届高三生物二轮专题复习教学案专题4 光合作用与细胞呼吸.docx

1、届高三生物二轮专题复习教学案专题4 光合作用与细胞呼吸瑞昌二中2012届高三生物二轮专题复习教、学案 专题4 光合作用与细胞呼吸 编制：军长【考纲要求】知 识 内 容要求（1）光合作用的基本过程（2）影响光合作用速率的环境因素（3）细胞呼吸【教法指引】从全国各地的高考试题来看，光合作用和呼吸作用是所有省份高考的重点和难点，所占分数也多。在复习时，要注意引导大家注意以下几点：第一、加强实验的分析能力和设计能力的培养不管是有关酶的相关知识，还是有关光合作用的影响因素，都是高考时实验考查的重头戏，也是学生失分的地方。在讲解时，注意引导学生分析实验的变量、以及对实验变量的控制，同时让学生掌握常用的解答

2、实验题的方法。第二、加强图表的解读和分析图表特别是曲线图，属于生物模型的一种，这是新课标的一大特色。可以预见，随着新课程的全面推广，有关此类题型会越来越多，而且往往学生分析不到位。造成这种情况主要有以下几个原因：1.相应教材知识掌握不到位；2.没有掌握图表题分析的一般方法。特别是后一点需要我们在最后两个月复习时，慢慢渗透、逐渐加强。第三、注意与现实生活的联系，注重知识的运用【专题要点】本专题涉及的重点知识主要有以下三个方面： 1.光合作用的过程和影响光合作用的因素；2.细胞呼吸的过程和影响因素；3. 光合作用与细胞呼吸的知识综合等。下面将重要知识点解读如下：一、光合作用的色素二、光合作用中光反

3、应和暗反应的比较比较项目光反应暗反应反应场所叶绿体基粒叶绿体基质能量变化光能电能ATP和H中活跃的化学能酶ATP和H中活跃的化学能葡萄糖等有机物中稳定的化学能物质变化酶2H2O光4HO2酶NADP+ H+ 2e NADPHADPPi能量ATP酶CO2的固定：CO2C52C3C3的还原：2C3C6H12O6C5H2O反应物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反应产物O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+ 、H2O反应条件需光不需光反应性质光化学反应（快）酶促反应（慢）反应时间有光时（夜晚：无光反应产物ATP和H，暗反应也不能进行）三、光合作用实验的常

4、用方法【学法导航】此部分内容是高考的重点和难点，也是学生的失分点，因此部分内容学生应该高度重视，除了紧跟老师的步骤有计划的复习以及精做习题外，还应该掌握一定的方法，形成自己的复习体系。一、注意结论性语句的总结与归纳 高考的答案一般情况不会超出教材，而且很多试题给出的材料分析，最终得出的结论，都是教材中的结论，因此记住一些结论性的知识相当重要。此部分的结论性语句如下：1叶绿体中的色素分布在囊状结构的薄膜上。2叶绿体中的色素有：叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）；类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）。溶解度最高、扩散最快、在色素带的最上方的是胡萝卜素（橙黄色）；含量最多、色素带最宽的是叶绿素a；叶绿素

5、含N、Mg，类胡萝卜素不含N、Mg。3叶绿体中的色素分为两类：一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，它不仅能够吸收光能，还能使光能转换成电能。4NADPH的作用：为暗反应提供能量；作为强的还原剂还原C3（三碳化合物）。酶二、反应式盘点 此部分的重点内容之一就是有关光合作用与呼吸作用的计算，计算的前提是在熟练掌握反应式的情况下进行的，因此有必须将重点反应盘点在一起，进行比较记忆。1ATP ADPPi能量2光合作用总反应方程式：6 CO212H2O C6H12O66O26H2O光反应：2H2O4 H+O24eA

6、DPPi能量ATPNADP+2eH+NADPH3有氧呼吸：C6H12O66H2O6O2 6CO212H2O能量无氧呼吸： C6H12O62 C2H5OH2CO2能量C6H12O6 2C3H6O3能量三、注重有氧呼吸与无氧呼吸的比较比较项目有 氧呼 吸无 氧 呼 吸反应场所真核细胞：细胞质基质，主要在线粒体原核细胞：细胞质基质（含有氧呼吸酶系）细胞质基质反应条件需氧不需氧反应产物终产物（CO2、H2O）、能量中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量产能多少多，生成大量ATP少，生成少量ATP共同点氧化分解有机物，释放能量呼吸作用产生的能量的利用情况（分解1mol葡萄糖）呼吸类型储存的能量释放的能量可

7、利用的能量ATP中能量份额有氧呼吸2870kJ2870kJ1165 kJ40.59%无氧呼吸2870kJ196.65 kJ61.08 kJ2.13%四、影响光合作用的环境因素（1）光：在一定范围内，光照强度逐渐增强,光合作用中光反应强度也随着加强；但光照增强到一定程度时，光合作用强度就不再增加。另外光的波长（光质）也影响光合作用的速率，通常在红光下光合作用最快，蓝紫光次之，绿光最慢(当然,复色光-白光最佳)。在生产上的应用：延长光合作用时间：通过轮种，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。增加光合作用面积：合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。植

8、物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用：光补偿点:当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时的光照强度，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。光饱和点：当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时的光照强度，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。一般阳生植物的光补偿点和光饱和点比阴生植物高。总光合作用：指植物在光照下制造的有机物的总量(吸收的CO2总量)。净光合作用：指在光照下制造的有机物总量(或吸收的CO2总量)中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物(或释放的C

9、O2)后，净增的有机物的量。（2）CO2：w.w.w.k.s.5.u.c.o.mCO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。大气中二氧化碳的含量是0.03%，如果浓度提高到0.1%，产量可提高一倍左右。浓度提高到一定程度后，产量不再提高。如果二氧化碳浓度降低到0.005%，光合作用就不能正常进行。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2的补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加

10、很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。在生产上的应用：温室栽培植物时，施用有机肥，可适当提高室内二氧化碳的浓度。（3）温度：温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用；在一定范围内随温度的提高，光合作用加强；温度过高时也会影响酶的活性，使光合作用强度减弱。在生产上的应用：适时播种；温室栽培植物时，可以适当提高室内温度。（4）水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内（如夏季的“午休”现象）。在生产上的应用：预防干旱；适时适量灌溉。（5）矿质元素：如Mg是叶绿素的组成成分，N是光合酶的组成成分，P是ATP分子的组成成分等等

11、。高考资源网在生产上的应用：合理施肥，适时适量地施肥光照、CO2浓度、温度与光合速率基本关系见图：五、 提高作物产量的途径途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度（如通风、增施有机肥、大棚中施放干冰）、合理施肥（供应适量必需矿质元素）提高净光合作用速率维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）【典例精析】【例题1】如图是在一定的CO2浓度和温度条件下，某阳性植物和阴性植物叶受光强度和光合作用合成量（用CO2的吸收量表示）的关系图，请据图回答。（l）曲线B所表示的是 植物的受光强度和光合作用合成量的关系。（2）a、b点表示

12、。（3）叶面积为25cm2的阳性植物叶片在光强度为Y时每小时的光合作用合成量为 mg。（4）将该阳性植物叶片先在光强度为X的条件下放置若干时间，然后放于暗处（光强度为Q时）12h，要使此时叶的干物质量与照射前一样，则需光照 h。（5）在同等条件下，阳性植物呼吸作用的强度比阴性植物 。【例题2】下图中的甲、乙两图为昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：（1）甲图曲线中C点和正点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态？ 。（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 段，其中光合作用强度最高的是

13、点，植株积累有机物最多的是 点。（3）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为 ，以致光反应产生的 和 逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为 。【例题3】将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液（细胞质基质）和沉淀物（含线粒体），把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是 （ ）A.甲试管中最终产物为CO2和H2O B.乙试管中不发生反应C.丙试管中有大量的ATP产生 D.丙试管中无CO2产生【例题4】生物呼吸作用的底物（有机物

14、）种类及含量的差异，会导致呼吸作用释放的CO2与吸收的O2比发生差异，这可用呼吸熵表示：呼吸熵（RQ）=呼吸作用释放的CO2/呼吸作用吸收的O2，为了测定种子萌发时的呼吸熵，现准备了3只锥形瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等，并组装成下面的三套装置。其中甲实验装置设计如下：锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条。瓶底放入一些蒸馏水浸泡过的滤纸圆片，再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上，加入适量蒸馏水。整个装置密封，并放置到20恒温环境中培养。（1）小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是 。（2）由于发芽

15、小麦种子（已消毒）的呼吸作用，甲装置内的气体发生了变化，使得墨滴向右移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是 。（3）甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸熵，由此还要利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中的某一种气体的变化。测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，请将下面主要的方法步骤补充完整： ；用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作；测出 ；再计算出CO2释放量。（4）若甲装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X，乙装置测得的实验数据（墨滴移动量）为Y，则呼吸熵计算式为： 。如果呼吸熵小于1时，说明 。据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸

16、CO2释放量与O2消耗量的比值为油菜种子 （大、等、小）于小麦种子。（5）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，必须另设丙装置进行校正。则应对丙装置作相应处理：锥形瓶中加入 ，小烧杯内加入 ，其他处理与实验组完全相同，同时记录相同时间内的读数变化。如果丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z，则氧气实际消耗量应为 。【例题5】已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25、30，如图曲线表示该植物在30时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动分别是 （ ）A.a点上移，b点左移，m值增加 B.a点下移，b点左移，m值不变C

17、.a点上移，b点右移，m值下降D.a点下移，b点不移，m值上升【例题6】下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于（ ）A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B.线粒体、细胞质基质和线粒体C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体【例题7】如图是某同学为了研究酵母菌的无氧呼吸所制作的一个实验装置。开始时在洁净的锥形瓶中装满质量分数为2%的葡萄糖溶液，并在其中加入适量的酵母菌。发酵过程中液体会进入移液管，从移液管的刻度上可以读出进入移液管的液体量，表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据（单位：mL）。（1）实验开始时应对葡萄糖溶液

18、做煮沸处理，其目的是 。（2）该实验中酵母菌无氧呼吸的反应式是 。（3）表中数据表示酵母菌细胞呼吸产生的 的量，20时它产生的平均速率是 mL/min。（4）最有利于酵母菌发酵的实验温度是 ，在此温度条件下预计在第5分钟到第6分钟之间移液管中增加的液体量比第4分钟到第5分钟之间增加的量 （多或少），可能的原因是 。【例题8】科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。请据图判断下列叙述不正确的是 （ ）A.光照强度为a时，造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是CO2 浓度不同B.光照强度为 b 时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同C.光照强

19、度为ab时，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高D.光照强度为ac时，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高【例题9】请回答下列有关光合作用的问题：（1）光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的 ，二氧化碳浓度直接影响光合作用的 （2）甲图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和温度的关系。在温度为10、光照强度大于 速度不再增加。当温度为30、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是 。根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10、20和30时的光合速度。（3）丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关

20、系。当在 千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。A植物在光照强度为8千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖 mg。（计算结果保留一位小数。）A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于 千勒克司。【典例精析】答案及解析【例题1】解析：此题为光照强度影响光合作用的经典题。在一定范围内，光合作用速率与光照强度几乎呈正相关。但当光照强度达到一定值后，光合作用速率不再随着光照强度提高而提高，这种现象叫光饱和现象，这个光照强度值称为光饱和点。在光饱和点以下，随着光照强度减弱，光合作用速率减慢，当减弱到一定光照强度时，光合吸收二氧化碳量与

21、呼吸释放二氧化碳的量处于动态平衡，这时的光照强度值称为光补偿点，此时植物光合作用速率与呼吸作用速率相等。不同类型植物的光饱和点和补偿点是不同的。阳生植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴生植物，并且一般情况下当光照较弱时，阴生植物光合作用效率较高，当光照较强时，阳生植物光合作用效率较高。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量扣除在这一时间内植物进行呼吸作用所消耗的有机物后，净增的有机物的量。答案：阴生植物 光补偿点 3 6 大【例题2】解析：本例主要考查影响光合作用因素：CO2浓度、光强，以及光合速率、呼吸速率和表观速率的关系（表观速率=光合速率呼吸速率）。首先，要认真看清坐标的含义，然后进行曲线

22、分析；其次，要把光合作用和呼吸作用联系起来考虑，并用两个生理过程进行的条件和时间进行分析。注意光合作用强度决定的制造有机物量与有机物总积累量之间的联系和区别；第三，乙图的E点CO2吸收率降低的机理，不仅要从外界因子的整天变化情况及此时的限制因素考虑，还要联系植株的其他生理活动进行思考。答案：（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时（2）BF；D；E （3）光照强度逐步减弱；ATP；NADPH （4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应【例题3】【解析】甲试管内为细胞质基质，进行无氧呼吸，其代谢产物是酒精和CO2，无H2O，因此A项不正确；乙试管内为线粒体，加入

23、的葡萄糖不能进入线粒体，也没有O2存在，所以不反应，B项正确；丙试管中因在缺氧条件下，只能进行无氧呼吸，有CO2产生，但不能产生大量的ATP，所以C、D项不正确。【答案】B 【考点分析】考查有所呼吸与无氧呼吸的条件。【例题4】【解析】（1）小烧杯中有NaOH溶液，其目的是用于吸收呼吸作用产生的CO2；在小烧杯中插入一根滤纸折叠条，NaOH溶液便会扩散到滤纸上，可增大吸收CO2的能力。（2）甲装置中发芽小麦种子呼吸作用时消耗氧气，并放出二氧化碳，其中CO2被NaOH溶液所吸收。使得锥形瓶中气压下降，导致墨滴向右移动，可见减少的气体为氧气的量。（3）甲装置内的气体变化是氧气的消耗量，为了求出发芽小

24、麦的呼吸熵，还得测定发芽小麦呼吸作用过程中CO2气体的变化量。因此可以根据甲装置及题干中所列的器材与试剂，启发设计出测定CO2气体变化的装置乙，应当与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水，既不吸收氧气，也不吸收二氧化碳。则容器内气体体积的减小代表消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值，从而可以计算出种子消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值，从而可以计算出种子呼吸作用释放的CO2量。（4）由题意可知，装置甲测得的X为小麦呼吸作用所吸收的氧气量，装置乙测得的Y为小麦种子呼吸作用所吸收的氧气量与放出的二氧化碳量的差值。则小麦种子呼吸作用放出的二氧化碳量=X-Y。那么据题干所提供呼吸熵（RQ）=

25、呼吸作用释放的CO2/呼吸作用吸收O2，可得计算公式为（X-Y）/X。小麦种子的主要成分为淀粉，呼吸熵接近于1，而干重相同的油菜种子含有大量的脂质，脂质分子中氢对氧的比例较糖类分子高，氧化时需要较多的氧。故油菜种子的RQ较小麦处子的RQ要小些。 （5）丙 装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子时，对瓶中的气体变化几乎没有影响。则丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z应为实验测量的误差值，所以校正后可得氧气的实际消耗量应为X+Z。【答案】（）增大吸收CO2的能力 （2）氧气（3）锥形瓶的小烧杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之 相同时间内密闭系统的气体体积净变化量 （4）（X-Y）/X 呼吸底物中

26、含脂肪 小 （5）与实验组等量的死种子 与实验组等量的清水 X+Z 【考点分析】考查学生综合运用知识的能力。【例题5】【解析】a点表示呼吸强度，b点表示光合作用与呼吸作用的速率相等；m值表示最大光合作用强度，将温度调节到25的条件下，光合作用处于最适温度，而呼吸强度下降，所以a点上移，b点左移，m值增加。【答案】A 【考点分析】考查学生的分析综合能力。【例题6】【解析】酶1催化的反应是细胞呼吸的第一阶段，在细胞质基质中进行；酶2催化的反应是有氧呼吸的第二、三阶段，在线粒体中进行；酶3催化的反应是无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质中进行。 【答案】C【例题7】【解析】（1）酵母菌的无氧呼吸需要在无

27、氧的环境中进行，所以需要在实验开始时对葡萄糖溶液做煮沸处理，这样就是为了除去葡萄糖溶液中残留的氧气和杂菌。（2）酵母菌的无氧呼吸产生的是酒精和二氧化碳，而不是乳酸。（3）为了测得酵母菌的无氧呼吸强度，最好的方法就是通过检测二氧化碳的排放量来推测，所以表中记录的数据表示酵母菌细胞呼吸时产生的二氧化碳的量，而在20时5分钟之内总共释放二氧化碳的量从表中可知是4.5 mL，所以在20时二氧化碳产生的平均速率为0.9 mL/min。（4）从表中可知35时二氧化碳释放量最多，所以最有利于酵母菌的发酵，但由于随着反应的进行葡萄糖会逐渐被消耗减少，所以二氧化碳的释放量会逐渐减少。【答案】（1）除去氧气和灭菌

28、 （2）C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量（3）CO2 0.9 （4）35 少 葡萄糖因消耗而减少【考点分析】考查学生的实验分析能力。【例题8】【解析】光合作用强度与光照强度和CO2浓度有着密切的关系，在不同阶段，起决定作用的因素不一样。光照强度为a-c，曲线光合作用强度随光照强度升高而升高，曲线则由于CO2浓度的限制不升高。 【答案】D【例题9】【解析】（1）光反应在有光的条件下才能进行；暗反应的主要反应是二氧化碳的固定和还原，二氧化碳是主要的反应原料。（2）分析图甲可知，在温度为10，光照强度大于L1时，曲线基本与横轴平行，即光合速度不再增加；当温度为30，光照强度小于L3时，

29、还未达到光照饱和点，限制因素是光照强度。光照强度为L2，10时，光合速度为2；20时，光合速度为4；30时，光合速度为4；在坐标中描出三个点即可，按照题目要求不要连线。（3）图丙中在6千勒克司时，A植物光合速度为（4+4）=8 mg/h单位叶面积，两者光合速度相同，解题时注意考虑两种植物的呼吸量（本题易被误认为两曲线的交点时光合速度相同）。积累量为光合作用净量，根据光合作用反应式可得出每小时积累量为5.45 mg/单位叶面积，2小时积累量约为10.9 mg；A植物1夜消耗有机物量为4 mg/h单位叶面积12 h=48 mg/单位叶面积，则白天有机物积累量必须大于48 mg单位叶面积，根据丙图可

30、知6千勒克司时，白天12小时积累葡萄糖的量为4 mg/h单位叶面积12 h=48 mg/h单位叶面积，正好与夜间呼吸消耗相等，由此可见，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于6千勒克司。【答案】（1）光反应 暗反应（2）L1 光照强度 见右上图（3）6 10.9 6【考点分析】考查学生的综合运用能力。 【专题突破】易错点1：不能正确对植物代谢的图表进行解读【例题1】将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分 别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO含量，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）A甲植株比乙值株固定CO的能力强B020min 期间，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是光照C025min 期间乙植株释放O速率的变化趋势是增强D3045min 期间两个玻璃罩内CO含量相对稳定的原因是呼吸速率和光合速率相等【错题分析】本题容易错选成C，原因是在读图的过程中，发现甲、乙的趋势都是发现容器中的二氧化碳在