高考生物备考艺体生百日突围专题05光合作用与细胞呼吸附解析

2018高考生物备考艺体生百日突围专题05光合作用与细胞呼吸附解析关键点填一填1叶绿体是进行光合作用的场所。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及叶绿体基质中。2色素的种类和功能：叶绿素包括蓝绿色的叶绿素a与黄绿色的叶绿素b；类胡萝卜素包括黄色的叶黄素，橙黄色的胡萝卜素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。3光合作用反应式：CO2H2O(CH2O)O2。4光反应阶段：必须有光才能进行， 场所：类囊体薄膜上，包括水的光解和ATP形成。光反应中，光能转化为电能再转化为ATP中活跃的化学能。5暗反应阶段：有光无光都能进行，场所：叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能。6影响光合作用的主要因素：光照强度、二氧化碳浓度、温度等。7光合作用意义主要有：为自然界提供有机物和O2：维持大气中O2和CO2 含量的相对稳定酶8有氧呼吸：（1）总反应式：C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量 （2）场所：细胞质基质与线粒体。线粒体中有氧呼吸的酶存在于线粒体内膜及线粒体基质中。9无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)条件：无氧和多种酶。(3)生成物：酒精和二氧化碳或乳酸。(4)反应式产物为酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量。产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3少量能量。10影响细胞呼吸的主要因素：氧气浓度、温度等。易混点辨一辨1叶绿体是光合作用的主要场所 ()2叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 ()3光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中 ()4暗反应必须在无光条件下进行。 ()5与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中 ( )6无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应 ()7水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度 ()8有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中 ()9人体剧烈运动时，CO2/O21，即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生 ()10无氧呼吸对生物体都有害 ()11有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸 ( )12叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应 ( )13只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供O2和ATP ( )14植物叶肉细胞的线粒体基质、叶绿体基质和细胞质基质中都能产生ATP ( )15在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质 ( )16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( )17破坏叶绿体外膜后，O2不能产生( )18细胞呼吸必须在酶的催化下进行( )19光下只要有氧气的释放就只进行光合作用( )20细胞呼吸释放的能量都生成了ATP ( )基本技能讲一讲技能1 光合作用的过程（1）光合作用过程知识结构 （2）比较光反应和暗反应项目光反应暗反应条件需要光、色素和酶等不需要光和色素，但需要多种酶、ATP和H场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中物质转化水的光解：H2OHO2 ATP的形成：ADPPi光能ATPCO2的固定：CO2C52C3 C3的还原：C3H(CH2O)C5能量转化光能电能活跃的化学能活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi【例1】 （2017年海南卷，10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是（）A离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量【答案】A技能2 分析当光照与CO2浓度发生如表变化时，各种物质含量变化条件C3C5H和ATP光照由强到弱，CO2供应不变增加减少减少或没有光照由弱到强，CO2供应不变减少增加增加光照不变，CO2由充足到不足减少增加增加光照不变，CO2由不足到充足增加减少减少【例2】（2017年天津卷，6）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（） A光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度【答案】D技能3 影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 (1)光照强度A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。（2）CO2浓度图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。（3）温度低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。【例3】（2017年江苏卷，29）科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题： （1）取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量_，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是_。（2）图1中影响光合放氧速率的因素有_。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中_的干扰。（3）图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是_。若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是_ （填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或“稳定后减小”）。（4）图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15 20 min 曲线的斜率几乎不变的合理解释是_；若在20 min 后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有_（填序号：C5 ATP H C3），可推测20 25 min 曲线的斜率为_ （填“正值”、“负值”或“零”）。【答案】（1）CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 （2）光照、温度、CO2（NaHCO3）浓度 溶解氧（3）提供CO2增大后稳定 （4）光合产氧量与呼吸耗氧量相等 负值【解析】（1）CaCO3能防止叶绿素被破坏。叶绿体中色素溶解在乙醇中，则果肉薄片长时间浸泡在乙醇中，果肉薄片会变成白色。（2）图1中影响光合放氧速率的因素有光照、温度、CO2（NaHCO3）浓度。反应液中氧气浓度属于因变量，则测定前应排除反应液中溶解氧的干扰。（3）NaHCO3为光合作用提供CO2，若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉细胞的光合作用会逐渐增强，但由于光照强度、温度等因素的限制，果肉细胞的光合速率最终趋于稳定。技能4 分析比较有氧呼吸与无氧呼吸的过程（1）细胞呼吸的过程图解（3）比较有氧呼吸和无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件需O2、酶不需O2、需酶产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量【例4】（2017年海南卷，5）关于生物体内能量代谢的叙述，正确的是（）A淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成B人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化C叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程D硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量【答案】C技能5 细胞呼吸类型的判断（1）若细胞呼吸产生水，则一定存在有氧呼吸方式；（2）若细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，则存在有氧呼吸和无氧呼吸两种细胞呼吸方式；（3）若细胞呼吸产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量，则只存在有氧呼吸方式；（4）根据细胞呼吸产生二氧化碳，不能判断细胞呼吸的方式，因为无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生二氧化碳。【例5】（2017年海南卷，8）某染料（氧化型为无色，还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。分组甲组乙组处理种子与染料混合保温种子煮沸后与染料混合保温结果种子中的胚呈红色种子中的胚未呈红色下列叙述错误的是（）A甲组的胚发生了氧化还原反应B呼吸作用产生的NADH使染料变成红色C乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞D种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果【答案】C技能6 影响细胞呼吸的环境因素及应用（1） 温度：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率最适温度时，细胞呼吸最强。超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。（2） O2浓度O2浓度低时，无氧呼吸占优势。随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。【例6】（2017年海南卷，7）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是（）A分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小B若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸C适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗D利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同【答案】C趁热打铁练一练1猪的成熟红细胞的呼吸方式为A. 有氧呼吸 B. 无氧呼吸C. 有氧呼吸和无氧呼吸 D. 不能进行细胞呼吸【答案】B【解析】猪属于哺乳动物，其成熟红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器，只能进行无氧呼吸，选B。2下列有关光合作用过程的叙述，正确的是A. 光反应需要光照 B. 暗反应必须在黑暗条件下进行C. 光反应为暗反应提供H、ATP和CO2 D. 暗反应的产物是氧气和有机物【答案】A【解析】光反应需要在光照条件下进行，A项正确；暗反应不需要光，但可以在光照条件下进行，B项错误；光反应为暗反应提供H、ATP，C项错误；暗反应的产物是有机物，氧气是光反应的产物，D项错误。3下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示的因素外，其他环境因素均控制在最适范围。下列分析错误的是（） A甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量B乙图中d点比c点在相同时间内叶肉细胞中生成C5的速率快CM、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度D丙图中，随着温度的升高，曲线走势将稳定不变【答案】D4下列有关细胞呼吸原理在生产生活中应用的叙述，错误的是A. 中耕松土，有利于植物吸收土壤中的矿质离子B. 包扎伤口，可选用透气、松软的“创可贴”等敷料C. 一定湿度、零上低温、低氧环境有利于苹果等水果的保鲜D. 利用新鲜葡萄和酵母菌在持续通气的发酵罐内可酿造出葡萄酒【答案】D【解析】中耕松土，可以促进根部的有氧呼吸，为植物吸收土壤中的矿质离子提供能量，A项正确；包扎伤口，可选用透气、松软的“创可贴”等敷料，以避免厌氧菌的繁殖，B项正确；一定湿度可避免失水，零上低温、低氧环境有利于降低呼吸作用，且不会发生冻害，有利于苹果等水果的保鲜，C项正确；酵母菌在无氧条件下产生酒精，D项错误。5下表描述的是真核细胞中有氧呼吸和无氧呼吸的位置及主要产物，相关选项正确的是（）呼吸类型有氧呼吸位置及产物无氧呼吸位置及产物时间第一阶段第二阶段第三阶段第一阶段第二阶段位置细胞质基质线粒体基质线粒体内膜细胞质基质细胞质基质主要产物C3H4O3CO2H2OC3H4O3C3H6O3或C2H5OHCO2A有氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关B人体在剧烈运动过程中产生的CO2有部分来自无氧呼吸C产生C3H6O3的无氧呼吸释放能量比产生C2H5OH的无氧呼吸多D细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的种类有差异【答案】A6下列有关细胞代谢过程的叙述，正确的是（）A若气孔关闭会导致叶肉细胞中的C3含量下降B蓝藻细胞水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上C光合作用产生的H进入线粒体中参与H2O的生成D光合作用和细胞呼吸都是在相应细胞器的内膜上产生ATP【答案】A【解析】若气孔关闭，由于CO2供应减少，会导致三碳化合物的生成减少，同时其去路不变，最终导致三碳化合物的含量下降，A正确；蓝藻细胞属于原核细胞，没有叶绿体，光合作用中水的光解发生在片层膜上，B错误；光合作用中产生的H只能用于还原三碳化合物，C错误；光合作用在叶绿体的类囊体薄膜上产生ATP，不是在叶绿体内膜上产生，有氧呼吸过程中，在线粒体基质中可以产生ATP，D错误。7以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是 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是最适合贮藏的氧浓度D. 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生【答案】B【解析】甲图中氧浓度为a时不吸收氧气，只释放二氧化碳，只进行无氧呼吸，对应于乙图中的A点，A项正确；乙图中C点时二氧化碳释放量最少，甲图中氧浓度为c时二氧化碳释放量最少，甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的B点，B项错误；甲图中氧浓度为c时二氧化碳释放量最少，最适合贮藏，C项正确；甲图中氧浓度为d时氧气吸收量与二氧化碳释放量相等，说明只进行有氧呼吸，没有酒精产生，D项正确。8下列有关生物新陈代谢中的生理过程的叙述，正确的是A. 真核生物产生CO2的场所为线粒体，无氧呼吸不产生CO2B. 人体在剧烈运动后的肌肉酸痛，是肌细胞无氧呼吸产生的乳酸所致C. 细胞中的有机物在氧化分解时，储存在其中的能量在短时间内全部释放D. 自由水与结合水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关【答案】B9为研究铁皮石斛的光合特性，研究人员测定了铁皮石斛在光照、黑暗条件下的CO2吸收速率，结果如下图，请回答： （1）有光条件下，铁皮石斛吸收的CO2在_中被固定为C3酸，再经_的步骤形成C3糖。正常情况下，离开卡尔文循环的C3糖大多数去向是_。（2）普通铁皮石斛在黑暗条件下可通过_产生并释放CO2，但上述实验结果显示，暗期铁皮石斛CO2吸收速率始终_，这不同于普通植物。（3）科研人员进一步测定了铁皮石斛叶绿体中pH的变化，发现暗期pH呈降低趋势，光期恢复正常，可能是因为_。但暗期未见C3糖类等有机物明显增加，是因为_。（4）光合作用的光反应和碳反应是两个相辅相成的阶段，彼此不可割裂，其中碳反应为光反应提供的物质有_。【答案】 叶绿体基质 C3酸还原 运输至叶绿体外合成蔗糖 细胞呼吸（或需氧呼吸） 大于零 CO2固定后以C3酸的形式储存起来 （缺乏光照，）缺乏（光反应产生的）ATP和NADPH ADP、Pi、NADP+（答全给分）（2）正常情况下，黑暗条件下，植物可以通过细胞呼吸产生并释放CO2；但实验结果显示，暗期铁皮石斛CO2吸收总量始终大于零。（3）酸性物质在暗期上升，光期下降，可能的原因是CO2固定后以C3酸的形式储存起来，在光期释放出来；由于暗期没有光反应提供的ATP和H，所以不能将CO2转化为糖类等光合产物。（4）光反应为碳反应提供的物质有ATP和H，碳反应为光反应提供的物质有ADP、Pi、NADP+。10某兴趣小组利用下图所示的若干组实验装置，在25条件下进行了一系列实验，测定每次实验数据并求平均值，多组实验数据见下表。请回答下列问题： （1）为了研究细胞呼吸的强度，可采用的组别是，实验装置中溶液X为试剂。引起液滴向左移动的原因是。此条件下植物体产生ATP的场所是。（2）若光照强度由8 000 lx突然降低到2 000 lx，此时叶绿体内C3的含量将（填“升高”“不变”或“降低”），其原因是光反应为暗反应提供的减少。（3）光照强度为6 000 lx光照条件下，限制光合作用的因素是，此条件下光合作用的强度可表示为cm/h。【答案】（1）1NaOH（或二氧化碳缓冲液） 细胞呼吸消耗了氧气，装置中压强减小细胞质基质、线粒体（2）升高ATP 和还原氢（3）光照强度54（2）由表格信息可知，当光照强度由8 000 lx突然降低到2 000 lx，光反应降低，产生的ATP和H含量减少，此时叶绿体内C3的含量将升高。（3）光照强度为6 000 lx光照条件下，随着光照强度的继续升高，光合作用速率仍在上升，表明此时限制光合作用的因素是光照强度，此条件下光合作用的强度可表示为342054cm/h。