2022年高考生物二轮复习 专题三 细胞代谢的综合应用 习题

这是一份2022年高考生物二轮复习 专题三 细胞代谢的综合应用 习题，共14页。试卷主要包含了如图表示某植物在不同温度条件下等内容，欢迎下载使用。
专题三 细胞代谢是综合应用
1．下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列叙述错误的是（　　）

A．若植物缺镁，则首先会受到显著影响的是③
B．②的进行与⑤⑥密切相关
C．蓝藻细胞中④发生在叶绿体基质中
D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总量将减少
【答案】C
【解析】若植物缺镁则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是③光反应过程，A项正确；②是植物细胞通过主动运输吸收无机盐离子的过程，需要消耗能量，故与⑤⑥过程密切相关，B项正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，C项错误；③光反应中O2的产生量小于⑥有氧呼吸中O2的吸收量，则净光合作用量小于0，该植物体内有机物的量将减少，D项正确。
2．某绿色植物细胞内部分代谢过程如图所示，其中①～⑤表示代谢过程，A～F表示代谢过程中产生的物质。下列叙述正确的是（　　）

A．图中属于细胞呼吸过程的是③④⑤，E是NADPH，F是丙酮酸
B．若在代谢过程中物质D含量下降，则物质A在短时间内含量上升
C．若给绿色植物提供H218O，图中能检测到含18O的物质只有C和D
D．光照等条件适宜时，④过程产生的D能够满足细胞②过程的需求
【答案】B
【解析】分析题图可知，属于细胞呼吸过程的是③④⑤，E代表的物质是有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]（NADH），A错误；若在代谢过程中物质D即二氧化碳的含量下降，使C3合成量减少，[H]和ATP消耗量减少，光反应产生的[H]和ATP几乎不变，导致[H]和ATP（A物质）在短时间内含量上升，B正确；若给绿色植物提供H218O，可参与有氧呼吸的第二阶段，产生含18O的CO2，CO2又可参与暗反应，产生含18O的C6H12O6等物质；此外含18O标记的水可以参与光合作用的光反应阶段，产生含18O的O2，即含标记的物质不只是C（O2）和D（CO2），C错误；光照条件适宜，则光合作用应大于细胞呼吸，故④有氧呼吸的第二阶段产生的物质D（CO2）不能满足过程②（暗反应）的需求，需要从外界补充，D错误。
3．在CO2浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图。下列有关分析正确的是（　　）

A．a点时，植物甲不进行光合作用
B．c点时，植物甲和植物乙制造的有机物一样多
C．b点时，植物乙的叶肉细胞中只有细胞质基质和线粒体能产生ATP
D．d点时，主要是CO2浓度限制了植物乙光合速率的增大
【答案】D
【解析】a点时的光照强度为植物甲的光补偿点，此时植物甲的光合作用强度等于细胞呼吸强度，A错误；c点时，植物甲和植物乙的净光合作用强度相同，但细胞呼吸强度不同，因此植物甲和植物乙制造的有机物不一样，B错误；b点时同时进行光合作用和细胞呼吸，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C错误；d点时植物乙达到光饱和点，因此光照强度不再是限制因素，而题中又提出“适宜的恒定温度条件”，因此此时限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是CO2浓度，D正确。
4.如图表示20 ℃时玉米CO2吸收量与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中错误的是（　　）

A.SA＋SB＋SC表示光合作用总量
B.SC－SA表示净光合作用量
C.光照强度从B到D点变化过程中，C3逐渐减少
D.若提高CO2浓度，则B点左移
【答案】A
【解析】由图可知，玉米光合作用总量＝呼吸作用消耗量＋净光合作用量＝SB＋SC，A错误；净光合作用量＝总光合作用量－呼吸作用消耗量＝（SB＋SC）－（SA＋SB）＝SC－SA，B正确；从B到D点，光照强度逐渐增强，光反应提供的NADPH和ATP增多，C3的还原加快，因而逐渐减少，C正确；若提高CO2浓度，光合作用速率上升，在较低的光照强度下就可使光合作用强度等于呼吸作用强度，故B点应左移，D正确。
5.下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平。下列几种实验结果（给予相同的环境条件），不可能出现的是（　　）

A.甲、乙装置水滴都左移
B.甲、乙装置水滴都右移
C.甲装置水滴不动，乙装置水滴左移
D.甲装置水滴右移，乙装置水滴左移
【答案】B　根据题意可知，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平，故甲装置内的气压变化是由氧气含量变化引起的，较强光照条件下（光合速率大于呼吸速率）甲装置内水滴右移，黑暗或较弱光照条件下（光合速率小于呼吸速率）甲装置内水滴左移，适宜光照条件下（光合速率等于呼吸速率）甲装置内水滴不动;乙装置内的青蛙只进行细胞呼吸而不进行光合作用，故乙装置内水滴只能左移，不能右移。
6.以测定的CO2吸收速率与释放速率为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。下列分析正确的是（　　）

A．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
B．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
C．如果该植物原重X g，置于暗处4 h后重（X－1）g，然后光照4 h后重（X＋2）g，则总光合速率为3/4（g/h）
D．若将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水，则在黑暗条件下可测得B曲线所示的呼吸速率变化
【答案】B　
【解析】：图甲中曲线A表示光照下CO2吸收速率，代表净光合速率，曲线B表示呼吸速率。图乙中NaHCO3溶液作为CO2缓冲液，因此水滴的移动方向与距离与装置中的O2变化有关。图甲中的曲线A表示净光合速率随温度的变化，因此光照相同的时间，有机物积累最多即净光合速率最大时的温度是25 ℃，A错误；在光照时间相同的情况下，30 ℃时光合作用的总量为3.50（净光合量）＋3.00（呼吸消耗量）＝6.50（mg/h），35 ℃时光合作用的总量为3.00（净光合量）＋3.50（呼吸消耗量）＝6.50（mg/h），二者相同，B正确；该植物原重X g，置于暗处4 h后重（X－1）g，然后光照4 h后重（X＋2）g，则总光合速率为1 g/h，C错误；将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水，植物有氧呼吸O2吸收速率＝CO2释放速率，无法测得B曲线所示的呼吸速率变化，D错误。
7.某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下，以下说法不正确的是（　　）
光照强度（klx）
0（黑暗）
a
b
c
d
e
白瓶溶氧量（mg/L）
3
10
16
24
30
30
黑瓶溶氧量（mg/L）
3
3
3
3
3
3
A.若只考虑光照强度，该深度湖水中所有生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg
B.光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡
C.当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时，光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素
D.若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少
【答案】A　
【解析】黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L，因为黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物24小时细胞呼吸消耗的O2量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-3=7（mg/L），故该深度湖水中生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量7/3（mg/L），而所有生物氧气消耗量需乘以湖水体积，A错误;光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡，B正确;由表中数据可知，当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时，白瓶中含氧量不再增加，所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素，C正确;若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，光照减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，三碳化合物的还原减慢，二氧化碳的固定继续进行，所以瓶中光合生物细胞的三碳化合物含量会增加，五碳化合物含量会减少，D正确。
8．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，图乙表示水稻CO2吸收速率与光照强度的关系。下列有关说法正确的是（　　）

A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C．图甲中的c点和图乙中的h点对应
D．图乙中，限制e、f、g点光合速率的因素主要是光照强度
【答案】B
【解析】图甲中：光照强度为a时，O2产生总量为0，只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光照强度为b时，CO2释放量大于0，说明光合作用速率小于细胞呼吸速率，A错误；光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收二氧化碳为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8－6＝2个单位的CO2，B正确；图甲中的c点O2产生总量为6，与细胞呼吸产生的CO2相等，所以和图乙中的f点对应，C错误；限制g点光合作用速率的因素是温度、CO2浓度等，而限制e、f点光合作用速率的因素主要是光照强度，D错误。
9．如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，下列有关描述错误的是（　　）


A．图1中，若光照强度适当增强，a点左移，b点右移
B．图2中，若CO2浓度适当增大，a点左移，b点右移
C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多
D．图4中，当温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
【答案】D
【解析】图1中a为CO2补偿点，b为CO2饱和点，若光照强度适当增强，则光合作用强度也随之增强，所以a点左移，b点右移，A正确；图2中，a为光补偿点，b为光饱和点，若CO2浓度适当增大，则光合作用强度也随之增强，所以a点左移，b点右移，B正确；图3中，a、b两点对应的光照强度相等，又因a点时CO2浓度比b点时的高，所以a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多，C正确；图4中，温度为25 ℃时，净光合量最多，当温度高于25 ℃时，呼吸作用增强，净光合量减少，但不能判断光合作用制造的有机物的量是否开始减少，D错误。
10．科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率（Pn）日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是（　　）

A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高农田作物产量的重要措施
【答案】B
【解析】bc段光合速率下降的原因是日出后光合作用增强导致大棚内二氧化碳浓度下降引起的，mn段Pn下降是气孔关闭引起的，B错误。
11将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体含量相对值为1），在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示。下列对此过程的分析正确的是 （　　）

A.在10时和20时光合作用强度与呼吸作用强度相等
B.该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量
C.在9~16时之间，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升
D.该植物从20时开始进行无氧呼吸
【答案】C　
【解析】分析图示，10时CO2浓度下降，光合速率大于呼吸速率，20时CO2浓度升高，呼吸速率大于光合速率，A错误;17时，光合速率等于呼吸速率，17时以后呼吸速率大于光合速率，所以19时积累的有机物低于17时的，B错误;20时后植物主要进行有氧呼吸，D错误。
12.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，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小时内有机物净积累量
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小时内光合作用合成的有机物总量
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】C　MA表示A叶片被截取部分在6小时内呼吸作用后剩余的有机物总量。MB表示B叶片被截取部分在6小时内同时进行呼吸作用和光合作用后有机物的总量。设原来的质量为X，则呼吸作用消耗的有机物=X-MA，MB=X+光合作用合成的有机物-呼吸作用消耗的有机物，即光合作用合成的有机物=MB+呼吸作用消耗的有机物-X=MB+（X-MA）-X=MB-MA。因此，M表示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。综上所述，A、B、D错误，C正确。
13.将一些苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气时，其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示。（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）则下列叙述错误的是（ ）
O2浓度（%）
a
b
C
d
e
CO2产生量（mol/min）
1．2
1．0
1．3
1．6
3．0
O2的消耗量（mol/min）
0
0．5
0．7
1．2
3．0

A．氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B．氧浓度为c时，苹果产生C2H5OH的量为0.3 mol/min
C．氧浓度为d时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖
D．氧浓度为b时，较适宜于苹果的储藏
【答案】B
【解析】有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式：
1、苹果的有氧呼吸，反应式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量（大量）；
2、苹果的无氧呼吸，反应式为：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（少量）；
A、氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸消耗的氧气量为0，表明细胞只进行无氧呼吸，此时苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中产生ATP，A正确；B、氧浓度为c时，苹果无氧呼吸产生的CO2量为1.3-0.7=0.6mol/min，而C2H5OH的量与无氧呼吸产生的CO2量相等，也为0.6mol/min，B错误；C、氧浓度为d时，有氧呼吸产生的CO2量为1.2mol/min，消耗的葡萄糖为0.2mol/min；无氧呼吸产生的CO2量为1.6-1.2=0.4mol/min，消耗的葡萄糖为0.2mol/min，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的量相等，C正确；D、氧浓度为b时，呼吸作用强度最低，在表格中b点的氧浓度较适宜于苹果的储藏，D正确。
故选B
14．如图表示某植物在不同温度条件下（适宜的光照和CO2浓度）的净光合速率和呼吸速率曲线，下列有关说法错误的是（ ）

A．甲代表净光合速率，乙代表呼吸速率
B．据图可知，最有利于植物生长的温度为30℃
C．40℃时，光合作用停止，60℃时，呼吸作用停止
D．该植物与呼吸作用有关酶的最适温度高于与光合作用有关酶的最适温度
【答案】C
【解析】据图分析：图中显示虚线是细胞呼吸消耗有机物的量，实线表示有机物积累量，即净光合作用制造的有机物。净光合作用强度=总光合作用强度-呼吸作用强度。图中真正光合作用制造的有机物量是实线和虚线的和。要求植物生长，必须净光合作用量大于0。A、图中显示虚线是细胞呼吸消耗有机物的量，实线表示有机物积累量，所以甲代表净光合速率，乙代表呼吸速率，A正确；B、根据真光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率可知，当温度在30℃左右时，真光合作用速率和净光合速率最大，所以最有利于植物生长的温度为30℃，B正确；C、据图分析，实线代表净光合作用速率曲线，其与横轴的交点表示光合速率等于呼吸速率，即对应的温度是40℃。当环境温度处于55℃以上时，实线与虚线重合，表示光合作用停止，此时与光合作用有关的酶的失活，60℃时，呼吸作用停止，C错误；
D、光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与光合作用有关的酶对温度较敏感，故呼吸作用有关酶的最适温度更高，D正确。故选C。
15.将植株分别放在密闭玻璃罩内和置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是（ ）

A．图乙中的c点对应图甲中的B点
B．图甲中的F点对应图乙中的g点
C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
【答案】B
【解析】图甲中：C和F点光合速率均=呼吸速率；图乙中d和h点呼吸速率均=光合速率。A、图乙中的c点和图甲B点，均为光合作用开始的点，A正确；B、分析题图甲可知，F点是由于光照强度减弱二氧化碳浓度由降低向增加转化的拐点，此点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，此点之后光合作用强度小于呼吸作用的强度，该点光合作用强度与呼吸作用强度相等，对应图乙中的h点，B错误；C、图乙中的d点之前光照强度弱，光合作用小于呼吸作用，玻璃罩内二氧化碳浓度增加，d时光合作用与呼吸作用相等，d点之后光合作用大于呼吸作用，玻璃罩内的二氧化碳减少，浓度降低，因此d点时玻璃罩内的CO2浓度最高，C正确；D、分析图甲可知，这一昼夜之后G点玻璃罩内的二氧化碳浓度小于开始时A点的浓度，减少的这部分通过光合作用合成有机物储存在植物体内，因此植物体的有机物含量会增加，D正确。故选B。
16．为提高小麦产量，科研人员对小麦光合作用和呼吸作用进行研究，下图表示其光合作用与有氧呼吸（部分过程）之间的关系，请回答下列问题。

（1）图中X物质、Y物质分别代表__________、__________。
（2）图中过程①在叶绿体的__________上进行；过程④是在细胞的__________中进行的。
（3）在大田种植条件下，小麦有明显的“光合午休”现象，从而使光合速率下降。为减弱温室种植小麦出现的“光合午休”现象，科研人员将生长状态一致的某品种小麦分为5组，第1组在田间生长，另外4组在人工气候室中生长，并保持其光照和浓度等条件与第1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：

1组
2组
3组
4组
5组
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
11．1
15．1
22．1
23．7
20．7

根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是__________。
【答案】（1）C3（三碳化合物） 丙酮酸 （2）叶绿体类囊体薄膜（类囊体膜） 线粒体（线位体基质）（3）相对湿度
【解析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的还原氢和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的还原氢和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，还原氢和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。2、光合作用的过程：①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生还原氢与O2，以及ATP的形成；②暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和还原氢的作用下还原生成糖类等有机物。3、题图分析，图中①为水的光解；②为C3的还原；③为有氧呼吸第一阶段；④为有氧呼吸的第二阶段；⑤为二氧化碳的固定，即①表示光反应过程，⑤②可表示暗反应过程。X物质可表示C3，Y表示丙酮酸。（1）结合分析可知，图中X物质、Y物质分别代表C3 （三碳化合物）、丙酮酸（ CH3COCOOH 、 C3H4O3 ）。（2）
由分析可知，过程①表示光反应过程，发生场所为叶绿体类囊体薄膜（类囊体膜）。过程④为有氧呼吸的第二阶段，发生场所为线粒体（线位体基质）。（3）由表格信息可知，在相同温度条件下（36℃），不同的相对湿度条件下，导致的光合速率变化幅度较大，因此中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度。
17．油茶产业是湘西州重点传统特色产业，推进油茶产业高质量发展对巩固脱贫攻坚成果、促进农民增收、实现乡村振兴具有十分重要的意义。研究人员在野外发现了某突变型油茶叶片的叶绿素含量减少，但是固定CO2的能力强于正常植株。现将正常油茶和突变型油茶置于不同光照强度下，分别测量CO2吸收速率，如下图所示。请回答下列问题：

（1）在光照强度为0时，油茶__________。（填“有或无”）光合作用，此时植物释放的二氧化碳值可以表示一速率__________（填“光合或呼吸”）
（2）图中a点时，A植株__________（填“有或无”）光合作用，此时植物吸收的二氧化碳值为0，原因是__________。
（3）真实光合速率是植物叶绿体利用CO2的速率，图中c点时，两种油茶从外界吸收的二氧化碳相等，它们的真实光合速率，是__________（填“相等”或不相等），理由___________。
（4）突变型油茶是__________（填“A”或B）植株，进一步研究发现突变型油茶细胞中固定二氧化碳的酶活性远高于正常油茶，据此你对农业生产上种植油茶提出合理建议是：_________________________。
【答案】（1） 无 呼吸（2）有 光合速率等于呼吸速率（3）不相等 真实光合速率等于净光合速率与呼吸速率的和 c点两种油茶净光合速率相等，但是两者呼吸速率不同
（4） A 培育突变型油茶幼苗，推广油茶新品种
【解析】分析题图：纵坐标用二氧化碳吸收速率代表净光合速率，a为A植物的光补偿点，b为A植物的光饱和点，c点表示两植株净光合速率相等。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。（1）光合作用必需光照条件，在光照强度为0时，油茶无光合作用，只进行呼吸作用，此时植物释放的二氧化碳值可以表示呼吸速率。（2）图中a点为A植物的光补偿点，A植株有光合作用，只不过由于光合速率=呼吸速率，光合作用固定的二氧化碳等于呼吸作用释放的二氧化碳，此时植物吸收的二氧化碳值为0。（3）图中c点时，两种油茶从外界吸收的二氧化碳相等，即净光合速率相等。真实光合速率等于净光合速率与呼吸速率的和 ，c点时二者的净光合速率相等，但由于两者呼吸速率不同，故它们的真实光合速率不相等。（4）据题干信息“在野外发现了某突变型油茶叶片的叶绿素含量减少，但是固定CO2的能力强于正常植株”可知，突变型油茶是A植株。由于突变型油茶细胞中固定二氧化碳的酶活性远高于正常油茶，相同条件下，光合速率大于正常油茶，故农业生产上可培育突变型油茶幼苗，推广油茶新品种，
18．某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室，如图甲所示。据图回答下列问题：

（1）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜（零点开始）小室内植物O2释放速率的变化，得到如图乙所示曲线，影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是________________（写两点）；观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的________侧，装置刻度管中液滴右移最远是在一天中的________时。
（2）在实验过程中的某段光照时间内，记录液滴的移动情况，获得以下数据：
每隔20 min记录一次刻度数据
……
24
29
32
34
……
该组实验数据是在图乙曲线的________段获得的。
（3）该组同学为测定该植物某时间段的O2产生速率。如何设置对照实验？如何处理实验数据？
①简要写出对照实验设计思路：________________________。
②数据处理：若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物的真正光合速率为________。
【答案】（1）光照强度、温度　左　18（或g）　（2）de或fg　（3）①设置与甲一样的装置丙，将装置丙置于黑暗条件下，其他条件与甲相同，测单位时间（或相同时间）内甲与丙的读数　②M－N
【解析】（1）密闭装置甲内有CO2缓冲液，说明实验过程中CO2浓度始终不变，因此影响其内植物光合作用速率变化的主要环境因素是光照强度和温度。密闭装置甲中液滴移动反映了密闭装置内O2浓度的变化情况，只要有O2释放，液滴就会右移，由图乙曲线可知，c点之前的代谢特点是光合作用强度小于细胞呼吸强度，小室内O2浓度降低，液滴左移。8时至18时的时间段内O2浓度一直增加，到18时O2浓度达到最大值，则18时甲装置中的液滴右移最远。（2）由题表中所记录的数据可知，连续3个20 min之间的O2变化量相对值分别为5、3、2，由此可看出O2的释放速率在逐渐减小，对应图乙曲线的de或fg段。（3）①密闭装置甲中液滴移动测得的是装置内植物释放O2速率（净光合速率），若要测定该植物某时间段的O2产生速率，还需要测定相应时间段内的细胞呼吸消耗O2的速率，则需要增设对照实验，应设置与甲一样的装置丙，将装置丙置于黑暗条件下，其他条件与甲相同，测单位时间（或相同时间）内甲与丙的读数。②测得单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N。由以上分析可知，实验组液滴右移，M＞0；对照组液滴左移，N＜0，所以该植物的真正光合速率＝净光合速率＋呼吸作用速率＝M＋|N|＝M－N。
19．科研人员将长势一致、健壮的黄瓜幼苗随机均分为三组，分别置于人工气候室中，实验条件及结果如下表所示。请回答问题：
组别
实验条件
叶绿素
（mg/cm2）
最大净光合速率（mmolCO2/m2·s）
第一组
正常光照、正常供水
2．2×10-2
1．9×10-2
第二组
15%正常光照、正常供水
2．1×10-2
0．7×10-2
第三组
15%正常光照、50%的正常供水
3．2×10-2
0．9×10-2

（1）为验证黄瓜幼苗叶片色素含量的变化情况，需用_____提取黄瓜幼苗的叶片色素，研磨时加入碳酸钙，以防止_____。
（2）叶绿素吸收_____光，分布在叶绿体的_____上，叶绿素含量增多，能够促进_____阶段产生更多的NADPH和ATP，最终提高了光合速率和产量。
（3）本实验第二组和第三组黄瓜幼苗的光合作用强度较大的是第_____组，据表分析，其内在原因之一是该组黄瓜幼苗叶片中_____。根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当_____，以提高其光合作用强度。
【答案】（1） 无水乙醇 色素被破坏（2）红光和蓝紫光 类囊体薄膜 光反应
（3）三 叶绿素含量较多 减少供水
【解析】由于不同的色素在层析液中的溶解度不同，可利用纸层析法分离色素，对比第一组和第二组实验数据可知，自变量为光照的强弱，因变量叶绿素含量和最大净光合速率，叶绿素含量几乎一样，说明光照强弱对叶绿素含量影响不大；对比第二组和第三组实验数据可知，自变量为水分的多少和最大净光合速率，在供应水减少的情况下因变量叶绿素含量较大，最大净光合速率较大。（1）叶绿体中的色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，因此可以用无水乙醇提取黄瓜幼苗的叶片色素；叶绿体中色素提取和分离实验中，研磨时需要加入碳酸钙，目的是防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏。（2）叶绿素包含叶绿素a和叶绿素b，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜，叶绿素含量增多时，吸收光能增多，光反应增强，产生的ATP和NADPH，最终提高了光合速率和产量。（3）据表格可知，对比第二组和第三组实验数据可知，自变量为水分的多少，第二组水分较多，第三组水分较少，在供应水减少（第三组）的情况下因变量叶绿素含量量较大，最大净光合速率较大，因此光合作用强度较大的是第三组，光合速率较大的内因之一是该组黄瓜幼苗叶片中叶绿素含量较多，所以当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，可适当减少供水，以提高其光合作用强度。
20．菠萝同化CO2的方式比较特殊：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，以适应其生活环境。其部分代谢途径如图所示。回答下列问题。

（1）白天菠萝叶肉细胞产生ATP的场所有_____，参与①过程的CO2来源于_____过程。
（2）图中所示物质参与CO2固定的是_____，推测甲是_____；甲还可以通过细胞呼吸的_____过程产生。
（3）能为②过程提供能量的物质是在叶绿体_____上产生的_____。
（4）如果白天适当提高环境中的CO2浓度，菠萝的光合作用速率变化是_____（填“增加”或“降低”或“基本不变”），其原因是_____。
（5）研究发现，植物的Rubisco酶在CO2浓度较高时能催化RuBP与CO2反应；当O2浓度较高时却催化RuBP与O2反应。在较高CO2浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是_____。由此推测适当_____（填“提高”或“降低”）O2/CO2值可以提高农作物光合作用的效率。
【答案】（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（答全给分） 苹果酸脱羧作用和细胞呼吸
(2) PEP和RuBP（答全给分） 丙酮酸 葡萄糖分解（3） 类囊体薄膜 NADPH、ATP
（4）基本不变 白天菠萝气孔关闭，不从外界环境中吸收CO2（意思正确即可给分）
（5）C3 降低
【解析】根据提供信息分析，菠萝许多肉质植物绿色组织上的气孔能在夜间打开，吸收的二氧化碳经过一系列的反应生成苹果酸并储存在液泡中；而在白天气孔几乎完全关闭，苹果酸从液泡中运出并在酶的催化下生成二氧化碳，然后参与光合作用暗反应生成还原糖。
（1）白天菠萝叶肉细胞可以进行呼吸作用和光合作用，所以产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体。从图中可以看出①是CO2的固定，其中CO2来自于苹果酸脱羧作用和细胞呼吸。（2）该细胞中PEP和RuBP都可以固定CO2，甲可以进入线粒体中被分解，所以可以推测甲是丙酮酸，丙酮酸还可以通过细胞呼吸第一阶段（葡萄糖分解）过程产生。（3）②是C3的还原过程，需要光反应产生[H]作为还原剂和ATP提供能量，这两种物质都是在叶绿体类囊体薄膜上进行的。（4）根据题干信息，菠萝白天气孔关闭，不从外界环境中吸收CO2，因此如果在白天提高外界CO2的浓度，其光合作用速率基本不变。（5）在较高CO2浓度环境中，Rubisco酶能催化RuBP与CO2反应，这是CO2的固定阶段，产物是C3，适当降低O2/CO2值可以减少RuBP和O2结合，更多的RuBP与CO2反应，能提高农作物光合作用的效率。