高考生物九大难点专项突破 专题07光合作用与呼吸作用专项突破含答案解析.docx

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高考生物九大难点专项突破专题07光合作用与呼吸作用专项突破含答案解析

专题07光合作用与呼吸作用专项突破

编写依据

光合作用和细胞呼吸在高考卷中的题型多种多样，多为知识综合理解加实际应用类型，是历届考生备考过程中感觉较为困难的知识点，但分析高考题目不难发现，虽然题目样式多变，然知识点的考查依旧是以教材基础知识为依托，形式如下：

1、利用实验数据、图表等形式创设新情境，考查光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素、相关实验及在生产实践中的作用；

2、以人类科技成果作用作为情景，考查考生获取信息、理解信息的综合能力，考查考生分析、推理、评价及实验探究能力。

本专题将以2015-2018年间典型高考真题入手，按知识点进行“拆分”，以期对考生的备考起到导向作用，在备考中能有的放矢。

【难点1】光合作用与细胞呼吸过程的考查

此类题目以光合作用、呼吸作用的过程考查为大背景，考点涉及光合、呼吸作用进行的场所、所需原料、物质变化等诸多方面，此类型题目考查相对基础，属于较易题，应争取不丢分。

【典例1】（2017全国III）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。

下列叙述错误的是（　　）

A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

D．叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

【答案】A

【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素主要吸收红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。

【考点分析】不熟悉各种色素的吸收光谱是对A、D选项误判的主要原因。

【典例2】（2017海南）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出，下列说法正确的是（）

A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气

B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生

C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生

D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量

【答案】A

【考点分析】熟知色素对光的吸收和光合作用过程是正确解答该题的关键。

【典例3】（2016北京）葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程

A．在无氧条件下不能进行B．只能在线粒体中进行

C．不需要能量的输入D．需要酶的催化

【答案】D

【解析】酵母菌无氧呼吸产生酒精，在无氧呼吸的第一阶段生成ATP，由此推知葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由ADP转化为ATP的过程是在无氧条件下进行的；A错误。

无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行；B错误。

ADP+Pi+能量ATP；C错误、D正确。

【考点分析】①酵母菌细胞内ATP形成的部位：

细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质；②酵母菌的呼吸方式；③有氧呼吸和无氧呼吸过程中均有ATP形成；④ADP转化为ATP的条件：

需要能量以及酶的催化等。

【典例4】（2016上海）在光合作用的光反应中（）

A．电子受体是水

B．电子供体是NADPH

C．反映场所位于叶绿体膜

D．H+浓度差驱动ATP合成

【答案】D

【解析】在光合作用的光反应中，电子供体是水，A项错误；电子受体是NADPH，B项错误；反映场所位于叶绿体类囊体薄膜，C项错误；H+浓度差驱动ATP合成，D项正确。

【考点分析】本题考查光合作用的过程，属容易题。

解题关键是明确光反应发生时的物质变化和能量变化。

【典例5】（2016上海）人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。

白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有

①酒精②乳酸③CO2④H2O⑤ATP

A．①③⑤B．②④⑤C．①③④⑤D．②③④⑤

【答案】D

【考点分析】本题考查人体细胞呼吸作用的过程及产物。

属于容易题。

解题关键是明确白肌细胞含有少量线粒体，适合进行无氧呼吸，但也可以进行有氧呼吸。

本题易错选C项，错因在于混淆了动物细胞和植物细胞的无氧呼吸产物。

动物的无氧呼吸不产生酒精，只产生乳酸。

【典例6】（2015安徽）有关于大豆叶片光合作用的暗反应阶段，下列叙述正确的是（　　）

A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C5中的化学能

B．CO2可直接被[H]还原，在经过一系列的变化形成糖类

C．被还原的C5在有关酶的作用下，可再形成C3

D．光照强度由强变弱时，短时间内C3含量会升高

【答案】D

【解析】CO2的固定是指CO2与C5结合生成C3的过程，该过程不需要ATP供能，A项错误；CO2固定的产物C3可直接被[H]还原，在经过一系列的变化形成糖类，B项错误；被还原的C3在有关酶的作用下，可在生成C5，C项错误；光照强度由强变弱时，光反应生成的ATP和[H]减少，导致暗反应中C3的还原过程减弱，生成的C5减少，而短时间内CO2和C5结合继续形成C3，所以短时间内C3含量会升高，D项正确。

【典例7】（2018江苏选编）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPH指[H]），请回答下列问题：

（1）甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为，其中大多数高等植物的需在光照条件下合成。

（2）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为后进入乙，继而在乙的（填场所）彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的（填场所）转移到ATP中。

（3）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括（填序号）。

①C3的还原②内外物质运输③H2O裂解释放O2④酶的合成

【答案】

（1）叶绿素、类胡萝卜素叶绿素

（2）丙酮酸基质中内膜上（3）①②④

【典例8】（2017全国II选编）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）O2NADP+ADP+PiC5NADH（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

（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。

抢分秘籍

解答此类试题的关键是要将隐藏在图解或文字中的信息发掘出来，透过现象看本质，从中找出所需条件，最终回归到教材的基础知识、基本概念和基本原理上来：

附：

光合作用、细胞呼吸过程一览表

一、呼吸作用过程

1、有氧呼吸

阶段

场所

物质变化

产能情况

第一阶段

细胞质基质

少量能量

第二阶段

线粒体基质

2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量

酶

少量能量

第三阶段

线粒体内膜

大量能量

酶

总反应式及物质转移：

2、无氧呼吸

阶段

场所

物质变化

产能情况

第一阶段

细胞质基质

乳酸发酵：

C6H12O62C3H6O3+能量

酶

少量能量

第二阶段

不产能

3、光合作用过程

【难点2】外界因素对反应过程的影响

此类题型较上一种题型较为困难，要求在透彻理解光合作用、细胞呼吸过程的基础上，对内外界因素的变化而引起的一系列反应做出判断。

考查形式多样，有文字描述类、坐标曲线类、表格类等。

【典例9】（2017北京）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。

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】由图可知，呼吸作用的最适温度约为50℃，总光合作用的最适温度约为30℃，A项正确；由最上图可知，植物体在25℃时，净光合速率最高，说明该温度为净光合作用的最适温度，故B项正确；在0～25 ℃范围内，总光合曲线的上升幅度比呼吸曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，故C项正确；由图可知，超过45℃，净光合速率为负值，说明没有有机物的积累，植物不能正常生长，故D项错误。

【典例10】（2016天津）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

【典例11】（2015海南）将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。

从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。

在上述时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是（）

A．降低至一定水平时再升高

B．持续保持相对稳定状态

C．降低至一定水平时保持不变

D．升高至一定水平时保持相对稳定

【答案】C

【解析】在适宜的光照条件下，密闭容器内培养的植物会同时进行光合作用和呼吸作用，并且光合作用较强．由于密闭容器内的二氧化碳含量有限，随着光合作用的持续进行，二氧化碳逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低；当二氧化碳浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定，故选C。

【典例12】（2018新课标I）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。

回答下列问题：

（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。

（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________，判断的依据是____________________________________________。

（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是__________________。

（4）某植物夏日晴天中午12：

00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_________（填“O2”或“CO2”）不足。

【答案】

（1）甲

（2）甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大

（3）乙

（4）CO2

（4）夏日晴天中午12：

00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。

【典例13】（2018全国II）（节选）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。

据图回答问题：

（1）从图可知，A叶片是树冠_________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是______________________。

（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。

【答案】

（1）下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片

（2）暗

【典例14】（2016江苏选编）为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2。

请回答以下问题：

（1）最适宜在果树林下套种的品种是_______，最适应较高光强的品种是_______。

（2）增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是：

在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的_______，而S3在光饱和点时可能___（填序号）。

①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应已基本饱和

（3）在光合作用过程中，CO2与RuBP（五碳化合物）结合的直接产物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三个。

下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。

淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的________。

淀粉运出叶绿体时先水解成TP或________，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由________糖构成的蔗糖，运出叶肉细胞。

【答案】

（1）S2S3

（2）ATP和[H]①②③（3）基质中葡萄糖葡萄糖和果糖

抢分秘籍

此类题型主要考察外界因素对于光合作用的影响，涉及外界CO2浓度变化、光照强度变化时各种光合产物的量的变化；以及对于光合作用强度的影响过程，可参照以下规律：

1、光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及（CH2O）含量的影响

[H]

ATP

O2产生量

C3

C5

（CH2O）

光照强→弱

CO2供应不变

减少

减少

减少

上升

下降

减少

光照弱→强

CO2供应不变

增多

增多

增多

下降

上升

增加

光照不变

CO2供应减少

相对增加

相对增加

减少

下降

上升

相对减少

光照不变

CO2供应增加

相对减少

相对减少

增加

上升

下降

相对增加

2、环境因素对光合作用强度的影响

（1）光照强度、光质对光合作用强度的影响

光合作用强度

（2）CO2浓度对光合作用强度的影响

光合作用强度

50

（3）温度对光合速率的影响

【难点3】光合作用、呼吸作用强度比较及相关计算

真题精析

此类题型难度较大，是在前两种题型的基础上综合分析光合作用与呼吸作用的关系，通常将外界因素变化与坐标曲线图结合，考查一定时间内作物的生长情况。

【典例15】（2015海南）植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度（叶温）变化的趋势如图所示。

错误的是（）

A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能

B．叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高

C．叶温为25℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的

D．叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0

【答案】D

【典例16】（2015四川）在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标（见下表）。

下列分析正确的是（）

A．光强大于140μmol·m-2·s-1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体

B．光强小于1255μmol·m-2·s-1，影响苦储幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度

C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量

D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加

【答案】D

【解析】140μmol·m-2·s-1为马尾松植株的光补偿点，当光强大于140μmol·m-2·s-1时，马尾松的光合速率大于呼吸速率，因此马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外，还扩散至细胞外部；A错误。

光强小于1255μmol·m-2·s-1，结合题干信息可知影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度；B错误。

森林中生产者制造有机物的能量总和是输入该生态系统的总能量；C错误。

由表格信息可知，青冈的光补偿点较低，因而更适应弱光环境，因此在群落演替过程中随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加；D正确。

【典例17】（2015重庆）将题图所示细胞置于密闭容器中培养。

在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。

下列叙述错误的是（）

A．黑暗条件下，①增大、④减小

B．光强低于光补偿点时，①、③增大

C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变

D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大

【答案】B

【典例18】（2017全国I）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2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”“小于0”）。

（2）若将甲种植物密闭在无O2、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）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0

（2）甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加

【解析】

（1）从题干信息可知，适宜条件下照光培养，由于进行光合作用，且光合速率大于呼吸速率，使密闭小室内的CO2浓度下降，使两植物光合速率下降，甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的CO2补偿点，所以甲植物的光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度大于乙植物的光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，当甲光合速率与呼吸速率相等的CO2浓度还没有达到仍高于乙植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，所以甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率。

（2）甲种植物密闭在无氧环境中，可通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，当有二氧化碳时，甲植物在照光条件下可进行光合作用，光合作用过程中释放出氧气，可用于甲植物进行有氧呼吸，有氧呼吸和无氧呼吸同时释放二氧化碳，从而使光合作用加快，产生更多的氧气，使有氧呼吸加快。

抢分秘籍

此类题目作答需要掌握以下方面内容：

1、专有名词辨析

（1）实际光合速率（强度）＝真正光合速率=总光合速率

衡量指标：

O2生产量、CO2利用量、有机物制造量。

（2）净光合速率（强度）＝表现光合作用速率=总光合速率-呼吸速率

衡量指标：

O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量。

（3）呼吸作用速率=黑暗中O2的利用量=黑暗中CO2释放量

2、正确理解图解信息

（4）光合作用强度﹤呼吸作用强度

O2

CO2

CO2

（1）黑暗

（2）光合作用强度=呼吸作用强度

消耗

【难点4】实验原理及实验设计类

该类题型主要有两类：

一是教材基础实验如酵母菌呼吸方式探究实验和色素提取分离实验的考查；二是实验设计类，主要是对于光合、呼吸原理的考察，考查形式较为多样，可以与社会热点、农业生产等多方面结合：

【典例19】（2016江苏）下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是（）

A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素

B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素

C．为获得10mL提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好

D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失

【答案】B

【典例20】（2017江苏选编）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”）。

【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

【典例21】（2016新课标II）BTB是一种酸碱指示剂。

BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。

某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：

用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中。

其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。

各试管的实验处理和结果见下表。

试管编号

1

2

3

4

5

6

7

水草

无

有

有

有

有

有

有

距日光灯的距离（cm）

20

遮光*

100

80

60

40

20

50min后试管中溶液的颜色

浅绿色

X

浅黄色

黄绿色

浅绿色

浅蓝色

蓝色

*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。

若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：

（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是（填“可靠的”或“不可靠的”）。

（2）表中X代表的颜色应为（填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是。

（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草。

【答案】

（1）不同光强下水草的光合作用与呼吸作用不可靠的

（2）黄色水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管

（3）光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等

（2）2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。

（3）5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度

抢分秘籍

（1）基础实验类：

掌握教材基础实验原理、方法、步骤及结论是关键

附：

“绿叶中色素的提取和分离”实验中滤纸条上色素分布

（2）实验设计类：

解决此类问题的