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光合作用与呼吸作用专题突破
（一）坐标曲线、柱状图类
1．(2009·江苏高考)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析正确的有(多选)(　　)

A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2　浓度下降引起的
解析：由题中图示曲线信息可知，实验条件下，随干旱时间的延长叶片的光合速率呈下降趋势；对比甲、乙图示可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于2～4天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致CO2　吸收减少，使光合速率下降。
答案：ABD
2. (2009·江苏高考)某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙两组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是(　　)

解析：酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，两种呼吸产物中都有二氧化碳，但分解同样多的葡萄糖时，有氧呼吸的产气量比无氧呼吸要多，所以甲脱气后应进行无氧呼吸，乙不脱气应先进行有氧呼吸，其产气要快，产气量比甲要多。
答案：A
3．(2009·北京模拟)把土豆依次放在空气、氮气和空气中各贮藏一周。在实验室中测定其CO2的释放量，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．土豆的无氧呼吸不产生CO2　
B．在第一周只进行了有氧呼吸
C．在第二周暂时没有呼吸作用
D．第三周的无氧呼吸先强后弱
解析：土豆(马铃薯块茎)无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，故A正确。第一周在空气中既有无氧呼吸(内部细胞)，又有有氧呼吸(外部细胞)；第二周在氮气中，只进行无氧呼吸，无CO2产生；第三周有氧呼吸消耗无氧呼吸产生的中间产物，CO2的释放量剧增，无氧呼吸强度减小，故B、C、D错误。
答案：A
4．如图表示氧气浓度对培养液中草履虫、乳酸菌、酵母菌呼吸作用的影响，则呼吸曲线a、b、c分别代表了(　　)

A．酵母菌、乳酸菌、草履虫 　　　
B．草履虫、乳酸菌、酵母菌
C．乳酸菌、酵母菌、草履虫 　　　
D．酵母菌、草履虫、乳酸菌
解析：题干文字说明中要求分别指出三种生物的呼吸曲线，图像中提供了三条曲线的走向。分析后可知：b为需氧型生物的呼吸曲线，c为厌氧型生物的呼吸曲线，a先下降后上升为兼性厌氧型生物的呼吸曲线。经过对错误选项的排除，可得到正确答案。
答案：D
5．(2009·成都模拟)如图是植物氧气释放和吸收速度有关的资料，植物受12小时黑暗，随后进行12小时光照，温度不变，结果如图所示。下面是在24小时的实验时间内通过植物呼吸消耗的氧的总体积，哪个是最正确的估计(　　)

A．600 cm3 B．1 000 cm3
C．1 200 cm3 D．1 800 cm3
解析：在24 h中，不论光照还是黑暗，呼吸作用一直进行着，在温度不变的条件下，呼吸速率一般认为不变，则24 h植物呼吸消耗O2的体积为50×24＝1 200(cm3)。
答案：C
6．(2010·济宁模拟)图甲表示A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物光合速率在不同光照强度环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是(　　)

A．低、基本一致
B．高、高
C．高、基本一致
D．低、高
解析：a、c两点光照强度相同，c点CO2浓度高于a点CO2浓度，且两点CO2浓度都未达到饱和，故c点CO2的固定要强于a点，C3生成比a点多；b、c两点，CO2浓度相同，b点光照强度大于c点的，b点光反应强于c点，生成更多的[H]和ATP，使暗反应中C3的还原加快，单位时间内生成更多的C5，另一方面由于b、c两点CO2　浓度相同，故CO2的固定速度相同，C5消耗相同，因此，b点比c点C5含量高。
答案：B
7．生物体内有机物氧化分解的总过程中，完全在线粒体内进行的是(　　)
A．C6H12O6＋6O2 CO2　＋6H2O＋能量
B．丙酮酸和水形成CO2＋[H]
C．C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量
D．丙酮酸转化成乳酸
答案：B
8．如图所示农田一昼夜温度变化Ⅰ、光照强度变化Ⅱ和植物吸收CO2变化Ⅲ数据绘制成的曲线，则下列说法不正确的是(　　)

A．在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2与细胞呼吸释放的CO2量相等
B．a点的形成是由夜间的低温造成的
C．从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成停止
D．增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积的措施包括提高光照强度、CO2浓度和充足的水分供应
解析：此题考查光合作用和细胞呼吸的关系。c、e两点表示植物光合作用吸收CO2　和细胞呼吸放出CO2的量相等，此时植物光合作用合成有机物的量和细胞呼吸消耗有机物的量相等，c点之前、e点之后也进行光合作用。
答案：C
9． (2010·南京模拟)下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是(　　)

A．①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低
B．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C．④图中Z因素(Z3＞Z2＞Z1)可以表示CO2　浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D．②图中Y因素最有可能代表光照强度
解析：②图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度时，光合速率不再增加，但是不会下降。
答案：D
10．如图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化，曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化，则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下列图中的(　　)

解析：本题考查考生获取信息的能力以及对细胞呼吸的理解应用能力。水稻有氧呼吸与无氧呼吸均可以产生二氧化碳，进行有氧呼吸时，消耗氧气的物质的量与释放二氧化碳的物质的量是相等的，所以无氧呼吸释放的二氧化碳的量等于两条曲线之差。
答案：B
▲ 一生长着大量绿藻的池塘，一天内池水中CO2　浓度变化正确的是(　　)

解析：白天绿藻进行光合作用强于细胞呼吸，CO2　浓度逐渐减少，至傍晚二者相等，以后细胞呼吸强于光合作用，CO2　浓度逐渐升高，至清晨二者相等。
答案：D
（二）分类
11．下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于(　　)

A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
解析：有氧呼吸过程可分为三个阶段。第一阶段是葡萄糖氧化分解生成丙酮酸，进行的场所是细胞质基质，是在酶1的作用下完成的；第二、三阶段是丙酮酸在线粒体内彻底分解，生成CO2和H2O，是在酶2的作用下进行的。在缺氧的条件下，葡萄糖氧化分解为乳酸，该过程在细胞质基质中进行，所以酶3存在于细胞质基质中。
答案：C
12. 根据下面光合作用图解，判断下列说法不正确的是(　　)

A．⑥过程发生于叶绿体基质中
B．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上
C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)
D．②不仅用于还原C3化合物，还可用于矿质离子吸收等
解析：光反应中生成的ATP专用于暗反应还原C3化合物之需，不能用于其它生命活动。
答案：D
13．(2010·威海模拟)如图是[H]随化合物在生物体内的转移过程，下列对其分析错误的是(　　)

A．[H]经①→②转移到葡萄糖，首先[H]与C3结合，该转变过程属于暗反应
B．[H]经②→①转移到水中，此过程称需要氧气参与
C．[H]经②→④过程一般在缺氧条件下才能进行
D．②→①产生的[H]和①→①产生的[H]和①→②产生的[H]全部来自于水
解析：考查光合作用、有氧呼吸和无氧呼吸的生理过程及联系。在有氧呼吸过程中，第一阶段也可以产生少量的[H]，其来源是葡萄糖。
答案：D
14.下图表示高等植物光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法正确的有(　　)

A．2过程消耗的ATP来自1、3、4、5过程产生的ATP
B．1、2过程在叶绿体中，3、4、5过程在线粒体中进行
C．1过程产生的[H]参与2过程，3和4过程产生的[H]与氧结合产生水
D．高等植物所有的细胞都可以进行1、2、3、4、5过程
解析：本题考查光合作用与呼吸作用的过程。2过程消耗的ATP来自1过程，A选项错误；3过程在细胞质基质中进行，B选项错误；并非高等植物所有的细胞都可以进行光合作用，如高等植物的根尖细胞不能进行光合作用，D选项错误。
答案：C
15．下图是植物体内几项生理活动关系示意图，请回答：

(1)通过[①]________把[A]________转变成储存在________中的稳定的化学能。
(2)影响[②]________的生态因素主要是________，能量B中约有________%转移到ATP中。
(3)以上四种作用中能产生水的有________。在碳循环中，通过细胞呼吸不能将碳归还无机环境的是(填序号)。________。
(4)[③]________在________条件下进行，能量C中约有________%转移到ATP中。
(5)在啤酒生产中，酵母菌大量繁殖时，通过上图中________(填序号)获得能量；发酵时，通过________(填序号)(获得能量)。
解析：此题主要考查光合作用和细胞呼吸过程中物质与能量代谢关系，涉及多个知识点，是一道两者联系较为典型的综合题。明确光合作用、有氧呼吸、两种无氧呼吸的概念、能量变化的相互关系，以及它们与环境的关系是解答此题的关键。影响细胞呼吸的因素较多，主要是空气(氧气)和温度。有氧呼吸虽然消耗水，但第三阶段却能产生较多的水。两种无氧呼吸均不能生成水。能否生成水以及能否将碳归还无机环境都要根据产物来分析。细胞呼吸产生的能量中只有一部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失，以各种生物最常利用的葡萄糖为例可以计算出能量转化效率。有氧呼吸中，1 mol 葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量为2 870 kJ，其中1 161 kJ转移到ATP中，而无氧呼吸产生乳酸的过程释放的总能量为196.65 kJ，其中只有61.08 kJ转移到ATP中。酵母菌只有在有氧条件下才能大量繁殖后代；微生物的无氧呼吸通常称为发酵。
答案：(1)光合作用　光能　糖类(通常指葡萄糖)　(2)有氧呼吸　空气(氧气)和温度　40.45　(3)①、②　③　(4)无氧呼吸　无氧　31.06　(5)②　④
16．(2008·宣武模拟)图中为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中正确的是(　　)

A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D．以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
解析：a表示叶绿体吸收CO2　，b表示释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C 18O2作原料进行光合作用，18O的转移为：C18O2C6HO6C18O2，在较强光照下，光合作用大于呼吸作用，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用。以HO作原料进行光合作用，其18O全部生成18O2，在较强呼吸强度下，18O2主要被线粒体利用进行有氧呼吸。
答案：C
17. 一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少24 mL，CO2增加48 mL，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的(　　)
A．1/3 B．1/2 C．2倍 D．3倍
解析：有氧呼吸过程中每消耗1 mol葡萄糖生成6 mol CO2，同时消耗6 mol O2；无氧呼吸过程中每消耗1 mol 葡萄糖生成2 mol CO2，不消耗O2。由于在相同状况下，气体的体积比等于物质的量之比，则由“1小时后测得该容器中O2减少24 mL”可知，有氧呼吸产生24 mL CO2　，无氧呼吸产生24 mL CO2，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍。
答案：D
18．(2010·烟台模拟)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是(　　)
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量
9 mol
12.5 mol
15 mol
30 mol
产生酒精的量
9 mol
6.5 mol
6 mol
0 mol
A. a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
解析：考查有氧呼吸与无氧呼吸反应式的应用，以及获取信息的能力。酵母菌所产生二氧化碳的量可能是有氧呼吸和无氧呼吸的总和；无氧呼吸产生的酒精与二氧化碳的物质的量相同，所以a浓度时没有进行有氧呼吸；b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c浓度时无氧呼吸产生二氧化碳为6 mol，有氧呼吸产生二氧化碳为9 mol，有氧呼吸分解1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，而无氧呼吸分解1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，所以设用于无氧呼吸的葡萄糖为x，则2x/6(1－x)＝6/9，推出x＝2/3；d浓度时没有产生酒精，说明没有进行无氧呼吸。
答案：D
19．对某植物作如下处理：(甲)持续光照20 min，(乙)先光照5 s后再黑暗处理5 s，连续交替40 min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物光合作用所制造的O2和合成的有机物总量符合下列哪项(　　)
A．O2：甲＜乙，有机物，甲＝乙
B．O2：甲＝乙，有机物，甲＝乙
C．O2：甲＜乙，有机物，甲＜乙
D．O2：甲＝乙，有机物，甲＜乙
解析：给予植物间歇光照，光反应产物能被及时利用，光能利用率高，故在相同的光照时间内生成的O2量较多，有机物合成总量较多。
答案：C
20．(2008·海淀模拟)将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中。研究在10℃、20℃的温度条件下，分别置于黑暗和5 klx、10 klx条件下的光合作用和呼吸作用。结果如下图所示(横坐标为时间，单位：小时)。

对以上结果分析正确的是，该叶片(　　)
A．20℃时的呼吸速率是10℃时的4倍
B．在10℃、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3 mg
C．在5 klx光照下，10℃时积累的有机物比20℃时少
D．在20℃、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是6 mg
解析：20℃时呼吸速率为2 mg/2小时＝1 mg/h,10℃时为1 mg/2小时＝0.5 mg/h，前者是后者的2倍。10℃、5 klx的光照下，每小时产生的O2量为6 mg/2＋1 mg/2＝3.5 mg。5 klx光照下，10℃时氧气释放速度为6 mg/2 h＝3 mg/h,20℃时为4 mg/2 h＝2 mg/h。20℃、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是：(10 mg＋2 mg)/2＝6 mg/h。故只有D项正确。
答案：D
21. (2008·上海)请回答下列有关光合作用的问题。
(1)光合速度受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的________过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的________过程。
(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。
①在温度为10℃、光照强度大于________千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是______________。
②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速度。

(3)丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。
①当在________千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。
②A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖________mg。(计算结果保留一位小数。相对原子质量C—12，H—1，O —16)
③A植物在1天内(12小时白天，12小时黑夜)，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于________千勒克司。
解析：(1)光是光反应的必要条件，光照强度直接影响光合作用的光反应过程。CO2的固定发生在暗反应，CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程。(2)据甲图可知，温度为10℃，光强大于L1千勒克司时，光合速度不再增加；温度为30℃，光强小于L3千勒克司时，限制光合速度的因素是光照强度而不是温度。据甲图知光强为L2千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃的光合速度分别为2、4、4，在乙图中标出。(3)由丙图知当光照强度为6千勒克司时，A和B植物光合速度都是8 mg/h，两种植物光合速度相同。A植物在光强为9千勒克司，2小时单位叶面积可积累葡萄糖为(8×2)/44×1/6×180＝10.9 mg。由图丙可知A植物每小时产生4 mg CO2，当光强为6千勒克司时，每小时吸收4 mg CO2，净积累量等于呼吸作用消耗量，当植物白天12小时，黑夜12小时，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于6千勒克司。
答案：(1)光反应　暗反应
(2)①L1　光照强度　②如图所示

(3)①6　②10.9　③6
22．测定植物光合作用强度常采用“半叶法”：将处于正常生活状态的植物对称叶片的一半(见图中A所示)剪下置于暗处，另一半(见图中B所示)则留在植株上，在光下进行光合作用；经过一段时间后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片(如图中虚线方块所示)，分别烘干称重，获得相应数据，然后计算出该植物光合作用强度(单位：mg/dm2·h)。

Ⅰ.请根据以下具体实验步骤回答相关问题：
(1)选择测定样品：在田间选定处于正常生活状态的、有代表性的植物叶片(如叶片在植株上的部位、叶龄、受光条件等)若干片，用小纸牌编号。
(2)叶片基部处理：用刀片小心环剥实验叶片叶柄的韧皮部，但不能伤及木质部，其目的是使所选定叶片中的有机物既不能________，也不能________，而且又不能影响
______________________________________________。
(3)剪取样品：按编号次序分别剪下对称叶片的一半(即图中的A部分)，注意不能伤及中间主叶脉，按编号顺序置于湿润的暗处。经过5小时后，再依次剪下叶片的另一半(即图中的B部分)，同样按编号置于湿润的暗处。在实验过程中，尽可能使光下和暗处的________保持一致。
(4)称重比较：将各个同标号叶片的A、B两部分按对应部位叠在一起，在无粗叶脉处放上1 cm×1 cm金属模板，用刀片沿金属板的边缘切下两个方形叶块，分别烘干至恒重，称重并分别记录为WA、WB。用公式ΔW＝WB－WA计算，则ΔW表示
________________________________________________________________________。
(5)假设每次截取的叶片面积为d，每次光照时间为t，则该植物光合作用强度K可以表示为________________________________________________________________________。
(6)请设计一个表格用于记录实验数据(假设实验选定的叶片为4片)。
Ⅱ.用实验Ⅰ的方法测定的是该植物实际光合作用强度，若要测定该植物的净光合作用强度，则需要测定该植物的呼吸作用强度。请在进行实验Ⅰ的同时设计补充实验，测定呼吸作用强度。
(1)实验设计要点：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)有关计算方法及其含义：________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(2)本实验是以有机物增加量为标志来研究植物光合作用强度的。因此，实验中既不能使有机物运出叶片，也不能让有机物从其他部位运入叶片，而且又不能影响叶片中水分和矿质养料的供应。(3)根据单一变量原则，实验中要尽可能使光下和暗处叶片所处的温度保持一致。(4)WB是进行光合作用叶片的重量，WA是未进行光合作用叶片的重量。因此，ΔW为截取部分在5小时内光合作用合成的有机物量。Ⅱ.实验设计要点是避免叶片对照部分进行细胞呼吸，因此要立即将其烘干至恒重，并称重记录。将叶片的剩余部分放在与受光照叶片相同温度的湿润的暗处，用以测定与进行光合作用叶片相同温度条件下的细胞呼吸强度。以ΔW′＝WC－WD，计算出黑暗中的叶片被截取部分在5小时内呼吸作用分解的有机物量。
答案：Ⅰ.(2)运出叶片　从其它部位运入叶片　水分和无机盐的供应　(3)温度
(4)光照下的叶片被截取部分在5小时内光合作用合成的有机物量
(5)
(6)

叶片编号
WB
WA
ΔW
1

2

3

4

平均值

Ⅱ.(1)①将剪下对称叶片的一半，在无粗叶脉处放上1 cm×1 cm 金属模板，用刀片沿金属板的边缘切下1个方形叶块(记为C)，立即烘干至恒重，称重并记录(记为WC)　②将叶片的剩余部分放在与受光照叶片相同温度的湿润的暗处　③实验结束时，在放置于暗处的叶片与C对应的无粗叶脉处取下1 cm×1 cm叶块(记为D)，立即烘干至恒重，称重并记录(记为WD)　(2)ΔW′＝WC－WD，则ΔW′表示黑暗中的叶片被截取部分在5小时内呼吸作用分解有机物的量