第3讲细胞呼吸和光合作用.docx
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第3讲细胞呼吸和光合作用
判断下列叙述的正误，正确的在题后括号内打“√”，错误的在题后括号内打“×”。
1．高等生物都进行有氧呼吸，低等生物都进行无氧呼吸。
（×）
2．线粒体有两层膜，外膜光滑，内膜向内凹陷成嵴以增大膜面积。
（√）
3．线粒体中与有氧呼吸有关的酶分布在内膜上和基质中。
（√）
4．肌肉细胞中的线粒体比脂肪细胞含量多，是因为肌肉收缩需要消耗大量的能量。
（√）
5．活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。
（√）
6．真核细胞有氧呼吸的三个阶段进行的场所分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
（√）
7.有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，但第三阶段产生的ATP最多。
（√）
8．水是有氧呼吸的产物，也是有氧呼吸的反应物。
（√）
9．各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。
（×）
10．无氧呼吸只在细胞质基质中进行。
（√）
11．细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸。
（√）
12．人体剧烈运动时，CO2/O2>1，即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生。
（×）
13．根尖分生区细胞产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质。
（√）
14.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取绿叶中的色素。
（√）
15．绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散速度快，反之则慢。
（√）
16．绿叶中的色素有4种，它们在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
（√）
17．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
（√）
18．叶绿体是绿色植物光合作用的场所，光合色素就分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中。
（√）
19．光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段，光反应必须有光才能进行，暗反应必须无光才能进行。
（×）
20．光反应是将水光解为O2和[H]，同时合成ATP的过程。
（√）
21．光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的，暗反应是在叶绿体基质中进行的。
（√）
22．细胞呼吸中的[H]和光合作用中的[H]实质上不是一种物质。
（√）
23．光合作用的过程中，光反应阶段和暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。
（√）
24．降低光照将直接影响到光反应的进行，从而影响暗反应；改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行。
（√）
25．化能合成作用也能像光合作用一样将无机物合成为有机物，但所需要的能量来源不同。
（√）
错因分析：
1.有些低等生物也能进行有氧呼吸。
9．原核生物没有线粒体，进行有氧呼吸的场所是细胞质基质。
12．人体无氧呼吸产生乳酸，无CO2产生，即CO2只能通过有氧呼吸在线粒体中产生，故CO2/O2＝1。
19．光反应必须有光才能进行，暗反应有光无光都能进行。
对下面几个问题的回答中有两项是错误的，找出错误的回答并改正。
1．真核细胞和原核细胞有氧呼吸的场所分别是哪里？
答案 真核细胞有氧呼吸分为三个阶段，进行的场所分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜；原核细胞没有线粒体，有氧呼吸只在细胞质基质中进行。
2．细胞呼吸中释放的能量有哪些去向？
答案 无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，释放的能量都用于合成ATP。
3．水稻等植物长期水淹后烂根的原因是什么？
玉米种子长期水淹后烂胚的原因又是什么？
答案 水稻等植物无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用；玉米种子无氧呼吸的产物乳酸对细胞有毒害作用。
4．储存种子或蔬菜时，对氧浓度有什么要求？
答案 无氧时细胞的有氧呼吸最弱，储存种子或蔬菜最好。
5．当呼吸底物为葡萄糖时，如何根据CO2释放量和O2吸收量判断细胞呼吸类型？
答案
（1）无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。
（2）有CO2释放而无O2吸收时，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。
（3）当CO2释放量大于O2吸收量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸。
（4）当CO2释放量等于O2吸收量时，细胞只进行有氧呼吸。
6．植物液泡和叶绿体中都含有色素，这些色素分别有什么作用？
答案 液泡中的色素与果实、花的颜色有关，叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用。
7．纸层析法分离色素的原理是什么？
答案 根据色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度小的色素在滤纸条上扩散慢，溶解度大的扩散快。
8．叶绿体中色素含量对光反应和暗反应有什么影响？
答案 色素含量多，光反应和暗反应增强；色素含量少，光反应和暗反应降低。
9．用化学方程式表示出光合作用的原料、产物、场所和条件。
答案 CO2＋H2O
（CH2O）＋O2
10．如右图曲线表示光照强度对光合作用的影响，请说明A、B、C三点的生物学含义以及总光合量和净光合量的关系。
答案 A点表示黑暗中植物的呼吸速率，B点表示植物的呼吸速率与光合速率相等即净光合速率为零，C点所对应的光照强度为光饱和点；植物的总光合量＝净光合量＋呼吸量。
高考验证
1．（2012·安徽高考）为研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。
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
＋
－
＋
－
＋
－
会产生CO2和H2O的试管有（C、E），会产生酒精的试管有（B、F），根据试管（B、D、F）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．（2011·江苏高考）下图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答问题。
曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是（细胞质基质和线粒体）；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为（有氧呼吸和无氧呼吸）。
3．（2012·全国大纲版）金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示。
据图回答下列问题。
（1）该研究探讨了（光照强度、CO2浓度、pH）对金鱼藻（净光合速率）的影响，其中，因变量是（O2的释放速率）。
（2）该研究中净光合速率达到最大时的光照度为（12.5×103）lx。
在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气（8）μmol。
回答错误的问题
错因分析
正确回答
答案
回答错误的问题
错因分析
正确回答
2
细胞呼吸中释放的能量除合成ATP外，还有大部分以热能的形式散失。
无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，释放的能量只有一部分用于合成ATP，其余全部以热能的形式散失。
4
无氧时无氧呼吸最强，氧浓度高时，有氧呼吸强，消耗有机物多。
一般来说，当氧浓度在4%～5%时，无氧呼吸和有氧呼吸都较弱，此时细胞呼吸最弱，适于种子和蔬菜的储存。
认真阅读下列1～8题及回答，完成9～10题。
1．已知玉米种子胚乳中含有大量淀粉，试分析玉米种子萌发过程中所需能量来源及胚乳干重变化。
答案 玉米种子萌发时淀粉被水解为葡萄糖，通过细胞呼吸作用为种子萌发提供能量，此过程中胚乳干重逐渐减少。
2．指出下面有氧呼吸反应式的错误并改正。
C6H12O6＋6O2
6CO2＋6H2O＋ATP
答案
（1）反应式不能用“＝”，应该用“→”；
（2）产物中不能写“ATP”，应该写“能量”；
（3）反应物中水不能缺少。
正确的反应式是：
C6H12O6＋6O2＋6H2O
6CO2＋12H2O＋能量
3．下图是氧气对植物细胞呼吸速率的影响曲线，试回答Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线和A、B、C三点的含义。
答案 曲线Ⅰ表示细胞呼吸CO2的释放量，曲线Ⅱ表示有氧呼吸CO2的释放量，曲线Ⅲ表示无氧呼吸CO2的释放量；A点表示无氧呼吸最强，B点表示有氧呼吸和无氧呼吸CO2的释放量相等，C点表示无氧呼吸消失点。
4．叶绿体中ADP和ATP的运动方向如何？
答案 ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，ATP则正好相反。
5．某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。
将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果有什么不同？
答案 光吸收差异不显著，色素带缺第2条。
6．下图表示夏季晴朗时候，温室大棚内一昼夜空气中二氧化碳浓度变化规律，试分析图中AB、BC段产生的原因。
答案 AB段：
夜间细胞呼吸作用释放CO2，导致温室大棚中CO2浓度升高；
BC段：
随光照强度的增加光合作用增强，植物消耗CO2，导致温室大棚中CO2浓度降低。
7．下图表示光照强度对阳生植物光合作用的影响，若图中表示阴生植物，则B、C怎样移动？
答案 阴生植物的B点左移、C点左下移。
8．下图甲、乙表示植物细胞中线粒体和叶绿体对气体的吸收和释放情况，则甲、乙表示植物分别处于何种环境条件下？
答案 甲图：
植物只进行细胞呼吸，处于黑暗环境中。
乙图：
植物从外界吸收O2，且叶绿体也能产生O2，处于弱光条件下，此时光合作用速率小于呼吸作用速率。
9．下表表示在a、b、c、d条件下某种子萌发时CO2和O2体积变化相对值，若呼吸底物是葡萄糖，试分析四个条件下的细胞呼吸类型。
a
b
c
d
CO2释放量
10
8
6
7
O2吸收量
0
3
4
7
答案 a条件下只有CO2的释放，种子只进行无氧呼吸；b、c条件下CO2的释放大于O2吸收量，种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；d条件下CO2的释放等于O2吸收量，种子只进行有氧呼吸。
10．据上题表中数据分析a、b、c、d条件下ATP和CO2的产生场所。
答案 a条件下，ATP和CO2产生场所都是细胞质基质；b、c条件下，ATP的产生场所是细胞质基质和线粒体，CO2的产生场所是细胞质基质和线粒体基质；d条件下ATP的产生场所是细胞质基质和线粒体，CO2的产生场所是线粒体基质。
（时间：
40分钟，满分：
65分）
小题满分练
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分；每小题只有一个选项符合题意；满分24分，限时10分钟）
1．下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是（ ）。
A．①②④中数值最大的是①
B．③代表的物质名称是氧气
C．产生①②的场所是线粒体
D．原核生物也有能完成图示全过程的
解析 由图可知，①②④为能量，其中最大的为第三阶段产生的④。
③为水，⑤为氧气，产生②④的场所是线粒体，产生①的场所是细胞质基质。
原核生物虽然没有线粒体，但因其细胞膜上有与有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸。
答案 D
2．下列有关细胞呼吸和酶的叙述错误的是（ ）。
A．将刚采摘下的甜玉米沸水加热因破坏相关酶可保持其甜味
B．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
C．人体细胞都可进行有氧呼吸和无氧呼吸
D．细胞呼吸释放的热能可用来维持人体体温
解析 人体红细胞中无线粒体，只能通过进行无氧呼吸提供细胞生命活动所需要的能量。
答案 C
3．剪取两块相同的烟草叶片分别放在盛有等量蒸馏水和NaHCO3缓冲溶液的两支试管中，用真空泵抽走两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后，叶片均沉在试管底部（实验过程中温度和光照等条件适宜，O2、CO2在水中的溶解量和无氧呼吸不计）。
下列操作及其现象正确的是（ ）。
A．将两支试管光照一段时间后，NaHCO3缓冲溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部
B．将两支试管光照一段时间后，两支试管中的叶片均上浮
C．将光照后的两支试管放在暗培养箱中一段时间，NaHCO3缓冲溶液中的叶片会上浮
D．将光照后的两支试管放在暗培养箱中一段时间，蒸馏水中的叶片会上浮
解析 NaHCO3缓冲溶液能吸收叶片呼吸作用产生的CO2，同时还能为叶片光合作用提供CO2，光照一段时间后，NaHCO3缓冲溶液中的叶片因光合作用产生O2而上浮；蒸馏水中因无O2和CO2，叶片无论哪种处理都不上浮；而NaHCO3缓冲溶液中的叶片黑暗时细胞呼吸消耗O2，且产生的CO2会被NaHCO3吸收，一段时间后会下沉。
答案 A
4．大小、长势相同的两个品种的大豆幼苗，分别置于相同的密闭透明玻璃罩内，在相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO2含量，结果如下图。
下列相关叙述中正确的是（ ）。
A．0～10min期间，乙的有机物积累速率大于甲
B．10～20min期间，甲和乙的叶肉细胞中能产生[H]的场所为线粒体和叶绿体
C．30～45min期间，甲和乙均不进行光合作用
D．若甲、乙培养在同一密闭透明的玻璃罩内，一段时间后乙先死亡
解析 图中曲线代表玻璃罩内的CO2含量，CO2减少越快，说明光合作用越强，所以0～10min期间，乙的有机物积累速率大于甲。
能产生[H]的场所为叶绿体、线粒体和细胞质基质。
30～45min期间，甲和乙均是光合作用强度与呼吸作用强度相等。
若甲、乙培养在同一密闭透明的玻璃罩内，一段时间后甲先死亡，因为乙能利用较低的CO2浓度进行光合作用。
答案 A
5．下图表示生物体部分代谢过程。
下列有关分析正确的是（ ）。
A．①②③④过程能发生在同一生物个体不同细胞中
B．能进行过程③的生物无核膜，是生产者
C．过程②需要的酶均存在于线粒体内
D．过程①只能在植物细胞的叶绿体中进行
解析 过程①是光合作用，②是有氧呼吸，③是化能合成作用，④是无氧呼吸，它们不能发生在同一生物个体中；能进行③的生物属于细菌，无核膜，在生态系统中属于生产者；过程②表示有氧呼吸，第一阶段在细胞质基质中进行，第二、第三阶段才在线粒体中进行。
答案 B
6．下图为探究酵母菌进行的细胞呼吸类型的装置图，下列现象中能说明酵母菌既进行有氧呼吸，同时又进行无氧呼吸的是（ ）。
A．装置1中液滴左移，装置2中液滴不移
B．装置1中液滴左移，装置2中液滴右移
C．装置1中液滴不动，装置2中液滴右移
D．装置1中液滴右移，装置2中液滴左移
解析 当内部小烧杯中盛装NaOH溶液时，可除去二氧化碳，若进行无氧呼吸，内部气体体积不变，液滴不移动；若进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的二氧化碳被吸收，气压变化，液滴左移。
当内部小烧杯中盛装清水时，若进行有氧呼吸，气压不变，液滴不移动；若进行无氧呼吸，则气体增多，液滴右移。
因此，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸时，装置1中液滴左移、装置2中液滴右移。
答案 B
大题限时练
二、非选择题（本题包括4小题，满分41分，限时30分钟）
7．（12分，7分钟）如图甲为某细胞器结构示意图，图乙为不完整的细胞呼吸作用示意图，请据图回答下面的问题。
（1）图甲是________的亚显微结构示意图，它是________的主要场所，从结构上看，它具有此功能的主要原因是
________________________________________________________________________。
（2）图甲1是________；2是________；4是________。
（3）图乙中方格内的物质名称是________。
（4）从图乙中选择有关的字母填在题的横线上：
①有氧呼吸的途径是________________。
②其中产能最多的是________________阶段。
③产[H]的阶段是________________。
（5）图中A发生的场所是________，E表示的物质是________。
解析
（1）图甲为线粒体的亚显微结构示意图，它是有氧呼吸的主要场所，图中1是外膜，2是嵴，3是内膜，4是基质。
（2）图乙表示不完整的细胞呼吸过程，A是细胞呼吸第一阶段，B是无氧呼吸第二阶段，C、D分别表示有氧呼吸第二阶段和第三阶段，E应为无氧呼吸的产物酒精和CO2，结合细胞呼吸过程可知产能最多的是D阶段，产[H]的阶段是A、C。
答案
（1）线粒体 有氧呼吸 其内膜和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶
（2）外膜 嵴 基质
（3）丙酮酸 （4）①A、C、D ②D ③A、C
（5）细胞质基质 C2H5OH和CO2
8．（10分，7分钟）下图为酵母菌无氧呼吸实验装置图，请据图回答下面的问题。
（1）为什么用煮沸又冷却的葡萄糖溶液？
________________________________________________________________________。
（2）盛有清水的试管在此发酵实验中有何作用？
________________________________________________________________________。
（3）容器中溶液A一般是指____________，发酵实验过程中，两试管分别发生什么现象？
盛水试管：
________________________________________________________________________。
溶液A试管：
________________________________________________________________________。
（4）随着时间推移，盛水的试管现象最终消失，这是因为____________________________，此时测定烧瓶中溶液的成分应该是________________。
（5）本实验主要验证________________________________________________________________________。
（6）若用乳酸菌代替酵母菌，溶液A有何现象发生？
请说明理由（用有关方程式表示）。
________________________________________________________________________。
解析 酵母菌无氧呼吸，首先要除去O2，可通过加热煮沸；酶需要适宜的温度，温度太高酶会失活，因而要冷却；为避免试管A中的O2进入圆底烧瓶，特设盛水的试管过滤；无氧呼吸产生酒精和CO2，气体CO2一般用澄清的石灰水来检测，当CO2经过盛水试管时，会有气泡冒出；当烧瓶内葡萄糖逐渐耗尽时，盛水试管内有气泡冒出的现象会停止；若用乳酸菌代替酵母菌，则溶液A无浑浊现象，原因是乳酸菌进行无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO2。
答案
（1）煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的空气，为酵母菌发酵营造厌氧环境；冷却是为了避免酵母菌酶在高温下失活，为酵母菌提供发挥最高活性而需要的适宜温度
（2）进一步过滤氧气，防止氧气进入圆底烧瓶抑制酵母菌发酵
（3）澄清石灰水 有气泡冒出 溶液变浑浊
（4）葡萄糖逐渐耗尽 酒精溶液
（5）酵母菌发酵可产生CO2
（6）无浑浊现象；C6H12O6
2C3H6O3＋能量
9．（10分，8分钟）在光照条件下，水稻叶肉细胞内发生了生理过程①～⑤，如图甲所示（图甲中a～h为物质名称）。
二氧化碳对植物光合作用速率的影响，如图乙所示。
请据图回答下面的问题。
（1）图甲①～⑤过程中，不能产生ATP的过程是________，③过程进行的场所是________。
（2）图乙中限制A～G段光合作用的主要因素是________，当外界二氧化碳浓度处于B时，水稻叶片光合作用所固定的二氧化碳量与________相等。
（3）较强光照下图甲中的①过程中c的移动方向是________。
在干旱高温的环境里。
绿色植物从空气中吸收二氧化碳会减少，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）为了提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放二氧化碳应控制在________（填图乙中字母）浓度为宜。
大田增施农家肥能提高作物产量的重要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 本题考查光合作用和呼吸作用的物质和能量变化过程，以及影响光合作用和呼吸作用的因素。
（1）暗反应只消耗ATP；③过程为有氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质。
（2）A～G正是曲线提升阶段，二氧化碳浓度是限制性因子，B点时光合作用等于呼吸作用，光合作用固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量。
（3）ATP在类囊体薄膜上形成后向叶绿体基质内运输，只用于暗反应。
蒸腾作用时气孔开放，为二氧化碳吸收开放门户。
当遇到高温时，气孔关闭，二氧化碳吸收受阻。
（4）大棚作物因为与空气隔绝，所以要增施二氧化碳气肥，适宜浓度时达到光合强度的最大值。
大田施用农家肥既能增加二氧化碳供应量，又能补充矿物质。
答案
（1）② 细胞质基质
（2）二氧化碳浓度 呼吸作用所释放的二氧化碳的量
（3）从类囊体薄膜上移向叶绿体基质 大量气孔关闭
（4）D 微生物分解有机质，缓慢释放二氧化碳，有利于作物吸收利用（或增加了二氧化碳供应量），同时增加了矿质营养
10．（9分，8分钟）下图表示某植物光合作用强度与环境因素之间的关系。
据图回答下面的问题。
（1）甲图表示在光照较弱的情况下，光合作用强度随________的增加而增加。
这种情况下，主要影响的是光合作用过程的________阶段。
在光照超过某一强度时，光合作用的强度不再增加，此时主要是光合作用的________阶段受到限制。
（2）乙图中C点对应的温度为植物光合作用的________。
出现CD段的原因是________________________________________________________________________。
（3）其他条件适宜，若温度升高至50℃，请在甲图上绘出相应曲线。
解析 该题考查了光照强度、温度对光合作用强度的影响。
（1）据图示可知，在光照强度较弱时，光合作用强度随光照强度的增加而增加，此时光反应阶段提供的[H]和ATP是限制光合作用强度的主要因素。
当光照强度超过某一强度时，光合作用强度不再增加，此时光反应阶段提供的[H]和ATP充足，限制光合作用强度的因素是温度（影响酶的活性）或二氧化碳的浓度，对光合作用暗反应阶段有影响；
（2）乙图中C点对应的温度下，光合作用强度最大，此时的温度称为植物光合作用的最适温度。
当温度超过最适温度时，部分酶变性失活，光合作用强度下降；（3）当温度升高到50℃时，据乙图可知，此时光合作用强度小于30℃时，大于20℃时，绘制曲线如图所示。
答案
（1）光照强度 光反应 暗反应
（2）最适温度 随温度的升高，酶活性降低，光合作用强度降低
（3）
升级会员 