届高考生物二轮复习专题光合作用与细胞呼吸导学案.docx

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届高考生物二轮复习专题光合作用与细胞呼吸导学案

光合作用与细胞呼吸

考纲要求

1.光合作用的基本过程（Ⅱ）。

2.影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ）。

3.细胞呼吸（Ⅱ）。

真题回顾

1．[2017·全国卷Ⅲ]植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。

下列叙述错误的是（　　）

A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

2．[2017·北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图41所示。

据此，对该植物生理特性理解错误的是（　　）

图41

A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高

B．净光合作用的最适温度约为25℃

C．在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大

D．适合该植物生长的温度范围是10～50℃

3．[2017·全国卷Ⅰ]植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。

已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。

回答下列问题：

（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。

培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率__________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。

（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

4．[2016·全国卷Ⅱ]BTB是一种酸碱指示剂。

BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。

某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：

用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。

其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。

各试管的实验处理和结果见下表。

试管编号

水草

无

有

距日光灯的

距离（cm）

遮光*

100

50min后

试管中溶

液的颜色

浅绿色

浅黄色

黄绿色

浅绿色

浅蓝色

蓝色

*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。

若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：

（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由____________________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是___________（填“可靠的”或“不可靠的”）。

（2）表中X代表的颜色应为________（填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”），判断依据是________________________________________________________。

（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草________________________________________________________________________。

考点探究

考点一　光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系

■主干整合

1．理清有氧呼吸“三”个阶段中的场所及物质和能量变化

（1）第一阶段——______________：

消耗葡萄糖，产生[H]和丙酮酸，释放少量能量。

（2）第二阶段——______________：

分解丙酮酸，产生[H]和________，释放少量能量。

（3）第三阶段——线粒体内膜：

__________结合产生H2O，释放________能量。

2．注意无氧呼吸的3点提醒

（1）产物不同的原因

①直接原因是__________________不同。

②根本原因是__________________不同。

（2）只释放少量能量的原因：

其余能量储存在________________________________________________________________________中。

（3）水稻等植物长期水淹后烂根的原因：

无氧呼吸产生的________对细胞有毒害作用。

3．综合分析光合作用与细胞呼吸过程图解

图42

4．光合作用与有氧呼吸的物质转化与能量转化关系

（1）物质转化关系

①元素转移途径

C：

CO2

（CH2O）

丙酮酸

CO2

O：

H2O

H：

H2O

[H]

（CH2O）

[H]

②[H]的来源和去路比较

图43

（2）能量转化关系

①能量形式的转变

图44

②ATP的来源与去路比较

图45

【高分必知】

1.正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。

（　　）

（2）ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生。

（　　）

（3）线粒体利用葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。

（　　）

（4）有氧呼吸、无氧呼吸各阶段都产生[H]，都产生ATP。

（　　）

（5）无氧呼吸不需要O2参与，最终有[H]的积累。

（　　）

（6）人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。

（　　）

（7）消耗相同的葡萄糖时无氧呼吸比有氧呼吸产生ATP少是因为大量能量以热能形式散失。

（　　）

（8）无水酒精在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。

（　　）

（9）暗反应中二氧化碳中的碳原子的转移途径是14CO2→14C3→14C5→（14CH2O）。

（　　）

（10）夏季晴天的植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。

（　　）

2．理性思维，规范表达。

（1）春季种子萌发初期，细胞释放CO2与吸收O2的比值大于1，此时细胞的呼吸方式为什么？

________________________________________________________________________

（2）给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O，原因是什么？

________________________________________________________________________

■考法提炼

考法一　考查细胞呼吸类型及过程

1．图46表示有氧呼吸的过程，其中关于过程①和过程②的叙述，正确的是（　　）

葡萄糖

丙酮酸

CO2＋H2O＋能量

图46

A．均需要酶的催化

B．均需要氧气的参与

C．均释放大量能量

D．均在线粒体中进行

2．甲种子萌发时释放CO2的量大于吸入O2的量，乙种子萌发时吸入O2的量大于释放CO2的量，最可能的原因是（　　）

A．甲的呼吸底物有糖类和脂肪，乙的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸并存

B．甲的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸并存，乙的呼吸底物有糖类和脂肪

C．甲的无氧呼吸强度大于有氧呼吸强度，乙的呼吸消耗脂肪的量大于糖类

D．甲的呼吸消耗脂肪的量大于糖类，乙的无氧呼吸强度大于有氧呼吸强度

【技法提炼】“三看”法判断细胞呼吸的类型

“一看”反应物和产物：

“二看”物质的量的关系：

“三看”场所：

考法二　考查色素及光合作用过程

3．苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。

某探究小组用适量95%的乙醇提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。

层析结束后滤纸条上出现了不同的色素带，对色素带由上到下分析叙述正确的是（　　）

A．第一条色素带对应的色素是叶黄素

B．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光

C．第三条色素带对应的色素是呈现红色的花青素

D．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大

4．下列关于光合作用的叙述中正确的是（　　）

A．突然停止光照，短时间内C3含量下降，C5含量升高

B．光反应产生的ATP、NADPH用于CO2的固定和C3的还原

C．酶的专一性决定了暗反应在叶绿体的基质中进行

D．光照总时间相同时，间隔一定时间照光与持续照光产生的（CH2O）一样多

【技法提炼】C3和C5含量变化的分析方法

当光照强度或CO2浓度改变后，短时间内C3和C5的含量均可发生变化。

无论分析哪种物质的含量变化，都要从生成和消耗两个角度分析。

C3产生于CO2的固定过程，消耗于C3的还原过程，C5产生于C3的还原过程而消耗于CO2的固定过程。

光照

二氧化碳

较强→弱（黑暗）

弱→较强

较高→低

低→较高

增加

减少

增加

减少

增加

减少

ATP、[H]

减少

增加

减少

考法三　综合考查光合作用与细胞呼吸的内在关系

5．图47表示菠菜叶肉细胞光合与呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。

相关叙述不正确的是（　　）

图47

A．过程①②③不在生物膜上进行

B．参与过程②③⑤的酶种类相同

C．过程②③④⑤都有ATP产生

D．过程③产生的[H]不全都来自于丙酮酸

6．[2017·全国卷Ⅱ]图48是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。

图48

据图回答下列问题：

（1）图中①②③④代表的物质依次是______、__________、__________、________，[H]代表的物质主要是________。

（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。

（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是________________________________________________________________________。

考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用

■主干整合

1．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线

图49

（1）甲图：

温度通过影响与细胞呼吸有关________来影响呼吸速率。

（2）乙图：

①O2浓度＝0时，只进行________。

②0

随O2浓度增大，________逐渐被抑制，________不断加强。

③O2浓度≥10%时，只进行________。

④CO2释放总量最小时，有机物消耗________。

（3）丙图：

在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。

（4）丁图：

CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有__________作用。

2．把握影响光合作用因素的3类曲线

影响

因素

原理

图像

图像解读

光照

强度

　影响________阶段ATP、[H]的产生

　P点的限制因素

　①外因：

____________________等

　②内因：

色素含量、酶的数量和活性、C5的含量等

CO2

浓度

　影响________阶段C3的生成

　P点的限制因素

　①外因：

____________________等

　②内因：

酶的数量和活性、色素含量、C5的含量等

温度

　通过影响________来影响光合作用

　P点对应的温度为进行光合作用的________

3．光合作用曲线中特殊点含义及移动情况分析

图410

（1）B点的光照强度称为光补偿点，该光照条件下，植物的光合速率等于呼吸速率。

C点的光照强度称为光饱和点，该光照条件下，植物的光合速率达到最大。

（2）增加CO2浓度，B点向________移动，C点向________移动，D点向________移动。

（3）若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向________移动，通过增加光照强度来提高光合速率，使光合速率等于呼吸速率。

4．图解光合速率与呼吸速率的关系

图411

【高分必知】

1.理性思维，规范表达。

（1）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低，其原因是什么？

________________________________________________________________________

（2）冬季，应及时清理大棚膜上的水珠，目的是什么？

________________________________________________________________________

■考法提炼

考法一　考查影响光合与呼吸速率的因素

1．呼吸商（RQ＝

）可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。

如图412是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系，以下叙述正确的是（　　）

图412

A．呼吸商越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱

B．b点有氧呼吸强度大于a点

C．为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至c点

D．c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化

2．用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。

一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图413所示，下列相关叙述错误的是（　　）

图413

A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质

B．OA段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降

C．AB段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽

D．B点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无[H]和ATP的供应

考法二　考查坐标图中光补偿点、光饱和点的移动

3．如图甲表示某植物CO2吸收量随光照强度改变的变化曲线；图乙表示将该植物放在不同浓度CO2的环境条件下，光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。

下列叙述正确的是（　　）

图414

A．若在缺镁环境中培养，图甲中B点右移，C点左下移

B．图甲中A点产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质

C．阴生植物与阳生植物相比，B点左移，C点右下移

D．图乙曲线中d点到e点，叶绿体中三碳化合物浓度降低，e点到f点，叶绿体中五碳化合物浓度降低

4．在CO2浓度为0.03%和恒温条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图415。

据图分析下列叙述正确的是（　　）

图415

A．降低二氧化碳浓度，d点向右上方移动

B．限制植物乙d点光合作用的因素可能有二氧化碳浓度、温度等

C．若温度升高，植物甲曲线a点会向左移动

D．b点时，限制两种植物光合作用的主要因素相同

考法三　自然环境和密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化

5．两棵同种生长状况基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示；在相同自然条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。

回答下列问题：

图416

（1）ab段和cd段，引起曲线下降的主要环境因素分别是______________和__________。

（2）一昼夜中，装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是________（填“甲”或“乙”）。

（3）导致e点（12时左右）时光合作用强度明显减弱的主要原因是________________________________________________________________________。

（4）装置甲的植物叶绿体中，在14时C5含量比10时________（填“高”或“低”）。

【题后归纳】1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线

图417

（1）a点：

夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。

（2）开始进行光合作用的点：

b，结束光合作用的点：

m。

（3）光合速率与呼吸速率相等的点：

c、h，有机物积累量最大的点：

h。

（4）de段下降的原因是气孔关闭，CO2吸收减少，fh段下降的原因是光照减弱。

2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化

图418

（1）光合速率等于呼吸速率的点：

C、E。

（2）图

（一）中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。

（3）图

（二）中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。

考法四　光合速率与呼吸速率的相关计算

6．在一定浓度的CO2和一定的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表。

以下有关说法正确的是（　　）

植物

种类

光合速率与呼吸速率相等时光照强度（klx）

光饱和时光照强度（klx）

光饱和时CO2吸收量[mg/（100cm2叶·小时）]　

黑暗条件下CO2释放量[mg/（100cm2

叶/小时）]

A植物

5.5

B植物

A．由实验结果可以断定A是阴生植物，B是阳生植物

B．当光照强度超过9klx时，B植物光合速率的限制因素主要是H2O

C．当光照强度为9klx时，B植物固定CO2的速率是30mg/（100cm2叶·小时）

D．当光照强度为3klx时，A植物的真光合速率比B植物高

【技法提炼】1.总光合速率、净光合速率与呼吸速率常用表示方法

项目

表示方法

净光合速率

　植物CO2吸收量或小室中CO2减少量、植物O2释放量或小室中O2增加量、C6H12O6积累量

总光合速率

　CO2固定量、O2产生量或叶绿体CO2吸收量或叶绿体O2释放量、C6H12O6制造量

（续表）

项目

表示方法

呼吸速率（遮

光条件下测得）

　CO2释放量、O2吸收量或线粒体CO2释放量或线粒体O2吸收量、C6H12O6消耗量

2.有关光合作用和呼吸作用的计算

（1）光合作用实际产O2量＝实测O2释放量＋呼吸作用耗O2量。

（2）光合作用实际CO2消耗量＝实测CO2吸收量＋呼吸作用CO2释放量。

（3）光合作用有机物制造量＝实测有机物增加量＋呼吸作用有机物消耗量，因此：

总光合量＝净光合量＋呼吸量（净光合速率可以为负值，总光合速率≥0）。

考点三光合作用与细胞呼吸实验探究及结果分析

■主干整合

1．理清光合作用与呼吸作用实验设计中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。

（3）除去容器中的二氧化碳——氢氧化钠溶液。

（4）保持容器中二氧化碳浓度不变——NaHCO3溶液。

（5）除去叶片中原有的淀粉——置于黑暗环境中一段时间。

（6）除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。

（7）消除种子表面微生物对种子细胞呼吸速率测定的影响——消毒。

（8）探究酵母菌的呼吸方式，检测产生的CO2情况——用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。

（9）除去叶中叶绿素——酒精隔水加热。

（10）如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。

2．光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧

（1）变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡（或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同）进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，若要确认CO2是光合作用的原料，应以CO2有无（如添加NaHCO3，还是添加NaOH设置对照实验）为变量，若要确认CO2浓度对光合速率的影响，则应以不同浓度的CO2缓冲液为变量。

（2）典型的方法

①“黑白瓶法”：

用黑瓶（无光照的一组）测得的为呼吸作用强度，用白瓶（有光照的一组）测得的为净光合作用强度，综合两者即可得到真光合作用强度。

②梯度法：

用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。

■考法提炼

考法一　考查与细胞呼吸有关的实验探究

1．如图419是一种可测定呼吸速率的密闭实验装置，把装置放在隔热且适宜的条件下培养。

下列分析不合理的是（　　）

图419

A．该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率

B．若将NaOH溶液换为清水，可用来测定小麦种子无氧呼吸速率

C．若把小麦种子换为死种子，可作为该装置的对照，排除无关变量的影响

D．在实验全过程中温度计的示数不变

2．某小组同学利用图420中装置探究酵母菌在不同温度下的发酵实验，取200mL不同温度的无菌水倒入培养瓶，然后加入15g葡萄糖及5g干酵母，混匀后放在相应温度下水浴保温，实验进行20min，观察现象如下表。

回答下列问题：

（1）分析表格中的实验现象，其根本原因是温度影响了____________________，从数据中分析________（填“能”或“不能”）得到酵母菌发酵的最适温度。

（2）实验组3的装置中最初液滴未移动，在15min后液滴缓慢向________（填“左”或“右”）移动，整个过程细胞中产生该气体的场所有________________________。

（3）有的同学认为，实验组1和实验组4现象虽然相同，但原理不同，老师建议他进行实验验证，请简要写出实验思路：

____________________________________________。

若______________________________________________________________________，则证明他的观点是正确的。

【归纳提炼】探究呼吸方式的实验材料的选择

（1）若探究种子呼吸状况，不必遮光，但需死种子作对照，还需对种子表面消毒。

（2）若探究植物（或幼苗）呼吸状况，应遮光处理，以防止光合作用干扰，同时可设置同种状况但被杀死的植物或幼苗作对照。

考法二　考查与光合作用有关的实验探究

3．某

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