高考生物二轮复习限时集训：第4讲 光合作用与细胞呼吸（解析版）

高考生物二轮复习限时集训
第4讲　光合作用与细胞呼吸
A卷
1.下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述,错误的是 (　B　)
A.与无氧条件相比,有氧条件有利于根系对土壤溶液中水分的吸收
B.有二氧化碳生成的呼吸方式是有氧呼吸
C.有氧呼吸的三个阶段都有能量的释放、转移和散失
D.无氧条件下破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖
[解析] 有氧条件下根细胞进行有氧呼吸,释放的ATP多,提供的能量多,有利于根对离子的吸收,从而增加细胞液浓度,有利于根系对土壤溶液中水分的吸收,A正确;细胞进行有氧呼吸,利用葡萄糖和氧气生成水和二氧化碳,有些生物进行无氧呼吸,可以利用葡萄糖生成二氧化碳和酒精,B错误;有氧呼吸第一、二阶段释放少量能量,第三阶段释放大量能量,都有能量的产生,都有一部分能量转化成ATP中活跃的化学能,还有一部分以热能形式散失,C正确;破伤风芽孢杆菌是厌氧菌,在无氧的条件下能大量繁殖,D正确。
2.图Z4-1表示酵母菌细胞呼吸过程中某些物质的变化。下列叙述正确的是 (　A　)
葡萄糖丙酮酸CO2
图Z4-1
A.①过程有NADH和ATP产生
B.②过程发生在线粒体中
C.①过程是有氧呼吸的第一阶段
D.②过程是无氧呼吸的第二阶段
[解析] ①表示呼吸作用的第一阶段,有NADH和少量ATP产生,A正确;②表示有氧呼吸的第二阶段或无氧呼吸(酒精发酵)的第二阶段,场所为线粒体基质或细胞质基质,B、D错误;①表示有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,C错误。
3. 下列关于物质与能量代谢的叙述,正确的是 (　D　)
A.光反应是物质代谢,暗反应是能量代谢
B.细胞核是细胞中物质和能量代谢的主要场所
C. 无氧呼吸产生少量ATP,是因为大部分能量以热能形式散失了
D.所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸
[解析] 光反应和暗反应中都涉及物质和能量的变化,既是物质代谢,也是能量代谢,A错误;细胞中物质和能量代谢的主要场所是细胞质基质,B错误;无氧呼吸产生少量ATP,是因为大部分能量储存在酒精或乳酸中,C错误;细胞呼吸可以为其他生命活动提供能量,所以所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸,D正确。
4.图Z4-2表示光合作用与呼吸作用的部分过程,其中过程①和过程②发生在不同的细胞器内,相关叙述正确的是 (　D　)
图Z4-2
A.过程①的场所是细胞质基质与线粒体基质
B.过程②的发生需要[H]、O2和ATP的参与
C.在有光照的条件下,过程①比过程②要快
D.在黑暗的条件下,图中只有过程②能发生
[解析] 根据题图分析,过程①是发生在叶绿体类囊体薄膜上的水的光解,A错误;过程②的发生需要[H]和O2参与,该过程不需要ATP的参与,而会产生ATP,B错误;在一定范围内,随光照强度的增强,光合作用强度逐渐增强,呼吸作用强度保持稳定,①过程先比②过程慢,再快于②过程,C错误;在黑暗条件下,图中光合作用的光反应过程无法进行,只有②过程能发生,D正确。
5.将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是 (　B　)
图Z4-3
A.黑暗条件下,①增大、④减小
B.光强低于光补偿点时,①③增大
C.光强等于光补偿点时,②③保持不变
D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大
[解析] 黑暗条件下,细胞只进行呼吸作用,呼吸作用消耗氧气,产生的CO2扩散至细胞外,因此①增大、④减小,A正确;光强低于光补偿点时,即光合作用强度小于呼吸作用强度,此时①增大、③减小,B错误;光强等于光补偿点时,光合作用强度等于呼吸作用强度,②③保持不变,C正确;光强等于光饱和点时,光合作用强度大于呼吸作用强度,②减小、④增大,D正确。
6.图Z4-4是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是 (　C　)
图Z4-4
A.若在t1前充CO2,则暗反应速率将显著提高
B.t1→t2,光反应速率显著提高而暗反应速率不变
C.t3→t4,叶绿体基质中[H]的消耗速率提高
D.t4后短暂时间内,叶绿体中C3/C5的值下降
[解析] O→t1,光照较弱,光合速率较慢,限制因素为光照强度,即使在t1前充CO2,暗反应速率也不会显著提高,A错误;t1→t2,光反应速率显著提高,产生的[H]和ATP增加,导致暗反应速率也增加,B错误;t3→t4,CO2浓度增加,叶绿体基质中生成的C3增加,消耗[H]的速率提高,C正确;t4后短暂时间内,由于缺少光照,ATP和[H]减少,还原C3的速率减慢,但短时间内C3继续生成,故叶绿体中C3/C5的值将上升,D错误。
7.将长势相同的马尾松幼苗分别放在阳光充足的林窗处和光照较弱的林下,测定其光合速率,结果如图Z4-5所示。下列有关叙述正确的是 (　B　)
图Z4-5
A.7:00限制林下马尾松幼苗光合作用的因素主要是CO2浓度
B.10:00将林下马尾松幼苗移至林窗处,短时间内叶绿体中的C5含量升高
C.10:00~12:00林窗处马尾松幼苗光合速率下降导致其有机物含量减少
D.图示结果表明马尾松更适于在弱光条件下生长
[解析] 7:00限制林下马尾松幼苗光合作用的因素主要是光照强度,A错误;10:00将林下马尾松幼苗移至林窗处,光照强度增加,产生的ATP和还原氢增多,C3还原速率加快,短时间内C5含量升高,B正确;10:00~12:00林窗处马尾松幼苗光合速率下降,但仍大于呼吸速率,有机物的量还在增加,C错误;图示结果表明马尾松在林窗比在林下的光合速率整体较高,故马尾松更适于在强光条件下生长,D错误。
8.甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:
图Z4-6
(1)图乙所示细胞的呼吸方式最可能是　无氧呼吸　,如果呼吸强度不能用CO2释放量表示,原因是　该生物无氧呼吸不产生CO2　。对于人体来说,　成熟的红细胞　(细胞名称)的呼吸方式与此相类似。
(2)图甲中B点产生的CO2来自　无氧呼吸　,当O2浓度达到M点以后,CO2释放速率不再继续增大的内因是　呼吸酶的数量有限　。
(3)图丙中YZ∶ZX=4∶1,则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的　1/13　;图中无氧呼吸强度降为0时,其对应的O2浓度为　I　。
(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是　0　。
[解析] (1)图乙所示细胞的呼吸强度与氧气浓度无关,应为无氧呼吸;若无氧呼吸的产物为乳酸,产生乳酸的同时不产生二氧化碳,则呼吸强度不能用CO2释放量表示。对于人体来说,成熟的红细胞没有线粒体,只进行产乳酸的无氧呼吸。(2)图甲中B点对应的氧气浓度为0,此时细胞通过无氧呼吸产生二氧化碳;当O2浓度达到M点以后,受细胞内酶的数量的限制,细胞呼吸不再继续增强,CO2释放速率不再继续增大。(3)图丙中YZ∶ZX=4∶1,设有氧呼吸消耗的氧气为1 mol,根据有氧呼吸反应式,则消耗的葡萄糖为1/6 mol;无氧呼吸产生的二氧化碳为4 mol,根据无氧呼吸反应式,消耗的葡萄糖为2 mol,有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的(1/6)/(1/6+2)=1/13;图中F点时,氧气吸收量与二氧化碳释放量相等,说明此时细胞只进行有氧呼吸,无氧呼吸强度降为0,此时对应的氧浓度为I。(4)图丙中氧气浓度为0时,细胞只进行无氧呼吸,细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低。
9.植物甲为常见阳生植物,植物乙为常见阴生植物,阳生植物的光补偿点(光合速率与呼吸速率相等时环境中的光照强度)一般大于阴生植物,回答下列问题:
(1)叶绿素分布于植物乙叶绿体基粒的　类囊体　薄膜上,光反应阶段产生的ATP和NADPH将直接参与暗反应阶段中的　三碳化合物的还原　过程。
(2)实验过程中,给植物甲浇灌O,发现叶肉细胞中出现了(CO)。分析其最可能的转化途径是　有氧呼吸第二阶段生成二氧化碳(C18O2),二氧化碳(C18O2)再参与暗反应(光合作用)生成有机物(CO)　,植物乙净光合速率为0时,植物甲净光合速率　小于0　(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(3)若将植物甲密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,遮光培养一段时间后,发现该植物细胞无氧呼吸过程中除第一阶段有少量ATP生成外,第二阶段并未有ATP生成,原因是　小室中无O2,植物细胞中有ADP、Pi,无氧呼吸第一阶段有少量能量释放出来,所以可以合成少量ATP,无氧呼吸第二阶段没有能量产生,因此没有ATP生成　。
[解析] (1)叶绿素分布于真核细胞叶绿体类囊体的薄膜上,光反应阶段产生的ATP和NADPH将直接参与暗反应阶段中三碳化合物的还原过程。(2)给植物甲浇灌O,O先参与有氧呼吸(第二阶段)生成二氧化碳(C18O2),二氧化碳(C18O2)再参与暗反应(光合作用)生成有机物(CO)。由于阳生植物的光补偿点大于阴生植物,因此植物乙净光合速率为0时,植物甲净光合速率小于0。(3)植物甲密闭在无O2、遮光培养的环境中,其进行无氧呼吸,无氧呼吸第一阶段有少量能量的释放,而植物细胞中有ADP、Pi,则可以合成少量ATP,但无氧呼吸的第二阶段无能量的释放,因此没有ATP的生成。
10.黑藻是一种常见的水生植物。图中的甲、乙、丙分别是黑藻细胞中三种结构的示意图。请回答下列问题:
图Z4-7
(1)研究表明,蛋白质合成活跃的细胞中结构c较大,蛋白质合成不活跃的细胞中结构c较小,这表明c与　核糖体　(填一种细胞器名称)的形成直接有关。图中b为双层膜,其上实现频繁的物质交换和信息交流的结构是　核孔　。
(2)图中　h　(用图中字母填空)是黑藻细胞产生氧气的场所,伴随着氧气的产生,此结构中发生的能量转化是　光能转化为活跃的化学能　。
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,图中乙、丙分别通过　e、h　(用图中字母填空)扩大了膜面积;乙和丙的基质中完成的化学反应阶段分别是　有氧呼吸第二阶段和(光合作用的)暗反应　。
(4)某科研小组研究了低温对黑藻净光合速率(放氧速率)和细胞呼吸速率(耗氧速率)的影响,在其他条件相同且适宜情况下,研究结果如图Z4-8所示:
图Z4-8
研究中测定耗氧速率需要在　黑暗　条件下进行。当温度为6 ℃时,黑藻的放氧速率和耗氧速率的比值　大于　(填“大于”“小于”或“等于”)1。在某温度条件下测得黑藻的放氧速率为30 μmol·mg-1·h-1,耗氧速率为15 μmol·mg-1·h-1,该条件下,一昼夜24 h中,白天至少光照　8　小时以上,才能确保植物的正常生长。
[解析] (1)结构c为核仁。题中信息表明蛋白质合成活跃情况和结构c大小有关,而蛋白质合成的场所是核糖体,因此结构c与核糖体的形成有关。核孔是核膜上实现频繁的物质交换和信息交流的结构。(2)光反应阶段产生氧气,场所为叶绿体基粒,即结构h。同时,在光反应过程中,能量的变化为光能转化为ATP中活跃的化学能。(3)结构和功能是相适应的,乙中的线粒体内膜e向内折叠形成嵴,增加了线粒体的膜面积;丙中的基粒h由类囊体堆叠而成,增加了叶绿体的膜面积。线粒体基质中发生的是有氧呼吸的第二阶段反应,叶绿体基质中发生的是光合作用的暗反应。(4)测定耗氧速率即测定呼吸速率时,要将装置放在黑暗条件下进行;当温度为6 ℃时,放氧速率约为45 μmol·mg-1·h-1,耗氧速率为4.5 μmol·mg-1·h-1,放氧速率与耗氧速率的比值大于1。放氧速率代表黑藻的净光合速率,耗氧速率代表黑藻的呼吸速率,因此要确保植物的正常生长,需要植物一天有机物的积累总量大于0,设光照时长为t时植物一天有机物积累量为0,则有30t-15×(24-t)=0,可得t=8,所以白天至少需要光照8小时以上才能确保植物的正常生长。
11.某研究小组将绣球植株分组并给予不同遮光处理,适应一段时间后测定绣球植株叶片在不同光照强度下的净光合速率,结果如图Z4-9所示。据图回答下列问题:
图Z4-9
(1)晴朗的白天,绣球植株进行光合作用所固定的CO2来源于　细胞呼吸和外界空气　。据图分析可知,科研小组测定的净光合速率是以　单位时间和单位面积绣球植株叶片吸收的CO2量　来表示的。
(2)为了解绣球植株叶片在晴朗白天的实际光合速率,研究小组还测定了植株叶片的呼吸速率,具体操作是测定植株叶片　在黑暗(或无光)条件下的CO2释放速率　。
(3)经测定全光组、50%遮光组、75%遮光组的呼吸速率分别是0.53、0.36、0.41(单位:μmol CO2·m-2·s-1)。结合本题材料推测,绣球植株叶片适应遮光环境的机制是
　植株在遮光条件下通过提高叶片光能利用率来提高光合作用强度,同时通过降低叶片呼吸速率以减少自身有机物消耗　,从而保证植株在遮光环境中的正常生长。
[解析] (1)晴朗的白天,绣球植株同时进行光合作用和呼吸作用,进行光合作用所固定的CO2来源于自身细胞呼吸产生和从外界空气中吸收。据图分析,从净光合速率的单位(μ mol CO2·m-2·s-1)可知,科研小组测定的净光合速率是以单位时间和单位面积绣球植株叶片吸收的CO2量来表示的。(2)依据植株光合速率和呼吸速率关系,即总光合速率=净光合速率+呼吸速率,为了解绣球植株叶片在晴朗白天的总光合速率,需测定植株叶片在黑暗(无光)条件下的CO2释放速率。(3)据图分析,在相同光照强度(尤其是低于400 μmol·m-2·s-1)时,50%遮光组和75%遮光组植株的净光合速率明显高于全光组,说明绣球植株在遮光条件下可以通过提高叶片光能利用率来提高光合作用强度,保证有机物的正常制造量;从叶片呼吸速率结果可以看出,50%遮光组和75%遮光组植株的呼吸速率明显低于全光组,说明植株在遮光条件下通过降低叶片呼吸速率来减少自身有机物消耗。故植株叶片在遮光条件下通过提高光能利用率来提高光合作用强度,同时通过降低呼吸速率以减少自身消耗,确保自身有机物正常积累量,从而保证自身正常生长。
B卷
1.图Z4-10是酵母菌细胞呼吸示意图,下列相关叙述正确的是 (　C　)
酵母菌+葡萄糖
图Z4-10
A.甲条件下葡萄糖释放的能量大部分转移到ATP中
B.乙条件下葡萄糖内的能量只流向酒精和ATP
C.甲、乙条件下产生物质a的部位是不同的
D.试剂X是酸性重铬酸钾溶液
[解析] 甲条件下葡萄糖释放的能量,少部分储存在ATP中,大部分以热能形式散失,A错误;乙条件下葡萄糖内的能量大部分未释放出来,仍储存在酒精中,释放的能量少部分储存在ATP中,大部分以热能形式散失,B错误;甲、乙条件下产生物质a(CO2)的部位是不同的,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,C正确;酸性重铬酸钾溶液可用于检测酒精,不能用于检测CO2,试剂X是溴麝香草酚蓝水溶液或澄清的石灰水,用于检测CO2,D错误。
2.某实验小组将小鼠的肝细胞研磨后分离出线粒体和细胞质基质,向三支试管中分别加入等量的细胞质基质、线粒体悬浮液和细胞匀浆(含细胞质基质和线粒体),再向各试管中加入等量的葡萄糖溶液,在有氧等适宜的条件下培养。一段时间后,各试管中葡萄糖含量的变化如图Z4-11所示。下列相关叙述正确的是 (　B　)
图Z4-11
A.a试管和c试管中都会释放二氧化碳
B.b试管中加入的是细胞质基质
C.b试管和c试管中丙酮酸还原产物相同
D.消耗相同质量的葡萄糖时,b试管释放的热量最多
[解析] a试管内葡萄糖相对含量没有减少,说明a试管内装的是线粒体悬浮液,葡萄糖不能进入线粒体,不能释放二氧化碳,A错误;在有氧等适宜的条件下,c试管消耗葡萄糖的速率较快,说明进行的是有氧呼吸,即c试管装的是细胞匀浆,b试管消耗葡萄糖的速率较慢,说明通过无氧呼吸消耗葡萄糖,故b试管内装的是细胞质基质,B正确;b试管进行的是无氧呼吸,丙酮酸还原的产物是乳酸,而c试管进行的是有氧呼吸,丙酮酸生成的产物是CO2和还原氢,还原氢与氧气结合形成水,所以b试管和c试管中丙酮酸还原的产物不相同,C错误;b试管进行的是无氧呼吸,只在第一阶段释放能量,c试管进行的是有氧呼吸,三个阶段均释放能量,a试管不消耗葡萄糖,所以消耗相同质量的葡萄糖时,c试管释放的热量最多,D错误。
3.如图Z4-12表示在不同光照强度下某植物叶片进行光合作用释放的O2量。下列相关叙述错误的是 (　C　)
图Z4-12
A.释放的O2是在叶绿体类囊体薄膜上产生的
B.光照强度为15 klx时。光合作用1 h产生的O2量是200 mL
C.在光照强度为5~20 klx时,植物叶肉细胞中只有光反应的速率变大
D.当光照强度大于25 klx时,制约O2释放速率的环境因素可能是CO2浓度
[解析] 氧气是光合作用光反应的产物,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,故释放的O2是在叶绿体类囊体薄膜上产生的,A正确;结合图示可知,光照强度为15 klx时,光合作用1 h产生的O2量是150+50=200(mL),B正确;在光照强度为5~20 klx时,植物的光合速率随着光照增强而增强,此时植物叶肉细胞中光反应和暗反应的速率都变大,C错误;当光照强度大于25 klx时,由于超过了光饱和点,故此时制约O2释放速率的环境因素是除光照强度以外的其他因素,可能是CO2浓度,D正确。
4.如图Z4-13表示某植物叶肉细胞中光合速率和呼吸速率的关系,图中m、n表示单位时间内相关气体的变化量(m>0,n>0),有关叙述错误的是 (　C　)
图Z4-13
A.黑暗条件下测得的m1可表示有氧呼吸速率
B.图中叶肉细胞的光合速率大于有氧呼吸速率
C.若m3=n1,则该植物体内有机物总量不变
D.该细胞在夏季正午光合速率下降的原因是m2减少
[解析] 黑暗条件下,植物只进行呼吸作用,测得线粒体在黑暗条件下释放二氧化碳的量m1,可以表示植物的有氧呼吸速率,A正确;图中的细胞需要从外界吸收二氧化碳,向外界释放氧气,故光合速率大于呼吸速率,B正确;m3=n1时,图中叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,但由于该植物体内有无法进行光合作用的细胞,故该植物体的光合速率低于呼吸速率,则该植物体内有机物总量减少,C错误;夏季正午,为了减少蒸腾作用,气孔会关闭,此时二氧化碳吸收减少,即m2减少,D正确。
5.科研人员以甜瓜为对象,研究温度和CO2浓度对甜瓜净光合速率的影响,结果如图Z4-14所示。据图分析,下列说法正确的是 (　D　)
图Z4-14
A.甜瓜净光合速率与环境温度始终呈正相关
B.26 ℃时,由1.2 mL·L-1 CO2浓度提高到1.4 mL·L-1 CO2浓度,叶绿体中C5含量升高
C.图中净光合速率的变化与光照强度有关
D.26 ℃时,CO2浓度从1.2 mL·L-1增至1.6 mL·L-1的过程中,净光合速率显著上升可能与呼吸速率受到高浓度CO2浓度的抑制有关
[解析] 在一定范围内,甜瓜净光合速率随温度升高而升高,但超过最适温度,其净光合速率随温度升高而下降,A错误。26 ℃时,随CO2浓度升高,短期内C5的消耗加快而C5的生成不变,叶绿体中C5含量降低,B错误。本实验的自变量是温度和CO2浓度,光照强度是无关变量,应相同且适宜,因此净光合速率的变化与光照强度无关,C错误。CO2是光合作用的原料,CO2浓度为1.2~1.6 mL·L-1时,随CO2浓度增高,暗反应速率增大,光合作用合成有机物的速率增大;同时,CO2浓度升高会抑制呼吸作用,呼吸速率下降,净光合速率显著上升,D正确。
6.某同学利用黑藻探究“光照强度对光合速率的影响”,设计实验装置如图Z4-15所示。请回答下列问题:
图Z4-15
(1)本实验的自变量如何控制 　调节变距装置的长度,改变光源与广口瓶之间的距离,实现控制光照强度的大小　。
(2)实验观察发现,当变距装置调节成a厘米时,气泡产生速率最快。此时,黑藻叶肉细胞合成ATP的场所有　细胞质基质、线粒体、叶绿体　。进一步观察发现,有色小液滴右移,移动距离的数值表示的含义是　一定时间内,净光合作用释放的O2量　。
(3)在另一组相同实验装置中,将变距装置调节成2a厘米时,气泡产生速率下降,原因是　光源与广口瓶之间距离变大,光照强度减弱,光反应减弱,从而导致光合速率减小　。
[解析] (1)本实验的自变量是光照强度,据图可知,可通过调节变距装置的长度,改变光源与广口瓶之间的距离,从而控制光照强度的大小。(2)有色小液滴右移,移动距离的数值表示的含义是一定时间内,净光合作用释放的O2量。故当变距装置调节成a厘米,气泡产生速率最快时,黑藻既进行光合作用又进行呼吸作用,叶肉细胞合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。(3)在另一组相同实验装置中,将变距装置调节成2a厘米时,光源与广口瓶之间距离变大,光照强度减弱,光反应减弱,从而导致光合速率减小,使气泡产生速率下降。
7.植物的叶肉细胞在光下合成糖,以淀粉的形式储存。通常认为若持续光照,淀粉的积累量会增加。但科研人员有了新的发现。回答下列问题:
(1)叶肉细胞吸收的CO2在　叶绿体基质　中被固定形成C3,C3在　光反应　阶段产生的　ATP和[H]　的作用下,形成磷酸丙糖,进而合成蔗糖进行运输,并进一步合成淀粉。
(2)科研人员给予植物48小时持续光照,测定叶肉细胞中的淀粉量,结果如图甲所示。实验结果反映出淀粉积累量的变化规律是　最初一段时间内,随着持续光照时间增加淀粉量逐渐增加,之后几乎不增加　。
图Z4-16
(3)为了解释(2)的实验现象,研究人员提出了两种假设。
假设一:当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后,淀粉的合成停止。
假设二:当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后,淀粉的合成与降解同时存在。
为检验假设,科研人员测定了叶肉细胞的CO2吸收量和淀粉降解产物——麦芽糖的含量,结果如图乙所示。实验结果支持上述哪一种假设 请运用图中证据进行阐述。　支持假设二。实验结果显示,叶肉细胞持续(或并未停止)吸收CO2,麦芽糖含量快速增加,说明淀粉的合成和降解同时存在　。
(4)为进一步确定该假设成立,研究人员在第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a,为叶片光合作用通入仅含13C标记的13CO2四小时,在第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量为b,四小时内13C标记的淀粉合成总量为c。若淀粉量a、b、c的关系满足　b-a[解析] (1)叶肉细胞吸收的CO2在叶绿体基质中参与光合作用的暗反应过程,CO2首先与C5结合生成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下被还原,形成磷酸丙糖,进而生成蔗糖,并进一步合成淀粉。(2)由图甲分析可知,0~24小时内,淀粉积累量随着持续光照时间增加而逐渐增加,24小时后几乎不增加。(3)叶肉细胞的CO2吸收量代表淀粉的积累量,麦芽糖的含量代表淀粉的分解量。分析图乙可知,CO2吸收量基本不变,即淀粉的合成没有停止,而从6小时开始麦芽糖的含量逐渐增加,说明淀粉在不断分解,即淀粉合成和降解同时存在,故支持假设二。(4)第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a,第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量为b,则b-a代表通入13CO2的四小时内淀粉的积累量,若小于这四小时内淀粉合成总量c,即b-a8.某科学家研究高温胁迫对蓝莓光合作用的影响实验结果如图Z4-17所示,其中高温胁迫是指将蓝莓植株置于40 ℃、其他条件适宜环境下培养;恢复是指将高温胁迫12天的蓝莓植株转移到25 ℃、其他条件适宜环境下恢复3天。
图Z4-17
(1)应选取多株　生长状况相同　的蓝莓植株进行实验处理,选取多株蓝莓进行实验的目的是　控制无关变量,防止偶然性因素的出现,以保证实验结果的准确性　。从图甲实验结果可以看出,高温胁迫对净光合速率的影响是　抑制了净光合作用　。
(2)高温对光合作用的影响包括气孔限制因素(CO2供应不足影响光合作用)和非气孔限制因素(非CO2因素限制光合作用)。由图乙、图丙结果分析,随高温胁迫时间延长,9~12天高温对光合作用的影响主要是　非气孔限制因素　(填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”),判断依据是　9~12天气孔导度和7~8天相近,但胞间CO2浓度比7~8天高　。
(3)qP是一个反映植物光反应系统将光能转化为化学能的能力指标。据图丁分析,高温胁迫9~12天,光合速率较低的原因是光反应有关酶活性下降,生成的　[H]和ATP　不足限制了暗反应。
[解析] 从图中看出,随着高温胁迫天数的增加,净光合作用和气孔导度下降,而胞间CO2浓度先减少后增加,恢复3天后各项指标有所恢复。(1)本实验的自变量是高温胁迫的天数,因变量是测定的各项指标,所以应选择生长状况相同的蓝莓;选取多株蓝莓的目的是控制无关变量,防止生物自身等偶然性因素的出现,以保证实验结果的准确性;从题图甲看出,在高温胁迫的条件下,净光合作用呈下降趋势,说明高温胁迫抑制了净光合作用。(2)从图乙和图丙看出,9~12天气孔导度和7~8天相近,但胞间CO2浓度比7~8天多,所以9~12天高温对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。(3)如果高温使光反应的酶活性降低,将导致光反应产生的[H]和ATP不足。
9.不同植物的光合作用过程有所不同,图甲是三种不同类型植物的CO2同化方式示意图,图乙表示生活在不同地区的上述三种植物在晴朗夏季的CO2吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻,请据图分析并回答:
图Z4-18
(1)吸收光能的色素分布在叶绿体　类囊体薄膜　上。以光合色素的　吸收光能的百分比　为纵坐标,以波长为横坐标,所得曲线就是光合色素的吸收光谱。
(2)图甲水稻、玉米和景天科植物中,最适应炎热干旱环境的植物是　景天科植物　,原因是　该类植物白天气孔关闭,可以减少水分的散失,夜晚吸收CO2,不影响光合作用的进行　。
(3)图乙中,在10点到12点期间,B植物的光合速率下降,原因是　该时间段温度较高,水稻植株部分气孔关闭,CO2供应不足　;而C植物的光合速率继续升高,原因是　玉米可以利用低浓度的CO2,此时光照强度不断增强,所以光合速率继续升高　。
(4)图乙中,在4点时,A植物的光合速率为　0　μmol·m-2·s-1;在12点时该植物能不能进行光合作用 　能　。
[解析] (1)吸收光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。以光合色素吸收光能的百分比为纵坐标,以波长为横坐标,所得曲线就是光合色素的吸收光谱。(2)分析图甲中三种植物,景天科植物可以将夜晚吸收的CO2储存在液泡中,然后白天用于光合作用;炎热干旱条件下,为减少水分散失,白天植物一般关闭气孔,故景天科植物更能适应炎热干旱环境。(3)由图甲可知,水稻对CO2的吸收是在白天进行的,玉米吸收CO2也是在白天进行的,由于叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力高于水稻,它吸收CO2的能力较强,能利用较低浓度的CO2,景天科植物夜晚吸收CO2,白天时再利用液泡中储存的CO2进行光合作用,根据以上特点,与图乙中曲线比较可得,B对应的是水稻,C对应的是玉米,A对应的是景天科植物。在10点到12点期间,温度较高,会使植物的部分气孔关闭,CO2供应不足,引起B植物光合速率下降,而C植物能利用低浓度的CO2,此时光照强度不断增强,所以其光合速率继续升高。(4)在4点时,没有光照,A植物不能进行光合作用;在12点时,虽然从外界吸收的CO2为零,但可以利用储存的CO2进行光合作用。