必刷09  光合作用和呼吸作用
的测定和分析及实验探究
高考试题
1.（2021年全国统一高考全国乙卷·7）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）
【答案】①. 细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜    ②. 细胞呼吸（或呼吸作用）    ③. 蒸腾作用过强导致水分散失过多    ④. 光合作用    ⑤. 实验思路：在干旱环境下，白天和晚上每隔一段时间检测植物甲液泡pH值。
预期结果：；白天pH值升高，晚上pH值降低。
【解析】据题可知，植物甲生活在干旱地区，为降低蒸腾作用减少水分的散失，气孔白天关闭、晚上打开。白天气孔关闭时：液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，光合作用生成的氧气和有机物可用于细胞呼吸，白天能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而晚上虽然气孔打开，但由于无光照，叶肉细胞只能进行呼吸作用，能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
2.（2019全国卷Ⅰ·29）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】（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
（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。
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，对照组气孔开度不变。
【解析】（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。（3）根据题意分析可知，实验目的为验证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，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。①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。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起。②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，对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。
3．(2019·全国Ⅱ，31)回答下列与生态系统相关的问题：
(1)在森林生态系统中，生产者的能量来自于__________，生产者的能量可以直接流向______________________(答出2点即可)。
(2)通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(孙坚范冰冰B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题：
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内___________________；C与B的差值表示这段时间内__________________；A与B的差值表示这段时间内____________________________。
【答案】(1)太阳能　初级消费者、分解者　(2)生产者净光合作用的放氧量　生产者光合作用的总放氧量　生产者呼吸作用的耗氧量
【解析】(1)生态系统中生产者的能量来自其自身光合作用所固定的太阳能。生产者的能量可直接流向初级消费者和分解者。(2)若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量(C)与水样中氧气的初始含量(A)的差值表示这一时间段内生产者净光合作用的放氧量；水样中氧气的初始含量(A)与不透光的甲瓶中的氧气含量(B)的差值表示这一时间段内生产者呼吸作用的耗氧量；C与B的差值表示这一时间段内生产者光合作用的总放氧量。
必刷点一  不同条件对呼吸作用的影响
4．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对低氧胁迫的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系中丙酮酸和乙醇含量，结果如表所示。请回答：
        实验处理
结果
项目
正常通气品种A
正常通气品种B
低氧品种A
低氧品种B
丙酮酸(μmol/g)
0.18
0.19
0.21
0.34
乙醇(μmol/g)
2.45
2.49
6.00
4.00
(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是__________，丙酮酸转变为乙醇的过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为__________________，低氧胁迫下，黄瓜__________________受阻。
(3)实验结果表明：低氧胁迫条件下，催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的是品种________。
(4)长期处于低氧胁迫条件下，植物吸收无机盐的能力下降，以及根系变黑、腐烂的原因分别是_______________________________、_____________________________。
【答案】(1)细胞质基质　不能　(2)有氧呼吸和无氧呼吸　有氧呼吸　(3)A　(4)无氧呼吸产生的能量少影响主动运输过程　无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用
【解析】(1)细胞呼吸第一阶段产生丙酮酸，第一阶段在细胞质基质中进行。丙酮酸转变为乙醇的过程是无氧呼吸第二阶段，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不能产生。(2)分析表中数据可知，在正常通气情况下，也有乙醇产生，但与低氧情况相比，乙醇量很
少，因此可以确定正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸。而在低氧胁迫下，黄瓜有氧呼吸受阻，无氧呼吸增强，产生乙醇增多。
6．干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O周秀娜照片2吸收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是________________________________________________________________________
___________________________________________________________(至少答出两点)。
(2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是____________和CO2。若种子
萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是__________________________
diy巧克力________________________________________________________________________。
(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括________________________________________________________________________
________________________。
【答案】(1)自由水是细胞内良好的溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水参与物质运输　(2)酒精、水　缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，且种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用　(3)适宜的光照、CO2和无机盐等
必刷点二  液滴移动—气体体积测定装置
5.(2020·辽宁五校协作体联考)某实验室中有三套完全相同的装置(如图1所示)，装置内的绿植物为长势相近的君子兰，培养条件如表所示，经2小时的实验后，测定并记录相关数据。已知氧传感器用于测定装置内的O2含量。请分析并回答下列问题：
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装置
培养条件
刻度尺读数
数据显示屏读数
开始时空调不制冷
2小时后
开始时
2小时后
甲
温度为T1、光照适宜
0
A
D
E
乙
温度为T2、光照适宜
0
B
D
F
丙
温度为T2、黑暗
0
C
D
九九重阳节古诗G
图1
注：君子兰细胞中光合作用和细胞呼吸相关酶的最适温度分别为T1和T2，且T2>T1。
(1)三套装置的君子兰细胞中，均能产生ATP的场所是________；装置甲中的数据A代表____________________________________________________________。