1、步步高高考生物二轮讲义专题22光合作用与细胞呼吸第2讲光合作用与细胞呼吸考纲要求1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.细胞呼吸()。构建网络考点一细胞呼吸1细胞呼吸的过程图解2影响细胞呼吸的环境因素分析项目温度氧气浓度水分影响原理影响酶活性决定呼吸类型和强度自由水含量较高时呼吸旺盛坐标曲线错混诊断1有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(2013新课标，3D)()2有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水(2010课标全国，2B)()3无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累(2010课标全国，2C)()4人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(201
2、4新课标，6C)()5无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010课标全国，2A)()6葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(2012上海，25A)()7及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(2012福建，1B)()8无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009浙江，4A)()题组一从细胞呼吸的过程与方式进行考查1人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是()A消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多B两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和ATPC短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉
3、D慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自于线粒体内膜答案A解析由题意可知，快肌纤维进行无氧呼吸，慢肌纤维进行有氧呼吸。慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自于线粒体内膜。消耗等摩尔葡萄糖时，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP要少。两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和ATP，短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉。2不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是()A若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸C若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行
4、有氧呼吸D若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡答案D解析动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2，也不释放CO2，故D错误。技法提炼判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物)(1)产生CO2量消耗O2量有氧呼吸。(2)不消耗O2，产生CO2无氧呼吸(酒精发酵)。(3)释放CO2量吸收O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。(4)不吸收O2，不释放CO2乳酸发酵或细胞已经死亡。(5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。题组二以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素3.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的O2时，产生酒
5、精和CO2的量如图所示，下列说法不正确的是()A曲线a表示CO2量，曲线b表示酒精量BO2浓度为c时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量约占葡萄糖总消耗量的C曲线a、b初始端的量相等，故不能确定此时酵母菌是否进行有氧呼吸D酵母菌无氧呼吸的产物可用溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液鉴定答案C解析随O2浓度升高，酵母菌无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，所以酒精产生量减少，CO2产生量增加，故曲线a表示CO2量，曲线b表示酒精量。当O2浓度为c时，产生的酒精量约为7 mol，所以酵母菌无氧呼吸产生的CO2量也约为7 mol，CO2的总产生量约为14 mol，说明有氧呼吸产生的CO2量也约为1477(mol)，
6、再根据无氧呼吸和有氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为7(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为7(mol)，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的3/4。曲线a、b的初始端CO2与酒精的生成量相等，此时酵母菌不进行有氧呼吸。溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液分别用于鉴定无氧呼吸的产物CO2和酒精。4(2014海南，26)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：(1)在1224 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是_呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是_，其产物是_。(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量
7、会_，主要原因是_。(3)胚根长出后，萌发种子的_呼吸速率明显升高。答案(1)无氧细胞质基质酒精和二氧化碳(2)减少种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降(3)有氧解析(1)据图可知，在1224 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸的速率明显提高。技法提炼细胞呼吸的曲线识别技巧(1)下降型曲线：呼吸反应速
8、率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。(2)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而加快，如O2含量。题组三探究外界因素对细胞呼吸速率的影响5为研究淹水时KNO3溶液浓度对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是()A樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体B图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是C点C淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用D实验过程中可以改用
9、CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标答案C解析甜樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸的主要场所是线粒体，A错误；图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是A点，B错误；由图知KNO3浓度越高，有氧呼吸速率越强，说明淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，C正确；植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，所以实验过程中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标，D错误。6某同学用如图所示的装置，探究不同浓度2,4D溶液对大豆种子细胞呼吸速率的影响，结果如表所示。组别2,4D溶液浓度(mol/L)有色液滴移动的距离(mm)0 min10 mi
10、n20 min30 min40 min50 minA001.12.23.34.45.5B101206.513.019.526.032.5C101008.016.024.032.040.0D10807.515.022.530.037.5(1)在实验变量中，有色液滴移动的距离应为_变量。(2)实验装置中NaOH溶液的作用是_，因而有色液滴移动的原因是_。(3)若某一阶段大豆种子依然存活，但不见液滴移动，此时大豆种子中产生ATP的场所是_。(4)与D组相比，当2,4D溶液浓度为1012 mol/L时，有色液滴在单位时间内移动的距离更_。答案(1)因(2)吸收有氧呼吸释放出的CO2有氧呼吸消耗O2后引
11、起左侧瓶内气体体积减小，气压下降(3)细胞质基质(4)小解析(1)变量包括自变量、因变量和无关变量，自变量为实验过程中实验者设置的变量，因变量是由于自变量的变化而引起变化的量，无关变量应为实验过程中除自变量和因变量之外的其他因素，题中2,4D溶液的浓度应为自变量，有色液滴的移动距离应为因变量。(2)装置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，故二氧化碳的产生量并不影响装置中的压强，但种子细胞有氧呼吸吸收氧气后，装置内压强减小，有色液滴左移。综上所述，导致有色液滴移动的唯一因素为有氧呼吸吸收氧气的量。(3)有色液滴不动表明装置内没有氧气的消耗，也就是细胞此时不进行有氧呼吸，故此时种子只进行无氧呼吸，
12、其场所应为细胞质基质。(4)根据表格可以看出，B组(1012 mol/L)移动的速度小于D组(108 mol/L)的。实验归纳1.测定组织细胞呼吸速率的装置与原理(1)装置(如图所示)(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间CO2释放量或O2吸收量来表示。(3)原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的有色液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。(4)物理误差的校正如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处
13、理。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。2有关细胞呼吸方式探究的装置与实验分析(1)最常用的实验装置如图所示：(2)实验材料分析：装置一、二中试剂的作用分别是NaOH溶液吸收CO2，蒸馏水作为对照。在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。(3)实验结果分析装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动只进行有氧呼吸红色液滴不动红色液滴右移只进行无氧呼吸红色液滴左移红色液滴右移既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸考点二光合作用1色素的吸收光谱2光合作用的过程图解错混诊断1磷酸是光反应中合成ATP所需
14、的反应物(2014新课标，6A)()2光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(2014新课标，6B)()3植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(2013新课标，2D)()4叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(2013新课标，2C)()5光反应为暗反应提供H和H2O(2010海南，4A)()6H2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体基质中(2009安徽，1B)()7番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低(2011新课标，3改编)()8离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后，可完成碳(暗)反应(2011浙江，1D)()题组一从光合作用的过程进行
15、考查1.如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A该反应的场所是叶绿体的类囊体BC3生成C6H12O6需要H、ATP和多种酶的参与C提高温度一定能促进C6H12O6的生成D在无光条件下，有利于暗反应进行答案B解析图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误；C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过H的还原进行，故B正确；若该生理过程已在最适温度条件下进行，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减慢，故C错误；在无光条件下，暗反应会因H和ATP的缺乏受到限制，故D错误。2(2014新课标，2)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑
16、布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降答案B解析正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。思维建模模型法分析影响因素骤变时物质量的变化条件曲线光照强度由强到弱、CO2供应不变光照强度由弱到强、CO2供应不变光照不变、CO2量
17、由充足到不足光照不变、CO2量由不足到充足题组二以曲线分析或实验分析形式考查影响光合速率的环境因素3现有a、b、c三种灯泡，其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图甲所示，现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光，期望最大限度地增加光合作用的强度。为此某同学设计了图乙所示的实验装置。(注：叶绿体中的色素主要吸收430450 nm的蓝紫光和640660 nm的红光)(1)请判断三种灯泡与图甲中的曲线间的对应关系：a灯对应曲线_，b灯对应曲线_，c灯对应曲线_。(横线上均填序号)(2)如给予白炽光照射，金鱼藻在不同光照强度下光合速率如图丙曲线变化(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。与B点相比，A点
18、叶绿体中的C3含量_(较高、较低、相等、无法判断)。制约A点光合作用的因素主要是_。在B点时，_可能导致曲线由变为。(3)若给该装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明：_。答案(1)(2)较高光照强度增加CO2浓度(3)C18O2HO18O2解析由题意和题图可看出，图乙的装置中光合作用最强，装置中光合作用最弱，即b灯泡照射最有利于光合作用，对应图甲中的曲线，a灯泡照射不利于光合作用，对应图甲中的曲线，c灯泡与图甲中曲线对应，温室中选择b灯泡能最大限度地增加光合作用强度。(2)图丙中，A点的光照强度比B点的弱，所以A点处的C3含量较B点处的高；A点时光合速率
19、并未达到最大值，也就是说光照强度还未达到饱和状态，继续增加光照强度还能提高光合速率，故限制其光合作用的因素主要是光照强度。(3)若该密闭装置通入C18O2，参与光合作用，其中的氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2HO18O2。总结提升分析光照强度、CO2浓度、温度与光合速率的变化曲线(1)曲线图(2)图形分析：在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含量或强度等。考点三多角度理解光合作用与细胞呼吸的关系1两者
20、关系图解读2解读真正光合速率和净(表观)光合速率的曲线图(1)图示(2)解读错混诊断1CO2的固定过程发生在叶绿体中， C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中(2009浙江，4B)()2光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP(2009浙江，4C)()3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(2009浙江，4D)()4净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长(2014海南，7D)()题组一从光合作用和细胞呼吸的联系进行考查1如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是()AA过程中合成ATP的部位是在叶绿体类囊体
21、薄膜上BB过程中的ATP用于还原三碳化合物(C3)CA、C过程中合成ATP所需的能量来源相同DD过程中能量的去向是用于耗能的生命活动答案C解析A中合成ATP所需能量来源于光能，C中合成ATP所需能量来源于有机物的氧化分解释放的能量。2(2014天津，2)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()A过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行B过程产生的能量全部储存在ATP中C过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD过程和中均能产生H，二者还原的物质不同答案D解析过程分别是有氧呼吸、光合作用。A项，在有线粒体的真核生物细胞中，过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，过程只发生在叶绿
22、体中。而在原核细胞中，过程都发生在细胞质基质中。B项，过程通过有氧呼吸氧化分解有机物，释放的能量一部分以热能形式散失，一部分转移至ATP中。C项，过程产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，而不是来自H2O，H2O中的氧在光反应过程中通过水的光解产生O2。D项，过程的第一、二阶段产生的H，用于第三阶段还原O2，生成H2O；过程通过光反应产生的H，用于暗反应还原C3，因此二者还原的物质不同。总结提升1.光合作用与有氧呼吸的物质转化关系2光合作用与细胞呼吸的能量转化关系3光合作用与有氧呼吸中H和ATP的来源、去向分析项目光合作用有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶
23、段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物的C3还原除外)题组二利用坐标曲线考查影响光合作用和呼吸作用的因素3(2014四川，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是()A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案D解析A项，当光照强度为0时，植
24、物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小。B项，由坐标图中数据可知，与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小。C项，由坐标图中数据可知，在较低光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱。D项，由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的。4(2014新课标，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在ab之间时，曲线_表示了净
25、光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量_(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。答案(1)0A、B、C(2)光强(3)大于(4)光强解析(1)根据曲线图可知，当CO2浓度为a时，高光强下(曲线A)该植物的净光合速率为0；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当CO2浓度在ab之间时，曲线A、B
26、、C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。(2)由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大于c时，由于受光强的限制，光反应产生的H和ATP不足，暗反应受到限制，曲线B和C的净光合速率不再增加。(3)当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率小于0，说明该植物此时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。总结提升光合速率与呼吸速率的关系的曲线解读(1)图1中，在一定范围内，随叶面积指数的增大，
27、光合作用实际量和呼吸量均增加；超过A点后，光合作用实际量不再随叶面积指数的增加而增加，原因是叶片相互遮挡；干物质的量光合作用实际量呼吸量。干物质的量为零时，即叶面积指数为D时，光合速率呼吸速率。(2)图2中，在一定范围内，光合速率和呼吸速率都会随温度的升高而增加；细胞呼吸的最适温度高于光合作用，所以超过20 时，光合速率增加缓慢，但呼吸速率增加很快，且可判断20 时净光合速率最大；净光合速率光合速率呼吸速率，即两曲线之间的距离n代表了相应温度下的净光合速率，n0时，光合速率呼吸速率。题组三光合作用与细胞呼吸的相关计算5如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h 内CO2的吸收量和释放量(单位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2吸收量和CO2释放量表示。下列表述不合理的是()A在18时和6时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等B假设该植物在24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为10 mg/h，最大光合速率为85 mg/hC该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为ACBD中午12时左右，与曲线最高点
