版高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用单元综合精选教案.docx
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版高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用单元综合精选教案
第三单元细胞的能量供应和利用
以元素转移为线索，串联光合作用与细胞呼吸
1.光合作用与细胞呼吸过程图解
2．结合上图分析较强光照下，放射性元素的转移过程
提供的标记物
最先出现放射性的物质
最终出现放射性的物质
“对18O的示踪分析”的注意点
18O2
水（①途径）
①→水→②→二氧化碳→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸
如果分析“首先出现在”“短时间出现在”，一般是要求我们分析第一步反应，不必沿箭头所指路线过多分析；如果是分析“在哪些物质中出现”，则需要我们沿箭头所指路线将所有可能出现的情况分析出来
HO
氧气（④途径）水（蒸腾作用）
④→氧气→⑦→①→水→②→二氧化碳→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸
C18O2
三碳化合物（⑤途径）
（一）⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸；
（二）⑤→水→⑥→④→氧气
14CO2
三碳化合物（⑤途径）
⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸
[对点落实]
1．下列是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述错误的是（ ）
A．提供15N标记的氨基酸给细胞，粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均可能出现放射性
B．给水稻提供14CO2，则14C的转移途径大致是：
14CO2→14C3→（14CH2O）
C．给水稻提供C18O2，则产生18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用
D．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到HO，呼出的二氧化碳也可能含有18O
解析：
选C 粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所；光合作用暗反应中C原子的转移途径是CO2→C3→（CH2O）；给水稻提供C18O2，经光合作用会产生HO，HO再参与光反应即可产生18O2；小白鼠只能进行呼吸作用，吸入18O2后，经有氧呼吸第三阶段可产生HO，HO参与有氧呼吸第二阶段，可以产生C18O2。
2．（2016·浙江高考）下面是关于植物光合作用的问题。
请回答：
（1）光反应发生在叶绿体的____________中，H2O在光反应中裂解为___________。
（2）若以14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含14C的三碳化合物是________。
该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的______________等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。
（3）给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O。
氧气中含有18O是由于________________________________________________________________________，
HO又作为原料参与了光合作用之故。
（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同________下的光合速率来确定。
在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度________（选填：
＜、≤、＝、≥、＞）25℃。
解析：
（1）光反应发生在叶绿体的类囊体膜中，H2O在光反应中裂解为H＋、O2和电子。
（2）卡尔文循环中首先是1分子CO2在酶的催化作用下与1分子五碳糖（RuBP）结合，形成1个六碳分子，这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子（即3 磷酸甘油酸）。
然后每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和ATP的磷酸基团形成三碳糖磷酸。
（3）给某植物提供C18O2和H2O，光合作用过程中18O的去路是6C18O2＋12H2O―→C6HO6＋6O2＋6HO，其中产物HO又作为光反应的原料，在水的光解中产生18O2。
（4）光饱和点是指达到最大光合速率时的最低光强度，因此测定光饱和点时需要测定在不同光强度下的光合速率。
在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃的过程中，光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时光合作用的最适温度应该不低于25℃。
答案：
（1）类囊体膜 H＋、O2和电子
（2）三碳酸 磷酸基团 （3）C18O2中的部分氧转移到HO中
（4）光强度 ≥
光补偿点与光饱和点及其移动问题
1．光补偿点的两种生理状态
（1）整个植株：
光合作用强度＝呼吸作用强度。
（2）叶肉细胞：
光合作用强度＞呼吸作用强度。
2．环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系
（1）光补偿点的移动：
①呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。
②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。
（2）光饱和点的移动：
相关条件的改变（如增大CO2浓度）使光合速率增大时，光饱和点C应右移（C′点右上移），反之左移（C′点左下移）。
[对点落实]
3.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，右图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。
若温度降到25℃（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（ ）
A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移D．上移、右移、上移
解析：
选C 图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。
由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃”可知，当温度从30℃降到25℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点（d点）时吸收的CO2增多，d点上移。
b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25℃时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。
有关光合作用中的计算问题
1.物质的量换算法
根据光合作用总化学方程式：
6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O，可知：
绿叶吸收CO2的量∶释放O2的量∶合成C6H12O6的量＝6∶6∶1，因此，已知绿叶吸收的CO2的量（m）或释放的O2的量（n），就可以迅速求出C6H12O6的量（w）或质量（G）。
即：
w＝m/6＝n/6，G＝（m/6）×180＝30m。
注：
此处的“量”指的是“物质的量”。
2．线段分析计算法
在绿叶圆片的称干重实验或黑白瓶实验中，有时会出现总光合速率与净光合速率相混淆的情况，极易出错，如果使用线段分析计算的方法，问题就变得简单多了。
[例1] 将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干，分组进行如下实验。
已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即再光照1h（光照强度相同），再测其质量变化，得到如下结果：
组别
甲
乙
丙
丁
温度（℃）
27
28
29
30
暗处理后质量变化（mg）
－1
－2
－3
－1
光照后与暗处理前质量变化（mg）
＋3
＋3
＋3
＋1
参与光合作用的酶的最适温度约为________，温度为30℃时叶片总光合速率为________。
[分析]
解答本题的关键是明白光照后的净光合作用量是从暗处理之后开始积累的，而题目已知的条件是光照后与暗处理前质量的变化，直接计算总光合速率时很容易错把净光合作用量当成总光合作用量。
而用线段分析计算法就不会犯此错误了。
假设暗处理前（A点）叶圆片的质量为W，暗处理1h后（AB段）的质量变化为M，即呼吸速率；再给1h光照（CE段）叶圆片积累的总量是N，即净光合速率，则光照后与暗处理前（DE段）的质量变化为X＝N－M，线段关系如上图所示，所以净光合速率（N）＝X＋M，总光合速率＝X＋2M。
上图可以转换成：
组别
甲
乙
丙
丁
温度（℃）
27
28
29
30
净光合速率（mg/h）
4
5
6
2
总光合速率（mg/h）
5
7
9
3
因此，参与光合作用的酶的最适温度约为29℃；温度为30℃时叶片总光合速率为3mg/h。
[答案] 29℃ 3mg/h
3．利用坐标曲线计算
在已知光合速率与自变量的关系表格的情况下，要求我们计算出未列出表格内的数据。
这时我们可以利用表格数据作坐标曲线，然后再根据曲线的变化规律求出未列入表格中的数据。
[例2] 在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合速率，结果见下表。
表中负值表示CO2释放量，正值表示CO2吸收量。
光照强度（klx）
1.0
3.0
5.0
7.0
8.0
10.0
光合速率[CO2mg/（100cm2叶·h）]
－2.0
＋2.0
＋6.0
＋10.0
＋12.0
＋12.0
回答下列问题：
（1）该植物叶片的呼吸速率是__________[CO2mg/（100cm2叶·h）]。
（2）在光照强度为________klx时，该植物叶片光合作用合成量和呼吸作用消耗量相等。
[分析] 在回答绿叶呼吸速率时，首先要根据表格中的数据绘制坐标曲线，然后将曲线延长至与纵轴相交，交点所代表的值即呼吸速率；另外，曲线在2klx时与横轴相交，说明此时的呼吸速率与光合速率相等。
[答案]
（1）4
（2）2
4．还原光合作用或细胞呼吸曲线进行计算
在只给定了曲线的情况下，要根据图示条件去计算时，往往可以通过还原未知问题的曲线来回答。
[例3] 以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下图所示。
下列分析正确的是（ ）
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时的相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等
[分析] 在此题中只提供了绿叶在光照下的净光合速率和黑暗下的呼吸速率，如题图所示。
如何知道绿叶在不同温度下的总光合速率呢？
我们可以利用总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率还原出总光合速率的曲线（如右图所示），再来回答题中问题就非常容易了。
当然，在只提供了总光合速率和净光合速率曲线的情况下，同样可以利用此方法还原出呼吸速率的曲线。
依此类推，在已知总光合速率和呼吸速率曲线的情况下可还原出净光合速率曲线，然后依照题目所提出的问题进行解答、计算。
[答案] A
[单元综合检测]
一、选择题
1．下列有关酶与ATP的相关叙述错误的是（ ）
A．绝大多数酶合成的场所是核糖体，部分酶的合成场所是细胞核
B．葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使胞内ADP的产生量增加
C．与正常细胞相比，癌细胞中与糖蛋白合成有关的酶的活性明显偏低
D．能产生ATP的细胞一定能产生酶，能产生激素的细胞一定能产生酶
解析：
选D 绝大多数酶是蛋白质，其合成场所是核糖体，少数酶是RNA，可在细胞核内合成。
葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输方式为主动运输，需消耗ATP，使胞内ADP的产生量增加。
与正常细胞相比，癌细胞表面的糖蛋白减少，可推出其细胞内与糖蛋白合成有关的酶的活性明显偏低。
能产生ATP的细胞不一定能产生酶，如哺乳动物的成熟红细胞能产生ATP，但不能产生酶。
2．下列过程能使细胞中ADP产生量增加的是（ ）
A．甘油通过细胞膜进入细胞
B．线粒体中[H]与O2结合生成水
C．叶绿体基质中C3合成葡萄糖
D．细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸
解析：
选C ADP产生量增加即消耗ATP的过程。
甘油的跨膜运输属于自由扩散，不耗能；线粒体中[H]与O2结合生成水以及细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸均可合成ATP；叶绿体基质中C3合成葡萄糖时需消耗ATP。
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