1、细胞呼吸与光合作用 知识梳理1.有氧呼吸反应式：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。2无氧呼吸反应式：C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量，C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。3有氧呼吸三个阶段均能产生ATP，第三阶段产生ATP最多。4有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。5有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放能量，形成ATP。6.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。7吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。8叶绿体是进行光合作用的场所。9光合作用释放的O2来自H2O。5光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收
2、光能，将H2O分解成H和O2，同时形成ATP的过程。6暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。7.光照强度：直接影响光反应的速率，光反应产物H和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。8CO2浓度：CO2是暗反应的原料，CO2浓度直接影响光合速率。9光合速率与呼吸速率的关系：(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。一、 选择题1酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，下列叙述错误的是()A有氧呼吸和无氧呼吸产生的
3、CO2都是在第二阶段B有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和H2OC呼吸产物中有酒精生成，说明细胞一定进行了无氧呼吸D有氧呼吸时CO2与O2浓度的比值，细胞质基质大于线粒体内【答案】D【解析】线粒体中消耗O2，产生CO2，因此有氧呼吸时CO2与O2浓度的比值，线粒体大于细胞质基质内。2下列有关植物细胞呼吸的叙述，不正确的是()A糖类、脂肪、蛋白质等都可以作为呼吸底物B植物细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2或乳酸和CO2C细胞呼吸过程中释放热能，有助于种子萌发、幼苗生长D油菜种子中含脂肪多，萌发时耗氧多，要注意适当浅播【答案】B【解析】植物细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2或乳酸。3如图表示人体内主
4、要能源物质氧化分解的部分途径，其中X、Y、M、N代表物质。下列叙述正确的是()A糖原水解主要发生在骨骼肌细胞中BXY过程发生在细胞质基质中CM、N分别代表乳酸和酒精DY、M、N中的氧元素均来自X【答案】B【解析】糖原水解主要发生在肝细胞中，A错误；X是葡萄糖，Y是丙酮酸，XY过程是呼吸作用的第一阶段，发生在细胞质基质中，B正确；M是乳酸，N是水，C错误；N是水，其中的氧元素来自氧气，D错误。4如图是酵母菌呼吸作用实验示意图，相关叙述正确的是()A条件X下葡萄糖中能量的去向有三处B玉米胚乳、甜菜块根在X条件下也会产生物质aC条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解，并产生CO2和水D试剂甲为溴麝香草酚蓝
5、水溶液，现象Z是由蓝变绿再变黄【答案】A【解析】根据产物酒精判断条件X为无氧，无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒精中，一部分储存在ATP中，其余以热能形式散失，A正确；玉米胚乳、甜菜块根在X(无氧)条件下会产生乳酸，a是二氧化碳，B错误；线粒体不能利用葡萄糖，C错误；试剂甲为酸性重铬酸钾溶液，D错误。5下列关于人体细胞呼吸的叙述，正确的是()A有氧呼吸的主要场所是线粒体，线粒体内能发生遗传信息的传递B无氧呼吸的两个阶段都能释放少量能量并合成少量ATPC线粒体将葡萄糖彻底氧化分解时，会释放大量能量并合成大量ATPD同一细胞可能同时具有催化丙酮酸转化为乳酸和酒精的酶【答案】A【解析】线粒体
6、是有氧呼吸的主要场所，线粒体中有DNA，能发生遗传信息的传递，A正确；无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，合成少量ATP，第二阶段不释放能量，也不合成ATP，B错误； 葡萄糖分解成丙酮酸后才能进入线粒体，C错误； 同一细胞中不可能同时存在催化丙酮酸转化为乳酸和酒精的酶，D错误。6下列关于细胞呼吸及其应用的叙述，错误的是()AO2与CO2的比值，线粒体内比细胞质基质内低B无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中有少量ATP生成C幼叶细胞的呼吸速率通常比成熟叶的大D降低O2浓度可抑制果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗【答案】B【解析】O2以自由扩散的方式顺浓度梯度由细胞质基质进入线粒体而被利用，CO2的
7、产生部位是细胞质基质和线粒体基质，可见，O2与CO2的比值，线粒体内比细胞质基质内低，A正确；无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中没有能量的释放，也就没有ATP生成，B错误；一般而言，幼叶细胞代谢强度高于成熟叶，因此幼叶细胞的呼吸速率通常比成熟叶的大，C正确；有氧呼吸必须有O2参与，O2浓度的高低会影响有氧呼吸的强度，所以降低O2浓度可抑制果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗，D正确。7下列关于细胞呼吸原理的应用的叙述正确的是()A破伤风杆菌可进行有氧呼吸和无氧呼吸，为避免其在有氧时大量繁殖需要及时处理伤口B利用麦芽糖、葡萄、粮食和酵母菌，在控制通气的情况下，可以产生各种酒C马拉松比赛时，因细胞
8、无氧呼吸产生大量的乳酸和CO2，会使肌肉酸胀乏力D种子、果蔬储存在完全无氧的环境中，可将损失减小到最小【答案】B【解析】破伤风杆菌属于厌氧菌，只能进行无氧呼吸，A错误；酵母菌在发酵罐中进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，因而在控制通气的情况下，利用麦芽糖、葡萄、粮食和酵母菌、发酵罐等在控制通气的情况下，可以生产各种酒，B正确；马拉松比赛时，因细胞无氧呼吸产生大量的乳酸，会使肌肉酸胀乏力，但不产生二氧化碳，C错误；完全无氧的环境中，细胞进行无氧呼吸，消耗的有机物较多，无氧呼吸的特点是有氧时无氧呼吸受抑制，在低氧的环境中，有氧呼吸因氧气浓度低而很弱，无氧呼吸因氧气存在而受抑制，细胞总呼吸低，消耗的
9、有机物少，可以将损失减小到最低，D错误。8.用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升，则NaHSO3溶液的作用可能是()A促进叶绿体中CO2的固定B抑制叶绿体中C3的还原C促进叶绿体中ATP的合成D抑制叶绿体中有机物的输出【答案】C【解析】若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定，则CO2被C5固定形成的C3增加，消耗的C5增加，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，A项错误；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中C3的还原，则C3被还原生成的C5减少，消耗的C3减少，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将减少，C3的含量将增
10、加，B项错误；若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成，则被还原的C3增加，生成的C5增加，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将增加，C3的含量将减少，C项正确；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出，意味着暗反应中C3的还原过程变慢，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，D项错误。9.如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判定甲和乙分别为何种色素 ()A叶绿素a、叶绿素b B类胡萝卜素、叶绿素C叶黄素、叶绿素a D叶绿素、类胡萝卜素【答案】D【解析】根据曲线分析可知，甲主要吸收红光和蓝紫光，乙主要吸收蓝紫光，因此甲为
11、叶绿素，乙为类胡萝卜素，D正确。10.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是()A提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多B胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高C色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小D滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片【答案】A【解析】叶绿体色素中绿色的叶绿素含量占到3/4，所以提取液呈绿色，A正确；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方，B错误；色素带的宽窄反映了色素含量的多少，C错误；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带，D错误。11.科学家恩格
12、尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片。惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验能够得出的结论是()A红光和蓝光对好氧细菌有吸引作用B好氧细菌喜欢聚集在氧气含量少的光区C叶绿体主要吸收绿光用于光合作用，放出氧气D叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气【答案】D【解析】好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，主要说明这两个区域有氧气产生，A项错误；好氧细菌进行有氧呼吸需要消耗氧气，所以喜欢聚集在氧气含量多的光区，B项错误；该实验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，说明红光和蓝光部位有氧
13、气产生，而氧气是光合作用光反应的产物，所以该实验说明叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，并释放氧气，C项错误、D项正确。12某同学模拟科学家萨克斯探究光合作用过程的实验做法如下：先将绿色叶片放在暗处数小时进行“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论不合理的是 ()A本实验设置了对照组B有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因C实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态D实验证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉【答案】D【解析】该实验中的变量是光
14、照，曝光组为对照组，遮光组为实验组；有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因；先将绿色叶片放在黑暗处处理数小时，目的是为了让叶片在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗，达到无淀粉状态；实验现象表明，叶片的未遮光部分遇碘变蓝，说明产生了淀粉，叶片的遮光部分遇碘没有变蓝，说明没有淀粉产生，所以，绿叶只有在光下才能产生淀粉，淀粉是光合作用的产物，但该实验无法证明叶绿体能利用光能将CO2转变成淀粉。13下列有关光合作用和化能合成作用的叙述错误的是()A这两个生理过程合成有机物所利用的能量形式不同B能进行光合作用或化能合成作用的生物属于自养生物C这两个生理过程合成有机物所利用的原料不同D这两个生理过
15、程的顺利进行均需要酶的催化【答案】C【解析】光合作用利用光能合成有机物，化能合成作用利用无机物氧化时释放的化学能合成有机物，A项正确；这两个生理过程的共同点是将无机物(二氧化碳和水)合成糖类等有机物，因此能进行光合作用或化能合成作用的生物属于自养生物，B项正确、C项错误；细胞内糖类等有机物的合成离不开酶的催化，D项正确。14.下列关于影响光合作用的因素的叙述，错误的是()A温度能影响光合速率，主要是影响光合作用过程中各种酶的活性BCO2参与光合作用的暗反应，其浓度太低会限制光合速率C其他条件不变，达到光饱和点时增加光照强度不能使光合速率增加D除温度、CO2浓度和光照强度外，其他环境因素对光合速
16、率没有影响【答案】D【解析】光合作用过程中各种酶的活性受温度影响，A正确；CO2是暗反应的原料，浓度太低会影响暗反应速率，进而影响光合速率，B正确；达到光饱和点时增加光照强度不能使光合速率增加，此时限制因素为温度、CO2浓度等，C正确；除温度、CO2浓度和光照强度外，水分对光合速率也有影响，D错误。15.下列关于提高北方冬天大棚蔬菜产量的措施中，合理的是()A加盖稻草帘可降低呼吸作用B施用农家肥可促进蔬菜对有机物的吸收C适当的增加昼夜温差，可减少有机物消耗D采用蓝紫色薄膜，有利于提高光能利用率【答案】C【解析】白天加盖稻草帘减小光照面积，降低光合作用产量，晚上加盖稻草帘有保温作用，可提高呼吸作
17、用，A错误；施农家肥可以补充CO2，提高蔬菜的光合作用速率，但不能促进蔬菜对有机物的吸收，B错误；蔬菜白天进行光合作用与呼吸作用可积累有机物，晚上无光照只进行呼吸作用消耗有机物，适当的增加昼夜温差，可减少有机物消耗，C正确；光合作用主要利用红光，对蓝紫光利用较少，采用蓝紫色薄膜，不利于提高光能利用率，D错误。二、 填空题1.马拉松是典型的耐力型运动项目，有氧供能是马拉松运动供能的主要方式。改善运动肌利用氧是马拉松项目首要解决的问题之一。如图是两个运动员在不同运动强度下进行测试，测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系。回答下列问题：(1)在测试中，运动员的运动肌细胞产生ATP的场所有_。(2)
18、测试结果表明，血液中乳酸含量与摄氧量呈正相关。摄氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是_。据图分析，运动员_更适合从事马拉松运动。(3)等量的脂肪含有的能量比糖类多。在运动过程中，运动员可通过饮用运动饮料补充水、无机盐和能量。为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，一般宜选用_(填“单糖”或“脂肪”)作为补充能量的物质，理由是_。【答案】(1)线粒体，细胞质基质 (2)运动强度增加，摄氧量增加，但此时有氧呼吸供能不足，无氧呼吸增强乙 (3)单糖脂肪的含氢量高，氧化分解脂肪消耗的氧气比糖类多 【解析】(1)无氧呼吸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。(2)图中曲线表明，随着运动强
19、度增加，所需能量增加，有氧呼吸增强，但有氧呼吸增强也不能满足运动增强所需要的能量，因此无氧呼吸也随之增强，产生的乳酸增多。图中曲线可以看出，相同运动强度、摄氧量时，乙的乳酸比甲相对要少，因此乙比甲更适合从事马拉松运动。(3)脂肪与糖相比，氢多氧少，因此在氧化分解时需要消耗的氧气多，因此为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，一般宜选用单糖作为补充能量的物质。 2.低温寒潮会造成农作物受灾，光合作用是受低温影响较显著的过程之一。科研人员用黄瓜研究低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响。(1)选取长势相同的黄瓜叶片，平均分成两部分，在相同且适宜的条件下，分别测定叶片_，目的是用于_。 (
20、2)分别进行预处理，一部分置于低温弱光下，一部分置于_下，在培养箱内处理6小时之后，再次置于相同且适宜的条件下，测定光合作用强度，结果如图。该实验除了得出低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度以外，还发现_的结论。(3)为进一步探究上述两种预处理对光合作用强度影响的原因，用NADP作H受体来测定NADPH生成速率的变化，结果如下：预处理低温黑暗低温弱光实验前实验后实验前实验后NADPH生成速率100%85.1%100%55.8%实验结果表明低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著。分析其影响光合作用强度更显著的原因：_。【答案】(1)光合作用强度对照(2)低温黑暗低温弱光预处理
21、对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著 (3)低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著，生成的ATP、NADPH更少，进一步影响C3还原过程，最终导致光合作用强度减弱更明显【解析】(1)(2)根据题目信息，实验目的是研究黄瓜受到低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响，因此实验前后应分别测定叶片的光合速率，实验设置低温弱光和低温黑暗两种处理。通过对实验结果的分析可看出低温弱光预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著。(3)从实验结果看出低温弱光处理后，植物NADPH生成速率降低幅度较大。因此推测低温弱光预处理造成光反应的产物不足，因此导致光合作用强度减弱更明显。3.为了研究光照对玉米叶
22、片净光合速率的影响，测得玉米叶片在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线如图所示。回答下列问题：(1)在t1t2时，暗反应速率逐渐_(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是_。(2)在t3时，玉米叶肉细胞的叶绿体利用CO2的相对值为_。(3)在t3t4时给予全日照，玉米叶片吸收CO2量的相对值不再上升，说明_；此时玉米叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度，原因是_。【答案】(1)增大光照强度增大，光反应为暗反应提供H和ATP增多，导致暗反应增强(2)13(3)给予70%全日照已经达到玉米的光饱和点光饱和时玉米叶肉细胞光合作用强，利用细胞间CO2的速率快【解析】(1)在t1t2时光照增强，叶
23、绿体类囊体薄膜上的色素捕获光能增加，光合速率逐渐加快，光反应为暗反应提供H和ATP增多，加速了叶绿体基质中C3的还原，导致暗反应增强，进而使光合作用速率增大。(2) 实际光合速率净光合速率呼吸速率。由图可知，在t3时，净光合速率9，呼吸速率4，玉米叶肉细胞的叶绿体利用CO2的相对值为9413。(3)在t3t4时给予全日照，玉米叶片吸收CO2量的相对值不再上升，说明光照强度不再是光合速率的限制因素，70%全日照已经达到玉米的光饱和点；光饱和时玉米叶肉细胞光合作用强，利用细胞间CO2的速率快，导致玉米叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度。4.光补偿点与光饱和点是研究光照强度对植物光合作用影响
24、的两个重要指标。光补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的光照强度；光饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低光照强度。请回答相关问题：(1)在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，_是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光合作用不再增强的原因主要是_。(2)早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往往_(填“降低”或“升高”)，植物的光补偿点会_(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗质量应当采取_(至少答出两点)等措施。(3)如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率_(填“相同”“不同”、或“不一定相同”)，原因是_。【答案】(1)光照强度环境中的CO2浓度较低(C5和光合作用有关酶的含量也是有限的)，导致暗反应限制了光反应(2)降低升高增施有机肥、利用CO2发生器、适当通风、施用碳酸氢铵肥料(答出两点即可)(3)不一定相同它们的呼吸速率不一定相同【解析】(1)达到光饱和点之前，限制光合速率的因素是光照强度，达到光饱和点之后限制光合速率的环境因素是CO2浓度。(2)早春采用密闭玻璃温室育苗时，由于光合速率大于呼吸速率，温室内CO2浓度会降低，因此光饱和点对应的光合速率会降低，光补偿点会升高。(3)不同植物的呼吸速率不同，因此净光合速率相等时，总光合速率不一定相同。
