高考生物专练之热点01 细胞呼吸与光合作用综合典型分析（解析版）

热点01细胞呼吸与光合作用综合典型分析知识点一：细胞呼吸1.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系(1)反应式①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。②无氧呼吸：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量；C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋少量能量。(2)相关物质间量的比例关系①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。2、O2浓度对细胞呼吸的影响①解读：a．O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。b．O2浓度低时，无氧呼吸占优势。c．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。d．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。知识点二：光合作用中环境改变时光合作用各物质含量的变化1、(1)“过程法”(2)“模型法”①图1中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、[H]、ATP。②图2中曲线甲表示C5、[H]、ATP，曲线乙表示C3。③图3中曲线甲表示C5、[H]、ATP，曲线乙表示C3。④图4中曲线甲表示C3，曲线乙表示C5、[H]、ATP。2．连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。光合作用与呼吸作用的综合考察，是难点也是重点，是高考必考的一道综合大题，对于学生的图表分析能力要求较高，同时要求学生对于呼吸作用的原理以及光合作用的原理能准确记忆，同时能准确运用反应式对于表格中的数据进行精准分析。（建议用时：30分钟）一、单选题1、下图为与光合作用有关的几种曲线关系，相关表述正确的是（

）A．图甲中有机物制造量最大时的温度为25℃B．若图乙中a、b均为光补偿点，则a、b的净光合速率相等C．图丙中a点不会随着环境条件的变化而发生移动D．若甲、乙、丙、丁为同一植物，则四图中的a点含义相同【答案】B【解析】【分析】据图可知，图甲中，虚线表示不同温度下的净光合速率，实线表示不同温度下的呼吸速率，a点表示净光合速率等于呼吸速率。图乙表示密闭容器内随时间的推移，温室中二氧化碳的浓度变化情况，a点之前温室中二氧化碳的浓度逐渐升高，即呼吸速率大于光合速率，a到b之间温室中二氧化碳的浓度逐渐下降，即呼吸速率小于光合速率，b点之后室中二氧化碳的浓度再次逐渐升高，即呼吸速率大于光合速率，a、b点表示光合速率等于呼吸速率。图丙表示随光照强度的增加，光合速率先增加后保持不变，其中a点表示光合速率等于呼吸速率。图丁表示随光照强度的增加，净光合速率先增加后保持不变，在a点之前净光合作用速率小于0，a点之后净光合作用速率大于0，其中a点净光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率。【详解】A、图甲中有机物制造量最大，即总光合作用速率最大，也就是两条线之和，图中温度为25℃时对应的值大约为2+3.5=5.5，a点值为3+3=6，图甲中有机物制造量最大时的温度不是25℃，A错误；B、图乙中a点温室CO2浓度最高，b点温室CO2浓度最低，a、b两点的呼吸速率等干光合速率，则a、b的净光合速率为0，B正确；C、若图丙是在最适温度条件下测得，则当温度升高或降低时，相关酶活性可能下降，光合作用速率降低，a点会右移，C错误；D、若甲、乙、丙、丁为同一植物，则乙、丙、丁的a点含义相同，都为净光合作用为0，甲图a净光合作用不为0，甲图中a点的意义是净光合作用速率与呼吸作用速率相同，D错误。故选B。2．某同学在相同且适宜条件下，用下图两套装置进行相关实验的探究，向锥形瓶A加入活酵母与葡萄糖的混合液；锥形瓶C加入乳酸菌与葡萄糖的混合液；B、D试管加入等量的小球藻悬液，小球藻呈绿色，已知适宜条件下小球藻能在20h内数量增加4倍。下列叙述正确的是（

）A．光照条件下，装置一可探究呼吸作用的类型B．光照一定时间，装置一小球藻悬液的颜色更绿C．向锥形瓶A中加入适量酸性重铬酸钾溶液，将呈蓝绿色D．若装置二玻璃管中央加入红色液滴，可观察乳酸菌的呼吸作用强度【答案】B【解析】【分析】分析题图：由题意可知B、D两试管中加入小球藻的量相同，B试管连接含活酵母菌与葡萄糖的混合液的锥形瓶A，酵母菌可利用糖类进行细胞呼吸，产生二氧化碳通过导管运送给B试管的小球藻，为小球藻的光合作用提供原料，D试管连接含乳酸菌与葡萄糖的混合液的锥形瓶C，乳酸菌只能进行无氧呼吸，产物是乳酸，乳酸不能通过导管为小球藻提供光合作用的原料，因此在一段时间内，B试管的小球藻要比D试管内的小球藻生长快。【详解】A、光照条件下，小球藻光合作用产生氧气，氧气可通过导管进入A瓶内，使酵母菌进行有氧呼吸，所以光照条件下，装置一不可探究酵母菌呼吸作用的类型，A错误；B、根据分析可知，光照一定时间，B试管的小球藻要比D试管内的小球藻生长快，所以装置一小球藻悬液的颜色更绿，B正确；C、根据A项分析可知，酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，而酸性重铬酸钾溶液是检测酒精的，颜色变化为灰绿色，C错误；D、由于乳酸菌只能进行无氧呼吸，不消耗氧气，产物只有乳酸，没有气体变化。所以乳酸菌无论是否进行呼吸作用，装置二玻璃管中央加入的红色液滴也不会移动，即该装置不能观察乳酸菌的呼吸作用强度，D错误。故选B。3、红叶李是一种观叶植物，满山红叶时观赏价值最高。红叶李叶的颜色由花色素苷与叶绿素的比值决定。研究人员通过对红叶李进行不同时间的遮光处理，探究红叶李叶片中色度含量的原因，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是A．叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光B．实验中影响花色素苷与叶绿素比值的因素只有透光率C．观赏价值最高时，红叶李叶片对红光和蓝紫光的吸收量减少D．透光率小于40％时，遮光时间越长越利于提高红叶李的观赏价值【答案】C【解析】【分析】1、叶绿体中的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿体又分为叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素又分为胡萝卜素和叶黄素。光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。2、分析柱形图可知：花色素苷与叶绿素的比值随着透光率的降低、遮光时间的延长而下降。【详解】A、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；B、分析柱形图可知，花色素苷与叶绿素的比值随着透光率的降低、遮光时间的延长而下降，影响花色素苷与叶绿素比值的因素有透光率和遮光时间，B错误；C、红叶李叶肉细胞中的色素分布在叶绿体、液泡，叶片发绿时观赏价值下降，观赏价值最高时，叶片对红光和蓝紫光的吸收量下降，使其呈现艳丽的色彩，C正确；D、花色素苷与叶绿素的比值随着透光率的降低、遮光时间的延长而下降，透光率小于40％时，遮光时间越长，花色素苷与叶绿素的比值越低，观赏价值越低，D错误。故选C。4、如图为天竺葵叶肉细胞内发生的部分生理反应过程，其中X物质和Y物质是两种含有3个碳原子的有机物。下列相关叙述正确的是（

）A．①过程产生的NADPH通常与O2结合生成H2O并释放大量能量B．④过程的场所可能是细胞质基质，也可能是线粒体基质C．③过程需要消耗O2并产生ATPD．②和⑤过程在蓝细菌细胞内也能进行，其中⑤过程需要消耗ATP【答案】B【解析】【分析】分析图示可知：①过程为水的光解，②过程为三碳化合物的还原，③为葡萄糖分解为丙酮酸，Y物质为丙酮酸，④为丙酮酸分解为CO2，⑤为CO2的固定，X物质为C3。【详解】A、图中①过程为水的光解，其产生的NADPH不与O2结合生成H2O并释放大量能量，A错误；B、若图中④过程为有氧呼吸第二阶段或无氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质或细胞质基质，B正确；C、图中③过程为葡萄糖分解为丙酮酸，有ATP合成，但不消耗氧气，C错误；D、图中②过程为三碳化合物的还原，⑤为CO2的固定，是光合作用的暗反应过程，故在蓝细菌细胞内也能进行，三碳化合物的还原过程需要消耗ATP，D错误。故选B。5、图表示在适宜的光照强度、温度和水分等条件下，某实验小组所测得的生长状况相同的甲、乙两种植株叶片CO2吸收速率与CO2浓度的关系。下列叙述正确的是（

）A．CO2浓度为B时，甲、乙植株真光合作用速率相等B．该实验的自变量是CO2的浓度C．A点时，甲植株的光合速率等于呼吸作用速率D．若将甲、乙植株同时置于密闭的玻璃钟罩内，一段时间后甲植株先死亡【答案】D【解析】【分析】分析题图可知，甲植物二氧化碳的补偿点和饱和点较高，植株正常生长需要较高的二氧化碳浓度；乙植物二氧化碳的补偿点和饱和点较低，植株能在较低的二氧化碳浓度环境中正常生长。【详解】A、CO2浓度为B时，甲、乙植株从外界吸收的CO2相同，因此甲、乙植株净光合作用速率相等，由于不知道二者的呼吸速率，因此无法比较甲、乙植株真光合作用速率，A错误；B、该实验的自变量是CO2的浓度和植株的类型，B错误；C、A点时，甲植株叶片从外界吸收的CO2为0，即甲植株叶片光合速率等于呼吸作用速率，由于植株中存在不进行光合作用的细胞，因此甲植株的光合速率小于呼吸作用速率，C错误；D、由于乙植株能利用较低浓度的CO2，因此若将甲、乙植株同时置于密闭的玻璃钟罩内，一段时间后甲植株先死亡，D正确。故选D。6、设置若干组含有一定浓度葡萄糖溶液的密封瓶，分别向其中加入等量的酵母菌并进行培养，向各组通入不同浓度的O2，再测定各组产生的酒精和CO2的量，结果如表所示。下列叙述错误的是（

）O2浓度/%abcd产生的CO2的量/mol9121530产生的酒精的量/mol9630A．O2浓度为a时，酵母菌产生能量的场所为细胞质基质B．O2浓度为b时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等C．O2浓度为c时，葡萄糖中能量的去路有三处D．O2浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸【答案】B【解析】【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。【详解】A、O2浓度为a时，产生CO2的量和产生酒精的量相等，此时酵母菌只进行无氧呼吸，酵母菌产生能量的场所为细胞质基质，A正确；B、O2浓度为b时，无氧呼吸产生酒精的量为6mol，消耗的葡葡糖量为6/2=3mol，有气呼吸消耗的葡萄糖量为(12-6)/6=1mol，即无氧呼吸消耗的葡萄糖多，B错误；C、O2浓度为c时，CO2的产生量大于酒精的产生量，因此有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，有氧呼吸时葡萄糖中的能量去路有2个（以热能形式散失和形成ATP），无氧呼吸时葡萄糖中的能量去路有3个（储存在不彻底的氧化分解产物中、以热能形式散失和形成ATP），C正确；D、O2浓度为d时，没有酒精生成，此时酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。故选B。7、现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，当通入不同浓度的氧气时，产生的酒精和CO2的量如下图所示（实线表示酒精的生成量，虚线表示CO2的生成量）。下列叙述正确的是（）A．在氧浓度为a时，酵母菌无氧呼吸消耗1moL葡萄糖B．在氧浓度为a时，用于有氧呼吸的葡萄糖占总量的1/3C．在氧浓度为a时，无氧呼吸与有氧呼吸释放能量的比是2∶1D．在氧浓度为a时，酵母菌能够将酒精彻底氧化分解，释放CO2和能量【答案】B【解析】【分析】分析题图曲线可知，在氧浓度为a时，酵母菌无氧呼吸产生的酒精是6moL，无氧呼吸产生的二氧化碳也是6moL，有氧呼吸产生的二氧化碳则是15-6=9moL，根据无氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3moL，有氧呼吸消耗的葡萄糖是1.5moL。【详解】A、由分析可知，在氧浓度为a时，酵母菌无氧呼吸消耗3moL葡萄糖，A错误；B、由分析可知，在氧浓度为a时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3moL，有氧呼吸消耗的葡萄糖是1.5moL，因此用于有氧呼吸的葡萄糖占总量的1.5/（1.5+3）=1/3，B正确；C、由分析可知，在氧浓度为a时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3moL，则产生3×2=6分子ATP，有氧呼吸消耗的葡萄糖是1.5moL，则产生1.5×38=57分子ATP，可知无氧呼吸与有氧呼吸释放能量的比不是2∶1，C错误；D、在氧浓度为a时，酵母菌既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，无氧呼吸时，酵母菌不能将酒精彻底氧化分解，释放CO2和能量，D错误。故选B。二、非选择题8、下图中甲表示几种类型的细胞呼吸的部分物质变化示意图，乙和丙分别是温度和O2浓度对细胞呼吸速率的影响曲线。请据图回答下列问题：（1）甲图中酵母细胞中可进行的过程是____（填序号），能在人体骨骼肌细胞中进行的过程是____（填序号）。甲图中过程④产生的ATP的去向是____。（2）从乙图中可以看出，细胞呼吸的最适温度是____点对应的温度。AB段说明____。温度能否影响甲图中的①～④四个过程，____

为什么？____。（3）丙图表示酵母菌的呼吸情况，则曲线Ⅱ表示____呼吸类型。如果在瓶中培养酵母菌时，测定出瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为5∶4，这是因为有____(以比例表示）的酵母菌在进行曲线Ⅰ所示的呼吸类型（假设酵母菌进行两种细胞呼吸的速率相等）。（4）由乙、丙两图可知，贮存水果时应选择____（低温、室温、高温，无氧、低氧、高氧）的条件。【答案】

①③④

①②④

用于生物体的生命活动

B

在一定温度范围内，细胞呼吸速率随温度升高而增大

能

因为这四个过程均需在酶催化作用下进行，而酶的活性受到温度的影响

需氧

3/7

低温、低氧【解析】【分析】据图分析，甲图中①是有氧呼吸，②是产生乳酸的无氧呼吸，③是产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，④是有氧呼吸和无氧呼吸释放能量产生ATP的过程；乙图中，随着温度的升高，细胞呼吸速率先增加后降低，B点时呼吸速率最高；丙图中，随着氧气浓度的增加，Ⅰ曲线不断下降，代表无氧呼吸，而Ⅱ不断上升，代表有氧呼吸。【详解】（1）酵母菌是兼性厌氧性微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行产生酒精的无氧呼吸，且呼吸作用过程中可以产生ATP，因此其可以进行甲图中的①③④过程；人体骨骼肌细胞可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸产生乳酸，并产生ATP，因此甲图中能在人体骨骼肌细胞中进行的过程是①②④；甲图中过程④产生的ATP是直接能源物质，为各项生命活动供能。（2）据图分析，乙图中B点细胞呼吸速率最大，对应的温度为最适宜温度；AB段说明表示在一定的范围内随温度升高，细胞呼吸的速率升高；图甲中①～④四个过程都是酶促反应，而酶的活性受温度的影响，因此温度可以通过影响酶的活性而影响酶促反应的速率。（3）根据以上分析已知，丙图中Ⅱ代表有氧呼吸；根据题意分析，酵母菌呼吸作用放出CO2的体积与吸收O2的体积比为5∶4，说明有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳之比为4:1，则参与有氧呼吸和无氧呼吸的酵母菌比例为4/6:1/2=4:3，因此进行无氧呼吸（曲线Ⅰ）的酵母菌占3/7。（4）乙、丙两图可知，细胞呼吸在低温、低氧时细胞呼吸速率较低，因此贮存水果时应选择低温、低氧的条件。9、细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物，滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物（用甲、乙表示）单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线，图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度（0、b1、b2、c）下的生理状态。请据图分析回答：（1）甲、乙两种植物分别是_____、_____；当光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有_____。（2）图2中细胞器①利用CO2的场所是_____，细胞器②利用O2的场所是_____；Ⅳ状态下影响Ｏ2消耗速率的环境因素主要是_____；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ状态对应的光照强度依次是_____。（3）假如滨藜、细辛两种植物叶绿体中的基粒大小和基粒类囊体层数存在较大差异，从结构与功能相适应的角度分析，含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是_____。（4）漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势。如图为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱（暗带部分表示被吸收的光线），则滨藜、细辛两种植物中，叶绿素a与叶绿素b的比值较大的植物是_____。（5）生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线，则d点之后限制增产的主要外界因素是_____。【答案】

滨藜

细辛

叶绿体（类囊体）、线粒体、细胞质基质

叶绿体基质（或基质）

线粒体内膜（或内膜）

温度

c、b2、b1、0

细辛

滨藜

CO2浓度【解析】【分析】据图分析：图1中，a1表示甲植物的呼吸速率，b1表示甲植物的光补偿点；a2表示乙植物的呼吸速率，b2表示乙植物的光补偿点，c点表示乙植物的光饱和点。图2中：细胞器①是叶绿体，是光合作用的场所；细胞器②是线粒体，是有氧呼吸的主要场所。Ⅰ表示光合作用强度大于呼吸作用强度；Ⅱ表示光合作用强度小于呼吸作用强度；Ⅲ表示光合作用强度等于呼吸作用强度；Ⅳ表示只有呼吸作用。图3中：图示表示叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱。【详解】（1）根据题意，细辛是阴生植物，滨藜是阳生植物，由图1可知，甲是滨藜，乙是细辛。当光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用，所以场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质。（2）利用二氧化碳的细胞器是叶绿体，在叶绿体基质中固定二氧化碳。利用氧气的细胞器②是线粒体，在第三阶段与[H]结合生成水，场所是线粒体内膜，Ⅳ状态只有呼吸作用，影响呼吸作用的环境因素主要是温度。Ⅰ有氧气的释放，光合作用大于呼吸作用，对应c点，Ⅱ有氧气的吸收，光合作用小于呼吸作用，对应b2点，Ⅲ光合作用等于呼吸作用，对应b1点，Ⅳ只有呼吸作用，对应0点。（3）因为细辛是阴生植物，照射到的光照少，所以细胞中含有较大基粒和较多类囊体层数。（4）根据题意，漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，细辛主要照射的是漫射光，由图可知，细辛中叶绿素b含量多，所以叶绿素a与叶绿素b比值小，滨藜的比值大。（5）由图可知，d点后光照强度不是影响因素，而温度、水分也适宜，所以影响因素是二氧化碳浓度。10、科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量________，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在无水乙醇中的绿色果肉薄片会变成白色，原因是______________________________________。(2)图1中影响光合放氧速率的因素有________________________________。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中________的干扰。(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是____________。若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是____________（填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”）。(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20min曲线的斜率几乎不变的合理解释是____________________________；若在20min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有________（填序号：①C5②ATP③[H]④C3