模型08-光合作用与细胞呼吸的综合分析-备战2018年高考生物之模型解题法(原卷版)

模型08光合作用与细胞呼吸的综合分析下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________________、_______________________、_______________________、_________________，[H]代表的物质主要是_________________。（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。【答案】（1）O2NADP+ADP+PiC5NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）（2）C和D（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸【解析】光反应中物质变化：H2O→2H+1/2O2（水的光解）；NADP++2e-+H+→NADPH能量变化：ADP+Pi+光能→ATP暗反应中物质变化：CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）2C3+4NADPH+ATP→（CH2O）+C5+H2O（有机物的生成或称为C3的还原）能量变化：ATP→ADP+Pi（耗能）（1）由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上发生水的光解，产生NADPH和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP+、③（ADP和Pi）；暗反应过程为卡尔文循环，CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定），所以④为C5。呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质，在第一阶段中，各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A；呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体，在第二阶段中，乙酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子；在第三阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水。呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。（2）植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光反应阶段（A）和有氧呼吸的三个阶段（C和D）。（3）酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。【名师点睛】易错易混点为[H]，注意呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH），光合作用中的[H]为还原型辅酶II（NADPH）。1．解答光合作用与呼吸作用的关系类试题时，需要熟悉光合作用和呼吸作用各阶段的物质变化、能量变化，所需要的条件，以及二者之间的联系，这可借助图解分析。（1）图解中①、②、③、④、⑤代表生理过程，具体内容如表所示：序号①②③④⑤生理过程光反应暗反应[来源:Zxxk.Com]有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜（2）图中a、b、c、d、e、f、g代表不同物质：a代表叶绿体中的色素、b代表O2，c代表ATP，d代表CO2，e代表C3，f代表C5，g代表丙酮酸。2．对于光合速率和呼吸速率的关系及相关计算类试题来说，除以文字叙述的形式呈现信息外，还以表格或坐标图的形式呈现总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系，在此往往会涉及相关计算的问题。解答这类试题常见的程序如下：（1）根据测定条件，判断对应的生理过程。黑暗条件下，绿色植物只进行呼吸作用，测得的是呼吸速率；光照条件下，绿色植物同时进行光合作用和呼吸作用，测得的是净光合速率。（2）写出总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系式，即总光合速率=净合速率+呼吸速率。（3）依据光合作用和有氧呼吸反应式推导出C6H12O6、O2、CO2三者间的数量关系（O2充足条件下），如三者的摩尔数或分子数之比为C6H12O6:O2:CO2=1：6：6等，若实验中测得的是O2的消耗量或释放量，就可依据上述关系推算出C6H12O6的消耗量或生成量。3．针对光合作用与细胞呼吸曲线类试题，分析时除需要关注横、纵坐标的含义，还需要特别关注曲线上的“点”“线”“面”的含义。具体分析如下。（1）有机物变化情况曲线（如图1）①积累有机物的时间段：ce段，该阶段总光合速率呼吸速率，因此有机物积累。②制造有机物的时间段：bf段，植物从b点开始接受光照，f点结束光照，因此bf段是植物进行光合作用的阶段。③消耗有机物的时间段：Og段，细胞每时每刻都在进行呼吸作用，因此一直在消耗有机物。④一天中有机物积累量最多的时间点：e点，e点时总光合速率=呼吸速率，净光合速率为0。⑤一昼夜有机物的积累量：Sp-SM-SN。（2）密闭玻璃容器中，一昼夜CO2含量变化曲线（如图2）①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加。②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。③如果N点和M点一样高，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。④CO2含量最高点为c点对应时刻，CO2含量最低点为e点对应时刻。（3）总光合速率、净光合速率及呼吸速率关系的曲线分析①针对黑暗条件下的绿色组织或非绿色组织测得的数值对应呼吸速率，如图3中A点。②凡是能进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用，针对光照下的绿色植物测得的数据通常代表净光合速率。1．如图是夏季连续两昼夜内，某野外植物CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1～S5表示曲线与x轴围成的面积。下列叙述错误的是A．图中B点和I点，该植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同B．图中DE段不是直线的原因是夜间温度不稳定，影响植物的呼吸作用C．如果S1+S3+S5＞S2+S4，表明该植物在这两昼夜内有机物的积累量为负值D．图中S2明显小于S4，造成这种情况的主要外界因素最可能是CO2浓度【答案】D【解析】图中B点和I点，该植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同，A正确；图中DE段不是直线的原因是夜间温度不稳定，温度影响酶的活性，进而影响植物的呼吸作用强度，B正确；如果S1+S3+S5＞S2+S4，呼吸作用强度大于净光合作用强度，表明该植物在这两昼夜内有机物的积累量为负值，C正确；图中S2明显小于S4，造成这种情况的主要外界因素最可能是光照强度不同，D错误。2．图甲中试管Ⅰ与试管Ⅱ敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响，试管Ⅰ的结果如图乙曲线所示。据图分析，下列叙述正确的是A．Q点的O2净释放量为零，是因为此点光合作用强度为零B．P点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气，适当降低温度，P点将下降C．在图乙上绘制装置Ⅱ的曲线，Q点应右移D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置Ⅰ的曲线，R点应右移【答案】C【解析】乙图中P点植物只进行呼吸作用，Q点时植物同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用强度等于呼吸作用强度，此点为光补偿点；R点是光饱和点，此点后再增加光照强度，光合作用强度都不变。装置Ⅱ是缺镁培养液，则小球藻中叶绿素不能合成，吸收光能减少，直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气刚好用于呼吸作用消耗，O2净释放量为零，A错误；适当降低温度，酶的活性降低，呼吸作用强度降低，P点上移，B错误；Ⅱ试管中植物生活在缺镁的环境中，合成叶绿素含量降低，吸收光能较少，需要光补偿点增大，故Q点右移，C正确；降低CO2浓度时，光饱和点会向左移动，即R点应左移，D错误。3．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误．．的是A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高B．净光合作用的最适温度约为25℃C．在0~25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D．适合该植物生长的温度范围是10~50℃【答案】D【解析】由题目所给曲线可以看出，呼吸作用的最适温度约为53℃，而光合作用的最适温度约为30℃，A正确；净光合速率达到最大值对应的温度（即最适温度）约为25℃，B正确。在0~25℃范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确。超过45℃，呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物，没有有机物的积累，不适合该植物的生长，D错误。【名师点睛】植物生长速率取决于光合速率和呼吸速率两个因素，二者之差就是净光合速率，所以决定植物生长快慢的因素就是净光合速率，单纯看光合速率或呼吸速率并不能反映出植物的生长情况。1．下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是A．光合作用和细胞呼吸的第一阶段都有丙酮酸的产生B．光合作用产生的ATP有一部分用于细胞呼吸C．光合作用和细胞呼吸过程中产生的[H]是同一种物质D．光合作用和细胞呼吸都有水分的参与[来源:Z|xx|k.Com]2．2016年，由袁隆平选育的第五期超级杂交稻“超优千号”于重庆南川区收割，并实测出三块水稻田的平均亩产为954.93公斤，高产田块平均亩产则为1028.02公斤，此为重庆市目前单季水稻最高产量。下图为该超级杂交水稻光合作用图解，以下说法正确的是A．①是叶绿体中的色素，分布在叶绿体和细胞质基质中B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段C．③是三碳化合物，能被氧化为（CH2O）D．④是ATP，在叶绿体基质中生成3．将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果(如下表)。温度/℃5101520253035光照下吸收CO2/(mg·h－1)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放CO2/(mg·h－1)[来源:Zxxk.Com]0.500.751.001.502.253.003.50下列对该表数据分析正确的是A．昼夜不停地光照，在5℃时该植物不能生长B．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30℃C．每天交替进行12h光照、12h黑暗，温度均保持在20℃的条件下，该植物积累的有机物最多D．每天交替进行12h光照、12h黑暗，温度在30℃时，该植物积累的有机物是温度在10℃时的2倍4．某科研小组探究温度对某种植物的光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示（测定的放氧和耗氧速率为检测指标）。下列分析正确的是A．5℃呼吸耗氧速率接近于0是由于低温破坏了酶的空间结构B．光照下测定放氧速率时，光照强度是无关变量，应保持一致C．40℃时光合速率等于呼吸速率D．两条曲线是放在相同且适宜环境下测量获得的5．如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是A．乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳化合物C．甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同D．丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等6．图甲表示某植物光合作用速率与光照强度之间的关系；图乙表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下，O2吸收量和CO2释放量之间的关系。对下列图示解释不正确的是A．图甲L点时，叶绿体中ADP从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动B．图乙中由纵轴CO2释放量和O2吸收量共同围成的面积表示无氧呼吸生成的CO2总量C．影响图甲中曲线上的P点上下移动的主要外界因素是温度D．图乙中当O2浓度大于10%，该器官只进行有氧呼吸7．如图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝光后，根据其吸收CO2的量绘制成的曲线。下列叙述不正确的是A．曲线AB段表示绿色植物光合作用速率小于呼吸作用速率B．B点表示绿色植物的光合作用速率等于呼吸作用速率C．BC段表示随光照强度增加，绿色植物的光合作用速率增大D．C点是光饱和点，此时绿色植物不进行呼吸作用8．将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用完全营养液并置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：（1）上图显示，影响光合作用的外界因素除温度外还有__________。（2）D点时植物的植