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全國版2019版高考生物一輪復(fù)習(xí)第11講光合作用和細胞呼吸的關(guān)系及影響因素培優(yōu)學(xué)案 [考綱明細]　1.影響光合速率的環(huán)境因素(Ⅱ)　2.光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用 板塊一　知識自主梳理 一、光合作用與細胞呼吸的關(guān)系 1．細胞呼吸與光合作用過程圖解 (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 2．光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系 (1)物質(zhì)方面 C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2 O：H2OO2H2O H：H2O[H]C6H12O6[H]H2O (2)能量方面 光能ATP中活躍化學(xué)能C6H12O6中穩(wěn)定的化學(xué)能 特別提醒 (1)光合作用中產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)簡化的表示方式，而細胞呼吸中產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)簡化的表示方式，二者不是一種物質(zhì)，盡管書寫形式相同。 (2)還原氫的書寫形式一定不能寫成H、H＋或H2，只能寫成[H]、NADH或NADPH。 二、光合作用的影響因素及應(yīng)用 1．光質(zhì) (1)原理 ①葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。 ②葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大。 ③單色光中，藍紫光下光合速率最快，紅光次之，綠光最差。 (2)應(yīng)用 ①大棚薄膜的選擇：無色透明大棚能透過日光中各色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收，所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高。 ②補充單色光的選擇：藍紫光。 2．光照強度 (1)原理 光照強度通過影響植物的光反應(yīng)進而影響光合速率。光照強度增加，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生的[H]和ATP增多，使暗反應(yīng)中還原過程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。 (2)植物三率間關(guān)系 ①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＋呼吸速率。 (3)曲線模型及分析 3．CO2濃度 (1)曲線分析 圖1中A點表示CO2補償點，即光合作用速率等于呼吸作用速率時的CO2濃度，圖2中A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。C和C′點都表示CO2飽和點。 (2)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等措施增大CO2濃度，提高光合作用速率。 4．溫度 (1)曲線分析 AB段：在B點之前，隨著溫度升高，光合速率增大 B點：酶的最適溫度，光合速率最大 BC段：隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50 ℃左右光合速率幾乎為零。 (2)應(yīng)用：冬季，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；晚上可適當(dāng)降低溫度，以降低細胞呼吸速率，減少有機物消耗。 5．多因子變量對光合作用速率的影響 (1)曲線分析 P點：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高。 Q點：橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，影響因素主要為各曲線所表示的因子。 (2)應(yīng)用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率；也可同時適當(dāng)增加CO2濃度，進一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時，可適當(dāng)增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。 板塊二　考點題型突破 考點1 光合作用與呼吸作用的關(guān)系 [xx全國卷Ⅱ]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(yīng)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__________________________________________________________。 [解析]　(1)根據(jù)題目示意圖可知，過程A和B分別代表光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)，①是水光解的產(chǎn)物且不參與暗反應(yīng)，為氧氣，②和③分別是合成NADPH、ATP的原料，即②是NADP＋、③是ADP和磷酸，④參與CO2的固定，為C5，[H]參與了有氧呼吸過程，為還原型輔酶Ⅰ(NADH)。 (2)在植物葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體類囊體薄膜，即除了A過程，ATP的合成還發(fā)生在C和D。 (3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化為酒精，是因為細胞質(zhì)基質(zhì)中存在與無氧呼吸過程相關(guān)的酶，在缺氧條件下葉肉細胞可以發(fā)生無氧呼吸。 [答案]　(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或答：還原型輔酶Ⅰ)　(2)C和D　(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸 題型一　光合作用與細胞呼吸過程的判斷 1．[xx宿州質(zhì)檢]下圖是綠色植物葉肉細胞內(nèi)部分生命活動示意圖，其中①～⑤表示生理過程，A～D表示物質(zhì)。下列分析錯誤的是(　　) A．在生物膜上發(fā)生的生理過程有③和④ B．①②⑤過程均發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中 C．A和B分別表示丙酮酸和[H] D．有氧呼吸包括圖中的①②③過程 答案　B 解析　由圖可知，①、②、③依次為有氧呼吸的第一、二、三階段，④為光反應(yīng)，⑤為暗反應(yīng)，A為丙酮酸，B為[H]，C為ADP和Pi、NADP＋，D為ATP和[H]，C、D正確；在生物膜上發(fā)生的生理過程有有氧呼吸的第三階段③(線粒體內(nèi)膜)和光反應(yīng)④(類囊體膜)，A正確；有氧呼吸的第一階段①在細胞質(zhì)基質(zhì)中完成，有氧呼吸的第二階段②在線粒體基質(zhì)中完成，暗反應(yīng)階段⑤在葉綠體基質(zhì)中完成，B錯誤。 2．下圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖，下列敘述正確的是(　　) (CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量 A．過程①只能在線粒體中進行，過程②只能在葉綠體中進行 B．過程①產(chǎn)生的能量全部都儲存在ATP中 C．過程②產(chǎn)生的O2中的氧來自H2O D．過程①和②中均能產(chǎn)生[H]，且二者還原的物質(zhì)相同 答案　C 解析　圖中過程①表示有氧呼吸過程，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中，少數(shù)原核生物也能進行有氧呼吸，但是沒有線粒體，過程②表示光合作用，場所一般為葉綠體，但是藍藻沒有葉綠體也能進行光合作用，A錯誤；有氧呼吸過程中產(chǎn)生的能量大部分以熱能的形式散失，少部分儲存在ATP中，B錯誤；光合作用產(chǎn)生的O2中的氧全部來自于H2O，C正確；光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]用于第三階段中氧氣的還原，D錯誤。 3．[xx山東德州一模]下圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．乙過程利用的ATP是由甲和丙過程共同提供的 B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和還原三碳化合物 C．甲、丙中合成ATP所需的能量來源不相同 D．丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細胞吸收葡萄糖、興奮傳導(dǎo)等 答案　C 解析　從圖中發(fā)生的變化可判斷，甲是光反應(yīng)，乙是暗反應(yīng)，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸丙產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用的暗反應(yīng)，A錯誤；光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的ATP只用于還原三碳化合物，B錯誤；光反應(yīng)合成ATP所需的能量來源于光能，而丙過程合成ATP所需的能量來自有機物中的化學(xué)能，C正確；紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，需要載體但不消耗ATP，D錯誤。 技法提升 　光合作用與細胞呼吸中[H]和ATP的來源、去路 比較項目 來源 去路 [H] 光合作用 光反應(yīng)中水的光解 用于暗反應(yīng)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(yīng)階段，其中的能量來自光能 用于暗反應(yīng)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(xué)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 題型二　線粒體與葉綠體之間物質(zhì)轉(zhuǎn)化問題 4．如圖為植物的某個葉肉細胞中兩種膜結(jié)構(gòu)及其上發(fā)生的生化反應(yīng)模式圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖1、2中的兩種生物膜依次存在于線粒體和葉綠體中 B．圖1中的[H]來自水，圖2中的[H]來自丙酮酸 C．兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP D．影響圖1、2中兩種膜上生化反應(yīng)的主要外界因素分別是溫度和光照 答案　C 解析　根據(jù)題圖所示信息可判斷，圖1所示是葉綠體的類囊體薄膜，其上進行的是光合作用的光反應(yīng)，圖示生化反應(yīng)是水的光解，[H]來自水。圖2所示是線粒體內(nèi)膜，其上進行的是有氧呼吸的第三階段，[H]來自葡萄糖、丙酮酸和H2O，A、B錯誤；光合作用光反應(yīng)階段除了進行水的光解，還進行ATP合成，主要影響因素為光照，有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的能量少部分用于合成ATP，主要影響因素為溫度，C正確、D錯誤。 5．[xx山東日照質(zhì)檢]如圖為某植物細胞部分結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)圖分析，下列四項敘述中，正確的是(　　) A．a(chǎn)、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(chǎn)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(chǎn)物的主要去向是圖中的b 答案　C 解析　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(chǎn)生的O2被線粒體利用，d表示線粒體產(chǎn)生的CO2被葉綠體利用，A、B錯誤；以C18O2作原料進行光合作用然后再進行呼吸作用，18O的轉(zhuǎn)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(chǎn)物C18O2主要被葉綠體利用，即主要去向是圖中的d，C正確；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，D錯誤。 考點2 光合作用的影響因素及應(yīng)用 [xx全國卷Ⅰ]為了探究生長條件對植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間(T)后，測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)據(jù)圖判斷，光照強度低于a時，影響甲組植物光合作用的限制因子是________。 (2)b光照強度下，要使甲組的光合作用強度升高，可以考慮的措施是提高________(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。 (3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是____________________________________________________________ __________________________________________________________。 [解析]　(1)在光飽和點(b點)之前，甲組植物光合作用的限制因子是光照強度。 (2)光飽和點之后，光合作用的限制因子是溫度、CO2濃度等。 (3)對比甲組、乙組曲線可知，在低光照下培養(yǎng)后乙組植物的光合能力比甲組的低，但其子代在甲組的條件下培養(yǎng)，光合能力與甲組相同，這說明低光照培養(yǎng)未能改變植物的遺傳特性，乙組光合作用強度與甲組不同是由環(huán)境因素引起的，而不是遺傳物質(zhì)改變造成的。 [答案]　(1)光照強度 (2)CO2濃度 (3)乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變造成的 題型一　單一因素對光合作用影響的分析和探究 1. [xx棗莊調(diào)研]植物的光合作用受CO2濃度、溫度與光照強度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下，測定的某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速率。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．在a點所示條件下，該植物的葉肉細胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位只是線粒體 B．該植物葉片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2葉h) C．在一晝夜中，將該植物葉片置于c點光照強度條件下11小時，其余時間置于黑暗中，則每100 cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45 mg D．b點代表光合速率等于呼吸速率 答案　A 解析　在a點所示條件下，細胞只進行呼吸作用，產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，A錯誤；a點的縱坐標(biāo)表示呼吸速率，B正確；c點光照強度下，11小時光照每100 cm2葉片吸收CO2的量為1110＝110(mg)，晚上每100 cm2葉片細胞呼吸釋放CO2的量為135＝65(mg)，一晝夜每100 cm2葉片凈吸收CO2量為45 mg，C正確；b點CO2吸收速率為0，即光合速率等于呼吸速率，D正確。 2．某植物的光合作用和細胞呼吸最適溫度分別為25 ℃和30 ℃。如圖為該植物處于25 ℃環(huán)境中光合作用強度隨光照強度變化的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是(　　) A．a(chǎn)點時葉肉細胞的生理活動只受溫度的影響 B．b點時植物才開始進行光合作用 C．若將溫度從25 ℃提高到30 ℃時，a點上移，d點下移 D．c點時該植物的O2產(chǎn)生量為V1＋V2 答案　D 解析　據(jù)圖分析，a點時葉肉細胞進行呼吸作用，但不進行光合作用，細胞呼吸受多種因素的影響，不是只受溫度的影響，A錯誤；b點時植物光合作用產(chǎn)生的O2量等于呼吸作用吸收的O2量，在此之前植物就開始光合作用，B錯誤；若將溫度從25 ℃提高到30 ℃，光合作用減弱，產(chǎn)生的O2量減少，但呼吸作用增強，吸收的O2量增加，故a、d點均上移，C錯誤；c點時該植物的O2產(chǎn)生量為V1＋V2，D正確。 知識拓展 　關(guān)于環(huán)境因素影響光合速率的三點說明 (1)溫度改變對光合作用的影響：當(dāng)溫度改變時，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都會受影響，但主要是影響暗反應(yīng)，因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多。 (2)CO2濃度對光合作用的影響：CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用。 (3)光對光合作用的影響：光照不但影響光反應(yīng)，而且光是葉綠素合成的必要條件，因此植物在暗處呈黃色。 題型二　多因素對光合速率影響的分析 3．[xx西藏日喀則第一高級中學(xué)期中]下列各圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況，除各圖中所示的因素外，其他環(huán)境因素均控制在最適范圍。下列分析錯誤的是(　　) A．甲圖中a點的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量 B．乙圖中d點比c點在相同時間內(nèi)葉肉細胞中生成C5的速率快 C．M、N點的限制因素是光照強度，P點的限制因素是溫度 D．丙圖中，隨著溫度的升高，曲線走勢將穩(wěn)定不變 答案　D 解析　從甲圖中可以看出，光照強度和二氧化碳的濃度不是a點光合速率的限制因素，可能是葉綠體中色素和酶的數(shù)量，A正確；乙圖中d點與c點相比，光照強度增加，光反應(yīng)增加，產(chǎn)生的ATP和[H]增加，因此相同時間內(nèi)葉肉細胞中C3的還原量多，生成C5的速率快，B正確；圖中M、N、P三點限制因素分別為三條曲線的橫坐標(biāo)即光照強度、光照強度、溫度，C正確；丙圖中，隨著溫度的升高，曲線走勢有可能下降，因為超過最適濃度，酶的活性降低，D錯誤。 4．在下列曲線圖中，有M、N、O、P、Q五個點，對它們含義的敘述中正確的是(　　) ①M點時，植物既進行光合作用，也進行呼吸作用，且光合作用強度弱于呼吸作用強度?、贜點時，植物體只進行呼吸作用；O點時，植物體的光合作用強度等于呼吸作用強度　③Q點時，光照強度不再是限制光合速率的因子，CO2濃度是限制光合速率的主要因素?、躊點前，限制光合速率的主要因素是光照強度 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ 答案　C 解析　M點時，光照強度為0，植物葉肉細胞只進行呼吸作用，①錯誤；N點凈光合速率為0，說明光合作用強度和呼吸強度相等，O點在M點與N點之間，所以植物體的光合作用強度小于呼吸作用強度，②錯誤；Q點光照強度時，隨著光照強度的增加，光合速率不再改變，光照強度不再是影響光合速率的主要因素，③正確；P點前，隨光照強度增大光合速率增大，影響光合速率的主要因素是光照強度，④正確。 技法提升 　解答光合作用相關(guān)曲線的基本步驟 明標(biāo) 即明確橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所表示的含義 找點 即找出曲線中的起點、止點、頂點、交點和轉(zhuǎn)折點等關(guān)鍵點。 如光照強度(或CO2濃度)對光合作用強度影響的曲線中，在光照強度為0時，曲線在縱坐標(biāo)上對應(yīng)的點表示細胞呼吸所釋放的CO2量或消耗的O2量；曲線在橫坐標(biāo)上的交點為光補償點(或CO2補償點)，即表示光合作用強度與細胞呼吸強度相同時的光照強度(或CO2濃度) 析線 即找出曲線上升、下降或波動等變化趨勢，并找出變化的原因。如夏天一天中的光合作用曲線，往往會呈現(xiàn)“M”型變化，其“午休”效應(yīng)出現(xiàn)的原因是缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，使得CO2供應(yīng)不足 找因 在受多種因素影響時，找出曲線的限制因素。方法是對縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)畫垂線、或者只看某一條曲線的變化，從而將多因素轉(zhuǎn)變?yōu)閱我灰蛩?，進而確定限制因素 考點3 光合速率與呼吸速率的關(guān)系 [xx全國卷Ⅰ]植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的。回答下列問題： (1)將正常生長的甲、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，乙種植物凈光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是_________________________________________________________。 [解析]　(1)甲、乙植物在同一密閉小室中適宜條件下照光培養(yǎng)，由于植物進行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量，因此密閉小室中的CO2濃度降低，植物的光合速率也隨之降低；甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，當(dāng)甲種植物凈光合速率為0時，對應(yīng)的CO2濃度大于乙種植物的CO2補償點，故乙種植物凈光合速率大于0。 (2)在光照條件下植物進行光合作用釋放O2，使小室中的O2濃度升高，而有機物分解產(chǎn)生的NADH在有氧呼吸第三階段中需與O2結(jié)合而形成水，所以O(shè)2增多時，有氧呼吸會增加。 [答案]　(1)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)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時，有氧呼吸會增加 題型一　光合速率和呼吸速率的數(shù)量關(guān)系題 1．將生理狀況相同的某種綠葉均分成四組，在不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光強相同)，測其質(zhì)量變化，得到如下表的數(shù)據(jù)。可以得出的結(jié)論是 (　　) 組別 一 二 三 四 溫度(℃) 27 28 29 30 暗處理后質(zhì)量變化(mg) －1 －2 －3 －1 光照后與暗處理前相比質(zhì)量變化(mg) ＋3.5 ＋3 ＋3 ＋1 A．該植物光合作用的最適溫度約是27 ℃ B．該植物呼吸作用的最適溫度約是29 ℃ C．27～29 ℃下的凈光合速率相等 D．30 ℃下的真正光合速率為2 mg/h 答案　B 解析　綠葉暗處理1 h，再光照1 h，那么綠葉進行了2 h的呼吸作用和1 h的光合作用。結(jié)合表中數(shù)據(jù)可計算出27～30 ℃的呼吸速率分別為1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光合作用制造的有機物總量(總光合速率)分別為3.5＋1＋1＝5.5(mg/h)、3＋2＋2＝7(mg/h)、3＋3＋3＝9(mg/h)、1＋1＋1＝3(mg/h)，故該植物光合作用和呼吸作用最適溫度均約為29 ℃，A、D錯誤，B正確；27～29 ℃凈光合速率分別為5.5－1＝4.5(mg/h)、7－2＝5(mg/h)、9－3＝6 (mg/h)，C錯誤。 2．[xx吉林九校二模]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。圖乙表示水稻CO2吸收速率與光照強度的關(guān)系。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．圖甲中，光照強度為b時，光合作用速率等于呼吸作用速率 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．圖甲中的c點和圖乙中的h點對應(yīng) 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a時，O2產(chǎn)生總量為0，只進行細胞呼吸，據(jù)此可知，呼吸強度為6，光照強度為b時，CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量相等，都為3單位，呼吸作用釋放的CO2首先供應(yīng)葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，說明此時呼吸作用大于光合作用，A錯誤；光照強度為d時，O2產(chǎn)生總量為8單位，需要消耗的CO2也為8單位減去自身呼吸產(chǎn)生的CO2的6單位，單位時間內(nèi)需從外界吸收CO2為2單位，B正確；圖甲中的c點和圖乙中的f點對應(yīng)，C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CO2濃度或溫度等，D錯誤。 技法提升 　植物“三率”的判定 (1)根據(jù)坐標(biāo)曲線判定：當(dāng)光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值絕對值代表呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，當(dāng)光照強度為0時，若CO2吸收值為0，該曲線代表真正光合速率。 (2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定 項目 表示方法 呼吸速率 線粒體釋放CO2量(m1)；黑暗條件下細胞(植物體)釋放CO2量(葡萄糖消耗量) 線粒體吸收O2量(n1)；黑暗條件下細胞(植物體)吸收O2量 凈光合速率 細胞(植物體)吸收的CO2量(m2)；植物(葉片)積累葡萄糖量 細胞(植物體)釋放的O2量(n2) 真正光合速率 葉綠體利用、固定CO2量m1＋m2；植物(葉綠體)產(chǎn)生葡萄糖量 葉綠體產(chǎn)生、釋放O2量n1＋n2 題型二　密閉環(huán)境中植物光合速率與呼吸速率的曲線分析題 3．將某種植物栽培于玻璃溫室內(nèi)，下圖為用CO2濃度測定儀測定的密閉玻璃溫室內(nèi)一晝夜CO2濃度的變化情況，則下列相關(guān)說法不正確的是(　　) A．圖中曲線表示植物積累有機物的區(qū)段是bf B．g點與a點相比，植物體內(nèi)有機物含量更高 C．de段CO2濃度下降趨于平緩的原因主要是CO2供應(yīng)不足 D．b、c、d三點的C3含量滿足c＞b，c>d 答案　D 解析　分析題圖，當(dāng)測定的二氧化碳濃度下降時，表示光合速率大于呼吸速率，即植物積累有機物，因此圖中曲線積累有機物的區(qū)段是bf段，A正確；g點CO2濃度低于a點，植物積累有機物，植物體內(nèi)有機物含量升高，B正確；de段氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率下降，CO2濃度下降趨于平緩，C正確；bc段光照逐漸增強，[H]和ATP增多，C3含量減少，即c＜b，cd段CO2供應(yīng)減少，C3含量減少，即c>d，D錯誤。 4.在天氣晴朗的夏季，將用全素營養(yǎng)液培養(yǎng)的植株放入密閉的玻璃罩內(nèi)放在室外進行培養(yǎng)。每隔一段時間用CO2濃度檢測儀測定玻璃罩內(nèi)CO2濃度，繪制成右圖所示的曲線(水平虛線表示實驗開始時玻璃罩內(nèi)CO2濃度)。據(jù)圖得出的判斷不正確的是(　　) A．d點和h點表示光合速率等于呼吸速率 B．bc段和ab段曲線斜率差異可能主要是溫度造成的 C．光合速率最大值可能出現(xiàn)在h點 D．呼吸速率最小值可能出現(xiàn)在b點 答案　C 解析　圖中d點和h點時，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度達到平衡，此時光合速率等于呼吸速率，A正確；在夜間只進行呼吸作用，但是ab段上升速率快，而bc段變緩，這是由于凌晨溫度較低，呼吸作用減弱，B正確；h點時光合作用積累的有機物最多，但光合速率不是最大，C錯誤；b點之前，CO2增加的速率快，b點之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸速率最小值可能出現(xiàn)在b點，D正確。 技法提升 　密閉玻璃罩內(nèi)CO2濃度與時間的關(guān)系曲線 曲線分析 AB段 無光照，植物只進行呼吸作用 BC段 溫度降低，呼吸作用減弱 CD段 4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度＜呼吸作用強度 D點 光合作用強度＝呼吸作用強度 DH段 光合作用強度＞呼吸作用強度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象 H點 光合作用強度＝呼吸作用強度 HI段 光照繼續(xù)減弱，光合作用強度＜呼吸作用強度，直至光合作用完全停止 題型三　開放環(huán)境中植物光合速率與呼吸速率的曲線分析題 5．如圖表示的是一晝夜北方某作物植株CO2吸收量的變化。甲圖為盛夏某一晴天，乙圖是在春季的某一晴天。對兩圖的相關(guān)原因分析不正確的是(　　) A．甲圖中有機物積累最多的是G點，兩圖中B點植物干重均低于A點時的干重 B．植株有機物總積累可用橫軸上、下曲線圍成的有關(guān)面積表示，適當(dāng)提高溫度可增加OA的絕對值 C．兩圖中DE時間段葉綠體中三碳化合物含量均大大減少 D．甲圖中E點與G點相比，葉綠體中的ATP含量較多 答案　C 解析　G點光合作用強度與呼吸作用強度相等，以后呼吸作用強度大于光合作用強度，故有機物積累最多的是G點，兩圖中AB段只進行呼吸作用，故B點植物干重均低于A點時的干重，A正確；有機物總積累可用橫軸上、下曲線圍成的有關(guān)面積表示，適當(dāng)提高溫度可提高呼吸強度，B正確；甲圖DE時由于光照強，氣溫高，導(dǎo)致蒸騰作用強，水分散失多，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合作用速率略有下降，三碳化合物來源減少，去路未變，含量減少，乙圖是由于光照強度減弱，光反應(yīng)減弱，導(dǎo)致光合速率減弱，三碳化合物來源不變，去路減少，含量會升高，C錯誤；甲圖中E點與G點相比，葉綠體中的ATP含量較多，D正確。 技法提升 　開放環(huán)境中光合作用晝夜變化曲線分析 (1)曲線分析 MN和PQ 夜晚植物只進行細胞呼吸 NA和EP 清晨和傍晚光照較弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度 A點和E點 光合作用強度等于細胞呼吸強度，CO2的吸收和釋放達到動態(tài)平衡 A～E 光合作用強度大于細胞呼吸強度 C點 葉片表皮氣孔部分關(guān)閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象 E點 光合作用產(chǎn)物的積累量最大 N點 開始進行光合作用 A點 開始積累有機物 (2)一晝夜有機物的積累量的計算方法(用CO2表示) 一晝夜有機物的積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用釋放的CO2量，即S3－(S1＋S4)。 題型四　光合作用與細胞呼吸的“關(guān)鍵點”移動 6．下面為幾種環(huán)境因素對植物光合作用影響的關(guān)系圖，有關(guān)描述錯誤的是(　　) A．圖1中，若光照強度適當(dāng)增強至最適狀態(tài)，a點左移，b點右移 B．圖2中，若CO2濃度適當(dāng)增大至最適狀態(tài)，a點右移，b點左移 C．圖3中，a點與b點相比，a點時葉綠體中C3含量相對較多 D．圖3中，限制b點光合作用的主要因素是光照強度和CO2濃度 答案　B 解析　由圖示分析可知：圖1中，a點表示CO2補償點，b點表示CO2飽和點，當(dāng)光照強度適當(dāng)增強至最適狀態(tài)，光合速率增大，b點右移，要使光合速率等于呼吸速率，a點左移，A正確；圖2中，a點表示光補償點，b點表示光飽和點，根據(jù)圖1分析過程可知a點左移，b點右移，B錯誤；圖3中，b點時，光照強度和CO2濃度均是光合作用的限制因素，a點和b點的光照強度相同，a點的CO2濃度高于b點的CO2濃度，故a點時葉綠體中C3含量比b點多，C、D正確。 7．科學(xué)家研究小麥20 ℃時光合作用強度與光照強度的關(guān)系，得到如圖曲線。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．在25 ℃條件下研究時，cd段位置會上移，a點會下移 B．a(chǎn)點時葉肉細胞產(chǎn)生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體 C．其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時，b點將向右移動 D．c點之后小麥光合作用強度不再增加，可能與葉綠體中酶的濃度有關(guān) 答案　B 解析　圖中二氧化碳吸收量代表光合作用強度，二氧化碳釋放量代表呼吸作用強度。當(dāng)溫度升高為25 ℃時，因為在適宜溫度范圍內(nèi)，所以呼吸作用和光合作用強度都會增大，因此cd段會上移，a點會下移，A正確；a點時，光照強度為零，故小麥只通過呼吸作用產(chǎn)生ATP，進行的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，其中線粒體是細胞器，B錯誤；Mg是植物合成葉綠素的必需元素，葉綠素在光合作用時可以吸收和傳遞光能，在其他條件適宜的情況下，當(dāng)缺少Mg元素時，葉綠素的合成就會受阻，從而使光合作用的強度降低，由于呼吸作用的強度不受影響，所以要讓光合作用和呼吸作用相等，就必須要增加光照強度以提高光合作用強度，因此b點右移，C正確；據(jù)圖可知，c點是光飽和點，c點之后光合作用強度不再隨光照強度增大而增大，此時影響的因素可能是色素含量、酶的濃度等，D正確。 技法提升 　光合作用與呼吸作用中點移動問題 (1)呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應(yīng)右移，反之左移。 (2)呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應(yīng)右移，反之左移。 (3)陰生植物與陽生植物相比，CO2(或光)補償點和飽和點都應(yīng)向左移動。 (4)在外界條件的影響下，通過分析光合速率和呼吸速率的變化，進而對曲線上某一點的縱、橫坐標(biāo)進行具體分析，確定橫坐標(biāo)左移或右移，縱坐標(biāo)上移或下移，最后得到該點的移動方向。 題型五　植物是否生長的判斷題 8．將某種植物放在特定的實驗裝置內(nèi)，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響，實驗以該植物葉綠體光合作用吸收的CO2總量與線粒體呼吸作用CO2的釋放量為指標(biāo)，實驗結(jié)果如下表所示。下列對該植物數(shù)據(jù)表格分析正確的是(　　) 溫度(℃) 20 25 30 35 40 45 光照下葉綠體CO2吸收總量(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 黑暗中CO2釋放量(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 A．晝夜不停地光照，溫度為20 ℃時該植物不能生長 B．晝夜不停地光照，溫度為45 ℃時，最有利于有機物的積累 C．每天交替進行12 h光照12 h黑暗，溫度均保持在45 ℃條件下，能正常生長 D．每天交替進行12 h光照12 h黑暗，溫度均保持在35 ℃條件下，能正常生長 答案　D 解析　溫度為20 ℃時，光照下CO2吸收總量為1.00 mg/h，該值表示真光合速率，真正光合速率大于呼吸速率，凈光合速率大于0，晝夜不停地光照，該植物能夠正常生長，A錯誤；晝夜不停地光照，溫度為35 ℃時有機物積累最多，B錯誤；每天交替進行12 h光照、12 h黑暗，溫度均保持在45 ℃時，該植物的有機物積累量為3.5012－3.0024＝－30(mg)<0，不能正常生長，C錯誤；每天交替進行12 h光照、12 h黑暗，溫度均保持在35 ℃時，該植物的有機物積累量＝123.25－241.5＝3(mg)，故該植物可以正常生長，D正確。 技法提升 　“晝夜有機物積累量法”判斷植物是否生長 晝夜有機物積累量＝實際光合速率光合時間－呼吸速率24小時＝凈光合速率光照時間－呼吸速率黑暗時間。 ①晝夜有機物積累量>0，植物生長。 ②晝夜有機物積累量≤0，植物不生長，長時間小于0，植物將死亡。 微專題二 光合速率和呼吸速率的測定 一　　裝置圖法測定光合速率與呼吸速率 氣體體積變化法測光合作用O2產(chǎn)生或CO2消耗的體積 (1)裝置中溶液的作用 在測細胞呼吸速率時，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時NaHCO3溶液可提供CO2，能保證容器內(nèi)CO2濃度的恒定。 (2)測定原理 ①甲裝置在黑暗條件下植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。 ②乙裝置在光照條件下植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，所以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。 ③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 (3)測定方法 ①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。 ②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。 ③根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。 (4)物理誤差的校正 為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行校正。 1．[xx鄭州質(zhì)檢]如圖是在一定溫度下測定某植物呼吸作用和光合作用強度的實驗裝置(呼吸底物為葡萄糖，不考慮裝置中微生物的影響)，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．燒杯中盛放NaHCO3溶液，可用于測定一定光強下植物的凈光合速率 B．在遮光條件下，燒杯中盛放NaOH溶液，可用于測定植物無氧呼吸的強度 C．燒杯中盛放清水，可用于測定一定光照強度下真光合速率 D．在遮光條件下，燒杯中盛放清水，可用于測定植物有氧呼吸的強度 答案　A 解析　NaHCO3溶液可以維持裝置內(nèi)二氧化碳濃度的恒定，U形管中液面高度的變化是裝置中氧氣量的變化造成的，可以代表凈光合速率，A正確；NaOH可以吸收二氧化碳，U形管液面高度的變化由裝置中氧氣量的變化造成，而無氧呼吸不消耗氧氣，不能用來測定無氧呼吸的強度，B錯誤；由于植物光下同時進行光合作用和呼吸作用，所以光下無法測得真光合速率，C錯誤；在單位時間內(nèi)，有氧呼吸消耗的氧氣量等于產(chǎn)生的二氧化碳量，無論有氧呼吸強度多大，U形管中液面都不會發(fā)生變化，D錯誤。 2．利用以下裝置可探究某綠色植物的生理作用。假如該植物的光合作用的產(chǎn)物和呼吸作用的底物均為葡萄糖，且不能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸?；卮鹣铝袉栴}： (1)實驗前，應(yīng)________(填“打開”或“關(guān)閉”)活塞，記錄有色液滴的位置。 (2)忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾，可利用裝置________來探究該植物的呼吸作用類型，此時應(yīng)對實驗裝置進行________處理，若________________________________，則該植物在進行有氧呼吸的同時也進行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸；該植物的根尖細胞內(nèi)，能產(chǎn)生CO2，但不伴隨ATP合成的生理過程是_______________________。 (3)忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾，最好選擇裝置________來驗證CO2是植物進行光合作用的必需原料。 答案　(1)關(guān)閉　(2)甲和乙　完全遮光　裝置甲中的有色液滴向左移，裝置乙中的有色液滴向右移　無氧呼吸的第二階段　(3)甲和丙 解析　(1)可通過該裝置中有色液滴的移動情況來反映呼吸作用和光合作用，故需記錄有色液滴的位置(或所在的刻度)；另外，裝置必須密閉，即要關(guān)閉活塞。 (2)可利用裝置甲和裝置乙來探究該植株的呼吸作用類型，實驗時一定要對裝置進行完全遮光處理，裝置甲內(nèi)含有氫氧化鈉溶液，可吸收植株呼吸作用產(chǎn)生的CO2，若呼吸作用消耗氧氣，則有色液滴向左移；裝置乙內(nèi)無吸收CO2的溶液，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的特點可知，若植物進行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸，則裝置乙中的有色液滴會向右移。無氧呼吸的第二階段有CO2產(chǎn)生，但不產(chǎn)生ATP。 (3)裝置甲內(nèi)無CO2，而裝置丙內(nèi)有CO2，且CO2濃度在一段時間內(nèi)不變，故這兩套裝置適合用于驗證CO2是植物進行光合作用的必需原料。 技法提升 　光合作用和細胞呼吸實驗探究中常用實驗條件的控制 (1)增加水中O2——泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物； (2)減少水中O2——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水； (3)除去容器中CO2——氫氧化鈉溶液； (4)除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中； (5)除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱； (6)除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光； (7)如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光； (8)線粒體提取——細胞勻漿離心。 二　　“半葉法”測定光合作用有機物的產(chǎn)生量 將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強度，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值，最后計算真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。 3．某研究小組采用“半葉法”對番茄葉片的光合速率進行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2h)。請分析回答下列問題： (1)MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機物的消耗量；MB表示6 h后______________＋____________________－呼吸作用有機物的消耗量。 (2)若M＝MB－MA，則M表示_____________________________。 (3)真光合速率的計算方法是_____________________________。 (4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出實驗設(shè)計思路。____________________________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________________________________________。 答案　(1)葉片初始質(zhì)量　光合作用有機物的總產(chǎn)量　(2)B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機物總量 (3)M值除以時間再除以面積，即M/(截取面積時間) (4)將從測定葉片的相對應(yīng)部分切割的等面積葉片分開，一部分立即烘干稱重，另一部分在暗中保存幾小時后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計算出葉片的呼吸速率 解析　葉片A部分遮光，雖不能進行光合作用，但仍可照常進行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進行光合作用，又可以進行呼吸作用。分析題意可知，MB表示6 h后葉片初始質(zhì)量＋光合作用有機物的總產(chǎn)量－呼吸作用有機物的消耗量，MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6 h有機物的總產(chǎn)量(B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機物總量)。由此可計算真光合速率，即M值除以時間再除以面積。 三　　黑白瓶法測定溶氧量的變化 通過凈光合作用強度和呼吸作用強度推算總光合作用強度的試題是常見題型，掌握常見的“黑白瓶”問題的測定原理，是解答此類試題的關(guān)鍵。具體方法如下： (1)“黑瓶”不透光，測定的是呼吸作用量(強度)；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量(強度)。總光合作用量(強度)＝凈光合作用量(強度)＋呼吸作用量(強度)。 (2)有初始值的情況下，黑瓶中O2的減少量(或CO2的增加量)為呼吸作用量(強度)；白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量(強度)；二者之和為總光合作用量(強度)。 (3)沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量－黑瓶中測得的現(xiàn)有量＝總光合作用量。 4．用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5 m處的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測定兩瓶中的氧氣含量，結(jié)果如下(不考慮化能合成作用)。有關(guān)分析合理的是 (　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A．丙瓶中浮游植物的細胞產(chǎn)生[H]的場所是線粒體內(nèi)膜 B．在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1 mg C．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低 D．在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實際光合作用釋放的氧氣量約為1.1 mg 答案　B 解析　由于丙瓶為不透光瓶，里面的浮游植物只進行呼吸作用，產(chǎn)生[H]的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，A錯誤；由于丙瓶中生物只進行呼吸作用，經(jīng)過一晝夜后，丙瓶中氧氣少了4.9 mg－3.8 mg＝1.1 mg，B正確；乙瓶中進行了光合作用，O2增多，則CO2減少，丙瓶是消耗O2釋放CO2，因此乙瓶pH比丙高，C錯誤；在一晝夜內(nèi)，乙瓶實際光合作用釋放O2為凈光合作用釋放＋呼吸作用消耗＝5.6－4.9＋1.1＝1.8(mg)，D錯誤。 5．下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法測定夏季某池塘不同深度水體中，初始平均O2濃度與24小時后平均O2濃度比較后的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)分析正確的是 (　　) 水深(m) 1 2 3 4 白瓶中O2濃度(g/m2) ＋3 1.5 0 －1 黑瓶中O2濃度(g/m2) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5 A．水深1 m處白瓶中水生植物24小時產(chǎn)生的O2為 3 g/m2 B．水深2 m處白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率 C．水深3 m處白瓶中水生植物不進行光合作用 D．水深4 m處白瓶中藻類植物產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 答案　D 解析　根據(jù)題意可知，黑瓶中水生植物只能進行呼吸作用，白瓶中水生植物既能進行光合作用又能進行呼吸作用，在相同條件下培養(yǎng)一定時間，黑瓶中所測得的數(shù)據(jù)即為正常的呼吸消耗量。由表中數(shù)據(jù)可知，在水深1 m處白瓶中水生植物產(chǎn)生的O2量＝3＋1.5＝4.5(g/m2)，A錯誤；水深2 m處白瓶中水生植物光合速率＝1.5＋1.5＝3.0[g/(m2d)]，呼吸速率為1.5 g/(m2d)，B錯誤；水深3 m處白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量，即1.5 g/m2，C錯誤；水深4 m處白瓶中藻類植物能進行光合作用和呼吸作用，故白瓶中藻類植物產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，D正確。 四　　葉圓片上浮法分析影響光合作用的因素 利用“真空滲入法”排除葉肉細胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在細胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用的強弱。 6．下圖1是某高等綠色植物成熟綠葉組織在某光照強度和適宜溫度下，光合作用強度增長率隨CO2濃度變化的情況。圖2為從生長狀況相同的植物葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細胞內(nèi)的氣體，平均分成若干份，然后置于不同濃度的NaHCO3溶液中，給予相同的一定強度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時間，其記錄結(jié)果繪成的曲線圖。下列分析錯誤的是(　　) A．圖1中在d點時光合速率達到最大，此時限制光合速率的主要環(huán)境因素可能是光照強度 B．圖1中c點與b點相比，葉綠體中[H]的合成速率不變 C．從圖2分析，bc段曲線平緩的限制因素可能是光照強度，而c點以后曲線上行，其原因最可能是NaHCO3濃度過大，導(dǎo)致細胞失水，從而影響細胞代謝 D．適當(dāng)?shù)卦黾庸庹諒姸戎貜?fù)圖2實驗，b點將向下移動 答案　B 解析　圖1表示光合作用增長率，只要光合作用增長率為正值，植物光合作用速率都在不斷增加，所以在增長率達到0時(即d點)光合作用速率達到最大，此時CO2濃度仍在繼續(xù)上升，故限制光合作用速率的主要環(huán)境因素不是CO2而是光照強度，A正確；圖1中c點和b點相比，光合作用強度增長率雖不變，但光合作用速率在不斷增加，所以葉綠體中[H]的合成速率增大，B錯誤；bc段NaHCO3溶液濃度繼續(xù)上升，所以此時曲線平緩的限制因素可能為光照強度，曲線上升表明光合作用減弱(產(chǎn)生的氧氣減少)，而c點之后NaHCO3增加，可能導(dǎo)致葉片細胞外的濃度過高，葉片細胞失水從而影響了它的細胞代謝，故而導(dǎo)致光合作用降低，C正確；由于bc段的限制因素主要是光照強度，因此適當(dāng)?shù)卦黾庸庹諒姸戎貜?fù)此實驗，b點光合速率提高，即b點將向下移動，D正確。 五　　間隔光照法測定光合速率 光反應(yīng)和暗反應(yīng)在不同酶的催化作用下相對獨立進行，由于催化暗反應(yīng)的酶的催化效率和數(shù)量都是有限的，因此在一般情況下，光反應(yīng)的速率比暗反應(yīng)快，光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和[H]不能被暗反應(yīng)及時消耗掉。持續(xù)光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的大量的[H]和ATP不能及時被暗反應(yīng)消耗，暗反應(yīng)限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應(yīng)的產(chǎn)物，持續(xù)進行一段時間的暗反應(yīng)。因此在光照強度和光照時間不變的情況下，制造的有機物相對多。 7．[xx全國卷Ⅰ]為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)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(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物的相對含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時間內(nèi)，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(jù)是____________________________________________________________；C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)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(chǎn)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。 答案　(1)高于　C組只用了D組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率　ATP和還原型輔酶Ⅱ 解析　(1)C組與D組相比，C組的光照總時間為D組的一半，而光合產(chǎn)物接近D組的光合產(chǎn)物，說明C組在單位光照時間內(nèi)合成有機物的量高于D組，從而也說明光合作用的有些過程不需要光照，這些過程屬于暗反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。 (2)A、B、C三組中光照與黑暗交替頻率依次增加，而三組的光合產(chǎn)物也依次增加，說明隨著光照與黑暗交替頻率的增加，光反應(yīng)產(chǎn)生的還原型輔酶Ⅱ和ATP能被充分利用與及時再生，從而產(chǎn)生更多的有機物。 板塊三　方向真題體驗 1．[xx天津高考]某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸