（通用版）2022年高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題二 細(xì)胞代謝 考點2 光合作用與細(xì)胞呼吸學(xué)案

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1、（通用版）2022年高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題二 細(xì)胞代謝 考點2 光合作用與細(xì)胞呼吸學(xué)案 1．光合作用與細(xì)胞呼吸過程 (1)物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程 ①物質(zhì)名稱：a.光合色素，b.O2，c.ATP，d.ADP，e.NADPH，f.C5，g.CO2，h.C3。 ②生理過程及場所 序號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 生理過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 有氧呼吸 第一階段 有氧呼吸 第二階段 有氧呼吸 第三階段 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 (2)光合作用和細(xì)胞呼吸中的能量流動 (3)[H]和ATP的來源及去向 比較項目

2、 光合作用 有氧呼吸 [H] 來源 H2O光解產(chǎn)生 有氧呼吸第一、二階段 去向 還原C3 用于第三階段還原O2 ATP 來源 光反應(yīng)階段產(chǎn)生 三個階段都產(chǎn)生 去向 用于C3還原供能 用于各項需能的生命活動 2.光合作用和細(xì)胞呼吸的有關(guān)曲線 (1)CO2濃度 ①圖乙中A點時代謝特點為光合速率與細(xì)胞呼吸速率相等，此時的CO2濃度為CO2補(bǔ)償點，而圖甲中D點時CO2濃度是植物進(jìn)行光合作用時最小CO2濃度，即從D點才開始啟動光合作用。 ②B點和P點的限制因素：外因有溫度和光照強(qiáng)度；內(nèi)因有酶的數(shù)量和活性、C5的含量、色素含量等。 (2)多因素影響

3、曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因素，隨著該因素的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)達(dá)到Q點時，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因素的方法。 (3)聚焦氧氣濃度對細(xì)胞呼吸相關(guān)的兩類曲線中關(guān)鍵點 ①圖甲中O2濃度為0時，并非細(xì)胞呼吸強(qiáng)度為0，而是只進(jìn)行無氧呼吸，氧氣濃度大于0小于10%時兩種呼吸類型均有，大于等于10%時只進(jìn)行有氧呼吸；圖乙中從c點開始也是只進(jìn)行有氧呼吸，并且c點以后隨著氧分壓在一定范圍內(nèi)的增大，有氧呼吸還會加強(qiáng)。另外，圖乙中a、b、c的有氧呼吸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，而無氧呼吸強(qiáng)度逐步減弱，c時降為0。

4、②圖甲中AB＝BC，但是氧濃度為C點時，無氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的量并不相同。 ③圖甲中R點時，細(xì)胞呼吸釋放出的CO2總量最小，由此可知，在儲藏種子或蔬菜水果保鮮時應(yīng)保持低溫、低氧而非無氧。 (4)一晝夜中植物代謝強(qiáng)度變化 ①圖甲中BC段變化原因：由于溫度下降，呼吸酶活性降低，CO2釋放量有所下降。 ②圖甲中CD段，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，相當(dāng)于圖乙中的cd段，光合作用開始的點，圖甲中為C點，圖乙中為c點。 ③圖甲DF段中，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，拐點D表示光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，相當(dāng)于圖乙中d點，圖丙中n點。 ④圖甲中FG段曲線下降趨勢變緩的原因

5、：正午時分，環(huán)境溫度過高導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，吸收CO2減少。GH段罩內(nèi)CO2濃度繼續(xù)下降，說明光合作用強(qiáng)度仍大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；拐點H，罩內(nèi)CO2濃度最低，此時植物體內(nèi)積累的有機(jī)物最多，罩內(nèi)O2濃度最高，此時光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，相當(dāng)于乙圖中h點，丙圖中m點。圖乙中ef段與gh段都是下降趨勢，但原因不同：ef段是由氣孔部分關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足導(dǎo)致的；gh段是由光照強(qiáng)度逐漸減弱導(dǎo)致的。 ⑤圖甲中H點后，光照越來越弱，罩內(nèi)CO2濃度開始增加，說明細(xì)胞呼吸強(qiáng)度已大于光合作用強(qiáng)度；判斷一晝夜植物體內(nèi)出現(xiàn)有機(jī)物積累的依據(jù)是I點時CO2濃度低于A點時，圖丙中一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C

6、－B。 題型一　光合作用和細(xì)胞呼吸的過程及相互關(guān)系 1．(2018·江蘇，29)下圖為某植物葉肉細(xì)胞中有關(guān)甲、乙兩種細(xì)胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題： (1)甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，參與這一過程的兩類色素為________________________，其中大多數(shù)高等植物的________需在光照條件下合成。 (2)在甲發(fā)育形成過程中，細(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白，在細(xì)胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi)，在________________(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi)，在________(填場

7、所)組裝。 (3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進(jìn)入乙，繼而在乙的________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉(zhuǎn)移到ATP中。 (4)乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括____________(填序號)。 ①C3的還原?、趦?nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸?、跦2O裂解釋放O2　④酶的合成 答案　(1)葉綠素、類胡蘿卜素　葉綠素　(2)類囊體薄膜上　基質(zhì)中　(3)丙酮酸　基質(zhì)中　內(nèi)膜上　(4)①②④ 解析　(1)圖中甲是葉綠體，是進(jìn)行光合作用的場

8、所。葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，可以吸收光能，并將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；葉綠素通常需要在有光的條件下才能合成。(2)光反應(yīng)在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行，參與光反應(yīng)的酶(蛋白質(zhì))在細(xì)胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運(yùn)到葉綠體的類囊體薄膜上組裝；CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，催化CO2固定的酶在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)圖中乙為線粒體，是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所。氧氣充足時，光合作用產(chǎn)生的三碳糖可被氧化為丙酮酸后進(jìn)入線粒體，丙酮酸在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解成CO2，同時產(chǎn)生[H]和ATP；有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸的第三階段，即和O2反應(yīng)生成水，同時產(chǎn)生大量ATP。葉綠體中產(chǎn)生的過多的

9、還原能通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成NADPH，NADPH可通過參與有氧呼吸第三階段產(chǎn)生ATP。(4)由圖示可知，乙(線粒體)產(chǎn)生的ATP能夠進(jìn)入甲(葉綠體)，所以在線粒體中合成的ATP可以用于C3的還原，同時還能用于內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸、酶的合成等；水的光解不需要ATP。 2．(2018·衡水武邑中學(xué)三調(diào))光合作用和有氧呼吸過程中都有[H]的生成和利用，下列分析中合理的是(　　) A．從本質(zhì)上講，二者都具有還原性，是同一種物質(zhì)，數(shù)量相同，功能相同 B．從去路上看，前者產(chǎn)生的[H]用于還原C3，后者與O2結(jié)合生成H2O C．二者產(chǎn)生的[H]在還原底物時，都釋放出大量的能量 D．從來源上看，前者來源于水的

10、光解，后者來源于丙酮酸和產(chǎn)物中的H2O 答案　B 解析　從本質(zhì)上講，二者都具有還原性，但不是同一種物質(zhì)，有氧呼吸產(chǎn)生的[H]是NADH，光合作用產(chǎn)生的[H]是NADPH，A錯誤；光合作用產(chǎn)生的[H]用于還原C3 ，有氧呼吸產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合生成H2O，B正確；C3的還原消耗ATP，該過程不釋放大量能量，C錯誤；光合作用產(chǎn)生的[H]來源于水的光解，有氧呼吸產(chǎn)生的[H]來源于葡萄糖和H2O，D錯誤。 方法規(guī)律　“圖解法”理解光合作用與細(xì)胞呼吸 (1)過程聯(lián)系 (2)物質(zhì)聯(lián)系 ①C元素：CO2(CH2O)丙酮酸CO2。 ②O元素：H2OO2H2O。 ③H元素：H2O[H](C

11、H2O)[H]H2O。 (3)能量聯(lián)系 題型二　光合作用和細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用 3．(2018·全國Ⅱ，30)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題： (1)由圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________ ______________________________________________

12、__________________________。 (2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的________反應(yīng)受到抑制。 (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機(jī)溶劑是________________________________________________________________________。 答案　(1)下層　A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時所需的光照強(qiáng)度低于B葉片　(2)暗　(3)無水乙醇 解析　探究某種樹木樹冠上下層葉片的凈光合速率，給出了來自

13、樹冠不同層的A、B兩種葉片的光照強(qiáng)度與凈光合速率的關(guān)系曲線圖，圖中也顯示出A、B兩種葉片的呼吸速率。(1)根據(jù)題圖中的曲線可知，A葉片凈光合速率最大時，對應(yīng)的光照強(qiáng)度約為1 200 μmol·m－2·s－1，B葉片凈光合速率最大時，對應(yīng)的光照強(qiáng)度至少為2 000 μmol·m－2·s－1，即A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時所需的光照強(qiáng)度低于B葉片，因此A葉片位于樹冠下層。(2)當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時，A葉片的放氧速率不變，但凈光合速率下降，原因可能是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制。(3)常用的提取葉綠素的有機(jī)溶劑是無水乙醇。 4．(2018·青島一模)如圖是北方某干旱地區(qū)夏日晴朗天氣，黃瓜葉片凈光合

14、速率與胞間CO2濃度的日變化曲線。請回答下列問題： (1)據(jù)圖推測13：00時，________(填“增加”或“降低”)環(huán)境的相對濕度可降低黃瓜光合作用“午休”的程度，其原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)有同學(xué)認(rèn)為，17：00～18：00胞間CO2濃度快速上升的原因是呼吸速率大于光合速率，你認(rèn)為是否正確？________，理由是____________________

15、____________________ ________________________________________________________________________。 (3)玉米、甘蔗等植物細(xì)胞中有一種酶，能通過系列反應(yīng)將CO2“泵”入某些進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，保證暗反應(yīng)順利進(jìn)行。在干旱缺水地區(qū)，與11：00時相比，13：00時該類植物光合作用速率反而有所升高，除光照、溫度等因素外，主要原因是____________________。 答案　(1)增加　避免因部分氣孔關(guān)閉導(dǎo)致胞間CO2濃度較低，進(jìn)而影響暗反應(yīng)速率　(2)否　由圖中實驗結(jié)果可知該時間段凈光合速率大于零　

16、(3)該類植物能利用較低濃度的CO2 解析　(1)圖中13：00時黃瓜光合作用出現(xiàn)了“午休”現(xiàn)象，是由部分氣孔關(guān)閉導(dǎo)致二氧化碳吸收不足，進(jìn)而影響光合作用暗反應(yīng)導(dǎo)致的，適當(dāng)增加環(huán)境的相對濕度可降低黃瓜光合“午休”的程度。(2)由圖中實驗結(jié)果可知，17：00～18：00之間黃瓜的凈光合速率大于零，說明其光合速率大于呼吸速率。(3)根據(jù)題意分析，玉米、甘蔗等植物細(xì)胞中有一種酶，能通過系列反應(yīng)將CO2“泵”入某些進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，保證暗反應(yīng)順利進(jìn)行，即玉米、甘蔗等植物能利用較低濃度的CO2，所以在干旱缺水地區(qū)，與11：00時相比，13：00時該類植物光合作用速率反而有所升高。 方法規(guī)律　?？嫉闹参铩叭省眴栴}圖解