高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第11讲光合作用与细胞呼吸的综合应用课件

第11讲 光合作用与细胞呼吸的综合应用 第三单元 细胞的能量供应和利用 考纲要求 光合作用与细胞呼吸的综合应用 。 考点 光合作用与细胞呼吸的关系 微专题突破 一 “五法”突破光合速率与呼吸速率的综合应用问题 聚焦热点题型4 光合作用与细胞呼吸的综合应用题 知识网络 答题语句 课时作业 重温高考 演练模拟 内容索引 考点 光合作用与细胞呼吸的关系 1.细胞呼吸与光合作用过程图解 (1)物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH(H)，f：C5， g：CO2，h：C3。 突破重点难点 (2)生理过程及场所 序号 生理过程光反应暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸 第三阶段 场所 叶绿体类 囊体薄膜 叶绿体 基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 2.光合作用与细胞呼吸物质及能量转化 (1)光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向 (2)光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析 光合作用中ATP的来源及去路 来源：光反应类囊体薄膜上；去路：暗反应叶绿体基质中。 细胞呼吸中ATP的来源和去路 ATP合成：a、b、c都产生ATP，场所为细胞质基质和线粒体；ATP分解为 各项生命活动供能。 (3)光合作用和细胞呼吸中H的来源和去路分析 项目光合作用细胞呼吸 来源 过程 H2O 光色素H O2 C6H12O6 酶丙酮酸4H ； 2丙酮酸6H2O 6CO2 20H 场所叶绿体的类囊体薄膜细胞质基质、线粒体基质 去路 过程 C3 H、ATP 酶(CH2O) 24H6O2 12H2O 场所叶绿体基质线粒体内膜 特别提醒 光合作用中产生的H是还原型辅酶(NADPH)简化的表示 方式，而细胞呼吸中产生的H是还原型辅酶(NADH)简化的表示方式， 二者不是一种物质，尽管书写形式相同。 还原氢的书写形式一定不能写成H、H或H2，只能写成H 、NADH或 NADPH。 3.利用曲线和图解分析真正光合速率和净光合速率 命题点一 光合作用与细胞呼吸基本过程的判断 1.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图，下列叙述正确的是 A.过程只能在线粒体中进行，过程只能在叶绿体中进行 B.过程产生的能量全部都储存在ATP中 C.过程产生的O2中的氧来自H2O D.过程和中均能产生H，且二者还原的物质相同 答案解析 探究命题方向 图中过程表示有氧呼吸过程，发生在细胞质基质和线粒体中，少数原 核生物也能进行有氧呼吸，但是没有线粒体；过程表示光合作用，场 所一般为叶绿体，但是蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用。有氧呼吸过 程中产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。光合 作用产生的(CH2O)中的氧全部来自二氧化碳，水中的氧变成氧气。光合 作用光反应阶段产生的H用于暗反应中三碳化合物的还原，有氧呼吸第 一、二阶段产生的H用于第三阶段中氧气的还原。 命题点一 光合作用与细胞呼吸基本过程的判断 2.(2016郑州一中月考)如图表示细胞内过程，相关描述正确的是 A.能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8 B.过程3、4的进行需要同种酶的催化 C.图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程 D.在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过 2过程合成的ATP用途单一 答案解析 图中2表示ATP的合成，可发生在线粒体内膜和类囊体薄膜上；5表示发生 在线粒体内膜上的有氧呼吸的第三阶段；6表示发生在类囊体薄膜上的光 反应过程中的水在光下分解；7表示发生在叶绿体基质中的光合作用的暗 反应阶段；8表示无氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二阶段，无氧呼吸的场 所是细胞质基质，有氧呼吸的第一、第二阶段分别发生在细胞质基质和线 粒体基质中，A错误。 过程3表示转录，需要RNA聚合酶催化，过程4表示逆转录，需要逆转录酶 催化，B错误。 图中7过程需要ATP水解供能，即1过程的参与，8(细胞呼吸)过程中，有 机物分解释放的能量部分用于合成ATP，所以8过程中同时进行了2过程 ，C正确。 在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP可用于除了暗 反应外的细胞的各项生命活动，叶绿体通过2过程合成的ATP只能用于 三碳化合物的还原，D错误。 命题点二 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用与细胞呼吸的关系 3.如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析， 下列四项叙述中正确的是 A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程 B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程 C.以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产 物的主要去向是图中的d D.以H O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作 用产物的主要去向是图中的b 答案解析 a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表 示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体 产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移途 径为C18O2有机物C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作 用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以 H O作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸作用下，氧 气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。 命题点二 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用与细胞呼吸的关系 4.如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图 。下列有关叙述正确的是 A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中 B.图1中的H来自水，图2中的H来自丙酮酸 C.两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATP D.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照 答案解析 根据题图所示信息可判断，图1所示是叶绿体的类囊体薄膜，其上进行 的是光合作用的光反应，图示生化反应是水的光解，H来自水。图2所 示是线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸的第三阶段，H来自葡萄糖 、丙酮酸和H2O。 聚焦热点题型4 光合作用与细胞呼吸的综合应用题 技法必备 1.植物“三率”间的内在关系 (1)呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件 下测得的值单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。 (2)净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一 定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。 (3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。 一、植物“三率”的含义、关系及判定 2.植物“三率”的判定 (1)根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝 对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO2 吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。 (2)根据关键词判定 检测指标呼吸速率净光合速率真正(总) 光合速率 CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量 O2吸收量(黑暗)释放量产生量 有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量 特别提醒 光合速率与植物生长 (1)当净光合速率0时，植物因积累有机物而生长。 (2)当净光合速率0时，植物不能生长。 (3)当净光合速率0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将 死亡。 题型突破 1.(2016全国名校大联考)夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件 下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是 A.甲植株在a点开始进行光合作用 B.乙植株在e点有机物积累量最多 C.曲线bc段和de段下降的原因相同 D.两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 答案解析 图中光合作用开始的点在a点之前，即CO2吸收速率开始变化的点，故A 错误； 图中618时有机物一直在积累，18时植物体内有机物积累量最大，故 B错误； 曲线bc段下降的原因是光照太强，气孔关闭，叶片吸收的CO2少，d e段下降的原因是光照强度减弱，故C错误。 2.(2016合肥二模)对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行 测定，结果如下表，下列对结果的分析不正确的是答案 光照强度(klx) O2变化量(mg/h) 温度 0510 10 0.53.04.0 20 12.05.0 解析 A.在5 klx光照条件下5 h，10 时光合作用产生的O2总量比20 时多2.5 mg B.在20 时，分别用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2增加量前者比 后者多30 mg C.在10 、10 klx光照4.8 h后，转入20 黑暗环境19.2 h，O2变化量为0 D.该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关变 量 黑暗中单位时间内O2的吸收量代表呼吸速率，光下测定的单位时间内O2 的释放量是净光合速率，在5 klx光照条件下5 h,10 时光合作用产生的O2 总量是3.5517.5 mg,20 时光合作用产生的O2总量是3515 mg； 在20 时，用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2的增加量分别是510 11436 mg、2101146 mg，前者比后者多30 mg；在10 时 ，用10 klx光照4.8 h，积累O2量为44.819.2 mg,20 黑暗环境19.2 h， 消耗O2量为119.219.2 mg，O2变化量为0；该实验的自变量是光照强 度与温度，光照时间、CO2浓度等属于无关变量。 3.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内 CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关 系，下列说法正确的是答案 A.图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率 B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2 C.图乙中，当光照强度为x时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、 线粒体和叶绿体 D.图乙中，限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度 解析 分析甲图可知，光照强度为b时，CO2释放量和O2产生总量相等，都为3单 位，细胞呼吸释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到 外界，说明此时细胞呼吸大于光合作用，A项错误； 光照强度为d时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率，光照强 度为a时，CO2释放量即为呼吸速率，则光照强度为d时，O2产生总量为8单 位，需要消耗的CO2也为8单位，所以单位时间内需从外界吸收CO2为2单 位，B项正确； 图乙中所示生物为蓝藻，蓝藻不含线粒体和叶绿体，C项错误； 图乙中，限制g点光合作用速率的因素不是光照强度，可能是二氧化碳浓 度及温度等，D项错误。 技法必备 1.曲线中补偿点和饱和点的移动规律 CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向： 一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿 点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C 则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强 度)，位于横轴上。 二、光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动 (1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移 。 (2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿 点B应右移，反之左移。 (3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。 2.曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向 在外界条件的影响下，通过分析光合速率和呼吸速率的变化，进而对曲线 上某一点的纵、横坐标进行具体分析，确定横坐标左移或右移，纵坐标上 移或下移，最后得到该点的移动方向。 题型突破 4.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，如图表 示30 时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25(原光照强度和二 氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是 A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移 答案解析 图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的 光合作用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ”可知，当温度从30 降到25 时，细胞呼吸强度降低，a点 上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点 上移。b点表示光合作用强度细胞呼吸强度，在25 时细胞呼吸作用 强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下 要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即b点 左移。 5.如图为植物光合作用强度随光照强度变化的曲线图，下列叙述错误的是 A.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有 线粒体 B.b点时植物光合作用强度与细胞呼吸强 度相等 C.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适 温度分别为25 和30 ，此图表示该 植物处于25 环境中，若将温度提高到 30 时，则a点上移，b点左移，d点下移 D.当植物缺镁时，b点将右移 答案解析 a点时叶肉细胞只进行呼吸作用，叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 ，A正确。 b点时氧气的吸收量和释放量为0，表明叶绿体产生的氧气刚好用于线粒 体的呼吸作用，光合作用强度等于呼吸作用强度，B正确。 根据题意可知，温度从25 提高到30 后，光合速率减慢，呼吸速率 加快，因此b点右移；d点表示最大光合速率，光合速率减慢，d点上移 ，C错误。 b点表示光合速率等于呼吸速率，当植物缺Mg时，光合速率降低，只有 增大光照强度提高光合速率，才能等于呼吸速率，即植物缺镁时，b点 将右移，D正确。 6.下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是 答案 A.图1中，若光照强度适当增强，可使a点左移，b点右移 B.图2中，若CO2浓度适当增大，也可使a点左移，b点右移 C.图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多 D.图4中，当温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少 解析 图4中，光照下CO2的吸收量为植物净光合量(植物有机物积累量)，黑暗 中CO2的释放量为植物呼吸量，故当温度高于25 时，植物光合作用积 累的有机物的量开始减少，而不是植物光合作用制造的有机物的量(植物 总光合量)开始减少。 技法必备 1.自然环境中一昼夜植物光合 作用曲线 (1)开始进行光合作用的点：b。 (2)光合作用与呼吸作用相等的 点：c、e。 (3)开始积累有机物的点：c。 (4)有机物积累量最大的点：e。 三、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 (1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H。 (2)该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明 一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用呼吸作用，植物生长。 特别提醒 解答呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息 (1)光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞 呼吸引起，可作为呼吸强度指标。 (2)光照下吸收CO2量应为净光合量。 (3)光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸 作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中 CO2浓度下降。 题型突破 7.科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日 变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是 答案 A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 解析 早晨日出后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合 速率迅速上升。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出 后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降 ；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭 ，不能吸收CO2。15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是 光照强度逐渐减弱所致。适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭， 增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施。 8.(2016昆明摸底)夏季晴天，将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外， 从凌晨0时开始，定期测定玻璃罩中某种气体含量，结果如图。下列分析正 确的是 A.本实验测定的气体是CO2 B.该植物进行光合作用的起始时间是6时 C.若9时和12时合成有机物的速率相等，则9时的呼吸速率小于12时的 D.与0时相比较，24时该植物的干重减少 答案解析 本实验测定的气体是O2，A错误； 6时和18时的光合速率和呼吸速率相等，光合作用的起始时间应在6时之前 ，B错误； 该曲线的斜率代表速率，9时的净光合速率大于12时的，若9时和12时真正 光合速率相等，则9时的呼吸速率小于12时的，C正确； 24时的O2含量高于0时的，说明植物一昼夜内有机物的积累量大于0时的 ，D错误。 9.在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放 在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度 ，绘制成下图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。 据图得出的判断不正确的是答案 A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率 B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是温度造成的 C.光合速率最大值可能出现在h点 D.呼吸速率最小值可能出现在b点 解析 图中d点和h点时，玻璃罩内的CO2浓度达到平衡，此时光合速率等于呼 吸速率； 在夜间只进行呼吸作用，但是ab段上升速率快，而bc段变缓，这是由于 凌晨温度较低，呼吸作用减弱； h点时光合作用积累的有机物最多，但光合速率不是最大； b点之前，CO2增加的速率快，b点之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸 速率最小值可能出现在b点。 微专题突破 一、“五法”突破光合速率与呼吸速率的综合应用问 题 1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 测定呼吸速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 c.置于适宜温度环境中 d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 测定净光合速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定 ，满足光合作用需求。 b.必须给予较强光照处理，且温度适宜。 c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。 2.“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能进行光合作用又能 进行呼吸作用，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用 白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到 真正光合作用强度值。 3.“半叶法”测光合作用有机物的生产量 将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表呼吸作用 强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综 合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前 需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 4.“叶片上浮法”探究影响光合作用的因素 利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于 水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很 小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上 浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作 用的强弱。 5.“梯度法”探究影响光合作用的因素 用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度 或CO2浓度对光合作用强度的影响。 特别提醒 (1)注意变量的控制手段。如光照强度的大小可用不同功率的灯 泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不 同的恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。 (2)不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行对照实验，而应该用一系列 装置进行相互对照。 (3)无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。 对点集训 1.(2016济南二模)为探究光照强度对光合作用 的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验 装置若干组，在25 条件下进行了一系列实验。 下列说法正确的是 A.在无光条件下，液滴向左移动 B.在有光条件下，液滴向右移动 C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率 D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大 答案解析 由于CO2缓冲液维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的 原因是O2的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴 左移，A项正确。 有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2 ，若光合作用呼吸作用，液滴右移；若光合作用呼吸作用，液滴不移 动；若光合作用呼吸作用，液滴左移，B项错误。 在有光条件下，液滴向右移动的距离代表净光合速率，C项错误。 在达到光饱和点之前随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大， D项错误。 2.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位 置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处 。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化 能合成作用)。有关分析合理的是 A.丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg 透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙 4.9 mg5.6 mg3.8 mg 答案解析 本实验中氧气含量甲瓶丙瓶1.1 mg，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞 呼吸消耗的氧气量，乙瓶甲瓶0.7 mg，可表示一昼夜乙瓶中生物净 产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量1.1 mg 0.7 mg1.8 mg，B正确，D错误。 丙瓶中浮游植物的细胞产生H的场所有细胞质基质、线粒体基质，A错 误。 一昼夜后，乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进 行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错 误。 3.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片， 圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为a，乙 组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装 置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得 乙装置内圆片干重为b，丙装置内圆片干重为c。下列叙述正确的是 A.ca为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率 B.cb为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率 C.ab为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率 D.实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 答案解析 ca为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率； cb为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率； ab为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率； 乙装置随着O2浓度下降，叶肉细胞呼吸速率也下降。 4.下图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合 作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。图2为从生长状况相同的植物叶片 上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成 若干份，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照 ，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成的曲线图。下列分析 错误的是答案 A.图1中在d点时光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素 可能是光照强度 B.图1中c点与b点相比，叶绿体中H的合成速率不变 C.从图2分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲 线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响 细胞代谢 D.适当增加光照强度重复图2实验，b点将向下移动 解析 图1中从a点至d点光合作用强度一直在增加，在d点时光合作用强度增长率 为0，因此在该点光合作用强度达到最大值，此时CO2已不再是限制因素， 由题干“适宜温度下”可知此时限制光合作用速率的主要环境因素可能是 光照强度； 图1中c点和b点相比，c点的光合作用强度大，叶绿体中H的合成速率增加 ； 从图2分析，bc段曲线平缓说明CO2不再是限制因素，限制因素可能是光照 强度，c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失 水，从而影响细胞代谢； 适当增加光照强度重复图2实验，光合作用强度会增加，产生的O2更多， 叶片上浮的时间更短，b点将向下移动。 5.如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物 的重量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题： (1)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为_，总光合速率可表示为 _。在1316 之间，随着温度的升高，呼吸作用强度将_(填 “增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度将_(填“增强 ”“减弱”或“不变”)。答案解析 X Y2X增强 增强 呼吸速率可用单位时间内有机物的减少量来表示，所以是X。净光合速 率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上呼吸 消耗有机物的量，所以是Y2X。在1316 之间，随着温度的升高， 呼吸作用强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也在逐渐增强。 (2)恒定在上述_ 温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物叶 片增重最多，增重了_ mg。 答案解析 14 30 单位时间的净光合作用的积累量是YX,10小时的积累量是10(YX) ，再黑暗10小时，只有细胞呼吸，消耗的有机物的量是10X，经过10小 时光照，10小时黑暗，剩余的有机物的量是10Y，据题图可知，在14 时增重最多，增加的量是30 mg。 6.如图甲为探究光合作用的装置图，图乙为不同CO2浓度下温度对光合速率 和呼吸速率的影响示意图。请据图回答有关问题： (1)若用图甲所示装置来探究CO2是否为 光合作用的原料，则还应该再增加一个 装置，做法是_ _ _ _。 在设置对照实验时，一般将要探究的因素设为自变量，其他因素必须保 持一致。本实验中是否有CO2是自变量，根据题意可知增加的一组实验 装置中应该没有CO2。 将质量分数为1%的 NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1% 的NaOH溶液，其他条件与图甲所示装 置相同答案解析 (2)若用图甲所示装置来探究元素X是否 为植物的必需矿质元素，则还应该再增 加一个装置，做法是_ _ _ 。答案解析 将水槽中的完全培 养液替换成等量的只缺少元素X的完全 培养液，其他条件与图甲所示装置相同 若探究元素X是否为植物的必需矿质元素，可以采用水培法，增加的装 置中应将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液 ，其他条件与图甲所示装置相同。 (3)若将图甲所示装置中的质量分数为1% 的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为 1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间 内，植物的叶绿体中C3与C5相对含量的 变化情况是 _。 答案解析 C3相对含量下降，C5相对含量上升 若将NaHCO3溶液替换为NaOH溶液，则短时间内CO2含量减少，使CO2 的固定减弱，C3合成减少而消耗仍在继续，所以C3相对含量降低，C5相 对含量升高。 (4)图乙中，若环境温度保持在35 ，每日光照12小时，两昼夜后测定 ，植物体干重将_(填“增加” 、“减少”或“不变”)。 答案解析 减少 由图乙可知，当环境温度为35 时，光照下有机物净积累量为0，所以 每日光照12小时，没有有机物的积累，但是黑暗中的12小时仍有有机物 的消耗，所以最终结果是植物体干重减少。 知识网络 答题语句 构建知识网络 1.表述光合作用与细胞呼吸物质变化的不同：光合作用是将无机物合成有 机物，细胞呼吸是将有机物分解为无机物或分解为小分子有机物。 2.表述光合作用与细胞呼吸能量变化的不同：光合作用是将光能转化为化 学能贮存在有机物中，细胞呼吸是将有机物分解，产生ATP的过程。 3.如果用O2的变化量表示净光合速率，准确的表述应是：一定时间内O2的 释放量。 4.真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系：真正光合速率净 光合速率呼吸速率。 必背答题语句 重温高考 演练模拟 12345 1.(2016四川，1)叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是 A.O2的产生 B.H2O的生成 C.H的消耗 D.ATP的合成 答案解析 O2产生于光反应中，场所是叶绿体类囊体薄膜上，A正确； 生成H2O的生理过程较多，未必都在“生物膜”上进行，如蛋白质合成 时产生水，其场所是核糖体，B错误； 消耗H的过程有有氧呼吸第三阶段、无氧呼吸第二阶段或光合作用暗 反应，场所不一定有膜结构，如细胞质基质、叶绿体基质，C错误； ATP的合成场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊 体薄膜，不一定有膜结构，D错误。 12345 12345 2.(2015重庆，4)将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下 ，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的 是答案 适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图 解析 12345 A.黑暗条件下，增大、减小 B.光强低于光补偿点时，、增大 C.光强等于光补偿点时，、保持不变 D.光强等于光饱和点时，减小、增大 在黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，细胞吸收 O2，释放CO2，故增大、减小，A正确； 光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，当光强低于光补 偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收O2，释放CO2，故增大、 减小，B错误； 当光强等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，细胞不吸收O2，也不 释放CO2，、保持不变，C正确； 光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光照强度，当光强等于光饱和 点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收CO2，释放O2，减小、增大 ，D正确。 12345 12345 3.下图表示植物细胞内光合作用、呼吸作用中H的转移过程。相关叙述 正确的是 A.过程伴随有ATP的消耗 B.过程发生时的产物还有C3 C.过程需要消耗水 D.过程发生在线粒体的基质中 答案解析 过程属于光反应，产生H的过程中伴随着ATP的产生，A错误； 过程表示暗反应中C3的还原，此过程需消耗C3，B错误； 过程代表有氧呼吸第一和第二阶段，其中第二阶段需要消耗水，C正 确； 过程表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，D错误。 12345 12345 4.(2016全国甲，31)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 浅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1234567 水草无有有有有有有 距日光灯的 距离(cm) 20遮光*10080604020 50 min后试 管中溶液的 颜色 浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。 12345 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，50 min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”)。 不同光强下水草的光合作用与呼吸作用 不可靠的 答案解析 12345 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；37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量的综合作用的结果；1号试管为对照组，其中的 NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，27号试管为实验组。综上所述， 若50 min后，1号试管的溶液是浅绿色，则说明27号试管的实验结果是 由水草在不同光强下光合作用与呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝 色，表明即使无水草，也会引起溶液颜色变化，因而27号试管的实验 结果是不可靠的。 12345 (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_ _。 答案解析 黄色 水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于 3号试管 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。 12345 12345 (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_ _。 答案解析 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 条件下水草并未引起溶液中CO2含量变化，这意味着其光合作用强度与 呼吸作用强度相等。 作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等 光合 12345 5.(2014新课标，29)某植物净光合速率的变化趋势如下图所示。 据图回答下列问题： (1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在a b之间时，曲线_表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。 0 A、B、C 答案解析 根据曲线图可知，当CO2浓度为a时，高光强下(曲线A)该植物的净光合速 率为0；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当CO2浓度在ab之间时， 曲线A、B和C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。 12345 (2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增 加的环境因素是_。 答案解析 光强 由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大 于c时，由于受光强的限制，光反应产生的H和ATP不足，暗反应受到 限制，曲线B和C的净光合速率不再增加。 12345 (3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3 种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量 _(填“大于”、“等于”或“小于 ”)光合作用吸收的CO2量。 答案解析 大于 当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率 小于0，说明该植物此时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的 CO2量。 12345 (4)据图可推测，在温室中，若要采取提 高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量 ，还应该同时考虑_这一因素的影响 ，并采取相应措施。 答案解析 光强 据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采 取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一 因素的影响。 12345 课时作业 12345678910111213 1.下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是 A.过程产生H，过程消耗H，过程既产生也消耗H B.过程只发生在叶绿体基质，过程只发生在线粒体基质 C.过程消耗CO2释放O2，过程消耗O2释放CO2 D.若叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率，则甘蔗的干重必然增加 答案解析 过程分别为光反应、暗反应和呼吸作用，光反应中水的光解产生 H，暗反应中消耗H和ATP，呼吸作用中第一、第二阶段产生H，第三 阶段消耗H，A正确； 暗反应只发生在叶绿体基质，过程发生在细胞质基质和线粒体，B错误 ； 光反应不消耗CO2，只是释放O2，C错误； 叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率，则甘蔗的干重不一定增加 ，因为甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而 图示仅为叶肉细胞中能量代谢，D错误。 12345678910111213 2.用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉， 下列结论错误的是 A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O B.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2 C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2 D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6 答案解析 12345678910111213 光合作用过程中氧气来自光反应过程中水的光解，因此产物O2中的O全 部来自原料中的H2O，A正确； 光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段，其中的O全部来自原料中的 CO2，B正确； 有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段由H与氧气结合形成的， 因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2，C正确； 有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的，丙酮酸是葡萄糖分 解产生的，因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和H2O ，D错误。 12345678910111213 3.(2017宜昌质检)某科学家在研究光合作用时，做了一个如图所示的实验。 实验前，他向一个密闭容器的溶液中加进了ADP、磷酸盐、光合色素、五 碳糖及有关的酶等(如图甲所示)。实验时，按图乙的限制条件(光照、CO2等 )进行，并不断测定有机物的生成率。随着时间的推移，绘出了曲线图(如图 乙所示)。下列对此有关的描述错误的是答案 12345678910111213 A.曲线ab段平坦，是因为无CO2，不进行暗反应，所以不能生成有机物， 但有光反应进行 B.出现bc段是因为既有CO2，又有ab段产生的H和ATP，能进行暗反应生 成有机物 C.曲线cd段迅速下降的原因是C3、H和ATP不足 D.这位科学家设计的图甲装置相当于植物的叶绿体 解析 12345678910111213 ab段有光照无CO2，不能生成有机物，相当于光合作用的光反应阶段，A 项正确； bc段有CO2，利用ab段产生的H和ATP最终将CO2还原成有机物，相当于 光合作用的暗反应阶段，B项正确； 曲线cd段迅速下降的原因是ab段提供的H和ATP被消耗而不足，C3由于 不被消耗而积累，C项错误； 图甲装置有进行光合作用的原料和色素、酶等，能将CO2最终转化成有 机物，故甲装置相当于叶绿体，D项正确。 12345678910111213 4.利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关 的实验，下列叙述正确的是 A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的 氧气量 B.在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用 产生氧气 答案解析 C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢 钠溶液进行实验 D.为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近， 观察气泡产生速率的变化 12345678910111213 试管中收集的气体量是光合作用的净产氧量，A错误； 在光下有气泡产生不能确定是光合作用产生的氧气，B错误； 为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠 溶液进行实验，C正确； 探究光照强度对光合作用的影响时，距光源不同距离处，应设置不同装 置，观察气泡产生速率的变化，D错误。 12345678910111213 5.将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充 足的环境中，温度分别保持在5 、15 、25 和35 条件下，改变光照强度， 测定CO2的吸收速率，得到图1所示结果 。处理图1中有关数据得到图2、图3。下 列叙述不正确的是答案 12345678910111213 A.图1中的自变量是温度和光照强度 B.当光照强度大于7时，25 与15 条件下植物的有机物的合成速率相同 C.图2表示在535 条件下该植物光饱和点的变化 D.图3表示在535 条件下该植物呼吸速率的变化 解析 题图中CO2的吸收速率指的是净光合速率，有机物的合成速率应该是 净光合速率加上呼吸速率。当光照强度大于7时，25 与15 条件下 植物的净光合速率相等，但由于呼吸速率不同，故有机物的合成速率 也不相同。 12345678910111213 6.利用溴甲酚紫指示剂酸碱指示剂，pH变色范围：5.2(黄色)6.8(紫色) 检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下，相关叙述不正确的 是 A.黑暗处理的目的是使金鱼藻不进行光合作用 B.溴甲酚紫指示剂变为黄色是因为溶液pH减小 C.图中实验操作35能证明光合作用吸收CO2 D.该实验可证明呼吸作用释放CO2，光合作用释放O2 答案解析 12345678910111213 根据23过程可知，黑暗中金鱼藻只进行细胞呼吸，产生CO2使pH下降 ，导致指示剂由紫色变为黄色，A、B项正确； 根据35过程可知，在适宜的光照条件下，金鱼藻光合作用强度大于呼 吸作用强度，吸收CO2，使pH上升，导致指示剂由黄色变为紫色，C正确 ； 在本实验中，证明了绿色植物进行光合作用吸收CO2，并没有证明光合作 用释放O2，D错误。 12345678910111213 7.如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物 叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。下列分析正确的是 A.CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用 B.适当增加光照强度，a点将左移 C.CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等 D.甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强 答案解析 12345678910111213 对于