2025屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測試板塊二植物生理學(xué)專題四細胞呼吸與光合作用

板塊二植物生理學(xué)專題四細胞呼吸與光合作用答案：①CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2②葉綠體類囊體薄膜③H2Oeq\o(→,\s\up7(光))H＋＋O2④ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP、NADP＋＋H＋＋2e－→NADPH⑤將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中的化學(xué)能⑥CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3⑦有機物中的化學(xué)能⑧光、CO2、溫度⑨C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量⑩2C3H4O3＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋20[H]＋能量(少量)?24[H]＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))12H2O＋能量(大量)?C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量?C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量?溫度、O2、H2O考點1細胞呼吸、光合作用過程及其關(guān)系1．光合作用與細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程(1)物質(zhì)轉(zhuǎn)換(2)能量轉(zhuǎn)換2．不同條件下光合作用與細胞呼吸的關(guān)系(1)真正光合速率與呼吸速率的關(guān)系(圖示)(2)關(guān)系圖解答案：eq\o(□,\s\up1(1))CO2eq\o(□,\s\up1(2))CO2eq\o(□,\s\up1(3))有氧呼吸eq\o(□,\s\up1(4))H2Oeq\o(□,\s\up1(5))暗反應(yīng)eq\o(□,\s\up1(6))光合作用eq\o(□,\s\up1(7))凈光合速率eq\o(□,\s\up1(8))CO2吸收量【真題研讀】1．(2023·廣東選擇考)在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應(yīng)物的是(A)A．還原型輔酶ⅠB．丙酮酸C．氧化型輔酶ⅠD．二氧化碳解析：有氧呼吸第一個階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)，此過程中1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]；有氧呼吸第二個階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)，該過程中丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]；有氧呼吸第三個階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜，該過程中[H](還原型輔酶Ⅰ)與氧氣反應(yīng)生成水，同時釋放大量的能量，A符合題意。2．(2024·廣東選擇考)2019年，我國科考隊在太平洋馬里亞納海溝采集到一種藍細菌，其細胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可進行光合作用與呼吸作用。在該結(jié)構(gòu)中，下列物質(zhì)存在的可能性最小的是(D)A．ATPB．NADP＋C．NADHD．DNA解析：由題干信息可知，采集到的藍細菌細胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可進行光合作用與呼吸作用，進行光合作用時，光反應(yīng)階段可以使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP，NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH，用于暗反應(yīng)，有氧呼吸的第一階段和第二階段都可以生成NADH，而DNA存在于藍細菌的擬核中，D符合題意。3．(2024·廣東選擇考)研究發(fā)現(xiàn)，敲除某種兼性厭氧酵母(WT)sqr基因后獲得的突變株△sqr中，線粒體出現(xiàn)碎片化現(xiàn)象，且數(shù)量減少。下列分析錯誤的是(D)A．碎片化的線粒體無法正常進行有氧呼吸B．線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱C．有氧條件下，WT比△sqr的生長速度快D．無氧條件下，WT比△sqr產(chǎn)生更多的ATP解析：有氧呼吸的主要場所是線粒體，碎片化的線粒體無法正常進行有氧呼吸，A正確；有氧呼吸第二、三階段發(fā)生在線粒體，線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱，B正確；與△sqr相比，WT正常線粒體數(shù)量更多，有氧條件下，WT能獲得更多的能量，生長速度比△sqr快，C正確；無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，與線粒體無關(guān)，所以無氧條件下WT產(chǎn)生ATP的量與△sqr相同，D錯誤。[命題延伸]——判斷與填空(1)植物細胞內(nèi)10%～25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應(yīng)，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。則與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少。()(2)酵母菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2。()(3)植物細胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用。()(4)弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用。()(5)以葡萄糖為底物的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜。()(6)無氧條件培養(yǎng)酵母菌時向酵母菌培養(yǎng)液中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成。()(7)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?，原因是__________________________________________________________________(答出1點即可)。(8)用差速離心法將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有氧氣釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，______(填“有”或“沒有”)氧氣釋放，原因是__________________________________。提示：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)自身呼吸作用要消耗一部分(8)有類囊體薄膜是H2O分解釋放O2的場所，葉綠體膜破裂不影響類囊體膜的功能【對點突破】1．光合作用與細胞呼吸相互依存、密不可分，各自又具有相對的獨立性。下圖是某植物光合作用和細胞呼吸過程示意圖，其中Ⅰ～Ⅶ代表物質(zhì)，①～⑤代表過程。下列敘述正確的是(D)A．圖中Ⅶ被相鄰細胞利用至少需要穿過5層生物膜B．圖中Ⅱ和Ⅴ、Ⅲ和Ⅵ分別是同一種物質(zhì)，Ⅰ和Ⅳ是不同物質(zhì)C．圖中①～⑤均伴隨著ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用D．光合作用的產(chǎn)物脂肪、糖類、蛋白質(zhì)的合成或分解都可通過細胞呼吸聯(lián)系起來2．(2024·廣州高三模擬)酵母菌在密閉容器內(nèi)以葡萄糖為底物的呼吸速率變化過程如下圖所示。下列敘述正確的是(A)A．0～6h內(nèi)，容器中O2剩余量不斷減少，有氧呼吸速率先加快后減慢B．6～8h內(nèi)，容器中O2的消耗量大于CO2的產(chǎn)生量C．8～10h內(nèi)，酵母菌細胞呼吸釋放的能量主要儲存在ATP中D．6～10h內(nèi)，用溴麝香草酚藍溶液可檢測到酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的酒精解析：由題圖可知，0～6h內(nèi)，酵母菌有氧呼吸速率先上升后下降，因有氧呼吸消耗O2，密閉容器內(nèi)O2剩余量不斷減少，A正確；6～8h內(nèi)，酵母菌進行有氧呼吸消耗的O2與產(chǎn)生的CO2相同，同時進行不消耗O2但產(chǎn)生酒精與CO2的無氧呼吸，因此在此期間，容器中的O2消耗量小于CO2產(chǎn)生量，B錯誤；8～10h內(nèi)，酵母菌只進行無氧呼吸，葡萄糖中的大部分能量轉(zhuǎn)移至酒精中，少部分釋放出來，其中大部分以熱能的形式散失，少部分轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能，C錯誤；溴麝香草酚藍溶液用于檢測CO2，不能用于檢測酒精，用酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精，D錯誤?？键c2細胞呼吸和光合作用的影響因素1．影響細胞呼吸的因素2．影響光合作用的因素3．兩條變化曲線的比較答案：eq\o(□,\s\up1(1))消耗eq\o(□,\s\up1(2))有氧呼吸eq\o(□,\s\up1(3))無氧呼吸eq\o(□,\s\up1(4))NADPH、ATPeq\o(□,\s\up1(5))溫度eq\o(□,\s\up1(6))CO2濃度【真題研讀】(2023·廣東選擇考)光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和下圖。(光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度)水稻材料葉綠素/(mg/g)類胡蘿卜素/(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和________________________，葉片主要吸收可見光中的________________光。(2)光照強度逐漸增加達到2000μmol·m－2·s－1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和____________________。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體________________________________________，是其高產(chǎn)的原因之一。(4)試分析在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學(xué)問題。_________________________________。解析：(1)水稻葉綠體中的光合色素有4種：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)。據(jù)表格信息可知，與野生型水稻相比，黃綠葉突變體(ygl)的葉綠素含量低，類胡蘿卜素/葉綠素的值較高，導(dǎo)致ygl葉色黃綠。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，因此ygl葉片主要吸收可見光中的紅光和藍紫光。(2)光飽和點是光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度。據(jù)圖a可知，ygl的光飽和點高于WT的。光補償點是光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。根據(jù)圖c可知，與WT相比，ygl的呼吸速率較高。據(jù)表格信息可知，與WT相比，ygl的葉綠素含量較低，當(dāng)光照強度較低時，葉綠素含量低會導(dǎo)致光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP較少，使光合速率降低。綜合上述分析可知，ygl具有較高的光補償點的原因可能是其葉綠素含量較低和細胞呼吸速率較高。(3)與WT相比，在高密度栽培條件下，更多的光可到達ygl下層葉片，導(dǎo)致ygl下層葉片的光合速率較高；與WT相比，ygl的葉綠素含量低，但ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體的光能利用率較高，有機物積累量多。(4)繪制曲線圖時要注意：ygl的呼吸速率約為0.9CO2μmol·m－2·s－1，WT的呼吸速率約為0.6CO2μmol·m－2·s－1，而且ygl的光補償點(約為30μmol·m－2·s－1)大于WT的光補償點(約為15μmol·m－2·s－1)，具體曲線圖見答案。由題可知，為保證水稻高產(chǎn)，可關(guān)注最適栽培密度或最適光照強度，因此可以繼續(xù)探究高密度栽培條件下，WT和ygl的最適光照強度或探究在較強光照條件下，WT和ygl的最適栽培密度。答案：(1)類胡蘿卜素/葉綠素的值較高紅光和藍紫(2)高于細胞呼吸速率較高(3)光能利用率較高(4)如圖所示探究高密度栽培條件下，WT和ygl的最適光照強度(或探究在較強光照條件下，WT和ygl的最適栽培密度)[命題延伸]——判斷與填空(1)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象的解釋是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。()(2)柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用。()(3)合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量。()(4)在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降。()(5)油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣。()(6)馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生。()(7)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是________________，選擇這兩種作物的理由是________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點/(μmol·m－2·s－1)12001180560623(8)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是___________________________________________________________________。(9)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(xué)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：從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是_____________________________。提示：(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×(7)A和C作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用(8)降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少(9)下層A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片的【對點突破】1．為研究低溫對作物光合特性的影響，科研人員以某作物為實驗材料，以大田平均溫度10℃為對照(CK)，設(shè)置3個低溫處理組T1(－2℃)、T2(－4℃)、T3(－6℃)，結(jié)果如下表所示?；卮鹣铝袉栴}：處理凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)氣孔導(dǎo)度/(μmol·m－2·s－1)蒸騰速率/(μmol·m－2·s－1)胞間CO2濃度/(μmol·mol－1)CK16.2512.63.7261.4T113.3376.12.6230.6T28.6272.81.8276.3T36.5183.61.6310.5(1)進行該實驗時，應(yīng)控制的無關(guān)變量有___________________________________________________________(至少寫出2點)相同且適宜。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，T2組的凈光合速率小于T1組的，與氣孔導(dǎo)度__________________________________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，理由是__________________________________________。(2)低溫條件下，細胞中自由水/結(jié)合水的值會____________。有研究表明，低溫處理也會影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，為了驗證該結(jié)論，可采用的方法為___________________________________________________________。(3)為了研究低溫處理對葉綠素a和葉綠素b含量的影響，可用______________法分離色素，其原理是____________________________________________。解析：(1)由題意可知，該實驗的自變量為不同的低溫條件，無關(guān)變量有光照強度、CO2濃度、礦質(zhì)元素、水分等。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，與T1組相比，T2組凈光合速率小、氣孔導(dǎo)度低，但胞間CO2濃度高，故此時氣孔導(dǎo)度不是制約其凈光合速率的因素。(2)結(jié)合水與植物體的抗逆性有關(guān)，故低溫處理時，細胞中的部分自由水會轉(zhuǎn)化成結(jié)合水，從而使細胞中自由水/結(jié)合水的值降低。驗證低溫處理會影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，可采用電子顯微鏡觀察法。(3)為了研究低溫處理對葉綠素a和葉綠素b含量的影響，可用層析法分離色素，其原理是不同色素在層析液中的溶解度不同。答案：(1)光照強度、CO2濃度、水分、礦質(zhì)元素等無關(guān)T2組的氣孔導(dǎo)度小于T1組的，但其胞間CO2濃度較高(2)降低電子顯微鏡觀察法(3)層析不同色素在層析液中的溶解度不同2．化石燃料的大量使用是大氣CO2濃度不斷升高的重要因素，研究大氣CO2濃度可指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。大氣CO2濃度會影響葉肉細胞中CO2固定酶的含量。科研小組為研究大氣CO2濃度和施氮量對小麥光合速率的影響，進行了相關(guān)實驗，實驗處理及結(jié)果如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)小麥光合速率一般不能直接測量，需要分兩步進行，先在光照條件下測____________，再在黑暗環(huán)境中測______________。(2)根據(jù)實驗結(jié)果可知，在相同培養(yǎng)條件下，高氮素處理組的光合速率均高于低氮素處理組，原因可能是__________________________________________。(3)若要了解低大氣CO2濃度對小麥光合速率的影響，可以增設(shè)D組和E組實驗。若僅考慮CO2濃度這一變量，則D組的處理是__________________________________，E組的處理是______________________________________。答案：(1)凈光合速率細胞呼吸速率(2)N參與構(gòu)成葉綠素和光合作用相關(guān)酶，高氮素處理組葉片中葉綠素和光合作用相關(guān)酶的含量高(3)將低大氣CO2濃度下長期生長的葉片，置于正常大氣CO2濃度下培養(yǎng)在低大氣CO2濃度下培養(yǎng)3．干旱對植物光合作用的抑制包括氣孔限制和非氣孔限制，前者是指干旱使氣孔開放數(shù)減少，從而使光合速率下降；后者指干旱使光合結(jié)構(gòu)遭到破壞或活性下降，此時胞間CO2濃度并不虧缺?？蒲泄ぷ髡咛骄扛珊祵δ持参锕夂献饔玫臍饪紫拗坪头菤饪紫拗频膶嶒灲Y(jié)果如圖所示。CK為對照組(土壤含水量為75%～80%)，W1為輕度干旱組(土壤含水量為60%～65%)，W2為中度干旱組(土壤含水量為50%～55%)，W3為重度干旱組(土壤含水量為35%～40%)。(1)相比于對照組，在輕度干旱條件下，植物的凈光合速率______________，氣孔導(dǎo)度下降主要影響光合作用的____________階段。(2)相比于對照組，在中度干旱條件下，植物的凈光合速率下降，同時伴隨著______________和____________大幅下降，這表明凈光合速率下降主要是氣孔限制因素所致。澆水可解除干旱脅迫，請用文字和箭頭形式說明給植物澆Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(2))O形成C6Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(12))O6的過程中18O的轉(zhuǎn)移途徑：________________________________________。(3)在重度干旱條件下，植物胞間CO2濃度和凈光合速率的變化________(填“相同”或“相反”)。研究者分析其凈光合速率大幅下降主要是非氣孔限制因素所致，其判斷的理由是___________________________________________________________，請你分析植物在重度干旱條件下，生理方面的變化：①水分虧缺導(dǎo)致______________被破壞，從而直接影響光反應(yīng)；②干旱脅迫導(dǎo)致將CO2固定、合成_______________________________的一系列酶活性減弱；③光合產(chǎn)物的輸出變慢，導(dǎo)致細胞內(nèi)光合產(chǎn)物積累，阻礙了光合作用繼續(xù)進行。答案：(1)下降暗反應(yīng)(2)胞間CO2濃度氣孔導(dǎo)度(3)相反雖然氣孔導(dǎo)度下降，但是胞間CO2濃度升高，且葉綠素含量下降，說明植物自身光合作用利用的CO2少于該條件下可為暗反應(yīng)提供的CO2濃度類囊體薄膜C3事實概述類1．研究發(fā)現(xiàn)，全光照條件下植物的蒸騰速率較大，水分利用效率較低。據(jù)此并結(jié)合所學(xué)知識分析，育苗時適度遮光的意義為________________________________________。答案：適度遮光有利于降低溫度、減小蒸騰速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率2．給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機物中檢測到了18O，其最可能的轉(zhuǎn)化途徑是________________________。答案：有氧呼吸第三階段18O2與[H]結(jié)合生成了Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(2))O，有氧呼吸第二階段利用Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(2))O生成C18O2，C18O2再參與光合作用的暗反應(yīng)階段生成含18O的有機物(CHeq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(2))O)實踐應(yīng)用類3．糧食儲藏過程中，有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因為_____________________________________________。答案：種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水4．相對低溫條件有利于儲存果實，主要原因是___________________________________________________。答案：低溫降低了細胞呼吸相關(guān)酶的活性，減少有機物消耗5．早春采用密閉玻璃溫室育苗時，一段時間后植物光飽和點對應(yīng)的光合速率往往__________(填“降低”或“升高”)，植物的光補償點會________(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗質(zhì)量應(yīng)當(dāng)采取_______________________________________(答出兩點即可)等措施。答案：降低升高增施農(nóng)家肥，適當(dāng)通風(fēng)原因分析類6．光照停止后，植物的光反應(yīng)立即停止，但暗反應(yīng)沒有立即停止，原因是__________________________________。答案：光反應(yīng)已經(jīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH還可以供暗反應(yīng)進行一小段時間7．在適宜溫度下，大田中光照強度處于光補償點與光飽和點之間時，________________是限制光合作用的主要因素；光照強度高于光飽和點后農(nóng)作物的光合作用不再增強的外界原因主要是______________________________________。答案：光照強度環(huán)境中的CO2濃度較低，導(dǎo)致暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)8．如果兩種農(nóng)作物的光補償點相同，則它們在光補償點時實際光合作用速率________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，原因是_____________________________________。答案：不一定相同它們的呼吸速率不一定相同9．一種農(nóng)作物單獨種植稱為單作，不同種類農(nóng)作物間行種植稱為間作。某農(nóng)科所要研究花生和玉米單作和間作對作物產(chǎn)量的影響，則應(yīng)該設(shè)置________組實驗。下圖是某作物(花生或玉米)間作和單作時，在不同光照強度下測得的單株該作物吸收CO2的速率。假設(shè)間作與單作時各農(nóng)作物間的株距相同。(1)光照強度為a時，無論間作，還是單作，該作物的光合速率無明顯差別，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是___________________________________________。(2)該作物很可能是________，理由是____________________________。答案：3(1)此時光照強度弱，光反應(yīng)限制光合速率，間作和單作的光合速率均較小(2)玉米玉米植株比花生植株高，間作情況下玉米與玉米的間距較大，不會彼此遮光，且有利于行間通風(fēng)，局部CO2濃度較高，所以間作時玉米對CO2和光能的利用優(yōu)于單作，光合速率高10．植物的CO2補償點是指植物光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，CO2飽和點是指植物光合速率達到最大值時環(huán)境中的最低CO2濃度。在適宜溫度、一定光照條件下，某興趣小組分別測定了玉米、小麥幼苗的CO2補償點和CO2飽和點，測定結(jié)果如下表。項目植物玉米小麥CO2補償點12μmol/L23μmol/LCO2飽和點34μmol/L50μmol/L(1)據(jù)表分析，在CO2濃度為40μmol/L的環(huán)境中培養(yǎng)小麥幼苗，限制小麥幼苗光合速率的主要環(huán)境因素是_______________________________________________。(2)若將正常生長的玉米、小麥幼苗放置在同一密閉小室中培養(yǎng)，一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是_________________________________________。繼續(xù)培養(yǎng)，玉米、小麥幼苗存活時間更長的是____________，判斷理由是______________________________________。答案：(1)CO2濃度(2)植物在光下進行光合作用吸收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玉米玉米的CO2補償點比小麥的低，在相對較低的CO2濃度下仍然存在有機物的積累11．CO2濃度增加會對植物光合作用速率產(chǎn)生影響。研究人員以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作為實驗材料，分別進行三種不同實驗處理，甲組提供大氣CO2濃度(375μmol·mol－1)，乙組提供CO2濃度倍增的環(huán)境(750μmol·mol－1)，丙組先在CO2濃度倍增的環(huán)境中培養(yǎng)60d，測定前一周恢復(fù)為大氣CO2濃度。整個生長過程保證充足的水分供應(yīng)，選擇晴天上午測定各組的光合作用速率。結(jié)果如下圖所示。(1)與甲組相比，乙組CO2濃度倍增，光合作用速率并沒有倍增，此時限制光合速率增加的因素有___________________________。(2)解釋丙組的光合速率比甲組低的原因：______________________________________。答案：(1)光照強度的限制(NADPH和ATP的供應(yīng)限制)、固定CO2的酶活性不夠高、C5的再生速率不足、有機物在葉綠體中積累較多等(2)植物長期處于CO2濃度倍增環(huán)境下，降低了固定CO2的酶含量或活性，當(dāng)恢復(fù)到大氣CO2濃度后，已經(jīng)降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢復(fù)，又失去了高濃度CO2的優(yōu)勢，因此會表現(xiàn)出比大氣CO2濃度下更低的光合速率判斷依據(jù)類12．甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是__________，判斷的依據(jù)是__________________________________________。答案：甲光照強度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙的大，種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，導(dǎo)致甲植物的凈光合速率下降幅度比乙的大13．科研人員向離體葉綠體懸浮液中加入適量NaHCO3溶液和必要物質(zhì)，在適宜條件下進行閃光實驗。結(jié)果如下圖：據(jù)圖推測，光照總時間和實驗時間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機物的量與連續(xù)光照下的光合作用合成有機物的量相同嗎？____________，判斷的依據(jù)是___________________________________________________________。答案：不相同光照總時間和實驗時間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機物的量較多。因為閃光照射，暗反應(yīng)更能充分利用光反應(yīng)提供的NADPH和ATP實驗探究類)14．生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。若以pH作為檢測指標(biāo)，請設(shè)計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)___________________________________________________________________________________________。答案：實驗思路：取若干生理狀態(tài)相同的植物甲，平均分為A、B兩組，將A組置于干旱環(huán)境中培養(yǎng)，B組置于水分充足的環(huán)境中培養(yǎng)，其他條件保持相同且適宜。培養(yǎng)一段時間后，先在夜晚分別測定A、B兩組植物甲細胞液的pH并記錄，再在白天分別測定其細胞液的pH并記錄。預(yù)期結(jié)果：與夜晚測量的pH相比，A組白天測量的pH升高，而B組白天測量的pH變化不大，可以證明植物甲在干旱環(huán)境下存在這種特殊的CO2固定方式15．異戊二烯能清除活性氧，降低高溫、強光等環(huán)境因素對類囊體薄膜造成的傷害。下圖是葉肉細胞中合成異戊二烯的有關(guān)過程，其中A、B代表相關(guān)細胞器。回答下列問題：(1)當(dāng)光照強度突然增強時，短時間內(nèi)A細胞器中的3-磷酸甘油醛的含量__________。長時間的高溫、強光等環(huán)境因素對類囊體薄膜造成傷害后，會直接影響圖中________________________(填物質(zhì)名稱)的產(chǎn)生，進而影響光合作用和細胞呼吸。(2)高溫下呼吸鏈?zhǔn)芤种?，耗氧量下降，異戊二烯合成量增加，主要原因是高溫下葉片的呼吸作用降低，使向葉綠體輸送的__________________________量增加，促進了異戊二烯的合成。(3)為進一步驗證高溫可使呼吸鏈?zhǔn)芤种?，?dǎo)致異戊二烯合成增多，科研人員用呼吸鏈抑制劑等進行了如下實驗，完成下表：實驗步驟簡要操作過程取材取生長健壯且長勢一致的葉片，均分為3組，將葉片的葉柄浸入相應(yīng)的完全營養(yǎng)液中設(shè)置對照組第1組作為對照組，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制劑設(shè)置實驗組第2組___________________________________________________________，第3組___________________________________________________________不同溫度處理第1、3組________處理，第2組高溫處理結(jié)果測定一段時間后，測定3組葉片中的異戊二烯的含量預(yù)期結(jié)果第2、3組葉片中的異戊二烯含量相當(dāng)，均高于第1組答案：(1)增多ATP、NADPH和O2(缺一不可)(2)磷酸烯醇式丙酮酸(3)不加入不加入呼吸抑制劑加入呼吸抑制劑正常溫度(或常溫)一、選擇題1．對酵母菌進行處理，獲得細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。用超聲波使線粒體破碎，線粒體內(nèi)膜可反卷成小的膜泡，原來內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)面位于膜泡的外表面。下列四支試管在適宜溫度下不會產(chǎn)生CO2的是(C)A.葡萄糖＋細胞質(zhì)基質(zhì)B.丙酮酸＋細胞質(zhì)基質(zhì)C.葡萄糖＋小膜泡D.丙酮酸＋線粒體基質(zhì)解析：酵母菌的細胞質(zhì)基質(zhì)可以利用葡萄糖進行無氧呼吸產(chǎn)生CO2，A不符合題意；酵母菌的細胞質(zhì)基質(zhì)可以利用丙酮酸進行無氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生CO2，B不符合題意；小膜泡雖然由線粒體內(nèi)膜反卷而成，是有氧呼吸第三階段的場所，但線粒體不能直接利用葡萄糖進行有氧呼吸，故不會產(chǎn)生CO2，C符合題意；酵母菌可以利用丙酮酸在線粒體基質(zhì)中進行有氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生CO2，D不符合題意。2．(2024·江門高三一模)線粒體中的細胞色素c參與了有氧呼吸的第三個階段反應(yīng)。當(dāng)細胞受到凋亡信號刺激時，細胞色素c被釋放到細胞質(zhì)基質(zhì)，并與A蛋白結(jié)合可引起細胞凋亡。下列敘述錯誤的是(B)A.線粒體的嵴上有細胞色素c的存在B.釋放細胞色素c能促進線粒體合成ATPC.A蛋白的結(jié)構(gòu)改變后可能引發(fā)細胞癌變D.細胞凋亡的過程受遺傳機制的嚴(yán)格調(diào)控解析：細胞色素c參與了有氧呼吸的第三個階段反應(yīng)，其存在于線粒體內(nèi)膜上，線粒體的嵴是由內(nèi)膜折疊形成的，A正確；當(dāng)細胞受到凋亡信號刺激時，細胞色素c被釋放到細胞質(zhì)基質(zhì)，釋放細胞色素c不利于線粒體合成ATP，B錯誤；A蛋白的結(jié)構(gòu)改變后無法引起細胞凋亡，可能引發(fā)細胞癌變，C正確；細胞凋亡受細胞內(nèi)基因控制，其過程受遺傳機制的嚴(yán)格調(diào)控，D正確。3．(2024·大灣區(qū)高三二模)為驗證酵母菌的呼吸方式，某小組進行了實驗，實驗方案和結(jié)果如下表所示。下列對①～④的判斷錯誤的是(C)培養(yǎng)液葡萄糖溶液濃度是否通入氧氣BTB檢測酸性重鉻酸鉀檢測酵母菌培養(yǎng)液5%①黃色④酵母菌培養(yǎng)液5%②③灰綠色注：BTB為溴麝香草酚藍溶液。A.①為“是”B．②為“否”C.③為“藍色”D．④為“橙色”解析：為驗證酵母菌的呼吸方式，實驗的自變量為是否有氧氣，酸性重鉻酸鉀變成灰綠色的組別是酵母菌在無氧條件下進行無氧呼吸的組別，酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和CO2，有氧呼吸的產(chǎn)物為CO2和水，所以①為“是”，②為“否”，③為“黃色”，④為“橙色”，C錯誤，A、B、D正確。4．植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(D)A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢解析：葉綠素由C、H、O、N、Mg組成，A正確；葉綠體中吸收光能的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)分布在類囊體薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，D錯誤。5．(2024·佛山高三二模)PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等組成的復(fù)合體，可以使水分解產(chǎn)生H＋和氧釋放到類囊體腔中，D1極易受到活性氧(簡稱ROS，屬于自由基)的破壞。光反應(yīng)過程中可以產(chǎn)生ROS，適宜光照條件下，ROS的產(chǎn)生和消除之間存在動態(tài)平衡，不會破壞D1。據(jù)此推測下列說法錯誤的是(B)A.PSⅡ分布在葉綠體類囊體薄膜上，能夠利用光能參與水的光解B.D1蛋白和色素分子都是由核糖體合成后轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工的C.光照強度過強，可能引起ROS產(chǎn)生過多，導(dǎo)致D1結(jié)構(gòu)被破壞D.可以用無水乙醇提取并通過層析法分離PSⅡ中的色素分子解析：PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等組成的復(fù)合體，可以使水分解產(chǎn)生H＋和氧釋放到類囊體腔中，可知PSⅡ分布在葉綠體類囊體薄膜上，能夠利用光能參與水的光解，A正確；色素分子不是蛋白質(zhì)，不是由核糖體合成后轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工的，B錯誤；適宜光照條件下，ROS的產(chǎn)生和消除之間存在動態(tài)平衡，不會破壞D1，但光照強度過強，可能引起ROS產(chǎn)生過多，導(dǎo)致D1結(jié)構(gòu)被破壞，C正確；色素能夠溶解在無水乙醇中，可用無水乙醇提取并通過層析法分離色素，D正確。6．(2024·廣州高三模擬)綠眼蟲是一種生活在水中的單細胞原生生物，含有呈星狀的葉綠體。在光照下，綠眼蟲可以通過光合作用制造副淀粉體(與淀粉相似，但不能與碘產(chǎn)生藍色反應(yīng))；在黑暗環(huán)境中，綠眼蟲可以攝入周圍環(huán)境中的有機養(yǎng)料滿足生命活動的需求。下列說法正確的是(B)A.由于綠眼蟲細胞具有細胞骨架，葉綠體在細胞中不移動B.不同環(huán)境中綠眼蟲的顏色可能不同，相應(yīng)水體中的溶氧量可能不同C.綠眼蟲在光照下和黑暗環(huán)境中代謝類型不同，直接能源物質(zhì)完全不同D.可根據(jù)能否與碘產(chǎn)生藍色反應(yīng)判斷綠眼蟲是否進行光合作用解析：綠眼蟲含有葉綠體，葉綠體隨細胞質(zhì)流動而流動，A錯誤；葉綠素的合成需要有光照，黑暗環(huán)境中葉綠素不能合成，不同環(huán)境中綠眼蟲的顏色可能不同，光合作用強度不同，相應(yīng)水體中的溶氧量可能不同，B正確；綠眼蟲在光照下和黑暗環(huán)境中代謝類型不同，但ATP均可作為直接能源物質(zhì)，C錯誤；根據(jù)題意可知，綠眼蟲通過光合作用制造的副淀粉體與淀粉相似，但不能與碘產(chǎn)生藍色反應(yīng)，故不能根據(jù)是否與碘產(chǎn)生藍色反應(yīng)判斷綠眼蟲是否進行光合作用，D錯誤。7．(2024·惠州高三一模)圖甲為某單子葉植物種子萌發(fā)過程中干重的變化曲線，圖乙為其萌發(fā)過程中細胞呼吸相關(guān)曲線。不能得出的結(jié)論是(A)A.圖乙兩條曲線相交時，有氧呼吸開始大于無氧呼吸速率B.與休眠種子相比，萌發(fā)種子胚細胞中自由水/結(jié)合水的值會增大C.A點(曲線最低點)時，光照下萌發(fā)種子合成ATP的細胞器有葉綠體和線粒體D.與休眠種子相比，萌發(fā)種子胚細胞內(nèi)RNA種類將會增多解析：結(jié)合題圖分析可知：圖乙兩條曲線相交時，O2吸收量與CO2釋放量相等，此時，細胞只進行有氧呼吸，A符合題意；與休眠種子相比，種子在萌發(fā)初吸水，自由水/結(jié)合水的值會增大，細胞代謝加快，B不符合題意；A點時萌發(fā)的種子進行光合作用的強度等于呼吸作用強度，此時光照下植物同時進行光合作用和呼吸作用，故能產(chǎn)生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體，C不符合題意；與休眠種子相比，萌發(fā)種子的代謝旺盛，物質(zhì)分解等過程增強，故其胚細胞內(nèi)RNA種類將會增多，D不符合題意。8．(2024·廣州高三模擬)光照充足時，葉肉細胞中Rubisco催化O2與CO2競爭性結(jié)合C5。O2和CO2與Rubisco的親和力與各自的相對濃度有關(guān)，相對濃度高則與酶的親和力高。O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列的反應(yīng)，最終釋放CO2的過程稱為光呼吸。下圖中實線部分表示植物葉肉細胞的光合作用和光呼吸等正常的生命活動過程，虛線部分表示為科學(xué)家通過基因工程所構(gòu)建的新的光呼吸代謝支路。下列敘述錯誤的是(D)A.酶Rubisco既能催化CO2的固定，又能催化C5與O2反應(yīng)B.光呼吸會消耗一部分C5，從而降低光合作用產(chǎn)量C.新的光呼吸代謝支路，有利于植物積累有機物D.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可通過給大棚通風(fēng)的方式，提高農(nóng)作物的光呼吸過程解析：葉肉細胞中Rubisco既可催化CO2與C5反應(yīng)生成C3，又可催化O2與C5生成C3與C2，A正確；光呼吸中O2與C5結(jié)合生成C3與C2，消耗一部分C5，使參與CO2固定的C5減少，導(dǎo)致光合作用產(chǎn)量降低，B正確；新的光呼吸代謝支路將C2轉(zhuǎn)化為葉綠體內(nèi)的CO2，增大葉綠體中CO2濃度，有利于植物積累有機物，C正確；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，給大棚通風(fēng)可加快大棚中的氣體交換速率，增加大棚中的CO2濃度，降低O2濃度，可降低農(nóng)作物的光呼吸，D錯誤。9．我國數(shù)千年農(nóng)耕史從未間斷，智慧的勞動人民總結(jié)出許多農(nóng)作經(jīng)驗，口口相傳。下列關(guān)于農(nóng)諺的分析，錯誤的是(C)選項農(nóng)諺作用或原理A追肥在雨前，一夜長一拳肥料中的礦質(zhì)元素溶解在雨水中能更好地被植物的根系吸收B勤除草，谷粒飽減少雜草與農(nóng)作物之間對陽光、CO2和空間等資源的競爭C稻如鶯色紅(水稻盈實)，全得水來供水分越充分，越能促進水稻的光合作用，提高產(chǎn)量D六月不熱，五谷不結(jié)谷物結(jié)種需要適宜的溫度，溫度過低會降低產(chǎn)量解析：礦質(zhì)元素大多以離子形式被植物吸收，所以在下雨前施肥是因為礦質(zhì)元素溶解在水中容易被植物的根系吸收，A正確；雜草和農(nóng)作物都是植物，需要進行光合作用，雜草過多會與農(nóng)作物競爭陽光、CO2以及土壤中的礦質(zhì)元素等，影響農(nóng)作物的光合作用，從而降低產(chǎn)量，B正確；細胞內(nèi)的許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，同時水分是光合作用的原料，所以“稻如鶯色紅，全得水來供”說明水的重要性，但是水分過多會造成水稻根部缺乏氧氣，進行無氧呼吸，導(dǎo)致爛根，最終影響產(chǎn)量，C錯誤；農(nóng)諺“六月不熱，五谷不結(jié)”，表明谷子的生命活動受環(huán)境溫度的影響，D正確。二、非選擇題10．研究發(fā)現(xiàn)，水稻葉肉細胞在強光、高濃度O2條件下，存在吸收O2、釋放CO2的現(xiàn)象，該過程與光合作用同時發(fā)生，稱為光呼吸，具體過程如下圖所示。請回答下列問題：(1)據(jù)圖推測，水稻葉片中消耗O2的具體場所有______________________。若突然停止光照，短時間內(nèi)C5的含量將__________(填“增加”“減少”或“不變”)。(2)若用放射性同位素14C標(biāo)記C5，則在正常細胞光呼吸過程中放射性的轉(zhuǎn)移途徑為C5→___________________________________________________________________，參與該過程的細胞結(jié)構(gòu)有______________________________________。(3)當(dāng)環(huán)境中CO2與O2含量比值__________(填“偏高”或“偏低”)時，葉片容易發(fā)生光呼吸。光呼吸的存在會明顯降低水稻產(chǎn)量，原因是____________________________。(4)我國科研團隊通過多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)將GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(過氧化氫酶)基因?qū)胨救~綠體基因組，構(gòu)建了一條新的光呼吸代謝支路(簡稱GOC支路)，顯著提高了水稻的光合效率。請你闡明GOC工程水稻株系產(chǎn)量提高的機制：___________________________________________________________。解析：(1)植物葉肉細胞的葉綠體基質(zhì)在光下可進行光呼吸過程，吸收O2、釋放CO2；在有氧呼吸的第三階段線粒體內(nèi)膜上，O2和[H]結(jié)合生成水，因此水稻葉片中消耗O2的具體場所有葉綠體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。若突然停止光照，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和NADPH的含量降低，導(dǎo)致C3的還原速率降低，C5的生成速率降低，而CO2的固定過程正常進行，C5的消耗速率不變，因此突然停止光照，短時間內(nèi)C5的含量將減少。(2)由圖可知，在正常細胞光呼吸過程中，首先在葉綠體中，C5與O2反應(yīng)生成1C3酸與乙醇酸，乙醇酸從葉綠體轉(zhuǎn)移至過氧化物酶體中轉(zhuǎn)化為乙醛酸，乙醛酸在過氧化物酶體中轉(zhuǎn)化成甘氨酸，甘氨酸在線粒體中轉(zhuǎn)化為CO2，因此，若用放射性同位素14C標(biāo)記C5，則在正常細胞光呼吸過程中放射性的轉(zhuǎn)移途徑為C5→乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2，參與該過程的細胞結(jié)構(gòu)有葉綠體、過氧化物酶體、線粒體。(3)水稻葉肉細胞在強光、高濃度O2條件下，存在光呼吸現(xiàn)象，當(dāng)環(huán)境中CO2與O2含量比值偏低時，葉片容易發(fā)生光呼吸。當(dāng)光呼吸現(xiàn)象較強時，O2競爭性地與Rubisco結(jié)合，導(dǎo)致其催化CO2與C5的固定過程減弱，光合作用合成的有機物減少，因此，光呼吸的存在會明顯降低水稻產(chǎn)量。(4)通過多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)將GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(過氧化氫酶)基因?qū)胨救~綠體基因組，光呼吸產(chǎn)生的部分乙醇酸能直接在葉綠體內(nèi)被催化為草酸并最終完全分解為CO2，提高葉綠體中的CO2濃度，從而抑制光呼吸，提高植物的光合效率，使水稻增產(chǎn)。答案：(1)葉綠體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜減少(2)乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2葉綠體、過氧化物酶體、線粒體(3)偏低O2競爭性地與Rubisco結(jié)合，導(dǎo)致其催化CO2與C5的固定過程減弱，光合作用合成的有機物減少(4)GOC型水稻光呼吸產(chǎn)生的部分乙醇酸能直接在葉綠體內(nèi)被催化為草酸并最終完全分解為CO2，提高葉綠體中的CO2濃度，從而抑制光呼吸，提高植物的光合效率，使水稻增產(chǎn)11．高溫和干旱環(huán)境會影響玉米產(chǎn)量。為研究高溫、干旱對玉米光合速率的影響，某科研小組進行了相關(guān)實驗，結(jié)果如下表所示?；卮鹣铝袉栴}：組別實驗條件光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)A組溫度、水分都適宜24.9B組溫度適宜、干旱環(huán)境20.3C組高溫、水分適宜22.9D組高溫、干旱環(huán)境18.7(1)若要分析高溫對玉米光合速率的影響，應(yīng)該分析哪幾組實驗的數(shù)據(jù)？_______________________________________。(2)表中數(shù)據(jù)表明，D組實驗條件下玉米光合速率最低。分析其原因最可能是高溫、干旱條件下，玉米植株_______________________________________________________________________________，暗反應(yīng)減弱，從而導(dǎo)致光合速率下降；還可能與玉米葉肉細胞中色素含量降低有關(guān)，利用層析法初步判斷其色素含量是否降低的方法是比較A組和D組___________________________________________________________。(3)有研究表明，長期處于干旱環(huán)境中的玉米，重新種回水分適宜的環(huán)境中，玉米植株的光合速率反而降低。請利用表中的實驗材料及實驗條件設(shè)計實驗進行驗證。簡要寫出實驗思路：___________________________________________________________。解析：(1)分析高溫對玉米光合速率的影響，其中自變量為溫度的高低，無關(guān)變量均要相同且適宜，所以應(yīng)該分析A、C組實驗的數(shù)據(jù)。(2)表中數(shù)據(jù)表明，D組實驗條件下玉米光合速率最低，最可能是高溫、干旱條件下玉米植株為減少水分散失，部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收量減少，導(dǎo)致CO2的固定減弱，暗反應(yīng)減弱，從而導(dǎo)致光合速率下降。色素分離的原理是各色素隨層析液在濾紙條上的擴散速度不同，從而分離色素，溶解度高的擴散得快，反之則慢。利用層析法初步判定玉米葉肉細胞中色素含量是否降低的方法是比較A組和D組玉米葉肉細胞中的色素在濾紙條上分離后的色素帶寬窄和顏色深淺。(3)由題意可知，此實驗的自變量為長期處于干旱環(huán)境中的玉米是否重新種回水分適宜的環(huán)境中，因此實驗材料要選擇經(jīng)過干旱處理的植株，因變量為光合速率的大小，無關(guān)變量均要相同且適宜。按照對照的思想，需要設(shè)計兩組實驗，一組重新種回水分適宜的環(huán)境中，另一組繼續(xù)干旱處理。實驗設(shè)計思路為將B組條件下生長了較長時間的玉米均分為兩組，一組移栽到A組條件下種植，另一組在原條件下繼續(xù)種植，相同時間后分別測定并比較二者的光合速率大小。答案：(1)A、C組(2)為減少水分散失，部分氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少玉米葉肉細胞中的色素在濾紙條上分離后的色素帶寬窄和顏色深淺(3)將B組條件下生長了較長時間的玉米均分為兩組，一組移栽到A組條件下種植，另一組在原條件下繼續(xù)種植，相同時間后分別測定并比較二者的光合速率大小12．科研工作者以長勢良好的兩年生夾竹桃為研究對象，探究干旱對其光合特性的影響，下圖表示夾竹桃葉片的實驗結(jié)果(氣孔導(dǎo)度是指氣孔張開的程度，胞間CO2濃度是指葉肉細胞間的CO2濃度)?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：(1)在干旱處理組中，葉片的光合速率小于其______________速率，導(dǎo)致凈光合速率為負(fù)值；形成3－磷酸甘油酸的場所是___________________________________________________________。(2)植物激素在植物光合作用對缺水的響應(yīng)中發(fā)揮重要作用，其中____________(填激素名稱)在氣孔導(dǎo)度下降過程中起主要作用。植物生長發(fā)育的調(diào)控是由____________調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和________因素調(diào)節(jié)共同完成的。(3)導(dǎo)致光合速率下降的原因可能來自兩個方面：一是由于干旱，氣孔導(dǎo)度降低，限制了CO2的供應(yīng)，即發(fā)生了氣孔限制；二是由于干旱，葉肉細胞中的________的活性降低，即發(fā)生了非氣孔限制。根據(jù)以上實驗結(jié)果可知，夾竹桃在干旱條件下主要發(fā)生了________限制，理由是___________________________________________________________________。解析：(1)題圖顯示，在干旱處理組中，夾竹桃的凈光合速率小于0，而凈光合速率等于真正光合速率與細胞呼吸速率之差，因而可推測葉片的光合速率小于其細胞呼吸速率；3－磷酸甘油酸是CO2固定的產(chǎn)物，該過程發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)。(2)植物激素在植物光合作用對缺水的響應(yīng)中發(fā)揮重要作用，其中脫落酸在氣孔導(dǎo)度下降過程中起主要作用。植物生長發(fā)育的調(diào)控是由基因表達調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的。(3)題中實驗結(jié)果顯示，干旱組的氣孔導(dǎo)度明顯下降，但其胞間CO2濃度卻高于對照組，據(jù)此可推測，夾竹桃在干旱條件下主要發(fā)生了非氣孔限制，可能是干旱導(dǎo)致光合作用相關(guān)酶的活性下降，進而引起光合速率下降，或在干旱條件下，氣孔關(guān)閉對光合速率的影響遠遠小于酶活性下降對光合速率的影響。答案：(1)細胞呼吸(呼吸作用)葉綠體基質(zhì)(2)脫落酸基因表達環(huán)境(3)光合作用相關(guān)酶(酶)非氣孔干旱時氣孔導(dǎo)度下降，胞間CO2濃度反而上升，可能是干旱導(dǎo)致光合作用相關(guān)酶的活性下降，進而引起光合速率下降，或在干旱條件下，氣孔關(guān)閉對光合速率的影響遠遠小于酶活性下降對光合速率的影響(答案