（人教通用）2020版高考生物大一輪復習 第三單元 細胞的能量供應和利用 第10講 光合作用與細胞呼吸的綜合應用講義.docx

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第10講　光合作用與細胞呼吸的綜合應用 [考綱要求]　光合作用與細胞呼吸的綜合應用。 考點一　光合作用與細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的聯(lián)系 1．物質(zhì)名稱：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。 2．生理過程及場所 序號 ① ② ③ ④ ⑤ 生理過程 光反應 暗反應 有氧呼吸 第一階段 有氧呼吸 第二階段 有氧呼吸 第三階段 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 細胞質(zhì) 基質(zhì) 線粒體 基質(zhì) 線粒體 內(nèi)膜 1．光合作用與細胞呼吸中物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化 (1)光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向 C：CO2有機物丙酮酸CO2 H：H2O[H](CH2O)[H]H2O O：H2OO2H2OCO2有機物 (2)光合作用與有氧呼吸中[H]和ATP的來源、去路 比較項目 來源 去路 [H] 光合作用 產(chǎn)生于光反應中水的光解 用于暗反應中C3的還原 有氧呼吸 產(chǎn)生于第一、二階段 消耗于第三階段，與O2結(jié)合生成H2O ATP 光合作用 產(chǎn)生于光反應階段，其中的能量來自光能 用于暗反應過程中C3的還原，其中的能量轉(zhuǎn)變成有機物中穩(wěn)定的化學能 有氧呼吸 三個階段均能產(chǎn)生，但第三階段相對較多 用于各項生命活動(光合作用的暗反應除外) (3)光合作用與有氧呼吸中的能量轉(zhuǎn)化 2．不同光照條件下葉肉細胞的氣體代謝特點 曲線 光合作用強度與細胞呼吸強度的關系 氣體代謝特點 圖示 A點 只進行細胞呼吸 吸收O2，釋放CO2 AB段 細胞呼吸強度大于光合作用強度 吸收O2，釋放CO2 B點 細胞呼吸強度等于光合作用強度 不與外界發(fā)生氣體交換 B點后 光合作用強度大于細胞呼吸強度 吸收CO2，釋放O2 命題點一　光合作用與細胞呼吸基本過程的判斷 1．(2018天津紅橋區(qū)高三二模)下圖為植物細胞代謝的部分過程簡圖，①～⑦為相關生理過程。下列敘述錯誤的是(　　) A．若植物缺鎂，則首先會受到顯著影響的是③ B．②的進行與⑤⑥密切相關 C．藍藻細胞中④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 D．葉肉細胞③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的吸收量，則該細胞內(nèi)有機物的總量將減少 答案　C 解析　鎂是合成葉綠素的成分，光反應階段需要葉綠素吸收光能，若植物缺鎂則葉綠素的合成受到影響，首先會受到顯著影響的生理過程是③光反應過程，A項正確；②是植物細胞通過主動運輸吸收無機鹽離子的過程，需要消耗能量，故與⑤⑥過程密切相關，B項正確；藍藻細胞是原核細胞，沒有葉綠體，C項錯誤；圖中③光反應過程O2的產(chǎn)生量小于⑥有氧呼吸過程O2的吸收量，則凈光合作用量小于0，該植物體內(nèi)有機物的量將減少，D項正確。 2．(2017全國Ⅱ，29)下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是____________、____________、____________、____________，[H]代表的物質(zhì)主要是______________________。 (2)B代表一種反應過程，C代表細胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，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_____________________________。 答案　(1)O2　NADP＋　ADP和Pi　C5　NADH (2)C和D　(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸 解析　(1)光合作用光反應階段，水光解形成NADPH和氧氣，因此圖中①是O2；②可形成NADPH，應為NADP＋；③可形成ATP，應為ADP和Pi；三碳化合物還原可形成有機物和五碳化合物，因此④表示C5。細胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)主要是NADH。 (2)圖中A表示光反應階段，B表示暗反應階段，C代表細胞質(zhì)基質(zhì)(可發(fā)生有氧呼吸的第一階段)，D代表線粒體(可發(fā)生有氧呼吸的第二階段和第三階段)，其中光反應階段、有氧呼吸的三個階段都能合成ATP，而暗反應階段不但不能合成ATP還會消耗ATP。因此，ATP合成除發(fā)生在A過程，還發(fā)生在C和D。 (3)植物葉肉細胞中，有氧條件下，丙酮酸進入線粒體最終分解形成二氧化碳和水；在缺氧條件下進行無氧呼吸，轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳。 命題點二　以葉綠體和線粒體為載體分析光合作用與細胞呼吸的關系 3．下面是葉肉細胞在不同光照強度下葉綠體與線粒體的代謝簡圖，下列相關敘述錯誤的是(　　) A．細胞①處于黑暗環(huán)境中，該細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率 B．細胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2的交換，可斷定此時光合速率等于呼吸速率 C．細胞③處在較強光照條件下，細胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和 D．分析細胞④可得出，此時的光照強度較弱且N1小于M2 答案　D 解析　結(jié)合圖示可知，細胞①中僅線粒體中有氣體的消耗和生成，故應處在黑暗環(huán)境中，此時細胞單位時間內(nèi)釋放的CO2量可表示呼吸速率，A項正確；細胞②沒有與外界進行氣體交換，此時光合速率與呼吸速率相等，B項正確；細胞③需要從外界環(huán)境吸收CO2，并向細胞外釋放O2，此時細胞所處環(huán)境的光照強度大于光補償點，細胞所利用的CO2包括細胞呼吸產(chǎn)生的N2和從環(huán)境中吸收的N1，C項正確；細胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細胞外吸收，說明此時細胞呼吸強度大于光合作用強度，細胞進行有氧呼吸和光合作用的過程中，O2的凈消耗量(吸收量)M2與CO2的凈生成量N1相等，D項錯誤。 4．(2018江蘇，29節(jié)選)下圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題： (1)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進入乙，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。 (2)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?、苊傅暮铣? 答案　(1)丙酮酸　基質(zhì)中　內(nèi)膜上　(2)①②④ 解析　(1)圖中乙為線粒體，是進行有氧呼吸的主要場所。氧氣充足時，光合作用產(chǎn)生的三碳糖可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，丙酮酸在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解成CO2，同時產(chǎn)生[H]和ATP；有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸的第三階段，即和O2反應生成水，同時產(chǎn)生大量ATP。葉綠體中產(chǎn)生的過多的還原能通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成NADPH，NADPH可通過參與有氧呼吸第三階段產(chǎn)生ATP。(2)由圖示可知，乙(線粒體)產(chǎn)生的ATP能夠進入甲(葉綠體)，所以在線粒體中合成的ATP可以用于C3的還原，同時還能用于內(nèi)外物質(zhì)的運輸、酶的合成等；水的光解不需要ATP。 考點二　光合作用與細胞呼吸的綜合曲線分析 1．真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的曲線辨析 (1)內(nèi)在關系 ①細胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。 ②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。 ③真正光合速率＝凈光合速率＋細胞呼吸速率。 (2)判定方法 ①根據(jù)坐標曲線判定 a．當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值的絕對值代表細胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。 b．當光照強度為0時，光合速率也為0，該曲線代表真正光合速率，如圖乙。 ②根據(jù)關鍵詞判定 檢測指標 細胞呼吸速率 凈光合速率 真正(總) 光合速率 CO2 釋放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗) 釋放量 產(chǎn)生量 有機物 消耗量(黑暗) 積累量 制造量、產(chǎn)生量 2.光合作用與細胞呼吸曲線中的“關鍵點”移動 (1)細胞呼吸對應點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。 (2)補償點(B點)的移動 ①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。 ②細胞呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。 (3)飽和點(C點)和D點的移動：相關條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。 3．植物光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析 (1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線 a點：凌晨，溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。 b點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。 bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。 d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。 e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。 fg段：沒有光照，光合作用停止，只進行細胞呼吸。 bf段：制造有機物的時間段。 ce段：積累有機物的時間段。 一晝夜有機物的積累量＝S1－(S2＋S3)(S1、S2、S3分別表示曲線和橫軸圍成的面積)。 (2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線 (注意：分析光合作用或細胞呼吸速率的變化時，應分析曲線變化趨勢的快慢，也就是斜率。) AB段：無光照，植物只進行細胞呼吸。 BC段：溫度降低，細胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。 CD段：4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度小于細胞呼吸強度。 D點：隨光照增強，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 DH段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。 H點：隨光照減弱，光合作用強度下降，光合作用強度等于細胞呼吸強度。 HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止。 I點低于A點：一晝夜后，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細胞呼吸，植物能正常生長(若I點高于A點，植物不能正常生長)。 命題點一　真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率曲線的分析 1．(2018鄭州一中質(zhì)檢)如圖表示20℃時玉米光合速率與光照強度的關系，Sa、Sb、Sc依次表示有關物質(zhì)量的相對值，下列說法中不正確的是(　　) A．Sa＋Sb＋Sc表示光合作用總量 B．Sc－Sa表示凈光合作用量 C．光照強度從B點到D點變化過程中，C3逐漸減少 D．若提高CO2濃度，則B點左移 答案　A 解析　由圖可知，Sc－Sa表示凈光合作用量，Sa＋Sb表示呼吸消耗的總量，玉米光合作用總量＝呼吸消耗量＋凈光合量＝Sb＋Sc；光照強度從B點到D點變化過程中，光照強度增加，光反應產(chǎn)生的[H]和ATP增加，被還原的C3增多，所以細胞中的C3逐漸減少；若提高CO2濃度，光補償點減小，B點左移。 2．圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍藻光合速率與光照強度的關系，下列說法正確的是(　　) A．圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率 B．圖甲中，光照強度為d時，單位時間內(nèi)細胞從周圍吸收2個單位的CO2 C．圖乙中，當光照強度為x時，細胞中產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體 D．圖乙中，限制e、f、g點光合作用速率的因素主要是光照強度 答案　B 解析　分析甲圖可知，光照強度為b時，CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量相等，細胞呼吸釋放的CO2首先供應葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，則此時細胞呼吸速率大于光合速率，A項錯誤；光照強度為d時，水稻葉肉細胞的光合速率大于細胞呼吸速率，光照強度為a時，CO2釋放量即為細胞呼吸速率，則光照強度為d時，O2產(chǎn)生總量為8個單位，需要消耗的CO2也為8個單位，所以單位時間內(nèi)需從外界吸收CO2為2個單位，B項正確；圖乙中所示生物為藍藻，藍藻不含線粒體和葉綠體，C項錯誤；圖乙中，限制g點光合作用速率的因素不是光照強度，可能是二氧化碳濃度及溫度等，D項錯誤。 命題點二　光合作用與細胞呼吸曲線中“關鍵點”移動方向的分析 3．已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃，如圖表示30℃時光合作用與光照強度的關系。若溫度降到25℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應點a、b、d的移動方向分別是(　　) A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 答案　C 解析　圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和在光飽和點時的光合作用強度。由題干“光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃”可知，當溫度從30℃降到25℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增強，所以光飽和點(d點)時吸收的CO2增多，d點上移；b點光合作用強度＝細胞呼吸強度，在25℃時細胞呼吸強度降低，光合作用強度增強，在除光照強度外其他條件不變的情況下要使光合作用強度仍然與細胞呼吸強度相等，需降低光照強度，即b點左移。 4．(2018長沙明德中學質(zhì)檢)如圖表示光照強度和CO2濃度對某植物光合速率的影響。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．曲線中a點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中C3濃度降低 B．曲線中d點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中C5濃度升高 C．a(chǎn)b段影響光合速率的主要因素是光照強度 D．bc段影響光合速率的限制性因素可能是溫度等其他條件 答案　B 解析　a點轉(zhuǎn)向b點時，光反應增強能提供更多的還原氫和ATP用于C3的還原，故C3濃度會下降；d點轉(zhuǎn)向b點時CO2濃度增加，會有更多的C5用于CO2的固定，故C5濃度會下降；ab段表示隨光照強度的增大，光合速率增加，故光照是影響光合速率的主要因素；bc段光照強度已經(jīng)飽和，溫度等成為光合速率的影響因素。 命題點三　光合作用和細胞呼吸的日變化曲線分析 5．科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結(jié)果繪制成下圖。下列相關說法錯誤的是(　　) A．光照強度增大是導致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關閉 C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱 D．適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施 答案　B 解析　早晨太陽出來后光照強度不斷增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A項正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太陽出來后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因為環(huán)境溫度過高導致氣孔關閉，吸收CO2減少，B項錯誤；15時以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強度逐漸減弱所致，C項正確；適時澆水從而避免植物因缺水導致氣孔關閉，增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D項正確。 社會責任　提高大棚內(nèi)農(nóng)作物產(chǎn)量的途徑 途徑 具體方法和注意事項 延長光照時間 夜間適當補充光照：最好選擇日光燈，時間不能太長，保證經(jīng)濟效益 增大光合面積 合理密植：要適度，避免相互遮光造成減產(chǎn) 間作、套種：要選擇合適的兩種作物，減少競爭導致的減產(chǎn) 提高光合作用強度 提高CO2濃度：如適當通風、焚燒秸稈、施用農(nóng)家肥 合理施肥：如農(nóng)家肥和化肥配合使用，還要避免施肥過度造成“燒苗” 提高凈光合作用速率 適當增大晝夜溫差：白天適當升溫，夜間適當降溫，增加有機物的積累量 6. (2019青島高三質(zhì)檢)如圖是北方某干旱地區(qū)夏日晴朗天氣，黃瓜葉片凈光合速率與胞間CO2濃度的日變化曲線。請回答下列問題： (1)據(jù)圖推測13：00時，________(填“增加”或“降低”)環(huán)境的相對濕度可降低黃瓜光合作用“午休”的程度，原因是_______________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)有同學認為，17：00～18：00胞間CO2濃度快速上升的原因是呼吸速率大于光合速率，你認為是否正確？________(填“是”或“否”)，理由是_____________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)玉米、甘蔗等植物細胞中有一種酶，能通過一系列反應將CO2“泵”入某些進行光合作用的細胞，保證暗反應順利進行。在干旱缺水地區(qū)，與11：00時相比，13：00時該類植物光合作用速率反而有所升高，除光照、溫度等因素外，主要原因是________________________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)增加　避免因氣孔關閉導致胞間CO2濃度較低，進而影響暗反應速率　(2) 否　由圖中實驗結(jié)果可知該時間段凈光合速率大于零　(3)該類植物能利用較低濃度的CO2 解析　(1)圖中顯示，13：00時黃瓜光合作用出現(xiàn)了“午休”現(xiàn)象，是氣孔關閉導致CO2吸收不足，進而影響光合作用暗反應，因此適當增加環(huán)境的相對濕度可降低黃瓜光合作用“午休”的程度。(2)據(jù)圖中實驗結(jié)果可知，17：00～18：00之間黃瓜的凈光合速率大于零，說明其光合速率大于呼吸速率。(3)根據(jù)題意分析可知，玉米、甘蔗等植物細胞中有一種酶，能通過一系列反應將CO2“泵”入某些進行光合作用的細胞，即玉米、甘蔗等植物能利用較低濃度的CO2，所以在干旱缺水地區(qū)，與11：00時相比，13：00時該類植物光合作用速率反而有所升高。 重溫高考　演練模擬 1．(2018海南，4)高等植物細胞中，下列過程只發(fā)生在生物膜上的是(　　) A．光合作用中的光反應 B．光合作用中CO2的固定 C．葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸 D．以DNA為模板合成RNA 答案　A 解析　高等植物細胞中，光合作用中的光反應只能發(fā)生在類囊體薄膜上，A正確；光合作用中CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，B錯誤；葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，C錯誤；以DNA為模板合成RNA即轉(zhuǎn)錄過程，發(fā)生在細胞核和葉綠體、線粒體基質(zhì)中，D錯誤。 2．(2017北京，2)某植物光合作用、細胞呼吸與溫度的關系如下圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解錯誤的是(　　) A．細胞呼吸的最適溫度比光合作用的高 B．凈光合作用的最適溫度約為25℃ C．在0～25℃范圍內(nèi)，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大 D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50℃ 答案　D 解析　由圖可知，細胞呼吸的最適溫度為50℃左右，光合作用的最適溫度為30℃左右，A項正確；由最上圖可知，植物體凈光合作用的最適溫度約為25℃，B項正確；在0～25℃范圍內(nèi)，總光合速率曲線的上升幅度比呼吸速率曲線上升幅度大，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的影響大，C項正確；由圖可以看出，當溫度超過45℃時，凈光合速率小于0，植物不能正常生長，D項錯誤。 3．(2017海南，5)關于生物體內(nèi)能量代謝的敘述，正確的是(　　) A．淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成 B．人體大腦活動的能量主要來自脂肪的有氧氧化 C．葉肉細胞中合成葡萄糖的過程是需要能量的過程 D．硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量 答案　C 解析　淀粉是在淀粉酶的作用下被水解成葡萄糖的，該過程沒有ATP的生成，A項錯誤；人體大腦活動的能量主要來自葡萄糖的有氧氧化，B項錯誤；暗反應產(chǎn)生葡萄糖的過程需要光反應提供的能量，C項正確；硝化細菌生成有機物的能量來自其將NH3和HNO2氧化的過程，D項錯誤。 4．(2016四川，1)葉肉細胞內(nèi)的下列生理過程，一定在生物膜上進行的是(　　) A．O2的產(chǎn)生 B．H2O的生成 C．[H]的消耗 D．ATP的合成 答案　A 解析　O2產(chǎn)生于光反應中，場所是葉綠體類囊體薄膜，A項正確；生成H2O的生理過程較多，未必都在生物膜上進行，如蛋白質(zhì)合成過程產(chǎn)生水，其場所是核糖體，B項錯誤；消耗[H]的過程有有氧呼吸第三階段、無氧呼吸第二階段和光合作用暗反應，場所不一定有膜結(jié)構(gòu)，如細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體基質(zhì)，C項錯誤；ATP的合成場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜，不一定有膜結(jié)構(gòu)，D項錯誤。 5．(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)由圖可知，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的光照強度低于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，對應的光照強度約為1200μmolm－2s－1，B葉片凈光合速率最大時，對應的光照強度至少為2000μmolm－2s－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受到抑制。(3)常用的提取葉綠素的有機溶劑是無水乙醇。 一、選擇題 1．關于在一定條件下某葉肉細胞內(nèi)葉綠體和線粒體有關生理活動的敘述，正確的是(　　) A．含有的DNA都能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成 B．光照下線粒體可以直接利用葉綠體產(chǎn)生的O2和葡萄糖 C．光照下兩者產(chǎn)生的ATP都能用于各項生命活動 D．若突然增加光照強度，則短時間內(nèi)葉綠體中化合物C5比ADP先減少 答案　A 解析　葉肉細胞內(nèi)葉綠體和線粒體中都含有少量的DNA，因此都能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成，A正確；葡萄糖氧化分解發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，線粒體不能利用葡萄糖，B錯誤；葉綠體光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于光合作用暗反應過程，C錯誤；若突然增加光照強度，光合作用產(chǎn)生的ATP和[H]增多，則ADP減少；由于ATP和[H]增加，導致C3的還原生成C5增加，因此短時間內(nèi)C5增加，D錯誤。 2．如圖表示細胞內(nèi)部分物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程，相關描述正確的是(　　) A．能夠在生物膜上完成的過程是2、5、6、7、8 B．過程3、4的進行需要同種酶的催化 C．圖中7過程需要1過程的參與，而8過程中同時進行了2過程 D．在綠色植物的葉肉細胞內(nèi)，線粒體通過2過程合成的ATP比葉綠體通過2過程合成的ATP用途單一 答案　C 解析　圖中2表示ATP的合成，可發(fā)生在線粒體內(nèi)膜和類囊體薄膜上；5表示發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上的有氧呼吸的第三階段；6表示發(fā)生在類囊體薄膜上的光反應過程中的水在光下分解；7表示發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中的光合作用的暗反應階段；8表示無氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二階段，無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，有氧呼吸的第一、第二階段分別發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中，A項錯誤；過程3表示轉(zhuǎn)錄，需要RNA聚合酶催化，過程4表示逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化，B項錯誤；圖中7過程需要ATP水解供能，即1過程的參與，8(細胞呼吸)過程中，有機物分解釋放的能量部分用于合成ATP，所以8過程中同時進行了2過程，C項正確；在綠色植物的葉肉細胞內(nèi)，線粒體通過2過程合成的ATP可用于除了暗反應以外的細胞的各項生命活動，葉綠體通過2過程合成的ATP只能用于三碳化合物的還原，D項錯誤。 3．關于光合作用和細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　) A．磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物 B．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 C．馬鈴薯塊莖進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2 D．病毒核酸的復制需要宿主細胞的細胞呼吸提供能量 答案　C 解析　光合作用的光反應中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸，A項正確；光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與，B項正確；馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，C項錯誤；病毒無獨立的代謝系統(tǒng)，病毒核酸的復制所需要的能量由宿主細胞的細胞呼吸來提供，D項正確。 4．(2018福建寧德高三第二次質(zhì)檢)下圖為綠色植物部分物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程的示意圖，下列敘述正確的是(　　) A．過程①發(fā)生在葉綠體中，過程③發(fā)生在線粒體中 B．過程①產(chǎn)生NADH，過程③消耗NADPH C．若葉肉細胞中過程②速率大于過程③，則植物干重增加 D．過程③中ATP的合成與放能反應相聯(lián)系，過程④與吸能反應相聯(lián)系 答案　D 解析　過程①為光合作用的光反應，發(fā)生在葉綠體中，過程③是有氧呼吸或無氧呼吸過程，不一定發(fā)生在線粒體中，A錯誤；過程①產(chǎn)生NADPH，過程③消耗NADH，B錯誤；若葉肉細胞中過程②速率大于過程③，則植物干重不一定增加，因為還有其他不能進行光合作用的細胞通過呼吸消耗有機物，C錯誤；過程③中ATP的合成需要能量，與放能反應相聯(lián)系；過程④是ATP的水解，釋放能量，與吸能反應相聯(lián)系，D正確。 5．將某種植物置于CO2濃度適宜、水分充足的環(huán)境中，溫度分別保持在5℃、15℃、25℃和35℃條件下，改變光照強度，測定CO2的吸收速率，得到圖1所示結(jié)果。處理圖1中有關數(shù)據(jù)得到圖2、圖3。下列敘述不正確的是(　　) A．圖1中的自變量是溫度和光照強度 B．當光照強度大于7時，25℃與15℃條件下植物有機物的合成速率相同 C．圖2表示在5～35℃條件下該植物光飽和點的變化 D．圖3表示在5～35℃條件下該植物呼吸速率的變化 答案　B 解析　題圖中CO2的吸收速率指的是凈光合速率，有機物的合成速率應該是凈光合速率加上呼吸速率。當光照強度大于7時，25℃與15℃條件下植物的凈光合速率相等，但由于呼吸速率不同，故有機物的合成速率不相同。 6．對某植物在不同環(huán)境條件下O2的吸收量和釋放量進行測定，結(jié)果如下表所示，下列對結(jié)果的分析不正確的是(　　) 光照強度(klx) O2變化量(mg/h) 溫度 0 5 10 10℃ －0.5 ＋3.0 ＋4.0 20℃ －1 ＋2.0 ＋5.0 A.在5klx光照條件下5h,10℃時光合作用產(chǎn)生的O2總量比20℃時多2.5mg B．在20℃時，分別用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，O2增加量前者比后者多30mg C．在10℃、10klx光照4.8h后，轉(zhuǎn)入20℃黑暗環(huán)境19.2h，O2變化量為0 D．該實驗的自變量是光照強度、溫度和光照時間，CO2濃度等屬于無關變量 答案　D 解析　黑暗中單位時間內(nèi)O2的吸收量代表呼吸速率，光下測定的單位時間內(nèi)O2的釋放量是凈光合速率，在5klx光照條件下5h,10℃時光合作用產(chǎn)生的O2總量是3.55＝17.5(mg)，20℃時光合作用產(chǎn)生的O2總量是35＝15(mg)，前者比后者多2.5mg，A項正確；在20℃時，用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，O2的增加量分別是510－114＝36(mg)、210－114＝6(mg)，前者比后者多30mg，B項正確；在10℃時，用10klx光照4.8h，積累O2的量為44.8＝19.2(mg)，20℃黑暗環(huán)境19.2h，消耗O2的量為119.2＝19.2(mg)，O2變化量為0，C項正確；該實驗的自變量是光照強度與溫度，光照時間、CO2濃度等屬于無關變量，D項錯誤。 7．(2019南昌質(zhì)檢)將長勢相似的甲、乙兩株同種植物分別置于兩個同樣大小密閉的透明玻璃罩a、b中，甲給予適宜強度的光照，乙遮光(黑暗)處理，其他條件相同。下列分析正確的是(　　) A．a(chǎn)玻璃罩中的CO2含量將持續(xù)降低 B．b玻璃罩中植株的干重將持續(xù)降低 C．甲、乙兩植株的葉肉細胞中形成ATP的場所均不同 D．甲植株的光合作用強度不會等于乙植株的細胞呼吸強度 答案　B 解析　在適宜強度的光照下，a玻璃罩中的植物甲，初始時光合作用強度大于細胞呼吸強度，導致CO2含量逐漸降低，當CO2含量降低到一定程度時，光合作用強度與細胞呼吸強度相等，a玻璃罩中CO2含量維持在較低水平，A錯誤；b玻璃罩中的乙植株進行遮光(黑暗)處理，不能進行光合作用，但可通過細胞呼吸消耗有機物，因此b玻璃罩中植株的干重將持續(xù)降低，B正確；甲植株的葉肉細胞中形成ATP的場所是葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，乙植株的葉肉細胞中形成ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，因此二者形成ATP的場所不完全相同，C錯誤；在某一時刻，甲植株的光合作用強度會等于乙植株的細胞呼吸強度，D錯誤。 8．如圖所示，兩曲線分別表示陽生植物和陰生植物CO2吸收量隨光照強度變化的情況。當光照強度為c時，兩植物的有機物積累速率分別為A1、B1，兩植物有機物合成速率分別為A2、B2，下列比較結(jié)果正確的是(　　) A．A1＝B1；A2＜B2 B．A1＞B1；A2＝B2 C．A1＜B1；A2＝B2 D．A1＝B1；A2＞B2 答案　D 解析　根據(jù)縱坐標為CO2的吸收速率可知，A、B均代表凈光合速率，光照強度為c時，二者凈光合速率相等，所以A1＝B1；因為總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，由題圖可知，呼吸速率A＞B，所以總光合速率A2＞B2，D項正確。 9．下圖表示某高等綠色植物體內(nèi)的部分生理過程，有關分析正確的是(　　) A．能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅰ、Ⅲ B．階段Ⅰ生成的[H]可作為還原劑用于⑤過程生成水 C．過程①、④、⑤可為葉肉細胞吸收Mg2＋等提供動力 D．過程③、④、⑤進行的場所分別是葉綠體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 答案　A 解析　據(jù)圖可知，階段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表光反應、暗反應、細胞呼吸，過程①表示光反應產(chǎn)生ATP，②表示C3的還原，過程③～⑤分別表示二氧化碳的固定、無氧呼吸、有氧呼吸。能夠在葉肉細胞生物膜上進行的生理過程有Ⅰ(光反應發(fā)生于類囊體薄膜上)、Ⅲ中的過程⑤(有氧呼吸的第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上)，A項正確；階段Ⅰ生成的[H]將在過程②中作為還原劑還原C3，不能用于⑤過程，B項錯誤；過程④和⑤都合成ATP，可為細胞吸收Mg2＋等提供動力，但過程①產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應，C項錯誤；過程③進行的場所是葉綠體基質(zhì)，過程④進行的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，過程⑤進行的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，D項錯誤。 10．某校生物興趣小組用玉米作為實驗材料，研究不同條件下的光合作用速率和細胞呼吸速率，繪出圖甲、乙和丙，圖中a、b、c、d四點中光合速率與呼吸速率并不相等的點是(　　) A．a(chǎn)B．bC．cD．d 答案　A 解析　圖甲中虛線表示凈光合速率，凈光合速率＝真正光合速率－呼吸速率，因此a點的光合速率是呼吸速率的2倍，A符合題意。 二、非選擇題 11．(2018哈爾濱三中高三一模)如圖為水稻葉肉細胞內(nèi)部分生理過程示意圖，其中①～⑤表示過程，Ⅰ～Ⅵ表示物質(zhì)。請據(jù)圖回答相關問題： (1)圖中Ⅲ與__________(填序號)表示的物質(zhì)相同，圖中Ⅰ與Ⅳ表示的物質(zhì)________(填“相同”或“不相同”)。 (2)圖中消耗ADP的場所有____________________________________；若該水稻植株長期處于黑暗狀態(tài)，則圖中①→②→①的循環(huán)________(填“能”或“不能”)進行，原因是______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)為探究黃光培養(yǎng)條件下水稻幼苗的葉綠素含量是否發(fā)生改變，假設你是實驗小組成員，請寫出實驗思路：_________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)Ⅵ　不相同　(2)葉綠體類囊體薄膜、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體　不能　沒有光反應提供的ATP和[H]，暗反應不能進行　(3)分別取白光(或自然光)和黃光條件下培養(yǎng)的試管苗葉片，提取其中的色素并分離，通過比較濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄(或顏色的深淺)來判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變 解析　據(jù)圖分析，圖中①表示二氧化碳的固定，②表示三碳化合物的還原，③表示有氧呼吸第一階段，④表示有氧呼吸第三階段，⑤表示有氧呼吸第二階段；Ⅰ表示NADPH，Ⅱ表示氧氣，Ⅲ表示二氧化碳，Ⅳ表示NADH，Ⅴ表示氧氣，Ⅵ表示二氧化碳。 (1)根據(jù)以上分析可知，圖中Ⅲ和Ⅵ都表示二氧化碳；Ⅰ表示NADPH，Ⅳ表示NADH。 (2)圖中光反應、有氧呼吸的三個階段都可以產(chǎn)生ATP，因此消耗ADP產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體類囊體薄膜、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體；若該水稻植株長期處于黑暗狀態(tài)，由于沒有光反應提供的ATP和[H]，暗反應不能進行，所以圖中①→②→①的循環(huán)(暗反應)不能進行。 (3)根據(jù)題意分析可知，實驗的自變量是光照的種類，因變量是葉綠素的含量，則實驗思路為分別取白光(或自然光)和黃光條件下培養(yǎng)的試管苗葉片，提取其中的色素并分離，通過比較濾紙條上葉綠素a、葉綠素b色素帶的寬窄(或顏色的深淺)來判斷葉綠素含量是否發(fā)生改變。 12．(2018唐山?？?下圖表示溫室栽培的草莓凈光合速率日變化曲線示意圖(在C點打開通風口，一小時后關閉)，請據(jù)圖分析以下問題： (1)在B點，草莓產(chǎn)生ATP的細胞器有______________________________________________。 (2)BC段速率下降的原因是_______________________________________________________， EF段速率下降的主要原因是_____________________________________________________。 (3)在7時～19時的時間內(nèi)，草莓有機物的積累量_____________________________________ (填“升高”“降低”或“不變”)，原因是__________________________________________。 答案　(1)葉綠體和線粒體 (2)光合作用消耗大量CO2，使得溫室內(nèi)CO2濃度降低，導致凈光合速率下降　光照逐漸減弱導致凈光合速率下降 (3)升高　因為在7時～19時的時間內(nèi)凈光合速率始終大于零，說明有有機物積累 解析　(1)在B點時，草莓同時進行光合作用和細胞呼吸，在線粒體中可通過有氧呼吸第二、三階段產(chǎn)生ATP，在葉綠體中可通過光反應產(chǎn)生ATP。(2)C點以前溫室封閉，由于草莓光合作用吸收CO2，導致溫室內(nèi)CO2濃度降低，使BC段凈光合速率下降，EF段光照強度逐漸下降，導致凈光合速率下降。(3)7時～19時的凈光合速率始終大于0，說明有機物的合成大于分解，草莓有機物的積累量升高。 13．(2018武漢高中畢業(yè)生五月訓練)現(xiàn)有甲、乙兩種不同的單細胞真核生物，請結(jié)合以下實驗回答相關問題： 實驗①：兩個相同的密閉培養(yǎng)瓶中盛有等體積蒸餾水(適量)，分別加入相同數(shù)目的甲、乙兩種細胞，白天在室外適宜條件下培養(yǎng)一段時間，定時測定瓶內(nèi)O2濃度變化及甲、乙細胞數(shù)目。 實驗②：將實驗①中蒸餾水換為等量適宜濃度的葡萄糖溶液，另分別加入等量甲、乙細胞在相同條件下進行培養(yǎng)和測定。 (1)實驗結(jié)果表明，實驗①中甲全部死亡，而乙正常生存，實驗②中甲、乙均正常生存，從同化類型的角度分析，以上實驗結(jié)果可以推測__________________________________________。 (2)實驗①中，乙的培養(yǎng)瓶內(nèi)O2濃度上升，其原因是_________________________________ ______________________________________________________________________________， 在培養(yǎng)后期，O2濃度上升的速率___________________________________________________ (填“逐漸加快”“逐漸減慢”或“不變”)。 (3)若實驗②中，甲培養(yǎng)2h后瓶內(nèi)O2濃度降為零，但2～3h內(nèi)活細胞數(shù)目未出現(xiàn)明顯減少，請從細胞代謝的角度解釋原因：__________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)甲為異養(yǎng)型生物，乙為自養(yǎng)型生物　(2)乙的光合速率大于呼吸速率，釋放O2，導致O2濃度上升　逐漸減慢　(3)當O2濃度降為0后，甲細胞進行無氧呼吸以維持生命活動，故活細胞數(shù)目未明顯減少 解析　(1)實驗①中甲全部死亡，而乙正常生存，實驗②中甲、乙均正常生存，說明甲在光下不能制造氧氣或不能合成有機物，屬于異養(yǎng)型生物。乙能生存，說明能在光下制造有機物，釋放氧氣，從同化類型看，屬于自養(yǎng)型生物。(2)實驗①中的培養(yǎng)瓶內(nèi)O2濃度上升是由于乙的光合速率大于呼吸速率，釋放O2，使O2濃度上升。培養(yǎng)后期，由于CO2濃度降低，光合作用逐漸減弱，釋放O2的速率逐漸減慢。(3)若實驗②中，甲培養(yǎng)2 h后瓶內(nèi)O2濃度降為零，甲細胞進行無氧呼吸以維持生命活動，故活細胞數(shù)目未明顯減少。