1、光合作用与呼吸作用题型归纳总结2013级(高二)生物-光合作用与细胞呼吸题型总结光合作用和细胞呼吸在高考卷中的题型多种多样,大多数是知识综合理解加实际应用类型。1试题利用实验数据、图表、曲线等形式创设新情境,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命题点可能以人类科技成果作为情境,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。题型一 光合作用和细胞呼吸过程图解的理解解此类试题时必须注意以下技巧和方法: (1)抓好基础,培养识图能力:注重基础知识,掌握基本概念、基本原理是解图解题的基础和关键。 (2)找出隐含条件,培养逆推能力:图
2、解题中的已知条件一般包含在文字叙述、图解中。一些比较有技巧的题都巧妙地将信息隐 藏在图解中而不会太明显,这就要求同学们能利用逆推法,即要解决问题必须已知哪些 条件,再从图解中透过现象看本质,从中找出所需的已知条件。1.结构图解:例1图中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( )A . a、b箭头表示的是 02进出细胞的过程B.e、f箭头表示的是 C02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180的呼吸作用产物的主要去向是图 中的dD 以h280作原料进行光合作用,在较强呼吸作用下,测得含 180的光合作用产物的主要去向是图中的b2.
3、柱状图解:例2将生长状况相同的等量某种植物的叶片分成 4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化得到如下数据 (下左图)由此可以得出的结论是A .该植物在27 C时生长得最快,在 29 C和30 C时将不表 现为生长现象B .该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温 度中都是29CC . 27C、28C、和29C光合作用制造的有机物的量相等等于呼吸作用消耗的有机物,都是 1 mg/h3代谢图解:例3如上右图表示某高等植物体内的生理过程,有关分析正确的是A 阶段I生成的NADPH将作为还原剂固定二氧化碳B .能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有H、
4、川C .过程可为细胞吸收 Mg等离子提供动力,而不是过程D 过程、进行的场所有细胞质基质和线粒体4.(仪器、试剂)装置图解:例4把经过相同时间饥饿处理且长势相近的同种植物放在相同的透明 玻璃钟罩内(密封),玻璃钟罩内的烧杯中放有等量的不同物质,如下图所示。探究光合作用是否需要C02,以及探究C02浓度对光合速率 的影响的实验装置分别是 ( ) A ; B ;C ; D ;题型二 光合作用和细胞呼吸过程表格的理解、表格题的一般解题步骤:首先,要仔细阅读并理解表格材料,明确该表格反映的是什么信 息。其次,要对表格材料进行综合分析,并能准确把握表格及题干间的内在联系。第三, 要将材料中的问题与教材知
5、识有机结合起来加以论证。最后,对材料分析及与原理结合 论证的过程进行画龙点晴的总结,以收到首尾呼应的答题效果。、表格题的分类:1 数据表格(创新设计P54 5题,P56 7题等)(1)数据对比。在这类题目中有众多的数据,但大多数只起陪衬作用,而起关键作用的往往 只是其中的个别数据,判断这些数据差异形成的原因就成为分析的要点。单侈)因子变量数据分析。(例5区别于练习17第10题)例5一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的 C2H5OH和C02的氧浓度(%)abcd产生CO2的量(mol)0.91.31.53.0产生C2H5OH 的量(mol)0.90.70.60量如表所示。
6、下列叙述错误的是 ( )A .氧浓度为a时,只进行无氧呼吸B 氧浓度为b时,经有氧呼吸产生的 C02为0.6 molC .氧浓度为c时,消耗的葡萄糖中有 50%用于酒精发酵 D.氧浓度为d时,只进行有氧呼吸温度/ C27282930暗处理前后重量变化/mg1231光照前后重量变化/mg+ 4+ 5+ 6+ 2 :例5-2、将状况相同的某种植物绿叶分 成相同的四组,在不同温度下先案处理一 小时,再用相同适宜的光照射 1小时, 测量重量变化(假设在有光和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物量相同),得到如下表的数据,不能得出的结论是( )A. 27C时该绿叶在整个实验期间积累的有机物是 2mg B .
7、28C时该绿叶光照后比暗处理前重量增加 3mgC. 29 C是该绿叶进行光合作用和呼吸作用的最适温度 D . 30C时该绿叶经光合作用合成有机物的总量是 3mg/h例5-3 将生长状况相同的轮藻叶片分成 4等份,在不同温度下分别暗处理 1h,再光照1h(光照强度相同),测量其重量变化,得到如下数据。以下说法错误的是( )组别1234温度(C)27282930暗处理后的重量变化(mg)-1-2-3-1光照后和暗处理前的重量变化 (mg)+3+3+3+ 1A 轮藻催化呼吸作用的酶的最适 温度约为29 C。B 第三组轮藻释放的氧气量最多C 四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度D 第四组轮藻光
8、合作用制造的有机物总量为 2mg2.材料表格:例6分别在A、B、C三个研钵中加2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即:深绿色、黄绿色 (或褐色)、几乎无色。(注:+ ”表示加,一”表示不加 )生物坐标曲线图题分为单一曲线图题和复合曲线图题, 此类题能全面考查同学们的综合素质,一直是高考命题的重点和热点。一、 识图与析图:一是识图。关键是三看:一看变量 (x、y轴)表示的意义,找出两者之间的大致关系;二看曲线中的特殊点 (起点、拐点、顶点、终点、交叉点 )表示的意义;三看曲线 的走向、变化趋势,对有些曲线还要明白切线斜率的含义。二是析图。分析图中为
9、什么 会有这种变化趋势:如果同一坐标系中有多条曲线,解题时要明确每条曲线的含义、变 化及其原因,以及与此曲线代表的生命现像相关的因素有哪些等。二、 生物坐标图的绘制:常用的方法是描点法。首先确定几个关键点,再围绕点绘曲线。具体步骤为:为每组数据选取合适的轴,通常以 x轴表示条件(自变量),以y轴表示实验结果(因变量):选取适合而易于使用的标度,充分利用图纸;清晰标注两坐标的含义并 注明单位;标出各点;以能穿过最多点的直线或光滑的曲线连接各点;标注图像 的标题。1.)W20 30 37 r5 50 温度m朮八屜用建率单一曲线图题:【7】如图为某植物在一定 C02浓度下温度与光合作用 速率的关系曲
10、线。根据曲线分析,下列选项不正确的是 ( )A 图中C点对应的温度表示该植物在此条件下光合作用的最适温度B 图中CD段下降的原因可能是随着温度的升高,酶活性降低C.在C点对应的温度下,如果增加环境中 C02浓度,C点可能会上移D 在BC段,限制光合作用速率的因素除了温度之外还有光照强度2.复合曲线图题:【8】农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响,将实验结果绘制成如下曲线。据此提出以下结论,你认为合理的是 ( )A 光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度B .阴影部分表示535 C时蔬菜的净光合速率小于零C 光照越强,该蔬菜新品种的产量越高D .温室栽培该蔬菜时温度最好控制在 25
11、30 C题型四细胞呼吸和光合作用的相关实验肠芨的小蛊神子T 乙按惴水5 mL有色敝滴NaOH辭橋MaOH酵沌度。乙瓶为对照。有色液滴红包液滴i细胞呼吸实验的类型(i)探究细胞呼吸强度的实验:常用下面的实验装置探究植(2) 探究细胞呼吸方式的实验(以糖类为呼吸底物):除了教材实验外,常用上面的实验装置来探究植物细胞或酵母菌的细胞呼吸方式。 装置1红色液滴左移表明细胞呼吸吸收了 02。装置2红色液滴右移表明细胞进行了无氧呼吸, 因为有氧呼吸02的吸收量与CO2的释放量相等,无氧呼吸不吸收02但释放C02。(3) 探究细胞呼吸过程场所的实验 (一般是探究第二阶段的场所 ):常见方法是用离心的方法把动
12、物细胞的细胞质基质和线粒体分开,分别加入丙酮酸,检测 C02的产生。2.光合作用实验(1)实验类型:与光合作用发现有关的经典实验:柳树增重实验;萨克斯验证光合作用产物淀粉的实验(经常考查暗处理的目的、 酒精脱色处理的目的、照光与遮光对照、 碘液的检验鉴定等);恩格尔曼的实验(现象及结论、实验材料的优点、实验的巧妙之处 );鲁宾、卡门的实验(技术手段一一放射性同位素标记法)。教材实验 一一色素的提取与分离。 影响因素一一光照、C02、温度等。实验试剂及作用:NaHC0 3提供C02; 石腊T密封;油层T密封; 开水冷却T排除水中气体。实验材料及方法:绿色叶片、黑藻等 一一观察气泡(即02)冒出的
13、速率。打孔器打取小的圆形叶片一一观察叶片上浮的速率和数量。3解决此类问题要从以下几方面入手: (1)明确实验目的。 根据实验目的确定实验类型,即是验证实验还是探究实验。 (3)根据实验的目的和给定的实验条件确定实验的变量,要遵循单一变量原则、条件一致且适宜性原则等。与光合作用相关的实验的注意事项 :(1)鉴定光合作用是否产生了淀粉,需事先将植物做“饥饿”处理以消耗原有淀粉,排除原有产物对实验结果的干扰。宜将光合作用后的叶片做“脱色”处理,以消除色素对显色反应(淀粉遇碘变蓝色)的干扰。(2)若实验中的单一变量是光时, 宜设置是否给予光照(遮光与否)的对照组。(3)NaHC0溶液作为C0的缓冲液,
14、可使密闭容器 内CQ深度保持稳定;NaOH溶液作为CQ的吸收剂,可去除空气中的 C0。题型五:光合作用和呼吸作用的有关计算1光合作用必须有光时才能进行,因此其与光照时间有关;而呼吸作用每时每刻都在进行。2相关计算还可依据光合作用与呼吸作用反应式来进行。根据化学计算比例原理,可以将反应式简化如下:光合作用: 6CO2C6H1206602有氧呼吸:C6H12O660 26CO2无氧呼吸(产生酒精):C6H12O62 C022C2H5OH酒精3围绕光合作用与呼吸作用其他知识点判断: (1)植物能正常生长的条件:一昼夜葡萄糖净积累大于0; (2) C02吸收量最大时的温度是光合作用的最适温度; C02
15、释放量最大时的温度是呼吸作用的最适温度;(3) C02吸收量为0时,不等于不进行光合作用,有可能呼吸作用释放的 C02量正好等于光合作用吸收的 C02量。注意:(1)对于一株绿色植物而言, 黑暗环境 下,植物只进行 呼吸作用,此时可根据比例关系直接求得植物的呼吸消耗。(2)而将绿色植物置于适宜的 光照条件 下时,植物同时进行 光合作用和呼吸作用,此时无法直接 将光合作用与呼吸作用区分开,测得的数据,表示的是 净光合作用。练习:1 如下左图表示真核细胞呼吸的部分过程,下列相关判断中正确的是 (多选)( )A.过程中产生的 H2O中的氧全部来自02B.人体细胞在缺氧状态下可以进行过程C. 过程产生
16、的 C02中的氧,一半来自 C6H12O6,半来自H20D. 消耗等质量的C6H12O6,通过过程产生的 ATP多于和,和释放的能量相等2如上乙图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打 出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的 NaHCO 3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间 (见图甲),以研究光合作用速率与 NaHCO 3溶液浓度的关系。有关分析正确的是 ( )A .在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐减小B .在be段,单独增加光照或温度或 NaHCO3溶液浓度,都可以缩短叶
17、圆片上浮的时间C.在e点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D .因配制的NaHCO 3溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用3.分析下列甲、乙、丙三图,下列说法正确的是 ( )A .若图甲曲线表示阴生植物光合作用速率受光照强度 的影响,则阳生植物的曲线与其比较,b点向左移,e点向右移B .图乙中t2C时植物净光合作用强度最大C.若图丙代表两类色素的吸收光谱,则 f代表胡萝卜素D .用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色或红色的塑料大棚4.图一是测定金鱼藻光合作用的实验装置,表中数据是在适宜 (恒定)温度条件下,改变灯与图_图二烧杯的距离测得的金鱼藻放
18、出的气泡数,如下表所示,据此提出以下结论,合理的是灯与烧杯的距离(cm)51015202530354045气泡数(个/min)1818151086420A.从表中可以得出的结论是光合速率始终随光照强度的增大而增大B 当灯与烧杯间的距离为 45 cm时,呈现如图二所示的量变关系C.光反应中产生的 ATP可以用于金鱼藻细胞分裂时所需的直接能源物质D .在黑暗中,图二中的细胞器都将停止生理活动5下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制 在最适范围。下列分析正确的是(多选)( )A 甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量B 乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉
19、细胞中 C3的生成量多C图中M、N点的限制因素是光照强度, P点的限制因素是温度D .丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变6.如下左图曲线表示农田中昼夜温度变化 (I ),光照强度变化(H ),植物吸收CO2的变化(川)。请判断下列说法中,不正确的是 ( )A 在曲线川与时间轴交点 c和e时,光合作用吸收的 CO2和呼吸作用释放的CO2量相等B . a点的形成是由夜间的低温造成的D 若能保证水分的供应,则可使曲线川与时间轴所围成 的面积增大C .在时间轴上的c点开始合成有机物,到 e点有机物的合成终止7.某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验,他们对温室内 CQ含量、Q含量及CQ
20、吸收速率进行了 24 h测定,得到如上中图所示的曲线,以下说法正确的是 (多选)( )A.图中d点光合速率最大,e点有机物积累最多 B . c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 C. d、e之间的区段光合速率小于呼吸速率 D 进行细胞呼吸的区段只有 ab段和fg段&如上右图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中正确的是 (多选)( )A. a点叶肉细胞产生 ATP的细胞器只有线粒体 B . b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为 25C和30C,如图表示该植物处于 25C环境中,则将温度提高到 30C时,a点上移,b点左移,d点下移D
21、.当植物缺镁时,b点将向右移9下列与绿色植物新陈代谢有关的叙述中,正确的是 ( )A 阳生植物的暗反应可以在有光的条件下进行,阴生植物的暗反应只能在黑暗的条件下进行B 大豆根吸收无机盐所需的 ATP直接来源于光合作用C .向水果贮存仓中充入 N2和C02的主要目的是抑制无氧呼吸,减少有机物的消耗,延长水果的仓储时间D 从植物体内提取的叶绿素溶液,即使给予适宜的温 度、光照和 C02,也无法检测到有氧气生成10.如图甲表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和细胞呼吸过程, 图中a、b为光合作用的原料,1图甲中过程进行的场所是CCC表示相关过程,图乙表示环境因素对小麦光 合作用速率的影响。请回答:
22、,过程进行的场所是在有氧呼吸的第一阶段,除产生了 H、ATP夕卜,还有 的生成;过程产生的 02用于相邻细胞的过程,至少经过 层生物膜结构。(3)若将该植物从 C02浓度为0.03%的环境中转移到 C02浓度为1%的环境中,在其他条件不变的情况下,叶绿体中 C5的含量将 。在植物的无土培养液中加入 H0,在温室大棚的 C02中检测到放射性的 0,这是因为水参与了 过程;如在温室大棚的 02中检测到放射性的180,这是因为水参与了 过程。(5)乙图Q点高C02浓度条件下,若要进一步提高小麦光合作用速率,可采取的措施是(6)干旱初期,小麦光合 作用速率下降的主要原因可以用乙图来说明,其具体解释是照
23、射时试管中水温过高而影响黑藻的生理活性。(3)将装置放在阳光下照射 23小时,然后取出黑藻,分别经无水乙醇脱色、漂洗、滴加碘液处理。(4)预期实验结果 。2。(5)结论: 12 下图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况;图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系;图丙是某兴趣小组将该植物栽培在密闭玻璃温室中,用红外线测量仪测得室绿色植物土擢中的水+空气中的265 JzO co.:氧化撰的浓肚0 12 1K 24 时间内的CQ浓度与时间关系的曲线。请分析回答:甲(1)图甲所示的该植物细胞代谢情况可用图乙的 点表示。(2)图乙中的a点表示 。当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的 b点时,
24、叶绿体中 ATP的移动方向是 。(3)在光照强度大于 klx时,植物才会表现出生长现象。在相同温度下,将该植物的叶片置于8 klx光照下9小时,然后移到黑暗处 15小时,则该24小时内每100 cm2叶片的光合作用所消耗的CQ的量为 mg。(4)若图乙曲线表示该植物在 25 C时光照强度与光合速率的关系, 并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25C和30C,那么在原有条件不变的情况下,将温度提高到 30C,理论上分析c点如何变化? 。(5)由图丙可推知,密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是 点,光合速率与呼吸速率相等的点是 , j点与e点相比植物体内有机物含量发生了什么变化? 。 某生
25、物小组的同学为了研究叶绿体色素对不同波长光的吸收情况,设计了一个小试验,具体步骤如下:从室外选取 4株生长发育状况一致的天竺葵,制作 4个能装下天竺葵的相同规格的黑色硬纸盒,每个纸盒内分别装上不同颜色 (红、黄、绿、蓝)功率相同的彩灯;将 4株天竺葵分别放入4个黑色纸盒中,在相同适宜的条件下,接通电源,光照 4小时。从4株经光照后的天竺葵上同时各取一片叶片放入培养皿中,滴加等量碘液;观察并比较各培养皿中叶片的颜色变化。请你指出以上实验步骤中存在的明显不足并作修改:光合作用与细胞呼吸题型探究与集训答案例1:C I a表示叶绿体吸收 CO, b表示释放 Q, e表示线粒体吸收 Q, f表示释放CO
26、, c表 示叶绿体产生的 Q被线粒体利用,d表示线粒体产生的 CQ被叶绿体利用。以 C 18Q作原料进18 18光合作用 18呼吸作用 18行光合作用, Q的转移途径为:c18q光合作用GH4 呼吸作用 C18Q2,在较强光照下,光合作用大于呼吸作用,呼吸产物C8Q2主要被叶绿体利用。 以f28q作原料进行光合作用, 其18q全部生成18Q2,在较强呼吸强度下,18Q2主要被线粒体利用进行有氧呼吸。 例2B 在4个温度中,29 C暗处理后,有机物减少最多,说明呼吸作用最旺盛,此时此组叶片含有机物最少,而光 照1 h(光照强度相同)后,有机物含量最多,说明光合作用制造的有机物最多。 例C| 本题
27、考查光合作用与细胞呼吸的比较。据图分析可知I阶段代表光合作用的光反应阶段,n阶 段代表暗反应阶段,川阶段代表细胞呼吸过程。阶段I生成的 NADP倂为还原剂还原 CQ;n阶段在叶肉细胞的叶绿体基质中进行,川阶段的部分过程在细胞质基质中进行;过程只在 细胞质基质中进行。例4:A 本题考查与光合作用有关的探究实验, 正确确定单一变量是解答本题的关键。探究光合作用是否需要 CQ,单一变量是有无 CQ,所以可以用装置(有CQ)和装置(无CQ)进行实验。探究CQ浓度对光合速率的影响, 单一变量是CQ浓度,所以可以用装置(浓度较低)和装置(浓度较高)进行实验。|例5:C | 如果无C2H5QH只有CQ产生,
28、 则说明酵母菌只进行有氧呼吸, 如氧气浓度为d时的呼吸方式。如果产生的CQ和C2H5QH摩尔数相等,则说明酵母菌只进行无氧呼吸,如在氧气浓度为 a时的呼吸方式。如果产生的 CQ的摩尔数大于GHOH的摩尔数,说明酵母菌同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式, 如氧气浓度为b和c的呼吸方式。氧气浓度为 b时,通过无氧呼吸产生的 CQ2为0.7 mol,剩余的0.6 mol是有氧呼吸方式产生的。氧气浓度为 c时,有氧呼吸产生 0.9 mol的CQ,消耗0.15 mol葡萄糖,无氧呼吸消耗0.3 mol葡萄糖,故C错误。|例5-2:A | |例5-3:D | 例6:(1) 黄绿色部分叶绿素受到破坏
29、(2)几乎无色 叶绿素不溶于水 (3)深绿色大量叶绿素溶于乙醇中例本题考查影响光合作用的因素。 在BC段,影响光合作用速率的因素包括温度,但由于题干中没有提到光照强度, 故D项结论无法得出。|例8:D| 题图中反映出光合作用酶的最适温度在 2530 C之间,没有反映出呼吸作用酶的最适温度,不能得出 A项结论。阴影部分表示535C时蔬菜光合作用量减去呼吸作用量,即净光合量,很明显是大于零的。植物有光饱和点时,光照强度大于光饱和点时,光合作用不再增强,产量不再提高。在 2530C时,净光合量最大,蔬菜产量最高,因此,温室栽培该蔬菜时温度最好控制在 2530C。练习:1 ABC 是有氧呼吸,和表示两
30、种类型的无氧呼吸。 过程中产生的 中的氧全部来自Q(第三阶段H、Q结合产生水)。人体细胞只能进行产生乳酸的无氧呼吸。有氧呼吸的产物CO产生于第二阶段,其中的氧一半来自 GH2Q, 半来自水。分解等质量的GH2Q, 有氧呼吸释放的能量最多,但两种类型的无氧呼吸释放的能量并不相等。 2C 在ab段,随着NaHC3溶液浓度的增加,叶片上浮的时间缩短,说明产生氧气的速率加快,光合作用的 速率也加快,A错。叶片细胞只要有活性,就一定进行呼吸作用, D错。在一定范围内适当提高温度或增大光照强度或增大 NaHCO溶液浓度会提高光合作用速率。 冲.B |阳生植物需要较强的光照才能使光合作用强度与呼吸作用强度相等, 所以甲图中的b点应该右移;净光合作用强度=总光合作用强度-呼吸作用强度,根据图示可知,温度为 t2C时,植物净光合作用强度约为6
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