2019年高考生物九大难点专项突破专题07:光合作用与呼吸作用专项突破(含答案解析)
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1、专题 07 光合作用与呼吸作用专项突破光合作用和细胞呼吸在高考卷中的题型多种多样,多为知识综合理解加实际应用类型,是历届考生备考过程中感觉较为困难的知识点,但分析高考题目不难发现,虽然题目样式多变,然知识点的考查依旧是以教材基础知识为依托,形式如下:1、利用实验数据、图表等形式创设新情境,考查光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素、相关实验及在生产实践中的作用;2、以人类科技成果作用作为情景,考查考生获取信息、理解信息的综合能力,考查考生分析、推理、评价及实验探究能力。本专题将以 2015-2018 年间典型高考真题入手,按知识点进行“拆分” ,以期对考生的备考起到导向作用,在备考中能有的放矢。
2、【难点 1】光合作用与细胞呼吸过程的考查此类题目以光合作用、呼吸作用的过程考查为大背景,考点涉及光合、呼吸作用进行的场所、所需原料、物质变化等诸多方面,此类型题目考查相对基础,属于较易题,应争取不丢分。【典例 1】 (2017 全国 III)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如 O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )A 类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中 ATP 的合成B 叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C 光合作用的作用光谱也可用 CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D 叶片在 640660 nm 波长光下释放 O2是由叶绿素参与
3、光合作用引起的【答案】A【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A 错误;吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的,B 正确;光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对 CO2的利用,所以光合作用的作用光谱也可用 CO2的吸收速率随光波长的变化来表示,C 正确;叶绿素主要吸收红光,类胡萝卜素主编写依据要吸收蓝紫光,叶片在 640660 nm 波长光下释放 O2是由叶绿素参与光合作用引起的,D 正确。【考点分析】不熟悉各种色素的吸收光谱是对 A、D 选项误判的主要原因。【典例 2】 (2017 海南) 将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出,下列说法正确的是( )
4、A 离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B 若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C 若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D 水在叶绿体中分解产生氧气需要 ATP 提供能量【答案】A【考点分析】 熟知色素对光的吸收和光合作用过程是正确解答该题的关键。【典例 3】 (2016 北京)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由 ADP 转化为 ATP 的过程A 在无氧条件下不能进行 B 只能在线粒体中进行C 不需要能量的输入 D 需要酶的催化【答案】D【解析】酵母菌无氧呼吸产生酒精,在无氧呼吸的第一阶段生成 ATP,由此推知葡萄酒酿制期间,酵母菌细胞内由 ADP 转化为 ATP 的过程是在无氧条件下进行的
5、;A 错误。无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行;B 错误。ADP+Pi+能量 ATP;C 错误、D 正确。【考点分析】酵母菌细胞内 ATP 形成的部位:细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质;酵母菌的呼吸方式;有氧呼吸和无氧呼吸过程中均有 ATP 形成;ADP 转化为 ATP 的条件:需要能量以及酶的催化等。【典例 4】 (2016 上海)在光合作用的光反应中( )A电子受体是水B电子供体是 NADPHC反映场所位于叶绿体膜DH+浓度差驱动 ATP 合成【答案】D【解析】在光合作用的光反应中,电子供体是水,A 项错误;电子受体是 NADPH,B 项错误;反映场所位于叶绿体类囊体薄膜,C 项错误;H
6、 +浓度差驱动 ATP 合成,D 项正确。【考点分析】本题考查光合作用的过程,属容易题。解题关键是明确光反应发生时的物质变化和能量变化。【典例 5】 (2016 上海)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有酒精 乳酸 CO 2 H 2O ATPA B C D 【答案】D【考点分析】本题考查人体细胞呼吸作用的过程及产物。属于容易题。解题关键是明确白肌细胞含有少量线粒体,适合进行无氧呼吸,但也可以进行有氧呼吸。本题易错选 C 项,错因在于混淆了动物细胞和植物细胞的无氧呼吸产物。动物的无氧呼吸不产生酒精,只产生乳酸。【典例 6】 (2015 安
7、徽)有关于大豆叶片光合作用的暗反应阶段,下列叙述正确的是( )A CO 2的固定实质上是将 ATP 中的化学能转化为 C5中的化学能B CO 2可直接被H还原,在经过一系列的变化形成糖类C 被还原的 C5在有关酶的作用下,可再形成 C3D 光照强度由强变弱时,短时间内 C3含量会升高【答案】D【解析】CO 2的固定是指 CO2与 C5结合生成 C3的过程,该过程不需要 ATP 供能,A 项错误;CO 2固定的产物C3可直接被H还原,在经过一系列的变化形成糖类,B 项错误;被还原的 C3在有关酶的作用下,可在生成 C5,C 项错误;光照强度由强变弱时,光反应生成的 ATP 和H减少,导致暗反应中
8、 C3的还原过程减弱,生成的 C5减少,而短时间内 CO2和 C5结合继续形成 C3,所以短时间内 C3含量会升高,D 项正确。【典例 7】 (2018 江苏 选编)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH 指H) ,请回答下列问题:(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为 ,其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。(2)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为 后进入乙,继而在乙的 (填场所)彻底氧化分解成 CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成 NADPH,NADPH 中的能量最终可在乙的 (填场所)转移到
9、ATP 中。(3)乙产生的 ATP 被甲利用时,可参与的代谢过程包括 (填序号) 。C 3的还原 内外物质运输 H 2O 裂解释放 O2 酶的合成【答案】(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)丙酮酸 基质中 内膜上 (3)【典例 8】 (2017 全国 II 选编)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中、代表的物质依次是_、_、_、_,H代表的物质主要是_。(2)B 代表一种反应过程,C 代表细胞质基质,D 代表线粒体,则 ATP 合成发生在 A 过程,还发生在_(填“B 和 C”“C 和 D”或“B 和 D”) 。(3)C 中的丙酮酸可以转化成酒精
10、,出现这种情况的原因是_。【答案】 (1) O 2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:还原型辅酶) (2) C 和 D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸(2)植物叶肉细胞能产生 ATP 的生理过程有:光合作用光反应阶段(A)和有氧呼吸的三个阶段(C 和 D) 。(3)酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。解答此类试题的关键是要将隐藏在图解或文字中的信息发掘出来,透过现象看本质,从中找出所需条件,最终回归到教材的基础知识、基本概念和基本原理上来:附:光合作用、细胞呼吸过程一览表抢分秘籍一、呼吸作用过程1、有氧呼吸阶段 场所 物质变化 产能情况第一阶段 细胞质基质 少量能量第二阶段 线粒体基质
11、 少量能量第三阶段 线粒体内膜 大量能量总反应式及物质转移:2、无氧呼吸阶段场所 物质变化 产能情况第一阶段少量能量 第二阶段 细胞质基质不产能3、光合作用过程【难点 2】外界因素对反应过程的影响此类题型较上一种题型较为困难,要求在透彻理解光合作用、细胞呼吸过程的基础上,对内外界因素的变化而引起的一系列反应做出判断。考查形式多样,有文字描述类、坐标曲线类、表格类等。【典例 9】 (2017 北京)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此,对该植物生理特性理解2 丙酮酸+6H 2O 6CO2+20H+能量酶乳酸发酵:C 6H12O6 2C3H6O3+能量酶C6H12O6+6H2O+6O2
12、 6CO2+12H2O+能量酶错误的是( )A 呼吸作用的最适温度比光合作用的高B 净光合作用的最适温度约为 25C 在 025范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D 适合该植物生长的温度范围是 1050【答案】D【解析】由图可知,呼吸作用的最适温度约为 50,总光合作用的最适温度约为 30,A 项正确;由最上图可知,植物体在 25时,净光合速率最高,说明该温度为净光合作用的最适温度,故 B 项正确;在025 范围内,总光合曲线的上升幅度比呼吸曲线上升幅度大,说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,故 C 项正确;由图可知,超过 45,净光合速率为负值,说明没有有机物的积累,
13、植物不能正常生长,故 D 项错误。【典例 10】 (2016 天津)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是( )A红光,ATP 下降 B红光,未被还原的 C3上升B绿光,H下降 D绿光,C 5上升 【答案】C【典例 11】 (2015 海南) 将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为 0,之后保持不变。在上述时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( )A 降低至一定水平时再升高B 持续保持相对稳定状态C
14、降低至一定水平时保持不变D 升高至一定水平时保持相对稳定【答案】C【解析】在适宜的光照条件下,密闭容器内培养的植物会同时进行光合作用和呼吸作用,并且光合作用较强由于密闭容器内的二氧化碳含量有限,随着光合作用的持续进行,二氧化碳逐渐被消耗,浓度降低,进而光合作用强度跟着降低;当二氧化碳浓度降低到一定水平时,植物的光合作用和呼吸作用强度相等,则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定,故选 C。【典例 12】 (2018 新课标 I)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于 a 时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是_。(2)甲、乙两种植物单独种
15、植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_,判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午 12:00 时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_ (填“O2”或“CO 2”)不足。【答案】 (1)甲 (2) 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 (3)乙 (4)CO 2(4)夏日晴天中午 12:00 时,植物为了减少蒸腾作用对水分的散失,叶片上的部分气孔会关闭,导致细胞间的二氧化碳的含量下降,从而引起光合速率下降。【典例 13】 (20
16、18 全国 II) (节选) 为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的 A、B 两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:(1)从图可知,A 叶片是树冠_(填“上层”或“下层” )的叶片,判断依据是_。(2)光照强度达到一定数值时,A 叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_反应受到抑制。【答案】 (1)下层 A 叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于 B 叶片 (2) 暗 【典例 14】 (2016 江苏 选编)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了 3 个品种 S1、S
17、2、S3 的光补偿点和光饱和点,结果如图 1 和图 2。请回答以下问题:(1)最适宜在果树林下套种的品种是_,最适应较高光强的品种是_。(2)增加环境中 CO2浓度后,测得 S2 的光饱和点显著提高,但 S3 的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2 的光反应产生了过剩的_,而 S3 在光饱和点时可能_(填序号)。光反应已基本饱和 暗反应已基本饱和 光、暗反应已基本饱和(3) 在光合作用过程中,CO 2与 RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP) ,TP 的去向主要有三个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该
18、在叶绿体的_。淀粉运出叶绿体时先水解成 TP或_,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由_糖构成的蔗糖,运出叶肉细胞。【答案】(1)S2 S3 (2)ATP 和H (3)基质中 葡萄糖 葡萄糖和果糖此类题型主要考察外界因素对于光合作用的影响,涉及外界 CO2浓度变化、光照强度变化时各种光合产物的量的变化;以及对于光合作用强度的影响过程,可参照以下规律:1、光照和 CO2浓度变化对植物细胞内 C3、C 5、H、ATP 和 O2及(CH 2O)含量的影响H ATP O2产生量 C3 C5 (CH2O)光照强弱CO2供应不变 减少 减少 减少 上升 下降 减少光照弱强CO2供应不变 增多 增
19、多 增多 下降 上升 增加光照不变CO2供应减少 相对增加 相对增加 减少 下降 上升 相对减少光照不变CO2供应增加 相对减少 相对减少 增加 上升 下降 相对增加2、环境因素对光合作用强度的影响(1)光照强度、光质对光合作用强度的影响(2)CO 2浓度对光合作用强度的影响(3)温度对光合速率的影响抢分秘籍光照强度CO2吸收(O 2 释放)CO2释放(O 2 吸收)细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度(光补偿点)光饱和点光照强度光合作用强度吸收CO2放出CO2CO2 浓度光合作用强度等于细胞呼吸强度(CO 2补偿点)CO2饱和点CO2 浓度光合作用强度光合速率温度/10 20 30 40
20、 50【难点 3】光合作用、呼吸作用强度比较及相关计算此类题型难度较大,是在前两种题型的基础上综合分析光合作用与呼吸作用的关系,通常将外界因素变化与坐标曲线图结合,考查一定时间内作物的生长情况。【典例 15】 (2015 海南)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。错误的是( )A植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能B叶温在 3650时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C叶温为 25时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D叶温为 35时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为 0【答案】D【典例 16】 (2015 四川)在适宜温度和大气 CO
21、2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表) 。下列分析正确的是( )A光强大于 140molm -2s-1,马尾松幼苗叶肉细胞中产生的 O2全部进入线粒体B光强小于 1255molm -2s-1,影响苦储幼苗光合速率的环境因素是 CO2浓度C森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量真题精 析D在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加【答案】D【解析】140molm -2s-1为马尾松植株的光补偿点,当光强大于 140molm -2s-1时,马尾松的光合速率大于呼吸速率,因此马尾松幼苗叶肉细胞中产生的 O2除进入线粒体外,还
22、扩散至细胞外部;A 错误。光强小于 1255molm -2s-1,结合题干信息可知影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度;B 错误。森林中生产者制造有机物的能量总和是输入该生态系统的总能量;C 错误。由表格信息可知,青冈的光补偿点较低,因而更适应弱光环境,因此在群落演替过程中随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加;D 正确。【典例 17】 (2015 重庆)将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的 CO2和 O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )A黑暗条件下,增大、减小B光强低于光补偿点时,、增大C光强等于光补偿点时,、保持不变D光强等于光饱和点时,
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