高中生物光合作用-呼吸作用专项训练.doc

1 光合作用过程
项目
光反应
暗反应
区别
条件
需要叶绿素、光、酶
不需要叶绿素和光，需要多种酶
场所
叶绿体内囊体的薄膜上
叶绿体的基质中
物质变化
（1）水的光解2H2O 4[H]+O2
(2)ATP的形成ADP+Pi+能量 ATP
（1）CO2固定 CO2＋C5 2C3
(2) C3的还原2C3 （C H2O）+ C5
能量变化
叶绿素把光能转化为ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能转化成
（C H2O）中稳定的化学能
实质
把二氧化碳和水转变成有机物，同时把光能转变为化学能储存在有机物中
联系
光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。
2 环境因素对光合作用速率的影响 C02浓度 温度 光照强度
3 农业生产以及温室中提高农作物产量的方法
1）、控制光照强度的强弱 2）、控制温度的高低 3）、适当的增加作物环境中二氧化碳的浓度

4 有氧呼吸和无氧呼吸的过程和异同
1）、有氧呼吸的概念与过程
过程：第一阶段、C6H12O6→2丙酮酸＋2ATP＋4［H］（在细胞质中）
      第二阶段、丙酮酸＋6H2O→6CO2＋20［H］＋2ATP（线粒体基质中）
      第三阶段、24［H］＋6O2→12H2O＋34ATP（线粒体内膜中）
2）、无氧呼吸的概念与过程
概念：在指在无氧条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解，同时释放少量能量生成少量ATP的过程。
过程：①、C6H12O6→2丙酮酸＋2ATP＋4［H］（在细胞质基质中）
      ②、2丙酮酸→2酒精＋2CO2＋能量（细胞质） 2丙酮酸→2乳酸＋能量（细胞质基质）
3）、有氧呼吸与无氧呼吸的异同：

项目
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
进行部位
第一步在细胞质中，然后在线粒体
始终在细胞质中
是否需O2
需氧
不需氧
最终产物
CO2＋H2O
不彻底氧化物酒精或乳酸
可利用能（储存ATP中）
1161KJ
61.08KJ
联系
把C6H12O6----2丙酮酸这一步相同，都在细胞质基质中进行
5 细胞呼吸的意义及其在生产和生活中的应用
呼吸作用的意义：①为生命活动提供能量     ②为其他化合物的合成提供原料 

例1、如下图为在夏季晴朗白天某植物叶片光合作用强度变化曲线，请观察后回答：
⑴曲线AB段表明光合作用强度随光照增强 。
⑵对于C点，光合作用强度减弱的解释是：由于中午 的 过高， 作用过大，叶片的气孔关闭，使光合作用原料之一的 供应大量减少，以致 反应阶段植物体内的 不能与之结合，使 形成大为减少。
⑶DE段光合作用强度下降的原因是 ，以致光合作用 反应产生的 减少，因而影响暗反应的进行。

⑴而增强
⑵ 温度 蒸腾 CO2 暗 三碳化合物
⑶光照逐渐减弱 光 [H]和ATP
例2、图5-22是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答：

(1)图中A表示的过程为 ，其中生成的ATP所含化学能来自__ ，这些ATP将用于_ 中合成 ___。
(2)图中B表示的过程为 _，在合成的葡萄糖中贮藏_ __。
(3)图中C表示的过程为__ __，产生的ATP中储存的能量来自_ __，ATP水解释放的能量直接用于 __，这里产生的CO2是在__ _阶段形成的，产生的水是在_ 阶段形成的。
(4)若将正常进行光合作用的植物突然停止光照，但充分供给CO2，则图中C3的含量将会 。
(5)10mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量__ _kJ，其中有_____kJ转移到ATP中。

(1) 光反应 光能 暗反应 葡萄糖 (2) 暗反应 化学能
(3) 呼吸作用 葡萄糖氧化分解 植物的各项生命活动 第二 第三
(4) 上升 (5) 28700 11610
例3将一株植物置于密闭的容器中1小时，测定的条件和结果如下表（标准状态，单位：升）

在充分光照条件下
暗处
15℃
25℃
15℃
25℃
CO2减少量
22.4
44.8
—
—
CO2增加量
—
—
11.2
22.4
（1）在15℃条件下，若这株植物在充分光照条件下积累的有机物都是葡萄糖，则5小时积累葡萄糖 g，总共制造葡萄糖 g。
（2）如果一天有10小时充分光照，其余时间在黑暗下度过。如果光照时的温度为25℃，黑暗时的温度为15℃，则一昼夜积累葡萄糖 g；如果光照和黑暗时的温度均为25℃，则一昼夜积累葡萄糖 g.
（3）从以上计算可知，种在新疆地区的西瓜比种在吉首一带的甜，其原因之一是 。

（1） 150 225 （2）390 180 （3） 昼夜温差大，积累有机物多
例4、下图一表示A、B两种植物光合效率随光照强度改变的变化曲线，图二表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，A植物光合效率受光照强度影响的变化曲线，请分析回答：

（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是_ 。
（2）图一中的“a”点表示__ _。
（3）在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是_ 。
（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量_ _；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 。（填“高”、“低”、“基本一致”）
（5）增施农家肥可以提高光合效率的原因是__ __。

（1）A（2）无光条件下A植物不进行光合作用，呼吸作用释放的CO2的量 （3）从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动（4）低 高（5）增加CO2的供应，提供矿质元素等
例5、生产实践表明：在一定范围内，提高CO2浓度，能提高光合作用。如下图是对某农作物实验的结果，请据图分析并回答：(Lx:勒克斯，光照强度的单位。A、B、C、D、E为曲线上的点，a、m、n为坐标轴上的点)
(1)曲线I表明_____________________。
(2)当CO2浓度为400 mg·L－1时，光合作用最强的相应处是________。曲线Ⅲ的最强光合作用需要的最低CO2浓度是________。
(3)这组实验的结论是__________________。
(4)m点表示________。如果提高光照强度，则m点的位置将________移动。
(5)图中AB段和CD段影响光合作用的主要限制因子分别是________和________。n点时的CO2浓度下，该农作物有机物和能量代谢的量变关系是________。
(6)欲提高温室栽培的叶菜类蔬菜的产量，图中信息告诉我们，应________；另外，还应适当多施________肥，并在夜间适当________温度。
(7)温室栽培农作物时，为满足CO2的供应，可以采取的措施是________等。有时可见晴朗的白天，温室开窗透气，其对植物代谢的影响是______________。
答：(1)光强为70Lx下，在CO2浓度较低范围内，随CO2浓度的增加，光合作用逐渐增强；超过一定浓度后，光合作用强度增加幅度减小，继续提高CO2浓度则光合作用强度不再增加(2)700Lx光照 500mg·L－1(3)CO2浓度和光照强度都会影响光合作用强度
(4)在光照强度为70Lx下，光合作用达到最强时，CO2浓度的最小值 向右
(5)CO2浓度 光照强度 光合作用利用的CO2与呼吸作用产生的CO2量相等
(6)适当提高CO2浓度和光照强度 氮 降低
(7)使用干冰或适当燃烧秸秆 使空气流通，以补充一定量的CO2；可降低室内的空气湿度，以增强蒸腾作用从而促进作物对水分的吸收和运输，并促进矿质离子的运输；还可增强室内的光照强度，以促进光合作用

例6、下图示某植物光合作用速度与环境因素之间的关系，据图分析：
⑴甲图表示在光线弱的情况下，光合作用速度随___的增加，这种情况下，可以认为光合作用的速度受____的限制，此时主要影响光合作用过程的_____阶段。
⑵从甲图可见，光照超过某一强度时，光合作用的速度不再增加，且具有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于___，此时光合作用的______阶段受到限制。
⑶乙图中C点表示光照强度一定时，植物生长的__。出现CD段的原因是___。
⑷除图示之外影响光合作用的主要因素是_________________。

【答案：⑴光照强度，光照强度，光反应。⑵温度的高低，暗反应。⑶最适温度 随温度升高酶活性降低，光合作用速度降低。⑷二氧化碳的浓度

例7．叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。下图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。下列叙述不正确的是（ ）
A．A点代表的含义是光合作用等于呼吸作用
B．两条曲线所围成的部分代表的是净光合作用量
C．叶面积指数越大对农作物增产越有利。
D．二氧化碳浓度增加，A点会右移

C
变式题：叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大，下图表示叶面积指数与光合作用和呼吸两个生理过程的关系。分析并回答：

（1）A点表示的意义是 。
（2）两条曲线围成的部分表示什么？

（3）叶面积指数大约为 时（用图中数字回答），对农作物的增产最有利。

（1）叶面积指数为9时，光合作用强度等于呼吸作用强度（2）叶面积指数从0-9时，有机物的积累量（3）5
例8．下图甲表示A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物光合速率在不同光照强度环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量 ；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量 。

A．高、高 B．低、基本一致 C．低、高 D．高、基本一致

A
例9、绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关？某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。
实验步骤：
①取生长状况一致的健康玉米幼苗若干，平均分为两组，分别标记为A、B；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验结果和相关结论：
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
②　 　；
③　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

实验步骤：
②A组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的黑暗环境中；
③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗的颜色。
实验结果及相关结论：
①A变绿B不变，说明光是叶绿素合成的必备条件；
②A不变B变绿，说明叶绿素合成需要在无光条件下进行；
③A和B均变绿，说明叶绿素的合成与光照无关。

例10、图3-8是人体细胞有氧呼吸过程的图解，据图回答：
（1）图中①、②、③所代表的物质分别是 、_ _ 、 _。
（2）④、⑤、⑥代表能量，其中最多的代号是_____。
（3）[H]与O2结合生成②的过程，发生的场所是__ ___。
（4）人体细胞内如果缺氧，C6H12O6氧化的最终产物是___ _。

（1）丙酮酸 H2O CO2 （2）⑥ （3）线粒体 （4）乳酸
例11、右图是有氧呼吸过程的图解，请据图回答：
⑴有氧呼吸的全过程，可以分为 个阶段；
⑵有氧呼吸第二阶段的产物是 ；
⑶有氧呼吸过程中产生ATP最多的是第 阶段；
⑷有氧呼吸过程中与无氧呼吸相同在细胞质基质中
进行的是第 阶段。

⑴三 ⑵CO2、[H]和ATP ⑶ 三 ⑷ 一
例12、右图表示黑暗中某植物在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据图回答下列问题：（9分）
⑴外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是_ __。判断理由是 。
⑵该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是 ，进行此种呼吸方式所用的底物是_ 。
⑶由此可见，保存水果、蔬菜应（ ）
A 控制空气流通，使氧浓度保持在10% B 控制空气流通，使氧浓度保持在5%
C 不让空气流通，抑制有氧呼吸 D 保持通风良好，抑制无氧呼吸

（1）有氧呼吸和无氧呼吸 CO2释放量大于O2吸收量（2）有氧呼吸 葡萄糖（3）A

变式题．右图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2cy的释放量之间的相互关系，其中线段XY=YZ，则在氧浓度为a时
A．有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多
B．有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
C．有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多
D．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等

B

例13.下列图文相符的有
A．图A表示小白鼠呼吸耗氧量与环境温度的关系
B．图B表示酵母菌代谢中CO2产生速率与O2浓度的关系
C．图C表示玉米(C4植物)植株一天内CO2吸收相对量随时间变化情况
D．图D表示番茄种子萌发（未长出绿叶）过程中干重变化

B
例14刚收获的玉米种子堆放一天后就发热了，某同学认为这只是玉米自身呼吸所散发的热量。根据以下提供的实验材料和器具设计实验，研究玉米种子堆中热量的来源。
（1）实验原理：生物呼吸作用以热能形式散失的能量的相对值可用温度计测量，散失越多，温度计读数越高。
（2）实验材料和器具：刚收获的玉米种子，同样大小消毒过的透明暖水瓶，消毒过的温度计和棉花，加热煮沸过的用具，0.1%高锰酸钾溶液等，以上材料和器具可供实验用。
（3）实验步骤：
第一步：
第二步：
第三步：
第四步：
（4）预期实验结果并得出结论：

28．(20分)
（3）①取三个保温瓶，分别编号A、B、C。
②取刚收获的玉米种子若干，平均分成三份，一份煮熟一段时间后冷却，然后放入A瓶中；一份用0.1%高锰酸钾溶液浸泡一段时间后放入B瓶中；一份不做任何处理放入C瓶中。
③在三瓶中插入温度计并用棉花把瓶塞紧，并记录温度计的读数
④将三个瓶放到相同的环境中，过一段时间观察、记录温度计的读数。
（4）A瓶中温度无变化，B瓶和C瓶中的温度均升高。
结论：玉米种子堆中的热量来源于玉米种子自身的呼吸释放的能量和玉米种子上携带的微生物的呼吸释放的能量。

例15．（20分）实验是人们认识事物的基本手段，在实验过程中，不仅需要相应的知识、精密的仪器，还要注意运用科学的方法。
（1）为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。
①实验目的： 。
②实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。
③实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林
④实验方法：将实验材料和用具按上图配置好实验装置，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验应如何设计（绘装置图表示，并用简短的文字说明）
⑤实验结果及预测：
Ⅰ． ；
Ⅱ． ；
Ⅲ． 。

（20分）（1）①探究种子萌发时所进行的呼吸类型
④如图。（说明：强调等量的种子，即用等量的清水代替NaOH，观察红色液滴的移动情况。）
⑤Ⅰ.装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；
Ⅱ.装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；
Ⅲ.装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。

例16、右图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。
活塞
有色液滴
橡皮塞
刻度管
容器
20%NaOH5mL
消毒的
鲜樱桃
测定呼吸速率装置图
（1）关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向 （左/右）移动的距离。
（2）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正。 校正装置的容器和小瓶中应分别放入 、 。
（3）生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置，设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。
①实验变量： 。
②实验假设： 。
③实验步骤：
第一步：按装置图中所示进行操作，30分钟后，记录有色液滴移动距离为a。
第二步： 。
第三步： 。
④预期结果及结论：
结果1：___________，结论1：________________________________________；
结果2：___________，结论2：________________________________________；
结果3：___________，结论3：________________________________________。

⑴左 （2分） ⑵ 与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的樱桃（2分）
与实验组等量的20%NaOH（2分）
⑶ ①机械损伤（2分）
②机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高（或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高）（2分）
③ 第二步：向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃，其它处理及装置与实验组完全相同，记录相同时间内有色液滴移动距离为b （3分）
第三步：比较a、b数值的大小（1分）
④如果a＜b，则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高；（2分）
如果a＝b，则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响；（2分）
如果a＞b，则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。（2分）
例17、甲图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子生命力）。实验开始时U形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化，实验结果见乙图。回答下列问题：
（1）种子为什么要在稀释的消毒剂中清洗______。
（2）此实验的实验目的是___________________________。
（3）分析0～3.5小时内气体体积变化原因___________________。分析3.5小时～4小时内标尺读数没增加最可能的原因________ __________。
（4）本实验存在的问题是没有设计对照实验，因此实验数据不能准确反映真实情况。请设置此实验的对照实验_____________________。
⑸由于外界温度、压强的改变导致气体体积改变，在对照实验中气体体积变化在2小时是+0.2个单位，那么同等条件下萌发的种子此时实际呼吸速率是______单位/小时。
（1） 杀死种子表面的微生物,防止微生物的呼吸作用干扰实验结果 (2) 测定种子萌发时吸收氧气的速率 (3)种子进行有氧呼吸吸收O2,放出CO2被KOH溶液吸收，锥形瓶中气体体积缩小 种子进行无氧呼吸，不消耗O2 (4)用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子,其他装置同于实验组 ⑸1.75 ）

例18、图中的实验装置用于测量大麦种子的呼吸速率。实验开始时，用夹子夹紧橡皮管并使图中U形管内两侧有色液体均处于“0”标志位。在25℃条件下两套装置都静置1h，实验结果如图所示。
（1）装置中加入NaOH溶液的目的是 。
（2）装置A中有色液体的变化量表示 。
（3）装置B中对大麦种子进行灭菌处理的目的是 ；装置B中有色液体的变化可能是 造成的，设置B装置的目的是 。
（4）计算大麦种子在25℃条件下的呼吸速率（用单位时间内O2的吸收速率表示，单位为mm3g-1h-1） 。
答：（1）吸收呼吸产生的二氧化碳（2分） （2）大麦种子呼吸作用消耗氧的体积（2分） （3）灭菌是防止细菌呼吸作用产生或吸收的气体影响实验结果（2分） 由于环境温度上升而引起的气体膨胀（2分） 对照（排除由物理因素引起的气体热膨胀对实验结果的干扰）（2分） （4）B内气体体积增加20 mm3，A内气体减少60 mm3，故A内实际吸收O2为80 mm3，O2吸收速率＝80 mm3／10g=8mm3g-1h-1（2分）