2023届高考生物二轮复习细胞呼吸和光合作用学案（不定项）

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞呼吸和光合作用学案（不定项），共30页。
基础自查 明晰考位
纵 引 横 连————建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
答案填空：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
边 角 扫 描————全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．葡萄糖能进入线粒体氧化分解。(必修1 P93正文和图5­9)( )
2．无氧呼吸两个阶段都释放能量。(必修1 P94正文)( )
3．细胞呼吸产生的[H]指的是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(必修1 P93“相关信息”)( )
4．人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸不能再度利用。(必修1 P94“相关信息”)( )
5．一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。(必修1 P99“学科交叉”)( )
6．水绵叶绿体呈螺旋带状分布。(必修1 P100“思考·讨论”)( )
7．希尔实验说明了植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。(必修1 P102“思考·讨论”)( )
8．NADPH和ATP驱动在叶绿体基质中进行的暗反应。(必修1 P104正文)( )
9．光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合作用积累糖类的数量。(必修1 P105正文)( )
10．“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，小烧杯分别倒入NaHCO3溶液的目的是来提供无机盐。(必修1 P105“探究·实践”)( )
11．细胞内没有叶绿素的细菌一定是异养生物。(必修1 P106小字)( )
考点梳理 整合突破
整合考点5 “共同担当”的细胞呼吸与光合作用
考点整合 固考基
一、完善光合作用与细胞呼吸原理及关系图解
1．自绘简图——深化理解物质转变过程
填出图中序号代表的物质名称：①________，②________，③________，④________，⑤________，⑥________。
2．相应元素转移过程
3.能量转化过程：
4．四种状况下“光合与呼吸”的关系
二、影响细胞呼吸和光合作用的因素及相关模型解读
1．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线
特别提醒
(1)不要认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧呼吸只有第三阶段消耗O2。
(2)原核生物没有线粒体，但有些原核生物因为含有与有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸；无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。
(3)写细胞呼吸的反应式时不能用ATP来代替能量，细胞呼吸释放的能量包括储存在ATP中的能量和以热能形式散失的能量。
2.对影响光合作用的三大因素相关曲线的分析
3.把握光合作用中C3、C5、NADPH、ATP含量和(CH2O)合成量变化的四条曲线
(1)CO2供应不变，光照强度变化
(2)光照强度不变，CO2浓度变化
三、通过曲线分析植物光合作用与细胞呼吸的关系
1．自然环境中一昼夜植物的光合作用曲线
2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化
(1)光合速率等于呼吸速率的点：____________。
(2)图甲中N点低于虚线，说明该植物一昼夜表现为生长，其原因是____________________。
(3)图乙中N点低于虚线，说明该植物一昼夜不能生长，其原因是____________________________________________。
3．光合作用、呼吸作用的“三率”图分析
(1)“三率”的表示方法
①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的释放量或O2的吸收量，即图1中____点。
②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量，即图1中的________段对应的CO2的量，也称为表观光合速率。
③总(实际)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，即图1中的________段对应的CO2总量。
(2)图2中曲线Ⅰ表示总光合量，曲线Ⅲ表示呼吸量，曲线Ⅱ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，d表示呼吸速率，c＋d表示总光合速率。在____点时，总光合速率是呼吸速率的2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。
4．面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD的面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：

注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上而适当提高；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
四、完善光合作用与细胞呼吸相关实验设计的六种方法总结
1．实验装置法(气体体积变化法)测定光合速率与呼吸速率
(1)测定装置
(2)测定方法及解读
a．测定呼吸强度
Ⅰ.装置中烧杯里放入适宜浓度的NaOH溶液：用于________；
Ⅱ.玻璃钟罩________处理，以排除光合作用的干扰；
Ⅲ.置于适宜温度环境中；
Ⅳ.红色液滴向________移动(代表呼吸耗氧量)。
b.测定净光合速率
Ⅰ.装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内________恒定，满足光合需求；
Ⅱ.必须给予较强光照处理，且温度适宜；
Ⅲ.红色液滴向________移动(代表净光合速率)。
(3)光合作用与呼吸作用实验设计中常用实验条件的控制方法
①增加水中氧气——泵入空气或放入绿色水生植物。
②减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水。
③除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。
④除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中。
⑤除去叶中叶绿素——酒精隔水加热。
⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。
⑦如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。
⑧线粒体的提取——细胞匀浆离心。
⑨保持容器中CO2体积不变——NaHCO3溶液。
2．黑白瓶法：取三个玻璃瓶，一个用黑胶布包上，并包以锡箔。从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的两个黑、白瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。
①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为______________；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总____________。
3．叶圆片称重法
测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率＝____________；
呼吸速率＝________________；
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝________________。
4．半叶法
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，超出部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。
5．叶圆片上浮法
首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理，然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作，最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间。
6．梯度法
用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的实验装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
7．光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧
(1)实验设计中必须注意三点
①变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液来调节。
②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
(2)解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。

类研真题 明考向
类型1 等级考真题体验寻趋势
1．[2022·浙江6月]下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
2．[2022·浙江1月]线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是( )
A.结构1和2中的蛋白质种类不同
B．结构3增大了线粒体内膜的表面积
C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中
D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
3．[2022·广东卷]种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A．该反应需要在光下进行
B．TTF可在细胞质基质中生成
C．TTF生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
4．[2022·山东卷]植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
5．[2022·湖南卷]在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是( )
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
6．[2022·广东卷]研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a)，测定相关指标(图b)，探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________，原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为对照，并保证除__________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
7．[2022·浙江1月]不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理(30 s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光＋绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光＋绿光＋蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中____________________的还原。
(2)据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是________________________________________。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被____________光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K＋、Cl－的吸收等，最终保卫细胞____________________，细胞吸水，气孔开放。
(3)生产上选用________________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的________________或________________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
8．[2022·浙江6月]通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加________________________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低__________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中____________________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，可知较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为________(A.4小时)，才能获得较高的花生产量。
类型2 全国卷真题体验寻共性
9．[2022·全国甲卷]线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是( )
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
10．[2022·全国乙卷]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是 ( )
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
11．[2022·全国甲卷]根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是________________________________________________________________________
(答出3点即可)。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．[2022·全国乙卷]农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO3-的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO3-的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断NO3-进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO3-速率不再增加，推测其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)作物甲和作物乙各自在NO3-最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO3-的吸收利用，可以采取的措施是______________________(答出1点即可)。
长句专练 强素养
1.事实概述类
(1)(必修1 P99图5－12)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值相同吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(必修1 P105“旁栏思考”)植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标，如O2的产生量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)(必修1 P93“思考·讨论”，P94“相关信息”)1 ml 葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 ml葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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2．原因分析类
(1)(必修1 P99“旁栏思考”)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
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(2)(必修1 P106“拓展应用”)晴天无云而太阳光照射强烈时，光合作用强度便形成双峰曲线：一个高峰在上午，一个高峰在下午。中午前后光合速率下降，呈现“午休”现象，请解释原因。
________________________________________________________________________。
3．情境应用类
(1)海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？请说明原因。
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________________________________________________________________________
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(2)生态农业中有“多使用农家肥”的措施，该措施除了能减少化肥对土壤的影响外，还有一些有利于农作物生长的因素，请你从光合作用的原理进行分析。
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4．科学探究类
(1)据研究报道，在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可同时产生乙醇和乳酸。在淹水处理条件下，甜樱桃砧木根系无氧呼吸也能同时产生乙醇和乳酸。以上研究均表明，一种细胞的无氧呼吸方式可以有两种。有些微生物原本只有一种无氧呼吸方式，但是通过基因工程方法可以使微生物出现新的代谢途径。例如，科学家将乳酸脱氢酶基因导入酵母(转基因酵母)，从而使其具有两条无氧呼吸途径。设计实验证明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径(材料：普通酵母、转基因酵母、培养液，其他需要的材料任选)。
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(2)(必修1 P104正文)光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是什么？
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题组集训 提考能
题组预测一 细胞呼吸与光合作用的过程及其
相互关系
1．[2022·湖北武汉模拟]维生素B1与ATP反应生成焦磷酸硫胺素(TPP)。丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合，才能催化丙酮酸氧化分解。维生素B1缺乏的人丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸会被转化为乳酸，引起高乳酸血症。下列有关叙述正确的是( )
A.TPP主要在线粒体基质中起作用
B．甲亢患者对维生素B1的需求量降低
C．高乳酸血症患者无氧呼吸产生的CO2增多
D．维生素B1缺乏导致供给丙酮酸氧化分解的活化能减少
2．[2022·广东省梅州市高三月考]下图为绿色植物某细胞内发生的两个生理过程。下列分析正确的是( )
A．进行②过程的细胞也能进行①过程
B．①过程产生的能量，大部分用于合成ATP
C．①、②过程中的还原型辅酶是同种物质
D．①过程发生在线粒体内膜上，②过程发生在叶绿体内膜上
3．[2022·江苏省海安市实验中学高三月考](不定项选择)如图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意图，在CO2与C5反应过程中，O2能与CO2竞争相关酶的活性部位。下列相关叙述正确的是( )
A．在高O2环境中植物不能进行光合作用
B．光呼吸的存在会降低糖的合成效率
C．可以通过适当增大CO2的浓度来抑制光呼吸
D．在特殊环境下，光呼吸可以为暗反应提供原料
题组预测二 玩转图表线，难点不再难
4．[2022·山东省泰安市新泰市一中高三月考](不定项选择)下图是桃树叶肉细胞内光合与呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑧代表有关生理过程。相关叙述正确的是( )
A．表示光合作用暗反应的过程是①⑥
B．有ATP产生的过程有①②③④⑤
C．在生物膜上进行的过程有④⑤
D．过程③中参与反应的物质除丙酮酸外，还有H2O和[H]
5．[2022·山东省高三适应性大联考]研究表明，耐力性运动能使线粒体数量发生适应性改变，是预防冠心病和肥胖的关键因素；缺氧会导致肌纤维线粒体碎片化，ATP合成量减少约50%，而Drp1是保证线粒体正常分裂的重要蛋白。下图表示相关测量数据。下列相关叙述错误的是( )
A．葡萄糖进入线粒体氧化分解为二氧化碳是在线粒体基质中完成的
B．5周内，耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正比例关系
C．Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤，使ATP合成大量减少
D．坚持每周3～5天进行一定时间和强度的耐力运动，有助于提高肌纤维的功能
题组预测三 细胞呼吸与光合作用的实验探究
6．[2022·广东省惠州市高三调研考试]某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析错误的是( )
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．持续严重干旱，对植物的光反应和暗反应均有可能产生影响
7．[2022·广东省普通高中质量检测]BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，下列叙述错误的是( )
A．2～7号试管溶液的颜色取决于水草的光合作用和呼吸作用强度的相对强弱
B．若1号试管溶液颜色由浅绿色变为蓝色，2～7号试管的结果仍然是可靠的
C．由于2号试管只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管，故X为黄色
D．5号试管溶液颜色在实验前后不变，说明水草在此条件下净光合速率为0
题组预测四 基于学科核心素养的长句应答
类专训
8．[2022·四川树德中学模拟]城市小区绿化植物容易受到建筑物遮荫的困扰。风箱果是珍贵的灌木绿化树种，为研究光照对其生活的影响，研究人员以1年生风箱果幼苗为研究对象，选取生长一致的幼苗60株，设置3组实验：甲组(X处理)、乙组(轻度遮荫，即60%全光)和丙组(重度遮荫，即20%全光)进行实验。下表为研究结果，其中AQY反映了叶片利用弱光的能力，其值越大表明植物利用弱光能力越强。
(1)甲组的X处理是指________________。
(2)乙组的净光合速率为0时，风箱果叶肉细胞中产生ATP的具体场所有________________________。
(3)甲组与丙组相比，风箱果幼苗最大光合速率的差值为______________μml·m－2·s－1。光照强度大于1 066.8时，影响甲组光合速率的主要外界因素是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)表中数据显示遮荫降低了风箱果的AQY，表明风箱果利用弱光能力变弱，请推测遮荫条件下呼吸速率降低的意义：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)请结合实验结果，对生产实践中风箱果幼苗的栽植提出合理建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请完成：整合训练(四)
第2讲 细胞呼吸和光合作用
纵引横连——建网络
①分解有机物，释放能量 ②有氧呼吸 ③细胞质基质、线粒体 ④C6H12O6＋6H2O＋6O2 酶 6CO2＋12H2O＋能量 ⑤无氧呼吸 ⑥细胞质基质 ⑦C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 ⑧提供能量 ⑨叶绿体 ⑩同位素标记法 ⑪叶绿体类囊体薄膜 ⑫叶绿体基质 ⑬CO2＋H2O 光能→叶绿体 (CH2O)＋O2
边角扫描——全面清
1．× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.√ 9.× 10.× 11.×
整合考点5
考点整合 固考基
一、
1．O2 NADPH C3 C5 C3H4O3 C2H5OH
2．①(CH2O) ②CO2 ③O2 ④H2O ⑤NADPH ⑥(CH2O) ⑦NADH ⑧H2O
3．ATP 有机物 ATP
二、
1．酶活性 消耗 无氧 细胞呼吸 无氧呼吸
2．ATP和NADPH 温度、CO2浓度 色素的含量 C3 温度、光照强度 酶的数量和活性 暗反应 酶的活性
3．(1)a.C3 b．C5、NADPH、ATP、(CH2O)合成量 c．C5、NADPH、ATP、(CH2O)合成量 d．C3
(2)a.C5、NADPH、ATP b．C3、(CH2O)合成量 c．C3、(CH2O)合成量 d．C5、NADPH、ATP
三、
2．(1)C、E (2)N点低于M点，一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长
(3)N点低于M点，一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长
3．(1)A C′C AD (2)0 B (3)G (4)
四、
1．(2)吸收CO2 遮光 左 CO2浓度 右
2．有氧呼吸量 光合作用量
3．(z－y)/2S (x－y)/2S (x＋z－2y)/2S
类研真题 明考向
1．解析：人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞进行厌氧呼吸，产生较多的乳酸，A正确；制作酸奶过程中乳酸菌进行厌氧呼吸，产生的是乳酸，没有CO2，B错误；厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP，C正确；酵母菌的乙醇发酵过程中，通入O2会抑制厌氧呼吸，使乙醇的生成量减少，D正确。
答案：B
2．解析：结构1外膜和结构2内膜的功能不同，所含的蛋白质种类和数量不同，A正确；线粒体内膜折叠形成嵴，增大了内膜的表面积，B正确；无氧呼吸第二阶段发生在细胞溶胶中，C错误；电子传递链阻断剂会使有氧呼吸第三阶段受到抑制，在第三阶段，[H]与O2反应生成水，该过程发生在线粒体内膜上，D正确。
答案：C
3．解析：TTC(2，3，5­三苯基氯化四氮唑)的氧化态是无色的，可被氢还原成不溶性的红色TTF。大豆种子充分吸水胀大，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。
答案：B
4．解析：根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参与了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。
答案：C
5．解析：夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上而非叶绿体内膜上，C错误；夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。
答案：AD
6．解析：(1)分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能多地吸收光能。(2)比较图b中B1组叶绿素含量为 5.3，B2的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1组净光合速率为20.5，B2的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为5.3＋3.9＝9.2，净光合速率为(20.5＋7.0)/2＝13.75，两项数据B组均高于A组，推测B组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更快。(3)分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否能提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组为对照，并保证除遮光条件外其他环境条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
答案：(1)高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 (2)糖类等有机物 (3)光照条件 A组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
7．解析：(1)可用层析法分离光合色素。光反应产生的ATP和NADPH可用于碳反应中3­磷酸甘油酸的还原。(2)由图1可知，蓝光条件下植物的光合速率远大于红光条件下的，因此会消耗更多的CO2，导致胞间CO2浓度降低。由图2可知，蓝光＋绿光组气孔导度明显低于蓝光组，表明绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用；而蓝光＋绿光＋蓝光组气孔导度比蓝光＋绿光组的大，且比蓝光组更大，说明先蓝光再绿光后蓝光处理可逆转绿光的阻止作用。(3)可采用不同颜色的LED灯或者利用滤光性薄膜来获得不同的光质环境。
答案：(1)层析 3­磷酸甘油酸 (2)光合速率大，消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升高 (3)不同颜色 光强度 光照时间
8．解析：该实验的自变量是遮阴处理的时间。 (1)从实验结果可知，在一定范围内，随遮阴时间的延长，植株的叶绿素含量逐渐升高，有利于植株吸收光能，制造更多的有机物，使花生适应弱光环境；随遮阴时间的延长，植株的光饱和点逐渐降低，但是光合曲线斜率逐渐升高，说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率；随着遮阴时间的延长，光补偿点变小，说明植株可通过降低呼吸速率使其在较低的光强度下开始进行有机物的积累；根据表中的低于5 klx光合曲线的斜率指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物三碳糖大部分转移到叶绿体外合成蔗糖，以蔗糖形式提供给各器官利用。遮阴4小时与遮阴2小时比较，叶中的光合产量相同，但是果实中的光合产量下降，这表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至叶中。(3)由表中数据可知，与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均降低，根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间小于2小时时，才能获得较高的花生产量。
答案：(1)叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5 klx光合曲线的斜率 (2)蔗糖 叶 (3)降低 A
9．解析：有氧呼吸的全过程分为三个阶段，分别在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上进行，这三个阶段都能释放能量，产生ATP，A正确；在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段的反应，则线粒体内膜上的酶可以催化前两个阶段产生的[H]和氧反应形成水，B正确；丙酮酸分解成CO2和[H]属于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，这一阶段不需要O2直接参与，C错误；线粒体为半自主性细胞器，其中含有DNA和核糖体，故线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。
答案：C
10．解析：将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，小麦同时进行光合作用和呼吸作用，而容器内CO2含量初期逐渐降低。说明初期小麦的光合速率大于呼吸速率，之后CO2含量保持相对稳定，说明光合速率等于呼吸速率，D正确。
答案：D
11．解析：(1)植物光合作用过程中光反应阶段发生水的光解、NADPH和ATP的合成，其中水的光解过程中会释放O2，并产生H＋、e－，H＋、e－与NADP＋反应生成NADPH，ATP的合成过程中以ADP和Pi为原料，利用光能合成ATP，因此光反应阶段的产物有O2、NADPH和ATP。(2)正常情况下，叶片光合作用合成的有机物一部分用于叶片自身的呼吸作用，为叶片的生命活动提供能量；一部分光合产物会储存在叶片中，用于叶片自身的生长发育，因此植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，CO2补偿点是衡量植物对低CO2浓度适应能力的指标，和C3植物相比，C4植物的CO2补偿点较低，C4植物能在较低浓度的CO2条件下，固定并利用更多的CO2进行光合作用，以维持自身的生长。
答案：(1)O2、NADPH(或[H])、ATP
(2)部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸，为新陈代谢提供能量；部分光合产物用于叶片自身的生长发育
(3)干旱会导致气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，与C3植物相比，C4植物的CO2补偿点较低，能在较低浓度的CO2条件下，固定利用更多的CO2进行光合作用，以维持自身的生长。
12．解析：(1)主动运输需要载体蛋白和能量，题图中O2浓度小于a时，根细胞对NO3-的吸收速率与O2浓度呈正相关，可以说明NO3-进入根细胞需要消耗能量，运输方式为主动运输。(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO3-速率不再增加，其原因可能是根细胞的细胞膜上运输NO3-的载体蛋白数量有限，此时载体蛋白已达到饱和。(3)题图中作物甲在NO3-最大吸收速率时对应的O2浓度大于作物乙的，说明作物甲和作物乙各自在NO3-最大吸收速率时，作物甲消耗的O2多，因此作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙。(4)在农业生产中，可以采取及时松土透气的措施，来促进根细胞进行有氧呼吸，产生更多的能量，以促进农作物对NO3-的吸收利用。
答案：(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a时，根细胞对NO3-的吸收速率与O2浓度呈正相关
(2)根细胞的细胞膜上运输NO3-的载体蛋白数量有限，此时载体蛋白已达到饱和
(3)作物甲的NO3-最大吸收速率大于作物乙，消耗的O2多
(4)及时松土透气
长句专练 强素养
1．答案：(1)不同，叶绿素a在红光区的吸收峰值大于叶绿素b的吸收峰值
(2)实际产生的总O2量应是观测到的O2的产生量＋呼吸作用O2的消耗量
(3)无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而葡萄糖氧化分解释放的能量主要以热能形式散失
2．答案：(1)绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物
(2)原因是缺水导致气孔关闭，限制CO2进入叶片
3．答案：(1)有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方
(2)农家肥中的有机物可被土壤中的微生物分解成CO2和无机盐，其中CO2可作为农作物进行光合作用的原料
4．答案：(1)第一组在无氧条件下培养普通酵母，第二组在无氧条件下培养转基因酵母，然后用酸性重铬酸钾检验培养液，再分别测出培养液的pH。结果为两组培养液均可使酸性重铬酸钾变为灰绿色，第二组的pH小于第一组，可以证明转基因酵母产生了乙醇和乳酸，说明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径
(2)不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物
题组集训 提考能
1．解析：分析题干信息可知，丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合，才能催化丙酮酸氧化分解，丙酮酸氧化分解主要发生在线粒体中，故TPP主要在线粒体基质中起作用，A正确；维生素B1缺乏者，丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸氧化分解供能减少，而甲亢患者甲状腺激素分泌较多，需要维生素B1促进丙酮酸的氧化分解，因此甲亢患者对维生素B1的需求量升高 ，B错误；高乳酸血症患者无氧呼吸不产生CO2，C错误；维生素B1缺乏使丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸氧化分解反应所需的活化能升高，而不是供给丙酮酸氧化分解反应所需的活化能减少，D错误。
答案：A
2．解析：②表示光合作用光反应阶段，①表示有氧呼吸的第三阶段，能够进行光合作用的细胞一定能够进行有氧呼吸，A正确；①过程产生的能量，大部分以热能的形式散失，B错误；①、②过程中的还原型辅酶不是同种物质，前者是还原型辅酶Ⅰ，后者是还原型辅酶Ⅱ，C错误；根据以上分析已知，①过程发生在线粒体内膜上，②过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，D错误。
答案：A
3．解析：在高O2环境中O2能与CO2竞争相关酶的活性部位，使CO2与C5固定生成C3的速率减小，植物光合作用减弱，A错误；光呼吸的存在会使CO2与C5固定生成C3的速率减小，从而降低糖的合成效率，B正确；O2能与CO2竞争相关酶的活性部位，适当增大CO2浓度可抑制氧气与C5结合，从而抑制光呼吸，C正确；由图可知，光呼吸可产生C2，生成的C2可在线粒体内生成CO2，为暗反应提供原料，D正确。
答案：BCD
4．解析：根据题图分析可知，表示光合作用暗反应的过程是①⑥，A正确；有氧呼吸三个阶段和光合作用的光反应阶段均有ATP产生，所以有ATP产生的过程有②③④⑤，①⑥过程为暗反应，无ATP产生，B错误；有氧呼吸第三阶段和光反应发生在生物膜上，所以在生物膜上进行的过程有④⑤，C正确；过程③为有氧呼吸第二阶段，其中参与反应的物质除丙酮酸外，还有H2O，没有[H]，D错误。
答案：AC
5．解析：葡萄糖分解发生在细胞质基质，产生二氧化碳是在线粒体基质中完成的，A错误；由图分析可知，5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正比例关系，超过5周继续耐力训练，线粒体数量并没有增加，B错误；由题图可知，Drpl是保证线粒体正常分裂的重要蛋白，缺氧导致Drpl分子磷酸化增强，导致线粒体结构损伤，使ATP合成大量减少，C正确；耐力运动有助于提高肌纤维中线粒体数量，因此有助于提高肌纤维的功能，D正确。
答案：CD
6．解析：由图甲中可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，A正确；比较图甲和乙，图甲中光合速率在第2天就开始下降，而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B正确；图乙中，实验2～4天中叶片叶绿素含量并没有下降，但甲图中光合速率已经下降，C错误；持续严重干旱，植物的叶绿素含量下降，对植物的光反应有直接影响，干旱还会导致气孔关闭，叶片中CO2浓度下降，进而引起暗反应下降，D正确。
答案：C
7．解析：植物呼吸作用的产物是二氧化碳，光合作用消耗二氧化碳，结合题意可知，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度变化而变化，故2～7号试管溶液的颜色取决于水草的光合作用和呼吸作用强度的相对强弱，A正确；若1号试管的溶液是蓝色，则说明环境能导致试管内溶液CO2浓度下降，2至7号试管的实验结果是不可靠的，B错误；2号试管为遮光条件，植物只进行呼吸作用，产生二氧化碳，不消耗二氧化碳，其二氧化碳浓度高于3号试管，黄色应该比3号试管更深，故2号管的颜色应为黄色，C正确；5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草光合作用强度等于呼吸作用强度，即呼吸作用产生的二氧化碳＝光合作用消耗的二氧化碳，水草在此条件下净光合速率为0，D正确。
答案：B
8．解析：(1)根据表格信息可知，实验的自变量是遮荫程度即光照强度，甲组全光，乙和丙进行不同程度的遮光，因此甲组的X处理是指不遮荫或全光处理。(2)乙组的净光合速率为0时，风箱果叶肉细胞中同时存在光合作用和呼吸作用，产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜。(3)分析表格可知，甲组的最大光合速率为22.6＋1.3＝23.9μml·m－2·s－1，丙组的最大光合速率为11＋0.3＝11.3μml·m－2·s－1，二者的差值为23.9－11.3＝12.6μml·m－2·s－1。甲组光饱和点为1 066.8，若光照强度超过1 066.8，则光照强度不再是其限制因素，主要的外界因素是温度和二氧化碳浓度。(4)根据表格数据可知，随着遮荫程度的增大，风箱果的AQY变小，说明其利用弱光的能力变弱，在遮荫处理下，风箱果呼吸速率降低，很可能是通过减少有机物的消耗，将更多的碳用于生长，是对环境的适应。(5)根据实验数据可知，遮荫会降低风箱果的光合速率，故应该尽量将其种植在阳光充足的环境中。
答案：(1)不遮荫(或全光)
(2)细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜
(3)12.6 温度和CO2浓度
(4)通过减少有机物的消耗，将更多的碳用于生长
(5)尽量将其栽植在阳光充足的环境中
①原理：主要影响光反应阶段____________的产生
②分析P点后的限制因素：
外因：____________内因：____________、酶的数量和活性.
①原理：影响暗反应阶段____生成
②分析P点后的限制因素：
外因：________________内因：________________.
③CO2浓度过高会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用
主要影响________，通过影响____________而影响光合作用
条件改变
△面积
光(CO2)补偿点
光(CO2)饱和点
适当提高温度
减少
右移
左移
适当增大CO2
浓度(光照强度)
增加
左移
右移
适当减少CO2
浓度(光照强度)
减少
右移
左移
植物缺少Mg元素
减少
右移
左移