二輪復(fù)習(xí)細(xì)胞代謝的兩個(gè)重要過程-細(xì)胞呼吸與光合作用課件（137張）

專題四細(xì)胞代謝的兩個(gè)重要過程——細(xì)胞呼吸與光合作用[考綱要求]1．細(xì)胞呼吸(Ⅱ)

2.光合作用的基本過程(Ⅱ)

3.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)葉綠體類囊體薄膜上有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光、CO2、溫度等細(xì)節(jié)拾遺1．教材必修1P93“文字信息”：說出肌質(zhì)體的組成及意義。提示：肌細(xì)胞內(nèi)的肌質(zhì)體是由大量變形的線粒體組成的，肌質(zhì)體顯然有利于對(duì)肌細(xì)胞的能量供應(yīng)。2．教材必修1P94“相關(guān)信息”與P103“相關(guān)信息”：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]與光合作用產(chǎn)生的[H]有怎樣的不同？提示：細(xì)胞呼吸過程中的[H]是由氧化型輔酶Ⅰ(NAD＋)轉(zhuǎn)化成的還原型輔酶Ⅰ(NADH)；光合作用中的[H]形成過程實(shí)際上是氧化型輔酶Ⅱ(NADP＋)與電子和質(zhì)子(H＋)結(jié)合，形成的還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。3．教材必修1P99“學(xué)科交叉”：通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用嗎？提示：不能，可見光的波長(zhǎng)范圍是390～760nm。不同波長(zhǎng)的光，顏色不同。波長(zhǎng)小于390nm的光是紫外光；波長(zhǎng)大于760nm的光是紅外光。一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。4．教材必修1P99“圖5－10”：葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值相同嗎？提示：不同，葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰值大于葉綠素b的吸收峰值。5．教材必修1P100“資料分析”與“基礎(chǔ)題3”：恩格爾曼的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論有什么不同？提示：資料1中的結(jié)論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所?；A(chǔ)題3的結(jié)論是：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用，放出氧氣。6．教材必修1P108“知識(shí)遷移”：松土有利于植物吸收礦質(zhì)元素，也有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境嗎？為什么？提示：不利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，因?yàn)橹参锖臀⑸镉醒鹾粑鼤?huì)產(chǎn)生更多二氧化碳。易錯(cuò)診斷1．葡萄糖能進(jìn)入線粒體氧化分解(

)2．無氧呼吸兩個(gè)階段都釋放能量(

)3．無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累(

)4．酵母菌細(xì)胞的呼吸方式不同，產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所相同(

)5．生物體中的細(xì)胞只要富含O2，該細(xì)胞就進(jìn)行有氧呼吸(

)×××××6．適宜光照下，葉綠體和線粒體合成ATP都需要O2(

)7．與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短(

)8．密閉玻璃容器中降低CO2供應(yīng)，植物光反應(yīng)不受影響，但暗反應(yīng)速率降低(

)9．光照較弱時(shí)，葉肉細(xì)胞中可能沒有淀粉的積累(

)10．光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP(

)×××√×考點(diǎn)

細(xì)胞呼吸1．“三看法”判斷細(xì)胞呼吸的類型有氧呼吸無氧呼吸產(chǎn)生酒精注：動(dòng)物細(xì)胞CO2只產(chǎn)自有氧呼吸過程，產(chǎn)生的唯一場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)(動(dòng)物細(xì)胞無氧呼吸只產(chǎn)乳酸，不產(chǎn)生CO2)。2．把握影響細(xì)胞呼吸的“四類”曲線低溫?zé)o氧呼吸[特別提醒](1)不要認(rèn)為有氧呼吸的全過程都需要O2。有氧呼吸只有第三階段消耗O2。(2)不要認(rèn)為進(jìn)行有氧呼吸一定需要線粒體，真核生物一定進(jìn)行有氧呼吸。原核生物沒有線粒體，但有些原核生物因?yàn)楹信c有氧呼吸有關(guān)的酶，也可以進(jìn)行有氧呼吸；無線粒體的真核生物或真核細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸，如蛔蟲、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等。(3)寫細(xì)胞呼吸的反應(yīng)式時(shí)不能用ATP來代替能量，因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的能量包括儲(chǔ)存在ATP中的能量和以熱能形式散失的能量。命題點(diǎn)1以細(xì)胞呼吸為載體考查理解與信息獲取能力1．(2020·全國(guó)卷Ⅰ)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸B．若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C．若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放D．若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多DB項(xiàng)正確。若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物為乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放，C項(xiàng)正確。若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少；若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(2021·湖南卷)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40℃左右溫水淋種并時(shí)常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣B．農(nóng)作物種子入庫(kù)貯藏時(shí)，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長(zhǎng)C．油料作物種子播種時(shí)宜淺播，原因是萌發(fā)時(shí)呼吸作用需要大量氧氣D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用B解析：根據(jù)題意，40℃左右溫水淋種，是為了提供水分和適宜的溫度；時(shí)常翻種是為了提供氧氣；水分、適宜的溫度和氧氣都可以促進(jìn)種子的呼吸作用，A正確。貯藏種子的條件是零上低溫、低氧、干燥，無氧條件下種子無氧呼吸旺盛，產(chǎn)物酒精的積累容易使種子腐爛，貯藏壽命縮短，B錯(cuò)誤。油料作物種子中脂肪較多，相對(duì)于糖類而言，脂肪分子中H的比例高，而O的比例低，單位質(zhì)量的脂肪氧化分解時(shí)消耗的氧氣更多，因此播種時(shí)宜淺播，C正確。水果保鮮時(shí)，利用塑料袋密封保存，可隔絕氧氣，降低呼吸速率，同時(shí)減少水分散失，起到保鮮作用，D正確。命題點(diǎn)2以細(xì)胞呼吸為載體考查科學(xué)思維與科學(xué)探究3．有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的O2時(shí)，其產(chǎn)生的酒精和CO2的物質(zhì)的量如圖所示。據(jù)圖中信息推斷，錯(cuò)誤的是(

)A．當(dāng)O2濃度為a時(shí)，酵母菌沒有有氧呼吸，只有無氧呼吸B．當(dāng)O2濃度為b和d時(shí)，酵母菌細(xì)胞呼吸的過程有所不同C．當(dāng)O2濃度為c時(shí)，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵D．a(chǎn)、b、c、d不同O2濃度下，細(xì)胞都能產(chǎn)生[H]和ATPC解析：當(dāng)O2濃度為a時(shí)，酒精產(chǎn)生量與CO2產(chǎn)生量相等，說明此時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸；當(dāng)O2濃度為b時(shí)，產(chǎn)生CO2的量多于酒精的量，說明酵母菌還進(jìn)行了有氧呼吸，當(dāng)O2濃度為d時(shí)，沒有酒精產(chǎn)生，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，因此O2濃度為b、d時(shí)細(xì)胞呼吸過程有所不同；當(dāng)O2濃度為c時(shí)，產(chǎn)生6mol酒精的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生6molCO2，需要消耗3mol葡萄糖，剩余的9molCO2來自有氧呼吸，需消耗1.5mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵；無論是無氧呼吸還是有氧呼吸都會(huì)產(chǎn)生[H]和ATP。4．(2021·全國(guó)甲卷)某同學(xué)將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不可能得到的結(jié)果是(

)A．該菌在有氧條件下能夠繁殖B．該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產(chǎn)生C．該菌在無氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇D．該菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2B解析：酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧條件下都能生存，其在有氧的條件下分解有機(jī)物釋放能量多，可以增殖，在無氧的條件下發(fā)酵產(chǎn)生酒精，A、C不符合題意；酵母菌無氧呼吸的第一階段會(huì)產(chǎn)生[H]和丙酮酸，B符合題意；酵母菌有氧呼吸的產(chǎn)物為CO2和H2O，無氧呼吸的產(chǎn)物為CO2和酒精，即酵母菌有氧與無氧呼吸都有CO2產(chǎn)生，D不符合題意?？键c(diǎn)

光合作用1．外界條件變化時(shí)，C5、C3、[H]、ATP等物質(zhì)的量的變化模式圖(1)光照強(qiáng)度變化C3

C5、[H]、ATP

C5、[H]、ATP

C3

(2)CO2濃度變化C5、[H]、ATP

C3

C3

C5、[H]、ATP

2．把握影響光合作用因素的3類曲線[特別提醒](1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的參與。(2)進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不一定含葉綠體，如藍(lán)藻、光合細(xì)菌能進(jìn)行光合作用，但沒有葉綠體。(3)CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響：CO2濃度很低時(shí)，光合作用不能進(jìn)行。命題點(diǎn)1以光合作用為載體考查理解和信息獲取能力1．如圖為正常綠色植物的葉綠素a的吸收光譜、色素總吸收光譜，以及光合作用的作用光譜(作用光譜代表各種波長(zhǎng)下植物的光合作用效率)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制B．葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的C．植物進(jìn)行光合作用時(shí)，C5總量的變化趨勢(shì)與作用光譜基本一致D．溫度、CO2濃度等因素能影響作用光譜的吸收值C解析：葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制，A正確；據(jù)曲線可知，葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，B正確；植物進(jìn)行光合作用時(shí)，氧氣釋放量的變化趨勢(shì)與作用光譜相同，而C5由于利用和合成處于動(dòng)態(tài)平衡，因此C5總量基本不變，C錯(cuò)誤；溫度、CO2濃度等因素能影響作用光譜的吸收值進(jìn)而影響光合作用，D正確。2．(2020·天津卷)研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是(

)A．產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B．該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素A解析：綠色植物光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜，產(chǎn)物有O2、[H]、ATP，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，產(chǎn)物是糖類等有機(jī)物，據(jù)此推斷該半人工光合作用反應(yīng)體系中產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)不僅是CO2，還有水等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；類囊體產(chǎn)生的[H]、ATP參與CO2固定與還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)體系含有從菠菜中分離的類囊體，類囊體上含有光合作用色素，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2020·山東卷)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是_______________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________。解析：分析題圖可知，模塊1將光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2電解水，同時(shí)轉(zhuǎn)換能量供模塊3還原CO2產(chǎn)生糖類，比較這一過程與光合作用的全過程可知，模塊1和模塊2相當(dāng)于光合作用的光反應(yīng)階段，模塊3相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)階段。(1)根據(jù)上面的分析可知，該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊，即吸收和轉(zhuǎn)化光能的模塊是模塊1和模塊2。光合作用的暗反應(yīng)包括兩步反應(yīng)，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，與C5結(jié)合，形成C3。二是C3的還原：C3接受ATP和NADPH釋放的能量，在酶的作用下最終轉(zhuǎn)化為糖類和C5。比較該過程與模塊3的反應(yīng)過程可知，甲與CO2反應(yīng)生成乙，這一階段為CO2的固定，那么甲為C5，即五碳化合物，乙為C3，即三碳化合物。答案：(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是______________________________________。解析：(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，相當(dāng)于光合作用過程中突然停止供應(yīng)CO2，CO2的固定受阻，短時(shí)間內(nèi)C3的還原正常進(jìn)行，進(jìn)而導(dǎo)致乙(C3)的合成量減少，消耗量不變，C3含量減少。光合作用的暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，相當(dāng)于暗反應(yīng)無法進(jìn)行，就無法為模塊2提供ADP、Pi和NADP＋，從而影響了模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率。答案：(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是____________。解析：(3)植物有機(jī)物的積累量稱為凈光合作用量，即有機(jī)物的制造量(真正光合作用量)減去呼吸作用消耗的有機(jī)物量。這個(gè)人工系統(tǒng)中只有有機(jī)物的制造，沒有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的情況下，有機(jī)物(糖類)的積累量將高于植物。答案：(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)

(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_____________________________________________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。解析：(4)干旱條件下，植物為降低蒸騰作用對(duì)水分的過度散失，氣孔的開放程度降低，進(jìn)而影響CO2的吸收，會(huì)間接影響光合作用速率。答案：(4)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少命題點(diǎn)2以光合作用為載體考查科學(xué)思維與科學(xué)探究4．(2021·全國(guó)乙卷)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有__________________________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和________釋放的CO2。解析：(1)葉肉細(xì)胞的細(xì)胞呼吸場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，光合作用場(chǎng)所為葉綠體，細(xì)胞呼吸和光合作用均能產(chǎn)生ATP，所以白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。據(jù)題意可知，雖然白天氣孔關(guān)閉，但液泡中儲(chǔ)存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用，此外細(xì)胞呼吸釋放的CO2也可供給葉綠體，用于光合作用。答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體細(xì)胞呼吸(2)氣孔白天關(guān)閉、晚上打開是這類植物適應(yīng)干旱環(huán)境的一種方式，這種方式既能防止______________________，又能保證________正常進(jìn)行。解析：(2)該類植物生活在干旱環(huán)境中，白天氣孔關(guān)閉，可以防止蒸騰作用太強(qiáng)而導(dǎo)致水分大量散失；夜晚氣孔打開，可以從外界吸收CO2，CO2通過生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中，白天時(shí)蘋果酸脫羧釋放出CO2，保證了該類植物光合作用的正常進(jìn)行。答案：(2)水分大量散失光合作用(3)若以pH作為檢測(cè)指標(biāo)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果)解析：(3)由題干信息可知，夜間植物甲的葉肉細(xì)胞吸收CO2生成的蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中，白天液泡中的蘋果酸脫羧釋放CO2用于光合作用，故可推知夜間植物甲葉肉細(xì)胞液的pH小于白天葉肉細(xì)胞液的pH，故實(shí)驗(yàn)思路：白天和夜間每隔一定時(shí)間取干旱條件下生長(zhǎng)的植物甲的葉片，測(cè)定葉肉細(xì)胞的pH；預(yù)期結(jié)果：植物甲葉肉細(xì)胞pH在夜間逐漸降低、白天逐漸升高。答案：(3)實(shí)驗(yàn)思路：白天和夜間每隔一定時(shí)間取干旱條件下生長(zhǎng)的植物甲的葉片，測(cè)定葉肉細(xì)胞的pH；預(yù)期結(jié)果：植物甲葉肉細(xì)胞pH在夜間逐漸降低、白天逐漸升高。5．快菜體積介于小白菜和大白菜之間，也可以看作是早熟的大白菜，生長(zhǎng)周期短，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與大白菜等同。某科研機(jī)構(gòu)為研究高溫脅迫對(duì)快菜生長(zhǎng)的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將快菜種子在25℃環(huán)境下種植，當(dāng)長(zhǎng)到第28天時(shí)取生長(zhǎng)狀態(tài)相同的快菜均分為六組分別進(jìn)行不同溫度處理，處理溫度梯度依次為25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，處理兩小時(shí)后立即測(cè)定各組葉片的葉綠素相對(duì)含量、細(xì)胞膜通透性(利用電導(dǎo)儀測(cè)量葉片的相對(duì)電導(dǎo)率來反映細(xì)胞膜通透性的大小，細(xì)胞外電解質(zhì)越多，相對(duì)電導(dǎo)率越大)、光合速率，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)在本實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)各組葉片葉綠素含量時(shí)，使用的葉綠素提取試劑是________，研磨葉片時(shí)加入碳酸鈣的作用是_______________________。解析：(1)葉綠素提取試劑是無水乙醇，研磨葉片時(shí)加入碳酸鈣的作用是防止色素被破壞。答案：(1)無水乙醇防止色素被破壞(2)由圖2可知，隨溫度升高，相對(duì)電導(dǎo)率增大，細(xì)胞膜通透性________，說明細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受到了損傷，________外流。據(jù)此推測(cè)，與光合作用直接有關(guān)的結(jié)構(gòu)______________也會(huì)發(fā)生損傷，導(dǎo)致光合作用速率下降。解析：(2)由圖2可知，隨溫度升高，相對(duì)電導(dǎo)率增大，細(xì)胞膜通透性增強(qiáng)，說明細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受到了損傷，電解質(zhì)外流。據(jù)此推測(cè)，與光合作用直接有關(guān)的結(jié)構(gòu)類囊體薄膜也會(huì)發(fā)生損傷，導(dǎo)致光合作用速率下降。答案：(2)增強(qiáng)電解質(zhì)類囊體薄膜(3)由圖3分析可知，高溫脅迫下隨溫度升高，快菜葉片的光合速率迅速下降，除了圖1、圖2涉及的原因以外，還可能是_________________(答出兩點(diǎn)即可)。解析：(3)由圖3分析可知，高溫脅迫下隨溫度升高，快菜葉片的光合速率迅速下降，可能原因是高溫脅迫下快菜葉綠素相對(duì)含量降低(圖1)，高溫脅迫下快菜葉片細(xì)胞膜通透性增強(qiáng)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷，類囊體薄膜損傷(圖2)，還可能是溫度高，蒸騰作用強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收減少；隨溫度升高，光合作用的酶活性降低，光合速率下降。答案：(3)溫度高，蒸騰作用強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收減少；隨溫度升高，光合作用的酶活性降低，光合速率下降(4)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_________________________________________。解析：(4)通過圖1、2、3分析可得出，實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是高溫脅迫下，快菜葉片葉綠素相對(duì)含量降低、細(xì)胞膜通透性增強(qiáng)、光合速率下降。答案：(4)高溫脅迫下，快菜葉片葉綠素相對(duì)含量降低、細(xì)胞膜通透性增強(qiáng)、光合速率下降考點(diǎn)

光合作用與呼吸作用的關(guān)系

1．光合作用與細(xì)胞呼吸的過程2．四種狀況下“光合與呼吸”關(guān)系細(xì)胞呼吸大于光補(bǔ)償點(diǎn)3．真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的判定方法(1)根據(jù)坐標(biāo)曲線判定①當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，若CO2吸收值為負(fù)值，該值的絕對(duì)值代表細(xì)胞呼吸速率，曲線代表凈光合速率，如圖甲。②當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，光合速率也為0，曲線代表真正光合速率，如圖乙。(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件判定實(shí)驗(yàn)結(jié)果所給數(shù)值若為黑暗條件下綠色植物的測(cè)定值，則為呼吸速率；若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測(cè)定值，則為凈光合速率。[特別提醒](1)判斷植物體能否正常生長(zhǎng)，即判斷植物有機(jī)物積累量是否大于0。(2)注意所求與已知的物質(zhì)是否一致，如已知CO2的量，所求為葡萄糖的量，則需要借助反應(yīng)式進(jìn)行換算。(3)計(jì)算結(jié)果還應(yīng)注意時(shí)間、面積、質(zhì)量、物質(zhì)的量等單位是否統(tǒng)一。命題點(diǎn)1以光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系為載體考查理解能力1．如圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用與有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化圖解，其中①～④表示過程。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．過程①③④都能合成ATPB．過程①②③④總是同時(shí)進(jìn)行C．過程①③都在生物膜上進(jìn)行D．過程④產(chǎn)生的[H]還來自水B解析：光反應(yīng)階段①產(chǎn)生ATP，暗反應(yīng)階段②消耗ATP，有氧呼吸③④過程均能產(chǎn)生ATP，A正確；光照條件下，葉肉細(xì)胞內(nèi)光合作用與有氧呼吸①②③④可以同時(shí)進(jìn)行，黑暗時(shí)細(xì)胞只有③④有氧呼吸進(jìn)行，B錯(cuò)誤；光反應(yīng)階段①發(fā)生在類囊體薄膜上，有氧呼吸第三階段③發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，C正確；過程④包括有氧呼吸第一階段和第二階段，其中第一階段產(chǎn)生的[H]來自葡萄糖，第二階段產(chǎn)生的[H]來自丙酮酸和水，D正確。2．用同位素標(biāo)記法研究光合作用和有氧呼吸過程中氧原子的來龍去脈，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(

)A．有氧呼吸的產(chǎn)物CO2中的O全部來自原料中的C6H12O6B．有氧呼吸的產(chǎn)物H2O中的O全部來自原料中的O2C．光合作用的產(chǎn)物O2中的O全部來自原料中的H2OD．光合作用的產(chǎn)物C6H12O6中的O全部來自原料中的CO2A解析：有氧呼吸的產(chǎn)物CO2中的O來自原料中的C6H12O6和水，A錯(cuò)誤；有氧呼吸的產(chǎn)物H2O(第三階段生成)中的O全部來自原料中的O2，B正確；光合作用的產(chǎn)物O2中的O全部來自原料中的H2O(光反應(yīng)階段)，C正確；光合作用的產(chǎn)物C6H12O6中的O全部來自原料中的CO2，D正確。命題點(diǎn)2以光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系為載體考查獲取信息和實(shí)驗(yàn)分析的能力3.(2020·浙江卷)將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應(yīng)介質(zhì)溶液中，測(cè)量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時(shí)間內(nèi)單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是(

)A．測(cè)得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率B．若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測(cè)得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏大C．若該植物較長(zhǎng)時(shí)間處于遮陰環(huán)境，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B～C段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A～B段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似解析：植物葉片光合作用消耗的二氧化碳來自空氣中的二氧化碳和自身細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，測(cè)植物葉片的光合速率時(shí)，測(cè)的是密閉裝置內(nèi)二氧化碳的減少量，不包括細(xì)胞呼吸提供的二氧化碳量，所以此數(shù)值比植物葉片光合速率的真實(shí)值??；葉綠體光合作用消耗的二氧化碳全部來自空氣中的二氧化碳，測(cè)葉綠體的光合速率時(shí)，測(cè)的也是密閉裝置內(nèi)二氧化碳的減少量，此數(shù)值可代表葉綠體光合速率的真實(shí)值，A項(xiàng)正確。葉綠體是光合作用的主要場(chǎng)所，其結(jié)構(gòu)被破壞，會(huì)使光合速率降低，故與無破碎葉綠體的光合速率相比，存在破碎葉綠體的光合速率偏小，B項(xiàng)錯(cuò)誤。若該植物較長(zhǎng)時(shí)間處于遮陰環(huán)境，光照不足，光反應(yīng)減弱，光合速率一直處于較低水平，葉片內(nèi)蔗糖合成較少，無法達(dá)到B點(diǎn)水平，故葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A～B段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似，C項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)植物處于開花期時(shí)，葉片合成的蔗糖大量向花朵運(yùn)輸，若此時(shí)人為摘除花朵，葉片合成的蔗糖會(huì)在葉片處積累，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B～C段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A4．(2021·廣東卷)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同(圖a，示意圖)，造成葉綠體相對(duì)受光面積的不同(圖b)，進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)B．t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)D．三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大解析：通過圖b呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，t2的葉綠體受光面積/細(xì)胞受光面積小于t1的，意味著在相同光照強(qiáng)度下，t1能利用更多的光能，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到t1的光飽和點(diǎn)時(shí)，該光照強(qiáng)度還未達(dá)到t2的光飽和點(diǎn)，A正確；在較低的相同光照強(qiáng)度下，t1能利用更多的光能，因此t1光合速率等于呼吸速率時(shí)所需的光照強(qiáng)度小于t2，即t1的光補(bǔ)償點(diǎn)小于t2，B正確；題干中已說明三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，因此三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)，而與葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置有關(guān)，C正確；在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增加，擬南芥WT、t1和t2的光合速率也增加，當(dāng)光照強(qiáng)度足夠大時(shí)，三者都達(dá)到了最大光合速率，此時(shí)三者光合速率的差異并不會(huì)隨著光照強(qiáng)度的增加而變大，D錯(cuò)誤。答案：D素養(yǎng)提升點(diǎn)1與光合作用、細(xì)胞呼吸相關(guān)的核心術(shù)語及長(zhǎng)句表達(dá)1．(2020·全國(guó)卷Ⅰ)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動(dòng)，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到增加產(chǎn)量等目的。回答下列問題：(1)中耕是指作物生長(zhǎng)期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項(xiàng)栽培措施，該栽培措施對(duì)作物的作用有____________________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。減少雜草對(duì)水分、礦質(zhì)元素和光的競(jìng)爭(zhēng)；增加土壤氧氣含量，促進(jìn)根系的呼吸作用(2)農(nóng)田施肥的同時(shí)，往往需要適當(dāng)澆水，此時(shí)澆水的原因是______________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長(zhǎng)能達(dá)到的株高和光飽和點(diǎn)(光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度)如表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是________，選擇這兩種作物的理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。A和C作物A光飽和點(diǎn)高且長(zhǎng)得高，可利用上層光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)低且長(zhǎng)得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用2．(2018·全國(guó)卷Ⅲ，節(jié)選)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的____________上，該物質(zhì)主要捕獲可見光中的__________________。類囊體膜藍(lán)紫光和紅光3．(2019·全國(guó)卷Ⅰ，節(jié)選，改編)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會(huì)______，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_____________________________________________________。降低葉片氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少4．(2017·全國(guó)卷Ⅰ，節(jié)選，改編)(1)將某植物放置在密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)該植物的光合速率降低，請(qǐng)解釋原因。(2)若將該植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是什么？答案：(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低。(2)該植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時(shí)，有氧呼吸會(huì)增加。1．(思維辨析類)在魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，可以用18O同時(shí)標(biāo)記H2O和CO2嗎？為什么？提示：不可以，若同時(shí)標(biāo)記H2O和CO2，則不能區(qū)分產(chǎn)物O2中的氧元素是來自H2O還是CO2。2．(原因解釋類)夏季晴天的中午和黃昏光合作用都會(huì)減弱，說出其中的原因。提示：夏季晴天的中午，有些植物會(huì)關(guān)閉氣孔，這直接限制暗反應(yīng)；黃昏時(shí)光照較弱，直接限制的是光反應(yīng)。3．(信息分析類)植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。當(dāng)植物處于光補(bǔ)償點(diǎn)意味著葉肉細(xì)胞的光合速率等于呼吸速率嗎？為什么？提示：不是，植物能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞占少數(shù)，大多數(shù)細(xì)胞只能進(jìn)行呼吸作用。只有葉肉細(xì)胞的光合速率大于呼吸速率，總體上，植物的光合速率才會(huì)等于呼吸速率。素養(yǎng)提升點(diǎn)2

基于光合作用與細(xì)胞呼吸考查科學(xué)思維

一、光合作用與細(xì)胞呼吸“關(guān)鍵點(diǎn)”的移動(dòng)1．模型構(gòu)建2．模型判斷據(jù)圖可知，OA表示呼吸作用釋放的CO2量，由光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)到光(CO2)飽和點(diǎn)圍成的△BCD面積代表凈光合作用有機(jī)物的積累量。改變影響光合作用某一因素，對(duì)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)會(huì)有一定的影響，因此凈光合作用有機(jī)物的積累量也會(huì)隨之變化。具體分析如表所示：注：適當(dāng)提高溫度是指在最適光合作用溫度的基礎(chǔ)上；光照強(qiáng)度或CO2濃度的改變均是在飽和點(diǎn)之前。1．已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃，如圖表示30℃時(shí)光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度降到25℃(原光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)a、b、d的移動(dòng)方向分別是()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C解析：a點(diǎn)表示呼吸速率，b點(diǎn)表示光合速率＝呼吸速率，d點(diǎn)是最大的光合速率。溫度由30℃降為25℃，光合速率會(huì)上升，呼吸速率會(huì)下降，故a點(diǎn)(呼吸速率)會(huì)上移；b點(diǎn)會(huì)左移，在較小的光照強(qiáng)度下就可以達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)；因?yàn)楣夂纤俾试龃螅首畲蠊夂纤俾蕰?huì)上升，故d點(diǎn)會(huì)上移。2．在CO2濃度為0.03%和恒溫條件下，測(cè)定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖分析下列敘述正確的是(

)A．降低二氧化碳濃度，d點(diǎn)向右上方移動(dòng)B．若甲、乙生活于同一片小樹林中，則平均株高植物乙高于甲C．若溫度升高，植物甲曲線a點(diǎn)會(huì)向左移動(dòng)D．b點(diǎn)時(shí)，限制兩種植物光合作用的主要因素相同B解析：若降低二氧化碳濃度，光合速率下降，d點(diǎn)將向左下方移動(dòng)，A錯(cuò)誤；植物乙的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)均大于植物甲，植物乙為陽生植物，平均株高高于植物甲，B正確；由于實(shí)驗(yàn)中的溫度不一定是最適溫度，所以不能確定溫度升高，植物甲曲線a點(diǎn)是否會(huì)向左移動(dòng)，C錯(cuò)誤；b點(diǎn)時(shí)，植物甲已經(jīng)達(dá)到光飽和點(diǎn)，此時(shí)限制光合作用的主要因素可能是溫度和二氧化碳濃度，而植物乙沒有達(dá)到光飽和點(diǎn)，其限制因素是光照強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。二、自然環(huán)境及密閉容器中光合作用變化曲線的模型構(gòu)建1．自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線(1)a點(diǎn)：夜溫降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少。(2)開始進(jìn)行光合作用的點(diǎn)：b；結(jié)束光合作用的點(diǎn)：h。(3)光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)：c、g；有機(jī)物積累量最大的點(diǎn)：g。(4)d～e段下降的原因是氣孔部分關(guān)閉，CO2吸收減少；f～g段下降的原因是光照減弱。2．密閉環(huán)境中一晝夜CO2和O2含量的變化(1)光合速率等于呼吸速率的點(diǎn)：C、E。(2)圖1中N點(diǎn)低于虛線，該植物一晝夜表現(xiàn)為生長(zhǎng)，其原因是N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合量大于總呼吸量，植物生長(zhǎng)。(3)圖2中N點(diǎn)低于虛線，該植物一晝夜不能生長(zhǎng)，其原因是N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說明一晝夜密閉容器中O2濃度減少，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長(zhǎng)。3．將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)。假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同，用CO2測(cè)定儀測(cè)得了夏季一天中該玻璃罩內(nèi)CO2的濃度變化情況，繪制成如圖所示曲線，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．BC段較AB段CO2增加減慢，是因?yàn)榈蜏厥怪参锛?xì)胞呼吸減弱B．CO2下降從D點(diǎn)開始，說明植物進(jìn)行光合作用是從D點(diǎn)開始的C．FG段CO2下降不明顯，是因?yàn)楣庹諟p弱，光合作用減弱D．H點(diǎn)CO2濃度最低，說明此時(shí)植物對(duì)CO2的吸收量最多，光合作用最強(qiáng)A解析：BC段沒有光照，不進(jìn)行光合作用，并且凌晨氣溫較低，因此較AB段CO2濃度增加緩慢是因?yàn)榈蜏厥怪参锖粑饔脺p弱，A正確；CO2下降從D點(diǎn)開始，D點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，B錯(cuò)誤；FG段CO2下降不明顯，是因?yàn)楣庹仗珡?qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少導(dǎo)致光合作用減弱，C錯(cuò)誤；H點(diǎn)二氧化碳濃度最低，說明一天中此時(shí)積累的有機(jī)物最多，此時(shí)光合作用速率等于呼吸速率，D錯(cuò)誤。4．如圖表示一株生長(zhǎng)迅速的植物在夏季24h內(nèi)CO2的吸收量和釋放量，光合作用速率和呼吸作用速率用單位時(shí)間內(nèi)CO2的吸收量和CO2的釋放量表示(圖中A、B、C表示相應(yīng)圖形的面積)。下列表述不合理的是(

)A．在18：00時(shí)和6：00時(shí)，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等B．假設(shè)該植物在24h內(nèi)呼吸速率不變，最大光合速率為85mg/hC．該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－BD．中午12：00時(shí)左右，與曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降D解析：從圖中可以看出，在18：00時(shí)和6：00時(shí)，二氧化碳的吸收量均為0，即呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳剛好被光合作用吸收，此時(shí)植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，A正確；夜間只進(jìn)行呼吸作用，其二氧化碳的釋放量為10mg/h，該值表示呼吸速率，假設(shè)該植物在24h內(nèi)呼吸速率不變，在圖中C區(qū)段二氧化碳吸收的最高值為75mg/h，此值為凈光合速率，因此此時(shí)的真光合作用速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝75＋10＝85mg/h，B正確；白天光合速率大于呼吸速率，因此A和C區(qū)段表示的是白天積累的有機(jī)物；而夜間只進(jìn)行呼吸作用，因此B區(qū)段表示夜間消耗的有機(jī)物，因此該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B，C正確；中午12：00時(shí)左右，二氧化碳濃度低，導(dǎo)致二氧化碳的固定減少，而C3的還原仍在發(fā)生，因此與曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間相比，C3的含量下降，C5的含量上升，D錯(cuò)誤。素養(yǎng)提升點(diǎn)3

測(cè)定光合速率的科學(xué)方法與科學(xué)探究(2019·全國(guó)卷Ⅱ，節(jié)選)通常，對(duì)于一個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量)。若要測(cè)定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量，可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測(cè)定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個(gè)玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時(shí)后測(cè)定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實(shí)驗(yàn)中C與A的差值表示這段時(shí)間內(nèi)________________________；C與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi)________________________；A與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi)________________________。解析：依題意可知：甲、乙兩瓶中只有生產(chǎn)者，A值表示甲、乙兩瓶中水樣的初始O2含量；甲瓶O2含量的變化反映的是呼吸作用耗氧量，因此B＝A－呼吸作用耗氧量；乙瓶O2含量變化反映的是凈光合作用放氧量，所以C＝A＋光合作用總放氧量－呼吸作用耗氧量。綜上分析，本實(shí)驗(yàn)中C與A的差值表示這段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量；C與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)者的光合作用的總放氧量；A與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)者的呼吸作用耗氧量。答案：生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量

技

法

提

煉1．測(cè)定光合速率的常用方法及實(shí)驗(yàn)探究(1)氣體體積變化法——測(cè)光合作用O2產(chǎn)生、CO2消耗的體積①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算呼吸速率。②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算凈光合速率。③根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計(jì)算得到真正光合速率。(2)葉圓片稱重法測(cè)定單位時(shí)間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機(jī)物的變化量測(cè)定光合速率(S為葉圓片面積)。凈光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。(3)黑白瓶法“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總光合作用強(qiáng)度的試題，其中“黑瓶”不透光，測(cè)定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測(cè)定的是凈光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規(guī)律如下：規(guī)律1：有初始值的情況下，黑瓶中氧氣的減少量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的減少量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。規(guī)律2：沒有初始值的情況下，白瓶中測(cè)得的現(xiàn)有量與黑瓶中測(cè)得的現(xiàn)有量之差即總光合作用量。(4)半葉法將植物對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光或取下置于暗處，另一部分(B)則留在光下進(jìn)行光合作用(即不做處理)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。一定時(shí)間后，在這兩部分葉片的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB，開始時(shí)二者相應(yīng)的有機(jī)物含量應(yīng)視為相等，照光后的葉片重量大于暗處的葉片重量，超過部分即為光合作用產(chǎn)物的量，再通過計(jì)算可得出光合速率。(5)紅外線CO2傳感器由于CO2對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有一定的線性關(guān)系，因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測(cè)儀上，常用紅外線CO2傳感器來測(cè)量CO2濃度的變化。(6)“梯度法”探究影響光合作用的因素用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。(7)葉圓片上浮法首先通過對(duì)葉片打孔、抽氣、沉底的材料處理，然后根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕o予不同的單一變量操作，最后觀察并記錄葉片上浮所用的平均時(shí)間。(8)指示劑測(cè)定法利用指示劑在參與細(xì)胞代謝的過程中顏色的變化，來判斷或測(cè)量代謝的過程和方式。2．光合作用與細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及答題注意點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須注意的三點(diǎn)①變量的控制手段，如光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進(jìn)行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調(diào)節(jié)。②對(duì)照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對(duì)照。③無論哪種裝置，在光下測(cè)得的數(shù)值均為“凈光合作用強(qiáng)度”值。(2)解答光合作用與細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究題時(shí)必須關(guān)注的信息是加“NaOH”還是加“NaHCO3”；給予“光照”處理還是“黑暗”處理；是否有“在溫度、光照最適宜條件下”等信息。1．(裝置圖法)利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的“圓葉”，抽出空氣，進(jìn)行光合作用速率測(cè)定。圖乙是利用裝置甲測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是(

)A．從圖乙可看出，F(xiàn)植物適合在較強(qiáng)光照下生長(zhǎng)B．光照強(qiáng)度為1klx，裝置甲中放置植物F葉片進(jìn)行測(cè)定時(shí)，液滴向右移動(dòng)C．光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，E、F兩種植物的葉片合成有機(jī)物的速率之比為3∶2D．光照強(qiáng)度為6klx時(shí)，裝置甲中E植物葉片比F植物葉片浮到液面所需時(shí)間長(zhǎng)解析：圖乙中曲線E所代表的植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)均高，因此更適合在較強(qiáng)光照下生長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；將甲裝置置于光下，在光照強(qiáng)度為1klx時(shí)，植物F的光合作用速率小于呼吸作用速率，氧氣含量在減少，因此測(cè)定時(shí)著色液滴向左移動(dòng)，B錯(cuò)誤；圖乙中光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)，E植物光合作用強(qiáng)度＝10＋20＝30，而F植物光合作用強(qiáng)度＝10＋10＝20，因此3klx時(shí)E、F兩種植物的葉片合成有機(jī)物的質(zhì)量之比為3∶2，C正確；光照強(qiáng)度為6klx時(shí)，E植物凈光合速率大于F植物，因此裝置甲中E植物葉片比F植物葉片浮到液面所需時(shí)間短，D錯(cuò)誤。答案：C2．(葉圓片稱量法)某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實(shí)驗(yàn)：在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，M處的實(shí)驗(yàn)條件是下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)，則測(cè)得葉片葉綠體的光合速率是(單位：g·cm－2·h－1，不考慮取葉圓片后對(duì)葉片生理活動(dòng)的影響和溫度微小變化對(duì)葉片生理活動(dòng)的影響)(

)A．(3y－2z－x)/6

B．(3y－2z－x)/3C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3A解析：分析題意可知，上午10時(shí)到下午4時(shí)之間的6個(gè)小時(shí)，植物既進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行呼吸作用，因此其重量變化表示的是凈光合作用量，則凈光合速率＝凈光合作用量/6＝(y－x)/6；而M處的實(shí)驗(yàn)條件是下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)，此時(shí)葉片只進(jìn)行呼吸作用，因此可以計(jì)算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。3．(傳感器檢測(cè)法)在光照恒定、溫度最適條件下，某研究小組用甲圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量1小時(shí)內(nèi)密閉容器中CO2

的變化量，繪成曲線如乙圖所示。下列敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．a(chǎn)～b段，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運(yùn)輸B．該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50ppmCO2/minC．適當(dāng)提高溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該植物光合作用的光飽和點(diǎn)將下降D．若第10min時(shí)突然黑暗，葉綠體基質(zhì)中三碳化合物的含量將增加B解析：a～b段有光照，綠色植物能進(jìn)行光合作用，在類囊體膜上進(jìn)行的光反應(yīng)消耗ADP產(chǎn)生ATP，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的暗反應(yīng)消耗ATP產(chǎn)生ADP，因此葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運(yùn)輸，A正確；分析乙圖可知：前30分鐘平均凈光合速率是(1680－180)÷30＝50ppmCO2/min，呼吸速率是(600－180)÷30＝14ppmCO2/min，因此，該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50＋14＝64ppmCO2/min，B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)是在最適溫度條件下進(jìn)行的，適當(dāng)提高溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該植物的光合速率將下降，該植物光合作用的光飽和點(diǎn)也將下降，C正確；若第10min時(shí)突然黑暗，則光反應(yīng)立即停止，不再有ATP和[H]的生成，導(dǎo)致暗反應(yīng)中C3的還原受阻，而短時(shí)間內(nèi)CO2和五碳化合物結(jié)合形成C3的CO2固定過程仍在進(jìn)行，所以葉綠體基質(zhì)中C3的含量將增加，D正確。4．(黑白瓶法)某同學(xué)研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具體操作如下：取三個(gè)相同的透明玻璃瓶a、b、c，將a先包以黑膠布，再包以鉛箔。用a、b、c三瓶從待測(cè)水體深度取水，測(cè)定c瓶中水內(nèi)氧容量。將a瓶、b瓶密封再沉入待測(cè)水體深度，經(jīng)24小時(shí)取出，測(cè)兩瓶氧含量，結(jié)果如圖所示。則24小時(shí)待測(cè)深度水體中生物光合作用和有氧呼吸的情況是(

)A．24小時(shí)待測(cè)深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是vmol/瓶B．24小時(shí)待測(cè)深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是kmol/瓶C．24小時(shí)待測(cè)深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是(k－v)mol/瓶D．24小時(shí)待測(cè)深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是(k－v)mol/瓶D解析：根據(jù)題意知，a瓶生物在黑暗條件下僅能進(jìn)行有氧呼吸，24小時(shí)生物進(jìn)行呼吸消耗的氧氣量為(w－v)mol/瓶；b瓶生物在光照條件下，氧氣的增加量為(k－w)mol/瓶，即為瓶?jī)?nèi)生物24小時(shí)進(jìn)行光合作用和有氧呼吸凈積累的氧氣量(凈光合量)，故24小時(shí)待測(cè)深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量＝呼吸消耗的氧氣量＋凈光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v)mol/瓶，D項(xiàng)正確。5．(半葉法)某研究小組采用“半葉法”對(duì)番茄葉的光合速率進(jìn)行測(cè)定。將對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時(shí)后，在A、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2·h)。請(qǐng)分析回答下列問題：(1)MA表示6小時(shí)后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量；MB表示6小時(shí)后(________________)＋(____________________________)－呼吸作用有機(jī)物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，則M表示____________________________________。(3)總光合速率的計(jì)算方法是_____________________________________。(4)本方法也可用于測(cè)定葉片的呼吸速率，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。解析：葉片A部分遮光，雖不能進(jìn)行光合作用，但仍可照常進(jìn)行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進(jìn)行光合作用，又可以進(jìn)行呼吸作用。分析題意可知，MB表示6小時(shí)后葉片初始質(zhì)量＋光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量，MA表示6小時(shí)后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6小時(shí)干物質(zhì)的生成量(B葉片被截取部分在6小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量)。由此可計(jì)算總光合速率，即M值除以時(shí)間再除以面積。答案：(1)葉片初始質(zhì)量光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量(2)B葉片被截取部分在6小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量(3)M值除以時(shí)間再除以面積，即M/(截取面積×?xí)r間)

(4)將從測(cè)定葉片的相對(duì)應(yīng)部分切割的等面積葉片分開，一部分立即烘干稱重，另一部分在暗中保存幾小時(shí)后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計(jì)算出葉片的呼吸速率。6．(梯度法)在測(cè)定金魚藻光合作用中，密閉容器內(nèi)有一定濃度的碳酸氫鈉溶液，保持溫度恒定且適宜，通過改變光源與容器的距離用以改變光照強(qiáng)度(光合強(qiáng)度用金魚藻放出的氣泡數(shù)來表示)。表格為不同距離下的9個(gè)相同裝置5分鐘內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)。請(qǐng)回答下列問題：(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，距離為10cm或15cm時(shí)，金魚藻產(chǎn)生氣泡的量并無明顯變化，故若要增加15cm處產(chǎn)生氣泡的數(shù)量，可在實(shí)驗(yàn)前采取____________________的措施。光源距離為45cm和50cm時(shí)氣泡數(shù)為0是因?yàn)開________________________________。解析：(1)因?yàn)槿芤褐蠧O2量有限，隨著光照較長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行，溶液中CO2逐漸減少，導(dǎo)致[H]和ATP消耗減少，從而抑制了光反應(yīng)，光合作用越來越弱，產(chǎn)生的氣泡數(shù)逐漸減少，故若要增加15cm處產(chǎn)生氣泡的數(shù)量，可在實(shí)驗(yàn)前適當(dāng)增加碳酸氫鈉溶液濃度。光合作用產(chǎn)生的O2正好供給呼吸作用利用，呼吸作用產(chǎn)生的CO2正好供給光合作用，即植物的凈光合作用為0，產(chǎn)生氣泡數(shù)為0，對(duì)應(yīng)表中光源與容器間的距離為45cm，所以光源距離為45cm和50cm時(shí)氣泡數(shù)為0的原因是光合作用產(chǎn)生的氧氣量小于或等于呼吸作用消耗的氧氣量。答案：(1)適當(dāng)增加碳酸氫鈉溶液濃度光合作用產(chǎn)生的氧氣量小于或等于呼吸作用消耗的氧氣量(2)光照較長(zhǎng)時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)距離較近的組別產(chǎn)生氣泡的速率明顯減慢，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是_______________，直接影響了光合作用的________，導(dǎo)致____________積累，抑制光反應(yīng)，使得__________的產(chǎn)生量減少。解析：(2)當(dāng)光照較長(zhǎng)時(shí)間后，由于溶液中CO2量有限，光照較長(zhǎng)時(shí)間后，溶液中CO2逐漸減少，暗反應(yīng)減慢，導(dǎo)致[H]和ATP消耗減少，從而抑制了光反應(yīng)，光合作用越來越弱，從而氧氣產(chǎn)生量(氣泡數(shù))逐漸減少。答案：(2)容器中二氧化碳(或碳酸氫鈉)逐漸減少暗反應(yīng)[H]和ATP氧氣(3)如圖是金魚藻在15cm距離下，氣泡產(chǎn)生速率與碳酸氫鈉溶液濃度的關(guān)系，濃度超過25m