备战高考生物一轮复习第11讲光合作用与细胞呼吸的关系 讲义Word文件下载.docx

1、呼吸作用中葡萄糖分解成丙酮酸为细胞呼吸第一阶段，会产生ATP；光反应中水在光下分解成O2和H，伴随产生ATP；暗反应中C3的还原需要光反应产生的ATP和H。2下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化，相关叙述正确的是（）A过程发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程发生在线粒体的内膜上B过程发生在线粒体中C过程均需要H和ATP的参与D过程产生的H是相同的物质，过程在线粒体中进行选A过程表示光合作用的光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上；过程表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中；过程是CO2的固定，不需要H和ATP的参与；过程产生的

2、H是不同的物质，过程是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体中。光合作用与呼吸作用过程中的物质转化图分析典型图示问题设计据图填表提供的标记物最先出现放射性的物质最终出现放射性的物质“对18O的示踪分析”的注意点18O2 （途径）水二氧化碳三碳化合物葡萄糖等有机物丙酮酸如果分析“首先出现在”“短时间出现在”，一般是要求分析第一步反应，不必沿箭头所指路线过多分析；如果是分析“在哪些物质中出现”，则需要沿箭头所指路线将所有可能出现的情况分析出来HO氧气（途径）；水（蒸腾作用）氧气水二氧化碳三碳化合物葡萄糖等有机物丙酮酸C18O2三碳化合物（途径）（一）三碳化合物葡萄糖等有机物丙酮酸；（二）水氧气14CO2

3、三碳化合物葡萄糖等有机物丙酮酸3下列有关放射性同位素示踪实验的叙述，错误的是（）A给水稻提供14CO2，则其根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OHB给水稻提供14CO2，则14C的转移途径是：14CO214C3（14CH2O）C用15N标记某种氨基酸，出现放射性的顺序依次是核糖体、高尔基体、内质网D小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到HO，呼出的二氧化碳也可能含有18O选C给水稻提供14CO2，水稻通过光合作用会产生（14CH2O），则其根细胞在缺氧环境会利用（14CH2O）进行无氧呼吸，有可能出现14C2H5OH；给水稻提供14CO2，则的转移途径是：14CO214C3（14CH2

4、O）；用15N标记某种氨基酸，出现放射性的顺序依次是核糖体、内质网、高尔基体；小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到HO，水参与有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，所以呼出的二氧化碳也可能含有18O。4（2016浙江高考）下面是关于植物光合作用的问题。请回答：（1）光反应发生在叶绿体的_中，H2O在光反应中裂解为_。（2）若以14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含14C的三碳化合物是_。该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的_等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。（3）给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O是由于_，O又作为原料参与了光合作用之

5、故。（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同_下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25 降为5 的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度_（选填：、）25 。（1）光反应发生在叶绿体的类囊体膜中，H2O在光反应中裂解为H、O2和电子。（2）卡尔文循环中首先是1分子CO2在酶的催化作用下与1分子五碳糖（RuBP）结合，形成1个六碳分子，这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子（即3磷酸甘油酸）。然后每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和ATP的磷酸基团形成三碳糖磷酸。（3）给某植物提供C18O2和H2O，光合作用过程中18O的去路是6C18O212H2OC6HO

6、66O26HO，其中产物HO又作为光反应的原料，在水的光解中产生。（4）光饱和点是指达到最大光合速率时的最低光强度，因此测定光饱和点时需要测定在不同光强度下的光合速率。在一定条件下，某植物在温度由25 降为5 的过程中，光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时光合作用的最适温度应该不低于25 。答案：（1）类囊体膜H、O2和电子（2）三碳酸磷酸基团（3）C18O2中的部分氧转移到HO中（4）光强度归纳拓展C18O2、18O2、HO、14CO2在光合作用和细胞呼吸中元素转移途径的分析（1）葡萄糖参与的有氧呼吸与光合作用反应式有氧呼吸：C6H12O66O26H2O6CO212H2O光合作用：（2）

7、18O和14C的转移过程18O2C6HO6考点二光合速率、呼吸速率及其相互关系重难深化类光合作用、呼吸作用的“三率”图示分析问题设计（1）“三率”的表示方法呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2释放量或吸收量，即图1中点。净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量，即图1中的CC段对应CO2量，也称为表观光合速率。总（实际）光合速率净光合速率呼吸速率，即图1中的AD段对应的CO2总量。（2）图2中曲线表示总光合量，曲线表示呼吸量，曲线表示净光合量。交点D对应点E，此时净光合量为，点时植物生长最快。（3）图3中曲线c表示净光合速率，

8、d表示呼吸速率，cd表示总光合速率。在G点时，总光合速率是呼吸速率的倍。（4）图1中B点对整个植株而言，光合速率呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光合速率呼吸速率。（填“”“”或“”）1（2017北京高考）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。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025 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1050 选D从第二幅图的曲线中可以看出，光合作用的最适温度为30 左右，呼吸作用的最适温度为55 左右，因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高；从第一幅图的曲线中可

9、以看出，净光合作用的最适温度为25 左右；通过第二幅图的曲线可以看出，在025 范围内，光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线；植物总光合作用大于呼吸作用时，即净光合作用大于0时，适合植物的生长，从图中可以看出，适合该植物生长的温度范围是1045 。2（2018全国卷）回答下列问题：（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的_上，该物质主要捕获可见光中的_。（2）植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_。当叶面积系

10、数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_。（3）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度_（填“高”或“低”）。（1）高等植物进行光合作用捕获光能的物质是光合色素，该物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上，其捕获的光主要是蓝紫光和红光。（2）由图中曲线可以看出，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率都在增加；当叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率增加，两者差值减小，故群体干物质积累速率降低。（3）通常，阴生植物的光合速率和呼吸速率都比阳生植物低，因此与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的C

11、O2量相等时所需要的光照强度低。（1）类囊体膜蓝紫光和红光（2）增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低（3）低解答呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息（1）光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起，可作为呼吸强度指标。（2）光照下吸收CO2量应为净光合量。（3）光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。（4）植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量”。只有净光合量0时植物才能生长。光合速率的测定1气体体积变化法测光合作用O2产生

12、的体积或CO2消耗的体积实验原理（1）甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。（2）乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。（3）真正（总）光合速率净光合速率呼吸速率。2半叶法测定光合作用有机物的产生量实验原理将植物对称叶片的一部分（A）遮光或取下置于暗处，另一部分（B）则留在光下进行光合作用（即不做处理），并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一

13、定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。3黑白瓶法测溶氧量的变化实验原理将装有水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此，真光合作用量（光合作用总量）白瓶中氧气增加量黑瓶中氧气减少量。3（2019西安模拟）下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实

14、验示意图，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平。下列几种实验结果（给予相同的环境条件），不可能出现的是（）A甲、乙装置水滴都左移B甲、乙装置水滴都右移C甲装置水滴不动，乙装置水滴左移D甲装置水滴右移，乙装置水滴左移选B根据题意可知，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平，故甲装置内的气压变化是由氧气含量变化引起的，较强光照条件下（光合速率大于呼吸速率）甲装置内水滴右移，黑暗或较弱光照条件下（光合速率小于呼吸速率）甲装置内水滴左移，适宜光照条件下（光合速率等于呼吸速率）甲装置内水滴不动；乙装置内的青蛙只进行细胞呼吸而不进行光合作用，故乙装置内水滴只能左移。4

15、.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。如图所示，“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2h）。若MMBMA，则M表示_。如图所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。题中MB表示6 h后叶片初始质量光合

16、作用有机物的总产量呼吸作用有机物的消耗量，MA表示6 h后初始质量呼吸作用有机物的消耗量，所以MMBMA就是B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量。这样，M值除以时间再除以面积就可测得真正光合速率单位：mg/（dm2h）。B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量5某生物科研小组，从鸭绿江的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下（abcde），温度保持不变，24 h后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，请根据其记录数据（如下表）判断下列选项中错误的

17、是（）光照强度（klx）0（黑暗）abcde白瓶溶氧量（mg/L）310162430黑瓶溶氧量（mg/L）A黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧B光照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用C当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为21 mg/LD当光照强度为d时，再增加光照强度，白瓶中植物的光合速率不再增加选B黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧；光照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗；当光照强度为c时，白瓶中植物光

18、合作用产生的氧气量即为总光合作用量净光合作用量呼吸作用消耗量（2410）721（mg/L）；由d、e两组数据可知，当光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不再增加，即白瓶中植物的光合速率不再增加。一、光补偿点与光饱和点及其移动问题1光补偿点的两种生理状态（1）整个植株：光合作用强度呼吸作用强度。（2）叶肉细胞：光合作用强度呼吸作用强度。2环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系（1）光补偿点的移动呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。（2）光饱和点的移动：相关条件的改变（如增大CO2

19、浓度）使光合速率增大时，光饱和点C应右移（C点右上移），反之左移（C点左下移）。 例1已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ，右图表示30 时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 （原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（）A下移、右移、上移 B下移、左移、下移C上移、左移、上移 D上移、右移、上移解析图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ”可知，当温度从30 降到25 时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点（d点）时

20、吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度呼吸作用强度，在25 时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与呼吸作用强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与呼吸作用强度相等，即b点左移。答案C二、归纳有关光合作用中的计算问题1物质的量换算法根据光合作用总化学方程式：C6H12O66O26H2O，可知：绿叶吸收CO2的量释放O2的量合成C6H12O6的量661，因此，已知绿叶吸收的CO2的量（m）或释放的O2的量（n），就可以迅速求出C6H12O6的量（w）或质量（G）。即：wm/6n/6，G（m/6）18030m。注：此处的“量”指的是“物质

21、的量”2线段分析计算法在绿叶圆片的称干重实验或黑白瓶实验中，有时会出现总光合速率与净光合速率相混淆的情况，极易出错，如果使用线段分析计算的方法，问题就变得简单多了。例2将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照1 h（光照强度相同），再测其质量变化，得到如下结果：组别甲乙丙丁温度（）272829暗处理后质量变化（mg）123光照后与暗处理前质量变化（mg）31参与光合作用的酶的最适温度约为_，温度为30 时叶片总光合速率为_。解析解答本题的关键是明白光照后的净光合作用量是从暗处理之后开始积累的，而题目已知的条件

22、是光照后与暗处理前质量的变化，直接计算总光合速率时很容易错把净光合作用量当成总光合作用量。而用线段分析计算法就不会犯此错误了。假设暗处理前（A点）叶圆片的质量为W，暗处理1 h后（AB段）的质量变化为M，即呼吸速率；再给1 h光照（CE段）叶圆片积累的总量是N，即净光合速率，则光照后与暗处理前（DE段）的质量变化为XNM，线段关系如上图所示，所以净光合速率（N）XM，总光合速率X2M。题干中表格可以转换成下表：净光合速率（mg/h）4562总光合速率（mg/h）79因此，参与光合作用的酶的最适温度约为29 ；温度为30 时叶片总光合速率为 3 mg/h。答案29 3 mg/h3利用坐标曲线计算

23、在已知光合速率与自变量的关系表格的情况下，要求计算出未列出表格内的数据。这时可以利用表格数据作坐标曲线，然后再根据曲线的变化规律求出未列入表格中的数据。例3在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合速率，结果见下表。表中负值表示CO2释放量，正值表示CO2吸收量。1.03.05.07.08.010.0光合速率CO2 mg/ （100 cm2叶h）2.02.06.010.012.0回答下列问题：（1）该植物叶片的呼吸速率是_CO2 mg/（100 cm2叶（2）在光照强度为_klx时，该植物叶片光合作用合成量和呼吸作用消耗量相等。解析在计算绿叶呼吸速率时，首

24、先要根据表格中的数据绘制坐标曲线，然后将曲线延长至与纵轴相交，交点所代表的值即呼吸速率；另外，曲线在2 klx时与横轴相交，说明此时的呼吸速率与光合速率相等。答案（1）4（2）24还原光合作用或细胞呼吸曲线进行计算在只给定了曲线的情况下，要根据图示条件去计算时，往往可以通过还原未知问题的曲线来回答。例4以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是（）A光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时的相等B光照相同时间，在20 条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线

25、的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等 解析在此题中只提供了绿叶在光照下的净光合速率和黑暗下的呼吸速率，如题图所示。如何知道绿叶在不同温度下的总光合速率呢？可以利用总光合速率呼吸速率净光合速率还原出总光合速率的曲线（如右图所示），再来回答题中问题就非常容易了。当然，在只提供了总光合速率和净光合速率曲线的情况下，同样可以利用此方法还原出呼吸速率的曲线。依此类推，在已知总光合速率和呼吸速率曲线的情况下可还原出净光合速率曲线，然后依照题目所提出的问题进行解答、计算。答案A 课堂一刻钟 1（2018海南高考）高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是（）A光合作用中的光反应

26、 B光合作用中CO2的固定C葡萄糖分解产生丙酮酸 D以DNA为模板合成RNA高分必备迁移交汇，归纳整合此题考查角度要迁移交汇到光合作用、细胞呼吸、基因表达等内容。生物试题考查的点多面广，在平时的学习中多注意归纳总结是取得高分的重要途径，如结合本题归纳在生物膜上进行的各种反应。选A高等植物细胞中，光合作用中的光反应只能发生在叶绿体的类囊体薄膜上；光合作用中CO2的固定发生在叶绿体基质中；葡萄糖分解产生丙酮酸发生在细胞质基质中；以DNA为模板合成RNA即转录过程，主要发生在细胞核，其次还发生在线粒体基质和叶绿体基质中。2（2014全国卷）关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是（）A磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量易错探因张冠李戴人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的，而不是由乳酸分解提供的。命题者有意创设“剧烈运动”的情景，造成与无氧呼吸有关的假象。