2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第一單元 有機(jī)體中的細(xì)胞 考點(diǎn)加強(qiáng)課1 光合作用與呼吸作用的關(guān)系級(jí)影響因素創(chuàng)新備考學(xué)案 中圖版
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1、 考點(diǎn)加強(qiáng)課1 光合作用與呼吸作用的關(guān)系級(jí)影響因素 突破點(diǎn)1 光合作用與呼吸作用的關(guān)系 高考對(duì)本知識(shí)點(diǎn)的考查側(cè)重于光合作用與細(xì)胞呼吸的過(guò)程,物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,對(duì)反應(yīng)場(chǎng)所及各階段反應(yīng)物、生成物確認(rèn)也常作為考查點(diǎn),題型既有選擇題也有非選擇題。 【例證】 (2017·全國(guó)卷Ⅱ,29)下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據(jù)圖回答下列問(wèn)題: (1)圖中①②③④代表的物質(zhì)依次是 、 、 、 ,[H]代表的物質(zhì)主要是__________________________________________________。 (2)B代表一種反
2、應(yīng)過(guò)程,C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過(guò)程,還發(fā)生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精,出現(xiàn)這種情況的原因是__________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析?。?)光合作用光反應(yīng)階段,水光解形成NADPH和氧氣,因此圖中①是O2;②可形成NADPH
3、,應(yīng)為NADP+;③可形成ATP,應(yīng)為ADP+Pi;三碳化合物還原可形成有機(jī)物和五碳化合物,因此④表示C5。細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)主要是NADH。 (2)圖中A表示光反應(yīng)階段,B表示暗反應(yīng)階段,C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(可發(fā)生細(xì)胞呼吸的第一階段),D代表線粒體(可發(fā)生有氧呼吸的第二階段和第三階段),其中光反應(yīng)階段、有氧呼吸的三個(gè)階段都能合成ATP,而暗反應(yīng)階段不但不能合成ATP還會(huì)消耗ATP。因此,ATP合成發(fā)生在A過(guò)程,還發(fā)生在C和D。 (3)植物葉肉細(xì)胞中,有氧條件下,丙酮酸進(jìn)入線粒體最終分解形成二氧化碳和水;在缺氧條件下,轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳。 答案?。?)O2 NADP+
4、ADP和Pi C5 NADH (2)C和D (3)缺氧 光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP來(lái)源與去路 1.光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系 2.光合作用與細(xì)胞呼吸三個(gè)層面上的聯(lián)系 (1)過(guò)程聯(lián)系 (2)物質(zhì)聯(lián)系 ①C元素:CO2(CH2O)C3H4O3CO2 ②O元素:H2OO2H2O ③H元素:H2O[H](CH2O)[H]H2O (3)能量聯(lián)系 考向 光合作用與有氧呼吸的內(nèi)在關(guān)系 1.(2014·全國(guó)卷Ⅱ,6)關(guān)于光合作用和呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是( ?。? A.磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物 B.光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶
5、的參與 C.人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的能量由乳酸分解提供 D.病毒核酸的復(fù)制需要宿主細(xì)胞的呼吸作用提供能量 解析 人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸同時(shí)存在,但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸此種情況下不再供能,C錯(cuò)誤。 答案 C 2.(2018·全國(guó)百所名校聯(lián)考卷)如圖為植物細(xì)胞代謝的部分過(guò)程簡(jiǎn)圖,①~⑦為相關(guān)生理過(guò)程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) A.若植物缺Mg,則首先會(huì)受到顯著影響的是③ B.②的進(jìn)行與⑤⑥⑦密切相關(guān),與③無(wú)直接關(guān)系 C.藍(lán)藻細(xì)胞中③發(fā)生在類囊體薄膜上,④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 D.葉肉細(xì)胞內(nèi)③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的消耗量,則
6、該細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的總量將減少 解析 Mg是合成葉綠素的成分。光合作用光反應(yīng)階段需要葉綠素吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能,若植物缺Mg則葉綠素的合成受阻,首先會(huì)受到顯著影響的生理過(guò)程是③(光反應(yīng)過(guò)程),A正確;一般情況下,植物細(xì)胞吸收無(wú)機(jī)鹽的方式②是主動(dòng)運(yùn)輸,需要消耗能量,故與⑤⑥⑦(細(xì)胞呼吸過(guò)程)密切相關(guān),與③(光反應(yīng)過(guò)程)無(wú)直接關(guān)系,B正確;藍(lán)藻細(xì)胞是原核細(xì)胞,沒有葉綠體,因此也沒有類囊體,C錯(cuò)誤;圖中光反應(yīng)過(guò)程③中O2的產(chǎn)生量小于有氧呼吸過(guò)程⑥中O2的消耗量,則該葉肉細(xì)胞凈光合作用量<0,該細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物總量將減少,D正確。 答案 C 突破點(diǎn)2 影響光合作用的因素(5年13考) 縱觀近年
7、高考,光合作用、細(xì)胞呼吸兩大生理過(guò)程已成為必考內(nèi)容,既是重點(diǎn)、又是熱點(diǎn),題目難度大,區(qū)分度高,綜合性強(qiáng),題型既有選擇題,更有簡(jiǎn)答、曲線模型分析、圖表數(shù)據(jù)分析與處理,甚至以實(shí)驗(yàn)探究題形式呈現(xiàn),考查內(nèi)容常涉及光合作用與細(xì)胞呼吸內(nèi)在關(guān)系、光合作用的影響因素(單因子影響、多因子綜合影響)總光合速率、凈光合速率及呼吸速率變化,尤其涉及密閉環(huán)境中CO2(或O2)變化狀況測(cè)定與分析等,由于相關(guān)內(nèi)容在教材中講授較少,但備考需深、透、廣,特設(shè)置本課,以求對(duì)上述重點(diǎn)內(nèi)容的針對(duì)性突破! 【例證1】 (2017·全國(guó)卷Ⅰ,30) 植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制,光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度,已
8、知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的,回答下列問(wèn)題: (1)將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中,適宜條件下照光培養(yǎng),培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低,原因是____________________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________, 甲種植物凈光合速率為0時(shí),乙種植物凈光合速率 ?。ㄌ睢按笥?”、“等于0”或“
9、小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無(wú)O2、但其他條件適宜的小室中,照光培養(yǎng)一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加,原因是____________________________________ _____________________________________________________________________。 解析 (1)在適宜條件下照光培養(yǎng)時(shí),由于光合速率大于呼吸速率,導(dǎo)致密閉容器內(nèi)CO2 濃度下降,進(jìn)而導(dǎo)致光合作用速率降低。題干信息表明甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的,因此甲種植物凈光合速率為0時(shí)(即CO2補(bǔ)償點(diǎn)時(shí))的二氧化碳濃度已超過(guò)乙種植物的CO2補(bǔ)償
10、點(diǎn),因此其凈光合速率大于0。 (2)若將甲種植物密閉在無(wú)O2、但其他條件適宜的小室中,照光培養(yǎng)一段時(shí)間后,由于植物進(jìn)行光合作用能釋放氧氣,因此植物的有氧呼吸增加。 答案?。?)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量,使密閉小室中CO2濃度降低,光合速率也隨之降低 大于0 (2)甲種植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加,而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié),所以當(dāng)O2增多時(shí),有氧呼吸增加 【例證2】 (2014·全國(guó)卷Ⅱ,29)某植物凈光合速率的變化趨勢(shì)如圖所示。 據(jù)圖回答下列問(wèn)題: (1)當(dāng)CO2濃度為A時(shí),高光強(qiáng)
11、下該植物的凈光合速率為 。CO2濃度在A~B之間時(shí),曲線 表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于C時(shí),曲線b和c所表示的凈光合速率不再增加,限制其增加的環(huán)境因素是_________________________________________________________。 (3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于A時(shí),在圖示的3種光強(qiáng)下,該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量 (填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測(cè),在溫室中,若要采取提高CO2濃度的措施來(lái)提高該種植物的產(chǎn)量,還應(yīng)該同時(shí)考慮 這一因素的影響,并采取
12、相應(yīng)措施。 [慧眼識(shí)圖 獲取信息] 答案?。?)0 a、b、c?。?)光強(qiáng) (3)大于?。?)光強(qiáng) 1.內(nèi)部因素 (1)植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)以陰生植物、陽(yáng)生植物為例,如圖所示。 (2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶。 2.外部因素 (1)單因子變量對(duì)光合作用影響的曲線分析 ①光照強(qiáng)度 ②CO2濃度 ③溫度 ④必需礦質(zhì)元素(N、P、Mg、K等) (2)多因子對(duì)光合速率的影響 ①曲線分析: OP段:限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨著該因子的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高。 PQ段:曲線變化受橫坐標(biāo)所表示的因子
13、與坐標(biāo)曲線中另一因子的共同控制,如A圖受光照強(qiáng)度與溫度的共同影響。 Q點(diǎn)之后的線段:橫坐標(biāo)所表示的因子不再影響光合速率,要想提高光合速率,可適當(dāng)提高圖中的其他因子。 ②應(yīng)用:溫室栽培時(shí),在一定光照強(qiáng)度下,白天適當(dāng)提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度,進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí),可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率。 考向1 光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)的移動(dòng) (2017·煙臺(tái)一模)如圖表示在適宜溫度和一定的CO2濃度條件下,測(cè)定的甲、乙兩種綠色植物在不同光照強(qiáng)度下氧氣的釋放速率曲線?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)葉綠體中色素的功能是________
14、_____________________________________。 (2)甲植物中A點(diǎn)的值是在 條件下測(cè)定的。把甲植物從C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)移至B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度,短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5含量將 (填“增加”或“減少”)。 (3)若光照強(qiáng)度不變,與正常情況相比,環(huán)境中Mg2+減少時(shí),圖中D點(diǎn)將 ?。ㄌ睢吧弦啤被颉跋乱啤保?,原因是______________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)圖中甲、乙兩種
15、植物在不同光照強(qiáng)度下O2釋放速率的差異是___________ ________________________________________________________________。 解析?。?)葉綠體中光合色素的作用是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能。(2)A點(diǎn)的光照強(qiáng)度為0,其數(shù)值表示在黑暗條件下測(cè)定的呼吸速率。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度大于B點(diǎn),因此把甲植物從C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)移到B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度條件下,光照強(qiáng)度降低,光反應(yīng)減弱,產(chǎn)生的[H]和ATP減少,C3的還原過(guò)程減弱,C5的消耗不變,則短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C5的含量減少。(3)D點(diǎn)表示甲植物達(dá)到最大凈光合速率,若環(huán)境中Mg2+減少,葉
16、綠素的合成受阻,光反應(yīng)減弱,總光合速率下降,凈光合速率也將下降,故D點(diǎn)將下移。(4)由圖可知,甲、乙兩種植物O2釋放速率曲線交于C點(diǎn),C點(diǎn)之前,甲植物的O2釋放速率小于乙植物的O2釋放速率;C點(diǎn)之后,甲植物的O2釋放速率大于乙植物的O2釋放速率。 答案?。?)吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能 (2)無(wú)光 減少 (3)下移 Mg2+減少導(dǎo)致葉綠素合成減少,使光反應(yīng)速率下降,合成的ATP和[H]減少,C3的還原速率下降,總光合作用速率下降,凈光合速率也隨之下降(答案合理即可) (4)C點(diǎn)之前O2的釋放速率甲植物小于乙植物,C點(diǎn)之后O2的釋放速率甲植物大于乙植物(答案合理即可) 考向2 多角度考查外界
17、因素對(duì)光合速率的影響 (2018·湖北襄陽(yáng)一調(diào),9)為研究多種環(huán)境因子對(duì)馬鈴薯植株光合作用的影響,某生物興趣小組做了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為植株在不同條件下CO2的吸收速率(mg/h)。據(jù)圖分析,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.圖中影響馬鈴薯植株光合速率的因素有CO2濃度和溫度 B.在弱光、CO2濃度為0.03%、20 ℃條件下,馬鈴薯植株葉肉細(xì)胞的葉綠體中無(wú)O2產(chǎn)生 C.馬鈴薯植株在適當(dāng)遮陰、CO2、濃度為0.03%、40 ℃條件下,光照強(qiáng)度不是限制因素 D.實(shí)驗(yàn)中馬鈴薯植株CO2固定速率最大所需的條件是全光照、CO2濃度為1.22%和35 ℃ 解析 分析曲線圖
18、可知,圖中影響馬鈴薯植株光合速率的因素有CO2濃度、溫度和光照強(qiáng)度,A錯(cuò)誤;在弱光、CO2濃度為0.03%、20 ℃條件下,曲線中顯示此時(shí)植株的CO2吸收速率為0,表示此時(shí)植株的光合速率等于呼吸速率,即馬鈴薯植株葉肉細(xì)胞的葉綠體可以進(jìn)行光合作用,因此其葉綠體中有O2產(chǎn)生,B錯(cuò)誤;CO2濃度為0.03%、40 ℃時(shí),在弱光、適當(dāng)遮陰以及全光照三種條件下,植物的CO2吸收速率即凈光合速率逐漸增大,說(shuō)明在適當(dāng)遮陰、CO2濃度為0.03%、40 ℃條件下,光照強(qiáng)度仍然是限制光合速率的因素,C錯(cuò)誤;曲線圖縱軸的CO2吸收速率表示凈光合速率,而CO2固定速率表示總光合速率(凈光合速率+呼吸速率),黑暗條件
19、下的曲線表示不同溫度下的呼吸速率,對(duì)比可知全光照、CO2濃度為1.22%、35 ℃時(shí),植株總光合速率(CO2固定速率)最大,D正確。 答案 D 考向3 影響光合速率的因素及應(yīng)用 【典例】 (2016·全國(guó)卷Ⅲ,29)為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對(duì)濕度對(duì)A品種小麥光合作用的影響,某研究小組將生長(zhǎng)狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組,1組在田間生長(zhǎng)作為對(duì)照組,另4組在人工氣候室中生長(zhǎng)作為實(shí)驗(yàn)組,并保持其光照和CO2濃度等條件與對(duì)照組相同,于中午12:30測(cè)定各組葉片的光合速率,各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示: 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組一 實(shí)驗(yàn)組二 實(shí)驗(yàn)組三 實(shí)驗(yàn)組四 實(shí)驗(yàn) 處理 溫度
20、/℃ 36 36 36 31 25 相對(duì)濕度/% 17 27 52 52 52 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 光合速率/ (mg·CO2·dm-2·h-1) 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7 回答下列問(wèn)題: (1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以推測(cè)中午時(shí)對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是 ,依據(jù)是___________________________________________________ ___________________________________________________________________; 并可推測(cè), (填
21、“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)在實(shí)驗(yàn)組中,若適當(dāng)提高第 組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率,其原因是______________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)小麥葉片氣孔開放時(shí),CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過(guò)程 ?。ㄌ睢靶枰被颉安恍枰保┹d體蛋白, ?。ㄌ睢靶枰被颉安恍枰保┫腁TP。 解析?。?)比較實(shí)驗(yàn)組二、三
22、、四可知小麥光合速率在31 ℃時(shí)高于另外兩組,由此推知,小麥光合作用的最適溫度在31 ℃左右,而第四組的25 ℃還遠(yuǎn)低于最適溫度,所以在實(shí)驗(yàn)組中,若適當(dāng)提高第四組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。 答案 (1)相對(duì)濕度 相同溫度條件下,相對(duì)濕度改變時(shí),光合速率變化較大 增加?。?)四 該實(shí)驗(yàn)組的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度?。?)不需要 不需要 在影響光合作用的因素中,光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等指的是外界影響因素,而影響光合作用的內(nèi)部因素通常指的是葉綠素的含量、酶的數(shù)量(或活性)等,回答影響因素這類問(wèn)題時(shí),①要注意審清題中需要回答的是外界影響因素還是內(nèi)部影響因素;②針對(duì)曲線模型,
23、在曲線上升階段,限制因素為橫坐標(biāo)表示的因子,當(dāng)曲線不再上升時(shí),要從內(nèi)部因素(如色素含量、酶活性等)和橫坐標(biāo)表示的因子之外的環(huán)境因素(如溫度、CO2濃度等)進(jìn)行分析;③若為表格,則應(yīng)先將表格信息轉(zhuǎn)化成曲線圖再進(jìn)行分析?! ? 【即學(xué)即練】 (2017·江西三校聯(lián)考,33)草莓是一種重要經(jīng)濟(jì)作物之一,對(duì)其光合作用和呼吸作用進(jìn)行研究,可以指導(dǎo)草莓的生產(chǎn)。圖1是某研究小組以草莓為材料所做相關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果;圖2表示草莓不同生長(zhǎng)發(fā)育期(分別為幼苗期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和生殖生長(zhǎng)期)光合作用合成量與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系;圖3表示溫度對(duì)草莓光合作用和呼吸作用的影響(以測(cè)定的放氧和耗氧速率為指標(biāo))。 (1)圖1中
24、,Q點(diǎn)和P點(diǎn)相比,限制草莓單株光合強(qiáng)度的主要外界因素有 等。圖2曲線Z1、Z2、Z3的差異表現(xiàn)在光合作用中 (填“光”、“暗”或“光和暗”)反應(yīng)的不同。 (2)由圖3可知,適合草莓生長(zhǎng)的最適溫度是 。若一直處于M點(diǎn)條件下,該植物 ?。ㄌ睢澳堋被颉安荒堋保┍憩F(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象。 氣孔是CO2等氣體進(jìn)出葉片的通道,氣孔導(dǎo)度表示單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入葉片表面單位面積的CO2相對(duì)量,能反映氣孔張開的程度。研究小組探究了植物A和另一種植物B在一天中氣孔導(dǎo)度的變化,結(jié)果見表。 時(shí)刻 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00
25、 24:00 植物A 氣孔 導(dǎo)度 38 35 30 7 2 8 15 25 38 植物B 氣孔 導(dǎo)度 1 1 20 38 30 35 20 1 1 (3)據(jù)表分析可知,一天中植物A和植物B吸收CO2的差異主要是__________ _____________________________________________________________________。 沙漠植物的氣孔導(dǎo)度變化更接近于植物 。 (4)圖4表示植物葉肉細(xì)胞中發(fā)生的物質(zhì)代謝過(guò)程。凌晨3:00時(shí),①②③④四種生理過(guò)程中,植物A和植物B都能完成的是
26、,產(chǎn)生ATP的是 。 圖4 解析?。?)Q點(diǎn)種植密度大,種植密度大可能造成植株間互相遮光,也會(huì)造成植株間通風(fēng)不良,二氧化碳供應(yīng)不足,從而使Q點(diǎn)單株草莓光合強(qiáng)度下降,即限制Q點(diǎn)單株草莓光合強(qiáng)度的主要外界因素有光照和二氧化碳。光合作用中合成有機(jī)物的多少與光反應(yīng)和暗反應(yīng)都有關(guān),因此,圖2曲線Z1、Z2、Z3的差異表現(xiàn)在光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的不同。(2)光照下放氧速率表示凈光合速率(表示植物積累有機(jī)物的速率),凈光合速率最大時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為植物的最適生長(zhǎng)溫度,即35 ℃。M點(diǎn)時(shí),植物的凈光合速率大于0,說(shuō)明植物體內(nèi)有有機(jī)物的積累,因而植物能正常生長(zhǎng)。(3)分析表格數(shù)據(jù),植物A的氣孔導(dǎo)度
27、在無(wú)光照或光照較弱的0:00至6:00和18:00至24:00時(shí)相對(duì)較大,在有光照和光照較強(qiáng)的9:00至15:00時(shí)相對(duì)較小,這說(shuō)明植物A主要是在夜間打開氣孔吸收二氧化碳;而植物B相反,主要是在白天吸收二氧化碳。沙漠環(huán)境干旱,為了保持體內(nèi)水分,在白天植物氣孔關(guān)閉,晚上打開吸收CO2,因此,沙漠植物的氣孔導(dǎo)度變化更接近于植物A。(4)凌晨3:00時(shí)無(wú)光照,植物A和B都不能進(jìn)行光合作用,只進(jìn)行有氧呼吸,即圖4中的①②過(guò)程,其中的C3在呼吸作用過(guò)程中表示丙酮酸,則①②分別表示有氧呼吸的第一、二階段,這兩個(gè)階段中都可產(chǎn)生ATP。 答案?。?)光照和CO2(其他答案不給分) 光和暗(其他答案不給分)
28、 (2)35 ℃ 能 (3)植物A主要在夜間吸收CO2,植物B主要在白天吸收CO2(或植物A和B吸收CO2的時(shí)間不同) A (4)①②?、佗? 有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)探究類題目是高考的重點(diǎn)、熱點(diǎn),題目區(qū)分度高,分值重,準(zhǔn)確把握光合作用、細(xì)胞呼吸的生理過(guò)程、影響因素及相關(guān)原理,把握呼吸速率、光合速率測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,并能把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)常規(guī)步驟是解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵。 【例證】 (2015·安徽卷,29Ⅰ)科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍(lán)莓果實(shí)的CO2生成速率的變化,結(jié)果見圖1和圖2。 (1)由圖可知,與25 ℃相比,0.5 ℃條件下果實(shí)的
29、CO2生成速率較低,主要原因是_________________________________________________________________; 隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加,密閉容器內(nèi)的 濃度越來(lái)越高,抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè) 濃度的變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。 (2)某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)計(jì)如下方案: ①稱取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí),分別裝入甲、乙兩個(gè)容積相同的瓶?jī)?nèi),然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲(chǔ)存,每隔一段時(shí)間測(cè)定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算CO2生成速率。 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠,請(qǐng)給出兩條建議
30、,以完善上述實(shí)驗(yàn)方案(不考慮溫度因素)。 a.__________________________________________________________________, b.__________________________________________________________________。 解析?。?)由圖可知,與25 ℃相比,0.5 ℃條件下的CO2生成速率較低,主要原因是溫度較低,導(dǎo)致酶的活性較低,呼吸速率較慢,所以其主要原因是:低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶活性;隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加,密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來(lái)越高,抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸,該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢
31、測(cè)O2濃度變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。 (2)根據(jù)單一變量原則,控制唯一變量而排除其他無(wú)關(guān)變量的干擾從而驗(yàn)證唯一變量的作用,所以,選取的果實(shí)成熟度也應(yīng)一致;根據(jù)可重復(fù)性原則,同一處理在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復(fù)。重復(fù)的作用有二:一是降低實(shí)驗(yàn)誤差,擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的代表性;二是估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差的大小,判斷實(shí)驗(yàn)可靠程度,所以,每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 答案 (1) 低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性 CO2 O2 (2) a.選取的果實(shí)成熟度應(yīng)一致 b.每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn) 解答(1)題的一個(gè)關(guān)鍵在于敏銳捕獲圖1、圖2中縱軸“數(shù)字”不同。如圖1為30~50,而圖2為0~5,故單位
32、時(shí)間內(nèi)CO2變化量差異明顯。 解答(2)題時(shí)必須熟練實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題的解題策略,常用“五看”法 1.開放環(huán)境中CO2吸收、釋放量晝夜變化曲線分析 (1)曲線的各點(diǎn)含義及形成原因分析如下: ①a點(diǎn):凌晨3時(shí)~4時(shí),溫度降低,呼吸作用減弱,CO2釋放減少。 ②b點(diǎn):上午6時(shí)左右,太陽(yáng)出來(lái),開始進(jìn)行光合作用。 ③bc段:光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度。 ④c點(diǎn):上午7時(shí)左右,光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度。 ⑤ce段:光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。 ⑥d點(diǎn):溫度過(guò)高,部分氣孔關(guān)閉,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。 ⑦e點(diǎn):下午6時(shí)左右,光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度。 ⑧ef段:光合作用強(qiáng)度
33、小于呼吸作用強(qiáng)度。 ⑨fg段:太陽(yáng)落山,停止光合作用,只進(jìn)行呼吸作用。 (2)綠色植物一晝夜內(nèi)有機(jī)物的“制造”、“消耗”與“積累” 2.相對(duì)密閉的環(huán)境中,—晝夜CO2含量的變化曲線圖和O2含量的變化曲線圖的比較 比較項(xiàng)目 一晝夜CO2含量的變化曲線圖(小室中CO2變化狀況) 一晝夜O2含量的變化曲線圖(小室中O2變化狀況) 圖示 曲線分析 C點(diǎn)、E點(diǎn):光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度 CE段:光合作用強(qiáng)度>呼吸作用強(qiáng)度 MC段和EN段:光合作用強(qiáng)度<呼吸作用強(qiáng)度 光合作用開始于C點(diǎn)之前,結(jié)束于E點(diǎn)之后 含量最高點(diǎn) CO2含量最高點(diǎn)為C點(diǎn) O2含量最高點(diǎn)為E點(diǎn)
34、 含量最低點(diǎn) CO2含量最低點(diǎn)為E點(diǎn) O2含量最低點(diǎn)為C點(diǎn) 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 說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜,植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少 如果N點(diǎn) 高于M點(diǎn) 說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜,植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少 說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜,植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加 如果N點(diǎn) 與M點(diǎn)一 樣高 說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜,植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變 說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜,植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變 【歸納整合】 考向 密閉環(huán)境中CO2含量的變化 1.(2017·山東師大附中一模,40)圖中圖一表示的是八月份某一晴天,一晝夜棉花植株CO2的吸收和釋放曲線;圖二表示棉花葉肉細(xì)
35、胞兩種細(xì)胞器的四種生理活動(dòng)狀態(tài)。由圖一中時(shí)間a、b、c、d依次發(fā)生了圖二所示的哪項(xiàng)生理活動(dòng)( ?。? A.(1)(2)(3)(4) B.(3)(2)(4)(1) C.(3)(4)(1)(2) D.(4)(3)(2)(1) 解析 圖一曲線中橫坐標(biāo)以上都是光合作用速率大于呼吸作用速率,橫坐標(biāo)以下是光合作用速率小于呼吸作用速率或只有呼吸作用,曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)處都是光合作用速率等于呼吸作用速率。圖二中(1)表示光合作用速率大于呼吸作用速率,對(duì)應(yīng)圖一中d、e、f點(diǎn);圖二中(2)表示光合作用速率等于呼吸作用速率,對(duì)應(yīng)圖一中c、g點(diǎn);圖二中(3)表示光合作用速率小于呼吸作用速率,對(duì)應(yīng)圖一中
36、b點(diǎn);圖二中(4)表示只有呼吸作用,對(duì)應(yīng)圖一中a、h點(diǎn),D正確。 答案 D 2.圖甲中曲線Ⅰ表示夏季某一天的溫度變化,圖乙曲線表示放置于密閉玻璃罩內(nèi)的某植物在這一天內(nèi)引起的玻璃罩內(nèi)CO2濃度變化,請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題: (1)若圖甲曲線Ⅱ和Ⅲ中有一條代表該植物的總光合速率,則應(yīng)該是曲線 ??;結(jié)合曲線Ⅰ分析,曲線Ⅲ的A點(diǎn)出現(xiàn)小波動(dòng)的原因是___________ _____________________________________________________________________。 (2)若第(1)小題的分析正確,則曲線Ⅱ的B點(diǎn)和曲線Ⅲ的E點(diǎn)分別代表
37、 和 。 (3)曲線Ⅲ的D點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙曲線中 段的某一點(diǎn),此時(shí)限制光合速率的外因主要是 ;圖乙曲線中H點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖甲中 點(diǎn)。 (4)圖甲中可用 表示該植物一天內(nèi)的有機(jī)物積累量;而由圖乙可知,該植物在密閉玻璃罩的一天時(shí)間內(nèi),植物體內(nèi)的有機(jī)物量 (填“增加”“減少”或“基本不變”)。 解析 (1)由圖甲可知,曲線Ⅲ在夜間也有速率變化,而曲線Ⅱ的速率變化只在白天體現(xiàn),因此,曲線Ⅲ代表凈光合速率,曲線Ⅱ代表總光合速率;A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度較低,由此可推知,由于氣溫降低導(dǎo)致酶活性降低,從而影響植物細(xì)胞呼吸釋放CO2的速率。(2)B點(diǎn)為曲線Ⅱ與橫軸的交點(diǎn),即此時(shí)該植
38、物開始進(jìn)行光合作用;E點(diǎn)為曲線Ⅲ與橫軸的交點(diǎn),即此時(shí)該植物的凈光合速率為0(光合速率等于呼吸速率)。(3)D點(diǎn)出現(xiàn)小波動(dòng)的原因是中午氣溫過(guò)高,植物出現(xiàn)氣孔關(guān)閉現(xiàn)象,引起CO2供應(yīng)不足,進(jìn)而影響暗反應(yīng),最終導(dǎo)致光合速率下降,故D點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙曲線中FG段的某一點(diǎn);圖乙曲線的H點(diǎn)代表凈光合速率傍晚為0的點(diǎn),對(duì)應(yīng)圖甲中曲線Ⅲ的E點(diǎn)。(4)圖甲中曲線Ⅲ代表該植物的凈光合速率,因此,一天時(shí)間內(nèi),有機(jī)物的積累量可由曲線Ⅲ與橫軸圍成的面積來(lái)判斷;圖乙曲線代表密閉環(huán)境中CO2濃度變化,一天時(shí)間內(nèi),有機(jī)物的積累量可由曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)的高低來(lái)判斷。由圖乙可知,圖乙曲線的終點(diǎn)低于起點(diǎn),說(shuō)明一天后密閉玻璃罩內(nèi)的CO2濃度
39、降低,植物吸收CO2積累有機(jī)物。 答案 (1)Ⅱ 凌晨時(shí)氣溫較低,導(dǎo)致催化植物細(xì)胞呼吸的酶活性降低,從而影響細(xì)胞呼吸(有氧呼吸)釋放CO2的速率(答案合理即可) (2)開始進(jìn)行光合作用(或光合速率為0) 光合速率等于呼吸速率(或凈光合速率為0) (3)FG CO2濃度 E (4)曲線Ⅲ與橫軸圍成的正面積與負(fù)面積之差 增加 課后·加強(qiáng)訓(xùn)練 (時(shí)間:30分鐘 滿分:100分) 1.將某綠色盆栽植物置于密閉容器內(nèi)暗處理后,測(cè)得容器內(nèi)CO2和O2濃度相等(氣體含量相對(duì)值為1),在天氣晴朗時(shí)的早6時(shí)移至陽(yáng)光下,日落后移到暗室中繼續(xù)測(cè)量?jī)煞N氣體的相對(duì)含量,變化情況如圖所示。下列對(duì)此過(guò)程的
40、分析正確的是( ?。? A.只有在8時(shí)光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等 B.在9~16時(shí)之間,光合速率>呼吸速率,O2濃度不斷上升 C.該植物體內(nèi)17時(shí)有機(jī)物積累量小于19時(shí)的有機(jī)物積累量 D.該植物從20時(shí)開始進(jìn)行無(wú)氧呼吸 解析 分析題圖可知,光合作用與呼吸作用相等的點(diǎn)是氧氣增加為0(或二氧化碳減少為0)點(diǎn),8時(shí)、17時(shí)光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等,A錯(cuò)誤;分析題圖曲線可知,在9~16時(shí)之間,氧氣濃度不斷增加,光合速率大于呼吸速率,B正確;分析題圖曲線知,17時(shí)光合作用與呼吸作用相等,此時(shí)植物體內(nèi)有機(jī)物積累量最大,19時(shí)光合作用小于呼吸作用,植物體內(nèi)的有機(jī)物不但不增加,反而減少,
41、C錯(cuò)誤;分析題圖曲線知,20時(shí)以后,CO2產(chǎn)生量比O2消耗快,說(shuō)明有無(wú)氧呼吸,但20時(shí)有沒有無(wú)氧呼吸不可判斷。 答案 B 2.(2018·湖北宜昌市名校一考,15)生態(tài)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),植物群落中的類胡蘿卜素和葉綠素的比率(黃/綠比率)與群落的P(光合作用)/R(呼吸作用)比率呈現(xiàn)一定的關(guān)系,這種關(guān)系如圖所示。以下判斷正確的是( ?。? A.有機(jī)物積累逐漸增多,黃/綠比率有增高趨向 B.人工林年平均黃/綠比率過(guò)高時(shí),應(yīng)適當(dāng)采伐 C.農(nóng)作物栽培時(shí)選擇B點(diǎn)比A點(diǎn)更適宜 D.在作物收獲季節(jié),群落的P/R值可能在A點(diǎn) 解析 有機(jī)物積累逐漸增多,黃/綠比率有降低趨向;人工林年平均黃/綠比率過(guò)
42、高時(shí),P/R過(guò)低,應(yīng)適當(dāng)采伐;據(jù)圖可知,A點(diǎn)的黃/綠比率小,P/R比率較大,光合作用明顯大于呼吸作用,農(nóng)作物栽培時(shí)應(yīng)該主要考慮作物的生長(zhǎng),A點(diǎn)比B點(diǎn)好;農(nóng)作物在收獲季節(jié),葉片變黃,光合作用減弱,黃/綠比率較大,P/R比率較小,應(yīng)該在B點(diǎn)附近。 答案 B 3.(2018·廣東省中山市統(tǒng)測(cè))如圖表示蝴蝶蘭在正常和長(zhǎng)期干旱條件下CO2吸收速率的日變化。據(jù)圖分析下列說(shuō)法正確的是( ) A.長(zhǎng)期干旱條件下,葉肉細(xì)胞在0~4時(shí)不能產(chǎn)生ATP和[H] B.長(zhǎng)期干旱條件下,葉肉細(xì)胞在10~16時(shí)不能進(jìn)行暗反應(yīng) C.正常條件下,12時(shí)CO2吸收速率最大,植株干重最大 D.長(zhǎng)期干旱條件下,蝴蝶蘭
43、可通過(guò)夜間吸收CO2以適應(yīng)環(huán)境 解析 在長(zhǎng)期干旱條件下,葉肉細(xì)胞在0~4時(shí)由于沒有光照不能通過(guò)光合作用產(chǎn)生ATP和[H],但仍能通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生ATP和[H],A錯(cuò)誤;在長(zhǎng)期干旱條件下,葉肉細(xì)胞在10~16時(shí)雖然不吸收CO2,但能利用夜晚儲(chǔ)存的CO2進(jìn)行光合作用,B錯(cuò)誤;正常條件下,12時(shí)蝴蝶蘭對(duì)二氧化碳的吸收速率達(dá)到最大,表明此時(shí)積累干物質(zhì)的速率最大,之后雖CO2吸收速率減小,但干重一直在增加,故植株干物質(zhì)積累達(dá)到最大的時(shí)間約是19.5時(shí),此時(shí)植株干重最大,C錯(cuò)誤;在長(zhǎng)期干旱條件下,夜間(如0~4時(shí))蝴蝶蘭葉片表皮細(xì)胞的氣孔打開吸收二氧化碳,為白天的光合作用準(zhǔn)備原料,在白天氣溫較高時(shí)氣孔關(guān)
44、閉,以免植物體內(nèi)水分通過(guò)氣孔散失,這種特性有利于植物適應(yīng)干旱的環(huán)境,D正確。 答案 D 4.(2017·河南中原名校質(zhì)檢)如圖是綠色植物葉肉細(xì)胞中光合作用與有氧呼吸及其關(guān)系的圖解,其中f~i表示相關(guān)過(guò)程,a~e表示相關(guān)物質(zhì)。據(jù)圖判斷下列說(shuō)法正確的是( ?。? A.i過(guò)程是有氧呼吸和無(wú)氧呼吸共有的過(guò)程 B.葉肉細(xì)胞中b的產(chǎn)生速率等于c的產(chǎn)生速率,則植株的干重保持不變 C.a中的O全部來(lái)自O(shè)2,H全部來(lái)自C6H12O6 D.f、g、h、i四個(gè)過(guò)程在植物體的全部細(xì)胞中都能發(fā)生 解析 i過(guò)程表示葡萄糖分解成丙酮酸,是有氧呼吸的第一階段,也是無(wú)氧呼吸的第一階段,A正確;分析題圖可知,b是
45、光反應(yīng)階段H2O分解產(chǎn)生的O2,c是有氧呼吸第二階段產(chǎn)生的CO2,葉肉細(xì)胞光合作用中O2的產(chǎn)生速率等于呼吸作用中CO2的產(chǎn)生速率,表示呼吸速率等于光合速率,但是一個(gè)植株中還有很多細(xì)胞只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸而不能進(jìn)行光合作用,所以整個(gè)植株的干重應(yīng)該是減少的,B錯(cuò)誤;a是有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的水,其中的O全部來(lái)自O(shè)2,但H一部分來(lái)自C6H12O6,一部分來(lái)自H2O,C錯(cuò)誤;h和i過(guò)程是有氧呼吸,f和g過(guò)程是光合作用,植物中只有含葉綠體的植物細(xì)胞才能進(jìn)行光合作用,D錯(cuò)誤。 答案 A 5.某科研所為提高蔬菜產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)生理活動(dòng)的研究(均在最適溫度下進(jìn)行),結(jié)果如圖所示。相關(guān)分析合理的是( ?。?
46、A.圖1中呼吸底物為葡萄糖、O2濃度為A時(shí),O2的吸收量等于CO2的釋放量 B.圖1中DE段CO2的釋放量有所下降可能是由于溫度抑制了酶的活性 C.圖2中乙品種比甲品種呼吸速率低,且乙品種比甲品種更適于生長(zhǎng)在弱光環(huán)境中 D.圖2中F點(diǎn)時(shí)甲品種的葉肉細(xì)胞中消耗ADP的場(chǎng)所是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 解析 圖1中O2濃度為A時(shí),CO2的釋放量是O2的吸收量的2倍,A錯(cuò)誤;因研究是在最適溫度下進(jìn)行的,故圖1中DE段CO2的釋放量有所下降的原因不可能是溫度抑制了酶的活性,B錯(cuò)誤;圖2中,從曲線與縱軸的交點(diǎn)可見,乙品種比甲品種的呼吸速率低,且乙品種在較弱的光照強(qiáng)度下其光合速率即達(dá)到最大值,故乙
47、品種更適于生長(zhǎng)在弱光環(huán)境中,C正確;圖2中,F(xiàn)點(diǎn)時(shí)甲品種只進(jìn)行呼吸作用,消耗ADP,產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,D錯(cuò)誤。 答案 C 6.(2017·衡陽(yáng)聯(lián)考)在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行水稻栽培實(shí)驗(yàn),連續(xù)48 h測(cè)定溫室內(nèi)CO2濃度及水稻CO2吸收速率,得到如圖所示曲線(整個(gè)過(guò)程呼吸作用強(qiáng)度恒定),請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題: (1)在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中,在研磨提取色素時(shí)需要加入碳酸鈣的作用是 。 (2)實(shí)驗(yàn)期間,總光合速率最大出現(xiàn)在36 h,據(jù)圖判定的理由是 ??;圖中 h,有機(jī)物積累量最大。 (3)在6 h時(shí)葉綠體固定的CO2的來(lái)源有 。葉綠體無(wú)O
48、2生成的時(shí)間總共有 h。 答案?。?)防止色素被破壞 (2)整個(gè)過(guò)程呼吸作用強(qiáng)度不變且36 h凈光合作用最大 42 (3)線粒體(呼吸作用產(chǎn)生)和外界環(huán)境提供 12 7.(2016·江西省贛州南康市高考生物一模)圖1是某高等植物細(xì)胞中光合作用過(guò)程的圖解,圖中英文字母代表相應(yīng)物質(zhì),1、2、3、4代表一定的生理過(guò)程。圖2為科研人員研究影響植物光合速率的因素所進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題(能用標(biāo)號(hào)回答的用標(biāo)號(hào)回答)。 (1)圖1中B、C、D代表的物質(zhì)分別是 、 、 ??;其中D→C發(fā)生的場(chǎng)所是 ??;過(guò)程3、4發(fā)生的場(chǎng)所是_______________
49、_______。 (2)某研究者向葉綠體中注入被放射性同位素標(biāo)記的C物質(zhì),在光合產(chǎn)物葡萄糖中 ?。ㄌ睢皶?huì)”或“不會(huì)”)出現(xiàn)放射性。在研究過(guò)程中研究者測(cè)得細(xì)胞并沒有從外界吸收E物質(zhì),也沒有向外界釋放E物質(zhì),若在這種情況下測(cè)得細(xì)胞光合作用1小時(shí)產(chǎn)生了0.12 mol的A物質(zhì),那么這1小時(shí)中該細(xì)胞呼吸作用消耗的葡萄糖為______________________________________mol。 (3)在忽然增強(qiáng)光照的情況下檢測(cè)到圖1中的A物質(zhì)產(chǎn)生量忽然增多,但不久又恢復(fù)到正常水平。使A物質(zhì)無(wú)法維持在一個(gè)較高水平的最可能外因是圖中 物質(zhì)的供應(yīng)量未能同步增加,在同一過(guò)程中C3的變化
50、規(guī)律是_________________; 假如外界環(huán)境持續(xù)黑暗則圖示的四個(gè)過(guò)程會(huì)停止的是________________________ ________________________________________________________________。 (4)由圖2可知,在15 ℃時(shí),光合作用強(qiáng)度為呼吸作用強(qiáng)度的 倍,假設(shè)每天光照按12小時(shí)計(jì)算,則最有利于植物生長(zhǎng)的溫度是 。 解析?。?)據(jù)圖1分析,B是NADPH,C是ATP,D是ADP和Pi,其中D→C是ATP的合成過(guò)程,發(fā)生的場(chǎng)所是葉綠體類囊體薄膜。圖中3是二氧化碳的固定,4是三碳化合物的還原,發(fā)生的
51、場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。(2)C是ATP,只能為暗反應(yīng)提供能量,不能為暗反應(yīng)提供反應(yīng)物質(zhì),故向葉綠體中注入被放射性同位素標(biāo)記的C物質(zhì),在光合產(chǎn)物葡萄糖中不會(huì)出現(xiàn)放射性。題干所述狀態(tài)為光合速率等于呼吸速率,根據(jù)光合作用的反應(yīng)式可知,1小時(shí)中該細(xì)胞呼吸作用消耗的葡萄糖為0.12 mol÷6=0.02 mol。(3)題干所述現(xiàn)象可能的原因是二氧化碳E供應(yīng)不足,暗反應(yīng)較慢抑制了光反應(yīng)的進(jìn)行。在同一過(guò)程中C3的變化規(guī)律是先忽然減少,但不久又恢復(fù)到正常水平。外界環(huán)境持續(xù)黑暗整個(gè)光合作用過(guò)程都會(huì)停止,即1,2,3,4過(guò)程停止。(4)據(jù)圖2分析,真正的光合強(qiáng)度=呼吸強(qiáng)度+凈光合強(qiáng)度,15 ℃時(shí),呼吸強(qiáng)度為1,凈光合
52、強(qiáng)度為2.5,所以真正的光合強(qiáng)度為3.5,是呼吸強(qiáng)度的3.5倍。每天光照按12小時(shí)計(jì)算,則最有利于植物生長(zhǎng)的溫度是凈光合強(qiáng)度與呼吸強(qiáng)度之差最大時(shí)的溫度,即20 ℃。 答案?。?)NADPH(或者[H]) ATP ADP和Pi 類囊體薄膜(或葉綠體基粒) 葉綠體基質(zhì)?。?)不會(huì) 0.02?。?)E 先忽然減少,但不久又恢復(fù)到正常水平 1,2,3,4 (4)3.5 20 ℃ 8.(2018·河北百校聯(lián)盟一聯(lián),30)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響,科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定。每組處理的總時(shí)
53、間均為135 s,光照與黑暗處理情況見下圖所示(A、B、C三組光照與黑暗處理時(shí)間相同),結(jié)果是A組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為M%;B組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%;C組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%;D組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)該四組實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組是 組,其中A組的結(jié)果中M對(duì)應(yīng)數(shù)字應(yīng)為 。 (2)光照期間,能進(jìn)行 ?。ㄌ睢肮夥磻?yīng)”“暗反應(yīng)”或“光反應(yīng)和暗反應(yīng)”)。 (3)可以判斷,單位光照時(shí)間內(nèi),B組和C組植物合成有機(jī)物的量都高于D組植物合成有機(jī)物的量,依據(jù)是______________________________________
54、___。 (4)A、B、C三組處理相比,隨著 的增加,使光下產(chǎn)生的ATP和[H]能夠及時(shí)___________________________________________________, 從而提高了光合作用中CO2的同化量。 解析 (1)由題干及題圖可以看出,對(duì)照組是給予全光照的D組。A組給予一半時(shí)間的光照、一半時(shí)間的黑暗處理,只有給予光照時(shí)才會(huì)進(jìn)行光合作用,由于A組連續(xù)光合作用的時(shí)間為D組的一半,因此,A組光合作用制造的產(chǎn)物應(yīng)為D組的一半,即A組光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。(2)光照時(shí)既進(jìn)行光反應(yīng),也進(jìn)行暗反應(yīng)。(3)B組和C組接受光照的時(shí)間只有D組的一半,但兩組中光合
55、作用產(chǎn)物的相對(duì)含量均超過(guò)D組的一半,這說(shuō)明在單位光照時(shí)間內(nèi),B組和C組植物合成有機(jī)物的量都高于D組。(4)A、B、C組比較,從A組到C組,光照和黑暗交替的頻率逐漸增大,使在光照下光反應(yīng)中產(chǎn)生的ATP和[H]能在暗反應(yīng)中及時(shí)和充分地利用(光照后給予一段時(shí)間的黑暗有利于暗反應(yīng)中及時(shí)、充分地利用ATP和[H],并為隨后光照下光反應(yīng)再生成ATP和[H]提供ADP、Pi等原料),提高了光合作用中二氧化碳的同化量。 答案?。?)D 50 (2)光反應(yīng)和暗反應(yīng) (3)B組和C組只用了D組一半的光照時(shí)間,其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的70%和94% (4)光照和黑暗交替頻率 利用與再生 9.(2
56、017·河南天一大聯(lián)考,29)研究人員以藍(lán)藻光合作用(圖中實(shí)線途徑)為研究模型,通過(guò)引入NADPH依賴型的脫氫酶,創(chuàng)建了只消耗NADPH而不額外消耗ATP的異丙醇生物合成途徑(圖中虛線途徑),并測(cè)量對(duì)比改造后的藍(lán)藻(SM7)和野生型藍(lán)藻(WT)生物體內(nèi)一系列的生理指標(biāo)變化。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)藍(lán)藻細(xì)胞中ATP來(lái)自 ?。ㄌ钌磉^(guò)程);在干重增加時(shí),藍(lán)藻釋放的氧氣量會(huì) ?。ㄌ睢霸龆唷薄皽p少”或“不變”)。與小麥相比,藍(lán)藻光合作用的特點(diǎn)是 ?。◤墓夂献饔玫陌l(fā)生場(chǎng)所的角度來(lái)回答)。 (2)分析圖2,當(dāng)光照強(qiáng)度小于100(μmol·m-2·s-1)時(shí),限制藍(lán)藻光合作用的主要因素是
57、___________________________________________________, 從曲線可以看出, ?。ㄌ睢癝M7”或“WT”)更適應(yīng)自然界中光照強(qiáng)度的劇烈變化。 (3)從表中可以看出,改造后的藍(lán)藻(SM7)和野生型藍(lán)藻(WT)相比,ATP的濃度高,而NADPH濃度低,造成這一結(jié)果的原因是______________________。 答案?。?)光合作用和呼吸作用 增多 光反應(yīng)和暗反應(yīng)都在細(xì)胞質(zhì)中完成(或水光解與CO2的固定均在細(xì)胞質(zhì)中完成,答案合理即可) (2)光照強(qiáng)度 SM7 (3)改造后的藍(lán)藻(SM7)光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH除了用于卡爾文循環(huán)外,還
58、用于異丙醇的生成,因此細(xì)胞中NADPH濃度低,而異丙醇生物合成途徑只消耗NADPH不消耗ATP,從而導(dǎo)致細(xì)胞中的ATP濃度較高 10.(2017·福建省廈門市聯(lián)考)金魚藻為水生草本植物,生命力較強(qiáng),適溫性較廣,常被用來(lái)作為實(shí)驗(yàn)研究的材料。圖甲表示對(duì)金魚藻光合作用速率的研究裝置,圖乙表示金魚藻在夏季24 h內(nèi)O2的吸收量和釋放量(S1、S2、S3表示相應(yīng)圖形面積)。分析回答: 圖甲 圖乙 (1)圖甲裝置可用來(lái)探究 對(duì)光合作用的影響,單位時(shí)間內(nèi)氧氣傳感器讀數(shù)的變化表示 ?。ㄌ睢翱偣夂纤俾省被颉皟艄夂纤俾省保? (2)圖乙中表示葉綠體吸收二氧化碳的區(qū)段是 ?。ㄓ米?/p>
59、母表示)。 (3)圖乙中,c點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生還原劑氫的細(xì)胞器有______________________, f~g段上升的主要原因是_______________________________________________。 (4)圖乙中,若24 h內(nèi)其他環(huán)境條件不變,金魚藻最大光合速率為 mg/h,一晝夜中有機(jī)物積累量為 (用代數(shù)式表示)。 解析?。?)圖甲裝置中,NaHCO3是二氧化碳的緩沖液,可以保證裝置中的二氧化碳濃度不變,可用來(lái)探究光照、溫度對(duì)光合作用的影響,裝置中的金魚藻同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸,單位時(shí)間內(nèi)氧氣傳感器讀數(shù)的變化表示凈光合速率。(2)圖乙中表示葉綠體吸收二氧化碳的區(qū)段,即產(chǎn)生氧氣的區(qū)段對(duì)應(yīng)圖中的ad和eh。(3)圖乙中,c點(diǎn)時(shí)光合速率等于有氧呼吸速率,此時(shí)產(chǎn)生還原劑氫的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體,f~g段上升的主要原因是光照增強(qiáng)。(4)圖乙可知,細(xì)胞呼吸速率是10 mg/h,若24 h內(nèi)其他環(huán)境條件不變,金魚藻最大光合速率為75+10=85(mg/h),圖中金魚藻在一晝夜中有機(jī)物積累量為S1+S3-S2。 答案?。?)溫度、光照 凈光合速率 (2)ad和eh (3)葉綠體和線粒體 光照增強(qiáng)?。?)85 S1+S3-S2 24
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