高考生物二轮复习 植物生理学 专题四 细胞呼吸与光合作用 课件(共83张PPT)

(共83张PPT)
植物生理学
专题四　细胞呼吸与光合作用
思维导图 体系构建
叶绿体类囊体薄膜
将光能转变为ATP和NADPH中的化学能
有机物中的化学能
光、CO2、温度
温度、O2、H2O
NADP＋＋H＋＋2e－―→NADPH
＋12H2O＋能量
＋20[H]＋能量(少量)
(酒精)＋2CO2＋少量能量
(乳酸)＋少量能量
考点1
1．光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量转换过程
(1)物质转换
考点1　细胞呼吸、光合作用过程及其关系
CO2
CO2
有氧呼吸
H2O
暗反应
(2)能量转换
光合作用
2．不同条件下光合作用与细胞呼吸的关系
(1)真正光合速率与呼吸速率的关系(图示)
净光合速率
CO2吸收量
(2)关系图解
【真题研读】
1．(2023·广东选择考)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　)
A．还原型辅酶Ⅰ　　　 B．丙酮酸
C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳
√
解析：有氧呼吸第一个阶段发生在细胞质基质，此过程中1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]；有氧呼吸第二个阶段发生在线粒体基质，该过程中丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]；有氧呼吸第三个阶段发生在线粒体内膜，该过程中[H](还原型辅酶Ⅰ)与氧气反应生成水，同时释放大量的能量，A符合题意。
√
2．(2025·江苏选择考)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　)
A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同
B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与
C．呼吸作用都能产生[H]和ATP
D．无氧呼吸的产物都有CO2
解析：在人体细胞和酵母细胞中，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，葡萄糖分解成丙酮酸(细胞呼吸第一阶段)的场所都是细胞质基质，A错误。人体细胞和酵母细胞有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和H2O分解为CO2和[H]，O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成H2O，B错误。无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，第一阶段都会产生[H]和少量ATP，C正确。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2；酵母细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D错误。
3．(2024·广东选择考)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　)
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP
√
解析：有氧呼吸的主要场所是线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。
[命题延伸]——判断与填空
(1)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。则与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少。(　　)
(2)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(　　)
(3)植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(　　)
(4)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。 (　　)
(5)以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(　　)
√
√
×
×
×
(6)无氧条件培养酵母菌时向酵母菌培养液中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成。(　　)
(7)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是________________________(答出一点即可)。
(8)用差速离心法将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，______(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是______________________________
__________________________________________________。
×
自身呼吸作用要消耗一部分
有
类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
【对点突破】
1．(2025·清远高三质检)肝脏损伤时肝星状细胞(HSC)被激活导致肝纤维化，HSC活化需大量能量，细胞呼吸第一阶段糖酵解关键酶进入细胞核，影响糖酵解基因表达为细胞供能。下列叙述错误的是(　　)
A．糖酵解产物丙酮酸转化为乳酸时无ATP生成
B．肝星状细胞通过增强糖酵解代谢维持细胞供能
C．肝星状细胞被激活时，糖酵解过程为负反馈调节
D．靶向抑制关键酶可为抗肝纤维化治疗提供新策略
√
解析：糖酵解产物丙酮酸在无氧呼吸第二阶段转化为乳酸时没有ATP生成，A正确；由题干“肝脏损伤时肝星状细胞(HSC)被激活导致肝纤维化，HSC活化需大量能量，细胞呼吸第一阶段糖酵解关键酶进入细胞核，影响糖酵解基因表达为细胞供能”可知，肝星状细胞通过增强糖酵解代谢维持细胞供能，B正确；肝星状细胞被激活时需糖酵解供能，应是促进糖酵解过程，而非负反馈调节，C错误；糖酵解与肝星状细胞活化及肝纤维化相关，靶向抑制关键酶可影响糖酵解，进而为抗肝纤维化治疗提供新策略，D正确。
2．光合作用与细胞呼吸相互依存、密不可分，各自又具有相对的独立性。右上图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，其中Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～⑤代表过程。下列叙述正确的是(　　)
A.图中Ⅶ被相邻细胞利用至少需要穿过5层生物膜
B．图中Ⅱ和Ⅴ、Ⅲ和Ⅵ分别是同一种物质，Ⅰ和Ⅳ是不同物质
C．图中①～⑤均伴随着ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用
D．光合作用的产物脂肪、糖类、蛋白质的合成或分解都可通过细胞呼吸联系起来
√
3．酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．0～6 h内，容器中O2剩余量不断减少，有氧呼吸速率先加快后减慢
B．6～8 h内，容器中O2的消耗量大于CO2的产生量
C．8～10 h内，酵母菌细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中
D．6～10 h内，用溴麝香草酚蓝溶液可检测到酵母菌无氧呼吸产生的酒精
√
解析：由题图可知，0～6 h内，酵母菌有氧呼吸速率先上升后下降，因有氧呼吸消耗O2，密闭容器内O2剩余量不断减少，A正确；6～8 h内，酵母菌进行有氧呼吸消耗的O2与产生的CO2相同，同时进行不消耗O2但产生酒精与CO2的无氧呼吸，因此在此期间，容器中的O2消耗量小于CO2产生量，B错误；8～10 h内，酵母菌只进行无氧呼吸，葡萄糖中的大部分能量转移至酒精中，少部分释放出来，其中大部分以热能的形式散失，少部分转化为ATP中的化学能，C错误；溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2，不能用于检测酒精，用酸性重铬酸钾溶液检测酒精，D错误。
考点2
考点2　细胞呼吸和光合作用的影响因素

1．影响细胞呼吸的因素
消耗
有氧呼吸
无氧呼吸
2．影响光合作用的因素
NADPH、
ATP
温度
3．两条变化曲线的比较
CO2浓度
【真题研读】
1．(2025·广东选择考)我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线(图a)；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异(图b)，鉴定到突变体发生了PIL15基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。回答下列问题：
(1)图a中，当胞间CO2浓度在900～1 200 μmol·mol－1范围时，红光下光合速率的限制因子是_________________________________________________，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是_____________________________
__________________________________________。
光照强度、光合作用有关酶的活性、光合色素含量等
此时CO2充足，而光合色素对蓝光
的吸收多于红光，导致蓝光下光反应速率更高
(2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是______________________________________________________________
__________________________________________________。
突变体中参与脱落酸信号通路调控的PIL15基因功能缺失，导致在与夜间相似的远红光条件下，气孔不能关闭
(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路(图c)。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为__________________________。通路2中吸收光的物质②为______________。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“(＋)”或“(－)”标注前后两者间的作用，(＋)表示正相关，(－)表示负相关。
糖类等有机物中稳定的化学能
光敏色素
(4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式：___________________
________________________________________________________________。
吸收、转化光能，并储存在有机物中；接收光信号，调控基因的表达从而调节植物体的生命活动
2．(2023·广东选择考)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下突变体产量更高，其相关生理特征见下页左上表和下页左上图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度)
水稻材料 叶绿素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
突变体 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
(1)突变体叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和______________________
_________，叶片主要吸收可见光中的________________光。
(2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m－2·s－1时，突变体的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得突变体________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。突变体有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和_________________。
类胡萝卜素/叶绿素的值
较高
红光和蓝紫
高于
细胞呼吸速率较高
(3)与WT相比，突变体叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且突变体群体的净光合速率较高，表明该群体_________________，是其高产的原因之一。
光能利用率较高
(4)试分析在0～50 μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和突变体净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和突变体的净光合速率，提出一个科学问题。_____________________________
__________________________________________________。
如图所示
探究在高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度(或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度)
解析：(1)水稻叶绿体中的光合色素有4种：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。据表格信息可知，与野生型水稻相比，黄绿叶突变体(ygl)的叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的值较高，导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。(2)光饱和点是指光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。据图a可知，ygl的光饱和点高于WT的。光补偿点是指光合作用过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。根据图c可知，与WT相比，ygl的呼吸速率较高。
据表格信息可知，与WT相比，ygl的叶绿素含量较低，当光照强度较低时，叶绿素含量低会导致光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少，使光合速率降低。综合上述分析可知，ygl具有较高的光补偿点的原因可能是其叶绿素含量较低和细胞呼吸速率较高。(3)与WT相比，在高密度栽培条件下，更多的光可到达ygl下层叶片，导致ygl下层叶片的光合速率较高；与WT相比，ygl的叶绿素含量低，但ygl群体的净光合速率较高，表明该群体的光能利用率较高，有机物积累量多。(4)绘制曲线图时要注意：ygl的呼吸速率约为0.9 CO2 μmol·m－2·s－1，WT的呼吸速率约为0.6 CO2 μmol·m－2·s－1，
而且ygl的光补偿点(约为30 μmol·m－2·s－1)大于WT的光补偿点(约为15 μmol·m－2·s－1)，具体曲线图见答案。由题可知，为保证水稻高产，可关注最适栽培密度或最适光照强度，因此可以继续探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度。
[命题延伸]——判断与填空
(1) 某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量在初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。(　　)
(2)柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用。(　　)
(3)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(　　)
√
√
√
(4)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。
(　　)
(5)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。
(　　)
(6)马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生。 (　　)
√
√
×
(7)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________________，选择这两种作物的理由是____________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
A和C
作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
(8)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。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__________________________________________。
降低
气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(9)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，结果如下图所示。据图回答问题：
从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是______________
__________________________________________________。
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叶片的
【对点突破】
1．(2025·湛江高三调研)国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光(CK)、遮阴10%(S1)、遮阴20%(S2)、遮阴30%(S3)、遮阴40%(S4)共5组进行相关实验，培养一段时间后测定结果如下表所示。请回答下列问题：
组别 叶绿素含量/相对值 气孔导度/相对值 净光合速率/相对值
CK 0.62 0.24 10.43
S1 0.72 0.27 10.52
S2 0.83 0.29 12.75
S3 0.76 0.27 11.39
S4 0.59 0.25 9.48
(1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP的场所有____________________
__________________，光合作用时能量的转化过程是___________________
_______________________________(用箭头和文字表示)。
(2)本实验的自变量是______________________，与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量________(填“增多”或“减少”)，从光合作用的过程分析，其原因是______________________________________________________
__________________________________________________。
叶绿体、细胞质
光能→ATP和NADPH
遮阴程度(合理即可)
增多
S1组叶绿素含量增加，促进光反应阶段的进行；气孔导度增大，给叶肉细胞提供的CO2增多，促进暗反应阶段的进行
基质、线粒体
中的化学能→有机物中的化学能
(3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是_________________
_________________________________________。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为______________的范围内进一步进行实验。
(4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为______________________________________
__________________________________________________。
在一定范围内，
10%～30%
在黑暗条件下，测量国槐幼苗单位时间内O2的消耗量或CO2的释放量
随着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降
解析：(1)光照条件下，国槐叶肉细胞中能进行光合作用和呼吸作用，所以产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体；光合作用时能量的转化过程是光能转化为ATP和NADPH中的化学能再转化为有机物中的化学能。(2)根据题干信息可知，本实验的目的是研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光(CK)、遮阴10%(S1)、遮阴20%(S2)、遮阴30%(S3)、遮阴40%(S4)共5组进行相关实验，故本实验的自变量是遮阴程度。与CK组相比，在S1组遮光条件下，国槐幼苗的气孔导度增大，给叶肉细胞提供的CO2增多，促进光合作用暗反应阶段的进行；叶绿素含量增加，促进光合作用光反应阶段的进行，故与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量增多。
(3)分析题表数据可知，在一定范围内，随着遮阴程度增大国槐幼苗净光合速率先上升后下降。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为10%～30%的范围内进一步进行实验。(4)测定植物的呼吸速率，需要排除光合速率对O2和CO2浓度的影响，所以需要将国槐幼苗置于黑暗条件下，测量单位时间内O2的消耗量或CO2的释放量。
2．光补偿点(LCP)是指植物在光合作用中吸收的二氧化碳量等于呼吸作用中释放的二氧化碳量时的光照强度点；光饱和点(LSP)是指植物的光合作用速率不再随着光照强度的增加而增加的最小光照强度点。某植物的LSP在2 000～2 500 Lx之间，科研人员将该植物置于温度适宜的装置中，通过改变装置外光照强度(光照强度是匀速变化的)来测量该植物从环境中吸收CO2的速率，结果如下图所示。假设植物的各种细胞的呼吸速率相同，回答下列问题：
(1)当测试植物处于LCP时，该植物成熟叶肉细胞的光合速率一定大于________μmol·m－2·h－1，理由是____________________________________
_____________________________________________________________。
在LCP时，该植物的净光合速率为零，即该植物叶肉细胞通过光合作用吸收的CO2量等于整株植物全部细胞通过呼吸作用释放的CO2量，因此其成熟叶肉细胞的光合速率一定大于呼吸速率，而呼吸速率为1 μmol·m－2·h－1
1
(2)据图分析，bc段下降的原因是____________________________________
_________________________________________________。
随着光合作用的进行CO2浓度降低，限制了光合作用的进行(合理即可)
(3)综上分析，若要确定一种植物的LSP，则应提供_____________________________的环境。在不改变实验装置的前提下，使图示实验结果在光照强度为2 000～2 500 Lx之间出现LSP，应进行的调整是___________________________。
(4)光照强度由光补偿点突增到光饱和点时，植物暗反应阶段中的C3和C5含量的变化分别是______________。
温度、CO2浓度等外界条件适宜
提高光照强度匀速变化的速率
减少、增多
3．(2025·汕头高三一模)水资源短缺会限制水稻的生长发育，严重影响水稻的产量。具有特定结构的保卫细胞参与水稻气孔的构成。红光能促进水稻气孔的开放，为研究其机理，研究者利用野生型(WT)和OsPIL15基因敲除的水稻m设计并开展相关实验，部分结果如下图所示，其中气孔导度表示气孔张开的程度，OsAB15基因在气孔开闭的调节中具有重要作用。回答下列问题：
(1)保卫细胞的叶绿体中__________________(填色素名称)对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞光合作用制造的糖类较多，细胞吸水膨胀使得气孔打开。
(2)从光调节植物生长发育的机制看，红光促进气孔开放的机制：①为光合作用提供更多能量；②作为____________________________影响OsPIL15蛋白的含量。实验一的结果表明，红光促进气孔开放的主要机制不是①，理由是__________________________________________________________
__________________________________________________。
叶绿素
光信号(光信息或信息或信号)
黑暗(或远红光照射)条件下的突变体不进行光合作用，但气孔导度和红光照射条件下相同
(3)OsPIL15蛋白是如何对气孔开闭进行调控的？研究者作出假设并进一步探究。
①假设一：OsPIL15蛋白通过影响________________________，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验二。
②假设二：OsPIL15蛋白__________(填“促进”或“抑制”)OsAB15基因的表达，从而影响气孔开闭。为验证该假设进行了实验三。若想进一步验证该结论，可选用_______________________________________水稻，检测其气孔导度。
脱落酸的合成(或降解)
促进
OsAB15基因敲除(或OsAB15蛋白合成缺陷)
(4)研究发现OsPIL15基因过表达的水稻(OE)籽粒产量和WT无明显差异，培育OE品种的意义是_________________________________。
OE品种节水抗旱，可用于农业改良
创设情境 长句特训
事实概述类
1．研究发现，全光照条件下植物的蒸腾速率较大，水分利用效率较低。据此并结合所学知识分析，育苗时适度遮光的意义为_________________________________________________________________
__________________________________________________。
答案：适度遮光有利于降低温度、减小蒸腾速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率
2．给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是__________________________________________________
__________________________________________________。
实践应用类
3．粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大的现象，这是因为____________________。
答案：种子在有氧呼吸过程中产生了水
4．相对低温条件有利于储存果实，主要原因是_____________________。
答案：低温降低了细胞呼吸相关酶的活性，减少有机物消耗
5．早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往往__________(填“降低”或“升高”)，植物的光补偿点会________(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗质量应当采取__________________________(答出两点即可)等措施。
降低
升高
增施农家肥，适当通风
原因分析类
6．光照停止后，植物的光反应立即停止，但暗反应没有立即停止，原因是
__________________________________________________。
答案：光反应已经产生的ATP和NADPH还可以供暗反应进行一小段时间
7．在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，________________是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光合作用不再增强的外界原因主要是_______________。
答案：光照强度　环境中的CO2浓度较低，导致暗反应限制了光反应
8．如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率_________________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，原因是
___________________________。
不一定相同
它们的呼吸速率不一定相同
9．一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置________组实验。下图是某作物(花生或玉米)间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株该作物吸收CO2的速率。假设间作与单作时各农作物间的株距相同。
3
(1)光照强度为a时，无论间作，还是单作，该作物的光合速率无明显差别，导致该现象的主要原因是_____________________________________
__________________________________________________。
(2)该作物很可能是________，理由是_____________________________
__________________________________________________。
玉米植株比花生植株高，间作情况下玉米与玉米的间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部CO2浓度较高，所以间作时玉米对CO2和光能的利用优于单作，光合速率高
此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小
玉米
10．植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱和点，测定结果如右上表。
项目 植物
玉米 小麦
CO2补偿点 12 μmol/L 23 μmol/L
CO2饱和点 34 μmol/L 50 μmol/L
(1)据表分析，在CO2浓度为40 μmol/L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦幼苗光合速率的主要环境因素是___________。
(2)若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_______________________
__________________________________________________________________________________________________。
继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是____________，判断理由是
__________________________________________________________________________________。
CO2浓度
植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
玉米
玉米的CO2补偿点比小麦的低，在相对较低的CO2浓度下仍然存在有机物的积累
11．CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)，乙组提供CO2浓度倍增的环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如下图所示。
(1)与甲组相比，乙组CO2浓度倍增，光合作用速率并没有倍增，此时限制光合作用速率增加的因素有________________________________________。
光照强度的限制(NADPH和ATP的供应限制)、固定CO2的酶活性不够高、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等
(2)解释丙组的光合速率比甲组低的原因：__________________________。
植物长期处于CO2浓度倍增环境下，降低了固定CO2的酶含量或活性，当恢复到大气CO2浓度后，已经降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率
判断依据类
12.甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如右图所示。甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是__________，判断的依据是_____________________________
__________________________________________________。
光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙的大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物的净光合速率下降幅度比乙的大
甲
13．科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验。结果如下图：
据图推测，光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量与连续光照下的光合作用合成有机物的量相同吗？____________，判断的依据是______________________________________
__________________________________________________。
答案：不相同　光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量较多。因为闪光照射，暗反应能更充分利用光反应提供的NADPH和ATP
实验探究类
14．生活在干旱地区的一些植物 (如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)_____________________
__________________________________________________。
答案：实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组，将A组置于干旱环境中培养，B组置于水分充足的环境中培养，其他条件保持相同且适宜。培养一段时间后，先在夜晚分别测定A、B两组植物甲细胞液的pH并记录，再在白天分别测定其细胞液的pH并记录。预期结果：与夜晚测量的pH相比，A组白天测量的pH升高，而B组白天测量的pH变化不大，可以证明植物甲在干旱环境下存在这种特殊的CO2固定方式
15．异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题：
(1)当光照强度突然增强时，短时间内A细胞器中的3-磷酸甘油醛的含量__________。长时间的高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成伤害后，会直接影响图中___________________________(填物质名称)的产生，进而影响光合作用和细胞呼吸。
(2)高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，主要原因是高温下叶片的呼吸作用降低，使向叶绿体输送的_____________________量增加，促进了异戊二烯的合成。
增多
ATP、NADPH和O2(缺一不可)
磷酸烯醇式丙酮酸
(3)为进一步验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表：
实验步骤 简要操作过程
取材 取生长健壮且长势一致的叶片，均分为3组，将叶片的叶柄浸入相应的完全营养液中
设置对
照组 第1组作为对照组，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制剂
设置实
验组 第2组______________________，
第3组_________________
不加入
不加入呼吸抑制剂
加入呼吸抑制剂
实验步骤 简要操作过程
不同温
度处理 第1、3组_________________处理，第2组高温处理
结果
测定 一段时间后，测定3组叶片中的异戊二烯的含量
预期
结果 第2、3组叶片中的异戊二烯含量相当，均高于第1组
正常温度(或常温)