2018年高考生物抢分秘籍秘籍01+细胞呼吸和光合作用

高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★☆☆
典例1图1表示某植物固定和还原CO2的过程，图2是外界环境因素对光合作用速率的影响。请据图回答：
（1）从图2中可以看出，除了光照强度外，影响光合速率的因素还有_______________。当图2的乙图中d点对应的光照强度突然降至c点对应的光照强度时，则图1中的物质A在短时间会______（填“增加”或“减少”）。
（2）如果将某植物在缺乏镁元素的土壤中栽种，________将合成不足，会直接影响图1中的物质____（填“A” “B”或“C”）的生成。
（3）使用农家肥或合理控制作物的种植密度可以提高产量，请结合图2中的甲图进行解释：________________________________________________________。
（4）如果30 ℃是某作物的光合作用的最适温度，则该植株在30℃______（填“一定”或“不一定”）生长最快，理由是__________________________________________________________。
【答案】（1）温度、CO2浓度 减少
（2）叶绿素 C
（3）在一定范围内提高CO2的浓度会提高光合作用的速率，使用农家肥和合理控制种植密度可以增加CO2的浓度
（4）不一定 植物生长速率与净光合速率大小有关，从图2乙中不能确定30 ℃时净光合速率最大
【解析】图1表示某植物固定和还原CO2的过程，其中a为CO2固定过程，物质A为五碳化合物，B为三碳化合物；b为C3的还原过程，物质C为[H]；从图2中横坐标中可以看出，光照强度影响光合速率，另外从甲图中的两条曲线的差异可以看出，CO2浓度也影响光合速率，从乙图中的两条曲线的差异可以看出，温度也是影响光合速率的因素。（1）结合前面的分析可知，影响光合速率除光照强度外，还有CO2浓度和温度。物质A为五碳化合物（C5），当光照强度突然由d降低至c时，则ATP和[H]供应减少，C3的还原减慢，但CO2会继续和C5反应生成C3，所以C5的量会减少。（2）叶绿素合成需要镁元素，所以缺乏镁元素会影响叶绿素的合成。叶绿素在光反应过程中能吸收并转换光能，直接影响图1中ATP和物质C([H])的生成。（3）从图2中的甲图可以看出，两条曲线的差异是由于CO2浓度不同引起的，在一定范围内提高CO2的浓度可以提高光合速率。农家肥中的有机物可以被微生物分解产生CO2被植株所利用，合理密植可以保持良好的通风状况，增加农田中的CO2浓度。（4）图2中的纵坐标表示的是实际光合作用速率，而植物的生长速率取决于植物的净光合速率，净光合速率＝实际光合速率–呼吸速率，虽然30 ℃是光合作用的最适温度，但不知此温度下呼吸速率的大小，所以无法确定净光合速率是否是最大的。
典例2下图表示某植物叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内叶肉细胞CO2释放量和叶绿体O2产生总量的变化。据图回答下列问题：
（1）光合作用时，光反应的产物_____________和_____________会参加暗反应过程；光照强度为b时，该叶片细胞光合作用速率_____________（填“＜”“=”或“＞”）呼吸作用速率。
（2）光照强度为c时，单位时间内该叶肉细胞还需要从周围环境吸收_____________单位的二氧化碳供应自身生命活动需要。
（3）已知该叶肉细胞光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到30 ℃，则图中c对应的柱状体高度将_____________（填“升高”或“缩短”）。
【答案】（1）ATP [H]（或NADPH） < （2）0 （3）缩短
典例3现有一玻璃瓶内正常生长的小球藻在适宜条件下进行光合作用和呼吸作用。请回答下列问题。
（1）小球藻进行光合作用的场所是__________，进行呼吸作用的场所是__________。
（2）将装小球藻的透明玻璃瓶由无色换成红色，其他条件不变，短时间内细胞内的C5含量将________，原因是_____________________________________________________________________________。
（3）若向装小球藻的玻璃瓶内加入18O2，可在小球藻内检测到含放射性18O的葡萄糖。试写出18O最短的转移途径_____________________(涉及的物质以及代谢反应）。
（4）如图为适宜条件下测得的小球藻CO2的补偿点和饱和点。当光照强度减弱时，a点将_________(填“右移”“左移”或“不确定”)。
【答案】（1）叶绿体 细胞质基质和线粒体
（2）减少 装小球藻的玻璃瓶由无色换成红色，只有红光被滤过，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，导致光反应减弱，短时间产生的[H]和ATP减少，C3还原合成C5的速率变慢，但C5消耗的速率不变，因此C5含量减少
（3）
（4）右移
典例4如图为某植物在密闭玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，回答下列问题:
（1）光合作用过程中ADP在叶绿体中的移动方向是_______________。
（2）0 4时，叶绿体中C3含量________（填“上升”或“下降”）；净光合速率最高的是___________（填“BC段”“CD段”或“EF段”），原因是______________________________________________________。
（3）如果把密闭玻璃仪器换成蓝色薄膜大棚，该植物达到光补偿点的时间将在_____________（填“8点前”“8点”或“8点后”）。
【答案】（1）从叶绿体基质→叶绿体类囊体薄膜
（2）上升 BC段 呼吸速率一定，BC段单位时间从密闭玻璃里吸收的CO2最多，合成的有机物也最多
（3）8点后
1．下图表示某植物叶肉细胞中部分物质变化途径，其中① ④代表有关生理过程，相关叙述错误的是
A．过程③、④不在生物膜上进行
B．过程①、②、④都有ATP生成
C．过程③产生的C6H12O6中的氧来自H2O和CO2
D．过程④产生的间[H]不全都来自于C6H12O6
2．为探究光照强度与光合作用的关系，某兴趣小组将西红柿植株置于密闭装置中进行了相关实验。结果如下表所示：
组别 温度(℃) 实验光照强度占自然光照强度的百分比(%) 开始时的CO2浓度(%) 12 h后的CO2浓度(%)
1 25 0 0.35 0.368
2 25 20 0.35 0.306
3 25 40 0.35 0.289
4 25 60 0.35 0.282
5 25 80 0.35 0.280
6 25 100 0.35 0.279
根据上表分析，下列叙述错误的是
A．实验的自变量是光照强度的变化，因变量是CO2浓度的变化
B．通过表中实验结果可知该植株在实验条件下的呼吸速率和净光合速率
C．若将第6组植株突然移至第4组条件下，短时间内细胞中的C5将减少
D．通过上述实验，可以得出西红柿生长的最佳光照强度是第6组的光照强度
3．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0．5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下（不考虑化能合成作用）。有关分析合理的是
透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙
4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg
A．丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体内膜
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg
C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg
4．下图表示科研人员研究温度对番茄茎生长速率的影响，据图分析相关说法错误的是
A．在昼夜温度相同条件下，番茄茎生长随温度升高而加快
B．在昼夜温差为6 ℃时，番茄茎的生长最快
C．昼夜温差存在可减少呼吸作用对有机物的消耗
D．昼夜温差越大，对番茄茎的生长越有利
5．将长势相似的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小密闭的透明玻璃罩A、B中，甲给予适宜强度的光照，乙遮光（黑暗）处理，其他条件相同。下列分析正确的是
A．A玻璃罩中的CO2含量将持续降低
B．B玻璃罩中植株的干重将持续降低
C．甲、乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所均不同
D．甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的呼吸作用强度
6．下图甲为适宜温度下衣藻的O2释放速率与光照强度的关系；下图乙为适宜温度下，将衣藻置于密闭玻璃容器中，每2 h测一次CO2浓度的相对值（假设细胞呼吸强度恒定）。回答下列问题：
（1）据图甲判断，光照强度相对值低于4时，影响衣藻光合作用的因素是_______。图甲中光照强度相对值为7时，要使衣藻的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高_______（填“CO2浓度”“光照强度”或“温度”）。
（2）图乙所示实验中有2 h是没有光照的，这个时间段为________h。
（3）图乙实验过程中4~6 h平均光照强度________（填“小于”“等于”或“大于”）8~10 h平均光照强度，判断依据是_______________________________________________________________。
7．研究者选取西葫芦幼苗进行了无土栽培实验，图甲为幼苗细胞内某些生理过程的示意图；图乙为该幼苗的光合作用速率、呼吸作用速率随温度变化的曲线图。请分析回答下列相关问题：
（1）图甲中能产生[H]的过程有____________（填序号），过程②进行的场所是____________。
（2）图乙中A点时，叶肉细胞中O2移动的途径是_______________________。此时图甲中的_________（填序号）过程正在进行。
（3）图乙中，____________点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。
8．番茄喜温不耐热，适宜的生长温度为15~33 ℃。研究人员在实验室控制的条件下，研究夜间低温条件对番茄光合作用的影响。实验中白天保持25 ℃，从每日16：00时至次日6：00时，对番茄幼苗进行15 ℃（对照组）和6 ℃的降温处理，在实验的第0、3、6、9天的9：00进行相关指标的测定。
（1）上图结果显示，夜间6 ℃处理后，番茄植株干重________对照组。从光合作用和呼吸作用角度分析可能是___________________________________________________________。
（2）研究人员在实验中还测定了番茄的净光合速率、气孔开放度和胞间CO2浓度，结果如图所示。图中结果表明：夜间6 ℃低温处理，导致_____________________，使__________供应不足，直接影响了光合作用过程中的暗反应，最终使净光合速率降低。
（3）在适宜光照下番茄叶肉细胞能产生ATP的场所有__________________________，研究发现其他条件不变的情况下，相同光照和黑暗时间内，随光暗交替频率的增强，光合作用积累的有机物越多，原因是____________________________________________________。
（4）低夜温处理还改变了光合产物向不同器官的分配，使实验组番茄叶、茎、根的光合产物分配比率高于对照组，果实的光合产物分配比率明显低于对照组，这一变化可能有利于_________________。
9．“一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来”，某生物兴趣小组取荔枝幼嫩枝条置于光温恒定的密闭容器中发育，记录相关指标的变化如下表：
幼嫩枝条 发育情况 叶面积（最大面积的%） 总叶绿素含量 气孔相对开放度 净光合速率
A 未有叶片 — — — ﹣2．8
B 新叶展开中 87 1.1 55 1.6
C 新叶展开完成 100 2.9 81 2.7
D 叶已成熟 100 11.1 100 5.8
注：“__”表示未测到数据。
（1）测定幼嫩枝条A、B、C、D在光温恒定条件下的净光合速率时，可测定密闭容器中的_______。
（2）A的细胞中进行的主要生理过程是________（填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”），细胞代谢所需的ATP产生于_________（部位）。
（3）幼嫩枝条A、B、C、D中，生长素含量最多的是_______，脱落酸含量最多的是______。
（4）B的叶面积是D的87%，而净光合速率却远低于D的87%，其原因可能是：①B的总叶绿素含量约为D的10%，因而B吸收的光能显著少于D，B的叶片光反应产生的_______________不足，影响了暗反应的进行；②B的气孔相对开放度仅为D的55%，因而供应给B的叶肉细胞的二氧化碳少于D，B叶肉细胞叶绿体基质的__________化合物与CO2结合速率较低，影响了暗反应和光反应的进行。
（5）制作C的叶片的横切片，在显微镜下观察发现叶肉细胞、叶脉细胞与表皮细胞，它们的形态、结构有显著差异，造成这种差异的根本原因是_____________________。
10．图一是某植物种子在萌发成幼苗的过程中，根据其干重和鲜重的变化而绘制的两条曲线（X和Y），图二是把该植物种子萌发的幼苗长成的植株放在密闭恒温玻璃小室内进行栽培实验（整个过程呼吸作用强度恒定），连续48 h测定室内CO2浓度及该植物对CO2的吸收速率所得到的曲线。请回答以下相关问题：
（1）图一中表示其鲜重变化的曲线是____；a→c变化的主要原因是______________________________。
（2）图一中曲线a→c种子内有机物的种类___（填“增加”或“减少”或“基本不变”），此时细胞内活动最旺盛的三种细胞器是_____________________________________。
（3）在萌发初期，该植物种子中各类植物激素的含量变化较大：最先增加的植物激素是赤霉素，同时种子内_____（激素）含量降低，促进了种子的萌发；植物的生长发育过程，在根本上是
________________________的结果。
（4）若从分子水平分析，在图一中Q时间点以后，导致根尖不同部分在形态、结构和功能上出现稳定性差异的根本原因是由于________分子的不同。
（5）图二中该植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有_____个。
（6）图二中该植物积累有机物最多的时间点是__________h。
（7）如果使用相同强度绿光进行实验，图二中c点的位置将_________（填“上移” “下移”或“不变”），原因是_____________________________________________________________________。
1．【答案】C
【解析】过程③表示光合作用暗反应中C3的还原过程，发生在叶绿体基质中；过程④表示有氧呼吸的第一、二阶段，分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，都不在膜上进行，A正确；过程①表示光合作用的光反应阶段，有ATP生成，过程②表示有氧呼吸的第三阶段，有ATP生成，过程④表示有氧呼吸的第一、二阶段，有ATP生成，B正确；光合作用在光反应阶段将H2O光解产生O2和[H]，故过程③暗反应产生的C6H12O6中的氧来自CO2，C错误；有氧呼吸的第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，第二阶段丙酮酸水解产生[H]和CO2，故过程④产生的[H]来自葡萄糖和水，D正确。
2．【答案】D
3．【答案】B
【解析】丙瓶中浮游植物的细胞只进行呼吸作用，产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，A项错误；由于丙为不透光的玻璃瓶，消耗的氧气可代表浮游植物的呼吸消耗，因此在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为4.9-3.8=1.1 mg，B项正确；乙瓶中由于进行光合作用使氧气增多，则二氧化碳减少，而丙瓶只是消耗氧气释放二氧化碳，因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C项错误；在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为净光合作用释放氧气量＋呼吸作用消耗氧气量＝5.6-4.9+1.1=1.8 mg，D项错误。
4．【答案】D
【解析】据图可知，在5 ~25 ℃范围内，昼夜温度相同条件下，番茄茎生长随温度升高而加快，A正确；据图可知，在日温为26 ℃，夜温为20 ℃时，即昼夜温差为6 ℃时，番茄茎的生长速率为30 mm/d，是此段时间内的最快生长速度，B正确；昼夜温差存在可增加有机物的积累量，减少呼吸作用对有机物的消耗，C正确；从该图中可以得知：夜间温度为10 ℃时生长速率反而小于夜间温度为25 ℃时的生长速率。因此可以推断，夜间过低的温度反而影响了呼吸作用，造成了对植物生长不利的影响，因此并不是昼夜温差越大对番茄茎的生长越有利，D错误。
5．【答案】B
6．【答案】（1）光照强度 CO2浓度
（2）2~4
（3）小于 两时间段内细胞呼吸强度相等，但是容器内4~6 hCO2浓度较高
【解析】（1）据图甲判断，光照强度相对值低于4时，影响衣藻光合作用的限制因素是光照强度。图甲中光照强度相对值为7时，此时限制衣藻光合作用强度的因素不是光照强度，且图甲为适宜温度下测得的，因此要使衣藻的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高CO2浓度。（2）据图乙分析，衣藻置于密闭玻璃容器中，每2 h测一次CO2浓度变化情况，4~6 h内细胞呼吸强度与光合作用强度相等，所以没有光照的时间应该在此之前，而0~2 h内二氧化碳浓度上升较慢，所以应该是呼吸作用强度大于光合作用强度，2~4 h内二氧化碳浓度上升很快，所以此时没有光照，因此没有光照的时间段为2~4 h。（3）图乙实验过程中4~6 h与8~10 h内细胞呼吸与光合作用强度相等，且两时间段内细胞呼吸强度相等，但是4~6 h 容器内CO2浓度较大，所以此时的光照强度小于8~10 h的光照强度。
7．【答案】（1）②③ 细胞质基质、线粒体（基质）
（2）从叶绿体移向线粒体 ①②③④
（3）B、D
【解析】（1）根据甲图分析，③是光合作用的光反应、①是光合作用的暗反应、②是细胞有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，④是有氧呼吸的第三阶段。光合作用的光反应阶段产生[H]，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段产生[H]，而光合作用的暗反应阶段消耗[H]，有氧呼吸的第三阶段消耗[H]。故图甲中能产生[H]的过程有②③；②是有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，其场所是细胞质基质和线粒体（基质）。（2）由乙图可知，虚线代表呼吸作用速率，实线代表净光合作用速率。A点表示净光合作用速率为0，则叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用产生的氧气都被呼吸作用所利用，因此A点时叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体。此时幼苗细胞内正在进行①②③④过程。（3）分析乙图曲线可知，B点、D点净光合作用速率与呼吸作用速率相等，而实际光合作用速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率，因此实际光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的2倍。
8．【答案】（1）低于 低温处理对光合作用的抑制高于对呼吸作用的抑制
（2）气孔开放度下降 CO2
（3）线粒体、叶绿体、细胞质基质 光下产生的ATP和还原氢能够及时利用和及时再生，从而提高光合作用中CO2的同化量
（4）植物适应低温环境
9．【答案】（1）CO2消耗速率
（2）无氧呼吸 细胞质基质
（3）A D
（4）NADPH和ATP 五碳
（5）基因的选择性表达
【解析】（1）测定植物在光温恒定条件下的净光合速率时，可测定密闭容器中的CO2消耗速率。（2）据表可知，在光温恒定的密闭容器中，A枝条的气孔未开放，A的细胞吸收不到氧气，进行无氧呼吸；细胞代谢所需的ATP产生于细胞质基质。（3）生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，并且相对集中地分布在生长旺盛的部分，根据表格中的发育情况，可推知幼嫩枝条A、B、C、D中，生长素含量最多的是A；脱落酸在将要脱落的器官和组织中含量多，故可推知幼嫩枝条A、B、C、D中，脱落酸含量最多的是D。（4）①根据表格数据可知，B的总叶绿素含量约为D的10%，因而B吸收的光能少，导致B的叶片光反应产生的NADPH和ATP不足，进而影响暗反应的进行；②B的气孔相对开放度仅为D的55%，因而供应给B的叶肉细胞的二氧化碳较少，导致B叶肉细胞叶绿体基质的五碳化合物与CO2结合速率较低，影响了暗反应和光反应的进行。（5）C叶片的叶肉细胞、叶脉细胞与表皮细胞的形态、结构有显著差异，是细胞分化的结果，其根本原因是基因的选择性表达。
10．【答案】（1）X 细胞呼吸消耗有机物，不能进行光合作用
（2）增加 核糖体、线粒体、高尔基体
（3）脱落酸 基因组在一定时间和空间上程序性表达
（4）mRNA
（5）4
（6）42
（7）上移 植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，植物细胞从温室中吸收的二氧化碳将减少
子萌发。可见，在萌发初期，最先增加的植物激素是赤霉素，同时种子内脱落酸含量降低，促进了种子的萌发；植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。（4）若从分子水平分析，在图一中Q时间点以后，导致根尖不同部分在形态、结构和功能上出现稳定性差异的根本原因是基因的选择性表达，导致转录形成的mRNA分子不同。（5）分析图二中曲线，当呼吸速率与光合速率相等时，该植物对CO2的吸收速率为零，因此相应的时间点有4个。（6）只要植物对CO2的吸收速率大于零（此时光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物）就有有机物积累，据此分析图二可知：该植物积累有机物最多的时间点是42 h。（7）由于植物对绿光吸收很少，当使用相同强度绿光进行实验时，该植物的光合作用减弱，呼吸作用不变，所以植物细胞从温室中吸收的CO2将减少，图二中c点的位置将上移。
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光合作用“限制因素”的判断
（1）限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。
（2）限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：
a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。
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1．解读总光合速率与呼吸速率的关系
（1）图示
（2）解读
①A点：只进行细胞呼吸。
②AB段：总光合速率<呼吸速率。
③B点：为光补偿点，总光合速率＝呼吸速率。
④B点以后：总光合速率>呼吸速率。
⑤C点：为光饱和点。
2．明确各种速率的表示方法及相互关系
（1）呼吸速率：有机物或O2消耗量、CO2产生量。
（2）净光合速率：有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。
（3）总光合速率：有机物或O2产生量、CO2消耗量。
（4）总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
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面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变 △面积 光(CO2)补偿点 光(CO2)饱和点
适当提高温度 减少 右移 左移
适当增大CO2浓度(光照强度) 增加 左移 右移
适当减少CO2浓度(光照强度) 减少 右移 左移
植物缺少Mg元素 减少 右移 左移
注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
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密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化
（1）光合速率等于呼吸速率的点：C、E。
（2）图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
（3）图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。