高三生物复习学案：专题2 细胞代谢2 光合作用和细胞呼吸

这是一份高三生物复习学案：专题2 细胞代谢2 光合作用和细胞呼吸，共18页。学案主要包含了互动探究1，互动探究2，互动探究3，互动探究4等内容，欢迎下载使用。
考点整合一：光合作用过程
光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者的比较如下：
【例1】 （2010山东临沂检测）下列关于光合作用的描述中，正确的是
A．黑暗情况下叶肉细胞内无ATP产生
B．叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素
C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的
D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物
p7
[解析] 在黑暗情况下，叶肉细胞可通过进行细胞呼吸产生ATP；叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的；在暗反应过程中，一分子CO2被C5固定，产生两分子C3。
[答案] B
p8
[知识总结] ①叶绿体在离体条件下，只需保持其正常生存状态的条件，即可正常发挥其生理作用。②在植物体中，并非是每个细胞都存在叶绿体，如高等植物的根细胞就没有。③进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的色素和酶，如蓝藻和光合细菌，因其为原核细胞，没有叶绿体等典型的细胞器，靠细胞质中的色素和酶进行光合作用。④改变条件后，C3、C5、[H]和ATP、葡萄糖合成量等的变化规律：
【互动探究1】 如图表示某植物的叶肉细胞在温室中、一定的光照强度（N点后停止光照）条件下，O点开始提供14C标记的质量分数为0.03%的CO2，叶肉细胞内C3和C5中14C含量相对值随时间的变化曲线。分析回答：
（1）图中表示用14C标记C5含量相对值变化的曲线是________（填字母）。
（2）a曲线在P至N时间段内14C含量相对值稳定不变的原因是________________________________________。
（3）N点后，b曲线下降的原因是________________________________________________________________________。
b
CO2固定的速率等于C3被还原的速率
停止光照后，ATP和[H]不能合成、C3不能被还原形成C5，
C5和CO2还能形成C3
p12
（4）实验过程中，叶肉细胞内糖类中14C含量相对值随时间变化的趋势是__________________________。
逐渐增加，N点后逐渐减少
[解析] 在黑暗条件下，对CO2＋C52C3的反应影响不大，C5不断被消耗，C3不断生成，而对C3的还原影响较大，因为随着光反应产生的[H]和ATP的逐渐消耗，被还原的C3也越来越少，生成的糖类也越来越少。分析曲线可知，曲线a代表的物质含量在黑暗的条件下不断上升，说明它代表的是C3，b代表的是C5。图中曲线a在P至N时间段，由于CO2固定的速率等于C3被还原的速率，所以14C含量相对值稳定不变。
考点整合二：影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用
【例2】 （2010·宁夏理综、辽宁理综）请回答与光合作用有关的问题：
（1）甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。据图回答：
①强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是________。
②乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是________（a、b、c、d）。
③当光照强度从a到b时，________植物光合作用强度增加最快。
（2）植物光合作用产生的O2来自H2O，还是来自CO2？请写出简单实验思路证明你的结论。
[解析] （1）①由图示可知，在强光下甲植物光合作用强度较乙、丙两植物高，因此，甲固定CO2的能力最强。②随着光照强度的增加，乙植物在c点最先达到最大光合作用强度。③在a点时，三种植物的光合作用强度相同，而在b点时，甲的光合作用强度最大，所以当光照强度从a到b时，甲植物光合作用强度增加最快。（2）分别用18O标记的C18O2和H\\al（18，2）O提供给两组植物进行光合作用实验，分析两组植物光合作用释放的O2，18O2仅在提供H\\al（18，2）O的那组植物中产生，即可证明光合作用产生的O2来自H2O。
[答案] （1）①甲 ②c ③甲 （2）来自于H2O。分别将C18O2和HO提供给两组植物，分析两组植物光合作用释放的氧气，18O2仅在提供HO的那组植物中产生，即可证明上述结论。
【互动探究2】 （2010·苏州模拟）如图是光照强度、CO2浓度、温度对光合速率的影响的曲线，据图回答下列有关问题：
（1）图1表明，光照强度对光合速率的影响是______________________________________________________________________________________________，
限制CD段的主要的内部因素最可能是____________________________________。
（2）若图1表示在适宜的温度下某玉米幼苗光合作用强度的变化，曲线CD段产生的原因是光合作用受到___________等外界条件的影响。
在一定范围内，随着光照强度的增强，植物光合速率增加，超过这一范围，光合速率不再增加
色素种类和含量、酶含量及活性
CO2浓度
（3）根据图2信息，适当提高CO2浓度可以促进植物的光合作用，试举出两种可以增加大田种植作物周围CO2浓度的方法。_______________________________________________。
（4）图2中当CO2浓度由F点突然降到E点时，叶绿体中C3的含量将会________。
（5）图3表明在一定的温度范围内，随着温度的升高，光合速率不断增强，超过这一范围，光合速率反而迅速下降，产生这一现象的根本原因是温度影响了______________________________。
正行通风、增施农家肥等
下降
光合作用酶的活性
[解析] 光照是限制光合作用速率的主要因素，低光照下，光照强度是光合作用的限制因素，随着光照强度的增强，植物光合速率增加，当到达一定限度时，即使再增加光照，光合速率也不再增加，此时的限制因素是温度或CO2浓度等。限制光合作用速率的内部因素主要有色素种类和含量、酶含量及活性等。适当提高CO2浓度有利于促进光合作用暗反应中CO2的固定，提高CO2浓度的方法主要有正行通风（通风有利于植物周围的CO2得到及时补充）、增施农家肥（利用微生物分解有机物释放CO2）、深施有机肥（使根部吸收的CO2增多）等。当CO2浓度突然降低，暗反应中CO2的固定减少，形成的C3将减少。温度影响参与光合作用的酶的活性，由于光合作用过程有许多酶促反应，因此温度影响光合作用的速率。
考点整合三：细胞呼吸的原理及其在生产中的应用
1．有氧呼吸的过程
2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
3．影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用
【例3】 （2010·石家庄调研）为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表（表中数据为相对值）。下列有关分析，错误的是
A．根据变化规律，表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱
[解析] 随着氧浓度的升高，二氧化碳的释放量表现为由多到少，再由少到多的变化过程，表中显示温度、O2含量为10℃、1.0%时，CO2释放量太高，在温度不变的情况下，O2含量为1.0%时释放的CO2量应比O2含量为0.1%时低，因此A正确；贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合是释放CO2量最少的一组条件，因此B正确；比较相同温度下，O2含量为20.0%和40.0%时的CO2释放量可见，氧气达到一定浓度后，再改变O2含量，对细胞呼吸影响不大，因此C错误；当氧气浓度升高时，无氧呼吸受到抑制，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱，因此D正确。
[答案] C
[知识总结] 巧判细胞呼吸类型
（1）根据反应物、产物来判断：如果要消耗氧气，则一定是有氧呼吸；如果产物有水，则一定是有氧呼吸；如果产物中有酒精或乳酸，则为无氧呼吸；但要注意，产物中如果有二氧化碳，要分情况讨论。
（2）根据反应中的物质的量的关系进行判断：不消耗氧气，释放二氧化碳，只进行无氧呼吸；酒精量等于二氧化碳的量，只进行无氧呼吸；二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于无氧呼吸；酒精量小于二氧化碳量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于有氧呼吸。
（3）根据反应场所来判断：有氧呼吸：第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中；无氧呼吸：在细胞质基质中。
【互动探究3】 如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两套装置的培养条件一致（不考虑环境中物理因素的影响），下列相关叙述不正确的是
A．若装置1中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量
B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向右移
C．若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向左移
D．若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置1中红色液滴向左移，装置2中红色液滴向右移
[解析] 本实验的目的是验证酵母菌细胞呼吸的类型，若酵母菌只进行无氧呼吸，装置1中酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，装置内气体量不变，红色液滴不移动，装置2内由于呼吸放出二氧化碳，气体量增加，红色液滴向右移动，B对；若酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸过程中消耗的氧气量与放出的二氧化碳量相等，装置2内气体量没有发生变化，红色液滴不移动，装置1内，由于二氧化碳被吸收，氧气被消耗，气体量减少，红色液滴向左移动，且其移动的距离可表明有氧呼吸所消耗的氧气量，A对，C错；若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气的消耗量小于放出的二氧化碳量，装置1中红色液滴向左移动，装置2中红色液滴向右移动，D对。
[答案] C
考点整合四：光合作用和呼吸作用之间的关系
1．光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系
（1）物质变化：
（2）能量变化：
各项生命活动。
2．总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系
【例4】 （2010·四川理综，3）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CO2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
A．光强大于0.1 mml光子·m－2·s－1，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小
B．光强小于0.5 mml光子·m－2·s－1，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量
C．光强大于0.7 mml光子·m－2·s－1，限制净光合速率的主要生态因素是CO2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] 本题考查植物的光合作用、呼吸作用以及影响光合作用的因素，意在考查考生获取信息的能力以及综合运用能力。从表中可以看出：芒果的最大光能利用率