必刷08-光合作用和細胞呼吸過程及相關(guān)曲線(共23題)(解析版)

必刷08光合作用和細胞呼吸過程及相關(guān)曲線高考試題1．(2021·全國乙，29)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通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)白天葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有____________________________，光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和____________釋放的CO2。(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____________正常進行。(3)若以pH作為檢測指標，請設(shè)計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)【答案】(1)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜)、葉綠體類囊體的薄膜細胞呼吸(2)蒸騰作用過強導(dǎo)致水分散失過多光合作用(3)實驗思路：取生長狀態(tài)相同的植物甲若干株隨機均分為A、B兩組；A組在(濕度適宜的)正常環(huán)境中培養(yǎng)，B組在干旱環(huán)境中培養(yǎng)，其他條件相同且適宜，一段時間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時間液泡中的pH，并求平均值。預(yù)期結(jié)果：A組pH平均值高于B組?！窘馕觥?1)白天有光照，葉肉細胞能利用液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2進行光合作用，也能利用光合作用產(chǎn)生的氧氣和有機物進行有氧呼吸，光合作用光反應(yīng)階段能將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在ATP和[H]中，有氧呼吸三階段都能產(chǎn)生能量合成ATP，因此葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜)、葉綠體類囊體的薄膜。光合作用為有氧呼吸提供有機物和氧氣，反之，細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳也能用于光合作用暗反應(yīng)，故光合作用所需的CO2可來源于蘋果酸脫羧和細胞呼吸釋放的CO2。(2)由于環(huán)境干旱，植物吸收的水分較少，為了維持機體的平衡適應(yīng)這一環(huán)境，氣孔白天關(guān)閉能防止白天因溫度較高、蒸騰作用較強導(dǎo)致植物體水分散失過多，晚上氣孔打開吸收二氧化碳儲存固定以保證光合作用等生命活動的正常進行。(3)該實驗自變量是植物甲所處的生存環(huán)境是否干旱，由于夜間氣孔打開吸收二氧化碳，生成蘋果酸儲存在液泡中，導(dǎo)致液泡pH降低，故可通過檢測液泡的pH驗證植物甲存在該特殊方式，即因變量檢測指標是液泡中的pH。2.（2020年全國統(tǒng)一高考生物試卷（新課標Ⅰ)·30）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，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量等目的?；卮鹣铝袉栴}：（1）中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有_____________________（答出2點即可）。（2）農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是_____________________（答出1點即可）。（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長期內(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。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點（光合速率達到最大時所需的光照強度）見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是___________________，選擇這兩種作物的理由是___________________。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點/μmol·m-2·s-112001180560623【答案】（1）減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用（2）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）A和C作物A光飽和點高且長得高，可以利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用【解析】（1）中耕松土過程中去除了雜草，減少了雜草和農(nóng)作物之間的競爭；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根細胞的有氧呼吸，促進礦質(zhì)元素的吸收，從而達到增產(chǎn)的目的。（2）農(nóng)田施肥時，肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收。（3）分析表中數(shù)據(jù)可知，作物A、D的株高較高，B、C的株高較低，作物A、B的光飽和點較高，適宜在較強光照下生長，C、D的光飽和點較低，適宜在弱光下生長，綜合上述特點，應(yīng)選取作物A和C進行間作，作物A可利用上層光照進行光合作用，作物C能利用下層的弱光進行光合作用，從而提高光能利用率。3.（2020年全國統(tǒng)一高考生物試卷（新課標Ⅲ)·29）照表中內(nèi)容，圍繞真核細胞中ATP的合成來完成下表。反應(yīng)部位（1）__________葉綠體的類囊體膜線粒體反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸等反應(yīng)名稱（2）__________光合作用的光反應(yīng)有氧呼吸的部分過程合成ATP的能量來源化學(xué)能（3）__________化學(xué)能終產(chǎn)物（除ATP外）乙醇、CO2（4）__________（5）__________【答案】（1）細胞質(zhì)基質(zhì)（2）無氧呼吸（3）光能（4）O2、NADPH（5）H2O、CO2【解析】1、無氧呼吸：場所：細胞質(zhì)基質(zhì)；反應(yīng)式C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量2、有氧呼吸三個階段的反應(yīng)：第一階段：反應(yīng)場所：細胞質(zhì)基質(zhì)；反應(yīng)式C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量第二階段：反應(yīng)場所：線粒體基質(zhì)；反應(yīng)式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量第三階段：反應(yīng)場所：線粒體內(nèi)膜；反應(yīng)式：24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)4.（2019全國卷Ⅰ·29）將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。（1）經(jīng)干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力_______________________。（2）與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會_______________________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_______________________。（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果?！敬鸢浮浚?）增強（2）降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少（3）取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度，預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度，預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變?！窘馕觥浚?）經(jīng)干旱處理后，根細胞的溶質(zhì)濃度增大，滲透壓增大，對水分子吸引力增大，植物根細胞的吸水能力增強。（2）據(jù)題干條件可知干旱處理后該植物的葉片氣孔開度減小，導(dǎo)致葉片細胞吸收CO2減少，暗反應(yīng)減弱，因此光合速率會下降。（3）根據(jù)題意分析可知，實驗?zāi)康臑轵炞C干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，故實驗應(yīng)分為兩部分：①證明干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起的；②證明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。該實驗材料為ABA缺失突變體植株（不能合成ABA），自變量應(yīng)分別為①正常條件和缺水環(huán)境、②植物體中ABA的有無，因變量均為氣孔開度變化，據(jù)此設(shè)計實驗。①取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度，預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變?？烧f明缺水環(huán)境不影響ABA缺失突變體植株氣孔開度變化，即干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起。②將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度，預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變?？烧f明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。必刷點一光合作用與細胞呼吸過程5．海洋中的真核藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布依次是淺、中、深。自然狀態(tài)下，它們都能通過光合作用制造有機物?；卮鹣铝袉栴}：(1)綠藻葉綠體中的光合色素可對光能進行捕獲，吸收的光能主要有兩方面用途：一是________________________________，二是________________________________。(2)CO2是光合作用的原料之一，紅藻正常生長過程中，其光合作用固定的CO2來自于_______________________________________________________________________________________________________________________________(回答2點即可)。(3)進一步研究表明，三種藻類在海水中的垂直分布情況，與它們對光能捕獲的差異有關(guān)，結(jié)果如下表。請利用以下提供的實驗器材，設(shè)計實驗驗證上述說法(要求：寫出簡要實驗思路)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。不同藻類綠藻褐藻紅藻主要吸收的光質(zhì)紅光、藍紫光黃光、綠光藍光可選擇的實驗材料和器具有：水綿(綠藻)、海帶(褐藻)、紫菜(紅藻)、需氧細菌、三棱鏡、發(fā)光器、蒸餾水、載玻片、蓋玻片、顯微鏡等。【答案】(1)將水分解為O2和[H]促成ADP和Pi合成ATP(2)海水環(huán)境中的CO2、細胞呼吸釋放的CO2(3)實驗思路：將水綿、海帶和紫菜分別與需氧細菌制成臨時裝片，放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，用透過三棱鏡的光分別照射三組臨時裝片，一段時間后觀察需氧細菌的分布情況6.圖甲表示光合作用過程的圖解，圖乙為大棚中栽培的某種蔬菜在水肥充足、溫度適宜條件下，光合強度受環(huán)境因素影響的變化曲線圖。請據(jù)圖分析并回答下列問題：(1)參與光合作用的色素分布在葉綠體的________上。(2)光合作用的過程可以分為兩個階段，圖甲中B表示________階段，反應(yīng)場所是________。(3)圖甲中A生理過程的產(chǎn)物是______________________________________________。(4)由圖乙可知，影響光合作用的外界因素是________和________。(5)比較圖乙中Ⅰ、Ⅱ兩條曲線，當光照強度大于a時，曲線Ⅱ的光合強度不再增大的原因是___________________________________________________________________________________________，限制了光合作用________階段的進行?！敬鸢浮?1)類囊體薄膜(2)暗反應(yīng)葉綠體基質(zhì)(3)O2、[H]、ATP(4)光照強度CO2濃度(5)CO2濃度過低暗反應(yīng)7.某研究小組將生長狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進行實驗探究，A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2＋的培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。一段時間后，持續(xù)提供14C標記的二氧化碳進行光合作用，然后檢測并比較14C標記的有機化合物的量。請回答下列問題：(1)該實驗的目的是_____________________________________________________________。(2)B組14C標記的(CH2O)的量比A組低，原因是_______________________________________________________________________。(3)在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)6s后有十余種產(chǎn)物含有放射性，而0.5s內(nèi)只發(fā)現(xiàn)一種產(chǎn)物含有放射性，這種產(chǎn)物最可能是_______________________________________________________。(4)實驗中的“其他條件”主要是指______________________________________________________________________________________________________________(至少答兩項)。若在實驗過程中突然停止14CO2供應(yīng)，則此時兩組實驗中14C5的含量均會________，(CH2O)/C3的比值會____________?！敬鸢浮?1)探究Mg2＋對植物光合作用的影響(2)缺少Mg2＋不利于葉綠素的合成，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，C3的還原減弱，形成的(CH2O)減少(3)三碳化合物(4)溫度、光照、pH等增加增大【解析】(1)根據(jù)實驗的自變量為是否含有Mg2＋，說明該實驗的目的是探究Mg2＋對植物光合作用的影響。(2)由于缺少Mg2＋不利于葉綠素的合成，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，C3的還原減弱，形成的(CH2O)減少，所以B組14C標記的(CH2O)的量比A組低。(3)根據(jù)題干信息，提供14C標記的二氧化碳進行光合作用，二氧化碳與C5反應(yīng)，生成三碳化合物，所以0.5s內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一的含放射性的物質(zhì)最可能是三碳化合物。(4)實驗中的“其他條件”指的是無關(guān)變量，如溫度、光照、pH等。若在實驗過程中突然停止14CO2供應(yīng)，則生成的C3減少，消耗的C5也減少，導(dǎo)致兩組實驗中14C5的含量均增加，(CH2O)/C3的比值也增大。8．下圖1表示酵母菌細胞內(nèi)細胞呼吸相關(guān)物質(zhì)代謝過程，請回答以下問題：(1)酵母菌細胞內(nèi)丙酮酸在__________________(填場所)被消耗，從能量轉(zhuǎn)化角度分析，丙酮酸在不同場所被分解時有什么不同？_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)酵母菌在O2充足時幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認為是因為O2的存在會抑制圖1中酶1的活性而導(dǎo)致無酒精產(chǎn)生，為驗證該假說，實驗小組將酵母菌破碎后高速離心，取____________________(填“含線粒體的沉淀物”或“上清液”)均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通入O2，一段時間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的___________________________進行檢測。(3)按照上述實驗過程，觀察到______________，說明(2)中假說不成立，實驗小組查閱資料發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH還存在如圖2所示的轉(zhuǎn)運過程，NADH在線粒體內(nèi)積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運即會被抑制，且細胞內(nèi)反應(yīng)物濃度上升或產(chǎn)物濃度下降一般會促進酶促反應(yīng)速率，反之則抑制。請結(jié)合以上信息解釋O2會抑制酵母菌產(chǎn)生酒精的原因：_______________________________________________________________________________________。(4)高產(chǎn)產(chǎn)酒酵母酒精產(chǎn)量更高，甚至在有氧條件下也能產(chǎn)酒，結(jié)合圖1和圖2分析，是利用野生酵母，通過物理或化學(xué)誘變因素誘導(dǎo)控制合成________________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因發(fā)生突變而產(chǎn)生的新品種?！敬鸢浮?1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量不能用于合成ATP，但在線粒體基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量可用于合成ATP(2)上清液酸性的重鉻酸鉀溶液(3)甲、乙試管都顯灰綠色O2充足時，線粒體內(nèi)的NADH與O2結(jié)合產(chǎn)生水，從而促進線粒體內(nèi)蘋果酸的分解，進而促進蘋果酸向線粒體的轉(zhuǎn)運過程，當細胞質(zhì)基質(zhì)中的蘋果酸濃度較低時，促進了細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH的消耗，使得細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH含量很少，NADH的缺少導(dǎo)致丙酮酸不能轉(zhuǎn)化成酒精(或氧氣存在時，線粒體大量消耗NADH，導(dǎo)致細胞質(zhì)基質(zhì)中缺乏NADH)(4)酶3【解析】(2)由題圖可知，酶1催化丙酮酸分解為酒精和二氧化碳，說明酶1位于細胞質(zhì)基質(zhì)，所以酵母菌破碎后高速離心，取上清液(主要成分是細胞質(zhì)基質(zhì)，含有酶1)分為甲、乙兩組，一段時間后在兩支試管加入等量葡萄糖，向甲試管通入O2，所以甲是實驗組，乙是對照組。一段時間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的酸性的重鉻酸鉀溶液進行檢測。若甲試管由橙色變灰綠色即產(chǎn)生了酒精，說明O2對酶1沒有抑制作用，如果甲試管不變色，說明O2對酶1有抑制作用。(4)結(jié)合圖1和圖2分析，O2存在時，酶3催化有氧呼吸第三階段，如果通過物理或化學(xué)誘變因素誘導(dǎo)控制合成酶3的基因發(fā)生突變，O2中的不能與線粒體中的NADH反應(yīng)，NADH積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運會被抑制，細胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH就會在酶1的催化下合成酒精。必刷點二光合和呼吸的特殊過程（光呼吸、蘋果酸等）9．某研究小組測得在適宜條件下某植物葉片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后釋放CO2的速率。吸收或釋放CO2的速率隨時間變化趨勢的示意圖如下(吸收或釋放CO2的速率是指單位面積葉片在單位時間內(nèi)吸收或釋放CO2的量)，回答下列問題：(1)在光照條件下，圖形A＋B＋C的面積表示________________，該植物在一定時間內(nèi)單位面積葉片光合作用，其中圖形B的面積表示___________________________，從圖形C可推測該植物存在另一個________的途徑，CO2進出葉肉細胞都是通過________的方式進行的。(2)在上述實驗中，若提高溫度、降低光照，則圖形________(填“A”或“B”)的面積變小，圖形________(填“A”或“B”)的面積增大，原因是________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)固定的CO2總量呼吸作用釋放出的CO2量釋放CO2自由擴散(2)AB光合速率降低，呼吸速率增強【解析】(1)根據(jù)坐標圖分析，A的面積為葉肉細胞吸收外界CO2的量，而B＋C的面積總和則是植物自身產(chǎn)生CO2的量，兩部分的CO2都會被植物的葉肉細胞所吸收，即光合作用固定的CO2總量。遮光之后，植物主要進行呼吸作用產(chǎn)生CO2，根據(jù)遮光后平穩(wěn)段的直線的變化趨勢可以推出B的面積表示這段時間內(nèi)植物呼吸作用放出的CO2量，而圖形C則表示植物可能通過其他途徑產(chǎn)生CO2。CO2屬于小分子，進出細胞都是通過自由擴散的方式進行的。(2)題干中提到適宜條件是針對光合作用，所以提高溫度、降低光照都會使光合作用減弱，所以A的面積會變小，而呼吸作用的最適溫度比光合作用的最適溫度要高，所以提高溫度會增大呼吸作用的速率，而光照的改變對呼吸作用無影響，所以B的面積會變大。10．(2021·山東高三三模)光呼吸是在光的驅(qū)動下將有機物氧化生成CO2和水的一個高耗能反應(yīng)，據(jù)估計光呼吸可損耗掉1/4的光合產(chǎn)物，降低光呼吸，成為提高作物產(chǎn)量的研究方向之一。我國科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將相關(guān)基因?qū)胨炯毎⑵涠ㄎ辉谌~綠體中，成功構(gòu)建了一條新的光呼吸支路，使光呼吸產(chǎn)生的部分乙醇酸在葉綠體內(nèi)完全分解為CO2，所獲得的新型轉(zhuǎn)基因水稻的光合效率和產(chǎn)量均大幅提高。綠色植物細胞中光合作用和光呼吸的過程如下圖所示。據(jù)圖分析回答：(1)在綠色植物細胞光合作用過程中，RuBP羧化酶(Rubisco)催化暗反應(yīng)中____________，在光反應(yīng)提供的____________________作用下，生成有機物。(2)據(jù)圖分析可知，在光呼吸過程中，Rubisco催化________________與RuBP反應(yīng)，生成的__________________經(jīng)一系列反應(yīng)，最終分解為CO2。光呼吸被冠以“呼吸”二字，你認為理由是______________________________________________________________________(提示：從與有氧呼吸進行比較的角度回答)。(3)綜合上述信息，簡要闡明新型轉(zhuǎn)基因水稻光合效率提高的機制是______________________________________________________________________________________________。【答案】(1)CO2的固定ATP和NADPH(2)O2C2(乙醇酸)光呼吸過程中消耗O2并生成CO2，與有氧呼吸過程相似(3)新型轉(zhuǎn)基因水稻使光呼吸產(chǎn)生的乙醇酸在葉綠體內(nèi)分解為CO2，提高了葉綠體中CO2的濃度，在與O2競爭Rubisco酶中有優(yōu)勢，抑制光呼吸，提高植物的光合速率11．(2020·山東，21)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如下圖所示，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________________。(2)若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因是________________________________________________________________________。(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___________________________________________________________________________________________________________________。(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?！敬鸢浮?1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(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)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少【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相當于光合作用的光反應(yīng)階段，模塊3相當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)產(chǎn)生乙，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。(2)若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，相當于光合作用過程中突然停止供應(yīng)CO2，CO2的固定受阻，進而導(dǎo)致乙(C3)的合成量減少，短時間內(nèi)C3的還原正常進行，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)時間較長，相當于暗反應(yīng)無法進行，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。(3)植物有機物的積累量稱為凈光合作用量，即有機物的制造量(真正光合作用量)減去呼吸作用消耗的有機物量。這個人工光合作用系統(tǒng)中只有有機物的制造，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，有機物(糖類)的積累量將高于植物。12．某植物夜間可以通過氣孔吸收CO2，并把CO2經(jīng)一系列反應(yīng)合成蘋果酸，儲存在液泡中，白天液泡中的蘋果酸可以運送至細胞質(zhì)基質(zhì)，經(jīng)過反應(yīng)產(chǎn)生CO2，進而參與卡爾文循環(huán)(如圖所示)。請據(jù)圖回答：(1)葉綠體中的類胡蘿卜素主要吸收________光。葉綠素b呈現(xiàn)________色，其在層析液中的溶解度________(填“大于”或“小于”)胡蘿卜素的溶解度。(2)該植物細胞進行卡爾文循環(huán)的具體場所是______________。參與卡爾文循環(huán)的CO2直接來源于__________________過程和________________過程，被固定后生成的化合物是________(填“C3”或“C5”)。(3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該植物夜晚雖然能吸收CO2，卻不能合成(CH2O)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)題干信息可以推測，該植物很有可能生活在________(填“濕潤多雨”或“炎熱干燥”)的環(huán)境中。【答案】(1)藍紫黃綠小于(2)葉綠體基質(zhì)蘋果酸的分解細胞呼吸(或有氧呼吸)C3(3)夜晚無光照不能進行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供[H]和ATP(4)炎熱干燥【解析】(4)由題意可知，此類植物夜間氣孔開放，吸收的二氧化碳生成的蘋果酸儲存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉，由此推測其生活在炎熱干旱的環(huán)境。13．植物A有一個很特殊的CO2同化方式：夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中(如圖一所示)；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用(如圖二所示)。植物B的CO2同化過程如圖三所示，請回答下列問題：(1)植物A氣孔開閉的特點與其生活環(huán)境是相適應(yīng)的，推測植物A的生活環(huán)境可能是__________________。植物A夜晚能吸收CO2，卻不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反應(yīng)必需的____________________；白天植物A進行光合作用所需的CO2是由________和________釋放的。(2)在上午10：30時，突然降低環(huán)境中CO2濃度后的一小段時間內(nèi)，植物A和植物B細胞中C3含量的變化分別是______________、______________。(3)將植物B放入密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進行培養(yǎng)，用CO2濃度測定儀測得了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪成下圖的曲線。在一天當中，植物B有機物積累量最多是在曲線的________點。據(jù)圖分析，一晝夜后玻璃罩內(nèi)植物B體內(nèi)有機物的含量將會________?！敬鸢浮?1)炎熱干旱A(chǔ)TP、NADPH蘋果酸(脫羧作用)細胞呼吸(2)基本不變降低(3)F增加【解析】(1)植物A的氣孔在白天關(guān)閉，晚上開放，而氣孔的開閉與蒸騰作用有關(guān)，據(jù)此推測植物A可能生活在炎熱干旱的環(huán)境中；植物A夜晚不能進行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH，所以吸收的CO2不能合成(CH2O)；白天植物A進行光合作用所需要的CO2由蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放和細胞呼吸產(chǎn)生。(2)在上午10：30時，突然降低環(huán)境中CO2濃度后的一小段時間內(nèi)，植物A由于氣孔關(guān)閉，不吸收CO2，C3的含量基本不變；而植物B吸收的CO2減少，CO2的固定減弱，細胞中C3的含量降低。(3)據(jù)圖分析，F(xiàn)點CO2濃度最低，說明此時玻璃罩內(nèi)CO2被吸收得最多，植物積累有機物最多；由于G點的CO2濃度比A點低，說明一晝夜后玻璃罩內(nèi)植物B體內(nèi)有機物的含量增加。必刷點三光合作用和細胞呼吸的變化曲線分析14.(2018·全國Ⅱ，30)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：(1)從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是______________________________________________________________________。(2)光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的________反應(yīng)受到抑制。(3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是________。【答案】(1)下層A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片(2)暗(3)無水乙醇【解析】(1)根據(jù)題圖中的曲線可知，A葉片凈光合速率最大時，對應(yīng)的光照強度約為1200μmol·m－2·s－1，B葉片凈光合速率最大時，對應(yīng)的光照強度至少為2000μmol·m－2·s－1，即A葉片的凈光合速率達到最大時所需的光照強度低于B葉片，因此A葉片位于樹冠下層。(2)當光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的放氧速率不變，但凈光合速率下降，原因可能是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制。(3)常用的提取葉綠素的有機溶劑是無水乙醇。15.(2020·海南，21)在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強度的日變化，結(jié)果如圖。請回答下列問題：(1)據(jù)圖分析，與10時相比，7時蔬菜的光合作用強度低，此時，主要的外界限制因素是______________________；從10時到12時，該蔬菜的光合作用強度________。(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強度，小組成員將菜地分成A、B兩塊，10～14時在A菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相同。測得該時段A菜地蔬菜的光合作用強度比B菜地的高，主要原因是______________________________________________________________________________。(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋，測得棚內(nèi)溫度比B菜地高，一段時間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產(chǎn)量低，從光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是______________________________________________________________________________。【答案】(1)光照強度降低(2)B菜地光照強度過高，同時溫度上升，導(dǎo)致蔬菜部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低(3)C菜地的溫度上升，光合作用有關(guān)酶活性下降，細胞呼吸有關(guān)酶活性增加，C菜地的凈光合作用降低，產(chǎn)量下降，因此C菜地的蔬菜產(chǎn)量低于B菜地【解析】(1)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強度的增加而增加，與10時相比，7時的光照強度弱，此時，影響光合作用的主要因素是光照強度，10時到12時，從圖中分析可知，蔬菜的光合作用強度降低。(2)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強度的增加而增加，當光照強度持續(xù)增加同時溫度上升，部分氣孔會關(guān)閉，導(dǎo)致植物從外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反應(yīng)受到限制，光合作用強度降低。(3)當溫度升高后，與光合作用有關(guān)的酶會由于溫度過高而活性降低，光合作用強度降低，細胞呼吸有關(guān)酶的最適溫度高于光合作用有關(guān)酶的最適溫度，呼吸速率上升，最終導(dǎo)致凈光合速率降低，蔬菜的有機物積累減少，產(chǎn)量降低。16.(2020·河北衡水金卷)下圖是某植物在光下與陰影下生長的光合速率變化曲線圖。請回答下列問題：(1)與光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體的________________________________，部分酶可以催化CO2的固定并生成________。(2)圖中________(填“A”“B”或“C”)點所對應(yīng)的光照強度可以表示該植物在光下生長的光補償點。在陰影下生長的植物，其光補償點相對較低的原因是_______________________________________。(3)分析上圖，可知植物的光合作用受________的影響。【答案】(1)類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)C3(三碳化合物)(2)B在陰影下，植物的呼吸速率低，較弱的光照就可使其光合作用的CO2吸收量為0(在陰影下，植物的呼吸速率低，在較弱的光照條件下，其光合速率與細胞呼吸速率相同)(3)光照強度(光照)17.(2022·山東日照市調(diào)研)甲、乙兩種植物整個植株凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖1，圖2為不同生理狀態(tài)下葉肉細胞內(nèi)線粒體和葉綠體間CO2氣體交換情況。回答下列問題：(1)凈光合速率是指實際光合速率與呼吸速率之差，植物葉肉細胞中葉綠體吸收CO2或釋放O2的速率可表示________(填“凈光合速率”“真正光合速率”或“呼吸速率”)，圖2中________(填序號)圖可表示圖1中光照強度為A時甲、乙兩植物葉肉細胞內(nèi)CO2的關(guān)系。(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，合理密植更有利于________植物生長，因為____________________________________________________________________。(3)光照強度為C時，若適當提高乙植物生長環(huán)境中CO2的濃度，則C點應(yīng)向________(填“左”或“右”)移動，光照強度為D時，甲植物葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的細胞器有________________________?！敬鸢浮?1)真正光合速率④(2)甲植物生長速率直接取決于凈光合速率的大小；光照強度較高時甲植物凈光合速率大于乙；合理密植，植株接受的光照強度增加，導(dǎo)致甲植物凈光合速率明顯高于乙(3)右葉綠體、線粒體【解析】(1)葉綠體是綠色植物光合作用的場所，而葉綠體中釋放的O2先被線粒體吸收利用，所以植物葉肉細胞中葉綠體吸收CO2或釋放O2的速率可表示真正光合速率，而植物葉片吸收CO2或釋放O2的速率可表示凈光合速率。當光照強度為A時，甲、乙兩植物整個植株凈光合速率為0，即植物通過呼吸作用釋放的CO2全部供植物光合作用所需，但植物體內(nèi)有部分細胞不能進行光合作用，該部分細胞進行細胞呼吸時所需O2來自進行光合作用的細胞，故葉肉細胞的光合作用速率大于呼吸作用速率，即可用圖2中的④表示。(2)由圖1可以看出，在光照較強條件下，甲植物凈光合速率大于乙植物，而植物的生長速率直接取決于凈光合速率的大小，若合理密植，則植株接受的光照強度較大，故更有利于甲植物的生長。(3)光照強度為C時，乙植物凈光合速率達到最大，此時限制乙植物光合作用的因素可能是CO2濃度、溫度等，若提高CO2濃度，則光合作用強度會增強，C點應(yīng)右移。光照強度為D時，甲植物葉肉細胞中既進行光合作用又進行呼吸作用，故葉綠體和線粒體中均產(chǎn)生ATP。必刷點四液滴移動—氣體體積測定裝置18.(2020·遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考)某實驗室中有三套完全相同的裝置(如圖1所示)，裝置內(nèi)的綠色植物為長勢相近的君子蘭，培養(yǎng)條件如表所示，經(jīng)2小時的實驗后，測定并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。已知氧傳感器用于測定裝置內(nèi)的O2含量。請分析并回答下列問題：裝置培養(yǎng)條件刻度尺讀數(shù)數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)開始時2小時后開始時2小時后甲溫度為T1、光照適宜0ADE乙溫度為T2、光照適宜0BDF丙溫度為T2、黑暗0CDG圖1注：君子蘭細胞中光合作用和細胞呼吸相關(guān)酶的最適溫度分別為T1和T2，且T2>T1。(1)三套裝置的君子蘭細胞中，均能產(chǎn)生ATP的場所是________；裝置甲中的數(shù)據(jù)A代表____________________________________________________________。(2)若增加一套實驗裝置，光照適宜條件下，在實驗過程中，將溫度逐漸由T1升高至T2，并測得數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)由D變?yōu)镠，則E、F、H的大小關(guān)系是_________________________________________________________________。(3)若B＝0，則在君子蘭的葉肉細胞中，葉綠體產(chǎn)生O2的量________(填“大于”“等于”或“小于”)線粒體消耗O2的量；若B為正數(shù)，C為負數(shù)，則該植物在溫度為T2、光照適宜的條件下，呼吸速率與光合速率之比＝________(用B、C表示)。【答案】(1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體君子蘭在溫度為T1、光照適宜的條件下，2小時內(nèi)釋放O2的量(或君子蘭在溫度為T1、光照適宜的條件下的凈光合速率)(2)E>H>F(3)大于C/(C－B)或－C/(B－C)【解析】(1)丙裝置中的君子蘭只能進行細胞呼吸，因此，三套裝置的君子蘭細胞中均能產(chǎn)生ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；A代表在裝置甲對應(yīng)的培養(yǎng)條件下，君子蘭的凈光合速率。(2)當溫度由T1逐漸升高至T2時，君子蘭細胞的光合速率下降，呼吸速率上升，則H應(yīng)小于E、大于F。(3)若B＝0，則說明整體上君子蘭的光合速率等于呼吸速率，但就君子蘭的葉肉細胞而言，其光合速率大于呼吸速率，即葉肉細胞中葉綠體產(chǎn)生O2的量大于線粒體消耗O2的量；在溫度為T2、光照適宜的條件下，君子蘭的呼吸速率可表示為－C/2，光合速率＝(B－C)/2，因此，兩者之比＝－C/(B－C)＝C/(C－B)。19.(2019·陜西寶雞聯(lián)考)科學(xué)探究是研究生物學(xué)的重要方法。為了探究綠色植物的呼吸作用和光合作用，某生物興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下設(shè)計了圖甲所示的裝置，圖乙為C裝置中葉片在夏季晴朗的一天內(nèi)呼吸作用和光合作用的變化曲線。請據(jù)圖回答下列問題(氫氧化鈉溶液具有吸收二氧化碳的作用)：(1)為了確保實驗的科學(xué)性，該興趣小組的同學(xué)對圖甲中的葉片先進行一定時間的暗處理，這樣做的目的是___________________________________________。(2)圖甲所示的實驗設(shè)計能探究________________________________________(至少寫兩個)等因素對光合作用的影響。(3)D裝置彎玻璃管中紅墨水的移動方向是________(填“向左”“向右”或“不動”)。圖乙中的曲線________與D裝置內(nèi)葉片的生理活動相對應(yīng)。(4)對圖甲C裝置中的葉片進行脫水稱重，欲使得到的質(zhì)量最大，結(jié)合圖乙中的曲線分析，應(yīng)選擇________(填圖中字母)時左右摘取葉片?！敬鸢浮?1)把葉片內(nèi)原有的營養(yǎng)物質(zhì)耗盡(2)水、光照、二氧化碳(寫出兩個即可)(3)向左Ⅱ(4)c【解析】(1)“進行一定時間的暗處理”時，無光照，植物只進行呼吸作用而不能進行光合作用，這樣可以將葉片中原來儲存的營養(yǎng)物質(zhì)消耗盡，以免原有營養(yǎng)物質(zhì)對實驗結(jié)果造成影響。(2)圖甲中，對A葉片的處理是割斷主葉脈，導(dǎo)管被切斷，這樣A葉片的左端部分就得不到從根運輸來的水分，因此，A葉片的左端和右端部分就形成以是否有水供應(yīng)為自變量的對照實驗；B裝置中沒有光照，C裝置中有光照，二者唯一不同的是有無光照，可用作以光為自變量的對照實驗；D裝置中有氫氧化鈉溶液(吸收二氧化碳)，造成瓶中沒有二氧化碳，因此C裝置和D裝置唯一不同的是有無二氧化碳，可作為以二氧化碳為自變量的對照實驗。因此，圖甲所示的實驗設(shè)計能探究水、光照、二氧化碳等因素對光合作用的影響。(3)D裝置中葉片進行呼吸作用吸收氧氣、釋放二氧化碳，而釋放的二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收了，導(dǎo)致D裝置中氣體減少，氣壓降低，因此D裝置彎玻璃管中紅墨水的移動方向是向左。結(jié)合題干信息“圖乙為C裝置中葉片在夏季晴朗的一天內(nèi)呼吸作用和光合作用的變化曲線”分析圖乙，曲線Ⅰ有活動強度為0的時間段，由于光合作用在有光條件下才能進行，無光條件下不能進行，故曲線Ⅰ表示光合作用的變化曲線，曲線Ⅱ沒有活動強度為0的時間段，因此曲線Ⅱ表示呼吸作用的變化曲線。D裝置內(nèi)的葉片不能進行光合作用(二氧化碳被吸收)，能進行呼吸作用，所以圖乙中的曲線Ⅱ與D裝置內(nèi)葉片的生理活動相對應(yīng)。(4)光合作用制造有機物，光合作用積累的有機物越多，葉片脫水后質(zhì)量越大。因此，若“對圖甲C裝置中的葉片進行脫水稱重，欲使得到的質(zhì)量最大”，結(jié)合圖乙中的曲線分析，應(yīng)選擇c時左右摘取葉片，因為此時植物葉片的光合作用強度等于呼吸作用強度，達到了一天中有機物積累最多的時刻。20．(2020·海南省高三下學(xué)期新高考線上診斷性測試)請回答下列問題：(1)某研究小組對甲、乙兩種植物的葉肉細胞在不同光照強度下的相關(guān)生理過程進行了測定，得到了下表所示數(shù)據(jù)(光照強度的單位為千勒克斯，CO2的吸收和釋放速率的單位不作要求)：項目光合速率與呼吸速率相等時的光照強度光飽和時的光照強度光飽和時植物吸收CO2的速率黑暗條件下CO2釋放的速率甲131810乙383015當光照強度為2千勒克斯時，甲植物光合作用產(chǎn)生的O2的去向是_____________________，乙植物光合作用產(chǎn)生的O2的去向是________________________。當光照強度為8千勒克斯時，乙植物的總光合速率是________。(2)如圖所示裝置可以測定一些生理活動強度(僅考慮以葡萄糖為呼吸作用底物)：①若甲燒杯中為酵母菌培養(yǎng)液，乙燒杯中為NaOH溶液，液滴向左移動，則單位時間內(nèi)移動的距離可代表____________________。②若甲燒杯中為小球藻培養(yǎng)液，乙燒杯中為______________，裝置置于適宜光照強度條件下，液滴向________移動，則單位時間內(nèi)移動的距離可以代表小球藻凈光合作用強度。【答案】(1)一部分供線粒體有氧呼吸消耗，一部分釋放到體外全部供線粒體有氧呼吸消耗45(2)①酵母菌有氧呼吸的強度②NaHCO3溶液(或CO2緩沖液)右【解析】(1)光照強度為2千勒克斯時，甲光合作用＞呼吸作用，甲葉片釋放的O2一部分供線粒體有氧呼吸消耗，一部分釋放到體外；同理乙植物在此時光合作用＜呼吸作用，乙葉片釋放的O2全部供線粒體有氧呼吸消耗。乙植物在光照強度為8千勒克斯時已經(jīng)達到光飽和點，乙葉綠體產(chǎn)生的氧氣量為45。(2)①酵母菌有氧呼吸消耗氧氣，NaOH溶液將呼吸作用釋放的二氧化碳吸收使內(nèi)部體積變小，液滴左移，單位時間內(nèi)移動的距離可代表酵母菌有氧呼