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第2講光合作用和細胞呼吸 專題二細胞的代謝 2016高考導航 適用于全國卷 專題二細胞的代謝 專題二細胞的代謝 高考回放 1 2014 高考全國卷 T6 6分 關于光合作用和呼吸作用的敘述 錯誤的是 A 磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物B 光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與C 人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供D 病毒核酸的復制需要宿主細胞的呼吸作用提供能量 C 專題二細胞的代謝 解析 A項 光合作用的光反應中有ATP的合成 需要原料ADP和磷酸 B項 光合作用中葉綠素吸收并轉化光能的過程與酶的催化作用無關 C項 乳酸是無氧呼吸的產物 在人體內不能繼續(xù)分解供能 人體在劇烈運動時所需的能量是由葡萄糖分解提供的 D項 病毒無獨立的代謝系統(tǒng) 病毒核酸的復制所需要的能量由宿主細胞的呼吸作用提供 專題二細胞的代謝 2 2013 高考全國卷 T2 6分 關于葉綠素的敘述 錯誤的是 A 葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素B 被葉綠素吸收的光可能用于光合作用C 葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同D 植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光 D 專題二細胞的代謝 解析 題干明確考查葉綠素的有關知識 可根據(jù)葉綠素的有關內容 逐項分析解答 葉綠素a和葉綠素b所含的化學元素相同 都由C H O N Mg組成 故A項正確 葉綠素主要吸收紅光和藍紫光 葉綠素吸收的光能通過光合作用轉變?yōu)閮Υ嬖谟袡C物中的化學能 故B項正確 葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰值約為663nm 葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值約為645nm 故C項正確 綠葉中的色素對綠光的吸收極少 絕大多數(shù)綠光被反射出來 因此植物呈現(xiàn)綠色 故D項錯誤 專題二細胞的代謝 3 2013 高考全國卷 T3 6分 下列與微生物呼吸有關的敘述 錯誤的是 A 肺炎雙球菌無線粒體 但能進行有氧呼吸B 與細菌呼吸有關的酶由擬核中的基因編碼C 破傷風芽孢桿菌適宜生活在有氧的環(huán)境中D 有氧和無氧時 酵母菌呼吸作用產物不同 C 專題二細胞的代謝 解析 據(jù)題干可知 本題重點考查微生物的細胞呼吸 可首先聯(lián)系細胞呼吸的方式 有氧呼吸和無氧呼吸 然后分析每個選項提供的信息 逐項解答 肺炎雙球菌屬于原核生物 細胞中只有核糖體一種細胞器 與有氧呼吸有關的酶存在于細胞膜和細胞質基質中 故A項正確 細菌的擬核有環(huán)狀DNA 為細菌的遺傳物質 其上的基因控制著相關蛋白質的合成 故B項正確 破傷風芽孢桿菌的細胞呼吸方式是無氧呼吸 其適宜的生活環(huán)境應為無氧環(huán)境 故C項錯誤 酵母菌為兼性厭氧型微生物 進行有氧呼吸時 呼吸產物是CO2和水 進行無氧呼吸時 呼吸產物是酒精和CO2 故D項正確 專題二細胞的代謝 4 2014 高考全國卷 T29 10分 某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示 專題二細胞的代謝 據(jù)圖回答下列問題 1 當CO2濃度為a時 高光強下該植物的凈光合速率為 CO2濃度在a b之間時 曲線 表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高 2 CO2濃度大于c時 曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加 限制其增加的環(huán)境因素是 3 當環(huán)境中CO2濃度小于a時 在圖示的3種光強下 該植物呼吸作用產生的CO2量 填 大于 等于 或 小于 光合作用吸收的CO2量 4 據(jù)圖可推測 在溫室中 若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產量 還應該同時考慮 這一因素的影響 并采取相應措施 0 A B和C 光強 大于 光強 專題二細胞的代謝 解析 1 根據(jù)曲線圖可知 當CO2濃度為a時 高光強下 曲線A 該植物的凈光合速率為0 分析坐標圖中曲線的走勢可以看出 當CO2濃度在a b之間時 曲線A B和C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高 2 由題圖可知 影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強 當CO2濃度大于c時 由于受光強的限制 光反應產生的 H 和ATP不足 暗反應受到限制 曲線B和C的凈光合速率不再增加 3 當環(huán)境中的CO2濃度小于a時 在圖示的3種光強下 植物的凈光合速率小于0 說明該植物此時呼吸作用產生的CO2量大于光合作用吸收的CO2的量 4 據(jù)圖可推測 光強和CO2濃度都會影響植物的凈光合速率 因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產量 還應同時考慮光強這一因素的影響 專題二細胞的代謝 1 光合作用與細胞呼吸關系的分析 H2O H C6H12O6 CO2 H2O C2H5OH CO2 1 光合作用與有氧呼吸過程中 H 和ATP的來源和去向 光反應階段 有氧呼吸第一 二階段 三個階段 有機物 丙酮酸 H H O2 ATP CH2O ATP H 溫度 CO2濃度 C3 色素 酶的活性 最適溫度 3 細胞呼吸方式的判斷 1 依據(jù)反應物 產物來判斷 若需消耗氧氣 則一定存在 呼吸 若產物有水 則一定存在 呼吸 若產物中有 則一定有無氧呼吸 若產物中有二氧化碳 則要依據(jù)物質的量的關系來討論 有氧 有氧 酒精或乳酸 2 依據(jù)物質的量的關系來判斷 不消耗O2 釋放CO2 只進行 呼吸 無CO2釋放 只進行產生 的無氧呼吸或細胞已死亡 CO2釋放量等于O2的吸收量 只進行 呼吸或同時進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸 CO2釋放量大于O2的吸收量 既進行有氧呼吸 又進行 發(fā)酵 多余的CO2來自 發(fā)酵 無氧 乳酸 有氧 酒精 酒精 3 依據(jù)反應場所來判斷 對于真核生物來說 有線粒體參與的一定是 呼吸 無線粒體參與的一定是 呼吸 對于原核生物來說 原核細胞中無線粒體 故有氧呼吸和無氧呼吸都沒有線粒體的參與 某些原核生物內存在與有氧呼吸有關的酶 可進行有氧呼吸 如硝化細菌 有氧 無氧 1 溫度 曲線模型如圖甲溫度通過影響與細胞呼吸有關的 來影響呼吸速率 2 氧氣 曲線模型如圖乙氧氣存在抑制無氧呼吸 有氧呼吸 階段必須需要氧氣 3 含水量 曲線模型如圖丙自由水含量 時呼吸作用旺盛 4 CO2濃度 曲線模型如圖丁CO2是細胞呼吸的產物 對細胞呼吸具有 作用 酶的活性 第三 較高 抑制 命題點1用模式圖分析光合作用與細胞呼吸的物質和能量的關系 C 2 寫出下列物質或生理過程的名稱 E G 6 3 甲圖中2對應乙圖中的 人體內能進行乙圖中的 乙圖中能使ADP含量減少的是 H2O O2 CO2的固定 b a d a c d 4 細胞中發(fā)生過程1的部位是 其上分布的與光合作用有關的物質有 5 過程7可產生合成A的原料 這些原料的運動方向是 葉綠體類囊體的薄膜 色素和酶 從葉綠體基質移向葉綠體類囊體的薄膜 易錯展臺 1 甲圖中 不在生物膜上進行的生理過程是 2 在光下 根尖細胞內合成 H 的場所有 3 同一細胞中O2從葉綠體到線粒體被利用共經過 層磷脂分子 2 3 4 6 7 細胞質基質 線粒體 8 5 若某葉肉細胞光合作用產生的葡萄糖中有三分之一用于該細胞的呼吸作用 那么該細胞每積累1分子葡萄糖 能夠產生 分子氧氣 9 1 2015 寧夏銀川一中第五次考試 T31 圖1表示綠色植物葉肉細胞部分結構中的某些生命活動過程 甲 乙代表兩種細胞器 代表各種物質 圖2表示在相同且適宜溫度下 測定該植物1cm2葉片重量變化 只考慮有機物的變化 單位為mg 據(jù)圖回答下列問題 1 獲取甲 乙細胞器的方法是 將結構乙從細胞中提取出來 置于清水中 則其內膜破裂晚于外膜 原因是 2 在光照適宜但高溫或干旱條件下 某些植物的光合作用強度也會下降 其首先是由于圖1中的 用數(shù)字和箭頭表示 環(huán)節(jié)的反應強度下降導致的 3 該植物的呼吸速率可表示為 mg cm2 h 光照處理1h的實際光合速率可表示為 mg cm2 h 差速離心法 內膜的表面積大于外膜 A B 2A 解析 1 將細胞內各種細胞器分離開采用差速離心法 結構乙為線粒體 其內膜向內折疊 面積大于外膜 在清水中線粒體吸水膨脹 由于內膜面積大 故內膜破裂的時間較外膜晚 2 在高溫或干旱的條件下 植物葉片表面的氣孔關閉 使環(huán)境中的二氧化碳進入細胞內減少 從而直接影響二氧化碳的固定 即影響 的反應 3 無光時植物只進行呼吸作用 圖2中無光處理1h 葉片重量減少Amg 因此 該植物的呼吸速率為Amg cm2 h 實際光合速率 凈光合速率 呼吸速率 凈光合速率為光照處理1h后葉片增加的重量 即 Z B Z A B A 因此 實際光合速率 B A A B 2Amg cm2 h 3 2015 云南昆明高三質檢 T29 研究小組分別于20 30 下 測定不同光照強度對某單細胞綠藻平均每個細胞O2的總產生速率和CO2釋放速率的影響 結果如下 請分析回答下列問題 1 在20 下 當光照強度為1klx時 細胞中能合成 H 的細胞器有 若該綠藻長期處于20 5klx條件下 則 填 能 或 不能 正常生長 原因是 2 在30 下 當光照強度為2klx時 平均每個細胞CO2的固定速率是 nmol h 1 3 分析數(shù)據(jù) 可判斷該綠藻細胞呼吸酶的最適溫度應 填 大于 等于 或 小于 30 且該綠藻細胞呼吸速率與光照強度 填 有關 無關 或 無法確定 理由是 在相同溫度下 隨光照強度的改變該綠藻細胞呼吸速率不發(fā)生改變 線粒體 葉綠體 不能 在20 5klx的條件下 該綠藻光合速率小于呼吸速率 其他合理答案也可 4 小于 無關 解析 1 在20 1klx時 綠藻細胞同時進行光合作用和有氧呼吸 光合作用中產生 H 的場所為葉綠體類囊體薄膜 有氧呼吸中產生 H 的場所為細胞質基質和線粒體 其中屬于細胞器的是葉綠體和線粒體 在20 5klx時 綠藻細胞向外界釋放二氧化碳的速率為2nmol h 1 說明此時光合速率小于呼吸速率 植物體內有機物會不斷減少 因此 長期處于這一條件下的綠藻不能正常生長 2 在30 2klx時 平均每個細胞氧氣的總產生速率為4nmol h 1 根據(jù)光合作用的反應式 可知光合作用中產生的氧氣量與固定的二氧化碳量相等 因此 這一條件下平均每個細胞二氧化碳的固定速率為4nmol h 1 3 在光照強度為1klx時 在20 時呼吸作用產生二氧化碳的速率為1 9 10 nmol h 1 而在30 時呼吸作用產生二氧化碳的速率為2 2 4 nmol h 1 這說明在20 時呼吸酶的活性比30 時的大 則呼吸酶的最適溫度應小于30 在光照強度為2klx時 20 和30 時呼吸作用產生二氧化碳的速率分別為7 3 10 nmol h 1 0 4 4 nmol h 1 同理 可以計算出在不同的光照強度下 同一溫度下呼吸作用產生二氧化碳的速率都相等 這說明光照強度不影響呼吸速率 命題點2借助圖表 曲線考查影響光合作用和細胞呼吸的因素 55 與O2結合形成水 還原三碳化合物 C3 2 圖1中 40 與60 時 CO2的吸收量均為0 二者的區(qū)別是前者 后者 3 結合暗反應的過程 解釋圖2中高O2濃度更能抑制光合作用速率的原因 4 根據(jù)以上研究結果 該溫室大棚作物白天 適宜的溫度 在0 03 CO2濃度時 生長的最佳環(huán)境條件是 光照強度為30千勒克斯 光合速率等于呼吸速率 光合速率和呼吸速率均為0 植物死亡 高O2與更多的C5結合 減少了用于還原的C3 從而降低了光合作用速率 溫度為30 O2濃度為1 5 光照強度 a點不變 b點向左移動 c點向右上方移動 能 下表列出了部分常見的與總光合速率和凈光合速率有關的關鍵詞 特例 如果題干給出的信息是葉綠體吸收CO2或葉綠體釋放O2的量 則該數(shù)據(jù)為總光合速率 1 原創(chuàng)題 某實驗小組研究溫度對水綿光合作用和呼吸作用的影響 實驗結果如下圖所示 據(jù)圖分析下列有關說法正確的是 A 據(jù)圖可知 水綿細胞呼吸作用的最適溫度為35 B 圖中水綿細胞積累有機物速率最大時的溫度是25 C 每天光照10小時 最有利于水綿生長的溫度是25 D 在5 時 水綿細胞產生氧氣的速率是消耗氧氣的速率的2倍 B 解析 圖中縱坐標表示光照下吸收CO2的量 即凈光合速率 或黑暗中釋放CO2的量 即呼吸速率 由于沒有對高于35 條件下水綿細胞的呼吸作用進行研究 因此 不能說明水綿細胞呼吸作用的最適溫度為35 水綿細胞積累有機物的速率是指凈光合速率 從圖中可以看出 在25 時水綿細胞在光照下吸收CO2的量最高 即積累有機物的速率最大 每天光照10小時 最有利于水綿生長的溫度應是20 因為在20 時 每天光照10小時 一晝夜水綿積累的有機物最多 為11 5mg 3 25 10 1 5 14 11 5 用CO2吸收量表示 在5 時 水綿細胞產生氧氣的速率是1 5 用CO2吸收量表示 消耗氧氣的速率是0 5 用CO2釋放量表示 可知水綿細胞產生氧氣的速率是消耗氧氣的速率的3倍 2 2015 廣西南寧 桂林 柳州 玉林高三適應性檢測 T29 某科研小組在25 條件下對植物甲和植物乙葉肉細胞的光合作用特性進行了研究 結果如圖所示 請回答下列問題 注 凈光合速率 光合速率 呼吸速率 1 圖中A點條件下植物甲葉肉細胞產生ATP的細胞器有 B點條件下植物乙葉肉細胞進行光合作用消耗CO2的速率為 2 在本實驗條件下 植物甲葉肉細胞的最大凈光合速率 填 大于 等于 或 小于 植物乙的最大凈光合速率 在無光條件下植物 填 甲 或 乙 的干重減少得更快 3 另有研究發(fā)現(xiàn)沙塵天氣會影響這兩種植物的生長 分析認為 首先沙塵天氣遮擋陽光直接影響光合作用的 階段 其次沙塵堵塞植物葉氣孔 影響光合作用的 階段 葉綠體和線粒體 10 mol m 2 s 1 大于 乙 光反應 暗反應 解析 1 A點條件下 植物甲的葉肉細胞光合速率與呼吸速率相等 葉肉細胞中光合作用和有氧呼吸產生ATP的細胞器分別是葉綠體和線粒體 B點條件下 植物乙的葉肉細胞光合速率與呼吸速率相等 植物乙葉肉細胞的呼吸速率為10 mol m 2 s 1 則光合速率也為10 mol m 2 s 1 2 二氧化碳吸收速率即凈光合速率 從圖中可知植物甲葉肉細胞的最大凈光合速率大于植物乙的最大凈光合速率 在無光條件下 植物只進行呼吸作用 圖中顯示植物乙的呼吸速率大于植物甲 因此 在無光條件下植物乙的干重減少得更快 3 光照減弱后會直接影響光反應 環(huán)境中二氧化碳通過氣孔進入植物的葉肉細胞 二氧化碳參與暗反應 氣孔堵塞后會影響暗反應 3 2015 吉林長春市高三監(jiān)測 T29 羊草和大針茅是兩種常見牧草 某研究小組在不同土壤含水量的條件下 分別在14時和16時測得羊草和大針茅的相對光合速率如表 請分析回答下列問題 注 以午前光合高峰時的光合速率作為100 土壤含水量49為水分充足 19為干旱 1 綠色植物吸收光能的色素分布在葉綠體的 在實驗室中可用 法來分離 2 根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析 環(huán)境因素中氣溫 大氣相對濕度 CO2濃度為該實驗研究的 變量 土壤含水量相對值為19時 羊草在14時的光反應速率比16時 從表中可以看出 當環(huán)境因素相同時 羊草和大針茅的相對光合速率隨土壤含水量減小而 原因是 兩種植物相比 更適應干旱的環(huán)境 大針茅 類囊體薄膜 基粒 紙層析 無關 低 降低 減小 下降 土壤含水量減少 植物缺水導致氣孔關閉程度加劇 CO2吸收量減少 解析 1 在綠色植物中 與光合作用有關的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜 分離色素的方法是紙層析法 2 本實驗的變量有兩個 土壤含水量和光照強度 其他為無關變量 如環(huán)境因素中的氣溫 大氣相對濕度和二氧化碳濃度等 土壤含水量為19時 羊草14時的光合作用速率為35 0 低于16時的光合作用速率 45 2 所以羊草在14時的光反應速率較低 土壤含水量減少 植物缺水導致氣孔關閉程度加劇 CO2吸收量減少 導致光合速率隨土壤含水量減小而降低 兩種植物相比較 大針茅在干旱的環(huán)境中光合速率下降沒有羊草明顯 所以大針茅更適應干旱環(huán)境 命題點3光合作用與細胞呼吸的實驗設計 裝置中放置死亡的植物 2 測定植物的凈光合作用強度 在甲 乙兩裝置的燒杯中加入 填 NaOH 或 NaHCO3 溶液 其作用是 將兩裝置放在適宜的光照下照射1小時 測定紅墨水滴的移動距離 實驗結果 乙裝置中紅墨水滴向右移動0 5cm 甲裝置中紅墨水滴向 移動4cm NaHCO3 提供CO2 右 3 測定植物的呼吸強度 在甲 乙兩裝置的燒杯中加入 溶液 其作用是 將兩裝置放在 環(huán)境中1小時 溫度與 2 中溫度相同 實驗結果 乙裝置中紅墨水滴向右移動0 1cm 甲裝置中紅墨水滴向 移動1 5cm 4 綜合分析可知 該植物的實際光合強度為每小時紅墨水滴向 移動 cm NaOH 吸收裝置中的CO2 黑暗 左 右 5 1 易錯展臺 1 為防止氣壓 溫度等物理因素所引起的誤差 應設置的對照實驗是 2 測量呼吸速率時 如果實驗材料是種子 為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾 應對 處理 將所測的生物材料滅活 如將種子煮熟 其他條件均不變 裝置及所測種子進行消毒 若甲液滴左移 乙液滴不動 則 若甲液滴不動 乙液滴右移 則 若甲液滴左移 乙液滴右移 則 4 若將典例中甲裝置中的燒杯中加入NaHCO3置于不同光照強度下 記錄裝置中紅墨水滴移動的方向 若紅色液滴右移 說明光合作用強度 細胞呼吸強度 若紅色液滴左移 說明細胞呼吸強度 光合作用強度 若紅色液滴不動 說明光合作用強度 細胞呼吸強度 只進行有氧呼吸 只進行無氧呼吸 既進行有氧呼吸 又進行無氧呼吸 大于 大于 等于 向右 1 2015 貴州省七校聯(lián)考 T29 下圖是將綠色植物置于密閉容器內 探究植物代謝的影響因素的實驗示意圖 毛細管中水滴移動后移動針筒的位置 使水滴始終位于X的位置 針筒的讀數(shù)可以顯示容器內氧氣體積的改變量 單位 mL h 表示增加 表示減少 回答下列問題 1 黑暗條件下測定氧氣的吸收量需將碳酸氫鈉溶液換作 10 時在適宜光照下該植物是否能正常生長 填 是 或 否 原因是 2 該植物生長的最適溫度是 而細胞呼吸消耗有機物最快的溫度是 若此植物處于12小時光照 12小時黑暗的環(huán)境中 據(jù)上述實驗數(shù)據(jù) 最適合該植物生長的晝夜溫度組合是 氫氧化鈉溶液 是 此時光合作用速率大于呼吸作用速率 25 35 白天25 晚上10 3 若將實驗裝置中的碳酸氫鈉溶液換成蒸餾水 在其他條件相同的情況下 植物的光合作用速率將 填 下降 或 上升 下降 解析 1 黑暗條件下植物只進行呼吸作用 有氧呼吸吸收氧氣 釋放二氧化碳 將容器內碳酸氫鈉溶液換作氫氧化鈉溶液 可以避免二氧化碳的干擾 測定植物有氧呼吸對氧氣吸收的情況 10 時在適宜光照下容器內氧氣體積的改變量為 4mL h 說明植物的光合作用速率大于呼吸作用速率 植物體內的有機物在積累 能正常生長 2 光照條件下容器內氧氣體積的改變量反映了凈光合作用速率的大小 凈光合作用速率越大 越有利于植物生長 從表中可知25 時凈光合作用速率最大 故25 即為植物生長的最適溫度 在黑暗中容器內氧氣體積減小最多的溫度為呼吸作用消耗有機物最快的溫度 即35 白天植物有機物積累最多的溫度 即25 晚上植物消耗有機物最少的溫度 即10 組合 即為適合植物生長的晝夜溫度最佳組合 3 碳酸氫鈉溶液能給植物的光合作用提供二氧化碳 換成蒸餾水后 容器內的二氧化碳濃度會逐漸下降 導致光合作用速率下降 葉綠體基質 容器中CO2逐漸被光合作用消耗 146 將該裝置放在自然環(huán)境下 測定夏季一晝夜小室內植物氧氣釋放速率的變化 得到如圖乙B所示曲線 那么影響小室內植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是 影響a點變化的內因是 裝置中氧氣濃度最高的時間是 點 圖中裝置刻度管中液滴移到最左點是在曲線中的 點 光照強度 溫度 酶的活性 18 或g c df 對照組 或對照實驗 將此裝置遮光 或遮光并將緩沖液換成NaOH溶液 每隔一定時間記錄刻度數(shù)據(jù) 解題模塊光合作用和呼吸作用實驗應依照如下步驟進行 第一步 閱讀題干 明確實驗目的 第二步 理解裝置圖 注意光合速率與呼吸速率裝置圖的異同 明確實驗原理 結合光合作用和呼吸作用的過程及影響因素 特別是因變量的檢測方法 第三步 結合題目要求分析確定答案 第四步 若題目的結果分析中要求繪制曲線或表格 要注意掌握相應的方法 如對于曲線 不要忘記橫 縱坐標的含義 有時還要注意單位 而對于表格 則不要忘記名稱 行和列的含義等