专题4 光合作用和细胞呼吸.docx

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专题4光合作用和细胞呼吸

北师特高考复读学校二轮生物学案

专题四　光合作用和细胞呼吸2017.2.28

第一部分：

考点:

1.细胞呼吸（II）2.光合作用（II）3.同化作用和异化作用（I）

1．理清有氧呼吸“三”个阶段中的场所及物质和能量变化

（1）第一阶段——细胞质基质：

消耗葡萄糖，产生丙酮酸，释放少量能量。

（2）第二阶段——线粒体基质：

分解丙酮酸，释放CO2，释放少量能量。

（3）第三阶段——线粒体内膜：

[H]与O2结合产生H2O，释放大量能量。

2．注意无氧呼吸的3点提醒

（1）产物不同的原因

①直接原因是参与催化的酶不同。

②根本原因是控制酶合成的基因不同。

（2）只释放少量能量的原因：

其余能量储存在分解不彻底的产物——酒精或乳酸中。

（3）水稻等植物长期水淹后烂根的原因：

无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。

3．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线

（1）甲图：

温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。

（2）乙图：

①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。

②0

随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。

③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。

④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。

（3）丙图：

自由水含量较高时呼吸作用旺盛。

（4）丁图：

CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。

4．记牢探究酵母菌细胞呼吸方式的原理

（1）CO2＋澄清石灰水→混浊。

（2）CO2＋溴麝香草酚蓝水溶液→由蓝变绿再变黄。

（3）酒精＋橙色重铬酸钾溶液

灰绿色。

[辨析9个易错点]

1．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累。

（×）

2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。

（×）

3．无氧呼吸的最终产物是丙酮酸。

（×）

4．葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧呼吸时。

（×）

5．无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。

（×）

6．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。

（√）

7．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜。

（×）

8．利用重铬酸钾检测酵母菌培养液中的酒精必须在碱性条件下进行。

（×）

9．人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。

（×）

1．误认为有氧呼吸的场所只有线粒体

（1）原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。

（2）真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。

2．呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。

3．线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。

无线粒体的真核细胞（或生物）只能进行无氧呼吸，如成熟红细胞，蛔虫等，一些原核生物无线粒体，但进行有氧呼吸。

1．解答此类试题的关键是理解不同因素对细胞呼吸的影响。

O2促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸；温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性；水分主要通过自由水含量影响代谢过程，进而影响细胞呼吸。

2．要学会在不同的情境中找出影响细胞呼吸的主要因素。

如中耕松土和防止水淹导致的作物根系腐烂都是从O2影响植物根系有氧呼吸入手；晒干后保存作物种子是从自由水含量影响种子代谢入手；冷藏保鲜则是从温度影响酶的活性入手。

生物呼吸类型判定实验设计

探究某生物材料的细胞呼吸类型（假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响），某同学设计实验装置如图，实验结果如下：

甲　　　　　　　　　乙

（1）若甲液滴左移，乙液滴不动，则只进行有氧呼吸。

（2）若甲液滴不动，乙液滴右移，则只进行无氧呼吸。

（3）若甲液滴左移，乙液滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

（4）物理误差的校正：

除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。

1．理清光合色素的种类、作用及提取和分离的原理

（1）色素提取和分离的原理

①色素提取：

叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂——无水乙醇中，因此，可以用无水乙醇提取色素。

②色素分离：

叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢，这样，叶绿体中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

（2）四种色素在滤纸条上的位置及所吸收的光

①最上：

胡萝卜素，橙黄色，主要吸收蓝紫光。

②稍上：

叶黄素，黄色，主要吸收蓝紫光。

③稍下：

叶绿素a，蓝绿色，主要吸收红光和蓝紫光。

④最下：

叶绿素b，黄绿色，主要吸收红光和蓝紫光。

（3）光合色素吸收的光能有2大重要用途

①分解H2O产生O2和[H]；②合成ATP。

2．熟练填写光合作用的过程图解

3．辨清参与光合作用的色素和酶的场所

（1）参与光合作用的色素：

只存在于叶绿体类囊体薄膜上，液泡中的色素不参与光合作用。

（2）参与光合作用的酶：

存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。

4．分析环境因素骤变时，ATP、[H]、C3、C5、（CH2O）合成量的变化

条件

曲线

CO2供应不变；光照强度由强到弱

光照不变，CO2量由充足到不足

5.理解环境因素对光合作用的影响

（1）光照强度（如右图）。

①原理：

主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生。

②P点后的限制光合速率的环境因素为温度、CO2的浓度。

（2）CO2的浓度（如右图）。

①原理：

影响暗反应阶段C3的生成。

②P点后的限制光合速率的环境因素为温度、光照强度。

（3）温度：

通过影响酶的活性而影响光合作用。

[辨析12个易错点]

1．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。

（√）

2．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。

（√）

3．光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。

（√）

4．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。

（×）

5．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低。

（√）

6．离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应。

（√）

7．适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前高。

（√）

8．叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠。

（×）

9．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢。

（×）

10．提取叶绿素时，加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏。

（√）

11．提取叶绿素的实验中，研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分。

（√）

12．利用纸层析法可分离出4种叶绿体色素。

（√）

叶绿体色素提取和分离实验的异常现象

（1）提取液颜色浅的原因：

①研磨不充分，色素未充分提取出来。

②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。

③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。

（2）滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。

（3）滤纸条上看不见色素带的原因：

①忘记画滤液细线。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。

分析光照强度、CO2浓度、温度与光合速率的变化曲线

1．曲线图

2．图形分析：

在P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。

随着该因素的不断增强，光合速率不断提高。

在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要提高光合速率，可适当提高图示的其他因素的含量或强度等。

1．理清光合作用与细胞呼吸的关系

2．解读真正（总）光合速率、表观（净）光合速率与呼吸速率的关系

（1）图示

（2）解读

①A点：

只进行细胞呼吸。

②AB段：

光合速率<呼吸速率。

③B点：

光合速率＝呼吸速率，称为光补偿点。

④B点以后：

光合速率>呼吸速率。

⑤C点：

称为光饱和点。

（3）明确最常用计算公式

净光合速率（O2释放量或CO2吸收量）＝总光合速率（O2产生量或CO2固定量）－细胞呼吸速率（O2消耗量或CO2产生量）。

3．曲线分析植物光合作用与细胞呼吸的关系

（1）a点：

凌晨3～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。

（2）b点：

上午5时左右，开始进行光合作用。

（3）bc段：

光合速率小于呼吸速率。

（4）c点：

上午6时左右，光合速率等于呼吸速率。

（5）ce段：

光合速率大于呼吸速率。

（6）d点：

温度过高，部分或全部气孔关闭，出现“午休现象”。

（7）e点：

下午6时左右，光合速率等于呼吸速率。

（8）ef段：

光合速率小于呼吸速率。

（9）fg段：

停止光合作用，只进行细胞呼吸。

[辨析6个易错点]

1．净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。

（√）

2．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。

（×）3．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP。

（×）4．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量。

（√）5．将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。

（√）6．如图是夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，则甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物积累量最多；曲线b～c段和d～e段下降的原因相同。

（×）

净光合速率、总光合速率和呼吸速率的表示方法

1．净光合速率的表示方法：

常用一定时间内有机物积累量、CO2吸收量或O2的释放量表示。

2．呼吸速率的表示方法：

植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。

3．真光合速率的表示方法：

常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或者有机物产生量表示。

第二部分模拟练习：

1.（东城21）下列属于核DNA复制、转录和翻译的共同之处的是（C）

A.时期相同B.场所相同C.都需要消耗能量D.原料相同

2.（朝阳6）右图表示细胞呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。

下列相关叙述正确的是D

A.①和③都有磷脂双分子层B.①和②所含酶的种类相同

C.②和③都能产生大量ATPD.甲、乙分别是丙酮酸、［H］

3.（朝阳7）下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。

下列有关叙述错误的是C

A.t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，且水光解

加快、O2释放增多

B.t2→t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加CO2浓度，光合速率将再提高

C.t3→t4，光照强度不变，光合速率提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果

D.t4后短时间内，叶绿体中ADP、Pi和C3化合物的含量升高，C5化合物的含量降低

4.（朝阳33）取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其它条件一致。

照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如右图所示。

下列叙述错误的是B

A.装置内增加的氧气来自于水

B.光照强度为a时，光合作用停止

C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低

D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系

5.（石景山4）下列有关ATP的说法正确的是D

A.ADP转化为ATP需要Pi、酶、腺苷、能量

B.人体细胞内储存有大量的ATP

C.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所

D.光合作用和细胞呼吸都能产生ATP

6.（石景山32）（8分）下表为在一定浓度的CO2和适当的温度（25℃）条件下，测得的小麦光合作用和细胞呼吸的相关数据，请回答下列问题：

光合速率等于呼吸速率时的光照强度

光饱和时的

光照强度

光饱和时的

CO2吸收量

黑暗条件下

CO2释放量

3千勒克司

9千勒克司

32mg/100cm2叶·h

8mg/100cm2叶·h

（1）当光照强度超过9千勒克司时，小麦光合速率不再增加。

结合光合作用的过程分析造成这种现象的主要原因是。

（2）当光照强度为9千勒克司时，小麦合成葡萄糖的量为mg/100cm2叶·h（精确到0.1）。

（3）若其他条件保持不变，适当提高CO2浓度，小麦的光补偿点（大于、等于、小于）3千勒克司。

（4）为了探究高温（30℃）、强光照（15千勒克司）对小麦叶片与玉米叶片光合作用影响程度的差异，研究小组设计了下表所示的实验方案。

组别

材料

实验条件

CO2吸收量

（mg/100cm2叶·h）

1

小麦

叶片

25℃、9千勒克司

a

2

30℃、15千勒克司

b

3

玉米

叶片

25℃、9千勒克司

c

4

30℃、15千勒克司

d

①实验测得c≈d，说明。

②有人认为上述实验方案可去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论。

这种做法（可行、不可行），理由是。

（1）CO2浓度影响了碳反应的进程（或碳反应慢于光反应）

（2）27.3（2分）

（3）小于

（4）

高温、强光照对玉米光合作用影响不大

不可行

通过2、4组相互对照只能得出两种植物在高温、强光照下光合速率的差异；（1分）

缺乏自身对照，不能得出该条件分别对两种植物光合速率影响程度的大小（1分）

北师特高考复读学校二轮复习生物

习题

专题三　酶和ATP2017.03.01

1.（丰台8）某些细菌能生长在乙醇（C2H5OH）或乙酸（CH3COOH）作为唯一碳源的培养基中，科学家测定这两种化合物穿过细菌细胞膜的速率如下表所示，下列叙述不合理的是B

碳源的浓度

/（mmol/L）

转运速率/（mol/min）

乙醇（C2H5OH）

乙酸（CH3COOH）

0.1

2

18

0.3

6

46

1.0

20

100

3.0

60

150

10.0

200

182

A.这些细菌的同化作用类型为异养型B.乙醇比乙酸进入细菌的速度快

C.乙酸穿过细胞膜可能需要载体蛋白D.乙醇进入细菌的方式为自由扩散

2.（丰台9）下列关于有氧呼吸的叙述正确的是A

A.产生的能量大部分以热能的形式散失B.氧气参与连续氧化的全过程

C.该过程产生的水能满足生命活动所需D.光合作用为该过程的可逆反应

3.（丰台10）科学家将离体叶绿体浸泡在pH=4的酸性溶液中不能产生ATP（见图1），当叶绿体基质和类囊体均达到pH=4时（见图2），将其转移到pH=8的碱性溶液中（见图3）发现ATP合成。

下列叙述不合理的是A

A.光可为该实验提供能量，是该实验进行的必要条件

B.该实验中叶绿体完整，保证反应过程高效、有序地进行

C.产生ATP的条件是类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质

D.叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生类似于图3的条件

4.（顺义13）细胞呼吸中，吸入的O2最终参与形成了B

A.二氧化碳B.水C.ATPD.丙酮酸

5.（顺义14）下列与生物细胞呼吸有关的叙述中，错误的是A

A.水稻在白天进行光合作用，夜晚进行细胞呼吸

B.温度通过影响呼吸酶的活性影响细胞呼吸强度

C.细胞呼吸的实质是有机物氧化分解、释放能量

D.有氧气和无氧气时酵母菌细胞呼吸的产物不同

6.（石景山32）下表为在一定浓度的CO2和适当的温度（25℃）条件下，测得的小麦光合作用和细胞呼吸的相关数据，请回答下列问题：

光合速率等于呼吸速率时的光照强度

光饱和时的

光照强度

光饱和时的

CO2吸收量

黑暗条件下

CO2释放量

3千勒克司

9千勒克司

32mg/100cm2叶·h

8mg/100cm2叶·h

（1）当光照强度超过9千勒克司时，小麦光合速率不再增加。

结合光合作用的过程分析造成这种现象的主要原因是。

（2）当光照强度为9千勒克司时，小麦合成葡萄糖的量为mg/100cm2叶·h（精确到0.1）。

（3）若其他条件保持不变，适当提高CO2浓度，小麦的光补偿点（大于、等于、小于）3千勒克司。

（4）为了探究高温（30℃）、强光照（15千勒克司）对小麦叶片与玉米叶片光合作用影响程度的差异，研究小组设计了下表所示的实验方案。

组别

材料

实验条件

CO2吸收量

（mg/100cm2叶·h）

1

小麦

叶片

25℃、9千勒克司

a

2

30℃、15千勒克司

b

3

玉米

叶片

25℃、9千勒克司

c

4

30℃、15千勒克司

d

①实验测得c≈d，说明。

②有人认为上述实验方案可去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论。

这种做法（可行、不可行），理由是。

（1）CO2浓度影响了碳反应的进程（或碳反应慢于光反应）

（2）27.3（2分）

（3）小于

（4）

高温、强光照对玉米光合作用影响不大

不可行

通过2、4组相互对照只能得出两种植物在高温、强光照下光合速率的差异；（1分）

缺乏自身对照，不能得出该条件分别对两种植物光合速率影响程度的大小（1分）

7.（2014.1西城21）（为研究高温对盛花期棉花植株光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从30℃环境移入40℃环境培养，测得相关数据如下图1。

请分析回答：

（1）在高温环境下，三个品系光合速率均下降，原因可能有：

①高温破坏了膜的结构，使捕获（吸收）光能的效率下降，光反应受到抑制。

②高温下，使叶片吸收的二氧化碳减少，碳反应受到抑制。

（2）三个品系中的品系在高温条件下光合速率下降最少。

原因之一，该品系在高温下更显著，因而能更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响。

（3）在30℃时，测定三种品系光合速率变化情况如图2。

当光照强度过大时，棉花叶片的光合速率。

在P点时，检测的是棉花叶片的。

（1）①类囊体光合色素②气孔开放程度下降

（2）A蒸腾速率（3）下降呼吸强度

8.（丰台52）为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。

检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。

请回答：

（1）从图1可知，当NaCl浓度在时净光合速率显著下降，从图2和图3分析造成该现象的原因最可能是，直接导致光合作用阶段受到影响。

（2）光合作用产生的糖类（CH2O）中的氧来自于原料中的；在叶肉细胞中C6H12O6被彻底氧化分解，产生的CO2中的氧来自于原料中的。

（1）200mmol/L（或：

200mmol/L和250mmol/L）光合色素含量下降（或：

叶绿素和类胡萝卜素含量下降）光反应

（2）CO2C6H12O6、H2O

9.（顺义3）（8分）下面图甲是高倍镜下观察到的黑藻的叶片，图乙示黑藻在不同环境因素影响下光合速率的变化。

图甲图乙

（1）图甲是光学显微镜下观察的黑藻叶片，清晰可见叶绿体主要分布在细胞的（中央、周边），其原因是。

（2）在图乙的0-t1阶段，光合作用中的（光反应、暗反应）限制了光合速率的提高。

（3）t1开始为黑藻补充充足而恒定的光照，会导致叶绿体中的（C3、C5）含量出现短暂的上升，

（4）与t3相比，t4以后黑藻的暗反应速率将，原因是。

（5）t4以后，细胞中生成ATP的场所为和。

（1）周边细胞中央有一大液泡，将叶绿体推挤到细胞周边

（2）光反应C5

（3）下降黑暗导致光反应停止，不能为暗反应提供必需的〔H〕和ATP