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(共136張PPT)
第6課時
影響光合作用和細胞呼吸的環(huán)境因素
課標要求
1.探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系。
2.通過曲線分析認識O2濃度、溫度、水分等對細胞呼吸的影響。
3.通過種子儲藏、酒精發(fā)酵等了解細胞呼吸在生產(chǎn)實踐中的應用。
考點一　探究外界環(huán)境因素對光合作用強度的影響
考點二　光合作用的影響因素及其應用
考點三　細胞呼吸的影響因素及其應用
內(nèi)容索引
重溫高考 真題演練
課時精練
考點一
探究外界環(huán)境因素對
光合作用強度的影響
探究不同光質(zhì)的光對植物光合作用的影響
(1)實驗原理
葉綠體中的色素對不同光質(zhì)的光有不同的吸收峰值。葉綠素a和葉綠素b在______區(qū)和______區(qū)各有兩個吸收高峰，類胡蘿卜素的吸收高峰在_____區(qū)。
提煉 通讀實驗內(nèi)容
藍光
紅光
藍光
(2)實驗流程
(3)實驗結(jié)果分析
脫色后的葉片染色后明顯變藍，說明葉綠體中的色素對該組玻璃紙透過的光的吸收值大。沒有明顯變藍的吸收值較小。
考向　光合作用影響因素的實驗探究
1.如圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是
A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用
提供CO2
B.單色光照射時，相同光照強度下一定
時間內(nèi)用紅光比用綠光測到的O2量多
C.氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻光合作用產(chǎn)生的O2量
D.拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線可推知其光飽和點
√
突破 強化關(guān)鍵能力
氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻凈光合作用產(chǎn)生的O2量，即總光合作用產(chǎn)生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C錯誤。
2.某實驗小組為驗證KHCO3對某植物幼苗光合作用的影響，進行了甲、乙兩組不同處理的實驗，甲組用差速離心法制備葉綠體懸液進行實驗，乙組將等量植物幼苗葉片切割成1 mm2的葉小片進行實驗，然后在適宜光照、20 ℃恒溫條件下用氧電極測量這兩組植物的O2釋放速率，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是
A.本實驗的自變量是KHCO3的濃度，無關(guān)變量為適宜光照、20 ℃恒溫條件
B.KHCO3濃度為0.05 mol·L－1時，兩組實驗的
O2釋放速率存在差異的原因是光合速率不同
C.由該實驗可推斷，隨著KHCO3濃度的增大，
葉小片的O2釋放速率會一直增大
D.加入清水組的葉小片中無O2釋放，原因可能
是光合作用產(chǎn)生的O2通過呼吸作用被消耗了
√
本實驗的自變量是KHCO3的濃度以及對葉片的處理方式，A錯誤；
KHCO3濃度為0.05 mol·L－1時，兩組實驗的O2釋放速率存在差異的原因可能是差速離心組測得的O2釋放速率為總光合速率，而葉小片中測得的O2釋放速率為凈
光合速率，二者的不同主要在于有無呼吸作用消耗O2，B錯誤。
考點二
光合作用的影響因素及其應用
1.光照強度
歸納 夯實必備知識
(1)原理：光照強度通過影響植物的___反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速率______，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應中C3的還原加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。
光
加快
項目 生理過程 氣體交換 生理狀態(tài)模型
A點 只進行______作用 吸收O2、釋放CO2
AB段 呼吸作用____光合作用 吸收O2、釋放CO2
(2)曲線解讀
呼吸
大于
B點 呼吸作用_____光合作用 不與外界進行氣體交換
B點以后 呼吸作用_____光合作用 吸收CO2、________
等于
小于
釋放O2
(3)應用：溫室大棚中，適當增強__________，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)。
光照強度
2.CO2濃度
(1)原理：CO2影響____反應階段，
制約____的形成。
(2)曲線解讀
①圖1中A點表示_________點，即
光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度。
②圖2中A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。
③B點和B′點對應的CO2濃度都表示_________點。
(3)應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過通風，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。
暗
C3
CO2補償
CO2飽和
3.溫度
(1)原理：溫度通過影響________影
響光合作用，主要制約暗反應。
(2)應用：溫室栽培植物時，白天調(diào)
到光合作用最適溫度，以提高光合
速率；晚上適當______室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。
酶的活性
降低
4.水分和礦質(zhì)元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應
的介質(zhì)，如植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降。
②礦質(zhì)元素通過影響與光合作用有關(guān)的化合物的合成，對光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。
(2)應用：施肥的同時，往往適當澆水，小麥的光合速率會更大，此時澆水的原因是____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收。同時，可以保證小麥吸收充足的水分，保證葉肉細胞中CO2的供應
提醒　分析夏天中午葉片光合作用情況：下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題：
①7～10時的光合作用強度不斷增
強的原因是___________________。
②10～12時左右的光合作用強度
明顯減弱的原因是_____________
_______________________________
______________________________________。
③14～17時的光合作用強度不斷下降的原因是__________________。
光照強度逐漸增大
此時溫度很高，
導致氣孔開度減小，CO2無法進入
葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制
光照強度不斷減弱
④從圖中可以看出，限制光合作用的因素有_______________。
⑤依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的一些措施：_______________________________________________________________________________________________________。
光照強度、溫度
可以利用溫室大棚控制光照強度、溫度的方式，如補光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強度
5.多因子變量對光合速率的影響
植物生活的環(huán)境是復雜多樣的，環(huán)境中的各種因素對光合作用的影響是綜合的。下面的曲線是科學家研究多種因素對光合作用影響得到的結(jié)果。請分析回答：
(1)這三種研究的自變量分別是什么？
提示　光照強度、溫度；光照強度、溫度；光照強度、CO2濃度。
(2)圖3的研究中，對溫度條件的設(shè)定有何要求？為什么？
提示　需要保持在最適溫度，這樣可能使實驗結(jié)果更加明顯。
(3)限制圖1、圖2 P點光合速率的主要環(huán)境因素分別是什么？
提示　光照強度；溫度。
(4)根據(jù)圖1分析，在30 ℃條件下，光照強度達到Q點之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有哪些？
提示　光合色素的含量、空氣中CO2濃度。
(5)圖1結(jié)果不足以說明30 ℃是光合作用最適宜溫度，為什么？如何改進實驗才能獲得正確的結(jié)果？
提示　實驗提供的溫度條件太少，需要在20～40 ℃之間增加溫度梯度進行實驗。
(6)Q點之后，曲線會明顯下降的是哪一個圖？原因是什么？
提示　圖2；溫度升高，酶的活性會下降，甚至失活。
6.影響光合作用的內(nèi)部因素
(1)植物自身的遺傳特性，如植物品種不同，以陰生植物、陽生植物為例
<
<
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
活性
活
性
(3)植物葉面積指數(shù)
不再增加
合理密植
考向一　光合作用影響因素的綜合考查
3.(多選)下圖甲表示某種植物葉肉細胞光合作用強度與光照強度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體)。據(jù)圖判斷，下列說法正確的是(注：不考慮無氧呼吸)
A.圖甲中的縱坐標數(shù)值即為圖乙中的m3
B.圖甲中c點時，圖乙中有m1＝n1＝m4
＝n4
C.圖甲中e點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
D.圖甲中a、b、c、d、e任意一點，圖乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0
√
突破 強化關(guān)鍵能力
√
圖甲中c點時，光合速率等于呼吸
速率，因此線粒體產(chǎn)生的二氧化
碳剛好能供葉綠體利用，葉綠體
產(chǎn)生的氧氣剛好供線粒體利用，
因此圖乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正確；
圖甲中e點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或溫度的限制，C錯誤；
圖甲中a、b、c、d、e任意一點，
圖乙中都有m1＝n1>0，但由于d、
e點細胞呼吸強度小于光合作用
強度，應為m3＝n3>0，c點細胞
呼吸強度等于光合作用強度，m3＝n3＝0，c、d、e點時，m2＝n2＝0，D錯誤。
4.如圖是各種環(huán)境因素影響黑藻光合速率變化的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是
A.若在t1前充CO2，則暗反應速率將顯
著提高
B.t1→t2，光反應速率顯著提高而暗反
應速率不變
C.t3→t4，葉綠體基質(zhì)中NADPH的消耗速率提高
D.t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中C3/C5比值下降
√
O～t1，光照較弱，光合速率較慢，限制因素為光照強度，若在t1前充CO2，則暗反應速率不會顯著提高，A錯誤；
t1→t2，光反應速率顯著提高，產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，導致暗反應速率也增加，B錯誤；
t3→t4，CO2濃度增加，葉綠體基質(zhì)中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正確；
t4后短暫時間內(nèi)，由于缺少光照，ATP和NADPH減少，還原C3的速率減慢，但短時間內(nèi)C3繼續(xù)生成，故葉綠體中C3/C5比值將上升，D錯誤。
考向二　光(CO2)補償點、飽和點的移動問題
5.(2023·江蘇灌南高三檢測)農(nóng)作物的光合作用強度與其產(chǎn)量直接相關(guān)。科研人員研究了光照強度和CO2濃度對某種植物光合作用強度的影響，繪制出成熟葉片在兩種CO2濃度條件下，光合作用強度隨光照強度的變化曲線(見下圖)。下列說法正確的是
A.單位葉片中a點的光合作用強度一定
大于呼吸作用強度
B.d點以后限制光合作用強度的內(nèi)因可
能是酶濃度
C.CO2濃度由b點調(diào)至c點瞬間，葉綠體中C3含量下降
D.若該曲線是在最適溫度下測得，突然降低溫度，d點會向右上方移動
√
曲線代表總光合強度，呼吸強度
未知，A錯誤；
CO2濃度由b點調(diào)至c點瞬間，C3的
合成增加，消耗暫時不變，所以
C3含量上升，C錯誤；
突然降低溫度，光合速率降低，d點會向左下方移動，D錯誤。
6.(多選)如圖所示，在圖甲裝置A與裝置B中敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，以研究光照強度(其他條件均為最適)對小球藻產(chǎn)生氧氣的影響。裝置A的曲線如圖乙。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是
A.適當提高溫度，P點將上移
B.P點處能產(chǎn)生ATP的細胞器
只有線粒體
C.降低CO2濃度時，在圖乙上
的R點應右移
D.在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應左移
√
√
適當提高溫度，酶的活性升高，
呼吸作用強度提高，P點上升，
A正確；
P點光照強度為0，不進行光合
作用，只進行呼吸作用，故產(chǎn)
生ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，細胞器只有線粒體，B正確；
降低二氧化碳濃度，光飽和點會向左移動，氧氣釋放量減少，即R點應向左上移，C錯誤；
裝置B是缺鎂培養(yǎng)液，則小球藻
中葉綠素合成受阻，吸收光能
減少，直接降低光合作用強度。
Q點時光合作用強度等于呼吸
作用強度，但是呼吸作用強度
不變，則需要增加光照強度，提高光合作用強度，從而保證光合作用強度等于呼吸作用強度，故Q點應右移，D錯誤。
考向三　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
7.夏季大棚種植，人們經(jīng)常在傍晚這樣做：①延長2小時人工照光；②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上；③關(guān)上門和通風口。對于上述做法的生物學原理的分析，錯誤的是
A.①延長光合作用時間，可以提高有機物的制造量
B.②起到降氧、降溫、降濕度的作用，從而抑制細胞呼吸減少有機物消耗
C.與①時的狀態(tài)相比，②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強
D.③可積累棚內(nèi)CO2濃度來抑制細胞呼吸，并對下一天的光合作用有利
√
②③的目的是抑制有氧呼吸，故與①時的狀態(tài)相比，葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱，C錯誤。
8.(2020·全國Ⅰ，30節(jié)選)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量等目的。回答下列問題：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有_________________________________
_________________________________________(答出2點即可)。
減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的細胞呼吸
(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是_______，選擇這兩種作物的理由是________________________________________
______________________________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光飽和點/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560 623
A和C
作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用
考點三
細胞呼吸的影響因素及其應用
1.內(nèi)部因素
(1)遺傳特性：不同種類的植物呼吸速率不同。
實例：一般來說，旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。
(2)生長發(fā)育時期：同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。
實例：一般在幼苗期、開花期等生長旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官類型：同一種植物的不同器官呼吸速率不同。
實例：一般生殖器官______營養(yǎng)器官；幼嫩的組織器官比衰老的組織器官的細胞呼吸速率高。
歸納 夯實必備知識
大于
2.外界因素
(1)溫度
①原理：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響_________進而影響細胞呼吸速率。
②應用：儲存水果、蔬菜時應選取_________(填“高溫”“零上低溫”或“零下低溫”)。
酶的活性
零上低溫
(2)O2濃度
①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對
無氧呼吸過程有______作用。
②解讀：a.O2濃度低時，______呼吸占優(yōu)勢。
b.隨著O2濃度增大，______呼吸逐漸被抑制，______呼吸不斷加強。
c.當O2濃度達到一定值后，隨著O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。
d.對總呼吸曲線解析：總呼吸趨勢變化是隨著氧氣濃度變化先降低后升高最后趨于平衡。所以總呼吸最低點為0～10%之間的低氧濃度，故儲存水果、蔬菜時除選取零上低溫處，還需低氧氣濃度。
抑制
無氧
無氧
有氧
③應用
a.選用透氣的消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風芽孢桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。
b.作物栽培中及時松土，保證根的正常細胞呼吸。
c.提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生______。
d.稻田定期排水，抑制無氧呼吸產(chǎn)生______，防止_____中毒，爛根死亡。
乳酸
酒精
酒精
(3)CO2濃度
①原理：CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會
______(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。
②應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制
細胞呼吸，減少有機物的消耗。
抑制
(4)含水量
①解讀：一定范圍內(nèi)，細胞中自由水含量越多，
代謝越______，細胞呼吸越強。
②應用：糧食儲存前要進行曬干處理，目的是降
低糧食中的_______含量，降低細胞呼吸強度，減少儲存時有機物的消耗。水果、蔬菜儲存時保持一定的濕度。
旺盛
自由水
考向一　細胞呼吸的影響因素分析
9.(2023·江蘇高郵第一中學高三月考)如圖是在適宜溫度條件下測得的小麥種子CO2釋放量與O2濃度之間的關(guān)系，下列相關(guān)敘錯誤的是
A.Q點、P點產(chǎn)生CO2的場所分別是細胞質(zhì)基
質(zhì)、線粒體
B.R點CO2釋放量最少，因此5%的O2濃度最
適合小麥種子的儲存
C.若將實驗材料換為等質(zhì)量的花生種子，P點后O2的吸收量比小麥種子的多
D.若圖中AB＝BC，則此時小麥種子單位時間內(nèi)有氧呼吸與無氧呼吸消耗的有
機物的量相等
√
突破 強化關(guān)鍵能力
Q點只進行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2的場所
是細胞質(zhì)基質(zhì)，P點只進行有氧呼吸，
產(chǎn)生CO2的場所是線粒體，A正確；
R點CO2釋放量最少，即有機物消耗最
少，因此5%的O2濃度最適合小麥種子的儲存，B正確；
若將實驗材料換為等質(zhì)量的花生種子，等質(zhì)量的脂肪比糖類含C、H量高，P點后O2的吸收量比小麥種子的多，C正確；
若圖中AB＝BC，說明有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相同，則此時小麥種子單位時間內(nèi)有氧呼吸與無氧呼吸消耗的有機物的量的比為1∶3，D錯誤。
10.(多選)科研人員探究溫度對密閉罐中水蜜桃果肉細胞呼吸速率的影響，結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是
A.20 h內(nèi)，果肉細胞產(chǎn)生ATP的場所
有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
B.50 h后，30 ℃條件下果肉細胞沒有
消耗O2，密閉罐中CO2濃度會增加
C.50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因為溫度高使酶活
性降低
D.實驗結(jié)果說明溫度越高，果肉細胞有氧呼吸速率越大
√
√
果肉細胞不能進行光合作用，其產(chǎn)生
ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，
A正確；
50 h后，30 ℃條件下果肉細胞沒有
消耗O2，是由于此溫度條件下酶的
活性較高，有氧呼吸已將O2消耗殆盡，以后僅進行無氧呼吸，故密閉罐中CO2濃度會增加，B正確，C錯誤；
由于酶具有最適溫度，若超過最適溫度，有氧呼吸速率會降低，D錯誤。
考向二　細胞呼吸原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
11.(2021·湖南，12)下列有關(guān)細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是
A.南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，
可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B.農(nóng)作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽
命顯著延長
C.油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣
D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到
保鮮作用
√
南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，“常用40 ℃左右溫水淋種”可以為種子的呼吸作用提供水分和適宜的溫度，“時常翻種”可以為種子的呼吸作用提供氧氣，A正確；
種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，因此，農(nóng)作物種子入庫貯藏時，應在低氧和零上低溫條件下保存，貯藏壽命會顯著延長，B錯誤；
油料作物種子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物種子萌發(fā)時呼吸作用需要消耗大量氧氣，因此，油料作物種子播種時宜淺播，C正確；
柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失減少，氧氣濃度降低，從而降低了呼吸速率，低氧、一定濕度是新鮮水果保存的適宜條件，D正確。
12.中耕松土是農(nóng)作物栽培的傳統(tǒng)耕作措施，下列相關(guān)說法錯誤的是
A.松土可以促進根對礦質(zhì)元素的吸收，促進光合作用
B.松土可以促進硝化細菌的代謝活動，合成更多的有機物
C.松土使土壤中無機物含量減少，有機物含量增加
D.松土能加速土壤中殘枝敗葉、動植物遺體的分解，生成更多的二氧化碳
√
松土可以增加土壤中的空氣，促進根細胞的有氧呼吸，釋放更多能量，有利于礦質(zhì)元素的吸收，促進光合作用，A正確；
松土能增加土壤中的空氣，從而促進硝化細菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，有利于硝化細菌的化能合成作用，增加土壤的肥力，B正確；
松土促進微生物的分解作用，使土壤中有機物含量減少，無機物含量增加，C錯誤。
考向三　種子萌發(fā)過程中細胞呼吸的變化分析
13.將黃豆干種子浸水30小時，期間黃豆胚細胞發(fā)生了一系列生理變化，下列對此描述正確的是
A.自由水與結(jié)合水的含量均大量增加，代謝加快
B.CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大，說明此階段無氧呼吸較強
C.酶的種類沒有變化，但酶的活性均顯著增高
D.若在顯微鏡下觀察胚細胞，會發(fā)現(xiàn)大部分細胞中存在染色體
√
黃豆干種子浸水萌發(fā)的過程中，自由水的含量大量增加，結(jié)合水的含量增加的幅度較小，代謝加快，A錯誤；
黃豆種子在有氧呼吸過程中消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，在無氧呼吸過程中不消耗O2、有CO2產(chǎn)生，據(jù)此可推知：若CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大，說明此階段無氧呼吸較強，B正確；
黃豆干種子浸水萌發(fā)的過程中，細胞中發(fā)生的化學反應類型增多，酶的種類會有所變化，但并非是酶的活性均顯著增高，C錯誤；
在一個細胞周期中，因分裂間期持續(xù)的時間明顯大于分裂期，而染色體出現(xiàn)在細胞分裂期，所以若在顯微鏡下觀察胚細胞，會發(fā)現(xiàn)少部分細胞中存在染色體，D錯誤。
14.(2023·江蘇連云港高三檢測)某植物種子在密閉容器內(nèi)萌發(fā)過程中O2和CO2的變化如圖所示(氧化分解的底物為葡萄糖)。下列敘述錯誤的是
A.種子萌發(fā)初期自由水/結(jié)合水的值增大，
細胞代謝也隨之增強
B.A點時種子開始進行有氧呼吸，且B點時
有氧呼吸最強
C.A、B、C三個時刻種子產(chǎn)生CO2的場所都只有線粒體基質(zhì)
D.在A點后若將底物葡萄糖換成脂肪，則曲線①和②不重合
√
容器內(nèi)開始氧氣充足，因此有氧呼吸開始
就有，B錯誤；
A、B、C三點，種子只進行有氧呼吸，因
此A、B、C三個時刻種子產(chǎn)生CO2的場所
都只有線粒體基質(zhì)(有氧呼吸)，C正確；
同等質(zhì)量的脂肪比葡萄糖消耗更多的氧，釋放更多的能量，因此在A點后若將底物葡萄糖換成脂肪，則曲線①和②不重合，D正確。
15.干種子萌發(fā)過程中，CO2釋放量( )和O2吸收量( )的變化趨勢如圖所示(假設(shè)呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列問題：
(1)干種子吸水后，自由水比例大幅增加，
會導致細胞中新陳代謝速率明顯加快，原
因是________________________________
____________________________________
________(至少答出兩點)。
自由水是細胞內(nèi)良好的溶劑；許多生物化學反應需要水的參與；水參與物質(zhì)運輸
(2)在種子萌發(fā)過程中的12～30 h之間，
細胞呼吸的產(chǎn)物是___________和CO2。
若種子萌發(fā)過程中缺氧，將導致種子萌
發(fā)速度變慢甚至死亡，原因是________
__________________________________
____________________________________________________。
(3)與種子萌發(fā)時相比，胚芽出土后幼苗的正常生長還需要的環(huán)境條件包括____________________________。
乙醇、水
缺氧時，
種子無氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿足生命
活動所需，且種子無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用
適宜的光照、CO2和無機鹽等
種子萌發(fā)時吸水和呼吸方式的變化曲線
歸納總結(jié)
(1)在種子萌發(fā)的第Ⅰ階段，由于(吸脹)吸水，呼吸速率上升。
(2)在種子萌發(fā)的第Ⅱ階段，細胞產(chǎn)生CO2的量要比消耗O2的量大得多，說明在此期間主要進行無氧呼吸。
(3)在胚根長出后，由于胚根突破種皮，增加了O2的進入量，種子以有氧呼吸為主，同時胚根大量吸水(滲透吸水)。
四
重溫高考 真題演練
1.(多選)(2022·湖南，13)在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是
A.葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少
B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定
的CO2量
C.葉綠體內(nèi)膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低
D.光反應產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降
1
2
3
4
√
√
夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應減慢，光合作用強度明顯減弱，A正確；
夏季中午氣溫過高，導致光合酶活性降低，呼吸酶不受影響(呼吸酶最適溫度高于光合酶)，光合作用強度減弱，但此時光合作用強度仍然大于呼吸作用強度，即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量，B錯誤；
光合色素分布在葉綠體的類囊體膜上，而非葉綠體內(nèi)膜上，C錯誤；
1
2
3
4
夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應減慢，導致光反應產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，使葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降，光合作用強度明顯減弱，D正確。
1
2
3
4
2.(2018·江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是
A.橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，
乙表示較低溫度
B.橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，
乙表示較低CO2濃度
C.橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，
乙表示較低溫度
D.橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
√
1
2
3
4
1
2
3
4
隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增
大后趨于穩(wěn)定，但由于凈光合速率最
大時對應著一個溫度，即最適溫度，
低于或高于此溫度，凈光合速率都將下
降，所以無法確定在CO2濃度足夠大時，
甲、乙溫度的高低，A錯誤；
植物進行光合作用存在最適溫度，高于最適溫度后，凈光合速率減小，所以隨著溫度升高，凈光合速率應先升高后降低，B錯誤；
1
2
3
4
由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，
在相應光波長時，植物的凈光合速率
存在峰值，不應呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)
定的狀態(tài)，且光波長一定時，較高溫
度下的凈光合速率不一定較高，C錯誤；
隨著光照強度的增加，凈光合速率先
增大后趨于穩(wěn)定，在光照強度足夠強時，較高的CO2濃度下凈光合速率較大，D正確。
3.(多選)(2022·山東，16)在有氧呼吸第三階段，線粒體基質(zhì)中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，電子傳遞過程中釋放的能量驅(qū)動H＋從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H＋經(jīng)ATP合酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2，結(jié)合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結(jié)果如圖所示。已知DNP可使H＋進入線粒體基質(zhì)時不經(jīng)過ATP合酶。下列相關(guān)說法正確的是
A.4 ℃時線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞受阻
B.與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸產(chǎn)熱多
C.與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP導致線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，生成的ATP減少
1
2
3
4
√
√
√
1
2
3
4
與25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根據(jù)題意，
電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，說明電子
傳遞未受阻，A錯誤；
與25 ℃相比，短時間低溫4 ℃處理，ATP合
成量較少，耗氧量較多，說明4 ℃時有氧呼吸釋放的能量較多地用于產(chǎn)熱，消耗的葡萄糖量多，B、C正確；
DNP使H＋不經(jīng)ATP合酶返回基質(zhì)中，會使線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，導致ATP合成減少，D正確。
注：曲線1：甲對照組，曲線2：乙對照組，曲線3：甲實驗組，曲線4：乙實驗組。
4.(2022·湖北)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內(nèi)，隨光照強度的增加，光合速率增大，達到最大光合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同，研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續(xù)處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率，結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。
1
2
3
4
回答下列問題：
(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會______(填“減小”“不變”或“增大”)。
1
2
3
4
增大
1
2
3
4
限制光飽和點的環(huán)境因素有溫度、CO2濃度，圖1中，在高濃度O3處理期間，當光照強度增大到一定程度時，凈光合速率不再增大，出現(xiàn)了光飽和現(xiàn)象，若適當增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會增大。
(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明_______________________________________________________。
1
2
3
4
高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小
1
2
3
4
與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小。
(3)從圖3分析可得到兩個結(jié)論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的____________________
__________________，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；②長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物，表明____
_________________________________________________________。
1
2
3
4
實驗組的凈光合速率
均明顯小于對照組
長時
間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異
1
2
3
4
據(jù)圖3可見，O3處理75天后，曲線3凈光合速率小于曲線1、曲線4凈光合速率小于曲線2，即甲、乙兩種植物的實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；曲線4凈光合速率比曲線3下降更大，即長時間高濃度O3對乙植物的影響大于甲植物，表明長時間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異。
(4)實驗發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關(guān)系，使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天。若實驗現(xiàn)象為______
_______________________________________________，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關(guān)。
1
2
3
4
基因A
過量表達與表達量下降時，乙植物的凈光合速率相同
1
2
3
4
實驗發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關(guān)系，可以使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天，比較基因A過量表達與表達量下降時的凈光合速率，若兩種條件下乙植物的凈光合速率相同，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關(guān)。
一、易錯辨析
1.光照強度只影響光反應，不影響暗反應(　 　)
2.鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應(　 　)
3.水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內(nèi)，從而影響光合作用(　 　)
4.整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和呼吸作用強度相等(　 　)
5.嚴格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少(　 　)
五分鐘　查落實
×
×
×
√
√
6.糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環(huán)境中儲藏(　 　)
7.破傷風芽孢桿菌是一種厭氧菌，皮膚破損較深的患者，應及時清洗傷口并到醫(yī)院注射破傷風抗毒血清(　 　)
8.劇烈運動時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸
(　 　)
9.內(nèi)部因素也會影響細胞呼吸的強度，如生物的遺傳特性、器官種類、生長時期等(　 　)
×
×
√
√
二、填空默寫
1.參照光照強度對光合作用強度的影響曲線，完成特殊點(段)對應的氣體交換情況。
<
<
<
＝
0
>
>
2.農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是___________
____________________________________________________________________(答出1點即可)。
施肥時，肥
料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收
3.請分析圖中限制P點和Q點光合速率的因素
題述圖1、2、3中的曲線分
析：P點時，限制光合速率
的主要因素應為_________
__________，隨著該因子
的不斷加強，光合速率不
斷提高。當達到Q點時，
橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高_________________的方法。
橫坐標所
表示的因子
圖示中的其他因子
4.結(jié)合O2濃度影響細胞呼吸的曲線分析：
(1)O2濃度為C時，AB＝BC，此時有氧
呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖______(填
“是”或“不是”)一樣多，理由是_____
____________________________________
______________________________________________________________
______。
(2)在保存蔬菜、水果時，應選擇____點對應的O2濃度，理由是________
_________________________________。
不是
有氧呼吸和無氧呼吸的方程式可以看出，
當有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3
根據(jù)
R
此時總
CO2釋放量最少，有機物的損耗最少
(3)低氧環(huán)境下，有機物消耗少的原因是___________________________
_________________________________________________________________________________。
在低氧條件下，無氧呼吸受到
抑制，強度較弱，有氧呼吸因氧氣不足，強度也比較小，故總的CO2釋放量少，呼吸強度弱
五
課時精練
一、單項選擇題
1.(2023·江蘇徐州高三調(diào)研)生物實驗中經(jīng)常用到定性分析和定量分析，前者是確定研究對象是否具有某種性質(zhì)或某種關(guān)系；后者是研究觀察對象的性質(zhì)、組成和影響因素之間的數(shù)量關(guān)系。下列有關(guān)探究光合作用的實驗表述錯誤的是
A.“探究光照強度對光合作用強度的影響”需定量分析有光和無光條件下光合作用
速率的不同
B.“光合作用的探究歷程”中的實驗主要是定性分析，以探究光合作用的條件、原
料和產(chǎn)物等
C.“探究光合作用的最適溫度”先要設(shè)計溫度梯度比較大的預處理實驗來定量分析
實驗條件
D.“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”的定量分析實驗中可以用O2釋放量作為
觀測指標
√
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探究光照強度對光合作用的影響，應定量分析不同光照強度下光合作用速率的不同，A錯誤。
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2.(2023·江蘇南京高三模擬)如圖表示某植物一晝夜之內(nèi)葉綠體中C3相對含量的變化。下列說法中不正確的是
A.從B點開始合成光合產(chǎn)物(CH2O)
B.AB段C3含量較高與沒有接受光照有關(guān)
C.E點時C3含量極低與二氧化碳的供應有關(guān)
D.E點時葉綠體中ATP的含量比D點時低
√
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AB段C3含量不變，對應的時間是0～6 h，
沒有光照，C3含量較高與沒有接受光照有
關(guān)，B點開始C3含量降低，表示C3被還原，
開始合成有機物，A、B正確；
E點時，光照過強，溫度較高，導致氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應減少，生成的C3含量低，C正確；
E點時，光照充足，葉綠體中光反應產(chǎn)生的ATP的含量較D點高，D錯誤。
3.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常常施用一定量的無機肥來達到增產(chǎn)的目的。為了研究無機肥對植物生長發(fā)育的影響，科研小組將無機肥溶于土壤浸出液配制了不同濃度的鹽溶液，利用這些鹽溶液進行了相關(guān)實驗，結(jié)果見下表。下列說法正確的是
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鹽濃度 (mmol·L－1) 最大光合速率 (μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率
(μmol CO2·m－2·s－1)
0(對照) 31.65 1.44
100(低鹽) 36.59 1.37
500(中鹽) 31.75 1.59
900(高鹽) 14.45 2.63
A.細胞中大多數(shù)無機鹽以化合物形式存在
B.植物的呼吸速率是通過根細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2量來測定
C.與對照組相比，植物在低鹽條件下產(chǎn)生和消耗的有機物更多
D.高鹽條件下植物細胞失水，氣孔關(guān)閉，導致最大光合速率下降
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鹽濃度 (mmol·L－1) 最大光合速率 (μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率
(μmol CO2·m－2·s－1)
0(對照) 31.65 1.44
100(低鹽) 36.59 1.37
500(中鹽) 31.75 1.59
900(高鹽) 14.45 2.63
植物的呼吸速率應該是測定整株植物，即所有細胞的呼吸速率，而不是只是測定根細胞的呼吸速率，B錯誤；
在低鹽條件下，植物的最大光合速率比對照組大，而呼吸速率比對照組小，產(chǎn)生有機物更多，而消耗的有機物更少，C錯誤。
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選項 諺語 理解
A 種地不上糞，等于瞎胡混 糞便中的有機物經(jīng)分解者分解后生成的產(chǎn)物能被作物利用
B 立秋無雨是空秋，萬物歷來一半收 立秋時節(jié)，谷物生長需要較多水分
C 豆麥輪流種，十年九不空 豆科植物與根瘤菌共生能給土壤帶來氮肥；含氮無機鹽可作為小麥合成淀粉的原料
D 沙土摻泥，好得出奇 土壤透氣性高，有利于增強根部細胞有氧呼吸，促進根部對礦質(zhì)元素的吸收
4.下列關(guān)于我國農(nóng)業(yè)諺語的理解，不合理的是
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分解者能把糞便中的有機物分解，促進作物生長，A正確；
立秋時節(jié)，是果實成熟的季節(jié)，代謝旺盛，需要較多的水，B正確；
淀粉的元素組成是C、H、O，不含氮元素，含氮無機鹽不可作為小麥合成淀粉的原料，C錯誤；
土壤透氣性高，氧氣含量多，有氧呼吸旺盛，能釋放更多的能量用于植物吸收礦質(zhì)元素，D正確。
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5.將若干豌豆幼苗置于25 ℃條件下培養(yǎng)4 d，測得的相對呼吸速率為10，再分別置于不同溫度下測定3 h后呼吸速率的變化，如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.呼吸速率可通過O2的吸收量或CO2的
釋放量來測定
B.與40 ℃相比，35 ℃時豌豆幼苗的呼吸
速率更加穩(wěn)定
C.從圖中可以得出，豌豆幼苗呼吸作用的
最適溫度為30 ℃
D.溫度通過影響酶的活性進而影響豌豆幼苗的呼吸速率
√
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圖中曲線可以得出，35 ℃下呼吸速率大于30 ℃，且呼吸速率更加穩(wěn)定，故豌豆幼苗呼吸作用的最適溫度不是30 ℃，C錯誤。
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6.過氧化物酶體是真核細胞中的一種細胞器，其內(nèi)可發(fā)生的反應為RH2＋O2
R＋H2O2，對細胞內(nèi)的氧水平有很大的影響。如圖為線粒體和過氧化物酶體中相關(guān)生化反應速率在不同O2濃度下的變化曲線。據(jù)圖分析錯誤的是
A.線粒體和過氧化物酶體消耗O2的酶均
分布在相應的細胞器基質(zhì)中
B.低O2條件下，線粒體的酶比過氧化物
酶體中的酶催化效率高
C.過氧化物酶體利用O2的能力隨O2濃度
增加而增強
D.過氧化物酶體可保護細胞免受高濃度氧的毒害
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線粒體消耗氧氣為有氧呼吸第三階段，位于線粒體內(nèi)膜，而非線粒體基質(zhì)，A錯誤。
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7.下表是某植物X在適宜條件下，從開始播種到長出兩片真葉期間CO2釋放速率和O2吸收速率相對值的變化。其中胚根長出的時間是在30 h，兩片真葉在50 h開始長出。
時間(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52
CO2釋放相對值 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62
O2吸收相對值 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70
下列分析正確的是
A.植物種子含水量的快速增加發(fā)生在6～18 h
B.18～24 h呼吸作用的產(chǎn)物有CO2、H2O和乳酸
C.40 h時，形成ATP的能量全部來自有氧呼吸
D.46～52 h，細胞呼吸消耗的有機物不全是糖類
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時間(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52
CO2釋放相對值 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62
O2吸收相對值 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70
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0～2 h細胞呼吸強度很弱，從6 h開始細胞呼吸強度迅速增加，說明自6 h開始含水量已經(jīng)顯著提高，含水量的快速增加應發(fā)生在6 h之前，A錯誤；
在沒有O2消耗的0～2 h仍有CO2釋放，說明該種子細胞進行的是產(chǎn)物為酒精和CO2的無氧呼吸，而18～24 h同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，則細胞呼吸產(chǎn)物中沒有乳酸，B錯誤；
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從46～52 h細胞呼吸的O2消耗大于CO2釋放分析，該種子萌發(fā)過程中呼吸作用消耗的有機物中存在氧含量低于糖類的有機物，則不能確定40 h時形成ATP的能量全部來自有氧呼吸，C錯誤，D正確。
8.(2023·江蘇南京、鹽城高三模擬)種子庫在適當?shù)牡蜏叵卤４嬷参锏姆N子。入庫保存前需對種子進行清洗、干燥等處理，然后密封包裝存入－18 ℃的冷庫。下列有關(guān)敘述正確的是
A.入庫前干燥處理主要是除去大量的結(jié)合水
B.冷庫中－18 ℃的低溫會造成種子細胞中呼吸酶變性失活
C.密封包裝袋中需要充入充足的氧氣，以維持種子的活性
D.建立種子庫可以保存瀕危生物的種子，保護生物多樣性
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自由水與代謝的強弱有關(guān)，入庫前干燥處理主要是除去大量的自由水，降低細胞呼吸，利于儲存，A錯誤；
冷庫中－18 ℃的低溫通過抑制酶的活性來降低呼吸速率，不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，不會使酶變性失活，B錯誤；
密封包裝袋中需要降低氧氣濃度，減弱細胞呼吸，以利于種子的保存，C錯誤；
建立種子庫可以保存瀕危生物的種子，防止生物滅絕，可以保護生物多樣性，D正確。
二、多項選擇題
9.為探究影響光合速率的因素，將同一品種玉米苗置于25 ℃條件下培養(yǎng)，實驗結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是
A.此實驗共有兩個自變量：
光照強度和施肥情況
B.光照強度為800 lux是玉米
在25 ℃條件下的光飽和點
C.在土壤含水量為40%～60%的條件下，施肥促進光合作用的效果明顯
D.制約c點時光合作用強度的因素主要是土壤含水量
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本實驗有不同光照強度、是否
施肥、土壤含水量三個自變量，
A錯誤；
光照強度為800 lux時CO2吸收
量均大于200 lux，但并沒有測
定其他光照強度的CO2吸收量，所以無法確定光飽和點，B錯誤。
10.(2023·江蘇高三模擬)下圖顯示在環(huán)境CO2濃度和高CO2濃度下，溫度對兩種植物CO2吸收速率的影響，下列有關(guān)曲線的分析不正確的是
A.高CO2濃度條件下，葉片溫度
在45 ℃時兩種植物真正光合
速率最高
B.環(huán)境CO2濃度條件下，40 ℃時
限制兩種植物光合作用速率的
因素相同
C.自然條件下，與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環(huán)境中
D.植物b的光合作用相關(guān)酶活性在38 ℃左右最高
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高CO2濃度條件下，葉片溫
度在約42 ℃時兩種植物凈光
合速率最高，由于呼吸速率
未知，無法知道真正光合速
率的情況，A錯誤；
對比圖1和圖2可知，在40 ℃時，植物a在環(huán)境CO2濃度和高CO2濃度下的CO2吸收速率相同，此時限制植物a光合速率的因素不是CO2濃度，植物b在環(huán)境CO2濃度下的CO2吸收速率明顯低，此時限制植物b光合速率的因素是CO2濃度，B錯誤；
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據(jù)圖1可知，自然條件下，葉
片溫度較高時，植物a的凈光
合速率較高，故與植物b相比，
植物a更適合生活在高溫環(huán)境中，
C正確；
在環(huán)境CO2濃度條件下，植物b的光合作用相關(guān)酶活性在38 ℃左右最高，在高CO2濃度條件下，植物b的光合作用相關(guān)酶活性在42 ℃左右最高，D錯誤。
11.某生物興趣小組以酵母菌作為實驗材料，以葡萄糖作為能量來源，在一定條件下，通過控制氧氣濃度的變化，得到了酵母菌進行細胞呼吸時二氧化碳產(chǎn)生速率(Ⅰ)、氧氣消耗速率(Ⅱ)、以及酒精產(chǎn)生速率(Ⅲ)隨著時間變化的三條曲線，實驗結(jié)果如圖所示，t1時刻Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，S1、S2、S3、S4分別表示圖示面積。該興趣小組還利用乳酸菌作為實驗材料進行相同的實驗，實驗裝備和條件不變，得到乳酸產(chǎn)生速率(Ⅳ)的曲線。下列相關(guān)敘述正確的是
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A.t1時刻，氧氣濃度較高，無氧呼吸消失
B.如果改變溫度條件，t1會左移或右移，
但是S1和S2的值始終相等
C.若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1時，
O～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1
D.若曲線Ⅳ和Ⅲ完全重合，則O～t1時間段酵母菌和乳酸菌細胞呼吸消耗
的葡萄糖量相等
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t1時刻，酒精產(chǎn)生速率為0，Ⅰ、Ⅱ
兩條曲線重合，說明酵母菌只進行
有氧呼吸，無氧呼吸消失，A正確；
如果改變溫度條件，酶的活性會升
高或降低，t1會左移或右移，O～t1產(chǎn)生的CO2量＝S1＋S2＋S3＋S4，無氧呼吸產(chǎn)生的酒精量與無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量相同，即無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧氣量等于有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量，即有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始終相等，B正確；
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由上述分析可知，S1＝S2，若
S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1時，
則S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸產(chǎn)生
的CO2量＝S2＋S4＝9S2，無氧呼
吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量∶無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生6 mol二氧化碳，無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生2 mol二氧化碳，因此O～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1，C正確；
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乳酸菌進行無氧呼吸消耗1 mol
葡萄糖產(chǎn)生2 mol乳酸，酵母菌
無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生
2 mol酒精，若曲線Ⅳ和曲線Ⅲ
兩者完全重合，說明酵母菌和乳酸菌進行無氧呼吸且乳酸和酒精的產(chǎn)生速率相等，但酵母菌同時還進行有氧呼吸，則O～t1時間段酵母菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D錯誤。
12.某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如下圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解正確的是
A.呼吸作用的最適溫度比光合作用
的高
B.凈光合作用的最適溫度約為25 ℃
C.在0～25 ℃范圍內(nèi)，溫度變化對呼
吸速率的影響比對光合速率的大
D.適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃
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由題圖可知，呼吸作用的最適溫度約為50 ℃左右，光合作用的最適溫度約為30 ℃左右，A項正確；
由題圖可知，植物體凈光合作用的最適溫度約為25 ℃，B項正確；
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在0～25 ℃范圍內(nèi)，隨溫度升高，總光合速率曲線的上升幅度比呼吸速率曲線上升幅度大，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的影響大，C項錯誤；
由圖可以看出，當溫度超過45 ℃時，凈光合速率小于0，植物不能正常生長，D項錯誤。
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三、非選擇題
13.(2023·江蘇鎮(zhèn)江高三期末)科研人員對煙草葉片光合作用進行了相關(guān)研究。請回答相關(guān)問題：
(1)參與光合作用的很多分子都含有氮，氮與_______離子參與組成的葉綠素能夠吸收光能用于驅(qū)動水的分解和______________(物質(zhì))的合成。
(2)當CO2濃度適當增加時，煙草的光合作用強度增加，這時位于___________(填具體場所)的RuBP羧化酶將CO2固定為______________，再進一步被_____為糖類。
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鎂(Mg)
葉綠體基質(zhì)
ATP、NADPH
C3(三碳化合物)
還原
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二氧化碳是暗反應的原料，暗反應的場所是葉綠體基質(zhì)；在暗反應過程中，RuBP羧化酶將CO2固定為C3(三碳化合物)，再進一步被還原為糖類。
(3)科研工作者對烤煙品種K326施加不同的供氮量處理，實驗結(jié)果如下：
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組別 氮濃度(mmol/L) 比葉氮(g/m2) 葉綠素含量(mg/dm2) 葉綠體CO2濃度(μmol/mol) 凈光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
注：比葉氮表示單位葉面積的氮素的含量。
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組別 氮濃度(mmol/L) 比葉氮(g/m2) 葉綠素含量(mg/dm2) 葉綠體CO2濃度(μmol/mol) 凈光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
①從表中數(shù)據(jù)可知，氮素對烤煙葉片凈光合速率的影響是_____________
____________________________________________________________________________________。
氮素可顯著提
高烤煙葉片的凈光合速率，高氮相對于中氮提高作用不顯著(中氮與高氮的作用無顯著差異)
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由表可知，高氮組的凈光合速率略小于中氮組，中氮組的凈光合速率明顯大于低氮組，因此氮素對烤煙葉片凈光合速率的影響是氮素可顯著提高烤煙葉片的凈光合速率，但中氮與高氮的作用無顯著差異。
組別 氮濃度(mmol/L) 比葉氮(g/m2) 葉綠素含量(mg/dm2) 葉綠體CO2濃度(μmol/mol) 凈光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
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②研究人員推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是施氮提高了________的合成，進而影響光合速率；但在高氮情況下，_________成為影響光合速率持續(xù)升高的限制因素。
葉綠素
CO2濃度
組別 氮濃度(mmol/L) 比葉氮(g/m2) 葉綠素含量(mg/dm2) 葉綠體CO2濃度(μmol/mol) 凈光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
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根據(jù)氮和鎂離子參與組成葉綠素，可推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是施氮提高了葉綠素的合成，進而影響光合速率；再結(jié)合表格可知，中氮組葉綠體CO2濃度明顯高于高氮組，說明在高氮情況下，葉綠體CO2濃度成為影響光合速率持續(xù)升高的限制因素。
組別 氮濃度(mmol/L) 比葉氮(g/m2) 葉綠素含量(mg/dm2) 葉綠體CO2濃度(μmol/mol) 凈光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
14.某課題小組同學利用如圖1所示裝置探究酵母菌的細胞呼吸方式。實驗開始時，利用調(diào)節(jié)螺旋將U型管右側(cè)液面高度調(diào)至參考點后，關(guān)閉三通活栓。實驗中定時記錄右側(cè)液面高度相對于參考點的變化(忽略其他原因引起的容積變化)。取甲、乙兩套該裝置設(shè)計實驗。
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裝置 反應瓶內(nèi)加入的材料 中心小杯內(nèi) 加入的材料 液面高度變化的含義
甲 酵母菌培養(yǎng)液1 mL＋適量葡萄糖溶液 適量NaOH溶液 ①
乙 酵母菌培養(yǎng)液1 mL＋等量葡萄糖溶液 等量蒸餾水 細胞呼吸時CO2的釋放量與O2吸收量的差值
(1)表中①表示的含義____________________。
細胞呼吸時O2吸收量
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(2)將甲、乙裝置均置于28 ℃恒溫條件下進行實驗(實驗過程中微生物保持活性)，60 min后讀數(shù)。若裝置中的酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，那么甲裝置U型管右側(cè)液面將______，乙裝置U型管右側(cè)液面將_____。
上升
下降
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(3)若圖2中YZ∶ZX＝4∶1，則對應O2
濃度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占總
消耗量的_____，圖2中無氧呼吸強度
降為0的點對應的O2濃度是_____點對
應的濃度。
(4)在O2濃度為J點對應濃度前，限制呼吸作用CO2釋放量的主要因素是_________。
(5)若圖2中EL＝LH，則說明O2濃度為H點對應濃度時，有氧呼吸和無氧呼吸_____________相等。
1/13
I
O2濃度
釋放CO2的量第6課時　影響光合作用和細胞呼吸的環(huán)境因素
課標要求　1.探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系。2.通過曲線分析認識O2濃度、溫度、水分等對細胞呼吸的影響。3.通過種子儲藏、酒精發(fā)酵等了解細胞呼吸在生產(chǎn)實踐中的應用。
考點一　探究外界環(huán)境因素對光合作用強度的影響
探究不同光質(zhì)的光對植物光合作用的影響
(1)實驗原理
葉綠體中的色素對不同光質(zhì)的光有不同的吸收峰值。葉綠素a和葉綠素b在藍光區(qū)和紅光區(qū)各有兩個吸收高峰，類胡蘿卜素的吸收高峰在藍光區(qū)。
(2)實驗流程
(3)實驗結(jié)果分析
脫色后的葉片染色后明顯變藍，說明葉綠體中的色素對該組玻璃紙透過的光的吸收值大。沒有明顯變藍的吸收值較小。
考向　光合作用影響因素的實驗探究
1．如圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是(　　)
A．NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2
B．單色光照射時，相同光照強度下一定時間內(nèi)用紅光比用綠光測到的O2量多
C．氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻光合作用產(chǎn)生的O2量
D．拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線可推知其光飽和點
答案　C
解析　氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻凈光合作用產(chǎn)生的O2量，即總光合作用產(chǎn)生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C錯誤。
2．某實驗小組為驗證KHCO3對某植物幼苗光合作用的影響，進行了甲、乙兩組不同處理的實驗，甲組用差速離心法制備葉綠體懸液進行實驗，乙組將等量植物幼苗葉片切割成1 mm2的葉小片進行實驗，然后在適宜光照、20 ℃恒溫條件下用氧電極測量這兩組植物的O2釋放速率，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．本實驗的自變量是KHCO3的濃度，無關(guān)變量為適宜光照、20 ℃恒溫條件
B．KHCO3濃度為0.05 mol·L－1時，兩組實驗的O2釋放速率存在差異的原因是光合速率不同
C．由該實驗可推斷，隨著KHCO3濃度的增大，葉小片的O2釋放速率會一直增大
D．加入清水組的葉小片中無O2釋放，原因可能是光合作用產(chǎn)生的O2通過呼吸作用被消耗了
答案　D
解析　本實驗的自變量是KHCO3的濃度以及對葉片的處理方式，A錯誤；KHCO3濃度為 0.05 mol·L－1時，兩組實驗的O2釋放速率存在差異的原因可能是差速離心組測得的O2釋放速率為總光合速率，而葉小片中測得的O2釋放速率為凈光合速率，二者的不同主要在于有無呼吸作用消耗O2，B錯誤。
考點二　光合作用的影響因素及其應用
1．光照強度
(1)原理：光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速率加快，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應中C3的還原加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。
(2)曲線解讀
項目 生理過程 氣體交換 生理狀態(tài)模型
A點 只進行呼吸作用 吸收O2、釋放CO2
AB段 呼吸作用大于光合作用 吸收O2、釋放CO2
B點 呼吸作用等于光合作用 不與外界進行氣體交換
B點以后 呼吸作用小于光合作用 吸收CO2、釋放O2
(3)應用：溫室大棚中，適當增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)。
2．CO2濃度
(1)原理：CO2影響暗反應階段，制約C3的形成。
(2)曲線解讀
①圖1中A點表示CO2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度。
②圖2中A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。
③B點和B′點對應的CO2濃度都表示CO2飽和點。
(3)應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過通風，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。
3．溫度
(1)原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用，主要制約暗反應。
(2)應用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。
4．水分和礦質(zhì)元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)，如植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降。
②礦質(zhì)元素通過影響與光合作用有關(guān)的化合物的合成，對光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。
(2)應用：施肥的同時，往往適當澆水，小麥的光合速率會更大，此時澆水的原因是肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收。同時，可以保證小麥吸收充足的水分，保證葉肉細胞中CO2的供應。
提醒　分析夏天中午葉片光合作用情況：下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題：
①7～10時的光合作用強度不斷增強的原因是光照強度逐漸增大。
②10～12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是此時溫度很高，導致氣孔開度減小，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制。
③14～17時的光合作用強度不斷下降的原因是光照強度不斷減弱。
④從圖中可以看出，限制光合作用的因素有光照強度、溫度。
⑤依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的一些措施：可以利用溫室大棚控制光照強度、溫度的方式，如補光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強度。
5．多因子變量對光合速率的影響
植物生活的環(huán)境是復雜多樣的，環(huán)境中的各種因素對光合作用的影響是綜合的。下面的曲線是科學家研究多種因素對光合作用影響得到的結(jié)果。請分析回答：
(1)這三種研究的自變量分別是什么？
提示　光照強度、溫度；光照強度、溫度；光照強度、CO2濃度。
(2)圖3的研究中，對溫度條件的設(shè)定有何要求？為什么？
提示　需要保持在最適溫度，這樣可能使實驗結(jié)果更加明顯。
(3)限制圖1、圖2 P點光合速率的主要環(huán)境因素分別是什么？
提示　光照強度；溫度。
(4)根據(jù)圖1分析，在30 ℃條件下，光照強度達到Q點之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有哪些？
提示　光合色素的含量、空氣中CO2濃度。
(5)圖1結(jié)果不足以說明30 ℃是光合作用最適宜溫度，為什么？如何改進實驗才能獲得正確的結(jié)果？
提示　實驗提供的溫度條件太少，需要在20～40 ℃之間增加溫度梯度進行實驗。
(6)Q點之后，曲線會明顯下降的是哪一個圖？原因是什么？
提示　圖2；溫度升高，酶的活性會下降，甚至失活。
6．影響光合作用的內(nèi)部因素
(1)植物自身的遺傳特性，如植物品種不同，以陰生植物、陽生植物為例
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
(3)植物葉面積指數(shù)
考向一　光合作用影響因素的綜合考查
3．(多選)下圖甲表示某種植物葉肉細胞光合作用強度與光照強度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體)。據(jù)圖判斷，下列說法正確的是(注：不考慮無氧呼吸)(　　)
A．圖甲中的縱坐標數(shù)值即為圖乙中的m3
B．圖甲中c點時，圖乙中有m1＝n1＝m4＝n4
C．圖甲中e點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
D．圖甲中a、b、c、d、e任意一點，圖乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0
答案　AB
解析　圖甲中c點時，光合速率等于呼吸速率，因此線粒體產(chǎn)生的二氧化碳剛好能供葉綠體利用，葉綠體產(chǎn)生的氧氣剛好供線粒體利用，因此圖乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正確；圖甲中e點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或溫度的限制，C錯誤；圖甲中a、b、c、d、e任意一點，圖乙中都有m1＝n1>0，但由于d、e點細胞呼吸強度小于光合作用強度，應為m3＝n3>0，c點細胞呼吸強度等于光合作用強度，m3＝n3＝0，c、d、e點時，m2＝n2＝0，D錯誤。
4．下圖是各種環(huán)境因素影響黑藻光合速率變化的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．若在t1前充CO2，則暗反應速率將顯著提高
B．t1→t2，光反應速率顯著提高而暗反應速率不變
C．t3→t4，葉綠體基質(zhì)中NADPH的消耗速率提高
D．t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中C3/C5比值下降
答案　C
解析　O～t1，光照較弱，光合速率較慢，限制因素為光照強度，若在t1前充CO2，則暗反應速率不會顯著提高，A錯誤；t1→t2，光反應速率顯著提高，產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，導致暗反應速率也增加，B錯誤；t3→t4，CO2濃度增加，葉綠體基質(zhì)中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正確；t4后短暫時間內(nèi)，由于缺少光照，ATP和NADPH減少，還原C3的速率減慢，但短時間內(nèi)C3繼續(xù)生成，故葉綠體中C3/C5比值將上升，D錯誤。
考向二　光(CO2)補償點、飽和點的移動問題
5．(2023·江蘇灌南高三檢測)農(nóng)作物的光合作用強度與其產(chǎn)量直接相關(guān)。科研人員研究了光照強度和CO2濃度對某種植物光合作用強度的影響，繪制出成熟葉片在兩種CO2濃度條件下，光合作用強度隨光照強度的變化曲線(見下圖)。下列說法正確的是(　　)
A．單位葉片中a點的光合作用強度一定大于呼吸作用強度
B．d點以后限制光合作用強度的內(nèi)因可能是酶濃度
C．CO2濃度由b點調(diào)至c點瞬間，葉綠體中C3含量下降
D．若該曲線是在最適溫度下測得，突然降低溫度，d點會向右上方移動
答案　B
解析　曲線代表總光合強度，呼吸強度未知，A錯誤；CO2濃度由b點調(diào)至c點瞬間，C3的合成增加，消耗暫時不變，所以 C3含量上升，C錯誤；突然降低溫度，光合速率降低，d點會向左下方移動，D錯誤。
6．(多選)如圖所示，在圖甲裝置A與裝置B中敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，以研究光照強度(其他條件均為最適)對小球藻產(chǎn)生氧氣的影響。裝置A的曲線如圖乙。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．適當提高溫度，P點將上移
B．P點處能產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體
C．降低CO2濃度時，在圖乙上的R點應右移
D．在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應左移
答案　CD
解析　適當提高溫度，酶的活性升高，呼吸作用強度提高，P點上升，A正確；P點光照強度為0，不進行光合作用，只進行呼吸作用，故產(chǎn)生ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，細胞器只有線粒體，B正確；降低二氧化碳濃度，光飽和點會向左移動，氧氣釋放量減少，即R點應向左上移，C錯誤；裝置B是缺鎂培養(yǎng)液，則小球藻中葉綠素合成受阻，吸收光能減少，直接降低光合作用強度。Q點時光合作用強度等于呼吸作用強度，但是呼吸作用強度不變，則需要增加光照強度，提高光合作用強度，從而保證光合作用強度等于呼吸作用強度，故Q點應右移，D錯誤。
考向三　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
7．夏季大棚種植，人們經(jīng)常在傍晚這樣做：①延長2小時人工照光；②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上；③關(guān)上門和通風口。對于上述做法的生物學原理的分析，錯誤的是(　　)
A．①延長光合作用時間，可以提高有機物的制造量
B．②起到降氧、降溫、降濕度的作用，從而抑制細胞呼吸減少有機物消耗
C．與①時的狀態(tài)相比，②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強
D．③可積累棚內(nèi)CO2濃度來抑制細胞呼吸，并對下一天的光合作用有利
答案　C
解析　②③的目的是抑制有氧呼吸，故與①時的狀態(tài)相比，葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱，C錯誤。
8．(2020·全國Ⅰ，30節(jié)選)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量等目的。回答下列問題：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有___________________________________________________________________
__________________________________________________________________(答出2點即可)。
(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是________________________________________________________________________，選擇這兩種作物的理由是______________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光飽和點/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560 623
答案　(1)減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的細胞呼吸
(2)A和C　作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用
考點三　細胞呼吸的影響因素及其應用
1．內(nèi)部因素
(1)遺傳特性：不同種類的植物呼吸速率不同。
實例：一般來說，旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。
(2)生長發(fā)育時期：同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。
實例：一般在幼苗期、開花期等生長旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官類型：同一種植物的不同器官呼吸速率不同。
實例：一般生殖器官大于營養(yǎng)器官；幼嫩的組織器官比衰老的組織器官的細胞呼吸速率高。
2．外界因素
(1)溫度
①原理：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性進而影響細胞呼吸速率。
②應用：儲存水果、蔬菜時應選取零上低溫(填“高溫”“零上低溫”或“零下低溫”)。
(2)O2濃度
①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。
②解讀：a.O2濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢。
b．隨著O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強。
c．當O2濃度達到一定值后，隨著O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。
d．對總呼吸曲線解析：總呼吸趨勢變化是隨著氧氣濃度變化先降低后升高最后趨于平衡。所以總呼吸最低點為0～10%之間的低氧濃度，故儲存水果、蔬菜時除選取零上低溫處，還需低氧氣濃度。
③應用
a．選用透氣的消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風芽孢桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。
b．作物栽培中及時松土，保證根的正常細胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。
(3)CO2濃度
①原理：CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。
②應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。
(4)含水量
①解讀：一定范圍內(nèi)，細胞中自由水含量越多，代謝越旺盛，細胞呼吸越強。
②應用：糧食儲存前要進行曬干處理，目的是降低糧食中的自由水含量，降低細胞呼吸強度，減少儲存時有機物的消耗。水果、蔬菜儲存時保持一定的濕度。
考向一　細胞呼吸的影響因素分析
9．(2023·江蘇高郵第一中學高三月考)如圖是在適宜溫度條件下測得的小麥種子CO2釋放量與O2濃度之間的關(guān)系，下列相關(guān)敘錯誤的是(　　)
A．Q點、P點產(chǎn)生CO2的場所分別是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
B．R點CO2釋放量最少，因此5%的O2濃度最適合小麥種子的儲存
C．若將實驗材料換為等質(zhì)量的花生種子，P點后O2的吸收量比小麥種子的多
D．若圖中AB＝BC，則此時小麥種子單位時間內(nèi)有氧呼吸與無氧呼吸消耗的有機物的量相等
答案　D
解析　Q點只進行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，P點只進行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2的場所是線粒體，A正確；R點CO2釋放量最少，即有機物消耗最少，因此5%的O2濃度最適合小麥種子的儲存，B正確；若將實驗材料換為等質(zhì)量的花生種子，等質(zhì)量的脂肪比糖類含C、H量高，P點后O2的吸收量比小麥種子的多，C正確；若圖中AB＝BC，說明有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相同，則此時小麥種子單位時間內(nèi)有氧呼吸與無氧呼吸消耗的有機物的量的比為1∶3，D錯誤。
10．(多選)科研人員探究溫度對密閉罐中水蜜桃果肉細胞呼吸速率的影響，結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．20 h內(nèi)，果肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
B．50 h后，30 ℃條件下果肉細胞沒有消耗O2，密閉罐中CO2濃度會增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因為溫度高使酶活性降低
D．實驗結(jié)果說明溫度越高，果肉細胞有氧呼吸速率越大
答案　AB
解析　果肉細胞不能進行光合作用，其產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，A正確；50 h后，30 ℃條件下果肉細胞沒有消耗O2，是由于此溫度條件下酶的活性較高，有氧呼吸已將O2消耗殆盡，以后僅進行無氧呼吸，故密閉罐中CO2濃度會增加，B正確，C錯誤；由于酶具有最適溫度，若超過最適溫度，有氧呼吸速率會降低，D錯誤。
考向二　細胞呼吸原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
11．(2021·湖南，12)下列有關(guān)細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是(　　)
A．南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B．農(nóng)作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長
C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用
答案　B
解析　南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，“常用40 ℃左右溫水淋種”可以為種子的呼吸作用提供水分和適宜的溫度，“時常翻種”可以為種子的呼吸作用提供氧氣，A正確；種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，因此，農(nóng)作物種子入庫貯藏時，應在低氧和零上低溫條件下保存，貯藏壽命會顯著延長，B錯誤；油料作物種子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物種子萌發(fā)時呼吸作用需要消耗大量氧氣，因此，油料作物種子播種時宜淺播，C正確；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失減少，氧氣濃度降低，從而降低了呼吸速率，低氧、一定濕度是新鮮水果保存的適宜條件，D正確。
12．中耕松土是農(nóng)作物栽培的傳統(tǒng)耕作措施，下列相關(guān)說法錯誤的是(　　)
A．松土可以促進根對礦質(zhì)元素的吸收，促進光合作用
B．松土可以促進硝化細菌的代謝活動，合成更多的有機物
C．松土使土壤中無機物含量減少，有機物含量增加
D．松土能加速土壤中殘枝敗葉、動植物遺體的分解，生成更多的二氧化碳
答案　C
解析　松土可以增加土壤中的空氣，促進根細胞的有氧呼吸，釋放更多能量，有利于礦質(zhì)元素的吸收，促進光合作用，A正確；松土能增加土壤中的空氣，從而促進硝化細菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，有利于硝化細菌的化能合成作用，增加土壤的肥力，B正確；松土促進微生物的分解作用，使土壤中有機物含量減少，無機物含量增加，C錯誤。
考向三　種子萌發(fā)過程中細胞呼吸的變化分析
13．將黃豆干種子浸水30小時，期間黃豆胚細胞發(fā)生了一系列生理變化，下列對此描述正確的是(　　)
A．自由水與結(jié)合水的含量均大量增加，代謝加快
B．CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大，說明此階段無氧呼吸較強
C．酶的種類沒有變化，但酶的活性均顯著增高
D．若在顯微鏡下觀察胚細胞，會發(fā)現(xiàn)大部分細胞中存在染色體
答案　B
解析　黃豆干種子浸水萌發(fā)的過程中，自由水的含量大量增加，結(jié)合水的含量增加的幅度較小，代謝加快，A錯誤；黃豆種子在有氧呼吸過程中消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，在無氧呼吸過程中不消耗O2、有CO2產(chǎn)生，據(jù)此可推知：若CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大，說明此階段無氧呼吸較強，B正確；黃豆干種子浸水萌發(fā)的過程中，細胞中發(fā)生的化學反應類型增多，酶的種類會有所變化，但并非是酶的活性均顯著增高，C錯誤；在一個細胞周期中，因分裂間期持續(xù)的時間明顯大于分裂期，而染色體出現(xiàn)在細胞分裂期，所以若在顯微鏡下觀察胚細胞，會發(fā)現(xiàn)少部分細胞中存在染色體，D錯誤。
14．(2023·江蘇連云港高三檢測)某植物種子在密閉容器內(nèi)萌發(fā)過程中O2和CO2的變化如圖所示(氧化分解的底物為葡萄糖)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．種子萌發(fā)初期自由水/結(jié)合水的值增大，細胞代謝也隨之增強
B．A點時種子開始進行有氧呼吸，且B點時有氧呼吸最強
C．A、B、C三個時刻種子產(chǎn)生CO2的場所都只有線粒體基質(zhì)
D．在A點后若將底物葡萄糖換成脂肪，則曲線①和②不重合
答案　B
解析　容器內(nèi)開始氧氣充足，因此有氧呼吸開始就有，B錯誤；A、B、C三點，種子只進行有氧呼吸，因此A、B、C三個時刻種子產(chǎn)生CO2的場所都只有線粒體基質(zhì)(有氧呼吸)，C正確；同等質(zhì)量的脂肪比葡萄糖消耗更多的氧，釋放更多的能量，因此在A點后若將底物葡萄糖換成脂肪，則曲線①和②不重合，D正確。
15．干種子萌發(fā)過程中，CO2釋放量()和O2吸收量()的變化趨勢如圖所示(假設(shè)呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列問題：
(1)干種子吸水后，自由水比例大幅增加，會導致細胞中新陳代謝速率明顯加快，原因是________________________________________________________________________(至少答出兩點)。
(2)在種子萌發(fā)過程中的12～30 h之間，細胞呼吸的產(chǎn)物是____________和CO2。若種子萌發(fā)過程中缺氧，將導致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡，原因是______________________________。
(3)與種子萌發(fā)時相比，胚芽出土后幼苗的正常生長還需要的環(huán)境條件包括______________________________________________________________________________。
答案　(1)自由水是細胞內(nèi)良好的溶劑；許多生物化學反應需要水的參與；水參與物質(zhì)運輸　(2)乙醇、水　缺氧時，種子無氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿足生命活動所需，且種子無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用　(3)適宜的光照、CO2和無機鹽等
歸納總結(jié)　種子萌發(fā)時吸水和呼吸方式的變化曲線
(1)在種子萌發(fā)的第Ⅰ階段，由于(吸脹)吸水，呼吸速率上升。
(2)在種子萌發(fā)的第Ⅱ階段，細胞產(chǎn)生CO2的量要比消耗O2的量大得多，說明在此期間主要進行無氧呼吸。
(3)在胚根長出后，由于胚根突破種皮，增加了O2的進入量，種子以有氧呼吸為主，同時胚根大量吸水(滲透吸水)。
1．(多選)(2022·湖南，13)在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是(　　)
A．葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．葉綠體內(nèi)膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低
D．光反應產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降
答案　AD
解析　夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應減慢，光合作用強度明顯減弱，A正確；夏季中午氣溫過高，導致光合酶活性降低，呼吸酶不受影響(呼吸酶最適溫度高于光合酶)，光合作用強度減弱，但此時光合作用強度仍然大于呼吸作用強度，即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量，B錯誤；光合色素分布在葉綠體的類囊體膜上，而非葉綠體內(nèi)膜上，C錯誤；夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應減慢，導致光反應產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，使葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降，光合作用強度明顯減弱，D正確。
2．(2018·江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是(　　)
A．橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
B．橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
C．橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
D．橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
答案　D
解析　隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，但由于凈光合速率最大時對應著一個溫度，即最適溫度，低于或高于此溫度，凈光合速率都將下降，所以無法確定在CO2濃度足夠大時，甲、乙溫度的高低，A錯誤；植物進行光合作用存在最適溫度，高于最適溫度后，凈光合速率減小，所以隨著溫度升高，凈光合速率應先升高后降低，B錯誤；由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在相應光波長時，植物的凈光合速率存在峰值，不應呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，且光波長一定時，較高溫度下的凈光合速率不一定較高，C錯誤；隨著光照強度的增加，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，在光照強度足夠強時，較高的CO2濃度下凈光合速率較大，D正確。
3．(多選)(2022·山東，16)在有氧呼吸第三階段，線粒體基質(zhì)中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，電子傳遞過程中釋放的能量驅(qū)動H＋從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H＋經(jīng)ATP合酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2，結(jié)合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結(jié)果如圖所示。已知DNP可使H＋進入線粒體基質(zhì)時不經(jīng)過ATP合酶。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．4 ℃時線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞受阻
B．與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸產(chǎn)熱多
C．與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP導致線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，生成的ATP減少
答案　BCD
解析　與25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根據(jù)題意，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，說明電子傳遞未受阻，A錯誤；與25 ℃相比，短時間低溫4 ℃處理，ATP合成量較少，耗氧量較多，說明4 ℃時有氧呼吸釋放的能量較多地用于產(chǎn)熱，消耗的葡萄糖量多，B、C正確；DNP使H＋不經(jīng)ATP合酶返回基質(zhì)中，會使線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，導致ATP合成減少，D正確。
4．(2022·湖北)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內(nèi)，隨光照強度的增加，光合速率增大，達到最大光合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同，研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續(xù)處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率，結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。
注：曲線1：甲對照組，曲線2：乙對照組，曲線3：甲實驗組，曲線4：乙實驗組。
回答下列問題：
(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會__________(填“減小”“不變”或“增大”)。
(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明________________________________________________________________________。
(3)從圖3分析可得到兩個結(jié)論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的____________________，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；②長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物，表明_____________________________________________________________。
(4)實驗發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關(guān)系，使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天。若實驗現(xiàn)象為____________________________________________________________________________，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關(guān)。
答案　(1)增大　(2)高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小　(3)①實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組　②長時間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異　(4)基因A過量表達與表達量下降時，乙植物的凈光合速率相同
解析　(1)限制光飽和點的環(huán)境因素有溫度、CO2濃度，圖1中，在高濃度O3處理期間，當光照強度增大到一定程度時，凈光合速率不再增大，出現(xiàn)了光飽和現(xiàn)象，若適當增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會增大。(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小。(3)據(jù)圖3可見，O3處理75天后，曲線3凈光合速率小于曲線1、曲線4凈光合速率小于曲線2，即甲、乙兩種植物的實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；曲線4凈光合速率比曲線3下降更大，即長時間高濃度O3對乙植物的影響大于甲植物，表明長時間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異。(4)實驗發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關(guān)系，可以使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天，比較基因A過量表達與表達量下降時的凈光合速率，若兩種條件下乙植物的凈光合速率相同，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關(guān)。
一、易錯辨析
1．光照強度只影響光反應，不影響暗反應(　×　)
2．鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應(　√　)
3．水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內(nèi)，從而影響光合作用(　√　)
4．整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和呼吸作用強度相等(　×　)
5．嚴格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少(　×　)
6．糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環(huán)境中儲藏(　×　)
7．破傷風芽孢桿菌是一種厭氧菌，皮膚破損較深的患者，應及時清洗傷口并到醫(yī)院注射破傷風抗毒血清(　√　)
8．劇烈運動時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸(　×　)
9．內(nèi)部因素也會影響細胞呼吸的強度，如生物的遺傳特性、器官種類、生長時期等(　√　)
二、填空默寫
1．參照光照強度對光合作用強度的影響曲線，完成特殊點(段)對應的氣體交換情況。
2．農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是施肥時，肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收(答出1點即可)。
3．請分析下圖中限制P點和Q點光合速率的因素
上述圖1、2、3中的曲線分析：P點時，限制光合速率的主要因素應為橫坐標所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當達到Q點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。
4．結(jié)合O2濃度影響細胞呼吸的曲線分析：
(1)O2濃度為C時，AB＝BC，此時有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖不是(填“是”或“不是”)一樣多，理由是根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的方程式可以看出，當有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(2)在保存蔬菜、水果時，應選擇R點對應的O2濃度，理由是此時總CO2釋放量最少，有機物的損耗最少。
(3)低氧環(huán)境下，有機物消耗少的原因是在低氧條件下，無氧呼吸受到抑制，強度較弱，有氧呼吸因氧氣不足，強度也比較小，故總的CO2釋放量少，呼吸強度弱。
課時精練
一、單項選擇題
1．(2023·江蘇徐州高三調(diào)研)生物實驗中經(jīng)常用到定性分析和定量分析，前者是確定研究對象是否具有某種性質(zhì)或某種關(guān)系；后者是研究觀察對象的性質(zhì)、組成和影響因素之間的數(shù)量關(guān)系。下列有關(guān)探究光合作用的實驗表述錯誤的是(　　)
A．“探究光照強度對光合作用強度的影響”需定量分析有光和無光條件下光合作用速率的不同
B．“光合作用的探究歷程”中的實驗主要是定性分析，以探究光合作用的條件、原料和產(chǎn)物等
C．“探究光合作用的最適溫度”先要設(shè)計溫度梯度比較大的預處理實驗來定量分析實驗條件
D．“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”的定量分析實驗中可以用O2釋放量作為觀測指標
答案　A
解析　探究光照強度對光合作用的影響，應定量分析不同光照強度下光合作用速率的不同，A錯誤。
2．(2023·江蘇南京高三模擬)如圖表示某植物一晝夜之內(nèi)葉綠體中C3相對含量的變化。下列說法中不正確的是(　　)
A．從B點開始合成光合產(chǎn)物(CH2O)
B．AB段C3含量較高與沒有接受光照有關(guān)
C．E點時C3含量極低與二氧化碳的供應有關(guān)
D．E點時葉綠體中ATP的含量比D點時低
答案　D
解析　AB段C3含量不變，對應的時間是0～6 h，沒有光照，C3含量較高與沒有接受光照有關(guān)，B點開始C3含量降低，表示C3被還原，開始合成有機物，A、B正確；E點時，光照過強，溫度較高，導致氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應減少，生成的C3含量低，C正確；E點時，光照充足，葉綠體中光反應產(chǎn)生的ATP的含量較D點高，D錯誤。
3．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常常施用一定量的無機肥來達到增產(chǎn)的目的。為了研究無機肥對植物生長發(fā)育的影響，科研小組將無機肥溶于土壤浸出液配制了不同濃度的鹽溶液，利用這些鹽溶液進行了相關(guān)實驗，結(jié)果見下表。下列說法正確的是(　　)
鹽濃度(mmol·L－1) 最大光合速率(μmol CO2·m－2·s－1) 呼吸速率(μmol CO2·m－2·s－1)
0(對照) 31.65 1.44
100(低鹽) 36.59 1.37
500(中鹽) 31.75 1.59
900(高鹽) 14.45 2.63
A.細胞中大多數(shù)無機鹽以化合物形式存在
B．植物的呼吸速率是通過根細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2量來測定
C．與對照組相比，植物在低鹽條件下產(chǎn)生和消耗的有機物更多
D．高鹽條件下植物細胞失水，氣孔關(guān)閉，導致最大光合速率下降
答案　D
解析　植物的呼吸速率應該是測定整株植物，即所有細胞的呼吸速率，而不是只是測定根細胞的呼吸速率，B錯誤；在低鹽條件下，植物的最大光合速率比對照組大，而呼吸速率比對照組小，產(chǎn)生有機物更多，而消耗的有機物更少，C錯誤。
4．下列關(guān)于我國農(nóng)業(yè)諺語的理解，不合理的是(　　)
選項 諺語 理解
A 種地不上糞，等于瞎胡混 糞便中的有機物經(jīng)分解者分解后生成的產(chǎn)物能被作物利用
B 立秋無雨是空秋，萬物歷來一半收 立秋時節(jié)，谷物生長需要較多水分
C 豆麥輪流種，十年九不空 豆科植物與根瘤菌共生能給土壤帶來氮肥；含氮無機鹽可作為小麥合成淀粉的原料
D 沙土摻泥，好得出奇 土壤透氣性高，有利于增強根部細胞有氧呼吸，促進根部對礦質(zhì)元素的吸收
答案　C
解析　分解者能把糞便中的有機物分解，促進作物生長，A正確；立秋時節(jié)，是果實成熟的季節(jié)，代謝旺盛，需要較多的水，B正確；淀粉的元素組成是C、H、O，不含氮元素，含氮無機鹽不可作為小麥合成淀粉的原料，C錯誤；土壤透氣性高，氧氣含量多，有氧呼吸旺盛，能釋放更多的能量用于植物吸收礦質(zhì)元素，D正確。
5．將若干豌豆幼苗置于25 ℃條件下培養(yǎng)4 d，測得的相對呼吸速率為10，再分別置于不同溫度下測定3 h后呼吸速率的變化，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．呼吸速率可通過O2的吸收量或CO2的釋放量來測定
B．與40 ℃相比，35 ℃時豌豆幼苗的呼吸速率更加穩(wěn)定
C．從圖中可以得出，豌豆幼苗呼吸作用的最適溫度為30 ℃
D．溫度通過影響酶的活性進而影響豌豆幼苗的呼吸速率
答案　C
解析　圖中曲線可以得出，35 ℃下呼吸速率大于30 ℃，且呼吸速率更加穩(wěn)定，故豌豆幼苗呼吸作用的最適溫度不是30 ℃，C錯誤。
6．過氧化物酶體是真核細胞中的一種細胞器，其內(nèi)可發(fā)生的反應為RH2＋O2R＋H2O2，對細胞內(nèi)的氧水平有很大的影響。如圖為線粒體和過氧化物酶體中相關(guān)生化反應速率在不同O2濃度下的變化曲線。據(jù)圖分析錯誤的是(　　)
A．線粒體和過氧化物酶體消耗O2的酶均分布在相應的細胞器基質(zhì)中
B．低O2條件下，線粒體的酶比過氧化物酶體中的酶催化效率高
C．過氧化物酶體利用O2的能力隨O2濃度增加而增強
D．過氧化物酶體可保護細胞免受高濃度氧的毒害
答案　A
解析　線粒體消耗氧氣為有氧呼吸第三階段，位于線粒體內(nèi)膜，而非線粒體基質(zhì)，A錯誤。
7．下表是某植物X在適宜條件下，從開始播種到長出兩片真葉期間CO2釋放速率和O2吸收速率相對值的變化。其中胚根長出的時間是在30 h，兩片真葉在50 h開始長出。
時間(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52
CO2釋放相對值 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62
O2吸收相對值 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70
下列分析正確的是(　　)
A．植物種子含水量的快速增加發(fā)生在6～18 h
B．18～24 h呼吸作用的產(chǎn)物有CO2、H2O和乳酸
C．40 h時，形成ATP的能量全部來自有氧呼吸
D．46～52 h，細胞呼吸消耗的有機物不全是糖類
答案　D
解析　0～2 h細胞呼吸強度很弱，從6 h開始細胞呼吸強度迅速增加，說明自6 h開始含水量已經(jīng)顯著提高，含水量的快速增加應發(fā)生在6 h之前，A錯誤；在沒有O2消耗的0～2 h仍有CO2釋放，說明該種子細胞進行的是產(chǎn)物為酒精和CO2的無氧呼吸，而18～24 h同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，則細胞呼吸產(chǎn)物中沒有乳酸，B錯誤；從46～52 h細胞呼吸的O2消耗大于CO2釋放分析，該種子萌發(fā)過程中呼吸作用消耗的有機物中存在氧含量低于糖類的有機物，則不能確定40 h時形成ATP的能量全部來自有氧呼吸，C錯誤，D正確。
8．(2023·江蘇南京、鹽城高三模擬)種子庫在適當?shù)牡蜏叵卤４嬷参锏姆N子。入庫保存前需對種子進行清洗、干燥等處理，然后密封包裝存入－18 ℃的冷庫。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．入庫前干燥處理主要是除去大量的結(jié)合水
B．冷庫中－18 ℃的低溫會造成種子細胞中呼吸酶變性失活
C．密封包裝袋中需要充入充足的氧氣，以維持種子的活性
D．建立種子庫可以保存瀕危生物的種子，保護生物多樣性
答案　D
解析　自由水與代謝的強弱有關(guān)，入庫前干燥處理主要是除去大量的自由水，降低細胞呼吸，利于儲存，A錯誤；冷庫中－18 ℃的低溫通過抑制酶的活性來降低呼吸速率，不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，不會使酶變性失活，B錯誤；密封包裝袋中需要降低氧氣濃度，減弱細胞呼吸，以利于種子的保存，C錯誤；建立種子庫可以保存瀕危生物的種子，防止生物滅絕，可以保護生物多樣性，D正確。
二、多項選擇題
9．為探究影響光合速率的因素，將同一品種玉米苗置于25 ℃條件下培養(yǎng)，實驗結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．此實驗共有兩個自變量：光照強度和施肥情況
B．光照強度為800 lux是玉米在25 ℃條件下的光飽和點
C．在土壤含水量為40%～60%的條件下，施肥促進光合作用的效果明顯
D．制約c點時光合作用強度的因素主要是土壤含水量
答案　AB
解析　本實驗有不同光照強度、是否施肥、土壤含水量三個自變量，A錯誤；光照強度為800 lux時CO2吸收量均大于200 lux，但并沒有測定其他光照強度的CO2吸收量，所以無法確定光飽和點，B錯誤。
10．(2023·江蘇高三模擬)下圖顯示在環(huán)境CO2濃度和高CO2濃度下，溫度對兩種植物CO2吸收速率的影響，下列有關(guān)曲線的分析不正確的是(　　)
A．高CO2濃度條件下，葉片溫度在45 ℃時兩種植物真正光合速率最高
B．環(huán)境CO2濃度條件下，40 ℃時限制兩種植物光合作用速率的因素相同
C．自然條件下，與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環(huán)境中
D．植物b的光合作用相關(guān)酶活性在38 ℃左右最高
答案　ABD
解析　高CO2濃度條件下，葉片溫度在約42 ℃時兩種植物凈光合速率最高，由于呼吸速率未知，無法知道真正光合速率的情況，A錯誤；對比圖1和圖2可知，在40 ℃時，植物a在環(huán)境CO2濃度和高CO2濃度下的CO2吸收速率相同，此時限制植物a光合速率的因素不是CO2濃度，植物b在環(huán)境CO2濃度下的CO2吸收速率明顯低，此時限制植物b光合速率的因素是CO2濃度，B錯誤；據(jù)圖1可知，自然條件下，葉片溫度較高時，植物a的凈光合速率較高，故與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環(huán)境中，C正確；在環(huán)境CO2濃度條件下，植物b的光合作用相關(guān)酶活性在38 ℃左右最高，在高CO2濃度條件下，植物b的光合作用相關(guān)酶活性在42 ℃左右最高，D錯誤。
11．某生物興趣小組以酵母菌作為實驗材料，以葡萄糖作為能量來源，在一定條件下，通過控制氧氣濃度的變化，得到了酵母菌進行細胞呼吸時二氧化碳產(chǎn)生速率(Ⅰ)、氧氣消耗速率(Ⅱ)、以及酒精產(chǎn)生速率(Ⅲ)隨著時間變化的三條曲線，實驗結(jié)果如圖所示，t1時刻Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，S1、S2、S3、S4分別表示圖示面積。該興趣小組還利用乳酸菌作為實驗材料進行相同的實驗，實驗裝備和條件不變，得到乳酸產(chǎn)生速率(Ⅳ)的曲線。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．t1時刻，氧氣濃度較高，無氧呼吸消失
B．如果改變溫度條件，t1會左移或右移，但是S1和S2的值始終相等
C．若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1時，O～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1
D．若曲線Ⅳ和Ⅲ完全重合，則O～t1時間段酵母菌和乳酸菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
答案　ABC
解析　t1時刻，酒精產(chǎn)生速率為0，Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，說明酵母菌只進行有氧呼吸，無氧呼吸消失，A正確；如果改變溫度條件，酶的活性會升高或降低，t1會左移或右移，O～t1產(chǎn)生的CO2量＝S1＋S2＋S3＋S4，無氧呼吸產(chǎn)生的酒精量與無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量相同，即無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧氣量等于有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量，即有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始終相等，B正確；由上述分析可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1時，則S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S4＝9S2，無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量∶無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生6 mol二氧化碳，無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生2 mol二氧化碳，因此O～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1，C正確；乳酸菌進行無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生2 mol乳酸，酵母菌無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生2 mol酒精，若曲線Ⅳ和曲線Ⅲ兩者完全重合，說明酵母菌和乳酸菌進行無氧呼吸且乳酸和酒精的產(chǎn)生速率相等，但酵母菌同時還進行有氧呼吸，則O～t1時間段酵母菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D錯誤。
12．某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如下圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解正確的是(　　)
A．呼吸作用的最適溫度比光合作用的高
B．凈光合作用的最適溫度約為25 ℃
C．在0～25 ℃范圍內(nèi)，溫度變化對呼吸速率的影響比對光合速率的大
D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃
答案　AB
解析　由題圖可知，呼吸作用的最適溫度約為50 ℃左右，光合作用的最適溫度約為30 ℃左右，A項正確；由題圖可知，植物體凈光合作用的最適溫度約為25 ℃，B項正確；在0～25 ℃范圍內(nèi)，隨溫度升高，總光合速率曲線的上升幅度比呼吸速率曲線上升幅度大，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的影響大，C項錯誤；由圖可以看出，當溫度超過45 ℃時，凈光合速率小于0，植物不能正常生長，D項錯誤。
三、非選擇題
13．(2023·江蘇鎮(zhèn)江高三期末)科研人員對煙草葉片光合作用進行了相關(guān)研究。請回答相關(guān)問題：
(1)參與光合作用的很多分子都含有氮，氮與__________離子參與組成的葉綠素能夠吸收光能用于驅(qū)動水的分解和__________________(物質(zhì))的合成。
(2)當CO2濃度適當增加時，煙草的光合作用強度增加，這時位于__________(填具體場所)的RuBP羧化酶將CO2固定為__________，再進一步被__________為糖類。
(3)科研工作者對烤煙品種K326施加不同的供氮量處理，實驗結(jié)果如下：
組別 氮濃度(mmol/L) 比葉氮(g/m2) 葉綠素含量(mg/dm2) 葉綠體CO2濃度(μmol/mol) 凈光合速率[μmol/(m2·s)]
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
注：比葉氮表示單位葉面積的氮素的含量。
①從表中數(shù)據(jù)可知，氮素對烤煙葉片凈光合速率的影響是_____________________________。
②研究人員推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是施氮提高了____________的合成，進而影響光合速率；但在高氮情況下，____________成為影響光合速率持續(xù)升高的限制因素。
答案　(1)鎂(Mg)　ATP、NADPH
(2)葉綠體基質(zhì)　C3(三碳化合物)　還原
(3)①氮素可顯著提高烤煙葉片的凈光合速率，高氮相對于中氮提高作用不顯著(中氮與高氮的作用無顯著差異)　②葉綠素　CO2濃度
解析　(2)二氧化碳是暗反應的原料，暗反應的場所是葉綠體基質(zhì)；在暗反應過程中，RuBP羧化酶將CO2固定為C3(三碳化合物)，再進一步被還原為糖類。(3)①由表可知，高氮組的凈光合速率略小于中氮組，中氮組的凈光合速率明顯大于低氮組，因此氮素對烤煙葉片凈光合速率的影響是氮素可顯著提高烤煙葉片的凈光合速率，但中氮與高氮的作用無顯著差異。②根據(jù)氮和鎂離子參與組成葉綠素，可推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是施氮提高了葉綠素的合成，進而影響光合速率；再結(jié)合表格可知，中氮組葉綠體CO2濃度明顯高于高氮組，說明在高氮情況下，葉綠體CO2濃度成為影響光合速率持續(xù)升高的限制因素。
14．某課題小組同學利用如圖1所示裝置探究酵母菌的細胞呼吸方式。實驗開始時，利用調(diào)節(jié)螺旋將U型管右側(cè)液面高度調(diào)至參考點后，關(guān)閉三通活栓。實驗中定時記錄右側(cè)液面高度相對于參考點的變化(忽略其他原因引起的容積變化)。取甲、乙兩套該裝置設(shè)計實驗。
裝置 反應瓶內(nèi)加入的材料 中心小杯內(nèi)加入的材料 液面高度變化的含義
甲 酵母菌培養(yǎng)液1 mL＋適量葡萄糖溶液 適量NaOH溶液 ①
乙 酵母菌培養(yǎng)液1 mL＋等量葡萄糖溶液 等量蒸餾水 細胞呼吸時CO2的釋放量與O2吸收量的差值
(1)表中①表示的含義_______________________________________________________。
(2)將甲、乙裝置均置于28 ℃恒溫條件下進行實驗(實驗過程中微生物保持活性)，60 min后讀數(shù)。若裝置中的酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，那么甲裝置U型管右側(cè)液面將__________，乙裝置U型管右側(cè)液面將_____________________________________________。
(3)若圖2中YZ∶ZX＝4∶1，則對應O2濃度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占總消耗量的___________________________________，圖2中無氧呼吸強度降為0的點對應的O2濃度是_____________________________________________________________點對應的濃度。
(4)在O2濃度為J點對應濃度前，限制呼吸作用CO2釋放量的主要因素是_________________。
(5)若圖2中EL＝LH，則說明O2濃度為H點對應濃度時，有氧呼吸和無氧呼吸__________相等。
答案　(1)細胞呼吸時O2吸收量　(2)上升　下降　(3)1/13　I　(4)O2濃度　(5)釋放CO2的量

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