还剩11页未读，
继续阅读
所属成套资源：(新高考)高考生物二轮复习讲练(含解析)
成套系列资料，整套一键下载
(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题2 第2讲 光合作用和细胞呼吸(含解析)
展开
这是一份(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题2 第2讲 光合作用和细胞呼吸(含解析)，共14页。
第2讲 光合作用和细胞呼吸
[课程标准] 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.探究酵母菌的呼吸方式。3.说明光合作用以及对它的认识过程。4.研究影响光合作用速率的环境因素。
考点一 光合作用和细胞呼吸的过程
1．有关细胞呼吸的5点说明
(1)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不能产生ATP，[H]在第一阶段产生，第二阶段被利用，无[H]的积累。
(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻等，原因是原核生物细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(3)真核生物的细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。
(4)对动物和人体而言，有CO2生成的呼吸方式一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸的产物为乳酸。
(5)无氧呼吸的产物酒精或乳酸对细胞有毒害作用，例如酵母菌酿酒时酒精含量超过16%时，发酵停止，意味着酵母菌被杀死；稻田定期排水，是为了防止水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂；玉米种子浸泡在水中会腐烂等。
2．有关光合作用的3点提醒
(1) 光合作用中的[H](NADPH) ≠细胞呼吸中的[H](NADH)。
(2)叶绿体不是所有植物光合作用的必要条件，如原核生物中蓝藻没有叶绿体但也能进行光合作用。
(3)与光合作用有关的色素是脂溶性的，而液泡中的花青素是水溶性的，不能参与光能的吸收、转化和传递。
3．光合作用与细胞呼吸关系
(1)物质转化
(2)能量转化
1．(2020·全国Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
答案 D
解析 有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。据此推理，若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，A项正确；若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等，B项正确；若细胞只进行无氧呼吸且产物为乳酸，则无O2吸收也无CO2释放，C项正确；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乙醇、CO2的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D项错误。
方法技巧 “三看法”判断细胞呼吸的类型
2．(2018·江苏，29节选)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为________________________，其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在________________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为______后进入乙，继而在乙的_______(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
答案 (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体薄膜上 基质中 (3)丙酮酸 基质中 内膜上
解析 (1)题图中甲是叶绿体，是进行光合作用的场所。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，可以吸收光能，并将光能转变为化学能；叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。(2)光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后，转运到叶绿体的类囊体薄膜上组装；CO2的固定发生在叶绿体基质中，催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。(3)图中乙为线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所。氧气充足时，光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2，同时产生[H]和ATP；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段，即和O2反应生成水，同时产生大量ATP。叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH，NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。
思维延伸 (1)不同状况下“光合作用与细胞呼吸”的关系
(2)若用含有18O的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有18O的物质有H218O、18O2、C18O2。
1．(2020·河北唐山一模)洋葱根尖成熟区细胞的代谢过程中，不会发生的是( )
①酶和底物的特异性结合 ②[H]＋O2→H2O ③染色质→染色体 ④有机物的合成和分解 ⑤H2O→[H]＋O2 ⑥渗透作用吸收K＋
A．②④⑤ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．③⑤⑥
答案 D
解析 洋葱根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞，不会进行细胞分裂，但可以发生转录和翻译，能进行细胞呼吸，没有叶绿体不能进行光合作用。①洋葱根尖成熟区细胞会发生细胞呼吸等多种代谢反应，需要酶的催化，所以会发生酶与底物的特异性结合；②[H]＋O2→H2O的过程是有氧呼吸第三阶段，洋葱根尖成熟区细胞会发生有氧呼吸，所以其过程可以发生；③染色体存在于分裂期，洋葱根尖成熟区细胞不会发生细胞分裂，所以不会发生染色质→染色体的过程；④洋葱根尖成熟区细胞可以发生转录、翻译和有氧呼吸等过程，所以会发生有机物的合成和分解；⑤H2O→[H]＋O2是光合作用光反应阶段发生的生理反应，洋葱根尖成熟区细胞不能进行光合作用，所以不会发生此过程；⑥渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，K＋不属于溶剂分子，所以不会发生渗透作用；综上所述，不会发生的是③⑤⑥。
2．如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程，图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A．在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨
C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦或⑨
D．⑩⑫产生的ATP中的化学能都可以转变为光能和机械能
答案 D
解析 ⑩产生的ATP中的化学能只能用于暗反应，转化为有机物中的化学能，D错误。
3．如图是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解，据图判断下列说法正确的是(不定项)( )
A．a、c表示叶绿体释放氧气的量，a＋c可以表示总光合速率
B．b、c表示线粒体吸收氧气的量，b＋c可以表示呼吸速率
C．黑暗中，a、c的量为零
D．叶肉细胞的净光合速率可以用c或d来表示
答案 ABC
解析 叶绿体吸收二氧化碳，放出氧气，a、c表示叶绿体释放氧气的量，a＋c可以表示总光合速率，A项正确；线粒体吸收氧气，放出二氧化碳，b、c表示线粒体吸收氧气的量，b＋c可以表示呼吸速率，B项正确；黑暗中植物不进行光合作用，a、c的量为零，C项正确；净光合速率可以用a或e表示，D项错误。
考点二 光合作用和细胞呼吸的相关曲线
1．影响细胞呼吸因素相关的四类曲线
2．影响光合作用因素相关的三类曲线
3．一昼夜中植物代谢强度变化曲线
(1)图甲中BC段变化的原因：由于凌晨温度下降，呼吸酶活性降低，CO2释放速率有所下降。
(2)图甲CD段中，光合作用强度小于细胞呼吸强度，相当于乙图中的cd段。光合作用开始的点在甲图中为C点，在乙图中为c点。
(3)图甲DF段中，光合作用强度大于细胞呼吸强度，拐点D表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，相当于乙图中d点。
(4)图甲中FG段曲线下降趋势变缓的原因是正午时分，由于温度过高，植物蒸腾失水导致部分气孔关闭，CO2进入细胞减少。GH段罩内CO2浓度继续下降，说明光合作用强度仍大于细胞呼吸强度；18：00时，罩内CO2浓度最低，此时植物体内积累的有机物最多，罩内O2浓度最高。拐点H表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，相当于乙图中h点。图乙中ef段与gh段都是下降趋势，但原因不同：ef段是由于部分气孔关闭，CO2供应不足；gh段是因为光照强度逐渐减弱。
(5)图甲中18：00后，光照越来越弱，罩内CO2浓度开始增加，说明细胞呼吸强度已大于光合作用强度；判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是I点时玻璃罩内二氧化碳浓度低于A点。
(2018·全国Ⅰ，30)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。
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
解析 (1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，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)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，植物为防止水分散失部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。
思维延伸 在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系如图所示，请分析：
(1)“当CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用”这句话对吗？说明判断理由。
(2)当CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度是否相等？为什么？
(3)若适当增加光照强度，对于甲植物而言，推测c点将向________移，理由是_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)c点时升高温度，乙植物的P点如何变化？
答案 (1)不对。由图分析，a点表明甲植物的净光合速率为0，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，光合作用在这之前已经开始了
(2)不一定相等。当CO2浓度为b时，甲、乙两植物的净光合作用强度相等，由于不知道两植物的细胞呼吸强度，因此不能判断二者总光合作用强度的大小
(3)右 c点时，CO2浓度不再是限制光合作用的环境因素，因此，此时适当增加光照强度可提高光合作用强度，c点将右移
(4)图中曲线是在适宜温度条件下测定的，温度升高，P点将下降
1．(2019·重庆市七校联考)如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响曲线。下列有关叙述错误的是( )
A．曲线a→b点，叶绿体中C3浓度降低
B．b→d点，叶绿体中C5浓度升高
C．曲线a→b点，叶绿体中C5生成速率降低
D．d点时，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等
答案 C
解析 a→b的过程中CO2浓度不变，C3的生成速率不变，但b点光照强度大于a点，b点产生的[H]和ATP的量高于a点，C3还原过程增强，C3浓度降低，A正确；b点和d点的光照强度相等，[H]和ATP产生量相同，C5的生成速率不变，但b点CO2浓度大，C5消耗量增大，则d点C5浓度高于b点，B正确；曲线a→b过程中CO2浓度不变，但b点光照强度大于a点，b点产生的[H]和ATP多于a点，b点C5生成速率高于a点，C错误；d点后，光合作用强度不再随光照强度的增加而增大，则d点时限制光合作用强度的因素可能是CO2浓度和温度等，D正确。
2．在CO2浓度相同、光照不同的条件下，对油菜光合速率日变化研究的实验结果如图所示。下列分析不正确的是( )
A．据图可知，油菜最大光合速率上午均比下午高，这与环境因素的变化有关
B．与Ⅰ相比，Ⅱ出现“光合午休”现象是由于中午光照强烈、温度升高，导致叶片气孔关闭影响光合作用的暗反应阶段，从而使光合速率下降
C．与Ⅱ相比，Ⅲ也出现了“光合午休”现象，可推测油菜的光合速率除受外界环境因素影响外，还受遗传因素的控制
D．据图可知，提高CO2浓度，Ⅰ的光合速率可达到Ⅲ
答案 D
解析 图示可看出油菜最大光合速率上午均比下午高，这与上午光照强烈、温度适宜等因素有关，A项正确；与Ⅰ相比，Ⅱ中午时分，由于光照强烈导致温度升高，植物蒸腾作用剧烈而失水，使叶肉细胞部分气孔关闭，二氧化碳通过气孔进入叶肉细胞内部的量减少，叶肉细胞内的二氧化碳浓度降低，大大降低了暗反应过程二氧化碳的固定，导致光合速率下降，B项正确；与Ⅱ相比，Ⅲ没有过强的光照和过高的温度，同样的时间也出现了“光合午休”现象，这是内因即遗传控制的生物节律现象，C项正确；据图可知，限制曲线Ⅰ的主要环境因素是光照强度，所以提高CO2浓度，Ⅰ的光合速率也不能达到Ⅲ，D项错误。
3．(2020·山东潍坊质检)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛，收敛止血的功效，也常作为观赏栽培植物。下图甲、乙为龙血树在不同条件下光合速率和呼吸速率的变化曲线[单位：(mmol·cm－2·h－1)]。请回答以下问题：
(1)据甲图分析，持续光照条件下，龙血树在________℃下，生长最快。40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能否正常生长？________，判断依据是：________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若甲图数据是在光照强度充足的情况下测得的，则乙图是在________℃条件下测定的。
(3)如果龙血树在图乙中C点光照强度下，一天光照10 h、黑暗处理14 h，则1 cm2的叶片24 h内消耗环境中的CO2是________ mmol。
答案 (1)30 不能 40 ℃条件下净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，有机物不会积累，影响植物生长 (2)30 (3)12
解析 (2)乙图龙血树的呼吸速率为2，最大净光合速率为8，对应甲图的30 ℃。(3)C点光照强度下，净光合速率为4，呼吸速率为2,10 h光照条件下，需消耗的CO2是40 mmol，而14 h的黑暗条件，细胞呼吸可提供的CO2是28 mmol，故1 cm2的叶片24 h内消耗环境中的CO2是12 mmol。
4．(2019·河北衡水中学高三调研)三倍体西瓜由于含糖量高且无子而备受青睐。某研究人员对三倍体西瓜进行了一系列相关研究，请分析回答：
(1)如图是该研究者对三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化研究结果。
13：00时叶绿体中合成C3的速率________(填“高于”“等于”或“低于”)11：00时。17：00时后叶片的Ci快速上升，其原因是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)该研究人员研究发现，西瓜果肉细胞内蔗糖的浓度比细胞外高，说明果肉细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是________________。
(3)以三倍体西瓜幼苗为实验材料，进行短期高温(42 ℃)和常温(25 ℃)对照处理，在不同时间取样测定其叶片净光合速率、气孔导度(气孔导度越大，气孔开放程度越大)及叶绿素含量等指标，结果如图所示。
根据图乙和图丙可知，经过短期高温处理后，西瓜幼苗的净光合速率降低，原因可能是_______________________________________________________________________________。
叶肉细胞中的色素常用________________进行提取，在短期高温处理过程中，每6 h取样，提取西瓜幼苗叶肉细胞中的光合色素后，再通过纸层析法进行分离，色素带会出现的变化是_______________________________________________________________________________。
答案 (1)低于 光合速率减小，导致CO2在胞间积累 CO2浓度和光照强度 (2)主动运输 (3)叶绿素含量降低，使光反应减弱；气孔部分关闭，CO2吸收减少，使暗反应减弱 无水乙醇 蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b的色素带变窄(或叶绿素a和叶绿素b色素带变窄)
解析 (1)与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度降低，二氧化碳的固定减弱，所以合成C3的速率小于11：00时。17：00时后，叶片的Ci快速上升，是由于细胞呼吸速率大于光合速率，释放出的二氧化碳在胞间积累。叶片的Pn先后两次下降，第一次下降的主要原因是由于叶片气孔部分关闭，二氧化碳供应不足，第二次下降是由于光照强度减弱引起。(2)西瓜果肉细胞内蔗糖的浓度比细胞外高，说明果肉细胞能逆浓度梯度进行跨膜运输吸收蔗糖，所以其运输方式是主动运输。(3)据题图分析可知，经过短期高温处理后由于叶绿素含量降低，使光反应减弱；气孔部分关闭，CO2吸收减少，使暗反应减弱等，所以经过42 ℃处理后净光合速率降低；常用无水乙醇提取叶肉细胞中的色素；高温(42 ℃)会破坏叶绿素，故高温(42 ℃)处理后获得的蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b的色素带变窄(或叶绿素a和叶绿素b色素带变窄)。
考点三 光合作用和细胞呼吸的测定和分析
1．通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率
(1)测定细胞呼吸速率
NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。随着O2的消耗，容器内气体压强减小，毛细管内的有色液滴左移，单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。
(2)测定细胞呼吸类型
同时设置甲装置：NaOH溶液组、乙装置：蒸馏水组，植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型。
容器中气体变化
细胞呼吸类型
不消耗O2，但产生CO2(甲组有色液滴不移动，乙组右移)
进行产生酒精的无氧呼吸
CO2释放量等于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴不移动)
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
CO2释放量大于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴右移)
产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行
(3)测定净光合速率
NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。
①光照条件下植物释放的O2，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放O2的速率。
②若有色液滴左移，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若有色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，生成O2量等于消耗O2量，瓶内气压不变。
2．黑白瓶法测水生植物的光合速率
(1)实验步骤
①取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为A、B瓶，另一白瓶不做处理，记为C瓶，其中B、C瓶中放入长势良好的同种植物。
②从待测的水体深度取水，保留A瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。
③将B、C瓶沉入取水深度。
④经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。
(2)结果分析
①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。
1．某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：
(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有__________________，为使实验结果更科学，还需设置________________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是________________，实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内检测到含18O的氧气，其产生的途径为_______________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)装置一和装置二 对照实验 装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移 (2)装置一和装置三 C18O2H218O18O2(或：C18O2参与光合作用暗反应产生H218O，H218O参与光反应产生18O2)
解析 (1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物(或灭活植物)的对照实验，排除物理因素的影响。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧气，则红色液滴向左移；装置二烧杯中盛放蒸馏水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧气量小于细胞呼吸产生的二氧化碳量，则红色液滴右移。(2)装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳；装置三烧杯中盛放CO2缓冲液，可以为光合作用提供二氧化碳。因此若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，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C18O2后，在玻璃罩内光合作用过程中18O的去路是6C18O2＋12H2OC6H1218O6＋6O2＋6H218O，其中产物H218O又作为光反应的原料，在水的光解中产生18O2。
2．如图表示在不同温度下，测定某1 cm2植物叶片质量(mg)变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：
(1)由操作流程图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为________ mg·cm－2·h－1(用图中字母表示)，实际光合速率可表示为________ mg·cm－2·h－1(用图中字母表示)。
(2)由实验结果图分析，恒定在上述________ ℃下，维持12 h光照，12 h黑暗，该1 cm2植物叶片增重最多，增重了________ mg。
答案 (1)X Y＋2X (2)14 36
解析 (1)由操作流程图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为X(mg·cm－2·h－1)，而单位时间光照下叶片重量的增加量表示的是净光合速率，故光照1小时实际(总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝M＋Y－(M－X)＋X＝Y＋2X(mg·cm－2·h－1)。(2)从实验结果图可以看出，在14 ℃下，维持12 h光照，12 h黑暗，该植物叶片增重最多，净光合速率＝总光合速率－呼吸速率＝(3＋2×2)×12－2×24＝36(mg)。
第2讲 光合作用和细胞呼吸
[课程标准] 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.探究酵母菌的呼吸方式。3.说明光合作用以及对它的认识过程。4.研究影响光合作用速率的环境因素。
考点一 光合作用和细胞呼吸的过程
1．有关细胞呼吸的5点说明
(1)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不能产生ATP，[H]在第一阶段产生，第二阶段被利用，无[H]的积累。
(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻等，原因是原核生物细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(3)真核生物的细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。
(4)对动物和人体而言，有CO2生成的呼吸方式一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸的产物为乳酸。
(5)无氧呼吸的产物酒精或乳酸对细胞有毒害作用，例如酵母菌酿酒时酒精含量超过16%时，发酵停止，意味着酵母菌被杀死；稻田定期排水，是为了防止水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂；玉米种子浸泡在水中会腐烂等。
2．有关光合作用的3点提醒
(1) 光合作用中的[H](NADPH) ≠细胞呼吸中的[H](NADH)。
(2)叶绿体不是所有植物光合作用的必要条件，如原核生物中蓝藻没有叶绿体但也能进行光合作用。
(3)与光合作用有关的色素是脂溶性的，而液泡中的花青素是水溶性的，不能参与光能的吸收、转化和传递。
3．光合作用与细胞呼吸关系
(1)物质转化
(2)能量转化
1．(2020·全国Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
答案 D
解析 有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。据此推理，若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，A项正确；若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等，B项正确；若细胞只进行无氧呼吸且产物为乳酸，则无O2吸收也无CO2释放，C项正确；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乙醇、CO2的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D项错误。
方法技巧 “三看法”判断细胞呼吸的类型
2．(2018·江苏，29节选)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为________________________，其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在________________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为______后进入乙，继而在乙的_______(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
答案 (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体薄膜上 基质中 (3)丙酮酸 基质中 内膜上
解析 (1)题图中甲是叶绿体，是进行光合作用的场所。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，可以吸收光能，并将光能转变为化学能；叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。(2)光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后，转运到叶绿体的类囊体薄膜上组装；CO2的固定发生在叶绿体基质中，催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。(3)图中乙为线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所。氧气充足时，光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2，同时产生[H]和ATP；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段，即和O2反应生成水，同时产生大量ATP。叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH，NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。
思维延伸 (1)不同状况下“光合作用与细胞呼吸”的关系
(2)若用含有18O的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有18O的物质有H218O、18O2、C18O2。
1．(2020·河北唐山一模)洋葱根尖成熟区细胞的代谢过程中，不会发生的是( )
①酶和底物的特异性结合 ②[H]＋O2→H2O ③染色质→染色体 ④有机物的合成和分解 ⑤H2O→[H]＋O2 ⑥渗透作用吸收K＋
A．②④⑤ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．③⑤⑥
答案 D
解析 洋葱根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞，不会进行细胞分裂，但可以发生转录和翻译，能进行细胞呼吸，没有叶绿体不能进行光合作用。①洋葱根尖成熟区细胞会发生细胞呼吸等多种代谢反应，需要酶的催化，所以会发生酶与底物的特异性结合；②[H]＋O2→H2O的过程是有氧呼吸第三阶段，洋葱根尖成熟区细胞会发生有氧呼吸，所以其过程可以发生；③染色体存在于分裂期，洋葱根尖成熟区细胞不会发生细胞分裂，所以不会发生染色质→染色体的过程；④洋葱根尖成熟区细胞可以发生转录、翻译和有氧呼吸等过程，所以会发生有机物的合成和分解；⑤H2O→[H]＋O2是光合作用光反应阶段发生的生理反应，洋葱根尖成熟区细胞不能进行光合作用，所以不会发生此过程；⑥渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，K＋不属于溶剂分子，所以不会发生渗透作用；综上所述，不会发生的是③⑤⑥。
2．如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程，图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A．在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨
C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦或⑨
D．⑩⑫产生的ATP中的化学能都可以转变为光能和机械能
答案 D
解析 ⑩产生的ATP中的化学能只能用于暗反应，转化为有机物中的化学能，D错误。
3．如图是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解，据图判断下列说法正确的是(不定项)( )
A．a、c表示叶绿体释放氧气的量，a＋c可以表示总光合速率
B．b、c表示线粒体吸收氧气的量，b＋c可以表示呼吸速率
C．黑暗中，a、c的量为零
D．叶肉细胞的净光合速率可以用c或d来表示
答案 ABC
解析 叶绿体吸收二氧化碳，放出氧气，a、c表示叶绿体释放氧气的量，a＋c可以表示总光合速率，A项正确；线粒体吸收氧气，放出二氧化碳，b、c表示线粒体吸收氧气的量，b＋c可以表示呼吸速率，B项正确；黑暗中植物不进行光合作用，a、c的量为零，C项正确；净光合速率可以用a或e表示，D项错误。
考点二 光合作用和细胞呼吸的相关曲线
1．影响细胞呼吸因素相关的四类曲线
2．影响光合作用因素相关的三类曲线
3．一昼夜中植物代谢强度变化曲线
(1)图甲中BC段变化的原因：由于凌晨温度下降，呼吸酶活性降低，CO2释放速率有所下降。
(2)图甲CD段中，光合作用强度小于细胞呼吸强度，相当于乙图中的cd段。光合作用开始的点在甲图中为C点，在乙图中为c点。
(3)图甲DF段中，光合作用强度大于细胞呼吸强度，拐点D表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，相当于乙图中d点。
(4)图甲中FG段曲线下降趋势变缓的原因是正午时分，由于温度过高，植物蒸腾失水导致部分气孔关闭，CO2进入细胞减少。GH段罩内CO2浓度继续下降，说明光合作用强度仍大于细胞呼吸强度；18：00时，罩内CO2浓度最低，此时植物体内积累的有机物最多，罩内O2浓度最高。拐点H表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，相当于乙图中h点。图乙中ef段与gh段都是下降趋势，但原因不同：ef段是由于部分气孔关闭，CO2供应不足；gh段是因为光照强度逐渐减弱。
(5)图甲中18：00后，光照越来越弱，罩内CO2浓度开始增加，说明细胞呼吸强度已大于光合作用强度；判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是I点时玻璃罩内二氧化碳浓度低于A点。
(2018·全国Ⅰ，30)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。
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
解析 (1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，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)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，植物为防止水分散失部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。
思维延伸 在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系如图所示，请分析：
(1)“当CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用”这句话对吗？说明判断理由。
(2)当CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度是否相等？为什么？
(3)若适当增加光照强度，对于甲植物而言，推测c点将向________移，理由是_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)c点时升高温度，乙植物的P点如何变化？
答案 (1)不对。由图分析，a点表明甲植物的净光合速率为0，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，光合作用在这之前已经开始了
(2)不一定相等。当CO2浓度为b时，甲、乙两植物的净光合作用强度相等，由于不知道两植物的细胞呼吸强度，因此不能判断二者总光合作用强度的大小
(3)右 c点时，CO2浓度不再是限制光合作用的环境因素，因此，此时适当增加光照强度可提高光合作用强度，c点将右移
(4)图中曲线是在适宜温度条件下测定的，温度升高，P点将下降
1．(2019·重庆市七校联考)如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响曲线。下列有关叙述错误的是( )
A．曲线a→b点，叶绿体中C3浓度降低
B．b→d点，叶绿体中C5浓度升高
C．曲线a→b点，叶绿体中C5生成速率降低
D．d点时，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等
答案 C
解析 a→b的过程中CO2浓度不变，C3的生成速率不变，但b点光照强度大于a点，b点产生的[H]和ATP的量高于a点，C3还原过程增强，C3浓度降低，A正确；b点和d点的光照强度相等，[H]和ATP产生量相同，C5的生成速率不变，但b点CO2浓度大，C5消耗量增大，则d点C5浓度高于b点，B正确；曲线a→b过程中CO2浓度不变，但b点光照强度大于a点，b点产生的[H]和ATP多于a点，b点C5生成速率高于a点，C错误；d点后，光合作用强度不再随光照强度的增加而增大，则d点时限制光合作用强度的因素可能是CO2浓度和温度等，D正确。
2．在CO2浓度相同、光照不同的条件下，对油菜光合速率日变化研究的实验结果如图所示。下列分析不正确的是( )
A．据图可知，油菜最大光合速率上午均比下午高，这与环境因素的变化有关
B．与Ⅰ相比，Ⅱ出现“光合午休”现象是由于中午光照强烈、温度升高，导致叶片气孔关闭影响光合作用的暗反应阶段，从而使光合速率下降
C．与Ⅱ相比，Ⅲ也出现了“光合午休”现象，可推测油菜的光合速率除受外界环境因素影响外，还受遗传因素的控制
D．据图可知，提高CO2浓度，Ⅰ的光合速率可达到Ⅲ
答案 D
解析 图示可看出油菜最大光合速率上午均比下午高，这与上午光照强烈、温度适宜等因素有关，A项正确；与Ⅰ相比，Ⅱ中午时分，由于光照强烈导致温度升高，植物蒸腾作用剧烈而失水，使叶肉细胞部分气孔关闭，二氧化碳通过气孔进入叶肉细胞内部的量减少，叶肉细胞内的二氧化碳浓度降低，大大降低了暗反应过程二氧化碳的固定，导致光合速率下降，B项正确；与Ⅱ相比，Ⅲ没有过强的光照和过高的温度，同样的时间也出现了“光合午休”现象，这是内因即遗传控制的生物节律现象，C项正确；据图可知，限制曲线Ⅰ的主要环境因素是光照强度，所以提高CO2浓度，Ⅰ的光合速率也不能达到Ⅲ，D项错误。
3．(2020·山东潍坊质检)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛，收敛止血的功效，也常作为观赏栽培植物。下图甲、乙为龙血树在不同条件下光合速率和呼吸速率的变化曲线[单位：(mmol·cm－2·h－1)]。请回答以下问题：
(1)据甲图分析，持续光照条件下，龙血树在________℃下，生长最快。40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能否正常生长？________，判断依据是：________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若甲图数据是在光照强度充足的情况下测得的，则乙图是在________℃条件下测定的。
(3)如果龙血树在图乙中C点光照强度下，一天光照10 h、黑暗处理14 h，则1 cm2的叶片24 h内消耗环境中的CO2是________ mmol。
答案 (1)30 不能 40 ℃条件下净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，有机物不会积累，影响植物生长 (2)30 (3)12
解析 (2)乙图龙血树的呼吸速率为2，最大净光合速率为8，对应甲图的30 ℃。(3)C点光照强度下，净光合速率为4，呼吸速率为2,10 h光照条件下，需消耗的CO2是40 mmol，而14 h的黑暗条件，细胞呼吸可提供的CO2是28 mmol，故1 cm2的叶片24 h内消耗环境中的CO2是12 mmol。
4．(2019·河北衡水中学高三调研)三倍体西瓜由于含糖量高且无子而备受青睐。某研究人员对三倍体西瓜进行了一系列相关研究，请分析回答：
(1)如图是该研究者对三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化研究结果。
13：00时叶绿体中合成C3的速率________(填“高于”“等于”或“低于”)11：00时。17：00时后叶片的Ci快速上升，其原因是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)该研究人员研究发现，西瓜果肉细胞内蔗糖的浓度比细胞外高，说明果肉细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是________________。
(3)以三倍体西瓜幼苗为实验材料，进行短期高温(42 ℃)和常温(25 ℃)对照处理，在不同时间取样测定其叶片净光合速率、气孔导度(气孔导度越大，气孔开放程度越大)及叶绿素含量等指标，结果如图所示。
根据图乙和图丙可知，经过短期高温处理后，西瓜幼苗的净光合速率降低，原因可能是_______________________________________________________________________________。
叶肉细胞中的色素常用________________进行提取，在短期高温处理过程中，每6 h取样，提取西瓜幼苗叶肉细胞中的光合色素后，再通过纸层析法进行分离，色素带会出现的变化是_______________________________________________________________________________。
答案 (1)低于 光合速率减小，导致CO2在胞间积累 CO2浓度和光照强度 (2)主动运输 (3)叶绿素含量降低，使光反应减弱；气孔部分关闭，CO2吸收减少，使暗反应减弱 无水乙醇 蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b的色素带变窄(或叶绿素a和叶绿素b色素带变窄)
解析 (1)与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度降低，二氧化碳的固定减弱，所以合成C3的速率小于11：00时。17：00时后，叶片的Ci快速上升，是由于细胞呼吸速率大于光合速率，释放出的二氧化碳在胞间积累。叶片的Pn先后两次下降，第一次下降的主要原因是由于叶片气孔部分关闭，二氧化碳供应不足，第二次下降是由于光照强度减弱引起。(2)西瓜果肉细胞内蔗糖的浓度比细胞外高，说明果肉细胞能逆浓度梯度进行跨膜运输吸收蔗糖，所以其运输方式是主动运输。(3)据题图分析可知，经过短期高温处理后由于叶绿素含量降低，使光反应减弱；气孔部分关闭，CO2吸收减少，使暗反应减弱等，所以经过42 ℃处理后净光合速率降低；常用无水乙醇提取叶肉细胞中的色素；高温(42 ℃)会破坏叶绿素，故高温(42 ℃)处理后获得的蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b的色素带变窄(或叶绿素a和叶绿素b色素带变窄)。
考点三 光合作用和细胞呼吸的测定和分析
1．通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率
(1)测定细胞呼吸速率
NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。随着O2的消耗，容器内气体压强减小，毛细管内的有色液滴左移，单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。
(2)测定细胞呼吸类型
同时设置甲装置：NaOH溶液组、乙装置：蒸馏水组，植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型。
容器中气体变化
细胞呼吸类型
不消耗O2，但产生CO2(甲组有色液滴不移动，乙组右移)
进行产生酒精的无氧呼吸
CO2释放量等于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴不移动)
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
CO2释放量大于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴右移)
产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行
(3)测定净光合速率
NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。
①光照条件下植物释放的O2，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放O2的速率。
②若有色液滴左移，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若有色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，生成O2量等于消耗O2量，瓶内气压不变。
2．黑白瓶法测水生植物的光合速率
(1)实验步骤
①取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为A、B瓶，另一白瓶不做处理，记为C瓶，其中B、C瓶中放入长势良好的同种植物。
②从待测的水体深度取水，保留A瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。
③将B、C瓶沉入取水深度。
④经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。
(2)结果分析
①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。
1．某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：
(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有__________________，为使实验结果更科学，还需设置________________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是________________，实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内检测到含18O的氧气，其产生的途径为_______________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)装置一和装置二 对照实验 装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移 (2)装置一和装置三 C18O2H218O18O2(或：C18O2参与光合作用暗反应产生H218O，H218O参与光反应产生18O2)
解析 (1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物(或灭活植物)的对照实验，排除物理因素的影响。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧气，则红色液滴向左移；装置二烧杯中盛放蒸馏水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧气量小于细胞呼吸产生的二氧化碳量，则红色液滴右移。(2)装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳；装置三烧杯中盛放CO2缓冲液，可以为光合作用提供二氧化碳。因此若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，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C18O2后，在玻璃罩内光合作用过程中18O的去路是6C18O2＋12H2OC6H1218O6＋6O2＋6H218O，其中产物H218O又作为光反应的原料，在水的光解中产生18O2。
2．如图表示在不同温度下，测定某1 cm2植物叶片质量(mg)变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：
(1)由操作流程图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为________ mg·cm－2·h－1(用图中字母表示)，实际光合速率可表示为________ mg·cm－2·h－1(用图中字母表示)。
(2)由实验结果图分析，恒定在上述________ ℃下，维持12 h光照，12 h黑暗，该1 cm2植物叶片增重最多，增重了________ mg。
答案 (1)X Y＋2X (2)14 36
解析 (1)由操作流程图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为X(mg·cm－2·h－1)，而单位时间光照下叶片重量的增加量表示的是净光合速率，故光照1小时实际(总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝M＋Y－(M－X)＋X＝Y＋2X(mg·cm－2·h－1)。(2)从实验结果图可以看出，在14 ℃下，维持12 h光照，12 h黑暗，该植物叶片增重最多，净光合速率＝总光合速率－呼吸速率＝(3＋2×2)×12－2×24＝36(mg)。
相关试卷
(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题6 第2讲 生态系统和环境保护(含解析)： 这是一份(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题6 第2讲 生态系统和环境保护(含解析)，共16页。
(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题5 第2讲 机体的稳态与免疫(含解析)： 这是一份(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题5 第2讲 机体的稳态与免疫(含解析)，共11页。
(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题4 第2讲 遗传的基本规律(含解析)： 这是一份(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题4 第2讲 遗传的基本规律(含解析)，共14页。
