高考生物复习-光合作用和细胞呼吸讲义(学生版)

专题二光合作用和细胞呼吸（3课时）

一、真题再现

1.（2019年全国卷I.3）将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段

时间后植株达到40g,其增加的质量来自于（）

A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水

C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气

2.（2019年全国卷II.2）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无

氧呼吸有关。下列叙述正确的是

A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖

B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来

C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP

D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生

3.（2019年全国卷ffl.4）若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，

与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（）

A.有机物总量减少，呼吸强度增强B.有机物总量增加，呼吸强度增强

C.有机物总量减少，呼吸强度减弱D.有机物总量增加，呼吸强度减弱

4.（2019年北京卷.31）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光

合细菌中。

（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的。在碳（暗）反应中，

RuBP竣化酶（R酶）催化C（）2与RuBP（C?结合，生成2分子影响该反应的外部因素，除光

照条件外还包括（写出两个）；内部因素

包括（写出两个）。

（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因

编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因编码并在中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶

绿体的中与L组装成有功能的酶。

（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术

将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L

基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生

长。检测结果表明，转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。

①由上述实验能否得出''转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请

说明理由。______________________________________________________________________

O

②基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括。

a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质

b.蓝藻与甲都以R酶催化CO的固定

2

C.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成

d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同

5.（2018年全国卷1.30）（9分）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图

所示回答下列问题：

a

光照强度

（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植—。

（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）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是。

（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的

---------（填或“C0J）不足。

6.（2018年全国课标卷II.30）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选

取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率如下图所示，据图回答问题：

(

s.一

z・

s.

o・

nu

sf

)3

800120016002000HIM)120016002000

光照强度(pmol•m*2•s'1)光照强度(pmol•nr?•s',)

（1）从图可知，A叶片是树冠（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是

（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧

速率不变则净光合速率降低的主要原因是光合作用的反应受到抑制。

（3）若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有

机溶剂是O

二、考纲解读

【最新考纲】

L光合作用的基本过程（IDo

2.影响光合作用速率的环境因素（II）,

3.细胞呼吸（IDo

【考情分析】

1、就近五年高考试题分析，本专题在全国高考中是必考的内容，分值重难度大。

2、在命题内容上以影响光合作用的因素（光照强度、CO,浓度）的坐标曲线及应用；影响细

胞呼吸的外因及应用为主，光合色素的提取、光合作用/程、叶绿体的结构、细胞呼吸过程、

线粒体的结构也常作为命题点，角度全面。

3、在命题形式上，该专题常将光合作用与呼吸作用相关联来进行考查，且题目信息主要是以

文字结合坐标曲线图的形式呈现，以影响因素为考查的重点，以实验过程和现象为考查的载

体，以实验现象和结果的推理判断为考点，来考查学生的信息获取能力和推理判断的能力。

考查的内容主包括：

4、备考时要识记叶绿体、线粒体的结构；光合作用、细胞呼吸的过程；要能理解并灵活运用

影响光合作用和细胞呼吸的因素及在生产生活中的应用；要理解影响光合作用和细胞呼吸外

因的坐标曲线中的各拐点、曲线中各段的含义；重视原因是、理由是长句答题规范。

【网络构建】

生态系统能址流动、物放砧环

色素提取.分离

联，同住素标记诙应用……,系一,二-一线粒体的结构

系;________殂匚二K系

系：：

10+的篝心Q。,3d总平式-9cM4#）HQK。,史*12H：O«»CO”能呈

有轼

:场M；一细胞所用质和线粒体

:2阡曲:还证评点而

32HQ^-U|H2林颊r-C,%：0.理2cMQH[H]+能呈（少）

光.醐A「P形成「^正二个阶段一®2CHQWHQ电6CO^2D|HJ+傕量（少）

IADP-Pi---------*AIP光细反应式

＞料光能转变为ATP中活跃化学箧卑等一⑪里12HQ+能Ai多）

场Mr胞

叶绿体旗雨中--------

旦JeC%Q,"2aHeH+2aM能最（少）

酹、同，作呼

*OK•2CS°，CO.

gL<-rp物因无wm

用或C-Q,里2GH.0M能过（少）

2Cl+[H|—~~►(CH,OHC..X^

曳L蒯的或基庚

ATP中活尿化学能转变成3典—

机物中稳定化学能:画画丽维然⑷温度4H：。等

⑧光、co,、温度等•…：…’

联廉

联系

相关曲线模空分析।..........…1丁一粮食、果筱t存

表观光合速率,两过程物质.

总光合建军能后转化关系

三、典例精析

例1（2018天津卷5）为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO,和Q传感器的100mL锥形瓶中,

加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中02和

(

CO相对含量变化见下图。有关分析错误的是（C）求

2)

却

A.%一%,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降安

一

共

B.%时，培养液中葡萄糖的消耗速率比1时快笈

干

C.若降低10℃培养，0,相对含量达到稳定所需时塞

於

安

间会缩短

D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重倍酸钾溶液后变成灰绿色

【解析】在t~t时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧

12

呼吸速率不断下降，A正确；t时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明

3

酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t和t产生co的速率

I32

相同，所以单位时间内产生相同量的co,所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖

2

是有氧呼吸的3倍，因此t时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t时快，B正确；图

31

示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，

氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，c错误；据图可知，酵母菌进行

了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重辂酸钾溶液反应后变成灰

绿色，D正确。

【答案】C

考点一细胞呼吸及其影响因素

1.“三看法”判断细胞呼吸的类型

反次物「消耗。:或产物中有HQ,一定存在打,呼吸

产L产物中有酒梢或乳酸.一定有无气呼吸

无co：产生

只进行产生乳酸的无氧呼吸

不袖。.

但产牛C（）

只进行在生遒梢的无气呼吸

消!€。产

co：/。/

性及co』-・只进行以骊罚精为底物的有氧呼吸

CO..释蜡〉

空丝一既进行有火呼吸,也进行无氧呼吸

Cd群放总＜

皿也里一呼吸底物中可能含“脂币类”

细胞L4在细胞质基峨进行—无氧呼吸

:「『一有线粒体参与一存在有辄呼吸

反应场所-初核

细胞呼吸场所为细胞质:与细胞膜.呼吸类型

一可依据H：。、酒精，乳酸等确认

2.把握影响细胞呼吸的“四类”曲线

o.为。：只进行无氧呼吸

原理：温度影响除活性!，果蔬最隹储存点

应用：低温储存果瑜，大棚

夜间降温藏少有机物通隹:卜//^^呼吸

无氧呼吸

V-Q无氧呼吸消失点

°温度化5101520253()0^.

甲乙

为减少有机物长期浸入

.原理：co,反馈性）摘

消耗.宜将种水中可因

4细胞呼吸无气呼吸

?.应用:增加co.浓度或子风干

-\客/储存果琉■产生毒击

0CQ,浓度。含水量

丙丁

3.生物呼吸类型判定实验设计

探究某生物材料的细胞呼吸类型（假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑

外界条件的影响），某同学设计实验装置如图，实验结果如下：

(1)若甲液滴左移,乙液滴不动，则只进行有氧呼吸。

(2)若甲液滴不动,乙液滴右移，则只进行无氧呼吸。

(3)若甲液滴左移,乙液滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

（4）物理误差的校正：除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置

相同。

例2（2018江苏卷，18）如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设

条件中能使图中结果成立的是（）

《

A.横坐标是CO浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度期

2经

玄乙

B.横坐标是温度，甲表示较高CO浓度，乙表示较低CO浓三

22)

度

C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度

D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO?浓度，乙表示较低

CO浓度

2

【解析】若横坐标是co浓度，较高温度下，呼吸速率高，较低温度下，呼吸速

2

率低，所以甲乙与纵坐标的交点不一样，A错误；若横坐标是温度，则随着温度

的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误；若横坐标

是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符,

C错误；若横「坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因

此甲表示较高CO浓度，乙表示较低CO浓度，D正确。

22

【答案】D

考点二光合作用过程及影响因素

1.光合色素吸收的光能有2大重要用途

（1）分解H0为0和［H］。（2）合成ATP。

22

2.叶绿体基质内C,的2大去向

（1）转化为糖类。（2）再生q。

3.最常用计算公式

净光合速率（0释放量或CO吸收量）=总光合速率（0产生量或co固定量、叶绿体吸收的

2222

C0）一细胞呼吸速率（0消耗量或C0产生量）

222

4.把握影响光合作用因素的3类曲线

P点限制因素一外因：温度.COJ浓度等

内因：色泰含僦，怅的徼僦和活性.C的含成

原理：助耳光反应阶段ATP.|H|的生成

。光照如便

原理：影响暗反应中C,生成

P点的限制闪索

1外阳：温理光解颊度

2内因：厢的数量和活性、

色米含的含垃

CO,浓度

光金作用配适温度

联网：通过影响陶的

活性来影响光介作用

5.物质变化模型分析

（1）分析方法

需要从物质的“生成”和“消耗”两个方面综合分析。

①CC）2供应正常、光照停止或减弱时短时间内C3的含量变化:

光股信止：ATIL□□（二,仆勺；巨在＜

或减弼厂含堂减少短时间内（'、合

量减少

-贵增加变

CO供；口的生最

化与之相反）

应正常：量不变

②光照不变、CO?供应减少时短时间内C,的含量变化:

CO.供1生成

应戒少；量减少

*9.时间内C

减少（（

化与之相反）；

光照

ATi\cn消耗维续:一

不变—供应正常

（2）常考模型

①光用I变化②cc2变化

理co2co2

矗枣出手足U、/H|、ATP

关:X_____L

-r"c,

o时间

例3（2017•全国课标卷I,30）植物的CO补偿点是指由于CO的限制，光合速率与呼吸

22

速率相等时环境中的co浓度，已知甲种植物的CO补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：

22

（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发

现两种植物的光合速率都降低，原因是,

甲种植物净光合速率为0时-，乙种植物净光合速率（填“大于0”、“等于0”或“小

于0”）。

（2）若将甲种植物密闭在无0.、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植

物的有氧呼吸增加，原因是。

解析（1）在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容

器内CC>2浓度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的CO2

补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为0时（即cc>2补偿点时）的

二氧化碳浓度已超过乙种植物的CC）2补偿点，因此其净光合速率大于0。

（2）若将甲种植物密闭在无。2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间

后，由于植物进行光合作用能释放氧气，因此植物的有氧呼吸增加。

答案（1）植物在光下光合作用吸收co的量大于呼吸作用释放co的量，使密闭小室中co

222

浓度降低，光合速率也随之降低大于0

（2）甲种植物在光下进行光合作用释放的0,使密闭小室中0,增加，而0,与有机物分解产生

的［H］发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当。增多时，有氧呼吸会增加

2

考点三光合作用与呼吸作用的内在关系及相关实验探究

1.光合作用与细胞呼吸关系图解

CATP

比他I--------------丁<>"--------1*f

II（化学能）11

光合住»<,,.一细卵i呼”及

注：涉及计算时应熟练应用6巴+1240-明凡+6。2+64。，并记忆叫。6、6叱、60,分子

量（依次为180、6X44、6X32）。

2.光合作用相关实验探究

.警q右机溶剂（如无水乙醇）能溶僻色奈

（）色素提取、分离

1也里分离因溶解度不同时扩散速度不同.扩散速度与

一4I

色溶解度量正相关

及

提

取色亲主要吸色系色素

与溶解扩散

分种类收的光颜色含量度速度

离

一胡萝卜*情赏色最少的高地快

蓝紫光

叶黄东黄色较少较高较快

叶绿素a红光和蓝绿色最多较低较慢

叶绿东b蓝紫光黄绿色较多最低最慢

（2）光合速率与呼吸速率的测定

①呼吸速率和净光合速率的测定方法（如下图）

••黑喑”F.水滴左移肉肉代衣"JtMCF,水滴右称W肉代表

有软呼吸消耗O,m一u乎吸速率样放。2的量•净光合速率

②总光合速率、净光合速率与呼吸速率常用表示方法

项目表示方法

植物co吸收量或小室中CO减少量、植物0释放量或小室中0增加量、

2222

净光合

CH0积累量

6126

CO固定量、0产生量或叶绿体CO吸收量或叶绿体0释放量、CH0制

22226126

总光合速率

造量

呼吸速率（遮光条CO释放量、0吸收量或线粒体CO释放量或线粒体0吸收量、CH0消

22226126

件下测得）耗量

注：在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验“容器”中。2增加量、CQ减

少量应代表“净光合量”

③.解读真正（总）光合速率、表观（净）光合速率与呼吸速率的关系

8点:光介速率=1呼吸速率此

植物与外界比气体交换

_HC段：光介速率〉

一呼吸速率.即中光合

速率.此时植物

窕可“更新空气”,可

A点：只进彳了细胞呼吸」…AB段：光介速率v呼吸

不进行光合作用'：]>速率

二者均使空气“浑浊”

四'变式提升

1.（2017•海南卷，7）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是（）

A.分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小

B.若细胞既不吸收0也不放出C0,说明细胞已停止无氧呼吸

22

C.适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗

D.利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收0与释放CO的摩尔数不同

22

2.下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是（）

A.煮沸葡萄糖溶液是为了灭菌和去除溶液中的0

2

B.实验过程中，泵入的空气应去除C0

2

C.实验中的无关变量有温度、pH、培养液浓度等

D.通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式

3.如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置（酵母菌利用

葡萄糖作为能源物质），下列有关实验装置和结果的分析，错误的是（）

A.通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸

B.用水代替NaOH溶液设置装置2,通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无

氧呼吸

C.用水代替NaOH溶液设置装置2,如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌

既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸

D.用水代替NaOH溶液设置装置2,装置2中液滴可能向左移

4.（原创题）如图甲为光合作用过程图解，图乙为叶肉细胞内气体微观变化，相关叙述错误

A.图甲中①为叶绿体类囊体薄膜，其上不仅分布有光合色素，还分布有相关防

B.图甲中②为0,,④为ATP,③为C,

C.图乙中处于①、②状态时叶肉细胞内ATP产生场所均为细胞质基质和线粒体

D.图乙中①〜④状态下能导致该植物叶肉细胞内有机物的质量增加的图只有④

5.下图表示某植物叶片暗反应中C和C微摩尔浓度的变化趋势，该植物在I阶段处于适宜环

35

境条件下，II阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低co浓度中的某一项。下列分析

2

正确的是（）

A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP

B.图中U阶段所改变的环境条件是降低了光照强度

C.II阶段甲上升是因为叶绿体中［H］和ATP的积累

D.II阶段光合速率最大时所需光照强度比I阶段低

6.（2017•福建三明检测）下面列举了一些与温室大棚种植蔬菜有关的生产措施，你认为不

合理的是（）阶

级

A.温室的设计应尽量提高采光效率，尽量减少热量的甲

散失

乙

B.施足有机肥可直接为植物提供有机营养，同时可以

补充大棚内的CO。]()()200300400时间/s

C.采用无土栽培技术，可按植物的需求配给营养，节约成本

D.夜晚适当降低温度可提高作物产量

7.（2017•天津卷，6）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO?酶的

活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO?吸收速率。叙述错误的是（）

A.光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型

册

姻

1____突变型

与

3理手牛:型

O

J

()光照直度

B.光照强度高于尸时，突变型的暗反应强度高于野生型

C.光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境

因素是光照强度

D.光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度

8.（创新题）如图是高等植物叶肉细胞中与物质、能量转换有关的过程示意图（A、B、C、D、

E代表物质，①〜⑨代表生理过程）。相关叙述不正确的是（）

A.图中⑥为光合作用光反应阶段

B.物质D是丙酮酸，也可直接通入线粒体被氧化分解

C.一定条件下，当①产生的和③消耗的B物质相等时有机物没有积累植物不能正常生长

D.图中④或⑥均可代表总光合速率

9.图1为25℃环境中甲、乙两种植物在不同光照强度下CO,吸收量的变化曲线，图2表示在

一定光照强度下温度对图1中一种植物二氧化碳吸收量和释放量的影响情况［单位：

mg,(ma•h)-i]o请回答:

C。,的吸收证与杼放辅

光照卜-C5的

。及U攵中

黑暗中CO.的

择放景

1O2030温度/七

（1）图1的B点时，甲种植物的根尖分生区细胞中能合成ATP的场所有一。

在B点时甲种植物的叶肉细胞的光合作用强度（填“<”、“=”或">”）呼吸作

用强度。

（2）将图2中的植物放在A点所对应的温度条件下（其他条件与图2的相同），一段时间后,

该植物体内有机物的量会（填“增加”、“不变”、“减少”或“无法判断”）

（3）图2中植物为图1中的（填“甲种植物”或“乙种植物”）.

（4）据图分析，当光照强度达到C点时，限制甲种植物CO吸收量的主要环境因素是

（5）由于洪涝灾害乙种植物很长一段时间处于水淹条件下，请写出该条件下这种植物根部细

胞呼吸作用中能量的转化情况。

10.科研人员对物猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定

装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：

（1）取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量________,以防止叶绿素降解。长时间浸泡

在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是。

（2）图1中影响光合放氧速率的因素有。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测

定前应排除反应液中的干扰。

（3）图1在反应室中加入NaHCQ的主要作用是--------。若提高反应液中NaHCO,浓度，果

肉放氧速率的变化是（填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或“稳定后减小”）。

（4）图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15〜20min曲线的斜率几乎不

变的合理解释是；若在20min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有

（填序号：①Q②ATP③[H]④C,）,可推测20〜25min曲线的斜率为（填

“正值”、“负值