专题05光合作用与细胞呼吸讲高考二轮复习生物附解析Word文件下载.docx
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去路
有氧呼吸
无氧呼吸
［H］
葡萄糖和水
葡萄糖
与O2结合生成H2O
还原丙酮酸
ATP
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
4．能量的释放与去向
（1）有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
（2）细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
5．温度对细胞呼吸的影响
（1）原理：
通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
（2）曲线分析
①在最适温度时，呼吸强度最大。
②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。
③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。
（3）应用
①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量。
6．氧气浓度对细胞呼吸的影响
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0<
O2浓度<
10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
3．CO2浓度对细胞呼吸的影响
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
（2）曲线
（3）应用：
在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
4．含水量对细胞呼吸的影响
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
（2）特点：
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。
①粮食在收仓前要进行晾晒处理。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
3．讲典例
【例1】下列有关细胞呼吸的叙述，不正确的是（ ）
A．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
B．有氧呼吸产生的［H］在线粒体内膜中与氧结合生成水
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP
D．无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，合成ATP
【趁热打铁】某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞（ ）
A．主要通过无氧呼吸生成ATP
B．产生的热量远多于其他细胞
C．线粒体基质不参与有氧呼吸
D．没有进行有氧呼吸第三阶段
【答案】B
【解析】早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其它细胞100倍以上，据此可推断其呼吸形式主要是有氧呼吸，A错误；
耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热能多于其他细胞，B正确；
在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段，C错误；
花序细胞的耗氧速率高，而氧气参与有氧呼吸的第三阶段，D错误。
【例2】“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。
下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。
结合所学知识，分析下列说法正确的是（ ）
A．AB段为有氧呼吸，BC段为有氧呼吸和无氧呼吸，CD段为无氧呼吸
B．C点以后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中
D．若运动强度长时间超过C点，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力
【趁热打铁】下列措施（或现象）与细胞呼吸有关，其中解释不正确的是（ ）
A．皮肤被锈钉扎伤后，因缺氧破伤风杆菌不容易大量繁殖
B．低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解
C．种子贮藏前需要晒干，主要是为了降低细胞的有氧呼吸
D．中耕松土有利于植物的有氧呼吸，从而促进对矿质元素的吸收
4．讲方法
1．有关细胞呼吸的6个易错点
（1）不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
（2）无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。
（3）水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。
（4）有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成，并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
（5）真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
（6）原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
2．影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点
（1）影响细胞呼吸的因素并不是单一的。
若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施，若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。
（2）储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。
蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；
种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
3．细胞呼吸速率的测定
（1）实验装置
（2）实验原理：
组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。
单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。
装置乙为对照。
（3）误差的校正
①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。
考向2 光合作用的原理及应用
光合作用的基本过程；
光合作用原理的应用；
影响光合作用速率的环境因素。
预计2017年高考命题会借助图表、坐标曲线考查光合作用的过程、场所、影响因素，多与细胞呼吸结合在一起进行考查。
1．（2016年海南卷，10）下列叙述错误的是（ ）
A．温度和光照会影响CO2的同化速率
B．光合作用中O2的产生发生在光反应阶段
C．光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应
D．土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖
【答案】C
【解析】温度影响酶活性，光照影响光反应，二者均会影响暗反应中CO2的同化速率，A项正确；
光反应分解水，产生O2，B项正确；
光反应产生的ATP和NADPH参与暗反应，C项错误；
硝化细菌属于自养型生物，可以利用CO2和H2O合成糖类。
2．（2016年新课标Ⅱ卷，4）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
3．（2016年新课标Ⅰ卷，30）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：
（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“CO2浓度”或“O2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_____。
【答案】
（1）光照强度
（2）CO2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
【解析】
（1）题图显示：
光照强度低于a时，甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加，因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。
（2）b光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，因此限制甲组植物光合作用的因子不再是光照强度，而是CO2浓度等。
所以，要使甲组的光合作用强度继续升高，可以考虑的措施是提高CO2浓度。
1．叶绿体的结构与功能
（1）结构模式图
（2）结构：
①外表双层膜；
②基质：
含有与暗反应有关的酶；
③基粒：
由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶。
（3）功能：
进行光合作用的场所。
2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
3．光合作用的探究历程
4．光合作用的过程
（1）反应式：
（2）过程：
5．光合作用强度
（1）含义：
植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
（2）两种表示方法
①一定时间内原料的消耗量。
②一定时间内产物的生成量。
2．影响光合作用强度的因素
（1）光照强度
①A点：
光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度；
②AB段：
光照强度加强，光合速率逐渐增强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度；
③B点：
光补偿点，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用；
④BC段：
随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度。
（2）CO2的浓度
光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；
②A′点：
进行光合作用所需CO2的最低浓度；
③B和B′点：
CO2饱和点，即继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加；
④AB段和A′B′段：
在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大
（3）温度
①AB段：
在B点之前，随着温度升高，光合速率增大；
②B点：
酶的最适温度，光合速率最大；
③BC段：
随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零。
【例1】如果某绿色高等植物光合作用的有机产物为葡萄糖，则光合作用的总反应式如下所示。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．该反应式也适用于具有藻蓝素和叶绿素等光合色素的蓝藻
B．追踪CO2中氧原子的转移情况时，该氧原子能转化成氧气
C．该反应式中，CO2消耗的场所与H2O消耗的位置不同
D．当植物体有机物积累量为零时，叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率
【解析】蓝藻是原核生物，细胞中没有叶绿体，其光合作用发生在细胞质中，A错误；
光合作用过程中，二氧化碳中的氧原子转移到了葡萄糖和水中，B错误；
二氧化碳的消耗发生在叶绿体基质中，水的消耗发生在类囊体薄膜上，C正确；
当植物体有机物积累量为零时，植株的呼吸作用速率等于光合作用速率，而叶肉细胞的呼吸速小于光合速率，D错误。
【趁热打铁】下图是光照强度与光合速率关系图，下列说法错误的是（ ）
A．当光照强度＜A时，光合速率＜呼吸速率
B．当光照强度＝A时，呼吸作用释放出的CO2＝光合作用同化的CO2
C．当A＜光照强度＜B时，植物叶片吸收CO2
D．B点以后，限制光合作用的因素包括光照强度、温度、二氧化碳浓度等
【例2】如图表示甲、乙两种植物的CO2吸收量随着光照强度的变化而变化的曲线图。
下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙两植物的最大光合作用强度一样
B．如果在图中M点突然停止光照，短期内叶绿体中五碳化合物的含量将会增加
C．当平均光照强度在X和Y之间（每日光照12h），植物一昼夜中有机物量的变化是甲减少、乙增加
D．当光照强度为Z时，光照强度不再是乙植物的光合作用限制因素，但仍是甲植物的光合作用的限制因素
【趁热打铁】科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率（Pn）日变化情况，并将检测结果绘制成下图。
下列相关说法错误的是（ ）
A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
【解析】早晨日出后光照强度不断增大，使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A项正确；
大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因环境温度过高导致气孔关闭，吸收CO2减少所致，B项错误；
15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，C项正确；
适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加土壤中CO2浓度，是提高大田作物产量的重要措施，D项正确。
1．绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析
（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。
②使用放置数天的叶片，滤液色素（叶绿素）太少。
③一次加入大量的无水乙醇（正确做法：
分次加入少量无水乙醇提取色素）。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
（2）滤纸条色素带重叠：
滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
（3）滤纸条看不见色素带
①忘记画滤液细线或没有提取出色素。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
2．光合作用光反应和暗反应之间的关系
（1）光反应为暗反应提供［H］、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。
（2）没有光反应，暗反应无法进行；
没有暗反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。
3．净光合速率和总光合速率的判定方法
（1）若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总（真）光合速率，若CO2吸收值为负值，则该曲线表示净光合速率。
（2）若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
（3）有机物积累量为净光合速率，制造量为总（真）光合速率。
4．光合作用与细胞呼吸相关计算的两种妙法
（1）“半叶法”——测光合作用有机物的生产量
例如：
某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。
“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。
在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2•h）。
若M＝MB－MA，则M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。
（2）“黑白瓶”中有关光合作用与细胞呼吸的计算方法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；
“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律①：
有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量（或二氧化碳的增加量）为有氧呼吸量；
白瓶中氧气的增加量（或二氧化碳的减少量）为净光合作用量；
二者之和为总光合作用量。
规律②：
没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。
5．光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动
CO2（或光）补偿点和饱和点的移动方向：
一般有左移、右移之分，其中CO2（或光）补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2（或光）饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度（或光照强度），位于横轴上。
（1）呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2（或光）补偿点B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，CO2（或光）补偿点B应右移，反之左移。
（3）阴生植物与阳生植物相比，CO2（或光）补偿点和饱和点都应向左移动
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