1、 细胞呼吸与光合作用综合题型分析一、学习目标：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。题型一、光合作用和细胞呼吸过程中物质和能量分析一、自主学习指导1.写出有氧呼吸与光合作用的总反应式。2.从具体过程中寻找物质循环和能量流动:物质循环（分析C、H、O的来源和去路） 能量流动（单向、递减）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来源过程场所去路过程场所光合作用中产生的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
2、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 （2）细胞呼吸二、当堂训练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
3、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如图表示某植物细胞内的代谢过程，下列有关叙述不正确的是（ ）AX、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸B、过程都产生HC过程发生在线粒体基质中，过程发生在叶绿体基质中D四个过程既不消耗氧气也不产生氧气3下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法错误的是 （ ）A.过程需多种酶参与，且需ATP供能B适宜条件下，过程在活细胞中都能进行C过程产生的能量最多D过程产生的H都能与氧结合产生水反思总结：题型二、光合作用与呼吸作用的相关计算一、 自主学习指导1、光合作用与呼吸作用的表示方法及相关计算(1)绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数
4、值为 。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行下，测得的数据为净光合速率。(3)真正（又称实际、总）光合速率 表观(净)光合速率通常用 来表示。真(实际、总)光合速率通常用 来表示。呼吸速率通常用 来表示。特别提醒二、 当堂训练1、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
5、.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2以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是：（ ）A光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30相等B光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与
6、呼吸作用消耗的有机物的量相等3.用绿色叶片，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照1 h(光强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：组别甲乙丙丁温度/27282930暗处理后质量变化/mg1231光照后与暗处理前质量变化/mg3331参与光合作用的酶的最适温度大约在_ _；温度为30时，叶片真正的光合作用速率为_ _4.分析有关植物光合作用的资料，回答问题：在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克斯)光饱和时光照强度(千勒克斯)
7、光饱和时CO2吸收量mg/(100 cm2叶小时)黑暗条件下CO2释放量mg/(100 cm2叶小时)A植物13115.5B植物393015(1)与B植物相比，A植物是在_光照条件下生长的植物，判断的依据是_ _ _。(2)当光照强度超过9千勒克斯时，B植物光合速率_ _，造成这种现象的实质是_ _跟不上_ _反应。(3)当光照强度为9千勒克斯时，B植物的总光合速率是_ _mg CO2/(100 cm2叶小时)。当光照强度为3千勒克斯时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为_ _mg CO2/(100 cm2叶小时)。(4) 光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期，如图。
8、若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如图，则留下的叶片的光合速率_，原因是_ _反思总结：题型三、光合作用与呼吸作用的气体变化一、自主学习指导1、光合与呼吸气体变化关系光照条件画图表示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二、当堂训练1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()。Aa、b箭头表示的是O2进出细胞的过程Be、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dD以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸
9、作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b2.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)()。A图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4B处于图甲中A、B、C、D、E任意一点，图乙中都有m1n10，m2n20C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m1n1m4n43.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
10、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4.晴朗夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内继续培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成如图所示曲线(水平虚线：实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的正确判断是（ ）AAD段表示光合作用大于呼吸作用B影响曲线BC段变缓的主要因素是温度CFG段表明气孔关闭，不进行光合作用D体内的有机物在一昼夜内有所减少5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 （ ）6树林中，阳光穿过
11、枝叶的空隙，会在地上投下光斑，光斑随着太阳的偏移和枝叶的摆动而移动。如图显示的是在人工照射下某植物叶片形成光斑，实验中测得CO2吸收速率和O2释放速率的变化情况。请据图分析回答： (1)光斑开始照射后的5秒内，O2释放速率和CO2吸收速率的变化是_ _ _ (2)图中C点O2释放速率与CO2吸收速率相等，说明_ _ _。(3)CD段O2释放速率迅速恢复至原水平的_ _ (4)实验表明，制约O2释放速率的因素是_ (5)如图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物的真光合作用速率和呼吸作用速率的影响。图中实线表示光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。请在图乙的坐标上画出植物在1560
12、范围内的净光合作用速率的变化曲线。7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”
13、“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。反思总结：题型四、光合作用与呼吸作用的综合相关实验一、自主学习指导1、光合作用、细胞呼吸相关的实验探究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
14、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
15、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
16、。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。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
17、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
18、氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。二、当堂训练1下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错误的是（ ）选项现象结论甲装置乙装置A液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸B液滴不动液滴右移只进行无氧呼吸C液滴不动液滴不动只进行有氧呼吸D液滴左移滴液右移既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸2.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（ ）Aa试管和d试管 Ba试管和b试管Cb试管和c试管 Da试管和c试管3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
19、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。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：_ _ _；_ _ _；_ _ _。4.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
20、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_。反思总结：题型五、高考真题1.（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_
21、 _；推测导致1200时光合速率出现低谷的环境因素主要是_ （填“光照”或“CO2”）。在1400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”）。2.（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：（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
22、研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是_。反思总结：题型二、光合作用与呼吸作用的相关计算3.(1)29 3 mg/h4(1)弱光因为A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物)(2)不再增加暗反应光(3)451.5(4)增加枝条上仅剩一张叶片，总光合产物减少，但结果期的植物对营养的需求最大，因此叶中光合作用产物会迅速输出，故光合速率增加题型三、光合作用与呼吸作用的气体变化6(1)O2释放速率急剧上升，CO2吸收速率上升相对缓慢(2)光反应等于暗反应(3)随着光斑的移开，光照强度降低到原来的水平，光反应速率下降(4)光照强度(5)如图所示7(
23、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题型四、光合作用与呼吸作用的综合相关实验3(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4.(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)没有对照组题型五、高考真题1. 10:00 12:00 气孔导度 光照 降低 幼叶 2.光照度、NaHCO3浓度、PH值 净光合速率 净光合速率12.5103 8酶活性受PH的影响