2019年高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題突破練習(xí)二 第2講 光合作用與細(xì)胞呼吸.doc

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2019年高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題突破練習(xí)二 第2講 光合作用與細(xì)胞呼吸 [考綱要求]　1.光合作用以及對它的認(rèn)識過程(C)。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(C)。3.細(xì)胞呼吸及其原理的應(yīng)用(B)。 [構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)] 考點一　細(xì)胞呼吸 1．細(xì)胞呼吸的過程圖解 2．影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素分析 項目 溫度 氧氣濃度 水分 影響 原理 影響酶活性 決定呼吸 類型和強(qiáng)度 自由水含量較高 時呼吸旺盛 坐標(biāo) 曲線 [錯混診斷] 1．有氧和無氧時，酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同(xx新課標(biāo)Ⅱ，3D)(　√　) 2．有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水(xx課標(biāo)全國，2B)(　　) 3．無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累(xx課標(biāo)全國，2C)(　　) 4．人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供(xx新課標(biāo)Ⅱ，6C)(　　) 5．無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸(xx課標(biāo)全國，2A)(　　) 6．葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發(fā)生在細(xì)胞有氧時(xx上海，25A)(　　) 7．及時排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害(xx福建，1B)(　√　) 8．無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮(xx浙江，4A)(　　) 題組一　從細(xì)胞呼吸的過程與方式進(jìn)行考查 1．人的肌肉組織分為快肌纖維和慢肌纖維兩種，快肌纖維幾乎不含有線粒體，與短跑等劇烈運動有關(guān)；慢肌纖維與慢跑等有氧運動有關(guān)。下列敘述錯誤的是(　　) A．消耗等摩爾葡萄糖，快肌纖維比慢肌纖維產(chǎn)生的ATP多 B．兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATP C．短跑時快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，故產(chǎn)生酸痛感覺 D．慢跑時慢肌纖維產(chǎn)生的ATP主要來自于線粒體內(nèi)膜 答案　A 解析　由題意可知，快肌纖維進(jìn)行無氧呼吸，慢肌纖維進(jìn)行有氧呼吸。慢跑時慢肌纖維產(chǎn)生的ATP主要來自于線粒體內(nèi)膜。消耗等摩爾葡萄糖時，快肌纖維比慢肌纖維產(chǎn)生的ATP要少。兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATP，短跑時快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，故產(chǎn)生酸痛感覺。 2．不同種類的生物在不同的條件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列對呼吸作用方式的判斷不正確的是(　　) A．若只釋放CO2，不消耗O2，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸 B．若CO2的釋放量多于O2的吸收量，則細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無氧呼吸 C．若CO2的釋放量等于O2的吸收量，則細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸 D．若既不吸收O2也不釋放CO2，則說明該細(xì)胞已經(jīng)死亡 答案　D 解析　動物細(xì)胞或乳酸菌，無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸，此時細(xì)胞既不吸收O2，也不釋放CO2，故D錯誤。 　判斷細(xì)胞呼吸類型的五大方法 (以葡萄糖為底物) (1)產(chǎn)生CO2量＝消耗O2量→有氧呼吸。 (2)不消耗O2，產(chǎn)生CO2→無氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (3)釋放CO2量>吸收O2量→同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (4)不吸收O2，不釋放CO2→乳酸發(fā)酵或細(xì)胞已經(jīng)死亡。 (5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸發(fā)酵。 題組二　以曲線圖形式考查細(xì)胞呼吸類型、過程及影響因素 3.現(xiàn)有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，通入不同濃度的O2時，產(chǎn)生酒精和CO2的量如圖所示，下列說法正確的是(多選)(　　) A．曲線a表示CO2量，曲線b表示酒精量 B．O2濃度為c時，酵母菌無氧呼吸消耗的葡萄糖量約占葡萄糖總消耗量的 C．曲線a、b初始端的量相等，故不能確定此時酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸 D．酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液和酸性重鉻酸鉀溶液鑒定 答案　ABD 解析　隨O2濃度升高，酵母菌無氧呼吸減弱，有氧呼吸增強(qiáng)，所以酒精產(chǎn)生量減少，CO2產(chǎn)生量增加，故曲線a表示CO2量，曲線b表示酒精量。當(dāng)O2濃度為c時，產(chǎn)生的酒精量約為7 mol，所以酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量也約為7 mol，CO2的總產(chǎn)生量約為14 mol，說明有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量也約為14－7＝7(mol)，再根據(jù)無氧呼吸和有氧呼吸的反應(yīng)式可知，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為7＝(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量為7＝(mol)，因此無氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖總消耗量的3/4。曲線a、b的初始端CO2與酒精的生成量相等，此時酵母菌不進(jìn)行有氧呼吸。溴麝香草酚藍(lán)水溶液和酸性重鉻酸鉀溶液分別用于鑒定無氧呼吸的產(chǎn)物CO2和酒精。 4．(xx海南，26)某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。請據(jù)圖回答問題： (1)在12～24 h期間，呼吸速率逐漸增強(qiáng)，在此期間呼吸作用的主要方式是________呼吸，該呼吸方式在細(xì)胞中發(fā)生的部位是______________，其產(chǎn)物是____________________。 (2)從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會________，主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)胚根長出后，萌發(fā)種子的__________呼吸速率明顯升高。 答案　(1)無氧　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　酒精和二氧化碳 (2)減少　種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降　(3)有氧 解析　(1)據(jù)圖可知，在12～24 h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時的呼吸作用主要是無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根長出期間，種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降。(3)胚根長出后，氧氣的吸收量明顯增多，說明有氧呼吸的速率明顯提高。 　細(xì)胞呼吸的曲線識別技巧 (1)下降型曲線：呼吸反應(yīng)速率逐漸減緩，一般受生成物含量的影響，隨生成物的增多而減緩，如CO2濃度。 (2)上升型曲線：呼吸反應(yīng)速率逐漸加快，一般受反應(yīng)物含量的影響，隨反應(yīng)物的增多而加快，如O2含量。 題組三　探究外界因素對細(xì)胞呼吸速率的影響 5．為研究淹水時KNO3溶液濃度對甜櫻桃根呼吸的影響，設(shè)四組盆栽甜櫻桃，其中一組淹入清水，其余三組分別淹入不同濃度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定時測定甜櫻桃根有氧呼吸速率，結(jié)果如圖。下列說法正確的是(多選)(　　) A．櫻桃根細(xì)胞無氧呼吸生成CO2的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．圖中A、B、C三點，在單位時間內(nèi)與氧結(jié)合的還原氫最多的是C點 C．淹水時KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩作用 D．實驗過程中可以改用CO2的產(chǎn)生量作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo) 答案　AC 解析　甜櫻桃根細(xì)胞無氧呼吸生成CO2的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，有氧呼吸的主要場所是線粒體，A正確；圖中A、B、C三點，在單位時間內(nèi)與氧結(jié)合的還原氫最多的是A點，B錯誤；由圖知KNO3濃度越高，有氧呼吸速率越強(qiáng)，說明淹水時KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩作用，C正確；植物有氧呼吸和無氧呼吸都可以產(chǎn)生CO2，所以實驗過程中不可以改用CO2的產(chǎn)生量作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)，D錯誤。 6．某同學(xué)用如圖所示的裝置，探究不同濃度2,4－D溶液對大豆種子細(xì)胞呼吸速率的影響，結(jié)果如表所示。 組 別 2,4－D溶液濃度(mol/L) 有色液滴移動的距離(mm) 0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min A 0 0 1.1 2.2 3.3 4.4 5.5 B 10－12 0 6.5 13.0 19.5 26.0 32.5 C 10－10 0 8.0 16.0 24.0 32.0 40.0 D 10－8 0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 (1)在實驗變量中，有色液滴移動的距離應(yīng)為______變量。 (2)實驗裝置中NaOH溶液的作用是________________________，因而有色液滴移動的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若某一階段大豆種子依然存活，但不見液滴移動，此時大豆種子中產(chǎn)生ATP的場所是________________________________________________________________________。 (4)與D組相比，當(dāng)2,4－D溶液濃度為10－12 mol/L時，有色液滴在單位時間內(nèi)移動的距離更________。 答案　(1)因　(2)吸收有氧呼吸釋放出的CO2　有氧呼吸消耗O2后引起左側(cè)瓶內(nèi)氣體體積減小，氣壓下降　(3)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　(4)小 解析　(1)變量包括自變量、因變量和無關(guān)變量，自變量為實驗過程中實驗者設(shè)置的變量，因變量是由于自變量的變化而引起變化的量，無關(guān)變量應(yīng)為實驗過程中除自變量和因變量之外的其他因素，題中2,4－D溶液的濃度應(yīng)為自變量，有色液滴的移動距離應(yīng)為因變量。 (2)裝置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，故二氧化碳的產(chǎn)生量并不影響裝置中的壓強(qiáng)，但種子細(xì)胞有氧呼吸吸收氧氣后，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，有色液滴左移。綜上所述，導(dǎo)致有色液滴移動的唯一因素為有氧呼吸吸收氧氣的量。 (3)有色液滴不動表明裝置內(nèi)沒有氧氣的消耗，也就是細(xì)胞此時不進(jìn)行有氧呼吸，故此時種子只進(jìn)行無氧呼吸，其場所應(yīng)為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (4)根據(jù)表格可以看出，B組(10－12 mol/L)移動的速度小于D組(10－8 mol/L)的。 1.測定組織細(xì)胞呼吸速率的裝置與原理 (1)裝置(如圖所示) (2)指標(biāo)：細(xì)胞呼吸速率常用單位時間CO2釋放量或O2吸收量來表示。 (3)原理：組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，刻度管內(nèi)的有色液滴左移。單位時間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。 (4)物理誤差的校正 ①如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。 ②如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進(jìn)行消毒處理。 ③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，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。 2．有關(guān)細(xì)胞呼吸方式探究的裝置與實驗分析 (1)最常用的實驗裝置如圖所示： (2)實驗材料分析：①裝置一、二中試劑的作用分別是NaOH溶液吸收CO2，蒸餾水作為對照。②在利用葡萄糖作為能源物質(zhì)的條件下，有氧呼吸氣體體積不變，無氧呼吸氣體體積增加。 (3)實驗結(jié)果分析 裝置一 裝置二 結(jié)果 紅色液滴左移 紅色液滴不動 只進(jìn)行有氧呼吸 紅色液滴不動 紅色液滴右移 只進(jìn)行無氧呼吸 紅色液滴左移 紅色液滴右移 既進(jìn)行有氧呼吸又 進(jìn)行無氧呼吸 考點二　光合作用 1．色素的吸收光譜 2．光合作用的過程圖解 [錯混診斷] 1．磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物(xx新課標(biāo)Ⅱ，6A)(　√　) 2．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與(xx新課標(biāo)Ⅱ，6B)(　√　) 3．植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光(xx新課標(biāo)Ⅱ，2D)(　　) 4．葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(xx新課標(biāo)Ⅱ，2C)(　√　) 5．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和H2O(xx海南，4A)(　　) 6．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(xx安徽，1B)(　　) 7．番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，光反應(yīng)強(qiáng)度會降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低(2011新課標(biāo)，3改編)(　√　) 8．離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、[H]和CO2后，可完成碳(暗)反應(yīng)(2011浙江，1D)(　√　) 題組一　從光合作用的過程進(jìn)行考查 1.如圖表示植物光合作用的一個階段，下列各項敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體 B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多種酶的參與 C．提高溫度一定能促進(jìn)C6H12O6的生成 D．在無光條件下，有利于暗反應(yīng)進(jìn)行 答案　B 解析　圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段，該反應(yīng)進(jìn)行的場所是葉綠體基質(zhì)，故A錯誤；C3生成C6H12O6需在多種酶的催化下，利用ATP提供的能量，通過[H]的還原進(jìn)行，故B正確；若該生理過程已在最適溫度條件下進(jìn)行，提高溫度反而會降低酶的活性，會使反應(yīng)減慢，故C錯誤；在無光條件下，暗反應(yīng)會因[H]和ATP的缺乏受到限制，故D錯誤。 2．(xx新課標(biāo)Ⅰ，2)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．O2的產(chǎn)生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降 答案　B 解析　正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間，說明綠藻可以正常進(jìn)行光合作用，用黑布遮光后，改變了綠藻光合作用的條件，此時光合作用的光反應(yīng)停止，光反應(yīng)的產(chǎn)物O2、ATP和[H](即NADPH)停止產(chǎn)生，所以A、C、D項所敘述現(xiàn)象會發(fā)生；光照停止，暗反應(yīng)中C3還原受影響，C5減少，CO2的固定減慢，B項所敘述現(xiàn)象不會發(fā)生。 　模型法分析影響因素驟變時物質(zhì)量的變化 條件 曲線 光照強(qiáng)度由強(qiáng)到弱、CO2供應(yīng)不變 光照強(qiáng)度由弱到強(qiáng)、CO2供應(yīng)不變 光照不變、CO2量由充足到不足 光照不變、CO2量由不足到充足 題組二　以曲線分析或?qū)嶒灧治鲂问娇疾橛绊懝夂纤俾实沫h(huán)境因素 3．現(xiàn)有a、b、c三種燈泡，其發(fā)出光波的波長與光輻射強(qiáng)度的關(guān)系如圖甲所示，現(xiàn)需從中選擇一種燈泡用于溫室中給植物補(bǔ)光，期望最大限度地增加光合作用的強(qiáng)度。為此某同學(xué)設(shè)計了圖乙所示的實驗裝置。(注：葉綠體中的色素主要吸收430～450 nm的藍(lán)紫光和640～660 nm的紅光) (1)請判斷三種燈泡與圖甲中的曲線間的對應(yīng)關(guān)系： a燈對應(yīng)曲線________，b燈對應(yīng)曲線________，c燈對應(yīng)曲線________。(橫線上均填序號) (2)如給予白熾光照射，金魚藻在不同光照強(qiáng)度下光合速率如圖丙曲線Ⅰ變化(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。 ①與B點相比，A點葉綠體中的C3含量________(較高、較低、相等、無法判斷)。 ②制約A點光合作用的因素主要是_________________________________。 ③在B點時，____________可能導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰颉? (3)若給該裝置通入C18O2，一段時間后，裝置內(nèi)出現(xiàn)了18O2，請用文字或圖解簡要說明：________________________________________________________________________。 答案　(1)②　①?、邸?2)①較高?、诠庹諒?qiáng)度?、墼黾覥O2濃度　(3)C18O2→HO→18O2 解析　由題意和題圖可看出，圖乙的裝置Ⅱ中光合作用最強(qiáng)，裝置Ⅰ中光合作用最弱，即b燈泡照射最有利于光合作用，對應(yīng)圖甲中的曲線①，a燈泡照射不利于光合作用，對應(yīng)圖甲中的曲線②，c燈泡與圖甲中曲線③對應(yīng)，溫室中選擇b燈泡能最大限度地增加光合作用強(qiáng)度。(2)圖丙中，A點的光照強(qiáng)度比B點的弱，所以A點處的C3含量較B點處的高；A點時光合速率并未達(dá)到最大值，也就是說光照強(qiáng)度還未達(dá)到飽和狀態(tài)，繼續(xù)增加光照強(qiáng)度還能提高光合速率，故限制其光合作用的因素主要是光照強(qiáng)度。(3)若該密閉裝置通入C18O2，參與光合作用，其中的氧進(jìn)入葡萄糖和水分子中，水分子再參與光合作用被光解，產(chǎn)生氧氣，即C18O2→HO→18O2。 　分析光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度與光合速率的變化曲線 (1)曲線圖 (2)圖形分析：在P點之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因素。隨著該因素的不斷增強(qiáng)，光合速率不斷提高。在Q點時，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因素，要提高光合速率，可適當(dāng)提高圖示的其他因素的含量或強(qiáng)度等。 考點三　多角度理解光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系 1．兩者關(guān)系圖解讀 2．解讀真正光合速率和凈(表觀)光合速率的曲線圖 (1)圖示 (2)解讀 [錯混診斷] 1．CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中， C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中(xx浙江，4B)(　　) 2．光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP(xx浙江，4C)(　　) 3．夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量(xx浙江，4D)(　√　) 4．凈光合速率長期為零時會導(dǎo)致幼苗停止生長(xx海南，7D)(　√　) 題組一　從光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系進(jìn)行考查 1．如圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，下列說法有誤的是(　　) A．A過程中合成ATP的部位是在葉綠體類囊體薄膜上 B．B過程中的ATP用于還原三碳化合物(C3) C．A、C過程中合成ATP所需的能量來源相同 D．D過程中能量的去向是用于耗能的生命活動 答案　C 解析　A中合成ATP所需能量來源于光能，C中合成ATP所需能量來源于有機(jī)物的氧化分解釋放的能量。 2．(xx天津，2)下圖是細(xì)胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．過程①只在線粒體中進(jìn)行，過程②只在葉綠體中進(jìn)行 B．過程①產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中 C．過程②產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自H2O D．過程①和②中均能產(chǎn)生[H]，二者還原的物質(zhì)不同 答案　D 解析　過程①②分別是有氧呼吸、光合作用。A項，在有線粒體的真核生物細(xì)胞中，過程①發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，過程②只發(fā)生在葉綠體中。而在原核細(xì)胞中，過程①②都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。B項，過程①通過有氧呼吸氧化分解有機(jī)物，釋放的能量一部分以熱能形式散失，一部分轉(zhuǎn)移至ATP中。C項，過程②產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自CO2，而不是來自H2O，H2O中的氧在光反應(yīng)過程中通過水的光解產(chǎn)生O2。D項，過程①的第一、二階段產(chǎn)生的[H]，用于第三階段還原O2，生成H2O；過程②通過光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]，用于暗反應(yīng)還原C3，因此二者還原的物質(zhì)不同。 　1.光合作用與有氧呼吸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系 2．光合作用與細(xì)胞呼吸的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系 3．光合作用與有氧呼吸中[H]和ATP的來源、去向分析 項目 光合作用 有氧呼吸 [H] 來源 H2O光解產(chǎn)生 有氧呼吸第一、二階段 去向 還原C3 用于第三階段還原O2 ATP 來源 光反應(yīng)階段產(chǎn)生 三個階段都產(chǎn)生 去向 用于C3還原供能 用于各項生命活動 (植物的C3還原除外) 題組二　利用坐標(biāo)曲線考查影響光合作用和呼吸作用的因素 3．(xx四川，6)將桑樹和大豆分別單獨種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如下圖所示(注：光飽和點是使光合速率達(dá)到最大值時所需的最低光照強(qiáng)度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響 B．與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點均增大 C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株開始積累有機(jī)物時的最低光照強(qiáng)度單作大于間作 答案　D 解析　A項，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時的呼吸強(qiáng)度比單作時的大，大豆間作時的呼吸強(qiáng)度比單作時的小。B項，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時桑樹光合作用的光飽和點增大，大豆光合作用的光飽和點減小。C項，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時的光合速率比單作時增強(qiáng)，在較高光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時的光合速率比單作時減弱。D項，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，單作時大豆開始積累有機(jī)物時的最低光照強(qiáng)度大于間作時的。 4．(xx新課標(biāo)Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。 據(jù)圖回答下列問題： (1)當(dāng)CO2濃度為a時，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時，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，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，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，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時考慮________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。 答案　(1)0　A、B、C　(2)光強(qiáng)　(3)大于　(4)光強(qiáng) 解析　(1)根據(jù)曲線圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時，高光強(qiáng)下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標(biāo)圖中曲線的走勢可以看出，當(dāng)CO2濃度在a～b之間時，曲線A、B、C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。(2)由題圖可知，影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強(qiáng)。當(dāng)CO2濃度大于c時，由于受光強(qiáng)的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。(3)當(dāng)環(huán)境中的CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強(qiáng)下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可推測，光強(qiáng)和CO2濃度都會影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時考慮光強(qiáng)這一因素的影響。 　光合速率與呼吸速率的關(guān)系的曲線解讀 　 (1)圖1中，①在一定范圍內(nèi)，隨葉面積指數(shù)的增大，光合作用實際量和呼吸量均增加；②超過A點后，光合作用實際量不再隨葉面積指數(shù)的增加而增加，原因是葉片相互遮擋；③干物質(zhì)的量＝光合作用實際量－呼吸量。干物質(zhì)的量為零時，即葉面積指數(shù)為D時，光合速率＝呼吸速率。 (2)圖2中，①在一定范圍內(nèi)，光合速率和呼吸速率都會隨溫度的升高而增加；②細(xì)胞呼吸的最適溫度高于光合作用，所以超過20 ℃時，光合速率增加緩慢，但呼吸速率增加很快，且可判斷20 ℃時凈光合速率最大；③凈光合速率＝光合速率－呼吸速率，即兩曲線之間的距離n代表了相應(yīng)溫度下的凈光合速率，n＝0時，光合速率＝呼吸速率。 題組三　光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)計算 5．如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h 內(nèi)CO2的吸收量和釋放量(單位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2吸收量和CO2釋放量表示。下列表述不合理的是(多選)(　　) A．在18時和6時，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等 B．假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，則該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為75 mg/h C．該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B D．中午12時左右，與曲線最高點所對應(yīng)的時間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降 答案　BD 解析　在18時和6時，CO2吸收量和CO2釋放量相等，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，A正確。假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，從圖示可知，該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為75 mg/h＋10 mg/h＝85 mg/h，B錯誤。A、C表示光合作用合成的有機(jī)物，B表示呼吸作用消耗的有機(jī)物，該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B，C正確。中午12時左右，由于氣溫過高，氣孔關(guān)閉，CO2吸收量下降，與曲線最高點所對應(yīng)的時間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量升高，D錯誤。 6．棉花是關(guān)系國計民生的戰(zhàn)略物資，也是僅次于糧食的第二大農(nóng)作物?？蒲腥藛T利用棉花植株進(jìn)行了不同實驗。請分析回答： (1)棉花葉肉細(xì)胞中，完成“光能→電能→活躍化學(xué)能”轉(zhuǎn)化過程的部位是________，固定CO2的場所是________。 (2)圖1為選取至少具有15個棉鈴(果實)的植株，去除不同比例的棉鈴，進(jìn)行研究棉花去鈴后對葉片光合作用的影響。分析可知，葉片光合速率大小與棉鈴數(shù)量呈________(填正或負(fù))相關(guān)，其中對照組棉花植株的CO2固定速率相對值是________。 (3)圖2為在適宜光強(qiáng)條件下，棉花光合速率和呼吸速率隨溫度變化的曲線。溫度主要是通過影響________來影響棉花光合速率和呼吸速率。 (4)圖2中，30 ℃時棉花凈光合速率是______________________μmolO2mg－1葉綠素h－1，棉花光合作用生產(chǎn)量最大時的溫度是________。 答案　(1)類囊體薄膜　葉綠體基質(zhì)　(2)正　28 (3)酶的活性　(4)150　35 ℃ 解析　(1)光反應(yīng)中發(fā)生光能→電能→活躍化學(xué)能的變化，光反應(yīng)發(fā)生的場所是類囊體薄膜；暗反應(yīng)中發(fā)生CO2固定，暗反應(yīng)發(fā)生的場所為葉綠體基質(zhì)。(2)由圖1可知，去除棉鈴的百分率越低，即棉鈴數(shù)量越多，光合速率越高，即葉片光合速率大小與棉鈴數(shù)量呈正相關(guān)；去除棉鈴的百分率為0，即不去除棉鈴時為對照組，此時棉花植株的CO2固定速率相對值是28。(3)溫度通過影響酶的活性影響光合速率和呼吸速率。(4)圖2中放氧速率為凈光合速率，耗氧速率為呼吸速率，30 ℃時棉花凈光合速率是150 μmol O2mg－1葉綠素h－1；棉花光合作用生產(chǎn)量最大時即為凈光合速率和呼吸速率之和最大時，圖2中35 ℃時棉花光合作用生產(chǎn)量最大。 　有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸的計算問題辨析 (1)光合作用所需CO2的來源有兩個：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的，從周圍空氣中吸收的(若是水生植物，則是從周圍的水中吸收的)。 (2)光合作用釋放O2的去向有兩個：細(xì)胞呼吸、釋放到周圍的空氣中(當(dāng)光合速率大于呼吸速率時)。 (3)光合作用制造(等同生產(chǎn)、合成)的葡萄糖的去向有兩個：細(xì)胞呼吸消耗、積累(當(dāng)光合速率大于呼吸速率時)。 (4)當(dāng)在光照下光合作用與呼吸作用同時進(jìn)行時：光合作用實際產(chǎn)氧量＝實測的氧氣釋放量＋呼吸作用耗氧量；光合作用實際二氧化碳消耗量＝實測的二氧化碳吸收量＋呼吸作用二氧化碳釋放量；光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量＝光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量－呼吸作用葡萄糖消耗量。 題組四　光合作用與細(xì)胞呼吸的實驗測定與探究 7．利用如圖所示的實驗裝置進(jìn)行與光合作用有關(guān)的實驗，下列說法正確的是(　　) A．試管中收集的氣體量代表了光合作用產(chǎn)生的氧氣量 B．在光下，如果有氣泡產(chǎn)生，可以說明光合作用產(chǎn)生氧氣 C．為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用不同濃度的NaHCO3溶液進(jìn)行實驗 D．為了探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響，用一套裝置慢慢向光源靠近，觀察氣泡產(chǎn)生的速率的變化 答案　C 解析　 收集到的氣體量為氧氣的釋放量，即光合作用產(chǎn)生的氧氣量減去呼吸作用消耗的氧氣量；如果光照很弱，光合作用小于呼吸作用時，釋放的氣體為二氧化碳；探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響需要設(shè)置多組裝置。 8．(xx江蘇，31)為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養(yǎng)至指數(shù)生長期，并以此為材料，測定了藻細(xì)胞在不同條件下的凈光合速率(Pn)。 圖 1 為光合放氧測定裝置的示意圖；圖 2 是不同 NaHCO3濃度(pH 8.5,25 ℃)條件下測得的Pn曲線圖。 請回答下列問題： (1)通過變換圖1中光源，可研究________、________對光合作用的影響。 (2)在測定不同光照對Pn的影響時，如不精確控制溫度，則測得的光照與Pn的關(guān)系____________(填“呈正相關(guān)”、“呈負(fù)相關(guān)”或“難以確定”)。 (3)由于弱堿性的藻培養(yǎng)液中游離CO2濃度很低，藻光合作用主要通過胞內(nèi)碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO獲得CO2。圖2中達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO3 濃度為____________；在更高NaHCO3濃度下，Pn不再增加的主要原因有______________________、______________。 (4)培養(yǎng)基中的HCO與CO之間的離子平衡與pH有關(guān)，堿性條件下pH越高，HCO越少，CO越多，而CO幾乎不能被該藻利用。 在測定不同pH(7.0～10.0)對光合作用的影響時，導(dǎo)致Pn發(fā)生變化的因素有______________________、______________________。 答案　(1)光強(qiáng)　光質(zhì)　(2)難以確定　(3)120 mgL－1　達(dá)到了CO2飽和點　CA量有限　(4)CO2(或HCO)供應(yīng)量不同　CA(細(xì)胞)活性變化 解析　(1)可調(diào)光源可通過調(diào)節(jié)改變光照強(qiáng)度、光質(zhì)(光的波長)等，因此可用來研究光照強(qiáng)度和光質(zhì)對光合作用的影響。 (2)本實驗中溫度屬于無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜。溫度過高或過低都會影響酶的活性，從而影響光合作用，導(dǎo)致難以確定光照對Pn的影響。 (3)由圖2可以看出，達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為120 mgL－1，在更高NaHCO3濃度下Pn值不再增加，可能是由于達(dá)到了CO2飽和點，或者是胞內(nèi)的CA量有限，不能分解水中的HCO獲得CO2。 (4)根據(jù)題中信息分析，pH在7.0～10.0時，一方面會影響HCO分解產(chǎn)生CO2，從而影響Pn；另一方面pH也會影響細(xì)胞中CA的活性，從而影響Pn。 　1.光合速率的測定方法 (1)條件：整個裝置必須在光下，光是植物進(jìn)行光合作用的條件。 (2)NaHCO3溶液作用：燒杯中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率測定指標(biāo)：植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，毛細(xì)管內(nèi)的有色液滴右移。單位時間內(nèi)有色液滴右移的體積即表示光合速率。 2．光合作用、細(xì)胞呼吸實驗的設(shè)計技巧 (1)實驗設(shè)計中必須注意三點 ①變量的控制手段，如光照強(qiáng)度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進(jìn)行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調(diào)節(jié)。 ②對照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn)行實驗，而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對照。 ③無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為“凈光合作用強(qiáng)度值”。 (2)典型的方法 ①“黑白瓶法”：用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真光合作用強(qiáng)度值。 ②梯度法：用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響。 考點四　葉綠體中色素的提取和分離 1．葉綠體中色素提取和分離的流程 2．葉綠體色素提取和分離實驗的異?，F(xiàn)象分析 (1)提取液顏色淺的原因 ①研磨不充分，色素未充分提取出來。 ②稱取綠葉過少或加入95%的乙醇過多，色素濃度小。 ③未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。 (2)色素帶呈弧形的原因是濾紙條未剪去兩角。 (3)濾紙條上只有兩條色素帶，原因是使用的葉片中葉綠素被破壞或不含葉綠素。 (4)濾紙條上看不見色素帶的原因 ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時間較長，色素全溶解到層析液中。 [錯混診斷] 1．用紙層析法提取菠菜綠葉中的色素(xx四川，4C改編)(　　) 2．在25 C的實驗條件下可順利完成光合色素的提取與分離(xx北京，5A)(　√　) 3．葉綠體色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上擴(kuò)散就越慢(xx重慶，1C)(　　) 4．利用紙層析法可分離出4種葉綠體色素(xx海南，9C)(　√　) 5．葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光(xx海南，9A)(　√　) 題組一　從色素提取與分離的原理進(jìn)行考查 1．下列是關(guān)于綠葉中色素的提取和分離實驗的說法，其中正確的是(多選)(　　) A．色素提取的原理是色素在層析液中的溶解度不同 B．研磨葉片時加SiO2的作用是使研磨更加充分 C．實驗材料葉子要新鮮，顏色要深綠，目的是提取到較多的色素 D．層析液可用丙酮代替 答案　BC 解析　本實驗的原理有兩項：一是色素提取的原理，即葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，可以用其提取葉綠體中的色素；二是色素分離的原理，即綠葉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(kuò)散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢，A錯誤；SiO2可使研磨得更充分，B正確；層析液由20份在60～90 ℃下分餾出來的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成，也可用93號汽油代替，但不能用丙酮代替，丙酮可以作為色素的提取劑，D錯誤。 2．提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是(　　) A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片 B．提取液呈綠色是因為含有葉綠素a和葉綠素b C．濾紙條由上到下第3條帶呈現(xiàn)黃綠色 D．胡蘿卜素位于濾紙條的最上方，是因為其在提取液中的溶解度最低 答案　B 解析　未見色素帶最常見的原因是層析液沒及了濾液細(xì)線，導(dǎo)致色素溶解于層析液中，也可能是忘記畫濾液細(xì)線；如果材料為黃化葉片，仍能出現(xiàn)色素帶，A錯誤。色素在層析液中的溶解度和擴(kuò)散速度：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b，因此在濾紙條上色素帶由上到下的順序為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，顏色分別為橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色，C、D錯誤。此類題型較常見，只要理解分離的原理，牢記實驗現(xiàn)象，基本沒太大難度，還有一些變式，如分析只出現(xiàn)2條或3條色素帶的原因，色素帶顏色較淺、色素帶變窄的原因等。 題組二　從操作步驟進(jìn)行考查 3．對“綠葉中色素的提取和分離”實驗，下列描述正確的是(　　) A．將5 g新鮮完整的菠菜葉，放入研缽中，加入無水乙醇、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨 B．用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿濾紙上的鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫2～3次 C．把畫好細(xì)線的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快色素在濾紙條上的擴(kuò)散 D．色素分子是有機(jī)物，不溶于水，所以研磨過程中加入無水乙醇是為了溶解色素 答案　D 解析　稱取綠葉應(yīng)剪碎后放入研缽內(nèi)，放入少許SiO2和CaCO3，再加入10 mL無水乙醇，進(jìn)行迅速、充分地研磨，A錯誤。先用鉛筆畫線，沿鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細(xì)線，為了增加色素含量，采取多次畫濾液細(xì)線的方法，但是必須待濾液干后，再畫一兩次，B錯誤。把畫好濾液細(xì)線的濾紙條插入層析液中，靜置一段時間讓色素分離，C錯誤。色素的提取原理為葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，可以用其提取葉綠體中的色素，D正確。 專題突破練(A組) 1．下圖是細(xì)胞代謝過程中某些物質(zhì)變化過程，下列敘述正確的是(　　) A．真核細(xì)胞中催化過程①②③的酶都位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 B．酵母菌細(xì)胞中過程③⑤進(jìn)行的場所不同，但都能合成ATP C．過程①④⑤都需要氧氣的參與才能正常進(jìn)行 D．葉肉細(xì)胞中過程⑤產(chǎn)生的ATP可用于過程⑥中C3的還原 答案　A 解析　酵母菌細(xì)胞中過程③不能合成ATP；過程①不需要氧氣的參與；葉肉細(xì)胞中過程⑤產(chǎn)生的ATP可用于各項生命活動，但不包括暗反應(yīng)中C3的還原，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)。 2．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呼吸作用速率，繪出圖甲、乙和丙，圖中光合速率與呼吸速率并不相等的點是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．a(chǎn) B．b C．c D．d 答案　A 解析　 3．下圖為某同學(xué)繪制的某綠色植物的葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為a、b、c、d時，單位時間內(nèi)CO2和O2釋放量的變化圖。下列有關(guān)敘述正確的是(多選)(　　) A．光照強(qiáng)度為a時，該細(xì)胞可能只有呼吸作用 B．光照強(qiáng)度為b時，該細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸 C．光照強(qiáng)度為c時，該細(xì)胞有機(jī)物積累量為零 D．光照強(qiáng)度為d時，該細(xì)胞的實際光合速率大于8個單位 答案　AD 解析　光照強(qiáng)度為a時，只有CO2的釋放，說明此時呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度或者是沒有光合作用，A項對；光照強(qiáng)度為b時，無CO2釋放，也無O2釋放，說明光合作用產(chǎn)生的氧氣恰好被呼吸作用消耗，B項錯；光照強(qiáng)度為c時，既有CO2釋放，也有O2釋放，不可能成立，C項錯；光照強(qiáng)度為d時，實際光合速率應(yīng)該是測出的表觀光合速率(8個單位)加上被呼吸消耗的那部分，D項對。 4．(xx安徽，29Ⅰ)某課題小組研究紅光與藍(lán)光對花生幼苗光合作用的影響，實驗結(jié)果如圖所示。(注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高) (1)與15 d幼苗相比，30 d幼苗的葉片凈光合速率____。與對照組相比，________光處理組的葉肉細(xì)胞對CO2的利用率高，據(jù)圖分析，其原因是________________________________________。 (2)葉肉細(xì)胞間隙CO2至少需要跨________層磷脂雙分子層才能到達(dá)CO2固定的部位。 (3)某同學(xué)測定30 d幼苗的葉片葉綠素含量，獲得紅光處理組的3個重復(fù)實驗數(shù)據(jù)分別為2.1 mgg－1、3.9 mgg－1和4.1 mgg－1。為提高該組數(shù)據(jù)的可信度，合理的處理方法是____________________。 答案　(1)高　藍(lán)　藍(lán)光促進(jìn)了氣孔開放，CO2供應(yīng)充分，暗反應(yīng)加快　(2)3　(3)隨即取樣進(jìn)行重復(fù)測定 解析　(1)由圖分析可知，30 d幼苗的CO2吸收量和氣孔導(dǎo)度都比15 d幼苗大，說明30 d幼苗的葉片光合作用強(qiáng)度比15 d幼苗大，凈光合速率高。與自然光相比，藍(lán)光組氣孔導(dǎo)度大，CO2供應(yīng)充分，暗反應(yīng)加快，葉肉細(xì)胞對CO2的利用率高。 (2)CO2固定的部位是葉綠體基質(zhì)，因此葉肉細(xì)胞間隙的CO2至少需要穿過細(xì)胞膜、葉綠體外膜和內(nèi)膜(共3層膜，即3層磷脂雙分子層)才能到達(dá)CO2固定的部位。(3)30 d幼苗的葉片葉綠素含量在紅光處理組的3個重復(fù)實驗數(shù)據(jù)的差異是由實驗誤差造成的，為了減小誤差，提高該組數(shù)據(jù)的可信度，可以隨即取樣進(jìn)行重復(fù)測定，并取平均值作為實驗的最終結(jié)果。 5．(xx福建，26)氫是一種清潔能源。萊茵衣藻能利用光能將H2O分解成[H]和O2，[H]可參與暗反應(yīng)，低氧時葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高，使[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃狻? (1)萊茵衣藻捕獲光能的場所在葉綠體的________________________________________________________________________。 (2)CCCP(一種化學(xué)物質(zhì))能抑制萊茵衣藻的光合作用，誘導(dǎo)其產(chǎn)氫。已知缺硫也能抑制萊茵衣藻的光合作用。為探究缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響，設(shè)完全培養(yǎng)液(A組)和缺硫培養(yǎng)液(B組)，在特定條件下培養(yǎng)萊茵衣藻，一定時間后檢測產(chǎn)氫總量。 實驗結(jié)果：B組>A組，說明缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫有________作用。 為探究CCCP、缺硫兩種因素對萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響及其相互關(guān)系，則需增設(shè)兩實驗組，其培養(yǎng)液為______________________________和__________________________。 (3)產(chǎn)氫會導(dǎo)致萊茵衣藻生長不良，請從光合作用物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度分析其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在自然條件下，萊茵衣藻幾乎不產(chǎn)氫的原因是______________________________，因此可通過篩選高耐氧產(chǎn)氫藻株以提高萊茵衣藻產(chǎn)氫量。 答案　(1)類囊體薄膜　(2)促進(jìn)　添加CCCP的完全培養(yǎng)液　添加CCCP的缺硫培養(yǎng)液　(3)萊茵衣藻光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]轉(zhuǎn)變?yōu)镠2，參與暗反應(yīng)的[H]減少，有機(jī)物生成量減少　(4)氧氣抑制產(chǎn)氫酶的活性 解析　(1)在光合作用過程中，葉綠素a等光合色素捕獲光能的過程屬于光反應(yīng)過程，光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，故光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上。 (2)A組為對照組，產(chǎn)氫量：B組>A組，說明缺硫能促進(jìn)萊茵衣藻產(chǎn)氫；根據(jù)單一變量原則，研究CCCP對萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響時，可將自變量設(shè)置為是否添加CCCP，研究缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響時，可設(shè)置完全培養(yǎng)液和缺硫培養(yǎng)液進(jìn)行對照，而既要研究CCCP和缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響，又要研究兩者的相互關(guān)系，可設(shè)置如下四組實驗： 完全培養(yǎng)液 缺硫培養(yǎng)液 添加CCCP 添加CCCP的完全培養(yǎng)液 添加CCCP的缺硫培養(yǎng)液 不添加CCCP 不添加CCCP的完全培養(yǎng)液 不添加CCCP的缺硫培養(yǎng)液 (3)光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP用于暗反應(yīng)中C3的還原，而產(chǎn)氫則意味著部分[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?，參與暗反應(yīng)的[H]減少，會使暗反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)物減少。 (4)由題干信息“低氧時葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高，使[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃狻笨芍?，氧氣能夠抑制產(chǎn)氫酶的活性。 6．(xx浙江，30)某種細(xì)胞分裂素對某植物光合作用和生長的影響如下表所示。 細(xì)胞分裂素濃度(gL－1) 葉綠素含量(mg chlg FW－1) 光合速率(μmolCO2m－2s－1) 希爾反應(yīng)活力(μmol DCIP Red mg chlh－1) 葉片氮含量(%) 生物量(gplant－1) 0 1.58 6.52 13.55 1.83 17.65 0.5 1.82 7.82 25.66 1.94 22.95 1.0 2.34 8.64 32.26 1.98 27.44 2.0 2.15 8.15 27.54 1.96 23.56 注：①chl—葉綠素；FW—鮮重；DCIP Red—還原型 DCIP；plant—植株。 ②希爾反應(yīng)活力測定的基本原理：將葉綠體加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光，水在光照下被分解，產(chǎn)生氧氣等，而溶液中的DCIP被還原并發(fā)生顏色變化，這些變化可用儀器進(jìn)行測定。 請回答： (1)希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中____________階段的部分變化。氧化劑DCIP既可用于顏色反應(yīng)，還可作為________。希爾反應(yīng)活力可通過測定DCIP溶液的顏色變化得到，也可通過測定________________得到。 (2)從表中可知，施用細(xì)胞分裂素后，________含量提高，使碳(暗)反應(yīng)中相關(guān)酶的數(shù)量增加。 (3)幼苗葉片中的細(xì)胞分裂素主要由________________產(chǎn)生。合理施用細(xì)胞分裂素可延遲________________，提高光合速率，使總初級生產(chǎn)量大于________，從而增加植物的生物量。 答案　(1)光反應(yīng)　氫載體　氧氣釋放速率　(2)葉片氮 (3)根(或根尖分生組織)　葉片衰老　呼吸量 解析　(1)根據(jù)題中希爾反應(yīng)活力測定的基本原理可知，該反應(yīng)利用的原理是水的光解反應(yīng)，因此希爾反應(yīng)模擬了光合作用葉綠體中光反應(yīng)階段的部分變化。氧化劑DCIP在光照條件下接受了水的光解產(chǎn)生的還原性氫，故其可作為氫載體。希爾反應(yīng)中，溶液中的DCIP被還原發(fā)生顏色變化的同時，還產(chǎn)生O2，因此，也可通過測定氧氣的釋放速率得到希爾反應(yīng)活力。(2)因為氮是組成酶的重要元素，所以施用細(xì)胞分裂素后，葉片氮含量提高可使碳(暗)反應(yīng)中相關(guān)酶的數(shù)量增加。(3)細(xì)胞分裂素主要由根(或根尖分生組織)產(chǎn)生，運往所需部位。合理施用細(xì)胞分裂素可延遲葉片衰老，提高光合速率；如果總初級生產(chǎn)量－呼吸量>0，則生物量增加，因此要增加植物的生物量，總初級生產(chǎn)量要大于呼吸量。 7．(xx蘇州四調(diào))為了提高設(shè)施農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，科研人員對溫室栽種的作物進(jìn)行了相關(guān)研究。表中數(shù)據(jù)為在密閉實驗裝置內(nèi)，給予不同光照強(qiáng)度時所測得的該作物氧氣釋放量；圖1表示該作物相對光合速率(即不同葉齡時的凈光合速率與B點時的比值)與葉齡的關(guān)系，A點表示幼葉成折疊狀，B點表示葉片充分展開；圖2中曲線1、2分別表示作物在適宜的光照強(qiáng)度下不同溫度時的實際光合量和凈光合量。請回答： 光照強(qiáng)度(klx) 0 2 4 6 8 10 12 14 O2釋放量(μLcm－2 葉面積min－1) －0.2 0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.2 1.2 (1)綠色植物釋放O2的同時還產(chǎn)生______________；由表可知，在光照強(qiáng)度為4 klx時，該作物光合作用的實際產(chǎn)氧量為________μLcm－2葉面積min－1。 (2)圖1中AB段相對光合速率上升，從光反應(yīng)角度分析原因是________________________，CD段相對光合速率明顯下降的原因是_________________________________。 (3)由圖2分析，假如植物生活在12小時光照，12小時黑暗的環(huán)境中，則在環(huán)境溫度高于約________不能正常生長，原因是_____________________________。 (4)根據(jù)以上研究結(jié)果，該溫室作物白天生長的最佳環(huán)境條件是________________________。 答案　(1)[H]和ATP　0.4　(2)幼葉展開，葉面積增大，光合色素含量增多　葉片衰老，葉綠素含量減少，相關(guān)酶活性降低　(3)35 ℃　此時凈光合量與呼吸量相等，大于35 ℃則凈光合量小于呼吸量，植物不能正常生長　(4)光照強(qiáng)度為10 klx、室溫為25 ℃ 解析　(1)綠色植物光合作用過程中，光反應(yīng)階段釋放O2的同時還產(chǎn)生[H]和ATP用于暗反應(yīng)。表中所測氧氣的釋放量代表凈光合量。光照強(qiáng)度為0時，氧氣的釋放量代表呼吸量，所以在光照強(qiáng)度為4 klx時，該作物光合作用的實際產(chǎn)氧量＝凈光合量＋呼吸量＝0.4 μLcm－2葉面積min－1。 (2)已知圖1中A點表示幼葉成折疊狀，B點表示葉片充分展開，即AB段表示幼葉展開，葉面積增大，光合色素含量增多，所以該段相對光合速率上升。而CD段葉片衰老，葉綠素含量減少，相關(guān)酶活性降低，所以相對光合速率明顯下降。 (3)若植物生活在12小時光照、12小時黑暗的環(huán)境中，該植物一天中有機(jī)物的積累量＝光照時有機(jī)物的積累量－黑暗時有機(jī)物的消耗量＝12凈光合量－12呼吸量。由此可見，只有凈光合量大于呼吸量時，植物才能積累有機(jī)物，正常生長。分析圖2可知環(huán)境溫度為35 ℃時，該植物凈光合量與呼吸量相等，高于35 ℃時，凈光合量小于呼吸量，植物不能正常生長。 (4)由表中數(shù)據(jù)可知，光照強(qiáng)度為10 klx時，植物凈光合量最大；由圖2可知環(huán)境溫度為25 ℃時，植物凈光合量最大。所以該溫室作物白天生長的最佳環(huán)境條件是光照強(qiáng)度為10 klx、室溫為25 ℃。 8．下圖1表示番茄葉肉細(xì)胞內(nèi)兩個重要的生理過程，圖2是某科研小組利用密閉的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的裝置。請回答下列問題： (1)圖1中，②過程進(jìn)行的場所是__________________，④過程進(jìn)行的場所是__________________。①～④過程中，能為該