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高考生物一轮复习方案练习：第3单元 随堂真题演练加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究 （含详解）
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这是一份高考生物一轮复习方案练习：第3单元 随堂真题演练加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究 （含详解），共8页。
(2016·高考四川卷)叶肉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
解析：选A。氧气是在光合作用光反应中产生的，场所在叶绿体的类囊体薄膜上，A正确；在核糖体上翻译成蛋白质，在细胞核中DNA转录形成RNA等过程中可产生水，B错误；[H]的消耗可发生在叶绿体基质中(C3的还原)，C错误；细胞呼吸第一阶段产生ATP在细胞质基质中进行，D错误。
(2015·高考重庆卷)将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①、③增大
C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
解析：选B。A项，图示细胞为水稻叶肉细胞。在黑暗条件下、密闭容器中，该细胞不进行光合作用，只进行细胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④减小。B项，光强低于光补偿点时，光合作用和细胞呼吸同时进行，但细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞吸收O2，放出CO2，此时在密闭容器中①增大、③减小。C项，光强等于光补偿点时，细胞呼吸强度等于光合作用强度，因此细胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即②、③保持不变。D项，光强等于光饱和点时，光合作用强度最大，细胞光合作用吸收CO2速度大于细胞呼吸吸收O2的速度，因此②减小、④增大。
(2017·高考北京卷)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是( )
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25 ℃
C．在0～25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃
解析：选D。从第二幅图的曲线中可以看出，光合作用的最适温度为30 ℃左右，呼吸作用的最适温度为55 ℃左右，因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高，A项正确；从第一幅图的曲线中可以看出，净光合作用的最适温度为25 ℃左右，B项正确；通过第二幅图的曲线，可以看出在0～25 ℃范围内，光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线，C项正确；植物总光合作用大于呼吸作用时，即净光合作用大于0时，适合植物的生长，从图中可以看出，适合该植物生长的温度范围是－10～45 ℃，D项错误。
(2017·高考全国卷Ⅱ)如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
(2017·高考江苏卷)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量______，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是________________________________________。
(2)图1中影响光合放氧速率的因素有____________________________。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中________________的干扰。
(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是________________________________
________________________________________________________________________。若提高反应液中
NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是________(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。
(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是________________________；若在20 min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有________(填序号：①C5 ②ATP ③[H] ④C3)，可推测20～25 min曲线的斜率为________(填“正值”“负值”或“零”)。
解析：(1)由教材实验可知，CaCO3能防止叶绿素被破坏，叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会因光合色素溶解于乙醇中而变成白色。(2)图1装置中放氧量的多少与影响光合作用的因素(如光照强度、温度和CO2浓度等)有关。要通过氧电极检测反应液中氧气的浓度，应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)反应室中加入的NaHCO3能为光合作用提供CO2。若提高反应液中NaHCO3浓度，一定范围内果肉细胞的光合作用增强，超过一定范围后，受光照强度等因素的限制，光合作用不再增强。(4)15～20 min曲线的斜率几乎不变，是因为此时光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照，则光反应阶段产生的[H]和ATP减少，暗反应中C3的还原过程减弱而C3的合成速率不变，故短时间内叶绿体中C5的含量减少。光照停止，光合作用的光反应不再发生，则20～25 min反应液中无氧气的释放，只有呼吸作用消耗氧气，故曲线的斜率为负值。
答案：(1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解氧 (3)提供CO2 增大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
[课时作业]
1．(山东潍坊模拟)如图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程，下列分析错误的是( )
A．不同条件下发生a过程的场所可能不同
B．a、c、d均发生在生物膜上
C．在光照充足、条件适宜的条件下，a＜b，c＜d
D．根尖分生区细胞内能发生a、c过程
解析：选B。a过程为细胞呼吸，不同条件下发生a过程的场所可能不同，有氧时发生在线粒体中，无氧时发生在细胞质基质中，A正确；在生物膜上发生的生理过程是d光反应(场所是叶绿体的类囊体膜上)和c有氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜)；b暗反应过程发生在叶绿体基质中，a有氧呼吸的第一、第二阶段场所是细胞质基质和线粒体基质，B错误；在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以a＜b，c＜d，C正确；根尖分生区细胞内不含叶绿体，不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，所以能发生a、c过程，D正确。
2．某一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，4小时后，观察记录实验数据如表。下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量是植物的种类和光质
B．若要研究不同植物的光合作用，应选a组和c组
C．若烧杯中加入的是CO2的缓冲液，则U型管两侧的高度差是由于O2的变化引起的
D．a组天竺葵的净光合速率为120 mL/h
答案：D
3．( 北京朝阳模拟)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并比较计算后的数据。下列有关分析正确的是( )
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的氧气为 3 g/m3
B．水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原
C．水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
D．水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
解析：选C。白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的氧气量为1.5 g/m3，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量的差值。综上分析可知：在水深1 m处，白瓶中水生植物24小时制造的氧气量为3＋1.5＝4.5 g/m3，A错误；水深2 m处白瓶中水生植物能进行光合作用，也能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4 m处，白瓶中水生植物24小时制造的氧气量为－1＋1.5＝0.5 g/m3，能进行光合作用，D错误。
4．在研究温度对发菜光合作用和呼吸作用的影响时，得到如图所示的实验结果。下列分析错误的是( )
A．发菜无叶绿体，但可进行光合作用
B．光合作用和呼吸作用都有[H]的产生和消耗
C．25 ℃后发菜制造的氧气量逐渐下降
D．45 ℃时，CO2固定和C3还原仍能进行
解析：选C。发菜是原核生物，无叶绿体，但含有光合色素，可以进行光合作用；光合作用的光反应阶段产生[H]，暗反应阶段消耗[H]，有氧呼吸第一、第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]；发菜制造的氧气量(真正光合作用量)＝氧气释放量(净光合作用量)＋氧气吸收量(呼吸作用量)，由图可知，25～35 ℃时发菜制造的氧气量大致相等；45 ℃时，净光合速率为0，即真正光合速率＝呼吸作用速率，此时光合作用仍可进行，则CO2固定和C3还原仍能进行。
5．某研究人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内(如图1所示)，先黑暗处理后置于恒定光照下并测量容器内氧气的变化量，测量结果如图2。请回答下列问题：
(1)图1中通过变换光源可研究________、________对光合作用的影响。
(2)将多株健壮的生长状态相同且大小相似(假设干重相同)的该植株幼苗均分为甲、乙两组，置于图1的装置中。甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，其他条件相同且适宜。10小时后，将甲、乙两组中的植株烘干称重，分别记为M甲、M乙。若M＝M甲－M乙，则M的准确含义是________________________________________________________________________。
(3)图2中，A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3的量将________。B点时，叶肉细胞内的光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。在5～15 min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为___________________________。
如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，该植物光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是________ml/min。
解析：(1)变换光源可用于探究不同的光照强度或者不同波长的光照对光合作用的影响。(2)M甲＝植株原来质量＋净光合作用积累量，M乙＝植株原来质量－呼吸作用消耗量，所以，M甲－M乙＝净光合作用积累量＋呼吸作用消耗量＝总光合作用合成有机物量。(3)A点的环境变化主要是突然给予光照，则植物进行光反应产生[H]和ATP，促进C3的还原，短时间内C3合成速率不变，所以A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3的量减少。B点氧气量达到最大且保持不变，说明此时该植物整体的光合作用速率等于呼吸作用速率，则叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率。该实验装置是一个密闭的容器，在5～15 min内，光照强度不变，随着光合作用的进行，密闭容器内的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率减弱，所以光反应产生氧气的速率逐渐减小。由图可知，呼吸速率＝(5－4)/5＝0.2×10－7(ml/min)，5～15 min内该植物的平均净光合速率＝(8－4)/10＝0.4×10－7(ml/min)，则真正光合速率＝0.2×10－7＋0.4×10－7＝0.6×10－7(ml/min)，即6×10－8min/min。
答案：(1)光照强度 光质(或波长) (2)甲组植株在10小时内(或实验过程中)光合作用合成的有机物总量 (3)减少 大于 光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率逐渐下降 6×10－8
6．(四川绵阳诊断)为了探究不同遮光和温度处理对水稻光合作用的影响，研究小组将生长发育状况一致的A品种水稻均分为6组并置于人工气候室中培养。1组模拟田间环境(对照组)，另5组分别如下表处理(实验组)，在维持CO2浓度等条件与对照组相同的条件下培养一段时间。测定各组叶片的净光合速率结果如下：
注：A品种水稻光合作用的最适温度为25 ℃，呼吸作用的最适温度为35 ℃。
回答下列问题：
(1)根据本实验结果，可以推测对水稻光合速率影响较大的环境因素是________________，其依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在实验中，为使实验组三的水稻光合作用强度升高，可考虑的措施是适当提高________(填“光照强度”“CO2浓度”或“温度”)。
(3)从细胞代谢角度分析，在遮光比例相同时，温度由25 ℃升高到30 ℃时净光合速率降低的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某小组研究弱光胁迫水稻光合产物向子粒转运的影响情况，做了如下实验：在灌浆期，当对照组、实验组二、实验组四的水稻叶片分别固定等量的14CO2后，在24 h内对三组水稻的等量叶片和子粒进行放射性强度检测，结果发现对照组与实验组二、实验四相比，叶片放射性强度低、子粒放射性强度高。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________。
答案：(1)光照强度 在温度不变的情况下，改变遮光比例净光合速率变化较大
(2)CO2浓度
(3)光合作用速率(强度)减弱，呼吸作用速率(强度)增强
(4)弱光(遮光)胁迫水稻光合产物向子粒的转运减弱
组号
植物
部位
光质(强度
相同且适宜)
温度(℃)
两侧水柱高
度差(mL/4 h)
a
天竺葵
叶
红
25
240
b
天竺葵
叶
黄
25
30
c
紫罗兰
叶
红
25
160
d
紫罗兰
叶
黄
25
20
水深(m)
1
2
3
4
白瓶中O2浓度(g/m3)
＋3
＋1.5
0
－1
黑瓶中O2浓度(g/m3)
－1.5
－1.5
－1.5
－1.5
实验编号
对照
组
实验
组一
实验
组二
实验
组三
实验
组四
实验
组五
实验
处理
遮光比例
不遮
光
不遮
光
遮光
30%
遮光
30%
遮光
50%
遮光
50%
温度℃
25
30
25
30
25
30
实验
结果
净光合速率
[mgCO2/
(dm2·h)]
11.25
9.12
24.90
21.50
13.51
10.40
(2016·高考四川卷)叶肉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
解析：选A。氧气是在光合作用光反应中产生的，场所在叶绿体的类囊体薄膜上，A正确；在核糖体上翻译成蛋白质，在细胞核中DNA转录形成RNA等过程中可产生水，B错误；[H]的消耗可发生在叶绿体基质中(C3的还原)，C错误；细胞呼吸第一阶段产生ATP在细胞质基质中进行，D错误。
(2015·高考重庆卷)将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①、③增大
C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
解析：选B。A项，图示细胞为水稻叶肉细胞。在黑暗条件下、密闭容器中，该细胞不进行光合作用，只进行细胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④减小。B项，光强低于光补偿点时，光合作用和细胞呼吸同时进行，但细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞吸收O2，放出CO2，此时在密闭容器中①增大、③减小。C项，光强等于光补偿点时，细胞呼吸强度等于光合作用强度，因此细胞吸收O2速度等于放出CO2速度，即②、③保持不变。D项，光强等于光饱和点时，光合作用强度最大，细胞光合作用吸收CO2速度大于细胞呼吸吸收O2的速度，因此②减小、④增大。
(2017·高考北京卷)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是( )
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25 ℃
C．在0～25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃
解析：选D。从第二幅图的曲线中可以看出，光合作用的最适温度为30 ℃左右，呼吸作用的最适温度为55 ℃左右，因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高，A项正确；从第一幅图的曲线中可以看出，净光合作用的最适温度为25 ℃左右，B项正确；通过第二幅图的曲线，可以看出在0～25 ℃范围内，光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线，C项正确；植物总光合作用大于呼吸作用时，即净光合作用大于0时，适合植物的生长，从图中可以看出，适合该植物生长的温度范围是－10～45 ℃，D项错误。
(2017·高考全国卷Ⅱ)如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
(2017·高考江苏卷)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量______，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是________________________________________。
(2)图1中影响光合放氧速率的因素有____________________________。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中________________的干扰。
(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是________________________________
________________________________________________________________________。若提高反应液中
NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是________(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。
(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是________________________；若在20 min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有________(填序号：①C5 ②ATP ③[H] ④C3)，可推测20～25 min曲线的斜率为________(填“正值”“负值”或“零”)。
解析：(1)由教材实验可知，CaCO3能防止叶绿素被破坏，叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会因光合色素溶解于乙醇中而变成白色。(2)图1装置中放氧量的多少与影响光合作用的因素(如光照强度、温度和CO2浓度等)有关。要通过氧电极检测反应液中氧气的浓度，应排除反应液中溶解氧的干扰。(3)反应室中加入的NaHCO3能为光合作用提供CO2。若提高反应液中NaHCO3浓度，一定范围内果肉细胞的光合作用增强，超过一定范围后，受光照强度等因素的限制，光合作用不再增强。(4)15～20 min曲线的斜率几乎不变，是因为此时光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相等。若突然停止光照，则光反应阶段产生的[H]和ATP减少，暗反应中C3的还原过程减弱而C3的合成速率不变，故短时间内叶绿体中C5的含量减少。光照停止，光合作用的光反应不再发生，则20～25 min反应液中无氧气的释放，只有呼吸作用消耗氧气，故曲线的斜率为负值。
答案：(1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解氧 (3)提供CO2 增大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
[课时作业]
1．(山东潍坊模拟)如图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程，下列分析错误的是( )
A．不同条件下发生a过程的场所可能不同
B．a、c、d均发生在生物膜上
C．在光照充足、条件适宜的条件下，a＜b，c＜d
D．根尖分生区细胞内能发生a、c过程
解析：选B。a过程为细胞呼吸，不同条件下发生a过程的场所可能不同，有氧时发生在线粒体中，无氧时发生在细胞质基质中，A正确；在生物膜上发生的生理过程是d光反应(场所是叶绿体的类囊体膜上)和c有氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜)；b暗反应过程发生在叶绿体基质中，a有氧呼吸的第一、第二阶段场所是细胞质基质和线粒体基质，B错误；在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以a＜b，c＜d，C正确；根尖分生区细胞内不含叶绿体，不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，所以能发生a、c过程，D正确。
2．某一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，4小时后，观察记录实验数据如表。下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量是植物的种类和光质
B．若要研究不同植物的光合作用，应选a组和c组
C．若烧杯中加入的是CO2的缓冲液，则U型管两侧的高度差是由于O2的变化引起的
D．a组天竺葵的净光合速率为120 mL/h
答案：D
3．( 北京朝阳模拟)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并比较计算后的数据。下列有关分析正确的是( )
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的氧气为 3 g/m3
B．水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原
C．水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
D．水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
解析：选C。白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的氧气量为1.5 g/m3，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量的差值。综上分析可知：在水深1 m处，白瓶中水生植物24小时制造的氧气量为3＋1.5＝4.5 g/m3，A错误；水深2 m处白瓶中水生植物能进行光合作用，也能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4 m处，白瓶中水生植物24小时制造的氧气量为－1＋1.5＝0.5 g/m3，能进行光合作用，D错误。
4．在研究温度对发菜光合作用和呼吸作用的影响时，得到如图所示的实验结果。下列分析错误的是( )
A．发菜无叶绿体，但可进行光合作用
B．光合作用和呼吸作用都有[H]的产生和消耗
C．25 ℃后发菜制造的氧气量逐渐下降
D．45 ℃时，CO2固定和C3还原仍能进行
解析：选C。发菜是原核生物，无叶绿体，但含有光合色素，可以进行光合作用；光合作用的光反应阶段产生[H]，暗反应阶段消耗[H]，有氧呼吸第一、第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]；发菜制造的氧气量(真正光合作用量)＝氧气释放量(净光合作用量)＋氧气吸收量(呼吸作用量)，由图可知，25～35 ℃时发菜制造的氧气量大致相等；45 ℃时，净光合速率为0，即真正光合速率＝呼吸作用速率，此时光合作用仍可进行，则CO2固定和C3还原仍能进行。
5．某研究人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内(如图1所示)，先黑暗处理后置于恒定光照下并测量容器内氧气的变化量，测量结果如图2。请回答下列问题：
(1)图1中通过变换光源可研究________、________对光合作用的影响。
(2)将多株健壮的生长状态相同且大小相似(假设干重相同)的该植株幼苗均分为甲、乙两组，置于图1的装置中。甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，其他条件相同且适宜。10小时后，将甲、乙两组中的植株烘干称重，分别记为M甲、M乙。若M＝M甲－M乙，则M的准确含义是________________________________________________________________________。
(3)图2中，A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3的量将________。B点时，叶肉细胞内的光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。在5～15 min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为___________________________。
如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，该植物光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是________ml/min。
解析：(1)变换光源可用于探究不同的光照强度或者不同波长的光照对光合作用的影响。(2)M甲＝植株原来质量＋净光合作用积累量，M乙＝植株原来质量－呼吸作用消耗量，所以，M甲－M乙＝净光合作用积累量＋呼吸作用消耗量＝总光合作用合成有机物量。(3)A点的环境变化主要是突然给予光照，则植物进行光反应产生[H]和ATP，促进C3的还原，短时间内C3合成速率不变，所以A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3的量减少。B点氧气量达到最大且保持不变，说明此时该植物整体的光合作用速率等于呼吸作用速率，则叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率。该实验装置是一个密闭的容器，在5～15 min内，光照强度不变，随着光合作用的进行，密闭容器内的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率减弱，所以光反应产生氧气的速率逐渐减小。由图可知，呼吸速率＝(5－4)/5＝0.2×10－7(ml/min)，5～15 min内该植物的平均净光合速率＝(8－4)/10＝0.4×10－7(ml/min)，则真正光合速率＝0.2×10－7＋0.4×10－7＝0.6×10－7(ml/min)，即6×10－8min/min。
答案：(1)光照强度 光质(或波长) (2)甲组植株在10小时内(或实验过程中)光合作用合成的有机物总量 (3)减少 大于 光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率逐渐下降 6×10－8
6．(四川绵阳诊断)为了探究不同遮光和温度处理对水稻光合作用的影响，研究小组将生长发育状况一致的A品种水稻均分为6组并置于人工气候室中培养。1组模拟田间环境(对照组)，另5组分别如下表处理(实验组)，在维持CO2浓度等条件与对照组相同的条件下培养一段时间。测定各组叶片的净光合速率结果如下：
注：A品种水稻光合作用的最适温度为25 ℃，呼吸作用的最适温度为35 ℃。
回答下列问题：
(1)根据本实验结果，可以推测对水稻光合速率影响较大的环境因素是________________，其依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在实验中，为使实验组三的水稻光合作用强度升高，可考虑的措施是适当提高________(填“光照强度”“CO2浓度”或“温度”)。
(3)从细胞代谢角度分析，在遮光比例相同时，温度由25 ℃升高到30 ℃时净光合速率降低的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某小组研究弱光胁迫水稻光合产物向子粒转运的影响情况，做了如下实验：在灌浆期，当对照组、实验组二、实验组四的水稻叶片分别固定等量的14CO2后，在24 h内对三组水稻的等量叶片和子粒进行放射性强度检测，结果发现对照组与实验组二、实验四相比，叶片放射性强度低、子粒放射性强度高。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________。
答案：(1)光照强度 在温度不变的情况下，改变遮光比例净光合速率变化较大
(2)CO2浓度
(3)光合作用速率(强度)减弱，呼吸作用速率(强度)增强
(4)弱光(遮光)胁迫水稻光合产物向子粒的转运减弱
组号
植物
部位
光质(强度
相同且适宜)
温度(℃)
两侧水柱高
度差(mL/4 h)
a
天竺葵
叶
红
25
240
b
天竺葵
叶
黄
25
30
c
紫罗兰
叶
红
25
160
d
紫罗兰
叶
黄
25
20
水深(m)
1
2
3
4
白瓶中O2浓度(g/m3)
＋3
＋1.5
0
－1
黑瓶中O2浓度(g/m3)
－1.5
－1.5
－1.5
－1.5
实验编号
对照
组
实验
组一
实验
组二
实验
组三
实验
组四
实验
组五
实验
处理
遮光比例
不遮
光
不遮
光
遮光
30%
遮光
30%
遮光
50%
遮光
50%
温度℃
25
30
25
30
25
30
实验
结果
净光合速率
[mgCO2/
(dm2·h)]
11.25
9.12
24.90
21.50
13.51
10.40
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