届高三人教版生物一轮考能专项突破3 聚焦细胞代谢相关题型.docx

1、届高三人教版生物一轮考能专项突破3 聚焦细胞代谢相关题型重点题型研析3聚焦细胞代谢相关题型题型1光合作用与有氧呼吸的关系1 区别光合作用有氧呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能化学能(储能)化学能ATP中活跃的化学能、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行2 联系(1)物质方面C：CO2 (CH2O) C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2O H (CH2O) H H2O(2)能量方面光能ATP中活跃化学能(CH2O)3 光合作用与细胞呼吸的关系图示4 细胞内H、ATP来源、去路

2、的比较比较项目来源去路H光合作用光反应中水的光解作为暗反应阶段的还原剂，用于还原C3合成有机物等有氧呼吸、无氧呼吸有氧呼吸第一阶段、第二阶段及无氧呼吸第一阶段产生有氧呼吸用于第三阶段还原氧气产生水，同时释放大量能量；无氧呼吸用于第二阶段还原丙酮酸生成相应产物ATP光合作用在光反应阶段合成ATP，其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能用于暗反应阶段C3的还原，并以稳定的化学能形式贮存在有机物中有氧呼吸、无氧呼吸有氧呼吸第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，能量来自有机物的分解；无氧呼吸第一阶段直接用于各项生命活动典例剖析如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是(

3、)A能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5B各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3C1、3和4过程产生的H都能与氧结合产生水D2过程需多种酶参与，且需ATP供能解析据图可知，1、2、3、4、5分别是光反应、暗反应、有氧呼吸第一、第二、第三阶段。五个过程中，1、3、4、5都能合成ATP，但1过程合成的ATP只能用于光合作用的暗反应；有氧呼吸合成的ATP可供给各种生命活动所需能量，其中5过程产生最多，故A正确；1、2过程表示光合作用，4、5过程属于有氧呼吸过程，并不是所有细胞都能进行光合作用和有氧呼吸，因此只有3过程在具有细胞结构的生物体内都能进行，故B正确。1、3和4过程都有H的产

4、生，其中1过程产生的H在暗反应阶段用于还原C3,3、4过程产生的H在5过程中与氧结合产生水，故C错误。光合作用的暗反应除需要光反应提供ATP和H外，还需要多种酶参与，故D正确。答案C跟踪训练1 下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程，有关分析正确的是 ()A能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有、B阶段生成的H可作为还原剂用于过程生成水C过程可为叶肉细胞吸收Mg2等提供动力D过程进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、线粒体答案A解析据图可知，阶段、分别代表光反应、暗反应、细胞呼吸，表示光反应产生ATP，表示C3的还原，分别表示二氧化碳的固定、无氧呼吸、有氧呼吸。能够在叶肉细胞生物膜上进行的

5、生理过程有(光反应发生于类囊体的薄膜上)、中的(有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上)，故A正确；阶段生成的H将作为还原剂还原C3，故B错误；过程和都合成ATP，为细胞吸收Mg2等提供动力，过程产生的ATP只能用于暗反应，故C错误；过程进行的场所是叶绿体基质，过程进行的场所是细胞质基质，过程进行的场所是细胞质基质和线粒体，D错误。2 如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图。代表物质，代表过程。据图回答下列问题：(1)将该植物由光下突然置于黑暗中，甲图中的C3的含量将_，C5的含量将_。(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比，乙图特有的步骤是_(填数字)，这些过程发生在_中。(3)若用18O

6、标记甲图中的H2O，则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的物质是_，甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是_。(4)根据上图写出根吸收无机盐离子所需能量的形成过程：光能_用于吸收无机盐离子的能量。答案(1)增多减少(2)线粒体的基质和内膜(或线粒体)(3)水与、与、与(4)活跃的化学能葡萄糖等有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能解析(1)将植物由光下突然置于黑暗环境中，光反应停止，不能合成H和ATP，C3还原过程减慢，C3含量增多，C5含量减少。(2)乙图表示有氧呼吸过程，马铃薯块茎在缺氧条件下进行无氧呼吸，与无氧呼吸相比，有氧呼吸特有的阶段是第二、三阶段，即乙图中的过程，分别发生在线粒体

7、基质中和线粒体内膜上。 (3)甲图中的HO通过光解产生18O2，在有氧呼吸第三阶段与H结合生成HO。甲、乙两图分别表示光合作用和有氧呼吸，其中、分别表示H、O2、CO2、(CH2O)、H、O2、CO2，与都表示H，、都表示O2，、都表示CO2。题型2光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下的气体变化观察下面的图示，确定相应点、段的含义及相应的气体交换图示。1A点时，只进行呼吸作用，如图甲。2AB段，呼吸作用强度大于光合作用强度，如图乙。3B点时，呼吸作用强度等于光合作用强度，如图丙。4BC段及C点以后，呼吸作用强度小于光合作用强度，如图丁。5甲、乙、丙、丁所处的条件分别为黑暗、弱光照、中性光照、强光

8、照。典例剖析如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是()Aa、b箭头表示的是O2进出细胞的过程Be、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程C以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的dD以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b解析a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移为C18O2有机物C18O2，在较强光照

9、下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以HO作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸强度下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。答案C跟踪训练3 如图甲表示某种植物光合作用强度(用CO2吸收量表示)与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸) ()A图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4B处于图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1n10，m2n20C图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低D图甲中c点时，图乙

10、中有m1n1m4n4答案D解析图乙中m1m4分别表示线粒体产生、细胞释放、细胞吸收、叶绿体吸收的CO2量，n1n4分别表示线粒体吸收、细胞吸收、细胞释放、叶绿体产生的O2量。图甲中的纵坐标数值是整个细胞吸收的CO2量，即为图乙中的m3，A错误；若在e点时，叶绿体产生的O2足够线粒体呼吸消耗，n20，B错误；图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，即达到光饱和点，其主要原因是叶绿体中的色素等有限，来不及吸收和利用那么多的光能，C错误；图甲中c点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，故有m1n1m4n4，D正确。4 如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中af代表O2或CO2。

11、图乙表示该植物在适宜条件下O2净产量(光合作用的O2产生量呼吸作用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：(1)在图甲中，b可代表_，物质b进入箭头所指的结构后与_结合，生成大量的_。(2)在适宜的条件下，若用CO2、HO供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是_。(3)在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有_，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是_、_。(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向_(左、右)移动。(5)在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是_。答案(1)O2HA

12、TP和水(2)18O2(3)CO2和H2O叶绿体的数量等二氧化碳浓度(或温度)等(4)左(5)从类囊体的薄膜到叶绿体基质解析该题以图解和坐标曲线的形式考查光合作用、呼吸作用的过程。两者互相提供原料，光合作用需要线粒体中呼吸作用释放的CO2来合成有机物，线粒体中呼吸作用要消耗光合作用产生的O2，同时会分解光合作用合成的有机物为生物生命活动提供直接的能源物质。曲线的A点光照强度为零，此时只进行呼吸作用，P点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。题型3光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置1 实验装置2 实验原理：因呼吸作用类型不同，瓶内气压增大、减小或不变，可通过液滴的右移、左移或不动来呈现；也可根据

13、光照强度不同，通过光合作用与呼吸作用的大小导致瓶内气压变化而引起液滴位置的变化来呈现。3 装置比较单一变量的控制及作用装置1装置2装置3材料发芽种子发芽种子煮熟的种子试剂20%NaOH溶液5 mL蒸馏水5 mL蒸馏水5 mL导致瓶内气压变化的气体O2(因CO2被吸收)(呼吸引起)CO2O2(差值)(呼吸引起)CO2O2(差值)(环境引起)作用物理误差的校正对照(装置1和2)等量NaOH溶液和蒸馏水单一变量控制对照(装置2和3)等量萌发的种子和煮熟的种子单一变量控制4 若将装置1改为探究光合作用和呼吸作用与光照强度的关系，则：(1)装置需改动的地方有三处将“发芽种子”换成“能进行光合作用的材料”

14、。将“NaOH溶液”换成“Na2CO3/NaHCO3缓冲液”，保证CO2的相对稳定。置于不同的光照强度下，观察液滴移动。(2)结果分析：若红色液滴右移，说明光照较强，光合作用大于细胞呼吸，释放O2使瓶内气压增大；若红色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸大于光合作用，吸收O2使瓶内气压减小；若红色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸，释放的O2量等于吸收的O2量，瓶内气压不变。5 探究细胞呼吸状况的实验装置及结果分析(1)欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，即装置1和装置2。(2)结果与分析若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产CO2

15、量与耗O2量相等)。若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产CO2，不耗O2)。若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。(与糖类相比，脂肪C、H比例高，O的比例低，故氧化分解时释放相同CO2时，脂肪消耗的O2多，故CO2/O21。)a为使实验结果精确，排除实验误差还应设置装置3，以便校正。b进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。典例剖析取一植物形态、大小、生长发育状况相同的4张叶片按如图所示的装

16、置进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，气体的体积变化可以通过观察油滴的运动进行判断。(不考虑气体在水中的溶解、外界气压的变化和蒸腾作用的影响)(1)适宜的光照下，装置A中油滴的移动情况是_，原因是_。(2)适宜的光照下短时间内(装置内仍有O2存在)装置B中油滴的移动情况是_。放置一段时间后，装置中的O2消耗完毕，这时油滴的移动方向是_，写出此时的反应方程式：_。(3)分析装置C中的油滴移动情况与光合作用和细胞呼吸的关系：_。(4)能否直接用装置C、D证明光合作用需要CO2，为什么？_。如果用装置B、C证明光合作用需要CO2，实验前应该将叶片进行怎样的处理？_。(5)

17、要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置_。解析(1)由于装置A处于适宜的光照下，再根据光合作用和有氧呼吸的总反应式，可知消耗的气体量与产生的气体量相等，而装置A内的清水不影响气压变化，则压强不变，故油滴不移动。(2)装置B内的NaOH溶液能吸收CO2，有氧呼吸消耗O2使压强减小，则油滴向左移动。装置B中的O2消耗完毕时，则叶片只能进行无氧呼吸产生酒精和CO2，而CO2又被NaOH溶液吸收，压强不变，油滴不移动。(3)装置C中CO2缓冲液提供一定浓度的CO2，且保持不变，若光合作用产生的O2量大于细胞呼吸消耗的O2量，则压强增大，油滴向右移动；若光合作用产生的O2量等于细胞呼吸消耗的O2量，则压强

18、不变，油滴不移动；若光合作用产生的O2量小于细胞呼吸消耗的O2量，则压强减小，油滴向左移动。(4)要证明光合作用需要CO2，则自变量为CO2的有无，其他条件都相同，但装置C、D不符合单一变量原则。对叶片进行饥饿处理消耗原有淀粉，有利于检测是否新产生了淀粉。(5)测定叶片细胞呼吸的强度，需要排除光合作用的干扰，所以装置应遮光。答案(1)不移动光合作用吸收的CO2体积等于释放出的O2体积，细胞呼吸吸收的O2体积等于释放出的CO2体积(2)向左移动不移动C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量(3)当光合作用强度大于细胞呼吸强度时，油滴向右移动；当光合作用强度等于细胞呼吸强度时，油滴不移动；当光

19、合作用强度小于细胞呼吸强度时，油滴向左移动(因为CO2缓冲液在CO2浓度低时可以释放出CO2，而在浓度高时要吸收CO2，从而保证装置内CO2浓度的稳定)(4)不能。因为二者不符合单一变量原则饥饿处理(5)D跟踪训练5 选用甲、乙两种植物进行光合作用的探究实验，测定两种植物在不同条件下单位时间内的O2释放量(mL)，实验结果如下表。下列说法正确的是 ()灯泡的功率(单位：W)2050751002003000.1% CO2浓度甲植物3.416.028.240.556.556.5乙植物2.69.119.255.775.6102.60.03% CO2浓度甲植物2.311.219.827.627.527

20、.6乙植物1.88.418.954.275.2101.8A.在阳光不充足的地区，甲植物与乙植物相比，光照强度最可能限制甲植物的正常生长B在100 W、CO2浓度为0.03%的条件下，提高光照强度能提高甲植物的光合作用强度C光照强度由300 W逐渐增大至400 W的过程中，甲植物CO2吸收量可能保持相对稳定D光照强度由300 W逐渐增大至400 W的过程中，乙植物O2释放量保持相对稳定答案C解析甲植物的光饱和点小于乙植物，因此光照强度弱最可能限制乙植物的正常生长。在光照强度为100 W、CO2浓度为0.03%时，甲植物的光合作用已经达到最大，光照强度再增大时，光合速率基本不变。光照强度由300

21、W逐渐增大至400 W的过程中，乙植物的光合作用强度可能进一步增强，O2释放量可能进一步上升，但甲植物光合作用强度基本不变，CO2吸收量可能会保持相对稳定。6 如图甲所示为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是_。(2)若此时图甲植物光照强度为15千勒克司，则1小时光合作用产生的气体量为_毫升。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值

22、)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收_毫升CO2。(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组实验装置的区别是_。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5毫升，其原因是_。(4)如果将试管中的CO2缓冲液改为无菌水，则实验测得的数据指标是_ 值。该方法测得的实验数据不能较准确地说明光合作用速率变化，原因是_。答案(1)O2(2)200160(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片环境因素(如温度变化等)对实验的影响(4)释放的CO2与吸收O2量的差光合作用强度大于细胞呼吸强度，使光合作用所需CO2不够或光合作用

23、吸收和产生的气体量相等，变化量与细胞呼吸强度相关解析本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究，明确“红色液滴移动”的实质是正确解题的关键。由于图甲中存在CO2缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是O2的消耗和释放。光合作用产生O2的气体量应包括积累量和叶片消耗量(15千勒克司时为15050200毫升)，同时，植物自身呼吸作用产生的CO2为0.85040(毫升)，植物光合作用产生的O2量等于消耗的CO2量，故植物还需从外界吸收160毫升CO2。设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。若改装置中的缓冲液为无菌水，则测得值为释放的CO2与

24、吸收O2量的差。题型4光合作用与细胞呼吸的相关计算总结下列相关概念的含义与它们之间的关系1 呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。2 净光合速率和真正光合速率(1)净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。(2)真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。3 光合速率与呼吸速率的关系4 相关计算植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在如下关系：(1)光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)实测植物氧气释放量细胞呼吸耗氧量。(2)光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)实测植物CO2消

25、耗量细胞呼吸CO2释放量。(3)光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成的葡萄糖量)细胞呼吸葡萄糖消耗量。5 以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下以一天24小时为单位)(1)净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。(2)净光合速率等于0时，植物因无有机物积累不能生长。(3)净光合速率小于0时，植物因有机物量减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。易错警示植物进行光合作用的同时，一定进行着呼吸作用，但在进行呼吸作用时不一定进行光合作用，因为光合作用只有在有光存在时才能进行，而呼吸作用无时无刻不在进行着。因此在计算时不要忽略

26、无光照时呼吸作用也存在。典例剖析以测定的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呼吸作用的影响，结果如图所示。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两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等解析该图纵坐标分别表示光照下二氧化碳的吸收量(即植物积累的有机物量)和黑暗中二氧化碳的释放量(即呼吸作用)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。35 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mg/h,30 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mg/h，故光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等；制造有机物最多的应该不是25 而是3035 ，积累量最多的才是25 ；光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收二氧化碳的点，而不是图中二者曲线的交点。答案A跟踪训练