高中生物必修一新課改地區(qū)專用版講義第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用微專題三Word版含答案

微專題三光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)應(yīng)用一、生物細(xì)胞呼吸方式的判斷1.根據(jù)生物的類型判斷：原核生物無線粒體，大多進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物進(jìn)行有氧呼吸，如醋酸桿菌、藍(lán)藻等。高等動物無氧呼吸都是產(chǎn)生乳酸的，高等植物絕大部分無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，也有產(chǎn)生乳酸的，如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚(可記憶為“馬吃甜玉米”)等。2.根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物的類型判斷(1)消耗O2→進(jìn)行有氧呼吸，但無法確定是否同時進(jìn)行了無氧呼吸。(2)有H2O生成→進(jìn)行有氧呼吸，但無法確定是否同時進(jìn)行了無氧呼吸。(3)無CO2生成→只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。(4)有CO2生成①CO2生成量＝O2消耗量→只進(jìn)行有氧呼吸。②CO2生成量>O2消耗量→有氧呼吸與無氧呼吸并存。③只生成CO2不消耗O2→只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。(5)有酒精生成①酒精量＝CO2量→只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。②酒精量小于CO2量→既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸，多余的CO2來自有氧呼吸。(6)有乳酸生成①產(chǎn)生乳酸不產(chǎn)生CO2→只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。②同時產(chǎn)生乳酸和CO2→進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸和有氧呼吸。3.液滴移動法探究細(xì)胞呼吸的方式(1)實(shí)驗(yàn)裝置欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測和結(jié)論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論裝置一著色液滴裝置二著色液滴不動不動只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不動右移只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(3)物理誤差的校正為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。對照裝置與裝置二相比，不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。例1如圖所示是測定酵母菌的細(xì)胞呼吸類型所用的裝置(假設(shè)呼吸底物只有葡萄糖，并且不考慮外界條件的影響)，下列有關(guān)說法錯誤的是()選項(xiàng)現(xiàn)象結(jié)論甲裝置乙裝置A液滴左移液滴不動只進(jìn)行有氧呼吸B液滴不動液滴右移只進(jìn)行無氧呼吸C液滴不動液滴不動只進(jìn)行有氧呼吸D液滴左移液滴右移既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸答案C解析甲裝置中的NaOH溶液能將酵母菌產(chǎn)生的CO2吸收，所以著色液滴的移動只和O2體積的變化有關(guān)，如果著色液滴左移，說明酵母菌進(jìn)行有氧呼吸或同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸；如果甲裝置中著色液滴不移動，說明酵母菌進(jìn)行無氧呼吸。乙裝置中試管內(nèi)的液體是蒸餾水，著色液滴的移動與容器內(nèi)氣體體積的變化(O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量的差值)有關(guān)；如果酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，則乙裝置中著色液滴不移動；如果乙裝置中著色液滴右移，則說明酵母菌同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，或只進(jìn)行無氧呼吸；若甲、乙兩裝置中液滴不移動，說明酵母菌已死亡。例2將等量且足量的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中，1h后測定O2吸收量和CO2釋放量，結(jié)果如表所示：O2濃度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2釋放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有關(guān)敘述中正確的是()A.蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為0～3%和5%～25%時，分別進(jìn)行無氧呼吸和有氧呼吸B.儲藏蘋果時，應(yīng)選擇O2濃度為5%的適宜環(huán)境條件C.O2濃度越高，蘋果果肉細(xì)胞有氧呼吸越旺盛，產(chǎn)生ATP越多D.蘋果果肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時，產(chǎn)生乳酸和二氧化碳答案B解析二、分析當(dāng)光照與CO2濃度發(fā)生驟變時，C3、C5、[H]和ATP的變化條件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量模型分析光照強(qiáng)度由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變增加減少減少減少光照強(qiáng)度由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變減少增加增加增加CO2量由充足到不足，光照不變減少增加增加減少CO2量由不足到充足，光照不變增加減少減少增加例3如圖表示在夏季晴朗的白天，植物細(xì)胞內(nèi)C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，下列對這一環(huán)境因素的改變分析正確的是()A.突然停止光照 B.突然增加CO2濃度C.降低環(huán)境溫度 D.增加光照強(qiáng)度答案D解析突然停止光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，被還原的C3減少，生成的C5減少，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的含量將增加，C5的含量將減少，A項(xiàng)錯誤；突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成的C3增加，則消耗的C5增加，故C5的含量將減少，B項(xiàng)錯誤；降低環(huán)境溫度，光合作用的過程均會變慢，故C3、C5的含量都將減少，C項(xiàng)錯誤；增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增多，被還原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的含量將減少，C5的含量將增加，D項(xiàng)正確。例4(2018·河南鄭州期末)如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強(qiáng)度隨時間變化的曲線圖，C點(diǎn)和B點(diǎn)相比較，葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3、C5、ATP和[H]的含量發(fā)生的變化依次是()A.升高、升高、升高、升高B.下降、下降、下降、下降C.下降、升高、升高、升高D.升高、升高、下降、下降答案C解析C點(diǎn)時光照強(qiáng)度太強(qiáng)導(dǎo)致植物葉肉細(xì)胞氣孔關(guān)閉，細(xì)胞內(nèi)CO2濃度降低，在短時間內(nèi)，CO2的固定(CO2＋C5→2C3)變慢，而C3的還原[2C3→(CH2O)＋C5]基本不變，從而導(dǎo)致C3含量下降，C5含量升高。C3含量的持續(xù)下降會引起C3的還原變慢，從而導(dǎo)致對[H]和ATP的消耗量減少，故[H]和ATP的含量均升高，C正確。三、光合速率與呼吸速率的測定裝置1.裝置中溶液的作用：在測細(xì)胞呼吸速率時，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時，NaHCO3溶液可提供CO2，保證容器內(nèi)CO2濃度的恒定。2.測定原理(1)甲裝置在黑暗條件下植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。(2)乙裝置在光照條件下植物進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，所以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。例5(2018·浙江杭州模擬)以測定的CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖甲所示。下列分析正確的是()A.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多B.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時的相等C.如果該植物原重mkg，置于暗處4h后重(m－1)kg，然后光照4h后重(m＋2)kg，則總光合速率為3/4kg·h－1D.若將圖乙所示裝置中的NaHCO3溶液換成蒸餾水，則在黑暗條件下可測得B曲線答案B解析A在光照時間相同的情況下，在25℃時，CO2吸收量最大，即凈光合作用量最大，積累的有機(jī)物最多錯誤B在光照時間相同的情況下，30℃時總光合作用量為3.50＋3.00＝6.50(mg·h－1)，35℃時總光合作用量為3.00＋3.5＝6.50(mg·h－1)，二者相同正確C該植物原重mkg，置于暗處4h后重(m－1)kg，然后光照4h后重(m＋2)kg，則總光合速率為1kg·h－1錯誤D將圖乙所示裝置中的NaHCO3溶液換成NaOH溶液，則在黑暗條件下可測得B曲線錯誤四、光合速率與呼吸速率的計(jì)算1.綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。2.3.真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用產(chǎn)生的O2量＝實(shí)測的O2釋放量＋細(xì)胞呼吸消耗的O2量。(2)光合作用固定的CO2量＝實(shí)測的CO2吸收量＋細(xì)胞呼吸釋放的CO2量。(3)光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量＝葡萄糖的積累量(增重部分)＋細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖量。例6植物的光合作用受CO2濃度、溫度與光照強(qiáng)度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速率。下列有關(guān)說法不正確的是()A.在a點(diǎn)所示條件下，該植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位是線粒體B.該植物葉片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2葉·小時)C.在一晝夜中，將該植物葉片置于c點(diǎn)所示光照強(qiáng)度條件下11小時，其余時間置于黑暗中，則每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45mgD.已知該植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。若將溫度提高到30℃的條件下(原光照強(qiáng)度和CO2濃度不變)，則圖中b點(diǎn)將右移，c點(diǎn)將下移答案A解析由題圖可知，在a點(diǎn)所示條件下，該植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用，所以在a點(diǎn)該植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；將該植物葉片置于c點(diǎn)所示光照強(qiáng)度條件下11小時，每100cm2葉片CO2的凈吸收量為10×11＝110(mg)，其余時間置于黑暗中，每100cm2葉片CO2的釋放量為5×13＝65(mg)，故每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為110－65＝45(mg)；若將溫度升高到30℃，則細(xì)胞呼吸強(qiáng)度會增大，光合作用強(qiáng)度會減小，故b點(diǎn)將右移，c點(diǎn)將下移。1.(2018·黑龍江大慶?？?如圖三個裝置可用于研究萌發(fā)的種子細(xì)胞呼吸的方式及產(chǎn)物，下列有關(guān)分析不正確的是()A.甲裝置可用于探究細(xì)胞呼吸是否產(chǎn)生熱量B.乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發(fā)只進(jìn)行有氧呼吸C.丙裝置可用于探究萌發(fā)的種子進(jìn)行細(xì)胞呼吸時是否產(chǎn)生CO2D.三個裝置中的種子都必須進(jìn)行消毒處理，都需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)答案B解析乙裝置中NaOH溶液的作用是吸收CO2，若裝置中的液滴左移，種子可能既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無氧呼吸。2.如圖所示為某陽生植物細(xì)胞在夏季某一晴天內(nèi)的光合作用過程中，C3、C5的含量變化。若第二天中午天氣由晴天轉(zhuǎn)為陰天，葉綠體中C3、C5的含量變化分別相當(dāng)于曲線中的()A.c→d段(X)、b→c段(Y)B.d→e段(X)、d→e段(Y)C.d→e段(Y)、c→d段(Y)D.b→c段(Y)、b→c段(X)答案B解析光照增強(qiáng)時，光反應(yīng)階段增強(qiáng)，ATP、[H]生成量增加，C3被還原成(CH2O)和再生C5的過程增強(qiáng)，而CO2供應(yīng)量不變，CO2固定消耗C5的量基本不變，所以C3減少、C5增加。光照減弱時則相反。由此判斷X曲線表示的是在一天中C3的含量變化，Y曲線表示的是C5的含量變化。與晴天相比，陰天光照強(qiáng)度減弱，所以C3的含量變化如X曲線的d→e段，C5的含量變化如Y曲線的d→e段。3.將單細(xì)胞綠藻置于適宜的溫度、光照以及充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)一段時間后，突然停止光照，則下列敘述中不會發(fā)生的是()A.光反應(yīng)停止，不能形成[H]和ATPB.短時間內(nèi)暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2與C5繼續(xù)結(jié)合形成C3C.短時間內(nèi)綠藻體內(nèi)C3的含量會上升D.由于沒有[H]和ATP供應(yīng)，C3不能形成糖類等物質(zhì)，積累了許多C5答案D解析光照突然停止，光反應(yīng)不能進(jìn)行，不能形成ATP和[H]，短時間內(nèi)在CO2充足的條件下，CO2繼續(xù)與C5結(jié)合形成C3，但因[H]及ATP供應(yīng)不足，C3的還原受阻，無法合成C5和有機(jī)物，故細(xì)胞內(nèi)C3增加，C5減少。4.呼吸熵(RQ)＝細(xì)胞呼吸釋放的CO2量/吸收的O2量。如圖是生物氧化分解葡萄糖過程中呼吸熵與氧分壓的關(guān)系，以下敘述正確的是()A.呼吸熵越大，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2越多B.b點(diǎn)有氧呼吸強(qiáng)度大于a點(diǎn)C.為延長水果的保存時間，最好將氧分壓調(diào)至c點(diǎn)D.c點(diǎn)以后細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不隨氧分壓變化而變化答案B解析呼吸熵越大，表明細(xì)胞呼吸釋放的CO2量/吸收的O2量的比值越大，A錯誤；分析題圖可知，呼吸熵降為1時，生物只進(jìn)行有氧呼吸，a點(diǎn)生物主要進(jìn)行無氧呼吸，b點(diǎn)時有氧呼吸增強(qiáng)，無氧呼吸減弱，因此，b點(diǎn)有氧呼吸強(qiáng)度大于a點(diǎn)，B正確；c點(diǎn)以后生物完全進(jìn)行有氧呼吸，a、c點(diǎn)消耗葡萄糖都較多，為延長水果的保存時間，最好將氧分壓調(diào)至有氧呼吸和無氧呼吸都較弱的點(diǎn)，C錯誤；c點(diǎn)以后細(xì)胞呼吸強(qiáng)度可能仍會隨氧分壓增大而增強(qiáng)，但呼吸熵仍是1，D錯誤。5.如圖表示在不同光照強(qiáng)度下，某植物的氧氣釋放量。該植物在2000lx光照強(qiáng)度下，每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量(毫升)是()A.17B.12C.23D.18答案C解析6.(2018·江蘇泰州高一上月考)如圖1表示綠色植物體內(nèi)光合作用和有氧呼吸過程中含碳化合物的變化過程，圖2表示凈光合速率與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系。請據(jù)圖回答：(1)圖1中①和②過程表示光合作用的__________________________________________階段，③過程進(jìn)行的場所是________________________________________________________。(2)圖1中①～④過程能產(chǎn)生ATP的是_____________________________________________，③④分別表示___________________________________________________(填過程名稱)。(3)若綠色植物由圖2