(新高考)高考生物一輪復(fù)習(xí)課件第三單元光合作用與細胞呼吸(含解析)

第三單元光合作用與細胞呼吸知識主線思維串聯(lián)線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)光照、溫度、CO2

1.光合作用與細胞呼吸的過程圖解微專題1光合作用與細胞呼吸的關(guān)系H2O[H](CH2O)CO2＋H2O＋能量C2H5OH＋CO22.光合作用與細胞呼吸中[H]、ATP來源與去路NADHNADPH水的光解提醒：①無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP，第二階段不能產(chǎn)生ATP，[H]在第一階段產(chǎn)生，第二階段被利用，無[H]的積累。②無氧呼吸過程只生成少量ATP，大部分能量存留在酒精或乳酸中。3.明確3種元素的轉(zhuǎn)移途徑①②③CO2CO2有氧呼吸H2O[H]4.四種狀況下“光合與呼吸”的關(guān)系題型一結(jié)合光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系，意在考查分析判斷能力1.(2019·海南卷，12)下列關(guān)于綠色植物的敘述，錯誤的是(

)A.植物細胞在白天和黑夜都能進行有氧呼吸B.植物細胞中ATP的合成都是在膜上進行的C.遮光培養(yǎng)可使植物葉肉細胞的葉綠素含量下降D.植物幼莖的綠色部分能進行光合作用和呼吸作用解析有氧呼吸不需要光照，植物細胞在白天和黑夜都能進行有氧呼吸，A正確；植物細胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)也可以合成ATP，B錯誤；合成葉綠素需要光照，遮光培養(yǎng)會導(dǎo)致光照減弱，會導(dǎo)致葉肉細胞的葉綠素含量下降，C正確；植物幼莖的綠色部分含有葉綠體，能進行光合作用，所有的活細胞都能進行呼吸作用，D正確。答案B2.(2019·廣東深圳市調(diào)研)為了探究某地冬季溫室大棚內(nèi)溫度和CO2濃度對黃瓜光合作用的影響，某研究小組將黃瓜植株分為五組(一組作為對照組，其他四組作為實驗組)，保持各組光照強度和濕度等條件相同且最為適宜，在光照培養(yǎng)箱中測定各組葉片的凈光合速率，各組實驗處理及結(jié)果如表所示：組別項目對照組實驗組一組二組三組四組實驗處理溫度/℃1212122025CO2濃度/(100μL·L－1)610151515實驗結(jié)果凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)9.713.215.123.330.9回答下列問題：(1)黃瓜植株葉片光合作用產(chǎn)生的O2中的O來自于____________，O2除部分釋放到外界以外，還有部分可以參與細胞有氧呼吸，與________(填“NADH”或“NADPH”)結(jié)合釋放出大量能量。(2)根據(jù)本實驗結(jié)果，可以推測冬季溫室大棚中對黃瓜凈光合速率影響較大的環(huán)境因素是________，其依據(jù)是________________________________________________；并可以推測冬季溫室大棚要提高黃瓜凈光合速率的措施是_________________________________________________________________________________________。(3)該研究小組同時測定了33℃時與第四組在其他條件相同情況下的黃瓜凈光合速率，發(fā)現(xiàn)與第四組實驗結(jié)果相同，推測其原因是___________________________________________________________________________________________________。解析

(1)光合作用過程中，H2O光解產(chǎn)生O2，O2還可以參與細胞有氧呼吸的第三階段，與NADH(還原型輔酶Ⅰ)結(jié)合產(chǎn)生水，并釋放大量能量。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，一組和二組實驗結(jié)果對比說明在相同溫度條件下，CO2濃度改變產(chǎn)生的凈光合速率差值是15.1－13.2＝1.9(μmol·m－2·s－1)，而三組和四組實驗結(jié)果對比說明在相同CO2濃度條件下，溫度改變產(chǎn)生的凈光合速率差值是30.9－23.3＝7.6(μmol·m－2·s－1)，故溫度對溫室大棚中黃瓜凈光合速率影響較大。就本實驗而言，適當提高溫室大棚中的溫度和CO2濃度都可以提高黃瓜凈光合速率。(3)經(jīng)測定，在其他條件均相同的情況下，33℃與25℃的凈光合速率相同，根據(jù)凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率可知，實際光合速率與呼吸速率差值不變，而溫度改變對光合作用和呼吸作用均有影響，故推測其原因是溫度改變使黃瓜植株光合速率和呼吸速率的改變量相同。答案(1)水(或H2O)

NADH(2)溫度相同CO2濃度條件下，溫度改變時凈光合速率變化較大適當提高溫室大棚中的溫度(和CO2濃度)(3)溫度改變使黃瓜植株光合速率和呼吸速率的改變量相同，即二者速率的差值(凈光合速率)保持不變(答案合理均可)題型二借助光合作用與細胞呼吸在生活中的應(yīng)用，考查社會責(zé)任3.(2019·全國卷Ⅱ，2)馬鈴薯塊莖儲藏不當會出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細胞的無氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是(

) A.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖 B.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來 C.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATP D.馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生解析馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，葡萄糖是細胞呼吸的原料而不是產(chǎn)物，A錯誤；在馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的第一階段，葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，第二階段在相應(yīng)酶的催化下，丙酮酸和[H]轉(zhuǎn)化為乳酸，B正確；在馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的第一階段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸和少量[H]，并且釋放出少量能量，形成少量ATP，C錯誤；一般來說，氧氣濃度的升高會抑制細胞的無氧呼吸，故馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高不會增加酸味的產(chǎn)生，D錯誤。答案B4.(2019·豫南九校聯(lián)考)在自然光照下，有些植物的光合速率并不能達到最大值，需要進行適當?shù)恼诠馓幚?。某科研人員為了探究適合某種草莓種植的遮光程度，進行了相關(guān)實驗，結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)遮光程度屬于該實驗的________，不遮光組的光照強度類似于夏季晴朗天氣的正午時刻，植物在該時段光合速率相比10點要偏低的原因是___________________________________________________________________________________。(2)在遮光后的短時間內(nèi)，葉肉細胞的葉綠體中C3含量會________。(3)坐標曲線中的單位時間內(nèi)，植株干重減去實驗開始前的初始干重表示的是植物的________，如果要測量真正光合速率，則還需要測量________，測量時需要在________條件下進行。(4)要進一步確定最適合的遮光程度，可以在題圖中的遮光________之間進一步實驗，設(shè)置多組實驗，相鄰組遮光程度差更________，這樣可以降低誤差，更精確地確定合適的遮光程度。解析

(1)本實驗的目的是探究適合某種草莓種植的遮光程度，所以遮光程度是該實驗的自變量。夏季晴朗天氣的正午時刻氣溫太高，植物葉片上的氣孔大多關(guān)閉，導(dǎo)致進入葉片的CO2量減少，從而導(dǎo)致光合速率降低。(2)剛遮光時，由于光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和ATP減少，導(dǎo)致C3的還原速率降低，而CO2的固定速率短時間內(nèi)不改變，所以葉綠體中C3的含量會增加。(3)單位時間內(nèi)植株干重的變化量表示的是凈光合速率，所以根據(jù)實驗所測的數(shù)據(jù)可推測凈光合速率，但真正光合速率等于凈光合速率與呼吸速率之和，所以欲測定真正光合速率還需要測定呼吸速率。測定植物的呼吸速率需要在黑暗條件下進行。(4)要進一步確定最適合的遮光程度，可以在題圖中的遮光Ⅰ和遮光Ⅲ之間再設(shè)置幾組實驗，相鄰組遮光程度差在更小的遮光程度范圍內(nèi)進行實驗時，實驗的誤差更小。答案(1)自變量氣溫太高，氣孔大多關(guān)閉，植物從外界吸收的CO2量減少，致使光合作用速率降低(其他合理答案也可)(2)增加(3)凈光合速率呼吸速率黑暗(4)Ⅰ～Ⅲ小1.掌握影響細胞呼吸的“四類”曲線微專題2影響光合作用和細胞呼吸的因素消耗提醒：①不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。②人和動物細胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所是線粒體；酵母菌細胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)。2.把握影響光合作用因素的3類曲線光反應(yīng)溫度提醒：①光合作用中色素吸收光能不需要酶的參與。②葉綠體中的色素能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換光能，不能制造能量。③藍藻沒有葉綠體，但含有葉綠素和藻藍素，能進行光合作用。④光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)不會立刻停止，因為光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP還可以維持一段時間的暗反應(yīng)，但在無光條件下不可以長期進行。題型一圍繞光合作用的影響因素，考查科學(xué)思維能力1.(2019·重慶市七校聯(lián)考)如圖所示為研究光照強度和CO2濃度對某植物光合作用強度的影響曲線。下列有關(guān)敘述中錯誤的是(

)A.曲線A→B點，葉綠體中C3濃度降低B.B→D點，葉綠體中C5濃度升高C.曲線A→B點，葉綠體中C5生成速率降低D.D點時，限制光合作用強度的環(huán)境因素可能有CO2濃度和溫度等解析

A→B的過程中CO2濃度不變，C3的生成速率不變，但B點光照強度大于A點，B點產(chǎn)生的[H]和ATP的量高于A點，C3還原過程增強，C3濃度降低，A正確；B點和D點的光照強度相等，[H]和ATP產(chǎn)生量相同，C5的生成速率不變，但B點CO2濃度大，C5消耗量增大，則D點C5濃度高于B點，B正確；曲線A→B過程中CO2濃度不變，但B點光照強度大于A點，B點產(chǎn)生的[H]和ATP多于A點，B點C5生成速率高于A點，C錯誤；D點后，光合作用強度不再隨光照強度的增加而增大，則D點時限制光合作用強度的因素可能是CO2濃度和溫度等，D正確。答案

C2.(2019·4月浙江選考，30改編)回答與光合作用有關(guān)的問題：(1)在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”活動中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培養(yǎng)小球藻一段時間。當用綠光照射該溶液，短期內(nèi)小球藻細胞中C3的含量會________。光反應(yīng)為C3還原提供的物質(zhì)是________。若停止CO2供應(yīng)，短期內(nèi)小球藻細胞中C5的含量會________。研究發(fā)現(xiàn)Rubisco是光合作用過程中的關(guān)鍵酶，它催化CO2被固定的反應(yīng)，可知該酶存在于葉綠體________中。(2)在“光合色素的提取與分離”活動中，提取新鮮菠菜葉片的色素并進行分離后，濾紙條自上而下前兩條色素帶中的色素合稱為________。分析葉綠素a的吸收光譜可知，其主要吸收可見光中的________光。環(huán)境條件會影響葉綠素的生物合成，如秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與________抑制葉綠素的合成有關(guān)。解析(1)光合色素對綠光吸收最少，所以用綠光照射后短時間內(nèi)C3的還原速率下降，二氧化碳固定速率不變，所以C3的含量會增加。光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]參與了暗反應(yīng)中C3還原為糖的過程。若停止CO2供應(yīng)，短期內(nèi)C3的還原速率不變，二氧化碳的固定速率下降，則C5的含量會增加。暗反應(yīng)發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)。(2)提取新鮮菠菜葉片的色素并進行分離后，濾紙條自上而下前兩條色素帶中的色素為胡蘿卜素和葉黃素，合稱為類胡蘿卜素。葉綠素a主要吸收藍紫光和紅光。秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與低溫抑制葉綠素的合成有關(guān)。答案(1)增加ATP和[H]增加基質(zhì)(2)類胡蘿卜素藍紫光和紅低溫題型二圍繞光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用，考查科學(xué)思維能力3.(2019·山東濰坊市質(zhì)檢)龍血樹在《本草綱目》中被譽為“活血圣藥”，有消腫止痛，收斂止血的功效，也常作為觀賞栽培植物。下圖甲、乙分別為龍血樹在不同條件下光合速率和呼吸速率的變化曲線[單位：(mmol·cm－2·h－1)]。請回答以下問題：(1)據(jù)甲圖分析，持續(xù)光照條件下，龍血樹在________℃下，生長最快。40℃條件下，若黑夜和白天時間相等，龍血樹能否正常生長？________，判斷依據(jù)是：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若甲圖數(shù)據(jù)是在光照強度充足的情況下測得的，則乙圖是在________℃條件下測定的。(3)如果龍血樹在圖乙中E點光照強度下，一天光照10h、黑暗處理14h，則1cm2的葉片24h內(nèi)消耗環(huán)境中的CO2是________mmol。解析

(1)據(jù)甲圖可知，持續(xù)光照條件下龍血樹在30℃時，凈光合速率最大，生長最快。40℃條件下，龍血樹凈光合速率和呼吸速率相等，若白天時間小于或等于黑夜時間時，則有機物不會積累，影響植物生長。(2)乙圖龍血樹的呼吸速率為2，最大凈光合速率為8，對應(yīng)甲圖的30℃。(3)E點光照強度下，凈光合速率為4，呼吸速率為2，10h光照條件下，需消耗的CO2是40mmol，而14h的黑暗條件，呼吸作用可提供的CO2是28mmol，故1cm2的葉片24h內(nèi)消耗環(huán)境中的CO2是12mmol。答案

(1)30不能40℃條件下凈光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜時間相等，有機物不會積累，影響植物生長(2)30

(3)124.(2019·全國卷Ⅰ，29)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。回答下列問題。 (1)經(jīng)干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力________。 (2)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。解析(1)經(jīng)干旱處理后，植物根細胞的細胞液濃度增大，細胞液和外界溶液的濃度差增大，植物根細胞的吸水能力增強。(2)干旱處理后，葉片氣孔開度減小，使CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)減弱，從而導(dǎo)致光合作用減弱。(3)本實驗需先設(shè)計干旱處理與非干旱處理的對照，證明干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的；再設(shè)計在干旱條件下ABA處理組與非ABA處理組的對照，證明干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的。答案(1)增強(2)降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少(3)取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變重點題型光合作用與細胞呼吸的實驗設(shè)計1.解讀總光合速率與呼吸速率的關(guān)系(1)圖示(2)解讀①A點：_________________。②AB段：總光合速率＜呼吸速率。③B點：為__________，總光合速率＝呼吸速率。④B點以后：總光合速率＞呼吸速率。⑤C點：C點對應(yīng)的光照強度為光飽和點。只進行細胞呼吸光補償點2.呼吸速率和凈光合速率的測定方法(如下圖)NaOH黑暗NaHCO3光照提醒：①在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎(chǔ)上可計算得出二者之和，此即“總光合速率”。②物理誤差的校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。對照裝置與兩裝置相比，不同點是用“死亡的綠色植物”代替“活的綠色植物”，其余均相同。3.光合作用與細胞呼吸實驗設(shè)計中實驗條件的控制方法(1)增加水中氧氣——泵入空氣或放入綠色水生植物。(2)減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋，或煮沸冷卻。(3)除去容器中的二氧化碳——氫氧化鈉溶液。(4)保持容器中二氧化碳濃度相對穩(wěn)定——NaHCO3溶液。(5)除去葉片中原有的淀粉——置于黑暗環(huán)境中較長時間。(6)除去光合作用對細胞呼吸的干擾——給植株遮光。(7)消除種子表面微生物對種子細胞呼吸速率測定的影響——消毒。(8)除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱(脫色)。(9)得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。1.(2019·西安高新一中調(diào)研)銀邊天竺葵葉片邊緣細胞因不含葉綠體而顯白色(如圖中b所示)。將整株銀邊天竺葵放在黑暗中兩天，再進行如圖所示的處理。兩小時后取該葉片經(jīng)酒精脫色處理，滴加碘液顯色后觀察。下列實驗結(jié)果分析正確的是(

)A.實驗中a處和b處兩部分對照證明光合作用需要光B.實驗中a處和c處兩部分對照證明光合作用需要CO2C.實驗中a處和遮光紙遮擋部分對照證明光合作用發(fā)生于葉綠體中D.無論實驗時間長短，b處始終不變藍色解析

a、b處均接受光照，但b處無葉綠體，證明光合作用需要葉綠體，A錯誤；a、c處均有葉綠體，且均接受光照，但c處無CO2，證明光合作用需要CO2，B正確；實驗中a處和遮光紙遮擋部分均有CO2，但后者無光，證明光合作用需要光照，C錯誤；如果實驗中光照時間過長，a處產(chǎn)生的淀粉會向未產(chǎn)生淀粉部分(b處等)運輸，導(dǎo)致滴加碘液后，b處也能變?yōu)樗{色，D錯誤。答案

B2.(2019·中原名校聯(lián)考)如圖甲為在一定濃度CO2緩沖液、其他最適條件下培養(yǎng)的植物，圖乙的a、b為培養(yǎng)過程中一些量的相對值的變化，下列說法不正確的是(

)A.若圖乙表示甲圖中植物葉肉細胞內(nèi)C3的變化，則a到b可能是突然停止光照或光照減弱B.若圖乙表示甲圖完全培養(yǎng)液中鉀離子的濃度，由a到b的變化說明植物對鉀離子吸收的相對速率小于對水分吸收的相對速率C.若圖乙表示甲圖植物呼吸速率的變化，則可能是由遮光改為照光D.若圖乙表示甲圖植物光合速率由a到b變化，則可能是適當提高了CO2緩沖液的濃度解析若圖乙表示甲圖中植物葉肉細胞內(nèi)C3的變化，則a到b表示C3的含量增多，可能是突然停止光照或光照減弱，使光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，C3化合物的還原減弱所致，A正確；若圖乙表示甲圖完全培養(yǎng)液中鉀離子的濃度，由a到b表示鉀離子的濃度上升，這說明植物對鉀離子吸收的相對速率小于對水分吸收的相對速率，B正確；光照強度影響光合速率，基本不影響呼吸速率，C錯誤；適當提高CO2濃度即CO2緩沖液的濃度，可以加快光合速率，D正確。答案

C3.(2019·原創(chuàng)預(yù)測題)為