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| 学科: 生物 年级：高三 |
| 版本：冲刺版 期数：2338
本周教学内容：专题五 光合作用和呼吸作用与碳循环和能量流动 |
【知识联系框架】
【重点知识联系与剖析】
一、光合作用
1．光合作用的实质
通过光合作用的光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
2．光合色素及其物理性质与功能
叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中。叶绿素a的分子式为C55H72O5N4Mg，呈蓝绿色；叶绿素b的分子式为C55H70O6N4Mg，呈黄绿色。叶绿素吸收光的能力极强，如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中有些波长的光被吸收了。因此，在光谱上就出现了黑线或暗带，这种光谱叫吸收光谱。叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nm～660nm的红光部分，另一个在波长为430nm～450nm的蓝紫光部分。对其他光吸收较少，其中对绿光吸收最少，由于叶绿素吸收绿光最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。我们在做叶绿素的提取和分离实验时，还会看到一种现象：试管中的叶绿素的丙酮提取液在透射光下是翠绿色的，而在反射光下是棕红色的，这是叶绿素的荧光现象。叶绿体中的类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色，功能是吸收蓝紫光。除此之外还具有保护叶绿素，防止强烈光照伤害叶绿素的功能。
植物叶子呈现的颜色是叶子中各种色素的综合表现。其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之间的比例。一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为4∶1，叶绿素a与叶绿素b的比约为3∶1，叶黄素与胡萝卜素之比约2∶1，由于叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，所以正常的叶子总是呈绿色。秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色——黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成了较多的花色素，同时秋天叶子内的pH值改变，叶内呈现酸性，使花色素表现出红色。
3．先合作用的过程
光反应：叶绿体中色素吸收的光能主要用于光合作用的光反应，在光反应阶段主要进行2个反应，一是叶绿素吸收光能后受激发而失去电子后，从水中夺取电子，使水分解，经一系列过程后，生成还原态的氢、NADPH和O2，这个过程为水的光解，方程 可简写为：2H2O 
4[H]+O2；二是将电子传递给NADP+的过程中，将 ADP和 Pi合成 ATP，这个过程称为光合磷酸化过程，方程式可简单表示为：ADP＋PiATP。最后电子传递给NADP+形成NADPH。这 2个过程都是在基粒片层结构薄膜上进行的。光反应的产物共有3种：［H］、ATP和O2其中[H]和ATP是供给暗反应的原料，O2则释放到大气中，或被呼吸作用所利用。光反应的进行必须依赖于色素吸收的光能，所以必须在光下才能进行。
暗反应：是在叶绿体的基质中进行的。进行暗反应必须具备4个基本条件：CO2、酶、[H]和ATP。其中[H]和 ATP来自光反应，CO2主要来自大气中，酶是叶绿体本身所固有的。暗反应与光没有直接的关系，只要具备上述4个基本条件，不论有光和无光都能进行。在暗反应过程中，首先要用五碳化合物（简写为C5，其化学名称为1，5-二磷酸核酮糖，其中有高能磷酸键）固定CO2，并迅速生成2分子三碳化合物（简写为C3，化学名称为3-磷酸甘油酸），然后在NADPH([H]还原和ATP提供能量下被还原成糖类(CH2O)，在此过程中还将再生出五碳化合物，所以暗反应是一个循环过程。五碳化合物的再生也需要光反应提供ATP。
光合作用的意义：第一、制造有机物，实现巨大的物质转变，将CO2和H2O合成有机物；第二、转化并储存太阳能；第三、净化空气，使大气中的O2和CO2含量保持相对稳定；第四、对生物的进化具有重要作用，在绿色植物出现以前，地球上的大气中并没有氧，只是在距今 12亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化为臭氧（O3）。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物登陆成为可能。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布的自然界的各种动植物。
影响光合作用的因素：光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。影响光合作用强度的因素主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。
①光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制在图5-1。
图5-1
光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。
植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO2总量）。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增的有机物的量。
②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图5-2所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。
图5-2
③CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。如 CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。如图5-3所示。
图5-3
④必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离休叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等等。
4．C3植物和C4植物
C3植物：是指在光合作用的暗反应过程中，一个CO2被一个五碳化合物(1，5-二磷酸核酮糖，简称RuBP)固定后形成两个三碳化合物(3-碳酸甘油酸)，即 CO2被固定后最先形成的化合物中含有三个碳原子，所以称为C3植物。C3植物叶片的结构特点是：叶绿体只存在于叶肉细胞中，维管束鞘细胞中没有叶绿体，整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行，光合产物变只积累在叶肉细胞中。
C4植物：是指在光合作用的暗反应过程中，一个C2被—个含有三个碳原子的化合物(磷酸烯醇式丙酮酸)固定后首先形成含四个碳原子的有机酸（草酰乙酸），所以称为C4植物。C4植物叶片的结构特点是：围绕着维管束的是呈“花环型”的两圈细胞，里面一圈是维管束鞘细胞，细胞较大，里面的叶绿体不含基粒。外圈的叶肉细胞相对小一些，细胞中含有具有基粒的叶绿体。通过C4途径固定CO2的过程是在叶肉细胞中进行的。C4中的C转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行。光合作用的产生也主要积累在维管束鞘细胞中。C4植物具有两条固定CO2的途径，即C3途径和C4途径。
C4植物通常分布在热带地区，光合作用效率较C3植物高，对CO2的利用率也较C3植物高，所以具有C4途径的农作物的产量比具有C3途径的农作物产量要高，如玉米就属于C4植物。
二、呼吸作用
1．呼吸作用的过程
呼吸作用是指在生物体内氧化分解有机物并且释放能量的过程。呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸的过程分为3个阶段，熟记这3个阶段是容易的，但要弄清其中所隐藏的知识点是有一定难度的。但必须弄楚以下几点：①CO2是在第二阶段产生的，是丙酮酸和水反应生成的，CO2中的氧原子一个来自葡萄糖，另一个来自水。这个过程在线粒体基质中进行；②O2参与反应的阶段是第三阶段，是[H]和氧结合生成水，所以呼吸作用产物水中的氧来自O2，这个过程在内膜上进行；③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水在第二阶段参与和丙酮酸的反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和02结合生成的；④有氧呼吸过程中3个阶段进行的场所分别是：第一阶段在细胞质基质中进行；第二阶段是在线粒体基质中进行；第三阶段是在线粒体内膜进行。无氧呼吸是指不需要氧气条件下的呼吸作用。由于没有氧气，所以氧化分解有机物是不彻底的。在无氧呼吸的产物中绝对没有水生成，如在呼吸作用的产物有水生成，一定是进行了有氧呼吸。无氧呼吸过程分为2个阶段：第一阶段和有氧呼吸是公共的途径，即一分子葡萄糖被分解成2分子丙酮酸；第二阶段是利用第一阶段产生的[H](NADPH)还原丙酮酸，在不同的植物细胞中，由于酶的不同，丙酮酸被还原的产物也是不同的，有的是乳酸(如马铃薯、玉米的胚等)，有的是酒精(如苹果、陆生植物的根细胞等)。无氧呼吸过程中的2个阶段均在细胞质基质中进行的。由于陆生植物的根细胞无氧呼吸的产物是酒精，所以陆生植物不能长期遭受水淹。但对一些水生植物或湿生植物(如水稻等)在结构和生理上都有一些适应性的特征，如根、茎、叶中有气腔，根的无氧呼吸产物不是酒精而是一些其他的、毒性较小的有机小分子物质。
2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段（糖酵解），是在细胞质基质中进行。在没有氧气的条件下，糖酵解过程的产物丙酮酸被[H]还原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物体由于酶的不同，其还原的产物也不同。在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体继续被氧化分解。如图5-4。由于无氧呼吸哪有机物是不彻底的，释放的能量很少，转移到ATP中的能量就更少，还有大量的能量贮藏在不彻底的氧化产物中，如酒精乳酸等。有氧呼吸在有氧气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O，把有机物中的能量全部释放出来，约有44％的能量转移到ATP中。所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多，在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式，但为了适应不利的环境条件还保留了无氧呼吸方式。
图5-4
呼吸作用与光合作用的联系：呼吸作用是新陈代谢过程一项最基本的生命活动，它是为生命活动的各项具体过程提供能量（ATP）。所以呼吸作用在一切生物的生命活动过程是一刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味着生命的结束。光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳能。呼吸作用和光合作用表面看起来是2个相反的过程，但这是2个不同的生理过程，在整个新陈代谢过程中的作用是不同的。在植物体内，这2个过程是互相联系，互相制约的。光合作用的产物是呼吸作用的原料，呼吸作用的产物也是光合作用的原料；光合作用的光反应过程产生的ATP主要用于暗反应，很少用于植物体的其他生命活动过程，呼吸作用过程释放的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程，包括光合作用产物的运输。如图5-5。
图5-5
影响呼吸作用的因素：
①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如图5-6曲线所示。
图5-6
根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。
②氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用图5-7的曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。图5-7的曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时就降低氧的浓度，一般降到无氧呼吸的消失点，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。
图5-7
③CO2：增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
三、碳循环和能量流动
1．碳循环
碳在无机环境中存在形式是碳酸盐和CO2；在生物群落中的存在形式是含碳有机物；在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的，在生物群落内部的流动是以有机物的形式进行的。
CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的光合作用。生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CO2和H2O，归还到无机环境中。
在正常情况下，碳的循环是平衡的，但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油和天然气等化石燃料，使地层中经过千百万年积存的已经脱离碳循环的碳元素，在很短的时间释放出来，就打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中的CO2含量迅速增加，进而导致气温上升，形成“温室效应”。
2．能量流动
能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能。流入生态系统的总能量就是生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。能量流动的渠道是食物链和食物同。流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的能量。如羊吃草，不能说草中的能量都流入了羊体内，流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣的能量则未进入羊体内，不能算流入羊体内的能量。一个营养级的生物所同化着的能量一般用于4个方面：一是呼吸消耗；二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物中；三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解掉；四是流入下一个营养级的生物体内。在生态系统内，能量流动与碳循环是紧密联系在一起的。
能量流动的特点是单向流动和逐级递减。单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。一般不能逆向流动。这是由于动物之间的捕食关系确定的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流人后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。能量在沿食物链传递的平均效率为10％～20％，即一个营养级中的能量只有10％～20％的能量被下一个营养级所利用。
能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，按营养级由低到高绘制成的图形成金字塔形，称为能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量也就越多；营养级越高，得到的能量也就越少。在食物链中营养级一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。
研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流动向对人类最有益的部分。在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，就是在不破坏生态系统的前提下，使能量更多地流向对人类有益的部分。
【经典例题解析】
例题1 下列有关光合作用的叙述中，错误的是（ ）
A．叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用
B．温度降到0℃时依然有植物进行光合作用
C．叶绿素吸收的光能要转移给ADP形成ATP
D．光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用
解析 A是错的，叶绿体是进行光合作用的基本单位，进行光合作用所需要的色素和全部的酶都在叶绿体中，科学家在研究叶绿体的结构和光合作用过程时都是通过离体叶绿体进行的，离体叶绿体是能够进行光合作用的；B是对的，植物进行光合作用的最低温度、最适温度和最高温度，在不同的植物是不一样的这与植物的原始地理分布有关，分布在热带地区的植物，植物正常生长发育所需要的温度较高，但在寒冷地区分布的植物，进行光合作用所需的温度就较低，特别是分布在北极圈内的植物和高原植物，是能够在0℃左右的条件下正常生长发育的；C也是对的，叶绿素吸收光能后，其中的一个电子由基态被激发到激发态而成为高能电子，经传递而离开叶绿体，此时叶绿素分子中就缺失一个电子，叶绿素分子就从水中夺取一个电子，水就被分解，而在电子传递过程中，高能电子中的能量就释放出来用于将ADP和Pi合成ATP。D是对的，在整个光合作用过程中进行的每一步反应都是需要酶来催化的。
答案 A
例题2 图5-8所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆视部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明（ ）
图5-8
①光合作用需要二氧化碳 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧气 ⑤光合作用制造淀粉
A.①② B.③⑤ C.②⑤ D.①③
解析 这是一道关于光合作用的条件、产物的分析题。光照24小时，叶片裸露的部分进行光合作用，脱色后用碘处理变蓝，说明有淀粉生成，应选⑤；有锡箔覆盖的位置，因没有光，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘处理不变蓝，说明光合作用需要光，没有光就不能进行光合作用，应选②。
答案 C
例题3 (1998年上海高考试题)对某植物作如下处理：（甲）持续光照 10秒钟；（乙）光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟。若其他新不变，则在甲、乙两种情况下植株所制造的有机物总量是（ ）
A.甲多于乙 B．甲少于乙 C．甲和乙相等 D．无法确定
解析 光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程，两者在不同的酶的催化作用下独立进行的。在一般情况下，光反应的速度比暗反应快，光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉，原因是催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的。持续光照，光反应产生的大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速度，降低了光能的利用率。但中间间隔5秒钟无光，有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物，从而提高了对光能的利用率。在光照强度和光照总时间不变的情况下，制造的有机物相对多一些。
答案 B
例题4 图5-9表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用的速度与环境因素的关系。请仔细分析图中曲线，回答下列问题：
图5-9
(1)从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是_______________________。
(2)根据你对图中曲线的分析，你认为光合作用强度与温度之间的关系是________。
(3)你认为在温度为40℃，光照强度为c时，限制光合作用进行的内在因素是_______，外界因素可能是___________。
(4)在光照强度为b的条件下，温度为30℃时，限制光合作用的内在因素是__________，如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长？_____________。原因是___________________________。
(5）在光照强度为b、温度为20℃时，限制光合作用的内在因素是_____________，如果大棚栽培蔬菜，此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长？_______________。原因是________。
解析 影响光合作用的因素很多，如水分、光照强度、温度、CO2浓度等均对光合作用产生影响。根据题于部分的要求，已不考虑水对光合作用的影响。从图中曲线可以看出，光照强度与温度的关系是：在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增加而增加。光合作用强度与温度的关系是：在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强。温度对光合作用过程中的光反应影响不大，但对暗反应的影响很大，主要是影响暗反应过程中的酶的活性，所以在光照充足，温度较低的条件下，光合作用的强度主要是受暗反应的限制，此时适当提高温度有利于植物的生长。光照强度主要影响光合作用的光反应过程，对暗反应过程没有直接影响。在温度适宜，光照强度较低的条件下，限制光合作用强度的主要内在因素是光反应，此时适当降低温度有利于植物的生长。如果光照条件和温度都适宜时，限制光合作用强度的主要因素是CO2的浓度、酶的数量和酶的最大活性的限制。
答案 (1)光照强度和温度 (2)在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强 (3)暗反应过程中的酶的数量和酶的最大活性 CO2 (4)光反应 适当降低温度 降低呼吸消耗 (5)暗反应中酶的活性 适当提高温度 提高暗反应过程中酶的活性
例题5 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是（ ）
A．葡萄糖→丙酮酸→水 B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．葡萄糖→氧→水 D．葡萄糖→丙酮酸→CO2
解析 葡萄糖的有氧呼吸过程可分为3个阶段，第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸，同时产生[H]和少量的ATP；第二阶段是丙酮酸分解成CO2，同时产生[H]和少量的ATP；第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧，生成水，同时产生了大量的ATP。从C6H12O6H氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出，葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。
答案 D
例题6 图5-10表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据图5-10回答下列问题：
图5-10
(1)外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是_______________________。
(2)该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是__________________，进行此种呼吸方式所用的底物是________________。
(3)当外界氧浓度为4～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0．6，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_______倍，释放的能量约相当于有氧呼吸的_______倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的________倍。
解析 根据图5-10所示曲线，在氧浓度大于10％时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖，因为以葡萄糖为呼吸底物时，根据有氧呼吸的反应方程式，吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的。在氧浓度小于 10％时，CO2的释放量大于氧气的吸收量，说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的，所以在氧浓度小于10％时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存。第3小题的计算方法是：在外界氧浓度为4～5％时，O2的吸收量相对值为0．4，则通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0．4，有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO2，所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0．4／6。无氧呼吸释放的CO2的相对值为0．6-0．4＝0．2，按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖释放2molCO2，所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2／2。由此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是：*(0．2／2)/(0.4／6)＝1．5。释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是：［（0．2／2）×196．65］÷［（0．4／6）×2870］＝0．1027。无氧呼吸转移到 ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是：［（0．2／2）×61．08］÷［（0．4／6）×1255］＝0.073。
答案 (1)有氧呼吸和无氧呼吸 (2)有氧呼吸 葡萄糖 (3)1．5 0．1 0．07
例题7 (1997年上海高考试题)在A、B两玻管内盛有稀葡萄糖溶液20mL。在A管内加入一不定数目的某种单细胞真核生物，在B管内加入数目相同的另一种单细胞真核生物，再向两玻管液体内充入空气后，迅速将玻管密封，放置在光照明亮处。实验员每隔一定时间从两破管内分别取出少量溶液，测定内含O2和CO2浓度，历经3h，其数值变化如图5-11所示。然后撤去光照，再重复上述测定工作，双历经3h。问：
图5-11
(1)A管内液体呈何种颜色？____________。说明判断依据。____________________。
(2)在最初3h内，两玻管内的葡萄糖浓度是否都下降了？清说明理由。____________
___________________________________________________________________。
(3)撤去光照后3h内，AB出两管液体中O2和CO2浓度将发生怎样的变化？解释变化的原因，并把变化情况画在上述两图的右半部分。
解析 根据题意，在A、B两试管内分别装有两种单细胞真核生物，开始充入空气，后密封，说明与外界不再发生物质交换。从实验结果分析：
A管内O2浓度在增加，CO2浓度却下降，说明A管内的单细胞真核生物能够吸收CO2释放O2。由此可确定A管内的单细胞真核生物是一种能够进行光合作用的藻类，细胞内含有叶绿素，所以A管内液体的颜色应是绿色的。在最初实验的3h内，由于有光照，从实验结果分析光合作用大于呼吸作用，所以培养液中的葡萄糖含量增加。撤去光照后，A管内的藻类就不能进行光合作用，但呼吸作用照常进行，所以O2的浓度开始下降，CO2的浓度开始上升。
B管内的实验结果是CO2浓度增加而O2的浓度却下降，说明其内的单细胞真核生物消耗O2释放CO2，由此可确定B管内的单细胞真核生物只能进行有氧呼吸，培养液中的葡萄糖被这种生物消耗而下降。这种单细胞产核生物有可能是酵母菌。光照对这种生物的代谢不发生影响。撤去光照，呼吸作用照常进行，O2浓度继续下降，CO2浓度继续上升。
答案 （1）绿色 A管中单细胞真核生物能进行光合作用，其细胞内必含有叶绿素 (2)A管内葡萄糖浓度不会下降 A管内光合作用强度大于呼吸作用，糖类合成大于消耗，B管内葡萄糖浓度会下降，B管内生物不能制造有机物，可要消耗葡萄糖进行呼吸作用。（3）见图5-12。
图5-12
例题8 为提高大棚蔬菜的产量，应采取的正确措施是（ ）
A.在白天适当降温 B．在夜间适当提高温度
C．在白天和夜间都适当提高温度 D．在白天适当提高温度，在夜间适当降低温度
解析 本题考查光合作用和呼吸作用的条件。在白天（有光）蔬菜既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，且光合作用远大于呼吸作用。故适当提高温度，使酶的活性增强，就会使光合作用制造更多的有机物。当然呼吸作用也会增强，但适当提高温度使呼吸作用增加的幅度比光合作用小，蔬菜在白天就能积累更多的有机物。在夜间（无光），植物不能进行光合作用，只能进行呼吸作用分解有机物，故夜间适当降低温度，使酶的活性降低，代谢减慢，分解有机物减少，从而提高大棚蔬菜的产量。
答案 D
例题9 在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的O2,则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达（ ）
A.1255kJ B.2510kJ C.2870kJ D.5740kJ
解析 生产者通过光合作用产生了60mol氧气，则制造的葡萄糖是10mol，即生产者固定的太阳能为10×2870kJ。计算流入初级消费者体内的能量最多为多少，应按传递效率最高计算，即10×2870kJ×20%=5740kJ。
答案 D
例题10 生态系统中，以CO2的循环开始于（ ）
A．CO2在生物体的内扩散作用 B．绿色植物固定CO2的光合作用
C．各种动物对有机物的同化作用 D．生物分解有机物的呼吸作用
解析 因为CO2进入生物群落首先通过绿色植物的光合作用，将CO2和水合成贮存能量的有机物，在生物群落内部，碳以有机物的形式流动，最后通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用，将有机物转变成CO2和水而重新释放到大气中。所以 CO2进入生物群落的循环开始于绿色植物固定CO2的光合作用。
答案 B
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| 本周强化练习： | |
【能力训练】
一
（学生课外完成，教师课内重点讲解）
一、选择题
1．在光合作用过程中，以分子态释放氧及ATP的产生都离不开（ ）
A．叶绿素和CO2 B．水和CO2
C．水、叶绿素和光能 D．水、光能和CO2
2．下列有关光合作用的叙述，正确的一组是（ ）
①光反应需光不需要酶 ②光合作用有水生成 ③最后阶段有氧气的释放 ④葡萄糖中的氢来自水 ⑤将不含能量的CO2转变成富含能量的有机物
A.①③ B．①②⑤ C．③④ D．②④⑤
3．下列关于光合作用暗反应的叙述中，不正确的是（ ）
A．暗反应是一种酶促反应 B．暗反应是使CO2变成葡萄糖的反应
C．暗反应是一种循环进行的反应 D．暗反应只在暗处进行
4．将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是（ ）
A.C3增加，葡萄糖减少 B．C3与葡萄糖都减少
C.C3与葡萄糖都增加 D．C3突然减少，葡萄糖突然增加
5．如图5-13为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后。根据其吸收CO2量制成的曲线。下列叙述正确的是( )
图5-13
A．曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用
B．曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用
C．在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等
D．整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱
6．图5-14是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量b跟（ ）
图5-14
A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8
7．据测定，豌豆种子发芽早期CO2的释放量比O2的吸收量多3～4倍，这是因为种子此时（ ）
A．种皮尚未破裂，种子内部缺氧，无氧呼吸比有氧呼吸强
B．种子萌发时，光合作用比呼吸作用强
C．种子萌发时，呼吸作用比光合作用强
D．萌发时，种皮破裂，有氧呼吸大于无氧呼吸
8．在下列4种实验条件下，测定了不同光照强度对光合作用速率的影响，实验条件记录于下表中。根据实验结果绘制成的曲线如下图所示：
图5-14
表5-1
| 实验 | CO2浓度(%) | 温度(℃) |
| 1 | 0.10 | 30 |
| 2 | 0.10 | 20 |
| 3 | 0.03 | 30 |
| 4 | 0.03 | 20 |
从以上实验可知对光合作用速率限制的因素正确的是（ ）
表5-2
| A | B | C | D | |
| 实验2 | 光强度 | 0.01%CO2 | 温度 | 温度 |
| 实验4 | 0.03%CO2 | 光强度 | 光强度 | 0.03%CO2 |
| P点 | 温度 | 温度 | CO2浓度 | 光强度 |
9．将一棵大小适宜的绿色植物，置于一封闭的玻璃罩内，5小时后，发现氧气比原来增加 300mp，则由此推断，该植物在5小时光合作用制造的葡萄糖的总量应是（ ）
A．281．25mg B．大于281．25mg
C．小于281．25mg D．无法确定
10.下列生物的呼吸作用只在细胞质基质中进行的是（ ）
A．变形虫 B．蛔虫 C．团藻 D．酵母菌
11．大气中的二氧化碳浓度能保持在0.03％左右的水平，是由于在什么之间建立了动态平衡的结果（ ）
A．蒸腾作用和光合作用 B．呼吸作用和光合作用
C．光反应和暗反应 D．有氧呼吸和无氧呼吸
12．玉米萌发时，储藏物质发生水解作用过程中，活性最高的酶应该是（ ）
①脂肪酸 ②淀粉酶 ③蛋白酶 ④转氨酶 ⑤过氧化氢酶 ⑥蔗糖酶
A．①②③ B．④⑤⑥ C．②④⑤ D.①③⑤
13．图5-15是验证水生绿色植物进行光合作用的实验装置图，锥形瓶中放入天然水和新鲜水草，瓶口用带有导管的橡皮塞塞紧。一段时间后U形管左侧管内液面的高度变化和锥形瓶中液体的pH变化分别是（ ）
图5-15
A．升高、升高 B．升高、降低 C．降低、升高 D降低、降低
14．生长在较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要限制因子是（ ）
A．呼吸作用和暗反应 B．光反应
C．暗反应 D．呼吸作用
15．将一棵重约0.2kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其于重达11 kg，增加的这10余千克，主要来源于（ ）
A．土壤中的矿质元素 B．土壤中的水
C．大气中的O2 D．大气中的CO2
16．光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，图5-16中各图表示的是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，曲线的纵坐标表示光合作用强度。请指出正确的图解是（ ）
17．在光合作用实验里，如果所用的水中有0．20％的水分子含18O，二氧化碳中有0．68％的二氧化碳分子含18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含18O的比例为（ ）
A．0.20% B．0．68% C．0.88% D．0．48%
18．光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H]（ ）
A．都用于还原二氧化碳 B．都用于还原氧气
C．前者还原氧气，后者还原二氧化碳 D．前者还原二氧化碳，后者还原氧气
19．将水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是（ ）
A．温度恒定，水果抗虫害能力强 B．温度适宜，水果容易保存
C．黑暗无光，不易引起早熟 D．CO2浓度增加，抑制水果的呼吸作用
20.植物在有氧呼吸与无氧呼吸过程中，产生同样数量ATP，所消耗糖的摩尔数是（ ）
A．前者比后者约多9倍 B．后者比前者约多9倍
C．前者比后者约多19倍 D．后者比前者约多19倍
21．下列哪项是光合作用、有氧呼吸和无氧呼吸共有的现象（ ）
A．在植物体内随时进行 B．分解葡萄糖
C．产生ATP D．在线粒体内发生
22．在生态系统中能量流动和物质循环过程中，连结生物群落与无机环境的重要生理作用和重要环节分别是（ ）
①蒸腾作用 ②光合作用 ③呼吸作用 ④生产者 ⑤消费者 ⑥分解者
A．①②④⑥ B．②③④⑥ C．②③④⑤ D．①③④⑥
23．图5-17是生态系统中碳循环图解，图中的甲、乙、丙各是（ ）
图-17
A．甲是生产者、乙是消费者、丙是分解者
B．乙是生产者、甲是消费者、丙是分解者
C．丙是生产者、乙是消费者、甲是分解者
D．甲是生产者、丙是消费者、乙是分解者
24．从生态学角度分析，农民在田间除草是为了调整（ ）
A．作物和杂草间的生态平衡 B．水和肥料的使用效率
C．生态系统的能量流动方向 D．生态系统的物质循环
25．(2000年广东高考试题)高等植物的呼吸作用只发生在（ ）
A．活细胞 B．含有叶绿体的细胞
C．不含叶绿体的细胞 D．气孔周围的细胞
26．(2000年广东高考试题)在光合作用中，不需要酶参与的过程是（ ）
A．CO2的固定 B．叶绿素吸收光能
C．三碳化合物的还原 D．ATP的形成
27．(1999年广东高考试题)在适宜的温度条件下，在图5-18所示的装置中都放入干酵母（内有活酵母菌），其中适于产生酒精的装置是。（ ）
图5-18
28．(2000年上海高考试题)（多选题）下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是（ ）
A．蛔虫进行无氧呼吸 B．哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸
C．长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物
D．发酵和无氧呼吸为同一概念
29．(2000年上海高考试题)若白天光照充足，下列哪种条件对作物增产有利（ ）
A．昼夜恒温25℃ B．白天温度25℃，夜间温度15℃
C．昼夜恒温15℃ D．白天温度30℃，夜间温度25℃
30．（1999年上海高考试题）欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有（ ）
A．葡萄糖的生成 B．淀粉的生成
C．O2的释放 D．CO2的吸收
二、非选择题
1．将一株经过饥饿处理（放在暗处24小时）的植物，先放在有光但无CO2的环境中，一段时间后，再移到无光但有CO2的环境中，发现其生成有机物的量如图5-19所示。请分析说明：
图5-19
(1)AB段由于缺乏CO2，使光合作用的_________不能进行，因此不能合成有机物。
(2)BD段无光照，则光合作用的________不能进行，但由于在AB段植株中积累了一定量的_________，为有机 物的产生提供了一定的物质条件，故BC段可以合成一 定的有机物。
(3)在BC段中，每生成一个葡萄糖分子，就要消耗_______________分子CO2。
(4)如果在BC段，适当降低环境的温度后，发生的现象用曲线表示在图5-19上。
2．图5-20表示光强度和温度对同一植物光合作用的影响，请分析说明：
图5-20
(1)图中的A、B比较，_________的光强度较高，判断依据是__________。
(2)图中X段的光合速率受__________影响；Y段光合速率差异是受____________影响。
(3)当温度是限制因素时_______________的变化影响光合作用速率。
3．如图5-21，4只试管，再按图示方式加入水生植物，水生动物，并均加入酸碱指示剂（一般情况下呈红色，pH值上升时呈紫色，pH值下降时呈桔黄色，再下降时呈黄色），将试管在光下照射12小时，请分析并回答下列问题：
图5-21
(1)试管A、B、C、D中，试管__________颜色最深，理由是__________________。
(2)试管__________颜色最浅，理由是____________________。
(3)你认为本实验中设置A管的目的是____________________。
4．图5-22是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答：
5-22
(1)图中A表示的过程为__________，其中生成的ATP所含化学能来自____________，这些ATP将用于______________。
(2)图中B表示的过程为___________，在合成的葡萄糖中贮藏___________。
(3)图中C表示的过程为____________，产生的ATP中储存的能量来自________，ATP水解释放的能量直接用于________，这里产生的CO2是在__________阶段形成的，产生的水是在________阶段形成的。
(4)10mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量_________kJ，其中有_______kJ转移到ATP中。
5．如图5-23所示的曲线，表示的是一个贮藏白菜的地窖，随着氧气的消耗，二氧化碳浓度变化的情况。请回答：
图5-23
(1)A—B段O2的消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行___________呼吸。
(2)C—D段O2浓度接近于0，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行___________呼吸。
(3)B—C段O2浓度已很低，CO2浓度几乎不上升，原因是______________。
(4)为了有益较长时间地贮藏大白菜，应把地窖里的O2浓度控制在__________段范围内。
表5-3：(标“-”为该组合未做实验)
6．(2000年广度高考试题)将生长情况相同的同一种树的幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温组合下生长（其他条件都相同）。一定时间后测定幼苗的高度，结果如表5-3。请据表5-3回答下列问题：
(1)幼苗生长最快的温度组合是：日温________________，夜温_____________。
幼苗生长最慢的温度组合是：日温________________，夜温_____________。
(1)出现上述结果的原因是_____________________________________________。
7．(2001年广东高考试题)为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：
(1)实验目的（略）
(2)实验材料和用具（略）
(3)实验方法和步骤
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。
②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘一碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。
该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。
二
（学生课外自测）
一、选择题
1．饲养金鱼的人，每天都需用新鲜水置换鱼缸中的旧水。但如果在缸内放置一些金鱼藻之类的水生植物，则可以延长换水的时间，其主要原因是（ ）
A．金鱼以金鱼藻为食
B．金鱼藻可制造葡萄糖，供金鱼食用
C．金鱼藻可吸附水中污物保持水的清洁
D．金鱼藻可吸收金鱼排放的CO2，并放出O2供金鱼之需要
2．将重量相同的小麦幼苗置于装满含有全部矿质元素培养液的甲、乙两支试管中，都用较强的光照射，只是甲试管置于15℃、乙试管置于20℃的条件下，培养若干天。结果乙试管中小麦幼苗重量比甲试管增加的较多，原因是（ ）
A.甲试管幼苗光反应产物少，限制了二氧化碳的固定，形成有机物少，幼苗增重少
B．乙试管幼苗光反应产物多，有利于二氧化碳的固定，形成有机物多，幼苗增重较多
C．乙试管的温度较甲试管的高，酶的催化效率较高，形成有机物较多，幼苗增重较多
D．温度较低，不利于[H]对三碳化合物还原成糖，使甲试管幼苗增重较少
3．浸没在水中的种子和置于潮湿地方的大豆种子，在呼吸过程中都产生（ ）
A.丙酮酸十少量 ATP B．CO2+H2O+大量 ATP
C．C2H5OH+CO2+少量ATP D．乳酸+少量 ATP
4．欲测定植物是否进行了光反应，最好检查（ ）
A．葡萄糖的生成量 B．淀粉的储量
C．CO2的吸收量 D．氧的释放量
5．图5-24为光照强度与光合作用固定CO2的量（光合量）这间的关系，对这一曲线的叙述，错误的是（ ）
A．在A点时，光合量与呼吸量相等
B．在过B点后，再提高光照强度，光合量不再提高
C．在B点时，总的光合量为7mS／m22·h
D．在A点时，总的光合量为0
6．在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于105℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一植株着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙。同样处理，称其重量，其结果是（ ）
A．甲叶片比乙叶片重 B．乙叶片比甲叶片重
C．两叶片重量相等 D．不一定
7．如图5-25在光合作用的暗反应中①和②的化学过程是（ ）
图5-25
A．①氧化、②固定 B．①固定、②还原
C．①分解、②氧化 D．①还原、②氧化
8．小麦在适宜的条件下，如果改变下列哪一项，小麦的有机物含量将增加（ ）
A．空气中的O2 B．空气中的N2
C．空气中的水 D．空气中的CO2
9．在有氧呼吸过程中，葡萄糖被分解成丙酮酸和丙酮酸被分解成二氧化碳的具体场所分别是（ ）
A.细胞核和细胞质 B．细胞质基质和线粒体基质
C．细胞质基质和叶绿体内膜 D．细胞质基质和线粒体内的嵴
10.在一封闭的玻璃容器中，用18O标记的水培养植物，通过光合作用和呼吸作用，此水中的氧在容器中的循环途径是（ ）
A．水→O2→CO2 B．水→O2→水
C．水→葡萄糖→CO2 D．水→葡萄糖→水
11．不在叶绿体类囊体膜上发生的变化是（ ）
A．光能转换成活跃的化学能 B．NADP++2e+H+→NADPH
C．2H20→H++4e+O2 D．6CO2+12H20→C6H1206+6O2+6H20
12．关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是（ ）
A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP
C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的［H］和ATP
D．第三阶段是[H]和氧结合产生水，同时生成大量的ATP
13．在生产实践中，贮藏蔬菜和水果的最佳贮藏条件的组合是（ ）
A．低温、高氧、高CO2 B．低温、低氧、高CO2
C．高温、高氧、高CO2 D．高温氧低CO2
14．马铃薯块茎中的无氧呼吸，与苹果中的无氧呼吸的主要区别是．（ ）
A．糖酵解反应步骤不同 B．丙酮酸继续反应的途径不同
C．放能和生成ATP数量不同 D．全部反应发生的部位不同
15．水稻种子催芽时，谷堆太大，水又过多时，结果会发生烂种烂芽，其主要原因是（ ）
A．体积太大，中心温度过高 B．腐败菌繁殖，破坏了种子与幼芽
C．无氧呼吸产生乳酸的毒害 D．无氧呼吸产生酒精的毒害
16．在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在（ ）
A．第一阶段和第二阶段 B．第二阶段和第三阶段
C．第一阶段和第三阶段 D．第三阶段和第二阶段
17．下列关于呼吸作用产物的叙述中，只适用于有氧呼吸的是（ ）
A．产生ATP B．产生丙酮酸 C．产生H2O D．产生CO2
18．人体内代谢终产物CO2的形成场所是（ ）
A.肺泡 B．血液 C．细胞质基质 D．线粒体
19．大小和生长状态基本相同的一株C3植物和一株C4植物，共同放在一个密闭的钟罩下，每天给予12h的光照。一个星期后最可能的生长情况是（ ）
A.C3植物生长良好而C4植物死亡 B．C3植物死亡而C4植物生长良好
C．C3植物和C4植物都生长良好 D．C3植物和C4植物都死亡
20.下列哪一组是光合作用暗反应所必需的物质（ ）
A．CO2、ATP、还原剂 B．CO2、ATP、H2O
C．CO2、H2O、叶绿素 D．CO2、H2O、还原剂
21．在干旱的条件下，绿色植物气孔关闭，但人们在研究C4植物时发现它体内在较长时期里有葡萄糖生成，其理由是（ ）
A．利用体内五碳化合物分解出CO2合成的 B．淀粉水解生成的
C．脂肪转化而来的 D．体内具有一种与CO2亲和力很强的酶
22．在温室栽培条件下，除下列哪项措施外，均有利于提高光能利用率（ ）
A．适当增加空气湿度 B．适当增大CO2的浓度
C．适当增加光照强度 D．延长光照持续时间
23．如图5-26所示，若甲代表CO2和H2O，则（ ）
图5-26
A.Ⅱ是呼吸作用，乙是糖类和气体，Ⅰ是光合作用
B.Ⅱ是光合作用，乙是糖类和H2O，Ⅰ是呼吸作用
C.Ⅱ是光合作用，乙是糖类和气体，Ⅰ是呼吸作用
D.Ⅱ是呼吸作用，乙是糖类和H2O，Ⅰ是光合作用
24．对于绿色植物来说，在图5-27所示的条件下，哪一种生理过程可以在4个条件下持续进行（ ）
A．光合作用 B．吸收水分 C．蒸腾作用 D．呼吸作用
25．将一株在黑暗中放置24h，切断其叶片中部的叶脉并光照2h，检查发现叶片下部有淀粉而上部无淀粉，其原因是（ ）
A．切断叶脉，阻断了水分运输，使上部叶片气孔关闭
B．切断叶脉阻断了有机物的运输
C．切断叶脉阻断了CO2的运输
D．切断叶脉影响上部细胞的呼吸作用
26．(1999年广东高考试题)高等植物体内产生ATP的生理过程有（ ）
A.呼吸作用、渗透作用 B．呼吸作用、蒸腾作用
C．光合作用、主动运输 D．光合作用、呼吸作用
27．(1999年广东高考试题）在植物实验的暗室内，为了尽可能降低植物光合作用的强度，最好安装（ ）
A.红光灯 B．绿光灯 C．白炽灯 D．蓝光灯
28．(1999年广东高考试题)在下列哪种条件下栽培番茄，对增产有利（ ）
A．日温15℃、夜温26℃ B．昼夜恒温26℃
C．日温26℃ 夜温15℃ D．昼夜恒温15℃
29．(2000年广东高考试题)解除休眠的种子吸水后，呼吸作用强度（ ）
A．下降 B．上升 C．不变 D．不确定
30.(1998年上海高考试题)在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是（ ）
A.停止光照 B．停止光照并降低CO2浓度
C．升高CO2浓度 D．降低CO2浓度
二、非选择题
1．图5-28是生态系统的碳循环图解。图中A～D代表生态系统的4种成分，①－⑦代表碳元素在生态系统中循环的途径。请仔细分析图并回答下列问题：
(1)图中A代表_________，碳在C中以__________形式存在。
(2)图中代表光合作用的是___________，代表分解作用的是___________，代表呼吸作用的是___________。
(3)图中B代表___________，它在生态系统中的作用是_____________。
(4)碳元素在⑤和⑦中是以____________形式流动，在①和⑥中是以__________的形式流动。
2．图5-29是光合作用过程的图解，请对图仔细分析后回答下列问题：
图5-29
(1) 图中A代表________，其功能是________。
(2) 图中B是________，在光合作用过程中来自于________。
(3)图中C是________，它被传递到叶绿体的________部位，用于________。
(4)图中D是________，在叶绿体中合成D所需的能量来自________。
(5)图中E是________，请写出其分子简式________。
(6)图中F是________，它是由CO2和________结合后形成。
(7)图中H是________，此阶段是在叶绿体的________上进行的；Ⅰ是________，此阶段是在叶绿体的________中进行的。
(8)由C进入互Ⅰ过程称为________；由D进入Ⅰ互过程称为________；由F到G称为________；由G到F称为________。
(9)确切地说，J代表________。
3．叶肉细胞中能同时进行多步骤的两个过程，即：
CO2+H2O
有机物+O2
请仔细分析后，回答下列问题：
（1）①过程中CO2被还原为有机物，所需要的还原剂在细胞器_________的_________上形成的。
(2)在充足的光照条件下，②过程产生的CO2主要由细胞器________释放，释放的CO2将迅速扩散到_________里，参与_________生理过程。
4．图5-30所示在光照条件下，植物叶肉细胞中发生的生理过程，请分析回答：
图5-30
(1)写出图中有关字母所代表的物质：
a_________，b_________，c_________。
(2)图中所示的生理过程，在细胞中的具体进行部位是_________。
(3)若有12mol光反应所产生的[H]，经暗反应生成的b完全氧化分解，则有_________kJ的能量被储存在ATP中。
(4)用含14O2作原料进行光合作用，一段时间后，检验该植物呼吸作用的产物中含有14C的是___________________________。
5．参看图5-31所示各种呼吸过程示意图，回答下列问题：
可供选项：A.a→b→c B.a→b→d C．a→b→e
(1)高等植物进行的是上面A饲C中囵种呼吸方式…… ………………………（ ）
(2)酵母菌在无氧条件下进行的是上面四种呼吸方式…………………………… ( )
(3)军酸菌是上面四种呼吸方式…………………………………………………（ ）
(4)写出可供选项中A的反应方程式：__________________________________
(5)写出可以这项中B的反应方程式：__________________________________
(6)写出可供选项中C的反应方程式：__________________________________
6．(2000年广东高考试题)把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上观察。光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增加。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，使7种不同颜色的光束照射水绵的不同部位，这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆(如图5-32所示）。请回答：
（1）根据上述实验可以判断这类细菌的异化作用类型是________。作出这一判断的依据是________。
(2)放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是________________________________。
7．(1997年上海高考试题)图5-33表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响，请仔细分析后回答下列问题：
图5-32
(1)A点表示植物组织释放的CO2较多，这些CO2是________的产物。
(2)由A到B，CO2的释放量急剧减少，其主要原因是________。
(3)由B到C，CO2的释放量又不断地增加，其主要原因是________。
(4)为了有利于贮藏水果，贮藏室的空气中氧浓度应调节到图的哪一点所对应的浓度？________。采取这一措施的理由是________。
图5-33
参考答案
能力训练一
一、选择题
1.C 2.D 3.D 4.A 5.C 6.C 7.A 8.D 9.B 10.B 11.B 12..A 13.C 14.B 15.D 16.C 17.A 18.D 19.D 20.D 21.C 22.B 23.B 24.C 25.A 26.B 27.A 28.CD 29.B 30.C
二、非选择题
1.（1）暗反应 （2）光反应 [H]和ATP （3）6 （4）见右图 2.（1）A 相同温度时，A的光合速率较高 （2）光强度 温度 （3）光强度 3.（1）B 水生植物光合作用吸收了水中的CO2，使 pH值上升（2）D 水生动物呼吸产生CO2，使pH值下降 （3）对照 4.（1）光反应 光能 暗反应中合成葡萄糖 （2）暗反应 化学能 （3）呼吸作用 葡萄糖氧化分解 植物的各项生命活动 第二 第三 （4）28700 12500 5.（１）有氧 （２）无氧 （３）有氧呼吸进行得很慢而无氧呼吸尚被氧气所抑制 （４）Ｂ—Ｃ ６.（１）30℃ 17℃ 17℃ 17℃ （２）白天温度高有利于幼苗进行光合作用，合成有机物。幼苗在夜间只进行呼吸作用，温度高时呼吸作用强烈，有机物消耗多，对生长不利。昼夜温差大，有利于有机物积累，幼苗生长快。7.（１）实验步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯（此项不改，仅在对照中提到也给分） （２）实验步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的，改为淀粉 （３）未设对照。对照的作法是：a、装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替干中的植物；用一杯清水代替ＮaＯＨ溶液 b、将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏有机物，暗室内将有绿色安全灯 c、重复题干中步骤③、④ d、重复改正后的题干中的步骤⑤
能力训练二
一、选择题
1.D 2.C 3.A 4.D 5.D 6.B 7.B 8.D 9.B 10.B 11.D 12.D 13.B 14.B 15.D 16.B 17.C 18.D 19.B 20.A 21.D 22.A 23.C 24.D 25.A 26.D 27.B 28.C 29.B 30.D
二、非选择题
1.（１）生产者 有机物 （２）③ ⑦ ②⑤ （３）分解者 将动植物的尸体、排泄物和残落物等中的复杂的有机物分解为简单的无机物 （４）ＣＯ２ 含碳有机物 ２.（１）叶绿素 吸收光能用于光合作用的光反应 （２）Ｏ２ Ｈ２Ｏ （３）氢或［Ｈ］ 基质 还原三碳化合物 （４）ＡＴＰ 色素吸收的光能 （５）ＡＤＰ Ａ－Ｐ～P （6）C3（三炭化合物） C5或五五碳化合物 （7）光反应 基粒片层结构薄膜 暗反应 基质 （8）供氢 供能 C3的还原 CO2的固定 （9）有机物 3.（1）叶绿体 基粒片层结构薄膜 （2）线粒体 叶绿体 光合作用 4.（1）H2O C4H12O6 CH3COCOOH （2）叶绿体、细胞质基质线粒体 （3）1225 （4）CO2 5.（1）A （2）C （3）B （4）C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量 （5）C6H12O22C3H5O3（乳酸）+能量 （6）C6H12O62C2H6OH（酒精）+2CO2+能量 6.（1）需氧型 水绵光合作用释放氧气 （2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，水绵被红光和蓝蒙光照射的部位光合作用强，释放的氧多 7.（1）无氧呼吸 （2）氧气增加，无氧呼吸受到抑制 （3）O2含量增加，有氧呼吸加强，释放CO2量增多 （4）B 有氧呼吸明显降低，册时又抑制无氧呼吸，蔬菜、水果有机物消耗量最慢。