【生物】2019届一轮复习人教版第11讲　光合作用与细胞呼吸的综合应用考点 19页

第 11 讲 光合作用与细胞呼吸的综合应用 [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 1.物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。 2.生理过程及场所 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 生理过程 光反应 暗反应 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 细胞质 基质 线粒体 基质 线粒体 内膜 1.光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化 (1)光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向 C：CO2 ――→暗反应 有机物――→呼吸Ⅰ 丙酮酸 ――→呼吸Ⅱ CO2 H：H2O――→光反应 [H]――→暗反应 (CH2O)――――――→有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ [H]――――→有氧呼吸Ⅲ H2O O：H2O――→光反应 O2――――→有氧呼吸Ⅲ H2O――――→有氧呼吸Ⅱ CO2 ――→暗反应 有机物 (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 用于暗反应中 C3 的还原 有氧 产生于第一、二阶段 消耗于第三阶段，与 O2 结合生成 H2O 呼吸 ATP 光合 作用 产生于光反应阶段，其中的 能量来自光能 用于暗反应过程中 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 用于各项生命活动(光合作用的暗反应 除外) (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 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 只进行细胞呼吸 吸收 O2，释放 CO2 AB 段 细胞呼吸强度大于 光合作用强度 吸收 O2，释放 CO2 B 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 1.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图，下列叙述不正确的是(多选)( ) (CH2O)＋O2 ① ② CO2＋H2O＋能量 A.过程①只能在线粒体中进行，过程②只能在叶绿体中进行 B.过程①产生的能量全部都储存在 ATP 中 C.过程②产生的 O2 中的氧来自 H2O D.过程①和②中均能产生[H]，且二者还原的物质相同 答案 ABD 解析 图中过程①表示有氧呼吸过程，发生在细胞质基质和线粒体中，少数原核生物也能进 行有氧呼吸，发生在细胞质基质中。过程②表示光合作用，场所一般为叶绿体，但是蓝藻没 有叶绿体也能进行光合作用，A 项错误；有氧呼吸过程中产生的能量大部分以热能的形式散 失，少部分储存在 ATP 中，B 项错误；光合作用产生的(CH2O)中的氧全部来自二氧化碳， O2 中的氧全部来自 H2O，C 项正确；光合作用光反应阶段产生的[H]用于暗反应中三碳化合 物的还原，有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段中氧气的还原，D 项错误。 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、7、8 B.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 C 解析 图中 2 表示 ATP 的合成，可发生在线粒体内膜和类囊体膜上；5 表示发生在线粒体内 膜上的有氧呼吸的第三阶段；6 表示发生在类囊体膜上的光反应过程中的水在光下分解；7 表示发生在叶绿体基质中的光合作用的暗反应阶段；8 表示无氧呼吸或有氧呼吸的第一、第 二阶段，无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的第一、第二阶段分别发生在细胞质基质 和线粒体基质中，A 项错误；过程 3 表示转录，需要 RNA 聚合酶催化，过程 4 表示逆转录， 需要逆转录酶催化，B 项错误；图中 7 过程需要 ATP 水解供能，即 1 过程的参与，8(细胞呼 吸)过程中，有机物分解释放的能量部分用于合成 ATP，所以 8 过程中同时进行了 2 过程，C 项正确；在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过 2 过程合成的 ATP 可用于除了暗反应以外的 细胞的各项生命活动，叶绿体通过 2 过程合成的 ATP 只能用于三碳化合物的还原，D 项错误。 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①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②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③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的 CO2 量为 N1 与 N2 的和 D.分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且 N1 小于 M2 答案 D 解析 结合图示可知，细胞①中仅线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此 时细胞单位时间内释放的 CO2 量可表示呼吸速率，A 项正确；细胞②没有与外界进行气体交 换，此时光合速率与呼吸速率相等，B 项正确；细胞③需要从外界环境吸收 CO2，并向细胞 外释放 O2，此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点，细胞所利用的 CO2 包括细胞呼吸产 生的 N2 和从环境中吸收的 N1，C 项正确；细胞④中，线粒体利用的 O2 除来自叶绿体外，还 要从细胞外吸收，说明此时细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用 的过程中，O2 的净消耗量(吸收量)M2 与 CO2 的净生成量 N1 相等，D 项错误。 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 ATP D.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 C 解析 根据题图所示信息可判断，图 1 所示是叶绿体的类囊体膜，其上进行的是光合作用的 光反应，图示生化反应是水的光解，[H]来自水。图 2 所示是线粒体内膜，其上进行的是有 氧呼吸的第三阶段，[H]来自葡萄糖、丙酮酸和 H2O，A、B 项错误；在叶绿体的类囊体膜上 进行光合作用的光反应，产生 ATP，在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，产生大量 ATP， C 项正确；图 2 表示线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸第三阶段不受光照影响，D 项错误。 考点二 光合作用与细胞呼吸的综合应用 1.真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的辨析 (1)内在关系 ①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 时间内一定量组织的 CO2 释放量或 O2 吸收量。 ②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。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (2)判定方法 ①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 时，光合速率也为 0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。 ②根据关键词判定 检测指标 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“关键点”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 ①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。 ②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 (1)自然环境中一昼夜植物 CO2 吸收或释放速率的变化曲线 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－(S2＋S3)。 (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：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，植物不能正常生长)。 命题点一 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的分析 1.某植物光合作用、细胞呼吸与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是 ( ) 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 0～25 ℃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 10～50 ℃ 答案 D 解析 由图可知，细胞呼吸的最适温度为 50 ℃左右，光合作用的最适温度为 30 ℃左右，A 项正确；由最上图可知，植物体净光合速率最适温度约为 25 ℃，B 项正确；在 0～25 ℃范围 内，总光合速率曲线的上升幅度比呼吸速率曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影 响比对呼吸速率的影响大，C 项正确；由图可以看出，当温度超过 45 ℃时，净光合速率小于 0，植物不能正常生长，D 项错误。 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。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系，下列说法正确的是( ) A.图甲中，光照强度为 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 CO2 C.图乙中，当光照强度为 x 时，细胞中产生 ATP 的场所有细胞质基质、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 答案 B 解析 分析甲图可知，光照强度为 b 时，CO2 释放量和 O2 产生总量相等，都为 3 个单位，细 胞呼吸释放的 CO2 首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时细胞呼吸 大于光合作用，A 项错误；光照强度为 d 时，水稻叶肉细胞光合速率大于细胞呼吸速率，光 照强度为 a 时，CO2 释放量即为细胞呼吸速率，则光照强度为 d 时，O2 产生总量为 8 个单位， 需要消耗的 CO2 也为 8 个单位，所以单位时间内需从外界吸收 CO2 为 2 个单位，B 项正确； 图乙中所示生物为蓝藻，蓝藻不含线粒体和叶绿体，C 项错误；图乙中，限制 g 点光合作用 速率的因素不是光照强度，可能是二氧化碳浓度及温度等，D 项错误。 命题点二 光合作用与细胞呼吸曲线中“关键点”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、上移 D.上移、右移、上移 答案 C 解析 图中 a、b、d 三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。 由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为 25 ℃和 30 ℃”可知，当温度从 30 ℃降到 25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a 点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d 点)时吸收的 CO2 增多，d 点上移。b 点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在 25 ℃时细胞呼吸强度降低， 光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼 吸强度相等，需降低光照强度，即 b 点左移。 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(多 选)( ) 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 CO2 浓度 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 答案 BC 解析 a 点转向 b 点时，光反应增强能提供更多的还原氢和 ATP 用于 C3 的还原，故 C3 浓度 会下降；d 点转向 b 点时二氧化碳浓度增加，会有更多的 C5 用于二氧化碳的固定，故 C5 浓 度会下降；ab 段表示随光照强度的增强，光合速率增加，故光照是影响光合速率的主要因素； bc 段光照强度已经饱和，温度等成为光合速率的影响因素。 命题点三 光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析 5.(2018·扬州中学质检)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( ) 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 Pn 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 答案 B 解析 早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速 上升，A 项正确；大棚栽培条件下的油桃在 bc 段 Pn 下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光 合作用消耗大量 CO2，使大棚内密闭环境中 CO2 浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在 mn 段 Pn 下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收 CO2，B 项错误；15 时以后，两种栽 培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，C 项正确；适时浇水从而避免植 物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加 CO2 浓度是提高大田作物产量的重要措施，D 项正确。 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 C 解析 图中 d 点和 h 点时，玻璃罩内的 CO2 浓度达到平衡，此时光合速率等于呼吸速率，A 项正确；在夜间只进行细胞呼吸，但是 ab 段上升速率快，而 bc 段变缓，这是由于凌晨温度 较低，细胞呼吸减弱，B 项正确；h 点时光合作用积累的有机物最多，但光合速率不是最大， C 项错误；b 点之前，CO2 增加的速率快，b 点之后，CO2 增加的速率慢，因此呼吸速率最小 值可能出现在 b 点，D 项正确。 重温高考 演练模拟 1.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 解析 淀粉是在淀粉酶的作用下被水解成葡萄糖的，该过程没有 ATP 的生成，A 项错误；人 体大脑活动的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化，B 项错误；暗反应产生葡萄糖的过程需要光 反应提供的能量，C 项正确；硝化细菌生成有机物的能量来自其将 NH3 和 HNO2 氧化的过程， D 项错误。 2.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 答案 A 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暗反应，场所不一定有膜结构， 如细胞质基质、叶绿体基质，C 项错误；ATP 的合成场所有细胞质基质、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。 3.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 36～50 ℃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 0 答案 D 解析 植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能，A 项正确；分析曲线可知，叶温在 36～ 50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，B 项正确；光合作用与细胞呼吸强度的差值即 净光合速率，叶温为 25 ℃时，植物甲的净光合速率小于植物乙的，C 项正确；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相等，均大于 0，D 项错误。 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 时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( ) 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，①增大、④减小 B.光强低于光补偿点时，①③增大 C.光强等于光补偿点时，②③保持不变 D.光强等于光饱和点时，②减小、④增大 答案 B 解析 在黑暗条件下，叶肉细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用，细胞吸收 O2，释放 CO2， 故①增大、④减小，A 项正确；光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，当光 强低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收 O2，释放 CO2，故①增大、③减小， B 项错误；当光强等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，细胞不吸收 O2，也不释放 CO2， ②、③保持不变，C 项正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光照强度，当光强等 于光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收 CO2，释放 O2，②减小、④增大，D 项正 确。 5. 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”)。 (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_____________________________________________________。 答案 (1)植物在光下光合作用吸收 CO2 的量大于细胞呼吸作用释放 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)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 解析 (1)在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容器内 CO2 浓 度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的 CO2 补偿点大于乙种植物的， 因此甲种植物净光合速率为 0 时(即 CO2 补偿点时)的二氧化碳浓度已超过乙种植物的 CO2 补 偿点，因此其净光合速率大于 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，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。 1.关于光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(多选)( ) 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 答案 ABD 解析 光合作用的光反应中有 ATP 的合成，需要原料 ADP 和磷酸，A 项正确；光合作用中 叶绿素吸收光能不需要酶的参与，B 项正确；乳酸是无氧呼吸的产物，在人体内不能继续分 解供能，人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的，C 项错误；病毒无独立的代 谢系统，病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的细胞呼吸来提供，D 项正确。 2.(2018·南通模拟)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( ) A.过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H] B.过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体基质 C.过程①消耗 CO2 释放 O2，过程③消耗 O2 释放 CO2 D.若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必然增加 答案 A 解析 过程①②③分别为光反应、暗反应和细胞呼吸，光反应中水的光解产生[H]，暗反应 中 C3 的还原消耗[H]，细胞呼吸中第一、第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，A 项正确； 暗反应只发生在叶绿体基质中，细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中，B 项错误；光反应 不消耗 CO2，只是释放 O2，C 项错误；叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，但甘蔗 的干重不一定增加，因为甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而图 示仅为叶肉细胞中能量代谢，D 项错误。 3.(2017·南通、扬州、泰州、淮安三模)如图表示菠菜叶肉细胞光合作用与呼吸过程中碳元素 和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列相关叙述正确的是(多选)( ) A.过程①②③不在生物膜上进行 B.参与过程②③⑤的酶种类相同 C.过程②③④⑤都有 ATP 产生 D.过程③产生的[H]不全都来自丙酮酸 答案 ACD 解析 图中①～⑥代表的过程依次是：光合作用暗反应 C3 的还原、有氧呼吸第一阶段、有氧 呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段、光合作用光反应阶段、光合作用暗反应 CO2 的固定，它 们发生的场所依次是：叶绿体基质、细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体 膜和叶绿体基质。不同过程中催化的酶不同，B 错误。 4.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 0 5 10 10 ℃ －0.5 ＋3.0 ＋4.0 20 ℃ －1 ＋2.0 ＋5.0 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 mg B.在 20 ℃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 mg C.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 0 D.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 答案 D 解析 黑暗中单位时间内 O2 的吸收量代表呼吸速率，光下测定的单位时间内 O2 的释放量是 净光合速率，在 5 klx 光照条件下 5 h,10 ℃时光合作用产生的 O2 总量是 3.5×5＝17.5 mg,20 ℃ 时光合作用产生的 O2 总量是 3×5＝15 mg，前者比后者多 2.5 mg，A 项正确；在 20 ℃时， 用 10 klx 和 5 klx 光照 10 h，黑暗 14 h，O2 的增加量分别是 5×10－1×14＝36 mg、2×10－ 1×14＝6 mg，前者比后者多 30 mg，B 项正确；在 10 ℃时，用 10 klx 光照 4.8 h，积累 O2 的量为 4×4.8＝19.2 mg,20 ℃黑暗环境 19.2 h，消耗 O2 的量为 1×19.2＝19.2 mg，O2 变化量 为 0，C 项正确；该实验的自变量是光照强度与温度，光照时间、CO2 浓度等属于无关变量， D 项错误。 5.(2018·苏州高级中学模拟)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( ) A.本实验测定的气体是 CO2 B.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 时该植物的干重减少 答案 C 解析 由图可知，该气体相对值先减少后增加，本实验测定的气体是 O2，A 项错误；6 时和 18 时的光合速率和呼吸速率相等，光合作用的起始时间应在 6 时之前，B 项错误；该曲线的 斜率代表速率，9 时的净光合速率大于 12 时的，若 9 时和 12 时真正光合速率相等，则 9 时 的呼吸速率小于 12 时的，C 项正确；24 时的 O2 含量高于 0 时的，说明植物一昼夜内有机物 的积累量大于 0，即该植物的干重增加了，D 项错误。 6.下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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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( ) A.在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象 B.曲线Ⅱ双峰形成与光照强度的变化有关 C.导致曲线Ⅲ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 答案 C 解析 曲线Ⅰ为降雨后第 2 天(水分充足)测得的数据，曲线Ⅰ没有出现“午休”现象，A 项 正确；曲线Ⅱ和曲线Ⅲ分别是降雨后第 8 天和第 15 天测得的数据，此时土壤含水量减少，并 都出现“午休”现象，即中午温度高，为降低蒸腾作用，气孔关闭，导致这种曲线变化的主 要因素是光照强度，而导致曲线Ⅲ光合速率低的主要因素是土壤含水量，B 项正确，C 项错 误；根据曲线Ⅰ可知，适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度，D 项正确。 7.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，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( ) 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(k－v) 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(k－v) mol/瓶 答案 D 解析 根据题意知，a 瓶生物在黑暗条件下仅能进行有氧呼吸，24 h 待测深度水体中生物进 行有氧呼吸消耗的氧气量为(w－v)mol/瓶；b 瓶生物在光照条件下，氧气的增加量(k－w)mol/ 瓶即为瓶内生物 24 h 进行光合作用和有氧呼吸净积累的氧气量(净光合量)，故 24 h 待测深度 水体中生物光合作用产生的氧气量＝呼吸消耗的氧气量＋净光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－ v)mol/瓶。 8.(2017·全国Ⅱ，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①、②、③、④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乙醇，出现这种情况的原因是_______________________。 答案 (1)O2 NADP＋ ADP 和 Pi C5 NADH (2)C 和 D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸 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①是 O2；②可形成 NADPH，应为 NADP＋；③可形成 ATP，应为 ADP＋Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五 碳化合物，因此④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(可发生有氧呼吸的第一 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 除发生在 A 过程，还发生在 C 和 D 过程。 (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 件下进行无氧呼吸，转化成乙醇和二氧化碳。 9.(2017·苏锡常镇二模)某兴趣小组研究绿竹笋的保鲜方法，将新采摘的绿竹笋做如图所示处 理后，用一定浓度的壳聚糖涂膜，再将其装箱。每种处理取 3 株竹笋，测其呼吸速率。下列 有关叙述正确的是(多选)( ) A.可以用 O2 的释放量或 CO2 的吸收量作为呼吸速率的指标 B.装箱初期，B 的呼吸速率低于 A 的原因是酶的活性较低 C.与 B 相比，C 还可以减少 O2 进入细胞，进一步降低有机物消耗 D.常温下呼吸消耗大量有机物导致 6 h 后曲线急剧下降，保鲜处理应在此之前 答案 BCD 解析 A 项中 O2 的释放量或 CO2 的吸收量可作为光合速率的指标，不能作为呼吸速率的指 标。 10.某同学欲测定植物叶片叶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＝(3y－2z－x)/6 g·cm－2·h－1(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( ) 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 答案 D 解析 依据选项，逆向推导，符合题干信息的就为正确选项。依题意，光合速率＝净光合速 率＋呼吸速率，净光合速率为(y－x)/6 g·cm－2·h－1，还需测定呼吸速率，所以遮光 3 小时， 呼吸速率为(y－z)/3 g·cm－2·h－1，光合速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6 g·cm－2·h－1。 11.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，S1～S5 表示曲线与 X 轴围成的面积。请据图回答下列问题： (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________。 (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”)， t2→t3，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”)。 (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。 (4)图乙中 S2 明显小于 S4，造成这种情况的外界因素是________________。如果 S1＋S3＋S5>S2 ＋S4，则该植物在这两昼夜内________(填“能”或“不能”)生长。 (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。 答案 (1)H2O CO2 (2)不变 CO2 浓度 减少 (3)温度 I (4)光照强度和温度 不能 (5)5 解析 (1)光合作用产生的 O2 中的氧全部来自水，产生的有机物中的氧来自 CO2。(2)由于 t2 时刻光照强度已经充足，故增加光照，光合速率不变；根据 t3 时提高 CO2 浓度光合速率增大， 说明 t2→t3 的限制性因素主要是 CO2 浓度；t4 时刻光照停止，C3 还原后的直接产物含量会减 少。(3)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，且没有有机物的积累， 故 I 点时积累的有机物最多。(4)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 S1＋S3＋S5(有机物消 耗量)>S2＋S4(有机物积累量)，故这两昼夜内植物不能生长。(5)由暗处理知呼吸速率＝2÷2＝ 1(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＝6＋2(暗处理减少 2 mg)＝8(mg)，计算知净光合速率＝8÷2＝4(mg/h)，所以实际光合速率＝1＋4＝5(mg/h)。 12.(2017·江苏，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：①C5 ②ATP ③[H] ④C3 )，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 ①②③ 负值 解析 (1)为防止叶绿素降解，可加入适量的 CaCO3，由于叶绿体中的色素均可溶解于有机溶 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。 (2)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。 (3)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。 (4)图 2 中 15～20 min 曲线斜率不变，意味着此时间段果肉细胞不再继续向装置中释放 O2， 这表明净光合速率为 0，即果肉细胞光合产氧量与呼吸耗氧量相等；若在 20 min 后停止光照， 则短时间内光反应被削弱，[H]、ATP 及 C5 均会减少，此时光合产氧量将小于呼吸耗氧量， 曲线斜率将呈现“负值”。