高考分类练&模考预测：2.2细胞呼吸和光合作用（含解析）
文档属性
| 名称 | 高考分类练&模考预测：2.2细胞呼吸和光合作用（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-02-26 20:53:55 | ||
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文档简介
高考分类练+模考预测（明考向|强能力）
第2讲 细胞呼吸和光合作用
题组一 高考分类练 明考向
类型1 翻阅教材，原味品高考选择题
1．[2021·全国甲卷]某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是( )
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
高考VS教材
选项 教材原文 教材页码
A项 [必修1] P91
B项 [必修1] P93～94
C、D 项 [必修1] P93
2.[2020·全国卷Ⅰ，2]种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
高考VS教材
[人教必修1]P93
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：
C6H12O6＋6H2O＋＋12H2O＋能量
[人教必修1]P95
C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量
或
C6H12O6＋少量能量
3．[2019·全国卷Ⅱ，2]马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )
A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
高考VS教材
[人教必修1]P94
4．[2019·全国卷Ⅰ，3]将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自于( )
A．水、矿质元素和空气 B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤 D．光、矿质元素和空气
高考VS教材
[人教必修1]P103
类型2 照抄教材，原味品高考非选择题
5．[2020·全国卷Ⅲ，29]参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 (1)________ 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反应名称 (2)________ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 (3)________ 化学能
终产物(除ATP)外 乙醇、CO2 (4)________ (5)________
高考VS教材
[人教必修1]P94
概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生，释放能量，生成大量ATP的过程。同有机氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，用的物质也是葡萄糖。
无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在中进行的。
[人教必修1]P103
光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在进行的。
叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成，氧直接以分子的形式释放出去，[H]下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样，就转变为储存在。这些ATP将参与光合作
类型3 深挖拓展教材，原味品高考非选择题
6．[2019·全国卷Ⅰ，29节选]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会__________，出现这种变化的主要原因是______________________________________。
(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
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高考VS教材
[人教必修1]P79
【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈——长句描述类题型
问题1：衰老细胞呼吸速率下降的原因有哪些？
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问题2：生长素在发挥作用时，作用部位细胞呼吸速率如何变化？
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问题3：水果、蔬菜和种子的贮存条件有哪些不同？
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问题4：光反应受抑制时，暗反应为何会被削弱？若抑制暗反应，也会削弱光反应吗？
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问题5：高等植物叶肉细胞能否作为观察线粒体、叶绿体、质壁分离的材料？
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问题6：光合作用、细胞呼吸与生态系统能量流动与物质循环间有什么关系？
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类型4 整体对比历年同类题，找共性和趋势
7．高考重组判断
(1)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(全国卷，2B)( )
(2)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(全国卷，2C)( )
(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(全国卷Ⅱ，2C)( )
(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低(全国卷，3改编)( )
8．[2019·全国卷Ⅲ，4]若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
9．[2018·全国卷Ⅲ，5]下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
10．[2018·全国卷Ⅱ，30]为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：
(1)从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是____________。
类型5 它山之石——亦可攻玉
11．[2021·湖南卷]下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
12．[2021·湖南卷]绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
13．[2021·广东卷]与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是( )
A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)
C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
14．[2021·广东卷]秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
15．[2021·浙江1月]苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少
C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
16．[2020·山东卷，2]癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
17．[2020·浙江7月，6]下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
18．[2020·天津卷，5]研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )
A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
19.
[2020·浙江7月，25]将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相似
20．[2021·河北卷]为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
叶绿素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性 (μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动__________________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
21．[2021·湖南卷]图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图b表示图a中的____________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体类型 相对值 实验项目 叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________________________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
22．[2021·浙江6月]不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16 h光照、8 h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。
回答下列问题：
(1)叶片细胞中，无机磷主要贮存于________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构。光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物________________________________________________________________________
的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物________的组分。
(2)图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中________________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是________________；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是________________________________________________。为确定叶片光合产物的去向，可采用__________法。
23．[2021·浙江1月]现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的________，估算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在________条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种________反应。光反应的产物有__________________和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率________，理由是________________________________________________________________。
(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3－磷酸甘油酸。
24．[2020·山东卷，21]人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________________________________________________________________。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________________________________________________________________。
(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________________________________________。
(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
[命题揭秘]
有关光合作用的高考命题点常与细胞呼吸相联系，题目区分度高，分值重，主要涉及光合作用的过程、绿叶中色素的提取和分离、结合同位素标记法理解光合作用产物中元素的来源及反应物的去向问题、影响光合作用的环境因素及相关实验设计和实验探究等，将光合作用与细胞呼吸相结合，考查二者之间的联系及其在生产生活中的应用。
[命题趋势]
预测2022年高考命题点体现在：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的发现历程的拓展、光合作用的过程及影响因素等，以选择题及跨章节的非选择题为主，呈现形式多为分析判断、识图作答和信息获取，仍将借助图、表格等形式将光合作用与细胞呼吸相结合考查，或结合相关实验考查考生运用所学知识解决实际问题的能力，同时还要关注以生产实践或最新科技进展为命题材料的试题，以落实社会责任这一核心素养。
题组二 模考预测练 强能力
预测一 细胞呼吸与光合作用的过程、关系分析及实践应用1.[2021·泰宁一中阶段考试]下列关于细胞的能量供应和利用的叙述中，正确的是 ( )
A．叶片气孔关闭时，叶肉细胞的呼吸速率不受影响
B．叶片气孔关闭时，叶绿体中C3含量降低C5含量增加
C．哺乳动物所有细胞代谢所需ATP主要来源于线粒体
D．唾液淀粉酶随唾液流入胃后仍能催化淀粉的分解
2．[2021·山西省晋中市高三二模]线粒体内膜上的细胞色素c、多种酶复合体有序排列组成呼吸链，将电子和质子沿着特定途径传递到氧分子。下列叙述错误的是( )
A．线粒体的双层膜把它与其他细胞器分隔开，保障了有氧呼吸的高效有序
B．线粒体内膜在内腔中堆叠形成基粒，增加了细胞色素c等物质的附着位点
C．呼吸链将代谢物脱下的氢与氧结合生成水，同时有ATP生成
D．若某小白鼠吸入18O2，则在该鼠呼出的二氧化碳中可检测到18O
3．[2021·吉林省“五地六校”合作体高三模拟]细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是( )
选项 应用 措施 目的
A 种子贮存 晒干 降低自由水含量，降低细胞呼吸强度
B 乳酸菌制作酸奶 先通气，后密封 加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵
C 水果保鲜 零度以上低温 降低酶的活性，降低细胞呼吸
D 栽种农作物 疏松土壤 促进根有氧呼吸，利于吸收无机盐
4.[2021·江西省六校高三联考]在冷却的糯米饭中撒上含酵母菌的酒曲，并戳一些小孔，加盖后置于温暖处，5天后出现大量的水， 一周后飘出酒香。下列关于此过程的描述正确的是( )
A．加盖后，容器中CO2和O2的含量均先增加后减少
B．加盖后，容器中CO2和O2的生成速率先增加后减少
C．加盖一段时间后，容器内CO2的生成速率等于O2的消耗速率
D．戳一些小孔的目的是促进酵母菌的有氧呼吸，有利于其繁殖
预测二 玩转图表线，难点不再难
5．[2021·安徽省六安中学高三月考]科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成图。下列相关说法错误的是( )
A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．“正其行，通其风”主要是通过增加CO2的浓度来提高产量
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．致使bc段、mn段Pn下降的原因是CO2浓度降低
6．[2021·东城区期末检测]下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是( )
A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和[H]
B．叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质
C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程
D．④受阻时，②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制
7．[2021·吉安市高三模拟]为提高温室番茄产量，研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)的影响，结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.延长补光时间可提高净光合速率
B．补充3种光质均能提高净光合速率
C．补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率
D．补充红蓝复合光可能降低了消耗有机物的速率
8．[2021·湖南质检]在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是( )
物种 指标 马尾松 苦槠 石栎 青冈
光补偿点(μmol·m－2·s－1) 140 66 37 22
光饱和点(μmol·m－2·s－1) 1 425 1 255 976 924
(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)
A．光强大于140 μmol·m－2·s－1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体
B．光强小于1 255 μmol·m－2·s－1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度
C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量
D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加
预测三 细胞呼吸与光合作用的实验探究
9．卡尔文因发现光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液，给予实验装置不同时间(0光照时间 0 t1 t2 t3 t4 t5
分离出的放 射性化合物 无 ① ①② ①②③ ①②③④⑤ ①②③④⑤⑥
注：表中①～⑥依次代表3－磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1，3－二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3－磷酸甘油醛(C3H7O6P)、己糖、C5、淀粉。
A.不同时间的产物为本实验自变量
B.t1时，①中的3个碳原子都具有放射性
C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥
D.只做光照时间为t5的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序
10．为研究光合作用中ATP合成的动力，20世纪60年代，Andre Jagendorf等科学家设计了如下实验：首先人为创设类囊体内外pH梯度，之后置于黑暗条件下，发现随着类囊体内外pH梯度的消失有ATP形成。下列相关说法合理的是( )
A.离体类囊体取自绿色植物根尖分生区细胞
B.在绿色植物中该过程也是在黑暗中完成的
C.ATP的合成需要伴随H＋运输进入类囊体腔
D.推测ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能
11．[2021·甘肃省平凉市高三模拟]将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是( )
A.给营养液通入空气有利于该植物的生长
B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
预测四 基于学科核心素养的长句应答类专训
12．[2021·广东佛山4月二模]二十世纪以来，CO2的大量排放引起全球气候变暖，为研究增温增CO2对植物光合速率的影响，科研小组以玉米(生长周期为120天)为实验材料，在三组不同条件下种植，一段时间后分别测定光合速率，实验结果如表。
组别 实验条件 光合速率 (μmol CO2·m－2·s－1)
种植34天 种植82天
A组 环境温度，大气CO2浓度 37.6 24.9
B组 环境温度＋2 ℃，大气CO2浓度 40.0 18.7
C组 环境温度＋2 ℃，两倍大气CO2浓度 42.6 22.9
回答下列问题：
(1)温度会通过影响________，从而影响光合速率和呼吸速率。分析增温对植物光合速率的影响，应对比表格中________(填字母编号)组的数据。
(2)种植34天时，CO2浓度升高导致光合速率提高的原因是____________________________，与B组相比，C组CO2浓度倍增，但光合速率并未倍增，此时限制光合速率的环境因素可能是__________________________________(答出两点即可)。
(3)有研究表明，长期处于高浓度CO2环境下的植物，在低CO2浓度下对CO2的利用能力会下降，请利用上述材料和实验条件设计验证这一结论的方案，简要写出大致的实验思路和预期实验结果。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．为研究低钾条件对某种农作物2个品种光合作用的影响，科研人员进行了实验，结果如下表。
注：光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
回答下列问题：
(1)提取叶绿素时，为了使研磨充分，应加入________________________________________________________________________。
(2)当乙品种的最大净光合速率为25.5 μmol·m－2·s－1时，实际光合速率是________μmol·m－2·s－1。此时增大光照强度，光合速率不再增加，这主要是受光合作用过程中________反应的限制。
(3)低钾处理后，2个品种光补偿点均增大，主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据表分析，为提高产量，在缺钾土壤中种植该种农作物时，可采取的相应措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出两点即可)。
14．[2021·四川成都5月三诊]果蔬气调贮藏是指通过调整贮藏环境的气体成分和比例来延长贮藏时间和品质的技术。为了研究高氧气调贮藏对枇杷果实的影响，科研人员分别测定了高氧处理组和对照组枇杷果实的呼吸速率，实验结果如图。回答下列问题：
(1)成熟枇杷果实中，可溶性糖和有机酸的含量是影响果实口感和风味的重要因素。在贮藏过程中，枇杷果实中可溶性糖和有机酸含量不断下降，原因可能是______________________________________。据图分析推测，贮藏35 d时，________组枇杷果实中的可溶性糖和有机酸含量可能更高，判断依据是______________________。
(2)贮藏枇杷果实时，除氧气浓度外，还应该注意控制______________________(答出2点)等环境条件。与高氧贮藏果实的方法相比，无氧贮藏时果实更容易腐烂，最可能的原因是________________________________________________________________________。
第2讲 细胞呼吸和光合作用
题组一
1．解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，有氧呼吸产生大量能量，有利于其生长繁殖，A正确；酵母菌在无氧呼吸过程中先将葡萄糖转化为丙酮酸，再将丙酮酸转化为乙醇和CO2，B错误、C正确；酵母菌在有氧条件下产生CO2和H2O，在无氧条件下产生乙醇和CO2，D正确。
答案：B
2．解析：以葡萄糖为呼吸作用的底物时，有氧呼吸过程会产生CO2，不产生乙醇；只进行产乙醇的无氧呼吸过程中，消耗1分子的葡萄糖会产生2分子的CO2和2分子的乙醇，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，消耗1分子葡萄糖的同时会消耗6分子O2，产生6分子CO2，即吸收O2的分子数与释放CO2的相等，B正确；若细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，则消耗1分子葡萄糖只产生2分子的乳酸，此过程中无O2吸收，也无CO2释放，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D错误。
答案：D
3．解析：马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，C错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D错误。
答案：B
4．解析：水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。
答案：A
5．解析：(1)(2)根据表格中信息，终产物是乙醇和CO2，综合分析判断该反应为无氧呼吸，葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物，无氧呼吸发生在细胞质基质，其合成ATP的能量来源为化学能，终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息，光合作用的光反应和其发生的部位可知，其合成ATP的能量来源为光能，光反应的产物为O2、NADPH(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断，在线粒体中利用丙酮酸等物质进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，该过程将丙酮酸中的化学能释放出来，其中有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳，第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。
答案：(1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能 (4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
6．解析：(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，从外界吸收的CO2减少，使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小，需要取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定其气孔开度，经干旱处理后，再测定其气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体植株随机分为两组，一组不做处理(对照组)，一组进行ABA处理(实验组)，在干旱条件下培养一段时间后，测定两组的气孔开度，预期结果是实验组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
答案：(2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
【借题发挥】
问题1：答案：衰老细胞呼吸速率下降的原因是细胞内水分减少，多种酶的活性降低。
问题2：答案：生长素发挥作用时，作用部位生长加快，呼吸速率加快。
问题3：答案：①蔬菜和水果应贮存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。②种子应贮藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。两种贮存手段均需降低呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故二者在贮藏条件上存在差异。
问题4：答案：由于暗反应需光反应为之提供[H]和ATP，故抑制光反应必会削弱暗反应；由于暗反应可为光反应提供ADP、Pi及NADP＋，故抑制暗反应时，也将会削弱光反应。
问题5：答案：高等植物叶肉细胞不能作为观察线粒体的材料，因为叶绿体会影响对染色后的线粒体的观察，可作为观察叶绿体和质壁分离的材料。
问题6：答案：光合作用是能量输入生态系统的途径，也是CO2中的碳转化为有机物中碳的过程，细胞呼吸是能量输出生态系统的途径，也是生物群落中有机物中的碳转化为CO2的方式。
7．(1)× (2)× (3)√ (4)√
8．解析：种子在黑暗中萌发得到黄化苗，该过程中细胞代谢增强，呼吸强度增加，由于整个过程中不能进行光合作用，而且细胞呼吸需要消耗有机物，所以有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
答案：A
9．解析：植物在黑暗中有氧时主要进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物是CO2和酒精或乳酸，C错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确。
答案：C
10．解析：(1)由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。(2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。(3)绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿体中的叶绿素。
答案：(1)下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 (2)暗 (3)无水乙醇
11．解析：早稻浸种后催芽过程中需要足够的水分，40 ℃左右的温水可为细胞呼吸提供适宜的温度和水分，时常翻种可为种子萌发时的细胞呼吸提供充足的氧气，A正确；种子入库贮藏的条件是零上低温和低氧，B错误；油料种子由于含脂肪较多，萌发时需要消耗大量的氧气，因此需要浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存，属于低氧环境，不仅可以减少水分散失还能降低呼吸速率，起到保鲜作用，D正确。
答案：B
12．解析：弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。
答案：A
13．解析：由图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)，t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度，三者光合速率的差异不再变化，D错误。
答案：D
14．解析：检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定的，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。
答案：D
15．解析：苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。
答案：C
16．解析：无氧呼吸消耗1分子葡萄糖只产生少量ATP，因此癌细胞要满足其生命活动，需大量吸收葡萄糖，A正确；无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸转化为乳酸的过程中不生成ATP，无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段，B错误；无氧呼吸过程中丙酮酸转化为乳酸的场所为细胞质基质，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，其产生NADH的过程仅发生在第一阶段，因此消耗等量葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。
答案：B
17．解析：1分子葡萄糖经厌氧呼吸可产生约2个ATP，1分子葡萄糖经需氧呼吸可产生约30个ATP，A错误；厌氧呼吸只在细胞溶胶中进行，B错误；需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解产生丙酮酸，C正确；适当提高环境中的O2浓度会抑制厌氧呼吸，产生的酒精量会减少，D错误。
答案：C
18．解析：题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。
答案：A
19．解析：测得的植物叶片的光合速率为净光合速率，不仅需要考虑叶绿体的光合速率，还需要考虑线粒体的呼吸速率，因此测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率，A正确；叶绿体被破碎后，结构被破坏，无法进行光合作用，因此无破碎叶绿体的光合速率比有一定比例破碎叶绿体的光合速率大，B错误；该植物较长时间处于遮阴环境，由于缺乏光照，叶片的光合速率为0，C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵后，叶片光合作用产生的蔗糖不能运输到花朵，导致叶片内蔗糖积累过多，不利于光合作用的进行，其蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似，D错误。
答案：A
20．解析：(1)细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH([H])和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH([H])中，其中ATP和NADPH([H])两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5(RuBP)分子上，反应形成的C3被还原为糖类。(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。
答案：(1)细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物 主动吸收
(2)镁 ATP和NADPH(或[H]) 水 C5(或RuBP)
(3)气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
21．解析：(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，光合色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。(2)①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
答案：(1)类囊体膜 NADPH 减慢
(2)①Fecy 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用 ②类囊体上的色素吸收光能、转化光能 ③ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜产生的势能和ATP合酶的催化，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
22．解析：(1)液泡是营养物质贮存的主要场所，因此叶片细胞中，无机磷除了存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，其主要存在于液泡中。光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物ATP和NADPH的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物三碳糖磷酸的组分。(2)题图甲的O～A段表明较低光强度时，低磷和高磷条件下大豆净光合速率相同，而磷酸基团参与光反应，故可说明无机磷不是光合作用中光反应的主要限制因素。题图乙中光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低和较高。不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。(3)实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是淀粉遇碘显蓝色，其颜色的深浅与淀粉含量在一定范围内成正比。由于光合作用碳反应过程的原料为CO2，CO2与RuBP结合形成三碳酸，进一步形成光合产物三碳糖磷酸，因此为了确定叶片光合产物的去向，可采用14CO2的同位素示踪法。
答案：(1)液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸 (2)光反应 较低、较高 光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少 (3)淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比 14CO2的同位素示踪
23．解析：(1)叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来估算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解(产生NADPH和氧气)和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150 μmol·g－1·h－1，光合作用产生的氧气速率为，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180 μmol，因为1分子的二氧化碳与1个RuBP结合形成2分子3－磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180×2＝360 μmol的3－磷酸甘油酸。
答案：(1)光密度值 高 高光强 (2)吸能 ATP、NADPH (3)小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 (4)360
24．解析：(1)根据题图可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解水生成H＋和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应。暗反应中的CO2的固定是指CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则CO2浓度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行，因此短时间内会导致三碳化合物(C3)含量减少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若该系统气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，从而导致模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)由于植物体内糖类的积累量＝光合作用合成糖类的量－细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比，该系统没有呼吸作用消耗糖类，所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下，土壤含水量低，导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。
答案：(1)模块1和模块2 五碳化合物(或C5) (2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足 (3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类) (4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
题组二
1．解析：叶片气孔关闭，外界氧气无法进入线粒体，呼吸作用大大减弱，A错误；叶片气孔关闭，外界二氧化碳无法进入叶绿体，如果光照继续，还原仍在进行，C3含量降低，而形成的C5没有CO2的固定，所以增加，B正确；哺乳动物的红细胞内没有线粒体，它的代谢需要的能量来自无氧呼吸，C错误；唾液淀粉酶在口腔中起作用适应的pH＝6.8左右，但是到了胃中pH约1.5左右，会变性失活，D错误。
答案：B
2．解析：线粒体具有双层膜结构，保障了其内部相对稳定，有利于有氧呼吸高效有序地进行，A正确；线粒体内膜在内腔折叠形成的嵴增加了细胞色素c等物质的附着位点，B错误；在有氧呼吸第三阶段中，有氧呼吸第一、二阶段生成的[H](呼吸链将代谢物脱下的氢)与O2结合生成H2O，同时放出大量能量，可用于生成ATP，C正确；根据有氧呼吸过程可得出18O2的转化途径：18O2＋[H]O＋丙酮酸C18O2＋[H]，因此若某小白鼠吸，则在该鼠呼出的二氧化碳中可检测到18O，D正确。
答案：B
3．解析：种子晒干的过程中，丢失了大量的自由水，可以降低呼吸强度，延长储存时间，A正确；制作酸奶所需的乳酸菌为厌氧生物，因而应始终在无氧条件下进行，B错误；水果的保鲜应该在零上低温进行，降低呼吸强度，C正确；对农作物进行松土，可以增加有氧呼吸，D正确。
答案：B
4．解析：加盖后，O2会被酵母菌有氧呼吸所消耗，所以O2含量会减少，A错误；酵母菌代谢不会产生O2，B错误；有氧呼吸会消耗O2，无氧呼吸不消耗O2，而在低氧条件下，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，所以CO2的生成速率大于O2的消耗速率，C错误；戳一些小孔能提供氧气的供应，有利于酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，D正确。
答案：D
5．解析：ab段、lm段Pn随光照增强而增强，说明该段内影响光合作用的主要因素是光照强度，A正确；“正其行，通其风”可以加快田间空气流动，为植物光合作用提供充足的二氧化碳，B正确；15时后，由于太阳光照减弱，光合作用速率逐渐减弱，ef段、op段Pn值呈逐渐下降趋势，C正确；bc段光合速率下降的原因是日出后光合作用增强导致大棚内二氧化碳浓度下降引起的，mn段Pn下降是部分气孔关闭引起的，D错误。
答案：D
6．解析：过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和[H]，三碳化合物的还原消耗光反应提供的ATP和[H]，A错误；叶肉细胞中的卡尔文循环即碳循环发生在叶绿体基质，B正确；图示可知，在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉，在细胞质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖，C正确；图中④蔗糖输出受阻时，则进入叶绿体的Pi减少，磷酸丙糖大量积累，过多的磷酸丙糖将用于合成淀粉，即②③合成淀粉能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制，D正确。
答案：A
7．解析：根据图示可知，同等光质条件下补光4小时比补光2小时的净光合速率高，A正确；与对照组相比，补充3种光质均能提高净光合速率，B正确；叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，补充红光与蓝光可能提高了色素吸收的光能，进而提高了合成有机物的速率，C正确；补充红蓝复合光提高了净光合速率，积累了有机物，但无法判断其对呼吸速率即消耗有机物速率的影响，D错误。
答案：D
8．解析：140 μmol·m－2·s－1为马尾松植株的光补偿点，当光强大于140 μmol·m－2·s－1时，马尾松的光合速率大于呼吸速率，因此马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外，还扩散至细胞外部，A错误；光强小于，结合题干信息可知影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度，B错误；森林中生产者制造有机物的能量总和是输入该生态系统的总能量，C错误；由表格信息可知，青冈的光补偿点较低，因而更适应弱光环境，因此在群落演替过程中随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加，D正确。
答案：D
9．解析：本实验的自变量为时间，不同时间的产物为因变量，A不正确；在t1时，最先出现的3个碳原子的化合物是由1个CO2分子与细胞内的1个C5反应生成的，因此两个①中只有1个碳原子具有放射性，B不正确；随着时间的推移，放射性物质出现的先后顺序就是14C的转移途径，由表可知，14C的转移途径为→①→②→③→④⑤→⑥，C正确；如果只做光照时间为t5的实验，则同时检验到①②③④⑤⑥ 6种具有放射性的物质，故不能判断其出现的先后顺序，D不正确。
答案：C
10．解析：类囊体存在于叶绿体中，而绿色植物根尖分生区细胞没有叶绿体，A错误；绿色植物中合成ATP是在光反应阶段进行的，自然环境下此过程需要光照，B错误；ATP的合成需要伴随H＋运输出类囊体腔，C错误；把悬浮液的pH迅速上升为8，类囊体内外产生了浓度差，此时，在有ADP和Pi存在的情况下类囊体生成了ATP，因此可以推测：ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能，D正确。
答案：D
11．解析：由题目给的信息“在光下给甲组通入空气，乙组不进行通气处理，甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”说明根对a离子的吸收为主动运输过程；主动运输需要载体与能量，B错误，C正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D正确。
答案：B
12．解析：(1)温度主要通过影响酶的活性进而影响光合作用和呼吸作用。分析增温对植物光合速率的影响，应对比A组和B组，因为这两组的CO2浓度相同，但温度不同。(2)种植34天时，CO2浓度升高导致光合速率提高的原因是：CO2是光合作用的原料，CO2浓度升高使暗反应速率加快。与B组相比，C组CO2浓度倍增，但光合速率并未倍增，此时限制光合速率的环境因素可能是光照强度和温度等。
(3)
答案：(1)酶的活性 A、B (2)CO2是光合作用的原料，CO2浓度升高使暗反应速率加快 光照强度、温度等(合理即可) (3)实验思路：将种植了82天的C组玉米植株移植于B组实验条件下种植，同时将种植了82天的B组玉米植株在原条件下继续种植，种植相同时间后分别测定二者的光合速率。预期实验结果：前者的光合速率低于后者
13．解析：(1)提取绿叶中的色素时，在研磨前加入二氧化硅，有助于研磨得充分。(2)乙品种正常处理组的呼吸速率为2.9 μmol·m－2·s－1，实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，当乙品种的最大净光合速率为25.5 μmol·m－2·s－1时，实际光合速率为25.5＋2.9＝28.4 μmol·m－2·s－1。当光合速率达到最大值后，增加光照强度后光合速率不再增大，这主要是受光合作用过程中暗反应(如暗反应中酶的活性、酶的数量等)的限制。(3)根据表中信息可知，低钾处理后，两个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，故需要增大光照强度才能使光合速率与呼吸速率相等，即光补偿点增大。(4)低钾处理后，两个品种的叶绿素含量均下降，最大净光合速率均降低，故在生产上应施加适量的钾肥。低钾处理后，与甲品种相比，乙品种的叶绿素含量下降不明显，且乙品种的最大净光合速率大于甲品种，因此，生产上在低钾土壤中应种植乙品种。
答案：(1)二氧化硅(SiO2) (2)28.4 暗 (3)低钾处理后，两个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，需要增大光照强度才能维持光合速率与呼吸速率相等，因此光补偿点增大 (4)选择种植乙品种；施加适量钾肥
14．解析：(1)成熟枇杷果实中，可溶性糖和有机酸的含量是影响果实口感和风味的重要因素。在贮藏过程中，枇杷果实中可溶性糖和有机酸含量不断下降，可能是由于细胞呼吸过程中不断消耗有机物所致(如有机酸和可溶性糖等)。图中结果显示，高氧处理组的呼吸速率低于对照组，即高氧处理组消耗的有机物更少，因此，贮藏35 d时，高氧处理组枇杷果实中的可溶性糖和有机酸含量可能更高。(2)贮藏枇杷果实时，除氧气浓度外，还应该注意控制温度、湿度、CO2浓度等环境条件。与高氧贮藏果实的方法相比，无氧贮藏时果实更容易腐烂，因为无氧条件下，细胞会进行无氧呼吸产生酒精等物质，而酒精等物质对植物细胞具有毒害作用，进而导致果实腐烂。
答案：(1)细胞呼吸将可溶性糖和有机酸进行分解 高氧处理 高氧处理组呼吸速率更低 (2)温度、湿度、CO2浓度(答出2点，合理即可) 细胞进行无氧呼吸会产生酒精等物质导致果实腐烂
第2讲 细胞呼吸和光合作用
题组一 高考分类练 明考向
类型1 翻阅教材，原味品高考选择题
1．[2021·全国甲卷]某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是( )
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
高考VS教材
选项 教材原文 教材页码
A项 [必修1] P91
B项 [必修1] P93～94
C、D 项 [必修1] P93
2.[2020·全国卷Ⅰ，2]种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
高考VS教材
[人教必修1]P93
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：
C6H12O6＋6H2O＋＋12H2O＋能量
[人教必修1]P95
C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量
或
C6H12O6＋少量能量
3．[2019·全国卷Ⅱ，2]马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )
A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
高考VS教材
[人教必修1]P94
4．[2019·全国卷Ⅰ，3]将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自于( )
A．水、矿质元素和空气 B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤 D．光、矿质元素和空气
高考VS教材
[人教必修1]P103
类型2 照抄教材，原味品高考非选择题
5．[2020·全国卷Ⅲ，29]参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 (1)________ 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反应名称 (2)________ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源 化学能 (3)________ 化学能
终产物(除ATP)外 乙醇、CO2 (4)________ (5)________
高考VS教材
[人教必修1]P94
概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生，释放能量，生成大量ATP的过程。同有机氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，用的物质也是葡萄糖。
无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在中进行的。
[人教必修1]P103
光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在进行的。
叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成，氧直接以分子的形式释放出去，[H]下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样，就转变为储存在。这些ATP将参与光合作
类型3 深挖拓展教材，原味品高考非选择题
6．[2019·全国卷Ⅰ，29节选]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会__________，出现这种变化的主要原因是______________________________________。
(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
高考VS教材
[人教必修1]P79
【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈——长句描述类题型
问题1：衰老细胞呼吸速率下降的原因有哪些？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
问题2：生长素在发挥作用时，作用部位细胞呼吸速率如何变化？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
问题3：水果、蔬菜和种子的贮存条件有哪些不同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
问题4：光反应受抑制时，暗反应为何会被削弱？若抑制暗反应，也会削弱光反应吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
问题5：高等植物叶肉细胞能否作为观察线粒体、叶绿体、质壁分离的材料？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
问题6：光合作用、细胞呼吸与生态系统能量流动与物质循环间有什么关系？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
类型4 整体对比历年同类题，找共性和趋势
7．高考重组判断
(1)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(全国卷，2B)( )
(2)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(全国卷，2C)( )
(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(全国卷Ⅱ，2C)( )
(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低(全国卷，3改编)( )
8．[2019·全国卷Ⅲ，4]若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
9．[2018·全国卷Ⅲ，5]下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
10．[2018·全国卷Ⅱ，30]为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：
(1)从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是____________。
类型5 它山之石——亦可攻玉
11．[2021·湖南卷]下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
12．[2021·湖南卷]绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
13．[2021·广东卷]与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是( )
A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)
C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
14．[2021·广东卷]秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
15．[2021·浙江1月]苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少
C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
16．[2020·山东卷，2]癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
17．[2020·浙江7月，6]下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
18．[2020·天津卷，5]研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )
A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
19.
[2020·浙江7月，25]将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A～B段对应的关系相似
20．[2021·河北卷]为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
叶绿素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性 (μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动__________________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
21．[2021·湖南卷]图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图b表示图a中的____________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体类型 相对值 实验项目 叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于____________________________________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
22．[2021·浙江6月]不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16 h光照、8 h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。
回答下列问题：
(1)叶片细胞中，无机磷主要贮存于________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构。光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物________________________________________________________________________
的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物________的组分。
(2)图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中________________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是________________；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是________________________________________________。为确定叶片光合产物的去向，可采用__________法。
23．[2021·浙江1月]现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的________，估算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在________条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种________反应。光反应的产物有__________________和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率________，理由是________________________________________________________________。
(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3－磷酸甘油酸。
24．[2020·山东卷，21]人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________________________________________________________________。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________________________________________________________________。
(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________________________________________。
(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
[命题揭秘]
有关光合作用的高考命题点常与细胞呼吸相联系，题目区分度高，分值重，主要涉及光合作用的过程、绿叶中色素的提取和分离、结合同位素标记法理解光合作用产物中元素的来源及反应物的去向问题、影响光合作用的环境因素及相关实验设计和实验探究等，将光合作用与细胞呼吸相结合，考查二者之间的联系及其在生产生活中的应用。
[命题趋势]
预测2022年高考命题点体现在：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的发现历程的拓展、光合作用的过程及影响因素等，以选择题及跨章节的非选择题为主，呈现形式多为分析判断、识图作答和信息获取，仍将借助图、表格等形式将光合作用与细胞呼吸相结合考查，或结合相关实验考查考生运用所学知识解决实际问题的能力，同时还要关注以生产实践或最新科技进展为命题材料的试题，以落实社会责任这一核心素养。
题组二 模考预测练 强能力
预测一 细胞呼吸与光合作用的过程、关系分析及实践应用1.[2021·泰宁一中阶段考试]下列关于细胞的能量供应和利用的叙述中，正确的是 ( )
A．叶片气孔关闭时，叶肉细胞的呼吸速率不受影响
B．叶片气孔关闭时，叶绿体中C3含量降低C5含量增加
C．哺乳动物所有细胞代谢所需ATP主要来源于线粒体
D．唾液淀粉酶随唾液流入胃后仍能催化淀粉的分解
2．[2021·山西省晋中市高三二模]线粒体内膜上的细胞色素c、多种酶复合体有序排列组成呼吸链，将电子和质子沿着特定途径传递到氧分子。下列叙述错误的是( )
A．线粒体的双层膜把它与其他细胞器分隔开，保障了有氧呼吸的高效有序
B．线粒体内膜在内腔中堆叠形成基粒，增加了细胞色素c等物质的附着位点
C．呼吸链将代谢物脱下的氢与氧结合生成水，同时有ATP生成
D．若某小白鼠吸入18O2，则在该鼠呼出的二氧化碳中可检测到18O
3．[2021·吉林省“五地六校”合作体高三模拟]细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是( )
选项 应用 措施 目的
A 种子贮存 晒干 降低自由水含量，降低细胞呼吸强度
B 乳酸菌制作酸奶 先通气，后密封 加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵
C 水果保鲜 零度以上低温 降低酶的活性，降低细胞呼吸
D 栽种农作物 疏松土壤 促进根有氧呼吸，利于吸收无机盐
4.[2021·江西省六校高三联考]在冷却的糯米饭中撒上含酵母菌的酒曲，并戳一些小孔，加盖后置于温暖处，5天后出现大量的水， 一周后飘出酒香。下列关于此过程的描述正确的是( )
A．加盖后，容器中CO2和O2的含量均先增加后减少
B．加盖后，容器中CO2和O2的生成速率先增加后减少
C．加盖一段时间后，容器内CO2的生成速率等于O2的消耗速率
D．戳一些小孔的目的是促进酵母菌的有氧呼吸，有利于其繁殖
预测二 玩转图表线，难点不再难
5．[2021·安徽省六安中学高三月考]科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成图。下列相关说法错误的是( )
A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．“正其行，通其风”主要是通过增加CO2的浓度来提高产量
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．致使bc段、mn段Pn下降的原因是CO2浓度降低
6．[2021·东城区期末检测]下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是( )
A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和[H]
B．叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质
C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程
D．④受阻时，②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制
7．[2021·吉安市高三模拟]为提高温室番茄产量，研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)的影响，结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.延长补光时间可提高净光合速率
B．补充3种光质均能提高净光合速率
C．补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率
D．补充红蓝复合光可能降低了消耗有机物的速率
8．[2021·湖南质检]在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是( )
物种 指标 马尾松 苦槠 石栎 青冈
光补偿点(μmol·m－2·s－1) 140 66 37 22
光饱和点(μmol·m－2·s－1) 1 425 1 255 976 924
(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)
A．光强大于140 μmol·m－2·s－1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体
B．光强小于1 255 μmol·m－2·s－1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度
C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量
D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加
预测三 细胞呼吸与光合作用的实验探究
9．卡尔文因发现光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液，给予实验装置不同时间(0
分离出的放 射性化合物 无 ① ①② ①②③ ①②③④⑤ ①②③④⑤⑥
注：表中①～⑥依次代表3－磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1，3－二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3－磷酸甘油醛(C3H7O6P)、己糖、C5、淀粉。
A.不同时间的产物为本实验自变量
B.t1时，①中的3个碳原子都具有放射性
C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥
D.只做光照时间为t5的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序
10．为研究光合作用中ATP合成的动力，20世纪60年代，Andre Jagendorf等科学家设计了如下实验：首先人为创设类囊体内外pH梯度，之后置于黑暗条件下，发现随着类囊体内外pH梯度的消失有ATP形成。下列相关说法合理的是( )
A.离体类囊体取自绿色植物根尖分生区细胞
B.在绿色植物中该过程也是在黑暗中完成的
C.ATP的合成需要伴随H＋运输进入类囊体腔
D.推测ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能
11．[2021·甘肃省平凉市高三模拟]将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是( )
A.给营养液通入空气有利于该植物的生长
B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
预测四 基于学科核心素养的长句应答类专训
12．[2021·广东佛山4月二模]二十世纪以来，CO2的大量排放引起全球气候变暖，为研究增温增CO2对植物光合速率的影响，科研小组以玉米(生长周期为120天)为实验材料，在三组不同条件下种植，一段时间后分别测定光合速率，实验结果如表。
组别 实验条件 光合速率 (μmol CO2·m－2·s－1)
种植34天 种植82天
A组 环境温度，大气CO2浓度 37.6 24.9
B组 环境温度＋2 ℃，大气CO2浓度 40.0 18.7
C组 环境温度＋2 ℃，两倍大气CO2浓度 42.6 22.9
回答下列问题：
(1)温度会通过影响________，从而影响光合速率和呼吸速率。分析增温对植物光合速率的影响，应对比表格中________(填字母编号)组的数据。
(2)种植34天时，CO2浓度升高导致光合速率提高的原因是____________________________，与B组相比，C组CO2浓度倍增，但光合速率并未倍增，此时限制光合速率的环境因素可能是__________________________________(答出两点即可)。
(3)有研究表明，长期处于高浓度CO2环境下的植物，在低CO2浓度下对CO2的利用能力会下降，请利用上述材料和实验条件设计验证这一结论的方案，简要写出大致的实验思路和预期实验结果。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．为研究低钾条件对某种农作物2个品种光合作用的影响，科研人员进行了实验，结果如下表。
注：光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
回答下列问题：
(1)提取叶绿素时，为了使研磨充分，应加入________________________________________________________________________。
(2)当乙品种的最大净光合速率为25.5 μmol·m－2·s－1时，实际光合速率是________μmol·m－2·s－1。此时增大光照强度，光合速率不再增加，这主要是受光合作用过程中________反应的限制。
(3)低钾处理后，2个品种光补偿点均增大，主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据表分析，为提高产量，在缺钾土壤中种植该种农作物时，可采取的相应措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出两点即可)。
14．[2021·四川成都5月三诊]果蔬气调贮藏是指通过调整贮藏环境的气体成分和比例来延长贮藏时间和品质的技术。为了研究高氧气调贮藏对枇杷果实的影响，科研人员分别测定了高氧处理组和对照组枇杷果实的呼吸速率，实验结果如图。回答下列问题：
(1)成熟枇杷果实中，可溶性糖和有机酸的含量是影响果实口感和风味的重要因素。在贮藏过程中，枇杷果实中可溶性糖和有机酸含量不断下降，原因可能是______________________________________。据图分析推测，贮藏35 d时，________组枇杷果实中的可溶性糖和有机酸含量可能更高，判断依据是______________________。
(2)贮藏枇杷果实时，除氧气浓度外，还应该注意控制______________________(答出2点)等环境条件。与高氧贮藏果实的方法相比，无氧贮藏时果实更容易腐烂，最可能的原因是________________________________________________________________________。
第2讲 细胞呼吸和光合作用
题组一
1．解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，有氧呼吸产生大量能量，有利于其生长繁殖，A正确；酵母菌在无氧呼吸过程中先将葡萄糖转化为丙酮酸，再将丙酮酸转化为乙醇和CO2，B错误、C正确；酵母菌在有氧条件下产生CO2和H2O，在无氧条件下产生乙醇和CO2，D正确。
答案：B
2．解析：以葡萄糖为呼吸作用的底物时，有氧呼吸过程会产生CO2，不产生乙醇；只进行产乙醇的无氧呼吸过程中，消耗1分子的葡萄糖会产生2分子的CO2和2分子的乙醇，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，消耗1分子葡萄糖的同时会消耗6分子O2，产生6分子CO2，即吸收O2的分子数与释放CO2的相等，B正确；若细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，则消耗1分子葡萄糖只产生2分子的乳酸，此过程中无O2吸收，也无CO2释放，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D错误。
答案：D
3．解析：马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，C错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D错误。
答案：B
4．解析：水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。
答案：A
5．解析：(1)(2)根据表格中信息，终产物是乙醇和CO2，综合分析判断该反应为无氧呼吸，葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物，无氧呼吸发生在细胞质基质，其合成ATP的能量来源为化学能，终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息，光合作用的光反应和其发生的部位可知，其合成ATP的能量来源为光能，光反应的产物为O2、NADPH(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断，在线粒体中利用丙酮酸等物质进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，该过程将丙酮酸中的化学能释放出来，其中有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳，第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。
答案：(1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能 (4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
6．解析：(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，从外界吸收的CO2减少，使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小，需要取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定其气孔开度，经干旱处理后，再测定其气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体植株随机分为两组，一组不做处理(对照组)，一组进行ABA处理(实验组)，在干旱条件下培养一段时间后，测定两组的气孔开度，预期结果是实验组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
答案：(2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
【借题发挥】
问题1：答案：衰老细胞呼吸速率下降的原因是细胞内水分减少，多种酶的活性降低。
问题2：答案：生长素发挥作用时，作用部位生长加快，呼吸速率加快。
问题3：答案：①蔬菜和水果应贮存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。②种子应贮藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。两种贮存手段均需降低呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故二者在贮藏条件上存在差异。
问题4：答案：由于暗反应需光反应为之提供[H]和ATP，故抑制光反应必会削弱暗反应；由于暗反应可为光反应提供ADP、Pi及NADP＋，故抑制暗反应时，也将会削弱光反应。
问题5：答案：高等植物叶肉细胞不能作为观察线粒体的材料，因为叶绿体会影响对染色后的线粒体的观察，可作为观察叶绿体和质壁分离的材料。
问题6：答案：光合作用是能量输入生态系统的途径，也是CO2中的碳转化为有机物中碳的过程，细胞呼吸是能量输出生态系统的途径，也是生物群落中有机物中的碳转化为CO2的方式。
7．(1)× (2)× (3)√ (4)√
8．解析：种子在黑暗中萌发得到黄化苗，该过程中细胞代谢增强，呼吸强度增加，由于整个过程中不能进行光合作用，而且细胞呼吸需要消耗有机物，所以有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
答案：A
9．解析：植物在黑暗中有氧时主要进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物是CO2和酒精或乳酸，C错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确。
答案：C
10．解析：(1)由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。(2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。(3)绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿体中的叶绿素。
答案：(1)下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 (2)暗 (3)无水乙醇
11．解析：早稻浸种后催芽过程中需要足够的水分，40 ℃左右的温水可为细胞呼吸提供适宜的温度和水分，时常翻种可为种子萌发时的细胞呼吸提供充足的氧气，A正确；种子入库贮藏的条件是零上低温和低氧，B错误；油料种子由于含脂肪较多，萌发时需要消耗大量的氧气，因此需要浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存，属于低氧环境，不仅可以减少水分散失还能降低呼吸速率，起到保鲜作用，D正确。
答案：B
12．解析：弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。
答案：A
13．解析：由图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)，t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度，三者光合速率的差异不再变化，D错误。
答案：D
14．解析：检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定的，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。
答案：D
15．解析：苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。
答案：C
16．解析：无氧呼吸消耗1分子葡萄糖只产生少量ATP，因此癌细胞要满足其生命活动，需大量吸收葡萄糖，A正确；无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸转化为乳酸的过程中不生成ATP，无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段，B错误；无氧呼吸过程中丙酮酸转化为乳酸的场所为细胞质基质，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，其产生NADH的过程仅发生在第一阶段，因此消耗等量葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。
答案：B
17．解析：1分子葡萄糖经厌氧呼吸可产生约2个ATP，1分子葡萄糖经需氧呼吸可产生约30个ATP，A错误；厌氧呼吸只在细胞溶胶中进行，B错误；需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解产生丙酮酸，C正确；适当提高环境中的O2浓度会抑制厌氧呼吸，产生的酒精量会减少，D错误。
答案：C
18．解析：题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。
答案：A
19．解析：测得的植物叶片的光合速率为净光合速率，不仅需要考虑叶绿体的光合速率，还需要考虑线粒体的呼吸速率，因此测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率，A正确；叶绿体被破碎后，结构被破坏，无法进行光合作用，因此无破碎叶绿体的光合速率比有一定比例破碎叶绿体的光合速率大，B错误；该植物较长时间处于遮阴环境，由于缺乏光照，叶片的光合速率为0，C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵后，叶片光合作用产生的蔗糖不能运输到花朵，导致叶片内蔗糖积累过多，不利于光合作用的进行，其蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B～C段对应的关系相似，D错误。
答案：A
20．解析：(1)细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH([H])和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH([H])中，其中ATP和NADPH([H])两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5(RuBP)分子上，反应形成的C3被还原为糖类。(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。
答案：(1)细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物 主动吸收
(2)镁 ATP和NADPH(或[H]) 水 C5(或RuBP)
(3)气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
21．解析：(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，光合色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。(2)①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
答案：(1)类囊体膜 NADPH 减慢
(2)①Fecy 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用 ②类囊体上的色素吸收光能、转化光能 ③ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜产生的势能和ATP合酶的催化，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
22．解析：(1)液泡是营养物质贮存的主要场所，因此叶片细胞中，无机磷除了存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，其主要存在于液泡中。光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物ATP和NADPH的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物三碳糖磷酸的组分。(2)题图甲的O～A段表明较低光强度时，低磷和高磷条件下大豆净光合速率相同，而磷酸基团参与光反应，故可说明无机磷不是光合作用中光反应的主要限制因素。题图乙中光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低和较高。不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。(3)实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是淀粉遇碘显蓝色，其颜色的深浅与淀粉含量在一定范围内成正比。由于光合作用碳反应过程的原料为CO2，CO2与RuBP结合形成三碳酸，进一步形成光合产物三碳糖磷酸，因此为了确定叶片光合产物的去向，可采用14CO2的同位素示踪法。
答案：(1)液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸 (2)光反应 较低、较高 光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少 (3)淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比 14CO2的同位素示踪
23．解析：(1)叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来估算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解(产生NADPH和氧气)和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150 μmol·g－1·h－1，光合作用产生的氧气速率为，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180 μmol，因为1分子的二氧化碳与1个RuBP结合形成2分子3－磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180×2＝360 μmol的3－磷酸甘油酸。
答案：(1)光密度值 高 高光强 (2)吸能 ATP、NADPH (3)小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 (4)360
24．解析：(1)根据题图可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解水生成H＋和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应。暗反应中的CO2的固定是指CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则CO2浓度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行，因此短时间内会导致三碳化合物(C3)含量减少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若该系统气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，从而导致模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)由于植物体内糖类的积累量＝光合作用合成糖类的量－细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比，该系统没有呼吸作用消耗糖类，所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下，土壤含水量低，导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。
答案：(1)模块1和模块2 五碳化合物(或C5) (2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足 (3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类) (4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
题组二
1．解析：叶片气孔关闭，外界氧气无法进入线粒体，呼吸作用大大减弱，A错误；叶片气孔关闭，外界二氧化碳无法进入叶绿体，如果光照继续，还原仍在进行，C3含量降低，而形成的C5没有CO2的固定，所以增加，B正确；哺乳动物的红细胞内没有线粒体，它的代谢需要的能量来自无氧呼吸，C错误；唾液淀粉酶在口腔中起作用适应的pH＝6.8左右，但是到了胃中pH约1.5左右，会变性失活，D错误。
答案：B
2．解析：线粒体具有双层膜结构，保障了其内部相对稳定，有利于有氧呼吸高效有序地进行，A正确；线粒体内膜在内腔折叠形成的嵴增加了细胞色素c等物质的附着位点，B错误；在有氧呼吸第三阶段中，有氧呼吸第一、二阶段生成的[H](呼吸链将代谢物脱下的氢)与O2结合生成H2O，同时放出大量能量，可用于生成ATP，C正确；根据有氧呼吸过程可得出18O2的转化途径：18O2＋[H]O＋丙酮酸C18O2＋[H]，因此若某小白鼠吸，则在该鼠呼出的二氧化碳中可检测到18O，D正确。
答案：B
3．解析：种子晒干的过程中，丢失了大量的自由水，可以降低呼吸强度，延长储存时间，A正确；制作酸奶所需的乳酸菌为厌氧生物，因而应始终在无氧条件下进行，B错误；水果的保鲜应该在零上低温进行，降低呼吸强度，C正确；对农作物进行松土，可以增加有氧呼吸，D正确。
答案：B
4．解析：加盖后，O2会被酵母菌有氧呼吸所消耗，所以O2含量会减少，A错误；酵母菌代谢不会产生O2，B错误；有氧呼吸会消耗O2，无氧呼吸不消耗O2，而在低氧条件下，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，所以CO2的生成速率大于O2的消耗速率，C错误；戳一些小孔能提供氧气的供应，有利于酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，D正确。
答案：D
5．解析：ab段、lm段Pn随光照增强而增强，说明该段内影响光合作用的主要因素是光照强度，A正确；“正其行，通其风”可以加快田间空气流动，为植物光合作用提供充足的二氧化碳，B正确；15时后，由于太阳光照减弱，光合作用速率逐渐减弱，ef段、op段Pn值呈逐渐下降趋势，C正确；bc段光合速率下降的原因是日出后光合作用增强导致大棚内二氧化碳浓度下降引起的，mn段Pn下降是部分气孔关闭引起的，D错误。
答案：D
6．解析：过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和[H]，三碳化合物的还原消耗光反应提供的ATP和[H]，A错误；叶肉细胞中的卡尔文循环即碳循环发生在叶绿体基质，B正确；图示可知，在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉，在细胞质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖，C正确；图中④蔗糖输出受阻时，则进入叶绿体的Pi减少，磷酸丙糖大量积累，过多的磷酸丙糖将用于合成淀粉，即②③合成淀粉能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制，D正确。
答案：A
7．解析：根据图示可知，同等光质条件下补光4小时比补光2小时的净光合速率高，A正确；与对照组相比，补充3种光质均能提高净光合速率，B正确；叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，补充红光与蓝光可能提高了色素吸收的光能，进而提高了合成有机物的速率，C正确；补充红蓝复合光提高了净光合速率，积累了有机物，但无法判断其对呼吸速率即消耗有机物速率的影响，D错误。
答案：D
8．解析：140 μmol·m－2·s－1为马尾松植株的光补偿点，当光强大于140 μmol·m－2·s－1时，马尾松的光合速率大于呼吸速率，因此马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外，还扩散至细胞外部，A错误；光强小于，结合题干信息可知影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度，B错误；森林中生产者制造有机物的能量总和是输入该生态系统的总能量，C错误；由表格信息可知，青冈的光补偿点较低，因而更适应弱光环境，因此在群落演替过程中随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加，D正确。
答案：D
9．解析：本实验的自变量为时间，不同时间的产物为因变量，A不正确；在t1时，最先出现的3个碳原子的化合物是由1个CO2分子与细胞内的1个C5反应生成的，因此两个①中只有1个碳原子具有放射性，B不正确；随着时间的推移，放射性物质出现的先后顺序就是14C的转移途径，由表可知，14C的转移途径为→①→②→③→④⑤→⑥，C正确；如果只做光照时间为t5的实验，则同时检验到①②③④⑤⑥ 6种具有放射性的物质，故不能判断其出现的先后顺序，D不正确。
答案：C
10．解析：类囊体存在于叶绿体中，而绿色植物根尖分生区细胞没有叶绿体，A错误；绿色植物中合成ATP是在光反应阶段进行的，自然环境下此过程需要光照，B错误；ATP的合成需要伴随H＋运输出类囊体腔，C错误；把悬浮液的pH迅速上升为8，类囊体内外产生了浓度差，此时，在有ADP和Pi存在的情况下类囊体生成了ATP，因此可以推测：ATP合成的动力来自H＋浓度梯度势能，D正确。
答案：D
11．解析：由题目给的信息“在光下给甲组通入空气，乙组不进行通气处理，甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”说明根对a离子的吸收为主动运输过程；主动运输需要载体与能量，B错误，C正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D正确。
答案：B
12．解析：(1)温度主要通过影响酶的活性进而影响光合作用和呼吸作用。分析增温对植物光合速率的影响，应对比A组和B组，因为这两组的CO2浓度相同，但温度不同。(2)种植34天时，CO2浓度升高导致光合速率提高的原因是：CO2是光合作用的原料，CO2浓度升高使暗反应速率加快。与B组相比，C组CO2浓度倍增，但光合速率并未倍增，此时限制光合速率的环境因素可能是光照强度和温度等。
(3)
答案：(1)酶的活性 A、B (2)CO2是光合作用的原料，CO2浓度升高使暗反应速率加快 光照强度、温度等(合理即可) (3)实验思路：将种植了82天的C组玉米植株移植于B组实验条件下种植，同时将种植了82天的B组玉米植株在原条件下继续种植，种植相同时间后分别测定二者的光合速率。预期实验结果：前者的光合速率低于后者
13．解析：(1)提取绿叶中的色素时，在研磨前加入二氧化硅，有助于研磨得充分。(2)乙品种正常处理组的呼吸速率为2.9 μmol·m－2·s－1，实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，当乙品种的最大净光合速率为25.5 μmol·m－2·s－1时，实际光合速率为25.5＋2.9＝28.4 μmol·m－2·s－1。当光合速率达到最大值后，增加光照强度后光合速率不再增大，这主要是受光合作用过程中暗反应(如暗反应中酶的活性、酶的数量等)的限制。(3)根据表中信息可知，低钾处理后，两个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，故需要增大光照强度才能使光合速率与呼吸速率相等，即光补偿点增大。(4)低钾处理后，两个品种的叶绿素含量均下降，最大净光合速率均降低，故在生产上应施加适量的钾肥。低钾处理后，与甲品种相比，乙品种的叶绿素含量下降不明显，且乙品种的最大净光合速率大于甲品种，因此，生产上在低钾土壤中应种植乙品种。
答案：(1)二氧化硅(SiO2) (2)28.4 暗 (3)低钾处理后，两个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，需要增大光照强度才能维持光合速率与呼吸速率相等，因此光补偿点增大 (4)选择种植乙品种；施加适量钾肥
14．解析：(1)成熟枇杷果实中，可溶性糖和有机酸的含量是影响果实口感和风味的重要因素。在贮藏过程中，枇杷果实中可溶性糖和有机酸含量不断下降，可能是由于细胞呼吸过程中不断消耗有机物所致(如有机酸和可溶性糖等)。图中结果显示，高氧处理组的呼吸速率低于对照组，即高氧处理组消耗的有机物更少，因此，贮藏35 d时，高氧处理组枇杷果实中的可溶性糖和有机酸含量可能更高。(2)贮藏枇杷果实时，除氧气浓度外，还应该注意控制温度、湿度、CO2浓度等环境条件。与高氧贮藏果实的方法相比，无氧贮藏时果实更容易腐烂，因为无氧条件下，细胞会进行无氧呼吸产生酒精等物质，而酒精等物质对植物细胞具有毒害作用，进而导致果实腐烂。
答案：(1)细胞呼吸将可溶性糖和有机酸进行分解 高氧处理 高氧处理组呼吸速率更低 (2)温度、湿度、CO2浓度(答出2点，合理即可) 细胞进行无氧呼吸会产生酒精等物质导致果实腐烂
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