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1、1考点考点 5 5 光合作用和细胞呼吸的原理及其相互关系光合作用和细胞呼吸的原理及其相互关系1光合作用过程2有氧呼吸过程1光合作用与有氧呼吸过程中H和 ATP 的来源和去向归纳项目光合作用有氧呼吸来源H2O 光解产生有氧呼吸第一、二阶段 H去向还原 C3用于第三阶段还原 O2来源光反应阶段产生三个阶段都产生 ATP去向用于 C3还原供能用于各项生命活动(植物 C3的还原除外)2.光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系2(4)3改变条件后，C3、C5、H、ATP 的含量及(CH2O)合成量变化分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后，C3、C5、H、ATP 的含量及(CH2O)合成量的动态变化时要
2、将光反应和暗反应过程结合起来分析，从具体的反应过程提炼出模型：“来路某物质去路” ，分析其来路和去路的变化来确定含量变化。如下面四幅模型图：题组一 光合作用的色素与结构辨析1下列关于叶绿体的色素叙述错误的是 ( )A矿质元素能影响叶绿素的合成B提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂C低温条件下色素合成受阻D黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在答案 B解析 Mg 是合成叶绿素的主要元素；提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程；低温会降低酶的活性进而影响反应速度；黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所
3、3以变黄，但有其他色素存在。2(2018如皋质量调研)将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。以下分析正确的是( )A光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体的内膜和基质中B叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透性的，起保护作用C光合作用必须在叶绿体中才能进行D叶绿素被破坏，则不能进行光合作用答案 D解析 光合作用所需的酶主要分布在叶绿体的基质中和类囊体膜上，而色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A 错误；叶绿体的内膜和外膜均具有选择透过性，B 错误；只要能满足所需条件，光合作用就可以进行，因此光合作用不一定都在叶绿体中进行，如蓝藻没有叶绿体，也能进行光合作用，C 错误；由于叶绿素
4、具有吸收、传递和转换光能的作用，因此叶绿素被破坏，光反应不能进行，整个光合作用也不能进行，D 正确。题组二 光合作用与细胞呼吸的过程辨析3下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(多选)( )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、兴奋传导等答案 BC解析 从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是暗反应，丙是有氧呼吸，丁是 ATP 的水解。有氧呼吸产生的 ATP 不能用于光合作用的暗反应，A 项错误； 光反应过程中产生的ATP 用于还原三碳
5、化合物，B 项正确；光反应合成 ATP 所需的能量来源于光能，而丙过程合成 ATP 所需的能量来自有机物中的化学能，C 项正确；红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，协助扩散需要载体蛋白但不消耗 ATP，D 项错误。4(2018北京丰台区期末)细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将 NADH(即H)分解产生的 H转运到膜间隙，使膜间隙中 H浓度增加，大部分 H通过结构回流至线粒体基质，同时驱动 ATP 的合成，主要过程如图所示。下列有关叙述不正确的是( )4A乳酸菌不可能发生上述过程B该过程发生于有氧呼吸第二阶段C图中是具有 ATP 合成酶活性的通道蛋白DH由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助
6、扩散答案 B解析 乳酸菌属于原核生物，原核细胞中没有线粒体，所以不可能发生图示过程，A 正确；线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段，B 错误；根据题图可知，结构能够驱动 ATP合成，因此是一种具有 ATP 合成酶活性的通道(载体)蛋白，C 正确；根据题图可知， “使得线粒体内外膜间隙中 H浓度提高” ，因此 H由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输是由高浓度向低浓度一侧运输，并且需要借助于载体，因此属于协助扩散，D 正确。5(2018宿迁模拟)如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图，表示有关过程，X、Y、Z 和 W 表示相关物质。请据图判断下列说法错误的是( )AX、Y、Z 物质分别表
7、示 C3、丙酮酸和 ATPB过程中能产生 ATP 的有C过程分别表示 C3的还原和 CO2的固定D光合速率小于呼吸速率时，过程产生的 CO2会释放到细胞外答案 B解析 据图可知，Z 是 ATP，Y 是丙酮酸，X 是 C3，A 正确；光合作用的光反应阶段和有氧呼吸的第一、二阶段产生 ATP，而光合作用的暗反应阶段中的三碳化合物的还原过程不能产生 ATP，B 错误；图中表示三碳化合物的还原过程，表示二氧化碳的固定过程，C 正确；光合速率小于呼吸速率时，叶肉细胞会有二氧化碳的净释放，即过程产生的 CO2会释放到细胞外，D 正确。5题组三 辨析条件骤变引起光合作用过程中物质含量的变化6正常生长的绿藻，
8、照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )AO2的产生停止 BCO2的固定加快CATP/ADP 比值下降 DH含量减少答案 B解析 用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，O2的产生停止，A 正确；同时H和 ATP 的产生停止，使暗反应 C3的还原速度减慢，从而导致 CO2的固定减慢，B 错误；ADP 生成 ATP减少，使 ATP/ADP 比值下降，C 正确；光反应停止，H的产生减少，D 正确。7(2018无锡模拟)在光合作用中 NADP与 NADPH 可相互转化(如图 1)。为探究外界因素对 NADP含量的影响，取某双子叶植物小圆叶片等量分为 3 组，
9、进行以下实验(见表格)，各组均在黑暗 5 min 后开始测定 NADP含量，结果如图 2。回答下列问题：组别 处理甲组 25 ，光照 1 h黑暗 5 min重新光照乙组 25 ，光照 1 h黑暗 5 min不再光照丙组 42 ，光照 1 h黑暗 5 min重新光照(1)图 2 中_(填“a 与 d”或“d 与 e”或“c 与 f”)NADP含量的差异，反映出高温(42 )抑制该植物的暗反应。(2)ab 段 NADP含量下降的原因是_。(3)资料显示：抗霉素 A 能够影响该植物光合作用，导致 NADP含量减少，请在上述实验的基础上，补充实验加以验证(简要写出实验思路即可)：_。答案 (1)a 与
10、 d6(2)重新光照时，光反应迅速将水分解，生成氧气和 NADPH，消耗 NADP，暗反应中 C3还原消耗 NADPH 较少(3)增设一组实验，加入抗霉素 A，其他条件与甲组相同，测定 NADP的含量，与甲组相比较解析 (1)据题干信息可知，甲组和丙组始终以温度作为唯一自变量。光照 1 h 内，甲、丙两组 NADPH 和 NADP相互转化，含量保持动态平衡。黑暗 5 min，甲、丙两组植物仍然在相应温度下进行了一小段时间的暗反应，产生 NADP。在高温条件下(丙组)C3的还原减弱，消耗的 NADPH 减少，产生的 NADP比 25 条件下(甲组)少。因此图 2 中 d 点比 a 点的 NADP
11、含量低，可以反映高温(42 )抑制该植物暗反应的进行。d 点和 e 点反映的是在 42 条件下重新光照 NADP含量的变化。c 点和 f 点的比较反映的是在 25 条件下有无光照对 NADP含量的影响。(2)重新光照时，光反应迅速将水分解，生成 O2和 NADPH，消耗 NADP，暗反应中 C3还原消耗的 NADPH 较少，导致 NADP含量显著下降，所以 ab 段 NADP含量下降。保持在光照条件下，b 点到 c 点，NADPH 转化 NADP的速率逐渐升高；c 点后二者的含量达到新的平衡。(3)若要验证抗霉素 A 能够影响该植物光合作用，导致 NADP含量减少，必须以有、无抗霉素 A 为自
12、变量，NADP的含量变化为因变量设计实验。根据单一变量原则，对照组不能选择乙组；丙组 42 条件下生成的 NADP含量少，也不宜作为对照组。相对丙组而言，甲组的条件较适宜，应选择甲组为对照。因此实验思路为：增设一组实验，加入抗霉素 A、其他条件与甲组相同，测定 NADP含量，与甲组进行比较。思维延伸(1)下图中 T0T1表示的是适宜条件下生长的小球藻叶绿体(H、ADP、C3或 C5)中某两种化合物的含量，T1T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若 T1时刻降低了培养液中 NaHCO3的浓度，则物质甲、乙分别指的是_。若 T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是_。答案 C5、
13、H ADP、C3(2)研究小组将某绿色植物置于一密闭玻璃容器内，在适宜条件下，经黑暗和光照处理，测量容器内氧气量的变化，结果如图所示。光照处理后，除容器内氧气外，细胞内其他物质含量也会发生变化。与 B 点相比较，C 点叶肉细胞内 C3物质的合成速率_(填“上升”“下降”或“不变”)，判断的理由是_。7答案 下降 随着光合作用的进行，容器内二氧化碳逐渐减少，光合作用速率逐渐降低(3)如图甲表示小球藻的某生理过程，科学家向小球藻培养液中通入放射性14CO2，在不同条件下连续测量小球藻细胞中14C 标记的图甲中三种化合物的相对量，其变化曲线如图乙所示。曲线 A 有两次上升过程，参照图甲分析原因分别是_。答案 光照条件下，小球藻吸收培养液中的14CO2并逐渐合成14C3，使其上升；突然停止光照，14C3不能继续被还原，使其再次上升