【赢在起点】2014高考生物第一轮复习（基础自查+对应训练+限时训练+高考真题体验） 第14讲 光合作用和呼吸作用综合分析学案（含解析）

1 学案学案 1414 光合作用和呼吸作用综合分析光合作用和呼吸作用综合分析 复习要求 1 理解光合作用和细胞呼吸的过程 影响因素 相关实验及在生产实践中的作用 学会分 析实验数据 图表 曲线等形式的试题 2 学习获取信息 理解信息 提高分析 推理 评价及实验探究能力 基础自查 一 光合作用和细胞呼吸的多角度多层次比较 1 尝试用简要图示表示光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系 2 试着从反应式上追踪元素的来龙去脉 请写出光合作用总反应式 分析 O2 中 O 原子来自 CO2 中 C 请写出有氧呼吸反应式 分析 产生的 H2O 中的 O 原子来自 2 从具体过程中寻找物质循环和能量流动 试通过下图 分析物质循环和能量流动 物质循环和能量流动 3 光合作用和细胞呼吸中 H 的来源和去路分析 光合作用细胞呼吸 过程 来源 场所 过程 去路 场所 特别提醒 光合作用中产生的 H 是还原型辅酶 NADPH 十分简化的表示方式 教材 P103 相关 信息 而细胞呼吸中产生的 H 是还原型辅酶 I NADH 十分简化的表示方式 教材 P94 相关信息 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 H2 只能写成 H 或 NADH 或 NADPH 4 光合作用和细胞呼吸中 ATP 的来源及去路分析 1 光合作用中 2 2 细胞呼吸中 特别提醒 1 不同能源物质之间的关系 2 生态系统中能量转化及转移途径 3 1 绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为 2 绿色植物组织 下 测得的数据为净光合速率 3 真正光合速率 表观 净 光合速率通常用 来表示 真 实际 光合速率通常用 来表示 3 呼吸速率通常用 来表示 光照条件画图表示 CO2 O2 的来 源和去向 含义 光合作用呼吸作用强弱 O2 量或 CO2 的 量 相当于坐标图中的点或段 黑暗 弱光照 较强光照 强光照 特别提醒 对应训练 1 绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系 下面物质代谢简图表示了两者之 间的关系 请根据图示分析回答 1 是在 上进行的 所需要的外界条件是 发生的能量变化是 2 表示 过程 在这一过程中 所需要的外部条件主要有 和 4 3 上述 过程中 能产生 ATP 的过程是 写代号 4 产生的 ATP 去向是 其作用是 中产生的 ATP 作用是 课堂深化探究 知识储备 无论哪种题型 只要明确以下几点就能抓住问题的本质 题型一 坐标曲线题的解题技巧 知识储备 解决坐标曲线题的方法 可概括为 一识标 二明点 三析线 三个基本步骤 一识标 坐标曲线 实际上是 横坐标 对 纵坐标 的影响结果 标 不同 曲线的含 义就不同 形状也不相同 所以 认真识别坐标图中纵 横坐标的含义 找出纵 横坐标 之间的联系 是解题的前提 二明点 曲线是满足一定条件的点的集合 在这些点中 有些点特殊 如 曲线的起点 转折点 终点 曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等 往往隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义明确这些 特殊点的含义是解题的基础 例如 上图曲线中 特殊点就 有 A B C D 四个 而这些点的含义往往就是试题考查的 内容 三析线 正确分析曲线形状 如 何时开始上升 何时趋向平缓 何时出现转折 其原因 分别是什么等等 这是解题的关键 如右图 我们 就要在 一识标 二明点 的基础上 进一步分析得出 A 点为光合作用面积的饱和点 OA 段表明叶面积指数从 0 6 时 光合作用实际量随叶面积的不断增大而增大 当叶面积 指数大于 6 时 光合作用实际量不再随叶面积的增大而增大 因为有很多叶子被遮挡在光 补偿点以下 OB 段表明干物质量随光合作用的增加而增加 由于 A 点以后光合作用量不再 增加 而叶片随叶面积的不断增加其呼吸量也不断增加 直线 OC 所以干物质积累量不 断降低 如 BC 段 对应训练 1 某生物兴趣小组欲研究密闭的温室一昼夜内 O2 浓度变化的情况 当地日照时间为 6 时至 5 18 时 在适宜的生长条件下 预期一昼夜内温室中 O2 变化的曲线最可能是 2 图中纵轴表示植物光合作用或呼吸作用的速度 横轴表示各种外界条件 其余的条件都 是适宜的 对曲线中 M 点的描述 不正确的是 A 若横轴表示光强度 则 M 点光合速度最大 B 若横轴表示 CO2 浓度 则 M 点光合速度最大 C 若横轴表示 O2 浓度 则 M 点呼吸速度最大 D 若横轴表示光强度或 CO2 浓度 则 M 点表示光合速度与呼吸速度相等 题型二 光合作用与细胞呼吸的相关测定 知识储备 1 光合作用速率表示方法 通常以一定时间内 CO2 等原料的消耗或 O2 CH2O 等产物的 生成数量来表示 但由于测量时的实际情况 光合作用速率又分为表观光合速率和真正光 合速率 2 在有光条件下 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 实验容器中 O2 增加量 CO2 减少量 或有机物的增加量 称为表观光合速率 而植物真正光合速率 表 观光合速率 呼吸速率 如图所示 3 呼吸速率 将植物置于黑暗中 实验容器中 CO2 增加量 O2 减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率 4 一昼夜有机物的积累量 用 CO2 量表示 可用下式表示 积累 量 白天从外界吸收的 CO2 量 晚上呼吸释放的 CO2 量 5 判定方法 1 若为坐标曲线形式 当光照强度为 0 时 CO2 吸收值为 0 则为真正 实际 光合速率 若是负值则为表观光合速率 2 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值 则为表观光合速率 3 有机物积累量一般为表观光合速率 制造量一般为真正 实际 光合速率 对应训练 3 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 其他实 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 黑暗中释放 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 在 35 时该植物不能生长 B 昼夜不停地光照 在 15 时该植物生长得最快 C 每天交替进行 12 小时光照 12 小时黑暗 在 20 时该植物积累的有机物最多 D 每天交替进行 12 小时光照 12 小时黑暗 在 30 时该植物积累的有机物是 10 时的 2 倍 题型三 光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律 知识储备见基础自查 5 对应训练 4 如下图所示 图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况 其中 a f 代表 6 O2 或 CO2 图乙表示该植物在适宜的条件下 O2 净产量 光合作用的 O2 产生量 呼吸作用 的 O2 消耗量 与光照强度之间的关系曲线 据图回答下列问题 1 在图甲中 b 可代表 物质 b 进入箭头所指的结构后与 结合 生成大量的 2 在适宜的条件下 若用 CO2 H218O 供给植物进行代谢 则甲图中的 d 所代表的物质应 是 3 在图乙中 A 点时叶肉细胞内生成的物质有 在 N 点后 O2 净产量的增长逐渐减 慢并趋向平衡 其制约的内在和外在因素分别是 4 在其他条件不变的情况下 适当提高棚内的温度 可以提高蔬菜的产量 此时乙图中 N 点向 左 右 移动 5 在图乙 P 点所处的状态时 叶绿体内 ATP 移动的方向是 A 点状态时 可以 发生图甲中的哪些过程 用图中字母表示 D 点时发生 字母表示 题型四 根据特定装置进行光合作用和呼吸作用强度的比较 知识储备 测定细胞呼吸作用或确认呼吸类型常采取 U 型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法 即 在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物 活种子或植物或动物 通过生物呼吸过程中释放 CO2 或吸入 O2 引起的气压变化 进而推测或计算生物的呼吸状况 如图装置所示 由于生物呼吸时既产生 CO2 又消耗 O2 前者可引起装置内气压升高 而后者则引起装置内 气压下降 为便于测定真实呼吸情况 应只测其中一种气体变化情况 为此 测定过程中 往往用 NaOH 或 KOH 吸收掉呼吸所产生的 CO2 这样 整个装置中的气压变化 只能因吸收 O2 所引起 从而排除 CO2 对气压变化的干扰 1 物理误差的校正 由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起 为使测定结果更趋准确 应设置 对照实验 以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差 此时 对照实验与呼吸装置相 比 应将所测生物灭活 如将种子煮熟 而其他各项处理应与实验组完全一致 包括 NaOH 溶液 所用种子数量 装置瓶及玻璃管的规格等 2 探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系 将上述装置置于不同光照强度 可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光照距 离进行控制 条件下 被研究生物应为绿色植物 结果分析 若红色液滴右移 说明光 照较强 光合作用大于细胞呼吸 释放 O2 使瓶内气压增大 若红色液滴左移 说明光照 较弱 细胞呼吸大于光合作用 吸收 O2 使瓶内气压减小 若红色液滴不动 说明在此光 照强度下光合作用等于细胞呼吸 释放 O2 等于吸收 O2 瓶内气压不变 3 细胞呼吸状况的实验测定归纳 欲测定与确认某生物的呼吸类型 应设置两套呼吸装置 两套呼吸装置中的单一变量为 NaOH 与蒸馏水 即用等量的蒸馏水取代实验组的 NaOH 溶液 其他所有项目均应一致 加蒸 馏水的装置内气压变化应由 CO2 与 O2 共同决定 两套装置可如下图所示 当然 此时仍有 必要设置另一组作误差校正之用 7 结果与分析 若装置 1 液滴左移 装置 2 液滴不动 则表明所测生物只进行有氧呼吸 因有氧呼 吸产 CO2 量与耗 O2 量相等 若装置 1 液滴不动 装置 2 液滴右移 则表明所测生物只进行无氧呼吸 因无氧呼吸只 产 CO2 不耗 O2 若装置 1 液滴左移 装置 2 液滴右移 则表明该生物既进行有氧 呼吸 又进行无氧呼吸 装置 1 与装置 2 液滴均左移 则呼吸过程中 O2 吸收量大于 CO2 释 放量 呼吸底物中可能有脂质参与 a 为使实验结果精确 排除实验误差还应设置如图装置 3 以便校 正 b 进行结果与结论的描述时应 先结果后结论 而不是 先结论后结果 如上 4 与光合作用和呼吸作用相关的装置图 常将氧气的变化量作为观测指标 解读装置图时 一定要注意图示中的三个因素和一个变化量 常见的装置如下图或与下图相似 解答问题时一定要注意 图甲中常用气泡的释放速率 或单位时间内释放的气泡数 作为观测指标 图乙中常将毛细刻度管中有色液滴的移动位置作为观测指标 上述两个指标 指的都是净光合作用量 即光合作用总量 呼吸作用消耗量 5 黑白瓶题 将装有测样点的水和光合植物的黑 白瓶置于不同水层中 测定单位时间内溶解氧含量的 变化 借此测定水生植物光合速率 黑瓶不透光 瓶中生物仅能进行呼吸作用 白瓶透光 瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用 因此 真光合作用量 光合作用总量 白瓶中氧气增 8 加量 黑瓶中氧气减少量 对位训练 5 两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下探究实验 请据题分析作答 1 甲兴趣小组想探究的具体问题是 酵母菌是否在有氧 无氧条件下均能产生 CO2 现 提供若干套 每套均有数个 实验装置 如图 A D 所示 请根据实验目的选择装置序号 并按照实验的组装要求排序 装置可重复使用 有氧条 件下的装置序号 无氧条件下的装置序号 装置中 C 瓶的作用是 B 瓶中澄清的石灰水还可用代替 2 乙兴趣小组利用图 所示装置 橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管 探 究酵母菌的细胞呼吸类型 如果想得到实验结论 还必须同时设置对照实验 请问对照实验装置 假设该装置编号 为 如何设计 请预测与结论相符合的现象 并填写下表 装置中红色液滴的移动现象 序号 装置 装置 结论 1a b 不移动 只进行有氧呼吸 2 c 不移动 d 只进行无氧呼吸 3e f 既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 若酵母菌消耗的 O2 为 3 mol 而释放的 CO2 为 9 mol 则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的 量是有氧呼吸的倍 题型五 比较光合作用和细胞呼吸的关系 知识储备 1 生物层面区别 生物类型 自养生物 异养生物 光合作用能进行 不能进行 细胞呼吸 能进行 能进行 碳源 无机碳如 CO2 有机碳如糖类 2 细胞层面区别 器官及细胞 能否光合作用 能否细胞呼吸 导管细胞不能不能 根 其它细胞 不能 能 纤维细胞 导管细胞 不能 不能 皮层细胞 能 能 茎 其它细胞 不能 能 叶 导管细胞 不能 能 9 表皮细胞 不能 能 叶肉细胞 能 能 保卫细胞 能 能 3 细胞器层面区别 光合作用场所只有一个叶绿体 细胞呼吸场所有两个 细胞质基质和线粒体 主要场所为 线粒体 且只能利用丙酮酸不能利用葡萄糖 因两种细胞器的功能不同 所以产生的气体 不同 叶绿体产生 O2 线粒体则产生 CO2 对应训练 6 培养单细胞绿藻的培养液和培养单细胞酵母菌的培养液 在所含成分上最大区别是 A 前者必须含有机成分 B 后者必须含有机成分 C 前者可以不含无机盐 D 后者可以不含无机盐 7 现将提取的含新鲜完整线粒体和叶绿体的悬浮液 分别加入盛有丙酮酸溶液和 NaHCO3 溶 液的两支大小相同的试管中 给予充足光照 都会产生气泡 请问这两种气泡成分是否一 样 解释原因 限时训练 题组一 光合作用 细胞呼吸关系的综合题 1 如图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解 下列有关该图的说法中正确的是 A 只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用 B 光合作用光反应阶段产生的 H 只来自水 而呼吸作用产生的 H 只来自有机物 C 耗氧量相同的情况下 同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生 ATP 的量可能相同 D 在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气 2 如图为某种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 HO 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 18 2 去向是图中的 b 3 2010 广州六中调研 下图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系 图乙表示 该植物叶肉细胞的部分结构 图中 M 和 N 代表两种气体的体积 下列说法正确的是 注 不 考虑无氧呼吸 10 A 图甲中的纵坐标数值即为图乙中的 m4 B 处于图甲中 A B C D E 任意一点 图乙中都有 m1 n1 0 m2 n2 0 C 图甲中 E 点以后 图乙中 n4 不再增加 其主要原因是 m1 值太低 D 图甲中 C 点时 图乙中有 m1 n1 m4 n4 4 2012 天津市河西质调 小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 和 30 下图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图 图乙是在 CO2 浓度一定 环境温度为 25 不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度 请据图分析回答问题 1 当图甲中细胞有 d 过程发生而没有 e 过程发生时 该细胞处于的生理状态是 若是 d 过程也不发生 则此时该细胞内进行的生理过程是 用化学反应 式表示 2 在图乙中 B 点时 叶肉细胞中产生 ATP 的场所有 C 点时 该植物的 总光合速率为 mg dm2 叶 h C 点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素 是 3 适当提高 CO2 浓度时 C 点将 填 上移 下移 或 不动 当植物缺镁 时 B 点将 填 左移 或 右移 4 某同学以绿色植物叶片为材料 探究环境条件对细胞呼吸速率的影响 请帮助他提出一 个探究的课题 需要特别注意的是 该实验需要在 条 件下进行 题组二 侧重坐标曲线 柱状图 表格的试题 5 如图为不同温度下金鱼的代谢率 耗氧量 与氧分压的关系图 据图不能得出的结论是 A 在一定范围内 代谢率随氧分压下降而下降 B 25 环境中金鱼的代谢率比 15 环境中的高 C 代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同 D 氧分压超过一定范围后 代谢率不再随氧分压增加而增加 6 2011 湖南十二校联考 阳光穿过森林空隙形成的 光斑 会随太阳移动和枝叶的摆动 11 而移动 如图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中与吸收 CO2 和释放 O2 有关的变化曲线 此曲线说明 A 光斑照射前光合作用无法进行 B 光斑照射开始后 光反应和暗反应迅速同步增加 C 光斑照射后 O2 释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用 D CO2 曲线中 AB 段的变化说明进行暗反应与光照无关 7 某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响 做了如下实验 将 8 株各有 20 片叶片 大小和长势相似的天竺葵盆栽植株 分别放在密闭的玻璃容器中 在不同实验条件下 利用传感器定时测定密闭容器中 CO2 含量的变化 实验结果统计如下 表 请分析回答下列问题 编号 12345678 温度 1010202030304040 光照强度 lx 1 00001 0000 1 00001 0000 开始时 CO2 量 g 5 05 05 05 05 05 05 05 0 12 h 后 CO2 量 g 4 55 13 55 41 95 92 05 8 1 表中序号 1 3 5 7 可构成另一个相对独立的实验组合 在该实验组合中 自变量是 无关变量是 至少答两个 2 序号 2 4 6 8 可构成另一个相对独立的实验组合 则该实验组合研究的主题是 3 根据表中实验数据 在图中的坐标上标出光照强度为 1 000 lx 温度分别为 10 20 30 和 40 时的光合作用速率 标出相应的点即可 并请注明横坐标所表示的 变量和具体数值 4 在光照强度为 1 000 lx 温度为 30 时 12 h 每株天竺葵可积累葡萄糖约 g 计算结果保留一位小数 相对原子质量 C 12 H 1 O 16 8 在一定实验条件下 测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系 氧气浓度为 15 呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示 请据图回 答下列问题 12 1 在光合作用过程中 光反应为暗反应提供的两种物质是 2 影响图甲中 a 曲线 A 点上下移动的主要外界因素是 图乙中细胞呼吸有关曲线 的数据需在 条件下测量 3 由图丙可知 40 时 植物体 填 能 或 不能 显示生长现象 而 5 时的状态可用图甲中 填 A B 或 C 点表示 4 用大棚种植蔬菜时 白天应控制光照强度为 点对应的光照强度 温度为 最佳 5 在图甲和图乙中绘制下列有关曲线 图甲中光合作用强度是用 CO2 吸收量 mol h 表 示的 请改用 O2 的吸收量 mol h 表示光合作用强度 并在图甲中再绘出光合作用强度与 光照强度的关系曲线 在图乙中再绘出无氧呼吸 CO2 的释放量与 O2 浓度的关系 题组三光合作用 细胞呼吸相关的实验探究 9 欲通过观察倒置的装有水生植物和水的试管中有无气泡产生 来验证植物的光合作用产 生了氧气 下列四个倒置的试管中 最佳设计的一组是 A a 试管和 d 试管 B a 试管和 b 试管 C b 试管和 c 试管 D a 试管和 c 试管 10 某转基因作物有很强的光合作用能力 某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因 作物光合强度测试的研究课题 研究中设计了下图所示的装置 13 请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试 实验步骤 1 测定植物的呼吸作用强度 方法步骤 2 测定植物的净光合作用强度 方法步骤 11 2012 江西师大附中 临川一中联考 为了研究植物的呼吸作用 小刚设计了如图 所示的装置 请你和小刚一起探究下列问题 1 实验时 广口瓶用不透光的黑纸包住 其目的是防止瓶内的植物进行 作用 对实验产生干扰 2 经过一段时间后 可以看到细玻璃管中的红墨水将 选填 左移 右移 或 不动 揭去广口瓶外的黑纸 观察到广口瓶中发生的现象是 原因 是 为了探究植物的光合作用是否需要光 小刚同学设计并完成如下图所示的实验 请你对 他的实验进行分析 然后回答有关问题 1 实验时首先将植物放在黑暗处 其目的是使叶片中的 耗尽 2 图中 a 选用的液体应该是 3 滴加碘液后叶片变成了蓝色 说明叶片中产生了 4 小刚设计的实验的不足之处是 14 高考真题体验 1 2013 浙江卷 30 为研究某植物对盐的耐受性 进行了不同盐浓度对其最大光合速率 呼吸速率及根相对电导率影响的实验 结果见下表 盐浓度 mmol L 1 最大光合速率 mol CO2 m 2 s 1 呼吸速率 mol CO2 m 2 s 1 根相对电导率 0 对照 31 651 4427 2 10036 591 3726 9 50031 751 5933 1 90014 452 6371 3 注 相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比 可反映细胞膜受 损程度 请据表分析回答 1 表中最大光合速率所对应的最小光强度称为 与低盐和对照相比 高盐 浓度条件下 该植物积累有机物的量 原因是 CO2 被还原成 的 量减少 最大光合速率下降 而且有机物分解增加 上升 2 与低盐和对照相比 高盐浓度条件下 根细胞膜受损 电解质外渗 使测定的 升高 同时 根细胞周围盐浓度增高 细胞会因 作用失水 造成植物萎 蔫 3 高盐浓度条件下 细胞失水导致叶片中的 增加 使气孔关闭 从而减少水分 的散失 2 2013 四川 将玉米的 PEPC 酶基因导入水稻后 测的光照强度对转基因水稻和原种水稻 的气孔导度及光合速率的影响结果 如下图所示 注 气孔导度越大 气孔开放程度越高 气孔导度 mol m 2 s 1 42 光照强度 102 mol m 2 s 1 0 2 0 4 0 6 0 8 86121014 光合速率 mol m 2 s 1 42 光照强度 102 mol m 2 s 1 10 20 30 40 86121014 O 0 10 转基因水稻 原种水稻 转基因水稻 原种水稻 水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是 捕获光能的色素中含量最多的是 CO2 通过气孔进入叶肉细胞后 首先与 结合而被固定 固定产物的还原需要光反 应提供 光照强度低于 8 102 mol s 1 时 影响转基因水稻光合速率的主要因素是 光照强度为 10 14 102 mol s 1 时 原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变 可能的原因是 分析图中信息 PEPC 酶所起的作用是 转基因水稻更适合栽种 在 环境中 3 2013 江苏卷 33 9 分 为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响 在不同浓 度 NaCl 条件下 对其净光合速率 胞间 CO2 浓度 光合色素含量等进行测定 结果如下图 检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化 请参照图回答下列问题 15 1 叶绿体中色素的功能是 2 大气中的 CO2 可通过植物叶片表面的 进入植物体内 光合作用产生的有机 物 C6H12O6 中的氧来源于原料中的 有机物 C6H12O6 中的氧经细胞有氧 呼吸后到终产物 中 3 当 NaCl 浓度在 200 250 mmol L 时净光合速率显著下降 自然条件下该植物在夏季晴 朗的中午净光合速率也会出现下降的现象 前者主要是由于 后者主要 是由于 4 总光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示 请在答题卡指定 位置的坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图 4 2013 江苏卷 28 7 分 雨生红球藻是一种单细胞绿藻 是天然虾青素含量最高的物 种之一 虾青素是一种类胡萝卜素 色泽鲜红 因其具有良好的抗氧化能力和着色作用而 受到广泛关注 为了培养雨生红球藻以获得虾青素 科研人员研究了 A B 两种植物生长调 节剂对单位体积藻液内雨生红球藻细胞数 干物质质量 虾青素含量的影响 结果见下表 请回答下列问题 1 雨生红球藻和蓝藻细胞都能进行光合作用 但是发生的场所不同 前者光合作用的场 所是 2 B 的浓度从 0 1 mg L 提高到 0 5 mg L 时 雨生红球藻单位干物质中虾青素含量的变 化是 3 与 B 相比 A 的浓度变化对虾青素含量影响的特点是 4 两种生长调节剂中 与细胞分裂素生理功能更相似的 是 5 与叶绿素 a 叶绿素 b 叶黄素进行比较 虾青素和其中的 分子结构最相 似 6 在本实验基础上 设计实验探究 A B 的协同作用对雨生红球藻增产虾青素的影响 选用 A B 时首先应考虑的浓度分别为 5 下列关于光合作用的叙述 正确的是 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 2009 安徽 1A H2O 在光下分解为 H 和 O2 的过程发生在基质中 2009 安徽 1B 在叶肉细胞中 CO2 的固定和产生场所分别是叶绿体基质 线粒体基质 2010 天津 1 16 改编 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和 ATP 2009 浙江 4C 番茄幼苗在缺镁的培养液中长时间培养后 光反应强度会降低 暗反应强度也降低 2011 新课标全国 3 改编 叶肉细胞在光照下进行光合作用 不进行呼吸作用 2009 全国 1D 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 2009 浙江 4D 破坏叶绿体外膜后 O2 不能产生 2011 浙江 1A 6 2012 海南 8 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内 在适宜条件下光照 培养 随培养时间的延长 玻璃容器内 CO2 浓度可出现的变化趋势是 A 一直降低 直至为零 B 一直保持稳定 不变化 C 降低至一定水平时保持相对稳定 D 升高至一定水平时保持相对稳定 7 2012 山东 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 b c 段和 d e 段下降的原因相同 D 丙曲线 b d 段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 8 2012 天津 5 设置不同 CO2 浓 度 分组光照培养蓝藻 测定净光合速率和呼吸速率 光合速率 净光合速率 呼吸速率 结果见右图 据图判断 下列叙述正确的是 A 与 d3 浓度相比 d1 浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的 H 多 B 与 d2 浓度相比 d3 浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的 ATP 多 C 若 d1 d2 d3 浓度下蓝藻种群的 K 值分别为 K1 K2 K3 则 K1 K2 K3 D 密闭光照培养蓝藻 测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物 9 2012 浙江 30 14 分 某植物在停止供水和恢复供水条件下 气孔开度 即气孔开放程度 与光合 速率的变化如图所示 17 停止供水后 光合速率下降 这是由于水是 的原料 又是光合产物在 植物体内 的主要介质 在温度 光照相同的条件下 图中 点与 点相比 c 光饱和点低的是 点 其主要原因是 停止供水一段时间后 叶片发黄 原因是 此时类囊体结构破坏 提 供给碳反应的 减少 生产实践中 可适时喷洒植物激素中的 起到调节气孔开度的作用 10 2012 重庆 长叶刺葵是棕榈科热带植物 为了解其引种到重庆某地后的生理状况 某研究小组在水分充足 晴朗无风的夏日 观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化 趋势图 1 据图分析 光合作用消耗 ATP 最快的时刻是 根吸水能力最强的时刻是 直接引起蒸腾速率变化的生理指标是 推测导致 12 00 时光合速率出现 低谷的环境因素主要是 填 光照 或 CO2 在 14 00 时若适当提高 CO2 浓度 短时间内叶绿体中 H 含量的变化是 2 若该地土壤缺钙 一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是 填 老叶 或 幼叶 3 假设若干年后将引种后代重新移栽回原产地 与原产地长叶刺葵杂交不育 原因是地 理隔离导致了 11 2012 大纲 金鱼藻是一种高等沉水植物 有关研究结果如下图所示 图中净光合速 率是指实际光合速率与呼吸速率之差 以每克鲜重每小时释放 O2 的微摩尔数表示 据图 回答下列问题 18 1 该研究探讨了 对金鱼藻 的影响 其中 因变量是 2 该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx 在黑暗中 金鱼藻的 呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气 mol 3 该研究中净光合速率随 pH 变化而变化的主要原因是 19 学案 14 光合作用和呼吸作用综合分析 答案与解析 基础自查 一 1 2 全部来自水 经 C3 进入 CH2O 不经 C5 全部来自 O2 与反应物 H2O 中 O 原子无关 2 物质循环 3 光合作用和细胞呼吸中 H 的来源和去路分析 光合作用细胞呼吸 过程 来源 场所 叶绿体内的 类囊体薄膜 1 细胞质基质 2 线粒体基质 过程 去路 场所叶绿体基质线粒体内膜 4 光合作用和细胞呼吸中 ATP 的来源及去路分析 20 1 光合作用 ATP 光反应 类囊体膜上 ADP Pi 暗反应 叶绿体基质中 2 细胞呼吸 ATP 都产生 ATP 场所为细胞质基质和线粒体 ADP Pi 各项生命活动需要 5 1 呼吸速率 2 在光下 光合作用与细胞呼吸同时进行 3 净光合速率 呼吸速率 O2 释放量 CO2 吸收量或有机物积累量 O2 产生量 CO2 固定量或有机物制造量 黑暗中 CO2 释放量 O2 吸收量或有机物消耗量 光照条件含义 光合作用呼吸作用强弱 相当于坐标图中的哪一点 黑暗只进行呼吸作用 不进行光合作用 所以单位时间内 O2 的吸收量或者 CO2 的 释放量代表呼吸速率 相当于 A 点 弱光照细胞呼吸作用强于光合作用 细胞呼吸所需要的 O2 一是来自光合作用 二 是从外界吸收 细胞呼吸产生的 CO2 一部分供给光合作用利用 一部分释放 到外界环境中 相当于 AB 段 较强光照光照达到一定强度时 光合作用强度与细胞呼吸作用强度相同 细胞呼吸产生 的 CO2 量与光合作用需要的 CO2 量相等 光合作用产生的 O2 量与细胞呼吸需 要的 O2 量相等 相当于 B 点 强光照光合作用强于细胞呼吸 光合作用所需的 CO2 一是由细胞呼吸产生 二是从 外界环境吸收 光合作用产生的 O2 一部分供给细胞呼吸利用 一部分释放 到外界环境中 单位时间内 CO2 的吸收量或的 O2 释放量即为净光合速率 相 当于 BC 段 对应训练 答案 1 叶绿体内的类囊体薄膜 一定强度的光照 光能转变为活跃的化学能 2 有氧呼吸 O2 适宜的温度 3 4 转移到叶绿体基质中利用 为暗反应 提供能 量 为各项生命活动供能 课堂深化探究 1 解析 夜间 温室内的植物进行有氧呼吸消耗 O2 温室内 O2 的浓度降低 当光照强度 增强 光合作用强度大于呼吸作用强度时 释放 O2 温室内 O2 的浓度升高 18 点时光合 作用强度等于呼吸作用强度 之后 光合作用强度小于呼吸作用强度或光合作用停止 植 物吸收 O2 O2 的浓度降低 答案 D 2 答案 D 3 解析 光照下吸收 CO2 的量代表的是有机物的积累量 黑暗中放出 CO2 的量代表的是有 机物的消耗量 35 时该植物的有机物积累量为 3 能正常生长 植物生长最快时的温度 为 25 每天交替进行 12 小时光照 12 小时黑暗 在 20 时该植物积累的有机物为 3 25 12 1 5 12 21 mg 同理可算出其他温度条件下有机物的积累量 在所有的温度中 21 20 时有机物积累量最多 每天交替进行 12 小时光照 12 小时黑暗 在 10 时该植物积 累的有机物为 1 75 12 0 75 12 12 mg 在 30 时该植物积累的有机物为 3 5 12 3 0 12 6 mg 在 10 时该植物积累的有机物是 30 时的 2 倍 答案 C 4 解析 该题以图解和坐标曲线的形式考查光合作用 呼吸作用的过程 两者互相提供原 料 光合作用需要线粒体呼吸作用释放的 CO2 来合成有机物 线粒体呼吸作用要消耗光合 作用产生的 O2 同时会分解光合作用合成的有机物为生物生命活动提供直接的能源物质 曲线的 A 点光照强度为零 此时只进行呼吸作用 P 点表示光合作用强度等于呼吸作用强 度 答案 1 O2 H ATP 和水 2 18O2 3 CO2 和 H2O 叶绿体的数量 二氧化 碳浓度 或温度 4 左 5 从类囊体膜到叶绿体基质 ef abcd 5 解析 1 在探究酵母菌进行有氧呼吸产生 CO2 时 检验产生的 CO2 可以用澄清的石灰 水 在向装置中通入空气时 为排除空气中 CO2 对实验结果的干扰 需要先通过 10 的 NaOH 溶液除去 CO2 所以实验装置的顺序为 C A B 或 C B A B 在无氧条件下 不需 要通入空气 所以装置只需要 D B 即可 2 在探究酵母菌的细胞呼吸类型时 可以根据液 滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型 在设计对照实验时 可以将 10 NaOH 溶液换 成蒸馏水 其他设计同装置 若酵母菌进行有氧呼吸 消耗氧气 产生的 CO2 被 NaOH 溶液 吸收 导致装置 内气压下降 液滴左移 若酵母菌进行无氧呼吸 不消耗氧气 产生的 CO2 被 NaOH 溶液吸收 不会引起装置 内气压的改变 液滴不动 根据有氧呼吸的反应式 可知 每消耗 1 mol 氧气产生 1 mol CO2 消耗 1 6 mol 葡萄糖 根据题目信息 消耗 3 mol O2 释放 CO2 9 mol 可知有氧呼吸产生 CO2 为 3 mol 无氧呼吸产生 CO2 为 6 mol 则酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量为 1 2 mol 无氧呼吸消耗的葡萄糖量为 3 mol 故无氧 呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 6 倍 答案 1 C A B 或 C B A B D B 吸收空气中的 CO2 排除其对实验结果 的干扰 其他合理答案亦可 溴麝香草酚蓝水溶液 不可有错别字 2 装置 除用等量清水代替 10 NaOH 溶液外 其他设计与装置 相同 a 向左移 d 向右移 e 向左移 f 向右移 6 6 解析 单细胞绿藻因含叶绿体 可进行光合作用自己制造有机物 单细胞酵母菌既无叶 绿体 也无叶绿素 不能进行光合作用 因而必须提供现成的有机成分 至于无机盐 二 者都不能缺少 答案 B 9 答案 气泡成分不一样 因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸 产生的是 CO2 而叶绿 体利用 NaHCO3 溶液分解产生的 CO2 气体进行光合作用 产生的是 O2 限时训练 1 解析 在有光的条件下 细胞呼吸产生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用 故 A 错 误 光合作用的光反应阶段产生的 H 来自水 有氧呼吸第一阶段产生的 H 来自有机物葡 萄糖 第二阶段产生的 H 来自丙酮酸和水 故 B 错误 强光下植物呼吸作用消耗的氧气可 能来自光合作用产生的氧气 也可能来自外界环境 故 D 错误 答案 C 22 2 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 HO 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 18 2 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 答案 C 3 解析 图乙中 m1 m4 分别表示线粒体释放 细胞释放 细胞吸收 叶绿体吸收的 CO2 量 n1 n4 分别表示线粒体吸收 细胞吸收 细胞释放 叶绿体释放的 O2 量 A 错误 图 甲中的纵坐标数值是整个细胞吸收的 CO2 量 即为图乙中的 m3 B 错误 如在 E 点时 叶 绿体产生的 O2 足够线粒体呼吸消耗 n2 0 C 错误 图甲中 E 点以后 图乙中 n4 不再增 加 即达到光饱和点 其主要原因是叶绿体中的色素等有限 来不及吸收和利用更多的光 能 D 正确 图甲中 C 点时 光合作用强度等于呼吸作用强度 故有 m1 n1 m4 n4 答案 D 4 答案 1 光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 6O2 C6H12O6 6H2O6CO2 12H2O 能量 2 细胞质基质和线粒体 叶绿体 20 酶 CO2 浓度 3 上移 右移 4 探究温度 O2 浓度 对细胞呼吸速率的影响 黑暗 5 解析 金鱼的代谢率 耗氧量 除受温度影响外 还受氧分压影响 在 25 时 若氧分 压很低 则其代谢率也将很低 答案 B 6 解析 光斑照射前氧气的释放速率大于 0 说明光合作用在进行 光斑照射开始后 氧 气释放速率增加相对较快 而二氧化碳吸收速率增加相对较慢 说明光反应和暗反应不是 迅速同步增加的 光斑移开后 AB 段中二氧化碳吸收速率下降 说明进行暗反应与光照有 关 答案 C 7 解析 1 表中序号 1 3 5 7 可构成一个相对独立的实验组合 在该实验组合中 探 究的是温度对光合作用速率的影响 根据单一变量原则 自变量是温度 因变量是密闭容 器中二氧化碳含量的变化 无关变量有光照强度 二氧化碳浓度 天竺葵盆栽植株的大小 和长势 叶片的数目等 2 序号 2 4 6 8 可构成另一个相对独立的实验组合 该实验 的自变量也是温度 但没有光照 所以该实验组合研究的主题是温度对植物呼吸作用速率 的影响 3 根据表中实验数据 光照强度为 1 000 lx 温度为 10 时的实际光合作用速 率为净光合作用速率 此温度下的呼吸作用速率 即 5 0 4 5 5 1 5 0 0 6 g 12 h 以此类推 20 30 和 40 时的实际光合作用速率分别为 1 9 g 12 h 4 0 g 12 h 和 3 8 g 12 h 4 根据光合作用的反应式 6CO2 12H2OC6H12O6 6O2 6H2O 光能 叶绿体 在光照强度为 1 000 lx 温度为 30 时 12 h 每株天竺葵可积累葡萄糖 2 1 g 180 3 1 6 44 答案 1 温度 光照强度 二氧化碳浓度 2 温度对植物呼吸作用速率的影响 3 见下 图 四个点正确 横坐标含义正确 不得连线 四个点对应的数值依次为 0 6 1 9 4 0 3 8 4 2 1 8 解析 1 光反应为暗反应提供了还原性氢和 ATP 2 在甲图中 A 点时无光照 只进 23 行呼吸作用 影响呼吸作用强度的主要外界因素是温度 在图乙中 为排除光照对气体交 换量的影响 可以在无光或黑暗的条件下进行测量 3 在图丙中 40 时真正光合速率已 经很低 而呼吸速率很高 说明与光合作用有关的酶的活性较低而与呼吸作用有关的酶的 活性较高 使植物体总有机物量减少 不能显示生长现象 在 5 时光合速率和呼吸速率 相等 可用甲图中的 B 点表示 4 大棚蔬菜在种植时 白天应在较大光照强度下 以增强 光合作用 温度应在真正光合速率和呼吸速率的差值最大时 即图丙中的 25 时最好 5 在绘制氧气的吸收量曲线时 对应于二氧化碳吸收量的曲线 找到光照强度为 0 时氧气 的消耗量 光照强度和呼吸强度相等时的 B 点和最大二氧化碳吸收量时氧气的释放量 绘 制出氧气吸收量的曲线 从图乙可以看出 D 点时 只进行有氧呼吸 无氧呼吸释放的 CO2 为 0 在氧气浓度为 0 时 二氧化碳的释放量为 1 连点进行描线即可得到曲线 答案 1 ATP 和 H NADPH 2 温度 无光 或黑暗 3 不能 B 4 C 25 5 如下图 9 解析 该实验变量为倒置的装水试管中是否有植物 故应该选 a 与 c 对照 答案 D 10 答案 1 甲 乙装置 D 中放入 NaOH 溶液 乙装置作为对照组 将装置甲 乙的 广口瓶遮光处理 放在温度等相同的环境中 30 分钟后分别记录甲 乙两装置中红墨水 滴移动的方向和刻度 2 甲 乙装置 D 中放入 NaHCO3 溶液 乙装置作为对照组 将 装置甲 乙放在光照强度 温度等相同的环境中 30 分钟后分别记录甲 乙两装置中红 墨水滴移动的方向和刻度 11 解析 由于实验材料是植物幼苗 而探究的是植物的呼吸作用 故要将广口瓶用不 透光的黑纸包住 其目的是防止瓶内的植物进行光合作用对实验产生干扰 由于呼吸作用 过程中消耗氧气 产生二氧化碳 二氧化碳被澄清石灰水吸收 装置内气体减少 红墨水 将左移 由于吸收了二氧化碳 导致澄清石灰水变浑浊 探究植物光合作用是否需要光的实验中 首先将植物放在黑暗处 目的是消耗叶片中的 有机物 减少对实验结果的干扰 光照后要用酒精对叶片进行脱色处理 避免叶绿体色素 对实验结果的影响 在实验时要设置对照组排除无关变量的干扰 答案 1 光合 2 左移 澄清石灰水变浑浊 呼吸作用产生了 CO2 1 有机物 淀粉 2 酒精 3 淀粉 4 没有对照组 高考真题体验 1 答案 1 光饱和点 减少 三碳糖 呼吸速率 2 根相对电导率 渗透 3 脱落酸 解析 1 最大光合速率对应的最小光照强度称为光饱和点 此时再增大光照强度 光合 作用的速率也不再增加 高浓度条件下植物为保水关闭气孔光合作用强度减弱 CO2 被还 原成的三碳糖减少 但是呼吸作用在增强 2 根据题干信息电导率越强细胞受损越严重 由于外界溶液浓度高于细胞内浓度 细胞 会由于渗透作用失水 3 细胞失水脱落酸浓度升高 有利于细胞保水 24 2 答案 1 叶绿体 叶绿素 a 2 C5 H 和 ATP 3 光照强度 实际利用 CO2 的量没有改变 4 提高气孔导度和提高水稻在强光下的光合速率 光照强度较强 命题思路 本题借 光照强度对转基因水稻的气孔导度和光合速率的影响 创设情境 考查 分子与细胞 中光合作用的场所 色素含量 物质变化和影响因素 以此考查学生 的知识理解和信息获取能力 属基础和能力双重立意的综合运用题 解析 因为叶绿素 a 含量最多 所以捕获光能的色素中含量最多的是叶绿素 a 因为光照强度增加 气孔导度下降但是光合速率没有改变 则说明暗反应速率没有改变 所以实际利用 CO2 的量没有改变 图 1 直接可以看出 PEPC 酶可以提高气孔导度 图 2 可以看出 PEPC 酶能够提高 CO2 的固定 能力 由于和原种水稻相比转基因水稻的光合速率随着光照强度的增加 说明转基因水稻 适合光照强度较强的环境 3 答案 1 吸收 传递 转换光能 2 气孔 CO2 CO2 3 光合色素含量降低 胞间 CO2 浓度降低 4 光合作用消耗的 CO2 量 光合作用产生的 O2 量或光合作用产生的有机物的量 绘图 解析 1 叶绿体中色素的功能是吸收 传递和转化光能 用于光合作用的暗反应阶 段 2 大气中 CO2 的吸收需通过植物叶片表面的气孔扩散进入叶肉细胞 是光合作用的暗反 应阶段的反应物 CO2 中的 O 进入到暗反应的产物葡萄糖中 葡萄糖参与有氧呼吸时 其 中的 O 在第二阶段进入到产物 CO2 中 3 结合三幅图分析 NaCl 浓度在 200 250mmol