?第5章 細(xì)胞呼吸和光合作用

一、基礎(chǔ)知識必備
1、有氧呼吸
（1）概念:細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。
（2）過程
階段
具體過程
發(fā)生場所
與氧的關(guān)系　
第一階段
C6H12O6→ 2丙酮酸+4[H]+ATP(少)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　
無關(guān)
第二
階段
2丙酮酸+6H2O → 6CO2+20[H]+ATP(少)
線粒體基質(zhì)　
無關(guān)
第三
階段
6O2+24[H] → 12H2O+ATP(大量)
線粒體內(nèi)膜　
必須
有氧
（3）反應(yīng)式 C6H12O6+6H2O+6O2 → 6CO2+12H2O+能量
2、無氧呼吸
（1）概念:細(xì)胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物不徹底地氧化分解,產(chǎn)生C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸),釋放出少量能量,生成少量ATP的過程。
（2）過程
階段
具體過程
發(fā)生場所
第一
階段
C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+ATP(少量)
細(xì)胞質(zhì)
基質(zhì)　
第二
階段
2C3H4O3+4[H] → 2C2H5OH(酒精)+2CO2
或者2C3H4O3+4[H]→ 2C3H6O3(乳酸)
（3）反應(yīng)式
(1)無氧呼吸產(chǎn)生酒精的反應(yīng)式:C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2+少量能量。
(2)無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的反應(yīng)式:C6H12O6 → 2C3H6O3+少量能量。
二、通關(guān)秘籍
1、有氧呼吸過程中各元素的去向

反應(yīng)物中的葡萄糖、水、氧氣分別在第一、二、三階段被利用。產(chǎn)物中的二氧化碳和水分別在第二、三階段形成。
應(yīng)用
分析
用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口
既為傷口敷上了藥物,又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境,避免厭氧病原菌的繁殖,有利于傷口的痊愈
板結(jié)的土壤要及時松土透氣
使根細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,有利于根系的生長和對無機(jī)鹽的吸收。松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖,促使微生物對有機(jī)物的分解,有利于植物對無機(jī)鹽的吸收
稻田需要定期排水
水稻的根細(xì)胞比較適應(yīng)無氧呼吸,但仍然需要進(jìn)行有氧呼吸,所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足,水稻的根細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵,時間一長酒精就會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用
傷口較深時需到醫(yī)院治療
破傷風(fēng)是由破傷風(fēng)芽孢桿菌引起的。較深的傷口里缺少氧氣,破傷風(fēng)芽孢桿菌在厭氧環(huán)境中生存并大量繁殖
提倡慢跑等有氧運動
有氧運動是指在人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。相反,無氧運動中,肌細(xì)胞因氧氣不足,要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量,因為乳酸能夠刺激肌細(xì)胞周圍的神經(jīng)末梢,所以這時人會有肌肉酸脹、乏力的感覺

三、基礎(chǔ)知識必備
1、葉綠體的結(jié)構(gòu)及其中的色素
（1）.葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能分析表
名稱
葉綠體
分布
主要存在于綠色植物的葉肉細(xì)胞和幼莖的皮層細(xì)胞中
形態(tài)
扁平的橢球形或球形
結(jié)構(gòu)
雙層膜內(nèi)含有幾個到幾十個基粒(由許多片層結(jié)構(gòu)的薄膜堆疊而成),基粒之間充滿了基質(zhì)
主要
成分
類囊體的薄膜上分布有進(jìn)行光合作用所需的色素和酶,基質(zhì)中有進(jìn)行光合作用所需的酶,及少量的DNA和RNA
功能
葉綠體中的色素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能,葉綠體是真核生物進(jìn)行光合作用的場所
圖示

①外膜,②內(nèi)膜,③基粒,④基質(zhì)
（2）葉綠體中的色素及色素的吸收光譜

2、實驗:葉綠體色素的提取和分離
（1）實驗原理
綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑(無水乙醇或丙酮)中,因此,可以用無水乙醇等有機(jī)溶劑來提取葉綠體中的色素。根據(jù)綠葉中色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,從而在擴(kuò)散過程中將色素分離開來。
（2）實驗流程


3、光合作用
（1）光合作用的概念
綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。
（2）光合作用的過程
比較項目
光反應(yīng)
暗反應(yīng)
過程模型

實質(zhì)
光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,并放出O2
同化CO2形成有機(jī)物(酶促反應(yīng))
時間
短促,以微秒計
較緩慢
條件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多種酶、ATP、[H]、CO2、C5
場所
在葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上進(jìn)行
在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行
物質(zhì)轉(zhuǎn)化
(1)水的光解:2H2O→ 4[H]+O2；
(2)ATP的合成:ADP+Pi+能→ATP
(1)CO2的固定:CO2+C5→ 2C3;
(2)C3的還原:2C3 → (CH2O)+C5
能量轉(zhuǎn)化
光能→ATP中活躍的化學(xué)能
ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
關(guān)系
(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi；
(2)沒有光反應(yīng),暗反應(yīng)無法進(jìn)行;沒有暗反應(yīng),有機(jī)物無法合成；
(3)光反應(yīng)是暗反應(yīng)的物質(zhì)和能量準(zhǔn)備階段,暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù),是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。

四、通關(guān)秘籍
1、不同顏色溫室大棚的光合效率
（1）無色透明大棚能透過日光中各種色光,有色大棚主要透過同色光,其他光被其吸收,所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高。
（2）葉綠素對綠光吸收最少,因此綠色塑料大棚中植物的光合效率最低。
（3）不同顏色的溫室大棚光合效率不同,單色光中,紅光下光合速率最快,藍(lán)紫光次之,綠光最差。
2、葉綠體的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)
(1)葉綠體內(nèi)有許多基粒和類囊體,擴(kuò)大了受光面積,類囊體的薄膜上還分布著許多吸收光能的色素分子,便于光能的吸收。
(2)類囊體的薄膜上以及葉綠體基質(zhì)內(nèi)分布著多種光合作用所必需的酶,有利于光合作用的進(jìn)行。
2、影響光合作用的因素
（1）光照強(qiáng)度:直接影響光反應(yīng)的速度,光反應(yīng)產(chǎn)物[H]和ATP的數(shù)量多少會影響暗反應(yīng)的速度。
（2）溫度:影響光合作用過程,特別是影響暗反應(yīng)中酶的催化效率,從而影響光合速率。
（3）CO2濃度:CO2是暗反應(yīng)的原料,CO2濃度高低直接影響光合速率。
（4）礦質(zhì)元素:礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。例如鎂是葉綠素的組成成分,氮對酶的含量有影響,磷是ATP的組成成分。
（5）水分:水既是光合作用的原料之一,又是植物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì),另外還能影響氣孔的開閉,間接影響CO2進(jìn)入植物體。
（6）日變化:光合速率在一天中有變化,一般與太陽輻射進(jìn)程相符合,但也有例外,如炎熱夏天,中午前后光合速率下降(氣孔關(guān)閉,CO2供給不足)。
五、知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建


一、 選擇題
1.下列關(guān)于葉綠體和線粒體比較的敘述,正確的是(　　)
A.ATP和[H]在葉綠體中隨水的分解而產(chǎn)生,在線粒體中隨水的生成而產(chǎn)生
B.都具有較大膜面積和復(fù)雜的酶系統(tǒng),有利于新陳代謝高效而有序地進(jìn)行
C.光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能發(fā)生在葉綠體中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能發(fā)生在線粒體中
D.葉綠體中可發(fā)生CO2→C3→C6H12O6,在線粒體中則會發(fā)生C6H12O6→C3→CO2
2.(2019河北安平中學(xué)檢測)下圖表示葉肉細(xì)胞內(nèi)的部分代謝過程,下列敘述錯誤的是(　　)

A.過程①表示光合作用的暗反應(yīng),該過程不需要光照
B.過程②發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,活細(xì)胞內(nèi)都能進(jìn)行
C.過程③表示有氧呼吸第二階段,無氧條件下能持續(xù)進(jìn)行
D.過程③產(chǎn)生的[H]、ATP一般不用于過程①
3.(2019全國Ⅲ理綜)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā),得到n株黃化苗。那么,與萌發(fā)前的這n粒干種子相比,這些黃化苗的有機(jī)物總量和呼吸強(qiáng)度表現(xiàn)為(　　)
A.有機(jī)物總量減少,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng) B.有機(jī)物總量增加,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)
C.有機(jī)物總量減少,呼吸強(qiáng)度減弱 D.有機(jī)物總量增加,呼吸強(qiáng)度減弱
4.將某綠色植物放在特定的實驗裝置中,研究溫度對光合作用和細(xì)胞呼吸的影響(其他實驗條件都是理想的),實驗以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實驗結(jié)果如下表所示:
溫度/℃
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg·h-1)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中釋放CO2(mg·h-1)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下面對該表數(shù)據(jù)分析正確的是(　　)
A.晝夜不停地光照,在35 ℃時該植物不能生長
B.晝夜不停地光照,在20 ℃時該植物生長得最快
C.每天光照12 h,20 ℃時該植物積累有機(jī)物最多
D.每天光照12 h,30 ℃時積累的有機(jī)物是10 ℃時的2倍
5.(2017全國Ⅲ理綜)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是(　　)
A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成
B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制
C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示
D.葉片在640~660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
6.在CO2濃度為0.03%和適宜的恒定溫度條件下,測定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率,結(jié)果如下圖。下列有關(guān)分析正確的是(　　)

A.當(dāng)光照強(qiáng)度為1 klx時,植物甲開始進(jìn)行光合作用
B.當(dāng)光照強(qiáng)度為3 klx時,植物乙的總光合速率是0
C.若在C點時突然停止CO2供應(yīng),短時間內(nèi)植物甲的葉綠體中C3的含量會增加
D.D點時限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是CO2的濃度
7．[2020·廣東中山測試]下圖所示為自然狀態(tài)下甘蔗一個葉肉細(xì)胞內(nèi)的系列反應(yīng)過程，下列有關(guān)說法正確的是(　　)

A．過程①中類胡蘿卜素主要吸收的是紅外光和藍(lán)紫光
B．過程②只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，過程③不只發(fā)生在線粒體中
C．過程③釋放的能量大部分儲存于ATP中
D．過程④釋放的能量可以用于ATP的合成
8．[2020·湖北黃岡聯(lián)考]下圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程，a～e表示物質(zhì)，①～④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中
B．圖中物質(zhì)c為[H]，它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生
C．圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期，其中e為ATP
D．①④③過程為有氧呼吸的三個階段，其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2
9．如圖表示某一植物的非綠色器官在不同的O2濃度下氣體交換的相對值的變化，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．圖中曲線QR段下降的主要原因是O2濃度增加，有氧呼吸受到抑制
B．以葡萄糖為底物的情況下，Q點只進(jìn)行無氧呼吸，P點只進(jìn)行有氧呼吸
C．若圖中AB段與BC段的長度相等，此時有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于無氧呼吸消耗的葡萄糖的量
D．O2濃度調(diào)節(jié)到P點對應(yīng)的濃度，更有利于水果的運輸
10．[2020·河北唐山考試]運動生物化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：在跑步開始的5分鐘內(nèi)，心跳顯著增快，心臟泵血加劇，但其程度是不均勻的，被稱為“心臟適應(yīng)期”。跑步持續(xù)5分鐘后，心臟已經(jīng)適應(yīng)，心搏有力，泵血均勻，并隨時根據(jù)運動量的大小作出相應(yīng)的調(diào)整。在跑步20分鐘以內(nèi)，提供能量的主要是體內(nèi)儲存的糖原，跑步20分鐘以后，糖原大部分被消耗，供能的主要來源轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)的脂肪。下列相關(guān)敘述與事實不相符的是(　　)
A．在有氧運動中，糖和脂肪都能分解，產(chǎn)生二氧化碳和水
B．有氧運動中脂肪氧化供能比等量糖類氧化供能耗氧量少
C．以鍛煉心肺功能為目的的跑步，時間不應(yīng)少于5分鐘
D．以減肥健美為目的的跑步，時間不應(yīng)少于20分鐘
11．(2020·衡水中學(xué)月考)為了測量某植物的光合速率，在不同溫度條件下，給植物一定強(qiáng)度的光照，植物的初始質(zhì)量為M，光照12 h后質(zhì)量為M＋X，再黑暗處理12 h后，其質(zhì)量為M＋Y。不同溫度條件下測定的X和Y如表所示(M、X、Y為植物體干重量)。下列敘述錯誤的是(　　)
溫度/℃
15
20
25
30
35
X/g
1.0
2.4
3.2
4.8
4.0
Y/g
0.4
1.6
2.1
3.2
2.0
A.該植物的總光合速率可表示為(2X－Y)/12
B．適當(dāng)延長光照和黑暗處理時間可減少實驗誤差
C．該植物置于30 ℃的光照環(huán)境下比較有利于有機(jī)物的積累
D．在15～35 ℃的溫度范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率先上升后下降
12．(2020·張家口檢測)下圖表示適宜條件下玉米葉肉細(xì)胞發(fā)生的部分代謝過程示意圖，其中A～D為不同的反應(yīng)過程，①～④代表不同的物質(zhì)。下列相關(guān)敘述有誤的是(　　)

A．A、B過程最終把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，發(fā)生在葉綠體
B．C、D過程把穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，主要場所是線粒體
C．適宜條件下，①物質(zhì)產(chǎn)生后，除部分釋放外，其余的在線粒體內(nèi)膜參與生成H2O
D．NADPH轉(zhuǎn)化形成的②物質(zhì)積累到一定程度時，會轉(zhuǎn)移至線粒體被還原
三、非選擇題
13.科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進(jìn)行了系列研究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖,圖2為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲線。請回答下列問題。

圖1

圖2
(1)取果肉薄片放入含乙醇的試管,并加入適量　　　　　　,以防止葉綠素降解。長時間浸泡在乙醇中的果肉薄片會變成白色,原因是　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)圖1中影響光合放氧速率的因素有　　　　　　　　　　　　　　　　。氧電極可以檢測反應(yīng)液中氧氣的濃度,測定前應(yīng)排除反應(yīng)液中　　　　　的干擾。?
(3)圖1在反應(yīng)室中加入NaHCO3 的主要作用是　　　　　　　。若提高反應(yīng)液中NaHCO3 濃度,果肉放氧速率的變化是　　　　　　　　(填“增大”“減小”“增大后穩(wěn)定”或“穩(wěn)定后減小”)。?
(4)圖2中不同時間段曲線的斜率代表光合放氧的速率,對15~20 min 曲線的斜率幾乎不變的合理解釋是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若在20 min 后停止光照,則短時間內(nèi)葉綠體中含量減少的物質(zhì)有　　　　　　(填序號:①C5?、贏TP?
③[H]　④C3),可推測20~25 min 曲線的斜率為　　　　(填“正值”“負(fù)值”或“零”)。?
14.(2019河北示范性高中4月聯(lián)考)某生物興趣小組在探究多種環(huán)境因素對水稻光合作用影響的活動中,測得水稻吸收(用“+”表示)或釋放(用“-”表示)CO2的速率(單位:m·h-1)隨溫度變化的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。請回答下列問題。
組別
條　件
溫　　度
10℃
20℃
30℃
35℃
40℃
45℃
A
黑暗
-5
-10
-18
-34
-40
-34
B
適當(dāng)遮陰,CO2濃度為0.03%
3
5
0
-16
-24
-24
C
全光照,CO2濃度為0.03%
5
8
4
2
0
-14
D
全光照,CO2濃度為1.22%
10
20
40
28
12
0
(1)A組數(shù)據(jù)可表示水稻的　　　　　　　隨溫度變化的情況。由表中數(shù)據(jù)可知,影響水稻光合速率的外界因素有　??　。?
(2)分析表中數(shù)據(jù)可知,在相同溫度下,C組的光合速率明顯高于B組的,其原因是　　　　　　　　。
(3)若對水稻進(jìn)行光照、黑暗處理各12 h,根據(jù)表格中信息,應(yīng)選擇光照為　　　　　、CO2濃度為　　　　、光照下溫度為　　　　和黑暗下溫度為　　　　的條件,以保證水稻中有機(jī)物的積累量最多。?
15.(2018全國Ⅱ理綜)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)果如下圖所示,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(qiáng)度達(dá)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(jī)溶劑是　　　　　　　　。?
16．植物的光合作用是合成有機(jī)物的主要途徑。下圖一是光合作用過程示意圖，其中A、B、C代表物質(zhì)；圖二表示在不同條件下某植株的光合作用速率。請據(jù)圖分析回答：

(1)圖一中A代表的物質(zhì)是______________________________________________________________。
(2)充足光照下，光合作用利用的CO2主要來自______，也有部分是由細(xì)胞的________(填場所)產(chǎn)生的。
(3)磷酸轉(zhuǎn)運器能將磷酸丙糖運出的同時將無機(jī)磷酸等量運入葉綠體。當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無機(jī)磷酸相對含量降低時，________(填“促進(jìn)”或“抑制”)磷酸丙糖的外運，同時______________________的合成量增加。
(4)圖二是利用密閉大棚進(jìn)行實驗所得結(jié)果，這一實驗過程中的自變量有____________________；30 ℃時，給提供飽和CO2濃度的大棚通風(fēng)，圖一中C物質(zhì)合成速率________(填“增加”“減小”或“不變”)。
(5)冬季晴天大棚蔬菜的生產(chǎn)除了應(yīng)適當(dāng)升溫外，還可采取施用有機(jī)肥的方法達(dá)到增產(chǎn)的目的，原因是______________________________________________________________________________________。
17．[2020·安徽滁州調(diào)研]玉米與其他植物間行種植稱為間作，單獨種植玉米稱為單作。玉米與大豆間作可增產(chǎn)(已知玉米株高大于大豆)。下圖是玉米與大豆間作和玉米單作在不同光照強(qiáng)度下測得的單株玉米吸收CO2的速率(假設(shè)間作與單作農(nóng)作物間的株距、行距均相同)。請分析回答下列問題：

(1)光照強(qiáng)度為a時，間作和單作光合速率無明顯差別，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是________________。
(2)光照強(qiáng)度為c時，間作的光合速率比單作高，從環(huán)境角度分析，間作時對________和________的利用優(yōu)于單作。
(3)光照強(qiáng)度為b時，單作玉米的葉綠體固定CO2的速率為________μmol·m－2·s－1。
(4)光照強(qiáng)度為d時，玉米間作時平均每個葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生[H]和ATP的量比單作時______(多、少、相等)。
18．下圖為某植物葉肉細(xì)胞中有關(guān)甲、乙兩種細(xì)胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題：

(1)甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，參與這一過程的兩類色素為______________________，其中大多數(shù)高等植物的______________________需在光照條件下合成。
(2)在甲發(fā)育形成過程中，細(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白，在細(xì)胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在__________________________(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在____________________________(填場所)組裝。
(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為____________________________后進(jìn)入乙，繼而在乙的____________________________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的______________________(填場所)轉(zhuǎn)移到ATP中。
(4)乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括__________________________(填序號)。
①C3的還原?、趦?nèi)外物質(zhì)運輸?、跦2O裂解釋放O2
④酶的合成
19．[2019·全國卷Ⅰ]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)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(xì)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。
20．(2020·山東等級考)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_______。
(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。
21．某研究小組為探究CO2濃度和光照強(qiáng)度對天竺葵植株光合作用的綜合影響，他們設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置若干組，利用緩沖液維持密閉小室內(nèi)CO2濃度的相對恒定，在室溫25 ℃的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行了一系列的實驗，對相應(yīng)裝置準(zhǔn)確測量的結(jié)果如下表所示。回答以下問題：

甲
組別
實驗條件
液滴移動(mL/h)
光照強(qiáng)度(lx)
CO2(%)

1
0
0.05
左移2.24
2
800
0.03
右移6.00
3
1 000
0.03
右移9.00
4
1 000
0.05
右移11.20
5
1 500
0.05
右移11.20
6
1 500
0.03
右移9.00
(1)圖甲裝置內(nèi)液滴移動的距離可反映出裝置內(nèi)______的含量變化情況。
(2)與組別4比較可知，限制組別3液滴右移的主要環(huán)境因素是______________。
(3)若將實驗裝置中的CO2緩沖液改為蒸餾水，則在光照強(qiáng)度為0時，實驗測得的數(shù)據(jù)指標(biāo)的含義是_______________。
(4)若利用甲裝置測定光合作用強(qiáng)度，為了使實驗結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)增加一個乙裝置，乙裝置應(yīng)在甲裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，乙裝置中應(yīng)放置的是_______________。簡要實驗步驟如下：
步驟一：測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，即將甲、乙裝置遮光處理、放在溫度等條件相同的環(huán)境中，30 min后分別記錄甲、乙兩裝置液滴移動的方向和刻度。
步驟二：測定植株的凈光合速率，即______________________________________________，30 min后分別記錄甲、乙兩裝置液滴移動的方向和刻度。
22．(2020·深圳高級中學(xué)測試)很多植物通過光合作用，不僅有葡萄糖的合成，還有淀粉和蔗糖生成。某種植物葉肉細(xì)胞的暗反應(yīng)、蔗糖與淀粉合成代謝途徑如下圖所示(Pi代表無機(jī)磷酸，三碳糖磷酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成葡萄糖)。請回答下列問題：

(1)磷酸轉(zhuǎn)運器位于________， 其功能是_____________。在葉綠體和線粒體中，Pi參與合成的物質(zhì)包括______________等。
(2)在碳同化過程中，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合的反應(yīng)屬于________過程，該反應(yīng)的產(chǎn)物接受________(填數(shù)字標(biāo)號)被還原。
(3)若蔗糖合成或輸出受阻，則進(jìn)入葉綠體的________數(shù)量減少，會使________大量積累在葉綠體膜附近，最終導(dǎo)致光反應(yīng)中合成________數(shù)量下降，碳同化循環(huán)減速。此時過多的三碳糖磷酸，一方面可用于_______，以維持暗反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面可用于_______，以維持光反應(yīng)的進(jìn)行。
(4)光合作用旺盛時，許多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體________。

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