題型1 光合作用與有氧呼吸的關(guān)系
1． 區(qū)別
2． 聯(lián)系
(1)物質(zhì)方面
3． 光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系圖示
4． 細(xì)胞內(nèi)[H]、ATP來(lái)源、去路的比較
比較項(xiàng)目
來(lái)源
去路
[H]
光合作用
光反應(yīng)中水的光解
作為暗反應(yīng)階段的還原劑，用于還原C3合成有機(jī)物等
有氧呼吸、無(wú)氧呼吸
有氧呼吸第一階段、第二階段及無(wú)氧呼吸第一階段產(chǎn)生
有氧呼吸用于第三階段還原氧氣產(chǎn)生水，同時(shí)釋放大量能量；無(wú)氧呼吸用于第二階段還原丙酮酸生成相應(yīng)產(chǎn)物
ATP
光合作用
在光反應(yīng)階段合成ATP，其合成所需能量來(lái)自色素吸收轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能
用于暗反應(yīng)階段C3的還原，并以穩(wěn)定的化學(xué)能形式貯存在有機(jī)物中
有氧呼吸、無(wú)氧呼吸
有氧呼吸第一、二、三階段均產(chǎn)生，其中第三階段產(chǎn)生最多，能量來(lái)自有機(jī)物的分解；無(wú)氧呼吸第一階段
直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)
典例1 如圖表示光合作用與呼吸作用過(guò)程中物質(zhì)變化的關(guān)系，下列說(shuō)法不正確的是
( )
A．能提供給綠色植物各種生命活動(dòng)所需能量最多的過(guò)程是5
B．各種生物體(病毒除外)都能進(jìn)行的過(guò)程是3
C．1、3和4過(guò)程產(chǎn)生的[H]都能與氧結(jié)合產(chǎn)生水
D．2過(guò)程需多種酶參與，且需ATP供能
解析 據(jù)圖可知，1、2、3、4、5分別是光反應(yīng)、暗反應(yīng)、有氧呼吸第一、第二、第三階段。五個(gè)過(guò)程中，1、3、4、5都能合成ATP，但1過(guò)程合成的ATP只能用于光合作用的暗反應(yīng)；有氧呼吸合成的ATP可供給各種生命活動(dòng)所需能量，其中5過(guò)程產(chǎn)生最多，故A正確；1、2過(guò)程表示光合作用，4、5過(guò)程屬于有氧呼吸過(guò)程，并不是所有細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，因此只有3過(guò)程在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)都能進(jìn)行，故B正確。1、3和4過(guò)程都有[H]的產(chǎn)生，其中1過(guò)程產(chǎn)生的[H]在暗反應(yīng)階段用于還原C3,3、4過(guò)程產(chǎn)生的[H]在5過(guò)程中與氧結(jié)合產(chǎn)生水，故C錯(cuò)誤。光合作用的暗反應(yīng)除需要光反應(yīng)提供ATP和[H]外，還需要多種酶參與，故D正確。
答案 C
題型2 光合作用與細(xì)胞呼吸在不同光照條件下的氣體變化
觀察下面的圖示，確定相應(yīng)點(diǎn)、段的含義及相應(yīng)的氣體交換圖示。
1．A點(diǎn)時(shí)，只進(jìn)行呼吸作用，如圖甲。
2．AB段，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，如圖乙。
3．B點(diǎn)時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度，如圖丙。
4．BC段及C點(diǎn)以后，呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度，如圖丁。
5．甲、乙、丙、丁所處的條件分別為黑暗、弱光照、中性光照、強(qiáng)光照。
典例2 如圖為某植物細(xì)胞部分結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)圖分析，下列四項(xiàng)敘述中，正確的是
( )
A．a(chǎn)、b箭頭表示的是O2進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程
B．e、f箭頭表示的是CO2進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程
C．以C18O2作原料進(jìn)行光合作用，在較強(qiáng)光照下，測(cè)得含18O的呼吸作用產(chǎn)物的主要去向是圖中的d
D．以HO作原料進(jìn)行光合作用，在較強(qiáng)呼吸作用下，測(cè)得含18O的光合作用產(chǎn)物的主要去向是圖中的b
解析 a表示葉綠體吸收CO2，b表示葉綠體釋放O2，e表示線粒體吸收O2，f表示線粒體釋放CO2，c表示葉綠體產(chǎn)生的O2被線粒體利用，d表示線粒體產(chǎn)生的CO2被葉綠體利用。以C18O2作原料進(jìn)行光合作用，18O的轉(zhuǎn)移為C18O2→有機(jī)物→C18O2，在較強(qiáng)光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸產(chǎn)物C18O2主要被葉綠體利用，即主要去向是圖中的d。以HO作原料進(jìn)行光合作用，18O全部生成氧氣，在較強(qiáng)呼吸強(qiáng)度下，氧氣主要被線粒體利用，進(jìn)行有氧呼吸，即主要去向是圖中的c。
答案 C
題型3 光合作用、細(xì)胞呼吸的測(cè)定方法及實(shí)驗(yàn)裝置
1． 實(shí)驗(yàn)裝置
2． 實(shí)驗(yàn)原理：因呼吸作用類型不同，瓶?jī)?nèi)氣壓增大、減小或不變，可通過(guò)液滴的右移、左移或不動(dòng)來(lái)呈現(xiàn)；也可根據(jù)光照強(qiáng)度不同，通過(guò)光合作用與呼吸作用的大小導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣壓變化而引起液滴位置的變化來(lái)呈現(xiàn)。
3． 裝置比較──單一變量的控制及作用
裝置1
裝置2
裝置3
材料
發(fā)芽種子
發(fā)芽種子
煮熟的種子
試劑
20%NaOH
溶液5 mL
蒸餾水5 mL
蒸餾水5 mL
導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣壓
變化的氣體
O2(因CO2被吸收)(呼吸引起)
CO2—O2(差值)(呼吸引起)
CO2—O2(差值)(環(huán)境引起)
作用
——
——
物理誤差的校正
對(duì)照
(裝置1和2)
等量NaOH溶液和蒸餾水單一變量控制
——
對(duì)照
(裝置2和3)
——
等量萌發(fā)的種子和煮熟的種子單一變量控制
4． 若將裝置1改為探究光合作用和呼吸作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系，則：
(1)裝置需改動(dòng)的地方有三處
①將“發(fā)芽種子”換成“能進(jìn)行光合作用的材料”。
②將“NaOH溶液”換成“Na2CO3/NaHCO3緩沖液”，保證CO2的相對(duì)穩(wěn)定。
③置于不同的光照強(qiáng)度下，觀察液滴移動(dòng)。
(2)結(jié)果分析：①若紅色液滴右移，說(shuō)明光照較強(qiáng)，光合作用大于細(xì)胞呼吸，釋放O2使瓶?jī)?nèi)氣壓增大；②若紅色液滴左移，說(shuō)明光照較弱，細(xì)胞呼吸大于光合作用，吸收O2使瓶?jī)?nèi)氣壓減�。虎廴艏t色液滴不動(dòng)，說(shuō)明在此光照強(qiáng)度下光合作用等于細(xì)胞呼吸，釋放的O2量等于吸收的O2量，瓶?jī)?nèi)氣壓不變。
5． 探究細(xì)胞呼吸狀況的實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)果分析
(1)欲測(cè)定與確認(rèn)某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，即裝置1和裝置2。
(2)結(jié)果與分析
①若裝置1液滴左移，裝置2液滴不動(dòng)，則表明所測(cè)生物只進(jìn)行有氧呼吸(因有氧呼吸產(chǎn)CO2量與耗O2量相等)。
②若裝置1液滴不動(dòng)，裝置2液滴右移，則表明所測(cè)生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸(因無(wú)氧呼吸只產(chǎn)CO2，不耗O2)。
③若裝置1液滴左移，裝置2液滴右移，則表明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
④裝置1與裝置2液滴均左移，則呼吸過(guò)程中O2吸收量大于CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質(zhì)參與。(與糖類相比，脂肪C、H比例高，O的比例低，故氧化分解時(shí)釋放相同CO2時(shí)，脂肪消耗的O2多，故CO2/O2<1，而葡萄糖只進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，CO2/O2＝1；若有氧和無(wú)氧呼吸同時(shí)進(jìn)行，則CO2/O2>1。)
a．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，排除實(shí)驗(yàn)誤差還應(yīng)設(shè)置裝置3，以便校正。
b．進(jìn)行結(jié)果與結(jié)論的描述時(shí)應(yīng)“先結(jié)果后結(jié)論”，而不是“先結(jié)論后結(jié)果”，如上。
典例3 取一植物形態(tài)、大小、生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的4張葉片按如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，燒杯中的液體可以保證葉片所需的水與礦質(zhì)元素的正常供應(yīng)，氣體的體積變化可以通過(guò)觀察油滴的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行判斷。(不考慮氣體在水中的溶解、外界氣壓的變化和蒸騰作用的影響)
(1)適宜的光照下，裝置A中油滴的移動(dòng)情況是________，原因是______________。
(2)適宜的光照下短時(shí)間內(nèi)(裝置內(nèi)仍有O2存在)裝置B中油滴的移動(dòng)情況是________________。放置一段時(shí)間后，裝置中的O2消耗完畢，這時(shí)油滴的移動(dòng)方向是__________，寫(xiě)出此時(shí)的反應(yīng)方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)分析裝置C中的油滴移動(dòng)情況與光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)能否直接用裝置C、D證明光合作用需要CO2，為什么？_____________________。如果用裝置B、C證明光合作用需要CO2，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該將葉片進(jìn)行怎樣的處理？________________________________________________________________________。
(5)要測(cè)定葉片細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度最好選擇裝置______________________________。
解析 (1)由于裝置A處于適宜的光照下，再根據(jù)光合作用和有氧呼吸的總反應(yīng)式，可知消耗的氣體量與產(chǎn)生的氣體量相等，而裝置A內(nèi)的清水不影響氣壓變化，則壓強(qiáng)不變，故油滴不移動(dòng)。(2)裝置B內(nèi)的NaOH溶液能吸收CO2，有氧呼吸消耗O2使壓強(qiáng)減小，則油滴向左移動(dòng)。裝置B中的O2消耗完畢時(shí)，則葉片只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2，而CO2又被NaOH溶液吸收，壓強(qiáng)不變，油滴不移動(dòng)。(3)裝置C中CO2緩沖液提供一定濃度的CO2，且保持不變，若光合作用產(chǎn)生的O2量大于細(xì)胞呼吸消耗的O2量，則壓強(qiáng)增大，油滴向右移動(dòng)；若光合作用產(chǎn)生的O2量等于細(xì)胞呼吸消耗的O2量，則壓強(qiáng)不變，油滴不移動(dòng)；若光合作用產(chǎn)生的O2量小于細(xì)胞呼吸消耗的O2量，則壓強(qiáng)減小，油滴向左移動(dòng)。(4)要證明光合作用需要CO2，則自變量為CO2的有無(wú)，其他條件都相同，但裝置C、D不符合單一變量原則。對(duì)葉片進(jìn)行饑餓處理消耗原有淀粉，有利于檢測(cè)是否新產(chǎn)生了淀粉。(5)測(cè)定葉片細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度，需要排除光合作用的干擾，所以裝置應(yīng)遮光。
答案 (1)不移動(dòng) 光合作用吸收的CO2體積等于釋放出的O2體積，細(xì)胞呼吸吸收的O2體積等于釋放出的CO2體積 (2)向左移動(dòng) 不移動(dòng) C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量 (3)①當(dāng)光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)，油滴向右移動(dòng)；②當(dāng)光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)，油滴不移動(dòng)；③當(dāng)光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)，油滴向左移動(dòng)(因?yàn)镃O2緩沖液在CO2濃度低時(shí)可以釋放出CO2，而在濃度高時(shí)要吸收CO2，從而保證裝置內(nèi)CO2濃度的穩(wěn)定) (4)不能。因?yàn)槎卟环蠁我蛔兞吭瓌t 饑餓處理 (5)D
題型4 光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)計(jì)算
總結(jié)下列相關(guān)概念的含義與它們之間的關(guān)系
1． 呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗環(huán)境中，測(cè)定實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量。
2． 凈光合速率和真正光合速率
(1)凈光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示。
(2)真正光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示。
3． 光合速率與呼吸速率的關(guān)系
4． 相關(guān)計(jì)算
植物的光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行時(shí)，存在如下關(guān)系：
(1)光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量(葉綠體產(chǎn)氧量)＝實(shí)測(cè)植物氧氣釋放量＋細(xì)胞呼吸耗氧量。
(2)光合作用實(shí)際CO2消耗量(葉綠體消耗CO2量)＝實(shí)測(cè)植物CO2消耗量＋細(xì)胞呼吸CO2釋放量。
(3)光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量(葡萄糖積累量)＝光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量(葉綠體產(chǎn)生或合成的葡萄糖量)－細(xì)胞呼吸葡萄糖消耗量。
5． 以凈光合速率的大小來(lái)判斷植物能否正常生長(zhǎng)(自然狀態(tài)下以一天24小時(shí)為單位)
(1)凈光合速率大于0時(shí)，植物因積累有機(jī)物而正常生長(zhǎng)。
(2)凈光合速率等于0時(shí)，植物因無(wú)有機(jī)物積累不能生長(zhǎng)。
(3)凈光合速率小于0時(shí)，植物因有機(jī)物量減少而不能生長(zhǎng)，且長(zhǎng)時(shí)間處于此種狀態(tài)下植物將死亡。
易錯(cuò)警示 植物進(jìn)行光合作用的同時(shí)，一定進(jìn)行著呼吸作用，但在進(jìn)行呼吸作用時(shí)不一定進(jìn)行光合作用，因?yàn)楣夂献饔弥挥性谟泄獯嬖跁r(shí)才能進(jìn)行，而呼吸作用無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行著。因此在計(jì)算時(shí)不要忽略無(wú)光照時(shí)呼吸作用也存在。
典例4 以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是 ( )
A．光照相同時(shí)間，35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30 ℃時(shí)相等
B．光照相同時(shí)間，在20 ℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多
C．溫度高于25 ℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開(kāi)始減少
D．兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等
解析 該圖縱坐標(biāo)分別表示光照下二氧化碳的吸收量(即植物積累的有機(jī)物量)和黑暗中二氧化碳的釋放量(即呼吸作用)，因此，光合作用制造的有機(jī)物應(yīng)該是兩條曲線的數(shù)值之和。35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量為(3．5＋3)mg/h,30 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量為(3．5＋3)mg/h，故光照相同時(shí)間，35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30 ℃時(shí)相等；制造有機(jī)物最多的應(yīng)該不是25 ℃而是30～35 ℃，積累量最多的才是25 ℃；光合作用制造的有機(jī)物與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等的點(diǎn)應(yīng)該是光照下植物不吸收二氧化碳的點(diǎn)，而不是圖中二者曲線的交點(diǎn)。
答案 A
題型5 光合作用速率關(guān)系曲線圖中各點(diǎn)移動(dòng)
問(wèn)題
1． CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動(dòng)方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B是曲線與橫軸的交點(diǎn)，CO2(或光)飽和點(diǎn)C則是最大光合速率對(duì)應(yīng)的CO2濃度(或光照強(qiáng)度)，位于橫軸上。
(1)呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移，反之左移。
(2)呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移，反之左移。
(3)陰生植物與陽(yáng)生植物相比，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都應(yīng)向左移動(dòng)。
2． 曲線上其他點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn)之外的點(diǎn))的移動(dòng)方向：在外界條件的影響下，通過(guò)分析光合速率和呼吸速率的變化，進(jìn)而對(duì)曲線上某一點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)進(jìn)行具體分析，確定橫坐標(biāo)左移或右移，縱坐標(biāo)上移或下移，最后得到該點(diǎn)的移動(dòng)方向。
(1)呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，曲線上的A點(diǎn)下移、其他點(diǎn)向左下方移動(dòng)，反之A點(diǎn)上移、其他點(diǎn)向右上方移動(dòng)。
(2)呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，曲線上的A點(diǎn)不動(dòng)，其他點(diǎn)向左下方移動(dòng)，反之向右上方移動(dòng)。
典例5 如圖曲線表示在適宜溫度、水分和一定的光照強(qiáng)度下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關(guān)系。下列分析正確的是 ( )
A．CO2濃度大于a時(shí)，甲才能進(jìn)行光合作用
B．適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，a點(diǎn)將左移
C．CO2濃度為b時(shí)，甲、乙總光合作用強(qiáng)度相等
D．甲、乙光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增大而不斷增強(qiáng)
解析 對(duì)于甲植物而言，a點(diǎn)時(shí)CO2凈吸收速率為0，說(shuō)明此時(shí)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，故在a點(diǎn)之前，甲植物已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行光合作用；適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，光合速率增大，a點(diǎn)將左移；CO2濃度為b時(shí)，甲、乙的凈光合作用強(qiáng)度相等，而總光合作用強(qiáng)度＝凈光合作用強(qiáng)度＋呼吸作用強(qiáng)度，由圖可知，甲的呼吸作用強(qiáng)度大于乙，故b點(diǎn)時(shí)，甲的總光合作用強(qiáng)度大于乙；在一定范圍內(nèi)隨CO2濃度的增大，甲、乙的光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍，隨CO2濃度的增大，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。
答案 B
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/117034.html
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