2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè) 第5章 微專(zhuān)題二　與酶促反應(yīng)速率有關(guān)的曲線(xiàn)分析含答案

2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè)第5章微專(zhuān)題二與酶促反應(yīng)速率有關(guān)的曲線(xiàn)分析與酶促反應(yīng)速率有關(guān)的曲線(xiàn)分析1．底物濃度影響酶促反應(yīng)速率曲線(xiàn)的分析(1)底物濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速率與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而加快。(2)當(dāng)所有的酶都與底物結(jié)合后，再增加底物濃度，酶促反應(yīng)速率不再加快(此時(shí)限制酶促反應(yīng)速率的因素是酶的數(shù)量)。2．酶濃度影響酶促反應(yīng)速率曲線(xiàn)的分析在有足夠底物且不受其他因素影響的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。3．溫度和pH共同作用對(duì)酶活性的影響(1)反應(yīng)溶液中pH的變化不影響酶作用的最適溫度。(2)反應(yīng)溶液中溫度的變化不影響酶作用的最適pH。易錯(cuò)提醒(1)適當(dāng)增加酶的濃度會(huì)提高反應(yīng)速率，但生成物的量不會(huì)增加；若適當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度，提高反應(yīng)速率的同時(shí)生成物的量也增加。(2)不同因素影響酶促反應(yīng)速率的本質(zhì)不同①溫度和pH通過(guò)影響酶的活性而影響酶促反應(yīng)速率。②底物濃度和酶濃度通過(guò)影響酶與底物的接觸而影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶的活性。③抑制劑、激活劑也影響酶的活性。例1如圖表示在最適溫度下，某種酶的催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。下列有關(guān)敘述正確的是()A．適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，B點(diǎn)向右上方移動(dòng)B．在B點(diǎn)適當(dāng)增加酶濃度，反應(yīng)速率不變C．在A點(diǎn)提高反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快D．在C點(diǎn)提高反應(yīng)物濃度，產(chǎn)物不再增加答案C解析在最適溫度下酶的活性最高，溫度偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低，即B點(diǎn)會(huì)向左下方移動(dòng)，A錯(cuò)誤；在B點(diǎn)增加酶的濃度，反應(yīng)速率加快，B錯(cuò)誤；從題圖看出，在C點(diǎn)提高反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率不再加快，但產(chǎn)物的量還會(huì)增加，D錯(cuò)誤。例2如圖表示某種酶在不同處理?xiàng)l件(a、b、c)下催化化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物的量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。以下關(guān)于此圖的解讀，正確的是()A．a(chǎn)、b、c表示溫度，則一定是a＞b＞cB．a(chǎn)、b、c表示酶的濃度，則a＞b＞cC．a(chǎn)、b、c表示pH，則c＞b＞aD．a(chǎn)、b、c表示溫度，則不可能是c＞b＞a答案B解析在一定條件下，酶在最適溫度或pH時(shí)活性最大，高于或低于最適溫度或pH，酶的活性都會(huì)下降，據(jù)此結(jié)合題意與圖示分析可知，若a、b、c表示溫度或pH，則在低于最適溫度或pH的范圍內(nèi)，a＞b＞c，但在高于最適溫度或pH的范圍內(nèi)，c>b>a，A、C、D錯(cuò)誤；在底物充足，其他條件固定、適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比，若a、b、c表示酶的濃度，則a＞b＞c，B正確。1.如圖表示在25℃、pH＝7的條件下，向2mL的H2O2溶液中加入兩滴肝臟研磨液，H2O2分解產(chǎn)生O2的量隨時(shí)間的變化。若改變某一條件，下列分析正確的是()A．以Fe3＋替代肝臟研磨液，a值減小，b值增大B．滴加4滴肝臟研磨液，a值不變，b值增大C．溫度為37℃時(shí)，a值不變，b值減小D．H2O2量增加為4mL時(shí)，a值增大，b值減小答案C解析在生物化學(xué)反應(yīng)中，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶具有高效性，但是兩者的催化作用都不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，所以a值不會(huì)減小，b值會(huì)增大，A錯(cuò)誤；4滴肝臟研磨液中過(guò)氧化氫酶的量大于2滴肝臟研磨液中過(guò)氧化氫酶的量，因此滴加4滴肝臟研磨液，反應(yīng)體系中過(guò)氧化氫酶的濃度增加，a值不變，b值減小，B錯(cuò)誤；37℃接近人體正常體溫，是酶的最適溫度，催化效率是最高的，所用時(shí)間會(huì)減少，故b值減小，C正確；底物的量增加時(shí)，產(chǎn)物的量和時(shí)間都會(huì)有所增加，故a和b的值都增大，D錯(cuò)誤。2.如圖是酶活性影響因素的相關(guān)曲線(xiàn)，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．據(jù)圖可知酶的最適溫度為M，最適pH為8B．圖中所示反應(yīng)溶液中pH的變化不影響酶作用的最適溫度C．溫度偏高或偏低，酶活性都會(huì)明顯降低D．0℃時(shí)酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定答案A解析在不同pH條件下，酶的最適溫度不變，據(jù)圖可知，酶的最適溫度為M，但是該實(shí)驗(yàn)的組別太少，無(wú)法得出最適pH為8的結(jié)論，A錯(cuò)誤。3．如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速率(或生成物量)變化，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．圖1中虛線(xiàn)可表示酶量增加一倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系B．圖2中虛線(xiàn)可表示增加酶濃度，其他條件不變時(shí)，生成物量的變化示意曲線(xiàn)C．若圖2中的實(shí)線(xiàn)表示Fe3＋的催化效率，則虛線(xiàn)可表示過(guò)氧化氫酶的催化效率D．圖3不能表示在反應(yīng)開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系答案D解析在酶量增加一倍時(shí)，最大反應(yīng)速率也增加一倍，可以用圖1表示，A正確；圖2虛線(xiàn)表示反應(yīng)速率增加而快速達(dá)到平衡，可以表示酶濃度增加或換用了催化效率更高的催化劑，B、C正確；圖3可以表示隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，底物逐漸消耗、生成物量逐漸增加，導(dǎo)致反應(yīng)速率越來(lái)越慢，D錯(cuò)誤。4．為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。下列分析正確的是()A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該酶的最適溫度是40℃B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中pH的變化不會(huì)對(duì)該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響C．20℃條件下，t3時(shí)溫度提高10℃，產(chǎn)物濃度會(huì)增加D．60℃條件下，t2時(shí)增加底物的量不會(huì)改變產(chǎn)物濃度答案D解析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在三組設(shè)定的溫度中40℃時(shí)該酶活性最高，但不能說(shuō)明該酶的最適溫度是40℃，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中pH是無(wú)關(guān)變量，必須保持相同且適宜，pH變化會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，B錯(cuò)誤；20℃條件下，t3時(shí)溫度提高10℃，產(chǎn)物濃度不再增加，因?yàn)榇藭r(shí)反應(yīng)物已經(jīng)消耗完，C錯(cuò)誤；60℃條件下，酶已經(jīng)失活，t2時(shí)增加底物的量不會(huì)改變產(chǎn)物濃度，D正確。5．除了溫度和pH對(duì)酶活性有影響外，一些抑制劑也會(huì)降低酶的催化效果。圖甲為酶作用機(jī)理及兩種抑制劑影響酶活性的機(jī)理示意圖，圖乙為相同酶溶液在無(wú)抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線(xiàn)。下列說(shuō)法不正確的是()A．圖甲中非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑降低酶活性的機(jī)理與低溫對(duì)酶活性抑制的機(jī)理不同B．根據(jù)圖甲可推知，競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與底物具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)而與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性位點(diǎn)C．圖乙中底物濃度相對(duì)值小于10時(shí)，限制曲線(xiàn)A酶促反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度D．圖乙中曲線(xiàn)B和曲線(xiàn)C分別是在酶中添加了非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)果答案D解析非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)改變酶的空間結(jié)構(gòu)使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，在低溫下酶的空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，A正確；競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和底物能夠爭(zhēng)奪酶的同一活性部位，說(shuō)明競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與底物可能具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)，B正確；底物濃度相對(duì)值小于10時(shí)，曲線(xiàn)A中的酶促反應(yīng)速率隨著底物濃度增加而增加，表明此時(shí)底物濃度是限制曲線(xiàn)A酶促反應(yīng)速率的主要因素，C正確；加入競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后酶對(duì)底物的結(jié)合機(jī)會(huì)降低，但升高底物濃度后催化反應(yīng)速率又升高，可知曲線(xiàn)B是加入了競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)果；加入非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后酶的催化反應(yīng)速率降低，增大底物濃度反應(yīng)速率上升不明顯，說(shuō)明曲線(xiàn)C是加入了非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)果，D錯(cuò)誤。6．某課外活動(dòng)小組用淀粉酶探究pH對(duì)酶活性的影響，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)酶活性是指____________________________，該實(shí)驗(yàn)的自變量是________，以________________作為檢測(cè)因變量的指標(biāo)。(2)如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，于是活動(dòng)小組又進(jìn)行__________(填“對(duì)照”“對(duì)比”或“重復(fù)”)實(shí)驗(yàn)，得到與此圖無(wú)顯著差異的結(jié)果。查閱資料后發(fā)現(xiàn)，鹽酸能催化淀粉水解。因此推測(cè)，該實(shí)驗(yàn)中淀粉可能是在________和__________的作用下分解的。pH為3條件下的酶活性__________(填“小于”“等于”或“大于”)pH為9條件下的酶活性，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，判斷依據(jù)是_______________________________________________________________________________。答案(1)酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力pH1h后淀粉剩余量(2)重復(fù)淀粉酶鹽酸小于pH為3的條件下，有鹽酸催化淀粉水解干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果(3)1h后，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉的剩余量解析(1)酶活性是指酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力，據(jù)圖示可知，橫坐標(biāo)為不同的pH，縱坐標(biāo)為1h后淀粉剩余量，故該實(shí)驗(yàn)的自變量是pH的不同，因變量是1h后淀粉剩余量。(3)比較pH為1和pH為7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉的剩余量，故說(shuō)明與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著。C3、C4、CAM植物及光呼吸一、C3、C4和CAM植物自然界中的綠色植物根據(jù)光合作用暗反應(yīng)過(guò)程中CO2的固定途徑不同可以分為C3、C4和CAM三種類(lèi)型。1．C3途徑：也稱(chēng)卡爾文循環(huán)[固定CO2的初產(chǎn)物是三碳化合物(C3)]，整個(gè)循環(huán)由RuBP(C5)與CO2的羧化開(kāi)始到RuBP(C5)再生結(jié)束，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，可合成蔗糖、淀粉等多種有機(jī)物。常見(jiàn)C3植物有大麥、小麥、大豆、水稻、馬鈴薯等。2．C4途徑：[固定CO2的初產(chǎn)物是四碳化合物(C4)]研究玉米的葉片結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，玉米的維管束鞘細(xì)胞和葉肉細(xì)胞緊密排列(如圖1)。葉肉細(xì)胞中的葉綠體有類(lèi)囊體能進(jìn)行光反應(yīng)，同時(shí)，CO2被整合到C4化合物中，隨后C4化合物進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞，在維管束鞘細(xì)胞中，C4化合物釋放出的CO2參與卡爾文循環(huán)，進(jìn)而生成有機(jī)物(如圖2)。PEP羧化酶被形象地稱(chēng)為“CO2泵”，它對(duì)CO2的親和力約是Rubisco的60倍，所以C4植物能利用葉肉細(xì)胞間隙含量很低的CO2進(jìn)行光合作用，反應(yīng)的空間分離導(dǎo)致維管束鞘細(xì)胞中CO2濃度比葉肉細(xì)胞增加10倍，從而確保在CO2受限的條件下進(jìn)行高效地碳固定。C4植物通常生長(zhǎng)在強(qiáng)光環(huán)境中，光合作用速率在所有植物中最高，如玉米、甘蔗、高粱等。3．CAM途徑：在CAM植物中，碳捕獲和固定的反應(yīng)在時(shí)間上是分離的。首先，在晚上(此時(shí)蒸騰速率低)捕獲CO2，然后轉(zhuǎn)變成蘋(píng)果酸存儲(chǔ)在液泡中。到了白天，氣孔關(guān)閉，蘋(píng)果酸脫羧，使得葉綠體中Rubisco周?chē)鶦O2濃度升高。大量的蘋(píng)果酸存儲(chǔ)需要更大的液泡和細(xì)胞，因此CAM植物一般具有肉質(zhì)的莖葉。歸納總結(jié)C3植物、C4植物和CAM植物的比較特征C3植物C4植物CAM植物植物類(lèi)型典型溫帶植物典型熱帶或亞熱帶植物典型干旱地區(qū)植物主要CO2固定酶RubiscoPEP羧化酶、RubiscoPEP羧化酶、RubiscoCO2固定的時(shí)間白天白天白天和夜晚發(fā)生CO2固定的細(xì)胞葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞卡爾文循環(huán)的場(chǎng)所葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)最初CO2接受體RuBP(C5)PEP光下：RuBP(C5)；暗中：PEPCO2固定的最初產(chǎn)物C3C4光下：C3；暗中：草酰乙酸C3途徑是碳同化的基本途徑，C4途徑和CAM途徑都只起固定CO2的作用，最終還是通過(guò)C3途徑合成有機(jī)物。例1下列有關(guān)C3植物和C4植物代謝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的敘述，正確的是()A．C3植物多為陰生植物，C4植物多為陽(yáng)生植物B．在進(jìn)行光合作用時(shí)，C3植物和C4植物將CO2中的C分別首先轉(zhuǎn)移到C3和C4中C．C3植物的葉肉細(xì)胞具有正常葉綠體，C4植物的葉肉細(xì)胞具有無(wú)基粒的葉綠體D．C4植物的維管束鞘外有“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞答案B解析C3植物既有陽(yáng)生植物也有陰生植物，C4植物都為陽(yáng)生植物，A錯(cuò)誤；C4植物的維管束鞘細(xì)胞的葉綠體不含有基粒，而葉肉細(xì)胞的葉綠體含有基粒，C錯(cuò)誤；C4植物的葉片中，圍繞著維管束的是呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞：里面的一圈是維管束鞘細(xì)胞，外面的一圈是一部分葉肉細(xì)胞，D錯(cuò)誤。例2原本生活在干旱地區(qū)的多肉植物，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)其CO2固定過(guò)程非常特殊，被稱(chēng)為景天酸代謝途徑。其光合作用產(chǎn)生的中間產(chǎn)物蘋(píng)果酸在CO2的固定和利用過(guò)程中起到重要作用，過(guò)程如圖所示。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．進(jìn)行景天酸代謝的植物白天進(jìn)行光反應(yīng)，積累ATP和NADPH，晚上進(jìn)行暗反應(yīng)合成有機(jī)物B．圖示的代謝方式可以有效地避免植物蒸騰過(guò)度導(dǎo)致脫水，從而使該類(lèi)植物適應(yīng)干旱環(huán)境C．與常見(jiàn)的C3代謝途徑植物相比，夜間更適于放置在室內(nèi)的是景天酸代謝途徑植物D．多肉植物在其原生地環(huán)境中，其液泡中的pH會(huì)呈現(xiàn)白天升高晚上降低的周期性變化答案A二、光呼吸光呼吸是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞(該處“細(xì)胞”包括原核生物和真核生物，但并非所有這些細(xì)胞都能進(jìn)行完整的光呼吸)在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過(guò)程。該過(guò)程以光合作用的中間產(chǎn)物為底物，吸收氧、釋放二氧化碳。1．光呼吸的起因(1)植物體為什么會(huì)發(fā)生光呼吸呢？主要原因是在生物體的進(jìn)化過(guò)程中產(chǎn)生了一種具有雙功能的酶，該酶叫作RuBP羧化/加氧酶，可以縮寫(xiě)為Rubisco。(2)二氧化碳和氧氣競(jìng)爭(zhēng)性地與Rubisco結(jié)合，當(dāng)二氧化碳濃度高時(shí)，Rubisco催化RuBP與二氧化碳形成兩分子C3進(jìn)行卡爾文循環(huán)；當(dāng)氧氣濃度高時(shí)，Rubisco催化RuBP與氧氣形成1分子C3和1分子磷酸乙醇酸(C2)，其中C3進(jìn)入卡爾文循環(huán)，而磷酸乙醇酸脫去磷酸基團(tuán)形成乙醇酸，乙醇酸就離開(kāi)葉綠體，走上了光呼吸的征途，這條路艱難而曲折，有害也有利?；具^(guò)程如圖所示。(3)由圖可見(jiàn)，光呼吸和光合作用的關(guān)系密切，它們之間的關(guān)系可以作一形象的理解：糖工廠內(nèi)(進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，特別是植物)的葡萄糖生產(chǎn)線(xiàn)(光合作用)因一部機(jī)器(Rubisco)構(gòu)造不完善，一部分原材料(C5)不斷被錯(cuò)誤加工，產(chǎn)出次品(磷酸乙醇酸)，雖然有一補(bǔ)救措施，可將次品重加工并再次投入生產(chǎn)線(xiàn)，但是整個(gè)過(guò)程卻是非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。這個(gè)錯(cuò)誤加工和補(bǔ)救的過(guò)程就是光呼吸。2．光呼吸的危害如果在較強(qiáng)光照下，光呼吸加強(qiáng)，使得C5氧化分解加強(qiáng)，一部分碳以CO2的形式散失，從而減少了光合產(chǎn)物的形成和積累。其次，光呼吸過(guò)程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗。3．光呼吸的意義其實(shí)光呼吸和卡爾文循環(huán)是一種動(dòng)態(tài)平衡，適當(dāng)?shù)墓夂粑鼘?duì)植物體有一定積極意義，這也許是進(jìn)化過(guò)程中形成光呼吸的原因。光呼吸的主要生理意義如下：(1)回收碳元素。2分子的C2形成1分子的C3和1分子的CO2，那1分子C3通過(guò)光呼吸過(guò)程又返回到卡爾文循環(huán)中，不至于全部流失掉。即通過(guò)光呼吸回收了3/4的碳元素。(2)防止強(qiáng)光對(duì)葉綠體的破壞。在干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，因此，葉肉細(xì)胞中會(huì)積累ATP和NADPH，這些物質(zhì)積累會(huì)產(chǎn)生自由基，尤其是超氧陰離子，這些自由基能損傷葉綠體，而強(qiáng)光下，光呼吸加強(qiáng)，會(huì)消耗光反應(yīng)過(guò)程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對(duì)葉綠體的傷害。當(dāng)然植物體還有很多避免強(qiáng)光下?lián)p傷葉綠體的機(jī)制，光呼吸算是其中之一。(3)消除乙醇酸對(duì)細(xì)胞的毒害。歸納總結(jié)光呼吸與暗呼吸的比較比較項(xiàng)目光呼吸暗呼吸(有氧呼吸)底物乙醇酸糖、脂肪、蛋白質(zhì)發(fā)生部位葉綠體、過(guò)氧化物酶體、線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體反應(yīng)條件光照光或暗都可以能量消耗能量(消耗ATP和NADPH)產(chǎn)生能量共同點(diǎn)消耗氧氣，放出二氧化碳例3植物葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中有R酶，既能與CO2結(jié)合，催化CO2與C5反應(yīng)生成C3，也能與O2結(jié)合，催化C5的分解。CO2和O2在與R酶結(jié)合時(shí)具有競(jìng)爭(zhēng)性相互抑制(凈光合速率＝光合作用產(chǎn)生有機(jī)物總量－細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物總量)。下列分析正確的是()A．植物葉肉細(xì)胞內(nèi)CO2的固定發(fā)生在葉綠體內(nèi)膜上B．R酶催化CO2與C5反應(yīng)時(shí)需要NADPH和ATPC．增大CO2濃度后，植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3/C5的值增大D．增大O2/CO2的值，有利于提高植物的凈光合速率答案C解析植物葉肉細(xì)胞內(nèi)CO2的固定為暗反應(yīng)過(guò)程，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；R酶催化CO2與C5反應(yīng)時(shí)不需要NADPH和ATP，C3還原時(shí)需要NADPH和ATP，B錯(cuò)誤；增大CO2濃度有利于R酶催化CO2與C5反應(yīng)生成C3，因此植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3/C5的值增大，C正確；增大O2/CO2的值后R酶與O2結(jié)合增多，催化C5的分解，CO2的固定過(guò)程減弱，植物的凈光合速率下降，D錯(cuò)誤。例4(2022·北京豐臺(tái)高一期末)Rubisco是綠色植物光合作用過(guò)程中的關(guān)鍵酶，當(dāng)CO2濃度較高時(shí)，該酶催化CO2與C5反應(yīng)進(jìn)行光合作用。當(dāng)O2濃度較高時(shí)，該酶催化C5與O2反應(yīng)，最后在線(xiàn)粒體內(nèi)生成CO2，植物這種在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱(chēng)為光呼吸。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．綠色植物進(jìn)行光呼吸的場(chǎng)所有葉綠體基質(zhì)和線(xiàn)粒體B．植物光呼吸的進(jìn)行導(dǎo)致光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物減少C．光合作用過(guò)程中，CO2和C5反應(yīng)需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的能量D．植物細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或線(xiàn)粒體基質(zhì)答案C解析由題意可知，綠色植物進(jìn)行光呼吸的過(guò)程為C5與O2反應(yīng)，最后在線(xiàn)粒體內(nèi)生成CO2，因此場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)和線(xiàn)粒體，A正確；植物光呼吸的過(guò)程會(huì)消耗C5生成CO2，因此會(huì)導(dǎo)致光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物減少，B正確；光合作用過(guò)程中CO2與C5反應(yīng)生成C3，不需NADPH和ATP參與，C錯(cuò)誤。1．下列關(guān)于高粱和玉米葉的結(jié)構(gòu)及其光合作用過(guò)程的敘述，正確的是()①?lài)@著維管束鞘的葉肉細(xì)胞排列疏松②葉肉細(xì)胞的葉綠體有正常的基粒③NADPH儲(chǔ)存了能量，并具有還原性④CO2中的C首先轉(zhuǎn)移到C4中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中⑤光能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，電子的最終受體是ATP和NADP＋A．①③⑤B．②③④C．②④⑤D．①②③答案B解析C4植物圍繞著維管束鞘的葉肉細(xì)胞排列緊密，①錯(cuò)誤；C4植物葉肉細(xì)胞的葉綠體有正常的基粒，②正確；光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP儲(chǔ)存了能量，且NADPH具有還原性，③正確；C4植物之所以叫“C4”植物，是因?yàn)镃O2固定以后產(chǎn)物是C4，④正確；光能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，電子的最終受體是NADP＋，⑤錯(cuò)誤。2．(2022·浙江紹興高一期末)景天酸代謝(CAM)途徑屬于某些植物特有的CO2固定方式：夜晚氣孔開(kāi)放，通過(guò)一系列反應(yīng)將CO2固定于蘋(píng)果酸，并儲(chǔ)存在液泡中(如圖甲)；白天氣孔關(guān)閉，蘋(píng)果酸運(yùn)出液泡后放出CO2，供葉綠體的暗反應(yīng)(如圖乙)。下列關(guān)于這類(lèi)植物的敘述，錯(cuò)誤的是()A．在夜晚，葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線(xiàn)粒體B．景天酸代謝(CAM)途徑的出現(xiàn)，可能與植物適應(yīng)干旱條件有關(guān)C．給植物提供14C標(biāo)記的14CO2，14C可以出現(xiàn)在OAA、蘋(píng)果酸、C3和有機(jī)物中D．若上午某一時(shí)刻，突然降低外界CO2濃度，葉肉細(xì)胞中C3的含量短時(shí)間內(nèi)會(huì)降低答案D解析在上午某一時(shí)刻，突然降低外界的CO2濃度，對(duì)于該葉肉細(xì)胞來(lái)說(shuō)，其暗反應(yīng)不受影響，即C3的含量不受影響，D錯(cuò)誤。3．如圖為植物體內(nèi)發(fā)生的光合作用和光呼吸的示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是()A．光合作用過(guò)程中CO2在葉綠體類(lèi)囊體薄膜上被利用B．農(nóng)業(yè)上，控制好大棚中O2和CO2含量有利于農(nóng)作物增產(chǎn)C．在高O2含量的環(huán)境中，植物不能進(jìn)行光合作用D．將植物突然置于黑暗環(huán)境中，葉綠體中C5與C3間的轉(zhuǎn)化不受影響答案B解析光合作用過(guò)程中，CO2參與暗反應(yīng)，場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；分析題圖可知，O2和CO2的濃度會(huì)影響光合作用和光呼吸，故農(nóng)業(yè)上控制好大棚中O2和CO2含量有利于農(nóng)作物增產(chǎn)，B正確；在高O2含量的環(huán)境中，產(chǎn)生的C3也可用于卡爾文循環(huán)，進(jìn)而生成糖，C錯(cuò)誤；光合作用暗反應(yīng)的進(jìn)行，需要光反應(yīng)提供NADPH和ATP，黑暗條件下，光反應(yīng)不能進(jìn)行，不能為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，因而C5與C3之間的轉(zhuǎn)化受影響，D錯(cuò)誤。4．(2022·河北邯鄲高一期末)玉米葉片具有特殊的結(jié)構(gòu)，其維管束鞘細(xì)胞周?chē)娜~肉細(xì)胞可以利用PEP羧化酶固定較低濃度的CO2，并轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞中釋放，參與光合作用的暗反應(yīng)。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法不正確的是()A．維管束鞘細(xì)胞的葉綠體能進(jìn)行正常的光反應(yīng)B．維管束鞘細(xì)胞中暗反應(yīng)過(guò)程仍需要ATP和NADPHC．PEP羧化酶對(duì)環(huán)境中較低濃度的CO2具有富集作用D．玉米特殊的結(jié)構(gòu)和功能，使其更適應(yīng)高溫干旱環(huán)境答案A解析光反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類(lèi)囊體薄膜，基粒是由類(lèi)囊體堆疊而成的，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體沒(méi)有基粒，所以維管束鞘細(xì)胞的葉綠體不能進(jìn)行光反應(yīng)，A錯(cuò)誤。5.光照條件下，給C3植物和C4植物葉片提供14CO2，然后檢測(cè)葉片中的14C。下列有關(guān)檢測(cè)結(jié)果的敘述，錯(cuò)誤的是()A．從C3植物的淀粉和C4植物的葡萄糖中可檢測(cè)到14CB．從C3植物和C4植物呼吸過(guò)程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物中可檢測(cè)到14CC．隨光照強(qiáng)度增加，從C4植物葉片中可檢測(cè)到含14C的C4大量積累D．在C3植物葉肉組織和C4植物葉維管束鞘細(xì)胞的C3中可檢測(cè)到14C答案C6．(2022·江蘇鹽城高一期末)人們根據(jù)光合作用碳同化的最初光合產(chǎn)物不同，把高等植物分為C3植物(最初光合產(chǎn)物是三碳化合物，反應(yīng)途徑稱(chēng)為C3途徑，如水稻、小麥等)和C4植物(最初光合產(chǎn)物是四碳化合物，反應(yīng)途徑稱(chēng)為C4途徑，如甘蔗、玉米等)。兩類(lèi)植物光合作用相關(guān)指標(biāo)的比較如表：相關(guān)指標(biāo)C3植物C4植物CO2固定途徑只有C3途徑C4和C3途徑產(chǎn)量/(t干重·hm－2·a－1)22±0.339±17葉綠素a/b2.8±0.43.9±0.6主要CO2固定酶RubiscoPEPC、RubiscoCO2補(bǔ)償點(diǎn)/(mg·L－1)30～700～10光飽和點(diǎn)全日照1/2無(wú)(1)研究發(fā)現(xiàn)，C4植物光合作用顯著高于C3植物的原因是與CO2固定酶的種類(lèi)有關(guān)，據(jù)表分析，與CO2親和力更強(qiáng)的固定酶是________。這些酶存在的具體部位是____________，參與催化________反應(yīng)。(2)晴朗的夏季中午，高溫導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，此時(shí)，光合作用受影響較小的植物是C4植物，因?yàn)镃4植物能夠利用____________________。(3)適宜條件下，C4植物的光飽和點(diǎn)高于C3植物，從內(nèi)部原因分析：一是與C4植物葉肉細(xì)胞內(nèi)酶的種類(lèi)和數(shù)量有關(guān)，二是與C4植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的____________________有關(guān)。(4)小麥生長(zhǎng)后期，農(nóng)民常常在小麥行間播種玉米，其意義是____________________________。答案(1)PEPC葉綠體基質(zhì)暗(2)較低濃度的CO2(3)葉綠素等光合色素的含量(4)充分利用空間，延長(zhǎng)玉米的生長(zhǎng)期光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系、曲線(xiàn)模型及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系1．光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系與區(qū)別項(xiàng)目光合作用有氧呼吸代謝類(lèi)型合成作用(或同化作用)分解作用(或異化作用)物質(zhì)變化無(wú)機(jī)物eq\o(→,\s\up7(合成))有機(jī)物有機(jī)物eq\o(→,\s\up7(分解))無(wú)機(jī)物能量變化光能→化學(xué)能(儲(chǔ)能)化學(xué)能→ATP、熱能(放能)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物、釋放能量，供細(xì)胞利用場(chǎng)所葉綠體活細(xì)胞(主要在線(xiàn)粒體)條件只在光下進(jìn)行有光、無(wú)光都能進(jìn)行聯(lián)系(1)物質(zhì)方面①C：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))(CH2O)eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第一階段))丙酮酸eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第二階段))CO2。②O：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))O2eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第三階段))H2O。③H：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))NADPHeq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))(CH2O)eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第一、二階段))[H]eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第三階段))H2O。(2)能量方面：光能eq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))ATP和NADPH中的能量eq\o(→,\s\up7(暗),\s\do5(反應(yīng)))CH2O中的能量eq\o(→,\s\up7(細(xì)胞),\s\do5(呼吸))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(熱能,ATP中的能量→各項(xiàng)生命活動(dòng)))2．微觀辨析真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系(以光合速率大于呼吸速率為例)(1)綠色植物組織在黑暗條件下測(cè)得的數(shù)值表示呼吸速率。(2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測(cè)得的數(shù)值表示凈光合速率。(3)(總)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：①光合作用產(chǎn)生的O2量＝實(shí)際測(cè)得的O2釋放量＋細(xì)胞呼吸消耗的O2量。②光合作用固定的CO2量＝實(shí)際測(cè)得的CO2吸收量＋細(xì)胞呼吸釋放的CO2量。③光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量＝葡萄糖的積累量(增重部分)＋細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖量。3．光飽和點(diǎn)和補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)問(wèn)題(1)細(xì)胞呼吸對(duì)應(yīng)點(diǎn)(A點(diǎn))的移動(dòng)：細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)下移，細(xì)胞呼吸減弱，A點(diǎn)上移。(2)補(bǔ)償點(diǎn)(B點(diǎn))的移動(dòng)①細(xì)胞呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。②細(xì)胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。(3)飽和點(diǎn)(D點(diǎn))的移動(dòng)相關(guān)條件的改變(如增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度)使光合速率增大時(shí)，D點(diǎn)右移，C點(diǎn)上移的同時(shí)右移；反之，移動(dòng)方向相反。方法技巧光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)移動(dòng)的規(guī)律例1如圖表示光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程中部分物質(zhì)變化的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是()A．圖中①②過(guò)程消耗ATP，③④⑤過(guò)程產(chǎn)生ATPB．①②過(guò)程在葉綠體中進(jìn)行，③④⑤過(guò)程在線(xiàn)粒體中進(jìn)行C．①過(guò)程產(chǎn)生的NADPH參與②過(guò)程，③和④過(guò)程產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合產(chǎn)生水D．高等植物所有的細(xì)胞都可以進(jìn)行①②③④⑤過(guò)程答案C解析分析圖示可知，①過(guò)程表示光反應(yīng)階段，②過(guò)程表示暗反應(yīng)階段，①過(guò)程產(chǎn)生的ATP用于②過(guò)程，③④⑤表示有氧呼吸全過(guò)程，三個(gè)階段都產(chǎn)生ATP，A錯(cuò)誤；真核細(xì)胞中，①②過(guò)程在葉綠體中進(jìn)行，③過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，④⑤過(guò)程在線(xiàn)粒體中進(jìn)行，B錯(cuò)誤；①光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH參與②暗反應(yīng)中C3的還原，③和④過(guò)程產(chǎn)生的[H]都在有氧呼吸的第三階段與氧結(jié)合產(chǎn)生水，C正確；高等植物所有的細(xì)胞不一定都可以進(jìn)行①②過(guò)程，如高等植物的根尖細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，因此不能進(jìn)行①②過(guò)程，D錯(cuò)誤。例2龍血樹(shù)在《本草綱目》中被譽(yù)為“活血圣藥”，有消腫止痛、收斂止血的功效。圖甲、乙分別為龍血樹(shù)在不同條件下相關(guān)指標(biāo)的變化曲線(xiàn)(單位：mmol·cm－2·h－1)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．據(jù)圖甲分析，溫度為30℃和40℃時(shí)，葉綠體消耗二氧化碳的速率相等B．40℃條件下，若黑夜和白天時(shí)間相等，龍血樹(shù)能正常生長(zhǎng)C．補(bǔ)充適量的無(wú)機(jī)鹽可能導(dǎo)致圖乙中D點(diǎn)左移D．圖乙中影響D、E兩點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素相同答案B解析葉綠體消耗二氧化碳的速率表示總光合速率，總光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率，據(jù)圖甲分析，溫度為30℃和40℃時(shí)，葉綠體消耗二氧化碳的速率相等，A正確；40℃條件下，凈光合速率等于呼吸速率，若黑夜和白天時(shí)間相等，則植物積累有機(jī)物的量為(5＋5)×12－5×24＝0，故龍血樹(shù)不能正常生長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；補(bǔ)充適量無(wú)機(jī)鹽可能使龍血樹(shù)的光合速率增加，則光補(bǔ)償點(diǎn)變小，D點(diǎn)左移，C正確；圖乙中影響D、E兩點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素相同——光照強(qiáng)度，D正確。二、自然環(huán)境及密閉容器中光合作用變化的模型圖甲為自然環(huán)境中一晝夜CO2吸收和釋放變化曲線(xiàn)，圖乙為密閉玻璃罩內(nèi)CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。圖甲：夏季一晝夜CO2吸收和釋放變化曲線(xiàn)圖乙：密閉玻璃罩內(nèi)CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)b點(diǎn)：凌晨2～4時(shí)，溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少。c點(diǎn)：有微弱光照，植物開(kāi)始進(jìn)行光合作用。cd段：光合速率小于呼吸速率。d點(diǎn)：上午7時(shí)左右，光合速率等于呼吸速率。dh段：光合速率大于呼吸速率。f點(diǎn)：溫度過(guò)高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。h點(diǎn)：下午6時(shí)左右，光合速率等于呼吸速率。hi段：光合速率小于呼吸速率。ij段：無(wú)光照，光合作用停止，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸AC段：無(wú)光照，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。AB段：溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱。CD段：4時(shí)后，有微弱光照，開(kāi)始進(jìn)行光合作用，但光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。D點(diǎn)：隨光照增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。DH段：光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。其中EF段出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。H點(diǎn)：隨光照減弱，光合作用強(qiáng)度下降，此時(shí)光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。HJ段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，直至光合作用完全停止(1)有關(guān)有機(jī)物變化情況的分析(圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是曲線(xiàn)與橫縱坐標(biāo)圍成的面積)①能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物時(shí)間段：ci段(CI段)；消耗有機(jī)物時(shí)間段：aj段(AJ段)。②積累有機(jī)物時(shí)間段：dh段(DH段)；一天中有機(jī)物積累最多的時(shí)間點(diǎn)：h點(diǎn)(H點(diǎn))。③光補(bǔ)償點(diǎn)：d點(diǎn)和h點(diǎn)(D點(diǎn)和H點(diǎn))。④圖甲：一晝夜有機(jī)物積累量＝SⅡ－(SⅠ＋SⅢ)。(2)相對(duì)密閉環(huán)境中，一晝夜植物體內(nèi)有機(jī)物總量變化分析(圖乙)積累量可用J點(diǎn)與A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO2濃度的差值表示，據(jù)此可判斷24小時(shí)該植物是否積累有機(jī)物。①如果J點(diǎn)低于A點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，光合作用制造的有機(jī)物多于細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物(光合作用CO2固定量大于細(xì)胞呼吸CO2產(chǎn)生量)，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加。②如果J點(diǎn)高于A點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少。③如果J點(diǎn)等于A點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變。例3將一植株放在密閉玻璃罩內(nèi)，置于室外一晝夜，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．圖甲中的光合作用開(kāi)始于C點(diǎn)之前，結(jié)束于F點(diǎn)之后B．到達(dá)圖乙中的d點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高C．圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的g點(diǎn)D．經(jīng)過(guò)這一晝夜之后，植物體的有機(jī)物含量會(huì)增加答案C解析圖甲中的C、F點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，根據(jù)相應(yīng)的時(shí)間可知，與圖乙中的d、h點(diǎn)相符，即C點(diǎn)對(duì)應(yīng)d點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)h點(diǎn)，C錯(cuò)誤。例4(2023·河北石家莊高一校聯(lián)考期末)某實(shí)驗(yàn)研究員對(duì)密閉蔬菜大棚中的黃瓜植株進(jìn)行了一晝夜的光合作用和細(xì)胞呼吸調(diào)查，結(jié)果如圖所示，SM、SN、Sm分別表示圖中相應(yīng)圖形的面積。下列敘述正確的是()A．E點(diǎn)時(shí)大棚中CO2濃度最高，O2濃度最低B．經(jīng)過(guò)一晝夜后，黃瓜植株的凈增加量應(yīng)為Sm－SM－SNC．B點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有線(xiàn)粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)D．D點(diǎn)時(shí)黃瓜葉肉細(xì)胞中，其光合速率等于細(xì)胞呼吸速率答案B解析B點(diǎn)之前經(jīng)過(guò)一晚上的細(xì)胞呼吸釋放CO2，此時(shí)大棚中的CO2濃度達(dá)到最大，此后由于光合作用大于細(xì)胞呼吸，CO2濃度開(kāi)始下降；同時(shí)由于晚上消耗O2，此時(shí)O2濃度最低，即B點(diǎn)時(shí)大棚中CO2濃度最高，O2濃度最低，A錯(cuò)誤；圖中SM、SN均表示細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物量，Sm表示光合作用積累的有機(jī)物量，因此，經(jīng)過(guò)一晝夜后，黃瓜植株的凈增加量應(yīng)為Sm－SM－SN，B正確；圖中B點(diǎn)時(shí)光合速率等于細(xì)胞呼吸速率，此時(shí)既進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行細(xì)胞呼吸，則植物體內(nèi)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有線(xiàn)粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體(類(lèi)囊體薄膜)，C錯(cuò)誤；D點(diǎn)表示CO2的吸收量等于CO2的釋放量，說(shuō)明D點(diǎn)時(shí)黃瓜植株光合速率等于細(xì)胞呼吸速率，但在葉肉細(xì)胞中，其光合速率大于細(xì)胞呼吸速率，D錯(cuò)誤。三、測(cè)定光合速率和呼吸速率的方法1．“裝置圖法”測(cè)定光合速率與呼吸速率(1)測(cè)定裝置(2)測(cè)定方法及解讀①測(cè)定呼吸速率(裝置甲)a．裝置甲燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液用于吸收CO2。b．玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用的干擾。c．置于適宜溫度環(huán)境中。d．紅色液滴向左移動(dòng)(用紅色液滴單位時(shí)間內(nèi)向左移動(dòng)的距離代表呼吸速率)。②測(cè)定凈光合速率(裝置乙)a．裝置乙燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液，用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿(mǎn)足光合作用需求。b．必須給予較強(qiáng)光照處理，且溫度適宜。c．紅色液滴向右移動(dòng)(用紅色液滴單位時(shí)間內(nèi)向右移動(dòng)的距離代表凈光合速率)。③根據(jù)“總(真正)光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率”可計(jì)算得到總(真正)光合速率。物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，根據(jù)紅色液滴的移動(dòng)距離對(duì)原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。2．葉圓片稱(chēng)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(wèn)題是一類(lèi)通過(guò)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(méi)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(méi)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．半葉法如圖所示，將植物對(duì)稱(chēng)葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)則留在光下進(jìn)行光合作用(即不作處理)，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(chēng)重，記為MA、MB，開(kāi)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(guò)部分即為光合作用產(chǎn)物的量，再通過(guò)計(jì)算可得出光合速率。例5某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置若干組，室溫25℃下進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裝置條件及結(jié)果的敘述，錯(cuò)誤的是()A．若X溶液為二氧化碳緩沖液并給予光照時(shí)，液滴移動(dòng)距離可表示凈光合作用強(qiáng)度的大小B．若要測(cè)真正光合作用強(qiáng)度，需另加設(shè)一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液C．若X溶液為清水并給予光照，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)，液滴右移D．若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為脂肪時(shí)，液滴左移答案C解析清水既不吸收和釋放氧氣，也不吸收和釋放二氧化碳，光合作用和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生和釋放的氧氣量和二氧化碳量相等，液滴不移動(dòng)，C錯(cuò)誤。例6某研究小組為測(cè)定不同光照條件下黑藻的光合速率，將等量且生理狀態(tài)相同的黑藻植株，分裝于6對(duì)黑白瓶(白瓶透光，黑瓶不透光)中，并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干凈湖水，分別置于六種不同的光照條件下，24h后6對(duì)黑白瓶中溶氧量變化情況(不考慮其他生物)如表。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()光照強(qiáng)度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)－7＋0＋6＋8＋10＋10黑瓶溶氧量(mg/L)－7－7－7－7－7－7A.可以根據(jù)黑瓶中溶氧量的變化來(lái)計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下黑藻的呼吸速率B．該實(shí)驗(yàn)條件下光照強(qiáng)度為a時(shí)白瓶中的黑藻不能生長(zhǎng)C．白瓶中，當(dāng)光照強(qiáng)度為d時(shí)，若其他條件不變，顯著降低CO2濃度，短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C5含量減少D．可以根據(jù)白瓶中溶氧量的變化計(jì)算不同光照強(qiáng)度下黑藻的凈光合速率答案C解析由題表分析可知，黑瓶中黑藻不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，其中溶氧量的減少代表水體中生物的呼吸速率，不考慮其他生物，因此可以根據(jù)黑瓶中溶氧量的變化來(lái)計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下黑藻的呼吸速率，A正確；表中光照強(qiáng)度為a時(shí)，白瓶中溶解氧變化量為0，說(shuō)明此時(shí)黑藻的凈光合速率為0，因此，該光照條件下的黑藻不能生長(zhǎng)，B正確；白瓶中，當(dāng)光照強(qiáng)度為d時(shí)，若其他條件不變，顯著降低CO2濃度，則會(huì)導(dǎo)致C5的消耗量減少，而C3的還原過(guò)程基本不變，因此，短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C5含量增加，C錯(cuò)誤；綜合分析可知，白瓶中溶氧量的變化代表黑藻的凈光合速率，因此可根據(jù)白瓶中溶氧量的變化計(jì)算不同光照強(qiáng)度下黑藻的凈光合速率，D正確。1．如圖所示為甘蔗一個(gè)葉肉細(xì)胞內(nèi)的系列反應(yīng)過(guò)程，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．過(guò)程①中葉綠體中的四種色素都主要吸收藍(lán)紫光和紅光B．過(guò)程②發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，過(guò)程③發(fā)生在線(xiàn)粒體C．過(guò)程①產(chǎn)生NADPH，過(guò)程②消耗NADPH，過(guò)程③既產(chǎn)生也消耗NADHD．若過(guò)程②的速率大于過(guò)程③的速率，則甘蔗的干重就會(huì)增加答案C解析由圖分析可知，①是光反應(yīng)階段，②是暗反應(yīng)階段，③是細(xì)胞呼吸生成ATP，④是ATP中的能量用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。光反應(yīng)中吸收光能的色素中，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，A錯(cuò)誤；暗反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體，B錯(cuò)誤；如果暗反應(yīng)的速率大于呼吸速率，只能說(shuō)明這一個(gè)葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，但整個(gè)植株的干重不一定會(huì)增加，D錯(cuò)誤。2．如果將一株綠色植物栽培在含H218O的完全培養(yǎng)液中，給予充足的光照，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，下列物質(zhì)中能含18O的是()①周?chē)諝獾难鯕猗谥車(chē)諝獾亩趸饥壑車(chē)諝獾乃肿英芄夂献饔卯a(chǎn)生的葡萄糖A．①B．①③C．①②③D．①②③④答案D解析水的光解產(chǎn)生氧氣，周?chē)諝庵械难鯕夂?8O，①正確；水參與細(xì)胞呼吸過(guò)程，與丙酮酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳釋放到空氣中，②正確；植物吸收的水大多數(shù)用于蒸騰作用散失到空氣中，③正確；由于周?chē)諝獾亩趸己?8O，二氧化碳是光合作用的原料，光合作用生成的葡萄糖也含有18O，④正確。3．圖甲表示某植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示該植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)CO2吸收量或CO2釋放量。假設(shè)不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，下列敘述正確的是()A．圖甲中，a點(diǎn)時(shí)該植物產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有線(xiàn)粒體B．圖甲中，c點(diǎn)時(shí)該植物光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等C．圖甲中的d點(diǎn)對(duì)應(yīng)對(duì)乙中的h點(diǎn)，都代表該植物的光飽和點(diǎn)D．若將環(huán)境中的CO2濃度增加，圖乙中的光飽和點(diǎn)一定會(huì)發(fā)生改變答案B解析圖甲中，a點(diǎn)時(shí)該植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，該植物產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有線(xiàn)粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯(cuò)誤；圖甲中，a點(diǎn)光照強(qiáng)度條件下，O2的產(chǎn)生總量為0，植物不進(jìn)行光合作用，此時(shí)的CO2釋放量可表示細(xì)胞呼吸速率，c點(diǎn)時(shí)O2的產(chǎn)生總量為6，即c點(diǎn)時(shí)該植物光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等，B正確；圖甲顯示的O2產(chǎn)生總量反映的是真正光合作用的量，CO2釋放量＝細(xì)胞呼吸CO2產(chǎn)生量－光合作用CO2消耗量，圖甲中d點(diǎn)只能說(shuō)明此時(shí)光合作用速率＞細(xì)胞呼吸速率；而圖乙中的h點(diǎn)為光的飽和點(diǎn)，故d點(diǎn)不一定對(duì)應(yīng)h點(diǎn)，C錯(cuò)誤；若將環(huán)境中的CO2濃度增加，圖乙中的光飽和點(diǎn)不一定會(huì)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。4．如圖是密閉大棚內(nèi)番茄在24小時(shí)測(cè)得的CO2含量和CO2吸收速率的變化曲線(xiàn)圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)點(diǎn)CO2釋放量減少可能是由于溫度降低使細(xì)胞呼吸減弱B．d點(diǎn)時(shí)光合速率雖有所下降，但仍大于呼吸速率C．如果N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加D．番茄通過(guò)光合作用制造有機(jī)物的時(shí)間是ce段答案D解析a點(diǎn)之后CO2的釋放量又增加，可推測(cè)a點(diǎn)是溫度降低導(dǎo)致細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放量減少，A正確；d點(diǎn)時(shí)氣溫高，蒸騰作用過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率下降，但凈光合速率仍大于0，即光合速率仍大于呼吸速率，B正確；番茄通過(guò)光合作用制造有機(jī)物的時(shí)間是bf段，ce段屬于有機(jī)物的積累階段，