1、版高考生物一轮总复习细胞的代谢热点题型突破一光合作用与细胞呼吸的综合应用学案热点题型突破一光合作用与细胞呼吸的综合应用考情分析光合作用与细胞呼吸是细胞代谢的核心知识，命题时往往把两者结合起来考查，一般以坐标曲线图、表格和光合作用流程图为载体，选择题与非选择题均有较大几率出现。主要考查角度有以下几点：1表观光合速率及其影响因素，如2015年浙江10月选考，26T等。2光强度对光合速率的影响，如2015年浙江10月选考，30T；2017浙江4月选考，30T等。3光合作用与细胞呼吸的过程，如2015年浙江10月选考，30T；2016浙江4月选考，17T等。4光反应和碳反应的过程，如2016浙江4月选
2、考，30T。5光合色素的种类及提取与分离，如2016浙江4月选考，30T；2017浙江4月选考，30T等。题型一表观(净)光合速率和总光合速率(加试)1.(2017嘉兴高三适应)科研人员用茶树离体叶片测定了气孔导度(指单位时间、单位面积叶片通过气孔的气体量)、净光合速率的变化，结果如下图所示。下列说法错误的是()A.实验开始4 min时，水光解产生气体的去向有进入线粒体和释放到细胞外B.若茶树植株长期处于16 min时的状态，则其不能正常生长C.与8 min时相比，4 min时叶绿体中的ADP、NADP含量较少D.在最初04 min内，叶肉细胞净光合速率下降的主要原因是气孔导度的下降，阻止了C
3、O2的供应答案C解析由题图可知，48 min期间，气孔导度下降，导致CO2供应减少，使叶肉细胞净光合速率下降，4 min时净光合速率大于8 min时，消耗的ATP和NADPH多，故叶绿体中的ADP、NADP含量较多，C项错误。2.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B，丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是()A.CA为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率B.C
4、B为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C.AB为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D.实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定答案C解析CA为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率；CB为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率；AB为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率；乙装置随着O2浓度下降，叶肉细胞呼吸速率也下降。3.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等B.光照相同时间，在20 条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.
5、其他条件不变，光强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动答案A解析分析题意与图像可知，图中的虚线代表净光合作用，实线代表呼吸作用。在光照下，光合作用制造的有机物总量(真正光合作用量)呼吸作用消耗的有机物量(呼吸量)有机物的净积累量(净光合作用量)，即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真正光合作用量。读取图中20 、25 、30 、35 等温度下对应的CO2的吸收量与释放量，根据上面的等式关系可以推断出：光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等；光照相同时间，在25 条件下植物积累的有机物的量最多；温度高于25 时，有机物的净积累量开始减少；两曲线的交点表示某
6、温度时，有机物的净积累量与呼吸作用消耗的有机物的量相等，当其他条件不变，光强度适当增强时，净光合作用量增大，两曲线的交点将向右上方移动。题型二密闭环境中昼夜CO2、O2含量变化过程分析(加试)4.图甲中、曲线分别表示夏季某一天24小时的温度、某植物的总光合速率、表观光合速率的变化，图乙中曲线表示某植物放在密闭玻璃罩内一天24小时的CO2浓度的变化，以下分析错误的是()A.甲图曲线中12点左右d点下降的原因是温度过高，气孔关闭B.乙图曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快是由于光强度增加C.植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是e点，在乙图中则是H点D.植物在甲图中的c、e两点的生理状态与乙图中
7、D、H两点的生理状态相同答案A解析甲图曲线中12点左右d点下降，对应的是表观光合速率下降，但植物的总光合速率较大，因此表明此时温度高，导致细胞呼吸较强进而导致d点下降，A项错误；乙图曲线中EF段光强度增加，光合速率增强，玻璃罩内CO2浓度下降加快，B项正确；植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是e点，在乙图中则是H点，也就是净光合速率为0时，C项正确；植物在甲图中的c、e两点的生理状态与乙图中D、H两点的生理状态相同，都是光合速率等于呼吸速率，D项正确。5.某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物的CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸
8、速率恒定)，据图分析正确的是()A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个B.绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时C.实验开始的前24小时比后24小时的平均光强度弱D.实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体答案C解析图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由细胞呼吸提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知，呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30、42小时，A项错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时，B项错误；由曲线图看出，前2
9、4小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光强度弱，C项正确；实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞溶胶、线粒体和叶绿体，D项错误。题型三大田野生状态下CO2、O2含量变化过程分析6.夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是()A.甲植株在a点开始进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线bc段和de段下降的原因相同D.两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭答案D解析由图可知，a点是光合速率和呼吸速率相等的点，甲植株在a点之前就进行光合作用，A项错误；CO2的吸收速率(净光合速率)大
10、于零，说明植物在积累有机物，618时，植物一直在积累有机物，所以有机物积累量最多是在18时，B项错误；bc段的变化是由于温度高，蒸腾作用旺盛，植物为了减少水分的散失而关闭气孔，致使植物吸收CO2量减少，de段的变化由光强度减弱引起，C项错误；在bc段，甲植株没有出现CO2吸收速率下降，有可能是某种原因导致其叶片的气孔无法关闭，D项正确。7.(2016台州9月选考模拟)下图是某植物在晴天和阴天两种不同的环境条件下，净光合速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A.由ab段可以看出，此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光强度和CO2浓度B.在fh对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增
11、加C.hi段的变化可能与植物体内脱落酸的含量增加有关D.j点时，叶肉细胞内光合速率等于呼吸速率答案C解析ab段是在阴天环境下，限制叶片光合速率的主要环境因素是光强度，A项错误；fh对应时段，净光合速率先减少后增加，但一直大于0，所以有机物总量一直增加，B项错误；晴天时净光合速率由h点急剧下降到i点的主要原因是气孔关闭，CO2减少影响了碳反应。脱落酸能导致气孔关闭，所以hi段的变化可能与植物体内脱落酸的含量增加有关，C项正确；j点时，整个植物的光合速率等于呼吸速率，则叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率，D项错误。绿色植物24 h内有机物的“制造”“消耗”与积累(1)典型图示(2)曲线解读积累有机物时
12、间段：CE段。制造有机物时间段：BF段。消耗有机物时间段：OG段。一天中有机物积累最多的时间点：E点。一昼夜有机物的积累量：SPSMSN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。题型四光合、呼吸速率的测定(加试)8.如图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，你觉得不可能出现的是()A.甲、乙装置水滴都左移B.甲、乙装置水滴都右移C.甲装置水滴不动，乙装置水滴左移D.甲装置水滴右移，乙装置水滴左移答案B解析在黑暗条件下，甲、乙装置都只进行细胞呼吸，细胞呼吸
13、消耗氧气，而装置中二氧化碳量保持平衡，因此水滴都左移，A项正确；如果甲、乙装置水滴都右移，说明装置中气体量会增多，青蛙细胞呼吸不可能使气体量增多，B项错误；甲装置中的绿色植物光合作用等于细胞呼吸时水滴不动，乙装置青蛙需氧呼吸消耗O2，水滴应向左移，C项正确；甲装置中的绿色植物光合作用大于细胞呼吸时装置中水滴向右移，乙装置水滴应向左移，D项正确。9.如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于一定的光照条件且温度为20 环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。20 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数
14、，才能使水滴仍维持在X的位置。据此回答下列问题：(1)图中绿色植物吸收的光能转化途径是 。(2)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20 min后，要使水滴维持在X的位置上，针筒的容量 (填“需要”或“不需要”)调节。(3)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值 (填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是 。(4)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等浓度的氢氧化钠溶液，在20 、无光条件下30 min后，针筒的容量需要调至0.1 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置，则该植物的实际光合速率是 mL/h。(5)如果在另一相同实验装置中，其他条件不变，只增加光强度，结果
15、20 min后针筒的容量也维持在0.6 mL读数处。但若只将温度提升至30 ，20 min后针筒容量需要调至0.8 mL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出的结论是 。(6)如果在该植物的叶片上涂上一层凡士林，针筒的读数大幅度变小，原因是 。答案(1)光能ATP和NADPH中活跃化学能有机物中稳定化学能(2)不需要(3)偏低植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气(4)1.4(5)在上述条件下，限制光合作用的主要因素不是光照，而是温度(只要体现出温度是限制因素即可)(6)凡士林阻塞部分气孔，使供应叶肉细胞的CO2减少，限制了光合作用的碳反应解析(1)光能被绿色植物吸收以后，转变成
16、电能，电能再转变成化学能贮存在NADPH和ATP中，贮存在NADPH和ATP中的是活跃的化学能，经过碳反应以后，NADPH和ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能。(2)由光合作用的总反应式：6CO212H2OC6H12O66O26H2O，可知反应前后气体体积不变，所以若将NaHCO3溶液换成等量清水，不需要调节针筒容量就可使水滴维持在X处。(3)上述实验装置是测量氧气的释放量，而植物进行呼吸作用会消耗部分氧气，所以测得的数值与实际光合速率相比偏低。(4)瓶中液体改换为NaOH溶液，则装置内CO2完全被吸收，在无光条件下，植物体不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，瓶中气体的变化即呼吸消
17、耗的O2的变化。则在有光条件下该植物的真正光合速率表观光合速率呼吸速率，即(0.43)(0.12)1.4(mL/h)。(5)改变光强度，光合作用强度不改变，说明光强度不影响光合作用强度；改变温度影响了光合作用强度，说明温度会影响光合作用强度。(6)二氧化碳主要是通过叶片上的气孔进行吸收，叶片上涂上一层凡士林会导致叶片无法吸收二氧化碳，限制了光合作用的碳反应。利用典型装置测定光合、呼吸速率(1)表观光合速率的测定(如图)NaHCO3溶液的作用：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。植物光合速率指标：植物光合作用释放O2，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
18、滴右移的体积即是表观光合速率。条件：整个装置必须在光照条件下，光是植物进行光合作用的条件。(2)呼吸速率的测定表观光合速率的测定图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把NaHCO3溶液换成NaOH溶液，用于吸收植物呼吸作用释放的CO2。植物呼吸速率指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内水滴左移的体积即是呼吸速率。条件：整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。课时训练一、学考选择题1.如图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线、分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光强度的日变化相
19、同，则据图判断不正确的是()A.在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象B.曲线双峰形成与光强度的变化有关C.导致曲线日变化的主要因素是土壤含水量D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度答案C解析曲线为降雨后第2天(水分充足)测得的数据，曲线没有出现“午休”现象，A项正确；曲线和曲线分别是降雨后第8天和第15天测得的数据，此时土壤含水量减少，并都出现“午休”现象，即中午温度高，为降低蒸腾作用，气孔关闭，导致这种曲线变化的主要因素是光强度，B项正确、C项错误；根据曲线可知，适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度，D项正确。2.(2017石景山区一模)为探究不同光强度对羊草光合作用的影响，研究人员在种植
20、羊草的草地上随机选取样方，用透明玻璃罩将样方中所有羊草罩住形成密闭气室，并与二氧化碳传感器相连，定时采集数据，结果如图。下列说法正确的是()A.整个实验过程中密闭气室内温度必须保持一致B.四条曲线分别表示在夏季某天中不同时段采集到的数据C.四条曲线分别表示羊草在不同光强度下的光合速率D.200 s时，曲线和曲线相应数值之差为净光合速率答案A解析本实验的自变量为“不同光强度”，则温度属于无关变量，因此整个实验过程中密闭气室内温度必须保持一致，A项正确；四条曲线分别表示在相同时段不同光强度条件下采集到的数据，B项错误；四条曲线分别表示羊草在不同光强度下密闭气室内二氧化碳浓度随时间的变化曲线，C项错
21、误；由于温度相同，因此不同曲线的呼吸速率相同，因此200 s时，曲线和曲线相应数值之差为总光合速率，D项错误。3.如图是氢的载体随化合物在生物体内转移的过程，下列分析中错误的是()A.产生的氢的载体可在过程中将三碳酸还原B.氢的载体经转移到水中，其过程需O2参与C.过程能生成ATP，过程会消耗ATPD.晴朗的白天，小麦的过程比过程进行旺盛，且通过过程在叶绿体中积累多糖答案C解析据图示可知，光反应产生的氢的载体可在碳反应过程中将三碳酸还原，A项正确；据图示可知，氢的载体经需氧呼吸第三阶段转移到水中，其过程需O2参与，B项正确；厌氧呼吸第二阶段既不产生ATP，也不消耗ATP，多糖水解为葡萄糖既不消
22、耗ATP，也不产生ATP，C项错误；晴朗的白天，小麦的光反应过程比需氧呼吸第三阶段过程进行旺盛，且通过碳反应和葡萄糖聚合成多糖并在叶绿体中积累多糖，D项正确。4.RuBP羧化酶催化RuBP与CO2结合生成三碳酸分子，将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中RuBP的含量，得到如图所示的结果。据图作出的推测不合理是()A.ab，叶肉细胞吸收CO2速率增加B.ab，碳反应消耗ATP的速率增加C.bc，叶片的光合速率等于呼吸速率D.bc，RuBP羧化酶量限制了光合速率答案C解析ab，随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高，叶肉细胞吸收CO2速率增加，二氧化碳的固定
23、加快，RuBP消耗增多，含量下降，A项正确；ab，随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高，二氧化碳的固定加快，三碳酸分子生成增多，还原加快，消耗ATP的速率增加，B项正确；bc，叶片叶肉细胞间的二氧化碳浓度较高，RuBP含量维持基本不变，表示达到二氧化碳饱和点，此时光合速率大于呼吸速率，C项错误；bc，RuBP羧化酶量和光反应产生的NADPH和ATP的数量限制了光合速率，D项正确。二、加试选择题5.(2017天津，6)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光强度下的CO2吸收速率，叙述错误的是()A.光强度低于P时，突变型的光反应强度低于
24、野生型B.光强度高于P时，突变型的碳反应强度高于野生型C.光强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光强度D.光强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案D解析由于突变型水稻叶片的叶绿素较少，由图可知，光强度低于P时，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，A项正确；突变型水稻中固定CO2酶的活性显著高于野生型，当光强度高于P时，突变型的碳反应强度高于野生型，B项正确；光强度低于P时，光合速率未达到饱和，限制突变型光合速率的主要环境因素是光强度，C项正确；光强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度、光强度，D项错误。6.(2017东城区二模)科研人员
25、探究了不同氮素水平对青花菜叶片光合作用的影响。实验结果如表所示，下列分析不正确的是()组别氮素水平(mmolL1)叶绿素含量(gcm2)气孔导度(mmolm2s1)胞间CO2浓度(LL1)净光合速率(molm2s1)15(低氮)860.6830819.4210(中氮)990.8430420.7315(偏高)1030.8530121.4420(高氮)1030.8429522.0A.氮是叶绿素的组成元素，适当增施氮肥有利于叶绿素的合成B.在2、3、4组中，气孔导度不是限制净光合速率升高的因素C.第4组的净光合速率高于第3组，与胞间CO2浓度下降密切相关D.一定范围内增大氮素浓度，可提高青花菜叶片的
26、净光合速率答案C解析叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg，A项正确；从表中可知，在2、3、4组中，在中氮、偏高、高氮三种情况下，气孔导度大体相同，而净光合速率有所提高，所以说气孔导度不限制净光合速率的变化，B项正确；分析表中数据，随着氮素水平的增高，叶片净光合速率逐渐提高，与胞间CO2浓度无关，C项错误；从表中可知，在一定范围内，随着氮素水平的增高，叶片净光合速率逐渐提高，D项正确。7.(2017浙江模拟)科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用速率的影响(图1)，以及番茄品种甲的叶片气孔导度、胞间CO2浓度与土壤含水量的关系(图2)。(注：光补偿点指植物在一定的温度下，光合作用吸收
27、CO2和细胞呼吸释放CO2数量相等时的光强度)下列叙述错误的是()A.土壤含水量对甲、乙两种番茄光合作用速率的影响基本相同B.气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同C.番茄在土壤含水量为50%的条件下，比含水量在90%条件下的光补偿点低D.土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2浓度逐渐升高，可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏答案C解析根据图1中的两条曲线的趋势可以看出，土壤含水量对甲、乙两种番茄光合作用速率的影响基本相同，A项正确；图2中，随着土壤含水量的下降，番茄的气孔导度也逐渐下降，即与番茄光合速率的变化趋势基本相同，B项正确；番茄在土壤含水量为50%的条件下，气孔导度下降，光
28、合速率下降，因此要达到光补偿点需要提高光照，即比含水量在90%条件下的光补偿点高，C项错误；土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2浓度逐渐升高，可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏，D项正确。三、非选择题8.图甲为探究环境因素对光合作用强度影响的实验装置。实验材料和用具：20 mL移液管、20 W、50 W、100 W和200 W的台灯、冷开水、NaHCO3溶液、水草等。图乙是光合作用碳反应示意图。据图回答下列问题： (1)图甲中探究 对水草光合作用的影响。(2)图甲中氧气的产生量可以用 表示，NaHCO3溶液的作用是 ，如果NaHCO3溶液改为NaOH溶液，该装置可以做 实验，这时该装置还
29、要进行 处理。(3)当植物气孔关闭的时候，RuBP的再生速率 (填“降低”“升高”或“不变”)，光反应速率会 (填“降低”“升高”或“不变”)。答案(1)光强度(2)移液管液面变化的体积提供CO2测绿色植物细胞呼吸消耗O2的体积遮光(3)降低降低解析(1)根据提供的实验材料“20 W、50 W、100 W和200 W的台灯”，可知实验的自变量为光强度，即图甲中探究光强度对水草光合作用的影响。(2)图甲中氧气的产生量可以用移液管液面变化的体积表示，NaHCO3溶液可以为植物光合作用提供CO2；如果NaHCO3溶液改为NaOH溶液，该溶液可以吸收二氧化碳，则植物不能进行光合作用，因此该装置可以做测
30、绿色植物细胞呼吸消耗O2的体积实验，这时该装置还要进行遮光处理。(3)当植物气孔关闭的时候，二氧化碳吸收减少，二氧化碳固定受到抑制，3磷酸甘油酸减少，因此RuBP的再生速率降低，由于碳反应产生的ADP、Pi和NADP减少，光反应速率会降低。9.研究人员在密闭广口瓶中用二氧化碳缓冲液培养小球藻，在适宜温度条件下，先给予6小时适宜光照然后再置于黑暗条件下6小时，溶液pH的变化情况如图所示，请回答下列有关问题：(1)AC段与CE段比较，小球藻细胞中直接产生ATP的不同部位是 。(2)AB、BC段的斜率不同，造成这种差异的主要影响因素有两种，外因是 ，内因是pH的变化会影响 。(3)在小球藻的叶绿体基质中，AB、BC、CD对应的时间段内， 时间段内三碳酸分子的相对含量最多。(4)研究人员增大二氧化碳缓冲液的浓度(仍将pH调到7)，结果发现小球藻的光合速率并没有提高反而降低，造成该现象的主要原因可能是 。(5)如果继续延长实验时间，最终细胞中产生二氧化碳的主要场所是 。答案(1)叶绿体的类囊体膜(2)二氧化碳浓度酶活性(3)CD(4)二氧化碳缓冲液的浓度过高，导致细胞失水(5)细胞溶胶解析(1)根据题干信息可知，AC段同时进行光合作用和细胞呼吸，CE段只进行细胞呼吸，光合作用的光反应阶段能够产生ATP，对应的场所为叶绿体的类囊体膜。(2)AB、BC段的“斜率”不同，根据曲线信息可
