二轮专题复习《光合作用和细胞呼吸》

二轮专题复习《光合作用和细胞呼吸》体验高考一、理解能力1．(2010·全国新课标，2)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是(

)A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸

B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水

C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累

D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多解析：无氧呼吸的终产物是酒精和二氧化碳或者是乳酸，而丙酮酸是无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段的共同产物；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程中产生的[H]最终进到酒精或乳酸中，没有积累；质量相同时，脂肪比糖原有氧呼吸释放的能量多，产生的水多，消耗的O2也多，这与脂肪中H与O的比值较高有关。答案：D2.(2010·全国新课标，1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是(

)①叶绿体基质②类囊体薄膜③线粒体基质④线粒体内膜

A．①③B．②③C．①④D．②④解析：CO2的固定发生在光合作用暗反应阶段，进行场所是叶绿体基质。CO2产生于有氧呼吸的第二阶段，进行场所是线粒体基质。答案：A3．(2010·全国Ⅱ，31)请回答下列问题：

(1)氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是________，构成细胞膜的元素是________。

(2)缺镁时植物叶片发黄，其原因是

。

(3)在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片时通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是

；碳酸钙的作用是___________________________________；丙酮的作用是___________________。

(4)光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的

________________。氮、磷氮、磷镁是叶绿素的组成成分，缺镁导致叶绿素合成受阻有助于磨碎植物细胞防止研磨过程中叶绿体色素被破坏色素的提取溶剂叶绿素a解析：(1)生命活动所需直接能源物质是ATP，构成细胞膜的化合物主要是磷脂、蛋白质，以上物质均含氮、磷。(2)镁是叶绿素的组成元素，缺镁导致叶绿素合成受阻而类胡萝卜素合成正常，故叶片呈黄色。(3)通过研磨可以破坏细胞，使其释放出色素，丙酮是有机溶剂，可以溶解提取色素。因色素易被细胞中的有机酸破坏，故加入碳酸钙可中和因细胞结构被破坏而释放的有机酸进而保护色素。(4)光反应中叶绿体色素均能吸收、传递光能，而只有少数处于特殊状态的叶绿素a可以将光能转换成电能。二、获取信息的能力4．(2013·上海生物，21)下图是酵母菌发酵实验示意图，其中X、Y、Z分别代表(

)A．石蜡油、CO2、蓝色B．石蜡油、O2、黄色C．菜油、O2、蓝色D．菜油、CO2、黄色解析：酵母菌发酵实验过程中，可在发酵液表面滴加油滴形成油膜来造成无氧环境；CO2通入BTB试剂(溴麝香草酚蓝溶液)后，水溶液的颜色由蓝变绿再变黄，故选项D符合题意。答案：D5．(2014·上海生物，26)右图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图②所示结果最有可能来自于(

)A．水培的洋葱叶B．生长的柳树幼叶

C．培养的衣藻D．秋冬的银杏落叶解析：新鲜菠菜叶中的光合色素含量充足完整，据图①可知，滤纸上的四条色素带完整，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。图②滤纸上的色素带不完整，只有胡萝卜素、叶黄素。秋冬的银杏落叶呈黄色(或橙黄色)，这是由于低温破坏了叶绿素所致，因此叶片中几乎不含叶绿素。其他选项中的材料中都含有充足的四种色素。答案：D6．(2010·浙江理综，29，Ⅰ)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。请回答：(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中

和

更高。(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO2浓度变化曲线。图中b～c段CO2浓度升高缓慢是因为

，c～d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗

。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率______________。(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、

和

可缩短试管苗的适应过程。光合速率光饱和点CO2浓度过高使细胞呼吸减弱进行光合作用吸收了CO2

提高适当提高CO2浓度适当提高光照强度解析：(1)图甲中自变量有两个：一是光照强度大小，二是是否加蔗糖。因变量是光合速率，指真正光合速率。相比之下，不加蔗糖的试管苗光合速率和光饱和点较高。(2)b～c段没有光合作用，只有呼吸作用，CO2浓度上升缓慢肯定是呼吸速率慢，温度和CO2都会影响呼吸速率，温度不变，只能考虑CO2浓度过高。c～d段CO2浓度急剧下降说明试管苗光合速率远远大于呼吸速率。d点CO2浓度低于大气，CO2浓度已成为限制因素，该点光合速率等于呼吸速率，打开瓶塞，提高CO2浓度，光合速率提高。(3)本实验的核心是改变植物组织培养条件，提高光合速率，从而缩短试管苗的适应过程。影响光合作用的外界因素有：光照长短与强度、光的成分、温度、水分、无机盐等，从本题的变量来看只能考虑无糖培养基、适当提高CO2浓度和适当提高光照强度，其他因素都是适宜的、相等的、不是变量，不予考虑。7．(2010·安徽理综，29，Ⅰ)为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是____________，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是__________________。(2)实验结果表明，在

的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取________措施能提高玉米的光能利用率。光照强度(或光强)土壤含水量土壤含水量40%～60%合理密植三、实验与探究能力解析：(1)由图示曲线知：D点与B点相比，土壤含水量、施肥情况相同，而光强不同。D点与C点相比，光强、施肥情况相同，而土壤含水量不同，故与D点相比，B、C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素分别是光强与土壤含水量。(2)判断施肥效果的标准是对比施肥前后植物CO2吸收量的变化幅度，由图示知：在土壤含水量40%～60%条件下施肥效果明显。合理密植可有效增加光合作用面积，进而提高玉米的光能利用率。考点1光合作用与细胞呼吸的关系1．光合作用和细胞呼吸的关系图场所：叶绿体场所：细胞质基质、线粒体光合作用反应方程式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2呼吸作用反应方程式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量注意：呼吸作用中两边H2O不能约去！2．光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系

(1)物质变化：在呼吸作用中，[H]是NADH，NAD＋H＋2e——→NADH(还原型辅酶Ⅰ)

在光合作用中：[H]是NADPH，NADP＋H＋2e——→NADPH(还原型辅酶II)

NADPH：是一种辅酶，叫还原型辅酶Ⅱ，学名叫烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。

NADH：还原型辅酶Ⅰ，学名叫尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，位于线粒体。NADH最重要的作用是作为呼吸链的脱氢酶辅酶，其与线粒体的功能密切相关。

NAD和NADP：即尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，辅酶Ⅰ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP，辅酶Ⅱ），是维生素PP的衍生物。NAD和NADP主要作为脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递氢体的作用，为单递氢体。

植物本身生理活动直接消耗的供能物质是ATP，主要是呼吸作用在线粒体内产生的。光能则是在叶绿体内转化为NADPH用于光合作用。光合作用的产生的[H]是NADPH，主要用于还原性物质的合成。

呼吸作用产生的[H]是NADH，主要用于给呼吸链提供H或者电子。或者在无氧呼吸的时候递给某内源性中间产物，以实现源源不断的底物水平磷酸化。光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H],分别用于（）

A.都用于还原CO2

B.都用于还原O2

C.前者用于还原CO2,后者用于还原O2

D.前者用于还原O2,后者用于还原CO2C思考：(1)产生ATP最多的阶段是什么阶段？答案：光反应阶段(为暗反应提供)；有氧呼吸第Ш阶段。(2)为各种生命活动提供的ATP最多的阶段是什么阶段？答案：细胞有氧呼吸阶段Ⅲ。3．以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系

(1)不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系(2)光合速率与呼吸速率的关系①绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。②绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率④三者的常用表示方法：非糖物质，如脂肪、蛋白质有氧呼吸耗O2量大于释放CO2量光合、呼吸速率的测定实验探究(1)净光合速率的测定(如图)①NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。②植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。③条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。(2)呼吸速率的测定(如图)①该图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把NaHCO3溶液换成NaOH溶液，吸收植物呼吸作用释放的CO2。②植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。③条件：整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。例1：将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移【答案】D【解析】图中a点是二氧化碳的补偿点（是指在一定光照条件下，叶片进行光合作用所吸收的二氧化碳量与叶片所释放的二氧化碳量达到动态平衡时，外界环境中二氧化碳的浓度。），这时植物的光合作用强度等于呼吸作用强度；b点为二氧化碳饱和点（即一定光照条件下，当空气中的二氧化碳浓度增加到一定程度后，植物的光合速率不再随二氧化碳浓度的增加而提高，这时空气中的二氧化碳浓度就称为二氧化碳饱和点。），二氧化碳浓度再增加，光合作用强度也不再增加。若光照强度适当降低时，植物的光合速率也降低，这时要使光合作用达到补偿点必须提高光合作用强度，依题目可行的方法就是提高二氧化碳，即a点向右移。同时光照强度降低时，光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应受到一定的限制，因此二氧化碳饱和点降低，即b点向左移。反之，若光照强度适当增强时，光合速率提高，较低二氧化碳浓度即可达到补偿点(光合作用强度等于呼吸作用强度)，a点向左移；而光照强度适当增强时，有更多的ATP和[H]富余，因此还可以利用更多的二氧化碳才达到限度(二氧化碳饱和点)，即b点向右移。例2.在晴朗的夏季，将一正常生长的绿色植物放入密闭的透明玻璃罩内，室外继续培养。每隔一段时间用C02浓度检测仪测定玻璃罩内C02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

（）

A.FG段表明气孔关闭，光合作用小于呼吸作用

B.E点时植物体内的有机物含量比A点时多

C.D点开始进行光合作用，H点光合作用消失

D.该植物在这一天中表现出生长现象【答案】：D。

【解析】A错，从曲线还在下降来看，FG段光合作用大于呼吸作用；

B错，E点时植物体内的有机物含量与A点时一样多；

C错，D点之间开始进行光合作用。

D正确，经过一天，玻璃罩内二氧化碳减少了，说明二氧化碳变成有机物了，植物生长了。例3.将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示．下列有关说法错误的是（）A．图乙中的b点对应图甲中的B点B．图甲中的F点对应图乙中的g点C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高

D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加A、分析图乙中的b可知，该点释放二氧化碳的速率降低，是由于夜间低温影响了细胞的呼吸，在密闭容器内二氧化碳浓度的增加减慢，对应图甲中的B点，A正确；

B、分析题图甲可知，F点是由于光照强度减弱二氧化碳浓度由降低向增加转化的拐点，此点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，此点之后光合作用强度小于呼吸作用的强度，该点光合作用强度与呼吸作用强度相等，对应图乙中的h点，而不是g点，B错误；

C、图乙中的d点之前光照强度弱，光合作用小于呼吸作用，玻璃罩内二氧化碳浓度增加，d时光合作用与呼吸作用相等，d点之后光合作用大于呼吸作用，玻璃罩内的二氧化碳减少，浓度降低，因此d点时玻璃罩内的CO2浓度最高，C正确；

D、分析图甲可知，这一昼夜之后G点玻璃罩内的二氧化碳浓度小于开始时A点的浓度，减少的这部分通过光合作用合成有机物储存在植物体内，因此植物体的有机物含量会增加，D正确。

【答案】：B．4．光合作用和呼吸作用中[H]、ATP的来源和去向比较1．细胞呼吸与血糖调节、体温调节的关系

(1)细胞呼吸是血糖的主要去路；(2)体温调节过程中，热量的来源是细胞呼吸释放的热能。2．光合作用、细胞呼吸与能量流动和物质循环间的关系

(1)能量流动过程中，绿色植物通过光合作用固定的太阳能总量是流经整个生态系统的总能量，而生物体内能量最终通过细胞呼吸主要以热能形式散失，所以能量不可循环。

(2)在碳循环中，光合作用是CO2由大气进入生物群落的主要途径，而细胞呼吸是CO2由生物群落返回大气的主要途径。参见下图：3．细胞代谢是生物体进行各项生命活动的基础

(1)当同化作用大于异化作用时生物体才能正常生长发育；

(2)激素与神经系统是通过改变细胞代谢而实现调节的；

(3)遗传和变异是以细胞内基因的传递和变化为基础的；

(4)生物与无机环境间物质和能量的变换是以细胞代谢为基础的。【例1】(经典题)光合作用和细胞呼吸是植物体最重要的生命活动，右图为其简单过程示意图。下列有关叙述正确的是(

)A．图中代表光合作用的是③②，代表细胞呼吸的是①④

B．图中②③发生在叶绿体内，①④过程发生在线粒体内

C．植物细胞内部都能发生①②③④过程，且都能产生ATPD．图中X和Y代表同一物质，X产生于叶绿体基质中，Y产生于线粒体中A审题关键：“糖”、“CO2”、以及“箭头方向”命题来源：光合作用与细胞呼吸过程图解和反应场所。思路分析：从图中看③②代表光合作用暗反应阶段，CO2的固定和C3还原的场所是叶绿体基质。①④分别代表有氧呼吸第一阶段和第二阶段，场所分别是细胞质基质和线粒体基质。X代表三碳化合物(C3)，产生于叶绿体基质，Y代表丙酮酸，产生于细胞质基质，X、Y不是同一种物质。植物细胞能发生①②③④过程的只有能进行光合作用的细胞，如叶肉细胞等；植