届高考生物二轮专题复习讲义光合作用和细胞呼吸.docx

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届高考生物二轮专题复习讲义光合作用和细胞呼吸

　光合作用和细胞呼吸

1．光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。

（　　）

【答案】　√　分析：

光反应阶段产生的[H]，用于暗反应中C3的还原，暗反应的场所是叶绿体基质。

2．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。

（　　）

【答案】　×　分析：

叶片黄化，说明叶片缺少叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片黄化，叶绿体对红光的吸收减少。

3．叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP。

（　　）

【答案】　×　分析：

叶绿体只在光反应阶段合成ATP，而光反应需在光下进行。

4．将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是一直保持稳定，不变化。

（　　）

【答案】　×　分析：

在适宜的条件下培养密闭容器内的植物，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，植物的光合作用强度和呼吸强度相等，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定。

5．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。

（　　）

【答案】　√　分析：

积水过多，根细胞因缺氧会进行无氧呼吸产生酒精，对细胞有害。

及时排涝，可以防止酒精毒害。

6．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。

（　　）

【答案】　×　分析：

植物在冬季光合速率低的主要原因是光照强度弱，气温低。

7．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。

（　　）

【答案】　×　分析：

破伤风杆菌属于厌氧菌，在有氧条件下，其繁殖受抑制。

8．在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质和线粒体内膜。

（　　）

【答案】　×　分析：

叶肉细胞中CO2的固定发生在暗反应阶段，场所为叶绿体基质；CO2的产生发生在有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体基质。

9．乳酸杆菌在细胞质基质中产生乳酸。

（　　）

【答案】　√　分析：

乳酸杆菌进行无氧呼吸，在细胞质基质中产生乳酸。

影响光合作用速率的环境因素

【典例1】　（2014·西安模拟）当其他条件最适宜时，北沙参在不同温度和光照强度条件下的光合速率如下图所示，光合速率以干重增加速率（mg/单位叶面积·h）表示。

请回答下列问题：

（1）25℃条件下，1klx光照强度时叶肉细胞中产生ATP的场所是________________________，5klx光照强度时的真正光合速率________（大于、等于、小于）P点代表的真正光合速率。

（2）15℃条件下，光照强度由2klx变为10klx后，北沙参光合速率逐渐增大。

开始阶段光合速率小于8mg/单位叶面积·h，原因可能是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）15℃条件下，P点以后北沙参光合速率不再增大的限制因素是________________。

若将CO2浓度降低为大气中CO2浓度值，则叶绿体中[H]合成速率将会__________（变大、不变、变小），P点向____________方向移动。

（4）25℃条件下，北沙参黑暗处理1h后再在12klx光照强度下照射1h，则实验期间干重积累量约为__________mg/单位叶面积·h。

【解析】　

（1）25℃条件下，1klx光照强度时叶肉细胞既进行光合作用也进行有氧呼吸，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。

真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此25℃条件下，5klx光照强度时的真正光合速率是6＋4＝10（mg/单位叶面积·h），P点代表的真正光合速率是8＋2＝10（mg/单位叶面积·h），即二者相等。

（2）15℃条件下，光照强度由2klx变为10klx后，北沙参光合速率逐渐增大。

开始阶段光合速率小于8mg/单位叶面积·h，是由于光照强度弱，光反应产生的[H]和ATP少。

（3）从曲线图分析，15℃条件下，P点以后北沙参光合速率不再增大的限制因素是温度。

若将CO2浓度降低为大气中CO2浓度值，则形成的C3减少，消耗的[H]减少，叶绿体中[H]合成速率将会变小，P点相应向左下方向移动。

（4）25℃条件下，北沙参黑暗处理1h，消耗有机物4mg/单位叶面积·h，然后再在12klx光照强度下照射1h，有机物积累量为14mg/单位叶面积·h，则实验期间干重积累量约为14－4＝10mg/单位叶面积·h。

【答案】　

（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体　等于

（2）光照强度弱，光反应产生的ATP和[H]少

（3）温度　变小　左下　（4）10

（1）解答此类问题的常规思路。

①三种速率的表示方式：

项目

表示方法

真正光合速率

（又称实际光合速率）

净光合速率

（又称表观光合速率）

呼吸速率

②具体表达：

a．真正光合速率＝________＋________

b．光合作用实际产氧量＝________＋________

c．光合作用实际CO2的固定量＝________＋________

（2）准确识图获取解题信息。

①25℃条件下，5klx光照强度时北沙参的净光合速率和真正光合速率分别是多少？

②P点时北沙参的净光合速率和真正光合速率分别是多少？

【答案】　

（1）提示：

①

项目

表示方法

真正光合速率（又称实际光合速率）

O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量

净光合速率（又称表观光合速率）

O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量

呼吸速率

O2的吸收量、CO2的释放量、有机物的消耗量

②a.净光合速率　呼吸速率

b．O2的释放量　细胞呼吸耗氧量

c．CO2的吸收量　细胞呼吸CO2的释放量

（2）①提示：

6mg/单位叶面积·h

10mg/单位叶面积·h

②提示：

8mg/单位叶面积·h

10mg/单位叶面积·h

【总结提升】

解读真正光合速率和净（表现）光合速率的曲线图

（1）图示：

（2）解读。

①A点：

只进行细胞呼吸无光合作用。

②AB段：

光合作用＜细胞呼吸。

③B点：

光合作用＝细胞呼吸，称其为光补偿点。

④B点以后：

光合作用＞细胞呼吸，其中C点对应的光照强度称为光饱和点。

细胞呼吸

【典例2】　（2012·安徽高考）为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验（见下表）

注：

“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。

（1）会产生CO2和H2O的试管有________，会产生酒精的试管有________，根据试管________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。

（均填试管编号）

（2）有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。

2,4二硝基苯酚（DNP）对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在______________的酶无法合成ATP。

若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________（填“能”或“不能”）继续进行。

【解析】　

（1）A管有氧气，但无线粒体不能进行有氧呼吸，B管可进行无氧呼吸，C管在氧气存在下可进行有氧呼吸的第二、三阶段，D管中葡萄糖不能在线粒体中被分解，故无反应，E和F管分别进行有氧呼吸和无氧呼吸。

（2）[H]与氧结合形成水的过程发生在有氧呼吸的第三阶段，场所位于线粒体内膜，DNP虽不影响该反应的进行，但影响ATP的形成，导致该过程的能量全部以热能形式散失。

【答案】　

（1）C、E　B、F　B、D

（2）线粒体内膜　能

（1）酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的比较。

项目

有氧呼吸

无氧呼吸

反应场所

反应条件

反应产物

产能多少

（2）关于酵母菌的细胞呼吸过程。

①[H]＋O2→H2O的过程发生在酵母菌的________________________，该过程的意义是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②酵母菌产生CO2的场所有

________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）提示：

项目

有氧呼吸

无氧呼吸

反应场所

细胞质基质、线粒体

细胞质基质

反应条件

需氧

不需氧

反应产物

CO2、H2O、能量

酒精、二氧化碳、能量

产能多少

生成大量ATP

生成少量ATP

（2）提示：

①线粒体内膜上　产生大量能量

②细胞质基质、线粒体基质

【总结提升】

细胞呼吸方式的判断方法

（1）根据原料判断：

消耗O2→有氧呼吸。

（2）根据产物判断。

①有H2O生成→有氧呼吸

②是否产

生CO2

③产生

酒精

④产生

乳酸

光合作用和细胞呼吸的实验设计

【典例3】　某生物兴趣小组探究某植物光合强度，设计了如图装置进行实验。

假设实验期间均处于适宜且相对稳定的环境条件下。

请分析回答有关问题：

（1）实验一：

测定植物的净光合作用强度时，烧杯中加入____________（NaHCO3/NaOH）溶液。

将装置置于____________的条件下。

1h后装置中红墨水滴移动的方向是______________，移动刻度为10cm。

（2）实验二：

测定植物细胞呼吸强度时，烧杯中加入______________（NaHCO3/NaOH）溶液。

将装置置于__________________的条件下。

1h后装置中红墨水滴向左移动，原因是________________________________________________________________。

读取移动刻度为2cm。

（3）根据上述实验，假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的O2增加或减少1g，且昼夜温度控制相等，那么该植物的细胞呼吸速率是________g/h；给予光照12h，黑暗12h，则24h葡萄糖的积累量是________g。

【解析】　

（1）测定植物的净光合作用强度时，将装置置于光照充足且密闭的条件下。

烧杯中加入NaHCO3溶液来保证装置中CO2含量恒定。

1h后装置红墨水滴向右移动。

（2）测定植物细胞呼吸强度时，将装置置于黑暗密闭的条件下。

烧杯中加入NaOH溶液。

由于植物进行细胞呼吸时吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气压减小，红墨水滴左移。

（3）根据上述实验，假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的O2增加或减少1g，那么该植物的细胞呼吸速率是2g/h，净光合速率是10g/h。

则给予光照12h，黑暗12h，则24h葡萄糖的积累量是（10×12－2×12）×180/（32×6）g＝90g。

【答案】　

（1）NaHCO3　光照充足且密闭　向右

（2）NaOH　遮光（黑暗）且密闭　植物在黑暗条件下进行细胞呼吸，吸收氧气，释放CO2，释放的CO2被NaOH溶液吸收，容器中气压减小

（3）2　90

（1）解决此类问题的常规思路是明确测定指标和原理：

测定植物呼吸速率

测定植物净光合速率

测定指标

原理

（2）计算技巧。

①已知净光合速率为a，呼吸速率为b，给予光照时间为c，则一昼夜积累的因变量的量为________。

②若由O2或CO2的量求葡萄糖的量，则需利用它们与葡萄糖分子个数比为________的关系。

【答案】　

（1）提示：

测定植物呼吸速率

测定植物净光合速率

测定

指标

单位时间内液滴左移的体积

单位时间内液滴右移的体积

原理

植物进行细胞呼吸时吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH吸收，使容器内气压减小，毛细管内的水滴左移

NaHCO3溶液保证了容器中CO2的恒定，给予适当的光照强度，光合作用大于细胞呼吸，植物释放O2，使容器内气压增大，毛细管内的水滴右移

（2）提示：

①ac－b（24－c）　②6∶1

【总结提升】

生物学实验中常用实验条件的控制方法

（1）增加水中氧气——泵入空气或放入绿色水生植物。

（2）减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水。

（3）除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。

（4）除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中。

（5）除去叶中叶绿素——酒精隔水加热。

（6）除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。

（7）如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。

（8）线粒体提取——细胞匀浆离心。

（9）保持容器中CO2体积不变——NaHCO3溶液。

1．（2014·天津理综）下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。

下列叙述正确的是（　　）

A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行

B．过程①产生的能量全部储存在ATP中

C．过程②产生的（CH2O）中的氧全部来自H2O

D．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同

【解析】　过程①②分别表示有氧呼吸和光合作用。

若题中所述细胞为真核细胞，则过程①进行的场所是细胞质基质和线粒体，过程②只发生在叶绿体中；若题中所述细胞为原核细胞，则过程①②均发生在细胞质中，A错误；过程①通过有氧呼吸氧化分解有机物释放的能量大部分以热能的形式散失，只有小部分储存在ATP中，B错误；过程②产生的（CH2O）中的氧全部来自CO2，而不是H2O，C错误；过程①通过光反应产生的[H]，用于暗反应还原C3，而有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]，用于第三阶段还原O2，生成H2O，因此二者还原的物质不同，D正确。

【答案】　C

2．在相同的适宜条件下按下表设计进行实验，培养8～10h，并对实验结果进行分析。

下列叙述正确的是（　　）

A.甲组不产生CO2而乙组产生

B．甲组的酒精产量与丙组相同

C．丁组能量转换率与丙组相同

D．丁组的氧气消耗量大于乙组

【解析】　酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。

依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。

甲组、乙组两组都产生CO2。

由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少。

能量转换率有氧呼吸高于无氧呼吸，丁组能量转换率较丙组高。

乙组细胞不完整，有氧呼吸弱于丁组，丁组的氧气消耗量大于乙组。

【答案】　D

3．（2013·重庆高考）下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。

下列有关叙述，正确的是（　　）

A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多

B．t2→t3暗反应限制光合作用。

若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高

C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果

D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低

【解析】　本题以坐标图为信息载体，考查光照、CO2浓度对光合作用的影响及光合作用的过程。

水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质，A项错误；t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定（即达到光饱和），若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3减少，直接产物（糖类、C5）含量降低，D项正确。

【答案】　D

4．如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。

以下说法中不正确的是（　　）

A．在相同适宜的条件下，测定两装置的温度：

T甲＞T乙

B．若将装置甲改成放等量破碎的酵母菌细胞，其他条件不变，则测定的温度比之前低

C．装置乙中的葡萄糖溶液煮沸冷却后加入的目的是排除溶解氧，以控制实验的自变量

D．装置乙中酵母菌无氧呼吸的第二阶段没有热量散失，但生成少量ATP

【答案】　D

5．请据图回答有关的问题：

（1）图甲中光反应的场所是________________________，a物质为

________________________。

（2）图乙中A过程的场所是________，ATP产生量最多的是____________（填字母）过程。

写出图乙过程的总反应式：

________________________。

（3）图丙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、温度的关系。

在温度为10℃时，光照强度大于________klx后，该植物光合速度不再随光照强度增加而增加。

当温度为20℃时，光照强度由4klx瞬时上升至12klx，此时该植株叶绿体内C5的含量将________。

当温度为30℃、光照强度小于12klx时，限制该植株光合速度的因素是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）叶绿体的类囊体薄膜　[H]

（2）细胞质基质　C　C6H12O6＋6H2O＋6O2

6CO2＋12H2O＋能量

（3）4升高（或增加）光照强度　

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它是