呼吸作用和光合作用的知识梳理及练习.docx
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呼吸作用和光合作用的知识梳理及练习
光合作用和呼吸作用
——知识梳理及练习
【知识梳理】
一.学习重、难点：
重点：
光合作用和呼吸作用的过程
难点：
光合作用和呼吸作用习题分析
二.学习过程
1.光合作用和呼吸作用的概念
（1）光合作用
①绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2，同时也将光能转化为化学能储存在糖类和其他有机物中，这一过程称为光合作用。
②绿色植物的光合作用可以用下面的总反应式来表示：
6CO2＋12H2O
C6H12O6＋6H2O＋6O2↑
③科学实验表明，光合作用过程中释放的氧气来自水；绿色植物光合作用的产物除了（CH2O）（代表糖类）和O2外，还有蛋白质、脂质等。
④光合作用的产物是生物界有机物、能量和氧气的来源
（2）呼吸作用
①主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳和水或分解为一些不彻底的氧化产物，且伴随着能量释放的过程。
在呼吸作用中，每一个活细胞里的有机物被氧化分解释放能量并生成高能化合物ATP。
②按是否需氧参与，把细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型
④呼吸作用中，氧化分解释放能量合成的高能化合物ATP是生命活动的直接能源物质。
2.光合作用和呼吸作用的主要过程
（1）光合作用的主要过程
②光能在叶绿体中的转换，包括以下三个步骤：
光能转换成电能；电能转换成活跃的化学能；活跃的化学能转换成稳定的化学能。
其中，第一步和第二步属于光反应阶段，第三步属于暗反应阶段。
③光反应图解
Ⅰ光能→电能
可见光→叶绿体色素吸收和传递（红光、蓝紫光吸收峰最高）→少量特殊状态的叶绿素a分子→叶绿素a分子释放出电子而带正电荷→从水分子中夺取电子
电子流动方向：
水分子（电子供体）→激发态叶绿素a分子→（电子受体）
Ⅱ电能→活泼化学能
H2O（失去电子）→O2↑＋H＋
H＋＋2e＋NADP＋→NADPH
ADP＋Pi→ATP
光反应产物含活泼化学能
NADPH（高能态氢，强还原剂）
ATP（高能化合物）
⑤光合作用图解
⑥C4植物的碳同化过程（C4植物的光合作用效率不受高温、强光、干旱的影响）
⑦光合作用总反应式：
6CO2＋12H2O
C6H12O6＋6H2O＋6O2↑
（2）呼吸作用的主要过程（以有氧呼吸为例）
③有氧呼吸图解
Ⅰ糖酵解（在细胞质基质中进行）
C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋Q
Ⅱ丙酮酸分解（在线粒体中进行）
2C3H4O3＋6H2O→6CO2＋20[H]＋Q
Ⅲ[H]与O结合生成水：
24[H]＋6O2→12H2O＋Q（大量）
实验证明：
在无细胞质基质存在的条件下，线粒体不能以C6H12O6为底物进行有氧呼吸；在无氧环境中，细胞也不能进行有氧呼吸。
有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同：
C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋Q从C3H4O3开始，在不同的酶的作用下，或分解为C2H5OH，释放出CO2；或转化为C3H6O3
⑤光呼吸光呼吸是指绿色植物在光照条件下吸收O2，放出CO2的呼吸过程。
Ⅰ光呼吸和一般活细胞呼吸的显著不同（约25％新合成的有机物被氧化分解，释放的能量不能以ATP的形式储存起来，而是以热能的形式散失掉。
（对光合作用产物的积累是不利的）
光合作用中间产物→乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2＋H2O＋热能
Ⅱ高光呼吸植物（C3植物）：
大豆、小麦、烟草等C3植物的光呼吸很强且呼吸强度要比一般的呼吸高出3～5倍，称为高光呼吸植物
Ⅲ低光呼吸植物（C4植物）玉米、甘蔗、高粱等植物的光呼吸强度很低，其消耗的有机物只占光合作用新形成有机物的2％～5％。
3.光合作用和呼吸作用的应用分析
（1）提高光合速率（调节最佳光照强度、CO2浓度和温度，如塑料大棚）
（2）呼吸作用的应用分析（根据生产目的制定相应措施）
项目
目的
相应措施
实例
大棚作物
生殖或营养器官产品
排涝、松土、阴雨天降温
智能大棚技术
果蔬保鲜
降低消耗、保持品质
低温、低氧、湿度适宜
果蔬保鲜技术
干种子贮藏
降低消耗、延长寿命
低温、低氧、干燥
粮食干燥贮藏
酿酒
酵母菌酒精发酵
适温、低氧→无氧
酿酒工艺
制泡菜
乳酸菌培养
适温、无氧
家庭泡菜
4.光合作用和呼吸作用对照表
光合作用（以C3植物为例）
呼吸作用（以有氧呼吸为例）
相关细胞
叶肉细胞
所有生物细胞
相关细胞器
叶绿体
细胞质基质和线粒体
生物类型
自养生物绿色组织
自养生物和异养生物
实质
物质
无机物→有机物
有机物→无机物或不彻底氧化产物
能量
光能→活泼化学能→稳定化学能
稳定化学能→ATP中活泼化学能
反应阶段
光反应阶段、暗反应阶段
有氧呼吸分三个阶段
相关反应式
光反应：
H2O→O2＋[H]（NADPH）
ADP＋Pi→ATP
一C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋Q
二.2C3H4O3＋6H2O→6CO2＋20[H]＋Q
暗反应：
CO2→2C3→C6H12O6＋H2O
三.24[H]＋6O2→12H2O＋Q（大量）
总反应式
6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6H2O＋6O2
C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2↑＋12H2O＋能量
【典型例题】
1.酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭锥形瓶中，测得CO2的释放量比O2的吸收量大1倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为（）
A.1：
6B.1：
3C.1：
2D.1：
1
分析：
C6H12O6＋6H2O＋6O2
6CO2＋12H2OC6H12O6
2C2H5OH＋2CO2
有氧呼吸消耗的02与释放的CO2的量相等；由CO2的释放量比O2的吸收量大1倍可知，有1/2的CO2由无氧呼吸释放，即无氧呼吸和有氧呼吸释放等量的CO2，分析反应式可知，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的3倍。
选B。
2.在有氧呼吸的全过程中，CO2的形成发生在
A.第一阶段B.第二阶段C.第三阶段D.各个阶段
分析：
第一阶段是1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，第二阶段是丙酮酸进入线粒体中彻底分解成二氧化碳，释放出全部的氢。
选B。
3.晚上在密闭的居室内放置大型绿色植物，可能影响人体健康。
主要原因是
A.光合作用吸收O2，放出CO2B.光合作用吸收CO2，放出O2
C.呼吸作用吸收O2，放出CO2D.呼吸作用吸收CO2，放出O2
分析：
晚上，植物不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。
密闭的居室内放置大型绿色植物增加了O2的消耗，使人处于缺氧环境，有害健康。
选C。
4.如下图所示为物质代谢过程中光合作用与呼吸作用两者间的关系，则供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程和各种生物体都能进行的过程分别是哪些部分
A.1和5B.5和3C.2和3D.3和5
分析：
5是有氧呼吸第三阶段，释放能量最多；糖酵解3是各类呼吸的第一步反应。
选B
5.
（一）下左图代表绿色植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图
（1）图中Ⅰ，Ⅱ两种结构的膜面积都很大，其中Ⅰ增加膜面积是通过，Ⅱ增加膜面积是通过。
（2）在光合作用过程中，水分解产生氧气和[H]的部位是。
（3）Ⅰ中产生的氧气进入Ⅱ需经过层膜
（二）上右图曲线表示在4种实验条件下测定的不同光照强度对光合作用速率的影响。
①0.10％CO2，温度在300C ②0.10％CO2，温度在20℃
③0.03％CO2，温度在300C④0.03％CO2，温度在20℃
由①②实验结果得出：
在CO2的百分率、光强度一致时，对光合速率影响的关键限制因子是 ；由①③实验结果得出：
当温度一定时，对光合速率影响的关键限制因子是 。
P点的限制因子是 。
分析：
由叶绿体和线粒体亚显微结构，可知二者扩大内膜面积的方式以及光反应的部位；O2从叶绿体进入线粒体需通过4层膜。
分析①②实验结果，可得出限制因子是温度；分析①③实验结果，可得出限制因子是CO2的百分率；P点的限制因子是光强度。
答案：
（一）
（1）囊状结构堆叠形成基粒（或基粒）内膜向内腔折叠形成嵴（或嵴）
（2）囊状结构的薄膜上（或基粒）（3）4
（二）温度CO2的百分率光强度
6.下图表示生物体内呼吸作用的过程，图中a-d表示某种物质，①—⑤表示相关生理过程，据图回答：
（1）①—⑤过程，能在人体细胞中进行的是；在线粒体中进行的是；在细胞质基质中进行的是；释放能量最多的是。
（2）图中a物质表示，将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是[]。
（3）简要说明人类体温的维持和细胞呼吸间的关系。
分析：
（1）人体不能进行酒精发酵，故①②③⑤都可进行，在线粒体中完成有氧呼吸的是2、3阶段即②③，细胞质中进行糖酵解①和乳酸发酵⑤，释放能量最多的是有氧呼吸第三阶段③
（2）a是丙酮酸，小鼠吸入18O2后用于有氧呼吸，最先出现的放射性化合物是cH2O（3）人类体温的维持和细胞呼吸间的关系是：
细胞呼吸释放的能量转换成热能，维持体温恒定。
答案：
（1）①②③⑤②③①⑤③
（2）丙酮酸cH2O（3）细胞呼吸释放的能量转换成热能，维持体温恒定。
【模拟试题】（答题时间：
70分钟）
1.对绿色开花植物光合作用最有效的一组光是（）
A.红光和黄绿光B.黄光和蓝紫光C.红光和橙光D.红光和蓝紫光
2.用含14C的二氧化碳追踪光合作用中的碳原子，该碳原子的转移途径为（）
A.二氧化碳→叶绿素→ADPB.二氧化碳→叶绿体→ATP
C.二氧化碳→乙醇→糖类D.二氧化碳→三碳化合物→糖类
3.现有四个实验装置，若要验证绿色开花植物产生O2需要光，为正确控制变量，则应选用的实验组合是（）
A.①③B.②③C.②④D.①④
4.光合作用的光反应为暗反应提供了（）
A.[H]和ADPB.O2和ATPC.[H]和ATPD.O2和ADP
5.下列措施中，与提高温室作物产量无关的是（）
A.增加O2浓度B.适当提高CO2浓度
C.合理密植D.适当增强光照
6.与无氧呼吸相比，有氧呼吸特有的特点是（）
A.需要酶参加B.分解有机物C.释放能量D.有机物彻底分解
7.雨水过多时，农作物会发生烂根现象，其原因主要是
A.土壤中缺乏氧气，根进行无氧呼吸产生酒精，对根细胞有毒害作用
B.土壤中水分充足，微生物繁殖而引起烂根
C.土壤中有毒物质溶解到水中，使根遭到毒害
D.土壤因水涝温度低，使根受到低温损害
8.光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自：
（）
A.呼吸作用产生的ATP和光能B.都是呼吸作用产生的ATP
C.光能和光反应产生的ATPD.都是光反应产生的ATP
9.如下图所示，某植物的绿叶经光照24小时后脱色加碘处理，结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。
该实验证明：
（）
（1）光合作用需要叶绿素
（2）光合作用需要光（3）光合作用放出氧气（4）光合作用制造淀粉
A.
（1）（4）B.
（2）（4）C.
（2）（3）D.
（1）（3）
10.下列哪项是光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸共有的现象：
（）
A.在植物体内随时进行B.分解葡萄糖C.产生ATPD.在线粒体内发生
11.生物体进行生命活动所需的直接能源、主要能源和最终能源依次是（）
A.太阳能、糖类、ATPB.ATP、糖类、脂肪
C.ATP、脂肪、太阳能D.ATP、糖类、太阳能
12.通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，自上而下依次为（）
A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿体a、叶绿体b
B.胡萝卜素、叶绿体a、叶绿体b、叶黄素
C.叶黄素、胡萝卜素、叶绿体a、叶绿体b
D.叶绿体a、叶绿体b、胡萝卜素、叶黄素
13.一位科学家做了如下实验：
将水绵（丝状绿藻）放在暗处，一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体上，这时好氧性细菌将明显聚集在（）
A.红光的投影区域内B.红光和绿光的投影区域内
C.红光和蓝紫光的投影区域内D.黄光和橙光的投影区域内
14.将一棵重约0.2kg的柳树栽培在肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其干重大约为11kg，增加的这10.8kg主要来源于（）
A.细胞所需的除C、H、0以外的大量元素B.细胞所需的微量元素
C.大气中的02D.大气中的C02
15.光合作用过程中，三碳化合物还原成糖，所需能量来自（）
A.呼吸作用产生的ATPB.光能
C.光反应产生的ATPD.以上都不对
16.下图所示为某植物叶的横切面，分析判断下列叙述正确的是（）
A.小麦叶的横切面，因为在维管束内有导管和筛管
B.甘蔗叶的横切面，因为在维管束鞘细胞内有叶绿体
C.水稻叶的横切面，因为有内外花环型排列的细胞
D.大豆叶的横切面，因为叶肉没有栅栏组织细胞
17.吸收光能的色素分布在（）
A.叶绿体的外膜上B.类囊体的薄膜上
C.叶绿体的内膜上D.叶绿体的基质中
18.光合作用过程可以分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行光反应，不进行暗反应
C.叶绿体基质中可以进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中可以进行光反应，不进行暗反应
19.下图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后，根据其吸收CO2的量制成的曲线。
下列叙述正确的是（）
A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用
B.曲线BD段表示绿色植物仅进行了光合作用
C.B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等
D整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱
20.如图表示CO2的还原，回答下列相关问题：
（1）C02的还原是在进行的，其中是还原剂。
（2）此循环表明，光合作用中CO2固定和还原的第一产物是，只通过此途径固定CO2的植物被称为，如（举一例即可）。
（3）C02的还原过程中每产生1分子葡萄糖需要分子3－磷酸甘油醛，每还原1分子CO2需要分子ATP和分子NADPH的参与，它们来自。
（4）为研究光合作用中碳在植物体内的转移途径，可采用的实验手段是。
（5）在有光的条件下，若停止CO2的供应，那么二磷酸核酮糖的浓度；3－磷酸甘油酸的浓度。
21.光合强度又叫光合速率，它是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2释放量。
通常用CO2毫克·分米-2·小时-1表示。
可用来表示某种植物一定叶面积在一定时间内吸收的CO2量，由此推算出单位叶面积在单位时间内的CO2吸收量。
图示为水稻不同叶位的叶片的光合强度，叶位是指从下往上数的叶片位置（如04表示第四叶，05表示第五叶）。
分析回答：
（1）一般情况下用红外CO2分析仪测定叶片进行光合作用前后气流中的CO2浓度的变化，所代表的光合强度反映的是叶片的光合强度。
（2）由图中可知第九叶位的光合强度很低，这是由于此处叶片处于，叶片面积较，而比较旺盛。
（3）如果给这些植物提供14CO2，一段时间后，可以测出第叶位的放射性最强。
（4）第一到第四叶位的光合强度较低的原因可能是。
22.下图是叶绿体中光合作用过程的图解。
请据图回答：
（1）光合作用的过程可以分为两个阶段，图中A、B依次表示光合作用的阶段，其中图B阶段的反应场所是叶肉细胞的。
（2）光合作用合成物质③所需能量来自，物质③中的化学能将直接用于图中物质[]的合成（[]中填图中序号，填名称）。
（3）假如白天突然中断了图中④物质的供应，叶绿体中首先积累起来的物质是。
（4）写出概括光合作用的化学反应式：
。
【试题答案】
1.D；2.D；3.B；4.C；5.A；6.D；7.A；8.C；9.B；10.C；11.D；
12.A；13.C；14.D；15.C；16.B；17.B；18.B；19.C。
20.
（1）叶绿体基质中；NADPH
（2）3－磷酸甘油酸；C3植物；小麦
（3）2；3；2；光反应（4）放射性同位素标记法（5）上升；下降
21.
（1）净
（2）幼龄期小呼吸作用（3）第六和第七
（4）叶片衰老，体内酶的活性下降
22.
（1）光反应和暗反应叶绿体基质
（2）太阳光能⑤糖类（等有机物）
（3）C5（4）H2O＋CO2
（CH2O）＋H2O＋O2
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