专题05 细胞呼吸与光合作用-2014年高考生物考纲解读及热点难点试题演练 Word版含解析

1.细胞呼吸(Ⅱ)。
2.光合作用的基本过程(Ⅱ)。
3.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。
4.实验：(1)探究酵母菌的呼吸方式；(2)叶绿体色素的提取和分离。
一、光合作用与细胞呼吸的过程
1．完善下面光合作用与细胞呼吸的关系图解
2．总结光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向
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O2
ATP 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)
3.分析确定呼吸速率、真正(实际)光合速率与净(表观)光合速率的关系(如下图)
(1)真正(实际)光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。
(2)具体表达
①光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量。
②光合作用实际CO2消耗量＝实测的CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量。
③光合作用葡萄糖净生产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－呼吸作用葡萄糖消耗量。
【归纳总结】三种速率的表示方式
项目 表示方法
净光合速率(又称表观光合速率) O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量
真正光合速率(又称实际光合速率) O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量
呼吸速率(黑暗中测量) CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量
注意　文字表述是历届考生的易错点！
(3)下列为叶肉细胞在不同条件下气体交换示意图，据图判断各自所处的条件，并在上面曲线图中找到图①②③④所对应的点或线段。
①表示只进行细胞呼吸无光合作用，对应上面曲线图上A点。
②表示实际光合速率<呼吸速率(或净光合速率<0)，对应曲线图上AB段(不包括B点)。
③表示实际光合速率＝呼吸速率(或净光合速率＝0)，对应曲线图上B点。
④表示实际光合速率>呼吸速率(或净光合速率>0)，对应曲线图B点以后。
二、影响生物界两大基础代谢的因素
1．解读影响光合作用的因素的相关曲线
(1)光照强度(如图甲)
①原理：影响光反应阶段ATP、[H]的产生。
②分析
(2)CO2浓度(如图乙)
①原理：影响暗反应阶段C3的生成。
②分析
(3)温度(如图丙)
①原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。
②分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。
2．分析影响细胞呼吸的因素
影响因素比较 温度 氧气浓度 水分
影响原理 影响酶的活性 决定呼吸类型和强度 自由水含量较高时呼吸旺盛
坐标曲线
实践应用 在零上低温下贮存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量 常利用降低氧的浓度抑制细胞有氧呼吸、降低有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间 贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗
三、光合作用与细胞呼吸的实验探究
1．上述装置测定植物呼吸速率时，表示呼吸速率的指标是单位时间内液滴左移的体积，其原因是由于植物进行细胞呼吸吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，使容器内气压减小，毛细管内的水滴左移。
2．上述装置测定植物净光合速率时，表示净光合速率的指标是单位时间内液滴右移的体积，其原因是由于烧杯中盛有的碳酸氢钠溶液保证了容器中二氧化碳浓度的恒定，给予适宜的光照强度，植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物释放氧气，使容器内气压增大，毛细管内的液滴右移。但是若实验过程中给予的光照强度比较弱，则液滴将左移。
3．若利用上述装置，探究某植物发芽种子的细胞呼吸类型(假设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，请完善下面的结果预测：
(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。
归纳总结　细胞呼吸方式的判断
(1)如果某生物产生的CO2量和消耗的O2量相等，则该生物只进行有氧呼吸。
(2)如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行无氧呼吸。
(3)如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则两种呼吸方式都进行。
(4)如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或生物已死亡。
(5)无氧呼吸的产物中没有水，如果呼吸作用的产物中有水，则一定是进行了有氧呼吸。
(6)由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用方式。
考点1、　透彻分析光合作用与细胞呼吸的过程，确定呼吸速率、真正(实际)光合速率与净(表观)光合速率的关系
【例1】 A图表示番茄叶肉细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化(其中数字代表过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表物质)，B图为大棚中番茄叶肉细胞部分代谢过程示意图(其中数字代表物质，字母代表过程或结构)。请据图回答：
(1)A图甲过程中Ⅰ是________，其在________上产生(答具体结构)；该物质用于乙过程的________阶段，该阶段所发生的场所是________(答具体结构)。
(2)B图中细胞器a是________，①进入a的方式是________，物质④是________。
(3)B图中光照充足条件下理论上可以完成的过程有________(用字母表示)。
【解析】(1)A图中，②过程是光合作用的光反应阶段，将水分解产生[H]和氧气，说明Ⅰ是氧气，该过
【变式探究】有人对农田中甲、乙两植物做了有关光合作用的研究，图1是它们单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线，图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(O、B2、B1、C)下的生理状态。请据图分析回答问题。
(1)药用植物细辛适宜在密林下潮湿背阴处生活，蒲公英则适宜生长在旷野路边。图1中，能代表蒲公英的曲线是________；当光照强度为B1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有________。
(2)图2中细胞器①利用CO2的场所和细胞器②产生CO2的场所分别是________、________；Ⅳ状态下影响O2消耗速率的环境因素主要是________。
(3)对甲植物来说图1四种不同光照强度(O、B1、B2、C)对应图2中的状态依次是________。
(4)生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线，则D点之后限制增产的主要外界因素最可能是________。
(5)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如表所示：
5 ℃ 10 ℃ 20 ℃ 25 ℃ 30 ℃ 35 ℃
光照条件下CO2吸收量/(mg·h－1) 1 1.8 3.2 3.7 3.5 3
黑暗条件下CO2释放量/(mg·h－1) 0.5 0.75 1 2.3 3 3.5
温度在25～30 ℃间光合作用制造的有机物总量逐渐________(填“增加”或“减少”)。假设呼吸作用昼夜不变，植物在25 ℃时，一昼夜中给植物光照15 h，则一昼夜CO2吸收量为________mg。
【解析】(1)由题干分析可知，蒲公英生活在旷野路边，因此蒲公英需要较强的光照才可达到光饱和点，
考点2、影响生物界两大基础代谢的因素及其应用
【例2】 (2013·四川理综，8)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)
(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是________，捕获光能的色素中含量最多的是________。
(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供________。
(3)光照强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是________；光照强度为10～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是________。
(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是________；转基因水稻更适宜栽种在________环境中。
【解析】(1)植物叶肉细胞进行光合作用的场所均为叶绿体，叶绿体中捕获光能的色素有叶绿素a、叶
【例3】如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。问：
(1)在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当EC时，可采取________________措施，保证作物的最大光合速率。
(2)如遇连阴天，温室需补光，选用________光最有效。
【变式探究】 如图表示某植物非绿色器官在不同氧气浓度下氧气的吸收量和二氧化碳释放量的变化情况，根据所提供的信息，以下判断正确的是(　　)。
A．N点时，该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸
B．M点是贮藏该器官的最适氧气浓度，此时无氧呼吸的强度最低
C．该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解
D．L点时，该器官产生二氧化碳的场所是细胞中的线粒体基质
【例1】 某生物兴趣小组为探究某植物光合强度，设计了如图装置进行实验。假设实验期间均处于适宜且相对稳定的环境条件下。请分析回答有关问题。
(1)实验一：测定植物呼吸作用强度时，向烧杯中加入________(NaHCO3/NaOH溶液)。将装置置于________条件下。1 h后装置中红墨水滴向左移动，原因是________________________________________。
读取移动刻度为2 cm。
(2)实验二：测定植物的净光合作用强度时，向烧杯中加入________(NaHCO3/NaOH溶液)。将装置置于________条件下。1 h后装置红墨水滴移动的方向是________，移动刻度为10 cm。
(3)根据上述实验。假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的O2增加或减少1 g，且昼夜温度控制相等，那么该植物的呼吸作用速率是________g/h；给予光照12 h，黑暗12 h，则24 h葡萄糖的积累量是________g。
(4)实验三：假如实验装置移到不够稳定的环境条件下，增加一对照装置，玻璃钟罩内植物以已死亡植物代替，实验装置中另放入一只昆虫，其他均与原装置相同。在光照下1 h，读取对照装置红墨水滴左移0.5 cm，实验装置红墨水滴右移0.4 cm。光照24 h后，玻璃钟罩内昆虫仍然成活还是死亡？________，请用数据说明你的理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【变式探究】 取一植物形态、大小、生长状况相同的四片叶片按图示进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与无机盐的正常供应，气体的变化可以通过观察油滴的运动判断(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响。)
(1)在一定时间内，装置a中油滴不移动，则光合作用与细胞呼吸强度________(填“一定”或“不一定”)相等。
(2)在适宜的光照下，在一段时间内装置b中油滴将向________移动，原因是________________________________________________________________________。
(3)将装置c突然从光下移动到黑暗处，短时间内C3的含量________(填“升高”或“降低”)。
(4)某同学想直接利用装置b、d证明光是光合作用的必要条件，是否可行？________，理由是________________________________________________________________________。
1．如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是(　　)。
A．水参与Ⅲ中第二阶段的反应
B．Ⅱ在叶绿体囊状结构上进行
C．Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第二阶段
D．X代表的物质从叶绿体的基质移向类囊体
2．将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是(　　)。
A．甲试管中最终产物为CO2和H2O
B．乙试管中不发生反应
C．丙试管内有大量的ATP产生
D．丙试管中无CO2产生
3．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物光合作用吸收的CO2总量与呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。
温度/℃ 20 25 30 35 40 45
光照下CO2吸收总量, mg·h－1 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50
黑暗中CO2释放量, mg·h－1 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00
下列对该表数据分析正确的是(　　)。
A．昼夜不停地光照，温度为20 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，温度为40 ℃时，最有利于有机物的积累
C．每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度均保持在35℃的条件下，该植物能正常生长
D．每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度均保持在45 ℃的条件下，该植物能正常生长
4．为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图中a～f所示装置，下列判断不合理的是(　　)。
A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸
B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸
C．连接e―→c―→d，给装置通空气，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸
D．f放置一段时间后，连接f―→d，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸
5．呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是(　　)。
A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱
B．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度
C．为延长水果保存的时间，最好将氧分压调至C点
D．C点以后，细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
6．如图是夏季连续两昼夜内，某野外植物CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1～S5表示曲线与x轴围成的面积。下列叙述错误的是(　　)。
A．图中B点和I点，该植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同
B．图中DE段不是直线的原因是夜间温度不稳定，影响植物的呼吸作用
C．如果S1＋S3＋S5>S2＋S4，表明该植物在这两昼夜内有机物的积累为负值
D．图中S2明显小于S4，造成这种情况的主要外界因素最可能是CO2浓度
7．下图甲、乙、丙分别表示某植物光合作用速率与光照强度、温度之间的关系及叶绿体色素对不同波长光线吸收的相对量，下列说法错误的是(　　)。
A．甲图中A点时植物只进行呼吸作用，不进行光合作用
B．由乙图可以看出，植物体5 ℃时的状态可用甲图中B点表示
C．丙图中的F曲线(实线)可以表示叶黄素对不同波长光线的吸收
D．用塑料大棚种植蔬菜时，应选用无色透明的塑料大棚
8．以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是(　　)。
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C．甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
9．下图一表示空气中的CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，图二表示一天24 h蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线(水平虚线为实验开始时大棚内的CO2浓度)。据图回答下列问题。
(1)两图中光合作用强度和呼吸作用强度相等的点有________，此时细胞中能产生[H]的部位有________。图二中积累有机物最多的点是________。
(2)经过24 h后，大棚内植物有机物的含量会________(填“增加”、“减少”或“不变”)。据图分析原因是________________________________________________________________________。
(3)图二中A点所进行的生理反应表达式为_________________________________________。
(4)图一中限制N点的主要外界因素是________和________。N点时叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是________。
(5)若将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说法正确的是(　　)。
A．甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同
B．甲、乙两叶片的光合作用强度在一段时间后都将逐渐下降
C．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸作用强度一定比乙低
D．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲固定CO2的能力较弱
(6)某同学做“光合色素的提取与分离”实验后，绘制了四种光合色素在滤纸上的分离情况(如图三所示)，据图分析，溶解度最大的色素是________(填序号)，主要吸收蓝紫光及红光的色素是________(填序号)。
另一同学由于研磨绿叶过程中粗心大意，漏加了某些试剂或药品，导致实验结果不理想(如图四所示)，请指出该同学漏加的试剂或药品是________。
10．小麦旗叶是小麦一生中抽出的最后一片叶，研究表明旗叶的生长发育能显著影响小麦的产量。科学工作者对小麦旗叶的发育过程进行研究，测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化，结果如下表所示。如图表示小麦细胞在特定环境条件下的生理状态。
发育时期 叶面积(最大面积/%) 总叶绿素含量,[mg· g·fw －1] 气孔相对开放度/%
新叶展开前 19 － － －2.8
新叶展开中 87 1.1 55 1.6
新叶展开完成 100 2.9 81 2.7
新叶已成熟 100 11.1 100 5.8
注：“－”表示未测数据。
(1)总叶绿素含量通过影响________而影响光合作用的光反应过程，气孔相对开放度则通过影响________而影响光合作用的暗反应过程。
(2)图中叶肉细胞的生理状态是________，与图所示生理状态相同的最可能是表中________(填发育时期名称)之前的叶肉细胞。
(3)进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，最好选择表中________期的旗叶为材料来进行，该期叶肉细胞的叶绿体中数量明显增多的结构是________。研磨时加入少量CaCO3的作用是________________________________________________________________________。
(4)研究人员认为，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请设计实验思路验证旗叶在小麦灌浆过程中的作用：第一步，仅为小麦________提供________；第二步，检测________。