疑难聚焦，专讲专练（一）光合作用和细胞呼吸综合题型专训 对应学生用书P55 一、光合作用、细胞呼吸关系图解及动态分析动态分析如下： (1)强光光照：光合作用速率大于细胞呼吸速率。叶绿体产生的 O2的去向：供给线粒体 释放到叶片外。叶绿体需要的 CO2的来源：线粒体产生外界吸收。过程如图 1 所示。图 1 图 2(2)中性光照：光合作用速率等于细胞呼吸速率。叶绿体产生的 O2供给线粒体进行细胞呼 吸。线粒体产生的 CO2供给叶绿体进行光合作用，叶片与外界环境不进行气体交换。过程 如图 2 所示。 (3)弱光光照：光合作用速率小于细胞呼吸速率。叶绿体产生的全部 O2和从外界吸收的 O2 供给线粒体利用。线粒体产生的 CO2除供给叶绿体利用外，其余释放到叶片外。过程如图 3 所示。图 3 图 4(4)黑暗情况：不进行光合作用，只进行细胞呼吸，叶片从外界吸收 O2，释放 CO2。过程如 图 4 所示。 二、光合作用、细胞呼吸坐标曲线解读(参见前面知识，此处不再展开) 三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置 1.表观(净)光合速率的测定方法(如图)(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的 NaHCO3溶液保证了容器内 CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。 (2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴 右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。 (3)条件：整个装置必须在光下。 动态分析：当外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律 若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。 若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左 移。 阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。 2细胞呼吸状况的实验测定归纳 欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为 NaOH 与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的 NaOH 溶液，其他所有项目均应一致， 加蒸馏水的装置内气压变化应由 CO2与 O2共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此 时仍有必要设置另一组作误差校正之用。结果与分析 若装置 1 液滴左移，装置 2 液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产 CO2量与耗 O2量相等)。 若装置 1 液滴不动，装置 2 液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产 CO2，不耗 O2)。 若装置 1 液滴左移，装置 2 液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置 1 与装置 2 液滴均左移，则呼吸过程中 O2吸收量大于 CO2释放量，呼吸底物中可 能有脂质参与。 a为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置 3，以便校正。 b进行结果与结论的描述时应“先结果后结论” ，而不是“先结论后结果” ，如上。 重点题型升格训练,光合作用、细胞呼吸关系的综合题 1.如图为光合作用和呼吸作用之间的能量转 变图解。下列有关该图的说法中正确的是( )。A只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用B光合作用光反应阶段产生的H只来自水，而呼吸作用产生的H只来自有机物 C耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生 ATP 的量可能相同 D在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气 解析 在有光的条件下，细胞呼吸产生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用，故 A 错误； 光合作用的光反应阶段产生的H来自水，有氧呼吸第一阶段产生的H来自有机物葡萄糖， 第二阶段产生的H来自丙酮酸和水，故 B 错误；强光下植物呼吸作用消耗的氧气可能来自 光合作用产生的氧气，也可能来自外界环境，故 D 错误。答案 C2如图为某种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( )。Aa、b 箭头表示的是 O2进出细胞的过程 Be、f 箭头表示的是 CO2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18O 的呼吸作用产物的主要去向是图中的 d D以 HO 作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O 的光合作用产物的主18 2要去向是图中的 b 解析 a 表示叶绿体吸收 CO2，b 表示叶绿体释放 O2，e 表示线粒体吸收 O2，f 表示线粒体释 放 CO2，c 表示叶绿体产生的 O2被线粒体利用，d 表示线粒体产生的 CO2被叶绿体利用。以 C18O2作原料进行光合作用，18O 的转移为 C18O2有机物C18O2，在较强光照下，光合 作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物 C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的 d。 以 HO 作原料进行光合作用，18O 全部生成氧气，在较强呼吸作用下，氧气主要被线粒体18 2利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的 c。答案 C 3(2010广州六中调研)下图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该 植物叶肉细胞的部分结构(图中 M 和 N 代表两种气体的体积)，下列说法正确的是(注：不考 虑无氧呼吸)( )。A图甲中的纵坐标数值即为图乙中的 m4 B处于图甲中 A、B、C、D、E 任意一点，图乙中都有 m1n10，m2n20 C图甲中 E 点以后，图乙中 n4不再增加，其主要原因是 m1值太低 D图甲中 C 点时，图乙中有 m1n1m4n4 解析 图乙中 m1m4分别表示线粒体释放、细胞释放、细胞吸收、叶绿体吸收的 CO2量， n1n4分别表示线粒体吸收、细胞吸收、细胞释放、叶绿体释放的 O2量。A 错误：图甲中的纵 坐标数值是整个细胞吸收的 CO2量，即为图乙中的 m3；B 错误：如在 E 点时，叶绿体产生的O2足够线粒体呼吸消耗，n20；C 错误：图甲中 E 点以后，图乙中 n4不再增加，即达到光饱 和点，其主要原因是叶绿体中的色素等有限，来不及吸收和利用更多的光能；D 正确：图甲中 C 点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，故有 m1n1m4n4。答案 D 4(2012天津市河西质调)小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 和 30 。下图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图；图乙是在 CO2浓度一定、环境温度为 25 、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度。请据图分析回答问题。(1)当图甲中细胞有 d 过程发生而没有 e 过程发生时，该细胞处于的生理状态是 _。若是 d 过程也不发生，则此时该细胞内进行的生理过程是(用化学反应 式表示)_。 (2)在图乙中 B 点时，叶肉细胞中产生 ATP 的场所有_。C 点时，该植物 的总光合速率为_mg/(dm2叶h)。C 点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素 是_。 (3)适当提高 CO2浓度时，C 点将_(填“上移” “下移”或“不动”)；当植物缺镁时， B 点将_(填“左移”或“右移”)。 (4)某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一 个探究的课题：_。需要特别注意的是，该实验需要在_条 件下进行。 答案 (1)光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 6O2C6H12O66H2O6CO212H2O能量 (2)细胞质基质和线粒体、叶绿体 20 酶CO2浓度 (3)上移 右移 (4)探究温度(O2浓度)对细胞呼吸速率的影响 黑暗,侧重坐标曲线、柱状图、表格的试题 5如图为不同温度下金鱼的代谢率(耗氧量)与氧分压的关系图。据图不能得出的结论是( )。A在一定范围内，代谢率随氧分压下降而下降 B25 环境中金鱼的代谢率比 15 环境中的高 C代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同 D氧分压超过一定范围后，代谢率不再随氧分压增加而增加 解析 金鱼的代谢率(耗氧量)除受温度影响外，还受氧分压影响。在 25 时，若氧分压很低， 则其代谢率也将很低。答案 B 6(2011湖南十二校联考)阳光穿过森林空隙形成的“光斑”会随太阳移动和枝叶的摆动而 移动。如图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中与吸收 CO2和释放 O2有关的变化曲线，此曲线说明( )。A光斑照射前光合作用无法进行 B光斑照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加 C光斑照射后 O2释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用 DCO2曲线中 AB 段的变化说明进行暗反应与光照无关 解析 光斑照射前氧气的释放速率大于 0，说明光合作用在进行；光斑照射开始后，氧气释 放速率增加相对较快，而二氧化碳吸收速率增加相对较慢，说明光反应和暗反应不是迅速同 步增加的；光斑移开后，AB 段中二氧化碳吸收速率下降，说明进行暗反应与光照有关。答案 C 7某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验： 将 8 株各有 20 片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中， 在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中 CO2含量的变化。实验结果统计如下 表，请分析回答下列问题。编号12345678温度/1010202030304040光照强度/lx1 00001 0000 1 00001 0000开始时 CO2量/g5.05.05.05.05.05.05.05.012 h 后 CO2量/g4.55.13.55.41.95.92.05.8(1)表中序号 1、3、5、7 可构成另一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，自变量是 _，无关变量是_(至少答两个)。 (2)序号 2、4、6、8 可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的主题是 _。(3)根据表中实验数据，在图中的坐标上标出光照强度为 1 000 lx，温度分别为 10 、20 、30 和 40 时的光合作用速率(标出相应的点即可)，并请注明横坐标所表示的变量和具体 数值。(4)在光照强度为 1 000 lx，温度为 30 时，12 h 每株天竺葵可积累葡萄糖约_g。(计算结果保留一位小数。相对原子质量 C12，H1，O16) 解析 (1)表中序号 1、3、5、7 可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，探究的是 温度对光合作用速率的影响，根据单一变量原则，自变量是温度，因变量是密闭容器中二氧 化碳含量的变化，无关变量有光照强度、二氧化碳浓度、天竺葵盆栽植株的大小和长势、叶 片的数目等。(2)序号 2、4、6、8 可构成另一个相对独立的实验组合，该实验的自变量也是温 度，但没有光照，所以该实验组合研究的主题是温度对植物呼吸作用速率的影响。(3)根据表 中实验数据，光照强度为 1 000 lx，温度为 10 时的实际光合作用速率为净光合作用速率 此温度下的呼吸作用速率，即(5.04.5)(5.15.0)0.6(g/12 h)，以此类推 20 、30 和40 时的实际光合作用速率分别为 1.9 g/12 h、4.0 g/12 h 和 3.8 g/12 h。(4)根据光合作用的反应式：6CO212H2OC6H12O66O26H2O，在光照强度为 1 000 lx，温度为 30 时，光能叶绿体