专题二 第二讲

细胞的代谢

光合作用与细胞呼吸

网络构建

一、理解能力

体验高考

1.(2010· 全国新课标，2)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( ) A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水 C.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累 D.质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多解析：无氧呼吸的终产物是酒精和二氧化碳或者是乳酸，而丙酮酸是无氧呼 吸和有氧呼吸第一阶段的共同产物；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结 合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程中产生的[H]最终进到酒精 或乳酸中，没有积累；质量相同时，脂肪比糖原有氧呼吸释放的能量多，产 生的水多，消耗的O2也多，这与脂肪中H与O的比值较高有关。答案：D

2.(2010· 天津理综，1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分 别是 ( )

①叶绿体基质A.①③

②类囊体薄膜B.②③

③线粒体基质C.①④

④线粒体内膜D.②④

解析：CO2的固定发生在光合作用暗反应阶段，进行场所是叶绿体基 质。CO2产生于有氧呼吸的第二阶段，进行场所是线粒体基质。 答案：A

3.(2010· 全国Ⅱ,31)请回答下列问题：(1)氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是

氮、磷 氮、磷 ________,构成细胞膜的元素是________。(2)缺镁时植物叶片发黄，其原因是 镁是叶绿素的组成成分，缺镁导致

叶绿素合成受阻 。(3)在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片时通常需加少量二氧化硅、 碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是 有助于磨碎植物细胞 ；碳酸 钙的作用是________________________________________________; 防止研磨过程中叶绿体色素被破坏 丙酮的作用是____________________________________________。 色素的提取溶剂 (4)光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的

叶绿素a _______________________________________________________。

解析：(1)生命活动所需直接能源物质是ATP,构成细胞膜的化合物主要是磷脂、蛋白质，以上物质均含氮、磷。(2)镁是叶绿素的组成元素，缺 镁导致叶绿素合成受阻而类胡萝卜素合成正常，故叶片呈黄色。(3)通过 研磨可以破坏细胞，使其释放出色素，丙酮是有机溶剂，可以溶解提取 色素。因色素易被细胞中的有机酸破坏，故加入碳酸钙可中和因细胞结 构被破坏而释放的有机酸进而保护色素。(4)光反应中叶绿体色素均能吸 收、传递光能，而只有少数处于特殊状态的叶绿素a可以将光能转换成

电能。

二、获取信息的能力 4.(2010· 上海生物，21)下图是酵母菌发酵实验示意图，其中X、Y、Z分别

代表( )

A.石蜡油、CO2、蓝色 C.菜油、O2、蓝色

B.石蜡油、O2、黄色 D.菜油、CO2、黄色

解析：酵母菌发酵实验过程中，可在发酵液表面滴加油滴形成油膜来造成无氧环境；CO2通入BTB试剂(溴麝香草酚蓝溶液)后，水溶 液的颜色由蓝变绿再变黄，故选项D符合题意。

答案：D

5.(2010· 上海生物，26)右图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图②所示结果最有可能来自于 ( )

A.水培的水仙叶C.培养的衣藻

B.生长的柳树幼叶D.秋冬的银杏落叶

解析：新鲜菠菜叶中的光合色素含量充足完整，据图①可知，滤纸上的四条色素带完整，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、

叶绿素b。图②滤纸上的色素带不完整，只有胡萝卜素、叶黄素。秋冬的银杏落叶呈黄色(或橙黄色),这是由于低温破坏了叶绿素所致， 因此叶片中几乎不含叶绿素。其他选项中的材料中都含有充足的四种 色素。答案：D

6.(2010· 浙江理综，29,Ⅰ)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织

培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和 图乙表示其中的两个实验结果。

请回答：

(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中

光合速率 和

光饱和点 更高。

(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内CO2浓度变化

曲线。图中b~c段CO2浓度升高缓慢是因为 CO2浓度过高使细胞呼吸减弱 ， c~d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗 进行光合作用吸收了CO2 。

若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率__________________________。 提高(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、 适当提高光照强度 和

适当提高CO2浓度 可缩短试管苗的适应过程。

解析：(1)图甲中自变量有两个：一是光照强度大小，二是是否加蔗糖。 因变量是光合速率，指真正光合速率。相比之下，不加蔗糖的试管苗光

合速率和光饱和点较高。(2)b~c段没有光合作用，只有呼吸作用，CO2浓度上升缓慢肯定是呼吸速率慢，温度和CO2都会影响呼吸速率，温度 不变，只能考虑CO2浓度过高。c~d段CO2浓度急剧下降说明试管苗光 合速率远远大于呼吸速率。d点CO2浓度低于大气，CO2浓度已成为限制 因素，该点光合速率等于呼吸速率，打开瓶塞，提高CO2浓度，光合速 率提高。(3)本实验的核心是改变植物组织培养条件，提高光合速率，从 而缩短试管苗的适应过程。影响光合作用的外界因素有：光照长短与强 度、光的成分、温度、水分、无机盐等，从本题的变量来看只能考虑无

糖培养基、适当提高CO2浓度和适当提高光照强度，其他因素都是适宜的、相等的、不是变量，不予考虑。

三、实验与探究能力7.(2010· 福建理综，26,Ⅰ)东海原甲藻(简称甲藻)是我国东海引发

赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理提供重要信息。 (一)某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验： 将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组藻液pH分别设定为6.0、 7.0、8.0、9.0、10.0,在黑暗中放置12 h,然后在适宜光照等相同条 件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实 验结果绘制成下图。

CO2 (1)本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定________吸收量来计算净光合速率。 (2)黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，

自 需多次将各组pH分别调到 原设定的pH ,这是控制实验的_____变量。

(3)若甲藻长时间处于pH为10.0条件下，甲藻________(能、不能)正常生长 不能

繁殖，请据图分析并说明原因： 因为长时间处于pH为10.0条件下，

甲藻的净光合速率为负值，甲藻不能正常生长繁殖。(4)实验表明，甲藻光合作用适宜pH为6.0~9.0。但海水在该pH条件下， 一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素 有关外，最主要还与海水的 富营养化(N、P含量) 有关。 (二)研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实

验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为15℃~30℃,最适温度为25℃左右，当温度为9℃和33℃时，甲藻不能正常生长繁殖。 请根据这些信息在下图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。

(二)见图

解析：(一)(1)净光合速率的表示方法有多种。可以通过测定氧气的释放 量、CO2的吸收量、有机物的积累量等来计算净光合速率。 (2)该实验的自变量为藻液的pH,需要严格控制实验的自变量。 (3)只有当净光合速率为正值时，植物才能正常生长繁殖。 (4)海水的富营养化是引发赤潮的主要原因。 (二)由题干信息，可确定曲线最高点对应的温度及与横轴的交点。

8.(2010· 安徽理综，29,Ⅰ)为探究影响光合作用强度的因素，将同

一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：

(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是 ____________________,C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是 光照强度(或光强) __________________。 土壤含水量

(2)实验结果表明，在 土壤含水量40%~60% 的条件下施肥效果明显。

合理密植 除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取________措施能提高玉米的光能利用

率。