专题04 细胞呼吸与光合作用-2017年高考生物二轮核心考点总动员 解析版

【考点定位】
1.知识内容
1.知识内容
（1）光合作用的基本过程
（2）影响光合作用速率的环境因素
（2）细胞呼吸
2.实验内容
（1）叶绿体色素的提取和分离
（2）探究酵母菌的呼吸方式
【直击高考】
1.（2016上海卷.15）人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有（
）
①酒精②乳酸③CO2④H2O
⑤ATP
A.①③⑤
B.②④⑤
C.①③④⑤D.②③④⑤
【答案】D
【考点定位】本题考查呼吸作用的场所及产物。
2.（2016海南卷.10）下列叙述错误的是（
）
A.温度和光照会影响CO2的同化速率
B.光合作用中O2的产生发生在光反应阶段
C.光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应
D.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖
【答案】C
【解析】温度影响酶活性，光照影响光反应，二者均会影响暗反应中CO2的同化速率，A项正确；光反应分解水，产生O2，B项正确；光反应产生的ATP和NADPH参与暗反应，C项错误；硝化细菌属于自养型生物，可以利用CO2和H2O合成糖类。
3.（2016海南卷.11）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是（
）
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA人基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
【答案】D
4.（2016天津卷.2）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是
A.红光，ATP下降
B.红光，未被还原的C3
上升
B.绿光，[H]下降
D.绿光，C5
上升
【答案】C
【解析】叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光。若由白光突然改用光照强度与白光相同的红光，则可利用的光增加，光反应增强，ATP含量增加，未被还原的C3减少，故A、B项错误；叶绿体色素对绿光吸收最少，若由白光突然改用光照强度与白光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的[H]和ATP减少，而短时间内暗反应仍以原来的速率进行，消耗[H]和ATP，故短时间内[H]含量会下降，C项正确；同理，绿光下由于[H]和ATP含量下降，导致C3被还原为C5的速率减慢，而暗反应中CO2的固定仍以原来的速率消耗C5，故短时间内C5的含量会下降，D项错误。
【考点定位】本题考查色素的吸收光谱、光反应与暗反应的联系。
4.（2016新课标2卷.4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（
）
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
【答案】C
【解析】叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A项正确；镁属于细胞中的无机盐范畴，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B项正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C项错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D项正确。
【考点定位】绿叶中色素的提取和分离、细胞中的无机盐、光合色素
5.（2016北京卷.2）
葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程（
）
A.
在无氧条件下不能进行
B.
只能在线粒体中进行
C.
不需要能量的输入
D.
需要酶的催化
【答案】D
【考点定位】细胞呼吸
6.（2016四川卷.1）
叶内细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是（
）
A．O2的产生
B．H2O生成
C．[H]的消耗
D．ATP的合成
【答案】A
【解析】氧气是在光合作用光反应中产生的，场所在叶绿体类囊体薄膜，A正确；光合作用暗反应生成水，场所在叶绿体基质，B错误；细胞呼吸第一阶段产生ATP和[H]在细胞质基质中进行，CD错误。
【考点定位】有氧呼吸、光合作用的过程、细胞的生物膜系统
7.（2016四川卷.5）三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率（以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，以下分析正确的是（
）
A.与11：00时相比，13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高
B.14:00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少
C.17:00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
【答案】D
【考点定位】影响光合速率的环境因素
8.（2016北京卷.5）在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。
与本实验相关的错误叙述是（
）
14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官
遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
【答案】C
【解析】光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质中进行，消耗二氧化碳生成有机物(光合产物）；A正确。由图可看出：发育早期，正常光照和遮光70%条件下，营养器官中所含14C量占植株14C总量的比例均高于生殖器官中所含14C量占植株14C总量的比例，由此推出生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官；B正确。遮光70%条件下，发育早期（1—2）分配到营养器官的光合产物量远大于分配到生殖器官的光合产物量，而到了发育的中后期（3—5），分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近；C错误。由图示可知该实验的自变量有：光强和发育时期，因变量是两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例即光合产物在两类器官间的分配情况；D正确。答案选C。
【考点定位】光合作用，实验分析。
9.（2016课标1卷.1）
下列与细胞相关的叙述，正确的是（
）
A.
核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.
酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.
蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.
在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
【答案】B
【考点定位】细胞的结构和功能、核酸的分布、光合作用
10.（2016新课标Ⅲ卷.29）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同，与中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
回答下列问题：
（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是
，其依据是
；并可推测，
（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）在实验组中，若适当提高第
组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是
。
（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程
（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，
（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。
【答案】（1）湿度（或答相对湿度）
在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大
增加
（2）四
该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度（3）不需要
不需要
【解析】（1）根据本实验结果可知，相同温度条件下，小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快，但相对湿度相同时，小麦光合速率随温度的变化不明显，由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度；并可推测，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）比较实验组二、三、四可推知，小麦光合作用的最适温度在31℃左右，而第四组的25℃还远低于最适温度，所以在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。
（3）CO2是以自由扩散方式进入叶肉细胞的，所以该过程不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP。
11.（2016浙江卷.30)（14分)下面是关于植物光合作用的问题。请回答：
（1）光反应发生在叶绿体的
中,H20在光反应中裂解为
。
(2)
若以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含的三碳化合物是
。该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的
等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。
(3)
给某植物提供C1802和H20,释放的氧气中含有18O是由于
，H218O又作为原料参与了光合作用之故。
(4)
植物光合作用光饱和点可通过测定不同的
下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度
(选填:
＜、≤、＝、≥、＞)25℃。
【答案】（1）类囊体膜
氧气、H+和电子（2)三碳酸
磷酸基团（3）C1802的部分氧转移到H2180中
（4）光强度
≥
【考点定位】光合作用的基本过程和光合作用和细胞呼吸异同
12.（2016课标1卷.30）
为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。
（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高___________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_____。
【答案】（1）光照强度
（2）
CO2浓度
（3）乙组光合作用强度与甲组的不同，是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
【解析】（1）题图显示：光照强度低于a时，甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加，因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。
【考点定位】光合作用
13.（2016新课标2卷.31)（8分）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离（cm）
20
遮光
100
80
60
40
20
50min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由
引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是
（填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X代表的颜色应为
（填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是
。
（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草
。
【答案】（8分）（1）光合作用与呼吸作用
不可靠的
（2）黄色
水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管
（3）光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等
（2）2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。
（3）5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。
【考点定位】光合作用、呼吸作用
【考情解读】
本考点为高考的高频考点，每年必考，分值较大，在选择题和非选择题都有考查。集中考查叶绿体色素、光合作用和细胞呼吸原理和应用等。
通常以实验为背景考查光合作用、呼吸作用原理和物质、能量转化过程的联系以及在生活生产实际的应用。预计2017年高考命题，仍然是以图表曲线为信息载体、以实验探究或生产实践为背景考查光合作用、呼吸作用过程、场所，二者联系及原理应用等问题。
【考点突破】
考点一、光合作用和有氧呼吸过程
比较
1.光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
合成有机物，储存能量
分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
2.光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2
O：H2OO2H2O
H：H2O[H]C6H12O6[H]H2O
(2)能量方面
光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能
3．光合作用和有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去向分析
光合作用
有氧呼吸
[H]
来源
H2O光解产生
有氧呼吸第一、二阶段
去向
还原C3
用于第三阶段还原O2
ATP
来源
光反应阶段产生
三个阶段都产生
去向
用于C3还原供能
用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
【典型例题】
图表示某植物细胞内的代谢过程，下列有关叙述不正确的是（
）
A．X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
B．④过程可能产生能量，也可能不产生能量
C．①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气
D．①过程发生在线粒体基质中，②过程发生在叶绿体基质中
【答案】D
考点二、影响细胞呼吸的外界因素及其应用
1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理：通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析
①在最适温度时，呼吸强度最大。
②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。
③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。
(3)应用
①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量。
2.氧气浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
(3)应用
①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
3.CO2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
(2)曲线
(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
4.含水量对细胞呼吸的影响
(1)原理：水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
(3)应用
①粮食在收仓前要进行晾晒处理。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
【典型例题】
如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况，根据所提供的信息，以下判断正确的是(　　)
A.N点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸
B.M点是贮藏该器官的最适O2浓度，此时无氧呼吸的强度最低
C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解
D.L点时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
【答案】C
【解析】N点之后，O2的吸收量与CO2的释放量不等，说明该植物非绿色器官呼吸作用过程中还有非糖物质的氧化分解，C项正确；由于有非糖物质参与氧化分解，故O2的吸收量与CO2的释放量相等不能说明该器官只进行有氧呼吸，A项错误；M点细胞的总呼吸强度最低，但无氧呼吸强度并不是最低的，B项错误；L点时，细胞只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，D项错误。
【变式训练】
将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48
h后，贮藏在温度为1
℃的冷库内，另一份则始终在1
℃的冷库内贮藏。从采后算起每10天取样一次，测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol)，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论正确的是(　　)
A.贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
B.第10
d时，细胞中的ATP完全来自线粒体
C.第20
d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D.第40
d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
【答案】C
考点三、光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响
（1）光照强度
A点
光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度
AB段
光照强度加强，光合速率逐渐增强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度
B点
光补偿点，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用
BC段
随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度
C点
光饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加
（2）CO2浓度
A点
光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点
A′点
进行光合作用所需CO2的最低浓度
B和B′点
CO2饱和点，即继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加
AB段和A′B′段
在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大
（3）温度
AB段
在B点之前，随着温度升高，光合速率增大
B点
酶的最适温度，光合速率最大
BC段
随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50_℃左右光合速率几乎为零
【方法点拨】外界条件聚变对光合作用的影响
变化条件
C3
C5
[H]和ATP
(CH2O)
CO2供应不变
光照强→弱
增加
减少
减少
减少
光照弱→强
减少
增加
增加
增加
光照不变
CO2充足→不足
减少
增加
增加
减少
CO2不足→充足
增加
减少
减少
增加
【典型例题】
在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（
）
A．红光，ATP下降
B．红光，未被还原的C3上升
C．绿光，[H]下降
D．绿光，C5上升
【答案】C
【解析】如果改用红光，ATP会增加，A错误；如果改用红光，[H]和ATP会增加，被还原的C3增多，下降未被还原的C3，B错误；如果改用绿光，由于色素几乎不吸收绿光，因此[H]的数量下降，C正确；如果改用绿光，由于色素几乎不吸收绿光，光反应不能进行产生还原氢和ATP，三碳化合物还原形成五碳化合物受阻，而二氧化碳固定短时间内仍然进行，因此C3上升，D错误．
【变式训练】
某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究（均在最适温度下进行），结果如下图所示，相关分析合理的是（
）
A．图一可见呼吸底物为葡萄糖、CO2浓度为A时，O2的吸收量等于CO2的释放量
B．图一中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性
C．图二可见乙品种比甲品种呼吸速率低，且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中
D．图二中F点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体
【答案】C
考点四、光合速率与呼吸速率的计算
真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
1.曲线解读
(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
(3)真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
①光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。
③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
2.图形解读
①表示只进行细胞呼吸无光合作用，对应上面曲线图上A点。
②表示实际光合速率<呼吸速率(或净光合速率<0)，对应曲线图上AB段(不包括B点)。
③表示实际光合速率＝呼吸速率(或净光合速率＝0)，对应曲线图上B点。
④表示实际光合速率>呼吸速率(或净光合速率>0)，对应曲线图B点以后。
【典型例题】
植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是(　　)
A.在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B.该植物叶片的呼吸速率是5
mg
CO2/(100
cm2叶·小时)
C.在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100
cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45
mg
D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25
℃和30
℃。若将温度提高到30
℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
【答案】A
【方法点拨】光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动
CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
【变式训练】
下图表示20
℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所在部位的面积，下列说法中不正确的是（
）
A．S1＋S3可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量
B．S2＋S3可表示玉米光合作用产生的有机物总量
C．S2－S1表示玉米光合作用有机物的净积累量
D．若植株缺Mg，则B点右移，D点右移
【答案】D
【解析】S1＋S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量，A正确；S2＋S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量，B正确；S2-S1表示光合作用制造的有机物的净积累量，C正确；若植株缺Mg，植物的光合作用效率就会降低，制造的有机物就会减少，B点就会向右移，D点就会向左移，D错误。
考点五、光合速率与呼吸速率的常用测定方法
1.利用装置图法
（1）测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
(2)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
【典型例题】
为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定，室温25℃进行了一系列的实验，对相应装置准确测量的结果如下表所示，下列说法错误的是
（
）
组别
光强（lx）
实验条件CO2（%）
液滴移动（mL/h）
1
0
0.05
左移2.24
2
800
0.03
右移6.00
3
1000
0.03
右移9.00
4
1000
0.05
右移11.20
5
1500
0.05
右移11.20
6
1500
0.03
右移9.00
A．1组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气
B．6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量
C．与3组比较可知，限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度
D．与4组比较可知，限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度
【答案】B
2.“黑白瓶”法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律①：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
规律②：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。
【典型例题】
用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5
m
处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是(　　)
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.9
mg
5.6
mg
3.8
mg
A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜
B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1
mg
C.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1
mg
【答案】B
【解析】本实验中氧气含量甲瓶－丙瓶＝1.1
mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶－甲瓶＝0.7
mg，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1
mg＋0.7
mg＝1.8
mg，B正确，D错误。丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，A错误。一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误。
【能力提升】
1.如图是某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化，下列相关叙述正确的是（
）
A．氧浓度为d时最适于贮藏该植物器官
B．氧浓度为b、c时该器官无氧呼吸强度相等
C．氧浓度为d时，该器官无氧呼吸强度为0
D．氧浓度为a时，没有[H]的产生
【答案】C
2.下列叙述错误的是（
）
A．硝化细菌能进行b和c过程
B．酵母菌能进行c和d过程
C．小球藻，水绵，颤藻能进行a过程
D．水稻能进行a，c，d过程
【答案】C
【解析】硝化细菌能进行b化能合成作用和c有氧呼吸过程，A正确；酵母菌能进行c有氧呼吸和d无氧呼吸过程，B正确；颤藻是一种蓝藻，属于原核生物，没有叶绿体，C错误；水稻能进行a光合作用，c有氧呼吸，d无氧呼吸过程，D正确。
3.下列图1表示利用大豆幼苗的绿叶进行色素提取和分离实验的结果，图2表示温室中该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线。据图分析错误的是（
）
A．甲、乙主要吸收蓝紫光和红光
B．在收获时节，大豆叶片中色素量的变化是（甲+乙）<（丙+丁）
C．只有在B点时，光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍
D．为获得最大的经济效益，温室应控制温度为20℃
【答案】C
4.下图是探究酵母菌呼吸方式的装置，下列说法不正确的是（
）
A．1号装置用于测定酵母菌O2消耗量，2号装置用于测定酵母菌CO2释放量
B．1号装置液滴不可能向右移动，2号装置液滴不可能向左移动
C．若1号装置液滴不移动，2号装置液滴向右移动，则酵母菌只进行无氧呼吸
D．若1号装置液滴向左移动，2号装置液滴不移动，则酵母菌只进行有氧呼吸
【答案】A
【解析】1号装置用于测定酵母菌O2消耗量，2号装置用于测定酵母菌CO2释放量和O2消耗量，A错误；1号装置中进行呼吸产生的CO2被NaOH溶液吸收，所以液滴不可能向右移动；2号装置中进行呼吸产生的CO2不会被清水吸收，所以液滴不可能向左移动，B正确；若1号装置液滴不移动，说明没有消耗氧气；2号装置液滴向右移动，说明产生了CO2，则酵母菌只进行无氧呼吸，C正确；若1号装置液滴向左移动，说明消耗了氧气；2号装置液滴不移动，说明消耗的氧气与产生的CO2相等，没有进行无氧呼吸，则酵母菌只进行有氧呼吸相等，D正确。
5.某同学选取甲、乙两个相同的透明玻璃缸，同时都加入等量的池塘水、小球藻、水草及小鱼等，随即均被密封，实验在温度适宜的暗室中进行。从距玻璃缸0．5m处先后用不同功率的灯泡给予1h光照，下表为不同光照1h后缸内氧气浓度的相对变化量。
15w
20w
25w
30w
35w
40w
45w
…
甲缸（不遮光）
-6
-4
-2
0
+2
+5
+10
…
乙缸（完全遮光）
-10
-10
-10
-10
-10
-10
-10
…
下列有关叙述，错误的是（
）
A．该实验的目的是探究不同光强对光合作用的影响
B．甲缸在30w灯泡照光时氧气产生量与消耗量相等
C．随光照增强，甲缸内生产者的光合作用不断增强
D．乙缸是用来测定玻璃缸内生物细胞呼吸的耗氧量
【答案】C
6.将叶面积相等的A、B
两种植物的叶片分别放置在相同的温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min
测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示．对此实验叙述不正确的是（
）
A．此实验可用于验证B植物比A植物具有更强的固定CO2的能力
B．当CO2浓度约为0．8mmol/L
时，A、B
两植物的光合作用强度相等
C．20min
以后，两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等
D．若A
植物在第5min
时光照突然降低，C3含量将增加
【答案】B
7.某实验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内，测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响（用容器内CO2的变化量表示）。结果如下（“+”表示增加，“－”表示减少），下列说法正确的是
（
）
温度（℃）
10
15
20
25
30
35
40
45
适宜光照
－12
－17
－23
－26
－35
－26
－24
－15
黑暗
+6
+11
+18
+25
+35
+40
+32
+20
A．由表中数据可知，光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度相同
B．在适宜光照下，35
℃时光合速率小于呼吸速率
C．由表可知，在适宜光照下，最有利于植物生长的温度是30
℃
D．在黑暗情况下，叶肉细胞内无ATP的形成
【答案】C
【解析】黑暗条件下，不同温度下二氧化碳的数值表示不同温度下的呼吸速率，而光照条件下的数值表示不同温度下的净光合作用数值。从表中数据可知，呼吸作用酶的最适温度为40℃，光合作用（净光合作用＋呼吸作用）酶的最适温度为35℃，故A错；适宜光照下，35℃植物的光合作用速率为66，呼吸作用速率为40，光合速率大于呼吸速率，故B错误；根据表格可知，植物在30℃下的净光合作用速率最大，因此最有利于植物的生长，故C正确；黑暗时，叶肉细胞不进行光合作用，进行呼吸作用，有ATP的合成，故D错。
8.用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是（
）
A．Oa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降
B．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质，暗反应全过程都消耗ATP和[H]
C．ab段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽
D．b点后叶肉细胞内没有有机物的合成
【答案】A
9.甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2条件下光合作用速率与环境因素之间的关系，下列相关描述中错误的是（
）
A．甲图中，在A点上限制光合作用速率的主要因素是光照强度
B．从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合作用的速率会随着温度的升高而降低
C．温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用速率
D．若光照强度突然由A变为B，短时间内叶肉细胞中C3的量会增加
【答案】D
【解析】甲图中，在A点上限制光合作用速率的主要因素是光照强度，在B点上限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度，A正确；从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合作用速率会随着温度的升高而降低，B正确；酶的活性受温度和pH的影响，所以温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率，C正确；若光照强度突然由A变为B表现为光照增强，光反应产生的[H]和ATP增加，被还原的C3增加，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故短时间内叶肉细胞中C3的含量会减少，D错误．
10.下图为绿色植物光合作用过程示意图（物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程）。下列判断错误的是（
）
A．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中
B．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
C．将b物质用18O标记，最终在（CH2O）中能检测到放射性18O
D．在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降
【答案】D
11.将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间为1小时，测定的条件和结果如下表（假设该株植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，数据均在标准状况下测得，单位是ml），对上述结果仔细分析后，下列说法不正确的是（
）
变化
充分光照下
黑暗处
15℃
25℃
15℃
25℃
CO2减少量
22．4
44．8
……
……
CO2增加量
……
……
11．2
22．4
A．在25℃条件下，该株植物在充分光照下1小
时，积累的葡萄糖是0．06克。
B．在25℃条件下，该株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖0．09克。
C．如果一天有10小时充分光照，其余时间在黑暗下度过，如果光照时的温度是25℃，黑暗时的温度为15℃，则一昼夜消耗葡萄糖0．51克。
D．如果一天有10小时充分光照，其余时间在黑暗下度过，如果光照时的温度是25℃，黑暗时的温度为15℃，则一昼夜积累葡萄糖0．78克。
【答案】D
12.科学家在研究光合作用时，做了一个如下图所示的实验。实验前，他向一个密闭容器的溶液中加进了ADP、磷酸盐、光合色素、五碳糖及有关的酶等（见图甲）实验时，按图乙的限制条件（光照、CO2等）进行，并不断测定有机物的生成率。随着时间的推移，绘出了曲线图（见图乙）下列对此有关的描述不正确的是（
）
A．曲线AB段平坦，是因为无CO2，不进行暗反应，所以不能生成C6H12O6，这个阶段相当于光合作用的光反应阶段
B．出现BC段是因为进行暗反应，既有CO2又有AB段产生的〔H〕和ATP，故有机物生成量较多
C．曲线CD段迅速下降的原因是C3、〔H〕和ATP不足
D．这位科学家设计的这个图甲装置相当于植物的叶绿体
【答案】C
【解析】分析题图乙可知，AB有光照、无CO2，不进行暗反应，所以不能生成C6H12O6，相当于光合作用的光反应阶段，A正确；分析题图乙BC段可知，该段无光照，但有二氧化碳，可以利用AB段产生的还原氢和ATP进行暗反应，短时间内市场较多的有机物，B正确；CD段由于BC段还原氢和ATP的消耗，还原氢与ATP的量不足，暗反应减弱，C3的含量不降低，C错误；
分析图甲装置可知，密闭容器的溶液中加进了ADP、磷酸盐、光合色素、五碳糖及有关的酶等，相当于植物细胞的叶绿体，D正确。
13.如图甲为在一定浓度CO2缓冲液，其它最适合条件下培养的植物，图乙的a、b为培养过程中的一些相对值的变化，下列说法不正确的是（
）
A．若图乙表示甲图中植物叶肉细胞内C3化合物的变化，则a到b可能是突然停止光照或光照减弱
B．若图乙表示甲图完全培养液中镁离子的浓度，由a到b的变化说明植物对镁离子的吸收的相对速率小于对水分的吸收相对速率
C．若图乙表示在对甲图植物呼吸速率的变化，则可能是由遮光改为照光
D．若图乙表示甲图植物光合速率由a到b变化，则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度
【答案】C
14.采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分A遮光，另一部分B不做处理（如下图），并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取相等面积的叶片（图中虚线所示），烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2·h）。若M＝MB－MA，则M表示
（
）
A．B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
B．B叶片被截取部分在6小时内呼吸作用消耗的有机物总量
C．B叶片被截取部分在6小时内有机物净积累总量
D．A叶片被截取部分在6小时内呼吸作用消耗的有机物总量
【答案】A
15.如图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，乙表示水稻叶肉细胞在相同条件下CO2吸收量与光照强度的关系。下列有关说法正确的是
（
）
A．光照强度为a时，叶绿体中C3的含量是C5的两倍
B．乙中限制g点CO2吸收量的主要因素是光照强度
C．甲中的b光照强度应小于乙中f点对应的光照强度
D．适当提高CO2浓度后再测定，乙中的f点将向右移动
【答案】C
【解析】a光照条件下，细胞释放二氧化碳，不产生氧气，此时细胞只进行呼吸作用，A错误；g点是光的饱和点，g点及其以后限制光合作用强度的因素不再是光照强度，B错误；b光照条件下释放的二氧化碳与氧气的产生总量相等，说明光合作用小于呼吸作用，乙中ef段（不包括f点）表示光合作用小于呼吸作用，C正确；f点是光的补偿点，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等，适当提高CO2浓度，光合作用强度增强，故f点将向左移动，D错误。
16.对农作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及结果，请回答相关问题。
（1）甲实验给我们的启示是，在栽培农作物时要注意
。种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示。图中A点时叶肉细胞中产生ATP的场所是
。
（2）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）。则12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量是
g（用字母表示）。
（3）该小组又做了探究番茄最适生长温度的预实验（CO2浓度为0．05%），实验结果见下表：
温度（℃）
10
20
30
40
50
光照下释放O2（mg/h）
9．67
14．67
19．67
21．67
19．33
请根据预实验结果，分析并设计探究实验思路：该实验的自变量是
，为进一步探究番茄最适生长温度，实验设计的温度选择应在
范围内进行。
【答案】（1）合理密植
（2）细胞质基质和线粒体
（或细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜）
（3）（b-a）
（4）温度
300C----500
C
17.在一定的条件下，测定光照强度对玉米光合速率的影响。图甲表示实验装置；图乙表示在一定条件下测得的玉米光照强度与光合速率的关系；图丙是绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化。请分析回答：
（1）在一定条件下，若用甲图装置测定获得图乙中的G点（曲线与纵坐标的交点）对应的值，则甲图中B三角瓶内应放置的液体为
（“NaOH”或“NaHCO3”或“H2O”）溶液。
（2）据乙图分析，实验测得的O2释放量小于光合作用过程中O2实际产生量，原因是
。适当提高CO2浓度，图乙中的E点（曲线与横坐标的交点）将向
移动。
（3）丙图中在5 15min期间，单位时间内小麦叶肉细胞内C5的消耗量不断
（“增加”或“减少”或“不变”），这是因为
。
【答案】（1）NaOH（2）实验测得的O2释放量是光合作用过程中O2产生量与呼吸消耗量O2量之差向左
（3）减少容器CO2浓度逐渐减少（CO2的固定减弱，C5消耗减少）
【解析】（1）G点光照强度为0，只进行呼吸作用，测定呼吸速率应在黑暗条件下，利用NaOH吸收二氧化碳，装置中体积的减少可以表示呼吸作用氧气的消耗．
（2）图乙中，由于实验测得的O2释放量是光合作用过程中O2产生量与呼吸消耗量O2量之差，所以实验测得的O2释放量小于光合作用过程中O2实际产生量．适当提高二氧化碳浓度，光合速率增大，光补偿点减小，E点将向左移．
18.下图是光合速率、呼吸速率的测定装置图及夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图，请据图分析回答下列问题：
（1）小玻璃瓶中的NaHCO3溶液的作用是
。
（2）测定光合速率时单位时间内液滴右移的体积即是
（“净光合速率”或“实际光合速率”）。
（3）测定呼吸速率时，整个装置必须放在________环境中，单位时间内毛细管内的水滴
（“左”或“右”）移的体积即是呼吸速率。
（4）曲线图中a点形成的原因是
，光合作用强度等于呼吸作用强度的时刻是
点（填曲线图中的字母）。
（5）d点形成的原因是
，此时叶肉细胞中产生ATP的场所有
。
（6）利用上述实验装置，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物光合作用吸收的CO2总量与呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。
温度/℃
20
25
30
35
40
45
光照下CO2吸收量/mg．h-1
1．00
1．75
2．50
3．25
3．75
3．50
黑暗中CO2释放量/mg．h-1
0．50
0．75
1．00
1．50
2．25
3．00
若每天交替进行12h光照、12h黑暗，温度均保持在35℃的条件下，该植物体内有机物含量会
（“增加”或“减少”或“不变”）。
【答案】（1）保证了容器内CO2浓度的稳定，满足了绿色植物光合作用的需求（2）净光合速率
（3）黑暗
左（4）凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少
c、e（5）温度过高，部分气孔关闭，CO2吸收减少，出现“午休”现象细胞质基质、线粒体、
叶绿体（6）增加
（3）测定呼吸速率时，整个装置必须放在黑暗环境中，以避免光合作用对实验结果的干扰；植物呼吸作用要消耗氧气，使容器内气体压强减小（呼吸作用产生的二氧化碳被NaHCO3溶液吸收），毛细管内的水滴左移。所以单位时间内毛细管内的水滴左移的体积即是呼吸速率。
（4）曲线中a点形成的原因是凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少；图中曲线与横轴的交点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，即c、e两点。