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1、第10讲光合作用与细胞呼吸的综合应用第三单元细胞的能量代谢考纲要求考纲要求光合作用与细胞呼吸的综合应用。考点一光合作用与细胞呼吸的过程比较考点二光合作用与细胞呼吸的综合应用重温高考 演练模拟课时作业内容索引光合作用与细胞呼吸的过程比较考点一知识梳理1.物质名称：物质名称：b： ，c： ，d： ，e： ，f： ，g： ，h： 。O2ATPADPNADPHC5CO2C32.生理过程及场所生理过程及场所序号生理过程光反应碳反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所_叶绿体类囊体膜叶绿体基质胞质溶胶线粒体基质线粒体内膜重点剖析1.光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化光合作用与细胞呼吸中物质
2、及能量转化(1)光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向(2)光合作用与有氧呼吸中H和ATP的来源、去路比较项目来源去路H光合作用光反应中水的光解用于碳反应中C3的还原有氧呼吸产生于第一、二阶段消耗于第三阶段，与O2结合生成H2OATP光合作用产生于光反应阶段，其中的能量来自光能用于碳反应过程中C3的还原，其中的能量转变成有机物中稳定的化学能有氧呼吸三个阶段均能产生，但第三阶段相对较多用于几乎各项生命活动(除光合作用的碳反应)(3)光合作用与有氧呼吸中的能量转化2.不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点曲线光合作用强度与细胞呼吸强度的关系气体代谢特点图示A点只进行细
3、胞呼吸吸收O2，释放CO2AB段细胞呼吸强度大于光合作用强度吸收O2，释放CO2B点细胞呼吸强度等于光合作用强度不与外界发生气体交换B点后光合作用强度大于细胞呼吸强度吸收CO2，释放O2命题点一光合作用与细胞呼吸基本过程的判断命题点一光合作用与细胞呼吸基本过程的判断1.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图，下列叙述正确的是命题探究答案解析A.过程只能在线粒体中进行，过程只能在叶绿体中进行B.过程产生的能量全部都储存在ATP中C.过程产生的O2中的氧来自H2OD.过程和中均能产生H，且二者还原的物质相同2.如图表示细胞内部分物质转变过程，相关描述正确的是A.能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、
4、7、8B.过程3、4的进行需要同种酶的催化C.图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程D.在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过 2过程合成的ATP用途单一答案解析命题点二以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用与细胞呼吸的关系命题点二以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用与细胞呼吸的关系3.下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，下列相关叙述错误的是A.细胞处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率B.细胞没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率C.细胞处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与
5、N2的和D.分析细胞可得出，此时的光照强度较弱且N1小于M2答案解析4.如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图。下列有关叙述正确的是A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中B.图1中的H来自水，图2中的H来自丙酮酸C.两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATPD.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照答案解析光合作用与细胞呼吸的综合应用考点二1.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析(1)内在关系细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间内一定
6、量组织的CO2释放量或O2吸收量。净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。真正光合速率净光合速率细胞呼吸速率。重点剖析(2)判定方法根据坐标曲线判定a.当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。b.当光照强度为0，光合速率也为0时，该曲线代表真正光合速率，如图乙。根据关键词判定检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正(总) 光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量2.光合作用与细胞呼吸曲线中的光合作用
7、与细胞呼吸曲线中的“关键点关键点”移动移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。(2)补偿点(B点)的移动细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时， C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。3.植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析(1)自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化
8、曲线a点：凌晨，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。bf段：制造有机物的时间段。ce段：积累有机物的时间段。一昼夜有机物的积累量S1(S2S3)。(S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积)。(2)密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线(注意：
9、分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时，应分析曲线变化趋势的快慢，也就是斜率。)AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸。BC段：温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。D点：随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度。DH段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度等于细胞呼吸强度。HI段：光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止。I点低于A点：一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用大于细胞呼吸，植物能正常生长(若I点高于A点，植
10、物不能正常生长)。命题点一真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的分析命题点一真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的分析命题探究1.(2017北京，2)某植物光合作用、细胞呼吸与温度的关系如右图。据此，对该植物生理特性理解错误的是答案解析A.细胞呼吸的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25 C.在025 范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是1050 2.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系，下列说法正确的是答案解析A.图甲中，光照强度
11、为b时，光合速率等于呼吸速率B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2C.图乙中，当光照强度为x时，细胞中产生ATP的场所有胞质溶胶、线粒 体和叶绿体D.图乙中，限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度命题点二光合作用与细胞呼吸曲线中命题点二光合作用与细胞呼吸曲线中“关键点关键点”移动方向的分析移动方向的分析3.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 ，如图表示30 时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 (原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移C.上移、左移、
12、上移 D.上移、右移、上移答案解析4.下图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错误的是答案解析A.曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度降低B.曲线中d点转向b点时，叶绿体中C5浓度升高C.ab段影响光合速率的主要因素是光照强度D.bc段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件命题点三光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析命题点三光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析5.科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是答案解析A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B.致使bc段、mn段P
13、n下降的原因是气孔关闭C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施6.在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成下图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是 温度造成的C.光合速率最大值可能出现在h点D.呼吸速率最小值可能出现在b点答案解析重温高考 演练模拟12345答案解析1.(2017海南，5)关于生物体内能量代谢的叙述，
14、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2.(2016四川，1)叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是A.O2的产生 B.H2O的生成C.H的消耗 D.ATP的合成解析解析O2产生于光反应中，场所是叶绿体类囊体膜上，A项正确；生成H2O的生理过程较多，未必都在“生物膜”上进行，如蛋白质合成时产生水，其场所是核糖体，B项错误；消耗H的过程有有氧呼吸第三阶段、无氧呼吸第二阶段和光合作用碳反应，场所不一定有膜结构，如胞质溶胶、叶绿体基质，C项错误；
15、ATP的合成场所有胞质溶胶、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体膜，不一定有膜结构，D项错误。答案解析123453.(2015海南，9)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自 于太阳能B.叶温在3650 时，植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25 时，植物甲的光合作用与细胞呼吸强度的差值不同于植物 乙的D.叶温为35 时，甲、乙两种植物的光合作用与细胞呼吸强度的差值均 为012345答案解析4.(2015重庆，4)将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了
16、相应变化。下列叙述错误的是12345注：注：适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图。A.黑暗条件下，增大、减小B.光强低于光补偿点时，增大C.光强等于光补偿点时，保持不变D.光强等于光饱和点时，减小、增大答案解析123455.(2017全国，30) 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_(填“大于0”、“等于0”或“小于0”)。1
17、2345答案解析植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_ 。解解析析若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于植物进行光合作用能释放氧气，因此植物的有氧呼吸增加。12345答案解析甲种植物在光下进行光合作用释放的O2，使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的H发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增加课时作业12345答案解析1.关于光合作用和细胞呼吸的叙
18、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细胞呼吸提供能量6789101112基础巩固练基础巩固练答案解析2.下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是12356789101112A.过程产生H，过程消耗H，过程既产生也消耗HB.过程只发生在叶绿体基质，过程只发生在线粒体基质C.过程消耗CO2释放O2，过程消耗O2释放CO2D.若叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率，则甘蔗的干重必然增加43.下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程，有关分析正确的是
19、12356789101112A.能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有、B.阶段生成的H可作为还原剂用于过程生成水C.过程、可为叶肉细胞吸收Mg2等提供动力D.过程、进行的场所分别是叶绿体基质、胞质溶胶、线粒体答案解析41234567891011124.(2018铜陵质检)对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如下表所示，下列对结果的分析不正确的是光照强度(klx) O2变化量(mg/h)温度051010 0.53.04.020 12.05.012356789101112答案解析A.在5 klx光照条件下5 h,10 时光合作用产生的O2总量比20 时多2.5 mgB.在2
20、0 时，分别用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，O2增加量前者比 后者多30 mgC.在10 、10 klx光照4.8 h后，转入20 黑暗环境19.2 h，O2变化量为0D.该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关 变量4答案解析5.夏季晴天，将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外，从凌晨0时开始，定期测定玻璃罩中某种气体含量，结果如图所示。下列分析正确的是12356789101112A.本实验测定的气体是CO2B.该植物进行光合作用的起始时间是6时C.若9时和12时合成有机物的速率相等，则9时的呼吸速率小于12时的D.与0时相比较，24时该植物的干重减
21、少4答案6.右图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线、分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图判断不正确的是12356789101112解析A.在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象B.曲线双峰形成与光照强度的变化有关C.导致曲线日变化的主要因素是土壤含水量D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度47.某同学研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶中水内氧含量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24 h取出，测两瓶氧含量，
22、结果如图所示。则24 h待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是 123567891011124答案解析A.24 h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶B.24 h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶C.24 h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(kv) mol/瓶D.24 h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(kv) mol/瓶123567891011124答案解析8.(2017全国，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。12356789101112据图回答下列问题：(1)图中、代表的物质依次是_、_、_、_，H代表的物
23、质主要是_。O2NADPADP和PiC5NADH4答案解析(2)B代表一种反应过程，C代表胞质溶胶，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”)。12356789101112C和D4答案解析(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_ 。12356789101112解解析析植物叶肉细胞中，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；在缺氧条件下进行无氧呼吸，转化成酒精和二氧化碳。在缺氧条件下进行无氧呼吸49.将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在5 、15 、25 和35 条件下，改变光照强度，测定CO2
24、的吸收速率，得到图1所示结果。处理图1中有关数据得到图2、图3。下列叙述不正确的是能力提升练能力提升练123567891011124A.图1中的自变量是温度和光照强度B.当光照强度大于7时，25 与15 条件下植物的有机物的合成速率相同C.图2表示在535 条件下该植物光饱和点的变化D.图3表示在535 条件下该植物呼吸速率的变化解解析析题图中CO2的吸收速率指的是净光合速率，有机物的合成速率应该是净光合速率加上呼吸速率。当光照强度大于7时，25 与15 条件下植物的净光合速率相等，但由于呼吸速率不同，故有机物的合成速率不相同。12356789101112答案解析410.某同学欲测定植物叶片叶
25、绿体的光合作用速率，做如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的光合速率(3y2zx)/6 gcm2h1(不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)。则M处的实验条件是123567891011124答案解析A.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时B.下午4时后将整个实验装置遮光6小时C.下午4时后在阳光下照射6小时D.下午4时后将整个实验装置遮光3小时解解析析依据选项，逆向推导，依题意，光合速率净光合速率呼吸速率，净光合速率为(yx)/6 gcm2h1
26、，还需测定呼吸速率，故需遮光处理。遮光6小时，呼吸速率为(yz)/6 gcm2h1，光合速率(2yxz)/6 gcm2h1；遮光3小时，呼吸速率为(yz)/3 gcm2h1，光合速率(yx)/6(yz)/3(3y2zx)/6 gcm2h1，故D项正确。12356789101112411.图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙表示该植物两昼夜吸收或释放CO2的变化，S1S5表示曲线与X轴围成的面积。请据图回答下列问题：123567891011124答案解析(1)光合作用过程中，O2和有机物(C6H12O6)中的氧分别来源于原料中的 和 。解解析析光合作用产生的O2中的氧全部来自水，产生的
27、有机物中的氧来自CO2。12356789101112H2OCO24答案解析(2)图甲中若在t2时刻增加光照，光合速率将_(填“增大”“减小”或“不变”)，t2t3，限制光合作用速率的主要外界因素是_。t4后短暂时间内，C3还原后的直接产物含量将_(填“增多”“减少”或“不变”)。12356789101112不变CO2浓度减少4答案解析(3)图乙DE段波动的主要外界因素是_。第二天中_点(填字母)植株积累的有机物最多。12356789101112解解析析图乙DE段只进行细胞呼吸，其波动的影响因素主要是温度；第二天中I点光合速率等于细胞呼吸速率，I点之后呼吸速率大于光合速率，消耗有机物，且没有有机
28、物的积累，故I点时积累的有机物最多。温度I4答案解析(4)图乙中S2明显小于S4，造成这种情况的外界因素是_。如果S1S3S5S2S4，则该植物在这两昼夜内_(填“能”或“不能”)生长。12356789101112解解析析图乙中S2明显小于S4，说明净光合速率差别较大，可能是这两天白天中的光照强度不同或温度不同(空气中CO2浓度较稳定)；由于S1S3S5(有机物消耗量)S2S4(有机物积累量)，故这两昼夜内植物不能生长。光照强度和温度不能4答案解析(5)将该植物放在常温下暗处理2 h，质量减少2 mg，再用适当光照射2 h，测其质量比暗处理前增加6 mg，则该植物的实际光合速率是_ mg/h。
29、解解析析由暗处理知呼吸速率221(mg/h)；光照后比暗处理前增加6 mg，所以光照2 h内植物重量增加量628(mg)，计算知净光合速率824(mg/h)；实际光合速率145(mg/h)。123567891011125412.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：123567891011124(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_ 。解解析析为防止叶绿素降解，可加入适量的CaCO3，由于叶绿体中的色素
30、均可溶解于有机溶剂无水乙醇中，故长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片，将因色素溶解变成白色。12356789101112解析答案CaCO3光合色素溶解在乙醇中4(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。12356789101112解析答案解解析析影响光合放氧速率的因素包括光照强度、温度、CO2浓度(或NaHCO3浓度)等，为排除反应室内原有O2对实验结果的干扰，实验测定前需排除反应液中的溶解氧。光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度溶解氧4(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
31、化是_(填 “增大” “减小” “增大后稳定” 或 “稳定后减小”)。12356789101112解析答案解解析析图1在反应室中加入NaHCO3的主要目的是为果肉细胞光合作用提供CO2，若提高反应液中NaHCO3浓度，则在一定范围内可提高光合放氧速率，达到一定速率后将稳定。提供CO2增大后稳定4(4)图2 中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对1520 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：C5ATPHC3 )，可推测2025 min曲线的斜率为_(填“正值”“负值”或“零”)。12356789101112解析答案光合产氧量与呼吸耗氧量相等负值4
