2018届高考生物一轮复习 考点加强课1 光合作用与呼吸作用的关系及影响因素学案

考点加强课1 光合作用与呼吸作用的关系及影响因素突破点1光合作用与呼吸作用的关系高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、能量转化关系，对反应场所及各阶段反应物、生成物确认也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。【例证】 （2017全国卷，29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：（1）图中代表的物质依次是、，H代表的物质主要是_。（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_。解析（1）光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中是O2；可形成NADPH，应为NADP；可形成ATP，应为ADPPi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此表示C5。细胞呼吸过程中产生的H代表的物质主要是NADH。（2）图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C代表细胞质基质（可发生细胞呼吸的第一阶段），D代表线粒体（可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段），其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，而暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP。因此，ATP合成发生在A过程，还发生在C和D。（3）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下，转化成酒精和二氧化碳。答案（1）O2NADPADP和PiC5NADH（2）C和D（3）缺氧光合作用与有氧呼吸中H、ATP来源与去路1.光合作用与细胞呼吸的关系2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系（1）过程联系（2）物质联系C元素：CO2（CH2O）C3H4O3CO2O元素：H2OO2H2OH元素：H2OH（CH2O）HH2O（3）能量联系考向光合作用与有氧呼吸的内在关系1.（2014全国卷，6）关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是（）A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，无氧呼吸产生的乳酸此种情况下不再供能，C错误。答案C2.（2018全国百所名校联考卷）如图为植物细胞代谢的部分过程简图，为相关生理过程。下列有关叙述错误的是（）A.若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是B.的进行与密切相关，与无直接关系C.蓝藻细胞中发生在类囊体薄膜上，发生在叶绿体基质中D.叶肉细胞内中O2的产生量小于中O2的消耗量，则该细胞内有机物的总量将减少解析Mg是合成叶绿素的成分。光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收、传递、转化光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受阻，首先会受到显著影响的生理过程是（光反应过程），A正确；一般情况下，植物细胞吸收无机盐的方式是主动运输，需要消耗能量，故与（细胞呼吸过程）密切相关，与（光反应过程）无直接关系，B正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，因此也没有类囊体，C错误；图中光反应过程中O2的产生量小于有氧呼吸过程中O2的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量呼吸速率，O2浓度不断上升C.该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量D.该植物从20时开始进行无氧呼吸解析分析题图可知，光合作用与呼吸作用相等的点是氧气增加为0（或二氧化碳减少为0）点，8时、17时光合作用强度与呼吸作用强度相等，A错误；分析题图曲线可知，在916时之间，氧气浓度不断增加，光合速率大于呼吸速率，B正确；分析题图曲线知，17时光合作用强度与呼吸作用强度相等，此时植物体内有机物积累量最大，19时光合作用小于呼吸作用，植物体内的有机物不但不增加，反而减少，C错误；分析题图曲线知，20时以后，CO2产生量比O2消耗快，说明有无氧呼吸，但20时有没有无氧呼吸不可判断。答案B3.（2018广东省中山市统测）如图表示蝴蝶兰在正常和长期干旱条件下CO2吸收速率的日变化。据图分析下列说法正确的是（）A.长期干旱条件下，叶肉细胞在04时不能产生ATP和HB.长期干旱条件下，叶肉细胞在1016时不能进行暗反应C.正常条件下，12时CO2吸收速率最大，植株干重最大D.长期干旱条件下，蝴蝶兰可通过夜间吸收CO2以适应环境解析在长期干旱条件下，叶肉细胞在04时由于没有光照不能通过光合作用产生ATP和H，但仍能通过呼吸作用产生ATP和H，A错误；在长期干旱条件下，叶肉细胞在1016时虽然不吸收CO2，但能利用夜晚储存的CO2进行光合作用，B错误；正常条件下，12时蝴蝶兰对二氧化碳的吸收速率达到最大，表明此时积累干物质的速率最大，之后虽CO2吸收速率减小，但干重一直在增加，故植株干物质积累达到最大的时间约是19.5时，此时植株干重最大，C错误；在长期干旱条件下，夜间（如04时）蝴蝶兰叶片表皮细胞的气孔打开吸收二氧化碳，为白天的光合作用准备原料，在白天气温较高时气孔关闭，以免植物体内水分通过气孔散失，这种特性有利于植物适应干旱的环境，D正确。答案D4.（2017河南中原名校质检）如图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解，其中fi表示相关过程，ae表示相关物质。据图判断下列说法正确的是（）A.i过程是有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程B.叶肉细胞中b的产生速率等于c的产生速率，则植株的干重保持不变C.a中的O全部来自O2，H全部来自C6H12O6D.f、g、h、i四个过程在植物体的全部细胞中都能发生解析i过程表示葡萄糖分解成丙酮酸，是有氧呼吸的第一阶段，也是无氧呼吸的第一阶段，A正确；分析题图可知，b是光反应阶段H2O分解产生的O2，c是有氧呼吸第二阶段产生的CO2，叶肉细胞光合作用中O2的产生速率等于呼吸作用中CO2的产生速率，表示呼吸速率等于光合速率，但是一个植株中还有很多细胞只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，所以整个植株的干重应该是减少的，B错误；a是有氧呼吸第三阶段产生的水，其中的O全部来自O2，但H一部分来自C6H12O6，一部分来自H2O，C错误；h和i过程是有氧呼吸，f和g过程是光合作用，植物中只有含叶绿体的植物细胞才能进行光合作用，D错误。答案A5.某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究（均在最适温度下进行），结果如图所示。相关分析合理的是（）A.图1中呼吸底物为葡萄糖、O2浓度为A时，O2的吸收量等于CO2的释放量B.图1中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性C.图2中乙品种比甲品种呼吸速率低，且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中D.图2中F点时甲品种的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体解析图1中O2浓度为A时，CO2的释放量是O2的吸收量的2倍，A错误；因研究是在最适温度下进行的，故图1中DE段CO2的释放量有所下降的原因不可能是温度抑制了酶的活性，B错误；图2中，从曲线与纵轴的交点可见，乙品种比甲品种的呼吸速率低，且乙品种在较弱的光照强度下其光合速率即达到最大值，故乙品种更适于生长在弱光环境中，C正确；图2中，F点时甲品种只进行呼吸作用，消耗ADP，产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体，D错误。答案C6.（2016江西省赣州南康市高考生物一模）图1是某高等植物细胞中光合作用过程的图解，图中英文字母代表相应物质，1、2、3、4代表一定的生理过程。图2为科研人员研究影响植物光合速率的因素所进行相关实验的结果。请据图回答下列问题（能用标号回答的用标号回答）。（1）图1中B、C、D代表的物质分别是、；其中DC发生的场所是；过程3、4发生的场所是_。（2）某研究者向叶绿体中注入被放射性同位素标记的C物质，在光合产物葡萄糖中（填“会”或“不会”）出现放射性。在研究过程中研究者测得细胞并没有从外界吸收E物质，也没有向外界释放E物质，若在这种情况下测得细胞光合作用1小时产生了0.12 mol的A物质，那么这1小时中该细胞呼吸作用消耗的葡萄糖为_mol。（3）在忽然增强光照的情况下检测到图1中的A物质产生量忽然增多，但不久又恢复到正常水平。使A物质无法维持在一个较高水平的最可能外因是图中物质的供应量未能同步增加，在同一过程中C3的变化规律是_；假如外界环境持续黑暗则图示的四个过程会停止的是_。（4）由图2可知，在15 时，光合作用强度为呼吸作用强度的倍，假设每天光照按12小时计算，则最有利于植物生长的温度是。解析（1）据图1分析，B是NADPH，C是ATP，D是ADP和Pi，其中DC是ATP的合成过程，发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。图中3是二氧化碳的固定，4是三碳化合物的还原，发生的场所是叶绿体基质。（2）C是ATP，只能为暗反应提供能量，不能为暗反应提供反应物质，故向叶绿体中注入被放射性同位素标记的C物质，在光合产物葡萄糖中不会出现放射性。题干所述状态为光合速率等于呼吸速率，根据光合作用的反应式可知，1小时中该细胞呼吸作用消耗的葡萄糖为0.12 mol60.02 mol。（3）题干所述现象可能的原因是二氧化碳E供应不足，暗反应较慢抑制了光反应的进行。在同一过程中C3的变化规律是先忽然减少，但不久又恢复到正常水平。外界环境持续黑暗整个光合作用过程都会停止，即1，2，3，4过程停止。（4）据图2分析，真正的光合强度呼吸强度净光合强度，15 时，呼吸强度为1，净光合强度为2.5，所以真正的光合强度为3.5，是呼吸强度的3.5倍。每天光照按12小时计算，则最有利于植物生长的温度是净光合强度最大时的温度，即20 。答案（1）NADPH（或者H）ATPADP和Pi类囊体薄膜（或叶绿体基粒）叶绿体基质（2）不会0.02（3）E先忽然减少，但不久又恢复到正常水平1，2，3，4（4）3.520 7.（2018河北百校联盟一联，30）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况见下图所示（A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同），结果是A组光合作用产物的相对含量为M%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。请回答下列问题：（1）该四组实验中，对照组是组，其中A组的结果中M对应数字应为。（2）光照期间，能进行（填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”）。（3）可以判断，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量，依据是_。（4）A、B、C三组处理相比，随着的增加，使光下产生的ATP和H能够及时_，从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析（1）由题干及题图可以看出，对照组是给予全光照的D组。A组给予一半时间的光照、一半时间的黑暗处理，只有给予光照时才会进行光合作用，由于A组连续光合作用的时间为D组的一半，因此，A组光合作用制造的产物应为D组的一半，即A组光合作用产物的相对含量为50%。（2）光照时既进行光反应，也进行暗反应。（3）B组和C组接受光照的时间只有D组的一半，但两组中光合作用产物的相对含量均超过D组的一半，这说明在单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组。（4）A、B、C组比较，从A组到C组，光照和黑暗交替的频率逐渐增大，使在光照下光反应中产生的ATP和H能在暗反应中及时和充分地利用（光照后给予一段时间的黑暗有利于暗反应中及时、充分地利用ATP和H，并为随后光照下光反应再生成ATP和H提供ADP、Pi等原料），提高了光合作用中二氧化碳的同化量。答案（1）D50（2）光反应和暗反应（3）B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%（4）光照和黑暗交替频率利用与再生8.（2017河南天一大联考，29）光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。下图为光呼吸和光合作用的关系图，请回答下列问题：（1）光合作用过程中，羧化反应发生的场所是（填具体部位）。分析题图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为。光呼吸发生的条件是和低CO2含量等。（2）结合光合作用过程分析，图中五碳化合物主要来自（填过程）。研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自（填具体部位）。（3）科研人员利用玉米和大豆探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠对两者的增产效果。若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的结构，有利于提高。亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠进入叶肉细胞（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1 mmoL/L的亚硫酸氢钠溶液后，大豆释放氧气的量（填“增多”“减少”或“不变”），原因是_。答案（1）叶绿体基质叶绿体、线粒体（答不全不可）光照、高O2含量（2）三碳化合物的还原（或C3的还原）叶绿体（或基粒）的类囊体薄膜（3）垂直光能的利用率（答案合理即可）空间结构不需要增多光能利用增加，水的光解加快，产生的O2增多9.（2017福建省厦门市高三联考）金鱼藻为水生草本植物，生命力较强，适温性较广，常被用来作为实验研究的材料。图甲表示对金鱼藻光合作用速率的研究装置，图乙表示金鱼藻在夏季24 h内O2的吸收量和释放量（S1、S2、S3表示相应图形面积）。分析回答：图甲图乙（1）图甲装置可用来探究对光合作用的影响，单位时间内氧气传感器读数的变化表示（填“总光合速率”或“净光合速率”）。（2）图乙中表示叶绿体吸收二氧化碳的区段是（用字母表示）。（3）图乙中，c点时产生还原剂氢的细胞器有_，fg段上升的主要原因是_。（4）图乙中，若24 h内其他环境条件不变，金鱼藻最大光合速率为mg/h，一昼夜中有机物积累量为（用代数式表示）。解析（1）图甲装置中，NaHCO3是二氧化碳的缓冲液，可以保证装置中的二氧化碳浓度不变，可用来探究光照、温度对光合作用的影响，装置中的金鱼藻同时进行光合作用和细胞呼吸，单位时间内氧气传感器读数的变化表示净光合速率。（2）图乙中表示叶绿体吸收二氧化碳的区段，即产生氧气的区段对应图中的ad和eh。（3）图乙中，c点时光合速率等于有氧呼吸速率，此时产生还原剂氢的细胞器有叶绿体和线粒体，fg段上升的主要原因是光照增强。（4）图乙可知，细胞呼吸速率是10 mg/h，若24 h内其他环境条件不变，金鱼藻最大光合速率为751085（mg/h），图中金鱼藻在一昼夜中有机物积累量为S1S3S2。答案（1）温度、光照净光合速率（2）ad和eh（3）叶绿体和线粒体光照增强（4）85S1S3S2教师独具1.（2016全国卷，30）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是。（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。解析（1）甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光照强度低于a时，光合作用的限制因子是光照强度。（2）甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。（3）个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素（即低光照）引起，并非遗传物质改变所致。答案（1）光照强度（2）CO2浓度（3）乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的2.（2017江西上高二中联考，5）如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，下列有关描述错误的是（）A.图1中，若光照强度适当增强，A点左移，B点右移B.图2中，若CO2浓度适当增大，A点左移，B点右移C.图3中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多D.图4中，当温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少解析图1中A为CO2补偿点，B为CO2饱和点，若光照强度适当增强，则光合作用强度也随之增强，所以A点左移，B点右移；图2中，A为光补偿点，B为光饱和点，若CO2浓度适当增大，则光合作用强度也随之增强，所以A点左移，B点右移；图3中，在光照未达饱和时，限制光合作用的主要因素是光照强度，由于A点时CO2浓度比B点时的高，所以A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多；温度为25 时，净光合量最多，当温度高于25 时，呼吸作用增强，净光合量减少，但不能判断光合作用制造的有机物的量是否开始减少。答案D27