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第三单元 细胞代谢,高考热点集训,(2),光合作用与细胞呼吸综合题,高考热点集训(2)光合作用与细胞呼吸综合题,题型,1,光合作用与呼吸作用中,“,CO,2,与,O,2,”,的关系,绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的，而细胞呼吸主要在线粒体内进行。两者之间的关系从物质交换的角度来看，主要涉及的是,O,2,和,CO,2,的来源与去路问题。,(1),关系图解,题型1光合作用与呼吸作用中“CO2与O2”的关系,叶绿体光合作用产生,O,2,的去路：,用于植物呼吸作用；,释放到周围的环境中。,叶绿体光合作用利用,CO,2,的来源,:,来自植物自身的呼吸作用,;,从外界环境中吸收,(,若是水生植物,则从周围的水中吸收,),。,线粒体有氧呼吸,O,2,的来源：,来自植物光合作用；,从外界环境中吸收,(,若是水生植物，则从周围的水中吸收,),。,线粒体有氧呼吸,CO,2,的去路：,用于植物光合作用；,释放到周围的环境中。,叶绿体光合作用产生O2的去路：用于植物呼吸作用；释放到周,(2),光合作用强度与呼吸作用强度间的关系,光照条件,生理过程,气体进出图解,生物学含义,无光照,(,或黑暗,),和,只进行呼,吸作用,弱光照,光合作用强度小于呼吸作用强度,(2)光合作用强度与呼吸作用强度间的关系光照条件生理过程气体,光照条件,生理过程,气体进出图解,生物学含义,较强光照,光合作用强度等于呼吸作用强度,强光照,光合作用强度大于呼吸作用强度,光照条件生理过程气体进出图解生物学含义较强光照光合作用强,题型,2,光合作用与呼吸作用关系的曲线分析,1,典型关系曲线,题型2光合作用与呼吸作用关系的曲线分析,2,曲线的解读,(1),真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法,项目,含义,表示方法,(,单位面积的叶片在单位时间内变化量,),O,2,CO,2,有机物,真正光合速率,植物在光下实际合成有机物的速率,O,2,产生,(,生成,),速率或叶绿体释放,O,2,量,CO,2,固定速率或叶绿体吸收,CO,2,量,有机物产生,(,制造、生成,),速率,净光合速率,植物有机物的积累速率,植物或叶片或叶肉细胞,O,2,释放速率,植物或叶片或叶肉细胞,CO,2,吸收速率,有机物积累速率,呼吸,速率,单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率,黑暗中,O,2,吸收速率,黑暗中,CO,2,释放速率,有机物消耗速率,2曲线的解读项目含义表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变,(2),计算公式,实际光合速率表观,(,净,),光合速率呼吸速率。,具体可表示为：,实际光合固定,CO,2,的速率从外界吸收,CO,2,的速率呼吸释放,CO,2,的速率。,实际光合产生,O,2,的速率释放,O,2,的速率呼吸消耗,O,2,的速率。,提醒,注意,“,速率,”,和,“,量,”,的关系，速率指的是单位面积的叶片在单位时间内的变化量。,(2)计算公式,3,光合作用和细胞呼吸与植物生长的关系,(1),当净,(,表观,),光合速率,0,时，植物积累有机物而生长；,(2),净光合速率,0,时，植物不能生长；,(3),净光合速率,0,，,m,2,n,2,0,C,图甲中,E,点以后，图乙中,n,4,不再增加，其主要原因是,m,1,的值太低,D,图甲中,C,点时，图乙中有,m,1,n,1,m,4,n,4,D,4(2014广州六中调研)下图甲表示某种植物光合作用强度,解析：图乙中,m,1,m,4,分别表示线粒体释放、细胞释放、细胞吸收、叶绿体吸收的,CO,2,量，,n,1,n,4,分别表示线粒体吸收、细胞吸收、细胞释放、叶绿体释放的,O,2,量。,A,错误：图甲中的纵坐标数值是整个细胞吸收的,CO,2,量，即为图乙中的,m,3,；,B,错误：如在,E,点时，叶绿体产生的,O,2,足够线粒体呼吸消耗，,n,2,0,；,C,错误：图甲中,E,点以后，图乙中,n,4,不再增加，即达到光饱和点，其主要原因是叶绿体中的色素等有限，来不及吸收和利用更多的光能；,D,正确：图甲中,C,点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，故有,m,1,n,1,m,4,n,4,。,解析：图乙中m1m4分别表示线粒体释放、细胞释放、细胞吸收,5,如图为不同温度下金鱼的代谢率,(,耗氧量,),与氧分压的关系图。据图不能得出的结论是,(,),A,在一定范围内，代谢率随氧分压下降而下降,B,25,环境中金鱼的代谢率比,15,环境中的高,C,代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同,D,氧分压超过一定范围后,代谢率不再随氧分压增加而增加,B,5如图为不同温度下金鱼的代谢率(耗氧量)与氧分压的关系图。,解析：金鱼的代谢率,(,耗氧量,),除受温度影响外，还受氧分压影响。在,25,时，若氧分压很低，则其代谢率也将很低。,解析：金鱼的代谢率(耗氧量)除受温度影响外，还受氧分压影响。,6,(2014,湖南十二校联考,),阳光穿过森林空隙形成的,“,光斑,”,会随太阳移动和枝叶的摆动而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中与吸收,CO,2,和释放,O,2,有关的变化曲线，此曲线说明,(,),A,光斑照射前光合作用无法进行,B,光斑照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加,C,6(2014湖南十二校联考)阳光穿过森林空隙形成的“光斑,C,光斑照射后,O,2,释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用,D,CO,2,曲线中,AB,段的变化说明进行暗反应与光照无关,解析：光斑照射前氧气的释放速率大于,0,，说明光合作用在进行；光斑照射开始后，氧气释放速率增加相对较快，而二氧化碳吸收速率增加相对较慢，说明光反应和暗反应不是迅速同步增加的；光斑移开后，,AB,段中二氧化碳吸收速率下降，说明进行暗反应与光照有关。,C光斑照射后O2释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用,7,如图表示植物光合作用与呼吸作用的部分过程，相关叙述正确的是,(,双选,)(,),A,过程都必须在相应基质中进行,B,过程都释放能量并生成,ATP,C,过程都可以在光下进行,D,X,物质与丙酮酸都在细胞器中产生,AC,7如图表示植物光合作用与呼吸作用的部分过程，相关叙述正确的,解析：糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸并释放出少量能量,即,过程；丙酮酸在线粒体基质中和水反应生成,CO,2,，即,过程；,CO,2,与五碳化合物结合生成三碳化合物，发生在叶绿体基质中,即,过程,;,三碳化合物被还原成有机物,(,糖,),此过程需要消耗能量,即,过程。,过程都可以在光下进行。,解析：糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸并释放出少量能量,即过,8,如图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况，有关叙述正确的是,(,双选,)(,),A,在暗反应的过程中，发生了,a,、,e,和,C,5,的结合,B,此细胞一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞,C,d,和,f,分别代表不同的气体,D,e,在细胞内经过一系列变化后，可以变成,b,AB,8如图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情,解析：首先明确图中左为线粒体，右为叶绿体，,a,、,e,、,c,为,CO,2,，,d,、,b,、,f,为,O,2,，发生,CO,2,与,C,5,的结合是在暗反应中；,CO,2,在线粒体中不能变成,O,2,，故,C,、,D,均错。紫色洋葱鳞片叶生活在土壤中，没有叶绿体。,解析：首先明确图中左为线粒体，右为叶绿体，a、e、c为CO2,9,植物细胞光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。如图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答下面的问题。,(1),表示光合作用的是图,过程中的,_,过程。,(2),表示有氧呼吸的是图,过程中的,_,过程，在真核细胞中其发生场所是,_,。,细胞质基质和线粒体,9植物细胞光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。如图表示了两,(3),过程正常进行所必需的外界条件是,_,。,(4),有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是,_(,用图中数字表示,),过程。,(5),如果用同位素,3,H,标记参加,过程的水，则同位素,3,H,在上图光合作用过程中最可能的转移途径是,_,。,(6),在光照最强的夏季中午，由于,_(,用图中数字表示,),过程部分受阻，会导致光合作用速率下降。,(7),对温室栽培的植物而言，当阴雨连绵、光照不足时，为避免大量减产,应设法降低农作物的,_(,用图中数字表示,),过程。,光照,(3)过程正常进行所必需的外界条件是_。光,解析：本题综合考查了光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的变化关系。首先明确图解中,过程分别代表,“,光合,呼吸,”,中的哪一生理过程是解题的切入点，然后从物质转化的,“,起点,”,与,“,终点,”,及其中的条件来分析判断。,和,过程分别为光合作用过程中的光反应阶段,H,2,O,的光解和暗反应阶段,CO,2,的固定、还原过程；,过程分别代表有氧呼吸的第一阶段、第二阶段和第三阶段。有氧呼吸与无氧呼吸的相同之处在于第一阶段都是在细胞质基质中完成的。,过程中,3,H,标记的水光解后会产生,3,H,，,3,H,作为还原剂参与暗反应中,C,3,的还原，最终进入葡萄糖中。夏季中午，光照最强时，植物气孔会关闭以避免水分的过度散失，这样外界空气中的,CO,2,无法进入细胞，导致暗反应受阻，而出现,“,午休现象,”,。处于光照不足条件下的温室植物，可通过适当降低细胞呼吸以减少植物对有机物的消耗。,解析：本题综合考查了光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的变化,10,如图甲表示,a,、,b,两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将,a,植物放在不同浓度,CO,2,环境条件下，,a,植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。,请分析回答下列问题。,(1),在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是,_,。,(2),图甲中的,A,点表示,_,。如果以缺镁的完全营养液培养,a,植物幼苗，则,B,点的移动方向是,_,。,向右,a,a,植物的呼吸速率,10如图甲表示a、b两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲,(3),在,C,点时，叶绿体中,ADP,的移动方向是从,_,向,_,移动。如图所示中与,C,点相符合的是,_,。,(4),与,D,点相比，,E,点时叶肉细胞中,C,3,的含量,_,；与,F,点相比，,E,点时叶肉细胞中,C,3,的含量,_,。,(,填,“,高,”“,低,”,或,“,基本一致,”,),高,叶绿体基质,类囊体薄膜,D,低,(3)在C点时，叶绿体中ADP的移动方向是从_,(5),当光照强度为,g,时，比较植物,a,、,b,的有机物积累速率,M,1,、,M,2,的大小和有机物合成速率,N,1,、,N,2,的大小，结果应分别为,M,1,_M,2,、,N,1,_N,2,。,(6),增施农家肥可以提高光合效率的原因是,_,_,。,农家肥被微生物分解为农作物提供,CO,2,；提供矿质元素；促进土壤微生物的活动，提高土壤的通气性，促进植物对矿质元素的吸收,(,答出任意两项即可,),(5)当光照强度为g时，比较植物a、b的有机物积累速率M1、,解析：根据坐标曲线的含义可知，图甲是以光照强度和植物种类为自变量的多变量模型，图乙是以光照强度和,CO,2,浓度为自变量的多变量模型。,(1),在较长时间连续阴雨的环境中，由于光照不足，,a,植物生长受到显著影响。,(2),图甲中，,A,点光照强度为零，植物不能进行光合作用，此时,A,点表示,a,植物的呼吸速率。若缺,Mg,，,a,植物中的叶绿素减少，使光反应受到抑制，只有通过增加光照强度来提高光合速率，才能使光合速率与呼吸速率相等，即,B,点右移。,(3)C,点时，光合作用强度最大，在叶绿体基质中,ATP,不断被分解产生,ADP,，并移向类囊体薄膜参与,ATP,的合成。,(4)E,点与,D,点相比，两者,CO,2,浓度,解析：根据坐标曲线的含义可知，图甲是以光照强度和植物种类为自,相等，所以,C,3,的来源不变，但,E,点的光照强度较大，光反应产生的,ATP,和,H,多，有利于,C,3,的还原，使其去路增多，所以,C,3,含量降低；,E,点与,F,点相比，光照强度相同，光反应产生的,ATP,和,H,相等，所以,C,3,的去路不变，但,E,点,CO,2,浓度较大，即有利于,C,3,的生成，故,C,3,的含量增加。,(5)G,点是,a,与,b,曲线的交点，所以此时,M,1,M,2,，而,a,植物的呼吸速率大于,b,植物的,因此,N,1,N,2,。,(6),农家肥即有机肥，分解后可为农作物提供,CO,2,和矿质元素，有利于光合作用的进行。,相等，所以C3的来源不变，但E点的光照强度较大，光反应产生的,11,(2014,湖北省孝感调研,),以小球藻为材料做下列两组实验,根据实验回答下列问题。,实验一小球藻在适宜条件下进行光合作用时，其繁殖速度较快。在相同培养液中，以图中的装置,和,(,密封环境,),分别培养相同品质和数量的小球藻。将两个装置都放在阳光下,一定时间后，观察装置,和,发生的变化。,11(2014湖北省孝感调研)以小球藻为材料做下列两组实,(1),比较,B,、,C,两试管中小球藻的繁殖速度，可以发现,_,试管的繁殖速度较快，其原因在于,_,。,实验二如果用图中,E,试管和,F,试管敞开口培养小球藻，,E,试管用完全培养液，,F,试管用缺镁的营养液，研究光照强度对,E,、,F,两试管中小球藻产生氧气量的影响，结果如上图所示。,(2)P,点的坐标值表示的意义是,_,。,B,A,瓶产生,CO,2,，,D,瓶产生乳酸时不产生,CO,2,在光照强度为零时，,E,试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量,(1)比较B、C两试管中小球藻的繁殖速度，可以发现_,(3)Q,点小球藻释放的氧气量为,_,，其原因是,_,。,(4),当光照强度小于,M,时，限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是,_,_,。,(5),当光照强度沿,Q,M,方向移动时，造成,E,、,F,两试管氧气增加量差异的原因是,_,。,0,呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量,光照强度,F,试管的培养液中缺少镁元素，影响叶绿素的正常合成，其中小球藻的光合作用效率比,E,试管低,(3)Q点小球藻释放的氧气量为_，其原因是0呼吸作用消,实验三将若干小球藻、水草及一条小鱼放在一个盛有水的玻璃容器内，使之处于气体密闭状态。实验在温度适宜的暗室中进行，将玻璃容器用黑纸包裹遮光，在距玻璃容器,0.3 m,处用不同功率的灯泡给予光照,1 h,时,(,每换一次灯泡有一个间歇期，间歇期间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实验状态,),期间用仪器记录该容器内氧气浓度的变化,(,浓度单位,:,g/m,3,),。遮光实验结束后，去掉黑纸，实施上述同样的实验操作步骤，实验结果如下。,15 W,20 W,25 W,30 W,35 W,40 W,45 W,遮光,10,10,10,10,10,10,10,不遮光,6,4,2,0,2,5,10,实验三将若干小球藻、水草及一条小鱼放在一个盛有水的玻璃容器,(6),不遮光的容器在光照为,25 W,时产生的氧气量是,_g/m,3,，消耗的氧气量是,_g/m,3,。,(7),当光照强度大于,_W,时，这个生态系统才有可能得以长期维持。,(8),实验中黑纸包裹容器的作用是用来测定,_,_,。,解析：,(1)A,烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物，通过呼吸作用可产生,CO,2,，而,D,烧瓶进行的是乳酸发酵，乳酸发酵不产生,CO,2,，因此,B,试管小球藻能进行光合作用，繁殖的速度较快。,(2)P,点时，光照强度为零，小球藻只进行呼吸作用不进行光合作用，因此,P,点表示光照强度为零时，,E,试管内小球藻呼吸,呼吸作用消耗的氧气量,8,10,30,(6)不遮光的容器在光照为25 W时产生的氧气量是_g,作用吸收的氧气量。,(3)Q,点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，此时净光合速率为,0,。,(4),分析坐标图可知，当光照强度小于,M,时，限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是光照强度。,(5)F,试管的培养液中缺少镁元素，影响叶绿素的正常合成,因此其中小球藻的光合作用效率比,E,试管低。,(6),分析表可知，小球藻的呼吸速率为,10 g/m,3,，当光照强度为,25 W,时，产生的氧气量是,8 g/m,3,。,(7),当光照强度大于,30 W,时,净光合速率大于,0,，这个生态系统有可能得以长期维持。,(8),测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行，这样可以排除光合作用对测量结果的干扰。,作用吸收的氧气量。(3)Q点表示光合作用强度等于呼吸作用强度,12,(2014,广州高三检测,),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,环境中。实验开始时，针筒的读数是,0.2 mL,，毛细管内的水滴在位置,X,。,30,分钟后，针筒的容量需要调至,0.6 mL,的读数，才能使水滴仍维持在,X,的位置。据此实验回答下列问题：,12(2014广州高三检测)下图是探究绿色植物光合作用速,(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。,0.8,偏低,植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气,暗,(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,(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,0.6 mL,读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至,30,，针筒容量需要调至,0.8 mL,读数处，才能使水滴维持在,X,的位置上。比较两个实验可以得出什么结论？,_,。,在上述条件下,光照不是限制光合作用速率的主要因素,而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,),(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.,解析：,(1)20,时光合作用的速率为,(0.6,0.2) mL/0.5 h,0.8 mL/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，而温度才是限制光合作用速率的主要因素。,解析：(1)20 时光合作用的速率为(0.60.2) m,
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