专题二第2讲.doc

第2讲　光合作用和细胞呼吸

考纲要求
5年考情
2009
2010
2011
2012
2013
1.光合作用的基本过程(Ⅱ)
海南，15
天津，1
大纲全国Ⅱ，31
新课标全国，3
浙江，1
福建，1
新课标全国Ⅱ，2
海南，2、10
重庆，6
四川，1
2.影响光合作用速 率的环境因素(Ⅱ)
海南，13
广东理基，40
安徽，29Ⅰ
福建，2
江苏，23
山东，2
天津，5
新课标全国Ⅰ，29浙江，30
江苏，33
大纲全国，31
3.细胞呼吸(Ⅱ)
江苏，11
福建，26Ⅰ
课标全国，2

山东，4
安徽，3
江苏，23新课标全国，29
福建，26
安徽，3
广东，29
海南，9

填充关键点

思考连接处
(1)空气中被标记的CO2被植物吸收如何又返回到大气中？
提示　CO2→C3→C6H12O6→C3H4O3→CO2。
(2)若光照由强到弱，CO2浓度不变，有可能会影响细胞呼吸速率吗？
提示　由于[H]、ATP减少，生成C6H12O6减少，有可能造成影响。

考点1　光合作用与细胞呼吸的过程

1．完善光合作用和细胞呼吸的过程图解

2．总结光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源及去向

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)
3． 下列为叶肉细胞在不同条件下气体交换示意图，据图判断各自所处的条件，并在图⑤中找到图①②③④所对应的点或线段。

①表示只进行细胞呼吸无光合作用，对应图⑤中的A点；②表示光合作用<细胞呼吸，对应图⑤中的AB段；③表示光合作用＝细胞呼吸，对应图⑤中的B点；④表示光合作用>细胞呼吸，对应图⑤中的B点以后。
【思维辨析】
(1)无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程 (2013·海南，2A)( × )
提示　无氧呼吸第二阶段产生[H]。
(2)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环 (2013·天津，3A)( × )
提示　能量不循环，是单向流动的。
(3)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
(2009·浙江，4C)( × )
提示　转变为热能和ATP中活跃的化学能。
(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中长时间培养后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低
(2011·新课标全国，3改编)( √ )
提示　镁是叶绿素合成的原料，光反应为暗反应提供[H]和ATP。
(5)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水 (2010·课标全国，2B)( × )
提示　[H]在线粒体内膜上与氧结合产生水。
(6)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累 (2010·课标全国，2C)( × )
提示　无氧呼吸第一阶段产生的[H]被第二阶段消耗，故没有[H]的积累。
(7)无氧呼吸的终产物是丙酮酸 (2010·课标全国，2A)( × )
提示　终产物应是乳酸或酒精和二氧化碳。
(8)(2012·江苏卷，23)如图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生
的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选) (　　)

A．1和3都具有双层生物膜
B．1和2所含酶的种类不同
C．2和3都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
答案　BD
解析　分析有氧呼吸过程可知：在细胞质基质中完成有氧呼吸第一阶段，将葡萄糖分解为丙酮酸、[H]，并产生少量ATP，所以1为细胞质基质，甲为丙酮酸；在线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，将丙酮酸和水分解为CO2、[H]，并产生少量ATP，所以2为线粒体基质，乙为[H]；在线粒体内膜上完成有氧呼吸第三阶段，[H]与O2反应生成H2O，同时产生大量ATP，所以3为线粒体内膜。1代表的细胞质基质无生物膜，A项错误；细胞质基质和线粒体基质中所含酶的种类不同，进行的化学反应也不同，B项正确；2线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲为丙酮酸，乙为[H]，D项正确。
【归纳提炼】
1． 光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系
(1)物质变化
①C：CO2有机物丙酮酸CO2
②H：H2O[H](CH2O)[H]H2O
③O：H2OO2H2O
(2)能量变化
光能ATP(CH2O)―→各项生命活动
2． 对光合作用和细胞呼吸认识的几个误区
(1)误认为暗反应不需要光：光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物[H]和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。
(2)误认为有氧呼吸的全过程都需要O2：有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要O2。
(3)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体
①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。
②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。

例1　绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系。下面的物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答：

(1)①过程是在_____________________上进行的，发生的能量变化是_______________。
(2)③④⑤过程表示________________过程。
(3)上述①～⑤过程中，能产生ATP的过程是____________(写代号)。
(4)①过程产生的ATP的去向是_______________________________________________，
其作用是________________________________；③④⑤过程中产生的ATP的作用是___________________________________________________________________________。
破题思路　审题确认过程→联想光合作用与细胞呼吸过程→确定简图中各标号的过程名称→根据设问要求作出解答。
个性分析　(1)光反应的场所是类囊体的薄膜，该过程中光能转变为活跃的化学能。(2)有氧呼吸第一阶段、第二阶段、第三阶段统称为有氧呼吸。(3)能产生ATP的过程有光反应、有氧呼吸的三个阶段。(4)光反应产生的ATP将转移到叶绿体基质中被利用，为暗反应提供能量；有氧呼吸三个阶段产生的ATP为各项生命活动供能。
答案　(1)类囊体的薄膜　光能转变为活跃的化学能
(2)有氧呼吸　(3)①③④⑤　(4)转移到叶绿体基质中被利用　为暗反应提供能量　为各项生命活动供能
思维延伸　(1)过程②发生的能量转化是什么？
提示　由ATP和[H]中活跃的化学能转变为C6H12O6中稳定的化学能。
(2)完成③、④、⑤过程的具体场所分别是______________、________________、________________。
提示　细胞质基质　线粒体基质　线粒体内膜
(3)若在干旱高温的环境里，则绿色植物从空气中吸收CO2的量会减少，原因是
________________________________________________________________________。
提示　大量气孔关闭
(4)若②过程突然降低CO2的供应，其他条件不变且适合，则C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6如何变化？
提示　C3↓、C5↑、[H]↑、ATP↑、C6H12O6↓。
解题模板　利用曲线模型解决影响因素骤变时物质的量的变化
条件
曲线
光照强度由强到弱、CO2供应不变

光照强度由弱到强、CO2供应不变

光照不变、CO2量由充足到不足

光照不变、CO2量由不足到充足

考点2　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素

1．影响光合作用的因素的相关曲线解读

(1)光照强度(如图甲)
①原理：影响光反应阶段ATP、[H]的产生。
②分析
P点的限制因素
(2)CO2浓度(如图乙)
①原理：影响暗反应阶段C3的生成。
②分析
P点的限制因素
(3)温度(如图丙)
①原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。
②分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。
2． 影响细胞呼吸因素的相关曲线解读

(1)温度(如图甲)
①原理：影响酶活性。
②实践应用：在零上低温下储存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，通过增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量。
(2)O2(如图乙)
①原理：无氧呼吸时氧气起抑制作用，有氧呼吸时第三阶段需要氧气。
②实践应用：常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
(3)含水量
①原理：自由水含量较高时呼吸旺盛。
②实践应用：储藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
【思维辨析】
(1)(2013·重庆卷，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是 (　　)

A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B．t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量
降低
答案　D
解析　水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体的薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。
(2)(2013·安徽卷，3)如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是 (　　)

A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛
B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降
C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降
D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成
答案　D
解析　分析曲线图可知水稻种子在植物开花后的10到30 d(种子成熟前期)干物质快速积累，随后趋缓；而呼吸速率在10到30 d则维持最强，随后快速减弱，即干物质积累速率与呼吸速率成正相关，故A项正确、D项错误。种子成熟后期自由水减少、脱落酸含量较高是植物生理的事实，这两种成分的含量变化影响呼吸速率，使之下降。
【归纳提炼】
呼吸速率、总(真正)光合速率与表观光合速率的关系的确认
(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物的生成量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
(2)表观光合速率与真正光合速率的辨析：在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率，如图所示。

(3)表观光合速率与真正光合速率的判定
①若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为表观光合速率，若是负值则为真正(实际)光合速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。
③有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正(实际)光合速率。
(4)呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。
(5)有机物积累量的表示方法：一昼夜有机物的积累量(用CO2的量表示)可用式子表示为：积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。

例2　(2013·江苏卷，33)为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题：

(1)叶绿体中色素的功能是________________________________________________。
(2)大气中的CO2可通过植物叶片表面的________进入植物体内。光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的________，有机物(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物________中。
(3)当NaCl浓度在200～250 mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于______________________，后者主要是由于__________________________。
(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上____________________________________
表示。请绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。
破题思路　从设问入手→联想所学知识→直接确定(1)、(2)；根据图示信息的对比确定(3)中的第一个空，根据已有知识确定(3)中的第2个空；根据总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者含义及关系确定(4)。
个性分析　(1)叶绿体中色素的功能是吸收、传递和转换光能；(2)气体通过叶表皮上的气孔进出叶肉细胞；光合作用中产生的有机物中的氧来自CO2；细胞进行有氧呼吸时，有机物中的氧进入CO2。本题应注意水中氧的变化方向。(3)通过柱形图中NaCl浓度变化与净光合速率和光合色素量的变化对比可知，NaCl通过影响光合色素含量而影响光合速率。而在自然条件下，中午由于温度较高，植物为减少水分散失而将气孔部分关闭，这将导致叶肉细胞获得的CO2少而使光合速率下降。(4)可用单位时间内光合作用过程中的原料或产物的变化量表示光合速率，如CO2的消耗量、O2的产生量或有机物的产生量。绘制曲线时应注意纵坐标表示的是总光合速率而不是净光合速率，即应大于净光合速率。
答案　(1)吸收、传递、转换光能　(2)气孔　CO2　CO2
(3)光合色素含量降低　胞间CO2浓度降低
(4)光合作用消耗的CO2量(光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量)　如图

思维延伸　(1)当NaCl浓度在200～250 mmol/L时植物是否停止了生长甚至死亡？
提示　没有，因为此时净光合速率仍大于零。
(2)如果用装置1测定被研究生物的呼吸强度，NaOH溶液的作用是什么？

提示　吸收掉呼吸所产生的CO2。
解题模板　利用液滴移动法对细胞呼吸类型和光合作用强度及类型测定的归类
(1)呼吸类型的确定(增加装置2)

对思维延伸中装置1与装置2的结果进行比较
结果分析：装置1着色液滴左移、装置2着色液滴不动，说明种子只进行有氧呼吸；装置1着色液滴不动、装置2着色液滴右移，说明种子只进行无氧呼吸；装置1着色液滴左移、装置2着色液滴右移，说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
(2)测定净光合作用强度(如装置3所示)

将装置3(对照组放置死植物)放在光照充足、温度等相同的环境中，记录装置3与对照组红墨水滴移动的方向和刻度。CO2缓冲液起到平衡二氧化碳的作用。
(3)探究不同光照强度下光合作用和细胞呼吸强度的大小
将上述装置3置于不同光照强度下，记录装置3中红墨水滴移动的方向。
结果分析：①若红色液滴右移，说明光照较强，光合作用强度大于细胞呼吸强度，释放O2使瓶内气压增大。②若红色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小。③若红色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，释放O2量等于吸收O2量，瓶内气压不变。
考点3　叶绿体色素的提取和分离

例3　在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正确，他们所得的实验结果依次应为 (　　)
试剂
甲
乙
丙
丁
无水乙醇
－
＋
＋
＋
水
＋
－
－
－
CaCO3
＋
＋
－
＋
SiO2
＋
＋
＋
－

A．①②③④ B．②④①③
C．④②③① D．③②①④
破题思路　确认表格中各种试剂的作用→分析每位同学缺少的试剂→由缺少试剂所起的作用推测实验结果。
个性分析　其中乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要水，若加入水后会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分，CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学正常操作，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，所以实验结果对应③。
答案　B
思维延伸　(1)色素带中的四种色素主要吸收什么光？
答案　叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
(2)色素提取和分离的原理分别是什么？
答案　提取原理：色素能溶解在有机溶剂(如无水乙醇)中；
分离原理：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。
(3)某同学在秋天做色素提取分离实验时，提取和分离过程操作正确，而实验结果只出现了图④中的最上面的两条色素带，最可能的原因是什么？
答案　叶绿素被降解。

1． 实验结果的拓展分析
(1)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶绿素b。
(2)四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小。
(3)色素带的粗细与色素的含量有关，从色素带的宽度可推知色素含量的多少。
(4)通过对比不同滤纸条上色素带的种类，可确定不同叶片中色素的种类，如黄色叶片中的色素在分离时，可能缺少蓝绿色或黄绿色。
2． 实验的异常现象分析
(1)提取液颜色浅的原因
①研磨不充分，色素未充分提取出来。
②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。
③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
(2)色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。
(3)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。
(4)滤纸条上看不见色素带的原因
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。

1． (2013·新课标全国卷Ⅱ，2)关于叶绿素的叙述，错误的是 (　　)
A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
答案　D
解析　植物在进行光合作用时主要吸收红光和蓝紫光，由于绿色植物几乎不吸收绿色光，所以植物的叶片一般呈现绿色。
2． (2013·海南卷，10)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是 (　　)

A．a、b和d B．a、c和e
C．c、d和e D．b、c和e
答案　B
解析　部位c、e被锡箔纸遮盖所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。
3． (2013·北京卷，29)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3 d后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。

(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和____，在________中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。
(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率________。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是________。
(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中________________________________增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，________降低，进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会______光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测________叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是__________________________________________，
则支持上述推测。
答案　(1)[H]　叶绿体基质　(2)降低　28　(3)淀粉和蔗糖含量　输出量　(4)抑制　(5)未遮光　光合产物(淀粉、蔗糖)含量降低，光合速率(CO2固定速率相对值)增大
解析　(1)光合作用光反应可为碳反应(暗反应)提供[H]和ATP，并在叶绿体基质中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1信息知，随去除棉铃百分率的提高，叶片固定CO2能力明显降低；对照组(未摘除棉铃)植株CO2固定速率的相对值应为“去除棉铃百分率为0”时的CO2固定值即“28”。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖含量增加；由题干信息知叶片光合产物“被运到棉铃中被利用”，故除去棉铃后，叶片光合产物输出量降低，从而导致相应产物在叶片中积累。(4)综合图1、图2相关信息可知，叶片中光合产物积累将明显降低CO2固定速率，即抑制光合作用。(5)该验证实验中，去除植株上的棉铃，使“遮光叶片成为需要光合产物输入的器官”，则未遮光叶片光合作用产物会不断转运至遮光叶片中，从而导致未遮光叶片中蔗糖和淀粉含量下降，进而解除产物积累对光合速率的抑制，因此，通过检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，倘若与只去除棉铃植株的叶片相比，检测结果为CO2固定速率相对值增大，则可支持相关推测。
4． (2013·福建卷，26)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。

请回答：
(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________________________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用，其中________ mmol·L－1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的[H]和______________减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)线粒体基质　A　(2)减缓　30　(3)ATP　不能，因为无氧呼吸可能会产生CO2
解析　(1)A、B、C三点，A点有氧呼吸速率最大，耗氧最多，单位时间内与氧结合的[H]最多；(2)根据图示结果作答；(3)根据光反应与暗反应的关系回答第一空，根据无氧呼吸的产物回答最后一问。

A组
1． (2013·海南卷，8)关于叶绿素提取的叙述，错误的是 (　　)
A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料
B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏
C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分
答案　C
解析　本实验选材是新鲜的绿叶，故A对。加入少许碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏，故B对。叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等，故C错。研磨时加石英砂的目的是使研磨更充分，故D对。
2． 取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。对上述实验结果的解释，错误的是 (　　)
A．线粒体内进行的是丙酮酸彻底分解和消耗氧气生成水的过程
B．在线粒体内不能完成葡萄糖的酵解，而能完成丙酮酸的分解过程
C．葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的，不需要消耗氧气
D．有氧呼吸中，水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的
答案　D
解析　葡萄糖只能在细胞质基质内氧化分解成丙酮酸，而不能在线粒体内进行氧化分解，这是由于线粒体内不含有与分解葡萄糖有关的酶；有氧呼吸过程中，水的参与和生成都是在线粒体中进行的。
3． 如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率的关系。温度、水分和无机盐条件均适宜，下列有关分析不正确的是 (　　)

A．当E<B时，可以通过增大光照强度和增加CO2浓度来增大光合速率
B．当B<E<C时，限制作物增产的主要因素是CO2浓度
C．当E>C时，可采取遮光措施，保证作物的最大光合速率
D．如遇连阴天，温室需补光，选用白光最有效
答案　D
解析　当E>C时，光照强度增强，光合速率降低，因此可采取遮光措施，保证作物的最大光合速率；如遇连阴天，温室需补光，选用红光或蓝紫光最有效。
4． 如图表示温度对某种藻的光合作用、呼吸作用的影响，下列相关叙述中不正确的是(　　)

A．测定净光合产氧速率时，各温度条件下CO2的浓度必须相同
B．测定呼吸耗氧速率时，必须在无光条件下进行且供O2充足
C．若连续光照，则35 ℃时该藻的净光合作用速率最大
D．若连续光照而温度保持在40 ℃，则该藻有可能死亡
答案　D
解析　40 ℃时净光合产氧速率等于呼吸耗氧速率，即光合作用产物仍有剩余，因此连续光照而温度保持在40 ℃，该藻不可能死亡。
5． 新采摘的玉米味道比较甜的原因是子粒中蔗糖的含量较高。采摘一天后玉米子粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，采摘几天后的玉米子粒失去甜味；采摘后立即冷冻可以保持玉米子粒的甜味。下列表述正确的是 (　　)
A．玉米子粒中的蔗糖是子粒通过光合作用合成的
B．蔗糖转化为淀粉是通过光合作用的暗反应实现的
C．冷冻处理抑制了相关酶的活性，减少了淀粉的生成
D．蔗糖转化成淀粉后子粒的呼吸速率增加，利于储存
答案　C
解析　玉米的子粒没有光合能力，其中的蔗糖是从含有叶绿体的细胞通过光合作用合成后运输至子粒的；光合作用的暗反应是固定二氧化碳进而生成葡萄糖的过程，蔗糖转化为淀粉是二糖合成多糖的过程，不属于光合作用；冷冻过程会抑制相关酶的活性，使淀粉的生成速率减慢；蔗糖转化成淀粉后有利于物质的储存，但是不利于呼吸消耗。
6． 在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 (　　)

CO2的释放量
O2的吸收量
a
10
0
b
8
3
c
6
4
d
7
7
A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精或乳酸
B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少
C．c条件下，种子消耗的葡萄糖最少
D．d条件下，产生的CO2来自细胞质基质和线粒体
答案　B
解析　a条件下没有消耗氧气，产生了CO2，呼吸产物不会是乳酸，A项不正确；b条件下，氧气消耗为3，可计算出葡萄糖消耗为0.5，无氧呼吸产生CO2为5，可计算出消耗葡萄糖为2.5，B项正确；全为有氧呼吸时，消耗葡萄糖最少，C项不正确；d条件下，种子只进行有氧呼吸，CO2全部来自线粒体，D项不正确。
7． 下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1表示叶肉细胞的光合作用过程；图2表示在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题。

(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是______________、____________，要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是________________________________，光反应中O2的生成发生在类囊体的薄膜内，产生的O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过________层生物膜。
(2)图2中在________点光合作用速率达到最大，此时限制光合作用速率的主要环境因素是______________________，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量________(填“较低”“相等”或“较高”)。
答案　(1)CO2　[H]和ATP　不提供CO2或增强光照　5
(2)D　光照强度　较高
解析　(1)从图1可看出H2O→O2的过程是光反应过程，产物是ATP和[H]，二者参与暗反应，所以乙为ATP和[H]；而甲参与暗反应，应为CO2。要使叶绿体中C3含量下降，可以降低CO2的浓度，也可以增加ATP和[H]的量，即增加光照强度。光反应中产生的O2要经过类囊体膜、叶绿体两层膜和线粒体两层膜，才能与[H]反应生成水。(2)从图2中曲线可知当增长率大于0时，随二氧化碳浓度的增加光合作用速率逐渐增大，D点时光合作用增长率为0，此时光合作用速率达到最大。D点以后随二氧化碳浓度增大，光合作用速率不再增加，光照强度成为限制因素。C点二氧化碳浓度低于D点，消耗的[H]少于D点，所以[H]的含量高于D点。
8． (2013·大纲全国卷，31)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。回答下列问题：

(1)在光照条件下，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用________________，其中图形B的面积表示____________________________________。从图形C可推测该植物存在另一个________的途径。CO2进出叶肉细胞都是通过____________的方式进行的。
(2)在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形________(填“A”或“B”)的面积变小，图形________(填“A”或“B”)的面积增大，原因是______________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)固定的CO2总量　呼吸作用释放出的CO2量　释放CO2　自由扩散　(2)A　B　光 合速率降低，呼吸速率增强
解析　(1)根据图中曲线在遮光前后的变化，可以确定图形B为遮光前呼吸作用释放CO2的量，A为光照时叶片净吸收CO2的量，C则是呼吸作用以外叶片释放CO2的途径，这种释放CO2的途径可能与光照有关。所以，图形A＋B＋C即为光照下实际光合作用，也就是光照下固定CO2的总量。CO2进出细胞的方式是自由扩散。(2)影响光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度等，而影响呼吸作用的因素有温度、O2浓度等。温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用的速率，其中参与呼吸作用的酶对高温较敏感。原来的温度为光合作用的最适温度，提高温度后，光合作用的有关酶活性下降，呼吸作用的有关酶活性提高，所以提高温度后呼吸作用增强，图形B面积变大，而提高温度、降低光照都会使光合作用减弱，图形A面积变小。
9． 某生物兴趣小组利用如图装置(若干个)开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。

容器
植物
部位
光质(光照强度相同且适宜)
温度(℃)
两侧水柱高度差(mL/8 h)
1
天竺葵
叶
红
25
240
2
天竺葵
叶
黄
25
30
3
紫罗兰
叶
红
25
160
4
紫罗兰
叶
黄
25
20
请根据以上图表回答下列问题：
(1)上表探究性实验课题中的自变量是____________________________。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是____________。
(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是________(填上升或下降)，植物的净光合作用速率是________mL/h。为了更准确地测定，应对实验结果进行校正(排除非生物因素对实验结果的影响)，如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来________(大或小)。
(3)利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)植物的种类和光质　1和3　(2)上升　15　大　(3)对装置进行遮光处理，烧杯中盛放氢氧化钠溶液(或能吸收CO2的液体)，测量单位时间内水柱移动的距离
解析　(1)表中实验课题的自变量有两个，植物的种类和光质。研究不同植物的光合作用，根据单一变量原则，自变量为植物的种类，其他条件均适宜。红光更有利于植物的光合作用，所以最好选择的容器标号为1和3。(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，装置内不断产生氧气，会使U型管左侧液面上升。由表中容器1两侧液柱高度差为240 mL/8 h可知，每小时液柱差高度变化为30 mL。因为原来两液面高度相同，所以每小时氧气变化量为15 mL/h，此即净光合作用速率。如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，说明实验受温度、大气压的影响，原装置气体体积减小，则容器1校正之后的净光合速率比原来大。(3)要测量天竺葵植株的呼吸速率，必须避免光合作用的发生，要对装置进行遮光处理。又因为呼吸作用中吸收氧气和放出二氧