光合作用與細胞呼吸

1、1.1883年美國生物學家恩格爾曼設計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀的水綿體上，并在水綿的懸液中放入好氧細菌，觀察細菌的聚集情況(如下圖)，他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的思路是()A細菌對不同的光反應不一，細菌聚集多的地方，細菌光合作用強B好氧細菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強，則在該種光照射下植物光合作用強C好氧細菌聚集多的地方，水綿光合作用產(chǎn)生的有機物多，則在該種光照射下植物光合作用強D聚集的好氧細菌大量消耗光合作用產(chǎn)物O2，使水綿的光合作用速度加快，則該種光有利于光合作用解析：普通白光經(jīng)三棱鏡折射后，分散成不同色彩的光，在圖b中由左到

2、右根據(jù)波長光譜分布是按照紅橙黃綠青藍紫分布，好氧細菌的特性是分布在氧氣濃度較高的環(huán)境中，圖a中，好氧細菌分布多的地方，氧氣濃度高，氧氣來自光合作用中的光反應，因此好氧性細菌的分布也體現(xiàn)出光合作用強度的大小。故B正確。答案：B2某同學想探究二氧化碳濃度與光合速率的關系。他取A、B、C、D四株都有5片葉的小白菜，用直徑1 cm的打孔器打取小葉圓片各10片，并設法抽去氣體使之下沉，置于光下。取100 mL三角瓶四個，編號1、2、3、4，按下表操作(光照、溫度相同且適宜)并記錄結(jié)果。下列評價或修改不合理的是()A.制備的葉圓片在投入三角瓶之前可進行黑暗處理B應將四組實驗分別置于不同強度的光照條件下C實

3、驗材料本身存在的差異會影響實驗結(jié)果D自變量二氧化碳濃度的控制不嚴格解析：制備的葉圓片放于黑暗處進行饑餓處理，使實驗現(xiàn)象更為準確，也可溶解于水中，產(chǎn)生實驗誤差小，A正確；應將四組實驗分別置于不同二氧化碳濃度條件下，因為NaHCO3分解后生成Na2CO3、水和CO2，不同濃度的NaHCO3分解后生成的CO2的量是不相等的，B錯誤；實驗中選取的小葉圓片，分別來自于四株植物，實驗材料本身存在的差異，會影響實驗結(jié)果，C正確；該實驗中沒有考慮空氣中也存在CO2，D正確。答案：B32013開封一模人體內(nèi)氫隨化合物在生物體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)移的過程如圖所示，下列分析合理的是()A過程發(fā)生在核糖體中，水中的H只來自NH2

4、B在缺氧的情況下，過程中不會發(fā)生脫氫反應CM物質(zhì)是丙酮酸，過程不會發(fā)生在線粒體中D在氧氣充足的情況下，過程發(fā)生于線粒體中解析： 本題考查呼吸作用過程、氨基酸的脫水縮合等有關知識，意在考查考生的理解能力和從圖形中獲取有效信息的能力。過程為脫水縮合反應，發(fā)生在核糖體中，水中的H來自氨基和羧基，A錯誤；過程為葡萄糖脫氫分解成丙酮酸的過程，缺氧情況下，也會通過無氧呼吸發(fā)生脫氫反應，B錯誤；M物質(zhì)是丙酮酸，過程為無氧呼吸過程，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，C正確；在氧氣充足的情況下，過程發(fā)生于細胞質(zhì)基質(zhì)中，過程為H與氧氣結(jié)合生成水的過程，發(fā)生在線粒體中，D錯誤。答案：C4. 下圖表示蝴蝶蘭在正常和長期干旱條件下C

5、O2吸收速率的日變化，據(jù)圖分析下列說法正確的是()A長期干旱條件下，葉肉細胞在04時不能產(chǎn)生ATP和HB長期干旱條件下，葉肉細胞在1016時不能進行暗反應C正常條件下，12時CO2吸收速率最快，植株干重最大D長期干旱條件下，蝴蝶蘭可通過夜間吸收CO2以適應環(huán)境解析：長期干旱條件下，葉肉細胞在04時通過細胞呼吸產(chǎn)生H和ATP，A錯誤；長期干旱條件下，葉肉細胞在1016時CO2吸收速率為0，說明此時光合作用強度呼吸作用強度，B錯誤；正常條件下，12時CO2吸收速率最快，說明此時凈光合速率最大，但植株干重不是最大，C錯誤；長期干旱條件下，蝴蝶蘭可以在夜間吸收CO2由圖示可以看出以適應環(huán)境，D正確。答

6、案：D解題技巧：光合作用與呼吸作用常見圖像曲線解讀(1)曲線1(如圖)曲線解讀：一定范圍內(nèi)，隨葉面積指數(shù)的增大，光合作用實際量和呼吸量均增加；超過A點后，光合作用實際量不再增加，原因是葉片相互遮擋，部分葉片因光照強度和CO2濃度的限制而處于光補償點以下；凈光合速率真正光合速率呼吸速率，所以干物質(zhì)的量光合作用實際量呼吸量，如圖中曲線所示；植物的葉面積指數(shù)不能超過D點，否則植物將入不敷出，無法生活下去。誤區(qū)提示：干物質(zhì)的量即光合作用有機物的積累量，干物質(zhì)的量為0的點應為光合作用實際量與呼吸量的交點(即C點)，而不是呼吸量與干物質(zhì)量的交點。(2)曲線2(如圖)曲線解讀：一定范圍內(nèi)，光合速率和呼吸速率

7、都會隨溫度的升高而增加；細胞呼吸的最適溫度高于光合作用，所以超過20時，光合速率增加緩慢，但呼吸速率增加很快；凈光合速率光合速率呼吸速率，即兩曲線之間的距離n代表了相應溫度下的凈光合速率，繪制成曲線如圖中虛線所示，可判斷20時凈光合速率最大。注意準確判斷光合速率的類型。如果光合速率代表的是凈光合速率，則真正光合速率應為兩曲線縱坐標之和。5. 2013云南聯(lián)考一生態(tài)學家研究發(fā)現(xiàn)，植物群落中的類胡蘿卜素和葉綠素的比率(黃綠比率)與群落的P(光合作用)/R(呼吸作用)比率呈現(xiàn)一定的關系，這種關系如圖所示，以下判斷正確的是 ()A有機物積累逐漸增多，黃綠比率有增高趨向B人工林的年平均黃綠比率過高時，應

8、進行適當采伐C農(nóng)作物栽培時選擇b點比a點更適宜D在作物收獲季節(jié)，群落的P/R值可能在a點解析：本題考查光合作用和分析問題的能力。圖中顯示，隨著黃綠比率增大，P/R比率減小，則有機物積累減少，A錯誤；人工林的年平均黃綠比率過高時，植物光合作用不良，應進行適當采伐，這樣既能獲得大量的木材，也能減小黃綠比率，使P/R比率增大，有利于人工林的更新，B正確；b點與a點相比，b點時，P/R比率小，不利于有機物積累，因而不利于作物高產(chǎn)，C錯誤；在作物收獲季節(jié)，葉綠素的含量減少，此時黃綠比率增大，則P/R比率減小，因此，在作物收獲季節(jié)，群落的P/R值不可能在a點，D錯誤。答案：B6某植物(其葉片如圖1所示)放

9、在黑暗中兩天后，根據(jù)圖2所示，處理其中一片葉片。然后將整株植物置于陽光下4小時，取該葉片經(jīng)酒精脫色處理后，滴加碘液(棕黃色)顯色，下列有關該實驗結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是()實驗后的結(jié)果顯示出X為藍色，Y為棕黃色 W和X兩部分對照能證明光合作用需要葉綠素等色素 X和Y兩部分對照能證明光合作用需要水 Y和木塞夾著的葉片部分對照能證明光合作用需要光ABC D解析：本題考查光合作用的影響因素以及實驗對照組的設置。X和Y兩部分對照能證明光合作用需要CO2，則X可進行光合作用，故X顯藍色，Y因無CO2不能進行光合作用，所以顯現(xiàn)的仍是碘液的顏色棕黃色，故正確，錯誤；W處為白色，無葉綠素等色素，X處為綠色，含

10、有葉綠素，兩部分對照能證明光合作用需要葉綠素，正確；Y處無CO2，木塞夾著的葉片部分無光和CO2，二者變量不同，無法形成對照實驗，錯誤。答案：D7陽光穿過森林中的空隙形成“光斑”，如圖表示一株生長旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化，據(jù)此正確的分析是()A光斑照射前，光合作用無法進行B光斑照射后，光反應和暗反應迅速同步增加C光斑照射后，暗反應對光反應有限制作用D光斑移開后，光反應和暗反應迅速同步減弱解析：光斑照射前，有氧氣釋放，說明植物細胞在進行光合作用，A項不正確；光斑照射，光反應迅速增加，而暗反應緩慢增加，不同步，B不正確；經(jīng)過調(diào)整后光反應和暗反應開始同步，一開

11、始光反應遠遠高于暗反應，因此可以看出，暗反應限制了光反應的進行，C項正確；移開光斑后，光反應迅速減弱，而暗反應過一段時間后才減弱，并沒有同步，因此D項不正確。答案：C8如圖表示高等植物體內(nèi)光合作用和呼吸作用的部分代謝途徑，下列有關敘述中不正確的是()A葉肉細胞中，只要線粒體消耗O2，光合作用就不缺少ATP和CO2B過程需要ATP，過程產(chǎn)生ATPC對于正常光合作用的葉片，如果突然降低光照強度，過程都會減弱D葉肉細胞的線粒體、葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì)中都含有與合成ATP有關的酶解析：本題通過幾種物質(zhì)之間的關系來考查光合作用與呼吸作用過程，旨在考查考生的綜合分析與靈活運用能力。圖中過程依次為光合作用的光反

12、應階段、光合作用的暗反應階段、有氧呼吸的第一階段、有氧呼吸第三階段。在葉肉細胞中，線粒體產(chǎn)生的能量并不用于光合作用，光合作用光反應階段產(chǎn)生的ATP用于暗反應階段，A項錯誤；過程是C3的還原，需要ATP和H，過程都能產(chǎn)生ATP，B項正確；對于正常光合作用的葉片，若突然降低光照強度，過程減弱，過程因缺少ATP和H也會減弱，C項正確；葉肉細胞的線粒體、葉綠體和細胞質(zhì)基質(zhì)中都能夠產(chǎn)生ATP，故都含有與合成ATP有關的酶，D項正確。答案：A9如圖曲線表示黃豆光合作用速率與光照強度的關系(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。在y點時改變某條件，曲線變?yōu)?。下列分析合理的?)A與y點相比，x點葉綠體中的C3

13、含量較低B在y點時，升高溫度導致曲線由變?yōu)镃制約x點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量D制約z點光合作用的因素可能是CO2濃度解析：x點的光照強度比y弱，所以y點中的C3含量比x點處低，A錯誤；又因為是在適宜溫度條件下，所以當在y點升高溫度時，則由于酶的活性降低，則曲線應在曲線的下方，B錯誤；由圖像分析可知，在x點限制其光合作用的因素主要是光照強度，C錯誤。答案：D解題技巧：不同條件下，葉綠體中C3、C5、H、ATP、(CH2O)的含量變化(1)光反應和暗反應物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系(如下圖所示)(2)物質(zhì)的變化10.2013東北三校一模金魚能忍受缺氧，在4下缺氧12小時后，組織中乳酸與乙醇濃度如表

14、，其中乙醇是乳酸在厭氧代謝中形成的。結(jié)合表格可知，金魚在缺氧條件下會發(fā)生的情況是()A.形成乙醇可使金魚避免酸中毒 B組織中的乳酸與平時相差不多C厭氧代謝終產(chǎn)物為乳酸 D生命活動的能量來自有氧呼吸解析：本題考查細胞呼吸的相關內(nèi)容，意在考查考生對表格信息的獲取能力和相關知識的遷移應用能力。由題意和表格信息可知，金魚在缺氧條件下進行無氧呼吸，產(chǎn)生乳酸，后經(jīng)代謝產(chǎn)生乙醇，乙醇可釋放到水中，避免酸中毒，A項正確、C項錯誤；由題表可知，在缺氧時，金魚組織中乳酸積累較多，B項錯誤；金魚在缺氧條件下，生命活動的能量主要來自無氧呼吸，D項錯誤。答案：A11為研究CO2濃度對針葉樹光合作用的影響，研究人員將紅松

15、、紅皮云杉和長白落葉松的幼苗盆栽于模擬自然光照和人工調(diào)節(jié)CO2濃度為400和700 molmol1的氣室內(nèi)，利用儀器測定了各樹種的相關數(shù)值(光補償點表示光合速率等于呼吸速率時的光照輻射強度，光飽和點表示光合速率開始達到最大時的光照輻射強度)，結(jié)果如下表。下列敘述不正確的是()A.隨著環(huán)境中CO2濃度的升高，三種植物均在更弱的光照下達到光補償點B當環(huán)境CO2濃度為400 molmol1時，長白落葉松有機物積累量更多C隨著環(huán)境中CO2濃度的增加，最大凈光合速率增加幅度最大的是紅松D從光飽和點的變化推測，CO2濃度的增加會使光合速率因暗反應速率的加快而提高解析：分析“光補償點”欄數(shù)據(jù)，可知當CO2濃

16、度由400升高到700時，三種植物均在更弱的光照下達到光補償點，A正確；最大凈光合速率越大，有機物積累量越多，分析“最大凈光合速率”欄數(shù)據(jù)，在CO2濃度為400 molmol1時，長白落葉松的最大凈光合速率最大，B正確；當CO2濃度由400升高到700時，紅松、紅皮云杉、長白落葉松的最大凈光合速率增加幅度依次是2.88、3.71、1.17，C不正確；由表中“光飽和點”欄可知，三種植物的光飽和點越大，對應的CO2濃度越大，當光飽和點增大時，光反應產(chǎn)生的H和ATP增多，還原C3的能力增大，此時CO2的濃度增加，固定的C3增多，則光合速率增大，D正確。答案：C12. 為研究酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)物，某研究小

17、組設計了如下圖甲所示的裝置，并將有關檢測結(jié)果繪制成圖乙。號、號試管中均加入3 mL蒸餾水和一定量的檢驗試劑。據(jù)圖分析下列說法正確的是()A檢驗發(fā)酵產(chǎn)物酒精需向號試管中滴加含重鉻酸鉀的濃硫酸溶液B用號試管作對照組是為了排除無關變量溫度對實驗的干擾C圖乙曲線b表示號試管內(nèi)玻璃管口氣泡釋放速率變化D圖乙曲線a表示酵母菌培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量變化規(guī)律解析：解答本題的關鍵是掌握酒精和CO2的檢測方法。酒精不存在于試管中，檢驗酒精應對培養(yǎng)液取樣檢測。檢驗酒精的方法是向培養(yǎng)液中加入含重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，A錯誤；用2號試管作對照使實驗結(jié)果明顯，而不是為了排除溫度對實驗結(jié)果的影響，B錯誤；隨著培養(yǎng)時間的延長，營養(yǎng)

18、物質(zhì)的消耗和有害代謝產(chǎn)物的積累等因素，導致酵母菌的數(shù)量先增加后減少，1號試管內(nèi)玻璃管口的氣泡釋放速率先增加后下降，因此C正確，D錯誤。答案：C132013金版原創(chuàng)卷一如圖表示某綠色植物的光合作用和細胞呼吸之間的密切關系。請據(jù)圖回答問題：(1)在該綠色植物的細胞中，圖示涉及的過程發(fā)生的場所有_。(2)過程發(fā)生的能量變化是_。過程除了圖中的條件外，還需要的條件是_ (答出兩點)。(3)如果突然停止光照，則短時間內(nèi)X物質(zhì)的含量變化是_。在過程中，Y物質(zhì)和_可以徹底分解成CO2和H。(4)適宜的溫度條件下，測定該綠色植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度，結(jié)果如下表(負值表示CO2釋放量，正值表示CO

19、2吸收量)：光照強度(klx)02.04.06.08.010.012.0光合作用速度CO2 mg/(100 cm2h)2.02.06.010.012.012.012.0在06 klx范圍內(nèi)，光合作用速度主要受_(外界因素)影響；超過8 klx時，光合作用速度主要受_(外界因素)影響。當光照強度為8 klx時，葉綠體中ADP的移動方向為_。解析：本題考查光合作用和細胞呼吸的相關內(nèi)容，意在考查考生的理解能力、分析能力及獲取信息的能力。 (1)過程分別是光反應階段(水的光解)、C3的還原、呼吸作用的第一階段、有氧呼吸的第二階段(或無氧呼吸的第二階段)、CO2的固定，它們的場所分別是葉綠體的類囊體薄膜

20、、葉綠體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)(或細胞質(zhì)基質(zhì))、葉綠體基質(zhì)。X物質(zhì)表示C3，Y物質(zhì)表示丙酮酸。(2)光反應階段可以將太陽光中的光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學能儲存在ATP中。在有關酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被H還原，從而形成葡萄糖。(3)如果突然停止光照，則光反應產(chǎn)生的ATP和H會減少，從而影響C3的還原。在有氧條件下，過程中丙酮酸和水徹底分解成CO2和H；在無氧條件下，過程中丙酮酸分解成酒精和CO2。(4)分析表中數(shù)據(jù)可知，在06 klx范圍內(nèi)，光合作用速度隨光照強度增加而增加，此時主要受光照強度影響；超過8 klx時，光照強度增加而光合作用速度不再增加，此時主要受CO2濃度影

21、響。當光照強度為8 klx時，光合作用正常進行，此時葉綠體中ADP從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜上移動。答案：(1)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(線粒體基質(zhì))、葉綠體(葉綠體的類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)) (2)光能活躍的化學能 ATP、酶(其他答案合理即可) (3)增加 水 (4)光照強度 CO2濃度 從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜上移動14. 2013長沙月考如圖1表示番茄葉肉細胞內(nèi)兩個重要的生理過程，圖2是某科研小組利用密閉的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的裝置。(1)圖1中，過程進行的場所是_，過程進行的場所是_。過程中，能為該細胞合成蛋白質(zhì)供能的過程是_。(2)在適宜溫度和光照條件下，向圖2所示的裝置通入14CO2。當反應進行到0.5 s時，14C出現(xiàn)在C3中；反應進行到5 s時，1