1、专题四光合作用和细胞呼吸考纲要求1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.细胞呼吸()。4.实验：叶绿体色素的提取和分离。5.实验：探究酵母菌的呼吸方式。12015安徽卷 图T41为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是()图T41ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5D光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高22014新课标全国卷 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(
2、)AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降 考向拓展处于较低光照强度下的植物，当突然增加光照强度后，刚开始的一段时间内叶肉细胞中不可能发生的是()A吸收和转化光能的效率提高BATP和H会在叶绿体基质中大量积累CC3含量减少，C5含量增加D氧气生成速率提高32014新课标全国卷 关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是()A磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量42015全国卷 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学
3、家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列
4、问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。 考向拓展下列与上述实验相关的叙述中，错误的是()A光照相同的时间，A组光合作用产物的相对含量少于C组B实验表明，光合作用的某些过程不需要光照，该过程发生于叶绿体基质中C该光照强度下，光照时间内产生的ATP和H没有被暗反应全部消耗D该实验表明光合作用的暗反应与光反应无关【备考指
5、津】1本专题主要考查细胞呼吸和光合作用的原理、影响因素、应用及相关实验。2考查的形式多种多样，例如，结合细胞代谢的相关图解考查细胞代谢的原理，结合坐标曲线考查细胞代谢的影响因素，结合实验装置图或表格考查相关的实验。 考点一细胞代谢的基本过程考例探究考向1光合作用的物质变化和能量变化光合作用过程图解及疑难点拨图T42(1)光照强度、CO2浓度发生改变时，叶绿体中C3、C5、ATP、H变化趋势的推理起点不同：光照强度首先影响光反应，推理起点是光反应；CO2浓度首先影响暗反应，推理起点是暗反应。(2)计算植物一昼夜有机物的积累量时，要注意光合作用只在有光条件下进行，而呼吸作用是时刻进行的。(3)光照
6、强度通过影响光反应来影响光合作用速率，CO2浓度通过影响暗反应中CO2的固定过程来影响光合作用速率，温度通过影响与光合作用有关的酶的活性来影响光合作用速率。1 图T43中甲表示光合作用部分过程的图解，A、B、C、D、E分别表示细胞中的有机物，M、N分别表示光合作用过程发生的场所。请据图回答： 甲乙图T43(1)图甲中的B表示_，D表示_。根据图示分析可知，光合作用暗反应的进行需要光反应提供_(用图中字母回答)。(2)M表示的场所是_。N上含有的色素吸收的光能可以将水分解为O2，提取色素时发现收集到的滤液绿色过浅，分析其原因可能是_ (写出两种即可)。(3)图乙中直线a表示C3，直线b表示C5，
7、请在图乙中用曲线表示出突然停止光照后短时间内a和b的含量变化，并分析其变化原因：_ _。 方法总结C3和C5含量变化的分析方法当光照强度或CO2浓度改变后，短时间内C3和C5的含量均可发生变化。无论分析哪种物质的含量变化，都要从生成和消耗两个角度分析。C3产生于CO2的固定过程，消耗于C3的还原过程，C5产生于C3的还原过程而消耗于CO2的固定过程。如图T44所示，在光照强度等适宜条件下，CO2浓度改变后的A、B两种物质的含量变化。图T44具体分析如下：CO2浓度降低后抑制了CO2的固定过程，而C3的还原过程仍以原有的速度进行，所以C3的生成减少而消耗速度不变，导致了C3含量减少。C5的消耗减
8、少而产生速度不变，导致了C5含量增加，故A、B分别表示C3和C5。考向2细胞呼吸的物质变化和能量变化呼吸作用过程图解及疑难点拨图T45(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段，与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段，将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸(C3H6O3)，见虚线所示。(2)有氧呼吸三个阶段都能够释放能量，无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。(3)呼吸作用释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分转移到ATP中，只有储存于ATP中的化学能才能用于各项生命活动。(4)氧气浓度对呼吸作用的影响：在一定范围内，随氧气浓度的升高，无氧呼吸会受到抑制，但
9、有氧呼吸强度会逐渐增大，直至最大。2 图甲是细胞呼吸示意图，图乙是某细胞器结构示意图。下列说法中正确的是()图T46A阶段均放出少量能量B水参与阶段的反应，该过程发生在图乙中的b处C人体细胞分解等量的葡萄糖，阶段释放CO2的量是阶段的1/3D分别发生在图乙中的a、c处 方法总结“三看”法判断细胞呼吸的类型“一看”反应物和产物：“二看”物质的量的关系：“三看”场所：考向3光合作用和有氧呼吸中某些物质变化的比较光合作用与有氧呼吸的比较比较内容光合作用有氧呼吸能量变化光能化学能(储能)化学能ATP、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量，供细胞利用场所叶绿体细胞质基质和线粒体条件只
10、在光下进行有光、无光都能进行联系3 图(1)表示植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构以及在这两种膜上发生的生化反应；图(2)为某种细胞器的模式图。下列相关叙述中错误的是() (1)(2)图T47A图(1)中的甲位于图(2)中的B人在长跑时消耗的ATP主要来自图(1)中乙中发生的过程C图(1)甲中的H和乙中的H来源不同且用于不同的生理过程D甲中的氧可以用于乙，但乙中的水不能用于甲对点训练1图T48表示植物叶肉细胞中发生的部分物质代谢过程(表示不同过程)。图T48下列相关叙述中，正确的是()A只能表示有氧呼吸过程B由于过程不需要光照，所以它们消耗的能量可以由过程提供C过程产生的H用于过程D在光照下过程
11、均可进行2图T49为植物细胞代谢的过程图，下列有关叙述正确的是()图T49A植物因失水过多导致叶片气孔关闭，此时叶肉细胞中的C3含量下降，有机物合成速率明显下降B蓝藻细胞中水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程发生在细胞质基质中，过程发生在线粒体中C光合作用中产生的H通过主动运输进入线粒体参与H2O的生成D光合作用和呼吸作用都可以产生ATP，且均用于生物体的多种生命活动3图T410中甲表示植物细胞的亚显微结构模式图，图乙表示该细胞中可能发生的相关生理过程，ae表示物质，表示过程。请回答：图T410(1)图乙中和过程发生的场所分别是图甲中的_、_(填字母)。(2)能生成大量ATP的过程是_(填
12、数字序号)。有氧呼吸与无氧呼吸完全相同的阶段是_(填数字序号)。(3)图乙中物质c为_，物质a、d分别是_和_。有氧呼吸的产物CO2中的氧来自_。(4)图乙中的物质c和e通过膜的方式分别是_和_。(5)1个葡萄糖分子有氧呼吸释放的能量为m，其中40%用于ADP转化成ATP，若1个高能磷酸键所含的能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生的ATP的分子数为_。(6)图乙中的哪个生理过程在人体细胞中是不能发生的？_(填数字序号)。人体细胞中进行该过程的产物是_。考点二细胞代谢曲线考例探究考向1氧气浓度对细胞呼吸影响的曲线分析O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸影响的曲线分析图T411(1)氧气作为有氧呼吸
13、的原料，可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。图甲中O2浓度为0时细胞只进行无氧呼吸，在一定范围内，随O2浓度升高，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度为010%时，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，细胞只进行有氧呼吸。图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸CO2释放量、有氧呼吸O2吸收量(即有氧呼吸CO2释放量)及有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放总量。(2)图乙中R点为有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放总量的最低点，一般认为此时细胞的呼吸消耗最少。若AB段长度BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的。4 图T
14、412中甲、乙均表示氧气浓度对呼吸作用的影响。下列相关叙述中正确的是()图T412A图甲中，氧气浓度为a时细胞只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精B图甲中，氧气浓度为d时细胞只进行有氧呼吸C图乙中，储存种子或水果时，A点对应的氧气浓度最适宜D根据图乙可知，氧气浓度较低时抑制有氧呼吸，氧气浓度较高时促进有氧呼吸【易错警示】图乙中氧气浓度太高或太低，均不利于水果或种子的储存，图乙中的C点对应的氧气浓度最适宜储存种子或水果，因为该氧气浓度条件下总的呼吸强度最低。考向2光合作用曲线中特殊点移动情况的分析图T413(1)若改变某外界条件(如CO2浓度、光照强度)，使光合速率增大或减小，而呼吸速率不受影
15、响，那么为使光合速率等于呼吸速率，则补偿点应相应地向左移或向右移。(2)若改变某外界条件(如温度)，使光合速率增大或减小，而呼吸速率也受到不同程度的影响，则补偿点的移动情况应视具体情况而定。若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移，通过增加CO2浓度(光照强度)来提高光合速率，使光合速率等于呼吸速率。(3)某一条件相对不足时，最大光合速率会减小，达到最大光合速率所需的CO2浓度(光照强度)也会降低，CO2 (光)饱和点C左移；反之，则右移。其他点的移动情况应根据题意再作推断。5 图T414为几种环境因素对植物光合作用影响的曲线图，下列有关描述错误的是()
16、(1)(2) (3)(4)图T414A图(1)中，若光照强度适当增强至最适状态，则A点左移，B点右移B图(2)中，若CO2浓度适当增大至最适状态，则A点左移，B点右移C图(3)中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3的含量相对较多D图(4)中，当温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少 方法总结细胞代谢图解的识别方法在有关光合作用的曲线中如例5中的图(1)和图(2)，限制因素的分析是此类题目的重要考查内容之一。在曲线达到平衡点之前，限制光合速率的主要因素是横坐标表示的因素；在达到平衡点之后，横坐标表示的因素不再是限制因素，限制因素应该是除了横坐标表示的因素以外的其他因素。解答此类题目时
17、，需要首先明确影响光合作用的主要因素有光照强度、温度和CO2浓度。考向3对光合曲线中几个面积关系的分析在绿色植物进行光合作用的过程中，呼吸作用仍在进行，因此关于光合作用的坐标曲线必然和呼吸作用的有关知识紧密相连，这是高中生物学习中的一个难点。但在最近几年的高考中出现了对光合曲线所围成的面积的分析，其难度较之前单纯的坐标曲线试题大大增加，现分析如下：图T415如图T415表示20 条件下玉米光合作用强度与光照强度的关系，在进行光合作用的过程中可认为呼吸作用保持不变，S1、S2、S3表示所在部位的面积。对图T415中各个面积的分析我们可以采用分段讨论的方法来进行。1对OB段进行分析为方便分析，可对
18、原图做如下处理：从B点向AE作一条垂线，垂足为F。设SBAF为S4，根据几何知识，可知S4S1。(1)实际呼吸量：由于A点时只进行呼吸作用，因此OA可表示O点时的呼吸量，OB段的呼吸量为SOAFB，其中SOAFBSOABSAFB2S1。(2)净光合量：光照强度由O到B时，呼吸作用强度大于光合作用强度，到B点时二者相等，因此OB段的有机物积累量为S1。(3)实际光合量：由于实际光合量实际呼吸量净光合量，所以，OB段实际光合量SOAFB(S1)2S1(S1)S1。应该注意的是，实际光合量等于S1，但这并不是说图中的S1表示的就是实际光合量，二者之间仅仅是数值相等而已。2对BD段进行分析(1)实际呼
19、吸量：BD段的实际呼吸量可用SBFED表示，SBFEDS3S4S3S1。(2)净光合量：光照强度由B到D时，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此BD段的有机物积累量为S2。(3)实际光合量：由于实际光合量实际呼吸量净光合量，所以，BD段实际光合量SBFED净光合量(S3S1)S2S2S3S1。3对OD段进行分析(1)实际呼吸量：OD段的实际呼吸量可用SOAED表示，而SOAEDS1S3。(2)净光合量：OD段的净光合量OB段的净光合量BD段的净光合量(S1)S2S2S1。(3)实际光合量：由于实际光合量实际呼吸量净光合量，所以，OD段实际光合量(S1S3)(S2S1)S2S3。6 如图T416表
20、示叶面积指数与光合产物实际量、呼吸量等的关系(叶面积指数是指单位面积上植物的总的叶面积，叶面积指数越大，表示叶片交叉程度越大)。图中曲线1、2、3及D点的生物学意义依次是() 图T416 A光合作用实际量、呼吸作用量、干物质量、植物的净光合作用等于零B光合作用实际量、干物质量、呼吸作用量、植物的净光合作用等于零C干物质量、光合作用实际量、呼吸作用量、植物的净光合作用大于零D呼吸作用量、光合作用实际量、干物质量、植物的净光合作用小于零对点训练1下列是影响呼吸速率的因素，根据图示判断，下列说法错误的是()图T417A超过最适温度，呼吸酶活性降低，细胞呼吸受抑制BO2浓度为10%时适宜贮藏水果和蔬菜
21、C适当提高CO2浓度有利于贮藏水果和蔬菜D种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素2图T418中甲为25 时小麦光合作用速率随光照强度变化的曲线，图乙为小麦细胞内光合作用和呼吸作用相关酶的活性与温度的关系，下列说法不正确的是()图T418AA点可代表小麦呼吸作用的强度BC点时限制光合速率的因素不再是光照强度，很可能是CO2浓度C光合作用酶的最适温度与呼吸作用酶的最适温度不相同D当温度从25 升高到30 时，B点将左移3对于下列4幅有关光合作用与呼吸作用图的叙述，错误的是()图T419A图甲中氧气浓度为 a时，无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍B图乙中b点代表光饱和点，b点CO2固定量为1
22、2C图丙中，光照强度相同时，T2 植物净光合作用最大D图丁代表两类色素的吸收光谱，则e代表类胡萝卜素考点三光合作用和细胞呼吸的关系考例探究考向1光合作用和细胞呼吸的过程及物质转化分析细胞呼吸和光合作用相关生理过程中的物质和能量变化图T420注意：(1)光合作用中的H来源于光反应阶段水的分解，ATP也来源于光反应，两者都应用于暗反应。呼吸作用中的H来源于有氧呼吸的第一、二阶段以及无氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸的三个阶段以及无氧呼吸的第一阶段都可以生成ATP。 呼吸作用产生的ATP用于细胞的各种代谢过程，如大分子有机物的合成、大脑思考、主动运输、产生生物电、肌肉收缩等。(2)有氧呼吸第一三阶段的场所
23、分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。光合作用光反应阶段的场所是类囊体薄膜，暗反应阶段的场所为叶绿体基质。7 图T421为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中ag为物质，为反应过程)，下列判断错误的是()图T421A绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中Be可由水产生，也可用于有氧呼吸第三阶段生成水C过程发生在类囊体薄膜上，e在叶绿体基质中被利用D用14CO2作原料，一段时间后C5中会具有放射性方法总结细胞代谢图解的识别方法根据图解中某些过程的物质变化进行识别，其关键是理解光合作用和有氧呼吸过程中的物质变化
24、，例如两个代谢过程都有H、ATP，要理解这两种物质在光合作用和有氧呼吸过程中的来源和去向，现总结如下：物质名称光合作用有氧呼吸H产生于光反应中水的光解，用于暗反应中C3的还原产生于第一、二阶段，消耗于第三阶段，与O2结合生成H2OATP产生于光反应阶段，其中的能量来自光能，用于暗反应过程中C3的还原，其中的能量转变成有机物中稳定的化学能三个阶段均能产生，但第三阶段相对较多考向2光合速率和呼吸速率的关系分析有关光合作用和细胞呼吸的计算问题，主要是根据光合作用和呼吸作用的反应式进行相关计算，但是在做题时要理解：(1)植物在黑暗环境中只进行呼吸作用；(2)在光照条件下，光合作用与呼吸作用同时进行。图
25、T4228 图T422的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化。下列说法正确的是()A若A代表O2吸收量，则可以判断D点开始进行光合作用B若A代表O2释放量，则B点对应的光照强度一定不等于0，D点表示植物的净光合作用强度为0C若A代表CO2释放量，则提高大气中的CO2浓度，D点不移动D若A代表CO2释放量，则E点时光合作用制造的有机物总量是8考向3密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图和O2含量的变化曲线图的比较比较项目一昼夜CO2含量的变化曲线图(小室中CO2变化状况)一昼夜O2含量的变化曲线图(小室中O2变化状况)图示如果N点低于M点说明
26、经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少如果N点高于M点说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加如果N点与M点一样高说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变含量最高点CO2含量最高点为C点O2含量最高点为E点含量最低点CO2含量最低点为E点O2含量最低点为C点9 某实验小组为研究植物的光合作用，将两棵基本相同的植物分别置于透明的玻璃罩内，如图T423中甲、乙所示。在相同自然条件下，一昼夜中测得植物氧气释放速率分别如丙、丁曲线所示。下列对该实验结果的分析，正确的是()图T423AA
27、B段和CD段曲线下降的原因相同BE点时，气孔关闭导致光合作用基本停止C一昼夜中，装置乙中的植物积累的有机物多D14 h时，装置甲中的植物叶绿体中C3含量相对较高对点训练1某活动小组为了探究光合作用产物的运输路径，设计了如下实验：将图(1)植物(a表示叶片，b表示茎，c表示果实，X表示某种气体)放入光合作用的最适温度和光照强度下培养，并随时记录。a、b和c三处放射物含量的数值如图(2)所示。下列分析正确的是() (1)(2)图T424A根据实验要求最好用氧元素做放射性同位素实验研究B气体X是水在光下分解形成的Ct1时刻不是光合作用的结束点，S2的值表示果实呼吸量D若适当提高温度，则图(2)中的S
28、1和S2的值都将变小2将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获得的实验结果如图T425中甲、乙所示。下列有关说法不正确的是() 甲乙丙图T425A图乙中的C点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的B图甲中的F点对应图乙中的H点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的C到达图乙中的D点时，玻璃罩内的CO2浓度最高，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的D经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加3图甲表示某植物在密闭容器内24小时，用红外线测量仪测得植物 CO2吸收速率或释放速率与时间的关系曲线；图乙表示在光照充足、CO2浓度适宜的
29、条件下，温度对某植物光合速率和呼吸速率的影响，图中实线表示实际光合作用速率，虚线表示呼吸速率。据图分析回答下列问题：图T426(1)图甲中k点时植物体内产生ATP的场所是_。图中光合作用强度等于呼吸作用强度的点是_。在df段，植物的光合作用强度_(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度；f点与d点相比，此植物体内有机物含量会_。(2)在图甲中，植物进行光合作用的时间段是_(填图中字母)段，植物进行呼吸作用的时间段是_(填图中字母)段，植物积累有机物最多的点是_点。导致ab段CO2的释放速率比ka段低的原因是_。(3)分析图乙可知，光合作用、细胞呼吸都受温度的影响，其中与_作用有关的酶对高温
30、更为敏感；在光合作用和细胞呼吸过程中，有关酶的作用机理是_。(4)若昼夜不停地光照，图乙植物生长的最适温度约是_；若温度保持在25 的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物_(填“能”或“不能”)正常生长；若该植物在密闭环境中，温度为40 时，体内最可能积累_。考点四光合速率和呼吸速率的测定考例探究植物光合速率与呼吸速率的常用实验测定方法图T427(1)装置中溶液的作用：在测定细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测定净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。(2)测定原理在黑暗条件下，甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于 NaOH溶
31、液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。在光照条件下，乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。真光合速率净光合速率呼吸速率。(3)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗环境中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光照条件下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对
32、照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴移动的距离对原实验结果进行校正。10 研究者选取大豆幼苗，利用图T428中甲所示装置测定大豆幼苗光合速率和呼吸速率随温度的变化，结果如图T428中乙所示，请分析回答相关问题：图T428(1)在测定大豆幼苗的呼吸速率时，需要将图甲装置放置在_的环境中，反应一段时间后图甲中有色液滴_移动。(2)图乙中C点时叶肉细胞产生的O2的移动方向是_，B点时总光合速率与呼吸速率的大小关系为_。(3)限制图乙中AB段CO2吸收速率的主要因素是_。温室栽培该植物，为获得最大经济效益，在适宜光照条件下，应控制的最低温度为_。对点训练图甲为研究光合作用的实验装置
33、。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转移至含有不同浓度的NaHCO3的溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是()图T429A在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小B在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间C在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用1有关细胞呼
34、吸的易错判断(1)与有氧呼吸有关的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中()(2)呼吸作用产生的能量均以热能的形式散失()(3)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和H的反应只发生在有氧时()(4)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP()(5)乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生H，第二阶段消耗H()(6)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水()(7)细胞中不能合成ATP的部位是线粒体内膜 ()(8)有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸()2有关光合作用的易错、易混判断 (1)光合作用需要的色素和酶均分布在叶绿体基粒和基质中()(2)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生()(3)细胞中不能合成ATP的
35、部位是叶绿体中进行光反应的膜结构()(4)光合作用过程中光反应是暗反应进行的前提()(5)在其他条件适宜的情况下，在植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中C3和C5的含量都迅速增加()3.有关细胞代谢图解识别的易错、易混分析细胞代谢的题目多结合相关图解进行考查，正确识别图中的物质或过程是解答此类题目的关键。识别细胞代谢图解的主要依据是图解中的物质变化，如图T430所示为细胞代谢图解。请判断下列关于该图解叙述的正误：图T430(1)a过程是光合作用，只有在光下的叶绿体中才能进行()(2)c过程代表有氧呼吸，C6H12O6在线粒体中彻底氧化分解成H
36、2O和CO2()(3)b代表无氧呼吸，所有植物细胞的无氧呼吸都属于该类型()(4)运动员在剧烈运动时，肌肉细胞中会发生d过程()(5)b、c、d所释放的能量的根本来源都是a过程固定的能量()(6)图解中的四个过程不可能在同一个细胞中发生()4净光合速率与真正光合速率的关系及表示方法下列曲线可表示光合速率和真正光合速率的关系。请判断相关叙述的正误：图T431(1)净光合速率和真正光合速率常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示()(2)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数据为呼吸速率(A点) ()(3)绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为真正光合速率(
37、)(4)若呼吸速率增加，光补偿点应右移，反之应左移()(5)若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应左移，反之应右移()(6)与阳生植物相比，阴生植物的光补偿点和饱和点都相应向左移动()专题四光合作用和细胞呼吸 真题聚焦拓展1C解析 C5与CO2结合，形成2分子C3的过程称为CO2的固定，由图可知，该过程没有消耗ATP，不会将ATP中的化学能转变为C3中的化学能，A项错误。CO2需要先固定为C3后才能被H还原，再经过一系列的变化形成糖类，B项错误。暗反应过程中，一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化形成糖类，另一些接受能量并被还原的C3则经过一系列的化学变化形成C5，从而使
38、暗反应阶段的化学反应持续地进行下去，C项正确。光照强度由强变弱时，光反应阶段产生的ATP和H减少，导致C5的产生量下降，而CO2的固定在短时间内不受影响，最终使C5含量下降，D项错误。2B解析 用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止， A 项正确。光反应停止，H和 ATP 的产生停止，导致暗反应中 C3 的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致CO2的固定减慢，B项错误。光反应停止，ATP 的生成减少，ATP/ADP 比值下降，C 项正确。光反应停止，NADPH(H)的产生减少，NADPH/NADP比值下降，D项正确。拓展 B解析 A项：因为原来植物处于光照强度较低的环境中，所以突然增加
39、光照强度后，色素吸收和转化光能的效率会提高。B项：刚开始的一段时间内，由于光反应产生的H和ATP增多，叶绿体基质中的ATP和H会有所增加，但不会大量积累，因为这两种物质会更多地用于暗反应。C项：由于H和ATP增加，所以C3的还原过程增强，而CO2的固定过程没有马上增强，所以C3含量会减少而C5含量会增加。D项：由于光照强度增加，水的光解速率提高，所以氧气的生成速率也提高。3C解析 合成ATP的原料是ADP和磷酸，A项正确。光合作用吸收光能是通过色素蛋白复合体来完成的，不需要酶的参与，B项正确。人体剧烈运动时，肌细胞无氧呼吸产生乳酸，同时释放少量能量，乳酸是无氧呼吸的产物，不能提供能量，C项错误
40、。病毒不具有独立代谢的能力，病毒增殖所需的能量都是由宿主细胞呼吸产生的，D项正确。4(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶解析 (1)D组光合作用产物的相对含量尽管为100%，(C组光合作用产物的相对含量为94%)，但其光照时间却是C组的二倍，因此单位光照时间内，C组植物合成的有机物的量高；不同的光照时间导致光合作用产物的相对含量出现题中所述差异，说明光合作用中有些反应不需要光照(即暗反应)，该反应发生在叶绿体基质中。(2)A、B、C三组处理相比，光照和黑暗处理的每次持续时间均缩短，二者的交替频率增加，
41、使光下产生的ATP和还原型辅酶能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。拓展D解析 A组和C组的光照时间均为67.5 s，由实验结果可知，光照相同的时间，A组光合作用产物的相对含量少于C组，A项正确。实验表明，停止光照后暗反应短时间内还在进行，因为光照时间内产生的ATP和H在光照时没有被暗反应消耗尽，暗反应的场所是叶绿体基质，B、C项正确。该实验说明光反应可以为暗反应提供一些条件(即提供ATP和H)，D项错误。核心考点整合例1(1)C3NADPHD、E(2)叶绿体基质未加入二氧化硅，研磨不充分；一次加入大量的无水乙醇提取，色素浓度太低；实验材料放置时间过长，叶绿素含量太少(答
42、出两项且合理即可)(3)如图：突然停止光照后，H和ATP的含量下降，C3的还原过程减弱，而CO2的固定过程仍在进行，故短时间内C3的含量增加，C5的含量减少 解析 (1)据图可知，A、B、C分别表示C5、C3、(CH2O)，D、E是光合作用光反应的产物，分别为NADPH、ATP。光合作用暗反应的进行需要光反应提供NADPH、ATP。(2)M表示叶绿体基质(暗反应进行的场所)。(3)突然停止光照后，光反应停止，H和ATP的含量下降，C3的还原过程减弱，而CO2的固定过程仍在进行，因此短时间内C3的含量增加，C5的含量减少。例2B解析 阶段为有氧呼吸及无氧呼吸的第一阶段，阶段为无氧呼吸的第二阶段，
43、阶段为有氧呼吸的第二阶段，阶段无能量的释放，阶段有少量能量的释放；水参与有氧呼吸第二阶段即图甲中阶段的反应，该过程发生的场所为线粒体基质，即b处；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸；过程发生的场所为细胞质基质，过程发生的场所为线粒体内膜。例3D解析 从图(1)中甲和乙两种生物膜上发生的物质变化可知，甲是叶绿体的类囊体薄膜，乙是线粒体内膜。图(2)中的是类囊体，图(1)中的甲位于该处，A项正确。长跑时消耗的ATP主要由有氧呼吸提供，而有氧呼吸中的ATP主要由第三阶段(乙中所示过程)产生，B项正确。图(1)甲中的H来自水，用于暗反应过程中C3的还原；而乙中的H来自水、丙酮酸和葡萄糖，用于和氧结合生成水并
44、产生ATP，C项正确。图(1)中甲过程产生的氧可以用于有氧呼吸的第三阶段即乙中所示的过程，且有氧呼吸产生的水也可用于甲中所示的光反应过程，D项错误。对点训练1D解析 表示的是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，CO2可以通过有氧呼吸的第二阶段产生，也可以通过无氧呼吸产生，A项错误。表示C3的还原，该过程消耗的ATP只能来自光反应，而不能由细胞呼吸提供，B项错误。细胞呼吸过程中产生的H不能用于光合作用，C项错误。在光照条件下，过程都能进行，D项正确。2A解析 选项A，气孔关闭，叶肉细胞中的CO2浓度降低，CO2固定量减少，C3含量下降，有机物合成速率明显下降。选项B，蓝藻为原核生物，不含叶绿体和线粒体
45、。选项C，光合作用和呼吸作用过程中产生的H不是同一种物质，其功能也不同，光合作用产生的H不能参与线粒体中水的生成。选项D，光合作用产生的ATP只能用于暗反应中C3的还原，生物体生命活动所需能量主要由呼吸作用提供。3(1)EA(2)(3)H丙酮酸O2丙酮酸和H2O(4)主动运输自由扩散(5)2m/5n(6)乳酸解析 (1)图甲是植物细胞的亚显微结构模式图，其中A是线粒体，E是细胞质基质；图乙为细胞呼吸过程模式图，为无氧呼吸，为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、H、O2、酒精。是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所是细胞质基质，而是有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜。(2)有氧呼
46、吸第三阶段()产生的能量最多；有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同。(3)有氧呼吸的第二阶段产生CO2，其中的氧来自丙酮酸和H2O。(4)图乙中的物质c是H，其通过膜的方式是主动运输；而物质e是酒精，其通过膜的方式是自由扩散。(5)1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生的ATP的分子数为40%m/n2m/5n。(6)图乙中的为无氧呼吸的第二阶段，产物是酒精和CO2，该过程在人体细胞内不会发生；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸。 例4B解析 从图甲可以看出，氧气浓度为a时，只释放CO2而不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，但能产生CO2的无氧呼吸不可能产生乳酸，A项错误。图甲中，氧气浓度为d时，O2的
47、吸收量等于CO2的释放量，说明细胞只进行有氧呼吸，B项正确。图乙中，A点对应的氧气浓度为0，此时细胞只进行无氧呼吸，产生的酒精对细胞不利，所以氧气浓度为0时不适于储存种子或水果，C项错误。氧气浓度较低时不会抑制有氧呼吸，D项错误。例5D解析 图(1)和图(2)中的A点代表光合作用强度等于呼吸作用强度，在曲线达到最高点之前，光照强度和CO2浓度都是限制光合作用强度的因素，当其中一个因素增强时，要达到相同的生理状态，另一个因素在其相对较弱时即可满足，故图(1)中光照强度适当增强至最适状态时，A点会左移；图(2)中CO2浓度适当增大至最适状态时，A点也会左移；图(1)和图(2)中的B点代表光合作用的
48、饱和点，光照强度或CO2浓度适当增强时，光合作用的饱和点也会增大，即B点右移。图(4)中，光照下CO2的吸收量为植物的净光合量(植物有机物积累量)，黑暗中CO2的释放量为植物的呼吸量，故当温度高于25 时，植物光合作用积累的有机物的量开始减少，而不是植物光合作用制造的有机物的量(植物总光合量)开始减少。例6B解析 曲线1是光合作用实际量，曲线3是呼吸作用量，曲线2是干物质量(即净光合量，是光合作用实际量与呼吸作用量之差)，D点代表植物的净光合量等于零，A、C、D项错误。对点训练1B解析 温度影响酶的活性，超过最适温度时，呼吸酶活性降低，细胞呼吸受抑制；由图乙可知，O2浓度为5%时，有氧呼吸较弱
49、，无氧呼吸受到抑制，此时有机物消耗较少，适宜贮藏水果、蔬菜；由图丙可知，随CO2浓度升高，呼吸速率下降，故适当提高CO2浓度有利于贮藏水果和蔬菜；由图丁可知，含水量会影响呼吸速率，随着含水量的增加，呼吸速率先上升后下降，故种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素。2D解析 A点时光照强度为0，小麦只进行呼吸作用，故A点可代表小麦呼吸作用的强度，A项正确。C点为光饱和点，此时限制光合速率的因素可能是CO2浓度，B项正确。由图乙可知，光合作用酶的最适温度为25 ，呼吸作用酶的最适温度为30 ，C项正确。B点时光合速率呼吸速率，当温度从25 升高到30 时，呼吸速率加快，而光合速率减慢，故只有提高
50、光照强度光合速率才能与呼吸速率相等，B点将右移，D项错误。3B解析 氧气浓度为a时，有氧呼吸产生的二氧化碳量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相等，由于消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳量之比是31，因此产生等量的二氧化碳，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比是13，A项正确。分析题图乙可知，b点时，12是净光合作用量，实际光合作用量净光合作用量呼吸作用量12416，B项错误。图丙中，光照强度相同时，T2总光合作用与呼吸作用的差值最大，因此净光合作用最大，C项正确。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此图丁中的e代表类胡萝卜素，D项正确。例7B解析 a为光合色素，其
51、能将光能转换成c(ATP)中活跃的化学能，A项正确。e为H(NADPH)，由H2O光解产生，只能用于光合作用的暗反应(有氧呼吸第三阶段与O2结合生成水的H是NADH)，B项错误。过程是水的光解，发生在类囊体薄膜上，e为H，在叶绿体基质中用于C3的还原过程，C项正确。用14CO2作原料，经CO2的固定和C3的还原过程，生成C5和(CH2O)，所以一段时间后C5中会具有放射性， D项正确。例8B解析 若A代表O2吸收量，随光照强度增大，植物从外界吸收的O2量减少，说明光合作用生成的O2被有氧呼吸利用，所以光合作用是从O2吸收量减少时开始的，而不是从D点开始的；若A代表O2释放量，则B点的光合作用强
52、度是大于有氧呼吸强度的，B点对应的光照强度一定不为0，D点表示植物的净光合作用强度为0；若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，则需要较低的光照强度即可达到光补偿点，所以D点左移；若A代表CO2释放量，E点是光饱和点，该点有机物的积累量是8，那么光合作用制造的有机物总量是4812。例9C解析 AB段曲线下降的原因是CO2浓度下降，CD段曲线下降的原因是光照强度下降，A项错误。E点时，气孔关闭导致光合作用速率下降，但光合作用速率仍大于呼吸作用速率，B项错误。由横轴上方曲线与横轴围成的面积和横轴下方曲线与横轴围成的面积的差值可知，装置乙中的植物积累的有机物多，C项正确。由于14 h时装置甲中
53、CO2浓度较低，故该植物叶绿体中的C3含量较低，D项错误。对点训练1D解析 该实验欲探究光合作用产物的运输路径，为避免干扰，最好用碳元素做放射性同位素实验研究；气体X指的是CO2，而不是光反应产生的O2；S2的值表示果实中有机物的积累量；由于实验温度为最适温度，故适当提高温度，光合作用强度减弱，图(2)中的S1和S2的值都将变小。2A解析 图乙中的C点表示光合作用即将开始，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的，图甲中的C点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的。图甲中的F点是一天中第二次光合速率等于呼吸速率的点，对应图乙中的H点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙
54、中的。到达图乙中的D点时，玻璃罩内的CO2浓度最高，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的。经过一昼夜后玻璃罩内的CO2浓度降低，说明植物体内的有机物含量增加。3(1)细胞质基质和线粒体c、h大于增加(2)bmkphab段气温比ka段低，影响呼吸酶的活性，从而导致呼吸作用强度降低(3)光合降低化学反应的活化能(4)30 能酒精解析 (1)图甲中k点时植物只进行呼吸作用，体内产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体；c、h点时植物的光合作用强度等于呼吸作用强度；图甲中df段植物的CO2吸收速率大于0，说明df段植物的光合作用强度大于呼吸作用强度；虽然f点的CO2吸收速率小于d点，但是这个时间段内，有机
55、物一直在积累，因此，f点与d点相比，此植物体内有机物含量会增加。(2)图甲中植物进行光合作用的时间段是bm段，植物进行呼吸作用的时间段是kp段，即白天、夜间植物都在进行呼吸作用。在ch时间段内植物光合作用强度大于呼吸作用强度，因此h点积累的有机物最多。ab段CO2释放速率比ka段低的原因是ab段气温低，影响呼吸酶的活性，从而导致呼吸作用强度降低。(3)分析图乙可知，实际光合作用速率在50 时为0，说明与光合作用有关的酶在50 时失活；而呼吸速率在60 时为0，说明与呼吸作用有关的酶在60 时才失活，比较可知，与光合作用有关的酶对高温更敏感。(4)在30 时两曲线的差值最大，说明此时净光合速率(
56、实际光合速率呼吸速率)最大，最有利于植物生长。从图乙可知，25 时实际光合作用速率相对值为6，呼吸速率相对值为2，每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，有机物积累量126242240，故该植物能正常生长。在温度为40 条件下，植物呼吸速率大于实际光合作用速率，密闭环境中O2含量逐渐减少，植物进行无氧呼吸产生酒精。例10(1)遮光(或黑暗)向左(2)从叶绿体移向线粒体和细胞外总光合速率大于呼吸速率(总光合速率是呼吸速率的两倍) (3)温度20解析 (1)在测定大豆幼苗的呼吸速率时，需要将图甲装置放置在遮光(或黑暗)环境中。黑暗条件下，幼苗只进行呼吸作用，吸收O2，故反应一段时间后图甲中有色液滴
57、向左移动。(2)图乙中C点时光合速率大于呼吸速率，光合作用产生的O2一部分被呼吸作用利用，一部分流向细胞外，故叶肉细胞产生的O2的移动方向为从叶绿体移向线粒体和细胞外。B点时净光合速率(总光合速率呼吸速率)等于呼吸速率，故此时总光合速率大于呼吸速率，且总光合速率是呼吸速率的两倍。(3)分析图乙可知，限制图乙中AB段CO2吸收速率的主要因素是温度。20 时净光合速率已达到最大，故为获取最大经济效益，在适宜光照条件下，应控制的最低温度为20 。对点训练C解析 曲线ab段说明随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率增加，释放的氧气增多；bc段的限制因素不是NaHCO3溶液的浓度，而是其他条件；c
58、点以后外界溶液浓度过高，导致细胞失水，代谢水平降低；光合作用可以为叶片的呼吸作用提供氧气。 知能矫正提升1(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)解析 (2)呼吸作用产生的能量大多以热能的形式散失，小部分储存到ATP中。(3)葡萄糖分解成丙酮酸和H是有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程，无氧时该过程也能进行。(4)有氧呼吸的第三阶段可产生大量ATP，但第二阶段不能产生大量ATP。(6)有氧呼吸的第三阶段发生于线粒体内膜而不是线粒体基质中。(7)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，可以产生大量ATP。2(1)(2)(3)(4)(5)解析 (1)光合作用需要的色素只分布于叶绿体基粒上。(2)光反应
59、过程产生O2，光反应的场所是类囊体薄膜而不是叶绿体外膜。(3)光反应过程能产生ATP和H。(5)突然停止光照后，光反应不能为C3的还原提供ATP和H，所以C3的还原过程会停止，而CO2的固定过程短时间内还在进行，所以C5的含量会降低。3(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析 (1)一些原核生物如蓝藻中虽然没有叶绿体，但也可以进行光合作用。(2)葡萄糖分解成丙酮酸和H是在细胞质基质中进行的，葡萄糖不能直接在线粒体中氧化分解。(3)有些植物细胞如玉米的胚细胞进行无氧呼吸产生的不是酒精和CO2，而是乳酸。4(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析 (1)O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量只能用于表示净光合速率。(3)在有光条件下直接测得的数据是净光合速率。(5)若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之应左移。