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1、22 光合作用与细胞呼吸高考生物二轮专题复习学案：2.2 光合作用与细胞呼吸【考纲点击】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。4、叶绿体色素的提取和分离。5、探究酵母菌细胞呼吸的方式。【核心要点突破】一、光合作用过程的分析1、外界条件改变对、H和ATP含量的影响改变条件H和ATP不变停止光照增加下降减少增大适宜光照减少增加增加光照不变停止供应减少增加增加增大供应增加减少减少2、影响光合作用的因素（1）内部因素与植物自身的遗传性有关，与植物叶片的叶龄、叶面积指数也有关。（2）外部因素因素原理图像应用光照强度影响光反应阶段，制约ATP及H的产生，进而制约暗反应欲使植

2、物生长，必须是光照强度大于光补偿点延长光合作用时间，通过轮作。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二氧化碳浓度影响暗反应阶段，制约生成大气中二氧化碳浓度过低时（OA段）植物无法进行光合作用（1）大田中增加空气流动，以增大二氧化碳浓度；（2）温室中可增施有机肥，以增大二氧化碳浓度温度通过影响酶活性进而影响光合作用（主要制约暗反应）（1）大田中适时播种；（2）温室中，增加昼夜温差，保证植物有机物的积累必需矿质元素可通过所参与的与光合作用相关的化合物对光合作用造成直接或间接影响，如钾离子可影响光合产物的运输和积累合理施肥促进叶面积增大，提高酶合成速率，增加光合作用速率。施用有机肥，微生

3、物分解后既可补充二氧化碳又可提供各种矿质元素【典例1】（2010四川高考T3）有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究，结果如下表（净光合速率以的吸收速率表示，其他条件适宜且相对恒定）。下列相关分析，不正确的是光强(mmol光子/m2s)00.10.20.30.40.50.60.70.80.9龙眼光能利用率（%）-2.302.202.001.801.601.501.401.301.20净光合速率（mol CO2 / m2s）-0.602.505.106.557.457.908.208.508.508.50芒果光能利用率（%）-1.201.050.900.850.800.750.700.6

4、50.60净光合速率（mol CO2 / m2s）-2.101.103.705.406.507.257.607.607.607.60A光强大于0.1mmol光子 / ，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减少B光强小于0.5mmol光子/，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量C光强大于0.7mmol光子/，限制净光合速率的主要生态因素是浓度D龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果。【解析】选B。表格数据显示（表中第二行和第四行），光强大于0.1mmol/m2s时，光照增强，两种果树的光能利用率逐渐减少， A正确；对龙眼来说，光强从0.1mmol/m2s到0.7mmol/

5、m2s，净光合速率一直在增加，因此光强为0.5mmol/m2s时，限制净光合速率的因素是光强，而不是叶绿素含量。同法可以判断芒果也是如此，B错误；光强大于0.7mmol/m2s时，龙眼、芒果的净光合速率都不再增加，限制因素是二氧化碳浓度，C正确；龙眼的最大光能利用率（2.30）大于芒果（1.20），但龙眼的最大总光合速率（8.500.6=9.1）反而小于芒果（7.62.1=9.7），D正确。二、光合作用与细胞呼吸的关系1、H和ATP的来源、去向分析光合作用有氧呼吸H来源光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原用于第三阶段还原氧气ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于还原供能用于各项生命活动

6、（植物的还原除外）2、光合速率与呼吸速率的关系真正光合速率=净光合速率+呼吸速率【典例2】（2010全国卷T2）光照条件下，给C3植物和C4植物叶片提供14CO2，然后检测叶片中的14C。下列有关检测结果的叙述，错误的是：A从C3植物的淀粉和C4植物的葡萄糖中可检测到14CB在C3植物和C4植物呼吸过程中产生的中间产物中可检测到14CC随光照强度增加，从C4植物叶片中可检测到含14C的C4大量积累D在C3植物叶肉组织和C4植物叶维管束鞘的C3中可检测到14C【解析】选C。光照条件下，给C3植物和C4植物叶片提供14CO2，在C3植物叶片中14C的去向为14CO2C3（CH2O），在C4植物叶片

7、中14C的去向为CO2C4C3（CH2O），A、B正确；植物光合作用制造的有机物为呼吸作用提供了原料，因而C3、C4植物呼吸过程产生的中间产物中可检测到14C；在一定的范围内，随着光照强度的增加，植物的光合速率增加，C3化合物利用量增加，导致C4化合物大量转化成C3化合物，因此叶片中含14C的C4不会大量积累，C错误；C3植物的叶肉细胞中含叶绿体，维管束鞘细胞中不含叶绿体，有机物的合成在叶肉细胞中，C4植物有机物的合成则在维管束鞘细胞中，因而在C3植物叶肉组织和C4植物叶维管束鞘的C3中可检测到14C，D正确。 【高考真题探究】1、（2010新课标全国高考T2）下列关于呼吸作用的叙述，正确的是

8、 （ ）。A无氧呼吸的终产物是丙酮酸B有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水C无氧呼吸不需要O2的参与。该过程最终有H的积累D质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多【命题立意】本题考查有氧呼吸、无氧呼吸的过程和产物，以及脂肪、糖原进行有氧分解时所释放能量的比较。【思路点拨】解决本题的关键点是：（1）线粒体内膜是有氧呼吸过程中H与氧结合生成水的场所；（2）相同质量的脂肪和糖原在参与有氧呼吸时，前者释放的能量较多。【规范解答】选D。丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的共同产物，但不是终产物，故A项错误。有氧呼吸产生的H，在线粒体内膜上与氧结合生成水，故B错误。无氧呼吸的最终产物是酒精和二

9、氧化碳或乳酸。所以，无氧呼吸过程最终没有H的积累，故C项错误。相同质量的脂肪和糖原比较，前者H原子含量较多，氧化分解时释放的能量多，故D项正确。2、（2010天津理综卷T1）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是 （ ）。 叶绿体基质 类囊体薄膜 线粒体基质 线粒体内膜A. B. C. D.【命题立意】本题以CO2的固定和产生场所为题材，考查有氧呼吸和光合作用的过程、场所、产物，以及细胞器结构的综合知识。【思路点拨】解答本题应熟悉以下关键点：（）光合作用暗反应中O2的固定发生在叶绿体基质中。（）有氧呼吸第二阶段丙酮酸分解成O2和H发生在线粒体基质中。【规范解答】选A。O2的固定是指C5和C

10、O2反应形成2C3的过程。它发生在光合作用的暗反应阶段，是在叶绿体基质中进行的，故应选。O2生成发生在有氧呼吸的第二阶段，即丙酮酸在水的参与下分解成O2和H并生成少量ATP的过程。此过程发生在线粒体基质中，故该选。类囊体薄膜是水的光解、ATP合成、H合成、光能转化为电能再装化为化学能的过程等发生的场所。故不选。线粒体内膜是ATP合成、有氧呼吸第三阶段等发生的场所。故不选。3、（2010海南高考T7）某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是 （ ）。【命题立意】本题通过图示的方式展示了不同的吸收光谱，要求学生能够结合叶绿素b的吸收光谱特征选出对

11、应的图示，考查了学生对基本知识的识记能力和图形分析能力。【思路点拨】解答本题需要注意以下的关键点：（1）叶绿素b的吸收光谱。（2）红光、蓝光、紫光的波长范围 。【规范解答】选A。杨树叶片中提取并分离得到色素主要是叶绿素和类胡萝卜素。其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b。类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。且叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收的是蓝紫光。红光的波长范围是605700nm，蓝光的波长范围是450480nm，紫光的波长范围是400435nm 。A项中，吸收高峰450nm和650nm。450nm介于450480nm范围内，属蓝光；650nm介于605700nm范围

12、内，属红光。故A正确。B项中，吸收高峰440nm和480nm。440nm和480nm介于450480nm内，所以B中的吸收高峰只涉及蓝光；故B不选。同理可推断不选C、D。4、（2010安徽高考T29）I为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25条件下培养，实验结果如图所示。请回答： （1）与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是_，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是_。（2）实验结果表明，在_的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_措施能提高玉米的光能利用率。II（10分）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学

13、查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。 材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田园土与河沙混合，体积比9：1），大小一致的花盆 方法步骤：（1）每个花盆中放置栽培土3kg，并将花盆平均分成A、B两组。 （2）A组各花盆中_，B组各花盆中_。 （3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于_条件下培养。 （4）6周后，_处理10d，每天观察、记录并统计_。 结果预测与分析：_ 。【命题立意】本题通过坐标曲线的分析，考查考生对坐标曲线、光

14、合作用限制因素的分析能力以及提高光能利用率的措施；还通过实验的设计与分析，考查考生对对照实验中自变量、因变量、无关变量的控制能力，以及实验结果的的预测与分析能力。【思路点拨】解决本题应注意以下几点：（1）光照强度、温度、土壤含水量、肥料供应情况均可影响植物光合作用强度；（2）若单独改变某一条件，可以使光合作用强度继续增强，则该条件为此时光合作用的限制因素；（3）在设计对照试验时，除自变量不同外，所有无关变量应相同；应确定合适于观察的因变量，以对实验进行结果的统计与分析。【规范解答】I（1）与D点相比，B点的光照强度较弱，光合作用强度也较弱，因此B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光照强度；C

15、点土壤含水量较少，光合作用强度较低，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量。（2）根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%60%之间时，施肥的效果才能变现出来；从增加光合面积的角度考虑，采取合理密植的措施能提高玉米的光能利用率。II方法步骤：（2）实验的自变量是是否接种摩西球囊霉菌菌种，因此应在A、B两个花盆中一个接种摩西球囊霉菌菌种，一个不接种摩西球囊霉菌菌种；（3）栽上幼苗后，应将两个花盆放在相同且适宜的条件下培养，以避免无关变量的干扰。（4）接种摩西球囊霉菌是否能够提高紫花苜蓿的抗旱能力，可以采用停止浇灌的方法，观察统计紫花苜蓿的死亡率或存活天数。结果预测与分析：

16、比较A、B两组紫花苜蓿的死亡率或存活天数，可以推出接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。【参考答案】.（1）光照强度 土壤含水量 （2）40%60% 合理密植.（2）接种等量的摩西球囊霉菌菌种 不接种 （或接种与A组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种） （3）相同或适宜 （4）干旱（或停止浇水） 紫花苜蓿死亡率（存活率，或存活天数）结果预测与分析：A组紫花苜蓿死亡率低于B组，则可能是接种摩西球囊霉菌具有提高紫花苜蓿的抗旱能力；（ A组紫花苜蓿死亡率等于或高于于B组，则可能是接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力。）5、（2010福建理综T26）回答下列、题.东海原甲藻（简

17、称甲藻）是我国东海引发赤潮的澡种之一，研究甲藻光合作用的生理特征可为认识赤潮发生机理提供重要信息。（一）某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验： 将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组甲藻pH分别设定为60、70、80、90、100，在黑暗中放置12h，然后在适宜光照等条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实验结果绘制成右图。（1）本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定 吸收量来计算净光合速率。 （2）黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到 ，这是控制实验的 变量。（3）若甲藻长时间处于pH100条件下，甲

18、藻 （能、不能）正常生长繁殖，请据图分析说明原因： 。（4）实验表明，甲藻光合作用适宜pH6090但海水在该pH条件下，一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与p、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的 有关。（二）研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为，最适温度为左右，当温度为和3时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在右图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。棉蚜体型微小，能附着于棉花植株上生活繁殖，以吸收棉花汁液为食。为了对面蚜虫害进行监测，科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。调查如下表：调查日期(月日)6l0

19、615 620625 630 75 710 715 720棉蚜数量(只/株)0.424.794l.58261.731181.941976.962175.632171.462173.23（1）棉蚜与棉花的种间关系是 。（2）调查棉蚜种群数量可采用 法。据表分析，调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈 型，在 （日期）左右棉蚜种群增长量最大。（3）若长期使用农药防治棉蚜，会导致棉蚜种群的抗药基因频率 （增大、不变、减少）【命题立意】本题综合考查了影响光合作用速率的因素、光合作用的速率测定、种群的数量增长模型和生物进化的知识，同时也考查了考生的图形、图表解读和绘制图形的能力。【思路点拨】解答本题注意以下的

20、关键点：（1） 净光合作用速率可以用氧气的释放量或二氧化碳的吸收量来表示。（2） 温度和PH值通过影响酶的活性来影响光合作用的速率。（3） 棉蚜的运动范围和体积都较小，不能够用标志重捕法来测定其种群数量。（4） 害虫抗药性的产生是由于害虫中原先就存在抗药性的个体，由于农药的选择，抗药性的个体逐渐被保留下来，而不是由于农药使害虫产生了抗药性。【规范解答】 I.（一 ）（1）净光合速率除了可以用氧气的释放量来表示外，还可以用二氧化碳的吸收量来表示，还可用淀粉的生成量来表示。（2）本题中的实验是探究PH值如何影响净光合作用速率，在光照之前，将每组的藻类黑暗处理12h，这段时间内植物进行呼吸作用会产生

21、二氧化碳而影响培养液的PH值，所以测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到各组原设定的PH，以保证无关变量不变。（3）根据测得的随着PH的变化净光合作用速率的变化曲线可知， pH为100条件下净光合作用速率为负值，所以甲藻长时间处于pH100条件下，不能正常生长繁殖。（4）甲藻处于pH为6090，时，虽然光合作用强度强，甲藻生长快，但是赤潮现象主要是由于水中的N、P含量高，导致水体富营养化而使藻类繁殖过快引起的。（二）根据“温度为和3时，甲藻不能正常生长繁殖”可判定：10 和30时，甲藻能正常生长繁殖，此两温度下的净光合速率应大于0；和3时的净光合速率应小于0 。由于左右为最适温度，所以此温

22、度下净光合速率应最大。通过确定这五点大致可画出甲藻的净光合速率随温度变化的示意曲线。.（1）棉蚜附着于棉花植株上，以吸收棉花汁液为食，故二者为寄生的关系；（2）棉蚜属于运动范围较小的动物，可以采用样方法来调查种群数量；分析表格中的数据可知6月10日30日，棉蚜种群数量逐渐增加，且增长速率逐渐增加，6月30日7月20日，棉蚜种群数量仍然增加，但是增长速率逐渐减小，所以棉蚜种群数量的增长曲线呈S型，且在6月30日种群的增长量最大；（3）棉蚜种群中的抗药性个体经过农药的选择会逐渐积累下来，所以棉蚜种群的抗药基因频率增加。【参考答案】I（一）（1）CO2 （2）原设定的PH 自 （3）不能 因为长时间

23、处于PH10.0的条件下，甲藻的净光合作用为负值，甲藻不能正常生长繁殖（4）富营养（N、P含量）II（1）寄生（2）样方 S 30（3）增大6、(2010江苏高考T33) 不同生态环境对植物光合速率会产生影响。某课题组测定生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片不同时时间的光合速率，结果如右图。 (1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环境因素影影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：请在答题卡的指定位置完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。 从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是 。(2)为提

24、取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入 。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下2-3min后，试管内的氧含量 。 (3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测 (填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是 。【命题立意】本题主要考查综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的有关生物学问题，以及识图和由数据得出正确结论的能力。【思路点拨】解答本题的思路图示如下：【规范解答】（1）绘图时要注意：a.横坐标与纵坐标的标识与单位；b.在绘图过程中取点要准确；c.两种不同曲线的标识。在光合作用中起关键作用的是结合型叶绿

25、素，据表可知，随时间的增加，游离型叶绿素含量不断增加，结合型叶绿素含量不断降低，则导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是结合型叶绿素含量降低。（2）在叶绿素提取的实验中，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入酒精（丙酮）、碳酸钙、石英砂（二氧化硅），加入酒精（丙酮）的目的是使色素溶解；加入碳酸钙的目的是防止色素受到破坏，加入石英砂（二氧化硅）的目的是使研磨更加充分。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下2-3min后，试管内仅有色素不能进行光合作用，因而氧含量基本不变。（3）a图中叶绿体类囊体膜结构破坏，b图中叶绿体类囊体膜结构正常，据图可知：10月1日的光

26、合速率较7月1日低，则a是10月1日的叶绿体照片。【参考答案】 （1）结合型叶绿素含量降低（2）酒精（丙酮）、碳酸钙、石英砂（二氧化硅） 基本不变（3）a 10月1日的光合速率低，a中叶绿体类囊体膜结构破坏【专题模拟演练】一、选择题1. 下列有关光能在叶绿体中转换的说法正确的是 A光照条件下某些叶绿素a能不断丢失和获得电子而形成电子流 BNADPH的生成标志着光能转变成了电能 C电能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADP+中 D不同季节将光能转化为电能的色素不同，叶片变黄后主要依赖叶黄素进行转化2. （2011浙江杭州学军中学高三第二次月考）右图表示某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”的实验

27、改进装置，下列叙述，错误的是 A应向培养皿中倒入层析液B应将滤液滴在a处，而不能滴在b处C实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)D实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色3. （2011山东济南外国语学校高三第一次质量检测）下图为植物在夏季晴天的一昼夜内CO2吸收量的变化情况，对此正确的判断是A该植物进行光合作用的时间区段是bg B植物在a和h时刻只进行呼吸作用，不进行光合作用 C影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度 Dce段与fg段光合速率下降的原因相同4. 2,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6二氯酚靛酚溶液中，对其进行光

28、照，发现溶液变成无色，并有氧气释放。此实验证明 A光合作用在类囊体上进行 B光合作用产物O2中的氧元素来自CO2C光反应能产生还原剂和O2 D光合作用与叶绿体基质无关5. 将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份,在不同的温度下分别暗处理1h,再光照1h(光照强度相同),测其重量变化,得到如下的数据。以下说法错误的是 A轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29B第三组轮藻释放的氧气量最多C四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度D第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2mg6. 细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别不包括 A细胞中是否有线粒体 B是否有氧气参与C最终分解产物的类型 D释放出能量的多少

29、7. 下列关于人体内有氧呼吸和无氧呼吸的比较，正确的是 A二氧化碳只是有氧呼吸的产物 B葡萄糖只能作为有氧呼吸分解的底物C还原氢只在有氧呼吸过程中产生 D无氧呼吸的两个阶段也都能释放能量8. 在密闭、透光的玻璃钟罩内，放着一株盆栽棉花。下图是夏季晴朗的一天中，钟罩内某物质的变化曲线。该曲线可以表示 A一昼夜中，棉花呼吸强度的变化 B一昼夜中，棉花体内有机物总量的变化 C一昼夜中，钟罩内氧气浓度的变化 D一昼夜中，钟罩内二氧化碳浓度的变化9. 如右图所示为细胞呼吸的实验装置，a、b两锥形瓶内各放一些湿棉花，瓶塞上各吊一熟石灰包，并插入温度计，分别有导管从瓶内通入水中。a瓶装入萌发的种子，b瓶装入等量的煮熟种子。48h后，预期所能观察到的变化是 A. a瓶温度上升，与其连接的导管内水上升明显 B.b瓶温度上升，与其连接的导管内水上升明显 C.a瓶温度上升，与b瓶连接的导管内水上升明显 D.b瓶温度上升，与a瓶连接的导管内水上升明显10. 下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法正确的是A能提供给绿色植