2020高考生物人教版一轮复习练习高考加强课四光合作用与细胞呼吸关系的模型构建及三率的计算含解析

1、高考加强课（四）光合作用与细胞呼吸关系的模型构建及“三率”的计算-、光合作用与细胞呼吸关系的模型构建及应用分析【考题范例】1.1.下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：（1 1）图中、代表的物质依次是、, ,H H代表的物质主要是。（2 2）B B代表一种反应过程，C C代表细胞质基质，D D代表线粒体，则ATPATP合成发生在A A过程，还发生在（填“B B和C C”“”“C C和D D”或“B B和D D”）。（3 3）C C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是。审答提示（1 1）根据示意图信息结合所学知识理清光合作用和呼吸作用的过程。A A为光反

2、应阶段，B B为暗反应阶段，C C为有氧呼吸的第一阶段，D D为有氧呼吸的第二、三阶段。（2 2）明确各环节的物质变化和能量变化。例如，光反应：物质变化：H H2 2O O2 2H H+1+1/20/202 2（水的光解）NADPNADP+ +2e2e+ +HNADPHHNADPH能量变化：光能转换成活跃的化学能暗反应：物质变化：COCO2+2+C C5 5化合物-2c2c3 3化合物（二氧化碳的固定）2c2c3 3化合物+4NADPH+ATPf4NADPH+ATPf（CHCH2 2O O）+C+C5 5化合物+H H2 20 0（有机物的生成或称为C C3 3的还原）能量变化：ATPATP中

3、活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能解析：（1 1）分析图示，A A过程为光合作用的光反应阶段，B B过程是光合作用的暗反应阶段。图中为水光解产生的。2 2；由和H H2 2O O产生与NADPHNADPH（H H, ,即还原型辅酶IIII）可知，是NADPNADP；由转化成ATPATP可知，是ADP+Pi;ADP+Pi;由与COCO2 2结合生成C C3 3可知，为C C5 5。呼吸作用过程中的H H代表的物质主要是NADHNADH（还原型辅酶I I）。（2 2）光合作用的光反应阶段（A A）可产生ATP,ATP,而暗反应阶段（B B）不产生ATPATP。有氧呼吸的三个阶段都产生ATP,A

4、TP,其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段（C C）, ,线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段（D D）。（3 3）在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。答案：（：（1 1）O O2NADPADPNADPADP+ +PiCPiC5NADHNADH（或答：还原型辅酶I I）（）（2 2）C C和D D（3 3）在缺氧条件下进行无氧呼吸2.2.（20182018 高考江苏卷）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPHNADPH指H H）, ,请回答下列问题：（1 1）甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为,其中大多数高等植

5、物的需在光照条件下合成。（2 2）在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在（填场所）组装；核编码的RubiscoRubisco（催化COCO2 2固定的酶）小亚基转运到甲内，在（填场所）组装。（3 3）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为后进入乙，继而在乙的（填场所）彻底氧化分解成CO2CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPHNADPH, ,NADPHNADPH中的能量最终可在乙的（填场所）转移到ATPATP中。（4 4）乙产生的ATPATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括（填序号）。C C3 3的还原内外物质运输H

6、 H2 2O O裂解释放O O2 2酶的合成审答提示（1 1）据图分析，甲表示叶绿体，是光合作用的场所；乙是线粒体，是有氧呼吸的主要场所。（2 2）线粒体为叶绿体提供了二氧化碳和ATP,ATP,叶绿体为线粒体提供了三碳糖（在细胞质基质中分解成丙酮酸供给线粒体卜氧气、NADPHNADPH（叶绿体中过多的还原能在细胞质中合成NADPHNADPH）。解析：（1 1）根据以上分析可知，甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。（2 2）光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后转运到叶绿体内，在类囊

7、体薄膜上组装；二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，因此核编码的RubiscoRubisco（催化COCO2 2固定的酶）小亚基转运到叶绿体内，在叶绿体基质中组装。（3 3）在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中氧化为丙酮酸，然后进入线粒体基质中，彻底氧化分解成COCO2 2；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPHNADPH, ,NADPHNADPH中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATPATP中。（4 4）叶绿体光反应产生ATP,ATP,因此图中线粒体为叶绿体提供的ATPATP用于光反应以外的生命活动如C C3 3的还原、内外物质运输、酶的合成等

8、，而H H2 2O O裂解释放O O2 2属于光反应，故选。答案：（1 1）叶绿素、类胡萝卜素叶绿素（2 2）类囊体膜上基质中（3 3）丙酮酸基质中内膜上（4 4）【备考锦囊】1.1.“图解法”分析细胞中两大生理过程NADPHNADPHNADPNADP+ +傩糖一三碳糖2.2.“表格法”理解光合作用与细胞呼吸过程中H H和ATPATP的来源和去向光合作用有氧呼吸HH来源H H2 2O O光解产生有氧呼吸 A、二阶段去向还原C C3 3用于第三阶段还原。2 2ATPATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C C3 3还原供能用于各项生命活动注意：光合作用中产生的H H是还原型辅酶H(NAD

9、PH)H(NADPH)简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的H H是还原型辅酶I(NADH)I(NADH)简化的表示方式，二者不是种物质，尽管书写形式相同。还原氢的书写形式一定不能写成H H、H H、H2,H2,只能写成H H或NADHNADH或NADPHNADPH。3.3.“流程法”分析光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向暗反应以呼吸I I工加.呼吸n nC:COC:CO2 2有机物丙酮酸 COCO2 2光反应暗反应有氧呼吸I I、n n有氧呼吸出H H: :H H2 2O O H H (CH(CH2 2O)O) H H H H2 2O O光反应有氧呼吸出有氧呼吸n n光合作用上小O:HO:H2

10、2O O O O2 2 H H2 2O O COCO2 2有机物【应考提升】1.1.下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列叙述正确的是()()A.A.过程中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光B.B.过程只发生在叶绿体基质，过程只发生在线粒体C.C.过程释放的能量大部分储存于ATPATP中D.D.过程一般与吸能反应相联系解析：选D D。过程中叶绿素主要吸收的是红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收的是蓝紫光，A A错误；过程只发生在叶绿体基质，过程是有机物氧化分解释放能量的过程，发生在细胞质基质、线粒体，B B错误；过程释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存于ATPATP中，C C错误；

11、过程ATPATP水解释放能量，所以一般与吸能反应相联系，D D正确。2.2.(2018(2018山西太原期末) )如图为某植物叶肉细胞内发生的生理过程图解。请据图回答:A A物质是; ;B B物质是; ;C C物质是;这些物质跨膜运输的方式是(2)(2)场所I I是通过(结构) )来增大膜面积的，酶1 1作用的部位是场所I I中的。光合作用的光反应为暗反应提供(物质)；场所n n是指。(3)(3)在场所出中，如果用放射性同位素对B B物质示踪，则放射性最先出现在 物质中。E E物质在场所出的上生成。(4)(4)长期水淹的植物会出现烂本!现象，是因为图中(物质)的积累造成的。(5)(5)植物根尖

12、细胞中产生ATPATP的结构有。解析：(1)(1)分析图形可知，A A物质是由根从土壤溶液中吸收的H H2 2O O, ,能参与光合作用的光反应；B B物质是光反应产生并释放的。2 2；C C物质是参与暗反应的COCO2,2,这些物质跨膜运输的方式都是自由扩散。(2)(2)图中场所I I是光合作用的场所叶绿体，是通过类囊体薄膜来增大膜面积的；图中酶1 1催化的是暗反应，其作用的部位是叶绿体中的叶绿体基质。光合作用的光反应为暗反应提供HH和ATP;ATP;场所n n是无氧呼吸进行的场所细胞质基质。(3)(3)图中场所出是有氧呼吸的主要场所线粒体，如果用放射性同位素对B B物质(O(O2 2) )

13、示踪，则参与有氧呼吸第三阶段反应，与HH结合生成水，故放射性最先出现在E E物质(H(H2 2O)O)中，E E物质在场所m m的嬴、ADP.piHaWADP.piHaW叫争胞分SL主曲逐输、出物生松,物质合成蜘所IIII线粒体内膜上(有氧呼吸第三阶段的场所)生成。(4)(4)长期水淹的植物会出现烂根现象酒精的积累造成的。,是因为无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，即图中F F(5)(5)植物根尖细胞没有光合作用能力，但可以进行细胞呼吸，其细胞呼吸会产生ATP,ATP,因此根尖细胞中产生ATPATP的结构有细胞质基质和线粒体。答案：(1)H(1)H2 2OOOO2 2COCO2 2自由扩散(2

14、)(2)类囊体薄膜叶绿体基质HH和ATPATP细胞质基质(3)E(3)E线粒体内膜(4)F(4)F酒精(5)(5)细胞质基质和线粒体二、光合作用与细胞呼吸“三率”的判断及相关计算【考题范例】(2018(2018高考全国卷I)I)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。空气ARAR,X-IHI二酸4F+C05+脆量一*TP斯所APr+riAPr+ri回答下列问题:(1)(1)当光照强度大于a a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是(2)(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是,判断的依据是。(3)(3)甲、乙两种植物中，更适合

15、在林下种植的是。12:12: 0000时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的(填“0202”或“CQCQ”) )不足。审答提示(1)(1)据图可知，甲植物的净光合速率变化幅度明显大于乙植物，因此可以得出甲植物对光能的利用率明显高于乙植物。(2)(2)乙植物的饱和点和光补偿点都比较低， 属于阴生植物， 甲植物属于阳生植物。解析：(1)(1)由图分析可知，当光照强度大于a a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，

16、因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)(4)夏日晴天中午12:0012:00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。答案：(1)(1)甲(2)(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)(3)乙(4)CO(4)CO2 2【备考锦囊】1 1 . .“图示法

17、”理解植物“三率”的含义(如图)(1)(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内COCO2 2等原料的消耗量或。2 2、(CH(CH2 2O)O)等产物的生成量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真正光合速率。净光合速率：常用一定时间内O O2 2释放量、COCO2 2吸收量或有机物( (葡萄糖)积累量表示。真正光合速率：常用一定时间内。2 2产生量、COCO2 2固定量或制造、生产、合成有机物的量表示。呼吸速率：将植物置于黑暗中，单位时间内实验容器中0 0。2增加量、O O2减少量或有机物减少量即表示呼吸速率。2 2.净光合速率和真正光合速率的关系(4)(4)某植

18、物夏日晴天中午江正光合第真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。凡是进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用。在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OAOA段代表植物呼吸速率，ODOD段代表植物净光合速率，OA+ODOA+OD表示真正光合速率，故真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。图中B B点既不吸收也不释放二氧化碳，表示真正光合速率=呼吸速率，净光合速率为0 0。在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出真正光合速率。3 3.净光合速率和真正光合速率的判定方法(1)(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0 0时，COCO2 2吸收值为0,0,则为真正光合速率，若COCO2

19、 2吸收值是负值，则为净光合速率。(2)(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。(3)(3)有机物积累量为净光合速率，制造量为真正光合速率。4 4 . .不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点曲线光合作用强度与细胞呼吸强度的关系气体代谢特点图示A A点只进行细胞呼吸吸收O O2,2,释放COCO2 2JJABAB段细胞呼吸强度大于光合作用强度吸收。2,2,释放COCO2 2B B点细胞呼吸强度等于光合作用强度不与外界发生气体交换*B B点后光合作用强度大于细胞呼吸强度吸收COCO2,2,释放。2 2co1co1o/【应考提升】1.1.下图表示在适宜的光照、COCO2 2浓度

20、等条件下，某植物在不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。下列有关说法中错误的是()()光照强度tCtC小喔收量C Ccaca群放埴A.A.与光合作用相比，呼吸作用有关酶的适宜温度更高B.B.在4040C C之前，总光合作用速率大于呼吸作用速率C.C.温度在3030C C时总光合作用速率最大D.D.4040C C时，该植物不再进行光合作用解析：选D D。根据图可知，光合作用有关酶的最适温度为30c30c左右，呼吸作用有关酶的最适温度为4343C C左右，A A正确；温度4040C C之前该植物净光合作用速率大于0,0,光合作用速率大于呼吸作用速率，B B正确；真光合速率=净光合速率+呼吸

21、速率，由图可知，植物真光合作用速率在3030C C左右时达到最大值，C C正确；4040C C时，净光合作用速率=呼吸作用速率，D D错误。2.2.如图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a a、b b、c c、d d时（其他条件不变且适宜），单位时间内COCO2 2释放量和。2 2产生总量的变化。下列有关说法错误的是（）（）A.A.光照强度由a a到d d时，叶肉细胞净光合速率增加B B.光照强度为b b时，光合作用速率等于呼吸作用速率C.C.若光照强度长期为c,c,该绿色植物不能正常生长D.D.光照强度为d d时，单位时间内细胞从周围吸收2 2个单位的COCO2 2解析：选B B。在a a条

22、件下，COCO? ?释放的量为6,6,。2 2产生为0,0,则此时不能进行光合作用，d d条件时COCO2 2释放量为0,0,总光合速率为8,8,A A正确；b b条件时COCO2 2释放量与。2 2产生量相等，细胞呼吸产生的COCO2 2一部分用于光合作用一部分释放到细胞外，光合作用速率小于呼吸作用速率，B B错误；c c中O O2 2产生量是6,6,即光合强度是6,6,呼吸强度是6,6,二者相等，其他细胞会消耗有机物，该绿色植物不能正常生长，C C正确；d d时光合强度是8,8,呼吸强度是6,6,单位时间内细胞从周围吸收2 2个单位的COCO2,2,D D正确。3,3,以测定的COCO2

23、2吸收速率与释放速率为指标，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（）（）lt）.切口产生总吊联口coco,释放量d d光照强度A.A.光照相同时间，35c35c时光合作用制造的有机物的量与3030C C时相等B.B.光照相同时间，在2020C C条件下植物积累的有机物的量最多C.C.温度高于2525C C时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.D.其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动解析：选A A。据图分析，图示虚线表示净光合速率，实线表示呼吸速率，而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。因此光照相同时间，3535C C时光合作用制造的有机物的量与3030C C时相等，A A正确；光照相同时间，在25c25c条件下净光合速率最高，植物积累的有机物的量最多，B B