1、专题二两大基础代谢专题二两大基础代谢光合作用和细胞呼吸光合作用和细胞呼吸考纲要求考纲要求1.光合作用的基本过程光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的影响光合作用速率的环境因素环境因素()。3.细胞呼吸细胞呼吸()。叶绿体类囊体薄膜上将光能转变为ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光、CO2、温度等温度、O2、H2O等考点一光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系考点一光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系1.(2014全国课标全国课标，6)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是的是()A.磷酸是光反应中合成磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物所需的反应物B.光合
2、作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与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病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析解析人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，无氧呼吸产生的乳其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，无氧呼吸产生的乳酸，乳酸不能直接分解供能，酸，乳酸不能直接分解供能，C错误。错误。C2.(2013课标课标，3)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是下列与微生物
3、呼吸有关的叙述，错误的是()A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码指导合成与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码指导合成C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同解析解析破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环境中，破伤风芽孢杆菌的代谢要受到抑制，境中，破伤风芽孢杆菌的代谢要受到抑制，C错。错。答案答案C3.(2016天津卷，天津卷，2)在适宜反应条件下，
4、用白光照射离体的新鲜在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是()A.红光，红光，ATP下降下降B.红光，未被还原的红光，未被还原的C3上升上升C.绿光，绿光，H下降下降D.绿光，绿光，C5上升上升解析解析叶绿体中的色素对红光的吸收率高，光反应快，对绿叶绿体中的色素对红光的吸收率高，光反应快，对绿光的吸收率很低，光反应慢，光的吸收率很低，光反应慢，A错误，错误，C正确；光反应快，正确；光反
5、应快，C3被还原的量多，剩余的少，被还原的量多，剩余的少，B错误；绿光照射时，光反应速率错误；绿光照射时，光反应速率降低，降低，C5下降，故下降，故D不正确。不正确。答案答案C高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、能量转化关系，对反应场所及各阶段反应物、生成物确认及相关能量转化关系，对反应场所及各阶段反应物、生成物确认及相关实验探究也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。实验探究也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。1.构建构建1个模型个模型光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系2.理清理清3种元
6、素的转移途径种元素的转移途径有机物有机物丙酮酸丙酮酸H HH HO2 2H H2 2O3.清除细胞呼吸的清除细胞呼吸的7个失分盲点个失分盲点(1)细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，无论是否有细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，无论是否有氧气的参与，都是生物氧化过程。氧气的参与，都是生物氧化过程。(2)细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类，糖类是主要的能细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类，糖类是主要的能源物质。源物质。(3)线粒体只能利用丙酮酸，不能吸收利用葡萄糖线粒体只能利用丙酮酸，不能吸收利用葡萄糖(4)能量能量ATP，呼吸作用释放的能量包括，呼吸作用释放的能量包括ATP中的
7、能量和以热中的能量和以热能散失的能量。能散失的能量。(5)有有H2O生成的一定是有氧呼吸，有生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。(6)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(7)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。蓝藻、硝化细菌等，因
8、为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。(1)证明光合作用所释放的证明光合作用所释放的O2来自于水与用紫外线等处理青霉素来自于水与用紫外线等处理青霉素选育高产青霉素菌株所用核心技术相同选育高产青霉素菌株所用核心技术相同(2016全国卷全国卷，2A)()(2)人体细胞内人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高的比值，线粒体内比细胞质基质高(2015山山东，东，4B)()(3)适宜条件下光合作用过程中适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应的比值，停止供应CO2后比后比停止前高停止前高(2015山东卷，山东卷，4D)()(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止大豆幼苗在
9、适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，供应，短时间内叶绿体中短时间内叶绿体中C5和和ATP含量都会升高含量都会升高(2013山东，山东，25节选节选)()(5)在叶肉细胞中，在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质粒体基质(2010天津，天津，1改编改编)()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)提示提示(1)前者所用方法是放射性同位素标记法，后者所用方法前者所用方法是放射性同位素标记法，后者所用方法为诱变育种技术。为诱变育种技术。(2)人体细胞内人体细胞内CO2最高处或最高处或O2最低处应为线粒最低处应为线粒体。体。1.(
10、2016河北正定模拟河北正定模拟)长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述不正确的是示。下列叙述不正确的是()细胞呼吸的类型及过程细胞呼吸的类型及过程A.阶段根细胞的有氧呼吸速率下降阶段根细胞的有氧呼吸速率下降B.阶段根细胞的无氧呼吸速率上升阶段根细胞的无氧呼吸速率上升C.阶段曲线下降的主要原因与阶段曲线下降的主要原因与阶段不同阶段不同D.细胞在细胞在a点的有氧呼吸强度小于点的有氧呼吸强度小于b点点解析解析阶段开始浸水，随着时间的推移，溶氧量逐
11、渐减少，所阶段开始浸水，随着时间的推移，溶氧量逐渐减少，所以有氧呼吸速率下降；以有氧呼吸速率下降；阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升；上升；阶段细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且产生的酒精阶段细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且产生的酒精对细胞有毒害作用，导致呼吸速率下降；对细胞有毒害作用，导致呼吸速率下降；a点既有较弱的有氧呼点既有较弱的有氧呼吸，也有较弱的无氧呼吸，而吸，也有较弱的无氧呼吸，而b点进行较强的无氧呼吸，不进行点进行较强的无氧呼吸，不进行有氧呼吸。有氧呼吸。答案答案D2.(2016山东临沂模拟山东临沂模拟)下图表示糖类代谢的示意图，相关叙述正
12、下图表示糖类代谢的示意图，相关叙述正确的是确的是()A.过程需要水的参与，发生在线粒体的内膜上过程需要水的参与，发生在线粒体的内膜上B.过程产生少量的过程产生少量的ATP，、产生大量的产生大量的ATPC.过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中D.过程不发生在人体细胞中，是因为缺乏相关的酶过程不发生在人体细胞中，是因为缺乏相关的酶解析解析图中图中过程发生在线粒体基质中，过程发生在线粒体基质中，过程发生在线粒体的过程发生在线粒体的内膜上，产生大量的内膜上，产生大量的ATP，A错误；图中错误；图中、过程均产少量过程均产少量ATP，B错误；肌肉细胞中不能发生糖原向葡萄
13、糖的转化，错误；肌肉细胞中不能发生糖原向葡萄糖的转化，C错错误；产乳酸还是产酒精的无氧呼吸取决于相应酶，故误；产乳酸还是产酒精的无氧呼吸取决于相应酶，故D项正确。项正确。答案答案D“两两看法看法”判断细胞呼吸的类型判断细胞呼吸的类型(1)一看反应物和产物：一看反应物和产物：消耗消耗O2或产物中有或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。，一定存在有氧呼吸。产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。(2)二看物质的量的关系：二看物质的量的关系：无无CO2产生产生只进行无氧呼吸产生乳酸。只进行无氧呼吸产生乳酸。不耗不耗O2，但产生，但产生CO2只进行产生酒精的无氧呼吸。只进
14、行产生酒精的无氧呼吸。消耗消耗O2等于释放等于释放CO2只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。CO2释放量大于释放量大于O2吸收量吸收量既进行有氧呼吸，也进行无氧呼既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。吸。CO2释放量小于释放量小于O2吸收量吸收量底物有脂肪被氧化分解底物有脂肪被氧化分解1.(2016海南卷海南卷)下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A.温度和光照会影响温度和光照会影响CO2的同化速率的同化速率B.光合作用中光合作用中O2的产生发生在光反应阶段的产生发生在光反应阶段C.光反应产生的光反应产生的ATP和和NADPH不参与暗反应不参与暗反应D.土壤中的硝化细菌可
15、利用土壤中的硝化细菌可利用CO2和和H2O合成糖合成糖解析解析温度影响酶活性，光照影响光反应，二者均会影响暗反温度影响酶活性，光照影响光反应，二者均会影响暗反应中应中CO2的同化速率，的同化速率，A项正确；光反应分解水，产生项正确；光反应分解水，产生O2，B项项正确；光反应产生的正确；光反应产生的ATP和和NADPH参与暗反应，参与暗反应，C项错误；硝项错误；硝化细菌属于自养型生物，可以利用化细菌属于自养型生物，可以利用CO2和和H2O合成糖类。合成糖类。答案答案C考查光合作用色素、结构及过程考查光合作用色素、结构及过程2.如图表示在夏季的一个晴天，某阳生植物叶肉细胞光合作用过如图表示在夏季的
16、一个晴天，某阳生植物叶肉细胞光合作用过程中程中C3、C5的含量变化，若某一天中午天气由晴转阴，此时细的含量变化，若某一天中午天气由晴转阴，此时细胞中胞中C3、C5含量的变化分别相当于曲线中的哪一段含量的变化分别相当于曲线中的哪一段()A.de段段(X)，de段段(Y)B.cd段段(X)，bc段段(Y)C.de段段(Y)，cd段段(X)D.bc段段(Y)，bc段段(X)解析解析题干信息题干信息“由晴转阴由晴转阴”是解题的关键。光照强度下降，植物是解题的关键。光照强度下降，植物叶肉细胞光反应速率下降，叶肉细胞光反应速率下降，H和和ATP含量下降，导致含量下降，导致C3还原过还原过程减弱，短时间内程
17、减弱，短时间内C3消耗量下降、生成量不变而有所积累，消耗量下降、生成量不变而有所积累，C5的的生成量下降；另一方面，生成量下降；另一方面，CO2继续与继续与C5生成生成C3，C5消耗量短时间消耗量短时间不变。故不变。故C3含量短时间上升，相当于曲线中的含量短时间上升，相当于曲线中的de段段(X)，而，而C5含量短时间下降，相当于曲线中的含量短时间下降，相当于曲线中的de段段(Y)。综上所述，。综上所述，A正确。正确。答案答案A【典例】【典例】(2016山东枣庄模拟山东枣庄模拟)图图1中，中，表示某植物细胞表示某植物细胞某些代谢过程，某些代谢过程，ae表示相关物质，图表示相关物质，图2表示在不同
18、温度下，表示在不同温度下，测定该植物叶片测定该植物叶片1 cm2重量变化情况的操作流程及结果，以下重量变化情况的操作流程及结果，以下分析错误的是分析错误的是()光合作用与细胞呼吸的内在关系光合作用与细胞呼吸的内在关系A.图图1中，中，过程，能产生过程，能产生ATP的是的是、B.物质物质a、b分别是氧气、二氧化碳分别是氧气、二氧化碳C.从图从图2分析，该植物的呼吸速率为分析，该植物的呼吸速率为X，实际光合速率可表示为，实际光合速率可表示为Y2XD.从图从图2分析，维持分析，维持12 h光照，光照，12 h黑暗，温度维持黑暗，温度维持16，植物，植物不能生长不能生长慧眼识图慧眼识图答案答案D【对点
19、小练】【对点小练】(2016东北三省名校联考东北三省名校联考)下图是绿色植物叶肉细胞的部分代谢过下图是绿色植物叶肉细胞的部分代谢过程图解，相关叙述正确的是程图解，相关叙述正确的是()A.过程过程表示光合作用暗反应，无光条件下能正常进行表示光合作用暗反应，无光条件下能正常进行B.过程过程发生在细胞质基质中，所有活细胞都能进行发生在细胞质基质中，所有活细胞都能进行C.过程过程表示有氧呼吸第二阶段，无氧条件下能正常进行表示有氧呼吸第二阶段，无氧条件下能正常进行D.过程过程产生的产生的H、ATP、CO2都用于过程都用于过程解析解析过程过程表示光合作用的暗反应阶段，有光和无光在短时间表示光合作用的暗反应
20、阶段，有光和无光在短时间内都可以进行，但是当暗反应将光反应提供的内都可以进行，但是当暗反应将光反应提供的ATP和和H消耗尽消耗尽后，暗反应无法正常进行，后，暗反应无法正常进行，A错误；过程错误；过程表示细胞呼吸表示细胞呼吸(有氧呼有氧呼吸和无氧呼吸吸和无氧呼吸)的第一阶段，场所是细胞质基质，所有活细胞都的第一阶段，场所是细胞质基质，所有活细胞都能进行，能进行，B正确；过程正确；过程表示有氧呼吸的第二阶段，在无氧条件表示有氧呼吸的第二阶段，在无氧条件下，丙酮酸无法进入线粒体，在细胞质基质中被还原为酒精和下，丙酮酸无法进入线粒体，在细胞质基质中被还原为酒精和H2O或乳酸，或乳酸，C错误；过程错误；
21、过程产生的产生的H在有氧呼吸第三阶段与氧在有氧呼吸第三阶段与氧气结合生成水，气结合生成水，ATP供给各种生命活动所需要的能量，而供给各种生命活动所需要的能量，而CO2则则一部分供给光合作用，一部分释放到空气中，一部分供给光合作用，一部分释放到空气中，D错误。错误。答案答案B光合作用中光合作用中H为为NADPH，细胞呼吸中，细胞呼吸中H为为NADH，二者不是，二者不是同种物质。同种物质。考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用1.(2016全国课标卷全国课标卷，30)为了探究生长条件对植物光合作用的为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植
22、物的盆栽苗分成甲、乙两组，置影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸即单位时间、单位叶面积吸收收CO2的量的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：回答下列问题：(1)据图判断，光照强度低于据图判断，光照强度低于a时，影响甲
23、组植物光合作用的限制时，影响甲组植物光合作用的限制因子是因子是。(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高施是提高(填填“CO2浓度浓度”或或“O2浓度浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。解析解析(1)甲组在甲组
24、在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光合作用的限制因子是光照强度。增加，故光合作用的限制因子是光照强度。(2)甲组在甲组在b点条件下，点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，是光合作用产物，CO2才是光合作用的才是光合作用的原料，故应该增加原料，故应该增加CO2浓度。浓度。(3)个体的表现型受遗传因素与环境个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则因素共同影
25、响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照即低光照)引起，并非引起，并非遗传物质改变所致。遗传物质改变所致。答案答案(1)光照强度光照强度(2)CO2浓度浓度(3)乙组光合作用强度与甲组乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的的不同是由环境因素低光照引
26、起的，而非遗传物质的改变造成的2.(2014新课标新课标，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。据图回答下列问题。(1)当当CO2浓度为浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为时，高光强下该植物的净光合速率为。CO2浓度在浓度在AB之间时，曲线之间时，曲线表示了净光合速率随表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于浓度大于C时，曲线时，曲线b和和c所表示的净光合速率不再增加，所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是限制其增加的环境因素是_。(3)当环境中当环境中CO2浓度小于浓度小于A时，
27、在图示的时，在图示的3种光强下，该植物呼种光强下，该植物呼吸作用产生的吸作用产生的CO2量量(填填“大于大于”、“等于等于”或或“小于小于”)光合光合作用吸收的作用吸收的CO2量。量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑该种植物的产量，还应该同时考虑这一因素的影响，这一因素的影响，并采取相应措施。并采取相应措施。解析解析(1)根据曲线图可知，当根据曲线图可知，当CO2浓度为浓度为A时，高光强下时，高光强下(曲线曲线a)该植物的净光合速率为该植物的净光合速率为0；分析坐标图中曲线的走势可以看
28、出，；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当当CO2浓度在浓度在AB之间时，曲线之间时，曲线a、b、c的净光合速率都随着的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。浓度的增高而增高。(2)由题图可知，影响净光合速率的因素由题图可知，影响净光合速率的因素为为CO2浓度和光强。当浓度和光强。当CO2浓度大于浓度大于C时，由于受光强的限制，光时，由于受光强的限制，光反应产生的反应产生的H和和ATP不足，暗反应受到限制，曲线不足，暗反应受到限制，曲线b和和c的净光合的净光合速率不再增加。速率不再增加。(3)当环境中的当环境中的CO2浓度小于浓度小于A时，在图示的时，在图示的3种光种光强下，植物的净光合速率小
29、于强下，植物的净光合速率小于0，说明该植物此时呼吸作用产生，说明该植物此时呼吸作用产生的的CO2量大于光合作用吸收的量大于光合作用吸收的CO2量。量。(4)据图可推测，光强和据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。影响。答案答案(1)0a、b、c(2)光强光强(3)大于大于(4)光强光强高考常结合坐标曲线或柱形图模型，考查光合作用、细胞呼吸的高考常结合坐标曲线或柱形图模型，考查光合作用、细胞呼
30、吸的影响因素及其在生产实践中的应用，对总光合速率、净光合速率影响因素及其在生产实践中的应用，对总光合速率、净光合速率与呼吸速率的考查也较多，尤其是光合速率曲线中不同区段限制与呼吸速率的考查也较多，尤其是光合速率曲线中不同区段限制因子分析，光饱和点、补偿点移动等问题。因子分析，光饱和点、补偿点移动等问题。1.影响细胞呼吸的影响细胞呼吸的4大外界因素大外界因素适当降温适当降温低氧低氧注：注：涉及涉及“长期浸于水中长期浸于水中烂根烂根或或发黑发黑等等”现象，均由无氧呼吸现象，均由无氧呼吸产生酒精所致。产生酒精所致。CO22.在相对密闭的环境中在相对密闭的环境中昼夜昼夜CO2含量的变化曲线图分析含量的
31、变化曲线图分析(O2变化变化与与CO2相反相反)不生长不生长3.解读真正解读真正(总总)光合速率、表观光合速率、表观(净净)光合速率与呼吸速率的关系光合速率与呼吸速率的关系【典例】【典例】为研究提高大棚内为研究提高大棚内CO2浓度对油桃光合作用的影响，浓度对油桃光合作用的影响，测得自然种植的大棚和人工一次性施加测得自然种植的大棚和人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合的大棚内油桃光合速率变化曲线如图。据图分析正确的是速率变化曲线如图。据图分析正确的是()以坐标图为载体考查影响光合与呼吸速率的因素以坐标图为载体考查影响光合与呼吸速率的因素A.光照时光照时H的运动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜的运动
32、方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜B.分析两条曲线的变化规律可知人工施加分析两条曲线的变化规律可知人工施加CO2的最佳时间是的最佳时间是10时时C.两大棚同时通风时间为两大棚同时通风时间为10时时D.图中阴影部分面积表示图中阴影部分面积表示813点的有机物积累量点的有机物积累量慧眼识图慧眼识图答案答案C【对点小练】【对点小练】(2016成都树德中学模拟成都树德中学模拟)将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于适宜光照下进行培养素营养液置于适宜光照下进行培养(如甲图所示如甲图所示)，假定玻璃罩内，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中的生理状态相同，且空气湿度
33、对植植物的生理状态和自然环境中的生理状态相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计。进行如浓度影响均忽略不计。进行如下实验：下实验：实验一：用实验一：用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线；况，绘制成如乙图所示曲线；实验二：利用甲装置研究该植物在适宜光照下、不同温度下分别实验二：利用甲装置研究该植物在适宜光照下、不同温度下分别暗处理暗处理1 h，再光照，再光照1 h(光照强度相同光照强度相同)，测其有机物变化，得到，测其有机物变化，得到数据如图丙所示。请据图分析回答
34、：数据如图丙所示。请据图分析回答：(1)图甲中在植物的全素营养液中加入图甲中在植物的全素营养液中加入H218O，在钟罩内最初检测，在钟罩内最初检测到的放射性物质是到的放射性物质是。在钟罩内的。在钟罩内的CO2中检测到放射性的中检测到放射性的18O，这是因为水参与了，这是因为水参与了中的反应；植物对全素营养液中的反应；植物对全素营养液中矿质元素的吸收具有选择性，这取决于中矿质元素的吸收具有选择性，这取决于_。(2)图 乙 曲 线 中图 乙 曲 线 中 E F 段段 C O2浓 度 降 低 速 率 缓 慢，是 因 为浓 度 降 低 速 率 缓 慢，是 因 为，影响，影响CD段段CO2相对含量下降的
35、主要环境因素是相对含量下降的主要环境因素是，若若D点和点和H点对应时刻的呼吸强度相等，则点对应时刻的呼吸强度相等，则D点时的光照强度点时的光照强度(大于、等于、小于大于、等于、小于)H点时的光照强度。点时的光照强度。(3)由图丙可知，该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给由图丙可知，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分别是的四个温度中分别是、；在光合作用的最适温；在光合作用的最适温度下，该植物每天光照度下，该植物每天光照11 h，则该植物一天增重，则该植物一天增重。答案答案(1)氧气线粒体基质根细胞膜上载体的种类和数量氧气线粒体基质根细胞膜上载体的种类和数量(2)正午时环境
36、温度较高，叶片上的气孔关闭，正午时环境温度较高，叶片上的气孔关闭，CO2吸收速率降吸收速率降低光照强度大于低光照强度大于(3)29 2927 mg植物生长速率取决于净光合量而不是植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量总光合量”(如下图中如下图中n值值为净光合速率，为净光合速率，n值值0时，光合速率呼吸速率，植物生长取时，光合速率呼吸速率，植物生长取决于图中虚线变化。决于图中虚线变化。)注：注：快速确认曲线图中快速确认曲线图中“总光合速率总光合速率”与与“净光合速率净光合速率”：若光照：若光照强度为强度为“0”时，时，CO2吸收量吸收量(或光合速率或光合速率)从从“0”开始，则描述指开始，则
37、描述指标为标为“总光合速率总光合速率”，若此时，若此时CO2吸收量从负值开始，则描述指吸收量从负值开始，则描述指标应为净光合速率。标应为净光合速率。1.(2015四川卷，四川卷，4)在适宜温度和大气在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表见下表)。下。下列分析正确的是列分析正确的是()以数据信息为载体考查两大代谢的影响因素以数据信息为载体考查两大代谢的影响因素物种物种指标指标马尾松马尾松苦槠苦槠石栎石栎青冈青冈光补偿点光补偿点/(molm2s1)140663722光饱和点光饱和点/
38、(molm2s1)1 4251 255976924(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强最大光合速率所需的最小光强)A.光强大于光强大于140(molm2s1)，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体全部进入线粒体B.光强小于光强小于1 255(molm2s1)，影响苦槠幼苗光合速率的环境，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是因素是CO2浓度浓度C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量总能量
39、D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加会增加解析解析由表格可知光强由表格可知光强140(molm2s1)正好是马尾松的光补正好是马尾松的光补偿点，当光强大于光补偿点时，光合速率大于呼吸速率，此时叶偿点，当光强大于光补偿点时，光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞产生的肉细胞产生的O2不仅进入线粒体参与有氧呼吸，还有多余的不仅进入线粒体参与有氧呼吸，还有多余的O2释放到细胞外，释放到细胞外，A错误；由表格可知光强错误；由表格可知光强1255(molm2s1)正正好是苦槠的光饱和点，当光强小于光饱和点时，限制光合速率的好是
40、苦槠的光饱和点，当光强小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光强大于光饱和点时，限制光合速主要环境因素是光照强度，当光强大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是率的主要环境因素是CO2浓度，浓度，B错误；输入生态系统的总能量错误；输入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而非生产者积累的有机物的能量总和，是生产者固定的太阳能，而非生产者积累的有机物的能量总和，C 错误。错误。答案答案D2.(2016全国重点中学冲刺卷全国重点中学冲刺卷)某生物小组人员在研究某种番茄的某生物小组人员在研究某种番茄的黄化突变体与野生型时发现，番茄的黄化突变体与野生型相比，黄化突变体与野生型时发
41、现，番茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合速率、呼吸叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合速率、呼吸速率及相关指标见下表。请回答下列问题：速率及相关指标见下表。请回答下列问题：材料材料叶绿素叶绿素a/b类胡萝类胡萝卜素卜素/叶叶绿素绿素净光合速率净光合速率/(molCO2m2s1)m2s1)m2s1)突变体突变体9.300.325.66239.073.60野生型野生型6.940.288.13210.864.07(1)叶绿体中的色素分布在叶绿体中的色素分布在上，可用上，可用法分离叶绿体中的色素，色素分离的结果中，法分离叶绿体中的色素，色素分离的结果中，呈
42、黄绿色的色素带是呈黄绿色的色素带是(填色素名称填色素名称)。(2)番茄的黄化突变体中，叶绿素番茄的黄化突变体中，叶绿素a向叶绿素向叶绿素b的转化过程可能受的转化过程可能受到到(填填“促进促进”或或“抑制抑制”)。番茄叶肉细胞有氧呼吸的第。番茄叶肉细胞有氧呼吸的第阶段产生阶段产生CO2，发生在，发生在(填具体部位填具体部位)。(3)与野生型相比，突变体叶片叶绿体对与野生型相比，突变体叶片叶绿体对CO2的消耗速率降低了的消耗速率降低了 (molCO2m2s1)。研究人员认为气孔不是导致突变。研究人员认为气孔不是导致突变体光合速率降低的因素，依据是体光合速率降低的因素，依据是_。解析解析(1)叶绿体
43、内的色素分布在类囊体薄膜上叶绿体内的色素分布在类囊体薄膜上,用纸层析法分离用纸层析法分离叶绿体中的色素。色素分离的结果中叶绿体中的色素。色素分离的结果中,呈黄绿色的色素带是叶绿素呈黄绿色的色素带是叶绿素b。(2)分析表中数据可知分析表中数据可知,突变体叶绿素突变体叶绿素a/b明显高于野生型明显高于野生型,原因原因可能是黄化突变体中可能是黄化突变体中,叶绿素叶绿素a向叶绿素向叶绿素b的转化过程受到抑制。有的转化过程受到抑制。有氧呼吸的第二阶段产生氧呼吸的第二阶段产生CO2,场所是线粒体基质。场所是线粒体基质。(3)根据表中数据根据表中数据可知可知,突变体的总光合速率突变体的总光合速率5.663.
44、609.26(molCO2m2s1),野生型的总光合速率野生型的总光合速率8.134.0712.20(molCO2m2s1),所所以与野生型相比以与野生型相比,突变体叶片叶绿体对突变体叶片叶绿体对CO2的消耗速率降低了的消耗速率降低了12.209.262.94(molCO2m2s1)。由于突变体叶片中的细胞间。由于突变体叶片中的细胞间CO2浓度较高，说明气孔不是导致突变体光合速率降低的因素。浓度较高，说明气孔不是导致突变体光合速率降低的因素。答案答案(1)类囊体薄膜类囊体薄膜(或基粒或基粒)纸层析叶绿素纸层析叶绿素b(2)抑制二抑制二线粒体基质线粒体基质(3)2.94突变体叶片中的细胞间突变体
45、叶片中的细胞间CO2浓度较高浓度较高(1)光照强度为光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量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。全由细胞呼吸引起，可作为呼吸强度指标。(2)光照下植物吸收光照下植物吸收CO2量或量或“测定的测定的”CO2吸收量应为净光合量。吸收量应为净光合量。(3)光照培养阶段，密闭装置中光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的度与呼吸作用强度间的“差值差值”，切不可仅答成，切不可仅答成“光合作用消耗光合作用消耗”导致装置中导致装置中CO2浓度下降。浓度下降。1.(2
46、016全国课标卷全国课标卷，4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的起的考点三光合作用与细胞呼吸的相关实验考点三光合作用与细胞呼吸的相关实验解析叶绿体中的色素能够溶
47、解在包括乙醇在内的有机溶剂中，解析叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而照而导致叶绿素合成
48、受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，叶片呈黄色，D正确。正确。答案答案C2.(2016全国课标卷全国课标卷，31)BTB是一种酸碱指示剂，是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱的弱碱性溶液颜色可随其中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：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：用少量的用少量的NaHCO3和和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分使溶液变成浅绿色，之后将等量的
49、绿色溶液分别加入到别加入到7支试管中，其中支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，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。下表。*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地的地方。方。试管编号试管编号1234567水草水草无无有有有有有有有有有有有有距日光灯距日光灯的距离的距离/cm20遮光遮光*1008060402050 min后试后试管中溶液的管中溶液的颜色颜色浅绿浅绿色色X浅黄浅黄色色黄绿黄绿色色浅绿浅绿色色浅蓝浅蓝色
50、色蓝色蓝色若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，本实验中，50 min后后1号试管的溶液是浅绿色，则说明号试管的溶液是浅绿色，则说明2至至7号号试管的实验结果是由试管的实验结果是由引起的；若引起的；若1号试管的溶号试管的溶液是蓝色，则说明液是蓝色，则说明2至至7号试管的实验结果号试管的实验结果(填填“可靠的可靠的”或或“不可靠的不可靠的”)。(2)表中表中X代表的颜色应为代表的颜色应为(填填“浅绿色浅绿色”、“黄色黄色”或或“蓝蓝色色”)，判断依据是，判断依据是_。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说
