内容正文:
考点19 光合作用和细胞呼吸的综合分析
【命题趋势】
结合对两种呼吸方式、影响细胞呼吸的因素、叶绿体色素的提取、分离、光合作用过程等基础知识的考查。
常以酵母菌、植物不同运动强度下的呼吸强度结合生产实例或某特定环境下的光合作用的变化为背景信息,对分析、推理及实验探究能力等多维度的考查。题型多为非选择题形式。
近几年高考对本专题知识考查频率和考查难度趋于平稳,预计 2022 年试题仍将从影响光合作用与细胞呼吸环境因素的视角命题,体现对生命观念、科学思维素养的考查。
【重要考向】
1、 光合作用与细胞呼吸的过程判断
2、 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用和细胞呼吸
3、 总光合速率、净光合速率与呼吸速率的判断及相关计算
4、 光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动
5、 以图、表、曲线为载体综合分析光合作用与细胞呼吸
6、 光合速率与呼吸速率的常用测定方法
光合作用与细胞呼吸的过程判断考向一
光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物、释放能量,供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
【典例】
1.下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程,有关分析正确的是( )
A.生理过程I是在叶肉细胞生物膜上进行的
B.阶段I生成的[H]可作为还原剂用于⑤过程生成水
C.过程①、④、⑤可为叶肉细胞吸收Mg2+等提供动力
D.过程③、④、⑤进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、线粒体
【答案】A
【分析】
根据题意和图示分析可知:①为ATP的合成,②为三碳化合物的还原,③为二氧化碳的固定,④是无氧呼吸,⑤是有氧呼吸。Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示暗反应,Ⅲ表示细胞呼吸。
【详解】
A、I是光反应阶段,发生在叶绿体类囊体薄膜上,类囊体薄膜属于生物膜系统,A正确;
B、阶段Ⅰ生成的[H]只能用于暗反应,不能作为还原剂用于⑤过程生成水,B错误;
C、过程①产生的ATP只能用于暗反应,能够为叶肉细胞吸收Mg2+等提供动力的是④⑤,C错误;
D、过程③④⑤进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、细胞质基质和线粒体,D错误。
故选A。
2.下图甲为光照强度对小麦光合速率影响的曲线图,图乙是小麦叶肉细胞的部分代谢过程。据图分析, 下列说法错误的是( )
A.图乙中②过程中产生的[H]与⑤过程产生的[H]的主要去路分别是还原 O2和还原 C3
B.图甲中 c 点对应的光照强度可使叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下
C.图乙中停止光照较长时间后,叶肉细胞 A 中进行的过程有②⑤④
D.光照强度为 600Klx时,小麦固定 CO2的速率为 23μmol/(m2·s)
【答案】C
【分析】
分析甲图:a点只进行细胞呼吸;b点为光补偿点,此时光合速率等于呼吸速率;d点表示光合速率达到最大值,其对应的光照强度为光饱和点。
分析乙图:①表示CO2从外界环境进入叶肉细胞,⑥表示O2从叶肉细胞扩散到外界环境,此时光合速率大于呼吸速率。
【详解】
A、图乙中②过程代表有氧呼吸第二阶段,此阶段产生的[H]的主要去路是还原O2,⑤过程代表光反应阶段,此阶段产生的[H]的主要去路是还原 C3,A正确;
B、图甲中c 点对应的光照强度下植物净光合速率大于0,小麦叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,此时叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下,B正确;
C、图乙中刚停止光照时,原来光反应的产物可以继续还原 C3,停止光照较长时间后,叶绿体中因没有光反应的产物而不能继续进行暗反应,所以③⑤过程不再进行。虽然光合作用不再产生O2,但是,细胞可以从外界环境吸收O2继续进行呼吸作用②④过程,C错误;
D、光照强度为600Klx时,小麦固定CO2的速率(真光合速率)=净光合速率+呼吸速率=18+5=23umol/(m2•s),D正确。
故选C。
3.下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正确的是( )
A.适宜光照下,叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2
B.线粒体产生的 ATP 可用于叶绿体暗反应 C3的还原
C.叶绿体、线粒体和细胞质基质中都有 ATP 合成酶
D.无光条件下,线粒体和叶绿体都能产生 ATP
【答案】C
【分析】
线粒体是进行有氧呼吸主要场所,产生能量的条件是需要丙酮酸和氧气;叶绿体是进行光合作用的场所,需要的条件是光照和适宜的温度、二氧化碳等外界条件。两者之间的联系是线粒体为叶绿体提供二氧化碳,叶绿体为线粒体提供氧气和有机物。
【详解】
A、叶绿体利用光能将ADP+Pi合成ATP,不需要氧气,A错误;
B、线粒体产生的 ATP