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2021版新高考选考生物一轮复习通用版学案：加强提升课（1） 光合作用与细胞呼吸综合应用
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加强提升课(1) 光合作用与细胞呼吸综合应用
突破一 光合作用和细胞呼吸过程的相互关系分析
1．光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
(2)能量方面
2．光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向
项目
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的还原供能
用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
1．(2020·黑龙江大庆实验中学月考)下图表示大豆叶肉细胞光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中A～D为不同的反应过程，①～④代表不同物质。下列相关叙述正确的是( )
A．过程A和过程D的生物化学反应均发生在生物膜上
B．强光时，NADPH的合成速率明显大于物质②的生成速率
C．过程D产生的CO2用于过程B至少要穿过4层生物膜
D．过程D产生的ATP能在过程B中大量用于(CH2O)的合成
解析：选C。题图中过程A、B分别表示光反应和暗反应，过程C代表细胞呼吸第一阶段，过程D代表有氧呼吸第二、三阶段；图中①是O2，②为NADP＋，③为ADP＋Pi，④为C5。光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，A错误；强光时，如果光合速率稳定，则光反应中NADPH的生成速率与暗反应中NADP＋的产生速率应基本相等，B错误；线粒体基质中产生的CO2依次穿过线粒体内、外膜和叶绿体外、内膜后才可在叶绿体基质中被固定利用，所以至少穿过4层生物膜，C正确；暗反应中合成(CH2O)所需的ATP来源于光反应合成的ATP，而不是大量来源于细胞呼吸产生的ATP，D错误。
2．(2018·高考江苏卷改编)下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。
解析：(1)由题图可知，甲为叶绿体，乙为线粒体。植物通过光合作用将光能转变为化学能，参与光合作用的两类色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中大多数高等植物的叶绿素需在光照条件下合成。(2)光反应的场所为类囊体薄膜，参与光反应中心的蛋白在类囊体薄膜上组装；Rubisco(催化CO2固定的酶)是参与暗反应的相关酶，在叶绿体基质中组装。(3)叶绿体输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2；NADPH可被线粒体内膜上发生的有氧呼吸第三阶段利用，NADPH中的能量最终被转移到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
突破二 开放或密闭环境中CO2含量昼夜变化情况分析
1．自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线分析
2．密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线分析
注意：分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时，应分析曲线变化趋势的快慢，也就是斜率。
3．(2020·湖南株洲一模)将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在光照条件下，测定该容器内O2量的变化，实验结果如图所示。以下说法错误的是( )
A．A点以后的短时间内，叶肉细胞内C5的量将增加，B点时叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率
B．在5～15 min内，容器内O2量增加的速率逐渐减小，是因为CO2浓度逐渐减少，光合作用速率与呼吸作用速率的差值减小
C．同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是底部叶片衰老，酶活性降低
D．若向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉。18O最短的转移途径是18O2→C18O2→(CHO)
解析：选D。A点给予光照，植物开始进行光反应，C3开始还原，短时间内，C3含量减少，C5含量将增加，B点之后容器中O2含量不再发生变化，此阶段叶肉细胞光合作用速率等于呼吸作用速率，A正确；给予光照后，密闭容器中O2含量增加，说明叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，在5～15 min内，随着光合作用的进行，环境中CO2浓度降低，使光合作用速率减慢，净光合作用速率减小，故容器内O2量增加的速率逐渐减小，B正确；底部衰老叶片细胞中多种酶的活性降低，呼吸作用速率减慢，故同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，C正确；18O标记的O2参与有氧呼吸第三阶段生成HO，HO与丙酮酸反应生成C18O2，C18O2参与暗反应生成(CHO)，故向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉的最短转移途径是18O2→HO→C18O2→(CHO)，D错误。
4．下图甲是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线并回答下列问题：
(1)由图甲可看出大约中午12时时，光合作用强度明显减弱(C点)，其主要原因是__________________________________________________________________________。
(2)由B点到C点的过程中，短时间内C3和C5的变化分别是___________________。
(3)测得该植物的一些实验数据如下：
30 ℃
15 ℃黑暗5 h
一定光照15 h
黑暗下5 h
吸收CO2 660 mg
释放CO2 220 mg
释放CO2 110 mg
若该植物处于白天均温30 ℃，晚上均温15 ℃，有效日照12 h的环境下，该植物一昼夜积累的葡萄糖的量为________mg。
(4)将该植物置于一密闭的容器内一昼夜，此过程中容器内O2的相对含量变化如图乙所示。据图回答下列问题：
①图乙中植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是________。
②该植株经过一昼夜后，能否积累有机物？________，理由是________________。
解析：(1)夏季中午温度高，植物蒸腾作用比其他时间强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合作用强度减弱。(2)由(1)知，B点到C点光合作用强度减弱的根本原因是植物吸收的CO2减少，光合作用的暗反应阶段CO2固定减少，C3生成量减少，而C5消耗量减少，由此得出在光合作用的动态变化中，C3减少、C5增多。(3)CO2吸收量代表的是净光合量，注意题目中白天和晚上对应的温度，结合题意计算CO2的吸收量为(660/15)×12－(110/5)×12＝264(mg)，一昼夜积累的葡萄糖的量为(264×180)/(6×44)＝180(mg)。(4)①分析曲线可知，AB段(不含B点)和CD段(不含C点)，密闭容器内O2含量呈下降趋势，说明光合作用强度小于呼吸作用强度；BC段(不含B、C点)，密闭容器内O2含量呈上升趋势，说明光合作用强度大于呼吸作用强度；B、C点为转折点，所以B点、C点是光合作用强度等于呼吸作用强度的点。②能否积累有机物，是看一昼夜总的光合作用和呼吸作用的大小，可以通过一昼夜CO2或O2的变化量来判断，本题是比较A点、D点O2的相对含量：D点O2的相对含量低于A点O2的相对含量，说明一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量，即一昼夜总的光合作用小于呼吸作用，所以植物不能积累有机物。
答案：(1)温度高，蒸腾作用强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合作用强度减弱 (2)C3减少、C5增多 (3)180 (4)①B点和C点 ②不能 一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量，说明该植物一昼夜呼吸作用大于光合作用
提高大棚内农作物产量的途径,
途径
具体方法和注意事项
延长光照时间
夜间适当补充光照：最好选择日光灯，时间不能太长，保证经济效益
增大光合面积
合理密植：要适度，避免相互遮光造成减产
间作、套种：要选择合适的两种作物，减少竞争导致的减产
提高光合作用强度
提高CO2浓度：如适当通风、焚烧秸秆、施用农家肥
合理施肥：如农家肥和化肥配合使用，还要避免施肥过度造成“烧苗”
提高净光合作用速率
适当增大昼夜温差：白天适当升温，夜间适当降温，增加有机物的积累量
突破三 光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
结合坐标曲线分析，光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
5．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，下图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和CO2浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是( )
A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移
解析：选C。图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知，当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即b点左移。
6．(不定项)(2020·山东烟台月考)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生O2的影响。装置A的曲线如图乙所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．P点处产生的ATP可用于暗反应
B．适当降低温度，P点将下移
C．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移
D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应向左下方移动
解析：选CD。P点时细胞只进行呼吸作用产生ATP，该ATP不能用于光合作用暗反应过程；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移；由于缺镁，B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移；降低CO2浓度，R点将向左下方移动。
1．(2020·山东潍坊模拟)右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、条件适宜的情况下，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，有氧时发生在细胞质基质和线粒体中，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薄膜上)和c有氧呼吸的第三阶段(场所是线粒体内膜)；b暗反应过程发生在叶绿体基质中，a有氧呼吸的第一、第二阶段的场所是细胞质基质和线粒体基质，a无氧呼吸的场所是细胞质基质，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．(2020·黑龙江哈尔滨高三模拟)下图是生物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是( )
A．只有绿色植物才具有进行①过程所需的色素
B．①过程产生的ATP只用于②过程中固定CO2和还原C3
C．①③中合成ATP所需的能量来源不同
D．④中的能量可用于肌肉收缩、人的成熟红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等
解析：选C。蓝藻等生物能进行光合作用，也存在光反应过程所需的色素，A错误；光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中C3的还原过程，不参与CO2的固定过程，B错误；①光反应中合成ATP所需的能量来源于光合色素吸收的光能，③细胞呼吸中合成ATP所需的能量来源于有机物分解释放的化学能，C正确；人的成熟红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，不需要能量，D错误。
3．(2020·江西南昌一模)下列关于发生在叶绿体和线粒体中的部分代谢活动的叙述，正确的是( )
A．两种细胞器均能产生ATP，产生的ATP可用于细胞的各项生命活动
B．叶绿体固定的CO2还原成C6H12O6，线粒体内的C6H12O6氧化成CO2
C．ATP和[H]在叶绿体内随水的分解而产生，在线粒体内随水的生成而产生
D．两种细胞器都有较大的膜面积，膜上附着的酶能保证生命活动的高效进行
解析：选D。叶绿体产生的ATP只用于光合作用暗反应过程中C3的还原，A错误；葡萄糖不能在线粒体中分解，需要在细胞质基质中分解形成丙酮酸后才能进入线粒体进一步分解，B错误；叶绿体中ATP和[H]是光反应的产物，[H]可随水的分解而产生，而有氧呼吸中的第一、二阶段产生的[H]与O2结合生成水，C错误；叶绿体内含有类囊体构成的基粒，线粒体内膜向内折叠形成嵴，二者都有较大的膜面积，膜上附着的酶能保证生命活动的高效进行，D正确。
4．(2020·福建漳州模拟)在细胞能量代谢的过程中，光合作用和细胞呼吸都有[H]产生，下列有关[H]的说法，正确的是( )
A．细胞呼吸产生的[H]可以用于光合作用C3的还原
B．葡萄糖在线粒体中彻底分解能够产生大量[H]
C．光合作用产生的[H]可用于C3的还原
D．无氧呼吸的第二阶段会消耗[H]并产生大量能量
解析：选C。暗反应中C3的还原需要的[H]来源于光反应，A错误，C正确；线粒体不能直接氧化分解葡萄糖，葡萄糖只有在细胞质基质中分解成丙酮酸后才可进入线粒体继续氧化分解，B错误；无氧呼吸的第二阶段会消耗[H]，但不会产生大量能量，D错误。
5．(2020·黑龙江哈尔滨三中上学期一调)玻璃温室里栽培植物，对室内空气中CO2含量进行了24小时测定，图中曲线能正确表示结果的是(横轴为时间，纵轴为CO2浓度)( )
解析：选D。0点到6点这一时间段，呼吸作用强度大于光合作用强度，产生CO2多，导致玻璃温室中的CO2浓度越来越高；6点与18点之间，光合作用强度大于呼吸作用强度，消耗了更多的CO2，使玻璃温室中的CO2浓度逐渐降低；18点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，之后，光合作用强度逐渐减小直至停止，而呼吸作用一直进行，所以玻璃温室中的CO2浓度又逐渐升高，D正确。
6．(2020·福建龙岩一模)下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度变化的曲线图。下列分析错误的是( )
A．AB段升高的主要原因是光照增强，气温上升
B．BC段下降的主要原因是温度过高，酶失活
C．CD段升高的主要原因是CO2吸收量增加
D．DE段下降的主要原因是光照减弱，气温下降
解析：选B。AB段处于上午6～10时，光照强度增强，气温升高，光合作用增强，A正确；BC段出现“午休”现象的原因是光照过强，气孔大部分关闭，吸收的CO2逐渐减少，B错误；CD段时间过了正中午，气孔逐渐开放，吸收的CO2逐渐增加，光合作用增强，C正确；DE段时间是下午，光照强度减弱，气温下降，光合作用减弱，D正确。
7．(2020·江西九江联考)下图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，下列叙述不正确的是( )
A．若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动
B．若增加CO2浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
C．D点时，ATP的移动方向从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D．若上图为阳生植物，则换为阴生植物，B点和D点均要向左移动
解析：选B。B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加CO2浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确；若换为阴生植物，B点和D点均要向左移动，D正确。
8．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．导致bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．导致ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
答案：B
9. (2020·河南林州一中月考)右图表示在适宜温度和CO2浓度下的大棚中，光照强度对某植物光合作用的影响。下列有关说法正确的是( )
A．光照强度为D时，光反应最强，细胞中的ATP大量积累
B．B点时叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度
C．植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S2＋S4
D．大棚用红色或蓝紫色薄膜对提高棚内植物的产量最有效
解析：选B。图中A点是黑暗条件，植物在黑暗条件下只进行呼吸作用，B点是光补偿点，D点是光饱和点，D点时，光反应达到最强，但此时暗反应利用的ATP量也最多，ATP量处于动态平衡，不会大量积累，A错误；B点时，整株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，植物有些部位如根等不能进行光合作用，只进行呼吸作用，叶肉细胞是进行光合作用的主要部位，故B点时叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，B正确；植物细胞呼吸产生的CO2总量为S1＋S2＋S4，C错误；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，也可以吸收其他波长的光，故为提高大棚植物的光合作用，应选用无色透明的薄膜，D错误。
10．(不定项)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要植物幼苗的生理指标(见表)。下列分析正确的是( )
物种
指标
构树
刺槐
香樟
胡颓子
光补偿点(千勒克斯)
6
4
1.8
1.1
光饱和点(千勒克斯)
13
9
3.5
2.6
注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。
A．光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞需要的CO2全部来自外界
B．光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度等
C．若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会减少
D．在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树
解析：选CD。光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗的实际光合速率小于呼吸速率，但叶肉细胞光合速率可以大于其呼吸速率，则所需CO2可来自细胞呼吸和外界，A错误；对构树来说，10千勒克斯光强大于其光补偿点，但小于其光饱和点，此时限制构树光合速率的环境因素有光照强度等，但对于刺槐来说，10千勒克斯光强大于其光饱和点，此时光照强度并不是其光合速率的限制因素，B错误；若将光照强度突然从2千勒克斯增加到4千勒克斯，则香樟的光反应增强，产生更多的[H]和ATP，从而使更多的C3被还原，而短时间内C3的生成速率不变，故短时间内，香樟幼苗叶肉细胞中的C3减少，C正确；胡颓子和香樟的光补偿点和光饱和点都比另两种植物(刺槐和构树)低，它们更适合在光照较弱的环境中生长，D正确。
11．(不定项)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O2量逐渐下降
D．45 ℃时，CO2固定和C3还原不再进行
解析：选CD。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O2量(真正光合作用量)＝O2释放量(净光合作用量)＋O2吸收量(呼吸作用量)，由图可知，25～35 ℃时发菜制造的O2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。
12．(不定项)(原创)某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是( )
A．光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00
B．根吸水能力最强的时刻是12：00
C．直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗
D．影响光合速率的环境因素主要是光照强度
解析：选CD。光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00，A项错误；蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00，B项错误；蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗，C项正确；据题图可知，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度，D项正确。
13．(2020·安徽安庆模拟)在有光、较高O2浓度等条件下，水稻叶肉细胞能同时进行光合作用和光呼吸，其原因是催化过程①的Rubisco酶还能催化过程②，如图所示。回答下列问题：
(1)对绿色植物而言，光合作用、细胞呼吸和光呼吸三种生理过程，只能在光下进行的是________________________________________________________________________。
(2)据图推测，当CO2浓度与O2浓度的比值________(填“高”或“低”)时，有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累，从C5角度分析，其原因是___________。
(3)科学研究发现在一些蓝藻中存在CO2浓缩机制：蓝藻中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制在进化上的意义是________________________。
解析：(1)光合作用必须在光下进行，细胞呼吸在光照下或黑暗中都可以进行，在有光、较高O2浓度等条件下，Rubisco酶还能催化C5与O2反应(光呼吸)，这说明光呼吸必须在光照条件下进行。(2)图中C5既可与CO2发生反应，又可与O2发生反应，结合题干信息，当O2浓度增大(或CO2浓度与O2浓度的比值低)时，与O2反应的C5增多，与CO2反应的C5减少，从而使光合作用合成的有机物减少。(3)蓝藻中的一种特殊蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围，从而提高局部CO2浓度(或CO2浓度与O2浓度的比值升高)，就可以减少光呼吸，增强光合作用，有利于有机物的积累。
答案：(1)光合作用、光呼吸 (2)低 当O2浓度增大时，参与光呼吸的C5增多，参与光合作用暗反应的C5减少，从而使光合作用减弱 (3)可以减少光呼吸，增加光合作用有机物的产量
14．下图表示一生长迅速的植物在夏季24 h内的CO2净吸收量和净释放量(单位：mg)。请回答下列问题：
(1)在________时，该植物既没有CO2的净吸收，也没有CO2的净释放，说明植物此时刻________________________________________________________________________。
(2)测定植物呼吸速率比较简单的方法是__________________________。假设该植物在24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为________mg/h，最高光合速率约为________mg/h。
(3)该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为________(用字母表示)。
(4)若某一阶段，该植物体对CO2的吸收量与释放量总是符合图中所示的曲线，说明植物正处于旺盛的生长状态，因为这一阶段_________________________________________。
答案：(1)18：00和6：00 光合作用强度与细胞呼吸强度相等 (2)测定在黑暗条件下单位时间内CO2的释放量 10 85 (3)A＋C－B (4)A＋C的总面积大于B的面积，表示植物光合作用大于细胞呼吸，植物积累较多的有机物
15．(2020·广东湛江高三模拟)补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光。为了探究补光对植物光合作用速率的影响，研究小组在温度适宜的玻璃温室中，分别用三种强度相同的单色光对某植物进行补光实验，补光时间为上午7：00～10：00。结果如图所示。回答下列问题：
(1)补光实验时，采用适宜温度的原因是________________________。
(2)该实验证明，自然光照下补充__________nm的光可以提高光合作用速率。
(3)10：00时光照突然停止，此时光合作用速率是否为0？________(填“是”或“否”)；原因是________________________________________________________。
(4)现有沉置于清水底部的30片新鲜小圆叶片、饱和的碳酸氢钠溶液，其他材料器具自选，欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响，请写出实验思路：
_____________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题意可知，实验中温度是无关变量，为了在不同时间、不同波长的补光实验时对植物光合速率不造成影响，所以要采用适宜且相同的温度进行实验。(2)对比曲线分析，与自然光照下比较，补充450、680 nm的光可以提高光合作用速率，若采用580 nm的光进行补光实验，植物光合速率反而更低。(3)若10：00时光照突然停止，由于此时刻叶绿体内还有一定量的ATP和[H]，所以叶绿体内暗反应还可以继续进行，此时光合作用速率不为0。(4)欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响，则首先应配制不同浓度的碳酸氢钠溶液，用以提供不同浓度的CO2，再选用相同数量的叶圆片放入不同浓度的碳酸氢钠溶液中，给予相同且适宜强度的光照，观察记录相同时间内叶圆片上浮的数量。
答案：(1)避免由于温度不适影响植物光合作用速率
(2)450、680
(3)否 光照停止，叶绿体依然积累有ATP和[H]，暗反应继续进行
(4)配制不同浓度的碳酸氢钠溶液，分别加入等量的小圆叶片，给予相同且适宜的光照，一段时间后观察、记录小圆叶片上浮的数量
突破一 光合作用和细胞呼吸过程的相互关系分析
1．光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
(2)能量方面
2．光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向
项目
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的还原供能
用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
1．(2020·黑龙江大庆实验中学月考)下图表示大豆叶肉细胞光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中A～D为不同的反应过程，①～④代表不同物质。下列相关叙述正确的是( )
A．过程A和过程D的生物化学反应均发生在生物膜上
B．强光时，NADPH的合成速率明显大于物质②的生成速率
C．过程D产生的CO2用于过程B至少要穿过4层生物膜
D．过程D产生的ATP能在过程B中大量用于(CH2O)的合成
解析：选C。题图中过程A、B分别表示光反应和暗反应，过程C代表细胞呼吸第一阶段，过程D代表有氧呼吸第二、三阶段；图中①是O2，②为NADP＋，③为ADP＋Pi，④为C5。光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，A错误；强光时，如果光合速率稳定，则光反应中NADPH的生成速率与暗反应中NADP＋的产生速率应基本相等，B错误；线粒体基质中产生的CO2依次穿过线粒体内、外膜和叶绿体外、内膜后才可在叶绿体基质中被固定利用，所以至少穿过4层生物膜，C正确；暗反应中合成(CH2O)所需的ATP来源于光反应合成的ATP，而不是大量来源于细胞呼吸产生的ATP，D错误。
2．(2018·高考江苏卷改编)下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。
解析：(1)由题图可知，甲为叶绿体，乙为线粒体。植物通过光合作用将光能转变为化学能，参与光合作用的两类色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中大多数高等植物的叶绿素需在光照条件下合成。(2)光反应的场所为类囊体薄膜，参与光反应中心的蛋白在类囊体薄膜上组装；Rubisco(催化CO2固定的酶)是参与暗反应的相关酶，在叶绿体基质中组装。(3)叶绿体输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2；NADPH可被线粒体内膜上发生的有氧呼吸第三阶段利用，NADPH中的能量最终被转移到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
突破二 开放或密闭环境中CO2含量昼夜变化情况分析
1．自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线分析
2．密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线分析
注意：分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时，应分析曲线变化趋势的快慢，也就是斜率。
3．(2020·湖南株洲一模)将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在光照条件下，测定该容器内O2量的变化，实验结果如图所示。以下说法错误的是( )
A．A点以后的短时间内，叶肉细胞内C5的量将增加，B点时叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率
B．在5～15 min内，容器内O2量增加的速率逐渐减小，是因为CO2浓度逐渐减少，光合作用速率与呼吸作用速率的差值减小
C．同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是底部叶片衰老，酶活性降低
D．若向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉。18O最短的转移途径是18O2→C18O2→(CHO)
解析：选D。A点给予光照，植物开始进行光反应，C3开始还原，短时间内，C3含量减少，C5含量将增加，B点之后容器中O2含量不再发生变化，此阶段叶肉细胞光合作用速率等于呼吸作用速率，A正确；给予光照后，密闭容器中O2含量增加，说明叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，在5～15 min内，随着光合作用的进行，环境中CO2浓度降低，使光合作用速率减慢，净光合作用速率减小，故容器内O2量增加的速率逐渐减小，B正确；底部衰老叶片细胞中多种酶的活性降低，呼吸作用速率减慢，故同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，C正确；18O标记的O2参与有氧呼吸第三阶段生成HO，HO与丙酮酸反应生成C18O2，C18O2参与暗反应生成(CHO)，故向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉的最短转移途径是18O2→HO→C18O2→(CHO)，D错误。
4．下图甲是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线并回答下列问题：
(1)由图甲可看出大约中午12时时，光合作用强度明显减弱(C点)，其主要原因是__________________________________________________________________________。
(2)由B点到C点的过程中，短时间内C3和C5的变化分别是___________________。
(3)测得该植物的一些实验数据如下：
30 ℃
15 ℃黑暗5 h
一定光照15 h
黑暗下5 h
吸收CO2 660 mg
释放CO2 220 mg
释放CO2 110 mg
若该植物处于白天均温30 ℃，晚上均温15 ℃，有效日照12 h的环境下，该植物一昼夜积累的葡萄糖的量为________mg。
(4)将该植物置于一密闭的容器内一昼夜，此过程中容器内O2的相对含量变化如图乙所示。据图回答下列问题：
①图乙中植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是________。
②该植株经过一昼夜后，能否积累有机物？________，理由是________________。
解析：(1)夏季中午温度高，植物蒸腾作用比其他时间强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合作用强度减弱。(2)由(1)知，B点到C点光合作用强度减弱的根本原因是植物吸收的CO2减少，光合作用的暗反应阶段CO2固定减少，C3生成量减少，而C5消耗量减少，由此得出在光合作用的动态变化中，C3减少、C5增多。(3)CO2吸收量代表的是净光合量，注意题目中白天和晚上对应的温度，结合题意计算CO2的吸收量为(660/15)×12－(110/5)×12＝264(mg)，一昼夜积累的葡萄糖的量为(264×180)/(6×44)＝180(mg)。(4)①分析曲线可知，AB段(不含B点)和CD段(不含C点)，密闭容器内O2含量呈下降趋势，说明光合作用强度小于呼吸作用强度；BC段(不含B、C点)，密闭容器内O2含量呈上升趋势，说明光合作用强度大于呼吸作用强度；B、C点为转折点，所以B点、C点是光合作用强度等于呼吸作用强度的点。②能否积累有机物，是看一昼夜总的光合作用和呼吸作用的大小，可以通过一昼夜CO2或O2的变化量来判断，本题是比较A点、D点O2的相对含量：D点O2的相对含量低于A点O2的相对含量，说明一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量，即一昼夜总的光合作用小于呼吸作用，所以植物不能积累有机物。
答案：(1)温度高，蒸腾作用强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合作用强度减弱 (2)C3减少、C5增多 (3)180 (4)①B点和C点 ②不能 一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量，说明该植物一昼夜呼吸作用大于光合作用
提高大棚内农作物产量的途径,
途径
具体方法和注意事项
延长光照时间
夜间适当补充光照：最好选择日光灯，时间不能太长，保证经济效益
增大光合面积
合理密植：要适度，避免相互遮光造成减产
间作、套种：要选择合适的两种作物，减少竞争导致的减产
提高光合作用强度
提高CO2浓度：如适当通风、焚烧秸秆、施用农家肥
合理施肥：如农家肥和化肥配合使用，还要避免施肥过度造成“烧苗”
提高净光合作用速率
适当增大昼夜温差：白天适当升温，夜间适当降温，增加有机物的积累量
突破三 光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
结合坐标曲线分析，光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
5．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，下图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和CO2浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是( )
A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移
解析：选C。图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知，当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即b点左移。
6．(不定项)(2020·山东烟台月考)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生O2的影响。装置A的曲线如图乙所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．P点处产生的ATP可用于暗反应
B．适当降低温度，P点将下移
C．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移
D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应向左下方移动
解析：选CD。P点时细胞只进行呼吸作用产生ATP，该ATP不能用于光合作用暗反应过程；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移；由于缺镁，B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移；降低CO2浓度，R点将向左下方移动。
1．(2020·山东潍坊模拟)右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、条件适宜的情况下，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，有氧时发生在细胞质基质和线粒体中，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薄膜上)和c有氧呼吸的第三阶段(场所是线粒体内膜)；b暗反应过程发生在叶绿体基质中，a有氧呼吸的第一、第二阶段的场所是细胞质基质和线粒体基质，a无氧呼吸的场所是细胞质基质，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．(2020·黑龙江哈尔滨高三模拟)下图是生物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是( )
A．只有绿色植物才具有进行①过程所需的色素
B．①过程产生的ATP只用于②过程中固定CO2和还原C3
C．①③中合成ATP所需的能量来源不同
D．④中的能量可用于肌肉收缩、人的成熟红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等
解析：选C。蓝藻等生物能进行光合作用，也存在光反应过程所需的色素，A错误；光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中C3的还原过程，不参与CO2的固定过程，B错误；①光反应中合成ATP所需的能量来源于光合色素吸收的光能，③细胞呼吸中合成ATP所需的能量来源于有机物分解释放的化学能，C正确；人的成熟红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，不需要能量，D错误。
3．(2020·江西南昌一模)下列关于发生在叶绿体和线粒体中的部分代谢活动的叙述，正确的是( )
A．两种细胞器均能产生ATP，产生的ATP可用于细胞的各项生命活动
B．叶绿体固定的CO2还原成C6H12O6，线粒体内的C6H12O6氧化成CO2
C．ATP和[H]在叶绿体内随水的分解而产生，在线粒体内随水的生成而产生
D．两种细胞器都有较大的膜面积，膜上附着的酶能保证生命活动的高效进行
解析：选D。叶绿体产生的ATP只用于光合作用暗反应过程中C3的还原，A错误；葡萄糖不能在线粒体中分解，需要在细胞质基质中分解形成丙酮酸后才能进入线粒体进一步分解，B错误；叶绿体中ATP和[H]是光反应的产物，[H]可随水的分解而产生，而有氧呼吸中的第一、二阶段产生的[H]与O2结合生成水，C错误；叶绿体内含有类囊体构成的基粒，线粒体内膜向内折叠形成嵴，二者都有较大的膜面积，膜上附着的酶能保证生命活动的高效进行，D正确。
4．(2020·福建漳州模拟)在细胞能量代谢的过程中，光合作用和细胞呼吸都有[H]产生，下列有关[H]的说法，正确的是( )
A．细胞呼吸产生的[H]可以用于光合作用C3的还原
B．葡萄糖在线粒体中彻底分解能够产生大量[H]
C．光合作用产生的[H]可用于C3的还原
D．无氧呼吸的第二阶段会消耗[H]并产生大量能量
解析：选C。暗反应中C3的还原需要的[H]来源于光反应，A错误，C正确；线粒体不能直接氧化分解葡萄糖，葡萄糖只有在细胞质基质中分解成丙酮酸后才可进入线粒体继续氧化分解，B错误；无氧呼吸的第二阶段会消耗[H]，但不会产生大量能量，D错误。
5．(2020·黑龙江哈尔滨三中上学期一调)玻璃温室里栽培植物，对室内空气中CO2含量进行了24小时测定，图中曲线能正确表示结果的是(横轴为时间，纵轴为CO2浓度)( )
解析：选D。0点到6点这一时间段，呼吸作用强度大于光合作用强度，产生CO2多，导致玻璃温室中的CO2浓度越来越高；6点与18点之间，光合作用强度大于呼吸作用强度，消耗了更多的CO2，使玻璃温室中的CO2浓度逐渐降低；18点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，之后，光合作用强度逐渐减小直至停止，而呼吸作用一直进行，所以玻璃温室中的CO2浓度又逐渐升高，D正确。
6．(2020·福建龙岩一模)下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度变化的曲线图。下列分析错误的是( )
A．AB段升高的主要原因是光照增强，气温上升
B．BC段下降的主要原因是温度过高，酶失活
C．CD段升高的主要原因是CO2吸收量增加
D．DE段下降的主要原因是光照减弱，气温下降
解析：选B。AB段处于上午6～10时，光照强度增强，气温升高，光合作用增强，A正确；BC段出现“午休”现象的原因是光照过强，气孔大部分关闭，吸收的CO2逐渐减少，B错误；CD段时间过了正中午，气孔逐渐开放，吸收的CO2逐渐增加，光合作用增强，C正确；DE段时间是下午，光照强度减弱，气温下降，光合作用减弱，D正确。
7．(2020·江西九江联考)下图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，下列叙述不正确的是( )
A．若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动
B．若增加CO2浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
C．D点时，ATP的移动方向从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D．若上图为阳生植物，则换为阴生植物，B点和D点均要向左移动
解析：选B。B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加CO2浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确；若换为阴生植物，B点和D点均要向左移动，D正确。
8．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．导致bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．导致ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
答案：B
9. (2020·河南林州一中月考)右图表示在适宜温度和CO2浓度下的大棚中，光照强度对某植物光合作用的影响。下列有关说法正确的是( )
A．光照强度为D时，光反应最强，细胞中的ATP大量积累
B．B点时叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度
C．植物细胞呼吸产生的CO2总量＝S2＋S4
D．大棚用红色或蓝紫色薄膜对提高棚内植物的产量最有效
解析：选B。图中A点是黑暗条件，植物在黑暗条件下只进行呼吸作用，B点是光补偿点，D点是光饱和点，D点时，光反应达到最强，但此时暗反应利用的ATP量也最多，ATP量处于动态平衡，不会大量积累，A错误；B点时，整株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，植物有些部位如根等不能进行光合作用，只进行呼吸作用，叶肉细胞是进行光合作用的主要部位，故B点时叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，B正确；植物细胞呼吸产生的CO2总量为S1＋S2＋S4，C错误；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，也可以吸收其他波长的光，故为提高大棚植物的光合作用，应选用无色透明的薄膜，D错误。
10．(不定项)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要植物幼苗的生理指标(见表)。下列分析正确的是( )
物种
指标
构树
刺槐
香樟
胡颓子
光补偿点(千勒克斯)
6
4
1.8
1.1
光饱和点(千勒克斯)
13
9
3.5
2.6
注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。
A．光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞需要的CO2全部来自外界
B．光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度等
C．若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会减少
D．在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树
解析：选CD。光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗的实际光合速率小于呼吸速率，但叶肉细胞光合速率可以大于其呼吸速率，则所需CO2可来自细胞呼吸和外界，A错误；对构树来说，10千勒克斯光强大于其光补偿点，但小于其光饱和点，此时限制构树光合速率的环境因素有光照强度等，但对于刺槐来说，10千勒克斯光强大于其光饱和点，此时光照强度并不是其光合速率的限制因素，B错误；若将光照强度突然从2千勒克斯增加到4千勒克斯，则香樟的光反应增强，产生更多的[H]和ATP，从而使更多的C3被还原，而短时间内C3的生成速率不变，故短时间内，香樟幼苗叶肉细胞中的C3减少，C正确；胡颓子和香樟的光补偿点和光饱和点都比另两种植物(刺槐和构树)低，它们更适合在光照较弱的环境中生长，D正确。
11．(不定项)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O2量逐渐下降
D．45 ℃时，CO2固定和C3还原不再进行
解析：选CD。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O2量(真正光合作用量)＝O2释放量(净光合作用量)＋O2吸收量(呼吸作用量)，由图可知，25～35 ℃时发菜制造的O2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。
12．(不定项)(原创)某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，结果如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是( )
A．光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00
B．根吸水能力最强的时刻是12：00
C．直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗
D．影响光合速率的环境因素主要是光照强度
解析：选CD。光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00，A项错误；蒸腾作用越强，根吸水能力越强，由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00，B项错误；蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗，C项正确；据题图可知，本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度，D项正确。
13．(2020·安徽安庆模拟)在有光、较高O2浓度等条件下，水稻叶肉细胞能同时进行光合作用和光呼吸，其原因是催化过程①的Rubisco酶还能催化过程②，如图所示。回答下列问题：
(1)对绿色植物而言，光合作用、细胞呼吸和光呼吸三种生理过程，只能在光下进行的是________________________________________________________________________。
(2)据图推测，当CO2浓度与O2浓度的比值________(填“高”或“低”)时，有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累，从C5角度分析，其原因是___________。
(3)科学研究发现在一些蓝藻中存在CO2浓缩机制：蓝藻中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制在进化上的意义是________________________。
解析：(1)光合作用必须在光下进行，细胞呼吸在光照下或黑暗中都可以进行，在有光、较高O2浓度等条件下，Rubisco酶还能催化C5与O2反应(光呼吸)，这说明光呼吸必须在光照条件下进行。(2)图中C5既可与CO2发生反应，又可与O2发生反应，结合题干信息，当O2浓度增大(或CO2浓度与O2浓度的比值低)时，与O2反应的C5增多，与CO2反应的C5减少，从而使光合作用合成的有机物减少。(3)蓝藻中的一种特殊蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围，从而提高局部CO2浓度(或CO2浓度与O2浓度的比值升高)，就可以减少光呼吸，增强光合作用，有利于有机物的积累。
答案：(1)光合作用、光呼吸 (2)低 当O2浓度增大时，参与光呼吸的C5增多，参与光合作用暗反应的C5减少，从而使光合作用减弱 (3)可以减少光呼吸，增加光合作用有机物的产量
14．下图表示一生长迅速的植物在夏季24 h内的CO2净吸收量和净释放量(单位：mg)。请回答下列问题：
(1)在________时，该植物既没有CO2的净吸收，也没有CO2的净释放，说明植物此时刻________________________________________________________________________。
(2)测定植物呼吸速率比较简单的方法是__________________________。假设该植物在24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为________mg/h，最高光合速率约为________mg/h。
(3)该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为________(用字母表示)。
(4)若某一阶段，该植物体对CO2的吸收量与释放量总是符合图中所示的曲线，说明植物正处于旺盛的生长状态，因为这一阶段_________________________________________。
答案：(1)18：00和6：00 光合作用强度与细胞呼吸强度相等 (2)测定在黑暗条件下单位时间内CO2的释放量 10 85 (3)A＋C－B (4)A＋C的总面积大于B的面积，表示植物光合作用大于细胞呼吸，植物积累较多的有机物
15．(2020·广东湛江高三模拟)补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光。为了探究补光对植物光合作用速率的影响，研究小组在温度适宜的玻璃温室中，分别用三种强度相同的单色光对某植物进行补光实验，补光时间为上午7：00～10：00。结果如图所示。回答下列问题：
(1)补光实验时，采用适宜温度的原因是________________________。
(2)该实验证明，自然光照下补充__________nm的光可以提高光合作用速率。
(3)10：00时光照突然停止，此时光合作用速率是否为0？________(填“是”或“否”)；原因是________________________________________________________。
(4)现有沉置于清水底部的30片新鲜小圆叶片、饱和的碳酸氢钠溶液，其他材料器具自选，欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响，请写出实验思路：
_____________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题意可知，实验中温度是无关变量，为了在不同时间、不同波长的补光实验时对植物光合速率不造成影响，所以要采用适宜且相同的温度进行实验。(2)对比曲线分析，与自然光照下比较，补充450、680 nm的光可以提高光合作用速率，若采用580 nm的光进行补光实验，植物光合速率反而更低。(3)若10：00时光照突然停止，由于此时刻叶绿体内还有一定量的ATP和[H]，所以叶绿体内暗反应还可以继续进行，此时光合作用速率不为0。(4)欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响，则首先应配制不同浓度的碳酸氢钠溶液，用以提供不同浓度的CO2，再选用相同数量的叶圆片放入不同浓度的碳酸氢钠溶液中，给予相同且适宜强度的光照，观察记录相同时间内叶圆片上浮的数量。
答案：(1)避免由于温度不适影响植物光合作用速率
(2)450、680
(3)否 光照停止，叶绿体依然积累有ATP和[H]，暗反应继续进行
(4)配制不同浓度的碳酸氢钠溶液，分别加入等量的小圆叶片，给予相同且适宜的光照，一段时间后观察、记录小圆叶片上浮的数量
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