检测（五） “代谢类”综合大题课后强训卷
1.如图是小麦果实的结构及其发育的模式图，图中①②③表示不同的生理过程。请回答下列问题：
(1)萌发初期，小麦胚乳被包裹在果皮和种皮内(氧气无法进入)，淀粉在物质A的作用下分解成葡萄糖，葡萄糖在①过程中除最终产生热量外，还产生_______________(至少答出两种)等物质。若用一定浓度的_________(填激素名称)处理，则小麦种子无须发芽就可产生物质A。
(2)萌发时，胚乳中的部分有机物供胚发育成幼苗，在此过程中，胚细胞经过____________________形成幼苗。假设种子萌发过程中所需的营养物质都来自胚乳。已知1 d内每粒小麦种子胚乳干重减少7.1 mg，每粒萌发种子干重减少3.6 mg，则该段时间内每粒种子的有机物转化速率为________ mg/(粒·d)。
(3)已知小麦种子中含有大量的淀粉，在萌发后期发现，小麦种子在单位时间释放的CO2量多于O2吸收量，原因是________________________________________________________。
解析：(1)根据题干“萌发初期，小麦胚乳被包裹在果皮和种皮内(氧气无法进入)”可推知，此时图中的①过程表示无氧呼吸，葡萄糖经无氧呼吸过程除最终产生热量外，还产生CO2、酒精(和ATP)等物质；由于淀粉在物质A的作用下分解成葡萄糖，可推知物质A是淀粉酶，若用一定浓度的赤霉素处理，则小麦种子无须发芽就可产生α-淀粉酶。(2)种子萌发时，胚细胞经过细胞分裂和细胞分化形成幼苗；种子在萌发过程中不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，因此种子的有机物总量在减少，且每粒萌发种子干重减少量＝种子呼吸作用所消耗的有机物量。假设种子萌发过程中所需的营养物质都来自胚乳，则1 d内每粒种子的有机物转化量＝胚乳减少的干重量－种子呼吸作用所消耗的有机物量＝7.1－3.6＝3.5 (mg)，因此，该段时间内每粒种子的有机物转化速率为3.5 mg/(粒·d)。(3)根据第(1)小题可知，萌发的小麦种子细胞呼吸底物是葡萄糖，则有氧呼吸时消耗的O2量＝释放的CO2量，而无氧呼吸不消耗O2，产物是酒精和CO2。萌发后期小麦种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，所以小麦种子在萌发后期单位时间释放的CO2量多于O2吸收量。
答案：(1)CO2、酒精(和ATP) 赤霉素 (2)(细胞)分裂和(细胞)分化 3.5 (3)萌发后期小麦种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
2．图1表示的是ATP作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子的作用机理，图2表示的是某种抗原呈递细胞(APC)在免疫调节中的作用。请分析回答：
(1)神经细胞中的ATP主要来自____________(生理过程)。研究发现，正常成年人安静状态下24 h内有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________________。
(2)由图1可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是__________(写中文名称)。
(3)据图1分析，科学家当初验证ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是：用化学物质____________________________________后，发现接收ATP信号的细胞________________________________________________________________________。
(4)图2中的APC能表达TLR蛋白，进而激活免疫反应。研究表明，如果使TLR基因发生突变，小鼠就不能探测到细菌的存在，据此推测TLR在免疫中具有______作用。
解析：(1)神经细胞中的ATP主要来自有氧呼吸。正常成年人安静状态下24 h内有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体细胞中的ATP和ADP相互(迅速)转化。(2)1分子ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成，ATP在有关酶的作用下，脱去3个磷酸基团后只剩下A，即腺苷。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位发生变化。要验证ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子，应先排除典型神经递质的作用，所以科学家的实验设计思路是：用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现接收ATP信号的细胞仍能接受到部分神经信号。(4)如果使TLR基因发生突变，小鼠就不能探测到细菌的存在，据此推测TLR在免疫中具有识别作用。
答案：(1)有氧呼吸(或呼吸作用) ATP和ADP相互(迅速)转化 (2)腺苷 (3)阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递 仍能接受到部分神经信号 (4)识别
3.落地生根(一种植物)叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放。为研究其光合作用特点，将落地生根的叶片进行离体培养，在光、暗交替条件下分别测定叶片内的淀粉和苹果酸的含量变化，结果如图。据此作出的推测，试回答下列问题：
(1)落地生根叶片上的气孔白天关闭，不能从外界吸收CO2，试分析落地生根________(填“能”或“不能”)在白天进行光合作用，依据是___________________________________________。
(2)落地生根与硝化细菌都能将无机物合成有机物，试分析两者在合成有机物时的主要区别是______________________________________________________________________。
(3)试分析光照下落地生根叶片内淀粉含量变化的原因(提示：CO2是合成苹果酸的原料，苹果酸也能分解产生CO2)：__________________________________________________。
解析：(1)分析图示可知：在有光的条件下，淀粉的含量逐渐上升，据此可推知：落地生根能在白天进行光合作用。(2)落地生根是通过光合作用将无机物合成有机物，硝化细菌是通过化能合成作用将无机物合成有机物，可见，两者在合成有机物时的主要区别在于：将无机物合成有机物利用的能量来源不同，前者利用的是光能，后者利用的是体外无机物氧化分解时所释放的化学能。(3)题图显示：有光时，苹果酸的含量下降，淀粉的含量上升，黑暗时与之相反，据此并结合题意“落地生根叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放”与“CO2是合成苹果酸的原料，苹果酸也能分解产生CO2”可推知，光照下落地生根叶片内淀粉含量变化的原因：黑暗中叶片从外界吸收CO2生成苹果酸，光照下叶片储存的苹果酸分解释放CO2，通过光合作用固定CO2合成淀粉，光照下合成的淀粉量多于分解的淀粉量，叶片中淀粉含量上升。
答案：(1)能 在有光的条件下，淀粉的含量逐渐上升 (2)能将无机物合成有机物利用的能量来源不同，前者利用的是光能，后者利用的是体外无机物氧化分解时所释放的化学能 (3)黑暗中叶片从外界吸收CO2生成苹果酸，光照下叶片储存的苹果酸分解释放CO2，通过光合作用固定CO2合成淀粉，光照下合成的淀粉量多于分解的淀粉量，叶片中淀粉含量上升
4．(2019届高三·南阳四校联考)聚乙二醇(PEG)对花生种子萌发初期的能量代谢有促进作用。现用质量分数为20%的PEG溶液和清水分别浸泡花生种子，洗去PEG溶液，培养两组花生种子使其萌发。在种子萌发初期的10 h内，测定其呼吸强度和ATP含量，结果如下：
(1)ATP是细胞生命活动的__________物质。ATP的主要来源是细胞呼吸，在花生种子萌发过程中，合成ATP最多的场所是细胞的__________。
(2)据甲图分析，PEG溶液浸泡后的花生种子，在开始萌发时呼吸强度比对照组__________(填“高”“低”或“相等”)。
(3)据乙图分析，在花生种子萌发初期的10 h内，经PEG处理的种子与对照组相比，ATP含量变化是____________________________________________，原因是PEG处理的种子生理活动提前启动，各种代谢活动增强，一方面合成较多ATP，另一方面__________，导致
2 h后ATP含量低于对照组。
解析：(1)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。在花生种子萌发过程中，细胞只进行细胞呼吸，主要是有氧呼吸，有氧呼吸的第三阶段产生能量最多，发生场所是线粒体内膜。(2)据甲图分析，PEG溶液浸泡后的花生种子，在开始萌发时(0～4 h)呼吸强度比对照组高。(3)据乙图分析，在花生种子萌发初期的10 h内，经PEG处理的种子与对照组相比ATP含量在前2 h内下降较快，在2～10 h内含量有所增加，但含量比对照组低。
答案：(1)直接能源 线粒体内膜 (2)高 (3)在前2 h内下降较快；在2～10 h内含量比对照组低 消耗较多ATP
5．图甲、图乙依次表示酶的浓度一定时反应速率和反应物浓度、温度的关系。请回答下列问题：
(1)图甲中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再增加，其原因是________________________。
(2)图乙中，a点到b点曲线下降，其原因是_____________________________________。
(3)下表为甲、乙、丙三个同学分别设计的实验，用以验证酶的专一性。
A组
B组
所用酶制剂
所用试剂
甲
5 mL淀粉溶液
5 mL蔗糖溶液
淀粉酶
斐林试剂
乙
5 mL麦芽糖溶液
5 mL葡萄糖溶液
麦芽糖酶
斐林试剂
丙
5 mL淀粉溶液
5 mL蔗糖溶液
蔗糖酶
碘液
①预期甲同学得到的实验现象是______________________________________。
②乙同学的实验设计________(填“能”或“不能”)得出实验结论。
③丙同学的实验设计可能得不到实验结论，你认为原因是什么？__________________________________________________________________。
解析：(1)由于酶的浓度是一定的，因此，在图甲中，反应物在低浓度范围内增加时，反应速率逐渐增加，当反应物达到一定浓度时，随着反应物浓度的增加，受酶浓度的限制，反应速率不再增加。(2)图乙中，a点时酶的催化效率最高，因此它所对应的温度是酶作用的最适温度。a点到b点曲线下降，这是因为超过酶的最适温度后，随温度的升高，酶的活性下降。(3)①根据酶的专一性，甲同学实验A组中的淀粉在淀粉酶的催化下能分解成还原糖，经斐林试剂检测后，会出现砖红色沉淀，而B组没有砖红色沉淀产生。②麦芽糖及其分解成的葡萄糖都是还原糖，A组和B组经斐林试剂检测后，均会产生砖红色沉淀，从而无法得出实验结论。③因为蔗糖及其水解产物均不能与碘液发生颜色反应，因此用碘液不能检测蔗糖是否水解。
答案：(1)受酶浓度的限制 (2)温度升高使酶活性下降
(3)①A组出现砖红色沉淀，B组没有砖红色沉淀产生 ②不能 ③蔗糖及其水解产物均不能与碘液发生颜色反应，因此，不能用碘液检测蔗糖是否分解
6．(2019届高三·贵阳五校调研)石斛是重要的药用植物，图甲表示石斛叶肉细胞内的部分代谢过程，图乙表示研究人员在适宜温度条件下对两种石斛光合作用特性的研究结果。请回答下列问题：
(1)图甲中①过程发生的场所是________________。图甲中③过程需要____________与CO2结合形成C3(X)。
(2)图乙中A点条件下美花石斛体内能发生的图甲中的过程是________(填数字序号)。图乙中B点条件下春石斛叶肉细胞内的叶绿体释放出的O2的去向是________________。
(3)若光照强度由100 Lux突然增加到200 Lux，则美花石斛叶肉细胞中C3(X)的含量短时间内会减少，请分析原因：____________________________________________________。
(4)从图乙中分析，这两种石斛中更适应阴生环境的是________。通过实验发现春石斛的光合色素含量高于美花石斛，图乙中体现的与之相符的实验结果是_______________________________________________________。
解析：(1)图甲中①过程表示葡萄糖分解为丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中。图甲中③过程表示CO2的固定，该过程中CO2与C5(五碳化合物)结合形成C3(三碳化合物)。(2)图乙中A点条件下美花石斛体内同时进行光合作用与细胞呼吸，故能发生图甲中①②③④过程。图乙中B点条件下，春石斛的光合速率大于呼吸速率，因此，叶肉细胞内的叶绿体产生的O2一部分进入线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段，另一部分扩散到细胞外。(3)光照强度由100 Lux突然增加到200 Lux，短时间内美花石斛的光反应速率加快而暗反应速率保持稳定，因光反应增强能产生较多的[H]和ATP，使C3(X)的消耗量增加，而短时间内C5结合CO2产生C3(X)的速率不变，故C3(X)的含量短时间内会减少。(4)图乙显示，在较弱的光照强度下，美花石斛的光合速率大于呼吸速率，而春石斛需要在较强的光照强度下光合速率才会大于呼吸速率，因此更适应阴生环境的是美花石斛。一般情况下，光合色素含量高，光合速率也高，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。图乙显示，在相同光照强度下春石斛的总光合速率大于美花石斛，这可能与春石斛的光合色素含量较高有关。
答案：(1)细胞质基质 C5(或五碳化合物) (2)①②③④ 线粒体中和细胞外 (3)光照强度增加使光反应产生较多的[H]和ATP，导致C3(X)的消耗量增加，而短时间内C5结合CO2产生C3(X)的速率不变(合理即可) (4)美花石斛 在相同光照强度下春石斛的总光合速率大于美花石斛
7．为研究高温对盛花期棉花植株光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从30 ℃环境移入40 ℃环境培养，测得相关数据如图1。请分析回答下列问题：
(1)由图1可以看出，在高温环境下，三个品系的光合速率均下降，原因可能有：①高温破坏了______________膜的结构，使____________捕获(吸收)光能的效率下降，光反应受到抑制。②高温下______________下降，使叶片吸收的CO2减少，进而影响________________循环，暗反应受到抑制。
(2)三个品系中的________品系在高温条件下光合速率下降最少。原因之一是该品系在高温下____________更显著，因而能更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。
(3)在30 ℃时，测定三种品系植株光合速率变化情况如图2。由图2可知，棉花植株光合速率与光照强度的关系为____________________________________________________。在P点时，检测的是棉花植株的________速率。
解析：(1)由图1可知，将A、B、C三个品系植株从30 ℃环境移入40 ℃环境培养，植株的光能捕获效率均下降，捕获光能是通过叶绿体类囊体薄膜上的光合色素实现的。温度升高，植株的气孔开放程度均下降，使叶片吸收CO2减少，进而影响卡尔文循环。(2)由图1可知，A品系在高温条件下光合速率下降最少。植物散热主要通过蒸腾作用实现，图1中A品系蒸腾作用增加最明显，能够更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。(3)由图2可以看出，在一定范围内棉花植株的光合速率随光照强度的增加而增加；当光照强度过大时，棉花植株的光合速率下降。在P点时，光照强度为0，不能进行光合作用，此时检测的是棉花植株的呼吸速率。
答案：(1)类囊体薄 光合色素 气孔开放程度 卡尔文
(2)A 蒸腾作用 (3)在一定范围内，棉花植株的光合速率随光照强度的增加而增加；当光照强度超过一定值后，棉花植株的光合速率随光照强度的增加而下降(合理即可) 呼吸
8．为了研究三种不同的光对甲植物和乙植物光合作用的影响，某科研小组将甲植物和乙植物分别置于密闭的容器中，测得12 h内氧气的变化情况如表所示。请回答下列问题：
甲植物叶
甲植物根
乙植物叶
乙植物根
白光
＋120
－11
＋89
－14
红光
＋82
－11
＋76
－14
黄光
＋43
－11
＋26
－14
注：单位为mL，“＋”表示较实验起始时增加的量，“－”表示较实验起始时减少的量。该实验温度等条件均适宜，假设同一植物不同部位呼吸强度相同，不考虑光照对呼吸作用产生的影响，材料的质量等都相同。
(1)在红光的照射下，甲植物的实际光合速率为________(以氧气的产生速率表示)，比相同条件下乙植物的实际光合速率________(填“大”或“小”)。
(2)甲植物和乙植物在红光下的光合速率比黄光下高，原因是________________________________________________________________________。
除红光外，甲植物和乙植物在________(不考虑白光)光下的光合速率也比黄光下高。
(3)初春时，自然状态下生长的甲植物多在13：00左右净光合速率达到最大，此时植株干重是否达到一天中的最大量？________(填“是”或“否”)，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在红光的照射下，甲植物的实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(82＋11)÷12＝7.75(mL/h)，而乙植物的实际光合速率为(76＋14)÷12＝7.5(mL/h)。(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。光合色素对红光的吸收量大于黄光，因此甲植物和乙植物在红光下的光合速率比黄光下高。光合色素对蓝紫光的吸收量也大于黄光，所以甲植物和乙植物在蓝紫光下的光合速率也比黄光下高。(3)13：00左右甲植物的净光合速率达到最大，说明此时有机物积累速率最大，13：00以后净光合速率虽然下降但仍然大于0，甲植物仍会积累有机物。
答案：(1)7.75 mL/h 大
(2)光合色素对红光的吸收量大于黄光 蓝紫
(3)否 13：00以后净光合速率减小，但仍然大于0，甲植物仍然能够通过光合作用积累有机物(合理即可)
9．为探究缺镁对植物光合速率的影响，某小组将生长状况相似的大豆幼苗均分为两份分别放入装置1、2中，装置1中为完全培养液，装置2中为缺镁培养液，如图所示。在光照等其他条件都相同且适宜(净光合速率均大于0)条件下培养一段时间，回答下列问题：
(1)请列举出本实验的两个无关变量：________________________。
(2)Mg2＋进入植物细胞的方式为____________。植物体缺镁会导致__________________，从而影响到光合速率。
(3)培养一段时间后观察到两个装置上的着色滴都向右移动且装置2的着色滴移动的距离短些，原因是___________________________________________________________。
(4)若要测量大豆幼苗的呼吸速率，需要对装置做出的改变有____________________________________________(写出两点)。
解析：(1)该实验的自变量是培养液中Mg2＋的有无，培养温度、光照强度、培养液的pH及体积等都为无关变量。(2)Mg2＋进入植物细胞的方式为主动运输。植物体缺镁会导致叶绿素的形成受到阻碍，从而影响到光合作用。(3)由题图可知装置内CO2量不变，净光合速率均大于0，光合作用产生的O2量增加，着色滴向右移动，装置2中植物因缺镁而光合速率较低，着色滴向右移动的距离要短些。(4)若要测量大豆幼苗的呼吸速率，需要排除光合作用的干扰，所以需对装置进行遮光处理，又因为呼吸作用消耗O2产生CO2，故需将NaHCO3/Na2CO3缓冲溶液改为NaOH溶液以吸收产生的CO2，通过着色滴的移动距离就可得知单位时间内O2的消耗量。
答案：(1)温度、光照强度 (2)主动运输 叶绿素的形成受到阻碍 (3)装置内CO2量不变，净光合速率均大于0，光合作用产生的O2量增加，所以着色滴向右移动，装置2中植物因缺镁而光合速率较低，所以着色滴向右移动的距离要短些 (4)对装置进行遮光处理；将NaHCO3/Na2CO3缓冲溶液改为NaOH溶液
1．图1是葡萄糖进入动物细胞及在细胞内的部分代谢过程；图2表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。请分析回答下列问题：
(1)图1中，④过程在_________(部位)中产生水，⑤过程___________(填“产生”或“不产生”)ATP，癌变细胞摄入比正常细胞多若干倍的葡萄糖，并未使有氧条件下产生的ATP总量增加，应是用于图中的______(用图中序号表示)过程。
(2)图2中C点的CO2来自________，M点后CO2释放量不再继续增加的内因是____________________。
(3)为探究污染物N对绿藻有氧呼吸是否有抑制作用，做了如下实验。请完善下列实验内容：
①设置对照实验：设置清水组和含_____________的组加以对照，其他条件相同且适宜。
②测定实验结果：应在________的条件下测定浮游绿藻的_____________________。
③预测实验结果及结论：___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图1中④表示有氧呼吸第二、三阶段，分别发生在线粒体基质和内膜，其中水产生于第三阶段；⑤表示无氧呼吸第二阶段，不产生ATP。根据题意，癌变细胞摄入的葡萄糖比正常细胞多，但是产生的能量没有增加，可能是发生了图中的②③过程。(2)图2中C点时，O2浓度为0，产生的CO2全部来自无氧呼吸；M点后CO2不再增加的原因是与呼吸作用有关的酶的数量是有限的。(3)①该实验的目的是探究污染物N对绿藻有氧呼吸是否有抑制作用，因此设置清水组和含污染物N的组加以对照，其他条件相同且适宜。②在黑暗的条件下测定浮游绿藻的有氧呼吸强度。③若污染物N处理组的有氧呼吸强度小于清水组，则污染物N对绿藻有氧呼吸有抑制作用；若两组的有氧呼吸强度相同，则污染物N对绿藻有氧呼吸没有抑制作用。
答案：(1)线粒体内膜 不产生 ②③ (2)无氧呼吸 呼吸酶的数量有限 (3)①污染物N ②黑暗 有氧呼吸强度 ③若污染物N处理组的有氧呼吸强度小于清水组，则污染物N对绿藻有氧呼吸有抑制作用；若两组的有氧呼吸强度相同，则污染物N对绿藻有氧呼吸没有抑制作用
2．(2019届高三·福州检测)彩叶植物具有很高的观赏价值，叶片中有叶绿素、类胡萝卜素和花青素三类色素，某研究小组模拟高温、高湿的环境条件，对紫叶李的叶片色素及光合特性进行研究，实验处理及部分结果如下表：
温度(℃)
湿度(%)
花青素含量
自然生长条件
对照
26.6
76.5
＋＋＋＋
温室处理
处理1
28.1
90.0
＋＋＋
处理2
30.3
85.0
＋＋
处理3
33.6
80.3
＋
回答下列问题：
(1)叶肉细胞中，花青素存在于_______，不参与光合作用。参与光合作用的色素应分布在________________上。
(2)研究小组发现13时左右，对照组的净光合速率明显减弱，称作“光合午休”。三个温室处理组净光合速率却能达到最大值，处理组没有“光合午休”的原因可能是____________________________________________________________________。
(3)盛夏，紫叶李叶片逐渐变成绿色，失去观赏价值，据上表推测，原因是__________________，提出一个可行的解决措施_____________________________________。
解析：(1)花青素存在于叶肉细胞的液泡中，不参与光合作用。参与光合作用的色素(叶绿素、类胡萝卜素)分布在类囊体薄膜上。(2)三个温室处理组，在高温、高湿的环境条件下，蒸腾作用增强，但气孔没有关闭，二氧化碳正常供应，因此没有“光合午休”的现象。(3)根据表格推知，随着处理组温度的升高，花青素的含量逐渐降低，说明在盛夏，温度增高，花青素含量减少，导致紫叶李叶片逐渐变成绿色，失去观赏价值。因此需要对紫叶李进行喷水降温、增加大气湿度，来提高花青素的含量。
答案：(1)液泡 类囊体薄膜 (2)高温、高湿的环境条件下，蒸腾作用增强，气孔没有关闭，二氧化碳正常供应 (3)温度增高，花青素含量减少 喷水降温、增加大气湿度
3.植物叶片光合作用合成的有机物除了供叶片自身所需外，还会大量运输到茎、果实、根等其他器官利用或储存起来。为研究温度对光合产物运输的影响，科学家把14CO2供给玉米叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物——14C标记的碳水化合物的运输情况，结果如下：
组次
实验温度(℃)
14C标记的碳水化合物的分配比例
气温
土温
顶端
根部
1
22.4
22.0
19.8%
8.2%
2
14.7
22.0
15.3%
13.7%
3
22.4
17.0
19.2%
2.1%
回答下列问题：
(1)叶片细胞吸收14CO2后，在叶绿体的__________(结构)提供的ATP和[H]作用下，可将_________还原成光合产物(14CH2O)。
(2)从曲线和表格数据中可以推测，有机物运输的最适温度是在_________ ℃左右。低于最适温度，导致运输速率降低，其原因是___________________________________。
(3)从表格可以看出，该科学家进行的3组实验中，能形成两组对照，判断的理由是____________________________________。当气温_________(填“低于”或“高于”)土温时，有利于玉米光合产物流向根部。
解析：(1)在叶绿体的类囊体薄膜经光反应产生ATP和[H]，转移到叶绿体基质，将叶片细胞吸收的14CO2固定形成的14C3还原成光合产物(14CH2O)。(2)从曲线和表格可知有机物运输的最适温度是在22 ℃左右。在低于最适温度的条件下，由于植株呼吸作用减弱，产生的能量(ATP)减少，进而导致运输速率降低。(3)表格中3组实验，1组和2组、1组和3组分别形成对照，因为只有它们才遵循单一变量原则；当气温低于土温时，有利于玉米光合产物流向根部。
答案：(1)类囊体(薄膜) 14C3 (2)22 温度降低，植株呼吸作用减弱，产生的能量(ATP)减少 (3)只有1组与2组，1组与3组遵循单一变量原则 低于
4．(2019届高三·运城质检)为探究温度对过氧化氢酶活性的影响，科研人员以2%的酵母菌液作为酶源，进行如下探究实验：
①设计如图实验装置。实验组注射器A内吸入体积分数为1%的H2O2溶液5 mL，注射器B内吸入质量分数为2%的酵母菌液2 mL。对照组注射器A内吸入体积分数为1%的H2O2溶液5 mL，注射器B内吸入蒸馏水2 mL。用乳胶管连接注射器A和B，在乳胶管上夹上止水夹。
②设置温度梯度：0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃。将实验组和对照组装置在相应温度下保温10 min。
③打开止水夹，将注射器A中的液体匀速推至注射器B中，立即关闭止水夹，记录注射器B中活塞的刻度。5 min后再次记录刻度，计算刻度变化量，重复3次。
④将对照组和实验组在各温度下获得的3次实验数据作相应处理，绘制曲线如下图。
请回答下列问题：
(1)步骤①中设置对照组的目的是__________________________________。步骤②中实验组和对照组装置在相应温度下先保温10 min的目的是______________________________。步骤④中的“相应处理”是指____________________。
(2)有人认为，本实验不宜采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。你是否同意他的观点？请简要说明理由。__________________________________________。
(3)有人认为，以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨，其依据是____________________________________。
解析：(1)由于H2O2很不稳定，自然状态下也会分解，且在一定的温度范围内，随温度的升高，其分解速率加快，为了排除温度等对H2O2分解的影响，需要设置空白对照实验。在探究温度对过氧化氢酶活性的影响的实验中，应该将实验组和对照组装置在相应温度下先保温10 min，保证酵母菌液和H2O2溶液在混合前达到需控制的温度，否则会产生较大的误差。为了保证实验数据的准确性，在生物实验中，应该做重复实验，最后取其平均值，因此步骤④中的“相应处理”是指求3次数据的平均值。(2)根据曲线图中的对照组数据可知，0～60 ℃之间，注射器刻度变化为0，说明H2O2在0～60 ℃之间未发生明显的分解，因此可以采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。(3)酵母菌液不仅含有过氧化氢酶，还含有其他物质，其他物质也可能催化H2O2的分解，因此以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨。
答案：(1)排除温度等对H2O2分解的影响 保证酵母菌液和H2O2溶液在混合前达到需控制的温度 求3次数据的平均值 (2)不同意 实验结果表明H2O2在0～60 ℃之间未发生明显的分解(其他答案合理也可) (3)酵母菌体内的其他物质也可能催化H2O2的分解
5．图1表示光照强度和温度对水仙光合速率的影响曲线，图2为测量水仙光合速率的实验装置。请回答下列问题：
(1)依据图1分析，________(填“能”或“不能”)确定水仙光合作用的最适温度在15～25 ℃范围内。当温度为25 ℃、光照强度高于B时，光照强度________(填“是”或“不是”)限制水仙光合速率的主要因素。
(2)在灯泡功率一定、温度为15 ℃的情况下，利用图2装置探究光照强度对水仙光合速率的影响时，图中能对应光照强度大小的指标是______________________；实际操作时，还需在灯与透明玻璃瓶之间放一盛满清水的透明玻璃柱，这样做的目的是________________________。实验过程中，引起图2装置中有色液滴移动的原因是__________________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)变化。
(3)若要用图2装置来测定水仙的呼吸类型，则应将透明玻璃瓶进行____________处理，并将NaHCO3溶液换为NaOH溶液。若装置中的有色液滴不移动，则说明此时水仙的呼吸类型为____________；若装置中的有色液滴向左移动，则说明此时水仙的呼吸类型为________________________________________。
解析：(1)分析图1可知，温度为15 ℃时的水仙光合速率大于温度为5 ℃时的水仙光合速率，说明水仙光合作用的最适温度大于5 ℃，而温度为25 ℃时的水仙光合速率又小于温度为15 ℃时的水仙光合速率，说明水仙光合作用的最适温度小于25 ℃，但不能确定水仙光合作用的最适温度是大于15 ℃还是小于15 ℃。当温度为25 ℃、光照强度高于B时，水仙光合速率不再随光照强度的增加而增大，说明此时光照强度不是限制光合速率的主要因素。(2)在灯泡功率一定的情况下，图中能对应光照强度大小的指标是灯泡与玻璃瓶之间的距离。在灯泡与透明玻璃瓶之间放一盛满清水的透明玻璃柱的目的是消除灯泡发热对玻璃瓶内温度的影响。图2装置中NaHCO3溶液可作为CO2的缓冲液，维持瓶内空气中CO2浓度的相对恒定，因此图2装置中的气压变化是由O2浓度的变化引起的。(3)若要用图2装置来测定水仙的呼吸类型，则应将透明玻璃瓶进行遮光处理，避免光合作用的影响，同时将NaHCO3溶液换为NaOH溶液。若装置中的有色液滴不移动，则说明此时水仙只进行无氧呼吸；若装置中的有色液滴向左移动，则说明此时水仙一定进行了有氧呼吸，可能既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，也可能只进行有氧呼吸。
答案：(1)不能 不是 (2)灯与玻璃瓶之间的距离 消除灯发热对玻璃瓶内温度的影响 O2浓度 (3)遮光 无氧呼吸 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸或只进行有氧呼吸
6．为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室人员将水稻幼苗固定于无底反应瓶中进行实验，实验装置如图1所示。
实验原理：该装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转。
实验步骤：①调节天平平衡；②用100 W的灯泡作为光源，先将灯泡置于距装置20 cm处，15 min后观察并记录指针偏转方向和格数；③加大灯泡与装置间距离，过15 min再观察记录；④连续重复步骤③。实验结果如上图2所示。
请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是______________，通过__________________________进行调控。
(2)根据实验结果，B点与A点比较，光合作用强度较大的是________点，指针偏转的方向是向________；CD段形成的原因是__________________________________，与C点相比较，D点指针向________偏转。
(3)若用此装置测定水稻幼苗的呼吸强度，需要对此装置进行______________处理。
解析：(1)题中以100 W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度，通过指针的偏转来观察光合作用强度的变化。可见该实验的自变量是光照强度。(2)从第(1)题中看出，灯泡与装置间距离不断增大，因此光合作用逐渐减弱，并且B点指针偏转的幅度减小，说明光合作用减慢，因此是A点时植物光合作用强，指针向右偏转。C点之后指针开始回偏，说明此时装置中活的水稻苗消耗氧气，因此C点时光合作用强度与呼吸作用强度相等。CD段表示天平指针开始回偏，说明此时呼吸作用强度大于光合作用强度。与C点相比较，D点指针向左偏转。(3)因为水稻植株在有光条件下可以进行光合作用，因此要测定其幼苗的呼吸强度，应对装置进行遮光或黑暗处理。
答案：(1)光照强度 改变灯泡与装置间的距离
(2)A 右 光合作用强度小于呼吸作用强度 左
(3)遮光或黑暗
7．(2018·常德模拟)水杨酸(SA)在植物体许多代谢途径中发挥重要作用。研究者以黄瓜幼苗为材料，探究SA对低温弱光条件下黄瓜幼苗光合作用的影响。
组别
第1～3天
第4～9天
第10天
叶面喷洒
日温/夜温
光照
日温/夜温
光照
分组
检测
A
H2O
25 ℃/18 ℃
适宜
25 ℃/18 ℃
适宜
A1
光合速率
A2
G基因表达量
B
？
25 ℃/18 ℃
适宜
18 ℃/12 ℃
弱光
B1
光合速率
B2
G基因表达量
C
SA
25 ℃/18 ℃
适宜
18 ℃/12 ℃
弱光
C1
光合速率
C2
G基因表达量
(1)实验中A组为________组，B组幼苗叶面应喷洒________。检测光合速率之前，可__________________(填“诱导气孔开放”“诱导气孔关闭”或“不做处理”)，以便发挥SA的效应，使结果更科学准确。
(2)G基因的表达产物是光合作用中需要的一种酶，它依赖于[H]发挥催化作用，推测这种酶参与了光合作用中________过程。
(3)实验检测结果如图。
①检测结果表明，提前外施SA可以____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②G基因表达量检测结果表明，SA的上述作用机理之一可能是______________________________，以提高植物在低温、弱光条件下的光合能力，从而增强对不良环境的适应能力。
解析：(1)探究SA对低温弱光条件下黄瓜幼苗光合作用的影响，实验的自变量应为有无SA，实验中A组叶面喷洒H2O，应为对照组，B组和C组作为对照实验，B组幼苗叶面应喷洒H2O。实验的无关变量应适宜，所以检测光合速率之前，应诱导气孔开放，以便发挥SA的效应，使结果更科学准确。(2)光合作用中[H]参与暗反应中C3的还原过程，G基因的表达产物依赖于[H]发挥催化作用，应参与了光合作用中C3的还原过程。(3)①据图可知，A1、B1、C1相比，A1＞C1＞B1，说明提前外施SA可以减轻低温、弱光对黄瓜幼苗光合作用的影响(或可以提高低温弱光条件下黄瓜的净光合速率，但不能恢复到适宜条件下的净光合速率)。②A2、B2、C2相比，A2＞C2＞B2，据此可推测SA的作用机理可能是促进光合作用相关酶的合成。
答案：(1)对照 H2O 诱导气孔开放 (2)C3的还原 (3)①减轻低温、弱光对黄瓜幼苗光合作用的影响(或可以提高低温弱光条件下黄瓜的净光合速率，但不能恢复到适宜条件下的净光合速率) ②促进光合作用相关酶的合成
8．莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B表示某光强下该突变体与普通莲藕的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。
(1)藕极易褐变，这是细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的，将藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是______________________________________________。藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，因此藕主要进行__________呼吸，在藕采收的前几天，向藕田灌水并割去荷叶的叶柄，有利于________________________________________，提高藕的品质。
(2)CO2被利用的场所是_____________，因为此处可以为CO2的固定提供________________。
(3)图1中光照强度低于a时，突变体莲藕净光合速率低于普通莲藕，据题意推测引起这种差异的主要原因是______________________，导致相关反应减弱。
(4)在2 000 μmol·m－2·s－1的光强下，突变体莲藕的实际光合速率比普通莲藕高________%(保留一位小数)。
(5)据图2分析，________(填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多，理由是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)将藕在开水中焯烫，高温使细胞内多酚氧化酶的空间结构发生改变而失去活性，不能催化相应反应，因此将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度。藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，因此藕主要进行有氧呼吸，在藕采收前数天，向藕田灌水并割去水上荷叶的叶柄的目的是降低呼吸作用强度，减少有机物氧化分解进而降低有机物的消耗。(2)光合作用的暗反应利用CO2，其场所为叶绿体基质，CO2与C5结合生成C3需要酶。(3)由于突变体莲藕叶绿素含量仅为普通莲藕的56%，导致光反应强度较低，从而在光照强度低于a时，突变体莲藕净光合速率低于普通莲藕。(4)据图1分析，在2 000 μmol·m－2·s－1的光强下，突变体莲藕的实际光合速率为2＋19＝21，普通莲藕的实际光合速率为2＋15＝17，突变体莲藕的实际光合速率比普通莲藕高21－17＝4，所以突变体莲藕的实际光合速率比普通莲藕高4÷17≈23.5%。(5)据图2分析，突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2，所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多。
答案：(1)高温环境中多酚氧化酶失去活性，抑制了褐变过程 有氧 减少氧气流入，降低呼吸作用，减少有机物的损耗 (2)叶绿体基质 C5和酶 (3)突变体叶绿素含量较低 (4)23.5 (5)突变体 突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体的光合速率较高，能较快地消耗CO2
[教师备选题]
(2018·太原模拟)光照不仅能为植物的光合作用提供能量，还能作为信号调节植物体的生长发育。
(1)植物细胞对光能的捕获在叶绿体的__________完成。捕获的光能经光反应阶段转化为___________________，再经过__________阶段转化为糖类等有机物中稳定的化学能。
(2)植物利用太阳光能的同时也会接受紫外光的照射。已有研究表明，紫外光中的UVB能够作为一种环境信号调节植物体的生长发育，研究人员以拟南芥为材料，对该机制进行了实验探究。
①检测野生型和UVRB蛋白失活的突变型植株对UVB信号的响应情况，结果如图所示。由此可知，UVB照射能够_____________下胚轴的伸长。
②已有研究表明，UVRB在细胞质中通常以二聚体的形式存在。研究人员使用某种特异性抗体与UVRB二聚体进行抗原-抗体杂交实验，经UVB照射后的实验结果出现杂交带，未经UVB照射则不出现杂交代。由此推测，UVB照射能够改变UVRB二聚体的____________，使其被掩盖的抗原位点得以暴露。进一步研究证实，UVRB是UVB的光受体。
③已知细胞核内的W蛋白可影响H基因的表达，进而影响下胚轴的伸长。研究表明，在UVB的作用下，细胞质中的UVRB二聚体解聚成单体后进入细胞核，与W蛋白结合，从而影响H基因表达。请推测W蛋白与UVRB单体结合前后对H基因表达的调节机制可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据光合作用的过程分析，光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，实现了对光能的捕获并转化为ATP中活跃的化学能，再经过暗反应阶段将ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。(2)①与无UVB照射相比，有UVB照射的情况下，野生型的下胚轴长度大量减小，说明UVB照射能够抑制下胚轴的伸长。②根据题意分析，UVRB在细胞质中通常以二聚体的形式存在，对该二聚体进行抗原-抗体杂交实验，经UVB照射后的实验结果出现杂交带，而未经UVB照射则不出现杂交代，说明UVB照射能够改变UVRB二聚体的空间结构，使其被掩盖的抗原位点得以暴露。③根据题意分析，在UVB的作用下，细胞质中的UVRB二聚体解聚成单体后进入细胞核，与W蛋白结合，从而影响H基因表达，说明其原因可能是W蛋白能促进(或抑制)H基因的表达，与UVRB单体结合后，导致促进(或抑制)作用丧失[或者W蛋白单独存在时不能调节H基因表达，与UVRB单体结合后可促进(或抑制)H基因表达]。
答案：(1)类囊体薄膜 ATP中活跃的化学能 暗反应
(2)①抑制 ②空间结构 ③W蛋白能促进(或抑制)H基因的表达，与UVRB单体结合后，导致促进(或抑制)作用丧失[或W蛋白单独存在时不能调节H基因表达，与UVRB单体结合后可促进(或抑制)H基因表达]
重难增分专题一
高考4个必考主观大题精细研究——“代谢类”题目
第1课时 精研高考真题——明考点·查不足
高频考点(一) 光合作用和细胞呼吸中的物质转化关系
(说明：加※的设问是针对本考点的设问，下同)
1．(2017·全国卷Ⅱ，T29)下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
※(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、________、__________、__________，[H]代表的物质主要是____________。
※(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是________________________。
解析：(1)由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。
答案：(1)O2 NADP＋ ADP＋Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) (2)C和D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
2．(2015·全国卷Ⅰ，T29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量______(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________________________________；
C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。
※(2)A、B、C三组处理相比，随着____________________的增加，使光下产生的________________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
解析：(1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半，但C组光合作用产物的相对含量与D组相差很少，可以判断C组单位光照时间内植物合成有机物的量高于D组。C组和D组的结果对照说明黑暗处理时也进行光合作用，即光合作用过程中某些反应不需要光照，该反应指的是暗反应，进行暗反应的场所是叶绿体基质。(2)比较A、B、C三组可以看出，三组的光照和黑暗交替频率不同，交替频率增加可使光照下产生的ATP和还原型辅酶Ⅱ能及时利用和再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
答案：(1)高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质
(2)光照和黑暗交替频率 ATP和还原型辅酶Ⅱ
?找规律——“形异质同”学通法
析个性
第1题第(1)(2)小题以流程图形式直接考查了光合作用和细胞呼吸的物质转化过程；第2题第(2)小题以实验分析题形式考查了全光照、光照和黑暗交替处理对光合作用光反应和暗反应的影响
找共性
两个题目虽然考查形式不同，但都创设情景考查了光合作用和细胞呼吸的物质转化关系以及光反应和暗反应的关系。解答此类问题的方法是用元素示踪法分析O、C、H在光合作用与细胞呼吸物质转化方面的联系，明确NADPH、NADP＋以及ATP、ADP、Pi在光反应和暗反应之间的转化关系，能用部分与整体的观点理解光合作用、细胞呼吸和光反应、暗反应的关系
高频考点(二) 光照强度、植物(叶片)种类与光合作用的关系
1．(2018·全国卷Ⅰ，T30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
※(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是__________。
※(2)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_________________________________________________。
※(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
解析：(1)由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对较弱的环境中生长，林下的光照强度较低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间CO2的含量下降，从而引起光合速率下降。
答案：(1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(3)乙 (4)CO2
2．(2018·全国卷Ⅱ，T30)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______________。
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
3．(2018·全国卷Ⅲ，T29)回答下列问题：
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的__________________上，该物质主要捕获可见光中的__________________。
※(2)植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_______。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_____________________________________。
※(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度______(填“高”或“低”)。
解析：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体中的色素主要捕获红光和蓝紫光。(2)由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降。(3)由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生植物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。
答案：(1)类囊体膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低 (3)低
?找规律——“形异质同”学通法
析个性
第1题根据光照强度与净光合速率曲线分析甲、乙两种植物在不同光照强度下对光能利用率的差异；第2题第(1)小题根据光照强度与净光合速率曲线分析同种树木树冠上下层叶片对光能利用的差异；第3题第(2)小题根据图中曲线直接考查叶面积系数对光合速率和呼吸速率的影响，第(3)小题直接考查阴生植物和阳生植物光补偿点的大小
找共性
三个题目考查形式和考查角度都完全相同，都是以曲线分析题形式考查光照强度、植物(叶片)种类与光合作用的关系。解答此类问题要明确光照强度影响光合作用的原理，学会从光合作用的原理和过程角度分析阴生植物光补偿点比阳生植物低的原因，掌握曲线图中判断阴生植物和阳生植物的方法，总结影响光合作用因素的曲线类题目的类型、分析方法和解题技巧
能力强化(一) 新情景信息获取能力
1．情景信息类试题的特点
此类试题一般包括题干(信息)和问题两部分。
(1)题干是向考生提供解题信息的，多以文字叙述为主，有的再辅以图示和表格数据等信息，题干的特点往往具有隐蔽性、启发性和迁移性。
(2)问题部分是围绕题干给出的信息主题展开的，能否解答问题，关键取决于能否从题干中获取多少信息以及能否将获得的信息快速地迁移到要解答的问题中去。
(3)信息题具有情景新、知识活、起点高、落点低等典型特征，解答此类问题的关键是去粗存精，获取有价值的信息。
2．解答情景信息题“3步法”
(1)相信自己，找准材料信息，知识都已学过
材料信息题的作答，第一，应该明确这些题的落脚点是教材中的内容，不能畏惧这类题目；第二，看材料要专注、抓住大意，可以多看几遍，不能泛泛地看；第三，应该找材料的关键点，尤其是可能和我们所学内容建立联系的地方，这是解题的突破口。
(2)知识衔接，明确命题意图，变新知为旧知
信息题所给材料一般比较陌生，或是一些熟悉的信息组合，需要从材料中寻找相关知识点，明确命题者的意图，找到解题的钥匙。解答此类题目同时应注意：第一，不要急于作答，逐词逐句阅读题目弄清意思，抓住重点，分清是什么，答什么，要明确命题者的意图；第二，根据题目给予的条件和已有的知识联系，将二者搭桥，找到答题的切入点；第三，注意题干与课本知识相互转换，找到与教材的衔接点，正确把握解题方向和思路。
(3)把握关键，融会贯通知识，准确规范答题
①要抓住试题中的关键性词语，注意对关键性的文字画线描点，抓住重点词语，以便在有限的时间里做到游刃有余，比如对概念性的描述及涉及的至少、最多、最佳等关键词语更要重视。
②注意各个小问题前后联系。每个试题都是一个整体，各个小问题也不是孤立的。做题时会遇到这种情况，上一个问题的提示在下一个问题中，特别是材料实验题，不能答好上一小题才答下一小题，而是要把所有问题看成一个整体，重视问题之间的联系，形成一个整体思路和解决方案。最后，罗列考点，重视假设，利用考点知识推理整个过程。
[典例1] (2016·全国卷Ⅰ，T29节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
[解题示范]
[答案] (1)γ (2)α
能力强化(二) 有关表格题的分析与作答
1．熟悉表格类型
(1)“二维”表格(以2016·全国卷Ⅱ，T31的表格为例)
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
50 min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
本题中的表格，水草的有无和距日光灯的距离(光照强度)是自变量，50 min后试管中溶液的颜色(光合作用强度)是因变量。试管1是空白对照，试管2是条件对照。
(2)“三维”表格
“三维”表格通常包括标题(表格名称)、表头(①②③)、行标⑥、列标⑤、数据格④，如下表所示。
①
②
③
⑤
⑥
④
平均值
表格中的①⑤相当于坐标系中的x轴，即自变量；②④相当于坐标系中的y轴，即因变量；③⑥相当于无关变量。
2．掌握方法技巧
第一步，确定表格标题。一般是自变量对因变量的影响。
第二步，确定表格行标和列标。确定列标时通常要考虑是自身对照还是空白对照，若为自身对照，通常分为两组，即变量控制前实验组和变量控制后实验组；若为空白对照，其中一组为空白对照组，其他组为实验组。行标一般根据“测量次数”“测量时间”“同一实验组内不同个体”等确定，然后在行标的最后一格写上“平均值”(要求测出具体数据的实验需要填写)。
第三步，确定表格表头。一般根据实验步骤的最后一步确定因变量的具体测量指标，再根据表格的标题、行标和列标填写表头的相关内容(有些题目中表格的表头内容也可以不填)。
[典例2] 实验名称：探究生长素类似物促进葡萄扦插枝条生根的最适浓度范围。
实验步骤：①配制5组系列浓度梯度的生长素类似物溶液；②选取相同高度、相同长势的葡萄枝条20根，平均分为5组，编号为A、B、C、D、E；③分别用适量且等量的上述系列浓度的生长素类似物溶液浸泡对应组的枝条相同时间；④在相同且适宜的条件下培养一段时间，测量并记录每组枝条的生根长度，再计算每组的平均值。
请设计一张表格，记录该探究实验的结果。
[解题示范]
审题 ?
破题
第一步：确定表格标题
探究生长素类似物促进葡萄扦插枝条生根的最适浓度范围
自变量：不同浓度的生长素类似物溶液
因变量：葡萄扦插枝条的生根状况
标题：不同浓度的生长素类似物溶液对葡萄扦插枝条生根状况的影响记录表
第二步：
确定行标和列标
配制系列浓度梯度的生长素类似物溶液(共5组)
条件对照，表中的⑤(列标)填上“A”“B”“C” “D”“E”五组，不需加空白对照组
选取相同高度、相同长势的葡萄枝条20根，平均分为5组
每组4根葡萄枝条，⑥(行标)表示“同一实验组内的不同个体”，即填“枝条1”“枝条2”“枝条3”“枝条4”
第三步：确定表格表头
测量并记录每组枝条的生根长度
在表头②中填“根长度(mm)”，再结合前两步在③中填“葡萄枝条”，①中填“组别”
[答案] 不同浓度的生长素类似物溶液对葡萄扦插枝条生根状况的影响记录表
组别
A
B
C
D
E
枝条1
枝条2
枝条3
枝条4
平均值
失分点(一) “原因分析类长句作答题”答案不规范
[典例1] (2017·全国卷Ⅰ，T30)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_______________________________________。
(2)若将甲种植物密闭在无O2，但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是__________________________________________________。
[满分指导]
此类题目分值高且不易得满分，究其原因是考生没有从“填空题只需答核心关键词”的解题套路中解放出来。原因分析类试题答案必须有相对完整的因果链条呈现，可采用由三个短句构成的描述性语言来全面准确答题。本题答案解析如下：
第一句(起点)
第二句(过程)
第三句(终点)
衔接题设(题中的条件)
阐述原因
描述结果
适宜条件下照光培养时
植物在光下光合作用吸收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
将甲种植物密闭在无O2，但其他条件适宜的环境中
甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2又可参与甲种植物有氧呼吸的第三阶段，与NADH结合生成水
所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
[正确答案] (1)植物在光下光合作用吸收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 (2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
[对点训练]
1．(2016·全国卷Ⅲ，T29节选)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。于中午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：
对照组
实验组一
实验组二
实验组三
实验组四
实验处理
温度(℃)
36
36
36
31
25
相对湿度(%)
17
27
52
52
52
实验结果
光合速率
(mg CO2·dm－2·h－1)
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7
回答下列问题：
(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____________________________________________________________________。
解析：(2)与实验组四相比，实验组三的温度高6 ℃，光合速率有所提高，说明实验组四的环境温度未达到光合作用的最适温度，故适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。
答案：(2)四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(合理即可)
失分点(二) 因惯性思维而答错
[典例2] (2016·全国卷Ⅱ，T29节选)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是___________________________________________。
[满分指导]
错误答案
正确答案
不变 60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
错答分析
由于受惯性思维影响，把曲线的纵坐标想当然地理解成是“酶促反应速率”，60 ℃条件下，把t2时曲线不再上升的原因错误理解为受底物浓度或酶浓度的限制
[对点训练]
2．栾城区因盛产草莓而闻名，温室栽培与露天栽培相结合是提高收益的有效措施。科研人员利用温室栽培的草莓，探究不同光照强度对叶片光合作用的影响，实验期间分别于11时和15时打开和关闭通风口，结果如图。请据图分析：
16～17时，限制B组光合速率的主要因素是________；17时，C组叶肉细胞产生ATP的场所是________________________________________________________________。
解析：16～17时，B组净光合速率下降的主要原因是光照强度减弱；17时，C组叶片净光合速率为0，说明此时光合速率与呼吸速率相等。不少考生常受惯性思维影响，把净光合速率看成光合速率，从而认为17时C组光合速率为0，只进行呼吸作用，导致错答。
答案：光照强度 细胞质基质、叶绿体和线粒体
[课堂强化训练]
1．近年来，温室气体增加，臭氧层空洞增大。科研人员以银杏树为材料，研究CO2、O3及其复合作用对光合作用的影响，请回答有关问题：
(1)将银杏树随机分为4组，设置不同的环境条件：A组高浓度CO2、B组高浓度O3、C组__________________、D组(对照)________。
(2)研究发现，测定净光合速率的实验中，A组净光合速率最大。因为较高浓度的该气体能够促进光合作用中________(过程)的进行，从而提高净光合速率。
(3)Ca2＋-ATPase酶能催化ATP的水解，测量该酶活性时，应以__________为底物。科研上常将Ca2＋-ATPase酶的活性作为光合作用强度的判断依据，请从光合作用的过程分析其原因：____________________________________________________________________。
解析：(1)该实验探究CO2、O3及其复合作用对光合作用的影响，因此需要设置单独O3组、单独CO2组及二者的混合物组，同时还需要设置对照实验，C组应是CO2和O3同时增高，D组即对照组应该是自然条件组。(2)由于已知A组净光合速率最大。与其他三组相比，A组是高浓度CO2组，因为较高浓度的该气体能够促进光合作用中暗反应(CO2固定)的进行，从而提高净光合速率。(3)据题意“Ca2＋-ATPase酶能催化ATP的水解”，因此测量该酶活性时，应以ATP为底物。科研上常将Ca2＋-ATPase酶的活性作为光合作用强度的判断依据，从光合作用的过程分析，Ca2＋-ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反应分解ATP，释放能量用于三碳化合物的还原。
答案：(1)CO2和O3同时增高 自然条件 (2)暗反应(CO2固定) (3)ATP Ca2＋-ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反应分解ATP，释放能量用于三碳化合物的还原
2．(2019届高三·绵阳测评)为研究葡萄糖对小球藻生长的影响，研究人员从海南省近岸海域分离得到某种小球藻，光照培养3 d后分三组培养并统计小球藻的数目，实验结果如下。请分析回答：
(1)小球藻是浅海生态系统成分中的________，若各种藻类过度繁殖对该生态系统的影响是________________________________________________________。
(2)小球藻分组培养的实验结果说明：兼养组所施加的外源葡萄糖可____________小球藻的增殖，小球藻不能适应____________(填“自养”或“异养”)生长。
(3)进一步测定自养组和兼养组中小球藻的各项生理指标，如下表所示。
组别
淀粉含量(mg)
光饱和点
[μmol/(m2·s)]
氧气释放
速率(mg/h)
呼吸速率
(mg/h)
自养组
2.741
120
0.018 3
0.000 75
兼养组
9.505
—
0.016 7
0.002 3
注：光饱和点是光合速率达到最大值时相应的光照强度；“—”表示本实验中未测到。
根据测定结果计算，自养组小球藻光合产氧速率为____________mg/h(保留两位小数)，说明葡萄糖对小球藻光合作用光反应的影响是____________。
(4)由上述实验数据推测，施加外源葡萄糖后小球藻积累有机物的效率____________，本实验中没有检测到兼养组的小球藻的光饱和点，分析可能的原因是__________________________________________________________。
(5)综上，若工业化培养本实验中的小球藻以获得其代谢产物，更高效的培养条件是________________________________________________。
解析：(1)小球藻是植物，属于生态系统组成成分中的生产者；若各种藻类过度繁殖，大量消耗水体中的溶解氧，会引起其他水生生物的大量死亡，破坏生态平衡。(2)据坐标图中曲线变化可知，兼养组施加外源葡萄糖后，培养相同时间内，小球藻种群密度较其他两组要大，说明兼养组所施加的外源葡萄糖可促进小球藻的增殖；而异养组在施加外源葡萄糖后小球藻种群密度在下降，说明小球藻不能适应异养生长。(3)表格中氧气释放速率表示光合作用的净量，自养组小球藻光合产氧速率表示光合作用的总量＝光合作用净量＋呼吸量＝0.018 3＋0.000 75≈0.019 (mg/h)；兼养组小球藻光合产氧速率＝0.016 7＋0.002 3≈0.019 (mg/h)，两组小球藻的总光合速率相同，说明葡萄糖对小球藻光合作用光反应无明显影响。(4)由表格实验数据可知，兼养组淀粉含量大于自养组，说明施加外源葡萄糖后小球藻积累有机物的效率更高；本实验中没有检测到兼养组的小球藻的光饱和点，可能是因为施加的葡萄糖在细胞中氧化分解产生二氧化碳，促进暗反应，使光饱和点升高所致。(5)根据题干的数据和分析可知，外源葡萄糖和光照可提高小球藻的种群密度，因此若工业化培养本实验中的小球藻以获得其代谢产物，更高效的培养条件是培养液中添加葡萄糖并提供较强的光照。
答案：(1)生产者 引起水生生物的大量死亡，破坏生态平衡 (2)促进 异养 (3)0.019 无明显影响 (4)更高 施加的葡萄糖在细胞中氧化分解产生二氧化碳，促进暗反应，使光饱和点升高 (5)培养液中添加葡萄糖并提供较强的光照
3．为了研究盐碱地对植物生理的影响，某科研人员以桃树、石榴和海棠的盆栽苗为实验材料，测定了它们在不同浓度的NaCl溶液胁迫下叶片中色素含量的变化情况，结果如表所示。请回答下列问题：
NaCl浓度(mg·g－1)
叶片中色素含量(mg·g－1)
叶绿素
类胡萝卜素
桃树
石榴
海棠
桃树
石榴
海棠
0
8.20
7.58
14.54
1.20
1.25
2.04
2
7.90
7.41
13.43
1.19
1.17
1.83
4
6.25
6.18
11.74
1.12
1.15
1.74
6
5.88
5.22
11.51
1.10
1.02
1.61
(1)要获得表中数据，需提取和分离叶片中的色素，研磨前要剪碎叶片，在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入__________________________，分离色素依据的原理是________________________________________________。
(2)该实验的自变量是____________________________，因变量是____________。分析表中数据可知，三种树的叶片中色素含量的变化趋势是____________________________________。
(3)由表中数据推测，随着NaCl溶液浓度的升高，三种植物的光合作用强度将____________(填“增强”“不变”或“减弱”)，根据光合作用的过程阐述原因：_____________________________________________________。
解析：(1)绿叶中色素的提取实验中需要加入二氧化硅(使研磨更充分)、碳酸钙(保护色素)、无水乙醇(溶解色素)；色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。(2)根据以上分析可知，该实验的自变量是NaCl溶液的浓度和盆栽苗的种类，因变量是各种色素的含量；根据表格数据分析可知，三种盆栽苗的各种色素含量都表现为随着NaCl浓度的增加而逐渐降低。(3)根据以上分析可知，三种盆栽苗的色素随着NaCl浓度的增加都逐渐降低了，进而减弱了光能的吸收，导致光反应强度下降，暗反应强度也随之下降，因此三种植物的光合作用强度都将减弱。
答案：(1)无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 (2)NaCl溶液的浓度和盆栽苗的种类 色素含量 均随NaCl浓度的升高而降低 (3)减弱 色素含量的降低减弱了光能的吸收，光反应强度下降，暗反应强度也下降
第2课时 全析高考题型——学技法·补短板
1．酶和ATP
(1)酶是活细胞产生的，能够起生物催化作用的有机物(一般认定为蛋白质)，只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA，催化(降低反应分子活化能)是酶唯一的功能，酶不具有调节功能。
(2)酶比无机催化剂催化效率更高，是因为酶能更显著地降低反应的活化能。
(3)高温、过酸或过碱会导致酶失活的原因是高温、过酸或过碱等会破坏酶的空间结构，导致酶变性失去活性。
(4)ATP和ADP快速转化的原因是ATP中远离腺苷的高能磷酸键特别容易水解和重新生成；ATP与ADP转化总处于动态平衡中——耗能较多时ATP水解迅速，但其合成也迅速。
(5)ATP水解释放的能量用于细胞中的各种耗能反应，如主动运输、物质合成、肌肉收缩等。
2．细胞呼吸
(1)真核细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、[H]、ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，消耗水，产生CO2；第三阶段在线粒体内膜上进行，消耗氧气，产生水，并产生大量ATP。
(2)动物细胞内CO2的来源只来自有氧呼吸，原因是动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸；有CO2生成的呼吸方式不一定是有氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。
(3)无氧呼吸只在第一阶段合成ATP，其余大部分能量储存在酒精或乳酸中。
(4)不同生物无氧呼吸产物不同的原因：直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是控制酶合成的基因不同。
3．光合作用
(1)绿叶中色素分离的原理是绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸上扩散得快，溶解度小的在滤纸上扩散得慢。
(2)叶绿体类囊体膜上4种色素分子的功能是吸收、传递并转化光能，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。绿色植物的叶子呈现绿色的原因是叶绿素对绿光的吸收最少，绿光被反射出来而呈现绿色。
(3)光合作用的强度可以通过测定一段时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
(4)光反应可为暗反应提供[H]和ATP，暗反应可为光反应提供NADP＋和ADP、Pi。
(5)光合作用产物O2中的氧全来自H2O，细胞呼吸产物H2O中氧全来自O2。
题型一
曲线类题目对光合作用和细胞呼吸常见的考查形式有两大类，一是综合考查设置在密闭环境中植物的光合作用和细胞呼吸；二是综合考查设置在开放环境中植物的光合作用和细胞呼吸。解答此类题目时要明确坐标轴含义，注意曲线的起点、终点、转折点，弄清曲线的含义和影响条件，理解其中蕴含的原理。
[典例1] 研究人员在密闭广口瓶中用二氧化碳缓冲液培养小球藻，在适宜温度条件下，先给予6 h适宜光照然后再置于黑暗条件下6 h，溶液pH的变化情况如图所示。回答下列有关问题：
(1)AC段与CE段比较，小球藻细胞中直接产生ATP的不同部位是________________。
(2)AB、BC段的斜率不同，造成这种差异的主要影响因素是pH的变化会影响________。
(3)在小球藻的叶绿体基质中，AB、BC、CD对应的时间段中________时间段内C3的相对含量最多。
(4)研究人员增大二氧化碳缓冲液的浓度(仍将pH调到7)，结果发现小球藻的光合速率并没有提高反而降低，造成该现象的主要原因可能是_____________________________。
(5)如果继续延长实验时间，最终细胞中产生二氧化碳的主要场所是________。
[解题师说]
一、学题型技法
解答坐标曲线数据类题目一般采用“曲线分合法”分析，即“读轴—看线—综合”的三步曲：
[技法应用]
审题
破题
读轴
识变量
?
横轴
自变量：光照的有无。0～6 h光照，小球藻进行光合作用和细胞呼吸；6～12 h 黑暗，小球藻只进行细胞呼吸
纵轴
因变量：培养液pH的变化。CO2缓冲液的作用是为光合作用提供CO2，而不是维持pH不变
看线
理关系
?
分析曲线
变化趋势
在0～6 h内，随着光照时间延长，溶液pH逐渐升高；在6～12 h内，随黑暗时间延长，溶液pH逐渐下降
综合
求突破
结合问题
综合分析
在光照时，溶液pH升高的原因是小球藻光合作用＞细胞呼吸，溶液中CO2减少；pH会影响酶的活性，因此BC段较AB段光合速率减慢；黑暗中，溶液pH降低的原因是小球藻只进行细胞呼吸，释放CO2
二、学答题策略
1．先稳解基础小题——保住分
第(1)(2)(5)题难度较低，由题干信息可知，在前6个小时，植物同时进行光合作用和呼吸作用，后6个小时内只进行呼吸作用，由图可明确本实验的自变量为是否进行光照，因变量是溶液中pH的变化。影响光合作用的环境因素包括光照强度、温度、二氧化碳浓度等，图中曲线表示pH对光合作用的影响。只要通过分析曲线，并联系有氧呼吸与无氧呼吸、光反应与暗反应的场所，及pH对酶活性的影响等知识便可准确作答。
2．再慎推难度小题——创满分
第(3)(4)题有一定难度，考查角度较新颖。(3)题需要正确分析AB、BC、CD段不同的原因，并掌握光合作用各阶段的物质变化。(4)题需要联系渗透作用的有关知识。
[解析] (1)根据题干信息可知，AC段同时进行光合作用和呼吸作用，CE段只进行呼吸作用，因此AC段产生ATP的不同途径是光合作用的光反应阶段，对应的场所为叶绿体中类囊体薄膜。(2)AB、BC段的斜率不同，主要的影响因素为CO2浓度和pH，其中pH是通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用的。(3)在小球藻的叶绿体基质中，AB、BC、CD三线段对应的时间段内，CD时间段内光照停止，光反应产生的ATP和[H]逐渐下降至0，导致C3的还原不能进行，而二氧化碳固定达到最大限度，因此该区段内C3的相对含量最多。(4)若增大二氧化碳缓冲液的浓度(仍将pH调到7)，则会因为缓冲液浓度过高，导致细胞失水，结果是小球藻的光合速率没有提高反而降低。(5)如果继续延长实验时间，密闭装置内的氧气逐渐消耗，最终植物细胞只能进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，植物细胞无氧呼吸的场所为细胞质基质。
[答案] (1)叶绿体中类囊体薄膜 (2)酶活性 (3)CD (4)二氧化碳缓冲液的浓度过高，导致细胞失水 (5)细胞质基质
三、防细节失分
解答此类问题常见的两类失误
(1)审题不细。审读题目时，没有将题干文字信息和曲线信息结合起来，而是按照思维定式，想当然地认为曲线的横坐标是一昼夜的时间，从而导致不能正确获取曲线信息。
(2)知识缺陷。不能将溶液pH变化与植物光合作用和细胞呼吸联系起来，且易将CO2缓冲液与pH缓冲液混淆。
[对点训练]
1．(2018·南通模拟)红阳猕猴桃是一种珍稀水果。在安徽某猕猴桃种植区，由于特定的地理位置，该山区夏季早晨9：00左右太阳光才开始完全直射，而且此时由于太阳辐射驱动的山谷气体对流，会出现地表CO2暂时堆积和暂时性的逆温。此外，在推广种植时还发现由于夏季强光常导致猕猴桃生长受限，需要采取人工遮光的方法。科研人员为探究遮光对红阳猕猴桃的影响，进行了有关实验，结果如图所示。请分析回答：
(1)猕猴桃果肉细胞中含叶绿素，叶绿素分布在叶绿体的____________，其作用是__________________________。
(2)图2中气孔导度是指植物叶片气孔的开放程度，会直接影响叶片从空气中吸收CO2。CO2中的碳在暗反应中的转移途径是________________(用文字和箭头回答)。图3中叶面温度主要通过影响____________来影响红阳猕猴桃的光合作用。
(3)据图分析，图1中9：00左右，3种遮光条件下红阳猕猴桃叶片净光合速率均达到峰值的可能的原因是______________________________________________________。
(4)本实验显示，在35%遮光条件下，红阳猕猴桃净光合速率在15：00左右达到第二个峰值，主要是由________增加引起的。
(5)研究表明该地区夏季红阳猕猴桃的最佳遮光方式是____________________________。
解析：(1)猕猴桃果肉细胞中含有的叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，其作用是吸收、传递和转化光能。(2)CO2中的碳在暗反应中的转移途径见答案。叶面温度主要通过影响酶的活性来影响红阳猕猴桃的光合作用。(3)依题意和图示分析可推知，图1中9：00左右，3种遮光条件下红阳猕猴桃叶片净光合速率均达到峰值的可能的原因是9：00左右太阳开始完全直射、气孔导度增加，且由于特殊地形，此时CO2暂时堆积和出现暂时性的逆温等。(4)气孔导度越大，植物吸收的CO2越多，越有利于光合作用的进行。图2显示：在15：00左右，在35%遮光条件下的红阳猕猴桃的气孔导度达到第二个峰值，且明显高于不遮光和70%遮光条件下的气孔导度，据此可推知，在35%遮光条件下，红阳猕猴桃净光合速率在15：00左右达到第二个峰值，主要是由气孔导度增加引起的。(5)对比分析三幅图中不同遮光条件下的曲线的变化趋势可知：该地区夏季红阳猕猴桃的最佳遮光方式是适度遮光(35%遮光)，但要避免早晨和傍晚遮光。
答案：(1)类囊体薄膜 吸收、传递和转化光能
(2) 酶的活性 (3)9：00左右太阳开始完全直射、气孔导度增加，且由于特殊地形，此时CO2暂时堆积和出现暂时性的逆温等 (4)气孔导度 (5)适度遮光(35%遮光)，但要避免早晨和傍晚遮光
题型二
表格数据类题目对光合作用和细胞呼吸常见的考查形式有两大类，一是通过对影响光合作用和呼吸作用的常见的单一因素(光照强度、二氧化碳等)列表比较，考查光合作用和细胞呼吸的影响因素和原理。二是通过对多种影响因素综合比较分析，考查光合作用和细胞呼吸的影响因素和原理。不管哪种类型，都要注重分析自变量和因变量，以及相互关系，最终得出结论。
[典例2] 研究人员为探究大气CO2浓度上升及紫外线(UV)辐射强度增加对农业生产的影响，现模拟一定量的UV辐射和加倍的CO2浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了相关生理指标，结果见下表。请分析回答：
分组及实验
处理
株高(cm)
叶绿素含量
(mg·g－1)
光合速率
(μmol·m－2·s－1)
15天
30天
45天
15天
30天
45天
A
对照(自然条件)
21.5
35.2
54.5
1.65
2.0
2.0
8.86
B
UV辐射
21.1
31.6
48.3
1.5
1.8
1.8
6.52
C
CO2浓度倍增
21.9
38.3
61.2
1.75
2.4
2.45
14.28
D
UV辐射和CO2浓度倍增
21.5
35.0
55.7
1.55
1.95
2.25
9.02
(1)从表中A、B两组数据分析，紫外线辐射会降低光合速率。原因可能是紫外线破坏了位于________________膜上的叶绿素，降低了光反应________________的产生量，进而影响光合速率。
(2)从表中A、C两组数据分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于__________________，加快了__________反应的速率；另一方面是由于________的含量增加，使光反应速率也加快，提高了光合速率。
(3)从表中数据可知，A、D两组光合速率________。结合B、C组数据分析，说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以________UV辐射对光合作用的影响。
(4)由表可知，CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO2参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中______的含量。若检测结果是________________________________________________，则支持假设。
[解题师说]
一、学题型技法
解答表格数据类题目常用模板
[技法应用]
审题
破题
一找“特点”，如表中UV辐射组数据
经UV辐射后，与其他组数据相比，株高和叶绿素含量、光合速率都较小，说明UV辐射影响光合作用
二看“规律”，各组株高、叶绿素含量随时间变化的数据
在一定范围内，随时间延长，株高和叶绿素含量都增加，但超过一定时间，叶绿素含量基本不变
三析“异同”，横向和纵向比较各组数据，找出变化规律和各组之间的异同
①A、B两组对照：变量是是否进行UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合速率下降
②A、C两组对照：变量是CO2浓度高低，增大CO2浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合速率增强
③B、D两组对照：变量是CO2浓度高低，增大CO2浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合速率增强
④C、D两组对照：变量是是否进行UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合速率下降
二、学答题策略
1．先稳解基础小题——保住分
第(1)(2)(3)题难度较低，主要考查影响光合作用的因素、光合作用的物质变化过程以及各阶段的反应场所。关键是要比较分析表格数据找到特点、规律和异同，并结合光合作用的过程进行突破。
2．再慎推难度小题——创满分
第(4)题有一定难度，要求考生能够根据实验的目的确定实验的方法步骤以及做出合理的推测。
[解析] (1)分析表格中数据可知，A、B组对照，经过UV(紫外线)照射后，株高变矮，位于类囊体薄膜上的叶绿素含量降低，则光反应减弱，产生的[H]和ATP减少，进而影响光合速率。(2)从表中A、C两组数据分析，自变量是CO2浓度高低，C组CO2浓度倍增，加快了光合作用暗反应的速率；同时C组的叶绿素含量增加，使光反应速率加快，从而提高了光合速率。(3)据表分析，CO2浓度倍增可以抵消UV辐射增强对光合作用的影响，因此D组光合速率与对照组相比无明显差异。(4)由表可知，CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长。研究者认为，这可能与CO2参与了生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中生长素的含量，若检测结果是C组植株中生长素含量大于A组，则支持假设。
[答案] (1)类囊体薄 [H](或NADPH、还原型辅酶Ⅱ、还原态氢)和ATP (2)CO2浓度倍增 暗 叶绿素 (3)无明显差异(或几乎相等) 抵消(或消除、缓解均可) (4)生长素 C组植株中的生长素的含量大于A组植株中的生长素含量(或A组植株中生长素的含量小于C组植株中的生长素含量)
三、防细节失分
(1)找准关键点。对比各组数据，明显发生变化的数据或空白对照组数据都是关键数据。
(2)分析变化趋势。横向或纵向对比各组数据，找出数据变化规律，结合已有知识解答问题。
[对点训练]
2．为研究不同短截程度对苹果枝条修剪反应以及新梢叶片光合特性的影响，科研人员对处于休眠期的一年生外围延长枝条进行不同程度的短截，观察枝条的修剪反应，再进行相关实验测定，结果如下。请回答下列问题：
(1)下表是不同短截程度对苹果枝条修剪反应的实验结果。
处理
萌芽率(%)
成枝率(%)
短枝(<5 cm)率(%)
中枝
(5～20 cm)率(%)
长枝
(≥20 cm) 率(%)
净光合速率
对照组(不修剪)
88.8
19.5
28.8
30.8
40.2
12.256
截取顶芽
80.4
31.3
24.5
28.8
46.7
12.483
截取1/3
69.1
38.9
20.6
24.8
54.6
12.710
截取2/3
51.9
45.8
13.7
18.5
67.8
13.867
根据上述实验数据可看出：
①随短截程度的加重，萌芽率显著______________，成枝率逐渐_____________。
②与对照组相比，中、短枝率随短截程度的加重而逐渐降低，长枝率随短截程度的加重而___________，说明随着短截程度的加重，枝条长势增强。
③随着短截程度的加重，苹果树有机物积累增多，据表分析，原因是___________________________。
(2)如图表示乌鲁木齐7月份，截取2/3、自然光照下苹果成熟叶片一天中不同时刻净光合速率与气孔导度(气孔张开的程度)的日变化曲线(呼吸速率保持不变)。
12：00～14：00时段与16：00～20：00时段叶片的光合速率都下降，导致光合速率下降的可能原因分别是_____________________________________________________。若要测定苹果成熟叶片的总光合速率，应进行的操作是___________________________________________________________。20：00时苹果成熟叶片产生[H]结构有______________________。
解析：(1)①据表格数据分析，随短截程度的加重，萌芽率显著降低，成枝率逐渐升高。②据表格数据分析，与对照组相比，中、短枝率随短截程度的加重而逐渐降低，长枝率随短截程度的加重而逐渐升高，说明随着短截程度的加重，枝条长势增强。③随着短截程度的加重，叶片的净光合速率增强，因此苹果树有机物积累增多。(2)由于曲线图1表示乌鲁木齐7月份的净光合速率，据图2分析，12：00～14：00时段气孔导度下降，导致吸收的CO2减少，使叶片的光合速率下降。16：00～20：00时段，气孔导度下降，导致吸收的CO2减少，暗反应减弱，且16：00～20：00时段，光照强度减弱，导致光反应减弱，因此叶片的光合速率下降。由于无法排除呼吸作用影响，因此不能直接测定苹果成熟叶片的总光合速率，可通过在同样条件下对苹果成熟叶片进行遮光处理，测定呼吸速率，然后与图1中的净光合速率相加，即为苹果成熟叶片的总光合速率。20：00时净光合速率为0，说明此时苹果成熟叶片既进行光合作用，又进行呼吸作用，即产生[H]的结构有线粒体、细胞质基质和叶绿体。
答案：(1)①降低 升高 ②逐渐升高 ③(随着短截程度的加重，)叶片的净光合速率增强 (2)气孔部分关闭(或气孔导度下降)、气孔部分关闭(或气孔导度下降)和光照减弱 在同样条件下对苹果成熟叶片进行遮光处理，测定呼吸速率 线粒体、细胞质基质和叶绿体
题型三
实验设计类题目的主要考查形式有三大类，一是对实验变量的综合考查，解题时要注意准确把握自变量和因变量；二是补充实验步骤类，注重对照实验的设置和单一变量的控制，解题时注意结合实验原理和实验过程来分析；三是实验结果和结论的预测分析，对此问题，一定要对实验装置的动态变化做到心中有数，解题时要注意结合实验目的和实验原理来分析。
实验原理、过程分析型
[典例3] 请回答下列与酶实验相关的问题：
实验原理：淀粉和蔗糖均不具有还原性。在α-淀粉酶的作用下，淀粉水解成为麦芽糖和葡萄糖；同样的条件下，α-淀粉酶不能催化蔗糖的水解。蔗糖酶能催化蔗糖水解生成__①__，蔗糖及其水解产物中，__②__具有还原性，但蔗糖酶不能催化淀粉水解。某同学根据上述原理进行了如下实验：
取2支试管，分别加入质量分数为1%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的蔗糖溶液各2 mL，再各加入α-淀粉酶稀释液1 mL，混合均匀后放入37 ℃恒温水浴锅中保温，15 min后取出，向2支试管中各加入斐林试剂2 mL，摇匀后，__③__，观察__④__。
(1)该实验的目的是___________________________________________________。
(2)填写①②③④所代表的内容，将该实验补充完整：①________________，②________________，③________________，④________________。
(3)某同学想验证温度对酶活性的影响，于是设计了如下实验步骤：
取3支试管并编号，各加入质量分数为2%的淀粉溶液3 mL，分别进行冰水浴、37 ℃水浴及沸水浴处理5～10 min，再分别加入1 mL用上述方式处理的淀粉酶溶液，保温10 min，然后取出，向3支试管中各加入斐林试剂2 mL并摇匀，50～65 ℃水浴加热2～3 min，最后比较各试管颜色，并解释相关现象。
请指出上述实验步骤中的错误之处：________________________________________。
[解题师说]
一、学题型技法
本题属于补充完善与评价型实验分析题，解答此类问题一般按以下四步程序进行：
第一步——明确实验原理
实验原理的表述模式：一般由三部分组成，即自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程概括，在表述时用陈述句而不用疑问句，用肯定句而不用否定句
第二步——确定实验目的
明确实验的自变量和因变量，理清自变量和因变量间的关系，再根据预期的实验结果确定实验目的
第三步——完善实验步骤
实验步骤一般从以下3点考虑：
①取材分组：将若干生长状况、大小等相同的材料?用具?均分为若干组，并用A、B、C……进行标号。
②材料处理：不施加实验变量?自然条件或模拟自然条件?设为对照组；施加实验变量设为实验组?或是相互对照组?；控制无关变量，即其他条件相同且适宜，如试剂等量且适量。
③观察并记录：反应?生化反应类?或培养?生理实验类?相同时间后，观察指标?特异颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等?或测定指标?生长发育速度、生化反应速度等?、记录数据
第四步——评价实验方案
解决分析与评价实验方案类试题的一般思路是从实验设计的原则入手，具体如下：
①分析实验中是否有对照实验。若题目中有对照实验，还要从对照实验是否遵循了单一变量原则、等量原则等进行分析，看对照实验设计是否合理。
②分析实验步骤是否合理、完整。
③分析验证：实验结果的验证目标是否能够实现，实验结果的验证方法是否得当。
④分析材料：材料的选择是否得当，实验器材的选择是否合理，药剂的选择、用量等是否准确。
⑤分析条件：需要加热等实验所需的温度等条件是否合理。
⑥干扰因素是否排除。
⑦实验结论描述是否科学、准确
[技法应用]
审题
破题
明确实验原理和确定实验目的
实验的自变量是底物的种类(淀粉溶液和蔗糖溶液)，因变量是加入淀粉酶和斐林试剂后是否出现砖红色沉淀，即淀粉和蔗糖是否被水解，符合验证酶专一性的实验思路：底物不同，酶相同，因此该实验的目的是验证酶具有专一性
完善实验步骤
本实验的对照原则为相互对照。根据斐林试剂的使用特点可知③应为水浴加热，④为观察实验现象
评价实验方案
在(3)小题“验证温度对酶活性的影响”实验中，已设置相互对照，实验步骤合理，但实验结果的验证方法不正确，验证温度对酶活性的实验中，不能使用斐林试剂，因为使用斐林试剂时需加热
二、学答题策略
1．先稳解基础小题——保住分
第(1)(2)题难度较低，主要考查蔗糖的组成、还原糖的种类及检测方法，以及根据实验原理与步骤判断实验目的。
2．再慎推难度小题——创满分
第(3)题难度较大，主要考查实验方案的分析与评价。实验设计时，要遵循对照原则和单一变量原则，无关变量应相同且适宜。验证温度对酶活性的影响实验中不能用斐林试剂检验，斐林试剂检验时需水浴加热，加热会干扰实验结果。
[解析] (1)根据实验原理及实验步骤可知，本实验的自变量是底物的种类(质量分数为1%的可溶性淀粉溶液和质量分数为2%的蔗糖溶液)，因变量是有无砖红色沉淀产生。因为酶相同而底物不同，因此可确定本实验的目的是验证酶具有专一性。(2)蔗糖酶能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，二者均具有还原性，但蔗糖不具有还原性。实验过程中，加入斐林试剂后，需要50～65 ℃水浴加热2～3 min，并观察颜色变化，即观察是否有砖红色沉淀产生。(3)要验证温度对酶活性的影响，在实验过程中要保证除温度外其他无关变量都相同且适宜。上述实验步骤中，加入斐林试剂后50～65 ℃水浴加热影响了初始温度的设置，从而影响了实验结果。
[答案] (1)验证酶具有专一性 (2)①葡萄糖和果糖 ②葡萄糖和果糖 ③50～65 ℃水浴加热2～3 min ④有无砖红色沉淀产生 (3)加入斐林试剂后进行50～65 ℃水浴加热会影响实验结果
三、防细节失分
(1)关注实验材料和试剂的选取：
①“探究酶的高效性”实验的材料是过氧化氢酶、氯化铁和过氧化氢。
②“探究温度对酶活性的影响”实验的材料是淀粉酶、淀粉和碘液。
③“探究pH对酶活性的影响”实验的材料是过氧化氢酶和过氧化氢。
④“探究酶的专一性”实验的材料是淀粉、淀粉酶、蔗糖、蔗糖酶，从中选两种底物、任选一种酶或者从中选两种酶，任选一种底物。
(2)关注探究酶的最适温度或pH的实验设计程序：
[对点训练]
3．某兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。
实验步骤：
步骤一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；
步骤二、在每支试管中加入等量的底物溶液；
步骤三、在3支试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；
步骤四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。
请回答下列问题：
(1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在实验操作正确的情况下，实验结果如下图。
①该实验中酶促反应速率用________________________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增加的原因是______________________________。
②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为______范围开展实验。
解析：(1)在探究pH对某种酶活性的影响时，pH是自变量，因此先要控制酶溶液的pH，再让酶与底物混合，否则在调节pH之前酶与底物会发生反应，导致出现误差，因此应将步骤二、三顺序调换。在探究pH对某种酶活性的影响时，温度是无关变量，因此应该保持温度相同且适宜，步骤四应更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度。(2)①据图可以看出，实验中酶促反应速率用单位时间内产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量)表示。1 min后，A组产物浓度不再增加，原因是底物浓度是一定的。②据图可知，A组单位时间内产物的浓度最高，说明最适pH在5.0左右，因此应该在0～7.0范围内设置pH梯度开展实验。
答案：(1)应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度 (2)①单位时间内产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量) 底物的量有限(或底物浓度是一定的) ②0～7.0(或大于0小于7)
实验装置及应用分析型
[典例4] 某同学利用装置一、二、三来探究绿色植物的代谢过程。据图回答下列问题：
(1)若要探究植物呼吸作用的类型，可选择实验装置________。若植物只进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是________________________________________________。
(2)若要验证CO2是植物进行光合作用的必需原料，可选择实验装置_________。实验中给植物提供HO后，在装置内检测到含18O的气体有________。
(3)以植物作为实验材料，在暗室内探究光照强度和光合速率的关系时，可选择实验装置________，其中，红色液滴移动的距离代表________(物质)的变化量。现有一个100 W的白炽灯，你认为如何创造不同的光照强度？_______________________________________。
[解题师说]
一、学题型技法
解答此类问题的关键是明确实验装置的原理和用途，再结合问题予以分析：
1．明确装置用途
三个装置的区别在于烧杯中溶液不同，装置一中NaOH溶液是用于吸收CO2的，可用于细胞呼吸的研究；装置三中CO2缓冲液的作用是维持CO2浓度不变，可用于光合作用的研究；装置二中是水，用于对照。
2．合理选取装置
探究呼吸类型
有氧呼吸时，装置一液滴左移，装置二液滴不动；无氧呼吸时，装置一液滴不动，装置二液滴右移。因此应选择装置一、二
验证CO2是光合作用原料
实验的自变量是CO2的有无，因此应选取装置一、三
探究光照强度与光合作用的关系
实验的自变量是光照强度，CO2浓度是无关变量，应保持不变，故选装置三
二、学答题策略
1．先稳解基础小题——保住分
第(1)(3)题难度不高。主要考查分析实验装置、明确实验装置的原理及用途，并结合光合作用和呼吸作用的过程及影响因素进行答题。
2．再慎推难度小题——创满分
第(2)题难度较大。若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，则CO2有无是自变量，所以选装置一和装置三。分析18O的转移途径需掌握细胞呼吸三个阶段及光合作用光反应阶段与暗反应阶段的物质变化。
[解析] (1)有氧呼吸时，装置一烧杯中的NaOH溶液能吸收CO2，但因有氧呼吸消耗O2，故红色液滴左移；装置二烧杯中的H2O不能吸收CO2，由于植物有氧呼吸消耗的O2量与产生的CO2量相等，故红色液滴不移动。无氧呼吸时，植物不消耗O2，但可产生CO2，由于装置一烧杯中的NaOH溶液能吸收CO2，故红色液滴不移动；由于装置二烧杯中的H2O不能吸收CO2，故红色液滴右移。故要探究植物呼吸作用的类型，可选取的实验装置有装置一和装置二。(2)若要验证CO2是植物进行光合作用的必需原料，需要设置有无CO2的对照实验。装置一烧杯中的NaOH溶液能吸收空气中的CO2，据此可设置无CO2的实验组。装置三烧杯中的CO2缓冲液，可以为光合作用提供CO2，据此可设置有CO2的对照组。因此选取的最佳实验装置是装置一和装置三。实验中给植物提供HO后，HO用于光反应阶段产生18O2，也可用于有氧呼吸第二阶段生成C18O2。(3)装置三可以提供光合作用所需要的CO2，故探究光照强度和光合速率的关系时应选用装置三。光合作用产生O2，因此红色液滴移动的距离代表O2的变化量。可以采用不同功率的白炽灯创造不同的光照强度，也可以采用相同功率的白炽灯距离植物的远近来创造不同的光照强度。
[答案] (1)一、二 装置一红色液滴不移动、装置二红色液滴右移 (2)一、三 O2和CO2 (3)三 O2 通过调节植物距离100 W白炽灯的远近改变光照强度
三、防细节失分
(1)掌握不同变量的控制手段：
①光照强度的大小可用不同功率的灯泡进行控制，或者用相同功率的灯泡，通过调整与植物的距离控制，如本题第(3)小题第三空，就是利用100 W的白炽灯距离植物的远近来制造不同的光照强度。
②不同温度可用不同恒温装置控制。
③若要验证CO2是光合作用的原料，应以CO2的有无(如利用添加CO2缓冲液或NaOH溶液的装置设置对照实验)为变量。
④若要验证CO2浓度对光合速率的影响，则应以不同浓度的CO2为变量(不同浓度的CO2缓冲液)。
(2)关注实验设计的两种方法：
①黑白瓶法：用黑瓶(无光照的一组)测得的数据为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的数据为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。
②梯度法：用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
[对点训练]
4．某生物兴趣小组为探究“环境条件对花生种子萌发的影响”，设计了表中所示实验，请据表回答：
培养瓶编号
种子的数量(粒)
种子所处的环境(其他外界条件均相同且适宜)
①
50
培养瓶底部垫有浸湿的布
20 ℃
②
50
培养瓶底部无水
20 ℃
③
50
培养瓶底部垫有浸湿的布
0 ℃
(1)若选取①和③进行对照实验，则实验的自变量是_______________。若探究“水对花生种子萌发的影响”，需选取①和②进行对照实验，请改正实验设计中的一处不足：____________________________________________________________。
(2)为进一步探究花生幼苗的生理活动，兴趣小组设计了如图所示的实验装置。
①将该装置置于黑暗中进行呼吸速率测定时，为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正，校正装置的容器和烧杯中应该放入__________________________________________________________________________。
②若想验证水是光合作用原料(如图所示，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分，不考虑切断主脉后对其他物质的影响)，首先需要对装置进行如下调整：________(多选)。
A．打开阀门 B．关闭阀门
C．移除NaOH溶液 D．不移除NaOH溶液
并在此基础上，请写出实验设计思路。______________________________。
解析：(1)①和③组处理方式中，唯一不同的是温度，则实验的自变量是温度。根据实验分析，①为对照组，若探究“水对花生种子萌发的影响”，则②为实验组，但①与②相比，存在两个变量，一个为是否有水分，另一个是底部是否垫有布，因此需将②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水”。(2)①校正装置的容器和烧杯中应该放入与实验组相同的死花生幼苗和等量的NaOH溶液，以测定该装置未进行呼吸时液滴的移动数值，从而得出更准确的数据。②若想验证水是光合作用原料，则此装置需要进行光合作用，因此需要打开阀门，提供二氧化碳。而NaOH溶液会吸收二氧化碳，不利于植物进行光合作用，因此需要移除NaOH溶液。验证水是光合作用原料，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分，A部分无法吸收到水，B部分正常，可将此装置在黑暗处放置一昼夜，先消耗完叶片中的有机物，然后移到阳光下。一段时间后取下叶片甲，除去叶绿素后滴加碘液，观察A、B两部分颜色变化，可根据A、B两部分的颜色变化判断出A、B两部分是否进行光合作用，从而得出水是光合作用的原料。
答案：(1)温度 编号②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”(或将编号①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水”)
(2)①与实验组相同的死花生幼苗和等量的NaOH溶液
②AC 将此装置在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下。一段时间后取下叶片甲，除去叶绿素后滴加碘液，观察A、B两部分颜色变化
[主观大题·增分强训]
1.如图是小麦果实的结构及其发育的模式图，图中①②③表示不同的生理过程。请回答下列问题：
(1)萌发初期，小麦胚乳被包裹在果皮和种皮内(氧气无法进入)，淀粉在物质A的作用下分解成葡萄糖，葡萄糖在①过程中除最终产生热量外，还产生_______________(至少答出两种)等物质。若用一定浓度的_________(填激素名称)处理，则小麦种子无须发芽就可产生物质A。
(2)萌发时，胚乳中的部分有机物供胚发育成幼苗，在此过程中，胚细胞经过____________________形成幼苗。假设种子萌发过程中所需的营养物质都来自胚乳。已知1 d内每粒小麦种子胚乳干重减少7.1 mg，每粒萌发种子干重减少3.6 mg，则该段时间内每粒种子的有机物转化速率为________ mg/(粒·d)。
(3)已知小麦种子中含有大量的淀粉，在萌发后期发现，小麦种子在单位时间释放的CO2量多于O2吸收量，原因是________________________________________________________。
解析：(1)根据题干“萌发初期，小麦胚乳被包裹在果皮和种皮内(氧气无法进入)”可推知，此时图中的①过程表示无氧呼吸，葡萄糖经无氧呼吸过程除最终产生热量外，还产生CO2、酒精(和ATP)等物质；由于淀粉在物质A的作用下分解成葡萄糖，可推知物质A是淀粉酶，若用一定浓度的赤霉素处理，则小麦种子无须发芽就可产生α-淀粉酶。(2)种子萌发时，胚细胞经过细胞分裂和细胞分化形成幼苗；种子在萌发过程中不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，因此种子的有机物总量在减少，且每粒萌发种子干重减少量＝种子呼吸作用所消耗的有机物量。假设种子萌发过程中所需的营养物质都来自胚乳，则1 d内每粒种子的有机物转化量＝胚乳减少的干重量－种子呼吸作用所消耗的有机物量＝7.1－3.6＝3.5 (mg)，因此，该段时间内每粒种子的有机物转化速率为3.5 mg/(粒·d)。(3)根据第(1)小题可知，萌发的小麦种子细胞呼吸底物是葡萄糖，则有氧呼吸时消耗的O2量＝释放的CO2量，而无氧呼吸不消耗O2，产物是酒精和CO2。萌发后期小麦种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，所以小麦种子在萌发后期单位时间释放的CO2量多于O2吸收量。
答案：(1)CO2、酒精(和ATP) 赤霉素 (2)(细胞)分裂和(细胞)分化 3.5 (3)萌发后期小麦种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
2．图1表示的是ATP作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子的作用机理，图2表示的是某种抗原呈递细胞(APC)在免疫调节中的作用。请分析回答：
(1)神经细胞中的ATP主要来自____________(生理过程)。研究发现，正常成年人安静状态下24 h内有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________________。
(2)由图1可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是__________(写中文名称)。
(3)据图1分析，科学家当初验证ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是：用化学物质____________________________________后，发现接收ATP信号的细胞________________________________________________________________________。
(4)图2中的APC能表达TLR蛋白，进而激活免疫反应。研究表明，如果使TLR基因发生突变，小鼠就不能探测到细菌的存在，据此推测TLR在免疫中具有______作用。
解析：(1)神经细胞中的ATP主要来自有氧呼吸。正常成年人安静状态下24 h内有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体细胞中的ATP和ADP相互(迅速)转化。(2)1分子ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成，ATP在有关酶的作用下，脱去3个磷酸基团后只剩下A，即腺苷。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位发生变化。要验证ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子，应先排除典型神经递质的作用，所以科学家的实验设计思路是：用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现接收ATP信号的细胞仍能接受到部分神经信号。(4)如果使TLR基因发生突变，小鼠就不能探测到细菌的存在，据此推测TLR在免疫中具有识别作用。
答案：(1)有氧呼吸(或呼吸作用) ATP和ADP相互(迅速)转化 (2)腺苷 (3)阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递 仍能接受到部分神经信号 (4)识别
3.落地生根(一种植物)叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放。为研究其光合作用特点，将落地生根的叶片进行离体培养，在光、暗交替条件下分别测定叶片内的淀粉和苹果酸的含量变化，结果如图。据此作出的推测，试回答下列问题：
(1)落地生根叶片上的气孔白天关闭，不能从外界吸收CO2，试分析落地生根________(填“能”或“不能”)在白天进行光合作用，依据是___________________________________________。
(2)落地生根与硝化细菌都能将无机物合成有机物，试分析两者在合成有机物时的主要区别是______________________________________________________________________。
(3)试分析光照下落地生根叶片内淀粉含量变化的原因(提示：CO2是合成苹果酸的原料，苹果酸也能分解产生CO2)：__________________________________________________。
解析：(1)分析图示可知：在有光的条件下，淀粉的含量逐渐上升，据此可推知：落地生根能在白天进行光合作用。(2)落地生根是通过光合作用将无机物合成有机物，硝化细菌是通过化能合成作用将无机物合成有机物，可见，两者在合成有机物时的主要区别在于：将无机物合成有机物利用的能量来源不同，前者利用的是光能，后者利用的是体外无机物氧化分解时所释放的化学能。(3)题图显示：有光时，苹果酸的含量下降，淀粉的含量上升，黑暗时与之相反，据此并结合题意“落地生根叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放”与“CO2是合成苹果酸的原料，苹果酸也能分解产生CO2”可推知，光照下落地生根叶片内淀粉含量变化的原因：黑暗中叶片从外界吸收CO2生成苹果酸，光照下叶片储存的苹果酸分解释放CO2，通过光合作用固定CO2合成淀粉，光照下合成的淀粉量多于分解的淀粉量，叶片中淀粉含量上升。
答案：(1)能 在有光的条件下，淀粉的含量逐渐上升 (2)能将无机物合成有机物利用的能量来源不同，前者利用的是光能，后者利用的是体外无机物氧化分解时所释放的化学能 (3)黑暗中叶片从外界吸收CO2生成苹果酸，光照下叶片储存的苹果酸分解释放CO2，通过光合作用固定CO2合成淀粉，光照下合成的淀粉量多于分解的淀粉量，叶片中淀粉含量上升
4．(2019届高三·南阳四校联考)聚乙二醇(PEG)对花生种子萌发初期的能量代谢有促进作用。现用质量分数为20%的PEG溶液和清水分别浸泡花生种子，洗去PEG溶液，培养两组花生种子使其萌发。在种子萌发初期的10 h内，测定其呼吸强度和ATP含量，结果如下：
(1)ATP是细胞生命活动的__________物质。ATP的主要来源是细胞呼吸，在花生种子萌发过程中，合成ATP最多的场所是细胞的__________。
(2)据甲图分析，PEG溶液浸泡后的花生种子，在开始萌发时呼吸强度比对照组__________(填“高”“低”或“相等”)。
(3)据乙图分析，在花生种子萌发初期的10 h内，经PEG处理的种子与对照组相比，ATP含量变化是____________________________________________，原因是PEG处理的种子生理活动提前启动，各种代谢活动增强，一方面合成较多ATP，另一方面__________，导致
2 h后ATP含量低于对照组。
解析：(1)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。在花生种子萌发过程中，细胞只进行细胞呼吸，主要是有氧呼吸，有氧呼吸的第三阶段产生能量最多，发生场所是线粒体内膜。(2)据甲图分析，PEG溶液浸泡后的花生种子，在开始萌发时(0～4 h)呼吸强度比对照组高。(3)据乙图分析，在花生种子萌发初期的10 h内，经PEG处理的种子与对照组相比ATP含量在前2 h内下降较快，在2～10 h内含量有所增加，但含量比对照组低。
答案：(1)直接能源 线粒体内膜 (2)高 (3)在前2 h内下降较快；在2～10 h内含量比对照组低 消耗较多ATP
5．图甲、图乙依次表示酶的浓度一定时反应速率和反应物浓度、温度的关系。请回答下列问题：
(1)图甲中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再增加，其原因是________________________。
(2)图乙中，a点到b点曲线下降，其原因是______________________________________________________。
(3)下表为甲、乙、丙三个同学分别设计的实验，用以验证酶的专一性。
A组
B组
所用酶制剂
所用试剂
甲
5 mL淀粉溶液
5 mL蔗糖溶液
淀粉酶
斐林试剂
乙
5 mL麦芽糖溶液
5 mL葡萄糖溶液
麦芽糖酶
斐林试剂
丙
5 mL淀粉溶液
5 mL蔗糖溶液
蔗糖酶
碘液
①预期甲同学得到的实验现象是______________________________________。
②乙同学的实验设计________(填“能”或“不能”)得出实验结论。
③丙同学的实验设计可能得不到实验结论，你认为原因是什么？__________________________________________________________________。
解析：(1)由于酶的浓度是一定的，因此，在图甲中，反应物在低浓度范围内增加时，反应速率逐渐增加，当反应物达到一定浓度时，随着反应物浓度的增加，受酶浓度的限制，反应速率不再增加。(2)图乙中，a点时酶的催化效率最高，因此它所对应的温度是酶作用的最适温度。a点到b点曲线下降，这是因为超过酶的最适温度后，随温度的升高，酶的活性下降。(3)①根据酶的专一性，甲同学实验A组中的淀粉在淀粉酶的催化下能分解成还原糖，经斐林试剂检测后，会出现砖红色沉淀，而B组没有砖红色沉淀产生。②麦芽糖及其分解成的葡萄糖都是还原糖，A组和B组经斐林试剂检测后，均会产生砖红色沉淀，从而无法得出实验结论。③因为蔗糖及其水解产物均不能与碘液发生颜色反应，因此用碘液不能检测蔗糖是否水解。
答案：(1)受酶浓度的限制 (2)温度升高使酶活性下降
(3)①A组出现砖红色沉淀，B组没有砖红色沉淀产生 ②不能 ③蔗糖及其水解产物均不能与碘液发生颜色反应，因此，不能用碘液检测蔗糖是否分解
6．(2019届高三·贵阳五校调研)石斛是重要的药用植物，图甲表示石斛叶肉细胞内的部分代谢过程，图乙表示研究人员在适宜温度条件下对两种石斛光合作用特性的研究结果。请回答下列问题：
(1)图甲中①过程发生的场所是________________。图甲中③过程需要____________与CO2结合形成C3(X)。
(2)图乙中A点条件下美花石斛体内能发生的图甲中的过程是________(填数字序号)。图乙中B点条件下春石斛叶肉细胞内的叶绿体释放出的O2的去向是________________。
(3)若光照强度由100 Lux突然增加到200 Lux，则美花石斛叶肉细胞中C3(X)的含量短时间内会减少，请分析原因：____________________________________________________。
(4)从图乙中分析，这两种石斛中更适应阴生环境的是________。通过实验发现春石斛的光合色素含量高于美花石斛，图乙中体现的与之相符的实验结果是_______________________________________________________。
解析：(1)图甲中①过程表示葡萄糖分解为丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中。图甲中③过程表示CO2的固定，该过程中CO2与C5(五碳化合物)结合形成C3(三碳化合物)。(2)图乙中A点条件下美花石斛体内同时进行光合作用与细胞呼吸，故能发生图甲中①②③④过程。图乙中B点条件下，春石斛的光合速率大于呼吸速率，因此，叶肉细胞内的叶绿体产生的O2一部分进入线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段，另一部分扩散到细胞外。(3)光照强度由100 Lux突然增加到200 Lux，短时间内美花石斛的光反应速率加快而暗反应速率保持稳定，因光反应增强能产生较多的[H]和ATP，使C3(X)的消耗量增加，而短时间内C5结合CO2产生C3(X)的速率不变，故C3(X)的含量短时间内会减少。(4)图乙显示，在较弱的光照强度下，美花石斛的光合速率大于呼吸速率，而春石斛需要在较强的光照强度下光合速率才会大于呼吸速率，因此更适应阴生环境的是美花石斛。一般情况下，光合色素含量高，光合速率也高，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。图乙显示，在相同光照强度下春石斛的总光合速率大于美花石斛，这可能与春石斛的光合色素含量较高有关。
答案：(1)细胞质基质 C5(或五碳化合物) (2)①②③④ 线粒体中和细胞外 (3)光照强度增加使光反应产生较多的[H]和ATP，导致C3(X)的消耗量增加，而短时间内C5结合CO2产生C3(X)的速率不变(合理即可) (4)美花石斛 在相同光照强度下春石斛的总光合速率大于美花石斛
7．为研究高温对盛花期棉花植株光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从30 ℃环境移入40 ℃环境培养，测得相关数据如图1。请分析回答下列问题：
(1)由图1可以看出，在高温环境下，三个品系的光合速率均下降，原因可能有：①高温破坏了______________膜的结构，使____________捕获(吸收)光能的效率下降，光反应受到抑制。②高温下______________下降，使叶片吸收的CO2减少，进而影响________________循环，暗反应受到抑制。
(2)三个品系中的________品系在高温条件下光合速率下降最少。原因之一是该品系在高温下____________更显著，因而能更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。
(3)在30 ℃时，测定三种品系植株光合速率变化情况如图2。由图2可知，棉花植株光合速率与光照强度的关系为____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在P点时，检测的是棉花植株的________速率。
解析：(1)由图1可知，将A、B、C三个品系植株从30 ℃环境移入40 ℃环境培养，植株的光能捕获效率均下降，捕获光能是通过叶绿体类囊体薄膜上的光合色素实现的。温度升高，植株的气孔开放程度均下降，使叶片吸收CO2减少，进而影响卡尔文循环。(2)由图1可知，A品系在高温条件下光合速率下降最少。植物散热主要通过蒸腾作用实现，图1中A品系蒸腾作用增加最明显，能够更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。(3)由图2可以看出，在一定范围内棉花植株的光合速率随光照强度的增加而增加；当光照强度过大时，棉花植株的光合速率下降。在P点时，光照强度为0，不能进行光合作用，此时检测的是棉花植株的呼吸速率。
答案：(1)类囊体薄 光合色素 气孔开放程度 卡尔文
(2)A 蒸腾作用 (3)在一定范围内，棉花植株的光合速率随光照强度的增加而增加；当光照强度超过一定值后，棉花植株的光合速率随光照强度的增加而下降(合理即可) 呼吸
8．为了研究三种不同的光对甲植物和乙植物光合作用的影响，某科研小组将甲植物和乙植物分别置于密闭的容器中，测得12 h内氧气的变化情况如表所示。请回答下列问题：
甲植物叶
甲植物根
乙植物叶
乙植物根
白光
＋120
－11
＋89
－14
红光
＋82
－11
＋76
－14
黄光
＋43
－11
＋26
－14
注：单位为mL，“＋”表示较实验起始时增加的量，“－”表示较实验起始时减少的量。该实验温度等条件均适宜，假设同一植物不同部位呼吸强度相同，不考虑光照对呼吸作用产生的影响，材料的质量等都相同。
(1)在红光的照射下，甲植物的实际光合速率为________(以氧气的产生速率表示)，比相同条件下乙植物的实际光合速率________(填“大”或“小”)。
(2)甲植物和乙植物在红光下的光合速率比黄光下高，原因是________________________________________________________________________。
除红光外，甲植物和乙植物在________(不考虑白光)光下的光合速率也比黄光下高。
(3)初春时，自然状态下生长的甲植物多在13：00左右净光合速率达到最大，此时植株干重是否达到一天中的最大量？________(填“是”或“否”)，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在红光的照射下，甲植物的实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(82＋11)÷12＝7.75(mL/h)，而乙植物的实际光合速率为(76＋14)÷12＝7.5(mL/h)。(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。光合色素对红光的吸收量大于黄光，因此甲植物和乙植物在红光下的光合速率比黄光下高。光合色素对蓝紫光的吸收量也大于黄光，所以甲植物和乙植物在蓝紫光下的光合速率也比黄光下高。(3)13：00左右甲植物的净光合速率达到最大，说明此时有机物积累速率最大，13：00以后净光合速率虽然下降但仍然大于0，甲植物仍会积累有机物。
答案：(1)7.75 mL/h 大
(2)光合色素对红光的吸收量大于黄光 蓝紫
(3)否 13：00以后净光合速率减小，但仍然大于0，甲植物仍然能够通过光合作用积累有机物(合理即可)
9．为探究缺镁对植物光合速率的影响，某小组将生长状况相似的大豆幼苗均分为两份分别放入装置1、2中，装置1中为完全培养液，装置2中为缺镁培养液，如图所示。在光照等其他条件都相同且适宜(净光合速率均大于0)条件下培养一段时间，回答下列问题：
(1)请列举出本实验的两个无关变量：________________________。
(2)Mg2＋进入植物细胞的方式为____________。植物体缺镁会导致__________________，从而影响到光合速率。
(3)培养一段时间后观察到两个装置上的着色滴都向右移动且装置2的着色滴移动的距离短些，原因是___________________________________________________________。
(4)若要测量大豆幼苗的呼吸速率，需要对装置做出的改变有____________________________________________(写出两点)。
解析：(1)该实验的自变量是培养液中Mg2＋的有无，培养温度、光照强度、培养液的pH及体积等都为无关变量。(2)Mg2＋进入植物细胞的方式为主动运输。植物体缺镁会导致叶绿素的形成受到阻碍，从而影响到光合作用。(3)由题图可知装置内CO2量不变，净光合速率均大于0，光合作用产生的O2量增加，着色滴向右移动，装置2中植物因缺镁而光合速率较低，着色滴向右移动的距离要短些。(4)若要测量大豆幼苗的呼吸速率，需要排除光合作用的干扰，所以需对装置进行遮光处理，又因为呼吸作用消耗O2产生CO2，故需将NaHCO3/Na2CO3缓冲溶液改为NaOH溶液以吸收产生的CO2，通过着色滴的移动距离就可得知单位时间内O2的消耗量。
答案：(1)温度、光照强度 (2)主动运输 叶绿素的形成受到阻碍 (3)装置内CO2量不变，净光合速率均大于0，光合作用产生的O2量增加，所以着色滴向右移动，装置2中植物因缺镁而光合速率较低，所以着色滴向右移动的距离要短些 (4)对装置进行遮光处理；将NaHCO3/Na2CO3缓冲溶液改为NaOH溶液
1．图1是葡萄糖进入动物细胞及在细胞内的部分代谢过程；图2表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。请分析回答下列问题：
(1)图1中，④过程在_________(部位)中产生水，⑤过程___________(填“产生”或“不产生”)ATP，癌变细胞摄入比正常细胞多若干倍的葡萄糖，并未使有氧条件下产生的ATP总量增加，应是用于图中的______(用图中序号表示)过程。
(2)图2中C点的CO2来自________，M点后CO2释放量不再继续增加的内因是____________________。
(3)为探究污染物N对绿藻有氧呼吸是否有抑制作用，做了如下实验。请完善下列实验内容：
①设置对照实验：设置清水组和含_____________的组加以对照，其他条件相同且适宜。
②测定实验结果：应在________的条件下测定浮游绿藻的_____________________。
③预测实验结果及结论：___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图1中④表示有氧呼吸第二、三阶段，分别发生在线粒体基质和内膜，其中水产生于第三阶段；⑤表示无氧呼吸第二阶段，不产生ATP。根据题意，癌变细胞摄入的葡萄糖比正常细胞多，但是产生的能量没有增加，可能是发生了图中的②③过程。(2)图2中C点时，O2浓度为0，产生的CO2全部来自无氧呼吸；M点后CO2不再增加的原因是与呼吸作用有关的酶的数量是有限的。(3)①该实验的目的是探究污染物N对绿藻有氧呼吸是否有抑制作用，因此设置清水组和含污染物N的组加以对照，其他条件相同且适宜。②在黑暗的条件下测定浮游绿藻的有氧呼吸强度。③若污染物N处理组的有氧呼吸强度小于清水组，则污染物N对绿藻有氧呼吸有抑制作用；若两组的有氧呼吸强度相同，则污染物N对绿藻有氧呼吸没有抑制作用。
答案：(1)线粒体内膜 不产生 ②③ (2)无氧呼吸 呼吸酶的数量有限 (3)①污染物N ②黑暗 有氧呼吸强度 ③若污染物N处理组的有氧呼吸强度小于清水组，则污染物N对绿藻有氧呼吸有抑制作用；若两组的有氧呼吸强度相同，则污染物N对绿藻有氧呼吸没有抑制作用
2．(2019届高三·福州检测)彩叶植物具有很高的观赏价值，叶片中有叶绿素、类胡萝卜素和花青素三类色素，某研究小组模拟高温、高湿的环境条件，对紫叶李的叶片色素及光合特性进行研究，实验处理及部分结果如下表：
温度(℃)
湿度(%)
花青素含量
自然生长条件
对照
26.6
76.5
＋＋＋＋
温室处理
处理1
28.1
90.0
＋＋＋
处理2
30.3
85.0
＋＋
处理3
33.6
80.3
＋
回答下列问题：
(1)叶肉细胞中，花青素存在于_______，不参与光合作用。参与光合作用的色素应分布在________________上。
(2)研究小组发现13时左右，对照组的净光合速率明显减弱，称作“光合午休”。三个温室处理组净光合速率却能达到最大值，处理组没有“光合午休”的原因可能是____________________________________________________________________。
(3)盛夏，紫叶李叶片逐渐变成绿色，失去观赏价值，据上表推测，原因是__________________，提出一个可行的解决措施_____________________________________。
解析：(1)花青素存在于叶肉细胞的液泡中，不参与光合作用。参与光合作用的色素(叶绿素、类胡萝卜素)分布在类囊体薄膜上。(2)三个温室处理组，在高温、高湿的环境条件下，蒸腾作用增强，但气孔没有关闭，二氧化碳正常供应，因此没有“光合午休”的现象。(3)根据表格推知，随着处理组温度的升高，花青素的含量逐渐降低，说明在盛夏，温度增高，花青素含量减少，导致紫叶李叶片逐渐变成绿色，失去观赏价值。因此需要对紫叶李进行喷水降温、增加大气湿度，来提高花青素的含量。
答案：(1)液泡 类囊体薄膜 (2)高温、高湿的环境条件下，蒸腾作用增强，气孔没有关闭，二氧化碳正常供应 (3)温度增高，花青素含量减少 喷水降温、增加大气湿度
3.植物叶片光合作用合成的有机物除了供叶片自身所需外，还会大量运输到茎、果实、根等其他器官利用或储存起来。为研究温度对光合产物运输的影响，科学家把14CO2供给玉米叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物——14C标记的碳水化合物的运输情况，结果如下：
组次
实验温度(℃)
14C标记的碳水化合物的分配比例
气温
土温
顶端
根部
1
22.4
22.0
19.8%
8.2%
2
14.7
22.0
15.3%
13.7%
3
22.4
17.0
19.2%
2.1%
回答下列问题：
(1)叶片细胞吸收14CO2后，在叶绿体的__________(结构)提供的ATP和[H]作用下，可将_________还原成光合产物(14CH2O)。
(2)从曲线和表格数据中可以推测，有机物运输的最适温度是在_________ ℃左右。低于最适温度，导致运输速率降低，其原因是___________________________________。
(3)从表格可以看出，该科学家进行的3组实验中，能形成两组对照，判断的理由是____________________________________。当气温_________(填“低于”或“高于”)土温时，有利于玉米光合产物流向根部。
解析：(1)在叶绿体的类囊体薄膜经光反应产生ATP和[H]，转移到叶绿体基质，将叶片细胞吸收的14CO2固定形成的14C3还原成光合产物(14CH2O)。(2)从曲线和表格可知有机物运输的最适温度是在22 ℃左右。在低于最适温度的条件下，由于植株呼吸作用减弱，产生的能量(ATP)减少，进而导致运输速率降低。(3)表格中3组实验，1组和2组、1组和3组分别形成对照，因为只有它们才遵循单一变量原则；当气温低于土温时，有利于玉米光合产物流向根部。
答案：(1)类囊体(薄膜) 14C3 (2)22 温度降低，植株呼吸作用减弱，产生的能量(ATP)减少 (3)只有1组与2组，1课件54张PPT。重难增分专题一高考4个必考主观大题精
细研究——“代谢类”题目第1课时 精研高考真题
——明考点?查不足必备能力重点研究
——强技能必备能力重点研究高考真题分类研究0302高考真题分类研究
——找规律01失分细节特别研究
——防易错失分细节特别研究04课堂强化训练04NO·1高考真题分类研究
——找规律光合作用和细胞呼吸中的物质转化关系高频考点(一)两个题目虽然考查形式不同，但都创设情景考查了光合作用和细胞呼吸的物质转化关系以及光反应和暗反应的关系。解答此类问题的方法是用元素示踪法分析O、C、H在光合作用与细胞呼吸物质转化方面的联系，明确NADPH、NADP＋以及ATP、ADP、Pi在光反应和暗反应之间的转化关系，能用部分与整体的观点理解光合作用、细胞呼吸和光反应、暗反应的关系找共性第1题第(1)(2)小题以流程图形式直接考查了光合作用和细胞呼吸的物质转化过程；第2题第(2)小题以实验分析题形式考查了全光照、光照和黑暗交替处理对光合作用光反应和暗反应的影响析个性光照强度、植物(叶片)种类与光合作用的关系高频考点(二) 三个题目考查形式和考查角度都完全相同，都是以曲线分析题形式考查光照强度、植物(叶片)种类与光合作用的关系。解答此类问题要明确光照强度影响光合作用的原理，学会从光合作用的原理和过程角度分析阴生植物光补偿点比阳生植物低的原因，掌握曲线图中判断阴生植物和阳生植物的方法，总结影响光合作用因素的曲线类题目的类型、分析方法和解题技巧找共性第1题根据光照强度与净光合速率曲线分析甲、乙两种植物在不同光照强度下对光能利用率的差异；第2题第(1)小题根据光照强度与净光合速率曲线分析同种树木树冠上下层叶片对光能利用的差异；第3题第(2)小题根据图中曲线直接考查叶面积系数对光合速率和呼吸速率的影响，第(3)小题直接考查阴生植物和阳生植物光补偿点的大小析个性NO·2必备能力重点研究
——强技能内容说明内容内容说明内容新情景信息获取能力能 力 强 化 (一)能 力 强 化 (二)内容说明内容内容说明内容有关表格题的分析与作答蓝色浅蓝色浅绿色黄绿色浅黄色X浅绿色50 min后试管中溶液的颜色20406080100遮光*20距日光灯的距离(cm)有有有有有有无水草每组4根葡萄枝条，⑥(行标)表示“同一实验组内的不同个体”，即填“枝条1”“枝条2”“枝条3”“枝条4”选取相同高度、相同长势的葡萄枝条20根，平均分为5组条件对照，表中的⑤(列标)填上“A”“B”“C” “D”“E”五组，不需加空白对照组配制系列浓度梯度的生长素类似物溶液(共5组)第二步：
确定行标和列标自变量：不同浓度的生长素类似物溶液
因变量：葡萄扦插枝条的生根状况
标题：不同浓度的生长素类似物溶液对葡萄扦插枝条生根状况的影响记录表探究生长素类似物促进葡萄扦插枝条生根的最适浓度范围第一步：确定表格标题在表头②中填“根长度(mm)”，再结合前两步在③中填“葡萄枝条”，①中填“组别”测量并记录每组枝条的生根长度第三步：确定表格表头NO·3失分细节特别研究
——防易错“原因分析类长句作答题”答案不规范失分点(一)使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量适宜条件下照光培养时描述结果阐述原因衔接题设(题中的条件) [正确答案] (1)植物在光下光合作用吸收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 (2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加所以当O2增多时，有氧呼吸会增加甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2又可参与甲种植物有氧呼吸的第三阶段，与NADH结合生成水将甲种植物密闭在无O2，但其他条件适宜的环境中对点训练失分点(二) 因惯性思维而答错由于受惯性思维影响，把曲线的纵坐标想当然地理解成是“酶促反应速率”，60 ℃条件下，把t2时曲线不再上升的原因错误理解为受底物浓度或酶浓度的限制错答分析不变 60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加对点训练NO·4课堂强化训练谢 谢 观 看 课件66张PPT。第2课时 全析高考题型
——学技法?补短板题 型 一坐标曲线类题目 曲线类题目对光合作用和细胞呼吸常见的考查形式有两大类，一是综合考查设置在密闭环境中植物的光合作用和细胞呼吸；二是综合考查设置在开放环境中植物的光合作用和细胞呼吸。解答此类题目时要明确坐标轴含义，注意曲线的起点、终点、转折点，弄清曲线的含义和影响条件，理解其中蕴含的原理。【全析高考题型】解 题 师 说在光照时，溶液pH升高的原因是小球藻光合作用＞细胞呼吸，溶液中CO2减少；pH会影响酶的活性，因此BC段较AB段光合速率减慢；黑暗中，溶液pH降低的原因是小球藻只进行细胞呼吸，释放CO2结合问题综合分析综合
求突破在0～6 h内，随着光照时间延长，溶液pH逐渐升高；在6～12 h内，随黑暗时间延长，溶液pH逐渐下降分析曲线变化趋势看线
理关系
?因变量：培养液pH的变化。CO2缓冲液的作用是为光合作用提供CO2，而不是维持pH不变纵轴自变量：光照的有无。0～6 h光照，小球藻进行光合作用和细胞呼吸；6～12 h 黑暗，小球藻只进行细胞呼吸横轴读轴
识变量
?对点训练题型二表格数据类题目 表格数据类题目对光合作用和细胞呼吸常见的考查形式有两大类，一是通过对影响光合作用和呼吸作用的常见的单一因素(光照强度、二氧化碳等)列表比较，考查光合作用和细胞呼吸的影响因素和原理。二是通过对多种影响因素综合比较分析，考查光合作用和细胞呼吸的影响因素和原理。不管哪种类型，都要注重分析自变量和因变量，以及相互关系，最终得出结论。【全析高考题型】解 题 师 说在一定范围内，随时间延长，株高和叶绿素含量都增加，但超过一定时间，叶绿素含量基本不变经UV辐射后，与其他组数据相比，株高和叶绿素含量、光合速率都较小，说明UV辐射影响光合作用①A、B两组对照：变量是是否进行UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合速率下降④C、D两组对照：变量是是否进行UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合速率下降②A、C两组对照：变量是CO2浓度高低，增大CO2浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合速率增强③B、D两组对照：变量是CO2浓度高低，增大CO2浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合速率增强对点训练题 型三实验设计分析
类题目 实验设计类题目的主要考查形式有三大类，一是对实验变量的综合考查，解题时要注意准确把握自变量和因变量；二是补充实验步骤类，注重对照实验的设置和单一变量的控制，解题时注意结合实验原理和实验过程来分析；三是实验结果和结论的预测分析，对此问题，一定要对实验装置的动态变化做到心中有数，解题时要注意结合实验目的和实验原理来分析。【全析高考题型】类型一
实验原理、过程分析型【全析高考题型】解 题 师 说在(3)小题“验证温度对酶活性的影响”实验中，已设置相互对照，实验步骤合理，但实验结果的验证方法不正确，验证温度对酶活性的实验中，不能使用斐林试剂，因为使用斐林试剂时需加热评价实验方案本实验的对照原则为相互对照。根据斐林试剂的使用特点可知③应为水浴加热，④为观察实验现象完善实验步骤实验的自变量是底物的种类(淀粉溶液和蔗糖溶液)，因变量是加入淀粉酶和斐林试剂后是否出现砖红色沉淀，即淀粉和蔗糖是否被水解，符合验证酶专一性的实验思路：底物不同，酶相同，因此该实验的目的是验证酶具有专一性明确实验原理和确定实验目的 对点训练类型二
实验装置及应用分析型【全析高考题型】解 题 师 说实验的自变量是光照强度，CO2浓度是无关变量，应保持不变，故选装置三探究光照强度与光合作用的关系实验的自变量是CO2的有无，因此应选取装置一、三验证CO2是光合作用原料有氧呼吸时，装置一液滴左移，装置二液滴不动；无氧呼吸时，装置一液滴不动，装置二液滴右移。因此应选择装置一、二探究呼吸类型对点训练
“主观大题?增分强训”见“检测 (五)”
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