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专题08
光合作用和有氧呼吸的练习
呼吸作用的概念
活细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来．供给生命活动的需要，这个过程叫作呼吸作用。
呼吸作用的表达式
有机物(储存着能量)+氧气→二氧化碳+水+能量
呼吸作用的场所
生物体的所有活细胞在生命活动中都要消耗能量，细胞中的线粒体是呼吸作用的主要场所，是细胞中的能量转换器。
呼吸作用的意义
呼吸作用是生物体获得能量的主要方式。
影响呼吸作用的外界因素
温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
（1）温度温度对呼吸作用的强度影响最大。温度升高，呼吸作用加强；温度过高，呼吸作用减弱。
（2）水分植物含水量增加，呼吸作用加强。
（3）氧气在一定范同内，随着氧气浓度的增加，呼吸作用显著加强。
（4）二氧化碳二氧化碳浓度大大超出正常值时，抑制呼吸作用。在储藏蔬菜、水果、粮食时采取低温、干燥、充加二氧化碳等措旌，可延长储藏时间。
光合作用和呼吸作用的区别和联系
区别与联系
光合作用
呼吸作用
区别
部位
含叶绿体的细胞
所有的活细胞
条件
光
有光无光均可
原料
二氧化碳，水
有机物，氧气
产物
有机物，氧气
二氧化碳，水
能量，物质转变
制造有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
联系
如果没有光合作用制造的有机物，呼吸作用就无法正常进行。这是因为呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物，呼吸作用所释放的能量正是光合作用储存在自机物中的能量。如果没有呼吸作用，光合作用也无法正常进行。这是因为植物进行光合作用的时候，原料的吸收和产物的运输所需要的能量，正是呼吸作用释放出来的。呼吸作用与光合作用是相互依存的关系
从物质转变和能量转变上看，光合作用是物质合成与储能的过程，呼吸作用是物质分解与释能的过程，这是两个正好相反的过程．但两者并非简单的逆转。
2017全国2卷，29题
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酒精，出现这种情况的原因是_________________。
【答案】（1）O2
NADP+
ADP+Pi
C5
NADH（或答还原型辅酶Ⅰ）（2）C和D
（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
答题思路
能量变化ATP→ADP+Pi（耗能）
（1）由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上发生水的光解，产生NADPH
和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP+、③（ADP和Pi）；暗反应过程为卡尔文循环，CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定），所以④为C5。呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质，在第一阶段中，各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A；呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体，在第二阶段中，乙酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子；在第三阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水。呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。（2）植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有光合作用光反应阶段（A）和有氧呼吸的三个阶段（C和D）。（3）酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。
【考点】光合作用和呼吸作用
【点拨】易错易混点为[H]，注意呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH），光合作用中的[H]为还原型辅酶II（NADPH）。
【命题意图】本题考查光合作用和有氧呼吸的联系，要求学生能够根据相关图解熟练分析光合作用和有氧呼吸在物质和能量上的联系。
【命题规律】通常结合光合作用和有氧呼吸相互联系的流程图，考查学生对光合作用和有氧呼吸过程物质和能量上的联系，分析改变改变某个因素对光合作用或有氧呼吸的影响。
【方法点拨】光合作用与有氧呼吸的联系分析
I流程图分析
(1)物质方面
CCO2C6H12O6C3H4O3CO2
OH2OO2H2O
HH2O[H]C6H12O6[H]H2O
(2)能量方面
光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能
II细胞结构图分析
下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。
图①表示黑暗中，只进行细胞呼吸；图②表示细胞呼吸速率＞光合作用速率；
图③表示细胞呼吸速率＝光合作用速率；图④表示细胞呼吸速率＜光合作用速率。
1．【2017年高考北京卷理综，2】某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是
A．呼吸作用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】由题目所给曲线可以看出，呼吸作用的最适温度约为53
℃，而光合作用的最适温度约为30
℃，A正确；净光合速率达到最大值对应的温度（即最适温度）约为25
℃，B正确。在0~25
℃范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确。超过45
℃，呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物，没有有机物的积累，不适合该植物的生长，D错误。
2．【2017届江西省九江一中一模生物试卷】某生物兴趣小组在学习了光合作用和细胞呼吸等相关知识后，绘制了如下图所示的物质变化过程图，并利用密闭的玻璃容器、大小和长势相似的多个同种盆栽植株，设计实验探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，实验结果统计如下表。请分析并回答问题
（1）图中不应该存在的生理过程是
（填数字序号），图中表示有氧呼吸过程的序号有
。
（2）据表格所示实验结果可知，组别为
构成的实验组合，可用于探究温度对光合速率的影响，该实验需控制的主要无关变量是
。
（3）表格中序号B、D、F、H组在实验前后二氧化碳含量的变化值的含义是
。
（4）在上表相关实验数据中，最有利于该植物进行光合作用的温度为
℃。
【答案】（1）⑦
③④⑧⑨（2）A、C、E、G
光照强度和CO2
浓度（3）相应温度下，12h植物呼吸释放CO2的量
（4）30
（4）在上表相关实验数据中，最有利于该植物进行光合作用的温度为30℃。
3．【2018《单元滚动检测卷》高考生物（人教版,江苏专用）精练检测三细胞的能量供应和利用】图甲是叶绿体结构模式图，图乙表示光合作用的部分过程，图丙表示在密闭恒温(温度为25
℃)小室内测定的a、b两种不同植物光合作用速率和光照强度的关系。请据图回答下列问题
(1)叶绿体中的色素分布在图甲的________(填序号)中，色素主要吸收______________，绿光因为吸收最少而被反射出去。图乙过程发生在图甲的____________(填序号)中。光合作用过程中，水的利用和产生分别发生在图甲的________(填序号)中。
(2)图乙中A的作用是_____________，①表示的过程是_____________________。
(3)若a植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25
℃和30
℃，若将温度提高到30
℃(其他条件不变)，则图中P、M点的位置理论上的变化分别是________、________。
【答案】
（1）
③
蓝紫光和红光
②
③、②
（2）还原C3
二氧化碳的固定
（3）
右移
左下移
【解析】
(1)题图甲中①是叶绿体外膜和内膜，②是叶绿体基质，③是叶绿体类囊体薄膜。色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，主要吸收蓝紫光和红光，绿光因为吸收最少而被反射出去。图乙表示暗反应过程，发生在叶绿体基质中，即图甲的②中。光合作用的光反应阶段消耗水，进行水的光解，暗反应阶段C3被还原的过程中产生水，所以水的利用和产生分别发生在③和②中。
(2)题图乙中A表示还原氢，作用是还原C3，图乙中①表示的过程是二氧化碳的固定。
(3)25
℃为a植物光合作用所需的最适温度，而呼吸作用的最适温度是30
℃，所以若将温度提高到30
℃，a植物的光合速率将下降，呼吸速率将上升，根据分析，图中P(光补偿点)、M(光饱和点)点的位置理论上的变化分别是右移、左下移。
4．【河北省衡水中学2017届高三最后一卷（十调）理科综合生物试题】图1是某植物叶肉细胞的光合作用与呼吸作用代谢过程，其中数字代表相关过程，甲、乙表示相关物质；图2是相关实验的简易装置图。请据图回答下列问题
（1）图1中甲表示的物质是_______________；⑤过程发生的具体场所是_______________。
（2）图2所示的实验操作方法，测定的速率是_______________，如果要确定实际光合速率还需要进行的操作是___________________________________________________________________________。
（3）叶绿体是绿色植物光合作用的场所，它自身通过______________途径，增大其光合作用的膜面积以提高光合效率。如果要观察绿叶中的叶绿体，可以选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮细胞为实验材料，选材的理由是这些部位的细胞中叶绿体__________________________________。
【答案】
（1）
ATP和[H]
线粒体内膜
（2）净光合速率
黑暗处理，测定呼吸速率
（3）类囊体薄膜堆叠形成基粒
数量少、体积大、便于观察
（3）叶绿体是绿色植物光合作用的场所，它自身通过增多类囊体的数量来堆叠形成更多的基粒数量的途径，以增大其光合作用的膜面积以提高光合效率。选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮细胞中叶绿体的数量少，体积大，便于观察，常被选用为观察绿叶中的叶绿体的实验材料。
5.【安徽省合肥八中2017届高三最后一卷理综生物试题】光合作用和呼吸作用是细胞内重要的生理过程，图甲是某真核生物细胞内的相关过程，图乙是某植物相关过程的曲线图。
（1）图甲中C和J
___(填“是”或“不是”）同一种物质；过程③进行的场所是___
；L为____
（填物质名称）；在一定条件下，当G>I、D>K时，产生ATP的场所有____
；一定含3个碳原子的物质有____
（用字母表示），CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径称为___
。
（2）图乙中B点对应的光照强度下,该植物25℃光合作用固定的CO2量___
(填“大于”、“等于”或“小于”)15℃光合作用固定的CO2量；从图形看，15℃的温度下，C点限制该植物光合作用速率增大的外界因素主要是____
。
【答案】
（1）
不是
细胞质基质
水
细胞质基质、叶绿体、线粒体
E、H
卡尔文循环
（2）大于
温度
（2）因为25℃是呼吸作用强度大于15℃是呼吸作用强度，故B点对应的光照强度下，25℃和15℃的净光合作用强度相等，因此25℃西红柿光合作用固定的CO2量大于15℃光合作用固定的CO2量。从图形看，15℃的温度下，提高温度到25℃下，C点的光合作用强度增大，因此15℃的温度下，C点限制该植物光合作用速率增大的外界因素主要是温度。
6．【江苏省东台市2017届高三5月模拟生物试题】下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图．图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构．请据图作答
（1）图中，反应过程①的场所是________，反应过程④的场所是________。
（2）结构a中发生的能量转换过程是________；结构c为________。
（3）干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程________受阻（填编号），原因是________。
（4）水稻灌浆期（光合作用较旺盛）若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程________受阻（填编号）。
（5）实验室探究光照强度对水稻生理代谢的影响时，实验测得相关生理代谢数据黑暗条件下，CO2释放量为0.4mol/cm2叶 小时，光照强度为2.5千勒克司时O2释放量是1.0mol/cm2叶 小时，则水稻光合作用固定的CO2量是________（mol/cm2叶 小时）。
【答案】
（1）
类囊体
线粒体基质
（2）光能→活跃化学能→稳定化学能
细胞质基质
（3）
②
水稻缺水，气孔部分关闭，导致吸收的CO2减少，从而影响暗反应
（4）
①
（5）
1.4
（3）在细胞呼吸中，干旱时叶片气孔关闭，吸收二氧化碳减少，影响②暗反应中二氧化碳的固定，水稻光合作用速率明显下降。
（4）小麦灌浆期若遇阴雨天，光照减弱，影响光合作用的①光反应过程。
（5）根据题意可知，黑暗条件下，单位时间内CO2释放量表示呼吸作用速率，故水稻的呼吸速率为0.4mol/cm2叶 小时，光照强度为2.5千勒克司时O2释放量表示该条件下的净光合速率，即1.0mol/cm2叶 小时，光合作用过程中，二氧化碳的吸收量等于氧气的释放量，所以净光合速率也可以表示为1.0mol/cm2叶 小时的二氧化碳的吸收量，由于光合速率=呼吸速率+净光合速率，所以水稻的光合速率为0.4+1.0=1.4/cm2叶 小时的二氧化碳吸收量。
7．【河北省衡水中学2017年高考押题理科综合生物试题（三）】某同学利用黑藻探究“光照强度对光合速率的影响”，设计实验装置如图乙所示。图甲表示在一定光强度下装置乙中黑藻叶肉细胞的部分代谢过程，其中a、b、c、d代表不同的细胞结构，① ⑤代表不同的物质。请回答
（1）图甲结构a、b、c中存在光合色素的是__________________（用字母表示），提取和分离光合色素依次用____________________（填试剂）。
（2）图甲中①在b内参与有氧呼吸的__________阶段，④代表____________（填物质），能够产生⑤的细胞器有_________________（用字母表示）。
（3）若适宜光强度下，图乙装置中有色小液滴向右移动。当CO2浓度突然降低，则短期内叶绿体中[H]的含量将_______（填“增加”“减少”或“不变”）。一定时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内___________的量。本实验要设置对照实验校正外界环境引起的误差，如何设置？____________。
【答案】
（1）
a
无水乙醇、层析液（顺序颠倒不得分）
（2）第二
丙酮酸
a、b
（3）增加
光合作用释放O2（或O2释放）
用等量的死黑藻植物，其他装置与图示相同
（3）在适宜光照强度下，图甲装置中有色小液滴将向右移动，说明此时黑藻的光合作用大于呼吸作用；当CO2浓度突然降低时，则暗反应产生的C3减少，导致消耗的ATP和[H]减少，所以短期内叶绿体中[H]的含量将增加。若一定时间内有色小液滴向右移动，说明此时黑藻的光合作用大于呼吸作用，则移动的距离代表黑藻单位时间内净光合作用的效率（光合作用释放O2或O2释放量）。本实验要设置对照实验校正外界环境引起的误差，用等量的死黑藻植物，其他装置与图示相同。
8．【2017版（2017年4月）浙江选考】光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，如图表示小麦植株的光合作用与细胞呼吸两者之间的关系。请据图分析回答下列问题
(1)在小麦植株的叶肉细胞中，图中____________(填数字序号)过程能使叶绿体中ATP含量增加，________(填数字序号)过程能使线粒体中ATP含量增加，②过程中发生的能量变化是__________________________________________________，过程③发生在植物细胞的________________中。
(2)若长期水淹，小麦植株会烂根，此时小麦植株根尖细胞中会发生图中________和________(填数字序号)过程。
(3)据图推测，X物质是______________(填物质名称)。
【答案】
（1）①
④
ATP中活跃的化学能变成糖类等有机物中稳定的化学能
细胞溶胶
（2）
③
④
（3）3－磷酸甘油酸
（2）若长期水淹，小麦植株会烂根，此时小麦植株根尖细胞中会发生图中
③（无氧呼吸的第一阶段）和
④（无氧呼吸的第二阶段）过程。
（3）根据以上分析已知，X物质是三碳化合物。
9.【2017年高考全国Ⅰ卷理综，30】植物的补偿点是指由于的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的浓度。已知甲种植物的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、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）植物进行光合作用，吸收二氧化碳释放出氧气，导致密闭容器中二氧化碳浓度降低，暗反应速率降低，所以植物的光合作用速率降低大于0
（2）植物进行光合作用，吸收二氧化碳释放出氧气，导致密闭容器中氧气浓度增加，所以植物有氧呼吸增加$来&
【解析】根据题目信息，由图易分析出当甲植物净光合速率为0时，乙植物净光合速率大于0。
10．【2017年高考江苏理综，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

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