2018版高考生物一輪復習 第三單元 細胞的能量供應和利用 微講座 細胞呼吸與光合作用關系中的易錯點學案 新人教版.doc

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1、 細胞呼吸與光合作用關系中的易錯點 授課提示：對應學生用書第68頁 1．對葡萄糖中碳的來源問題不明確易造成解題失誤 暗反應中CO2的固定，即CO2與一分子五碳化合物結合形成兩個三碳化合物。大部分的三碳化合物經(jīng)過復雜的變化，又重新形成五碳化合物，用于再次固定CO2，所以暗反應每進行一次只能固定一個“C”，要經(jīng)過6次暗反應過程才能形成一個六碳的葡萄糖分子，即葡萄糖中的C完全來自CO2。 2．種子萌發(fā)過程中的生理變化 種子萌發(fā)時，儲存的大分子有機物在酶的作用下水解為小分子物質(zhì)，在初期較短一段時間內(nèi)，呼吸作用微弱，水解成小分子物質(zhì)時需水量大于呼吸消耗的有機物量，這時種子干重會增加，隨后呼吸

2、作用加強，呼吸消耗的有機物與水解時參加反應的水量相等，這時萌發(fā)種子中干重不變，隨著呼吸作用的繼續(xù)加強和時間的延長，呼吸作用消耗的有機物大于有機物水解時參加反應的水的量，這時種子干重持續(xù)下降，拐點是種子萌發(fā)后進行光合作用開始，當子葉展開后，進行光合作用，有機物開始積累，幼葉的出現(xiàn)使光合作用加強，有機物積累速率加快。 3．光合作用與細胞呼吸應聯(lián)系起來解題，考慮不到這一點則易出錯 以溫室內(nèi)CO2濃度和時間關系的題為例。要清楚只有光合作用>細胞呼吸時，室內(nèi)CO2的含量才逐漸下降；當光合作用<細胞呼吸時，室內(nèi)CO2的含量要上升。在無光照的情況下，植物只進行細胞呼吸而沒有光合作用，這時只有CO2的釋放

3、，無CO2的吸收。太陽初升，植物有了光合作用，當光合作用＝細胞呼吸時室內(nèi)CO2的含量達到最大值，此后光合作用強度逐漸增強，植物對CO2的吸收量大于細胞呼吸CO2的釋放量，室內(nèi)CO2的含量逐漸下降。直到夕陽西下，植物光合作用減弱，當光合作用＝細胞呼吸時室內(nèi)CO2的含量最低，這之后，只有細胞呼吸進行，所以室內(nèi)CO2的含量又逐漸升高。 [題組突破演練] 1．(2017·湖北武漢模擬)某研究小組為了研究A、B兩種植物的光合作用和呼吸作用設計了如圖甲所示密閉實驗裝置，兩組實驗中所用器材完全相同，裝置中A、B植物生長狀況相同且質(zhì)量相等，小燒杯中為足量CO2緩沖液，閥門1、2處于關閉狀態(tài)。實驗在適宜條件

4、下進行(不考慮光照對呼吸的影響)，在有光條件下進行實驗，每隔30 min測定一次，多次測量后得到結果如圖乙所示，請回答下列問題： (1)實驗過程中，突然降低光照強度，則ADP、C3和C5中________最先發(fā)生量的變化，其中________的量短時間內(nèi)會增加。 (2)在測定兩種植物的呼吸作用強度時，需要對實驗做出相應的調(diào)整是________。 (3)乙圖中光照強度為c時，相同時間內(nèi)A植物制造的O2量比B植物________(填“多”或“少”)。當光照強度為d時，每日連續(xù)光照12 h，一晝夜中B植物有機物積累量(用O2釋放量表示)為________mg，兩植物的O2釋放量的差值為__

5、______mg。 解析：(1)實驗過程中，突然降低光照強度，光反應過程減弱，使光反應生成的ATP和[H]的量減少，進而導致暗反應過程中的C3還原過程減弱，消耗的C3減少，剩余的C3增加，而ADP是合成ATP的原料，所以，在ADP、C3和C5中，最先發(fā)生量的變化的是ADP，其中C3和ADP的量短時間內(nèi)會增加。(2)欲測定兩種植物的呼吸作用強度，需要排除光合作用對實驗結果的干擾，應對實驗做出相應的調(diào)整，即在黑暗條件下測定。(3)分析圖乙可知，縱坐標的O2釋放量表示凈光合速率，凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率，A植物的呼吸速率為1 mg/h，B植物的呼吸速率為2 mg/h。當光照強度為c時，A

6、、B兩植物的凈光合速率均為6 mg/h，實際光合速率分別為7 mg/h、8 mg/h，所以相同時間內(nèi)A植物制造的O2量比B植物少。當光照強度為d時，B植物的凈光合速率為8 mg/h，A植物的凈光合速率仍為6 mg/h，每日連續(xù)光照12 h，一晝夜中B植物有機物積累量＝12 h光照下O2釋放量之和－12 h黑暗下呼吸作用O2消耗量之和＝8×12－2×12＝72(mg)，同理，一晝夜中A植物有機物積累量＝6×12－1×12＝60(mg)，所以兩植物的O2釋放量的差值為72－60＝12(mg)。 答案：(1)ADP　C3和ADP　(2)在黑暗條件下測定　(3)少　72　12 2．將若干長勢良好的

7、葡萄幼苗置于密閉的恒溫箱中，并控制每天8：00～24：00為光照培養(yǎng)階段，24：00～8：00為黑暗培養(yǎng)階段，其他條件適宜。測量一天內(nèi)恒溫箱中CO2濃度的變化，結果如下表所示，請分析回答下列問題： 光照階段 時間 8：00 9：00 10：00 11：00 12：00～24：00 CO2濃度(μL/L) 660 420 300 180 180 黑暗階段 時間 1：00 2：00 3：00 4：00 5：00 6：00 7：00 CO2濃度(μL/L) 270 360 450 520 570 610 640 (1)光照培養(yǎng)

8、階段CO2濃度下降的原因是______________________________________ ________________________________________________________________________， 在葉肉細胞中利用CO2的具體部位是________。 (2)12：00～24：00時間段，幼苗有機物的積累量為________，據(jù)此分析農(nóng)業(yè)上為提高大棚作物產(chǎn)量應采取的措施是___________________________________________________。 (3)8：00～24：00時間段幼苗細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所是

9、________________，24：00停止光照，短時間內(nèi)葉肉細胞的葉綠體中C3含量的變化是________。 (4)整個黑暗培養(yǎng)階段幼苗呼吸速率的變化情況是________________，影響該階段呼吸速率變化的主要因素是________。 解析：(1)光合作用強度大于細胞呼吸強度，凈光合速率大于零，CO2濃度下降；CO2參與光合作用暗反應，暗反應的場所是葉綠體基質(zhì)。(2)12：00～24：00時間段，CO2濃度不變，凈光合速率等于零，幼苗有機物的積累量為零；增加二氧化碳濃度可提高大棚作物產(chǎn)量。(3)8：00～24：00時間段幼苗細胞可進行光合作用與呼吸作用，細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所

10、是細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體、線粒體；24：00停止光照，光反應產(chǎn)生的ATP減少，還原的C3減少，C3含量增加。(4)1：00～2：00時間段，CO2濃度增加90,2：00～3：00時間段，CO2濃度增加90，以后每小時依次增加70、50、40、30，整個黑暗培養(yǎng)階段幼苗呼吸速率的變化情況是開始不變，后逐漸降低；因葡萄幼苗置于密閉的恒溫箱中，且其他條件適宜，但恒溫箱中氧氣的量逐漸減少，故影響該階段呼吸速率變化的主要因素是氧氣濃度。 答案：(1)光合作用強度大于細胞呼吸強度　葉綠體基質(zhì)　(2)零　(定時)通風、使用農(nóng)家肥等(補充二氧化碳)　(3)細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體、線粒體　增多　(4)開始不變，后逐漸

11、降低　氧氣濃度 專題培優(yōu)|細胞代謝中光合作用與細胞呼吸不同角度分析 授課提示：對應學生用書第69頁 細胞代謝是高中生物學習中的重點內(nèi)容之一，而細胞代謝中光合作用與呼吸作用的知識更是高考考查的重中之重，堪稱細胞代謝中的“絕代雙驕”。二者在生理過程中存在著千絲萬縷的聯(lián)系，下面從以下幾個方面對二者之間的關系進行分析，以期對同學們的復習有所幫助。 一、從光合作用與呼吸作用中[H]和ATP的角度分析 1．從[H]的角度分析 在光合作用的光反應階段，水光解時產(chǎn)生的H＋與NADP＋(氧化型輔酶Ⅱ)在相應酶的作用下生成NADPH(還原型輔酶Ⅱ)，即光合作用中的[H]。 在呼吸作用的第一階段(有氧

12、呼吸和無氧呼吸的第一階段相同)和有氧呼吸的第二階段，NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ)與H＋在相應酶的作用下生成NADH(還原型輔酶Ⅰ)，即呼吸作用中的[H]。 當然，盡管[H]類型不同，其作用對象也不同，但它們都屬于強還原性物質(zhì)，從這個角度又可將它們統(tǒng)稱為[H]。在中學階段，當試題中給出[H]時，它既可表示光合作用中產(chǎn)生的[H]，也可表示呼吸作用中產(chǎn)生的[H]。 在光合作用中，[H]在暗反應階段為還原劑還原C3，而在有氧呼吸的第三階段，前兩個階段產(chǎn)生的[H]與O2結合生成水，在無氧呼吸過程中，[H]用于還原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧化碳。 關于[H]的來源、去路如圖所示。 2．從ATP的角

13、度分析 光合作用與呼吸作用都能產(chǎn)生ATP，但二者也存在著一定的區(qū)別。 在光合作用的光反應階段，光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學能儲存在ATP中，此階段產(chǎn)生的ATP只用于暗反應過程，并將活躍的化學能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學能儲存在糖類等有機物中。 在有氧呼吸過程中，以葡萄糖為例，葡萄糖完全分解釋放的能量較多，一部分以熱能形式釋放，另有一少部分能量則轉(zhuǎn)移到ATP中，故此過程產(chǎn)生的能量不等同于ATP中儲存的能量，且只有呼吸作用產(chǎn)生的ATP才能作為直接能源用于各項生命活動。 對一個正在生長的植物來說，光合作用過程產(chǎn)生的ATP應多于呼吸作用過程產(chǎn)生的ATP。因為一方面正在生長的植物有機物有積累，即光合作用產(chǎn)生的有機

14、物要多于呼吸作用消耗的有機物；另一方面，光合作用過程中有機物中的能量都來自ATP中能量的轉(zhuǎn)化，而呼吸作用過程中的有機物分解釋放的能量一大部分以熱能形式散失。關于ATP的來源、去路如圖所示。 [題組突破演練] 1．(2017·河南洛陽統(tǒng)考)進行正常光合作用的葉片，如果葉綠體中[H]的含量相對穩(wěn)定，在a點時突然降低CO2的供應量，能表示葉綠體中[H]含量變化的曲線是(　　) 解析：在a點突然降低CO2的供應量時，由C5與之結合生成的C3含量減少，從而消耗[H]和ATP的量也減少，使[H]含量短時間內(nèi)增加，最后趨于穩(wěn)定。 答案：B 2．試驗田中某棉花在適宜的光照和溫度下生長，葉肉細

15、胞中能產(chǎn)生[H]的場所有________________。根尖細胞中能產(chǎn)生[H]的物質(zhì)有________________。葉肉細胞中能產(chǎn)生ATP的場所有________________。根尖細胞中產(chǎn)生ATP最多的場所是________。 解析：在適宜的光照和溫度下葉肉細胞可以進行光合作用，且能進行呼吸作用，因此葉肉細胞中能產(chǎn)生[H]的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。而根尖細胞只進行呼吸作用，在有氧呼吸過程中，第一階段產(chǎn)生的[H]來源于葡萄糖，第二階段產(chǎn)生的[H]來源于丙酮酸和水。葉肉細胞中光合作用與呼吸作用都能產(chǎn)生ATP。根尖細胞只有細胞呼吸產(chǎn)生ATP，呼吸作用中在第三階段產(chǎn)生的能量最多，

16、其場所是線粒體內(nèi)膜。 答案：細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體　葡萄糖、丙酮酸、水 葉綠體(類囊體薄膜)、線粒體、細胞質(zhì)基質(zhì)　線粒體內(nèi)膜 二、從光合作用與呼吸作用中水與二氧化碳的物質(zhì)變化角度分析 1．水：光合作用既消耗水(光反應)，同時也產(chǎn)生水(暗反應)。有氧呼吸也是既消耗水(第二階段)，同時也產(chǎn)生水(第三階段)?？傮w來說，光合作用消耗的水多于產(chǎn)生的，而有氧呼吸產(chǎn)生的水多于消耗的。 在光合作用過程中，水光解產(chǎn)生O2和[H]。在有氧呼吸過程中，水和丙酮酸參與第二階段產(chǎn)生CO2和大量的[H]。 對于呼吸作用來說，產(chǎn)物中有水的一定是有氧呼吸，產(chǎn)物中無水的則為無氧呼吸。 2．二氧化碳 (1)呼

17、吸作用中的二氧化碳變化情況分析 對于呼吸作用來說，有二氧化碳產(chǎn)生的可能是有氧呼吸也可能是無氧呼吸。若無二氧化碳釋放時(在無氧條件下)，則只進行乳酸發(fā)酵或細胞已死亡。 當產(chǎn)物中酒精的物質(zhì)的量(單位用mol表示)等于二氧化碳的物質(zhì)的量時，只進行酒精發(fā)酵的無氧呼吸；當產(chǎn)物中酒精的物質(zhì)的量小于二氧化碳的物質(zhì)的量時，既進行酒精發(fā)酵的無氧呼吸也有有氧呼吸，多余的二氧化碳來自有氧呼吸。 (2)光合作用中的二氧化碳變化情況分析 ①在光照條件下，葉肉細胞若無二氧化碳的吸收與釋放時，則真正光合速率等于呼吸速率。 ②在二氧化碳處于未飽和之前的某一濃度時，適當增加二氧化碳濃度，會提高真正光合速率，而當溫度不

18、變時呼吸速率不會變化，與原來相比，較小的光照強度就能達到原來的真正光合速率，因此光補償點(即凈光合速率為0時的光照強度)下降。 在達到光飽和點時，限制真正光合速率的主要外界條件是二氧化碳濃度相對較低，此時如果適當增加二氧化碳濃度，隨著光照強度的增加真正光合速率還會增加，光的飽和點也會上升。 ③植物光合作用優(yōu)先利用葉肉細胞自身線粒體有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，當自身產(chǎn)生的二氧化碳不足時才從外界吸收。 [題組突破演練] 3.如圖是向日葵幼葉的含水量與光合強度之間的關系。下列敘述中不確切的一項是(　　) A．幼葉含水多，枝葉挺拔舒展，因而有利于光合作用 B．幼葉含水多，細胞內(nèi)結合水比例上升，

19、因而有利于光合作用 C．幼葉含水少，大部分氣孔關閉，因而不利于光合作用 D．幼葉含水少，葉片溫度偏高，因而不利于光合作用 解析：氣孔關閉，減少了植物葉肉細胞中二氧化碳的濃度，所以不利于光合作用。葉片溫度偏高，會降低酶的活性，也會影響光合作用的進行。選項A中，枝葉挺拔舒展，有利于增大光合作用面積，也有利于光合作用。故選項A、C、D均正確。選項B不正確，是因為幼葉含水多，細胞內(nèi)應是自由水比例上升，這樣代謝會更旺盛，有利于光合作用的進行。 答案：B 4．某研究小組利用小麥植株做了一系列實驗。下圖表示在不同光照強度下(其他條件相同且適宜)，單位時間內(nèi)葉肉細胞中二氧化碳量與氧氣量的變化情況。請

20、分析回答下列問題。 (1)當光照強度為a時，葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所有____________________。 (2)當光照強度為b時，葉肉細胞光合作用強度________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用強度。圖中顯示二氧化碳的釋放量隨光照強度增大的變化情況是____________，其原因是________________________________________________________________________。 (3)在光照強度為c和d時，葉肉細胞進行光合作用所需的二氧化碳的來源是_________________________________

21、_______________________________________。 (4)光照參與光合作用的________反應，一定范圍內(nèi)，光照強度越大，產(chǎn)生的________越多。 解析：(1)當光照強度為a時，葉綠體中沒有氧氣產(chǎn)生，說明此時葉肉細胞只進行細胞呼吸，因此，葉肉細胞只通過細胞呼吸產(chǎn)生ATP，產(chǎn)生的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(2)呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳量包括葉肉細胞釋放的二氧化碳量和被光合作用利用的二氧化碳量，當光照強度為b時，葉肉細胞釋放的二氧化碳量與光合作用產(chǎn)生的氧氣量相等，由于有一部分二氧化碳被光合作用利用了，因此，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳量大于光合作用產(chǎn)生的氧氣量，即呼

22、吸作用強度大于光合作用強度。圖中顯示二氧化碳的釋放量隨光照強度增大而逐漸減少直至不釋放，原因是隨光照強度的增大，光合作用強度逐漸增大，并將最終大于呼吸作用強度。(3)在光照強度為c和d時，光合作用強度大于呼吸作用強度，此時光合作用所利用的二氧化碳一方面由呼吸作用產(chǎn)生，另一方面從外界吸收。(4)光照參與光合作用的光反應，在這一反應中葉綠體能利用光能產(chǎn)生[H]、ATP和氧氣。 答案：(1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　(2)小于　逐漸減少直至不釋放　在光照強度較小時，植株只進行呼吸作用，隨光照強度增大，植株開始進行光合作用，這時光合作用僅利用呼吸作用產(chǎn)生的部分二氧化碳，隨著光照強度的進一步增大，呼吸作用產(chǎn)

23、生的二氧化碳不能滿足光合作用的需求，當光合作用強度大于呼吸作用強度時，植株不再向外釋放二氧化碳　(3)呼吸作用產(chǎn)生的和從外界吸收的　(4)光　[H]、ATP和氧氣 三、從光合作用與呼吸作用過程中溫度變化的角度來分析 如圖所示，在一定溫度范圍內(nèi)(A點之前)，適當升高溫度，與光合作用有關的酶活性增加較快，而與呼吸作用有關的酶活性增加較慢，故有利于光合作用的進行。當溫度較高時(A點之后到呼吸作用酶的最適溫度之前)，與呼吸作用有關的酶活性增加較明顯，而與光合作用有關的酶活性反而會下降。一般地說，同種植物光合作用的最適溫度要低于呼吸作用的最適溫度。此外，圖中兩條曲線的交點處凈光合速率為0。

24、 適當增加晝夜溫差，提高植物白天的光合速率，降低晚上的呼吸速率，則一天內(nèi)有機物積累量增加，有利于植物的生長。但并非晝夜溫差越大越好，因為植物各種生命活動所需能量全部來自呼吸作用。 [題組突破演練] 5．(2017·湖南長沙長郡中學月考)有人測定甲、乙兩種植物的葉片在不同溫度條件下的光合速率和呼吸速率，并分別與30 ℃時測定的數(shù)據(jù)比較，結果如圖所示。下列分析中，錯誤的是(　　) A．溫度超過40 ℃，甲的氧氣的釋放量下降 B．溫度為55 ℃，乙不能積累有機物 C．乙比甲耐高溫，因為乙的光合速率和呼吸速率均在較高溫度下才開始下降 D．甲在47 ℃的溫度下光合速率為0，表明甲已經(jīng)死亡

25、 解析：根據(jù)圖中數(shù)據(jù)顯示，溫度超過40 ℃，甲的相對光合速率開始下降，釋放氧氣開始減少，A正確；乙超過55 ℃時，光合速率已為0，不能制造有機物，B正確；在兩圖中，乙的相對光合速率曲線與相對呼吸速率曲線都比甲曲線下降延后，因此乙比甲耐高溫，C正確；甲在47 ℃時光合速率為0，但甲的呼吸作用仍在進行，說明甲并沒有死亡，D錯誤。 答案：D 6．如圖甲為光合作用最適溫度條件下，植物光合速率測定裝置圖，圖乙中a、b為測定過程中某些生理指標相對量的變化。下列說法不正確的是(　　) A．圖甲裝置在較強光照下有色液滴向右移動，再放到黑暗環(huán)境中有色液滴向左移動 B．若將圖甲中的CO2緩沖液換成質(zhì)

26、量分數(shù)為1%的NaOH溶液，其他條件不變，則植物幼苗葉綠體產(chǎn)生NADPH的速率將不變 C．一定光照條件下，如果再適當升高溫度，真正光合速率會發(fā)生圖乙中從b到a的變化，同時呼吸速率會發(fā)生從a到b的變化 D．若圖乙表示甲圖植物光合速率由a到b的變化，則可能是適當提高了CO2緩沖液的濃度 解析：圖甲裝置在較強光照下，植物光合作用強度大于呼吸作用強度，植物所需二氧化碳由CO2緩沖液提供，而產(chǎn)生的氧氣會使裝置中氣體體積增大，因此有色液滴向右移動，如果再放到黑暗環(huán)境中，植物呼吸消耗氧氣而產(chǎn)生的二氧化碳又被CO2緩沖液吸收，因此有色液滴向左移動，A正確。若將圖甲中的CO2緩沖液換成質(zhì)量分數(shù)為1%的Na

27、OH溶液，雖然光照條件不變，但由于無二氧化碳提供，也即暗反應不能為光反應提供ADP與NADP＋等物質(zhì)，從而影響光反應的進行，產(chǎn)生NADPH的速率將下降，B錯誤。在光合作用最適溫度時再升高溫度，與光合作用有關的酶活性會下降，真正光合速率下降，而一般情況下與呼吸作用有關的酶的最適溫度較高，此時酶活性會隨溫度升高而升高，因此呼吸速率會升高，C正確。光合速率由a到b變化，說明光合速率升高了，影響光合速率的因素有光照強度、二氧化碳濃度、溫度等，適當提高二氧化碳濃度會增大光合速率，D正確。 答案：B 四、從光合作用與呼吸作用認識的慣性誤區(qū)分析 在中學階段，學習的只是生物學的一般規(guī)律性知識，由于生命世

28、界有其共性的同時還有其個性，因此在試題中有時會以新信息的形式給出一些與我們平時認識相左的內(nèi)容。正確讀出題中信息并遷移利用新信息是解題的前提，同時也告訴我們學習時不要把知識學得太死。下面列出一些試題中曾出現(xiàn)過的誤區(qū)，解題時一定要避免出錯。 (1)不要認為能進行光合作用的細胞一定含有葉綠體，如藍藻與光合細菌等不含葉綠體。 (2)不要認為可進行有氧呼吸的細胞一定含有線粒體，如好氧細菌不含線粒體。 (3)不要認為種子萌發(fā)過程中，種子干重一定下降。在萌發(fā)初期，種子中的大分子物質(zhì)如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等要水解成小分子，在此過程中，水中的元素便進入這些小分子有機物中，所以種子干重在萌發(fā)初期是增加的。

29、(4)一株放在密閉容器中的植物，當給以光照，此容器內(nèi)二氧化碳濃度不變時，不要認為此時葉肉細胞二氧化碳的吸收量等于釋放量，事實上是整個植株二氧化碳的吸收量與釋放量相等。因為植株還有非綠色組織，該部分只能進行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳，而對于葉肉細胞來說，二氧化碳的吸收量大于釋放量。 (5)真正光合速率與呼吸速率曲線交點處表示此時光合速率＝呼吸速率，不要認為凈光合速率曲線與呼吸速率曲線交點處也表示光合速率＝呼吸速率，此時真正光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。 [題組突破演練] 7．下列有關光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是(　　) A．葉綠體產(chǎn)生ATP一定要有光，線粒體產(chǎn)生ATP一定要有氧 B．若

30、在呼吸作用的產(chǎn)物中有水，則一定進行了有氧呼吸 C．葉綠體和液泡中都有色素，這些色素均能參與光能的捕獲 D．光合作用只能在光下進行，呼吸作用只能在黑暗中進行 解析：選項A，葉綠體產(chǎn)生ATP的過程是光反應，所以要有光的存在，線粒體中進行有氧呼吸第二、三階段的反應，其中第二階段不需要氧氣的參與；選項B，無氧呼吸不產(chǎn)生水，所以產(chǎn)生水的呼吸類型一定是有氧呼吸；選項C，液泡中的色素不能參與光能的捕獲；選項D，呼吸作用在光下和黑暗條件中都進行。 答案：B 8．某研究小組在研究一種植物的光合作用時得到如圖所示曲線。圖中b曲線在10：00后下降的最可能的生理原因是__________。其中______

31、__時刻的有機物積累量最大。14：00以后光合作用強度下降的原因是______________________________________________。 解析：本題是對凈光合速率暫時下降原因的分析。平時類似圖中光合速率曲線變化趨勢的試題很多，最常見的情況就是夏季中午氣孔關閉，導致CO2供給不足，但本題卻不是這樣。圖中b曲線表示CO2吸收量，曲線縱坐標有負值出現(xiàn)，因此該曲線表示凈光合速率的變化，而曲線a表示CO2消耗量，因此表示總光合速率。由于12：00左右CO2消耗量即總光合速率最大，則不可能是氣孔關閉影響光合作用所致?？偣夂纤俾逝c凈光合速率之差表示呼吸速率，因此此時原因應是呼吸

32、作用增強所致。在18：00時凈光合速率為0，有機物積累量應是最大。14：00以后總光合速率與凈光合速率都下降，說明此時的影響因素是光照強度。 答案：呼吸作用強度(速率)增強　18：00　光照強度減弱 高考大題加固練(一)　光合作用與細胞呼吸綜合題 授課提示：對應學生用書第313頁 1．為研究城市環(huán)境污染和某植物生命活動的關系，研究者測定了不同污染程度下該植物葉片光合色素的含量，獲得的數(shù)據(jù)處理成下面的柱狀圖。請分析回答下列問題： (1)提取葉片中光合色素時常使用________(試劑)研磨法來獲取色素，為使________，還可加入少許二氧化硅。 (2)紙層析法是分離葉片光合

33、色素的簡便方法。若研究者用該方法能否獲得上述實驗數(shù)據(jù)？為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)據(jù)圖可知，污染程度的加劇使________(色素類型)的含量減少。 (4)污染加劇導致葉片中光合色素含量的變化會直接影響光合作用的________階段，使其產(chǎn)生的_________________________________

34、_______________________________________ 減少，進而導致葉片中制造有機物的量________。 (5)請用化學反應式來概括光合作用的過程___________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)色素能夠溶解在有機溶劑中，可以用無水乙醇提取色素，二氧化硅有助于研磨充分。(2)利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶，不能定量分析色素含量。(3)據(jù)圖可知，污染程度的加劇使葉綠素a

35、和葉綠素b的含量減少，類胡蘿卜素含量不變。(4)葉綠素a和葉綠素b的含量減少直接影響光合作用的光反應階段，光反應產(chǎn)生ATP、[H]減少，葉片中制造有機物的量減少。 答案：(1)無水乙醇(有機溶劑)　研磨更充分 (2)否，利用紙層析法只能在濾紙上觀察到分離的色素帶，不能定量分析色素 (3)葉綠素(葉綠素a和葉綠素b) (4)光反應　ATP、[H]　減少 (5)CO2＋H2O(CH2O)＋O2 2．下面圖1表示某植物葉肉細胞內(nèi)甲、乙兩個重要生理過程中C、H、O的變化(其中數(shù)字代表過程，A、B、C代表物質(zhì))；圖2表示當光照和CO2濃度足夠的條件下，溫度對該植物光合作用和呼吸作用的影響。其

36、中實線表示光照時CO2的消耗量，虛線表示黑暗時CO2的產(chǎn)生量。請據(jù)圖回答： (1)圖1中，甲過程發(fā)生的場所為________，該生理過程的能量變化為________________________________________________________________________。 乙過程中A消耗于該過程的第________階段，其發(fā)生的場所為________。乙過程產(chǎn)生的水，其氫的來源是________________(不考慮中間產(chǎn)物)。 (2)圖1中，若甲過程其他條件不變，光照由強變?nèi)?，則短時間內(nèi)中間產(chǎn)物C3的含量將________(請“增加”“減少”或“不變”)。

37、 (3)由圖2可知，與________作用有關的酶對高溫更為敏感，相關酶的作用機理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若晝夜不停地光照，圖2植物在溫度為________條件下，生長狀況達到最佳。若在此溫度條件下，每天交替進行12 h光照、12 h黑暗處理，則該植物在24 h內(nèi)積累的葡萄糖為________mg(保留小數(shù)點后一位)

38、。 解析：(1)甲代表了整個光合作用的過程，發(fā)生場所為葉綠體，該過程中的能量變化是光能→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能。前兩階段所產(chǎn)生的還原性氫與氧結合生成水是有氧呼吸的第三階段，這個過程發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上。有氧呼吸產(chǎn)生的水中的氫，來源于葡萄糖和水。(2)光照由強變?nèi)酰夥磻A段所產(chǎn)生的還原性氫和ATP的量減少，C3的還原減少，C3含量將增加。(3)與光合作用有關的酶對高溫更為敏感，相關酶作用機理是降低化學反應的活化能。(4)在30 ℃時，該植物對二氧化碳的吸收量最多，意味著有機物的積累量達到最大，植物生長狀況達到最佳。在光照的12 h中從外界吸收的二氧化碳的量是5×12＝60(mg)，12

39、h的黑暗中呼吸作用釋放的二氧化碳的量是3×12＝36(mg)，最終被固定的二氧化碳的量為60－36＝24(mg)，根據(jù)光合作用的產(chǎn)物是葡萄糖的化學反應式，可計算出24 h積累的葡萄糖的量是16.4 mg。 答案：(1)葉綠體　光能→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能　三　線粒體內(nèi)膜　葡萄糖和水　(2)增加 (3)光合　降低化學反應的活化能　(4)30 ℃　16.4 3．羊草和大針茅是兩種常見牧草。某研究小組在不同土壤含水量的條件下，分別在14時和16時測得羊草和大針茅的相對光合速率見表。請分析回答下列問題： 14時 16時 羊草 大針茅 羊草 大針茅 土壤含 水量 (相對值

40、) 49 81.9% 80.2% 82.2% 80.2% 19 35.0% 54.0% 45.2% 65.0% 11 16.0% 24.0% 34.7% 40.1% 環(huán)境因素 光照強度 (klx) 93 50 氣溫( ℃) 28.0 28.0 大氣相對 濕度(%) 33 33 CO2濃度 (ppm) 311 311 注：以午前光合高峰時的光合速率作為100%；土壤含水量49為水分充足，19為干旱。 (1)綠色植物吸收光能的色素分布在葉綠體的________，在實驗室中可用________法來分離。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，

41、環(huán)境因素中氣溫、大氣相對濕度、CO2濃度為該實驗研究的________變量。土壤含水量相對值為19時，羊草在14時的光反應速率比16時________。從表中可以看出，當環(huán)境因素相同時，羊草和大針茅的相對光合速率隨土壤含水量減小而________，原因是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 兩種植物相比，________更適應干旱的環(huán)境。 解析：(1)在綠色植物

42、中，與光合作用有關的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，分離色素的方法是紙層析法。(2)本實驗的變量有兩個：土壤含水量和光照強度，其他為無關變量，如環(huán)境因素中的氣溫、大氣相對濕度和CO2濃度等。土壤含水量為19時，羊草14時的光合作用速率為35.0%，低于16時的光合作用速率(45.2%)，所以羊草在14時的光反應速率較低。土壤含水量減少，植物缺水導致氣孔關閉程度加劇，CO2吸收量減少，導致光合速率隨土壤含水量減小而降低。兩種植物相比較，大針茅在干旱的環(huán)境中光合速率下降沒有羊草明顯，所以大針茅更適應干旱環(huán)境。 答案：(1)類囊體薄膜(基粒)　紙層析　(2)無關　低　降低(減小、下降)　土壤含水量

43、減少，植物缺水導致氣孔關閉程度加劇，CO2吸收量減少　大針茅 4．(2017·湖北武漢調(diào)研)某實驗小組將菠菜幼葉和成熟葉的葉圓片(面積和質(zhì)量相同)，裝入含蒸餾水的注射器中，排出葉片內(nèi)的氣體，使葉圓片下沉。然后將葉圓片分別放入不同濃度的NaHCO3溶液中進行實驗(NaHCO3溶液為光合作用提供原料，且濃度變化對溶液pH的影響忽略不計，其他實驗條件相同)，觀察第1片葉圓片上浮所需時間(min)，結果如圖。請分析回答： (1)當NaHCO3溶液濃度為1%～4%時，相同濃度下，幼葉上浮時間均比成熟葉長，可能是幼葉的光合作用能力比成熟葉________(填“強”或“弱”)。有人推測幼葉與成熟葉光

44、合作用能力差異可能是葉片中光合色素的含量不同，為尋求證據(jù)，可以用________分別提取菠菜幼葉、成熟葉的色素，再用________法分離色素，觀察并比較二者色素帶的寬度及顏色深淺。 (2)在NaHCO3溶液濃度為0的溶液中，葉圓片直至實驗結束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3直接影響光合作用的________階段。當濃度超過5%，葉圓片也不上浮，最可能的原因是濃度過大，導致__________________________________________________________ __________________________________________________

45、______________________。 (3)當NaHCO3溶液濃度為3%時，適當提高溶液溫度，第一片葉圓片上浮時間延長，該現(xiàn)象不能表明提高后的溫度已超過總光合作用的最適溫度，請說明理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)葉圓片上浮是由于光合作用產(chǎn)生了氧氣，氧氣釋放越多，浮力越大，上升越快，幼葉上浮時間比成熟

46、葉長，可能是幼葉光合作用能力弱，釋放的O2量比成熟葉少。葉綠體中色素的提取用無水乙醇，分離色素用紙層析法。(2)NaHCO3為光合作用提供二氧化碳，二氧化碳參與暗反應。NaHCO3濃度過大會導致細胞滲透失水，細胞失水過多會導致死亡。(3)適當提高溶液溫度，對光合作用和呼吸作用都會產(chǎn)生影響，葉圓片上浮時間延長，說明葉圓片釋放氧氣的速率減小，即凈光合作用速率減小。 答案：(1)弱　無水乙醇　紙層析　(2)暗反應　細胞滲透失水過多而死亡(其他合理答案亦可) (3)葉圓片上浮時間延長，只能表明凈光合作用速率降低(或只能表明總光合作用與呼吸作用的差值降低) 5．金魚藻是一種高等沉水植物，有關研究結

47、果如圖所示(圖中凈光合速率是指實際光合速率與呼吸速率之差，以每克鮮重每小時釋放O2的微摩爾數(shù)表示)。 據(jù)圖回答下列問題： (1)該研究探討了________________________對金魚藻________的影響。 (2)圖a中當光照強度大于1.5×103 lx時，葉綠體中ATP的移動方向是________。 (3)該研究中凈光合速率隨pH變化而變化的主要原因是________________________________________________________________________ _________________________________

48、_______________________________________。 (4)該研究中凈光合速率達到最大時所需的最低光照強度為________。在黑暗中，金魚藻的呼吸速率是每克鮮重每小時消耗氧氣________μmol。圖c是在最適宜光照強度下測得的數(shù)據(jù)，假定光照強度對溫度沒有影響，在白天NaHCO3的濃度為20 mg/L的條件下光照12小時，一天中O2的積累量為________μmol。 解析：(1)題中實驗探究了光照強度、二氧化碳濃度(不同濃度碳酸氫鈉溶液提供不同濃度的二氧化碳)、pH對金魚藻凈光合速率的影響。(2)圖a中光照強度大于1.5×103 lx時，金魚藻在進行光合作

49、用，在葉綠體的類囊體上形成的ATP參與在葉綠體基質(zhì)中進行的暗反應。(3)凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率，pH對光合作用中酶和呼吸作用中酶的活性都會產(chǎn)生影響，從而對凈光合速率也產(chǎn)生影響。(4)根據(jù)圖b可知，凈光合速率剛達到最大時對應的光照強度為12.5×103 lx，即為達到最大凈光合速率所需的最小光照強度。根據(jù)圖a，光照強度為0時，金魚藻只進行呼吸作用，呼吸速率為每克鮮重每小時消耗氧氣8 μmol。在碳酸氫鈉濃度為20 mg/L時，凈光合速率為25 μmol O2·g－1·h－1，在一天內(nèi)光照12小時金魚藻積累或釋放的氧氣量為25×12，再黑暗12小時金魚藻消耗的氧氣量為8×12，則一天中

50、積累的氧氣量為25×12－8×12＝204(μmol)。 答案：(1)光照強度、二氧化碳濃度、pH　凈光合速率　(2)類囊體→葉綠體基質(zhì)　(3)pH影響光合作用和細胞呼吸中酶的活性　(4)12.5×103 lx　8　204 6．圖一表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時(其他條件不變且適宜)，單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化，圖二表示葉肉細胞中葉綠體和線粒體兩種細胞器間的氣體交換，請回答下列問題： (1)除圖中所示條件外，影響光合作用的外界因素還有____________________(至少回答兩點)。 (2)水稻葉肉細胞的呼吸作用強度為________個單

51、位。光照強度為a、b、c、d時，可分別用圖二中的________、________、________、________表示。 (3)若光照強度長期為c，該綠色植物________(填“能”或“不能”)正常生長。光照強度為d時，單位時間內(nèi)細胞從周圍吸收________個單位的CO2。 解析：(1)影響光合作用的外界因素除了光照強度外，還有溫度、CO2濃度等。(2)(3)光照強度為a時葉肉細胞只釋放CO2，不產(chǎn)生O2，說明該條件下只進行呼吸作用，不進行光合作用，此時，呼吸作用強度為6個單位，可用圖二中的丁表示。光照強度為b時有CO2的釋放，光合作用速率小于呼吸作用速率，可用圖二中的丙表示。光照

52、強度為c時，O2產(chǎn)生總量為6個單位，此時凈光合速率為0，可用圖二中的乙表示，若長期處于該條件下，植物不能正常生長。光照強度為d時，光合作用大于呼吸作用，可用圖二中的甲表示，單位時間內(nèi)細胞從周圍吸收的CO2為8－6＝2個單位。 答案：(1)溫度、CO2濃度　(2)6　丁　丙　乙　甲　(3)不能　2 7．(2017·河北唐山模擬)為了更好地提高溫室大棚栽種作物的經(jīng)濟效益，科研人員對某作物進行了溫度和O2濃度的相關研究。圖1表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下測得的溫度與光合、呼吸的關系，圖2中曲線表示不同O2濃度下葉表面溫度與光合作用速率的關系(已知O2可與C5結合，生成一個三碳化合物和一個二

53、碳化合物，此二碳化合物不參與光合作用)。請回答下列問題： (1)圖1中，當溫度達到____________時，植物不再進行光合作用。在溫度為30 ℃時，葉肉細胞內(nèi)的[H]用于_______________________________________________________。 (2)圖1中，40 ℃與60 ℃時，CO2的吸收量均為0，二者的區(qū)別是前者__________， 后者_______________________________________________________________。 (3)結合暗反應的過程，解釋圖2中高O2濃度更能抑制光合作用速率的原

54、因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根據(jù)以上研究結果，該溫室大棚作物白天(適宜的光照)在0.03% CO2濃度時，生長的最佳環(huán)境條件是_____________________________________________________________ __________________________________

55、______________________________________。 解析：(1)由圖1可知，實線表示光合作用CO2的吸收量，虛線表示呼吸作用CO2的產(chǎn)生量，溫度大于40 ℃時，凈光合強度為負值，即呼吸大于光合；當溫度達到55 ℃時，凈光合作用強度等于呼吸作用強度，植物總光合作用為0，即不再進行光合作用；當溫度為30 ℃時，葉肉細胞內(nèi)進行光合作用和呼吸作用，光合作用中光反應產(chǎn)生的[H]用于暗反應C3的還原，而呼吸作用中產(chǎn)生的[H]與O2結合生成水。(2)圖1中，在40 ℃時，凈光合速率為0，光合速率等于呼吸速率；在60 ℃時，溫度過高導致植物死亡，細胞代謝停止。(3)根據(jù)題干信息，

56、可知當氧氣濃度較高時，會與更多的C5結合，用于CO2固定的C5相應減少，生成的C3減少，從而降低了光合作用速率。(4)由兩圖分析可知，溫度為30 ℃、O2濃度為1.5%時，凈光合速率最大，最適宜植物生長。 答案：(1)55 ℃　與O2結合形成水、還原三碳化合物(C3)　(2)光合速率等于呼吸速率　光合速率和呼吸速率均為0(植物死亡)　(3)高O2與更多的C5結合，減少了用于還原的C3，從而降低了光合作用速率　(4)溫度為30 ℃，O2濃度為1.5% 8．如圖是將綠色植物置于密閉容器內(nèi)，探究植物代謝的影響因素的實驗示意圖。毛細管中水滴移動后移動針筒的位置，使水滴始終位于X的位置，針筒的讀數(shù)可

57、以顯示容器內(nèi)氧氣體積的改變量(單位mL/h)(“＋”表示增加，“－”表示減少)： 溫度( ℃) 10 15 20 25 30 35 40 45 適宜光照 ＋4 ＋12 ＋20 ＋32 ＋29 ＋15 ＋9 ＋5 黑暗 －4 －6 －11 －17 －25 －35 －23 －18 (1)黑暗條件下測定氧氣的吸收量須將碳酸氫鈉溶液換作________。10 ℃時在適宜光照下該植物是否能正常生長？____________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________

58、________________________ ________________________________________________________________________。 (2)該植物生長的最適溫度是________℃，而細胞呼吸消耗有機物最快的溫度是________℃。若此植物處于12小時光照，12小時黑暗的環(huán)境中，據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，最適合該植物生長的晝夜溫度組合是_____________________________________________。 (3)若將實驗裝置中的碳酸氫鈉溶液換作蒸餾水，在其他條件相同的情況下，植物的光合作用速率將________

59、(填“下降”或“上升”)。 解析：(1)黑暗條件下植物只進行呼吸作用，有氧呼吸吸收氧氣、釋放二氧化碳，將容器內(nèi)碳酸氫鈉溶液換作氫氧化鈉溶液，可以避免二氧化碳的干擾，測定植物有氧呼吸對氧氣吸收的情況。10 ℃時在適宜光照下容器內(nèi)氧氣體積的改變量為＋4 mL/h，說明植物的光合作用速率大于呼吸作用速率，植物體內(nèi)的有機物在積累，能正常生長。(2)光照條件下容器內(nèi)氧氣體積的改變量反映了凈光合作用速率的大小，凈光合作用速率越大，越有利于植物生長，從表中可知25 ℃時凈光合作用速率最大，故25 ℃即為植物生長的最適溫度。在黑暗中容器內(nèi)氧氣體積減小最多的溫度為呼吸作用消耗有機物最快的溫度，即35 ℃。白天植物有機物積累最多的溫度(即25 ℃)、晚上植物消耗有機物最少的溫度(即10 ℃)組合，即為適合植物生長的晝夜溫度最佳組合。(3)碳酸氫鈉溶液能給植物的光合作用提供二氧化碳，換成蒸餾水后，容器內(nèi)的二氧化碳濃度會逐漸下降，最終導致光合作用速率下降。 答案：(1)氫氧化鈉溶液　是　此時光合作用速率大于呼吸作用速率　(2)25　35　白天25 ℃、晚上10 ℃　(3)下降 - 18 -