2020高考生物人教版一輪復(fù)習練習高考加強課四光合作用與細胞呼吸關(guān)系的模型構(gòu)建及三率的計算含解析

1、高考加強課（四）光合作用與細胞呼吸關(guān)系的模型構(gòu)建及“三率”的計算-、光合作用與細胞呼吸關(guān)系的模型構(gòu)建及應(yīng)用分析【考題范例】1.1.下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：（1 1）圖中、代表的物質(zhì)依次是、, ,H H代表的物質(zhì)主要是。（2 2）B B代表一種反應(yīng)過程，C C代表細胞質(zhì)基質(zhì)，D D代表線粒體，則ATPATP合成發(fā)生在A A過程，還發(fā)生在（填“B B和C C”“”“C C和D D”或“B B和D D”）。（3 3）C C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是。審答提示（1 1）根據(jù)示意圖信息結(jié)合所學知識理清光合作用和呼吸作用的過程。A A為光反

2、應(yīng)階段，B B為暗反應(yīng)階段，C C為有氧呼吸的第一階段，D D為有氧呼吸的第二、三階段。（2 2）明確各環(huán)節(jié)的物質(zhì)變化和能量變化。例如，光反應(yīng)：物質(zhì)變化：H H2 2O O2 2H H+1+1/20/202 2（水的光解）NADPNADP+ +2e2e+ +HNADPHHNADPH能量變化：光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學能暗反應(yīng)：物質(zhì)變化：COCO2+2+C C5 5化合物-2c2c3 3化合物（二氧化碳的固定）2c2c3 3化合物+4NADPH+ATPf4NADPH+ATPf（CHCH2 2O O）+C+C5 5化合物+H H2 20 0（有機物的生成或稱為C C3 3的還原）能量變化：ATPATP中

3、活躍的化學能轉(zhuǎn)換為有機物中穩(wěn)定的化學能解析：（1 1）分析圖示，A A過程為光合作用的光反應(yīng)階段，B B過程是光合作用的暗反應(yīng)階段。圖中為水光解產(chǎn)生的。2 2；由和H H2 2O O產(chǎn)生與NADPHNADPH（H H, ,即還原型輔酶IIII）可知，是NADPNADP；由轉(zhuǎn)化成ATPATP可知，是ADP+Pi;ADP+Pi;由與COCO2 2結(jié)合生成C C3 3可知，為C C5 5。呼吸作用過程中的H H代表的物質(zhì)主要是NADHNADH（還原型輔酶I I）。（2 2）光合作用的光反應(yīng)階段（A A）可產(chǎn)生ATP,ATP,而暗反應(yīng)階段（B B）不產(chǎn)生ATPATP。有氧呼吸的三個階段都產(chǎn)生ATP,A

4、TP,其中細胞質(zhì)基質(zhì)中進行有氧呼吸的第一階段（C C）, ,線粒體中進行有氧呼吸的第二和第三階段（D D）。（3 3）在缺氧條件下，植物細胞可進行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精。答案：（：（1 1）O O2NADPADPNADPADP+ +PiCPiC5NADHNADH（或答：還原型輔酶I I）（）（2 2）C C和D D（3 3）在缺氧條件下進行無氧呼吸2.2.（20182018 高考江蘇卷）下圖為某植物葉肉細胞中有關(guān)甲、乙兩種細胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖（NADPHNADPH指H H）, ,請回答下列問題：（1 1）甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，參與這一過程的兩類色素為,其中大多數(shù)高等植

5、物的需在光照條件下合成。（2 2）在甲發(fā)育形成過程中，細胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白，在細胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在（填場所）組裝；核編碼的RubiscoRubisco（催化COCO2 2固定的酶）小亞基轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在（填場所）組裝。（3 3）甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為后進入乙，繼而在乙的（填場所）徹底氧化分解成CO2CO2；甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細胞質(zhì)中合成NADPHNADPH, ,NADPHNADPH中的能量最終可在乙的（填場所）轉(zhuǎn)移到ATPATP中。（4 4）乙產(chǎn)生的ATPATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括（填序號）。C C3 3的還原內(nèi)外物質(zhì)運輸H

6、 H2 2O O裂解釋放O O2 2酶的合成審答提示（1 1）據(jù)圖分析，甲表示葉綠體，是光合作用的場所；乙是線粒體，是有氧呼吸的主要場所。（2 2）線粒體為葉綠體提供了二氧化碳和ATP,ATP,葉綠體為線粒體提供了三碳糖（在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解成丙酮酸供給線粒體卜氧氣、NADPHNADPH（葉綠體中過多的還原能在細胞質(zhì)中合成NADPHNADPH）。解析：（1 1）根據(jù)以上分析可知，甲表示葉綠體，是光合作用的場所，參與光合作用的兩類色素是葉綠素和類胡蘿卜素，其中葉綠素需要在光照條件下合成。（2 2）光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜，因此細胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白，在細胞質(zhì)中合成后轉(zhuǎn)運到葉綠體內(nèi)，在類囊

7、體薄膜上組裝；二氧化碳的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，因此核編碼的RubiscoRubisco（催化COCO2 2固定的酶）小亞基轉(zhuǎn)運到葉綠體內(nèi)，在葉綠體基質(zhì)中組裝。（3 3）在氧氣充足的條件下，葉綠體產(chǎn)生的三碳糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中氧化為丙酮酸，然后進入線粒體基質(zhì)中，徹底氧化分解成COCO2 2；據(jù)圖分析，圖中葉綠體中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細胞質(zhì)中合成NADPHNADPH, ,NADPHNADPH中的能量最終可在線粒體內(nèi)膜上轉(zhuǎn)移到ATPATP中。（4 4）葉綠體光反應(yīng)產(chǎn)生ATP,ATP,因此圖中線粒體為葉綠體提供的ATPATP用于光反應(yīng)以外的生命活動如C C3 3的還原、內(nèi)外物質(zhì)運輸、酶的合成等

8、，而H H2 2O O裂解釋放O O2 2屬于光反應(yīng)，故選。答案：（1 1）葉綠素、類胡蘿卜素葉綠素（2 2）類囊體膜上基質(zhì)中（3 3）丙酮酸基質(zhì)中內(nèi)膜上（4 4）【備考錦囊】1.1.“圖解法”分析細胞中兩大生理過程NADPHNADPHNADPNADP+ +儺糖一三碳糖2.2.“表格法”理解光合作用與細胞呼吸過程中H H和ATPATP的來源和去向光合作用有氧呼吸HH來源H H2 2O O光解產(chǎn)生有氧呼吸 A、二階段去向還原C C3 3用于第三階段還原。2 2ATPATP來源光反應(yīng)階段產(chǎn)生三個階段都產(chǎn)生去向用于C C3 3還原供能用于各項生命活動注意：光合作用中產(chǎn)生的H H是還原型輔酶H(NAD

9、PH)H(NADPH)簡化的表示方式，而細胞呼吸中產(chǎn)生的H H是還原型輔酶I(NADH)I(NADH)簡化的表示方式，二者不是種物質(zhì)，盡管書寫形式相同。還原氫的書寫形式一定不能寫成H H、H H、H2,H2,只能寫成H H或NADHNADH或NADPHNADPH。3.3.“流程法”分析光合作用和細胞呼吸中各種元素的去向暗反應(yīng)以呼吸I I工加.呼吸n nC:COC:CO2 2有機物丙酮酸 COCO2 2光反應(yīng)暗反應(yīng)有氧呼吸I I、n n有氧呼吸出H H: :H H2 2O O H H (CH(CH2 2O)O) H H H H2 2O O光反應(yīng)有氧呼吸出有氧呼吸n n光合作用上小O:HO:H2

10、2O O O O2 2 H H2 2O O COCO2 2有機物【應(yīng)考提升】1.1.下圖所示為甘蔗一個葉肉細胞內(nèi)的系列反應(yīng)過程，下列敘述正確的是()()A.A.過程中類胡蘿卜素主要吸收的是紅光和藍紫光B.B.過程只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，過程只發(fā)生在線粒體C.C.過程釋放的能量大部分儲存于ATPATP中D.D.過程一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系解析：選D D。過程中葉綠素主要吸收的是紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收的是藍紫光，A A錯誤；過程只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，過程是有機物氧化分解釋放能量的過程，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，B B錯誤；過程釋放的能量大部分以熱能形式散失，少部分儲存于ATPATP中，C C錯誤；

11、過程ATPATP水解釋放能量，所以一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，D D正確。2.2.(2018(2018山西太原期末) )如圖為某植物葉肉細胞內(nèi)發(fā)生的生理過程圖解。請據(jù)圖回答:A A物質(zhì)是; ;B B物質(zhì)是; ;C C物質(zhì)是;這些物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞绞?2)(2)場所I I是通過(結(jié)構(gòu)) )來增大膜面積的，酶1 1作用的部位是場所I I中的。光合作用的光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供(物質(zhì))；場所n n是指。(3)(3)在場所出中，如果用放射性同位素對B B物質(zhì)示蹤，則放射性最先出現(xiàn)在 物質(zhì)中。E E物質(zhì)在場所出的上生成。(4)(4)長期水淹的植物會出現(xiàn)爛本!現(xiàn)象，是因為圖中(物質(zhì))的積累造成的。(5)(5)植物根尖

12、細胞中產(chǎn)生ATPATP的結(jié)構(gòu)有。解析：(1)(1)分析圖形可知，A A物質(zhì)是由根從土壤溶液中吸收的H H2 2O O, ,能參與光合作用的光反應(yīng)；B B物質(zhì)是光反應(yīng)產(chǎn)生并釋放的。2 2；C C物質(zhì)是參與暗反應(yīng)的COCO2,2,這些物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞蕉际亲杂蓴U散。(2)(2)圖中場所I I是光合作用的場所葉綠體，是通過類囊體薄膜來增大膜面積的；圖中酶1 1催化的是暗反應(yīng)，其作用的部位是葉綠體中的葉綠體基質(zhì)。光合作用的光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供HH和ATP;ATP;場所n n是無氧呼吸進行的場所細胞質(zhì)基質(zhì)。(3)(3)圖中場所出是有氧呼吸的主要場所線粒體，如果用放射性同位素對B B物質(zhì)(O(O2 2) )

13、示蹤，則參與有氧呼吸第三階段反應(yīng)，與HH結(jié)合生成水，故放射性最先出現(xiàn)在E E物質(zhì)(H(H2 2O)O)中，E E物質(zhì)在場所m m的嬴、ADP.piHaWADP.piHaW叫爭胞分SL主曲逐輸、出物生松,物質(zhì)合成蜘所IIII線粒體內(nèi)膜上(有氧呼吸第三階段的場所)生成。(4)(4)長期水淹的植物會出現(xiàn)爛根現(xiàn)象酒精的積累造成的。,是因為無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用，即圖中F F(5)(5)植物根尖細胞沒有光合作用能力，但可以進行細胞呼吸，其細胞呼吸會產(chǎn)生ATP,ATP,因此根尖細胞中產(chǎn)生ATPATP的結(jié)構(gòu)有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。答案：(1)H(1)H2 2OOOO2 2COCO2 2自由擴散(2

14、)(2)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)HH和ATPATP細胞質(zhì)基質(zhì)(3)E(3)E線粒體內(nèi)膜(4)F(4)F酒精(5)(5)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體二、光合作用與細胞呼吸“三率”的判斷及相關(guān)計算【考題范例】(2018(2018高考全國卷I)I)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示?？諝釧RAR,X-IHI二酸4F+C05+脆量一*TP斯所APr+riAPr+ri回答下列問題:(1)(1)當光照強度大于a a時，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是(2)(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是,判斷的依據(jù)是。(3)(3)甲、乙兩種植物中，更適合

15、在林下種植的是。12:12: 0000時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細胞的(填“0202”或“CQCQ”) )不足。審答提示(1)(1)據(jù)圖可知，甲植物的凈光合速率變化幅度明顯大于乙植物，因此可以得出甲植物對光能的利用率明顯高于乙植物。(2)(2)乙植物的飽和點和光補償點都比較低， 屬于陰生植物， 甲植物屬于陽生植物。解析：(1)(1)由圖分析可知，當光照強度大于a a時，相同光照強度下，甲植物的凈光合速率大于乙有機物的積累較多，對光能的利用率較高。(2)(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，植株接受的光照強度相對較弱，光照強度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，

16、因此種植密度過大，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。(3)(3)從圖中可以看出，乙植物的光飽和點以及光補償點都比甲植物低，適合在光照強度相對更弱的環(huán)境中生長，林下的光照強度更低，因此更適合在林下種植的是植物乙。(4)(4)夏日晴天中午12:0012:00時，植物為了減少蒸騰作用對水分的散失，葉片上的部分氣孔會關(guān)閉導(dǎo)致細胞間的二氧化碳的含量下降，從而引起光合速率下降。答案：(1)(1)甲(2)(2)甲光照強度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大(3)(3)乙(4)CO(4)CO2 2【備考錦囊】1 1 . .“圖示法

17、”理解植物“三率”的含義(如圖)(1)(1)光合作用速率表示方法：通常以一定時間內(nèi)COCO2 2等原料的消耗量或。2 2、(CH(CH2 2O)O)等產(chǎn)物的生成量來表示。但由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為凈光合速率和真正光合速率。凈光合速率：常用一定時間內(nèi)O O2 2釋放量、COCO2 2吸收量或有機物( (葡萄糖)積累量表示。真正光合速率：常用一定時間內(nèi)。2 2產(chǎn)生量、COCO2 2固定量或制造、生產(chǎn)、合成有機物的量表示。呼吸速率：將植物置于黑暗中，單位時間內(nèi)實驗容器中0 0。2增加量、O O2減少量或有機物減少量即表示呼吸速率。2 2.凈光合速率和真正光合速率的關(guān)系(4)(4)某植

18、物夏日晴天中午江正光合第真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。凡是進行光合作用的植物，同時也在進行著呼吸作用。在不考慮光照強度對呼吸速率影響的情況下，OAOA段代表植物呼吸速率，ODOD段代表植物凈光合速率，OA+ODOA+OD表示真正光合速率，故真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。圖中B B點既不吸收也不釋放二氧化碳，表示真正光合速率=呼吸速率，凈光合速率為0 0。在考題中，常需根據(jù)圖表中的信息找出凈光合速率和呼吸速率，進而推出真正光合速率。3 3.凈光合速率和真正光合速率的判定方法(1)(1)若為坐標曲線形式，當光照強度為0 0時，COCO2 2吸收值為0,0,則為真正光合速率，若COCO2

19、 2吸收值是負值，則為凈光合速率。(2)(2)若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。(3)(3)有機物積累量為凈光合速率，制造量為真正光合速率。4 4 . .不同光照條件下葉肉細胞的氣體代謝特點曲線光合作用強度與細胞呼吸強度的關(guān)系氣體代謝特點圖示A A點只進行細胞呼吸吸收O O2,2,釋放COCO2 2JJABAB段細胞呼吸強度大于光合作用強度吸收。2,2,釋放COCO2 2B B點細胞呼吸強度等于光合作用強度不與外界發(fā)生氣體交換*B B點后光合作用強度大于細胞呼吸強度吸收COCO2,2,釋放。2 2co1co1o/【應(yīng)考提升】1.1.下圖表示在適宜的光照、COCO2 2濃度

20、等條件下，某植物在不同溫度下的凈光合作用速率和呼吸作用速率曲線。下列有關(guān)說法中錯誤的是()()光照強度tCtC小喔收量C Ccaca群放埴A.A.與光合作用相比，呼吸作用有關(guān)酶的適宜溫度更高B.B.在4040C C之前，總光合作用速率大于呼吸作用速率C.C.溫度在3030C C時總光合作用速率最大D.D.4040C C時，該植物不再進行光合作用解析：選D D。根據(jù)圖可知，光合作用有關(guān)酶的最適溫度為30c30c左右，呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度為4343C C左右，A A正確；溫度4040C C之前該植物凈光合作用速率大于0,0,光合作用速率大于呼吸作用速率，B B正確；真光合速率=凈光合速率+呼吸

21、速率，由圖可知，植物真光合作用速率在3030C C左右時達到最大值，C C正確；4040C C時，凈光合作用速率=呼吸作用速率，D D錯誤。2.2.如圖表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a a、b b、c c、d d時（其他條件不變且適宜），單位時間內(nèi)COCO2 2釋放量和。2 2產(chǎn)生總量的變化。下列有關(guān)說法錯誤的是（）（）A.A.光照強度由a a到d d時，葉肉細胞凈光合速率增加B B.光照強度為b b時，光合作用速率等于呼吸作用速率C.C.若光照強度長期為c,c,該綠色植物不能正常生長D.D.光照強度為d d時，單位時間內(nèi)細胞從周圍吸收2 2個單位的COCO2 2解析：選B B。在a a條

22、件下，COCO? ?釋放的量為6,6,。2 2產(chǎn)生為0,0,則此時不能進行光合作用，d d條件時COCO2 2釋放量為0,0,總光合速率為8,8,A A正確；b b條件時COCO2 2釋放量與。2 2產(chǎn)生量相等，細胞呼吸產(chǎn)生的COCO2 2一部分用于光合作用一部分釋放到細胞外，光合作用速率小于呼吸作用速率，B B錯誤；c c中O O2 2產(chǎn)生量是6,6,即光合強度是6,6,呼吸強度是6,6,二者相等，其他細胞會消耗有機物，該綠色植物不能正常生長，C C正確；d d時光合強度是8,8,呼吸強度是6,6,單位時間內(nèi)細胞從周圍吸收2 2個單位的COCO2,2,D D正確。3,3,以測定的COCO2

23、2吸收速率與釋放速率為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（）（）lt）.切口產(chǎn)生總吊聯(lián)口coco,釋放量d d光照強度A.A.光照相同時間，35c35c時光合作用制造的有機物的量與3030C C時相等B.B.光照相同時間，在2020C C條件下植物積累的有機物的量最多C.C.溫度高于2525C C時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.D.其他條件不變，光照強度適當增強時，兩曲線的交點將向左下方移動解析：選A A。據(jù)圖分析，圖示虛線表示凈光合速率，實線表示呼吸速率，而實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率。因此光照相同時間，3535C C時光合作用制造的有機物的量與3030C C時相等，A A正確；光照相同時間，在25c25c條件下凈光合速率最高，植物積累的有機物的量最多，B B