专题光合作用与细胞呼吸讲解

·13· 光合作用与细胞呼吸 [构建网络]

考点一 细胞呼吸

1．细胞呼吸的过程图解 2．影响细胞呼吸的环境因素分析

项目 温度

氧气浓度 水分 影响 原理

影响酶活性 决定呼吸 类型和强度 自由水含量较高 时呼吸旺盛

坐标

曲线 [错混诊断2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·课标全国，2B)( )

3．无氧呼吸不需要O 2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·课标全国，2C)( )

4．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(2014·新课标Ⅱ，6C)( )

5．无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标全国，2A)( )

6．葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(2012·上海，25A)( )

7．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(2012·福建，1B)( )

8．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009·浙江，4A)( )

题组一 从细胞呼吸的过程与方式进行考查

1．人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是( )

A ．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP 多

B ．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP

C ．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉

D ．慢跑时慢肌纤维产生的ATP 主要来自于线粒体内膜

2．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是( )

·13· A ．若只释放CO 2，不消耗O 2，则细胞只进行无氧呼吸

B ．若CO 2的释放量多于O 2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸

C ．若CO 2的释放量等于O 2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸

D ．若既不吸收O 2也不释放CO 2，则说明该细胞已经死亡

技法提炼

判断细胞呼吸类型的五大方法

(以葡萄糖为底物)

(1)产生CO 2量＝消耗O 2量→有氧呼吸。

(2)不消耗O 2，产生CO 2→无氧呼吸(酒精发酵)。

(3)释放CO 2量>吸收O 2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。

(4)不吸收O 2，不释放CO 2→乳酸发酵或细胞已经死亡。

(5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。

题组二 以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素

3现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的O 2时，产生酒精和CO 2的量

如图所示，下列说法不正确的是( )

A ．曲线a 表示CO 2量，曲线b 表示酒精量

B ．O 2浓度为c 时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量约占葡萄糖总消耗量的34

C ．曲线a 、b 初始端的量相等，故不能确定此时酵母菌是否进行有氧呼吸

D ．酵母菌无氧呼吸的产物可用溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液鉴定

4．(2014·海南，26)某豆科植物种子萌发过程中CO 2释放和O 2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：

(1)在12～24 h 期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中

发生的部位是______________，其产物是____________________。

(2)从第12 h 到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会____，主要原因是__________________ __________。

(3)胚根长出后，萌发种子的__________呼吸速率明显升高。

技法提炼

细胞呼吸的曲线识别技巧

(1)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO 2浓度。

(2)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而加快，如O 2含量。 题组三 探究外界因素对细胞呼吸速率的影响

5．为研究淹水时KNO 3溶液浓度对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO 3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是( )

·13·

A ．樱桃根细胞无氧呼吸生成CO 2的场所是线粒体

B ．图中A 、B 、

C 三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是C 点

C ．淹水时KNO 3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用

D ．实验过程中可以改用CO 2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标

6．某同学用如图所示的装置，探究不同浓度2,4－D 溶液对大豆种子细胞呼吸速率的影响，结果如表所示。 组别 2,4－D 溶

液浓度 (mol/L)

有色液滴移动的距离(mm)

0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min A 0 0 1.1 2.2 3.3 4.4 5.5

B 10－12 0 6.5 13.0 19.5 26.0 32.5

C 10－10 0 8.0 16.0 24.0 32.0 40.0

D 10－8 0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5

(1)(2)实验装置中NaOH 溶液的作用是____________________，因而有色液滴移动的原因是_____________________。

(3)若某一阶段大豆种子依然存活，但不见液滴移动，此时大豆种子中产生A TP 的场所是_____________________。

(4)与D 组相比，当2,4－D 溶液浓度为10－12 mol/L 时，有色液滴在单位时间内移动的距离更________。

考点二 光合作用

1．色素的吸收光谱

2．光合作用的过程图解

[错混诊断]1．磷酸是光反应中合成ATP 所需的反应物(2014·新课标Ⅱ，6A)( )

2．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(2014·新课标Ⅱ，6B)( )

3．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(2013·新课标Ⅱ，2D)( )

4．叶绿素a 和叶绿素b 在红光区的吸收峰值不同(2013·新课标Ⅱ，2C)( )

5．光反应为暗反应提供[H]和H 2O(2010·海南，4A)( )

6．H 2O 在光下分解为[H]和O 2的过程发生在叶绿体基质中(2009·安徽，1B)( )

7．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(2011·新课标，3改编)() 8．离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成碳(暗)反应(2011·浙江，1D)()

题组一从光合作用的过程进行考查

1.

如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()

A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶的参与

C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成D．在无光条件下，有利于暗反应进行

2．(2014·新课标Ⅰ，2)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()

A．O2的产生停止B．CO2的固定加快

C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降

思维建模

条件曲线

光照强度由强到

弱、CO2供应不变

光照强度由弱到

强、CO2供应不变

光照不变、CO2量

由充足到不足

光照不变、CO2量

由不足到充足

题组二

3．现有a、b、c三种灯泡，其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图甲所示，现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光，期望最大限度地增加光合作用的强度。为此某同学设计了图乙所示的实验装置。(注：叶绿体中的色素主要吸收430～450 nm的蓝紫光和640～660 nm的红光)

·13·

·13·

(1)请判断三种灯泡与图甲中的曲线间的对应关系：

a 灯对应曲线________，

b 灯对应曲线________，

c 灯对应曲线________。(横线上均填序号)

(2)如给予白炽光照射，金鱼藻在不同光照强度下光合速率如图丙曲线Ⅰ变化(适宜温度、CO 2浓度为0.03%)。 ①与B 点相比，A 点叶绿体中的C 3含量________(较高、较低、相等、无法判断)。

②制约A 点光合作用的因素主要是___________________________________________。

③在B 点时，____________可能导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ。

(3)若给该装置通入C 18O 2，一段时间后，装置内出现了18O 2，请用文字或图解简要说明：_______________________。

考点三 多角度理解光合作用与细胞呼吸的关系

1．两者关系图解读

2．解读真正光合速率和净(表观)光合速率的曲线图

(1)图示

(2)解读

[错混诊断]

1．CO 2的固定过程发生在叶绿体中， C 6H 12O 6分解成CO 2的过程发生在线粒体中(2009·浙江，4B)( )

2．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成热能和ATP(2009·浙江，4C)( )

3．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)( )

4．净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长(2014·海南，7D)( )

题组一 从光合作用和细胞呼吸的联系进行考查

1．如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是( ) A ．A 过程中合成ATP 的部位是在叶绿体类囊体薄膜上 B ．B 过程中的ATP 用于还原三碳化合物(C 3)

C ．A 、C 过程中合成A TP 所需的能量来源相同

D ．D 过程中能量的去向是用于耗能的生命活动

2．(2014·天津，2)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( )

·

13·

A ．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行

B ．过程①产生的能量全部储存在ATP 中

C ．过程②产生的(CH 2O)中的氧全部来自H 2O

D ．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同 总结提升

1.光合作用与有氧呼吸的物质转化关系

2．光合作用与细胞呼吸的能量转化关系

3．项目 光合作用 有氧呼吸 [H]

来源 H 2O 光解产生 有氧呼吸第一、二阶段 去向 还原C 3 用于第三阶段还原O 2 ATP

来源

光反应阶段产生 三个阶段都产生 去向

用于C 3还原供能

用于各项生命活动 (植物的C 3还原除外)

题组二 3．(2014·四川，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是( )

A ．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响

B ．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大

C ．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率

D ．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作 4．(2014·新课标Ⅱ，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。

·13

· 据图回答下列问题：

(1)当CO 2浓度为a 时，高光强下该植物的净光合速率为________。CO 2浓度在a ～b 之间时，曲线________表示了净光合速率随CO 2浓度的增高而增高。

(2)CO 2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______________。

(3)当环境中CO 2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CO 2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO 2量。

(4)

据图可推测，在温室中，若要采取提高

CO 2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。

总结提升

光合速率与呼吸速率的关系的曲线解读

题组三 光合作用与细胞呼吸的相关计算

5．如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h 内CO 2的吸收量和释放量(单位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO 2吸收量和CO 2释放量表示。下列表述不合理的是( )

A ．在18时和6时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等

B ．假设该植物在24 h 内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为10 mg/h ，最大光合速率为85 mg/h

C ．该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A ＋C －B

D ．中午12时左右，与曲线最高点所对应的时间相比，该植物叶绿体内C 5的含量下降

6．棉花是关系国计民生的战略物资，也是仅次于粮食的第二大农作物。科研人员利用棉花植株进行了不同实验。请分析回答： (1)棉花叶肉细胞中，完成“光能→电能→活跃化学能”转化过程的部位是________，固定CO 2的场所是________。

(2)图1为选取至少具有15个棉铃(果实)的植株，去除不同比例的棉铃，进行研究棉花去铃后对叶片光合作用的影响。分析可知，叶片光合速率大小与棉铃数量呈________(填正或负)相关，其中对照组棉花植株的CO 2固定速率相对值是________。

(3)图2为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线。温度主要是通过影响________来影响棉花光合速率和呼吸速率。

(4)图2中，30 ℃时棉花净光合速率是____μmolO 2·mg －1叶绿素·h －1，棉花光合作用生产量最大时的温度是_______。

易错警示

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