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細胞呼吸與光合作用限時規(guī)范訓練 (建議用時：45分鐘) 1．下列有關細胞呼吸的敘述中正確的是(　　) A．可通過觀察澄清石灰水是否變渾濁來判斷酵母菌的呼吸方式 B．哺乳動物成熟的紅細胞既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸 C．在進行無氧呼吸時，動物細胞只能將葡萄糖分解成乳酸，植物細胞只能將葡萄糖分解成酒精和CO2 D．無論有氧呼吸還是無氧呼吸，釋放的能量大部分都以熱能的形式散失 解析：選D。酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都產生二氧化碳，使澄清的石灰水變渾濁，A錯誤；哺乳動物成熟的紅細胞無線粒體，不能進行有氧呼吸，只能進行無氧呼吸，B錯誤；甜菜的塊根、馬鈴薯的塊莖進行無氧呼吸可以產生乳酸，C錯誤；呼吸作用產生的能量絕大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中，D正確。 2．下列關于細胞呼吸的敘述，正確的是(　　) A．種子萌發(fā)過程中細胞呼吸速率沒有明顯變化 B．細胞中ATP/ADP的比值下降可促進細胞呼吸 C．細胞呼吸過程中產生CO2的場所是線粒體基質 D．檢測是否產生CO2可判斷乳酸菌是否進行細胞呼吸 解析：選B。種子萌發(fā)過程中，代謝更旺盛，細胞呼吸速率明顯加快，A錯誤；細胞中ATP/ADP的比值下降說明細胞中缺少能直接利用的能量，因此機體會通過提高呼吸作用強度來滿足自身對能量的需求，B正確；細胞呼吸過程中產生CO2的場所包括線粒體基質(有氧呼吸)和細胞質基質(某些生物的無氧呼吸)，C錯誤；乳酸菌只能進行無氧呼吸，產物是乳酸，因此不能根據是否產生CO2來判斷其是否進行呼吸作用，D錯誤。 3．如圖所示為H隨化合物在生物體內代謝轉移的過程，下列分析合理的是(　　) A．①過程發(fā)生在核糖體上，水中的H只來自—NH2 B．在缺氧的情況下，③過程中不會發(fā)生脫氫反應 C．M物質應該是丙酮酸，④過程不會發(fā)生在線粒體中 D．在氧氣充足的情況下，②、③過程發(fā)生在線粒體中 解析：選C。分析圖示可知，①過程為氨基酸脫水縮合，發(fā)生在核糖體上，水中的H來自于—NH2和—COOH，A錯誤；③過程為細胞呼吸第一階段，在缺氧的情況下，也會發(fā)生脫氫反應，B錯誤；M物質是丙酮酸，④過程是無氧呼吸第二階段，發(fā)生在細胞質基質中，C正確；②過程是有氧呼吸第三階段，發(fā)生在線粒體中，③過程發(fā)生在細胞質基質中，D錯誤。 4．用同位素標記法研究光合作用和有氧呼吸過程中氧原子的來龍去脈，下列錯誤的結論是(　　) A．光合作用的產物O2中的O全部來自原料中的H2O B．光合作用的產物C6H12O6中的O全部來自原料中的CO2 C．有氧呼吸的產物H2O中的O全部來自原料中的O2 D．有氧呼吸的產物CO2中的O全部來自原料中的C6H12O6 解析：選D。光合作用光反應中H2O光解產生O2，A正確；光合作用的產物C6H12O6中的O全部來自原料中的CO2，B正確；有氧呼吸的產物H2O中的O全部來自原料中的O2，C正確；有氧呼吸的產物CO2中的O全部來自原料中的C6H12O6和H2O，D錯誤。 5．銀邊天竺葵葉片邊緣細胞因不含葉綠體而顯白色(如圖中b所示)。將整株銀邊天竺葵放在黑暗中兩天后，再做如圖所示處理。兩小時后取該葉片經酒精脫色處理，滴加碘液顯色后進行觀察。根據實驗結果分析不正確的是(　　) A．實驗中a處和b處兩部分對照說明光合作用發(fā)生于葉綠體中 B．實驗中a處和c處兩部分對照說明光合作用需要CO2 C．實驗中a處和遮光紙遮擋部分對照說明光合作用需要光 D．實驗中光照的時間越長，效果越明顯 解析：選D。由圖和光合作用原理可知，實驗后，a處變藍，b、c處不變藍。a處和b處對照，單一變量是葉綠體，因此可以證明光合作用需要葉綠體，A正確；瓶內有NaOH溶液，因此a、c兩處對照，單一變量是有無CO2，可以證明光合作用需要CO2，B正確；a處和遮光部位對照結果不同是由單一變量——是否有光照引起的，C正確；細胞中進行光合作用合成的有機物可運輸到植物的其他部位，光照的時間越長，效果不一定越明顯，D錯誤。 6．如圖曲線Ⅰ表示黃豆在適宜溫度、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中光合作用速率與光照強度的關系。在y點時改變某條件，結果發(fā)生了如曲線Ⅱ的變化。下列分析合理的是(　　) A．與y點相比較，x點時葉綠體中C3化合物含量低 B．在y點時，適當升高溫度可導致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? C．制約x點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量 D．制約z點時光合作用的因素可能是二氧化碳濃度 解析：選D。與y點相比較，x點時，光照強度較弱，光反應提供的[H]和ATP較少，C3化合物還原較少，C3化合物濃度較y點時高，A錯誤；題目中提到是在適宜溫度下，如果再提高溫度，會降低光合作用速率，B錯誤；制約x點光合作用的因素主要是光照強度等，C錯誤；z點在曲線Ⅰ上，此時提高光照強度光合速率不再提高，表明此點限制光合速率的因素不是光照強度，可能是CO2濃度，故D正確。 7．將一株生長正常的某種植物放于密閉的玻璃容器內，在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0之后保持不變。在上述整時間段內，玻璃容器內CO2濃度表現出的變化趨勢是(　　) A．降低至一定水平時再升高 B．持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài) C．降低至一定水平時保持不變 D．升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定 解析：選C。密閉容器內的植物在光照條件下既能進行光合作用也能進行有氧呼吸，植物凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率，凈光合速率只要大于0，則光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸釋放的CO2量；根據題意，從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變。說明密閉容器內的CO2濃度從光照開始就下降，當凈光合速率隨著時間延長逐漸下降為0時，密閉容器內的CO2濃度停止下降，然后凈光合速率為0保持不變，密閉容器內的CO2濃度保持不變，所以C正確。 8．如圖為某植物細胞部分結構示意圖，據圖分析，下列四項敘述中，正確的是 (　　) A．a、b箭頭表示的是O2進出細胞的過程 B．e、f箭頭表示的是CO2進出細胞的過程 C．以C18O2作原料進行光合作用，在較強光照下，測得含18O的呼吸作用產物的主要去向是圖中的d D．以HO作原料進行光合作用，在較強呼吸作用下，測得含18O的光合作用產物的主要去向是圖中的b 解析：選C。圖示考查光合作用和細胞呼吸的聯系及物質轉化關系。a表示葉綠體吸收CO2，b表示葉綠體釋放O2，e表示線粒體吸收O2，f表示線粒體釋放CO2，c表示葉綠體產生的O2被線粒體利用，d表示線粒體產生的CO2被葉綠體利用。以C18O2作原料進行光合作用，18O的轉移途徑為C18O2→有機物→C18O2，在較強光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸產物C18O2主要被葉綠體利用，即主要去向是圖中的d。以HO作原料進行光合作用，18O全部生成氧氣，在較強呼吸作用下，氧氣主要被線粒體利用，進行有氧呼吸，即主要去向是圖中的c。 9．如圖曲線表示某植物在恒溫30℃、CO2濃度一定時光合速率與光照強度的關系，下列敘述錯誤的是(　　) A．與b點相比較，c點時葉肉細胞中三碳化合物的含量降低 B．若將CO2濃度降低，則葉綠體中[H]合成速率將會變小，c點向左下方向移動 C．當光照強度為x時，葉肉細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體 D．已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，在其他條件不變的情況下，將溫度調節(jié)到25℃，圖中a點將向上移動，b點將向右移動 解析：選D。與b點相比c點時光照強度增強，光反應產生的[H]、ATP增多，此時CO2固定速率不變、C3還原速率增強，所以c點時C3含量較低，A正確；若CO2濃度降低，合成的C3減少，隨之消耗的[H]、ATP減少，所以[H]合成速率減慢，c點向左下方移動，B正確；光照強度為x時，葉肉細胞既可以進行光合作用也可以進行有氧呼吸，所以此時細胞產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體，C正確；溫度由30℃調節(jié)到25℃時，光合作用速率增強、呼吸作用速率降低，所以a點向上移動、b點向左移動，D錯誤。 10．下圖的縱坐標表示某種植物氣體吸收量或釋放量的變化。下列說法正確的是(　　) A．若A代表O2吸收量，可以判斷D點開始進行光合作用 B．若A代表O2釋放量，B點對應的光照強度一定不等于0，D點表示植物的凈光合作用強度為0 C．若A代表CO2釋放量，提高大氣中的CO2濃度，D點不移動 D．若A代表CO2釋放量，E點時光合作用制造的有機物總量是8 解析：選B。若A代表O2吸收量，隨光照強度增大，從外界吸收的O2量減少，說明光合作用生成的O2被有氧呼吸所利用，所以光合作用是從O2吸收量減少開始的，不是從D點開始；若A代表O2釋放量，B點的光合作用強度是大于有氧呼吸強度的，B點對應的光照強度一定不為0，D點表示植物的凈光合作用強度為0；若A代表CO2釋放量，B點等于0時，提高大氣中的CO2濃度，則需要較低的光照強度即可達到光補償點，所以D點左移；若A代表CO2釋放量，E點是光飽和點，該點有機物的積累量是8，那么光合作用制造的有機物總量是4＋8＝12。 11．在兩個相同的密閉、透明的玻璃室內各放置一盆相似的甲、乙兩種植物幼苗，在充足的水分、光照和適宜的溫度等條件下，用紅外線測量儀定時測量玻璃室內的CO2濃度，結果如表所示(假設實驗期間光照、水分和溫度等條件恒定不變)。下列有關分析錯誤的是(　　) 記錄時間(min) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 甲植物(mg/L) 150 110 80 60 50 45 45 45 45 45 乙植物(mg/L) 150 115 85 60 40 25 15 15 15 15 A.在0～25 min期間，甲和乙兩種植物光合作用強度都逐漸減弱 B．在30 min 后，甲和乙植物將不再固定CO2 C．在0～25 min期間，影響光合作用強度的主要因素是CO2濃度 D．表中數據說明，在低CO2濃度時乙植物比甲植物固定CO2的能力強 解析：選B。在0～25 min期間，甲和乙兩種植物隨著時間的推移，CO2濃度的降低速率逐漸減小，因此光合作用強度逐漸減弱，A正確；30 min后，容器內的CO2濃度不變，說明甲、乙植物光合作用固定的CO2量等于呼吸作用釋放的CO2量，B錯誤；充足水分、光照和適宜的溫度條件下，0～25 min光合作用強度降低的主要因素是CO2濃度，C正確；由于乙植物能利用外界更低濃度的CO2，因此固定CO2的能力更強，D正確。 12．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呼吸作用的影響(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。實驗結果如表所示： 溫度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中釋放CO2(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 下面對該表數據分析正確的是(　　) 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小時，20℃時該植物積累有機物最多 D．每天光照12小時，30℃時積累的有機物是10℃時的2倍 解析：選C。植物生長速度與其有機物積累速度有關，植物光照下吸收CO2的速率代表其凈光合速率，晝夜不停地光照，在35℃時該植物可以生長。晝夜不停地光照，在25℃時該植物生長最快。每天光照12小時，在20℃時該植物積累有機物最多。每天光照12小時，30℃時積累的有機物是10℃時的0.5倍。 13．圖1為番茄葉肉細胞中的兩種膜結構以及發(fā)生的部分生化反應示意圖。 (1)圖1中，甲所示生物膜存在于________(細胞器)中，乙所示生物膜的名稱是________。 (2)在充滿N2與CO2的密閉容器中，用水培法栽培番茄(CO2充足)。測得圖1中兩種膜產生與消耗O2速率的變化曲線(如圖2所示)。 ①5～8 h間，容器內的CO2含量將________，番茄植株干重將________。 ②9～10 h間，甲膜生成O2的速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是____ ____________；圖1中，10 h時不再產生ATP的是________膜；若此環(huán)境因素維持不變，容器內的O2含量將逐漸下降并完全耗盡，此時________成為ATP合成的唯一場所。 ③若在8 h時，將容器置于冰水浴中，請推測乙膜消耗O2的速率將會出現的變化及其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根據發(fā)生的反應，可判斷圖1中甲是類囊體薄膜，乙是線粒體內膜。(2)甲膜生成O2的速率即光合作用速率，乙膜消耗O2的速率即呼吸速率。①據圖分析，5～8 h間，光合作用速率大于呼吸速率，故容器內的CO2含量將減少，番茄植株干重將增加。②9～10 h間，光合作用速率迅速下降，引起光合作用速率迅速下降的因素最可能是光照強度降低；10 h時光合作用速率為0，故此時類囊體薄膜不再產生ATP；若容器內的O2完全耗盡，植物只可進行無氧呼吸，產生ATP的唯一場所是細胞質基質。③8 h時若溫度降低，抑制了酶的活性，O2消耗速率將明顯下降。 答案：(1)葉綠體　線粒體內膜 (2)①減少　增加　②光照(強度)　甲　細胞質基質?、跲2消耗速度(明顯)下降，因為低溫抑制了酶的活性 14．為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光合速率、蛋白質含量和葉綠素含量，結果如圖所示。請回答下列問題： (1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在______相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積______的釋放量。 (2)光合作用過程中，CO2與C5結合生成________，消耗的C5由________經過一系列反應再生。 (3)由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其主要原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產生更多的________；另一方面是其蛋白質含量較高，含有更多的________。 (4)栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產量并不高，最可能的生理原因是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)探究實驗要遵循單一變量原則。圖1所示實驗的自變量為溫度，因此其他外界條件應保持一致且適宜，而影響光合作用的重要外界條件還有光照強度和CO2濃度等。單位時間、單位葉面積O2的釋放量是衡量凈光合速率的重要指標。(2)暗反應中，CO2與C5反應生成C3，這是CO2的固定過程；消耗的C5由C3經過一系列反應再生，這是C3的還原過程。(3)根據圖2解釋圖1，從葉綠素角度分析，葉綠素含量較高會促進光反應產生更多的[H]和ATP，從而更有利于暗反應中有機物的生成；大多數酶的化學本質是蛋白質，與光合作用有關的蛋白質含量較高，則應從酶的角度考慮。(4)P2植株干重顯著大于對照組，但籽實的產量并不高，最可能的原因是光合作用產生的有機物向籽實運輸的少。 答案：(1)光照強度、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，但向籽實運輸的光合產物少 15．如圖甲曲線表示某植物在恒溫25 ℃時光合速率與光照強度的關系，圖乙是某同學“探究影響植物光合速率的因素”的實驗裝置圖。試回答： (1)Y點的含義是______________。已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，在其他條件不變的情況下，將溫度調節(jié)到30 ℃，圖甲曲線中X點將向________移動，Y點將向________移動，Z點將向________移動。 (2)25 ℃時，Y點和Z點時，限制光合速率的因素________(填“相同”或“不同”)。如果W光照強度下，CO2的供應充足，則此時限制光合作用的因素可能是____________。 (3)利用圖乙裝置來探究影響植物光合作用的因素實驗中，若在燈與廣口瓶之間放一隔熱裝置(假設對透光性無影響)，這時我們可用這個裝置來探究影響植物光合速率的因素。其中________是自變量。若實驗中每隔15 min改變一次廣口瓶與燈之間的距離，隨著時間與距離的增加，氣泡產生速率下降，產生這一結果的原因可能是__________________________。 解析：(1)Y點代表光補償點，在該點光合速率與呼吸速率相等。將溫度由25 ℃調節(jié)到30 ℃，由光合作用的最適溫度調整成呼吸作用的最適溫度，呼吸速率提高，X點上移；由于呼吸速率提高，必須增強光照強度以提高光合速率才能使光合速率和呼吸速率相等，因此，Y點右移。溫度的升高使最大光合速率降低，需要的光照強度也減弱，因此Z點向左上移動。(2)Y點時光照較弱，隨著光照強度的增加，光合速率提高，光照強度是Y點時的限制因素；Z點時光照較強，隨著光照強度的增加，光合速率不再提高，溫度恒定的條件下，限制光合速率的因素最可能是CO2濃度。如果W光照強度下，CO2的供應充足，溫度又適宜，則影響光合作用的因素就要從內因考慮，常見的影響光合作用的內部因素有光合色素的含量或酶的數量。因溫度適宜，不能答酶活性。(3)廣口瓶與燈之間距離的改變引起光照強度的改變，因此光照強度是自變量，隨著距離的增加，光照減弱，光照成為限制因素，可導致光合速率減小，氣泡產生速率下降。植物光合作用吸收容器中的CO2，隨著時間的增加，CO2濃度降低，也可導致光合速率減小，氣泡產生速率下降。 答案：(1)(該光照強度時)植物光合速率等于呼吸速率　上　右　左上　(2)不同　光合色素的含量　(3)光照強度　光照強度減弱(或水中CO2含量下降)　　　 必考大題提升練(一) (建議用時：45分鐘) 1．如圖甲表示植物細胞的亞顯微結構，圖乙表示該細胞中可能發(fā)生的相關生理過程，a～e表示物質，①～④表示過程。 (1)圖乙中①和③過程發(fā)生的場所分別是圖甲中的__________、__________(填字母)。 (2)能生成大量ATP的過程是________(填序號)。有氧呼吸與無氧呼吸完全相同的階段是________(填序號)。 (3)圖乙中物質c為________，物質a、d分別是________和________。有氧呼吸的產物CO2中氧來自________。 (4)圖乙中的c和e物質通過膜的方式分別是________和________。 (5)1個葡萄糖分子有氧呼吸釋放的能量為m，其中40%用于ADP轉化成ATP，若1個高能磷酸鍵所含的能量為n，則1個葡萄糖分子在有氧呼吸中產生的ATP分子數為________。 (6)圖乙的哪個生理過程在人體細胞中是不能發(fā)生的？________(填序號)。人體細胞中進行該過程的產物是________。 解析：(1)圖甲是植物細胞的亞顯微結構圖，其中A是線粒體，E是細胞質基質；圖乙為細胞呼吸過程模式圖，①②為無氧呼吸，①④③為有氧呼吸，a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；①是有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，場所是細胞質基質，而③是有氧呼吸第三階段，場所是線粒體。(2)有氧呼吸第三階段(③)產生的能量最多；有氧呼吸第一階段與無氧呼吸第一階段完全相同。(3)有氧呼吸的第二階段產生CO2，其中的氧來自葡萄糖(丙酮酸)和H2O。(4)圖乙中的c物質是[H]，通過膜的方式是主動運輸；而e物質是酒精，通過膜的方式是自由擴散。(5)1個葡萄糖分子形成的ATP的分子數為40%m/n＝2m/5n。(6)圖乙中的②為無氧呼吸的第二階段，產物是酒精和CO2，該過程在人體細胞內不會發(fā)生；人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸。 答案：(1)E　A　(2)③?、? (3)[H]　丙酮酸　O2　葡萄糖(丙酮酸)和H2O (4)主動運輸　自由擴散 (5)2m/5n　(6)②　乳酸 2．下表是黑暗和光照條件下旱冬瓜種子萌發(fā)率對比實驗的結果；下圖表示光照強度對不同葉齡旱冬瓜幼苗葉片吸收CO2量的影響。請分析回答下列問題： 處理 萌發(fā)率 平均 萌發(fā)率% 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組 光照培養(yǎng) 23 18 11 17 14 16.6 暗培養(yǎng) 0 2 0 0 1 0.6 暗培養(yǎng)后 補充光照 15 13 19 16 20 16.6 ,15,13,19,16,20,16.6 (1)旱冬瓜種子萌發(fā)早期某階段測得CO2釋放量比O2吸收量多(以葡萄糖為底物)，這說明________________，此時細胞內丙酮酸代謝的場所是________________________。 (2)旱冬瓜未成熟的種子合成的________可以解除種子休眠，促進種子萌發(fā)；分析表中數據可以得出的結論是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)分析圖中3月齡苗的旱冬瓜，限制B點的環(huán)境因素可能是________，若光照強度在2 000 μmolm－2s－1持續(xù)60 s，再黑暗處理180 s，該葉片________(填“能”或“不能”)正常生長。 (4)當光照強度為________μmolm－2s－1時葉片的光合速率不受苗齡的影響，________月齡苗適于在遮陰條件下生長。 解析：(1)在以葡萄糖為底物的情況下，CO2釋放量比O2吸收量多，說明此時種子既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸。丙酮酸可在細胞質基質中轉變?yōu)榫凭虲O2，也可進入線粒體被徹底氧化分解為CO2和H2O。(2)赤霉素可以解除種子休眠，促進種子萌發(fā)。由表中數據可知，在光照條件下培養(yǎng)，種子的萌發(fā)率較高，而在黑暗條件下培養(yǎng)，種子幾乎不萌發(fā)，暗培養(yǎng)后補充光照種子萌發(fā)率大幅提高，故光照是旱冬瓜種子萌發(fā)的必要條件。(3)圖中限制B點的環(huán)境因素可能是CO2濃度，也可能是溫度。若在光照強度為2 000 μmolm－2s－1持續(xù)60 s，真光合作用消耗CO2量為(6＋2)60＝480 (μmolm－2)，再黑暗處理180 s，呼吸作用產生CO2量為(180＋60)2＝480 (μmolm－2)，真光合作用產生有機物量與呼吸作用消耗有機物量相等，葉片不能正常生長。(4)由題圖可知，光照強度為0～50 μmolm－2s－1時兩條曲線重合，葉片的光合速率不受苗齡的影響。3月齡苗在光照強度高時光合速率下降，適于在遮陰條件下生長。 答案：(1)種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸　細胞質基質、線粒體(基質) (2)赤霉素　光照是旱冬瓜種子萌發(fā)的必要條件 (3)CO2濃度(或溫度)　不能　(4)0～50　3 3．為了更好地提高溫室大棚栽種作物的經濟效益，科研人員對某作物進行了溫度和O2濃度的相關研究。圖1表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下測得的溫度與光合、呼吸的關系，圖2中曲線表示不同O2濃度下光照強度與光合作用速率的關系(已知O2可與C5結合，生成一個三碳化合物和一個二碳化合物，此二碳化合物不參與光合作用)。請回答下列問題： (1)圖1中，當溫度達到________時，植物不再進行光合作用。在溫度為30℃時，葉肉細胞內的[H]用于__________________________。 (2)圖1中，40℃與60℃時，CO2的吸收量均為0，二者的區(qū)別是前者__________________，后者________________。 (3)結合暗反應的過程，解釋圖2中高O2濃度更能抑制光合作用速率的原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根據以上研究結果，該溫室大棚作物白天(適宜的溫度)在0.03% CO2濃度時，生長的最佳環(huán)境條件是________________________(光照強度為30千勒克斯)。 解析：(1)由圖1可知，細線表示光合作用CO2的凈吸收量，粗線表示呼吸作用CO2的釋放量，當溫度達到55℃時，凈光合作用強度等于呼吸作用強度，植物不再進行光合作用；當溫度為30℃時，葉肉細胞內進行光合作用和呼吸作用，光合作用中光反應產生的[H]用于暗反應C3的還原，而呼吸作用中產生的[H]與O2結合生成水。(2)圖1中，在40℃時，凈光合速率為0，光合速率等于呼吸速率；在60℃時，溫度過高導致植物死亡，細胞代謝停止。(3)根據題干信息，可知當氧氣濃度較高時，會與更多的C5結合，用于CO2固定的C5相應減少，生成的C3減少，從而降低了光合作用速率。(4)由兩圖分析可知，溫度為30℃、O2濃度為1.5%時，凈光合速率最大，最適宜植物生長。 答案：(1)55℃　與O2結合形成水、還原三碳化合物(C3) (2)光合速率等于呼吸速率　光合速率和呼吸速率均為0(植物死亡) (3)高O2與更多的C5結合，減少了用于還原的C3，從而降低了光合作用速率　(4)溫度為30℃，O2濃度為1.5% 4．有多種方法可以測定植物的光合作用速率。請回答以下相關問題： (1)在光照適宜、溫度恒定的條件下，圖甲的實驗裝置為密閉容器，圖甲中的曲線為測量1 h內該容器中CO2的變化量。圖甲中AB段，葉綠體內ADP含量最高的場所是________。導致AB段曲線變化的主要原因是________________。該綠色植物前30 min實際光合作用的平均速率為________μLL－1 CO2min－1。 (2)某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設計了由透明的玻璃罩構成的小室(如圖乙A所示，其中CO2緩沖液可以吸收或提供CO2，保證小室中CO2恒定)。 ①將該裝置放在自然環(huán)境下，測定夏季一晝夜小室內植物氧氣釋放速率的變化，得到如圖乙B所示曲線，那么影響小室內植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是_________；影響a點變化的內因是________；裝置中氧氣濃度最高的時間是________點；圖中裝置刻度管中液滴移到最左點是在曲線中的________點。 ②在實驗過程中某段光照時間內，記錄液滴的移動，獲得以下數據： 每隔一定時間記錄一次刻度數據 …… 24 29 32 34 38 …… 該組實驗數據是在B曲線的________段獲得的。 ③為了使該實驗的數據更加準確，還應該設置該實驗的__________________。 ④如果要測定該植物呼吸作用的速率，怎樣利用該裝置設計實驗？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)暗反應需要光反應提供的ATP和[H]，用于C3的還原，所以在葉綠體基質中ADP最多。前30 min凈光合速率為(3 620－220)/30 μLL－1 CO2min－1，由30～60 min該植物呼吸速度為(1 200－220)/30 μLL－1 CO2min－1，所以前30 min的實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(3 620－220)/30＋(1 200－220)/30＝146 μLL－1 CO2min－1。(2)影響光合作用強度的主要環(huán)境因素是光照強度、溫度和CO2濃度等。內因有酶的數量和活性、色素的數量等。B圖中的c、g都表示光合速率＝呼吸速率的點，c點時裝置中的O2含量最低，g點時O2含量最高。在表格記錄的時間段中，氧氣的釋放速率是先減小后增大，結合B圖，應對應曲線中的df段。為了使實驗數據更準確，還應該設置一組裝置中放沒有生命活力的植物，其他條件與實驗組相同的對照實驗。要測呼吸速率，需把該植物放在無光的條件下，測單位時間內裝置中減少的O2的量。 答案：(1)葉綠體基質　容器中CO2逐漸被光合作用消耗　146 (2)①光照強度、溫度　酶的活性　18(或g)　c?、赿f　③對照組(或對照實驗)?、軐⒋搜b置遮光(或遮光并將緩沖液換成NaOH溶液)，每隔一定時間記錄刻度數據 5．實驗小組想利用下列裝置測定某植物的光合作用強度，請回答下列問題： (1)若乙裝置為對照組，則其和甲裝置的區(qū)別應為_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)測定植物的凈光合作用強度： ①在甲、乙兩裝置的燒杯中加入________(填“NaOH”或“NaHCO3”)溶液。其作用是： ________________________________________________________________________。 ②將兩裝置放在適宜的光照下照射1小時，測定紅墨水滴的移動距離。 ③實驗結果：乙裝置中紅墨水滴向右移動0.5 cm，甲裝置中紅墨水滴向_____移動4 cm。 (3)測定植物的呼吸強度： ①在甲、乙兩裝置的燒杯中加入________溶液。其作用是____________________。 ②將兩裝置放在________環(huán)境中1小時，溫度與(2)中溫度相同。 ③實驗結果：乙裝置中紅墨水滴向右移動0.1 cm，甲裝置中紅墨水滴向____移動1.5 cm。 (4)綜合分析可知，該植物的實際光合強度為每小時紅墨水滴向______移動______cm。 解析：為防止裝置自身影響實驗結果，該實驗需要設置空白對照，對照組中應用死亡的植物代替正常生長的植物；該實驗通過測定氧氣的變化來反映光合作用速率和細胞呼吸強度，故其他氣體的量應該固定不變；在測定凈光合作用強度時，需要用NaHCO3提供CO2，在測定細胞呼吸強度時需要用NaOH吸收裝置中的CO2。光合作用使裝置中的氧氣增多，氣壓增大，故液滴應向右移動；細胞呼吸過程中，裝置中的氧氣減少，氣壓減小，液滴應向左移動。實際光合強度應為凈光合強度和呼吸強度之和，故實際光合強度＝(4－0.5)＋(1.5＋0.1)＝5.1 cm。 答案：(1)裝置中放置死亡的植物 (2)①NaHCO3　提供CO2?、塾? (3)①NaOH　吸收裝置中的CO2　②黑暗?、圩? (4)右　5.1 6．理論上有多種方法可用來測定植物的總光合作用速率，結合題意回答問題： (1)在光照適宜、溫度恒定的條件下，用圖一的實驗裝置測量一小時內密閉容器中CO2的變化量并繪成如圖二所示的曲線。該綠色植物前30 min實際光合作用速率的平均值為________ppm/min。 (2)在圖三中，將某一植株上對稱葉片的一部分(U)遮光，另一部分(V)不遮光，并設法使兩部分之間的物質不發(fā)生轉移。用適宜光照照射6 h后，在U和V的對應部位截取等面積的葉片，烘干稱重，分別為MU和MV(單位：mg)。則該植物細胞實際光合作用速率為___mg/h。 (3)取同一植物上形態(tài)、大小、長勢均相同的兩個葉片，用圖四的裝置進行實驗(不考慮其他外界因素的影響)。在相同的溫度下處理6 h后，測得甲、乙裝置中液滴移動的距離分別為L1和L2(單位：mL)，則實驗條件下該植物實際光合作用速率為________mL/h。 解析：(1)圖二給出了CO2初始值，這點非常重要。前30 min給予光照情況下(相當于白瓶)，CO2的濃度由1 680 ppm降為180 ppm，共減少1 500 ppm，則每分鐘降低50 ppm(這是凈光合作用量)。在31～60 min為黑暗情況(相當于黑瓶)，CO2的濃度由180 ppm升至600 ppm，可計算出每分鐘的呼吸作用量為14 ppm。因實際光合作用量＝凈光合作用量＋呼吸作用量，故每分鐘的實際光合作用量為50＋14＝64 ppm，即速率為64 ppm/min。(2)本小題中沒有給出初始值，則可以假設一個初始值M0，然后按第(1)小題的思路進行解答。則V側凈光合作用量為MV－M0，U側呼吸作用消耗量為M0－MU，該植物細胞實際光合作用量＝V側凈光合作用量＋U側呼吸作用消耗量＝(MV－M0)＋(M0－MU)＝MV－MU。則6 h內實際光合作用速率為(MV－MU)/6 mg/h。(3)本小題中的初始值隱含在題意中，即液滴移動的距離L1和L2均是相對于初始位置測定的，因此給予光照的甲裝置(相當于白瓶)中液滴移動的距離L1為氧氣的產生量，即凈光合作用量。遮光的裝置乙(相當于黑瓶)中葉片只進行呼吸作用，消耗氧氣并產生等體積的CO2，CO2被NaOH溶液吸收，因此，液滴向左移動的距離L2為氧氣的消耗量。實驗條件下該植物實際光合作用量為L1＋L2，則實際光合作用速率為(L1＋L2)/6。 答案：(1)64　(2)(MV－MU)/6　(3)(L1＋L2)/6 閱卷案例(一)　細胞代謝[案例展臺] (9分)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時間均為135 s，處理結束時測定各組材料中光合作用產物的含量。處理方法和實驗結果如下： A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產物的相對含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s；光合作用產物的相對含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產物的相對含量為94%。 D組(對照組)：光照時間為135 s；光合作用產物的相對含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時間內，C組植物合成有機物的量________(填“高于”、“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據是______；C組和D組的實驗結果可表明光合作用中有些反應不需要________，這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的________。 (2)A、B、C三組處理相比，隨著________的增加，使光下產生的________能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 [標準答案]　 (1)高于(1分)　C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產物的相對含量卻是D組的94%(2分)　光照(1分)　基質(1分) (2)光照和黑暗交替頻率(2分)　ATP和[H](或者ATP和還原型輔酶Ⅱ)(2分) [可得分答案] (1)第二空：C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產物卻遠超過D組的一半(2分) (2)第一空：光照和黑暗的交替處理次數(2分) [不得分答案] (1)第二空：C組每次光照和黑暗處理的時間短(0分) (2)第一空：不同光照處理(0分)　第二空：ATP或[H](0分) 1．一定依照題目的要求或題目給定的答題選項作答，否則不得分。 如本題(1)的第一空已給提示選項，有的考生答成“大于”則不得分。 2．在準確把握變量與對照的基礎上作答，否則不得分。 如本題(1)的第二空如果不是通過比較C組和D組自變量和因變量的差異作答則不得分。 3．不要答非所問，否則不得分。 如本題(2)第一空問得是隨什么的增加，而不是光照和黑暗交替的處理時間怎么樣。 4．答案包含多項內容時，回答必須全面才得分。 如本題(2)第二空，只答ATP或[H]不得分。 [應考體驗] (10分)某研究小組為了研究A、B兩種植物的光合作用和呼吸作用設計了如圖甲所示密閉實驗裝置，兩組實驗中所用器材完全相同，裝置中A、B植物生長狀態(tài)相同且質量相等，小燒杯中為足量CO2緩沖液，閥門1、2處于關閉狀態(tài)。實驗在適宜條件下進行(不考慮光照對呼吸的影響)，在有光條件下進行實驗，每隔30 min測定一次，多次測量后得到結果如圖乙所示，請回答下列問題。 (1)實驗過程中，突然降低光照強度，則ADP、C3和C5中________最先發(fā)生量的變化，其中________的量會短時間增加。 (2)在測定兩種植物的呼吸作用強度時，需要對實驗做出相應的調整是________。 (3)乙圖中光照強度為c時，相同時間內A植物制造的O2量比B植物________(多/少)。當光照強度為d時，每日連續(xù)光照12 h，一晝夜中B植物有機物積累量(用O2釋放量表示)為________mg，兩植物的O2釋放量的差值為________mg。 [標準答案]　 (1)ADP(1分)　C3和ADP(2分) (2)在黑暗條件下測定(1分) (3)少(2分)　72(2分)　12(2分) [評分細則] (1)第(1)題的第一空只能答ADP，多答不得分；第二空答成C3或ADP得1分，多答則判0分。 (2)第(2)題必須強調黑暗條件下測定，否則判0分。 (3)第(3)題第一空必須按提示選項作答，否則判0分。