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1、2020届高考生物难点及易错题精讲精练专题02 光合作用与呼吸作用综合分析【难点精讲】一、光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量关系例题：如图表示细胞内部分物质转变过程，相关描述正确的是()A能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8B过程3、4的进行需要同种酶的催化C图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程D在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过2过程合成的ATP用途单一【答案】C【解析】图中2表示ATP的合成，可发生在线粒体内膜和类囊体薄膜上；5表示发生在线粒体内膜上的有氧呼吸的第三阶段；6表示发生在类囊体薄膜上的光反应过程中的水在光下分解；7表示发生
2、在叶绿体基质中的光合作用的暗反应阶段；8表示无氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二阶段，无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的第一、第二阶段分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，A项错误；过程3表示转录，需要RNA聚合酶催化，过程4表示逆转录，需要逆转录酶催化，B项错误；图中7过程需要ATP水解供能，即1过程的参与，8(细胞呼吸)过程中，有机物分解释放的能量部分用于合成ATP，所以8过程中同时进行了2过程，C项正确；在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP可用于除了暗反应以外的细胞的各项生命活动，叶绿体通过2过程合成的ATP只能用于三碳化合物的还原，D项错误。【难点突破】1光合作用与细胞呼吸
3、中物质及能量转化(1)光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向C：CO2有机物丙酮酸CO2H：H2OH(CH2O)HH2OO：H2OO2H2OCO2有机物(2)光合作用与有氧呼吸中H和ATP的来源、去路比较项目来源去路H光合作用光反应中水的光解用于暗反应中C3的还原有氧呼吸产生于第一、二阶段消耗于第三阶段，与O2结合生成H2OATP光合作用产生于光反应阶段，其中的能量来自光能用于暗反应过程中C3的还原，其中的能量转变成有机物中稳定的化学能有氧呼吸三个阶段均能产生，但第三阶段相对较多用于各项生命活动(光合作用的暗反应除外)(3)光合作用与有氧呼吸中的能量转化2不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点曲线光
4、合作用强度与细胞呼吸强度的关系气体代谢特点图示A点只进行细胞呼吸吸收O2，释放CO2AB段细胞呼吸强度大于光合作用强度吸收O2，释放CO2B点细胞呼吸强度等于光合作用强度不与外界发生气体交换B点后光合作用强度大于细胞呼吸强度吸收CO2，释放O2变式训练：(2017·全国，29)下图是表示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、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
5、情况的原因是_。【答案】(1)O2NADPADP和PiC5NADH(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸【解析】(1)光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中是O2；可形成NADPH，应为NADP；可形成ATP，应为ADP和Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此表示C5。细胞呼吸过程中产生的H代表的物质主要是NADH。(2)图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C代表细胞质基质(可发生有氧呼吸的第一阶段)，D代表线粒体(可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段)，其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，而暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP。因此，A
6、TP合成除发生在A过程，还发生在C和D。(3)植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下进行无氧呼吸，转化成酒精和二氧化碳。2、 光合作用与细胞呼吸的综合应用例题：如图表示20 时玉米光合速率与光照强度的关系，Sa、Sb、Sc依次表示有关物质量的相对值，下列说法中不正确的是()ASaSbSc表示光合作用总量BScSa表示净光合作用量C光照强度从B点到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，ScSa表示净光合作用量，SaSb表示呼吸消耗的总量，玉米光合作用总量呼吸消耗量净光合量SbSc；光照强度从B点到D点变化
7、过程中，光照强度增加，光反应产生的H和ATP增加，被还原的C3增多，所以细胞中的C3逐渐减少；若提高CO2浓度，光补偿点减小，B点左移。【难点突破】1真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析(1)内在关系细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。真正光合速率净光合速率细胞呼吸速率。(2)判定方法根据坐标曲线判定a当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。b
8、当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。根据关键词判定检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正(总) 光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量2.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。(2)补偿点(B点)的移动细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动：
9、相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时， C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。3植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析(1)自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线a点：凌晨，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。fg段：没有光照，光合作用停止，
10、只进行细胞呼吸。bf段：制造有机物的时间段。ce段：积累有机物的时间段。一昼夜有机物的积累量S1(S2S3)。(S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积)。(2)密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线(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。)AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸。BC段：温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。D点：随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度。DH段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。H点：随光照减弱，光合作用强度下降，
11、光合作用强度等于细胞呼吸强度。HI段：光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止。I点低于A点：一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用大于细胞呼吸，植物能正常生长(若I点高于A点，植物不能正常生长)。变式训练：(2017·北京，2)某植物光合作用、细胞呼吸与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是()A细胞呼吸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025 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1050 【答案】D【解析】由图可知，细胞呼吸的最适温度为50 左右，光合作用的最适温度为30
12、 左右，A项正确；由最上图可知，植物体净光合速率最适温度约为25 ，B项正确；在025 范围内，总光合速率曲线的上升幅度比呼吸速率曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的影响大，C项正确；由图可以看出，当温度超过45 时，净光合速率小于0，植物不能正常生长，D项错误。3、 细胞呼吸速率测定例题：某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异，设计了以下的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料，每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数，结果如表所示。请分析回答下列问题：有色液滴移动的距离(mm)生物时间(min)0510152025萌发的种子081
13、623934蚯蚓04.5911.513.515.5(1)装置图中的Y溶液是_，其作用是_。设置乙装置的目的是_。(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动，有色液滴将向_移动(填“左”或“右”)，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是_。(3)另一组该实验装置每隔5min测量时，将注射器活塞往_(填“上”或“下”)移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，其中以小麦为材料的结果如下表所示：时间(min)0510152025注射器量取的气体变化体积(mL)01.53.04.25.05.5分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为_，在此过程中，有氧呼吸的强度越来
14、越_。【答案】(1)NaOH溶液吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)(2)左0.9 mm/min(3)下0.22 mL/min弱【解析】(1)装置图中的Y溶液是NaOH溶液，其作用是吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2。设置乙装置的目的是排除微生物及环境因素对实验的干扰，使实验结果更科学、合理。(2)有氧呼吸过程消耗氧气，产生CO2，CO2又被NaOH溶液吸收，甲中是活的小麦种子，呼吸旺盛，所以实验开始后保持注射器的活塞不移动，连接甲、乙装置的玻璃管中有色液滴慢慢往左移动。以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是9÷100.9(mm/min)。
15、(3)另一组该实验装置每隔5 min测量时，将注射器活塞往下移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，分析表格中数据可知，该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为5.5÷250.22(mL/min)，在此过程中，有氧呼吸的强度越来越弱。【难点突破】测定细胞呼吸速率的“液滴移动法”(1)实验装置(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。(3)原理：组织细胞呼吸吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示细胞呼吸速率。(4)物理误差的校正如果实验材料是绿色植
16、物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰细胞呼吸速率的测定。如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。特别提醒脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此以脂肪为底物进行有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，着色液滴移动明显。变式训练：某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2，实验开始时，打开软管夹，将装置放入25 水浴中，10 min
17、后关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析正确的是()实验时间(min)101520253035液滴移动距离(mm)032.565100130162.5A.图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动B在2030 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/minC如将X换成清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率D增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中【答案】B【解析】(1)X为NaOH溶液，其可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的CO2，所以液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化，软管夹关闭后液滴将向左移动。(2)
18、由表中信息可知，在2030 min内氧气变化差值为1306565(mm)，因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5(mm3/min)。(3)果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，所以将X换成清水，并向试管充入N2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动。(4)因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动，为了避免该误差，则应设置对照实验，应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于相同环境中，重复上述实验。4、 光合速率测定例题：高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白
19、瓶分别置于六种不同的光照条件下(由ae逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是()光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/LB光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/LC光照强度为c时，在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为28 mg/LD光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加【答案】C【解析】据题意分析可知，24 h氧气的消耗量是1037(mg/L)，即瓶中所有生物正常生活所需耗氧
20、量在24 h内为7 mg/L，A项正确；由光照强度0、a、b、c时测得数据可知，光照强度变化，消耗的氧气不变，因此光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/L，B项正确；光照强度为c时，24 h氧气的增加量是241014(mg/L)，呼吸消耗量是7，因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为14721(mg/L)，C项错误；由表格数据可知，d对应的光照强度是光饱和点，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加，D项正确。【难点突破】测定光合作用速率的“黑白瓶法”黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细
21、胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。测定光合作用速率的“称重法”将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。测定光合作用速率的“半叶法”本方法又叫半叶称重法，即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量，常用于大田农作物的光合速率测定。在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合
22、速率。测定光合作用速率的“叶圆片称重法”本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率(zy)/2S；呼吸速率(xy)/2S；总光合速率净光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。变式训练1：用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。下列有关分析合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9 mg5.6 mg3.8 mgA.丙瓶中浮游植物的细胞产生H
23、的场所是线粒体内膜B在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mgC在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg【答案】B【解析】丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所有细胞质基质、线粒体基质，A项错误；本实验中氧气含量甲瓶丙瓶4.9 mg3.8 mg1.1 mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量，乙瓶甲瓶5.6 mg4.9 mg0.7 mg，可表示一昼夜乙瓶中生物产生的净氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量1.1 mg0.7 mg1.8 mg，B项正确、D项错误；一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其p
24、H上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C项错误。变式训练2：如图表示在不同温度下，测定某植物叶片质量变化情况(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)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为_，总光合速率可表示为_。在1316 之间，随着温度的升高，细胞呼吸强度将_(填“增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度将_(填“增强”“减弱”或“不变”)。(2)恒定在上述_ 温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了_ mg。【答案】(1)XY2X增强增强(2)1430【解析】(1)呼吸速率可用单位时
25、间内有机物的减少量来表示，所以是X。净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上细胞呼吸消耗有机物的量，所以是Y2X。在1316 之间，随着温度的升高，细胞呼吸强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也在逐渐增强。(2)单位时间的净光合作用的积累量是YX,10小时的积累量是10(YX)，再黑暗10小时，只有细胞呼吸，消耗的有机物的量是10X，经过10小时光照，10小时黑暗，剩余的有机物的量是10Y，据题图可知，在14 时增重最多，增加的量是30 mg。变式训练3：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。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
26、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的对应部位截取同等面积的叶片，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速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：(1)MA表示6 h后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6 h后(_)(_)呼吸作用有机物的消耗量。(2)若MMBMA，则M表示_。(3)真正光合速率的计算方法是_。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。_。【解析】叶片A部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理，既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。分析
27、题意可知，MB表示6 h后叶片初始质量光合作用有机物的总产量呼吸作用有机物的消耗量，MA表示6 h后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量，则MBMA就是光合作用6 h有机物的总产量(B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算真光合速率，即M值除以时间再除以面积。【答案】(1)叶片初始质量光合作用有机物的总产量(2)B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量(3)M值除以时间再除以面积，即M/(截取面积×时间)(4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开，一部分立即烘干称重，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率。
28、变式训练4：某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片叶绿体的光合速率是(3y2zx)/6(g·cm2·h1)(不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)M处的实验条件是()A.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时B.下午4时后将整个实验装置遮光6小时C.下午4时后在阳光下照射6小时D.下午4时后将整个实验装置遮光3小时【答案】D【解析】依据选项，逆向推导，符合题干信息的就为正确选项。依题意，光
29、合速率净光合速率呼吸速率，净光合作用速率为(yx)/6(g·cm2·h1)，还需测定呼吸速率，所以遮光3小时，呼吸速率为(yz)/3(g·cm2·h1)，光合作用速率(yx)/6(yz)/3(3y2zx)/6(g·cm2·h1)。【真题回顾】1.（2019全国理综，6分）将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自于A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气【答案】.A 【解析】本题考查植物生长过程中的物质变化，意在考查考生的理解能
30、力。水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。2.（2019天津理综，6分）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,其叶绿体基粒类囊体减少,光合速率减小,液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是A.红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别B.两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察C.两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较D.红
31、叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定【答案】.C 【解析】本题考查基因突变、光合作用、植物细胞的吸水和失水实验等相关知识，旨在考查考生理解所学知识的要点并进行分析判断的能力。染色体的某一位点上发生的基因突变在普通光学显微镜下是无法观察到的，A项错误；用普通光学显微镜无法观察到两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异，若要观察两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异，需要借助电子显微镜观察，B项错误；与绿叶杨相比，红叶杨的叶绿体基粒类囊体减少，而叶绿体基粒类囊体薄膜是进行光反应的部位，因此，两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较，C项正确；“植物细胞的吸水和
32、失水”实验可用来判断细胞的死活、植物细胞液的大致浓度等，但不能用来测定红叶杨细胞中花青素的绝对含量，D项错误。3.（2019浙江4月选考，7分）回答与光合作用有关的问题:（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会 。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会 。研究发现Rubisco是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体 中。（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的
33、色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。 【答案】.（每空1分）（1）增加 ATP和NADPH 增加 基质 （2）类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温 【解析】 本题考查光合作用的知识，意在考查考生的理解能力和运用能力。（1）光合色素对绿光吸收最少，所以用绿光照射后短时间内三碳酸的还原速率下降，二氧化碳固定速率不变，所以3-磷酸甘油酸的含量会增加。光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质。若停止CO2供应，短期内三碳酸的还原
34、速率不变，二氧化碳的固定速率下降，则RuBP的含量会增加。碳反应发生的场所是叶绿体基质。（2）提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素为胡萝卜素和叶黄素，合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。4.（2019全国理综，12分）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。 （1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力 。（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的主要原因是 。（3）有研
35、究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。【答案】（除标明外，每空1分）(1)增强 (2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少（2分） (3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。（3分） 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照
36、组气孔开度不变。（5分）【解析】 本题考查植物渗透吸水、光合作用和植物激素调节等内容。（1）经干旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增大，细胞液和外界溶液的浓度差增大，植物的吸水能力增强。（2）干旱处理后，叶片气孔开度减小，使CO2供应不足，暗反应减弱，从而导致光合作用减弱。（3）本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。5.（2019北京理综，16分）光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。(1)地球上生命活动所需的能量主要
37、来源于光反应吸收的 。在碳（暗）反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3。影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括 (写出两个)；内部因素包括 （写出两个）。(2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的 中与L组装成有功能的酶。(3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物。有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA
38、中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请说明理由。基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 。a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同【答案】（1）光能(2分) 温度、CO2浓度(2分) R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（答出其中两个即可，2分) （2）细胞质(2分) 基质(2分) （3）不能。转入蓝藻S、L基因的同时
39、没有去除甲的S基因，无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性(4分) a、b、c(2分)【解析】 本题考查了光合作用的能量来源、影响暗反应的因素、叶绿体蛋白质的来源等知识，根据高等植物和蓝藻中暗反应相关酶的组成，设计了转基因实验，意在考查考生的理解能力、实验分析能力和综合运用能力。（1）光合作用可将光能（太阳能）转变为有机物中稳定的化学能，以供地球上的生命活动利用。影响光合作用的主要环境因素是光照、温度、CO2浓度，光照可直接影响光反应进而影响暗反应，温度主要通过影响光合作用（光反应阶段和暗反应阶段）所需酶的活性来影响光合作用，CO2是暗反应的原料。C5含量、pH、R酶的含量及
40、活性可影响暗反应的进行。（2）叶绿体为半自主性细胞器，其蛋白质主要由细胞核基因控制合成，合成场所为细胞质中的核糖体，少数由叶绿体自身DNA控制合成，合成场所是叶绿体基质中的核糖体。S与L在叶绿体的基质中组装成有功能的R酶。（3）实验中只去除了高等植物甲的L基因，但没有去除其S基因，转基因植株中可能有植物甲S基因的表达产物，也可能有蓝藻S基因的表达产物，故不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。a、b、c选项分别体现了高等植物和蓝藻在遗传物质、新陈代谢、细胞结构和功能等方面具有统一性，d选项体现了生物多样性。6.（2019江苏，8分）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿
41、体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题:(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是 。(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在 上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-),C3-还原为三碳糖(C3-),这一步骤需要 作为还原剂。在叶绿体中C3-除了进一步合成淀粉外,还必须合成化合物X以维持卡尔文循环,X为 。(3)作为光合作用的重要成分,X
42、在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有 (填序号)。外界环境的CO2浓度叶绿体接受的光照强度受磷酸根离子浓度调节的C3-输出速度酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度(4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。【答案】.(除标明外，每空1分)（1）转录 tRNA （2）类囊体 H C5（五碳化合物） （3）（2分） （4）吸水涨破【解析】 本题主要考查光合作用的过程、基因表达、影响光合作用的因素等相关知识，意在考查考生获取信息的能力和分析问题的能力。（1）遗传信息从DNA
43、流动到RNA的过程叫转录。参与蛋白质合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA等，由于tRNA与特定的氨基酸相结合，其功能具有特异性，种类最多。 （2）光合作用过程中，发生在类囊体薄膜上的光反应，将光能转化成ATP中的化学能。光反应为暗反应提供了H和ATP，其中H是将C3-还原形成C3-的还原剂。暗反应过程中，C5和CO2结合形成C3，其中一部分C3又会被还原成C5，从而使卡尔文循环持续地进行下去。（3）凡是影响光反应和暗反应的因素，都可以引起C3、C5相对含量的暂时变化。外界环境的CO2浓度改变，会暂时影响C5的消耗；叶绿体接受的光照强度变化，会暂时影响C5的生成；C3-的输出速度会影响C5
44、的生成；酶R催化C5与O2结合产生C2化合物的强度会直接影响C5的浓度。（4）若叶绿体中存在大量可溶性糖，其渗透压会增大，造成叶绿体大量吸水而涨破。【信息转换】 本题题图信息比较复杂，结合题干中的文字叙述，不难发现图中物质变化关系的核心过程为光合作用的过程和基因表达的过程。以此为主线和突破口，按照图中箭头流向，依次获取相关步骤的信息，联系所学的光反应和暗反应、基因转录和翻译的相关知识，结合题目问题，分析作答。7.（2019全国理综，6分）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生【答案】.B 【解析】本题考查细胞呼吸的相关知识，意在考查考生的理解能力。