2019年高考生物二轮复习专题04光合作用与细胞呼吸教学案.doc
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1、1专题 04 光合作用与细胞呼吸1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷高考中考查的频度很高。主要考查的内容有光合作用的过程,环境因素对光合作用的影响,细胞呼吸的类型及光合作用和细胞呼吸的综合。 2从命题的题型来看,非选择题和选择题都有,但非选择题较为突出。多数情况下,高考的四道非选择题有一道出在本专题。多数题目通过文字、坐标图或表格给出一定的信息,对学生的能力要求也较高。3备考时对光合作用的过程、各类环境因素对光合作用的影响、细胞呼吸的类型和过程要作为重点复习,还要重视光合作用和细胞呼吸的综合,重视光合作用和细胞呼吸知识与生产实际的联系。【知识网络】一、光合作用和细胞呼吸过程 1光合作用与细胞
2、呼吸的联系 (1)光合作用和细胞呼吸的关系图: (2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系:物质变化:2C:CO 2 有机物 丙酮酸 CO2 暗 反 应 呼 吸 呼 吸 H:H 2O H (CH2O) H H2O 光 反 应 暗 反 应 呼 吸 、 呼 吸 O:H 2O O2 H2O 光 反 应 呼 吸 能量变化:光能 ATP (CH2O) Error! 各项生命活动 光 反 应 暗 反 应 呼 吸 作 用 2光合作用和有氧呼吸中H和 ATP 的来源、去向分析光合作用 有氧呼吸 来源 H2O 光解产生 有氧呼吸第一、二阶段 H 去向 还原 C3 用于第三阶段还原 O2 来源 光反应阶段产生
3、 三个阶段都产生 ATP 去向 用于 C3还原供能 用于各项生命活动(植物 C3的还原除外) 二、光合作用和呼吸作用速率测定 利用典型装置测定光合、呼吸速率(如下图)(1)净光合速率的测定: NaHCO 3溶液的作用:玻璃瓶中的 NaHCO3溶液保证了容器内 CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。 植物光合速率指标:植物光合作用释放氧气,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率。 条件:整个装置必须在光下,光是植物进行光合作用的条件。 3(2)呼吸速率的测定(如上图): 上图同样可以用于呼吸速率的测定,但要把 NaHCO3溶液换成 NaOH 溶
4、液,吸收植物呼吸作用释放的 CO2。 植物呼吸速率指标:植物呼吸作用吸收氧气,释放 CO2,CO 2被 NaOH 溶液吸收,使容器内气体压强减小,毛细管内的水滴左移。单位时间内水滴左移的体积即是呼吸速率。 条件:整个装置必须遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 高频考点一 细胞呼吸例 1 (2018 全国卷,5)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( )A植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成 ATP【答案】C【变式探究】 (2017 年海南卷,
5、7)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是( )A分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小B若细胞既不吸收 O2也不放出 CO2,说明细胞已停止无氧呼吸C适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗D利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收 O2与释放 CO2的摩尔数不同【答案】C【解析】与成熟组织细胞相比,分生组织细胞代谢旺盛,呼吸速率快,A 错误。某些植物组织细胞无氧呼吸产物为乳酸,产生乳酸的无氧呼吸过程,既不吸收 O2也不放出 CO2,B 错误。降低氧气浓度,有氧呼吸减弱,有机物消耗减慢,C 正确。利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收 O2与释放 CO2的 摩尔数相同,D 错误。【变式探
6、究】将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中,一段时间后,4测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表:培养瓶中气体 温度() 离子相对吸收量(%)空气 17 100氮气 17 10空气 3 28下列分析正确的是( )A有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗 ATPD与空气相比,氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收【答案】A【变式探究】下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是( )A肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸B与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C破伤风芽孢杆菌
7、适宜生活在有氧的环境中D有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同【答案】C【解析】本题主要考查微生物有氧呼吸、无氧呼吸的相关知识。肺炎双球菌为原核生物,其细胞内没有线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,能进行有氧呼吸;细菌细胞中的拟核中包含原核生物主要的遗传信息,编码与细菌呼吸有关的酶的基因也在拟核中;破伤风芽孢杆菌为厌氧菌,适宜生活在无氧环境中;酵母菌为兼性厌氧菌,在有氧条件下,进行有氧呼吸,产生 CO2和 H2O,在无氧条件下,进行无氧呼吸,产生酒精和 CO2。高频考点二 光合作用及影响因素例 2 (2018 江苏卷,18)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果
8、成立的是( )5A横坐标是 CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B横坐标是温度,甲表示较高 CO2浓度,乙表示较低 CO2浓度C横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D横坐标是光照强度,甲表示较高 CO2浓度,乙表示较低 CO2浓度【答案】D【变式探究】 (2017 年天津卷,6)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定 CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的 CO2吸收速率。叙述错误的是( )A光照强度低于 P 时,突变型的光反应强度低于野生型B光照强度高于 P 时,突变型的暗反应强度高于野生型C光照强度低于 P 时,限制突变型光合速率的主要
9、环境因素是光照强度D光照强度高于 P 时,限制突变型光合速率的主要环境因素是 CO2浓度【答案】D6【解析】突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型,光照强度低于 P 时,对光照的吸收能力低于野生型,则光反应强度低于野生型,A 正确;突变型水稻叶片固定 CO2酶的活性显著高于野生型,光照强度高于 P 时,突变型的 CO2吸收速率大于野生型,则暗反应强度高于野生型,B 正确;光照强度低于 P 时,由于突变型水稻叶片叶绿素含量低,则限制其光合速率的因素主要是光照强度,C 正确;光照强度高于 P 时,由于突变型水稻叶片固定 CO2酶的活性高,则限制其光合速率的因素是除 CO2浓度外的其他因素,D 错误。【
10、变式探究】关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸 收C通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的【答案】C【变式探究】为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收 CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
11、(1)据图判断,光照强度低于 a 时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_。(2)b 光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高_(填“CO 2浓度”或“O 2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养 T 时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。【解析】(1)根据图示信息,对于甲组植物而言,当光照强度低于 a 时,随光照强度的增加,光合作用强度逐渐升高,说明限制其光合作用强度的主要因素为光照强度。(2)根据图示信息。对于甲组植物而言,当光照强度高于 b 时,随光照强度的增加,光
12、合作用强度不变,说明受其他环境因素的限制。由于光合作用需要不断消耗环境中的 CO2,故提高 CO2浓度可使 b 光照强度下甲组的光合作用强度升高。(3)由题目信7息可知,乙组和甲组是同一种植物,只是环境中的光照强度不同,虽然乙组植物在低光照环境中的光合作用强度低,但其子代在模拟自然光照下其光合作用强度仍然能够升高,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。【答案】(1)光照强度 (2)CO 2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的高频考点三 光合作用与细胞呼吸的综合应用例 3 (2017 年新课标卷,
13、29)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中、 、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_。【答案】 (1)O 2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:还原型辅酶)(2)C 和 D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸【解析】光反应中物质变化:H 2O2H +1/2O2(水的光解) ;NADP+ + 2e- +
14、H+ NADPH 能量变化:ADP+Pi+光能ATP 暗反应中物质变化:CO 2+C5化合物2C 3化合物(二氧化碳的固定)2C 3+4NADPH+ATP(CH 2O)+ C5 +H2O(有机物的生成或称为 C3的还原)能量变化:ATPADP+Pi(耗能)(1)由图可知 A、B 过程分别为光合作用的光反应和暗反应,图中类囊体膜上发生水的光解,产生 NADPH和氧气;暗反应阶段消耗 ATP 和 NADPH,产生NADP +、(ADP 和 Pi) ;暗反应过程为卡尔文循环,CO2+C5化合物2C 3化合物(二氧化碳的固定) ,所以为 C5。呼吸作用的第一阶段的场所为 C 细胞质基质,8在第一阶段中
15、,各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶 A;呼吸作用的第二、三阶段的场所为 D 线粒体,在第二阶段中,乙酰辅酶 A(乙酰 CoA)的二碳乙酰基,通过三羧酸循环转变为 CO2和氢原子;在第三阶段中,氢原子进入电子传递链(呼吸链) ,最后传递给氧,与之生成水。呼吸作用中的H为还原型辅酶 I(NADH) 。 (2)植物叶肉细胞能产生 ATP 的生理过程有:光合作用光反应阶段(A)和有氧呼吸的三个阶段(C 和 D) 。 (3)酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。【变式探究】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
16、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 1 2 3 4 5 6 7水草 无 有 有 有 有 有 有距日光灯的距离(cm) 20遮光* 100 80 60 40 2050 min 后试管中溶液的颜色浅绿色 X 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 100 cm 的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回
17、答下列问题:(1)本实验中,50 min 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_。【解析】(1)1 号试管中没有加水草,50 min 后 1 号试管的溶液颜色仍为浅绿色,说明无关变量不会引起溶液颜色的变化,2 至 7 号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的;若 1 号试管的溶液是蓝色,说
18、明无水草的光照条件下溶液中 CO2含量减少了,无关变量对实验结果有影响,则说明 2 至 7 号试管的实验结果是不可靠的。(2)2 号试管进行了遮光,水草不能进行光合作用,只能进行呼吸作用产生CO2,而且与 3 号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度)相比,2 号试管溶液中的 CO2含量更多,颜色应为9黄色。(3)5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下溶液中 CO2含量没有变化,水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等,吸收与释放的 CO2量相等。【答案】(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的(2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中 CO2浓度高于 3 号管
19、(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的 CO2量相等【变式探究】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( )(CH2O)O 2 CO2H 2O能量A过程只在线粒体中进行,过程只在叶绿体中进行B过程产生的能量全部储存在 ATP 中C过程产生的(CH 2O)中的氧全部来自 H2OD过程和中均能产生H,二者还原的物质不同【答案】D1 (2018 北京卷,3)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂 DCIP,照光后 DCIP 由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( )A需要 ATP 提供能量BDCIP 被氧化C不需要光合色素参与D会产生氧气【答
20、案】D【解析】光反应发生在叶绿体类囊薄膜上,有光时,产生氧气、NADPH 和 ATP,A 错误;DCIP 照光后由蓝色逐渐变为无色,是因为 DCIP 被H还原成无色,B 错误;光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能,C 错误;光合作用光反应阶段会产生氧气,D 正确。2 (2018 海南卷,4)高等植物细胞中,下列过程只发生在生物膜上的是( )A光合作用中的光反应B光合作用中 CO2的固定10C葡萄糖分解产生丙酮酸D以 DNA 为模板合成 RNA【答案】A3 (2018 江苏卷,18)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( )A横坐标是 CO2浓度,
21、甲表示较高温度,乙表示较低温度B横坐标是温度,甲表示较高 CO2浓度,乙表示较低 CO2浓度C横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D横坐标是光照强度,甲表示较高 CO2浓度,乙表示较低 CO2浓度【答案】D【解析】若横坐标是 CO2浓度,较高温度下,呼吸速率高,较低温度下,呼吸速率低,所以甲乙与纵坐标的交点不一样,A 错误;若横坐标是温度,则随着温 度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势,B 错误;若横坐标是光波长,则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低,与图中甲乙曲线变化不符,C 错误;若横坐标是光照强度,较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行,因此甲表示较高 CO
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