高考生物一輪復(fù)習(xí)教案-第3章微專題1光合作用與呼吸作用的關(guān)系

第3章細(xì)胞代謝微專題1光合作用與呼吸作用的關(guān)系題型1光合作用與呼吸作用的聯(lián)系1.辨析光合作用與呼吸作用類型光合作用呼吸作用發(fā)生范圍含葉綠體的植物細(xì)胞、含光合色素的藍(lán)細(xì)菌等所有活細(xì)胞發(fā)生條件在光下進(jìn)行時(shí)時(shí)刻刻都進(jìn)行實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物、釋放能量圖解聯(lián)系能量聯(lián)系2.光合作用與有氧呼吸過程中[H]和ATP的來源與去路項(xiàng)目來源去路[H]光合作用光反應(yīng)中水的光解還原C3有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生用于第三階段與O2結(jié)合生成水ATP光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生主要用于暗反應(yīng)有氧呼吸第一、二、三階段均能產(chǎn)生，第三階段產(chǎn)生的最多作為能量“通貨”，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)1.[2023天津]如圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程示意圖，關(guān)于此圖說法錯(cuò)誤的是（B）A.HCO3B.HCO3C.光反應(yīng)生成的H＋促進(jìn)了HCO3D.光反應(yīng)生成的物質(zhì)X保障了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)解析據(jù)圖分析可知，HCO3－進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需要消耗線粒體產(chǎn)生的ATP，方式為主動(dòng)運(yùn)輸，A正確。HCO3－進(jìn)入葉綠體基質(zhì)需要消耗線粒體產(chǎn)生的ATP，方式為主動(dòng)運(yùn)輸，通道蛋白介導(dǎo)的運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散，B錯(cuò)誤。據(jù)圖可知，光反應(yīng)階段水光解產(chǎn)生的H＋促進(jìn)了HCO3－進(jìn)入類囊體，C正確。據(jù)圖可知，光反應(yīng)階段生成的物質(zhì)X為O2，O2濃度增大會(huì)使有氧呼吸增強(qiáng)，產(chǎn)生的ATP增多，有利于HCO3－進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，HCO32.[全國(guó)Ⅱ高考，9分]如圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：（1）圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是O2、NADP＋、ADP＋Pi、C5，[H]代表的物質(zhì)主要是NADH（或還原型輔酶Ⅰ）。（2）B代表一種反應(yīng)過程，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過程，還發(fā)生在C和D（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)這種情況的原因是在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸。解析（1）由分析可知，圖中①表示光合作用光反應(yīng)階段水光解的產(chǎn)物O2；②是生成還原型輔酶Ⅱ（NADPH）的反應(yīng)物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反應(yīng)階段參與固定CO2的物質(zhì)C5；圖中[H]代表的物質(zhì)是呼吸作用過程中的還原型輔酶Ⅰ（NADH）。（2）細(xì)胞中生成ATP的場(chǎng)所除葉綠體外還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（C）和線粒體（D）。（3）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精的原因是植物細(xì)胞缺氧，導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。命題變式[設(shè)問拓展型]（1）能吸收光能的物質(zhì)分布在葉綠體的類囊體薄膜上。（2）假如白天突然中斷CO2供應(yīng)，則在短時(shí)間內(nèi)④含量的變化是增多；假如該植物從光照條件下移到黑暗處，短時(shí)間內(nèi)④含量的變化是減少。解析（1）光合作用過程中，能夠吸收光能的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。（2）若突然中斷CO2供應(yīng)，則CO2的固定受阻，C5的消耗減少，短時(shí)間內(nèi)其合成速率不變，最終導(dǎo)致C5的含量增加。若將該植物從光照條件下移到黑暗處，光反應(yīng)停止，C3的還原受阻，C5的合成減少，短時(shí)間內(nèi)其消耗速率不變，最終導(dǎo)致C5的含量減少。題型2光合作用與呼吸作用曲線分析1.開放和密閉環(huán)境中CO2濃度晝夜變化狀況分析 甲圖：自然環(huán)境中一晝夜植物凈光合速率的變化曲線乙圖：密閉環(huán)境中一晝夜CO2濃度變化曲線（1）甲、乙圖曲線各段變化的原因甲圖區(qū)段甲圖曲線變化原因乙圖區(qū)段乙圖曲線變化原因a～b黑暗時(shí)僅進(jìn)行細(xì)胞呼吸A～B細(xì)胞呼吸不斷產(chǎn)生CO2，容器內(nèi)CO2濃度上升b～c出現(xiàn)光照且逐漸增強(qiáng)，此時(shí)光合速率小于呼吸速率B～C大約B點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用，但光合速率小于呼吸速率，CO2釋放速率減小，容器內(nèi)CO2濃度增加緩慢c～d光照增強(qiáng)且光合速率大于呼吸速率C～D光合速率大于呼吸速率，植物吸收CO2，容器內(nèi)CO2濃度降低d～e中午光照強(qiáng)，氣孔部分關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率下降D～E中午光照強(qiáng)，氣孔部分關(guān)閉，光合速率下降，光合速率仍大于呼吸速率，容器內(nèi)CO2濃度減少速度變緩慢e～f氣孔張開，CO2吸收速率增加E～F氣孔張開，凈光合速率增大，容器內(nèi)CO2濃度減少較快f～g光照逐漸減弱，且光合速率大于呼吸速率F～G光照減弱，凈光合速率減小，容器內(nèi)CO2濃度減少速度變緩慢g～h光照較弱，光合速率小于呼吸速率G～H光合速率小于呼吸速率，凈光合速率小于零，容器內(nèi)CO2濃度增加h～i黑暗時(shí)僅進(jìn)行細(xì)胞呼吸H～I(xiàn)細(xì)胞呼吸不斷產(chǎn)生CO2，CO2積累，容器內(nèi)CO2濃度增加（2）甲、乙圖曲線中要點(diǎn)對(duì)比項(xiàng)目甲圖曲線乙圖曲線光合速率與呼吸速率相等凈光合速率等于0，c點(diǎn)和g點(diǎn)曲線的最高點(diǎn)（C）和最低點(diǎn)（G）積累有機(jī)物的時(shí)間（光合速率大于呼吸速率）凈光合速率大于0，c～g容器內(nèi)CO2濃度減少時(shí)（C～G）有機(jī)物積累最多的點(diǎn)g點(diǎn)G點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用的時(shí)間b點(diǎn)C點(diǎn)之前（大約B點(diǎn)）一晝夜后能否積累有機(jī)物計(jì)算：Ⅱ－（Ⅰ＋Ⅲ）是否大于0比較I點(diǎn)時(shí)CO2濃度是否比A點(diǎn)時(shí)低2.細(xì)胞呼吸和光合作用曲線中關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng)分析3.[2024北京模擬]科研人員測(cè)定了不同CO2濃度對(duì)南方紅豆杉凈光合速率和氣孔導(dǎo)度（氣孔開放程度）的影響，結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是（D）A.單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)的CO2吸收量可表示凈光合速率B.低濃度CO2時(shí)，氣孔導(dǎo)度較大，有利于葉片吸收CO2C.CO2濃度相對(duì)值達(dá)到1300×10－6時(shí)，限制光合速率的因素可能是光照強(qiáng)度D.進(jìn)一步提高CO2濃度，凈光合速率會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)解析4.[2021海南改編，10分]植物工廠是全人工光照等環(huán)境條件智能化控制的高效生產(chǎn)體系。生菜是植物工廠常年培植的速生蔬菜。回答下列問題。（1）植物工廠用營(yíng)養(yǎng)液培植生菜過程中，需定時(shí)向營(yíng)養(yǎng)液通入空氣，目的是促進(jìn)生菜根部細(xì)胞的有氧呼吸；除通氣外，還需更換營(yíng)養(yǎng)液，其主要原因是營(yíng)養(yǎng)液中的無機(jī)鹽在培植生菜過程中會(huì)被大量吸收，更換營(yíng)養(yǎng)液可為生菜提供大量的無機(jī)鹽，以保證生菜的正常生長(zhǎng)。（2）植物工廠選用紅藍(lán)光組合LED燈培植生菜，選用紅藍(lán)光的依據(jù)是葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，選用紅藍(lán)光可以提高植物的光合速率，從而提高生菜的產(chǎn)量。生菜成熟葉片在不同光照強(qiáng)度下光合速率的變化曲線如圖1，培植區(qū)的光照強(qiáng)度應(yīng)設(shè)置在B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度；為提高生菜產(chǎn)量，可在培植區(qū)適當(dāng)提高CO2濃度，該條件下B點(diǎn)的移動(dòng)方向是向右上方移動(dòng)。 圖1 圖2（3）將培植區(qū)的光照/黑暗時(shí)間設(shè)置為14h/10h，研究溫度對(duì)生菜成熟葉片光合速率和呼吸速率的影響，結(jié)果如圖2，光合作用最適溫度比呼吸作用最適溫度低；若將培植區(qū)的溫度從T5調(diào)至T6，培植24h后，與調(diào)溫前相比，生菜植株的有機(jī)物積累量減少。解析（1）用營(yíng)養(yǎng)液培植生菜過程中，要定時(shí)向營(yíng)養(yǎng)液通入空氣，這樣可以促進(jìn)生菜根部細(xì)胞的有氧呼吸，保證生菜正常生長(zhǎng)。（2）葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，選用紅藍(lán)光組合LED燈培植生菜可以提高植物的光合速率，從而提高生菜的產(chǎn)量。據(jù)題圖1可知，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)，因此培植區(qū)的光照強(qiáng)度應(yīng)設(shè)置在B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度。CO2是光合作用的原料，增大CO2濃度，可使光合速率加快，達(dá)到光飽和點(diǎn)所需的光照強(qiáng)度增大，因此，在培植區(qū)適當(dāng)提高CO2濃度，B點(diǎn)將向右上方移動(dòng)。（3）據(jù)題圖2可知，光合速率的最適溫度為T5，而在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)呼吸速率的最適溫度還未出現(xiàn)，則光合作用最適溫度比呼吸作用最適溫度低。若將培植區(qū)的溫度從T5調(diào)至T6，則光合速率減小、呼吸速率增大，培植24h后，與調(diào)溫前相比，生菜植株的有機(jī)物積累量減少。題型3植物“三率”的辨析與測(cè)定方法1.植物“三率”的辨析2.植物“三率”的測(cè)定方法（1）液滴移動(dòng)法——測(cè)光合作用O2產(chǎn)生的體積甲乙（2）黑白瓶法——測(cè)透光、不透光兩瓶中氧氣的剩余量“黑瓶”不透光，測(cè)定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測(cè)定的是凈光合作用量。“黑白瓶”試題是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總（真）光合作用強(qiáng)度的試題。一般規(guī)律為黑瓶中氧氣的減少量（或二氧化碳的增加量）為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量（或二氧化碳的減少量）為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。（3）半葉法——測(cè)定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量半葉法又叫半葉稱重法。在測(cè)定時(shí)，葉片一半遮光，一半曝光，分別測(cè)定兩半葉的干物質(zhì)質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算葉片的呼吸速率、凈光合速率和總（真）光合速率，即曝光側(cè)葉重－遮光側(cè)葉重＝總光合量，進(jìn)一步可算出總光合速率。此方法和“黑白瓶法”的原理基本相同，需要注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需將葉片大葉脈切斷，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。（4）葉圓片稱重法——測(cè)定有機(jī)物的變化量本方法通過測(cè)定單位時(shí)間、單位葉面積葉片中淀粉的生成量測(cè)定光合速率。以有機(jī)物的變化量測(cè)定光合速率（S為葉圓片面積）的過程如圖所示。凈光合速率＝（z－y）/2S；呼吸速率＝（x－y）/2S；總（真）光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝（x＋z－2y）/2S。5.[2021北京]將某種植物置于高溫環(huán)境（HT）下生長(zhǎng)一定時(shí)間后，測(cè)定HT植株和生長(zhǎng)在正常溫度（CT）下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是（B）A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃時(shí)兩組植株的真正（總）光合速率相等C.50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能D.HT植株表現(xiàn)出對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)性解析由題圖可知，兩組植株的CO2吸收速率最大值非常接近，A項(xiàng)不符合題意；總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，CO2吸收速率代表凈光合速率，由題圖可知，35℃時(shí)兩組植株的凈光合速率相等，而兩組植株的呼吸速率未知，故不能判斷兩組植株的總光合速率是否相等，B項(xiàng)符合題意；50℃時(shí)HT植株的凈光合速率大于0，而CT植株的凈光合速率小于0，即50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能，C項(xiàng)不符合題意；由題圖可知，當(dāng)葉片溫度超過35℃時(shí)，HT植株的凈光合速率大于CT植株的，HT植株表現(xiàn)出對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)性，D項(xiàng)不符合題意。命題變式[設(shè)問拓展型]已知上圖中兩曲線的交點(diǎn)為A，表示CT植株的曲線與橫軸的交點(diǎn)為B，則據(jù)圖判斷下列說法正確的是（B）A.A點(diǎn)時(shí)兩組植株產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所僅有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體B.CT植株最大凈光合速率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度低于HT植株的C.隨著溫度上升，B點(diǎn)之后CT植株不再進(jìn)行光合作用D.與CT植株相比，HT植株中呼吸作用相關(guān)酶和光合作用相關(guān)酶的最適溫度均上升解析由題圖可知A點(diǎn)時(shí)兩組植株都進(jìn)行光合作用和呼吸作用，故產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體類囊體薄膜，A錯(cuò)誤；B點(diǎn)時(shí)，CT植株的光合速率＝呼吸速率，隨著溫度上升，B點(diǎn)之后CT植株可能還可以進(jìn)行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率，C錯(cuò)誤；與生長(zhǎng)在正常溫度（CT）下的植株相比，HT植株凈光合速率的最適溫度上升，因?yàn)闊o法知道呼吸速率的變化情況，故HT植株的呼吸作用相關(guān)酶和光合作用相關(guān)酶的最適溫度變化情況無法判斷，D錯(cuò)誤。6.將一株綠色植物置于密閉錐形瓶中，如圖1所示。在連續(xù)60min監(jiān)測(cè)的過程中，開始的一段時(shí)間以固定的光照強(qiáng)度持續(xù)照射植物，其余時(shí)間則處于完全黑暗中，其他外界條件相同且適宜，測(cè)得瓶?jī)?nèi)CO2濃度變化情況如圖2所示。據(jù)此分析可知（D）圖1圖2A.最初20min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)CO2濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強(qiáng)B.第20～30min，瓶?jī)?nèi)植物光合作用逐漸減弱，呼吸作用逐漸增強(qiáng)C.第40～60min，瓶?jī)?nèi)植物的光合作用速率與呼吸作用速率相等D.瓶?jī)?nèi)植物在照光時(shí)段內(nèi)實(shí)際光合作用速率平均為90ppmCO2/min解析最初20min內(nèi)，以固定的光照強(qiáng)度持續(xù)照射植物，植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)CO2濃度逐漸下降，曲線的斜率代表CO2的減少速率，斜率逐漸減小說明光合作用強(qiáng)度逐漸減弱，A錯(cuò)誤；根據(jù)瓶?jī)?nèi)CO2濃度的變化情況可知，在20min之前一直光照，20min之后光照停止，第20～30min，瓶?jī)?nèi)CO2濃度上升，這是呼吸作用的結(jié)果，B錯(cuò)誤；由分析可知，第40～60min，瓶?jī)?nèi)無光照，植物只進(jìn)行呼吸作用，導(dǎo)致CO2濃度升高，C錯(cuò)誤；瓶?jī)?nèi)在20min之前一直有光照，在照光時(shí)段內(nèi)凈光合作用速率平均為（1750－150）÷20＝80（ppmCO2/min），呼吸速率平均為（550－150）÷40＝10（ppmCO2/min），所以實(shí)際光合作用速率平均為90ppmCO2/min，D正確。7.某生物科研小組從池塘某一深度取水樣（含植物），平均分裝到六對(duì)黑白瓶中。立即測(cè)定初始溶解氧量為10mg/L。將密封后的五對(duì)黑白瓶分別置于五種不同的光照強(qiáng)度條件下（溫度相同），一對(duì)放回原水層，24小時(shí)后，測(cè)定瓶中溶解氧量，根據(jù)下表的記錄數(shù)據(jù)，下列說法正確的是（A）光照強(qiáng)度（klx）abcde原水層白瓶溶解氧量（mg/L）31019303019黑瓶溶解氧量（mg/L）333332A.光照強(qiáng)度為a時(shí)，最終白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，說明a為0B.光照強(qiáng)度為b時(shí)，植物不能進(jìn)行光合作用C.原水層與光照強(qiáng)度為c的白瓶溶解氧量相同，可以推測(cè)原水層的光照強(qiáng)度為cD.當(dāng)光照強(qiáng)度為d、e時(shí)，白瓶中的植物產(chǎn)生的氧氣量都是30mg/L解析黑瓶中沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，但細(xì)胞呼吸消耗氧氣。光照強(qiáng)度為a時(shí)，黑、白瓶中溶解氧量相同，說明二者相同時(shí)間內(nèi)耗氧量一致，所以a為0，A正確。光照強(qiáng)度為b時(shí)，白瓶溶解氧量與初始溶解氧量（10mg/L）相等，說明凈光合作用氧氣釋放量為0，即總光合作用產(chǎn)氧量與呼吸作用耗氧量相同，B錯(cuò)誤。原水層與光照強(qiáng)度為c的白瓶溶解氧量雖相同（凈光合作用氧氣釋放量相同），但呼吸作用耗氧量不同[原水層白瓶呼吸作用耗氧量＝10－2＝8（mg/L），光照強(qiáng)度為c時(shí)的白瓶呼吸作用耗氧量＝10－3＝7（mg/L）]，所以兩者的光合作用強(qiáng)度不同，光照強(qiáng)度也不同，C錯(cuò)誤。當(dāng)光照強(qiáng)度為d、e時(shí)，白瓶中的植物產(chǎn)生的氧氣量（總光合作用產(chǎn)氧量）＝凈光合作用氧氣釋放量＋呼吸作用耗氧量＝（30－10）＋（10－3）＝27（mg/L），D錯(cuò)誤。8.某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片的總光合作用速率，做如圖所示實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部做環(huán)剝處理（僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出），于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其質(zhì)量，測(cè)得葉圓片的總光合作用速率＝（7y－6z－x）/6（不考慮取葉圓片引起的機(jī)械損傷和溫度微小變化對(duì)葉生理活動(dòng)的影響）。則M處的實(shí)驗(yàn)條件是（C）A.下午4時(shí)后在陽光下照射3小時(shí)再遮光3小時(shí) B.下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)C.下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光1小時(shí) D.下午4時(shí)后在陽光下照射3小時(shí)解析上午10時(shí)葉圓片干重為xg，下午4時(shí)葉圓片干重為yg，這段時(shí)間內(nèi)葉圓片既進(jìn)行了光合作用，又進(jìn)行了呼吸作用，因此（y－x）g可表示這段時(shí)間內(nèi)的凈光合作用積累的有機(jī)物總量。若M處的實(shí)驗(yàn)條件是下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光1小時(shí)，然后測(cè)定葉圓片質(zhì)量為z克，則（y－z）/1可表示呼吸速率，而葉圓片的總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝（y－x）/6＋（y－z）/1＝（7y－6z－x）/6；若M處的實(shí)驗(yàn)條件是下午4時(shí)后整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)，則同理可算出總光合速率為（3y－x－2z）/6，與題干不符。綜上所述，C正確。9.[10分]半葉法是總光合速率測(cè)定的常用方法，其一般實(shí)驗(yàn)步驟：①用刀片將葉柄處的外皮進(jìn)行環(huán)割處理，切斷韌皮部的物質(zhì)（如有機(jī)物）運(yùn)輸，但不切斷木質(zhì)部的導(dǎo)管；②選擇對(duì)稱性較好的葉片，沿中央葉脈一半遮光，另一半不進(jìn)行任何處理；③經(jīng)一段時(shí)間（T）適宜的光照后，剪下葉片并將兩半對(duì)應(yīng)部位疊在一起，用大小適當(dāng)?shù)拇蚩灼髟谌~片的中部打下相同葉面積（A）的葉片，經(jīng)烘干后分別稱重，遮光部分葉片干重記為W1，曝光部分葉片干重記為W2；④計(jì)算總光合速率。（1）光照處理之前將葉柄處的外皮進(jìn)行環(huán)割處理，其目的是阻止韌皮部將光合作用的產(chǎn)物運(yùn)出葉片而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（2）根據(jù)半葉法的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)記錄整理出用有機(jī)物表示總光合速率的計(jì)算公式：?jiǎn)挝蝗~面積的總光合速率＝（W2－W1）/（A×T）（用題中的字母表示）。（3）重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將步驟③改為將葉片剪下經(jīng)酒精脫色處理后滴加碘液染色，比較遮光部分與曝光部分是否變藍(lán)。該實(shí)驗(yàn)不能（填“能”或“不能”）說明葉片在光下生成了淀粉，理由是葉片事先沒有經(jīng)過暗處理，無法排除葉片中原有淀粉的影響。解析（1）植物的木質(zhì)部中導(dǎo)管主要運(yùn)輸水和無機(jī)鹽，而韌皮部中篩管主要運(yùn)輸糖類等有機(jī)物，將葉柄處的外皮進(jìn)行環(huán)割處理的結(jié)果是切斷了糖類（光合作用產(chǎn)物）等有機(jī)物的運(yùn)輸，沒有切斷水和無機(jī)鹽的運(yùn)輸。因此，環(huán)割可以防止光合作用產(chǎn)物的輸出對(duì)葉片干重變化的影響。（2）本小題需注意要求的是“單位葉面積的總光合速率”，此處需要分別得出總光合作用量（用有機(jī)物產(chǎn)生量表示）、葉面積和時(shí)間，總光合作用量＝W2－W1，因此，單位葉面積的總光合速率＝總光合作用量/（葉面積×?xí)r間）＝（W2－W1）/（A×T）。（3）證明光合作用產(chǎn)生淀粉時(shí)需要先對(duì)植物進(jìn)行暗處理（饑餓處理），再進(jìn)行遮光和曝光處理，本題的葉片事先沒有經(jīng)過暗處理，無法排除葉片中原有淀粉的影響。一、選擇題1.[結(jié)合人體健康/2024福州一測(cè)]動(dòng)物細(xì)胞中的脫氫酶可將NADPH轉(zhuǎn)化為NADH。骨關(guān)節(jié)炎是一種常見的退行性疾病，患者軟骨細(xì)胞表現(xiàn)出能量和NADPH耗竭。2022年中國(guó)科學(xué)家的研究成果登上了《自然》雜志，他們成功從菠菜中提取類囊體，用膜包裹后將其遞送到小鼠退變的軟骨細(xì)胞內(nèi)，改善了軟骨細(xì)胞的代謝。下列說法錯(cuò)誤的是（C）A.將類囊體轉(zhuǎn)入軟骨細(xì)胞利用了膜流動(dòng)性的特點(diǎn)B.用紅光照射改造過的軟骨細(xì)胞，可產(chǎn)生NADPHC.光照下，被改造的軟骨細(xì)胞可利用CO2制造有機(jī)物D.轉(zhuǎn)入的類囊體可以提高軟骨細(xì)胞有氧呼吸的速率解析由題干“他們成功從菠菜中提取類囊體，用膜包裹后將其遞送到小鼠退變的軟骨細(xì)胞內(nèi)，改善了軟骨細(xì)胞的代謝”可知，將類囊體轉(zhuǎn)入軟骨細(xì)胞利用了膜流動(dòng)性的特點(diǎn)，A正確。類囊體中含有光合色素，其中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，故用紅光照射改造過的軟骨細(xì)胞，可產(chǎn)生NADPH，B正確。對(duì)于真核生物來說，光合作用暗反應(yīng)階段的場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)，由于被改造的軟骨細(xì)胞中無葉綠體基質(zhì)以及與光合作用暗反應(yīng)階段相關(guān)的酶，故光照下，被改造的軟骨細(xì)胞不能利用CO2制造有機(jī)物，C錯(cuò)誤。在轉(zhuǎn)入的類囊體上可以發(fā)生光合作用的光反應(yīng)過程，產(chǎn)生NADPH，由于動(dòng)物細(xì)胞中的脫氫酶可將NADPH轉(zhuǎn)化為NADH，故轉(zhuǎn)入的類囊體可以提高軟骨細(xì)胞中NADH的含量，進(jìn)而提高軟骨細(xì)胞有氧呼吸的速率，D正確。2.如圖表示芍藥葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過程中CO2和[H]的變化，相關(guān)敘述正確的是（A）A.過程①發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，過程④發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上B.過程⑦發(fā)生在線粒體中C.過程⑤⑥均需要NADPH和ATP的參與D.過程①③產(chǎn)生的[H]是相同的物質(zhì)，過程⑧在線粒體中進(jìn)行解析過程①表示光合作用的光反應(yīng)階段，發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，過程④表示有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上，A正確；過程⑦表示細(xì)胞呼吸的第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，B錯(cuò)誤；過程⑤是CO2的固定，不需要NADPH和ATP的參與，C錯(cuò)誤；過程①③產(chǎn)生的[H]是不同的物質(zhì)，過程⑧是有氧呼吸的第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，D錯(cuò)誤。3.[2023北京]在兩種光照強(qiáng)度下，不同溫度對(duì)某植物CO2吸收速率的影響如圖。對(duì)此圖理解錯(cuò)誤的是（C）A.在低光強(qiáng)下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光強(qiáng)下，M點(diǎn)左側(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強(qiáng)相關(guān)C.在圖中兩個(gè)CP點(diǎn)處，植物均不能進(jìn)行光合作用D.圖中M點(diǎn)處光合速率與呼吸速率的差值最大解析在低光強(qiáng)下，一定溫度范圍內(nèi)，隨葉溫升高，植物細(xì)胞中與呼吸作用相關(guān)酶的活性升高，細(xì)胞呼吸作用增強(qiáng)，CO2吸收速率下降，A正確。在高光強(qiáng)下，當(dāng)葉溫低于M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的葉溫時(shí)，隨葉溫升高，光合酶活性增強(qiáng)，導(dǎo)致光合速率增大，CO2吸收速率升高，B正確。圖中兩個(gè)CP點(diǎn)處，CO2吸收速率均為0，即凈光合速率為0，由于兩個(gè)CP點(diǎn)處植物細(xì)胞呼吸速率不為0，所以兩個(gè)CP點(diǎn)處光合速率不為0，植物能夠進(jìn)行光合作用，C錯(cuò)誤。據(jù)題圖可知，M點(diǎn)處CO2吸收速率最大，該植物的凈光合速率最大，即光合速率與呼吸速率的差值最大，D正確。4.[2023西安蓮湖區(qū)一調(diào)]下列為有關(guān)環(huán)境因素對(duì)植物光合作用影響的關(guān)系圖，描述錯(cuò)誤的是（C）A.圖1中，若光照強(qiáng)度未達(dá)到最適條件，則適當(dāng)增強(qiáng)光照，可使a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移B.圖2中，若CO2濃度未達(dá)到最適條件，則適當(dāng)增大CO2濃度，可使a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移C.圖3中，條件由b點(diǎn)突然改為a點(diǎn)，葉綠體中C3含量短時(shí)間內(nèi)減少D.圖4中，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，光合作用積累有機(jī)物的速率減小解析圖1中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)CO2補(bǔ)償點(diǎn)，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)CO2飽和點(diǎn)，若光照強(qiáng)度未達(dá)到最適條件，則適當(dāng)增強(qiáng)光照時(shí)，光合作用強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，所以a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移，A正確；圖2中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)光補(bǔ)償點(diǎn)，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)光飽和點(diǎn)，若CO2濃度未達(dá)到最適條件，則適當(dāng)增大CO2濃度時(shí)，光合作用強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，則a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移，B正確；圖3中a點(diǎn)CO2濃度比b點(diǎn)高，且兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度一致，條件由b點(diǎn)突然改為a點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)C3生成增多，C3消耗不變，故葉綠體中C3含量短時(shí)間內(nèi)增多，C錯(cuò)誤；圖4中當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，凈光合速率逐漸減小，光合作用積累有機(jī)物的速率減小，D正確。5.[2024昆明聯(lián)考]某生物科研小組從池塘的某一深度取得一桶水樣，等量分裝于六對(duì)黑白瓶中并密封，立即測(cè)得瓶中初始溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為用黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，溫度保持不變，8h后，測(cè)定六對(duì)黑白瓶中溶解氧的含量，請(qǐng)根據(jù)如表所示的記錄數(shù)據(jù)分析判斷，下列說法錯(cuò)誤的是（A）組別abcdef光照強(qiáng)度（klx）0（黑暗）246810白瓶溶氧量（mg/L）51020293535黑瓶溶氧量（mg/L）555555A由表中數(shù)據(jù)可知，光照強(qiáng)度越大，光合作用越強(qiáng)B.黑瓶中的生物存在有氧呼吸，不存在光合作用C.d組白瓶中植物產(chǎn)生氧氣的速率為3mg/（L·h）D.若向f組白瓶中補(bǔ)充CO2，則白瓶溶氧量可能會(huì)增加解析由表中數(shù)據(jù)可知，白瓶溶氧量的增加量是凈光合作用量，黑瓶溶氧量的減少量是呼吸作用量，光照強(qiáng)度達(dá)到8klx后光合作用強(qiáng)度不再增加，A錯(cuò)誤；黑瓶無光照，不進(jìn)行光合作用，其中的生物可進(jìn)行有氧呼吸，B正確；d組8h累積產(chǎn)生的氧氣量為凈光合作用量（29－10）＋呼吸作用量（10－5）＝24（mg/L），平均每小時(shí)產(chǎn)氧量為3mg/L，C正確；f組與e組相比，光照強(qiáng)度增加，光合作用強(qiáng)度不再增加，限制因素可能是CO2濃度，故若向f組白瓶中補(bǔ)充CO2，則白瓶的溶氧量可能會(huì)增加，D正確。6.[2023河南聯(lián)考]為測(cè)定棉花葉片的光合速率，某同學(xué)按以下步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作：①晴天從在田間選定的棉花植株上選擇葉片若干；②在所選的棉花葉片基部用刀片將葉柄的外皮環(huán)割約0.5cm寬；③分別剪下葉片的一半（中脈不剪下），并將葉片夾于濕潤(rùn)的紗布中，置于黑暗處，4h后再依次剪下另一半葉片，同樣夾于濕潤(rùn)紗布中；④同時(shí)稱重各葉片并比較，得出表格所示結(jié)果。下列敘述正確的是（C）編號(hào)第一次所剪葉片干重/g第二次所剪葉片干重/g10.50.82A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該將植株置于黑暗處一段時(shí)間以除去葉片中原有的有機(jī)物B.第①步中葉片在植株上的部位等為無關(guān)變量，光照時(shí)間為自變量C.第②步處理的目的為切斷葉片中有機(jī)物向莖稈等處的運(yùn)輸D.通過上表結(jié)果可以計(jì)算出葉片的真正光合速率和呼吸速率解析實(shí)驗(yàn)前無需黑暗處理，本實(shí)驗(yàn)是通過兩次所剪葉片干重變化量來測(cè)定光合速率，A錯(cuò)誤；光照時(shí)間也為無關(guān)變量，B錯(cuò)誤；第②步處理的目的為切斷葉片中有機(jī)物向莖稈等處的運(yùn)輸，保證葉片干重的變化來自光合作用和呼吸作用，C正確；第一次所剪葉片干重為置于黑暗處4h后的質(zhì)量，第二次所剪葉片干重為凈光合作用積累有機(jī)物后的質(zhì)量，通過題表中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出葉片的真正光合速率，但葉片初始干重沒有給出，無法計(jì)算出呼吸速率，D錯(cuò)誤。7.[2024新鄉(xiāng)模擬]利用圖甲裝置，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，分別進(jìn)行光合速率測(cè)定。圖乙是利用圖甲裝置測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是（D）A.從圖乙可看出，相比E植物，F(xiàn)植物更適合在較強(qiáng)光照下生長(zhǎng)B.光照強(qiáng)度為1klx時(shí)，利用圖甲裝置對(duì)植物E葉圓片的光合速率進(jìn)行測(cè)定時(shí)，液滴不移動(dòng)C.光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率相等D.光照強(qiáng)度為6klx時(shí)，裝置中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時(shí)間短解析根據(jù)圖乙可知，F(xiàn)植物葉圓片的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都比E植物低，F(xiàn)植物更適合在較弱光照下生長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為1klx時(shí)，E植物葉圓片的呼吸速率大于光合速率，E植物葉圓片會(huì)吸收裝置中的氧氣，使液滴左移，B錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，E、F兩種植物葉圓片的凈光合速率相等，但E植物葉圓片的呼吸速率大于F植物葉圓片，故光照強(qiáng)度為3klx時(shí)，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率不相等，C錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為6klx時(shí)，E植物葉圓片釋放氧氣的速率大于F植物，故裝置中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時(shí)間短，D正確。二、非選擇題8.[2024河南TOP二十名校聯(lián)考，6分]圖1表示西瓜幼苗葉肉細(xì)胞中光合作用和有氧呼吸的部分過程，其中C3和C5在不同代謝過程中可以表示不同的化合物；圖2為該植物光合作用速率、呼吸作用速率隨溫度變化的曲線圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖1中數(shù)字所表示的過程中，能產(chǎn)生ATP的過程是①③（填數(shù)字），能消耗ATP的過程是②（填數(shù)字）。通過③過程產(chǎn)生的CO2中，O的來源是葡萄糖和水。（2）圖2中的實(shí)線表示的是凈光合速率（填“實(shí)際光合速率”或“凈光合速率”）。CD段實(shí)際光合速率增大（填“不變”“降低”或“增大”）。C、D兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度下，植物的生長(zhǎng)速率關(guān)系是相等。解析（1）圖1中①表示細(xì)胞呼吸第一階段，葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生ATP，②表示暗反應(yīng)中C3的還原，消耗ATP，③