高考生物二轮复习 （专题突破+破译命题密码）第一部分 专题4 光合作用和细胞呼吸的原理 新人教版

专题4光合作用和细胞呼吸的原理1．叶绿体中色素共有4类，在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。2．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。3．光反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(场所：叶绿体类囊体薄膜,物质变化：水的光解和ATP的合成,能量变化：光能→电能→活跃的化学能))4．暗反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(场所：叶绿体基质,物质变化：CO2的固定、C3的还原及ATP分解,能量变化：活跃的化学能→稳定的化学能))5．有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())6CO2＋12H2O＋能量6．无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())2C2H5OH＋2CO2＋能量；或C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())2C3H6O3＋能量。7．光反应的产物是ATP、[H]和O2，其中O2全部来源于H2O。8．光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。9．H2O既是有氧呼吸的原料，也是有氧呼吸的产物。10．有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，产生ATP最多的是第三阶段。1．(·海南高考)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能[命题立意]本题主要考查叶绿体中色素的种类、含量、吸收光谱等知识。[知识依托]①叶绿体中色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素4种。其中绿叶中叶绿素含量约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。②提取、分离叶绿体中色素常用方法分别是有机溶剂溶解，纸层析法。③叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。[解析]选D叶绿体中叶绿素含量约为3/4，类胡萝卜素含量约为1/4；不同色素在层析液中的溶解度不同，所以在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍可以吸收光能。2．(·上海高考)下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A．红色 B．黄色C．绿色 D．紫色[命题立意]本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置，粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。[知识依托]①叶绿体中色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素4种，在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。②层析分离时溶解度大的色素扩散快，溶解度小的扩散慢。③色素的含量决定叶片的颜色。[解析]选B在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。3．(·江苏高考)右图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选)()A．1和3都具有双层生物膜B．1和2所含酶的种类不同C．2和3都能产生大量ATPD．甲、乙分别代表丙酮酸、[H][命题立意]考查细胞呼吸的场所、条件、过程等知识及识图分析能力。[知识依托]①有氧呼吸过程中CO2产生于第二阶段，O2消耗及前两阶段产生的[H]在第三阶段被利用形成水，产生大量ATP。②有氧呼吸第一阶段进行的场所是细胞质基质。第二、三阶段在线粒体内完成。[解析]选BD图示中1表示有氧呼吸第一阶段的场所——细胞质基质，葡萄糖在此被分解为丙酮酸和[H]，并产生少量ATP，所以甲表示丙酮酸；2表示有氧呼吸第二阶段的场所——线粒体基质，丙酮酸和水在此反应生成CO2和[H]，并产生少量ATP，所以乙表示[H]；3表示有氧呼吸第三阶段的场所——线粒体内膜，[H]与O2在此反应生成H2O，同时产生大量ATP。1表示的细胞质基质无双层生物膜，A项错误；细胞质基质和线粒体基质中进行的化学反应不同，所含酶的种类也不同，B项正确；2所表示的线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲表示丙酮酸，乙表示[H]，D项正确。4．(·安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。试管编号加入的物质细胞质基质线粒体酵母菌ABCDEF葡萄糖－＋－＋＋＋丙酮酸＋－＋－－－氧气＋－＋－＋－注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有____________，会产生酒精的试管有____________，根据试管____________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4­二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在______________________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。[命题立意]考查细胞呼吸过程、条件、原料及产物及实验分析能力。[知识依托]①细胞基质中只能进行有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸过程。②线粒体内只能分解丙酮酸不能分解葡萄糖，氧气参与有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上完成。③酵母菌既能在有氧时进行有氧呼吸，又能在无氧时进行无氧呼吸。[解析](1)酵母菌在有氧条件下(即E试管)能产生CO2和H2O；线粒体能利用丙酮酸，不能直接分解葡萄糖，故C试管也能产生CO2和H2O。据表分析可知，能够产生酒精的试管有B和F。若要研究酵母菌进行无氧呼吸的场所，必须在无氧条件下进行对照实验，因此通过B、D、F试管的实验结果可以作出判断。(2)[H]与O2结合形成水的过程发生在线粒体内膜上，故DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法合成ATP。DNP不影响葡萄糖的氧化分解。[答案](1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能1．从考查内容上看，集中在对叶绿体色素、光合作用的原理应用、细胞呼吸原理等知识的考查。2．从考查角度上看，以实验为背景考查光合作用、呼吸作用原理及实验分析能力，将细胞呼吸与光合作用联系在一起考查物质、能量转化过程。联系生活生产实际考查原理应用。3．从命题趋势上看，预计年高考命题，仍然是以图表曲线为信息载体、以实验探究或生产实践为背景考查光合作用、呼吸作用过程、场所，二者联系及原理应用等问题。光合作用和细胞呼吸过程[例1]下图表示某植物叶肉细胞内发生的生理过程，其中A至H代表物质，据图回答：(1)图中D是________，________(字母代号)直接为细胞生命活动提供能量。用________________法，可以研究物质B的去向。(2)场所Ⅱ是________________。多种化学反应能够互不干扰地在场所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内进行，是由于________(结构)的分隔作用。(3)选用A、B两种植物进行光合作用的探究实验，实验结果如下表。请分析回答：A、B植物在不同条件下单位时间内O2的释放量(mL)CO2浓度灯泡的功率(单位：W)2050751002003000.1%A植物3.416.028.240.556.556.5B植物2.69.119.255.775.6102.60.03%A植物2.311.219.827.627.527.6B植物1.88.418.954.275.2101.8①在阳光不充足的地区，大棚种植A、B两种植物时，光照将最可能成为限制________植物正常生长的主要因素。②分析上表数据可以看出，处于灯泡功率为200W、CO2浓度为0.03%条件下的A植物，采取________________措施能显著提高光合作用强度。③A植物在CO2浓度为0.1%时，若将灯泡功率由300W再逐渐增大至400W，请预测O2释放量的变化趋势是_________________________________________________________________________________。[解析]该题考查了光合作用与细胞呼吸的关系及影响光合作用的因素，综合性较强，但难度系数不大。根据图示中物质的转化关系，可以确定A、B、C、D、E、F、G、H分别代表了水、氧气、二氧化碳、丙酮酸、酒精、ATP、ADP、Pi，进一步可以确定场所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是叶绿体、线粒体和细胞质基质。(1)根据以上分析可知，D是丙酮酸，直接为细胞生命活动提供能量的是F(ATP)。(2)场所Ⅱ是线粒体。细胞内多种化学反应能顺利进行且互不干扰，是由于生物膜的分隔作用。(3)①据表中数据分析，在CO2浓度为0.1%时，随着光照强度增加，单位时间内A植物O2释放量增加，说明光合速率增大，当灯泡功率达到200W时，灯泡功率继续增加，光合速率不再增加，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，但B植物随灯泡功率增加，光合速率继续增加。由此可见，低光照区域，B植物正常生长明显受到抑制。②当CO2浓度为0.03%、灯泡功率达到200W时，灯泡功率继续增加，A的光合速率不再增加，说明此时限制光合速率的因素不再是光照强度。在灯泡功率相同时，对照CO2浓度为0.1%时的光合速率，说明采取增大CO2浓度的措施能显著提高光合作用强度。③在CO2浓度为0.1%、灯泡功率达到200W时，灯泡功率继续增加，A的光合速率不再增加，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，即使灯泡功率由300W再逐渐增大至400W，光合速率也不再增加。[答案](1)丙酮酸F放射性同位素示踪(标记)(2)线粒体细胞器膜(或生物膜)(3)①B②增大CO2浓度③保持相对稳定1．光合作用与细胞呼吸的联系(1)光合作用和细胞呼吸的关系图：(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：C：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反应))有机物eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅰ))丙酮酸eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅱ))CO2H：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))[H]eq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅰ、Ⅱ))[H]eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅲ))H2OO：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))O2eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅲ))H2O②能量变化：光能eq\o(→,\s\up7(光反应))ATPeq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up7(呼吸作用))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ATP,热能))→各项生命活动2．光合作用和有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去向分析光合作用有氧呼吸[H]来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物C3的还原除外)1．下图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化，某个同学在分析时，做出了如下判断，你认为其中判断有错误的是()A．甲为光合作用，乙为呼吸作用B．甲中的H2O在类囊体薄膜上被消耗，乙中H2O的消耗与产生都在线粒体中C．甲和乙过程中都有[H]的产生与消耗D．甲过程全在叶绿体中进行，乙过程全在线粒体中进行解析：选D甲过程是将CO2和H2O合成为有机物的过程，为光合作用；乙过程是将有机物分解为无机物的过程，为呼吸作用。有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段是在线粒体中进行的。2．下图是[H]随化合物在生物体内转移的过程，下列分析中正确的是()eq\a\vs4\al(乳酸或酒精)水eq\a\vs4\al(\o(,\s\up7(①),\s\do5(⑤)))[H]eq\a\vs4\al(\o(,\s\up7(②),\s\do5(⑥)))eq\a\vs4\al(葡萄糖)eq\a\vs4\al(\o(,\s\up7(③),\s\do5(⑦)))eq\a\vs4\al(多糖)A．①产生的[H]可在②过程中将五碳化合物还原B．[H]经⑤转移到水中，其过程需CO2参与C．能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦D．晴天时小麦①过程比在阴雨天时旺盛解析：选D①是光合作用的光反应阶段，②是光合作用的暗反应阶段，光反应阶段产生的[H]用于暗反应还原三碳化合物；⑤是有氧呼吸第三阶段，合成水时需要的是O2，而不是CO2；形成ATP的过程有光合作用的光反应阶段，有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段，图中②③④⑦过程不能合成ATP；晴天比阴雨天光照强度强，因此小麦的光反应强些。光合作用和呼吸作用速率测定[例2]某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃罩内(如下图所示)，其中A不密封，B、C密封；B内培养皿中盛有Ba(OH)2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。回答问题：(1)根据上述实验设计判断，该实验的目的是________________________________________________________________________________________________________。(2)从理论上讲，培养一段时间后，预期实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的________(大、小)，原因是________________________________________；A中的幼苗生长量比C中的________(大、小)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________。[解析]分析三个装置的自变量，A不密封，正常二氧化碳供应；B密封且其中二氧化碳被吸收无二氧化碳；C密封，二氧化碳浓度较低，因此该实验是探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度(或生长量)的影响。预计B中的幼苗生长量比C中的小，因为缺二氧化碳，影响暗反应的进行，也就影响了生长。A中的幼苗生长量比C中的大，因为二氧化碳较为充足，光合作用强。[答案](1)探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度(或生长量)的影响(2)小缺少二氧化碳，不能进行光合作用大二氧化碳较充足，光合作用强利用典型装置测定光合、呼吸速率(如下图)(1)净光合速率的测定：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。单位时间内水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(如上图)：①上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植物呼吸速率指标：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。单位时间内水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。3．设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率＝净光合速率＋呼吸速率)，结果见右图。据图判断，下列叙述正确的是()A．与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的[H]多B．与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C．若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1>K2>K3D．密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物解析：选A由题图可以看出，d1和d3浓度下的净光合速率相等，而d1浓度下的呼吸速率高于d3浓度，由“光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”可推出d1浓度下的光合速率较高，单位时间内细胞光反应生成的[H]也较多。d3浓度下的呼吸速率低于d2浓度下的呼吸速率，呼吸过程中产生的ATP也较少。由题图可知K2最大。光照条件下，蓝藻进行光合作用会影响代谢产物，不能依此判断蓝藻是否为兼性厌氧生物。4．下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置放在20℃(1)以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是________mL/h。(2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值________(偏高/偏低/相同)，原因是__________________________________。(3)假若将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的________反应阶段。(4)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)20℃时光合作用的速率为(0.6－0.2)mL/0.5h＝0.8mL/h。(2)此装置测得的光合速率为净光合速率，低于实际光合速率。(3)植物叶的下表皮涂上凡士林后，减少了二氧化碳的供应，影响到光合作用的暗反应。(4)温度提升后，针筒内气体变化量大于增加光照对内部光合作用的影响，可以得出在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，温度才是限制光合作用速率的主要因素。答案：(1)0.8(2)偏低植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气(3)暗(4)在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，温度才是限制光合作用速率的主要因素(其他合理答案也可)色素提取与分离实验拓展[例3]秋天来临之际，许多植物的叶片会变红。为了探究枫叶变红的原因，某校生物课外活动小组的同学们对同一植株上的正常绿叶和红叶各若干片进行了色素的提取与分离，用纸层析法得到了两种叶片色素分离的滤纸条。请回答：(1)滤液中色素的分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的________不同，随层析液在滤纸条上的________不同，从而将它们分离开。(2)若该组同学的实验假设是叶片变红与叶片叶绿体中的胡萝卜素含量增加有关。你认为同学们应着重观察和比较滤纸条中的第________条色素带(从上到下)，原因是________________________。(3)实验预期和结论：①红叶组与绿叶组相比，若红叶组着重观察的那条色素带________，则假设成立；否则，假设不成立。②若同学们比较结果发现，除绿色的色素带变窄甚至缺失外，其他色素带的宽窄没有改变。你认为该种叶片变红最可能的原因与叶片细胞内________中的色素有关，实验中未检出的原因是___________________________________________________________________。③实验安全是实验必须遵循的原则，在本次实验中，试管加塞，这是为了减少________________，从而确保实验者的安全。[解析]本题考查色素提取的原理及应用。(1)分离色素的原理是叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上扩散的速度不同，溶解度越大扩散的速度越快，从而将不同色素分离开。(2)若要确定叶片变红是否是胡萝卜素增加所致，应着重比较自上而下的第一条色素带(即橙黄色的色素带)，因为该色素的溶解度最大。(3)若第一条色素带变宽，说明该种色素增多，假设成立；若仅有绿色色素带的变窄，其他色素带不变，说明不是胡萝卜素增加所致。在植物细胞中除叶绿体中含有色素外，液泡中也分布有色素，叶片变红可能与液泡中的色素有关，由于液泡中的色素不溶于有机溶剂(无水乙醇、丙酮和层析液)，故未检出。实验中试管加塞，是为了减少丙酮挥发。[答案](1)溶解度扩散速度(2)一胡萝卜素在层析液中的溶解度最大(3)①加宽②液泡液泡中的色素是水溶性色素，不溶于有机溶剂(合理即可)③丙酮挥发(1)叶绿体中色素是脂溶性色素，溶于有机溶剂可选用酒精或丙酮提取。(2)不同植物叶片的不同颜色决定于含有的色素种类及含量。(3)通过对不同叶片中所含色素进行提取和分离，通过对比不同滤纸条上的色素带，可以确定不同叶片色素的种类，如黄色叶片中的色素在分离时，可能缺少蓝绿色和黄绿色的色素带。5．某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析：选B水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减小，但对红光的吸收无明显差异。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则会导致色素层析条带从上至下缺失第2条。6．提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是()A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD．胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高解析：选C纸层析分离后，未见色素带的原因有多种，如忘记画滤液细线等，材料为黄化叶时如果操作正确也能得到胡萝卜素、叶黄素两条色素带；色素始终在滤纸上，是因为层析液已挥发；四条色素带从上往下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，颜色依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b；胡萝卜素在层析液中溶解度最高，所以扩散得最快，位于滤纸最前方。细胞呼吸方式判断[例4]下图为探究酵母菌细胞呼吸类型的装置图，下列现象中能说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸的是()A．装置1中红色液滴左移，装置2中红色液滴不移B．装置1中红色液滴左移，装置2中红色液滴右移C．装置1中红色液滴不动，装置2中红色液滴右移D．装置1中红色液滴右移，装置2中红色液滴左移[解析]本题考查酵母菌细胞呼吸方式的实验探究。当内部小烧杯中盛装NaOH溶液时，可除去装置中的CO2，若进行无氧呼吸，内部气体体积不变，红色液滴不移动；若进行有氧呼吸，消耗O2，产生的CO2被吸收，气压变化，红色液滴左移。当内部小烧杯中盛装清水时，若进行有氧呼吸，气压不变，红色液滴不移动；若进行无氧呼吸，则气体增多，红色液滴右移。因此，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸时，装置1中红色液滴左移、装置2中红色液滴右移。[答案]B细胞呼吸方式探究装置中的液滴移动及原因(例4装置图)呼吸方式加入溶液移动方向移动原因只进行有氧呼吸或有氧呼吸与乳酸发酵同时进行碱液左移有氧呼吸消耗O2，产生的CO2被吸收，乳酸发酵无气体的消耗与生成，装置中气体量减少清水不移动有氧呼吸消耗O2，产生等量CO2，乳酸发酵无气体的消耗与生成，装置中气体量不变只进行酒精发酵碱液不移动酒精发酵不消耗O2，产生的CO2被吸收，装置中气体量不变清水右移酒精发酵不消耗O2，但产生CO2，装置中气体量增多有氧呼吸和酒精发酵同时进行碱液左移有氧呼吸消耗O2，产生的CO2被吸收，酒精发酵产生的CO2被吸收，装置中气体量减少清水右移有氧呼吸消耗O2，产生等量CO2，不引起气体体积变化；但酒精发酵产生CO2，装置中气体量增多只进行乳酸发酵碱液不移动无气体的产生与消耗，装置中气体量不变(在不知道生物是否存活的情况下，无法作出准确判断)清水7．下图是某同学为了研究酵母菌的无氧呼吸所制作的一个实验装置。开始时锥形瓶中装有质量分数为2%的葡萄糖溶液，并在其中加入了适量的酵母菌。实验过程中，刻度玻璃管中的有色液滴会向右移动。表中数据是该同学在不同温度条件下进行实验时，测得有色液滴右移的距离(单位：cm)。下列选项是该同学对实验现象的解释，不正确的是()时间(min)温度123454000.10.20.3100.21.01.93.14.0200.41.32.23.34.5350.71.42.84.45.05500.10.20.30.4A．实验开始前应对葡萄糖溶液做煮沸处理，以除去O2和灭菌B．表中数据可以表示酵母菌无氧呼吸所产生的CO2的量C．在一定范围内，随着温度的升高，酵母菌的无氧呼吸强度越来越大D．35℃解析：选D实验前煮沸葡萄糖溶液可以除去O2和灭菌，以避免O2和其他微生物对实验的影响；有色液滴右移的距离代表酵母菌无氧呼吸产生的CO2的量，可反映其无氧呼吸的强弱；由表中数据可知：在35℃以下时，随温度的升高，相同时间内产生气体的量逐渐增多，至35℃时达到最多，此时，酵母菌细胞的无氧呼吸最强；35℃时，第1min移动的距离为0.7cm，第2min为0.7cm，第3min为1.4cm，第4min为1.6cm，第5min为0.6cm，第5min比前4min右移的速率要小。8．下图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置，锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液，试管装有溴麝香草酚蓝溶液，从阀门通入的空气已去除CO2，实验过程中其他条件适宜。下列叙述错误的是()A．若打开阀门进行实验，探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响，则通入锥形瓶的O2属于无关变量B．若关闭阀门进行实验，在酸性条件下，可用重铬酸钾检测锥形瓶的培养液中是否有乙醇产生C．若打开阀门，在不同温度下进行实验，试管溶液颜色变化所需的时间越短，则表明酵母菌在所处温度下的有氧呼吸越旺盛D．若关闭阀门，以乳酸菌替代酵母菌进行实验，试管中溶液颜色由蓝变绿再变黄解析：选D乳酸菌进行无氧呼吸，不产生二氧化碳，不会观察到试管中的颜色变化。一、光合作用和细胞呼吸的区别类型项目光合作用细胞呼吸范围绿色植物的绿色细胞一切生物的活细胞与光的关系在光照下才能进行与光无关，每时每刻都进行场所叶绿体细胞质基质和线粒体物质变化无机物eq\o(→,\s\up7(合成))有机物分解有机物能量变化光能→化学能实质合成有机物储存能量分解有机物释放能量二、CO2、光照条件骤变时光合作用过程中各物质量的变化eq1\a\vs4\al(CO2不变,光照由强变弱)eq\o(→,\s\up7(光反应),\s\do5(减弱))eq\a\vs4\al(\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1([H]减少,ATP减少)))eq\o(→,\s\up7(暗反应),\s\do5())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3还原减弱,CO2固定仍在进行))→eq\a\vs4\al(\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量上升,C5含量下降)))→(CH2O)合成减少同理：CO2不变，光照由弱变强时C5含量上升，C3含量减少。eq\a\vs4\al(2)eq\a\vs4\al(光照不变,CO2供应减少)eq\o(→,\s\up7(暗反应),\s\do5(减弱))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CO2固定减弱,C3还原正常进行))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(C3含量下降,C5含量上升))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1([H]相对增加,ATP相对增加))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CH2O合,成相对减少))同理：光照不变，CO2供应增加，C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)合成相对增加。三、根据细胞呼吸的产物判断细胞呼吸方式有氧呼吸的反应简式为：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量无氧呼吸的反应简式为：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量或C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量分析以上反应简式可知：(1)若细胞呼吸产生水，则一定存在(但不一定只存在)有氧呼吸方式；(2)若细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，则存在有氧呼吸和无氧呼吸两种细胞呼吸方式；(3)若细胞呼吸产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量，则只存在有氧呼吸方式；(4)若细胞呼吸产生的二氧化碳量等于酒精量，则只存在无氧呼吸方式；(5)若细胞呼吸产生的二氧化碳量大于酒精量，则存在有氧呼吸和无氧呼吸两种细胞呼吸方式。根据细胞呼吸是否产生二氧化碳，不能判断细胞呼吸的方式，因为无氧呼吸和有氧呼吸均可产生二氧化碳。一、选择题1．某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中，观察到的色素带颜色较浅，其可能原因是()①无水乙醇加入量太多②未加CaCO3③未加SiO2④使用放置了两天的菠菜叶⑤只画了一次滤液细线A．2种 B．3种C．4种 D．5种解析：选D无水乙醇加入量过多，造成乙醇中的叶绿素含量浓度小，导致色素带颜色浅；不加CaCO3，研磨时会使叶绿素遭到破坏，提取到的叶绿素少，导致色素带颜色浅；未加SiO2导致研磨得不充分，使色素带浅；菠菜叶失绿，导致色素带颜色浅；画滤液细线次数少，导致色素带浅。2．(·衡阳六校联考)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()甲乙丙丁丙酮－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④解析：选B由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，结果应为④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，结果应为①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，结果应为③。3．近年来南极上空的臭氧空洞逐渐增大，地表紫外线照射量增加，紫外线为高能量光线，在生物体内易激发超氧化物形成，致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析，植物短暂暴露在高紫外线条件下，光合作用能力立即明显受到抑制的原因主要是()A．光合作用酶受到破坏 B．囊状膜受到破坏C．暗反应受抑制 D．DNA受到破坏解析：选B从题干中的信息“高能量紫外线能够破坏脂质”可知，高能量紫外线能够破坏叶绿体中的类囊体膜，从而影响到光合作用的光反应。4．卡尔文用同位素标记法追踪碳元素在光合作用过程中的运行：在供给小球藻14CO2后的60s内，相隔不同时间取样，杀死细胞并以层析法分析细胞代谢产物。发现7s后的代谢产物中有多达12种产物含有放射性，而5s内的代谢产物大多集中在一种物质上，该物质是()A．1,5­二磷酸核酮糖(五碳化合物)B．ATPC．3­磷酸甘油酸(三碳化合物)D．葡萄糖解析：选C在光合作用中CO2中C转移途径是CO2→C3→有机物。5．下图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是()A．a上升、b下降 B．a、b都上升C．a、b都下降 D．a下降、b上升解析：选B分析题图可知：a、b代表[H]和ATP，c代表CO2。在暗反应阶段，CO2供应突然降低，则C3的含量降低，[H]和ATP的消耗速率减小，因此总体来说，其他条件不变的情况下，[H]和ATP含量会相对上升，即a和b的含量都会上升。6．某同学在研究马铃薯块茎无氧呼吸产物时，设计了如下实验：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入N2，安装成如下图装置。下列说法不正确的是()A．锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境B．若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵C．实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒D．溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水解析：选B根据实验目的“研究马铃薯块茎无氧呼吸产物”，则应对其创设无氧环境，充入N2是制造无氧环境；溴麝香草酚蓝水溶液是鉴别CO2而不是酒精，且马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸；为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用对实验有干扰，实验前需对其消毒；检验CO2也可用澄清石灰水鉴别。7．(·合肥二模)为研究酵母菌的发酵产物，某研究小组设计了如下图甲所示的装置，并将有关检测结果绘制成图乙。①号、②号试管中均加入3mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析下列说法正确的是()A．检验发酵产物酒精需向①号试管中滴加含重铬酸钾的浓硫酸B．设②号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰C．图乙曲线b表示①号试管内玻璃管口气泡释放速率变化D．图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律解析：选C酒精不存在于①号试管中，检验酒精应对培养液取样检测；①、②号试管中加入的是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液，②试管的设置是为了排除空气中二氧化碳的干扰。随着培养时间的延长，由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累等因素，导致酵母菌的数量先增加后减少，①号试管内玻璃管口的气泡释放速率先增加后下降。8．在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是()abcdCO2释放量10867O2吸收量0347A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有乙醇或乳酸B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少C．c条件下，种子消耗的葡萄糖最少D．d条件下，产生的CO2来自细胞质基质和线粒体解析：选B无氧条件下产生了CO2，这说明该植物的无氧呼吸产物是酒精，不会是乳酸；b条件下，氧气消耗的相对值为3，可计算出葡萄糖消耗的相对值为0.5，无氧呼吸产生CO2的相对值为5，可计算出消耗葡萄糖的相对值为2.5；有氧呼吸时，消耗葡萄糖最少；d条件下，种子只进行有氧呼吸，CO2全部来自线粒体。9．下图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构以及发生的生化反应模式图。有关叙述正确的是()A．图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中B．图1中的[H]来自水，图2中的[H]来自丙酮酸C．两种生物膜除了产生上述物质外，还均可产生ATPD．影响图1、2中的两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光解析：选C图1表示光合作用光反应阶段，图2表示有氧呼吸第三阶段，因而图1、2中的两种生物膜依次存在于叶绿体和线粒体中；图1中的[H]来自水，图2中的[H]来自葡萄糖(不仅仅是丙酮酸)；两种生物膜除了产生上述物质外，光合作用光反应阶段和有氧呼吸第三阶段均可产生ATP；影响图1中膜上生化反应(光反应)的主要外界因素是光照强度、温度等；影响图2中膜上生化反应(有氧呼吸)的主要外界因素是温度和氧气浓度等。10．(·安徽名校联考)下图表示生物细胞内的某些代谢过程，下列说法错误的是()A．①过程可发生在原核细胞中，⑥过程发生在人体的肝脏细胞和肌肉细胞中B．⑥⑦⑧过程仅发生在动物细胞中，①过程只发生在绿色植物细胞中C．胰岛素能促进图中的④⑤⑥⑧过程，胰高血糖素能促进图中的⑦过程D．在生态系统组成成分中，能发生④⑤过程的有生产者、消费者、分解者解析：选B①过程既可以发生在绿色植物细胞中，也能发生在硝化细菌细胞中，⑥过程发生在人体肝脏细胞和肌肉细胞中。⑥⑦过程发生在动物细胞中，⑧过程在动植物细胞中都可以发生。胰岛素能促进细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，胰高血糖素能促进糖原分解成葡萄糖，使血糖浓度升高。动植物和微生物都可以将葡萄糖分解成CO2。二、非选择题11．下图甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙表示光照强度与二氧化碳变化量的关系。请据图回答问题。(图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器)(1)图甲中，细胞器a为________。(2)图甲中物质④在________的情况下，全部进入c中被分解。(3)将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如上图乙所示，(数据均在标准状况下测的)据此回答：若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃(4)从图乙中可发现，影响A点光合速率的因素是____________________。(5)若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明________________________________________________________________________。解析：(1)分析图甲可知，b是进行光合作用的叶绿体，c为进行有氧呼吸的主要场所线粒体，a可吸收H2O供叶绿体利用，为液泡。(2)图甲中物质④为丙酮酸，在氧气充足的情况下，全部进入线粒体中被分解。(3)分析图乙可知：在25℃、4千勒克斯光照条件下，植物1小时从外界净吸收CO244.8mL，积累葡萄糖的量为1/3×180＝60mg。(4)分析图乙可知：影响A点光合速率的因素是光照强度和温度。(5)若给该密闭装置通入C18O2，参与光合作用，其氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2→Heq\o\al(18,2)O→18O2。答案：(1)液泡(2)氧气充足(3)60(4)温度和光照强度(5)C18O2→Heq\o\al(18,2)O→18O212．(·广州二模)请回答与酵母菌有关的问题：(1)在基因工程中酵母菌常作为________。酵母菌与T2噬菌体都具有的可遗传变异类型是________。(2)从含有酵母菌、醋酸菌、蓝藻的培养液中分离出酵母菌，最简单的培养方法是：在______________________条件下进行培养。(3)在利用酵母菌进行酿酒时，严格密封的情况下发现酒中酸味过重，最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。①请填写下表：红色液滴移动情况结论Ⅰ.向________移动进行有氧呼吸，同时可能进行无氧呼吸Ⅱ.不移动________________②如果要确定酵母菌只进行有氧呼吸，应如何完善实验设计？_______________________