高考生物一輪復(fù)習(xí)（全國(guó)版） 第3單元 微專題二　光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析

光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析微專題二題型一光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程中的物質(zhì)能量關(guān)系1.光合作用和有氧呼吸中各種元素的去向CO2丙酮酸CO2(CH2O)H2OO2

2.光合作用與有氧呼吸中的能量轉(zhuǎn)化1.如圖表示在有氧條件下某高等植物體內(nèi)有關(guān)的生理過(guò)程示意圖，①～⑤表示有關(guān)過(guò)程，X、Y、Z和W表示相關(guān)物質(zhì)。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說(shuō)法，錯(cuò)誤的是A.X、Y、Z物質(zhì)分別表示C3、丙酮酸

和ATPB.①～⑤過(guò)程中能產(chǎn)生ATP的有①②③④C.②⑤過(guò)程分別表示C3的還原和CO2的固定D.光合速率小于呼吸速率時(shí)，④過(guò)程產(chǎn)生的CO2會(huì)釋放到細(xì)胞外跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練據(jù)圖可知，物質(zhì)X是CO2固定的產(chǎn)物，所以X表示C3。物質(zhì)Y是葡萄糖氧化分解成CO2的中間產(chǎn)物，所以Y表示丙酮酸。物質(zhì)Z是光反應(yīng)產(chǎn)生用于暗反應(yīng)的ATP，A項(xiàng)正確；圖中①過(guò)程表示光反應(yīng)，能產(chǎn)生ATP。②過(guò)程表示暗反應(yīng)中C3的還原，消耗ATP而不能產(chǎn)生ATP。③過(guò)程表示有氧呼吸的第一階段，能產(chǎn)生ATP。④過(guò)程表示有氧呼吸第二階段(或第二、三階段)，能產(chǎn)生ATP。⑤過(guò)程表示暗反應(yīng)中CO2的固定，不能產(chǎn)生ATP，B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確；光合速率小于呼吸速率時(shí)，④過(guò)程產(chǎn)生的CO2要比⑤過(guò)程消耗的CO2多，所以會(huì)有一部分CO2釋放到細(xì)胞外，D項(xiàng)正確。2.下圖表示植物葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程中氫元素的轉(zhuǎn)移途徑，下列相關(guān)敘述不正確的是

A.過(guò)程①④在生物膜上進(jìn)行B.光合作用的原料H2O中的氧可以依次經(jīng)過(guò)①②③④轉(zhuǎn)移到細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物

H2O中C.植物體光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程③④中合成的ATP少于過(guò)程①合成的ATPD.過(guò)程①②③④都有能量的轉(zhuǎn)化跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練過(guò)程①光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行，④有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，A正確；光合作用的原料H2O中的氧可以依次經(jīng)過(guò)①光反應(yīng)釋放到環(huán)境中，環(huán)境中的氧可通過(guò)④有氧呼吸第三階段轉(zhuǎn)移到細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物H2O中，中間不經(jīng)過(guò)②③，B錯(cuò)誤；植物體光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，整體植株的光合作用等于呼吸作用，但植物的非綠色組織只能進(jìn)行呼吸作用不能進(jìn)行光合作用，故葉肉細(xì)胞的光合作用應(yīng)大于自身的呼吸作用，即③④中合成的ATP少于過(guò)程①合成的ATP，C正確；過(guò)程①②③④不僅有物質(zhì)的變化過(guò)程也伴有能量的轉(zhuǎn)化，D正確。題型二光合作用與呼吸作用的相關(guān)計(jì)算1.根據(jù)關(guān)鍵詞判定真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率檢測(cè)指標(biāo)細(xì)胞呼吸速率凈光合速率真正光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量(植物)、減少量(環(huán)境)利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)、消耗量(黑暗)釋放量(植物)、增加量(環(huán)境)產(chǎn)生量、生成量、制造量、合成量葡萄糖消耗量(黑暗)積累量、增加量產(chǎn)生量、生成量、制造量、合成量2.真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的內(nèi)在關(guān)系(1)植物綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為

速率(A點(diǎn))。(2)植物綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測(cè)得的數(shù)據(jù)為

速率。(3)真正光合速率＝

速率＋

速率。呼吸凈光合呼吸凈光合3.將某植物放在透明且密閉的容器內(nèi)，并在適宜條件下培養(yǎng)。測(cè)得植物吸收和產(chǎn)生的CO2的速率如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是A.T1時(shí)刻，該植物固定CO2的速率是10mg·h－1B.T2時(shí)刻，該植物能進(jìn)行光合作用但無(wú)有機(jī)物

積累C.T1～T3時(shí)間段內(nèi)，該植物的凈光合速率逐漸

下降D.T3時(shí)刻后，密閉容器中的CO2濃度不斷升高跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練T1時(shí)刻，該植物固定CO2的速率為總光合速率，即總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝10＋2＝12(mg·h－1)，A錯(cuò)誤；T2時(shí)刻，該植物凈光合速率大于0，有有機(jī)物的積累，B錯(cuò)誤；密閉容器內(nèi)二氧化碳的含量一定，隨著光合作用的進(jìn)行，二氧化碳濃度逐漸降低，所以T1～T3時(shí)間段，該植物的凈光合速率逐漸下降，C正確；T3時(shí)刻之后，該植物的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2濃度保持不變，D錯(cuò)誤。4.(2022·合肥高三期中)某生物興趣小組欲測(cè)定溫度對(duì)植物光合作用速率的影響，他們將生長(zhǎng)狀況相同的同種植物隨機(jī)均分為4組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在不同的溫度下測(cè)定葉片質(zhì)量變化(均考慮為有機(jī)物的質(zhì)量變化)。如圖表示在不同溫度下，測(cè)定某植物葉片質(zhì)量變化情況的操作流程及結(jié)果。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.從操作流程分析，該植物的呼吸速率可表示

為Xmg/hB.從操作流程分析，該植物的總光合速率可表

示為(2X＋Y)mg/hC.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，隨溫度升高，總光合速度先升高后下降D.在14℃下維持10小時(shí)光照后10小時(shí)黑暗，該植物葉片會(huì)增重30mg跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，隨著溫度的升高，2X＋Y的值分別為4、7、8、9，故總光合速率越來(lái)越大，C錯(cuò)誤；14℃時(shí)，光照10小時(shí)積累的有機(jī)物量＝(Y＋X)×10＝(3＋2)×10＝50(mg)；黑暗10小時(shí)消耗的有機(jī)物量＝X×10＝2×10＝20mg，所以該植物葉片會(huì)增重50－20＝30(mg)，D正確。題型三植物光合作用和細(xì)胞呼吸的日變化曲線分析1.圖1的B點(diǎn)、圖2的B′C′段形成的原因：凌晨3時(shí)～4時(shí)，溫度降低，

減弱，CO2釋放減少。2.圖1的C點(diǎn)、圖2的C′點(diǎn)：此時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)光照，

啟動(dòng)。3.圖1的D點(diǎn)、圖2的D′點(diǎn)：此時(shí)光合作用強(qiáng)度

呼吸作用強(qiáng)度。細(xì)胞呼吸光合作用等于4.圖1的E點(diǎn)、圖2的F′G′段形成的原因：溫度過(guò)高，部分氣孔關(guān)閉，

供應(yīng)不足，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。5.圖1的F點(diǎn)、圖2的H′點(diǎn)：此時(shí)光合作用強(qiáng)度

呼吸作用強(qiáng)度，之后光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度。6.圖1的G點(diǎn)、圖2的

點(diǎn)：此時(shí)光照強(qiáng)度降為0，光合作用停止。CO2等于I′A.圖1中，兩曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是凈光合速率為0時(shí)的溫度B.圖2中，de段和fg段下降的原因相同C.圖3中a、b兩點(diǎn)為光合速率和呼吸速率相等的點(diǎn)D.若呼吸作用的原料全部為葡萄糖，則圖1中30℃時(shí)10h需消耗葡萄糖15mg5.(2022·馬鞍山高三期中)下列關(guān)于曲線的描述，正確的是跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練圖1中，光照下CO2的吸收速率代表凈光合速率，兩曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是凈光合速率與呼吸速率相等，A錯(cuò)誤；圖2中，de段下降是因?yàn)闅饪撞糠株P(guān)閉導(dǎo)致CO2減少所致，fg段是因?yàn)楣庹諒?qiáng)度降低所致，B錯(cuò)誤；圖3中，當(dāng)光合速率和呼吸速率相等時(shí)，溫室內(nèi)二氧化碳濃度達(dá)到最高或最低點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)為光合速率和呼吸速率相等的點(diǎn)，C正確；跟蹤訓(xùn)練若呼吸作用的原料全部為葡萄糖，圖1中30℃時(shí)，黑暗條件下CO2的釋放速率為3mg/h,10h釋放CO2量為30mg，設(shè)10h需消耗葡萄糖xmg，根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式，需消耗葡萄糖(6×44)/30＝180/x，x≈20.45mg，D錯(cuò)誤。6.如圖是大棚番茄在24小時(shí)測(cè)得CO2含量和CO2吸收速率的變化曲線圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.a點(diǎn)CO2釋放量減少可能是由溫度降低導(dǎo)

致細(xì)胞呼吸強(qiáng)度減弱B.番茄通過(guò)光合作用合成有機(jī)物的時(shí)間是

c～e段C.由P點(diǎn)條件變?yōu)閐點(diǎn)，C5生成減少D.植物干重最大的時(shí)刻是e點(diǎn)跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練a點(diǎn)溫度降低導(dǎo)致細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放量減少，A正確；番茄通過(guò)光合作用制造有機(jī)物的時(shí)間是b～f段，B錯(cuò)誤；d時(shí)氣溫高，蒸騰作用過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率減慢，C5生成減少，C正確；c～e段光合作用大于呼吸作用，有機(jī)物積累，e點(diǎn)之后光合作用小于呼吸作用，故有機(jī)物積累最多的時(shí)刻是e點(diǎn)，D正確。題型四光合速率的測(cè)定方法1.“液滴移動(dòng)法”(1)測(cè)定呼吸速率①裝置燒杯中放入適宜濃度的

溶液用于

。②玻璃鐘罩

處理，以排除光合作用干擾。③置于適宜溫度環(huán)境中。④紅色液滴向

移動(dòng)(單位時(shí)間內(nèi)

移距離代表呼吸速率)。NaOH吸收CO2遮光左左(2)測(cè)定凈光合速率①裝置燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液，用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿足光合作用需求。②必須給予足夠光照處理，且溫度適宜。③紅色液滴向

移動(dòng)(單位時(shí)間內(nèi)

移距離代表凈光合速率)。(3)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，根據(jù)紅色液滴的移動(dòng)距離對(duì)原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。右右2.“黑白瓶法”：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，而白瓶中的生物既能進(jìn)行光合作用又能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以黑瓶(無(wú)光照的一組)測(cè)得的為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，白瓶(有光照的一組)測(cè)得的為表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。3.“稱重法”：將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，曝光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者可計(jì)算出真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需對(duì)葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。7.以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖甲所示。圖乙裝置可以用來(lái)測(cè)定光合速率，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20℃環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X。20min后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置X處。下列分析錯(cuò)誤的是跟蹤訓(xùn)練A.光照相同時(shí)間，在25℃條件下植物積累的有機(jī)

物的量最多B.光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物

的量與30℃相等C.圖乙若以釋放的氧氣量代表凈光合速率，則該植

物的凈光合速率為1.2mL/hD.若將圖乙的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，20min

后，要使水滴維持在位置X處，針筒的容量需向

右調(diào)節(jié)跟蹤訓(xùn)練√跟蹤訓(xùn)練若將圖乙的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，光合作用吸收的CO2與釋放的O2量相等，20min后，要使水滴維持在位置X處，不需要調(diào)節(jié)針筒容量，D錯(cuò)誤。8.(2022·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三質(zhì)檢)某生物科研小組從池塘某一深度取水樣，分裝到六對(duì)黑白瓶中(白瓶為透光瓶，黑瓶為不透光瓶)。剩余水樣立即測(cè)定初始溶解氧為10mg/L。將瓶密封后有五對(duì)置于五種不同強(qiáng)度的光照條件下(溫度相同)，一對(duì)放回原水層，24小時(shí)后，測(cè)定瓶中溶解氧量。請(qǐng)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)(如表)判斷，下列說(shuō)法正確的是跟蹤訓(xùn)練光照強(qiáng)度(klx)abcde原水層白瓶溶氧量(mg/L)31019303019黑瓶溶氧量(mg/L)333332A.光照強(qiáng)度為a時(shí)，白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，說(shuō)明a為黑暗條件B.光照強(qiáng)度為b時(shí)，植物不能發(fā)生光合作用C.原水層與c的白瓶溶解氧含量相同，可以推測(cè)原水層的光照強(qiáng)度為cD.當(dāng)光照強(qiáng)度大于d時(shí)，白瓶中的植物產(chǎn)生的氧氣量都是30mg/L跟蹤訓(xùn)練√光照強(qiáng)度(klx)abcde原水層白瓶溶氧量(mg/L)31019303019黑瓶溶氧量(mg/L)333332跟蹤訓(xùn)練光照強(qiáng)度為b時(shí)，白瓶溶解氧量與初始溶解氧量相等，說(shuō)明凈光合速率為零，植物能發(fā)生光合作用，B錯(cuò)誤；原水層與c的白瓶溶解氧含量雖相同，但呼吸速率不同[原水層的呼吸速率＝10－2＝8(mg/L)，c的白瓶呼吸速率＝10－3＝7(mg/L)]，所以兩者的總光合速率不同，光照強(qiáng)度不同，C錯(cuò)誤；當(dāng)光照強(qiáng)度大于d時(shí)，白瓶中的植物產(chǎn)生的氧氣量即為總光合量＝表觀光合量＋呼吸消耗量＝30－10＋10－3＝27(mg/L)，D錯(cuò)誤。9.某半干旱地區(qū)春季多風(fēng)，干旱少雨；夏季酷熱，降水相對(duì)較多；秋季涼爽，晝夜溫差較大。某科研小組對(duì)當(dāng)?shù)丶?、乙、丙三種植物在不同季節(jié)的生長(zhǎng)情況進(jìn)行研究，結(jié)果如下圖所示。跟蹤訓(xùn)練(1)植物的葉肉細(xì)胞中ATP的生成場(chǎng)所是____________________________，秋季光照下ATP生成速率最慢的植物是____。(2)夏季三種植物中生長(zhǎng)最快的是____，判斷依據(jù)是________________________________________________________。(3)與其他兩季相比，秋季三種植物的呼吸速率_____(填“升高”“不變”或“降低”)，原因是______________________。跟蹤訓(xùn)練質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體細(xì)胞乙

丙