高考生物大二轮复习 第01部分 专题02 生命系统的代谢 整合考点05“共同担当”的光合作用与细胞呼吸学案.doc

整合考点5“共同担当”的光合作用与细胞呼吸一、光合作用与细胞呼吸原理及关系图解1理清光合作用与细胞呼吸的关系2光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系.光合作用与细胞呼吸的物质联系(1)过程联系图解：(2)相应元素转移过程分析：.光合作用与细胞呼吸的能量联系二、影响光合作用和细胞呼吸的因素及相关模型解读1把握影响细胞呼吸的“四类”曲线(1)甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。(2)乙图：o2浓度0时，只进行无氧呼吸。0o2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。随o2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。o2浓度10%时，只进行有氧呼吸。o2浓度5%时，有机物消耗最少。(3)丙图：自由水含量较高时呼吸作用旺盛。(4)丁图：co2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。2把握光合作用中c3、c5、h、atp含量和(ch2o)合成量变化的四条曲线(1)co2供应不变(2)光照不变3关注光合作用影响因素中的2个易忽略点(1)温度：主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。(2)co2浓度：过高时会抑制植物的细胞呼吸，进而影响到光合作用。4曲线分析植物光合作用与细胞呼吸的关系(1)a点：凌晨34时，温度降低，细胞呼吸减弱，co2释放减少。(2)b点：上午5时左右，开始进行光合作用。(3)bc段：光合作用小于细胞呼吸。(4)c点：上午6时左右，光合作用等于细胞呼吸。(5)ce段：光合作用大于细胞呼吸。(6)d点：温度过高，部分或全部气孔关闭，出现“午休现象”。(7)e点：下午6时左右，光合作用等于细胞呼吸。(8)ef段：光合作用小于细胞呼吸。(9)fg段：停止光合作用，只进行细胞呼吸。三、光合作用与细胞呼吸的实验探究1解读真正(总)光合速率、表观(净)光合速率与呼吸速率的关系(1)图示(2)解读a点：只进行细胞呼吸。ab段：光合速率呼吸速率。c点：称为光饱和点。(3)明确最常用计算公式净光合速率(o2释放量或co2吸收量)总光合速率(o2产生量或co2固定量)细胞呼吸速率(o2消耗量或co2产生量)。2探究细胞呼吸的类型欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示(以发芽种子为例)：实验结果预测和结论：实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸3测定呼吸速率和光合速率(1)在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此此时测得的氧气吸收量(即空气中o2的减少量)或二氧化碳释放量(即空气中co2的增加量)直接反映呼吸速率。(2)在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映表观光合速率或称净光合速率，它们之间的关系为：真正光合速率净光合速率呼吸速率。(3)呼吸速率和表观光合速率的测定方法：(4)光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧实验设计中必须注意三点变量的控制手段，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。对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。典型的方法“黑白瓶法”：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)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。梯度法：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。细胞呼吸与光合作用的相关判断(1)人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供()(2)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同()(3)有氧呼吸产生的h在线粒体基质中与氧结合生成水()(4)无氧呼吸不需要o2的参与，该过程最终有h的积累()(5)无氧呼吸的终产物是丙酮酸() (6)磷酸是光反应中合成atp所需的反应物()(7)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与()(8)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()(9)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()(10)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低() 细胞呼吸与光合作用的过程及关系分析理解1(河北高三试卷)下图表示生物细胞内h的转移过程，下列分析正确的是()a过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着adp的产生b过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行c真核细胞的过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与d无氧条件下过程产生的h会在细胞中积累解析：过程表示光反应，可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着atp的产生；过程通常表示光合作用的暗反应，故光不是必须条件，并且也可发生在没有叶绿体的原核细胞中，此外，还有一些细菌通过化能合成作用可将二氧化碳和水合成(ch2o)，此过程既不需要光，也没有叶绿体参与；真核细胞的过程表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与；过程表示呼吸作用第一阶段，无氧呼吸产生的h还原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧化碳，不会造成细胞内h的积累。答案：c2下列是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述错误的是()a提供15n标记的氨基酸给细胞，粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均将出现放射性b给水稻提供14co2，则14c的转移途径大致是：14co214c3(14ch2o)c给水稻提供c18o2，则产生18o2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用d小白鼠吸入18o2，则在其尿液中可以检测到ho，呼出的二氧化碳也可能含有18o解析：粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所；光合作用暗反应中c原子的转移途径是co2c3(ch2o)；给水稻提供c18o2，经光合作用会产生ho，ho再参与光反应即可产生18o2；小白鼠只能进行呼吸作用，吸入18o2后，经有氧呼吸第三阶段可产生ho，ho参与有氧呼吸第二阶段，可以产生c18o2。答案：c3(2017哈尔滨三中试卷)下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是()a夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量b光合作用和细胞呼吸过程中都能产生h，前者还原c3，后者还原o2c长期储存粮食和水果蔬菜都需要降低呼吸速率，但前者需要晒干，后者需要保鲜d光合作用将光能转变为化学能，细胞呼吸将化学能转变为热能和atp解析：夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照(提高光合作用的强度)，夜晚适当降低温度(降低酶的活性，从而降低呼吸消耗)，以利于作物产量的提高，a正确；光合作用和细胞呼吸过程中都能产生h，前者还原c3，后者还原o2，b正确；长期储存粮食和水果蔬菜都需要降低呼吸速率，但前者需要晒干，后者需要保鲜，c正确；光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能、atp中的化学能以及其他形式的能(如电能、光能等)，d错误。答案：d4(2017扬州中学试卷)如图是真核细胞中的两种细胞器的结构模式图，下列有关叙述错误的是()a和的主要成分是蛋白质和磷脂b分布于上的叶绿素的合成需要mg元素c在甲、乙中，的功能都只是控制物质出入d中除了含有相关的酶，还含有少量dna解析：分析图示可知：甲为线粒体，乙为叶绿体，和分别是线粒体和叶绿体的外膜和内膜，其主要成分是蛋白质和磷脂，a项正确；为叶绿体基粒，其上有叶绿素和类胡萝卜素分布，mg元素是叶绿素合成的原料，b项正确；线粒体和叶绿体的内膜都具有控制物质出入的功能，线粒体内膜还是有氧呼吸第三阶段的场所，c项错误； 为线粒体和叶绿体基质，除了含有与光合作用暗反应相关的酶外，还含有少量dna，d项正确。答案：c5(2017济南一中试卷)光能转化成人体肌细胞内atp的能量，需要经过的主要生理过程的正确顺序是()a光合作用消化吸收主动运输有氧呼吸b光合作用呼吸作用消化吸收主动运输c呼吸作用光合作用主动运输消化吸收d主动运输消化吸收有氧呼吸光合作用解析：植物利用光合作用将光能转化为有机物(糖类)，有机物(糖类)通过动物取食消化为葡萄糖，通过主动运输吸收进入组织细胞，再经过细胞呼吸氧化分解有机物，释放大量的能量，部分形成atp中活跃的化学能。答案：a6(2017银川二中试卷)下列关于细胞代谢的叙述中，正确的是()a长跑时，人体肌细胞产生的atp主要来自线粒体基质b短跑时，人体肌细胞产生二氧化碳来自线粒体和细胞质基质c强光下，植物光合作用产生的h只来自水，有氧呼吸产生的h只来自有机物d黑暗下，植物叶肉细胞也有h和atp的生成解析：在有氧呼吸中，产生能量最多的是第三阶段，场所是线粒体内膜， a错误；人在运动时，排出的二氧化碳是有氧呼吸的产物，无氧呼吸的产物是乳酸，人体肌细胞产生的二氧化碳应来自线粒体，b错误；在光合作用中，水光解形成氧气和h，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和h，因此h来自有机物和水，c错误；黑暗中，植物进行细胞呼吸，能产生atp和h，d正确。答案：d玩转图表线，难点不再难1(山西大学附中)“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。右图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是()aab段为有氧呼吸，bc段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd段为无氧呼吸bc点以后，肌肉细胞co2的产生量将大于o2消耗量c无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在atp中d若运动强度长时间超过c点，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力解析：由图可知ab段乳酸含量没有增加，说明此时细胞进行的是有氧呼吸，乳酸是无氧呼吸的产物，ab段应该就有无氧呼吸，bc段和cd段中既有氧气的消耗，也有乳酸的产生，说明这两个阶段既有有氧呼吸也有无氧呼吸，故a错误；运动强度大于c后肌肉细胞无氧呼吸比值较大，但其不产生二氧化碳，二氧化碳的产生与有氧呼吸氧气消耗量相同，故b错误；无氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在atp，还有部分在有机物中，故c错误；若运动强度长期超过c，人体的自我调节能力是有限的，会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象，故d正确。答案：d2(江西师大附中考卷)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，co2释放量和o2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是()a氧浓度为d时，贮藏的该植物非绿色器官不易变味b氧浓度为c时，释放的co2最少，总呼吸强度最弱c氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的4倍d氧浓度为a时，只有无氧呼吸，不存在有氧呼吸解析：植物的非绿色器官只进行呼吸作用不进行光合作用，o2为a时，无o2的吸收，但有较多co2的释放，说明植物进行较强的无氧呼吸，不存在有氧呼吸，d正确；o2为b时，co2释放量为8，o2吸收量为3，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，o2吸收量为3，则有氧呼吸消耗葡萄糖为0.5，释放的co2为3，进而可得出无氧呼吸释放的co2为835，无氧呼吸消耗葡萄糖为2.5，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，c错误；o2为c时，释放的co2最少，表明此时总呼吸强度最弱，一般用于此氧气浓度下储存瓜果蔬菜等，消耗有机物最少，b正确；o2为d时，co2释放量和o2吸收量相等，表明植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，呼吸产物只是co2和水，此时贮藏的该植物非绿色器官不易变味，a正确。答案：c3用14co2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是()a叶肉细胞利用14co2的场所是叶绿体基质，暗反应全过程都消耗atp和hboa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降cab段三碳化合物浓度不变的原因是14co2消耗殆尽db点后叶肉细胞内没有有机物的合成解析：叶肉细胞暗反应阶段利用14co2，其场所是叶绿体基质，但是在co2的固定过程中并不消耗atp和h，所以a错误；图示中，oa段叶肉细胞中三碳化合物浓度上升，说明消耗的五碳化合物增加，故五碳化合物浓度有所下降，b正确；ab段三碳化合物浓度不变的原因不是14co2消耗殆尽，而是由于co2被c5固定形成c3，以及c3的还原过程保持相对稳定，c错误；b点后短时间内，叶肉细胞内仍然有有机物的合成，d错误。答案：b4(海口高三月考卷)将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以co2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度()5101520253035光照下吸收co2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗下释放co2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50下列对该表数据分析正确的是()a昼夜不停地光照，温度在35时该植物不能生长b每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20的条件下，该植物积累的有机物最多c昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30d每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30时，该植物积累的有机物是温度在10时的2倍解析：光照下吸收的二氧化碳是光合作用量减去呼吸作用量，即净光合作用量。昼夜不停地光照，温度在35时该植物还能吸收二氧化碳3mg/h，说明能不断积累有机物进行正常生长，a错误；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20的条件下，该植物积累的有机物为3.251.51.75 mg/h，应该在表中数据中是占最多的，所以b正确；昼夜不停地光照，适于植物生长的最适宜温度应该是单位时间内积累有机物最多的温度条件，即25，c错误；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度30条件下积累的有机物量可表示为均为3.530.5mg/h，而在10条件下，积累的有机物量可表示为均为1.750.751.0mg/h，所以应该是在10时，该植物积累的有机物是温度在30时的2倍，d错误。答案：b细胞呼吸与光合作用的实验探究1在某装置中加入葡萄糖以培养酵母菌，在适宜温度下培养一段时间后，经检测，装置中葡萄糖减少了x摩尔，气体的体积总量增加了y摩尔，下列分析正确的是()a此过程中葡萄糖分解成丙酮酸的场所有细胞质基质和线粒体b此过程酵母菌在线粒体基质中产生的co2量为(6x3y)摩尔cx摩尔葡萄糖分解后，其中的能量的去路是形成atpd反应结束后向装置中加入酸性重铬酸钾溶液，则装置内溶液会变黄解析：葡萄糖分解成丙酮酸发生在细胞质基质中。据题干信息可知，此过程中酵母菌无氧呼吸产生的co2量为y摩尔，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为y/2摩尔，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为(xy/2)摩尔，故此过程中酵母菌在线粒体基质中产生的co2量为(6x3y)摩尔。x摩尔葡萄糖分解后，其中的能量的去路包括以热能形式散失、形成atp和存留在酒精中等。酒精与酸性重铬酸钾溶液反应呈灰绿色。答案：b2(漳州八校联考卷)将酵母菌处理获得细胞质基质和线粒体。用超声波将线粒体破碎，线粒体内膜可自然反卷成小的膜泡，原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面。下列四支试管在适宜温度下不能产生co2的是()a葡萄糖细胞质基质b丙酮酸细胞质基质c葡萄糖小膜泡d丙酮酸线粒体基质解析：酵母菌是兼性厌氧型生物，其无氧呼吸和有氧呼吸都能产生二氧化碳；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产生二氧化碳的场所是细胞质基质；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，产生二氧化碳的场所是线粒体基质；所以葡萄糖细胞质基质，可通过无氧呼吸产生二氧化碳，a正确；丙酮酸细胞质基质，可通过无氧呼吸产生二氧化碳，b正确；丙酮酸线粒体基质，可通过有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，d正确；根据题意，用超声波将线粒体破碎，线粒体内膜可自然反卷成小的膜泡，原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，所以葡萄糖小膜泡不能产生二氧化碳，c错误。答案：c3(2017江西师大附中)下图表示新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()a提取色素时加入碳酸钙是为了使研磨更充分b色素带最宽的是乙c四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大d四种色素中，丙和丁主要吸收红光和蓝紫光解析：提取色素时加入碳酸钙是为了防止研磨中色素被破坏，而加入二氧化硅有助于研磨得充分，a项错误；据图可知，乙色素含量最多，所以色素带最宽，b项正确；四种色素中丁随层析液扩散的距离最远，扩散速度最快，说明丁色素的溶解度最大，c项错误；由图可知甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素，甲和乙主要吸收红光与蓝紫光，丙和丁主要吸收蓝紫光，故d项错误。答案：b4(2017西安高三检测卷)如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析，正确的是()a装置甲是无氧呼吸的装置b装置乙应在e处检测是否有酒精生成c装置乙应让d先反应一会再连接d两个装置均需要在黑暗条件下进行实验解析：甲进行的是有氧呼吸，a错误；装置乙应在e处检测是否有二氧化碳生成，b错误；装置乙应让d先反应一会再连接，以确保通入e处的二氧化碳是酵母菌无氧呼吸产生，c正确；酵母菌不能进行光合作用，故两个装置可以在光下进行实验，也可以在黑暗条件下进行实验，d错误。答案：c5某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，作如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的光合作用速率(3y2zx)/6 gcm2h1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则m处的实验条件是()a下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时b下午4时后将整个实验装置遮光6小时c下午4时后在阳光下照射6小时d下午4时后将整个实验装置遮光3小时解析：由于叶片的光合作用速率(3y2zx)/6 gcm2h1，根据x和y的数值，只能求出净光合速率为(yx)/6，而光合速率净光合速率呼吸速率，故还需测呼吸值，即下午4时后必须遮光处理，c项错误；设暗处理时间为t小时，则光合速率(yx)/6(yz)/tt(yx)6y6z/6t，比较已知光合速率大小为(3y2zx)/6，不难看出t3时符合题意，故d项正确，a、b、c项错误。答案：d6下图是探究活的酵母菌呼吸作用的实验装置图。装置中底物(葡萄糖)充足且温度适宜。a、b表示着色液滴，可随容器中气体量的变化而发生移动。下列现象不可能发生的是()aa不动而b右移ba左移而b不动ca左移b右移da不动b不动解析：a不动说明没有气体的消耗，只进行无氧呼吸，b右移说明不消耗气体但还会产生气体(co2)，可见酵母菌进行的是无氧呼吸，a正确；a左移说明有气体(o2)的消耗，即酵母菌进行了有氧呼吸，b不动说明消耗气体(o2)与产生气体(co2)体积相同，结合两者说明酵母菌只进行有氧呼吸，b正确；如果a左移，说明有气体(o2)的消耗，即酵母菌进行了有氧呼吸，b右移说明消耗气体(o2)体积小于产生气体(co2)体积，结合两者说明酵母菌同时进行有氧和无氧呼吸，c正确；a不动说明没有气体的消耗，只进行无氧呼吸，b不动说明消耗气体(o2)与产生气体(co2)体积相同，说明只进行有氧呼吸，这种现象是不可能的，d错误。答案：d细胞呼吸与光合作用的综合考查1(2017潍坊高三试卷)蓝色氧化剂dcpip被还原后变成无色。某兴趣小组探究了水溶性物质m对光反应的影响，实验过程及结果如下表所示，请分析回答。组别实验操作蓝色消失时间(min)叶绿体悬浮液试剂1试剂2光照强度co2甲5ml0.1%dcpip溶液56滴细胞等渗液配制的m溶液(1mmol/l)2ml3klx未通入30乙5mly60丙5ml细胞等渗液配制的m溶液(1mmol/l)2ml1klx65丁5mly120(1)分离细胞中叶绿体的常用方法是_。实验乙、丁中y为_，用细胞等渗溶液取代清水配制m溶液的目的是_。(2)蓝色消失是因为光反应产生了_。实验中观察到有气泡产生，相关气体产生的具体部位是_。因未通入co2，暗反应不能为光反应提供_，所以气泡不能持续产生。(3)本实验的结论有：_，_。解析：(1)分离细胞器一般用差速离心法；叶绿体离开细胞后需放在细胞等渗溶液中才能维持正常形态，因而y为细胞等渗溶液；配制m溶液应用细胞等渗溶液配制；(2)根据题意，