含量。‎ 判断正误]‎ ‎1．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度降低，暗反应强度降低。(√)‎ ‎2．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浓度一直保持稳定，不变化。(×)‎ ‎3．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降温，可以提高作物产量。(√)‎ ‎4．停止供水，植物光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质。(√)‎ ‎5．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物。(√)‎ 热图思考]‎ ‎(1)图1中a、b、c、d、e以及bc、ce、ef、fg段的含义如何？‎ ‎(2)图2一天中有机物积累最多的时间点________，‎ 一昼夜有机物的积累量是________________。‎ ‎(3)图3为在密闭环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线 如果N点低于M点，说明________________。‎ 如果N点高于M点，说明________________。‎ 如果N点等于M点，说明________________。‎ ‎(4)图4为密闭环境中，一昼夜O2含量的变化曲线 ‎①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的________________。‎ ‎②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的________________。‎ ‎③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的________________。‎ ‎④O2含量最高点为____点对应时刻，O2含量最低点为____点对应时刻。‎ 答案：(1)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：光合作用强度小于呼吸作用强度。‎ ‎④c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ‎⑤ce段：光合作用强度大于呼吸作用强度。‎ ‎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，光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ‎⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。‎ ‎⑨fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。‎ ‎(2)e点　SP－SM－SN ‎(3)有机物积累增加　有机物总量减少　有机物总量不变 ‎(4)①有机物总量减少　②有机物总量增加　③有机物总量不变　④e　c 题型　三大环境因子对光合作用影响的曲线 ‎　分析 ‎1．三大单因子 ‎(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)。‎ ‎2．多因子 图像 含义 P点前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高；Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标示出的其他因子 应用 温室栽培时，在一定光照强度下，白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率 例　(2016·高考四川卷)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是(　　)‎ A．与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的合成速率相对较高 B．14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C．17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 解析]　与11：00时相比，13：00时叶片净光合速率下降，此现象是因13：00时气孔关闭导致吸收CO2减少引起的“光合午休”，此时叶绿体中合成C3的合成速率相对较低，A项错误；14：00后叶片的Pn下降，但仍大于零，植株积累有机物的量仍在增多，B项错误；17：00后因光照强度的降低，光反应减弱，产生的H]和ATP均减少，暗反应速率也降低，C项错误；Pn第一次下降，是因气孔关闭，CO2浓度限制了光合速率，Pn第二次下降是光照强度降低引起的，D项正确。‎ 答案]　D 自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 ‎1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 ‎(1)开始进行光合作用的点：b。‎ ‎(2)光合作用与呼吸作用相等的点：c、e。‎ ‎(3)开始积累有机物的点：c。‎ ‎(4)有机物积累量最大的点：e。‎ ‎2．密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 ‎(1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H。‎ ‎(2)该植物一昼夜表现为生长，其原因是Ⅰ点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用>呼吸作用，植物生长。‎ 题组精练]‎ ‎1．(2017·湖南浏阳一中第二次月考)图甲中试管A与试管B敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响，试管A的结果如图乙曲线所示。据图分析，下列叙述正确的是(　　)‎ A．Q点的O2净释放量为零，是因为此点光合作用强度为零 B．P点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气；适当降低温度，P点将下降 C．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移 D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应右移 解析：选C。Q点时净光合速率为0，光合速率不为0，A错误；P点对应的数值的绝对值代表呼吸速率，若适当降低温度，呼吸速率会下降，则P点会上移，B错误；装置B中缺镁影响叶绿素的合成，光合速率低，Q点应右移，C正确；CO2浓度降低，光合速率下降，R点应向左下移动，D错误。‎ ‎2．下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用随________的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时主要影响光合作用的________阶段。‎ ‎(2)从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速率不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于________，此时光合作用的________阶段受到限制。‎ ‎(3)图乙中C点表示光照强度为B时，植物生长的________，出现CD段的原因是________________________。‎ ‎(4)请在图甲中绘制‎50 ℃‎时植物光合作用速度变化的曲线。‎ ‎(5)根据图甲，在图乙绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。‎ 解析：光合作用速率受光照强度、温度和CO2浓度等影响，本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响，由甲图可以看出，光照弱时，光合速率随光照强度的增加而上升，此时外界条件主要影响光反应，而与温度无关。而当光照强度超过某一值时，温度又成了限制因素。 由图乙可以看出，在‎50 ℃‎时光合速率大于‎20 ℃‎而小于‎30 ℃‎，可在图甲中相应位置画出，由图甲看出。在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应位置画出。‎ 答案：(1)光照强度　光反应　(2)温度　暗反应 ‎(3)最适温度　酶活性降低，光合作用速率降低 ‎(4)如图1　(5)如图2‎ 考点2　(实验)　探究光照强度对光合作用的影响 ‎1．实验原理 ‎(1)在光照下，绿色植物通过________产生O2。‎ ‎(2)若叶片中的气体逸出，细胞间隙充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底；若光合作用产生的________充斥在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮起。‎ ‎(3)光照强度不同，则光反应产生________的速率不同，叶片上浮的时间也不同。‎ ‎2．实验步骤 实验步骤 主要操作 ‎(1)制备小圆形叶片 将绿色菠菜叶片用直径为‎1 cm的打孔器打出小圆形叶片30片 ‎(2)排出细胞间隙中的气体 将小圆形叶片和适量________置于注射器中，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出，重复几次 ‎(3)分装小圆形叶片 将小圆形叶片各10片，分别放入暗处盛有20 mL富含________的清水的3个小烧杯中。这时的叶片因为________，所以全部沉到水底 ‎(4)控制自变量(光照强度)‎ 把三个烧杯分别放在距离台灯位置‎10 cm、‎20 cm、‎30 cm(对应编号为1、2、3)的三个位置上，打开台灯 ‎(5)观察并记录 一定时间内________________的数量 答案：1.(1)光合作用　(2)O2　(3)O2‎ ‎2．清水　CO2　细胞间隙充满了水　小圆形叶片浮起 注意：(1)选择叶片的厚薄、颜色、鲜嫩程度要尽可能一致。‎ ‎(2)打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。‎ ‎(3)烧杯放置时前一个烧杯不能给后一个烧杯造成光照阻挡。‎ 创新思考]‎ ‎1．为确保溶液中CO2含量充足，小圆形叶片可以放入________溶液中。‎ 提示]　NaHCO3‎ ‎2．实验改进如图所示：将盛水玻璃柱隔在灯与试管之间的作用是________________‎ ‎________________。‎ 提示]　排除光照引起的温度变化对实验结果的影响。‎ ‎3．利用下列简易装置中气体的变化量来测量某植物的呼吸作用和光合作用强度(以单位时间内产生O2的量表示)。‎ ‎(1)若测量植物的细胞呼吸强度，装置应放在________环境中，将图中B三角瓶内放置________溶液，此时CD两侧的液面变化是________。‎ ‎(2)若测量植物的光合作用强度，装置应放在________下并将图中B三角瓶内放置________溶液，此时CD两侧的液面变化情况________。‎ 提示]　(1)黑暗　NaOH　C高D低　(2)光照　NaHCO3　不能判断 题组精练]‎ ‎1．(2016·高考江苏卷)为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2。请回答以下问题：‎ ‎(1)最适宜在果树林下套种的品种是________，最适应较高光强的品种是________。‎ ‎(2)增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的________，而S3在光饱和点时可能________(填序号)。‎ ‎①光反应已基本饱和 ‎②暗反应已基本饱和 ‎③光、暗反应都已基本饱和 ‎(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中生物大分子________的合成。‎ ‎(4)在光合作用过程中，CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。‎ 淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的________。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或________，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由________构成的蔗糖，运出叶肉细胞。‎ 解析：(1)作物品种的光饱和点越低，对光需求量越少，越适合在果树林下套种；作物品种的光饱和点越高，对光需求量越大，越适合在较高光强下种植。(2)在光合作用光反应阶段，光合色素吸收的光能有两个方面的用途：一是将水分解成氧和H]，氧直接以分子形式释放，H]被传递到叶绿体基质中，作为还原剂，参加暗反应；二是在酶的有关作用下促使ADP转化为ATP，这些ATP将参与光合作用的暗反应。二氧化碳是暗反应的原料，在暗反应没有达到饱和的 情况下，增加二氧化碳浓度，会使暗反应加快，从而提高光饱和点；在暗反应达到饱和的情况下，增加二氧化碳不改变暗反应速率，光饱和点不发生变化。(3)叶绿体中光反应产生的能量仅限用于叶绿体中的需能反应，包括用于固定CO2，也可用于其中的蛋白质和核酸等生物大分子的合成。(4)根据图示，叶绿体膜上存在六碳糖载体，淀粉运出叶绿体时先水解成TP或葡萄糖(六碳糖)，葡萄糖通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，蔗糖由葡萄糖和果糖结合而成。‎ 答案：(1)S2　S3　(2)ATP和H]　①②③　(3)核酸、蛋白质　(4)基质中　葡萄糖　葡萄糖和果糖 持续光照与交替光照 光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和H]不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下，制造的有机物相对多。‎ ‎2．如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是(　　)‎ A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，致使C3化合物的量增加 B．t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是光反应速率不变，暗反应增强的结果 D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3被还原后的直接产物含量降低 解析：选D。t1→t2，由原来的弱光变为充足恒定光照，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，生成的ATP和H]增加，C3的还原增加，但CO2不充足，C3的生成未增加，因此C3化合物的量减少，A错误；由题图可知，t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B错误；t3→t4，充入CO2，暗反应增强，一定程度上加快ATP和H]的利用，但此时二者的生成并未增多，因此ATP和H]的量减少，此变化进而又导致光反应因生成物的减少而速率增大，C错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP的合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，水光解产生的H]含量减少，进而影响C3的还原，致使C3被还原后的直接产物含量降低，D正确。‎ 考点3　光合作用与呼吸作用的关系 ‎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______‎ 有机物被分解成________‎ 能量变化 光能→________‎ 稳定的化学能→____________‎ ‎____________‎ 实质 ‎____________‎ 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 主要是叶绿体 ‎____________‎ 条件 ‎____________‎ 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：CO2________________________‎ O：H2O________________‎ H：H2OH]____________H]________‎ ‎(2)能量方面 光能____________C6H12O6中稳定的化学能 答案：1.有机物　无机物　稳定的化学能　热能、ATP中活跃的化学能　合成有机物，储存能量　细胞质基质和线粒体　只在光下进行 ‎2．(1)C6H12O‎6　‎C3H4O3　CO2　O2　H2O　C6H12O6　H2O　(2)ATP中活跃的化学能　热能 判断正误]‎ ‎1．在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜。(×)‎ ‎2．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。(×)‎ ‎3．光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP。(×)‎ ‎4．净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。(√)‎ ‎5．适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量。(×)‎ ‎6．进入夜间，叶肉细胞内ATP合成停止。(×)‎ ‎7．叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP。(×)‎ ‎8．细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体。(×)‎ 热图思考]‎ 据甲、乙两图思考相应问题 ‎(1)据甲图填充 若真光合速率＝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________＋细胞呼吸消耗的O2量。‎ ‎②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2________＋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________＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。‎ ‎(2)据乙图填充 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。‎ 答案：(1)①释放量　②吸收量　③积累量(增重部分)‎ ‎(2)细胞呼吸　>　＝　<‎ 题型一　光合作用与呼吸作用的测定 光合作用与呼吸作用的测定 绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，在光下测定植物的光合作用时，实际测得的数值应为光合作用与呼吸作用的差值，即真正或实际或总光合速率＝测得(净)光合速率＋呼吸速率。‎ ‎1．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浓度的恒定。‎ ‎(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。‎ ‎(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．以有机物变化量为测量指标——半叶法 如图，可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分A、B。若给B照光，A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同，但无光的环境中保存，一段时间后，与取下的B同时烘干、称重，质量差值与时间的比值表示真正的光合速率。假设最初A、B初始质量为X g，实验处理t时间后A、B称重分别为WA、WB，则(X－WA)表示呼吸消耗量，(WB－X)表示净光合量，真正光合量＝(WB－X)＋(X－WA)，真正光合速率＝(WB－WA)/t。若先将A取下烘干称重，‎ B照光一段时间后再取下烘干称重，则质量差值与时间比值表示净光合速率A、B初始干重相等，故(WB－WA)表示有机物积累量]。‎ ‎3．“黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。‎ 例　下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得气体体积变化如图乙所示。‎ ‎(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是____________。‎ ‎(2)若此时图甲植物光照强度为15 klx，则1 h光合作用产生的气体量为________mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收________mL CO2。‎ ‎(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是____________。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5 mL，其原因是________________‎ ‎________________。‎ 解析]　本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究，明确“红色液滴移动”的实质是正确解题的关键。由于图甲中存在CO2缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是O2的消耗和释放。光合作用产生O2的气体量应包括积累量和叶片消耗量(15 klx时为150＋50＝200 mL)，若呼吸熵为0.8，则植物自身呼吸作用产生的CO2为0.8×50＝40(mL)，植物光合作用产生的O2量等于消耗的CO2量，故植物还需从外界吸收160 mL CO2；设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。‎ 答案]　(1)O2　(2)200　160　(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片　环境因素(如温度变化等)对实验的影响 光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制 ‎1．增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色水生植物；‎ ‎2．减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水；‎ ‎3．除去容器中CO2——氢氧化钠溶液；‎ ‎4．除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中；‎ ‎5．除去叶中叶绿素——酒精隔水加热；‎ ‎6．除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光；‎ ‎7．如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光；‎ ‎8．线粒体提取——细胞匀浆离心。‎ 题组精练]‎ ‎1．(2017·安徽黄山一模)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)。有关分析不合理的是(　　)‎ 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H]的场所是细胞质基质和线粒体基质 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1.8 mg 解析：选C。本题主要考查细胞呼吸、光合作用以及影响它们的因素，丙瓶不透光，生物只能进行细胞呼吸，产生H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，A项正确；甲瓶与丙瓶氧气量的差表示丙瓶细胞呼吸消耗氧气的量，B项正确；丙瓶不透光，一昼夜的时间内水样中生物均在进行呼吸作用，乙瓶透光，有光照时水样中生物会进行光合作用，消耗部分呼吸作用产生的二氧化碳，因此一昼夜后，乙瓶水样pH比丙瓶的高，C项错误；乙、丙瓶取自同一处，生物的 种类和数量基本相同，细胞呼吸速率相同，乙瓶一昼夜的净光合量用氧气表示为0.7 mg，细胞呼吸的量用氧气表示为1.1 mg，所以一昼夜乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量为1.8 mg，D项正确。‎ ‎2．将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是(　　)‎ 适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图 A．黑暗条件下，①增大、④减小 B．光强低于光补偿点时，①、③增大 C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变 D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大 解析：选B。当光强低于光补偿点或黑暗条件下，水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内O2，释放CO2，故①②增大，③④减小；当光强等于光补偿点时，水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作用速率，②③①④保持不变；当光强等于光饱和点时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率，②减小，④增大。‎ 题型二　光合作用与呼吸作用相关计算 ‎1．(2017·安徽六校一联)如图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，某植物在不同温度下的净光合作用速率和细胞呼吸速率曲线，下列叙述错误的是(　　)‎ A．光合作用中温度主要影响暗反应阶段 B．光合作用、细胞呼吸都受到温度的影响，其中与细胞呼吸有关的酶的适宜温度更高 C．温度在‎30 ℃‎左右时真正光合作用速率最大 D．若温度保持在‎25 ℃‎，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物不能正常生长 解析：选D。光合作用暗反应阶段需要更多的酶参加，因此温度主要影响暗反应阶段，A项正确；由图示可知光合作用最适温度为‎30 ℃‎，细胞呼吸的最适温度为‎40 ℃‎，B项正确；由图示可知温度为‎30 ℃‎时，净光合作用速率与细胞呼吸速率之和最大，C项正确；温度保持在‎25 ℃‎时，光照条件下净光合速率为4，黑暗条件下的呼吸速率为2.5，因此，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，D项错误。‎ ‎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的部位是线粒体 B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(‎100 cm2叶·小时)‎ C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下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：选A。由题图可知，在a点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。将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下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点将下降。‎ 常考易错的植物“三率”‎ ‎1．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——单位时间内一定量组织的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——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。‎ ‎(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。‎ ‎2．植物“三率”的判定 ‎(1)根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。‎ ‎(2)根据关键词判定：‎ 检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO2‎ 释放量(黑暗)‎ 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2‎ 吸收量(黑暗)‎ 释放量 产生量 有机物 消耗量(黑暗)‎ 积累量 制造量、产生量 课堂归纳]‎ 填充：①绿叶中的色素提取和分离　②吸收、传递和转化光能　③CO2＋H2O(CH2O)＋O2‎ ‎④光反应　⑤暗反应 易错清零]‎ 易错点1　混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择 提示]　为提高光能利用率，塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光，这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收(尽管黄绿色吸收量较小，但总不会起负作用)，而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯光。因为若利用白炽灯，则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低，从节省能源(节电、节省成本)角度讲，用红灯泡、紫灯泡效率最高。‎ 易错点2　误认为温室生产中昼夜温差越大，作物产量越高 提示]　白天适当提高温度或增加CO2浓度，可有利于提高光合产量，夜晚不进行光合作用，适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗，故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量，从而提高作物产量。然而，昼夜温差并非越大越好，因为夜晚温度过低时，呼吸酶活性过小，当呼吸作用被过度抑制时，必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程，从而制约次日的光合作用，这对作物生长显然不利。‎ 易错点3　误认为光合作用暗反应中C5可参与(CH2O)生成 提示]　光合作用暗反应中C5的作用在于固定CO2形成C3,14CO2中的‎14C转移途径为14CO2→‎14C3→(14CH2O)，中间没有C5参与，C5的作用为C5＋CO2→‎2C3→(CH2O)、C5，C5被用于再次固定CO2，不能理解为C5生成(CH2O)。‎ 随堂演练]‎ ‎1．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是(　　)‎ A．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 B．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 C．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 D．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 解析：选C。A项，光合作用的光反应中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸；B项，光合作用中叶绿素吸收并转化光能的过程与酶的催化作用无关；C项，乳酸是无氧呼吸的产物，在人体内不能继续分解供能，人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的；D项，病毒无独立的代谢系统，病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供。‎ ‎2．(2016·高考全国甲卷)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)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度低于a时，随光照强度的增加，光合作用强度逐渐升高，说明限制其光合作用强度的主要因素为光照强度。(2)根据图示信息。对于甲组植物而言，当光照强度高于b时，随光照强度的增加，光合作用强度不变，说明受其他环境因素的限制。由于光合作用需要不断消耗环境中的CO2，故提高CO2浓度可使b光照强度下甲组的光合作用强度升高。(3)由题目信息可知，乙组和甲组是同一种植物，只是环境中的光照强度不同，虽然乙组植物在低光照环境中的光合作用强度低，但其子代在模 拟自然光照下其光合作用强度仍然能够升高，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 ‎3．(2016·高考全国甲卷)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________________‎ ‎________________。‎ ‎(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________________。‎ 解析：(1)1号试管中没有加水草，50 min后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说明无关变量不会引起溶液颜色的变化，2至7号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中CO2含量减少了，无关变量对实验结果有影响，则说明2至7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管进行了遮光，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生CO2，而且与3号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度)相比，2号试管溶液中的CO2含量更多，颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下溶液中CO2含量没有变化，水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等，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　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 ‎4．(2016·高考全国丙卷)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：‎ 对照组 实验组一 实验组二 实验组三 实验组四 实验处理 温度/ ℃‎ ‎36‎ ‎36‎ ‎36‎ ‎31‎ ‎25‎ 相对湿度/%‎ ‎17‎ ‎27‎ ‎52‎ ‎52‎ ‎52‎ 实验结果 光合速率/mg CO2·dm－2·h－1‎ ‎11.1‎ ‎15.1‎ ‎22.1‎ ‎23.7‎ ‎20.7‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是________，其依据是________________；并可推测，________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。‎ ‎(2)在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是________________。‎ ‎(3)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白，________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。‎ 解析：(1)根据表格信息可知，对照组、实验组一、实验组二在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大；实验组二、实验组三、实验组四在相同湿度条件下，随温度的变化，光合速率变化不大。因此可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是湿度。根据上述结论，增加麦田环境的相对湿度可提高小麦的光合速率，降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)与实验组四相比，实验组三的温度高‎6 ℃‎，光合速率有所提高，说明实验组四的环境温度未达到光合作用的最适温度，故适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的方式是自由扩散，不需要载体蛋白，不需要消耗ATP。‎ 答案：(1)湿度(或相对湿度)　在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大　增加　(2)四　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度　(3)不需要　不需要 ‎5．(2015·高考全国卷Ⅰ)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：‎ A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。‎ B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。‎ C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。‎ D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________________________________________；C组和D组的实验结 果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。‎ ‎(2)A、B、C三组处理相比，随着________________________的增加，使光下产生的________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。‎ 解析：(1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半，但C组光合作用产物的相对含量与D组相差很少，可以判断C组单位光照时间内植物合成有机物的量高于D组。C组和D组的结果对照说明黑暗处理时也进行光合作用，即光合作用过程中某些反应不需要光照，该反应指的是暗反应，进行暗反应的场所是叶绿体基质。(2)比较A、B、C三组可以看出，三组的光照和黑暗交替频率不同，交替频率增加可使光照下产生的ATP和还原型辅酶Ⅱ及时利用和再生，从而提高光合作用中CO2的同化量。‎ 答案：(1)高于　C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%　光照　基质 ‎(2)光照和黑暗交替频率　ATP和还原型辅酶Ⅱ 课时规范训练单独成册]‎ 一、选择题 ‎1．有人把玉米和向日葵的叶片从植株上切下后，分别放在保持高湿度、充足光照的容器内(保持叶片的生活状态)，叶片的含水量由于蒸腾作用而逐渐减少，然后测定叶片在水分亏缺情况下的相对光合作用强度，结果如图所示。据图分析，水分亏缺对光合作用产生影响的原因最可能是(　　)‎ A．水分亏缺直接影响植物的光合作用 B．水分亏缺对不同植物光合作用的影响程度和影响方式不同 C．水分亏缺影响光合作用是因为水分是光合作用的原料之一 D．水分亏缺影响光合作用主要是通过影响CO2进入叶内而起作用的 解析：选D。植物缺水时，为了减少蒸腾作用气孔关闭，从而影响CO2进入叶内，导致光合作用强度下降。‎ ‎2．利用同种玉米植株，探究不同条件下光合作用或细胞呼吸的变化情况，得到的结果如下列各图。其中“M”点时光合作用速率与细胞呼吸速率不相等的图是(　　)‎ 解析：选A。A图中“M”点时光合作用速率是细胞呼吸速率的2倍，A正确；B图中“M”点是光补偿点，所以光合作用速率与细胞呼吸速率相等，B错误；C图中的“M”点时光合作用速率与细胞呼吸速率相等，C错误；D图中的“M”点表明CO2浓度既不增加也不减少，说明光合作用速率与细胞呼吸速率相等，D错误。‎ ‎3．对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示。下列对结果的分析中，不合理的是(　　)‎ ‎　　　　　‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎10‎ ‎－0.5‎ ‎＋3.0‎ ‎＋4.0‎ ‎20‎ ‎－1.0‎ ‎＋2.0‎ ‎＋5.0‎ A.在10 klx光照条件下5 h,‎10 ℃‎时光合作用产生的O2总量比‎20 ℃‎时少7.5 mg B．在‎10 ℃‎时，分别用10 klx和5 klx光照12 h、黑暗处理12 h，前者O2增加量比后者多12 mg C．一昼夜中，在‎10 ℃‎、10 klx光照X h后，余下时间转入‎20 ℃‎的黑暗环境中，若O2变化量为0，则X＝4.8‎ D．该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关变量 解析：选D。解答本题时应注意无论光照还是黑暗条件下细胞都进行呼吸作用。在10 klx光照条件下5 h,‎10 ℃‎时光合作用产生的O2总量＝5×(4.0＋0.5)＝22.5(mg)，‎20 ℃‎时光合作用产生的O2总量＝5×(5.0＋1.0)＝30(mg)，故A正确；在‎10 ℃‎时，光照12 h、黑暗处理12 h，10 klx条件下O2增加量＝12×(4.0＋0.5)－24×0.5＝42(mg)，5 klx条件下O2增加量＝12×(3.0＋0.5)－24×0.5＝30(mg)，即前者O2增加量比后者多12(mg)，故B正确；一昼夜中，在‎10 ℃‎、10 klx光照X h后，O2增加量＝4X(mg)，‎20 ℃‎黑暗环境中(24－X)h消耗的O2量为(24－X)×1(mg)，若O2变化量为0，则4X－(24－X)×1＝0，解得X＝4.8，故C正确；该实验的自变量为光照强度和温度，光照时间、CO2浓度等为无关变量，故D错误。‎ ‎4．下列对两种生理反应式的相关叙述，错误的是(　　)‎ 反应式1：C6H12O6‎2C3H4O3＋4H]＋能量 反应式2：CO2＋C5‎2C3‎ A．反应式1得到的产物(C3H4O3)在人和乳酸菌细胞的去路可以相同 B．反应式2得到的产物可进一步转化成C5和C6H12O6‎ C．反应式1生成的能量大部分以热能形式散失 D．反应式2一定发生在叶绿体基质中，相应速率受CO2浓度的影响 解析：选D。反应式1为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，人和乳酸菌都能进行乳酸式无氧呼吸，A正确；反应式2为光合作用过程中的CO2的固定，生成的C3可进一步转化成C5和C6H12O6，但发生的场所不一定是叶绿体基质，因为能进行光合作用的也可以是不具有叶绿体的原核生物，B正确，D错误；呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失，其余能量暂时储存在ATP中，C正确。‎ ‎5．将生长发育状况相同的大豆植株分为两组，Ⅰ组用遮光网处理以降低光照强度，Ⅱ组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A．ab段叶肉细胞合成H]的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体 B．e点时叶绿体中ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜 C．一天中有机物总量最少的是f点 D．在dg对应的时间段进行遮光处理，可提高大棚栽种作物的产量 解析：选C。图中ab段表明植株叶肉细胞既进行光合作用也进行有氧呼吸，故其细胞内合成H]的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体，A项正确；e点时暗反应产生的ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜参与光反应，B项正确；c点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，该点之前有机物消耗，之后有机物积累，故c点时有机物总量最少，C项错误；根据图示，可在dg对应的时间段进行遮光处理，可提高大棚栽种作物的产量，D项正确。‎ ‎6．如图表示在适宜温度和CO2浓度下的大棚中，光照强度对某植物光合作用的影响。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．光照强度在D点时，光反应最强，细胞中的ATP大量积累 B．B点时叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度 C．植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S2＋S4‎ D．大棚用红色或蓝紫色薄膜对提高棚内植物的产量最有效 解析：选B。D点时光反应强，产生的ATP多，同时暗反应消耗的ATP也多，因此细胞中的ATP不会大量积累，A项错误；B点时整株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，植物有些部位如根等不见光部位不能进行光合作用，只进行呼吸作用，叶肉细胞是进行光合作用的主要部位，因此B点时叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度，B项正确；植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S1＋S2＋S4，C项错误；大棚选用无色薄膜效果最好，D项错误。‎ ‎7．在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48 h后测定植株营养器官和生殖器官中‎14C的量。两类器官各自所含‎14C量占植株‎14C总量的比例如图所示。‎ 与本实验相关的错误叙述是(　　)‎ A．14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B．生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官 C．遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D．实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响 解析：选C。CO2被固定形成C3，进而被还原为光合产物，是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的，A正确；分析图示可知，该植物生殖器官发育早期，营养器官中含‎14C量的比例较高，说明此期光合产物大部分被分配到营养器官，B正确；由图示可知遮光70%条件下，在生殖器官发育早期，分配到营养器官的光合产物较多，只有在生殖器官发育晚期，分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近，C错误；分析题干信息和图示均可看出本实验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响，D正确。‎ ‎8．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。相关分析正确的是(　　)‎ A．光照相同时间，‎35 ℃‎时光合作用制造的有机物的量与‎30 ℃‎时相等 B．光照相同时间，在‎20 ℃‎条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于‎25 ℃‎时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等 解析：选A。光下CO2的消耗量应为CO2吸收量与呼吸CO2释放量之和，‎35 ℃‎时消耗量为3.00＋3.50＝6.50，‎30 ℃‎时为3.50＋3.00＝6.50。图中可见光下‎25 ℃‎时CO2吸收量最大，故‎25 ℃‎时植物积累的有机物的量最多。‎25 ℃‎时，光合作用CO2的消耗量应为3.75＋2.25＝6.00，而‎30 ℃‎、‎35 ℃‎时都为6.50。图中两曲线的交点应表示光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。‎ ‎9．如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是(　　)‎ A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程 B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程 C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d D．以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b 解析：选C。结合图示考查光合作用和细胞呼吸的联系及物质转化关系。a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移途径为C18O2→有机 物→C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以HO作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸作用下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。‎ ‎10．利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，下列叙述正确的是(　　)‎ A．试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量 B．在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用产生氧气 C．为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验 D．为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化 解析：选C。试管中收集的气体量是光合作用的净产氧量，A错误；在光下有气泡产生不能确定是光合作用产生的氧气，B错误；为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验，C正确；探究光照强度对光合作用的影响时，距光源不同距离，应设置不同装置，观察气泡产生速率的变化，D错误。‎ ‎11．植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能 B．叶温在36～‎50 ℃‎时，植物甲的净光合速率比植物乙的高 C．叶温为‎25 ℃‎时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的 D．叶温为‎35 ℃‎时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0‎ 解析：选D。植物进行光合作用所需能量均来自于太阳能，A正确；叶温在36～50 ℃时，植物甲的曲线在植物乙曲线上方，所以植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；叶温为‎25 ℃‎时，植物甲和乙的曲线没有相交，即二者的净光合速率不同，C正确；叶温为‎35 ℃‎时，甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零，所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0，D错误。‎ 二、非选择题 ‎12．下列图示中，图甲表示植物光合作用强度与光照强度之间的关系；图乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程；图丙表示在种植植物的密闭玻璃温室中，CO2浓度随光照强度变化而变化的情况；图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度之间的关系。请据图回答：‎ ‎(1)图甲三种植物中最适合间作的两种是____________；叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是____________。‎ ‎(2)图乙中Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第________阶段；Ⅱ进行的场所是____________。‎ ‎(3)从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为____________。‎ ‎(4)图丁中，如果温度上升‎5 ℃‎，b点将向________(填“左上”“右下”“左下”或“右上”)方移动。‎ 解析：(1)图甲中Ⅰ为强光照植物，Ⅲ为弱光照植物，最适合间作；a点植物既可以进行光合作用也可以进行呼吸作用，而b点植物只能进行呼吸作用，两点时都可产生ATP的细胞器是线粒体。(2)图乙中Ⅰ、Ⅱ分别表示光合作用的光反应和暗反应，Ⅲ表示细胞呼吸；Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第三阶段，与H]反应生成H2O；Ⅱ进行的场所是叶绿体基质。(3)图丙中a～b、c～d细胞呼吸速率大于光合作用速率，b～c细胞呼吸速率小于光合作用速率，因此图中b、c点代表光合速率与呼吸速率相等。(4)图丁中，如果温度上升‎5 ℃‎，高于最适温度，麦芽糖酶的活性下降，催化速率降低，麦芽糖的消耗速率减慢，b点将向左下方移动。‎ 答案：(1)Ⅰ和Ⅲ　线粒体 ‎(2)三　叶绿体基质 ‎(3)b、c　(4)左下 ‎13．细辛是一种在森林下层生活的植物，滨藜是一种在沙漠中生活的植物。下图是光照强度对两种植物(甲、乙)光合作用强度影响的曲线。请据图回答：‎ ‎(1)图中代表滨藜光合作用强度变化的曲线是____________；b1点时植物叶肉细胞内产生ATP的部位有______________________________________________，水参与反应并产生H]的部位有__________________________________。‎ ‎(2)图中e点时，限制甲植物增产的主要环境因素是____________，限制乙植物增产的主要环境因素有____________，此时固定CO2量较多的植物是____________。‎ ‎(3)图中b2点的含义是__________________________。若将植物移植到缺Mg的环境中培养，一段时间后b2点将向____________移动。‎ ‎(4)若探究温度对细辛叶片细胞呼吸强度的影响，则该实验需在____________条件下进行。‎ 答案：(1)甲　叶绿体、线粒体、细胞质基质 类囊体薄膜(叶绿体)和线粒体基质(线粒体)‎ ‎(2)光照强度　CO2浓度、温度　甲 ‎(3)光合作用强度等于呼吸作用强度　右 ‎(4)黑暗 ‎14．下面是关于植物光合作用的问题。请回答：‎ ‎(1)光反应发生在叶绿体的____________中，H2O在光反应中分解为____________。‎ ‎(2)若以14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含‎14C的三碳化合物是____________。该三碳化合物在NADPH和ATP物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。‎ ‎(3)给某植物提供C18O2和H2O释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O是由于____________，HO又作为原料参与了光合作用之故。‎ ‎(4)植物光合作用光饱和点可通过测定不同____________下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由‎25 ℃‎降为‎5 ℃‎的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度________(选填：＜、≤、＝、≥、＞)‎25 ℃‎。‎ 解析：(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，H2O在光反应中分解为H]、O2。(2)在卡尔文循环中首先出现的三碳化合物是三碳酸。该三碳化合物在NADPH和ATP的作用下被还原为三碳糖磷酸。(3)给植物提供C18O2，而释放的氧气中也含有18O，说明C18O2中的部分氧转移到了HO中，而HO又作为原料参与光反应，分解为18O2。(4)植物光合作用的光饱和点，是指光合速率达到最大时的最低光强度。该植物在温度由‎25 ℃‎降为‎5 ℃‎的过程中光饱和点逐渐减小，说明此时温度是光合作用的限制因素，因此该植物在光照充足时的最适温度≥‎25 ℃‎。‎ 答案：(1)类囊体膜　H]、O2‎ ‎(2)三碳酸 ‎(3)C18O2中的部分氧转移到HO中 ‎(4)光强度　≥‎