山东省2020高考生物二轮复习专题二植物生理学第五讲细胞呼吸与光合作用课件

山东省2020高考生物二轮复习专题二植物生理学第五讲细胞呼吸与光合作用课件

第五讲　细胞呼吸与光合作用 - 2 - 2 1 3 4 1 .(2019 全国 Ⅱ 理综 ,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 解读 本题以马铃薯块茎的储藏为背景 , 主要考查考生对无氧呼吸这一重要生理过程的理解 , 需要掌握无氧呼吸的过程、原料、条件和产物以及影响因素等相关知识 , 才能准确作答。本题体现了对生命观念和社会责任核心素养的考查。 答案 解析 解析 关闭 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸 , 底物一般是葡萄糖 ,A 项错误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸还原而来的 ,B 项正确。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段 , 即葡萄糖分解成丙酮酸的过程 , 可产生 ATP,C 项错误。马铃薯块茎储藏库中酸味的产生是由于无氧呼吸产生乳酸 , 氧气浓度升高会抑制无氧呼吸产生乳酸 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 3 - 2 1 3 4 2 .(2018 全国 Ⅰ 理综 ,30) 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。 (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物是 　　　　　 。   (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 “O 2 ” 或 “CO 2 ”) 不足。   - 4 - 2 1 3 4 答案 : (1) 甲 (2) 甲　 光照强度 降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 , 种植密度过大 , 植株接受的光照强度减弱 , 导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大　 (3) 乙 (4)CO 2 解读 本题主要考查考生对图示信息的获取、理解和综合分析能力 , 内容涉及植物光合作用的基础知识、不同植物的光合特性、光合速率与光照强度的关系。解题关键是明确图中所示甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势 , 即光照强度对甲、乙两种植物净光合速率的影响。进而由图示信息可知 , 甲、乙两种植物光合作用的光饱和点和光补偿点各不相同 , 光照强度变化时二者净光合速率的变化幅度也有明显的差异。 - 5 - 2 1 3 4 解析 : ( 1) 根据曲线的走势以及曲线的起点可知 , 甲的细胞呼吸速率大于乙。光照强度大于 a 时 , 甲的净光合速率大于乙 , 所以甲的实际光合速率也远大于乙 , 所以甲对光能的利用率要高于乙。 (2) 当种植密度过高时 , 单株获取的光能减少 , 光照强度降低同等程度的情况下 , 对甲植株单株的影响要大于乙植株 , 所以 , 如果种植密度过大 , 净光合速率下降幅度较大的是甲植物。 (3) 无论是光补偿点还是光饱和点 , 甲的都高于乙的 , 所以乙更适合在光照强度较低的林下种植。 (4) 夏日晴天中午 12:00 气温太高 , 叶片的大多数气孔关闭 , 导致外界的 CO 2 不能通过气孔进入叶片 , 从而导致光合速率明显下降。 - 6 - 2 1 3 4 3 .(2018 全国 Ⅱ 理综 ,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 , 结果如图所示 , 据图回答问题。 - 7 - 2 1 3 4 (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 　　　　　　　 。   - 8 - 2 1 3 4 解读 本题内容涉及植物光合作用的基础知识、树木不同部位叶片的光合特性、光合速率与光照强度的关系 , 考查考生对图示信息的获取和综合分析的能力。阴生植物和阳生植物的光合特性存在差异。与之类似 , 若树木的树冠较大 , 会有阳生叶和阴生叶的差异。由于树冠上层叶片对下层叶片的长期遮阴 , 使下层叶片形成了适应低光强环境的光合特性 , 即具有阴生叶的特性。因此 , 下层叶片的光饱和点和光补偿点均明显低于上层叶片。同一树冠向阳部位叶片和背阴部位叶片、树冠内部叶片和外侧叶片也存在着类似的光合特性差异。 答案 : (1) 下层　 A 叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于 B 叶片　 (2) 暗　 (3) 无水乙醇 - 9 - 2 1 3 4 解析 : ( 1) 据图可知 , 相同光照强度下 , 两种叶片净光合速率有所不同 , 且 A 叶片达到净光合速率最大值时的光照强度小于 B 叶片达到净光合速率最大值时的光照强度 , 所以 A 叶片是树冠下层的叶片。 (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 , 说明光合作用的光反应不变 , 光反应产生的 ATP 和 NADPH 不变 ,A 叶片净光合作用速率下降的原因是暗反应受到抑制。 (3) 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 , 所以常用无水乙醇提取绿叶中的叶绿素。 - 10 - 2 1 3 4 4 .(2018 全国 Ⅲ 理综 ,29) 回答下列问题。 (1) 高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 　　　　　　　　　　　 上 , 该物质主要捕获可见光中的 　　　　　　　　　 。   (2) 植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数 ( 单位土地面积上的叶面积总和 ) 与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知 : 当叶面积系数小于 a 时 , 随叶面积系数增加 , 群体光合速率和干物质积累速率均 　　　　　　 。当叶面积系数超过 b 时 , 群体干物质积累速率降低 , 其原因是 ③ 　     　 。   - 11 - 2 1 3 4 (3) 通常 , 与阳生植物相比 , 阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的 CO 2 量相等时所需要的光照强度 　　　 ( 填 “ 高 ” 或 “ 低 ”) 。   解读 本题考查叶绿体亚显微结构、光合色素的定位及其作用光谱 ; 群体净光合速率与呼吸速率之间的关系 ; 阳生植物与阴生植物光补偿点的差异。引导考生能够有意识地将所学知识和技能应用于生产实践相关问题的解决 , 突出理论联系实际的应用性导向 , 体现了对生命观念和科学思维核心素养的考查。 - 12 - 2 1 3 4 答案 : (1) 类囊体膜　蓝紫光和红光 (2) 增加　 ③ 群体光合速率不变 , 但群体呼吸速率仍在增加 , 故群体干物质积累速率降低　 (3) 低 解析 : ( 1) 光反应发生在类囊体薄膜上 , 光合色素主要吸收蓝紫光和红光。 (2) 由曲线推知 , 当叶面积系数小于 a 时 , 群体光合速率及干物质积累速率随叶面积系数的增加而增加。当叶面积系数超过 b 时 , 群体光合速率不再变化 , 但群体呼吸速率仍在增加 , 所以群体干物质积累速率降低。 (3) 与阳生植物相比 , 阴生植物光补偿点低 , 即光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低。 - 13 - 网络梳理 —— 填一填 高考必背 —— 记一记 易混易错 —— 判一判 - 14 - 网络梳理 —— 填一填 高考必背 —— 记一记 易混易错 —— 判一判 1 . 真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体 , 无氧呼吸的场所是细胞质基质。 2 . 水参与有氧呼吸第二阶段的化学反应 , 水生成于有氧呼吸的第三阶段 ;CO 2 生成于有氧呼吸的第二阶段。 3 . 温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率 ;O 2 是有氧呼吸所必需的 , 且对无氧呼吸有抑制作用 ; 水直接参与有氧呼吸过程 , 又是化学反应的介质 , 因此在一定范围内 , 随水含量的增加 , 细胞呼吸速率加快 ;CO 2 浓度过高会抑制细胞呼吸的进程。 4 . 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 , 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 5 .O 2 来源于参与光反应的水中的氧 , 光反应为暗反应提供 [H] 和 ATP 。 6 . 光照强度影响光反应阶段 ,CO 2 浓度影响暗反应阶段 , 温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用。 - 15 - 网络梳理 —— 填一填 高考必背 —— 记一记 易混易错 —— 判一判 1 . 高等生物都进行有氧呼吸 , 低等生物都进行无氧呼吸。 ( × 　 ) 2 . 各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。 ( × 　 ) 3 . 细胞呼吸的结果如果没有水的产生 , 就一定是无氧呼吸。 ( √ 　 ) 4 . 及时排涝 , 能防止根细胞受酒精毒害。 ( √ 　 ) 5 . 离体的叶绿体基质中添加 ATP 、 [H] 和 CO 2 后 , 可完成暗反应。 ( √ 　 ) 6 . 适宜条件下 , 光合作用过程中 C 5 /C 3 的比值 , 停止供应 CO 2 后比停止前高。 ( √ 　 ) 7 .CO 2 的固定过程发生在叶绿体中 ,C 6 H 12 O 6 分解成 CO 2 的过程发生在线粒体中。 ( × 　 ) - 16 - 网络梳理 —— 填一填 高考必背 —— 记一记 易混易错 —— 判一判 8 . 光合作用过程中光能转变为化学能 , 细胞呼吸过程中化学能转变成热能和 ATP 。 ( × 　 ) 9 . 夏季连续阴天 , 大棚中白天适当增加光照 , 夜晚适当降低温度 , 可提高作物产量。 ( √ 　 ) 10 . 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内 , 在适宜条件下光照培养 , 随培养时间的延长 , 玻璃容器内 CO 2 浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。 ( √ 　 ) - 17 - 考点 1 考点 2 考点 3 细胞呼吸与光合作用的关系 热考题点必练 题点 1 　 细胞呼吸的原理及应用   1 .(2019 山东青岛调研 ) 从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体 , 分别保存于试管中 , 置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 为保持活性应将提取出的线粒体置于清水中保存 B. 向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖 , 可测得有 CO 2 产生 C. 向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖 , 可测得氧的消耗量加大 D. 向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸 , 降低温度可改变其耗氧速率 答案 解析 解析 关闭 为保持活性应将提取出的线粒体置于生理盐水中保存 ,A 项错误 ; 向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖 , 可能发生有氧呼吸第一阶段或无氧呼吸过程 , 前者产生的是丙酮酸和 [H], 后者产生的是乳酸 , 因此两个过程都没有 CO 2 的产生 ,B 项错误 ; 向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖 , 线粒体不能利用葡萄糖 , 因此没有氧气的产生 ,C 项错误 ; 向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸 , 降低温度可以降低有关酶的活性 , 因此可改变其耗氧速率 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 18 - 考点 1 考点 2 考点 3 2 .(2020 届山东等级考模拟 ) 线粒体中的 [H] 与氧气结合的过程需要细胞色素 c 的参与。细胞接受凋亡信号后 , 线粒体中的细胞色素 c 可转移到细胞质基质中 , 并与 Apaf-1 蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是 ( 　　 ) A. 有氧呼吸过程产生 [H] 的场所为细胞质基质和线粒体基质 B. 细胞色素 c 参与有氧呼吸第三阶段的反应 C. 细胞色素 c 功能丧失的细胞将无法合成 ATP D. 若细胞中 Apaf-1 蛋白功能丧失 , 细胞色素 c 将不会引起该细胞凋亡 答案 解析 解析 关闭 有氧呼吸第一、二阶段均可产生 [H], 场所分别为细胞质基质和线粒体基质 ,A 项正确 ; 细胞色素 c 参与 [H] 与氧气的结合过程 , 该过程属于有氧呼吸第三阶段 ,B 项正确 ; 细胞色素 c 功能丧失影响有氧呼吸第三阶段 , 但有氧呼吸前两阶段也产生 ATP,C 项错误 ; 由题意可知 , 细胞色素 c 可以与 Apaf-1 蛋白结合引起细胞凋亡 , 若 Apaf-1 蛋白功能丧失 , 其不能与细胞色素 c 结合 , 则无法引起细胞凋亡 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 C - 19 - 考点 1 考点 2 考点 3 策略方法 (1) 原核生物进行有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。真核生物进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 (2) 细胞呼吸中有 H 2 O 生成一定是有氧呼吸 , 有 CO 2 生成不一定是有氧呼吸 , 但对动物和人体而言 , 有 CO 2 生成一定是有氧呼吸 , 因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。 (3) 线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞 ( 或生物 ) 只能进行无氧呼吸 , 如哺乳动物成熟红细胞等 , 一些原核生物无线粒体 , 但可进行有氧呼吸。 (4) 葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解 , 必须在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。 - 20 - 考点 1 考点 2 考点 3 题点 2 　 光合作用过程中物质变化和能量变化   3 .(2019 山东日照期末 ) 下图表示将某植物叶片置于适宜条件下 , 不同的细胞间隙 CO 2 浓度下叶肉细胞中 C 5 的含量变化。以下推测不合理的是 ( 　　 ) A. A → B , 暗反应消耗 ATP 的速率增加 B. A → B ,CO 2 固定速率比 C 3 的还原速率快 C. B → C , 光合作用速率等于呼吸作用速率 D. B → C , 可能是光反应限制了光合速率 答案 解析 解析 关闭 A → B , 随叶肉细胞间的 CO 2 浓度的升高 ,CO 2 的固定加快 ,C 3 生成增多 , 还原加快 , 消耗 ATP 的速率增加 ,A 项正确 ; A → B ,C 5 含量降低 , 说明 CO 2 固定速率比 C 3 的还原速率快 ,B 项正确 ; B → C , 叶肉细胞间隙的 CO 2 的相对浓度较高 ,C 5 含量基本维持不变 , 表示达到 CO 2 饱和点 , 此时光合速率应大于呼吸速率 , 叶片的净光合速率大于零 ,C 项错误 ; B → C , 可能是光反应产生的 [H] 和 ATP 的数量限制了光合速率 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 C - 21 - 考点 1 考点 2 考点 3 4 .(2019 湖南岳阳一模 ) 如图表示某植物叶肉细胞中 C 3 和 C 5 浓度的变化情况 , 该植物在 Ⅰ 阶段处于适宜环境条件下 ,Ⅱ 阶段是某个环境条件降低引起的瞬时变化。下列分析正确的是 ( 　　 ) A.Ⅰ 阶段在类囊体膜上进行 ,Ⅱ 阶段在叶绿体基质中进行 B. 图中 Ⅱ 阶段的变化很可能是降低光照强度引起的 C. 图中物质甲转变成乙需要光反应提供的 ATP 和 NADPH D. 达到最大光合作用强度时 , 所需最小光照强度 Ⅱ 阶段的比 Ⅰ 阶段低 答案 解析 解析 关闭 题图表示植物叶肉细胞中 C 3 和 C 5 浓度的变化情况 , 因此两个阶段均表示光合作用暗反应 , 发生在叶绿体基质中 ,A 项错误。当光照强度降低 , 短时间内光反应产生的 [H] 、 ATP 减少 , 导致 C 3 的还原减少 , 而 C 5 与 CO 2 反应生成的 C 3 不变 , 因此 C 3 含量上升 ,C 5 下降。当 CO 2 浓度降低 , 短时间内光反应产生的 [H] 、 ATP 不变 ,C 5 与 CO 2 反应生成的 C 3 减少 , 导致 C 5 的消耗减少 , 而 C 3 的还原继续进行 , 因此 C 3 含量下降 ,C 5 上升。所以 , 图中 Ⅱ 阶段的变化很可能是降低光照强度和降低 CO 2 浓度引起的 ,B 项错误。图中物质甲可能是 C 3 或 C 5 。若甲是 C 3 , 则乙是 C 5 , 甲转变成乙需要光反应提供的 ATP 和 NADPH 。若甲是 C 5 , 则乙是 C 3 , 甲转变成乙需要 CO 2 ,C 项错误。由题意可知 , 发生改变的是 CO 2 浓度降低 , 达到最大光合作用强度时 ,Ⅱ 阶段所需的光照强度比 Ⅰ 阶段低 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 22 - 考点 1 考点 2 考点 3 名师点睛 模型法分析物质的量的 变化 - 23 - 考点 1 考点 2 考点 3 注意 :(1) 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化 , 而非长时间。 (2) 以上各物质变化中 ,C 3 和 C 5 含量的变化是相反的 ,[H] 和 ATP 含量变化是一致的。 - 24 - 考点 1 考点 2 考点 3 策略方法 图解物质含量变化之间的关系 在解答光合作用相关物质含量变化的试题中 , 要结合图解或其中部分图解 ( 如下图 1 所示 ) 进行分析推理 , 如在突然停止光照、 CO 2 供应不变的情况下 , 分析细胞中 C 3 的含量变化 ( 如下图 2 所示 ) 。另外 , 应记住 C 5 、 [H] 、 ATP 的含量变化是一致的 , 且都与 C 3 的含量变化相反。 - 25 - 考点 1 考点 2 考点 3 题点 3 　 细胞呼吸与光合作用的关系   5 . 下图表示植物细胞代谢的过程 , 下列有关叙述正确的是 ( 　　 ) A. 过程 ① 表示渗透吸水 , 对 ④⑤⑥⑦⑧⑨ 过程研究 , 发现产生的能量全部储存于 ATP 中 B. 过程 ④ 发生在细胞质基质中 , 过程 ② 产生的能量可用于矿质离子的吸收过程 C. 过程 ③ 产生的 C 6 H 12 O 6 中的氧来自水和 CO 2 , 过程 ⑧ 可在根尖细胞中发生 D. 就整个植株来说 , 若过程 ② O 2 的释放量小于过程 ⑨ O 2 的吸收量 , 则该植物体内有机物的量将减少 答案 解析 解析 关闭 ①表示细胞渗透吸水 , ⑤⑥表示无氧呼吸的第二阶段 , ⑦⑧⑨表示有氧呼吸的第二、三阶段 , 对④⑤⑥⑦⑧⑨过程研究 , 发现产生的能量一部分储存于 ATP 中 , 其余以热能的形式散失 ,A 项错误。④表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段 , 发生在细胞质基质中 , ②表示光反应阶段 , 光反应产生的 ATP 只能用于暗反应 , 不能用于植物对矿质离子的吸收 ,B 项错误。过程③产生的 C 6 H 12 O 6 中的氧全部来自 CO 2 , 过程⑧ ( 有氧呼吸的第二阶段 ) 可在根尖细胞中发生 ,C 项错误。若图中过程② ( 光反应阶段 )O 2 的释放量小于过程⑨ ( 有氧呼吸的第三阶段 )O 2 的吸收量 , 即净光合作用量 <0, 则该植物体内有机物的量将减少 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 26 - 考点 1 考点 2 考点 3 策略方法 光合作用与细胞的有氧呼吸过程及物质转化问题的应答技巧 (1) 理解教科书中光合作用和细胞呼吸的过程图解 , 把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。 ① 光合作用 : 物质变化为 CO 2 +C 5 →C 3 →C 5 +(CH 2 O) 、 H 2 O→O 2 +[H], 能量变化为光能 → 电能 → 活跃的化学能 (NADPH 和 ATP)→(CH 2 O) 中稳定的化学能。 ② 细胞的有氧呼吸 : 物质变化为 C 6 H 12 O 6 →2C 3 H 4 O 3 ( 丙酮酸 )+4[H] 、 2C 3 H 4 O 3 ( 丙酮酸 )+6H 2 O→6CO 2 +20[H] 、 24[H]+6O 2 →12H 2 O, 能量变化为 (CH 2 O) 中稳定的化学能 → 活跃的化学能 (ATP) 和热能。 (2) 应结合试题图表 , 准确获取图表中的物质转化信息 , 据此确定相应生理过程是光合作用过程还是细胞呼吸过程 , 是光反应阶段还是暗反应阶段 , 或者是有氧呼吸的哪一个阶段。 - 27 - 考点 1 考点 2 考点 3 必清错混辨析 1 . 与细胞呼吸有关的 3 个易错易混点 (1) 误认为有氧呼吸的全过程都需要 O 2 : 有氧呼吸的第一阶段不需要 O 2 , 第二、三阶段需要 O 2 , 第二阶段在有氧条件下才能进行。 (2) 误认为有氧呼吸的场所只有线粒体。 ① 原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。 ② 真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 (3) 误认为 O 2 一定抑制无氧呼吸。 哺乳动物的成熟红细胞的无氧呼吸不受 O 2 的影响。 - 28 - 考点 1 考点 2 考点 3 2 . 与光合作用有关的 4 个易错易混点 (1) 误认为光合作用产生的 [H] 与细胞呼吸产生的 [H] 是同一种物质 : 光合作用中光反应产生的 [H] 是还原型辅酶 Ⅱ(NADPH), 细胞呼吸产生的 [H] 是还原型辅酶 Ⅰ(NADH), 二者不相同。 (2) 误认为 C 3 和 C 5 只含有 3 个或 5 个碳原子 : 其实还有 H 、 O 等原子 , 如丙酮酸 (C 3 H 4 O 3 ) 就是一种三碳化合物。 (3) 误认为暗反应不需要光也能长期进行 : 暗反应在有光、无光条件下都可以进行 , 但是如果没有光照 , 光反应停止后不提供 [H] 和 ATP, 暗反应很快也会停止。 (4) 误认为光反应产生的 ATP 用于各种生命活动 : 光反应产生的 ATP 只能用于叶绿体自身的生命活动需要 , 不能直接用于细胞中其他部位的生命活动。 - 29 - 考点 1 考点 2 考点 3 影响细胞呼吸与光合作用的因素 热考题点必练 题点 1 　 影响细胞呼吸与光合作用的因素   1 .(2019 山西太原期末 ) 如图表示不同距离的跑步过程中 , 有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。正确的说法是 ( 　　 ) - 30 - 考点 1 考点 2 考点 3 A. 马拉松跑时 , 肌肉细胞呼吸释放的 CO 2 与吸收的 O 2 之比约为 1 ∶ 1 B. 跑 1 500 米时 , 有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相当 C. 跑 100 米时 , 所需 ATP 主要由有氧呼吸产生 D. 跑步距离越长 , 无氧呼吸供能所占比例越大 答案 解析 解析 关闭 人体细胞进行有氧呼吸时 ,CO 2 的产生量与 O 2 的消耗量相等 , 人体细胞进行无氧呼吸时 , 没有 O 2 消耗 , 也没有 CO 2 产生 , 马拉松跑时 , 肌肉细胞以有氧呼吸为主 , 但也进行无氧呼吸 , 因此肌肉细胞呼吸释放的 CO 2 与吸收的 O 2 之比约为 1 ∶ 1,A 项正确 ; 跑 1 500 米时 , 有氧呼吸与无氧呼吸供能的百分比相同 , 但由于消耗等量的葡萄糖时有氧呼吸释放的能量多 , 所以可以推测 , 有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少 ,B 项错误 ;100 米跑时 , 无氧呼吸供能的百分比约占 97%, 说明所需 ATP 主要由无氧呼吸产生 ,C 项错误 ; 图示信息显示 , 跑步距离越长 , 无氧呼吸供能所占比例越小 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 31 - 考点 1 考点 2 考点 3 2 .(2020 届山东等级考模拟 )( 多选 ) 龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类 , 既能给海洋生态系统提供光合产物 , 又能为人类提供食品原料。某小组研究 CO 2 浓度和光照强度对龙须菜生长的影响 , 实验结果如下图所示。已知大气 CO 2 浓度约为 0.03%, 实验过程中温度等其他条件适宜 , 下列相关说法错误的是 ( 　　 ) A. 实验中 CO 2 浓度为 0.1% 的组是对照组 B. 增加 CO 2 浓度能提高龙须菜的生长速率 C. 高光照强度下光反应速率快 , 从而使龙须菜生长较快 D. 选择龙须菜养殖场所时 , 需考虑海水的透光率等因素 答案 解析 解析 关闭 大气中 CO 2 浓度为 0.03%, 因此实验中 CO 2 浓度为 0.1% 的组是实验组 ,A 项错误 ; 由图 1 可知 , 两种 CO 2 浓度条件下 , 龙须菜的生长速率相差不大 , 即增加 CO 2 浓度 , 龙须菜生长速率基本不变 ,B 项错误 ; 由图 2 可知 , 与低光条件相比 , 高光条件下龙须菜光反应速率显著增加 ,C 项正确 ; 综合两图可知 , 龙须菜生长主要受到光强的影响 , 因此选择龙须菜养殖场所时 , 需考虑海水的透光率等因素 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 AB - 32 - 考点 1 考点 2 考点 3 题点 2 　 光合速率与呼吸速率的计算   3 .(2019 天津河西二模 ) 将某绿色植物放在特定的实验装置中 , 研究温度对光合作用和呼吸作用的影响 ( 其他实验条件都是理想的 ), 下面对该表数据分析正确的是 ( 　　 ) A. 昼夜不停地光照 , 在 35 ℃ 时该植物不能生长 B. 昼夜不停地光照 , 在 20 ℃ 时该植物生长得最快 C. 每天光照 12 h,20 ℃ 时该植物积累有机物最多 D. 每天光照 12 h,30 ℃ 时积累的有机物是 10 ℃ 时的 2 倍 答案 解析 解析 关闭 35 ℃时 , 昼夜不停地光照 , 该植物每小时有机物积累 3 mg, 一昼夜积累 3 mg/h×24=72 mg, 植物在生长 ,A 项错误 ; 昼夜不停地光照 ,25 ℃时光照下每小时吸收的 CO 2 量最多 , 是 3.75 mg/h, 所以 25 ℃时该植物生长得最快 , 而不是 20 ℃ ,B 项错误 ; 如果每天光照 12 小时 , 植物一昼夜积累的有机物量 = 光照下每小时吸收的 CO 2 量 ×12 h- 黑暗每小时释放的 CO 2 量 ×12 h=( 光照下每小时吸收的 CO 2 量 - 黑暗每小时释放的 CO 2 量 )×12 h,5~35 ℃每小时光照下吸收的 CO 2 量与黑暗释放的 CO 2 量的差值分别是 0.5 mg/h 、 1.0 mg/h 、 1.5 mg/h 、 1.75 mg/h 、 1.5 mg/h 、 0.5 mg/h 、 -0.5 mg/h 。因此 20 ℃时该植物积累有机物最多 , 为 1.75 mg/h×12 h=21 mg;30 ℃时该植物积累有机物是 10 ℃的 (0.5 mg/h×12 h)÷(1.0 mg/h×12 h)=1/2,C 项正确、 D 项错误。 答案 解析 关闭 C - 33 - 考点 1 考点 2 考点 3 4 .(2019 广东广州调研 ) 为了研究 2 个新育品种 P 1 、 P 2 幼苗的光合作用特性 , 研究人员分别测定了新育品种与原种叶片的净光合速率 ( 已知各幼苗细胞呼吸酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度 ), 结果如下图所示。下列表述最合理的是 ( 　　 ) A. 该实验的自变量是温度和培养时间 B.15 ℃ 时 P 1 、 P 2 总光合作用强度相等 C.P 1 参与光合作用的酶的最适温度为 25 ℃ D. 在 25~40 ℃ 范围内 ,P 1 净光合速率受温度影响比 P 2 大 题图分析 据图分析 , 随着温度的升高 ,P 1 和 P 2 的净光合速率都先上升后下降 , 且最适宜温度都是 25 ℃;P 1 净光合速率高于 P 2 的 , 且两者都高于对照组 ; 但超过 25 ℃ 后 ,P 1 净光合速率下降最快。 答案 解析 解析 关闭 分析题图可知 , 该实验的自变量是温度和作物品种 ,A 项错误 ;15 ℃ 时 P 1 、 P 2 净光合作用强度相等 , 但两者的呼吸强度关系未知 , 故 P 1 、 P 2 总光合强度不一定相等 ,B 项错误 ; 同理 , 由图知 25 ℃ 时 P 1 的净光合速率最高 , 是光合作用与细胞呼吸相关酶共同作用的结果 , 不一定是参与光合作用的酶的最适温度 ,C 项错误 ; 由各曲线的斜率可知 , 在 25~40 ℃ 范围内 ,P 1 净光合速率下降比 P 2 快 , 故此范围内 P 1 净光合速率受温度影响比大 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 34 - 考点 1 考点 2 考点 3 策略方法 光合作用和细胞呼吸的计算策略 (1) 理清各量的关系 ① 光合作用所需 CO 2 的来源有两个 : 细胞呼吸产生的 , 从周围空气中吸收的 ( 若是水生植物 , 则是从周围的水中吸收的 ) 。 ② 光合作用释放 O 2 的去向有两个 : 细胞呼吸、释放到周围的空气中 ( 当光合速率大于呼吸速率时 ) 。 ③ 光合作用制造 ( 等同生产、合成 ) 的葡萄糖的去向有两个 : 细胞呼吸消耗、积累 ( 当光合速率大于呼吸速率时 ) 。 ④ 当在光照下光合作用与细胞呼吸同时进行时 : 光合作用实际产氧量 = 实测的氧气释放量 + 细胞呼吸耗氧量 ; 光合作用实际二氧化碳消耗量 = 实测的二氧化碳吸收量 + 细胞呼吸二氧化碳释放量 ; 光合作用葡萄糖净产量 = 光合作用实际葡萄糖生产量 - 细胞呼吸葡萄糖消耗量。 - 35 - 考点 1 考点 2 考点 3 (2) 看懂数据及其相互关系是解题的关键 ① 文字叙述式 : 利用一段文字直接给出有关数据 ; ② 表格式 : 在表格中给出相关数据 ; ③ 坐标曲线式 ( 有时加有方格 , 是为了准确识别有关数据 ,1 个方格代表一定的变化量 ), 利用坐标系中的曲线所表示的数值来代表 CO 2 、 O 2 的吸收或释放的量。 - 36 - 考点 1 考点 2 考点 3 细胞呼吸与光合作用的实验设计 热考题点必练 题点 1 　 光合速率与呼吸速率的测定   1 .(2019 安徽淮北、宿州二模 ) 某同学 利用 下 图 所示的装置研究酵母菌的细胞呼吸。 装 置 1 烧杯中盛放 NaOH 溶液 , 装置 2 烧杯中盛放等量蒸馏水。一段时间后 , 装置 1 的红色液滴向左移动 , 装置 2 的红色液滴向右移动 , 且移动距离不同 ( 忽略其他因素对液滴移动的影响 ) 。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 装置 1 中的酵母菌只进行有氧呼吸 B. 装置 2 中的酵母菌只进行无氧呼吸 C. 装置 1 液滴移动距离表示细胞呼吸消耗的 O 2 量 D. 装置 2 液滴移动距离表示细胞呼吸产生的 CO 2 量 答案 解析 解析 关闭 装置 1 中 ,NaOH 吸收了 CO 2 , 所以液滴移动的距离代表 O 2 的吸收量 , 若液滴不动 , 则无 O 2 释放 , 表明没有进行有氧呼吸 , 若液滴向左移动 , 则吸收了 O 2 , 进行了有氧呼吸。装置 2 中 , 蒸馏水既不吸收气体 , 也不释放气体 , 所以液滴移动的距离代表二氧化碳释放量与氧气吸收量的差值。若红色液滴不动 ,O 2 的吸收量与 CO 2 的释放量相等 , 表明没有进行无氧呼吸 ; 若红色液滴向右移动时 ,CO 2 的释放量大于 O 2 的吸收量 , 表明进行了无氧呼吸。由以上分析可知 , 装置 1 中液滴移动的距离代表 O 2 的吸收量 , 装置 1 的红色液滴向左移动 , 说明进行了有氧呼吸 ; 装置 2 中液滴移动的距离代表 CO 2 释放量与 O 2 吸收量的差值 , 而装置 2 的红色液滴向右移动 , 说明 CO 2 的释放量大于 O 2 的吸收量 , 进行了无氧呼吸。综合以上可知 , 酵母菌既进行了有氧呼吸 , 也进行了无氧呼吸。 答案 解析 关闭 C - 37 - 考点 1 考点 2 考点 3 策略方法 液滴移动法判断生物呼吸类型的实验设计 (1) 实验装置 欲确认某生物的呼吸类型 , 应设置两套呼吸装置 , 如图所示 ( 以发芽种子为例 ) 。 - 38 - 考点 1 考点 2 考点 3 (2) 实验结果预测和结论 甲液滴不动 , 乙液滴不动 → 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡。 甲液滴不动 , 乙液滴右移 → 只进行产生酒精的无氧呼吸。 甲液滴左移 , 乙液滴右移 → 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。 甲液滴左移 , 乙液滴不动 → 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸。 - 39 - 考点 1 考点 2 考点 3 2 .(2019 安徽合肥质检 ) 如图所示 , 将对称叶片左侧遮光右侧曝光 , 并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射 12 h 后 , 从两侧截取同等单位面积的叶片 , 烘干称重 , 分别记为 a 和 b ( 单位 :g) 。下列相关叙述正确的是 ( 　　 ) A. a /12 所代表的是该叶片的呼吸速率 B. b /12 所代表的是该叶片的光合速率 C.( b+a )/12 所代表的是该叶片净光合速率 D.( b-a )/12 所代表的是该叶片真正光合速率 题图分析 照光与不照光叶片部分的生理过程中的差别是光合作用是否进行。 答案 解析 解析 关闭 图中叶片左侧遮光右侧曝光 , 在适宜光照下照射 12 h 后 , 从两侧截取同等面积的叶片 , 烘干称重 , 分别记为 a 和 b , 由于左侧是在遮光条件下测得的数值 , 假设实验前两侧叶片干重均为 M , 则 M-a 表示呼吸作用消耗的有机物 , b-M 表示净光合作用积累的有机物 , 则 b-a 代表 12 h 内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量。根据分析 ,a 表示叶片在黑暗条件下经呼吸作用消耗后剩余的有机物含量 , 故 a /12 不能代表的是该叶片的呼吸速率 ,A 项错误 ; 据分析可知 , 该叶片的光合速率可表示为 ( b-a )/12,B 项错误 ; 由于实验前叶片的干重未知 , 故无法得知该叶片净光合速率 ,C 项错误 ; 据分析可知 ,( b-a )/12 所代表的是该叶片的真正光合速率 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 40 - 考点 1 考点 2 考点 3 题点 2 　 光合作用与细胞呼吸的影响因素   3 .(2019 江西南昌二中段考 ) 某同学想探究 CO 2 浓度与光合速率的关系。他取 A 、 B 、 C 、 D 四株都有 5 片叶的小白菜 , 用直径 1 cm 的打孔器打取小叶圆片各 10 片 , 并设法抽去气体使之下沉 , 置于光下。取 100 mL 三角瓶 4 个 , 编号 1~4, 按下表操作 ( 光照、温度相同且适宜 ) 并记录结果。下列评价或修正不合理的是 ( 　　 ) - 41 - 考点 1 考点 2 考点 3 A. 只要控制光照、温度相同即可 B. 自变量二氧化碳浓度的控制不严格 C. 实验材料本身存在的差异会影响实验结果 D. 制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处 题表分析 分析实验表格操作步骤可知 , 本实验的自变量为 NaHCO 3 的质量 ,NaHCO 3 可以释放二氧化碳 , 因此实际的自变量为二氧化碳浓度 , 而叶圆片数、自来水的量等均属于无关变量。 答案 解析 解析 关闭 在进行探究实验的过程中 , 叶圆片数、自来水的量等无关变量应保持相同且适宜 ,A 项错误 ; 自来水中也有少量二氧化碳 , 因此使用自来水时 , 会对二氧化碳浓度造成影响 ,B 项正确 ; 小叶圆片来自 A 、 B 、 C 、 D 四株小白菜 , 由于实验材料本身存在的差异会影响实验结果 ,C 项正确 ; 制备的叶圆片在投入三角瓶之前可进行黑暗处理 , 目的是消耗掉叶圆片中的氧气 , 能够使叶圆片沉在烧杯中 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 42 - 考点 1 考点 2 考点 3 4 .(2019 山东济南外国语期中 ) 某兴趣小组通过实验探究了影响菠菜光合作用强度的某些因素 , 实验步骤如下 : 第一步 , 制备若干大小相同的圆形叶片 ; 第二步 , 将圆形叶片置于盛有清水的注射器内 , 堵住注射器前端的小孔 , 拉动活塞 , 重复几次 ; 第三步 , 将处理后的等量圆形叶片分别置于不同浓度的 CO 2 缓冲液 ( 维持实验过程中 CO 2 浓度相对稳定 ) 中 ; 第四步 , 用一定功率的冷光源 , 在相同距离照射相同时间 ; 第五步 , 观察并记录实验结果 , 如图。 - 43 - 考点 1 考点 2 考点 3 请回答下列问题。 (1) 本实验探究了 　　　　　　　　　　　 对菠菜光合作用强度的影响 , 实验结果的观察指标是 　   　 。   (2) 实验中进行第二步的目的 是 　　　　 ; 第四 步中使用冷光源是为了 防止 　　　　 对 实验结果的影响。   (3) 若要利用该实验中的药品、材料和 用 具 研究光照强度对菠菜光合作用强度 的 影响 , 则所用 CO 2 缓冲液的浓度应为 　　 , 最好 选用 　　　　 叶片 , 控制光照强弱 的 具体措 施是 　　　　　　　　　 。   - 44 - 考点 1 考点 2 考点 3 答案 : (1)CO 2 浓度和叶龄　相同时间各组实验中圆形叶片上浮的数量 (2) 使圆形叶片内的气体逸出　温度 (3)3% 　成熟　调节光源与实验装置间的 距离 - 45 - 考点 1 考点 2 考点 3 解析 : (1) 据图分析 , 图中横坐标表示的是自变量二氧化碳的浓度 , 两条曲线表示的是另一个自变量叶龄 , 因变量是纵坐标光合作用强度 , 所以该实验的目的是探究二氧化碳浓度和叶龄对菠菜光合作用强度的影响。由于光合作用的产物氧气不易溶于水 , 可以将相同时间各组实验中圆形叶片上浮的数量作为该实验观察的指标。 (2) 实验中进行第二步的目的是用注射器将使圆形叶片内的气体逸出 , 排除叶片原有气体对实验结果的干扰。温度属于无关变量 , 所以第四步中使用冷光源是为了防止温度对实验结果的影响。 (3) 根据图形分析可知两种叶片在 3% 的二氧化碳浓度下光合作用强度最高 , 说明该浓度是最适宜的 , 所以探究光照强度对菠菜光合作用强度的影响实验中 , 二氧化碳浓度应该维持在 3%, 且最好选择光合作用强度较高的成熟叶作为实验对象。实验中可以通过调节光源与实验装置间的距离来控制光照强度。 - 46 - 考点 1 考点 2 考点 3 必清错混辨析 理清光合作用与细胞呼吸实验设计中实验条件的控制方法 (1) 增加水中氧气 —— 泵入空气或放入绿色水生植物。 (2) 减少水中氧气 —— 容器密封或油膜覆盖或用凉开水。 (3) 除去容器中二氧化碳 —— 氢氧化钠溶液。 (4) 除去叶中原有淀粉 —— 置于黑暗环境中一段时间。 (5) 除去叶中叶绿素 —— 酒精隔水加热。 (6) 除去光合作用对细胞呼吸的干扰 —— 给植株遮光。 (7) 如何得到单色光 —— 棱镜色散或薄膜滤光。 (8) 线粒体提取 —— 细胞匀浆离心。 (9) 保持密闭容器中 CO 2 浓度不变 ——NaHCO 3 溶液。