资源简介

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●高考考情分析——知己知彼
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
考情分析 高频考点 （1）理解光合作用的过程（2）理解影响光合作用速率的因素，并在农业上的应用（3）理解细胞呼吸的过程（4）理解影响细胞呼吸速率的因素
考查形式 （1）光合作用和细胞呼吸的过程（2）影响光合作用和细胞呼吸的因素
命题角度 光合作用和细胞呼吸的联系和区别、影响光合作用和细胞呼吸的内因和外因、根据曲线图判断光合速率和呼吸强度的大小
常见题型 选择题、综合题
备考建议 利用图解法和图文转化法理解光合作用和细胞呼吸的过程，从物质变化和能量变化两个方面，归纳总结光合作用和细胞呼吸的联系和区别；利用曲线图和列表总结的方法，全面分析影响光合作用和细胞呼吸的内因和外因，并构建曲线模型，正确解读曲线，判断光合作用和细胞呼吸强度的大小；辨别植物净光合速率、总光合速率和呼吸速率的大小，并能正确应用于生产实践中；强化训练一些常见实验试题，如氧气浓度对细胞呼吸强度的影响，理解影响光合作用的因素（如光照强度、二氧化碳浓度等）；利用表格，理清光合作用和呼吸作用的区别和联系。
●基本技能攻略——各个击破
攻略一 图解光合作用条件骤变时各物质量的变化
【例1】（2016天津卷，2）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是
A.红光，ATP下降 B.红光，未被还原的C3上升
B.绿光，[H]下降 D.绿光，C5上升
【答案】C
【攻略技巧】根据下图分析
攻略二 图解影响光合作用的主要环境因素
【例2】（2017年北京卷，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
【攻略技巧】通过曲线图理解光照强度、CO2浓度对光合作用强度的影响。
在一定范围内，光合作用速率随光照强度、CO2浓度的增加而增大，但当光照强度、CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
分析多因子对光合作用强度的影响时，应控制其中一因子不变，再研究另一因子的变化。如下图所示，P点时，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合作用速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。
攻略三 有氧呼吸和无氧呼吸的比较
【例3 】（2017年海南卷，8）某染料（氧化型为无色，还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。
分组 甲组 乙组
处理 种子与染料混合保温 种子煮沸后与染料混合保温
结果 种子中的胚呈红色 种子中的胚未呈红色
下列叙述错误的是（　　）
A．甲组的胚发生了氧化还原反应
B．呼吸作用产生的NADH使染料变成红色
C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞
D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
【答案】C
【攻略技巧】若有氧呼吸和无氧呼吸的底物均是葡萄糖，则有氧呼吸时吸收的O2量与释放的CO2量相等，而无氧呼吸时不需要消耗O2但可产生CO2。若不考虑产生乳酸的无氧呼吸，如果某生物吸收O2量与释放CO2量相等，则该生物只进行有氧呼吸；如果某生物不吸收O2，但有CO2释放，则该生物只进行无氧呼吸；如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则该生物进行有氧呼吸和无氧呼吸。在有氧呼吸和无氧呼吸同时存在时，哪种占优势，则要从消耗的葡萄糖量来计算。
图解影响细胞呼吸强度的主要环境因素
（1）O2浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧气浓度之间的关系，可用下左图表示。
（2）温度：温度通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性而影响细胞呼吸。一般而言，在一定范围内，细胞呼吸强度随着温度的升高而增强，可用上右图所示。
●名校试题演练——决胜2018
1．下列关于人体内有氧呼吸和无氧呼吸的比较，正确的是（ ）
A. 二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B. 葡萄糖只能作为有氧呼吸分解的底物
C. 还原氢只在有氧呼吸过程中产生
D. 剧烈运动时细胞只进行无氧呼吸
【答案】A
2．下列有关光合作用探究历程的叙述，正确的是
A. 英格豪斯认为密闭玻璃罩中蜡烛熄灭的根本原因是缺乏足够的氧气
B. 萨克斯的实验中叶片曝光的一半变蓝，说明叶绿体在光下产生了淀粉
C. 鲁宾和卡门只用18O标记H2O，证明了光合作用释放的氧气都来自于水
D. 恩格尔曼的水绵实验利用了好氧细菌的生理特点作为因变量观测指标
【答案】D
【解析】英格豪斯认为植物体只有绿叶才能更新污浊的空气，A错误；萨克斯将暗处理的叶片一半曝光、一半遮光，一段时间后用碘蒸汽处理，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化，证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，B错误；鲁宾和卡门用18O分别标记CO2和H2O，一组植物提供C18O2和H2O，另一组植物提供CO2和H218O，分析两组植物释放的O2，证明了光合作用释放的氧气都来自于水，C错误；恩格尔曼将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗、无空气的环境中，用极细光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中，如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位，证明了O2是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，可见，恩格尔曼的水绵实验利用了好氧细菌的生理特点作为因变量观测指标，D正确。
3．在人体细胞的呼吸过程中，下列变化不一定发生在细胞质基质中的是
A. 丙酮酸的生成 B. 丙酮酸的转化 C. 乳酸的生成 D. CO2的生成
【答案】D
4．科研人员研究了南瓜幼苗在适宜光照条件下光合作用速率和呼吸作用速率随温度变化关系，结果如图，其中曲线①为从外界吸收的CO2量，②为线粒体消耗的O2量。以下叙述错误的是
　　　　
A. 限制CD段真光合速率的外界因素主要是温度和CO2浓度
B. A点时叶肉细胞中发生的生理过程肯定有光合作用和需氧呼吸
C. 0 10℃时南瓜幼苗有机物减少，10 30℃时有机物增加
D. 若适当增加CO2浓度，曲线的交点B可能出现在低于10℃时
【答案】C
【解析】据图分析，限制CD段真光合速率的外界因素主要是温度和CO2浓度，A正确；A点时植物从空气中吸收的二氧化碳的量为0，表示此时净光合速率为0，即光合作用速率等于呼吸作用速率，B正确；0 10℃时，南瓜幼苗的净光合速率大于0，说明其有机物是增加的，C错误；若适当增加CO2浓度，光合速率增加，则曲线的交点B可能出现在低于10℃时，D正确。
5．细胞呼吸是细胞重要的生命活动，下列说法错误的是
A. 夏季连续阴天，大棚中白天适当增强光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
B. 中耕松土、稻田定期排水
C. 细胞呼吸的每个阶段都会合成ATP，生物体内合成ATP的能量都来自细胞呼吸
D. 低氧、零上低温有利于贮存水果、蔬菜，其原理都是降低了细胞呼吸
【答案】C
6．下列有关绿叶中色素的叙述，正确的是
A. 绿光不被色素吸收 B. 色素吸收光能需要消耗ATP
C. 正常叶片中叶绿素b含量最多 D. 分离色素时可用92号汽油作层析液
【答案】D
【解析】绿叶中的色素吸收绿光少，A项错误；色素吸收光能不需要消耗ATP，B项错误；正常叶片中叶绿素a含量最多，C项错误；色素易溶于汽油，分离色素时可用92号汽油作层析液，D项正确。
7．图示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，下列有关说法不正确的是
　　　　　　
A. ①过程发生在叶绿体基粒的类囊体薄膜上
B. ③过程发生在叶绿体基质中
C. ④过程需要H2O的参与
D. ①②③④过程中都产生ATP
【答案】D
【解析】根据分析可知，①过程是发生在叶绿体基粒的类囊体薄膜上的水光解过程，A正确；③过程是暗反应阶段，发生在叶绿体基质，B正确；④过程是细胞有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，其中第二阶段有H2O的参与，C正确；过程③表示二氧化碳在[H]和ATP的作用下合成葡萄糖，是光合作用的暗反应阶段，没有ATP 的合成，而是消耗ATP，D错误。
8．下列有关细胞呼吸原理在生产生活中应用的叙述，错误的是
A. 中耕松土，有利于植物吸收土壤中的矿质离子
B. 包扎伤口，可选用透气、松软的“创可贴”等敷料
C. 一定湿度、零上低温、低氧环境有利于苹果等水果的保鲜
D. 利用新鲜葡萄和酵母菌在持续通气的发酵罐内可酿造出葡萄酒
【答案】D
9．下图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是
　　　　　　　　　　　
A. A→B点，叶绿体中C3浓度降低
B. B→D点，叶绿体中C5浓度升高
C. 曲线A→B点，叶绿体中C5生成速率降低
D. D点时，限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等
【答案】C
【解析】A→B点，光照强度增强，光反应产生的ATP和[H]多，C3被还原的多，所以叶绿体中C3浓度降低，A正确。B→D点，B点二氧化碳浓度比D点高，二氧化碳与C5固定形成C3，所以C5利用的少，叶绿体中C5浓度升高，B正确。曲线A→B点，C3被还原的多，所以叶绿体中C5生成速率加快，C错误。D点时，限制光合作用速率的环境因素不是光照强度，可能有CO2浓度和温度等，D正确。
10．生物膜在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1和图2表示真核生物不同生物膜结构及其所发生的部分生理过程。下列叙述正确的是
　　
A. 图中的反应过程通过电子显微镜可以观察到
B. 图中两个过程均可以形成ATP和[H]，都能用于C3的还原
C. 图1和图2的生理过程体现了生物膜上蛋白质的催化和运输功能
D. 两种膜的功能不同与膜上磷脂分子和蛋白质分子的特异性有关
【答案】C
11．下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，不正确的是
A. 实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2
B. 在探究有氧呼吸的实验过程中，泵入的空气应去除CO2
C. 实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
D. 可通过观察澄清石灰水是否变浑浊判断酵母菌的呼吸方式
【答案】D
【解析】实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌，并去除溶液中的O2，A正确；酵母菌有氧呼吸过程中有CO2产生，所以在探究有氧呼吸的实验过程中，泵入的空气应去除CO2，以防止干扰实验结果，B正确；该实验的自变量是有无氧气，温度、pH、培养液浓度等属于无关变量，无关变量应相同且适宜，C正确。酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，D错误。
12．图甲表示适宜光照下某植物叶肉细胞中发生的部分生理过程。图乙是晴朗的白天某科研小组对该植物吸收CO2的速率（净光合速率）和气孔阻力进行测定后绘制的曲线。请结合图形，回答下列问题。
　　　
（1）图甲中③过程发生的具体场所是____________。若Y物质是丙酮酸，④过程____________（能/不能）产生ATP。
（2）图乙中AB段最主要的限制因素是________________________。
（3）如果要获得B点时该植物固定CO2的速率，还需要测定某个量，该量是____________。
（4）如果是在阴天测定该植物吸收CO2的速率，图乙中的A的位置将____________（右移/左移/ 不变）。
（5）图中10：00-12：00时段光照強度增强，但植物的净光合速率却逐渐降低，其主要原因是____________。
（6）如果将该植物置于温度、光照强度适宜的密闭装置中对该植物吸收CO2的速率进行测定，会发现该植物吸收CO2的速率变化总趋势是____________。
【答案】 叶绿体基质 能 光照强度 呼吸速率 右移 10：00——12:00气孔阻力增大，C02进入叶肉细胞的量减少，从而导致光合速率下降 逐渐下降直至为0
【解析】（1）图甲中③过程为CO2的固定，发生于叶绿体基质。适宜光照下叶肉细胞光合作用大于呼吸作用，氧气充足，若Y物质是丙酮酸，则④过程为有氧呼吸第二阶段，可以产生ATP。
（2）图乙中AB段温度变化不大，植物吸收CO2的速率随光照逐渐增强而增强，则最主要的限制因素是光照强度。
（3）该植物固定CO2的速率即为实际光合速率，等于净光合速率与呼吸速率之和，要获得B点时该植物固定C02的速率，还需要测定呼吸速率。
（4）A点时净光合速率为0，阴天时光照较弱，图乙中的A的位置将右移，才有较强的光照，净光合速率才能达到0。
（5）据图乙可知，图中10：00-12：00时段虽然光照強度增强，但气孔阻力增大，CO2进入叶肉细胞的量减少，导致植物的净光合速率逐渐降低。
13．光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高O2、低CO2情况下发生的一个生理过程，是光合作用损耗能量的副反应，简称C2途径。下图是光合作用暗反应（简称C3途径）与C2途径的联系图。
　　　　　　
（1）据图找出光呼吸与C3途径的主要相同点：_____________________________。
（2）回顾细胞呼吸(通常称暗呼吸）的有关知识，并结合图，找出光呼吸与暗呼吸的主要区别:_________。
（3）有实验表明，合理降低光呼吸能大幅度提高作物的产量，请结合所学知识，提出一条降低光呼吸的措施:______________________________。
【答案】 都由Rubisco酶催化；都消耗ATP；都有共同的中间产物PGA和共同的起始物质RuBP 光呼吸只在光下进行，暗呼吸光下或黑暗均可；光呼吸底物是RuBP，而暗呼吸底物主要是糖类；光呼吸消耗ATP，暗呼吸产生ATP；代谢途径不同，光呼吸与暗呼吸的酶和中间产物不同 提高CO2浓度；应用光呼吸抑制剂；培育高光效作物新品种
【解析】（1）据图比较C3途径与C2途径可得出，两者的主要相同点是: ①都从RuBP开始；②过程中都需要由Rubisco酶催化，且都需要ATP供能；③中间产物都为PGA
（2）光呼吸与暗呼吸的主要区别为：①从底物来分析：暗呼吸底物可以是碳水化合物、脂肪或蛋白质，但最常用的底物是葡萄糖；光呼吸底物是RuBP。②从条件来分析：光呼吸只在光下进行，暗呼吸光下、暗中都可进行；光呼吸消耗ATP，暗呼吸产生ATP；③从代谢途径角度分析：光呼吸与暗呼吸的酶和中间产物不同。
（3）光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高O2、低CO2情况下发生的一个生理过程，降低光呼吸的措施包括提高CO2浓度、应用光呼吸抑制剂、培育高光效作物新品种等。
14．科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响。请回答问题。
　　
(1)据图1分析，比较甲、乙两种番茄，土壤含水量对它们的光合作用速率影响____________(填“基本相同”或“差别很大”)。当土壤含水量_______(填“大于”或“小于”)70％时，土壤含水量不成为限制番茄光合作用的因素。
(2)为进一步研究光合作用速率下降的原因，研究人员测定了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度(气孔开放程度)和胞间CO2浓度。结果如图2。
①综合图1和图2分析，土壤含水量低于70％时，_______________（“气孔导度”或“胞间二氧化碳浓度”）的变化与番茄光合速率的变化趋势相似。
②随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为水分亏缺导致光合产物的__________变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO2吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，从而直接影响____反应，而且不能恢复。
(3)为验证上述观点，将培养在_____________条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行_________________处理，对照组保持原有状态。若实验组番茄幼苗光合速率_____________，则观点二成立。
【答案】 基本相同 大于 气孔导度 输出（或利用） 光 低土壤含水量 正常供水（浇水、补水） 不能恢复（不变）
（2）①综合图1和图2分析，土壤含水量低于70%时，气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势相似，即均呈下降的趋势。
②随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出（或输出速率）变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO2吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，而类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，因此直接影响光反应，而且不能恢复。
（3）为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水（浇水、补水）处理，对照组保持原有状态。若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立。因为观点二中的叶绿体片层结构破坏是不能恢复的。
15．每年夏季发生洪涝灾害后，为探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，研究人员进行了如下实验．
（一）材料用具：略
（二）方法步骤：
组别 步骤1 步骤2 步骤3 步骤4
甲 清水浸辣椒种子 催芽、育苗及选择幼苗 正常条件下（不淹水）培养幼苗 测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶（LDH）和乙醇脱氢酶（ADH）的酶活性
乙 ？ 淹水条件下培养幼苗
丙 CaCl2溶液浸辣椒种子 ？
注：LDH催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇（即酒精）．
（三）实验结果：
（1）乙组步骤1的处理是__________；丙组步骤3的处理是__________．
（2）据实验结果分析：淹水导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸__________（增强/减弱），从而__________（促进/抑制）根的生长．
（3）若分别制取三组辣椒幼苗根系提取液，并滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，则三组中，丙组提取液颜色变为色，且程度最__________（深/浅）．
（4）实验结果表明：淹水条件下，适当施用Ca2+可减少根细胞无氧呼吸产物的__________积累，从而减轻其对根细胞的伤害．
【答案】 清水浸辣椒种子 淹水条件下培养幼苗 增强 抑制 灰绿 深
【解析】试题分析：该题属于实验设计类题型，解答设计实验题要注意这类实验一般以实验目的为目标，以实验原理为依据，以实验材料为基础，确定实验变量（自变量）和反应变量（因变量），分析实验变量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。设计具体步骤后，要顺藤摸瓜，通过对实验结果（或现象）的判断，综合分析得出实验结论。
（1）甲、乙、丙三组实验，对比在不同情况下，测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶（LDH）和乙醇脱氢酶（ADH）的酶活性，在实验中要保证无关变量一致性，故乙组步骤1的处理是清水浸辣椒种子；丙组步骤3的处理是淹水条件下培养幼苗。
（2）淹水情况下，氧气少，导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸增强，有害物质积累，从而抑制了辣椒幼苗根的生长。

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