光合作用与细胞呼吸文档格式.docx

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光合作用的过程

知识链接

　光反应在类囊体的薄膜上，将H2O分解为[H]和O2，并将光能―→电能―→ATP中活跃的化学能。

暗反应发生在叶绿体内的基质中，进行CO2的固定、C3还原和C5的再生，将ATP中活跃的化学能―→糖类等有机物中稳定的化学能。

命题角度2

外界因素变化对光合作用过程中有关物质的影响

条件

C3

C5

[H]和ATP

（CH2O）合成量

停止光照，CO2供应不变

增加

下降

减少或没有

光照不变，停止CO2供应

减少

减少或

没有

光照不变，CO2供应增加

光照不变，CO2供应不变，（CH2O）运输受阻

命题角度3

影响光合作用的因素

　①内部因素：

叶绿素的含量、酶的数量、酶的活性等。

②外部因素：

光照强度、CO2浓度、温度、水、矿质元素等。

在光合作用过程中，光照和CO2都是进行光合作用的必需条件，但两者对光合作用的影响不同，光照主要影响光合作用的光反应过程，CO2主要影响光合作用的暗反应过程。

命题角度4

分析光照强度、CO2浓度与光合速率的变化曲线及其应用

因

素

曲线图

含义

在生产上的应用

光照强度

在一定范围内，光合作用的强度随光照强度的增加而增加，但到达一定光照强度后光合作用强度不再增加

合理密植，间作套种

二氧化碳浓度

在一定范围内，增加CO2浓度，可提高光合作用速率，当到达一定CO2浓度后光合作用速率便不再增加

温室栽培植物时，适当提高室内的CO2浓度，可采取的措施有定时通风、施用有机肥等

角度发散

　多因素对光合作用速率的影响

①曲线图

②图形分析：

在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。

随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。

在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含量或强度等。

③应用：

温室栽培时，在一定的光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度，以提高光合速率。

通关演练

1．（2013·

重庆，6）如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。

下列有关叙述，正确的是（　　）。

A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多

B．t2→t3，暗反应（碳反应）限制光合作用。

若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高

C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果

D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物产生量降低

解析　水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；

t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；

t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；

突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物产生量降低，D项正确。

答案　D

2．如图甲、乙分别表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响，据图回答以下问题。

（1）图甲中，影响A点大小的主要非生物因素是________。

若白天的光照长期处于C点水平，则该植物不能正常生长的原因是________。

（2）若适当提高CO2浓度，则图甲中C点和D点将分别向________、________移动。

（3）图乙中，该植物在________点开始进行光合作用，曲线中AB段的存在说明植物对CO2的利用具有的特点是________；

结合曲线中AB段，在该植物的大田栽培中可以采用________方法提高光合产量。

（4）请在图乙中用虚线绘出该植物实际光合作用（即真光合作用）强度的变化曲线。

解析　本题考查光合作用的相关知识，意在考查光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。

（1）A点可反映出该植物呼吸速率的大小，而影响呼吸速率的主要因素是温度。

C点表示光合速率与呼吸速率相同时的光照强度，若白天的光照处于C点水平，则该植物在白天有机物的积累量为0，而夜晚要消耗有机物，一昼夜有机物的积累量为负值，植物不能正常生长。

（2）适当提高CO2浓度，可增大光合速率，故光补偿点会向左移；

光合速率增大则光饱和点将向右移。

（3）从图乙可知，B点CO2的吸收量相对增大，即该点开始进行光合作用。

AB段不能进行光合作用，说明植物只有在一定的CO2浓度条件下才能进行光合作用。

图乙反映的是CO2浓度对植物光合作用强度的影响，对于大田来说，人为增大CO2浓度不可取，而合理密植可以充分利用空气中的CO2。

图乙反映的是净光合速率，真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

答案　

（1）温度　白天有机物积累为零，夜晚要消耗有机物，一昼夜有机物积累则为负值　

（2）左　右　（3）B　植物只有在一定的CO2浓度条件下才能进行光合作用　合理密植

（4）

考点2　细胞呼吸的原理、影响因素及应用

细胞呼吸的过程

　有氧呼吸与无氧呼吸的比较

（1）不同生物的细胞，无氧呼吸的产物不同：

如人体细胞、马铃薯块茎细胞和乳酸菌细胞等无氧呼吸的产物是乳酸，苹果细胞、植物根细胞、酵母菌细胞等无氧呼吸的产物则是酒精（乙醇）。

其直接原因是与呼吸作用有关的酶的种类不同，根本原因是生物体内的遗传物质不同，即DNA决定了与呼吸作用有关的酶的种类。

（2）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，产生少量ATP，葡萄糖分子中的大部分能量则贮存在酒精或乳酸中。

（3）有线粒体的细胞也可以进行无氧呼吸，如酵母菌细胞、人体细胞、苹果细胞等。

（4）无氧呼吸虽然不需要氧气，但仍属于氧化还原反应。

细胞呼吸类型的判断

（1）根据反应物、产物来判断

①如果要消耗氧气，则一定有有氧呼吸；

②如果产物有水，则一定有有氧呼吸；

③如果产物中有酒精或乳酸，则一定有无氧呼吸；

④产物中如果有二氧化碳，则要分情况讨论。

（2）根据反应中的物质的量的关系进行判断：

①不消耗氧气，释放二氧化碳，只进行无氧呼吸；

②酒精量等于二氧化碳的量，只进行无氧呼吸；

③二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于无氧呼吸；

④酒精量小于二氧化碳量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于有氧呼吸。

（3）根据反应场所来判断：

在真核细胞中，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中；

无氧呼吸全过程发生在细胞质基质中。

影响细胞呼吸的因素

影响因素

比较内容

温度

氧气浓度

水分

影响原理

影响酶的活性

决定呼吸类型和强度

自由水含量较高时呼吸旺盛

坐标曲线

3．（组合题）下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是（　　）。

A．葡萄糖分解为丙酮酸，只发生在细胞缺氧时（2012·

上海，25B）

B．种子风干脱水后，呼吸强度减弱（2011·

海南，3A改编）

C．破伤风杆菌在有氧条件下大量繁殖（2011·

海南，3C）

D．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累（2010·

课标，2C）

E．细胞呼吸过程中，线粒体基质和内膜都能产生大量ATP（2012·

江苏，23改编）

答案　B

4．（2013·

安徽，3）如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。

下列分析不正确的是（　　）。

A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛

B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降

C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降

D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成

解析　分析曲线图可知水稻种子在植物开花后的10到30d（种子成熟前期）干物质快速积累，随后趋缓；

而呼吸速率在10到30d则维持最强，随后快速减弱，即干物质积累速率与呼吸速率成正相关，故A项正确、D项错误。

种子成熟后期自由水减少、脱落酸含量较高是植物生理的事实，这两种成分的含量变化影响呼吸速率，使之下降。

5．为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验（见下表）。

试管编号

加入的物质　　　

细胞质基质

线粒体

酵母菌

A

B

C

D

E

F

葡萄糖

－

＋

丙酮酸

氧气

注：

“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。

（1）会产生CO2和H2O的试管有__________，会产生酒精的试管有________，根据试管________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所（均填试管编号）。

（2）有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。

2,4二硝基苯酚（DNP）对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶无法合成ATP。

若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________（填“能”或“不能”）继续进行。

解析　

（1）在有酵母菌细胞质基质的试管中，可将葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，有氧气时可在有线粒体的试管中将丙酮酸和[H]彻底氧化分解产生CO2和H2O，无氧气时可在有细胞质基质的试管中将葡萄糖不彻底地氧化分解产生酒精和CO2，故C、E试管中均可产生CO2和H2O，B、F试管中均可产生酒精。

F试管中细胞质基质和线粒体未分开，无法确定无氧呼吸的场所，而与B、D试管的结果进行对比，能确定酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。

（2）[H]在线粒体内膜上有关酶的作用下，与氧气发生一系列反应形成水，DNP对该过程没有影响，但能影响线粒体内膜上ATP合成酶的活性，从而使能量未用于合成ATP，都以热的形式散失；

试管E中可发生有氧呼吸全过程，加入DNP后，该过程不受影响，但影响ATP的合成。

答案　

（1）C、E　B、F　B、D、F　

（2）线粒体内膜　能

考点3　细胞呼吸与光合作用的综合运用

细胞呼吸与光合作用的关系

　[H]和ATP的来源、去向分析

光合作用

有氧呼吸

[H]

来源

H2O光解产生

有氧呼吸第一、二阶段

去向

还原C3

用于第三阶段还原O2

ATP

光反应阶段产生

三个阶段都产生

用于C3还原供能

用于各项生命活动（植物的C3还原除外）

呼吸速率、总（真正）光合速率与净光合速率的关系

三种