专题12细胞呼吸和光合作用
1．BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。 试管编号 水草 距日光灯的距离20 （cm） 50min后试管中溶液的颜色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由_________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是___________（填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X代表的颜色应为___________（填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是__________。
（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_________________。
【答案】光合作用与呼吸作用不可靠的黄色水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相
浅绿X 色 色 浅黄黄绿色 色 浅绿浅蓝色 蓝色 遮光* 100 80 60 40 20 1 无 2 有 3 有 4 有 5 有 6 有 7 有 等 【解析】
（1）依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用；3～7号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映；1号试管为对照组，2～7号试管为实验组。其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，综上所述，若50min后，1号试管的溶液是浅绿色，则说明2～7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明2～7号试管的实验结果是不可靠的。
（2）2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。
（3）5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。
2．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会_____________。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那 么在t3时，C组产物总量___________，原因是_________________________________。（4）生物体内酶的化学本质是__________________，其特性有 __________________（答出两点即可）。
【答案】B 加快不变 60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加蛋白质或RNA 高效性、专一性 【解析】
（1）曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40℃。
（2）A组控制的温度是20℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。
（3）对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60℃条件下已经失活，所以如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。
（4）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。
3．某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精100W聚光灯、密pH试纸、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题： （1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究_____。在相同时间内，用_____玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收_____光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为___。
（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是_____，引起溶液pH的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时RuBP和三碳酸的含量与密封前相比分别为______。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将____，其主要原因是______。
【答案】光波长对光合作用的影响绿色红光和蓝紫H?、e?和O2黑藻将溶液中的CO2转化为有机物下降、下降减弱、减弱高温导致酶的结构改变，活性下降 【解析】
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同波长的光，可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为H?、e?和O2。
（2）二氧化碳含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的CO2转化为有机物，所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，会使外界二氧化碳不能及时补充，导致RuBP和
三碳酸的含量与密封前相比均下降。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
4．为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图
回答下列问题：
（1）本实验的因变量是________。由图中曲线对比可知，经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。
（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定________，可得到叶绿素a 的吸收光谱。
【答案】叶绿素含量光+0℃红光和蓝紫光遮光碳酸钙三、四吸光率 【解析】
（1）根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温0℃+光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。这将导致叶绿素吸收的蓝紫光和红光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失。
（2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙。第4组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4条色素带（叶绿素a、叶绿素b）均明显变窄。 （3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。
5．小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白
粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。
（1）取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：
步骤①中加入的C是____，步骤②中加缓冲液的目的是______。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是____；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越__。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应____。
（2）小麦淀粉酶包括α－淀粉酶和β－淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：
X处理的作用是使____。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著____白粒管（填“深于”或“浅于”），则表明α－淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
【答案】0.5mL蒸馏水控制pH 红粒小麦低缩短 β－淀粉酶失活深于 【解析】
本题考查酶活性检测和实验设计相关知识，意在考察考生对知识点的理解和应用能力。（1）淀粉遇碘会出现蓝色。每个实验都应有对照实验，此时的对照管中应该是不含酶的溶液，为了遵循单一变量，所以加入的应是等量的蒸馏水，即0.5mL蒸馏水。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是红粒小麦，其颜色较深，说明淀粉被水解的少。因为题干中说明红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦，而红粒小麦淀粉酶活性低，据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。
（2）小麦淀粉酶包括α－淀粉酶和β－淀粉酶，为进一步探究两种酶活性在穗发芽率差异中的作用，自变量是酶种类的不同，所以X的处理应是使β－淀粉酶失活。如果Ⅰ中两管显色结果无明显差异，说明β－淀粉酶对发芽率影响不大，此时如果Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著，就可以表明α－淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主
专题12 细胞呼吸和光合作用-2020年高考生物考点黄金30题(解析版)
