專題五　細(xì)胞呼吸與光合作用
　1.光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程(B)　2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(C)　3.細(xì)胞呼吸及其原理的應(yīng)用(C)

?[疏漏診斷]
1．有關(guān)細(xì)胞呼吸、光合作用的正誤判斷
(1)高等生物都進(jìn)行有氧呼吸，低等生物都進(jìn)行無(wú)氧呼吸(×)
(2)有氧呼吸的三個(gè)階段都有ATP產(chǎn)生，但第三階段產(chǎn)生的ATP最多(√)
(3)各種細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所都是線粒體(×)
(4)人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，CO2/O2>1，即CO2既可在線粒體又可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生(×)
(5)及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害(√)
(6)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反應(yīng)(√)
(7)適宜條件下光合作用過(guò)程中C5/C3的值，停止供應(yīng)CO2后比停止前高(√)
(8)降低光照將直接影響到光反應(yīng)的進(jìn)行，從而影響暗反應(yīng)；改變CO2濃度則直接影響暗反應(yīng)的進(jìn)行(√)
2．有關(guān)光合作用與細(xì)胞呼吸綜合應(yīng)用的正誤判斷
(9)CO2的固定過(guò)程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過(guò)程發(fā)生在線粒體中(×)
(10)光合作用過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP(×)
(11)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量(√)
(12)凈光合速率長(zhǎng)期為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長(zhǎng)(√)
(13)將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢(shì)是降低至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定(√)
?[長(zhǎng)句沖關(guān)]
1．概述性知識(shí)
(1)細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是氧化分解有機(jī)物，釋放能量。
(2)有氧呼吸過(guò)程中葡萄糖中能量的去向?yàn)榇蟛糠忠詿崮艿男问缴⑹В俨糠洲D(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能。
(3)除光能、有機(jī)物中的化學(xué)能之外，硝化細(xì)菌等進(jìn)行化能合成作用的細(xì)菌可利用體外無(wú)機(jī)物(如NH3)氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)合成ATP。
2．程序性誘問
(4)葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是在缺氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
(5)給某植物提供C18O2和H2O，釋放的O2中含有18O。O2中含有18O是由于C18O2中的部分18O轉(zhuǎn)移到H2O中，HO又作為原料參與了光合作用。
(6)夏季晴朗白天的中午、黃昏光合作用都會(huì)減弱，說(shuō)出其中的原因中午溫度過(guò)高，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，從而影響了暗反應(yīng)；黃昏光照強(qiáng)度減弱，從而影響了光反應(yīng)。
(7)土壤板結(jié)，光合速率下降的原因是土壤板結(jié)，導(dǎo)致土壤中缺氧，根細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生的ATP減少，供給根細(xì)胞用于礦質(zhì)元素吸收的能量減少，光合色素的合成和酶數(shù)量減少，光合作用減弱。

熱考命題1　細(xì)胞呼吸的原理[學(xué)生用書P26]

1．(多選)(2016·高考江蘇卷，T23)突變酵母的發(fā)酵效率高于野生型，常在釀酒工業(yè)發(fā)酵中使用。下圖為呼吸鏈突變酵母呼吸過(guò)程，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．突變酵母乙醇代謝途徑未變
B．突變酵母幾乎不能產(chǎn)生[H]
C．氧氣充足時(shí)，野生型酵母種群增殖速率大于突變體
D．通入氧氣后，突變酵母產(chǎn)生ATP的主要部位是線粒體
解析：選BD。據(jù)圖分析可知，與野生型相比，突變酵母細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中丙酮酸代謝途徑改變，乙醇代謝途徑不會(huì)改變，A項(xiàng)正確；突變酵母在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中由葡萄糖分解為丙酮酸的第一階段能夠產(chǎn)生少量[H]，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氧氣充足時(shí)，野生型酵母可進(jìn)行有氧呼吸釋放大量能量，進(jìn)行快速繁殖，而突變酵母呼吸鏈中斷，故野生型酵母繁殖速率大于突變體，C項(xiàng)正確；據(jù)圖可知，突變酵母中線粒體內(nèi)呼吸鏈中斷，故通入氧氣后，線粒體中還是不能產(chǎn)生ATP，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2．(2019·高考全國(guó)卷Ⅱ)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無(wú)氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是(　　)
A．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖
B．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來(lái)
C．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程不能生成ATP
D．馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫(kù)中氧氣濃度的升高會(huì)增加酸味的產(chǎn)生
解析：選B。馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，葡萄糖是細(xì)胞呼吸的原料而不是產(chǎn)物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的第一階段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二階段在相應(yīng)酶的催化下，丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，B項(xiàng)正確；在馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的第一階段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且釋放出少量能量，生成少量ATP，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一般來(lái)說(shuō)，氧氣濃度的升高會(huì)抑制細(xì)胞的無(wú)氧呼吸，故馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫(kù)中氧氣濃度的升高不會(huì)增加酸味的產(chǎn)生，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

本考點(diǎn)意在考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)細(xì)胞呼吸原理的相關(guān)知識(shí)分析新情景問題的能力。最新高考題中出現(xiàn)的運(yùn)用呼吸原理分析社會(huì)實(shí)踐問題值得關(guān)注。

1．細(xì)胞呼吸過(guò)程

2．“三看法”判斷細(xì)胞呼吸的類型

注：動(dòng)物細(xì)胞呼吸產(chǎn)物CO2只能產(chǎn)自有氧呼吸過(guò)程，產(chǎn)生的唯一場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)(動(dòng)物細(xì)胞無(wú)氧呼吸只產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2)。
3．細(xì)胞呼吸的意義


一、考查生命觀念
1．(2019·淮安期末)細(xì)胞呼吸過(guò)程中，線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵能將NADH(即[H])分解產(chǎn)生的H＋轉(zhuǎn)運(yùn)到膜間隙，使膜間隙中H＋濃度增加，大部分H＋通過(guò)結(jié)構(gòu)①回流至線粒體基質(zhì)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)ATP的合成，主要過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)

A．乳酸菌不可能發(fā)生上述過(guò)程
B．該過(guò)程發(fā)生于有氧呼吸第二階段
C．圖中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白
D．H＋由膜間隙向線粒體基質(zhì)的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散
解析：選B。乳酸菌屬于原核生物，原核細(xì)胞中沒有線粒體，所以不可能發(fā)生圖示過(guò)程，A正確；線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的是有氧呼吸第三階段，B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖可知，結(jié)構(gòu)①能夠驅(qū)動(dòng)ATP合成，因此是一種具有ATP合成酶活性的通道(載體)蛋白，C正確；根據(jù)題圖可知，“使得線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度提高”，因此H＋由膜間隙向線粒體基質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是由高濃度向低濃度一側(cè)運(yùn)輸，并且需要借助于載體①，因此屬于協(xié)助擴(kuò)散，D正確。
2．(2019·泰州高三模擬)人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與O2消耗量和血液中乳酸含量的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，肌肉細(xì)胞CO2的產(chǎn)生量等于O2消耗量
B．無(wú)氧呼吸時(shí)葡萄糖中的能量大部分以熱能散失，其余儲(chǔ)存在ATP中
C．運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為c時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍
D．若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)c，肌細(xì)胞積累大量乳酸使肌肉有酸痛感
解析：選B。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，肌肉細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，其中有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量等于消耗的O2量，而無(wú)氧呼吸既不消耗O2也不產(chǎn)生CO2，A正確。無(wú)氧呼吸過(guò)程是有機(jī)物不徹底的氧化分解過(guò)程，大部分能量?jī)?chǔ)存在有機(jī)物中；無(wú)氧呼吸釋放的能量，大部分以熱能散失，其余的轉(zhuǎn)移到ATP中，B錯(cuò)誤。有氧呼吸消耗1分子葡萄糖需要6分子O2，無(wú)氧呼吸消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸；運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為c時(shí)，O2消耗量＝乳酸生成量，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，C正確。若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)c，會(huì)因?yàn)槿樗嵩黾佣辜∪馑崦浄αΓ珼正確。
二、考查社會(huì)責(zé)任
3．下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理及其應(yīng)用的說(shuō)法，正確的是(　　)
A．蔬菜瓜果類的保鮮環(huán)境，溫度和氧氣含量越低越好
B．乳酸菌在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，但呼吸作用的產(chǎn)物不同
C．皮膚破損較深的患者，應(yīng)及時(shí)到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清
D．為保證人體細(xì)胞的有氧呼吸，傷口處宜選用透氣性好的“創(chuàng)可貼”
解析：選C。蔬菜瓜果類的保鮮環(huán)境溫度和氧氣并不是越低越好，應(yīng)在零上低溫、低氧、適宜的濕度下保存，A項(xiàng)錯(cuò)誤；乳酸菌是厭氧型生物，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；皮膚破損較深時(shí)，可為破傷風(fēng)芽孢桿菌提供缺氧條件，故應(yīng)及時(shí)到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清，防止破傷風(fēng)芽孢桿菌的生長(zhǎng)繁殖，C項(xiàng)正確；選用透氣性好的“創(chuàng)可貼”的目的是防止傷口感染厭氧致病菌，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
熱考命題2　光合作用的原理[學(xué)生用書P27]

1．(2019·高考江蘇卷，T17)

右圖為某次光合作用色素紙層析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是(　　)
A．研磨時(shí)加入CaCO3 過(guò)量會(huì)破壞葉綠素
B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C．在敞開的燒杯中進(jìn)行層析時(shí)，需通風(fēng)操作
D．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b
解析：選D。研磨時(shí)加入CaCO3能防止葉綠素被破壞，A項(xiàng)錯(cuò)誤；層析液由有機(jī)溶劑配制而成，B項(xiàng)錯(cuò)誤；層析液易揮發(fā)，層析分離時(shí)燒杯上要加蓋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)照?qǐng)D示結(jié)果分析可知，該種藍(lán)藻中沒有葉黃素和葉綠素b，D項(xiàng)正確。
2．(2016·高考江蘇卷，T32節(jié)選)為了選擇適宜栽種的作物品種，研究人員在相同的條件下分別測(cè)定了3個(gè)品種S1、S2、S3的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)，結(jié)果如圖1和圖2。請(qǐng)回答以下問題：

(1)最適宜在果樹林下套種的品種是________，最適應(yīng)較高光強(qiáng)的品種是________。
(2)增加環(huán)境中CO2濃度后，測(cè)得S2的光飽和點(diǎn)顯著提高，但S3的光飽和點(diǎn)卻沒有顯著改變，原因可能是：在超過(guò)原光飽和點(diǎn)的光強(qiáng)下，S2的光反應(yīng)產(chǎn)生了過(guò)剩的________，而S3在光飽和點(diǎn)時(shí)可能________(填序號(hào))。
①光反應(yīng)已基本飽和?、诎捣磻?yīng)已基本飽和?、酃獍捣磻?yīng)都已基本飽和
(3)在光合作用過(guò)程中，CO2與RuBP(五碳化合物)結(jié)合的直接產(chǎn)物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三個(gè)。下圖為葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑示意圖。

淀粉是暫時(shí)存儲(chǔ)的光合作用產(chǎn)物，其合成場(chǎng)所應(yīng)該在葉綠體的________。淀粉運(yùn)出葉綠體時(shí)先水解成TP或________，后者通過(guò)葉綠體膜上的載體運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中，合成由________糖構(gòu)成的蔗糖，運(yùn)出葉肉細(xì)胞。
解析：(1)從圖1、圖2中可知S2品種的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)都最低，所以適宜生長(zhǎng)在光照比較弱的環(huán)境中，故最適宜在果樹林下套種。從圖2看，S3的光飽和點(diǎn)最大，因此最適應(yīng)較高光強(qiáng)的品種是S3。(2)增加環(huán)境中CO2濃度后，測(cè)得S2的光飽和點(diǎn)顯著提高，可能是因?yàn)樵诔^(guò)原光飽和點(diǎn)的光強(qiáng)下，S2的光反應(yīng)產(chǎn)生了過(guò)剩的ATP和[H]，提高CO2濃度后，暗反應(yīng)速率增大，光合作用的速率增大。增加環(huán)境中CO2濃度后，S3的光飽和點(diǎn)卻沒有顯著改變，可能是由于光反應(yīng)已經(jīng)飽和或暗反應(yīng)已經(jīng)飽和或光反應(yīng)和暗反應(yīng)都已經(jīng)基本飽和。(3)淀粉是暫時(shí)存儲(chǔ)的光合作用產(chǎn)物，由題圖及所學(xué)知識(shí)可知其合成場(chǎng)所應(yīng)該在葉綠體的基質(zhì)中。從圖中看，葉綠體的膜上有磷酸丙糖載體(TR)和六碳糖載體(GR)，因此淀粉運(yùn)出葉綠體時(shí)先水解成TP(磷酸丙糖)或六碳糖(葡萄糖)，后者通過(guò)葉綠體膜上的載體運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中，合成由葡萄糖和果糖構(gòu)成的蔗糖，運(yùn)出葉肉細(xì)胞。
答案：(1)S2　S3
(2)ATP和[H]?、佗冖?br /> (3)基質(zhì)中　葡萄糖　葡萄糖和果

本考點(diǎn)主要考查光合色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)過(guò)程、試劑及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，通過(guò)圖表等載體，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景考查光合作用的過(guò)程及影響因素，意在考查學(xué)生的理解能力和獲取信息能力。

1．光合色素及其提取、分離

2．圖解光合作用的過(guò)程原理

3．光照強(qiáng)度與CO2濃度驟變時(shí)4種物質(zhì)變化歸納

光照變化
CO2變化


由此可見，起始物質(zhì)的量C3＞C5，發(fā)生變化時(shí)C5與C3相反，C5與[H]、ATP一致。

一、考查生命觀念
1．(2019·高考海南卷，T9)下列關(guān)于高等植物光合作用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能
B．紅光照射時(shí)，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素a
C．光反應(yīng)中，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能需要有ADP的參與
D．紅光照射時(shí)，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用
解析：選B。光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能，但需要利用光反應(yīng)階段形成的[H]和ATP，A正確；胡蘿卜素不能吸收紅光，B錯(cuò)誤；光反應(yīng)中，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的參與，C正確；紅光照射時(shí)，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，D正確。
2．(2019·蘇州高三測(cè)評(píng))在光合作用的探究歷程中，人們利用離體的葉綠體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，逐漸探明了水的光解和[H]的產(chǎn)生過(guò)程，如圖所示(e－為負(fù)電子)。下列分析正確的是(　　)

A．完成過(guò)程①需要葉綠體色素和酶的共同作用
B．過(guò)程②發(fā)生在類囊體薄膜上并存在能量的轉(zhuǎn)換
C．NADPH進(jìn)入葉綠體基質(zhì)并參與合成C3的反應(yīng)
D．自養(yǎng)生物細(xì)胞的過(guò)程①②均發(fā)生在葉綠體中
解析：選B。過(guò)程①是水在光下分解，需要葉綠體色素分子吸收的光能，但不需要酶的催化，A錯(cuò)誤；過(guò)程②表示NADPH的形成，發(fā)生在類囊體薄膜上并將色素分子吸收的光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，B正確；NADPH進(jìn)入葉綠體基質(zhì)并參與C3的還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；自養(yǎng)生物藍(lán)藻為原核生物，沒有葉綠體，因此其過(guò)程①②一定不是在葉綠體中進(jìn)行的，故過(guò)程①②不一定在葉綠體中進(jìn)行，D錯(cuò)誤。
二、考查科學(xué)思維
3．(2019·天津十二重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)科研人員為研究某植物的光合特性，測(cè)定了該植物在光、暗條件下的CO2吸收速率，結(jié)果如下圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．暗期CO2吸收速率大于0
B．從暗期變到光期的瞬間，葉綠體中C3含量升高
C．光期CO2吸收速率下降可能是CO2濃度降低所致
D．暗期植物不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物的原因是沒有光反應(yīng)提供的ATP和[H]
解析：選B。從圖示曲線可知，暗期CO2吸收速率大于0，A正確；從暗期變到光期的瞬間，光反應(yīng)增強(qiáng)， C3的還原增強(qiáng)，C3消耗增加，而C3合成速率不變，故C3含量減少，B錯(cuò)誤；光期CO2吸收速率有下降趨勢(shì)，可能是隨著光合作用的進(jìn)行，CO2不斷被吸收，導(dǎo)致環(huán)境中CO2濃度降低所致，C正確；沒有光反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，故暗期植物不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物是因?yàn)闆]有光反應(yīng)提供的ATP和[H]，D正確。
三、考查科學(xué)探究
4．(2019·連云港期末)為研究光合作用中ATP合成的動(dòng)力，20世紀(jì)60年代，Andre Jagendorf等科學(xué)家設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：首先人為創(chuàng)設(shè)類囊體內(nèi)外pH梯度，之后置于黑暗條件下，發(fā)現(xiàn)隨著類囊體內(nèi)外pH梯度的消失有ATP形成。下列相關(guān)說(shuō)法合理的是(　　)

A．離體類囊體取自綠色植物根尖分生區(qū)細(xì)胞
B．在綠色植物中該過(guò)程也是在黑暗中完成的
C．ATP的合成需要伴隨H＋運(yùn)輸進(jìn)入類囊體腔
D．推測(cè)ATP合成的動(dòng)力來(lái)自H＋濃度梯度勢(shì)能
解析：選D。類囊體存在于葉綠體中，而綠色植物根尖分生區(qū)細(xì)胞沒有葉綠體，A錯(cuò)誤；在綠色植物中合成ATP是在光反應(yīng)階段進(jìn)行的，自然環(huán)境下此過(guò)程需要光照，B錯(cuò)誤；ATP的合成需要伴隨H＋運(yùn)輸出類囊體腔，C錯(cuò)誤；把懸浮液的pH迅速上升為8，類囊體內(nèi)外產(chǎn)生了濃度差，此時(shí)，在有ADP和Pi存在的情況下類囊體生成了ATP，因此可以推測(cè)：ATP合成的動(dòng)力來(lái)自H＋濃度梯度勢(shì)能，D正確。
5．(2018·高考北京卷)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。該反應(yīng)過(guò)程中(　　)
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素參與
D．會(huì)產(chǎn)生氧氣
解析：選D。光合作用中的光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，光合色素吸收光能，一方面使水光解，釋放出氧氣、形成[H]，另一方面在有關(guān)酶的催化作用下，促使ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成ATP，D項(xiàng)符合題意，A、C項(xiàng)不符合題意。結(jié)合題干信息，加入氧化還原指示劑DCIP后，DCIP會(huì)被[H]還原，B項(xiàng)不符合題意。
熱考命題3　細(xì)胞呼吸與光合作用過(guò)程的聯(lián)系[學(xué)生用書P28]

1．(2019·高考江蘇卷，T28)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過(guò)程及部分相關(guān)代謝途徑如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

(1)合成酶R時(shí)，細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息________到RNA上，RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成；在葉綠體中，參與大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是________。
(2)進(jìn)行光合作用時(shí)，組裝完成的酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在________________________________________________________________________
上(填場(chǎng)所)完成的?；罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ還原為三碳糖(C3-Ⅱ)，這一步驟需要________作為還原劑。在葉綠體中C3-Ⅱ除了進(jìn)一步合成淀粉外，還必須合成化合物X以維持卡爾文循環(huán)，X為________。
(3)作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控，下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過(guò)程，與X濃度相關(guān)的有________(填序號(hào))。
①外界環(huán)境的CO2濃度
②葉綠體接受的光照強(qiáng)度
③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3-Ⅱ輸出速度
④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度
(4)光合作用旺盛時(shí)，很多植物合成的糖類通常會(huì)以淀粉的形式臨時(shí)儲(chǔ)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________。
解析：(1)遺傳信息從DNA流動(dòng)到RNA的過(guò)程叫轉(zhuǎn)錄。參與蛋白質(zhì)合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA，由于tRNA與特定的氨基酸相結(jié)合，其功能具有特異性，種類最多。(2)光合作用過(guò)程中，發(fā)生在類囊體薄膜上的光反應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP，其中[H]是將C3-Ⅰ還原形成C3-Ⅱ的還原劑。暗反應(yīng)過(guò)程中，C5和CO2結(jié)合形成C3，其中一部分C3又會(huì)被還原成C5，從而使卡爾文循環(huán)持續(xù)地進(jìn)行下去。(3)凡是影響光反應(yīng)和暗反應(yīng)的因素，都可以引起C3、C5相對(duì)含量的暫時(shí)變化。外界環(huán)境的CO2濃度改變，會(huì)暫時(shí)影響C5的消耗；葉綠體接受的光照強(qiáng)度變化，會(huì)暫時(shí)影響C5的生成；C3-Ⅱ的輸出速度會(huì)影響C5的生成；酶R催化C5與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強(qiáng)度會(huì)直接影響C5的濃度。(4)若葉綠體中存在大量可溶性糖，其滲透壓會(huì)增大，造成葉綠體大量吸水而漲破。
答案：(1)轉(zhuǎn)錄　tRNA　(2)類囊體薄膜　[H]　C5(五碳化合物)　(3)①②③④　(4)吸水漲破
2．(2018·高考江蘇卷，T29節(jié)選)如圖為某植物葉肉細(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(qǐng)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(guò)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(guò)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(yùn)到甲內(nèi)，在____________(填場(chǎng)所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi)，在____________(填場(chǎng)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(chǎng)所)徹底氧化分解成CO2；甲中過(guò)多的還原能可通過(guò)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(chǎng)所)轉(zhuǎn)移到ATP中。
解析：(1)由題圖可知甲為葉綠體，乙為線粒體。植物通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，參與光合作用的兩類色素為葉綠素和類胡蘿卜素，其中大多數(shù)高等植物的葉綠素需在光照條件下合成。(2)光反應(yīng)的場(chǎng)所為類囊體膜，參與光反應(yīng)中心的蛋白在類囊體膜上組裝；Rubisco(催化CO2固定的酶)是參與暗反應(yīng)的相關(guān)酶，在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)葉綠體輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為丙酮酸后進(jìn)入線粒體，在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解成CO2；NADPH可被線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的有氧呼吸第三階段利用，NADPH中的能量最終被轉(zhuǎn)移到ATP中。
答案：(1)葉綠素、類胡蘿卜素　葉綠素　(2)類囊體膜上　基質(zhì)中　(3)丙酮酸　基質(zhì)中　內(nèi)膜上

本部分選擇題和非選擇題均有考查，主要體現(xiàn)在光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化以及二者的相互聯(lián)系，可體現(xiàn)生命觀念核心素養(yǎng)中的物質(zhì)與能量觀，試題難度適中。

1．光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過(guò)程


2．四種狀況下“光合與呼吸”的關(guān)系


一、考查生命觀念
1．(2019·高考海南卷)下列關(guān)于綠色植物的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸
B．植物細(xì)胞中ATP的合成都是在膜上進(jìn)行的
C．遮光培養(yǎng)可使植物葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降
D．植物幼莖的綠色部分能進(jìn)行光合作用和呼吸作用
解析：選B。有氧呼吸不需要光照，植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸，A正確；植物細(xì)胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中也可以合成ATP，B錯(cuò)誤；合成葉綠素需要光照，遮光培養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致光照減弱，會(huì)導(dǎo)致葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降，C正確；植物幼莖的綠色部分含有葉綠體，能進(jìn)行光合作用，所有的活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用，D正確。
2．(多選)下圖表示光合作用和細(xì)胞呼吸的部分過(guò)程，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．X物質(zhì)為C3，②過(guò)程除需[H]外，還需要光反應(yīng)提供的ATP
B．③④過(guò)程產(chǎn)生的[H]與圖中的[H]相同
C．③④過(guò)程發(fā)生在線粒體中，④過(guò)程需要水的參與
D．植物的同一細(xì)胞中可以同時(shí)發(fā)生①②③④⑤過(guò)程
解析：選BC。C3的還原需要光反應(yīng)提供的[H]和ATP，A正確。有氧呼吸的第一、二階段均會(huì)產(chǎn)生[H]，即NADH，光合作用的光反應(yīng)中產(chǎn)生的[H]為NADPH，兩者不相同，B錯(cuò)誤。③過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，④過(guò)程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，C錯(cuò)誤。光照條件下，在植物的葉肉細(xì)胞中可同時(shí)發(fā)生光合作用和細(xì)胞呼吸，D正確。
二、考查科學(xué)思維
3．將某植物置于一定的溫度和CO2濃度條件下，測(cè)定光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖1。圖2表示該植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體和線粒體。請(qǐng)分析回答下列問題：


(1)在A點(diǎn)時(shí)，該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有____________；若適當(dāng)增加CO2濃度使光合速率增大，圖1中的A點(diǎn)將向________移動(dòng)，B點(diǎn)將向________移動(dòng)。
(2)若將該植物放在缺鎂的土壤中培養(yǎng)一段時(shí)間，則該植物處于B點(diǎn)條件下時(shí)，光合作用強(qiáng)度________________C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光合作用強(qiáng)度，原因是在缺鎂時(shí)____________合成量變化，使光合作用強(qiáng)度發(fā)生改變。
(3)請(qǐng)?jiān)趫D2中繪制出圖1中C點(diǎn)時(shí)O2(用實(shí)線表示)和CO2(用虛線表示)的轉(zhuǎn)移方向。
解析：(1)據(jù)題圖1可知，P點(diǎn)表示光照強(qiáng)度為0時(shí)，該植物的呼吸作用強(qiáng)度，故圖1縱軸中的光合作用強(qiáng)度表示的是該植物凈光合作用強(qiáng)度。A點(diǎn)時(shí)，凈光合作用強(qiáng)度為0，則總光合作用強(qiáng)度大于0，此時(shí)該植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體。若適當(dāng)增加CO2濃度使光合速率增大，而呼吸速率不變，因此，較弱的光照就能使總光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，即A點(diǎn)將左移；CO2濃度增加，該植物需要更強(qiáng)的光照才能充分利用CO2，即B點(diǎn)將右移。(2)缺鎂會(huì)影響葉綠素的合成，導(dǎo)致該植物光合作用能力減弱，B點(diǎn)條件下植物光合作用強(qiáng)度會(huì)小于C點(diǎn)對(duì)應(yīng)光合作用強(qiáng)度。(3)在C點(diǎn)時(shí)，植物總光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，葉肉細(xì)胞中葉綠體利用的CO2一方面來(lái)自線粒體，另一方面來(lái)自外界環(huán)境；同時(shí)光合作用釋放的O2一部分被自身線粒體利用，其余的釋放到細(xì)胞外。
答案：(1)線粒體、葉綠體　左　右
(2)小于　葉綠素　(3)如下圖


光合作用曲線中光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律

(1)名詞解釋
①光補(bǔ)償點(diǎn)是指植物的光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等時(shí)的光照強(qiáng)度，如圖中的B點(diǎn)。
②光飽和點(diǎn)是指植物的光合作用強(qiáng)度初始達(dá)到最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度，如圖中的D點(diǎn)。
(2)光補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)
①呼吸速率增大，其他條件不變時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)右移，反之左移。
②呼吸速率基本不變，其他相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)右移，反之左移。
(3)光飽和點(diǎn)的移動(dòng)
相關(guān)條件的改變(如增加CO2濃度)使光合速率增大，而其他條件不變時(shí)，光飽和點(diǎn)右移，反之左移。
注：當(dāng)影響光合作用的某一條件發(fā)生改變時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的移動(dòng)方向正好相反?！?

熱考命題4　光合作用和細(xì)胞呼吸的影響因素分析[學(xué)生用書P30]

1．(2018·高考江蘇卷，T18)如圖為某一植物在不同實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是(　　)

A．橫坐標(biāo)是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
B．橫坐標(biāo)是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
C．橫坐標(biāo)是光波長(zhǎng)，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
D．橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
解析：選D。由題圖可知，甲、乙兩曲線剛開始重疊，之后又分開，A項(xiàng)所述條件不會(huì)出現(xiàn)圖示結(jié)果，A項(xiàng)不符合題意。橫坐標(biāo)為溫度，則相應(yīng)曲線應(yīng)存在最適溫度下的最高凈光合速率，呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，B項(xiàng)不符合題意。葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。若橫坐標(biāo)表示光波長(zhǎng)，隨著波長(zhǎng)增大植物的凈光合速率不應(yīng)是先增大后趨于穩(wěn)定，C項(xiàng)不符合題意。隨著光照強(qiáng)度的增加，凈光合速率先增加后趨于穩(wěn)定，在某一光照強(qiáng)度下，較高濃度的CO2條件下植物凈光合速率大，D項(xiàng)符合題意。
2．(2015·高考江蘇卷，T27)為了研究2個(gè)新育品種P1、P2 幼苗的光合作用特性，研究人員分別測(cè)定了新育品種與原種(對(duì)照)葉片的凈光合速率、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量，結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

圖1

(圖2)
(1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在____________________相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)得的單位時(shí)間、單位葉面積________的釋放量。
(2)光合作用過(guò)程中，CO2與C5結(jié)合生成________，消耗的C5由________經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)再生。
(3)由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強(qiáng)，推斷其主要原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產(chǎn)生更多的________；另一方面是其蛋白質(zhì)含量較高，含有更多的____________________。
(4)栽培以后，P2 植株干重顯著大于對(duì)照，但籽實(shí)的產(chǎn)量并不高，最可能的生理原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)探究實(shí)驗(yàn)要遵循單一變量原則。圖1所示實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度，因此其他外界條件應(yīng)保持一致且適宜，而影響光合作用的重要外界條件還有光照強(qiáng)度和CO2濃度等。單位時(shí)間、單位葉面積O2的釋放量是衡量?jī)艄夂纤俾实闹匾笜?biāo)。
(2)暗反應(yīng)中，CO2與C5反應(yīng)生成C3，這是CO2的固定過(guò)程；消耗的C5由C3經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)再生，這是C3的還原過(guò)程。
(3)根據(jù)圖2解釋圖1，從葉綠素角度分析，葉綠素含量較高會(huì)促進(jìn)光反應(yīng)產(chǎn)生更多的[H]和ATP，從而更有利于暗反應(yīng)中有機(jī)物的生成；大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，與光合作用有關(guān)的蛋白質(zhì)含量較高，則應(yīng)從酶的角度考慮。
(4)P2植株干重顯著大于對(duì)照組，但籽實(shí)的產(chǎn)量并不高，最可能的原因是光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物向籽實(shí)運(yùn)輸?shù)纳佟?
答案：(1)光照強(qiáng)度、CO2濃度　O2
(2)C3　C3
(3)[H]和ATP　參與光合作用的酶
(4)P2光合作用能力強(qiáng)，但向籽實(shí)運(yùn)輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少

本考點(diǎn)通過(guò)有關(guān)影響光合作用速率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(曲線圖和柱形圖)為載體，考查學(xué)生光合作用的過(guò)程和影響因素以及實(shí)驗(yàn)分析、處理能力。

1．影響光合作用和細(xì)胞呼吸的因素



2．圖解總光合速率與呼吸速率的關(guān)系


1．(多選)科研人員探究溫度對(duì)密閉罐中水蜜桃果肉細(xì)胞呼吸速率的影響，結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是(　　)

A．在30 ℃條件下，60 h以后呼吸速率為0的原因是呼吸底物消耗殆盡
B．儲(chǔ)存水蜜桃的最適宜溫度是2 ℃
C．如果在開放環(huán)境中做該實(shí)驗(yàn)，呼吸速率曲線可能與圖中的結(jié)果不同
D．在三種溫度條件下，三條曲線的變化趨勢(shì)說(shuō)明呼吸速率與溫度、O2濃度等有關(guān)
解析：選CD。根據(jù)呼吸速率單位可知，本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的是有氧呼吸速率，是在密閉環(huán)境中進(jìn)行的，在30 ℃條件下，60 h以后O2消耗速率為0的原因可能是呼吸底物消耗殆盡，也可能是密閉環(huán)境中的O2消耗殆盡，A錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)中只有三個(gè)溫度，在這三個(gè)溫度中2 ℃比較適宜儲(chǔ)存水蜜桃，但不一定就是其最適宜的儲(chǔ)存溫度，B錯(cuò)誤。根據(jù)題干可知，該實(shí)驗(yàn)是在密閉罐中進(jìn)行的，呼吸速率受O2濃度的限制，如果在開放環(huán)境中做該實(shí)驗(yàn)，O2濃度變化較小，所測(cè)得的呼吸速率曲線可能與圖中的結(jié)果不同，C正確。呼吸速率除與溫度有關(guān)外，還與O2濃度等有關(guān)，D正確。
2．下圖表示為在一定條件下，CO2濃度對(duì)菜豆植株光合速率的影響，假設(shè)呼吸速率不變。圖中的x、y、z可能表示不同的光照強(qiáng)度或溫度。下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．CO2濃度越高，菜豆植株的總光合速率越大
B．若x、y、z表示不同的光照強(qiáng)度，則x＞y＞z
C．若x、y、z表示不同的溫度，則x＞y＞z
D．若光照強(qiáng)度突然由z變?yōu)閥，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3含量增多
解析：選B。由曲線信息可知，在一定范圍內(nèi)，CO2濃度越高，菜豆植株的CO2吸收速率(代表的是植株的凈光合速率)越大，超過(guò)一定范圍，隨著CO2濃度增加，CO2吸收速率不再增加，而呼吸速率不變，則總光合速率也不再增加，A錯(cuò)誤。若x、y、z表示不同的光照強(qiáng)度，一定范圍內(nèi)，其他條件相同時(shí)光照強(qiáng)度越大，植株的光合速率越大，超過(guò)光飽和點(diǎn)后，光合速率不再增大，則x＞y＞z，B正確。若x、y、z表示不同的溫度，x可能大于或小于y，C錯(cuò)誤。由B項(xiàng)解析可知，x、y、z表示不同的光照強(qiáng)度時(shí)，y＞z，當(dāng)光照強(qiáng)度突然增大時(shí)，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，短時(shí)間內(nèi)能還原更多的C3，生成更多的C5，而CO2固定速率基本不變，因此C3含量會(huì)下降，D錯(cuò)誤。
3．(多選)圖甲、乙為分別置于透明玻璃罩內(nèi)的兩棵相同的植物。在自然條件下，測(cè)得一晝夜植物氧氣釋放速率分別如圖丙、丁曲線所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．b點(diǎn)時(shí)甲玻璃罩內(nèi)二氧化碳濃度低于a點(diǎn)
B．e點(diǎn)時(shí)，氣孔關(guān)閉導(dǎo)致光合作用基本停止
C．c點(diǎn)時(shí)，植物葉綠體中三碳化合物含量低于d點(diǎn)
D．圖丁中積累有機(jī)物最多的時(shí)間點(diǎn)是d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間
解析：選AC。根據(jù)題圖可判斷圖丙所示曲線表示的是密閉透明玻璃罩(甲玻璃罩)內(nèi)植物的氧氣釋放速率，ab段下降的原因是二氧化碳供應(yīng)不足，故b點(diǎn)時(shí)甲玻璃罩內(nèi)二氧化碳濃度低于a點(diǎn)，A正確；由圖丁可知，e點(diǎn)光合速率降低，但光合作用仍在進(jìn)行，即e點(diǎn)時(shí)，氣孔部分關(guān)閉導(dǎo)致光合速率下降，但并沒有停止，B錯(cuò)誤；結(jié)合題干信息可知，c點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度高于d點(diǎn)，c點(diǎn)時(shí)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]多于d點(diǎn)，三碳化合物的還原量較多，而三碳化合物的生成量基本不變，故c點(diǎn)時(shí)，植物葉綠體中三碳化合物含量比d點(diǎn)時(shí)低，C正確；圖丁中與橫軸相交的兩個(gè)點(diǎn)代表光合速率等于呼吸速率，一晝夜中，圖丁中積累的有機(jī)物最多的時(shí)間點(diǎn)應(yīng)在d點(diǎn)之后，D錯(cuò)誤。
4．(2018·高考全國(guó)卷Ⅰ)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

(1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是________。
(2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
解析：(1)由題圖可知，乙種植物的光飽和點(diǎn)及光補(bǔ)償點(diǎn)都比甲種植物的低，因此甲、乙兩種植物在光照強(qiáng)度較低時(shí)乙種植物更具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲種植物光合作用強(qiáng)度高于乙種植物，因此甲種植物對(duì)光能的利用率較高。(2)根據(jù)曲線圖可知，甲種植物的光飽和點(diǎn)較高，對(duì)光照的需求大。當(dāng)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，甲種植物凈光合速率下降幅度較大。(3)乙種植物的光補(bǔ)償點(diǎn)較低，所以更適合在光照較弱的林下種植。(4)夏日晴天中午溫度過(guò)高，氣孔部分關(guān)閉，因此進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2不足，葉片的光合速率明顯下降。
答案：(1)甲
(2)甲　光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲種植物凈光合速率降低的幅度比乙種植物的大，種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲種植物凈光合速率下降幅度比乙種植物的大
(3)乙
(4)CO2

曲線類
　
熱考命題5　光合作用和細(xì)胞呼吸有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)[學(xué)生用書P33]

(高考江蘇卷)科研人員對(duì)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(cè)定裝置示意圖，圖2為不同光照條件下果肉隨時(shí)間變化的光合放氧曲線。請(qǐng)回答下列問題：

(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(zhǎng)時(shí)間浸泡在乙醇中的果肉薄片會(huì)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(cè)反應(yīng)液中氧氣的濃度，測(cè)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(shí)間段曲線的斜率代表光合放氧的速率，對(duì)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(shí)間內(nèi)葉綠體中含量減少的物質(zhì)有________(填序號(hào)：①C5?、贏TP?、踇H]?、蹸3)，可推測(cè)20～25 min曲線的斜率為________(填“正值”“負(fù)值”或“零”)。
解析：(1)由教材實(shí)驗(yàn)可知，CaCO3能防止葉綠素被破壞，葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。長(zhǎng)時(shí)間浸泡在乙醇中的果肉薄片會(huì)因光合色素溶解于乙醇中而變成白色。(2)圖1裝置中放氧量的多少與影響光合作用的因素(如光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度等)有關(guān)。要通過(guò)氧電極檢測(cè)反應(yīng)液中氧氣的濃度，應(yīng)排除反應(yīng)液中溶解氧的干擾。(3)反應(yīng)室中加入的NaHCO3能為光合作用提供CO2。若提高反應(yīng)液中NaHCO3濃度，一定范圍內(nèi)果肉細(xì)胞的光合作用增強(qiáng)，超過(guò)一定范圍后，受光照強(qiáng)度等因素的限制，光合作用不再增強(qiáng)。(4)15～20 min曲線的斜率幾乎不變，是因?yàn)榇藭r(shí)光合作用產(chǎn)氧量與呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照，則光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]和ATP減少，暗反應(yīng)中C3的還原過(guò)程減弱而C3的合成速率不變，故短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5的含量減少。光照停止，光合作用的光反應(yīng)不再發(fā)生，則20～25 min反應(yīng)液中無(wú)氧氣的釋放，只有呼吸作用消耗氧氣，故曲線的斜率為負(fù)值。
答案：(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中　(2)光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度　溶解氧　(3)提供CO2　增大后穩(wěn)定　(4)光合產(chǎn)氧量與呼吸耗氧量相等?、佗冖邸∝?fù)值

本部分在高考中屬于高頻考點(diǎn)，主要以影響細(xì)胞呼吸和光合作用的環(huán)境因素為素材，考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析能力，難度較大。

1．分析生物呼吸類型判定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
探究某生物材料的細(xì)胞呼吸類型(假設(shè)生物材料為植物種子，呼吸底物只有葡萄糖且不考慮外界條件的影響)，某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖。

(1)分析：甲裝置中的NaOH溶液可吸收CO2，則裝置內(nèi)氣體變化由O2引起，故紅墨水滴移動(dòng)反映O2吸收量；乙裝置中，清水不會(huì)吸收任何氣體，則裝置內(nèi)氣體變化由CO2和O2共同引起，故紅墨水滴移動(dòng)反映釋放CO2和吸收O2的差值。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
①若甲液滴左移，乙液滴不動(dòng)，則只進(jìn)行有氧呼吸。
②若甲液滴不動(dòng)，乙液滴右移，則只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
③若甲液滴左移，乙液滴右移，則既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
(3)物理誤差的校正：除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外其余均與乙裝置相同。
2．光合速率與呼吸速率的測(cè)定
(1)測(cè)定裝置

(2)測(cè)定方法及解讀
①測(cè)定呼吸速率
a．裝置小燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液用于吸收CO2。
b．玻璃鐘罩進(jìn)行遮光處理，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)(代表呼吸速率)。
②測(cè)定凈光合速率
a．裝置小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，滿足綠色植物光合作用需求。
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)(代表凈光合速率)。
3．光合作用與細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)條件的控制方法
(1)增加水中O2——泵入空氣或放入綠色水生植物。
(2)減少水中O2——容器密封或油膜覆蓋。
(3)除去容器中的CO2——NaOH溶液。
(4)保持容器中CO2濃度不變——NaHCO3溶液。
(5)除去葉片中原有的淀粉——置于黑暗環(huán)境中一段時(shí)間。
(6)排除光合作用對(duì)細(xì)胞呼吸的干擾——給植株遮光。
(7)消除種子表面微生物對(duì)種子細(xì)胞呼吸速率測(cè)定的影響——消毒。
(8)探究酵母菌的呼吸方式，檢測(cè)產(chǎn)生的CO2情況——用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液。
(9)除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱。
(10)如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。

1．(多選)取三個(gè)玻璃瓶，兩個(gè)黑布包上，并包以錫箔，記為A、B瓶，另一個(gè)玻璃瓶不做處理，記為C瓶，其中B、C瓶中放入生長(zhǎng)狀況相同且良好的同種植物。從待測(cè)的水體深度取水并裝入三個(gè)瓶中，保留A瓶以測(cè)定水中原來(lái)的溶氧量。將B、C瓶沉入取水深度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，將其取出，并進(jìn)行溶氧量的測(cè)定。下列敘述正確的是(　　)
A．B瓶中氧氣的減少量表示呼吸作用量
B．C瓶中氧氣的增加量表示凈光合作用量
C．C瓶中測(cè)得的現(xiàn)有氧氣量與B瓶中測(cè)得的現(xiàn)有氧氣量之和表示總光合作用量
D．C瓶中測(cè)得的現(xiàn)有氧氣量與B瓶中測(cè)得的現(xiàn)有氧氣量之差表示總光合作用量
解析：選ABD。利用“黑白瓶”法，結(jié)合題干信息分析，“保留A瓶以測(cè)定水中原來(lái)的溶氧量”可知，A瓶中所含氧氣量為初始值，雖然“B、C瓶中放入生長(zhǎng)狀況相同且良好的同種植物”，但B瓶是被黑布包上，并包以錫箔的，因此B瓶(相當(dāng)于黑瓶)中的植物處于黑暗中，只能進(jìn)行呼吸作用，而C瓶相當(dāng)于白瓶，其中植物既可進(jìn)行呼吸作用又可進(jìn)行光合作用。由上述分析可知，黑瓶(B瓶)中氧氣的減少量表示呼吸作用量，A正確；白瓶(C瓶)中氧氣的增加量表示凈光合作用量，B 正確；黑瓶中的氧氣變化量表示呼吸作用量，白瓶中的氧氣變化量表示凈光合作用量，因此白瓶(C瓶)中測(cè)得的現(xiàn)有氧氣量與黑瓶中測(cè)得的現(xiàn)有氧氣量之差表示總光合作用量，C錯(cuò)誤，D正確。
2．(2016·高考全國(guó)卷Ⅱ)BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍(lán)變綠再變黃。某同學(xué)為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中。其中6支加入生長(zhǎng)狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果見下表。

試管編號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
水草
無(wú)
有
有
有
有
有
有
距日光燈
的距離(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
20
50 min后
試管中溶
液的顏色
淺綠色
X
淺黃色
黃綠色
淺綠色
淺藍(lán)色
藍(lán)色
*遮光是指用黑紙將試管包裹起來(lái)，并放在距日光燈100 cm的地方。
若不考慮其他生物因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，回答下列問題：
(1)本實(shí)驗(yàn)中，50 min后1號(hào)試管的溶液是淺綠色，則說(shuō)明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由________________________________引起的；若1號(hào)試管的溶液是藍(lán)色，則說(shuō)明2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的顏色應(yīng)為________(填“淺綠色”“黃色”或“藍(lán)色”)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________
________________________。
(3)5號(hào)試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說(shuō)明在此條件下水草________________________________________________________________________。
解析：(1)1號(hào)試管中沒有水草，2至7號(hào)試管中均有水草，且2號(hào)試管沒有光照，其中的水草只進(jìn)行呼吸作用，其余試管中的水草同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，所以與1號(hào)試管對(duì)照，2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由不同光強(qiáng)下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1號(hào)試管的溶液是藍(lán)色，說(shuō)明在沒有水草的條件下，光照會(huì)導(dǎo)致溶液中CO2濃度發(fā)生變化，則2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不可靠的。(2)2號(hào)試管遮光處理，其中的水草不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，故2號(hào)試管溶液中CO2濃度高于3號(hào)試管，所以2號(hào)試管中溶液應(yīng)呈現(xiàn)黃色。(3)5號(hào)試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說(shuō)明其中水草的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，吸收與釋放的CO2量相等。
答案：(1)不同光強(qiáng)下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案也可)　不可靠的
(2)黃色　水草不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號(hào)試管
(3)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，吸收與釋放的CO2量相等
3．下圖是某生物興趣小組設(shè)計(jì)的測(cè)量一盆蘆薈光合速率的實(shí)驗(yàn)密閉裝置?，F(xiàn)有三套完全相同的裝置，做如下處理，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。已知氧傳感器用于測(cè)量裝置內(nèi)氧氣的含量，回答以下問題：


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(shí)
1小時(shí)后
開始時(shí)
1小時(shí)后
a
適宜光照、
25 ℃
0
M
E
P
b
自然環(huán)境
0
H
E
L
c
黑暗、25 ℃
0
N
E
Q
(1)裝置a的液滴________(填“向左移”“向右移”或“不移動(dòng)”)，測(cè)量數(shù)據(jù)可反映出____________________的大小。
(2)影響裝置b光合速率的外界因素有______________。
(3)裝置c植物細(xì)胞內(nèi)能產(chǎn)生三磷酸腺苷(ATP)的場(chǎng)所有________，該裝置可用于測(cè)量____________。
(4)利用a、c兩套裝置測(cè)量該蘆薈在適宜光照、25 ℃下的總光合速率時(shí)，下列可用的數(shù)據(jù)有________。
①M(fèi)－N?、贛＋N　③P－Q?、躊＋Q
(5)利用該裝置探究光照強(qiáng)度對(duì)該盆蘆薈光合速率的影響時(shí)，無(wú)關(guān)變量主要是________________________________________________________________________。
解析：(1)裝置a中的條件是適宜光照、25 ℃，CO2緩沖液可以為光合作用提供充足的CO2，光合作用大于呼吸作用，液滴會(huì)右移，此時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)表示凈光合速率。(2)裝置b的條件是自然環(huán)境，此時(shí)CO2緩沖液供應(yīng)充足的CO2，影響光合作用的環(huán)境因素主要是溫度和光照強(qiáng)度。(3)裝置c的條件是黑暗環(huán)境，此時(shí)只有呼吸作用產(chǎn)生ATP，所以產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，該裝置可以用來(lái)測(cè)量呼吸速率。(4)利用a、c兩套裝置測(cè)量該蘆薈在適宜光照、25 ℃下的總光合速率時(shí)，總光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率＝M－N(N為負(fù)值)＝P－E＋E－Q＝P－Q，所以可用的數(shù)據(jù)有①③。(5)利用該裝置探究光照強(qiáng)度對(duì)該盆蘆薈光合速率的影響時(shí)，CO2濃度和溫度是主要的無(wú)關(guān)變量，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該保持一致。
答案：(1)向右移　凈光合速率
(2)溫度和光照強(qiáng)度
(3)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　呼吸速率
(4)①③
(5)CO2濃度和溫度

測(cè)定總光合速率的常用方法

在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，無(wú)法直接測(cè)定植物的總光合速率，因此，常在光照下測(cè)定植物的凈光合速率，在黑暗中測(cè)定呼吸速率，兩者之和即為植物的總光合速率。　

[學(xué)生用書P133(單獨(dú)成冊(cè))]
1．下列有關(guān)色素的描述正確的是(　　)
A．藍(lán)藻細(xì)胞所含的葉綠素和藻藍(lán)素主要游離在細(xì)胞質(zhì)中
B．可以用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取紫色洋蔥液泡中的色素
C．分離色素過(guò)程中不能讓濾液細(xì)線觸及層析液
D．秋天樹葉變黃，說(shuō)明葉片開始大量合成類胡蘿卜素
解析：選C。葉綠素和類胡蘿卜素是脂溶性的，因此，藍(lán)藻細(xì)胞中的葉綠素和藻藍(lán)素應(yīng)主要存在于生物膜上，A錯(cuò)誤；液泡中的色素存在于細(xì)胞液中，說(shuō)明液泡中的色素是水溶性的，因此無(wú)法用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑提取，B錯(cuò)誤；分離色素過(guò)程中不能讓濾液細(xì)線觸及層析液，目的是防止色素溶解在層析液中，C正確；秋天樹葉變黃是因?yàn)槿~片中葉綠素被破壞，從而表現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色，而不是因?yàn)槿~片中大量合成類胡蘿卜素，D錯(cuò)誤。
2．植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)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(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)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(zhǎng)的變化來(lái)表示
D．葉片在640～660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
解析：選A。根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜圖中的曲線可知，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A錯(cuò)誤。不同色素的吸收光譜都是通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值繪制的，B正確。題干中文字表明“通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)”可以繪制光合作用的作用光譜，而CO2的吸收速率和O2的釋放速率都可以反映光合速率且具有數(shù)據(jù)的一致性，所以可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化代替O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化表示光合作用的作用光譜，C正確。波長(zhǎng)為640～660 nm的光可被葉綠素吸收，但不能被類胡蘿卜素吸收，葉綠素可吸收此波段的紅光并參與光合作用(釋放O2)，D正確。
3．(多選)(2019·鎮(zhèn)江高三模擬)卡爾文因發(fā)現(xiàn)光合作用合成己糖(葡萄糖)反應(yīng)中CO2的固定途徑獲得諾貝爾獎(jiǎng)?？栁膶?4CO2注入小球藻懸浮液，給予實(shí)驗(yàn)裝置不同時(shí)間(0

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