2012版高考生物 3-2-1精品系列专题05 光合作用与呼吸作用（教师版）

1 20122012 版高考生物版高考生物 3 2 13 2 1 精品系列专题精品系列专题 专题知识框架专题知识框架 考纲解读考纲解读 考点考纲要求考查角度 细胞呼吸 细胞呼吸的过程 有氧呼吸与无氧呼吸的异同 影 响细胞呼吸的因素及其在生活实践中的应用 实验 探究酵母菌的呼 吸方式 实验与探 究 酵母菌的呼吸特点及其探究实验中有氧与无氧条件 的控制方法 光合作用的基本过程 光合作用光反应和暗反应的场所 条件 物质与能 量转换 影响光合作用速率的环 境因素 影响光合作用的各种因素及其在生产实践中的应用 实验 叶绿体色素的提 取与分离 实验与探 究 色素的提取与分离的过程 结论及注意事项 三年高考命题分析与命题趋势三年高考命题分析与命题趋势 三年高考命题分析 三年高考命题分析 呼吸作用 呼吸作用 从近三年高考生物试题看 本专题的知识点主要侧重于考查细胞呼吸的种 类 过程 场所 条件及能量应用 另外 酵母菌的呼吸特点及呼吸方式的实验探究也逐 渐成为命题的热点 命题的角度往往是联系生活实际综合考查影响细胞呼吸的因素及其在实践中的应用 2 联系光合作用综合考查提高农作物产量的措施 且多以图表 曲线的形式呈现 着重考查 学生的识图及分析判断能力 命题的形式既有选择题 也有简答题 选择题多是单纯对细胞呼吸知识的直接考查 简答题往往与光合作用联系在一起 命题趋势 命题趋势 呼吸作用 呼吸作用 预计 2013 年本专题细胞呼吸的知识将继续与光合作用相结合 练习生产生 活实际以实验分析或图表曲线的形式综合考查 分值稳定 试题难度系数维持在 0 65 左右 光合作用 光合作用 预计 2011 年本专题的知识将继续与细胞呼吸相结合 联系生产生活实际以 实验分析或图表曲线的形式综合考查 试题的灵活性强 分值稳定 难度系数维持在 0 62 左右 核心考点要点归纳核心考点要点归纳 考点一 光合作用考点一 光合作用 一 叶绿素与光合作用的场所 1 光合色素 叶绿素 a 蓝绿色 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素 b 黄绿色 色素 胡萝卜素 橙黄色 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 3 叶黄素 黄色 2 光合作用进行的场所 捕获光能的结构 叶绿体的结构 外膜 内膜 基质 基粒 由类囊体构成 与光 合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中 光合作用色素分布于类囊体的薄膜上 二 与光合作用过程发现有关的经典实验 时间发现者实验对照结论 1771 年 普利斯特 利 英国 小鼠与绿色植物放在玻 璃罩内不易窒息而死 点燃的蜡烛与绿色 植物放在玻璃罩内 不易熄灭 植物可以更新空气 1864 年 萨克斯 德国 绿色叶片暗处消耗营养 曝光 酒精去除色素后 用碘液处理 呈深紫蓝 色 绿色叶片暗处消耗营 养 遮光 酒精去除色 素后 用碘液处理 无颜色变化 绿色植物叶片在光 合作用中产生了淀 粉且光合作用需要 光照 1939 年 鲁宾和卡 门 美国 向绿色植物提供 H218O CO2 释放的氧 是 18O2 向绿色植物提供 H2O C18O2 释放的 氧是 O2 光合作用释放的 O2 全部来自于 H2O 1880 年 恩格尔曼 美国 把载有水绵和好氧细菌 临时装片放在没有空气 的黑暗环境里 然后用 极细的光束照射水绵 把实验组的临时装 片完全暴露在光下 O2 是由叶绿体释 放出来的 叶绿体 是绿色植物进行光 合作用的场所 20 世纪 40 年代 卡尔文 美国 用 14CO2供给小球藻进 行光合作用 通过控制 供给 14CO2的时间和对 中间产物的分析 探明了 CO2转化成 葡萄糖的途径 三 光合作用的过程 1 总过程 4 酶 总反应式 CO2 H2O CH2O O2 其中 CH2O 表示糖类 叶绿体 2 光反应和暗反应的区别和联系 光反应阶段暗反应阶段 进行场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质 所需条件光 色素 酶酶 H ATP 物质变化 水的光解 H2O H 02 ATP 的合成 ADP Pi ATP CO2的固定 CO2 C5 2C3 C3的还原 C3 H ATP CH2O C5 ATP 的水解 ATP ADP Pi 能量转换光能 ATP 中活跃的化学能ATP 中活跃的化学能 有机物中稳定 的化学能 联系光反应为暗反应提供 H ATP 3 CO2浓度 CO2是暗反应的原料 CO2浓度高低直接影响反应的速度 4 矿质元素 例如镁是叶绿素的组成成分 氮是光合酶的组成成分 磷是 ATP 分子 的组成成分 5 5 水分 水分是光合作用原料之一 缺少时可使光合速率下降 6 日变化 光合速率在一天中有变化 一般与太阳辐射进程相符合 但也有例外 如炎热夏天 中午前后光合速率下降 气孔关闭 CO2供给不足 2 提高作物产量的途径 途径措施或方法 延长光时补充光照 增大光合作用面积间作 合理密植 提高光合作用效率控制适宜光强 提高 CO2浓度 如通风 合理施肥 供应适量必需矿质元 素 提高净光合作用速率维持适当昼夜温差 白天适当升温 晚上适当降温 五 叶绿体色素的提取和分离 磨 研磨要领是不能一下一下的砸 而是要用力的压 过滤 用纱布 漏斗和试管 最后提取液置于试管中待用 2 分离色素的原理和步骤原理 分离要用的主要试剂是层析液 层析液是一种脂溶性 很强的有机溶剂 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 根据这个原理就可以将叶绿体中不 同的色素分离开来 步骤 制备滤纸条 画滤液细线 层析分离叶绿体中的色素 观察实验结果 制备滤纸条 将预备在试验桌上的滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形 画滤液细线 细 匀 直 浓 最好之前用铅笔轻轻地画一道线 用提取液反复划好 几次 每次划完尽量吹干 不要弄破纸条 层析分离叶绿体中的色素 将纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中 注意 千万不要将滤液细线浸没在层析液中 否则会使色素溶解而导致试验失败 层析液是挥发 6 性较强的有机溶剂 并且具有一定的毒性 所以在操作中要尽量用培养皿盖住烧杯口 观察实验结果 最后滤纸条上将分离出四条色素带 颜色从上往下分别是橙黄色 黄 色 蓝绿色和黄绿色 四种色素分别是胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 a 和叶绿素 b 考点二 呼吸作用考点二 呼吸作用 一 有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解 2 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 类型有氧呼吸无氧呼吸 必需条件氧和酶不需氧 但必须有酶催化 场所细胞质基质 阶段 线粒体 和 阶段 细胞质基质 和 两阶段 物质变化 能量释放产生大量能量产生少量能量 特点有机物彻底分解 能量完全释放有机物没彻底分解 能量没完全释放 联系 第一阶段完全相同 实质相同 分解有机物 释放能量 3 过程分析 1 无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的 H 将丙酮酸还原为 C2H5OH 和 CO2或乳酸的过 7 程 2 有氧呼吸 H2O 即是反应物 又是生成物 且 H2O 中的氧全部来自于 O2 3 有氧呼吸的三个阶段共同的产物是 ATP 无氧呼吸只在第一阶段产生 ATP 感悟拓展 1 不同生物无氧呼吸的产物不同 其原因在于催化反应的酶不同 2 原核生物无线粒体 有些原核生物 如硝化细菌 蓝藻 仍可进行有氧呼吸 3 只能进行无氧呼吸的真核生物 如蛔虫 其细胞内无线粒体 二 与细胞呼吸有关的曲线分析和应用 2 AB 段表示随 O2供应量增多 有氧呼吸明显加强 通过有氧呼吸分解有机物释放的能量 增多 ATP 的产生速率随之增加 3 BC 段表示 O2供应量超过一定范围后 ATP 的产生速率不再加快 此时的限制因素 可能是酶 ADP 磷酸等 2 酵母菌细胞呼吸类型的判断 1 若只产生 CO2 不消耗 O2 则只进行无氧呼吸 图中 A 点 2 若产生 CO2的物质的量比吸收 O2的物质的量多 则两种呼吸同时存在 图中 AC 段 3 若产生 CO2的物质的量与吸收 O2的物质的量相等 则只进行有氧呼吸 图中 C 点以 8 后 4 B 点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等 用 CO2释放量表示 此时 CO2的总释放量 最低 D 点表示 O2浓度超过一定值 10 以上时 无氧呼吸消失 细胞只进行有氧呼吸 3 影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用 1 呼吸速率与温度的关系 如图 最适温度时 细胞呼吸最强 超过最适温度呼吸酶活性降低 甚至变性失活 细胞 呼吸受抑制 低于最适温度酶活性下降 细胞呼吸受抑制 生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中 夜间 适当降低温度 降低细胞呼吸 减少有机物的消耗 提高产量 2 呼吸速率与 O2浓度的关系 如图 O2浓度低时 无氧呼吸占优势 随 O2浓度增大 无氧呼吸逐渐被抑制 有氧呼吸不 断加强 但当 O2浓度达到一定值后 随 O2浓度增大 有氧呼吸不再加强 受呼吸酶数量等 因素的限制 生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸 减少有机物消耗的原理来延 长蔬菜 水果的保鲜时间 中耕松土增加根的有氧呼吸 在医疗上选用透气的消毒纱布或 松软的 创可贴 包扎伤口 可抑制厌氧病原菌的繁殖 3 呼吸速率与含水量的关系 如图 9 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 在作物种子储藏时 将种子风干 以减弱细胞呼吸 减少有机物的消耗 感悟拓展 1 种子 蔬菜和水果在储藏时都应在低温 低氧条件下 不同的是种子还应保持干燥 而蔬菜和水果应保持一定湿度 低温以不破坏植物组织为标准 一般为零上低温 2 不同种类的植物呼吸速率不同 同一植物不同器官呼吸速率不同 同一植物不同的 生长发育时期呼吸速率不同 3 高等动物和人无氧呼吸的产物是 C3H6O3 乳酸 不产生 CO2 考点三 光合作用和呼吸作用强度测定的综合实验分析考点三 光合作用和呼吸作用强度测定的综合实验分析 1 物理误差的校正 由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起 为使测定结果更趋准确 应 设置对照实验 以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差 此时 对照实验与呼吸装 置相比 应将所测生物灭活 如将种子煮熟 而其他各项处理应与实验组完全一致 包括 NaOH 溶液 所用种子数量 装置瓶及玻璃管的规格等 2 探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系 将上述装置置于不同光照强度 可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光 照距离进行控制 条件下 被研究生物应为绿色植物 10 结果分析 若红色液滴右移 说明光照较强 光合作用大于细胞呼吸 释放 O2使瓶 内气压增大 若红色液滴左移 说明光照较弱 细胞呼吸大于光合作用 吸收 O2使瓶内气压减小 若红色液滴不动 说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸 释放 O2等于吸收 O2 瓶 内气压不变 3 细胞呼吸状况的实验测定归纳 欲测定与确认某生物的呼吸类型 应设置两套呼吸装置 两套呼吸装置中的单一变量 为 NaOH 与蒸馏水 即用等量的蒸馏水取代实验组的 NaOH 溶液 其他所有项目均应一致 加 蒸馏水的装置内气压变化应由 CO2与 O2共同决定 两套装置可如下图所示 当然 此时仍 有必要设置另一组作误差校正之用 结果与分析 若装置 1 液滴左移 装置 2 液滴不动 则表明所测生物只进行有氧呼吸 因有氧呼 吸产 CO2量与耗 O2量相等 若装置 1 液滴不动 装置 2 液滴右移 则表明所测生物只进行无氧呼吸 因无氧呼 吸只产 CO2 不耗 O2 若装置 1 液滴左移 装置 2 液滴右移 则表明该生物既进行有氧呼吸 又进行无氧 呼吸 装置 1 与装置 2 液滴均左移 则呼吸过程中 O2吸收量大于 CO2释放量 呼吸底物中 可能有脂质参与 a 为使实验结果精确 排除实验误差还应设置如图装置 3 以便校正 b 进行结果与结论的描述时应 先结果后结论 而不是 先结论后结果 如上 11 考点四 光合作用和呼吸作用的基础知识考点四 光合作用和呼吸作用的基础知识 1 光合作用与细胞呼吸关系的图示比较 1 从反应式上追踪元素的来龙去脉 光合作用总反应式 有氧呼吸反应式 特别提醒 a 光合作用过程中 O2中 O 原子全部来自水 CO2中 C 经 C3进入 CH2O 不经 C5 12 能量流动 3 植物细胞中两大生理过程联系图解 4 光合作用和细胞呼吸中 H 和 ATP 的来源和去路分析 来源去路 H 光合作用 水的光解 叶绿体囊状结构的膜上 暗反应过程中与 C5 结合 叶绿体的基质中膜上 13 有氧呼吸 第一阶段 葡萄糖变成丙酮 酸 细胞质基质 和第二阶段 丙酮酸分解成 CO2 线粒体基质中 第三阶段与氧气结合生成水 线粒体的内膜上 光合作用光反应阶段参与暗反应还原阶段的反应 ATP有氧呼吸第一 二 三阶段生物体各项生命活动 特别提醒 光合作用中产生的 H 是还原型辅酶 NADPH 十分简化的表示方式 教材 P103 相关信息 而细胞呼吸中产生的 H 是还原型辅酶 I NADH 十分简化的表 示方式 教材 P94 相关信息 二者不是一种物质 尽管书写形式相同 还原氢的书写形式一定不能写成 H H H2 只能写成 H 或 NADH 或 NADPH 3 呼吸速率 将植物置于黑暗中 实验容器中 CO2 增加量 O2减少量或有机物减 少量都可表示呼吸速率 4 一昼夜有机物的积累量 用 CO2量表示 可用下式表示 积累量 白天从外界吸收 的 CO2量 晚上呼吸释放的 CO2量 5 判定方法 若为坐标曲线形式 当光照强度为 0 时 CO2吸收值为 0 则为真正 实际 光合 速率 若是负值则为表观光合速率 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值 则为表观光合速率 有机物积累量一般为表观光合速率 制造量一般为真正 实际 光合速率 3 光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律 1 黑暗状态时 植物只进行细胞呼吸 不进行光合作用 此状态下 植物从外界吸 14 收 O2 并将细胞呼吸产生的 CO2释放到体外 如图甲所示 2 弱光情况下 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 a 细胞呼吸速率大于光合作用速率 此状态下 植物的气体代谢特点与黑暗情况下相 同 但吸收 O2与放出 CO2量较少 如图乙 细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示 用 CO2释放量表示 N1 N2 N 用 O2吸收量表示 m2 m1 m 用植物重量 有机物 减少 量表示 b 细胞呼吸速率等于光合作用速率时 植物与外界不进行气体交换 即没有 O2和 CO2的 吸收与释放 如图丙 此时表现为呼吸速率或光合速率等于 0 3 较强光照时 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 且光合作用速率大于细胞呼吸 速率 a 气体代谢特点 如图丁 植物光合作用所利用的 CO2 用 N 表示 除来自植物自身 细胞呼吸 N2 之外 不足部分来自外界 N1 植物光合作用产生的氧气 m 除用于自 身细胞呼吸之外 m1 其余氧气释放到周围环境中 m2 分析图可知 N N1 N2 m m1 m2 b 光合作用相对强度的表示方法 用 O2释放量 或容器中 O2的增加量 表示 m2 m m1 用 CO2吸收量 或容器中 CO2的减少量 表示 N1 N N2 用植物重量 或有机物量 的增加量表示 20122012 高考真题之 光合作用和呼吸作用高考真题之 光合作用和呼吸作用 1 2012 海南卷 8 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 15 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 A 一直降低 直至为零 B 一直保持稳定 不变化 C 降低至一定水平时保持相对稳定 D 升高至一定水平时保持相对稳定 答案 C 解析 在适宜的条件下培养密闭容器内的植物 密闭容器内的二氧化碳含量有限 随着光合作用的持续进行 二氧化碳逐渐被消耗 浓度降低 进而光合作用强度跟着降低 当二氧化碳浓度降低到一定水平时 植物的光合作用和呼吸作用强度相等 则装置内的二 氧化碳浓度就保持相对稳定 故本题选 C 考点定位 本题以密闭容器内绿色植物生长为背景 考查环境条件对植物光合作用 的影响 难度不大 2 2012 海南卷 9 关于叶绿体色素的叙述 错误的是 A 叶绿素 a 和 b 主要吸收红光和蓝紫光 B 绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C 利用纸层析法可分离 4 种叶绿体色素 D 乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能 3 2012 福建卷 1 下列有关碗豆的叙述 正确为是 A 萌发初期 种子的有机物总重量增加 B 及时排涝 能防止根细胞受酒精毒害 C 进人夜间 叶肉细胞内 ATP 合成停止 D 叶片黄化 叶绿体对红光的吸收增多 答案 B 16 解析 萌发初期种子还不能通过光合作用制造有机物 此时 因为所需要的营养物 质是由种子提供的 所以种子中的有机物不断消耗 总量在不断地减少 A 错误 积水过多 土壤中氧气较少 根细胞因缺氧而进行无氧呼吸 产生的酒精会破坏植物细胞 及时排涝 可以减少酒精毒害 B 正确 夜间无光 叶肉细胞不能进行光合作用 但通过呼吸作用也 能产生 ATP C 错误 叶绿素的吸收光谱是红橙光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶片黄化是叶绿素含量减少所致 但类胡萝卜素含量正常 这样对红光的吸收会减少 D 错误 考点定位 本题考查种子的萌发 细胞呼吸 光合作用等知识 属于对识记 理解 层次的考查 4 2012 江苏 23 下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 A 1 和 2 都具有双层生物膜 B 1 和 2 所含酶的种类不同 C 2 和 3 都能产生大量 ATP D 甲 乙分别代表丙酮酸 H 答案 BD 解析 由图可判断 应该是细胞质基质 应该都是线粒体 处进行有氧呼吸第 二阶段 产生的二氧化碳和氢 同时产生少量 ATP 处进行有氧呼吸第三阶段 氢氧结 合产生大量 ATP 试题点评 本题考查呼吸作用过程 属于对识记 理解层次的考查 5 2012 天津 5 设置不同 CO2浓度 分组光照培养蓝藻 测定净光合速率和呼吸速 率 光合速率 净光合速率 呼吸速率 结果见右图 据图判断 下列叙述正确的是 17 A 用 d3浓度相比 d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的 H 多 B 与 d2浓度相比 d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的 ATP 多 C 若 d1 d2 d3浓度下蓝藻种群的 K 值分别为 K1 K2 K3 则 K1 K2 K3 D 密闭光照培养蓝藻 测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物 答案 A 解析 因为 光合速率 净光合速率 呼吸速率 由图可以看出 d1和 d3浓度下的净 光合速率相等 而 d1浓度下的呼吸速率高于 d3浓度下的呼吸速率 可推出 d1浓度下的光合 速率也高于 d3浓度下的光合速率 单位时间内细胞光反应阶段产生的氢也较多 A 正确 由图可以直接看出 d3浓度下的呼吸速率低于 d2浓度下的呼吸速率 呼吸过程中产生的 ATP 也较少 B 错误 d2浓度下的总光合速率的最大 单位时间输入的能量最多 K 值也最 大 C 错误 光照条件下 蓝藻的光合作用也会影响到代谢产物含量的变化 不能确定蓝 藻的呼吸类型 D 错误 考点定位 本题综合考查光合作用和呼吸作用 种群的增长 生物的代谢类型等相 关知识 意在考查考生对课本知识的理解能力和从题干文字和图形中获取有效信息的能力 6 2012 山东 2 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 化如图所示 下列说法正确的是 18 A 甲植株在 a 点开始进行光合作用 B 乙植株在 e 点有机物积累量最多 C 曲线 b c 段和 d e 段下降的原因相同 D 两曲线 b d 段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 7 2012 上海卷 10 人体内糖类代谢的中间产物可生成 乳酸 乙醇 氨基酸 脂肪酸 A B C D 答案 C 解析 人体细胞中葡萄糖无氧分解可产生乳酸 不会产生酒精 乙醇 但可通过转 氨基作用形成氨基酸 此外 糖类可以相互转化脂肪 脂肪分解可以形成脂肪酸 综合上 述 C 选项正确 考点定位 本题以糖类的代谢为切入点 涉及到人体无氧呼吸的类型 转氨基作用 及三大营养物质的相互转化关系 属于对识记 理解层次的考查 8 2012 上海卷 12 图 5 为果实生长过程中细胞呼吸变化的示意图 据图分析 正确的是 A I 阶段 小于异化作用 B II 阶段 同化作用等于异化作用 C III 阶段 同化作用加剧导致果实变甜 D IV 阶段 异化作用加剧导致果实含水量增加 19 答案 D 解析 同化作用合成有机物 异化作用分解有机物 I II 阶段果实生长 同化作 用都大于异化作用 A B 错误 果实变甜的主要原因是同化作用的产物淀粉转化成为可溶 性糖 并非同化作用加剧引起 C 错误 在第 IV 阶段成熟后期 由于异化增强 呼吸增强 产生代谢水增多 导致果实含水量增加 D 正确 考点定位 本题主要考查生物体新陈代谢的两个方面 同化作用与异化作用 考查 学生理解迁移能力和从坐标图中获取信息的能力 属于对识记 理解层次的考查 9 2012 上海卷 17 图 6 表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果 据图判 断用作实验材料的叶片颜色为 A 红色 B 黄色 C 绿色 D 紫色 10 2012 上海卷 20 图 7 代表人体内有机物氧化分解过程 Y 代表彻底分解的产物 下列说法错误的是 A 过程 发生于线粒体内 B 过程 产生的 ATP 多于过程 C 若 x 代表糖类 则 Y 代表 CO2和 H20 D 若 X 代表氨基酸 则 Y 代表 CO2 H20 和尿素 20 答案 D 解析 图中的 X 是有机物 Y 是 CO2和水 若 X 代表氨基酸 首先脱氨基形成丙酮酸 再形成乙酰辅酶 A 再产生 CO2 H2O 没有尿素 考点定位 本题考查呼吸作用的场所 不同阶段释放能量的多少 呼吸作用的产物 及转氨基作用等内容 属于对识记 理解层次的考查 11 2012 上海卷 25 图 9 表示细胞内葡萄糖分解的反应式 下列关于该过程的说法正确的是 A 只发生在细胞有氧时 B 只发生在细胞缺氧时 C 只发生在线粒体内 D 只发生在细胞质基质内 答案 D 解析 图中表示的细胞内葡萄糖分解的反应式为呼吸作用的第一阶段 无论有氧呼 吸还是无氧呼吸 都是在细胞质基质中进行 考点定位 本题考查呼吸作用的过程及第一阶段其发生的场所 属于对识记 理解 层次的考查 12 2012 上海卷 回答下列有关光合作用的问题 12 分 表 3 为某地夏季晴朗的某天 玉米和花生净光合速率测定值 图 17 表示玉米 CO2同 化途径 玉米叶肉细胞中有一种酶 通过系列反应将 CO2 泵 入维管束鞘细胞 使维管 束鞘细胞积累较高浓度的 CO2 保证卡尔文循环顺利进行 这种酶被形象地称为 CO2泵 而花生缺乏类似的 CO2泵 49 11 00 时 光照增强 温度过高 叶片气孔开度下降 作为光合原料之一的 减少 导致花生光合作用速率明显下降 而此时玉米光合作用速率反而有所升高 21 原因是 50 如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使 CO2泵 的活性降低 则在短时间内 维管束鞘细胞中 ATP 的含量变化呈 趋势 原因是 51 与 11 00 时相比 17 00 时 玉米光合作用速率的限制因素是 52 假设用表中 11 00 对应的光照强度连续照射两种作物 10 分钟 则玉米积累的葡 萄糖总量比花生多 mg m2 相对原子量 C 12 O 16 H 1 53 卡尔文循环需要光反应过程中产生的 H H 最初来源于物质 54 NH4 能增加类囊体膜对 H 的通透性 从而消除类囊体膜两侧的 H 浓度差 若将 NH4 注入叶绿体基质 下列过程中会被抑制的是 A 电子传递 B ATP 的合成 C NADPH 的合成 D 光能的吸收 答案 49 CO2 50 上升 此时卡尔文循环 或暗反应 或 C3的还原 受阻 ATP 的消耗降低 而光反应产生的 ATP 的过程不受影响 51 光照强度 52 360 53 水 54 B 解析 49 叶孔开度下降 CO2进入叶肉细胞受阻 故 CO2减少 导致花生光合作用速率降低 玉米内有 CO2泵 故在进入植物内 CO2减少的情况下 玉米仍可以维持较高的细胞内 CO2浓 度 此时光照强度增强 促进光合作用加强 50 当注入抑制剂后 卡尔文循环 或暗反应 或 C3的还原 受阻 ATP 的消耗降低 22 而光反应产生的 ATP 的过程不受影响 故 ATP 的含量呈上升趋势 51 与 11 00 时相比 17 00 时 外界环境中光照强度较小 温度和 CO2浓度基本相 同 故光合作用速率受光照强度限制 13 2012 广东卷 26 16 分 荔枝叶片发育过程中 净光合速率及相关指标的变化间下 表 叶片发育情况 叶面积 最 大面积的 总叶绿素含 量 气孔相对开 放度 净光合速率 A 新叶展开前 19 2 8 B 新叶展开中 871 1551 6 C 新叶展开完成 1002 9812 7 D 新叶已成熟 10011 11005 8 注 表示未测数据 1 B 的净光合速率较低 推测原因可能是 叶绿素含量低 导致光能吸收不足 导致 2 将 A D 分别置于光温恒定的密闭容器中 一段时间后 A 的叶肉细胞中 将开 始积累 D 的叶肉细胞中 ATP 含量将 3 与 A 相比 D 合成生长素的能力 与 C 相比 D 的叶肉细胞的叶绿体中 数量明显增多的结构是 4 叶片发育过程中 叶片面积逐渐增大 是 的结果 D 的叶肉细胞与表皮细 胞的形态 结构和功能差异显著 其根本原因是 答案 23 1 气孔开放度相对低 二氧化碳供应不足 2 酒精 增多 3 低 基粒 4 细胞分裂 基因的选择性表达 解析 1 影响光合速率的因素有外因 光照强度 温度 二氧化碳深度等 和内 因 叶绿素的含量 酶等 结合表格中的信息 B 组叶绿素含量为 1 1mg g fw 叶绿素含 量低 气孔开放程度为 55 开放程度比较低 二氧化碳吸收量比较少 导致光合效率较 低 叶片净光合速率为 mg g fw 即光合速率小于呼吸速率 且由于是密 闭的容器 导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸 产生酒精 叶片中 光合速率大 于呼吸速率 且由于是密闭的容器 导致容器内二氧化碳越来越少 暗反应减弱 而光反 应不变 导致 增多 相比成熟叶片 幼嫩的叶是合成生长素的主要部分之一 叶绿素分布在叶绿体 中基粒的类囊体薄膜上 从表格中可推知 由于总叶绿素含量增长 因此 的叶肉细胞的 叶绿体中 基粒明显增多 细胞分裂使个体增大 细胞分化的根本原因是基因的选性表达 考点定位 本题综合考查光合作用与呼吸作用 植物激素调节 细胞的生命历程等 相关知识 属于对理解 应用层次的考查 14 2012全国卷大纲版 31 11分 注意 在试题卷上作答无效 金鱼藻是一种高 等沉水植物 有关研究结果如下图所示 图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之 差 以每棵鲜重每小时释放 O2的微摩尔数表示 24 1 该研究探讨了 对金鱼藻 的影 响 其中 因变量是 2 该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx 在黑暗中 金鱼藻 的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气 微摩尔 3 该研究中净光合速率随 pH 变化而变化的主要原因是 25 15 2012 重庆卷 30 26 分 长叶刺葵是棕榈科热带植物 为了解其引种到重庆某 地后的生理状况 某研究小组在水分充足 晴朗无风的夏日 观测得到了该植物光合速率 等生理指标日变化趋势图 题 30 图 1 据图分析 光合作用消耗 ATP 最快的时刻是 根吸水能力最强的时刻是 直接引起蒸腾速率变化的生理指标是 推测导致 12 00 时光合速率 出现低谷的环境因素主要是 填 光照 或 CO2 在 14 00 时若适当提高 CO2浓度 短时间内叶绿体中 H 含量的变化是 26 2 若该地土壤缺钙 一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是 填 老叶 或 幼叶 3 假设若干年后将引种后代重新移栽回原产地 与原产地长叶刺葵杂交不育 原因 是地理隔离导致了 16 2012 浙江卷 30 某植物在停止供水和恢复供水条件下 气孔开度 即气孔开放程 度 与光合速率的变化如图所示 请回答 27 1 停止供水后 光合速率下降 这是由于水是 的原料 又是光合产物 在植物体内 的主要介质 2 在温度 光照相同的条件下 图中 A 点与 B 点相比 光饱和点低的是 点 其主要原因是 3 停止供水一段时间后 叶片发黄 原因是 此时类囊体结 构破坏 提供给碳反应的 减少 4 生产实践中 可适时喷施植物激素中的 起到调节气孔开度的作用 答案 1 光合作用 运输 2 B 气孔开度降低 CO2吸收减少 答出一项即可 3 叶绿素合成速度变慢或停止 或叶绿素分解 类胡萝卜素的颜色显露出来 答 出一项即可 NADPH 和 ATP 4 脱落酸 解析 1 由 停水导致光合速率下降 联系水的生理作用 既可参与反应 又可 运输物质 2 B 点光合速率小于 A 点与气孔开度降低有关 而后者是由停止水分供应造 成的 3 水分的减少会导致细胞内的光合作用及其他过程减慢 引发一系列的变化 4 脱落 酸可在植物细胞失水时使气孔关闭 在生产实践中用来调节植物的代谢过程 考点定位 本题以图像的形式考查光合作用的过程及其影响因素 旨在考查学生的 识图 析图及知识的迁移能力 属于对识记 理解层次的考查 17 2012 海南卷 26 10 分 取生理状态相同的某植物叶片 分离得到大量的叶肉 细胞 将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中 并在适宜的条件下 测定该 叶肉细胞的光合作用强度 实验结果如图所示 据图回答下列问题 1 叶肉细胞光合作用强度达到最大后 随着蔗糖浓度升高 叶肉细胞的光合作用强 度 从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是 28 2 如果要研究光照强度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响 最好将叶 肉细胞放在浓度为 的蔗糖溶液中 原因是 3 除蔗糖浓度外 如果分别改变叶肉细胞悬浮液中 CO2浓度和温度也能影响叶肉 细胞的光合作用强度 原因是 18 2012 四川卷 30 20 分 回答下列 小题 7 分 科研人员获得一种叶绿素 b 完全缺失的水稻突变体 该突变体对强光照环 境的适应能力更强 请回答 1 提取水稻突变体的光合色素 应在研磨叶片时加入 以防止 色素被破坏 用纸层析法分离该突变体叶片的光和色素 缺失的色素带应位于滤纸条的 2 该突变体和野生型水稻释放速率与光照强度的关系如右图所示 当光照强度 2 O 为 n 时 与野生型相比 突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率 29 当光照强度为 m 时 测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大 据此推测 突变体固定 的形成 的速率更快 对光反应产生的 消耗也更 2 CO 快 进而提高了光合放氧气速率 3 如果水稻出现叶绿素 a 完全缺失的突变 将无法进行光合作用 其原因是 13 分 研究表明 癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的 ATP 总量没有明显 差异 但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍 下图是癌 细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程 据图分析回答问题 1 图中 A 代表细胞膜上的 葡萄糖进入癌细胞后 在代谢过程 中可通过 作用形成非必需氨基酸 也可通过形成五碳塘进而合成 作为 DNA 复制的原料 2 在有氧条件下 癌细胞呼吸作用的方式为 与正 常的细胞相比 过程在癌细胞中明显增强的有 填编号 代谢途径发生 这种变化的意义在于能够 从而有利于癌细胞的增 殖 3 细胞在致癌因子的影响下 基因的结构发生改变而被激活 进 而 调控 的合成来改变代谢途径 若要研制药物来已知癌症患者细胞中的异常 代谢途径 图中的过程 填编号 不宜选为作用位点 答案 20 分 I 7 分 1 CaCO3 1 分 最下端 1 分 2 较大 30 1 分 C3 1 分 NADPH ATP 1 分 3 缺失叶绿素 a 不能完成光能转换 2 分 II 13 分 1 载体蛋白 1 分 氨基转换 1 分 脱氧核苷酸 1 分 2 有氧呼吸和无氧呼吸 2 分 2 分 产生大量的中间产物 为合成 DNA 和蛋白质等重要物质提供原料 2 分 3 原癌 1 分 酶 1 分 2 分 解析 I 1 提取叶绿体色素的过程中 叶绿素容易被酸性物质破坏 所以一般加 入碳酸钙 防止色素被破坏 该突变植物缺乏叶绿素 b 在叶绿体的色素的层析过程中 滤纸条上由上到下的色素分布分别是胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 a 叶绿素 b 所这里缺失 的色素带是位于滤纸条的最下端 2 据图可知 突变体和野生型水稻的呼吸作用速率不同 而且突变体的呼吸作用比 野生型植株的呼吸作用强 在 n 点时 两者的氧气释放速率相等 即两者的净光合速率相 等 而氧气的产生速率表示植物真正的光合速率 真正的光合速率等于植物的呼吸速率加 上植物的净光合速率 所以 n 点时 突变体的氧气产生速率大于突变体 在光合作用的过 程中 二氧化碳的固定 产物为三碳化合物 三碳化合物的还原需要消耗光反应阶段产生 的 ATP 还原性辅酶氢 3 在光合作用的光反应阶段 只有少量的叶绿素 a 可以吸收光能 这部分叶绿素 a 被光子激活产生电能 电能再向其他色素传递形成活跃的化学能 如果缺乏叶绿素 a 则 无法吸收光能 II 1 因为图中 A 能在细胞膜上协助葡萄糖进入细胞膜 所以可以推断其应该是载 体蛋白 在代谢的过程 氨基酸向其他氨基酸转换必须通过转氨基作用 DNA 的基本单位 是脱氧核苷酸 即其合成原料 来 2 癌细胞也有线粒体的存在 所以在有氧的条件下进行有氧呼吸 而癌细胞的代谢 比较旺盛 需要大量的大分子物质合成材料 所以相比正常细胞 癌细胞内 会加强 3 细胞癌变 是由于原癌基因和抑癌基因发生突变引起的 原癌基因的结构改变 会导致大量酶合成 而使得细胞代谢失控 抑制机体内的癌细胞代谢 不应该对正常细胞 的代谢造成大的影响 图中代谢过程 是所有正常细胞都有可能大量进行的 所以不宜 作为作用点 考点定位 本题综合考查植物色素的提取与分离 光合作用与呼吸作用的过程及细 31 胞的癌变等相关知识 属于对识记 理解层次的考查 19 2012 江苏卷 27 蓝藻 绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类 某课题组研究了不同 pH 对 3 种藻类的生长及光合作用的影响 实验结果见图 1 图 2 请回答下列问题 1 根据图 1 和图 2 分析 3 种藻类中 pH 适应范围最广的是 在 pH 为 8 0 时 3 种藻类中利用 CO2能力最强的是 2 在培养液中需加入缓冲剂以稳定 pH 其原因是 3 在实验中需每天定时对藻细胞进行取样计数 请回答以下问题 取出的样液中需立即加入固定液 其目的是 在计数前通常需要将样液稀释 这是因为 将样液稀释 100 倍 采用血球计数板 规格为 1mm 1mm 0 1mm 计数 观察到的 计数室细胞分布见图 3 则培养液中藻细胞的密度是 个 mL 答案 1 绿藻 蓝藻 2 藻类生长代谢会改变培养液 pH 3 维持藻 细胞数量不变 藻细胞密度过大 1 108 解析 1 由图1 图2可知 pH改变后绿藻的生长速率和光合速率变化不大 其次 是蓝藻 由图2在pH为8 0时 蓝藻的光合速率最大 利用CO2能力最强 32 2 藻类植物在光合作用时大量吸收CO2 代谢过程产生一些物质会改变培养液的 pH 3 取样后向样液中加入固定液来杀死细胞 维持藻类细胞数目不变 由于样液藻类细胞的密度比较高 稀释后方便计数 血球计数板规格为1mmX1mmX0 1mm 采用五点取样法 取四角和最中间的5个中方格 计数 采取 数上线不数下线 数左线不数右线 的原则处理 平均每个中方格内有4个酵 母菌 计数区有25个中方格 共计有酵母菌4 25 100个 计数区体积为 1mmX1mmX0 1mm 0 1mm3 0 1 10 3 mL 换算成1mL 则有酵母菌100 104个 再乘以稀释倍 数100 结果为108个 考点定位 本题综合考查光合作用 酶及种群的计数等知识及识图能力 属于对理 解 应用层次的考查 20 2012 江苏卷 33 为探究低浓度 NaHSO3溶液水稻光合速率的影响 某研究小组 做了如下实验 请完成实验报告并回答下列问题 1 实验报告 材料用具 乳熟期的温室盆栽 1mmol L NaHSO3溶液 蒸馏水 喷壶 光合分析测定仪等 实验步骤 第一步 选取若干 的水稻植株随机平均分成甲 乙两组 甲组为对照组 乙组为实验组 第二步 每天傍晚分别将等量的 喷洒在甲 乙两组的水稻叶 片上 次日上午测定光合速率 33 结果与分析 实验结果见图 1 经分析可以得出的结论是 2 研究发现 NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成 ATP 的能力 推测其作用部位是叶绿 体的 进而加快对图 2 中 填字母 A D 物质的利用 3 研究小组利用上述条件设计实验 证明了 0 2 mol L 硫酸甲酯吩嗪 PMS 和 1mol LNaHSO3效应相同 两者共同处理既不存在累加效应 也无抑制效应 请在答题卡的 指定位置用要柱形图绘制出实验结果 实验光照强度为 1000 mol m 2 s 1 2 光合作用的光反应阶段可以产生ATP 场所在叶绿体的类囊体薄膜上 图2中A表示二 氧化碳 B表示C3 C表示光合作用产物糖类 D表示C5 光反应增强 ATP和 H 增多 可促 进暗反应过程中C3的还原进而促进二氧化碳的固定和C5的利用 3 根据题中信息 34 0 2 mol L的硫酸甲酯吩嗪和1mmol L的NaHSO3溶液效应相同 可促进水稻光合作用效率 但二者无累加效应和抑制效应 即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的 据此信 息结合图1可作出对应的条形图 考点定位 本题考查光考生的实验分析和设计能力 属于对理解 应用层次的考查 20112011 高考真题之 光合作用和呼吸作用高考真题之 光合作用和呼吸作用 1 2011 海南卷 关于细胞呼吸的叙述 正确的是 A 种子风干脱水后呼吸强度增强 B 土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸 C 破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D 小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱 答案 B 解析 种子风干脱水后呼吸强度降低 破伤风杆菌是厌氧性生物 在有氧条件下不 能繁殖 小麦种子萌发过程中 有氧呼吸逐渐增强 2 2011 海南卷 细胞内糖分解代谢过程如下图 下列叙述错误的是 A 植物细胞能进行过程 和 或过程 和 B 真核细胞的细胞质基质中能进行过程 和 C 动物细胞内 过程 比过程 释放的能量多 D 乳酸菌细胞内 过程 产生 H 过程 消耗 H 答案 B 解析 真核细胞的细胞质基质中能进行 或 不能进行 12 2011 海南卷 红枫是一种木本观赏植物 在生长季节叶片呈红色 下列关于该 35 植物的叙述 正确的是 A 红枫叶片不含叶绿素 B 红枫叶片呈红色是因为吸收了红光 C 红枫叶片能吸收光能进行光合作用 D 液泡中的色素吸收的光能用于光合作用 答案 C 解析 红枫是一种植物 含有叶绿素 能吸收光能进行光合作用 其叶片红色掩盖 了叶绿素的颜色 4 2011 山东卷 某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸 的探究实验 如图 下列分析错误的是 A 滴管中冒出的气泡是反应产生 CO2的结果 B 试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C 若试管中的水换成冷水 气泡释放速率下降 D 被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至 ATP 其余的存留在酒 精中 5 2011 安徽卷 某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变 化如图所示 t1 t2表示 10 30 C 之间的两个不同温度 下列分析正确的是 36 A 与 t1相比 t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低 不利于叶片贮藏 B 与 t2相比 t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高 有利于叶片贮藏 C t1 t2条件下呼吸速率的变化趋势相似 t1 t2 t1时不利于叶片贮藏 D t1 t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似 t1t2 所以 D 错 6 2011 浙江卷 下列有关叶绿体及光合作用的叙述 正确的是 A 破坏叶绿体外膜后 O2不能产生 B 植物生长过程中 叶绿体内各种色素的比例保持不变 C 与夏季相比 植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短 D 离体的叶绿体质中添加 ATP NADPH 和 CO2后 可完成暗反应 7 2011 江苏卷 某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体 将其叶片进行了红光照射光 吸收测定和色素层析条带分析 从上至下 与正常叶片相比 实验结果是 A 光吸收差异显著 色素带缺第 2 条 B 光吸收差异不显著 色素带缺第 2 条 C 光吸收差异显著 色素带缺第 3 条 D 光吸收差异不显著 色素带缺第 3 条 答案 B 解析 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光 所以缺少叶黄素时对红光的吸收差异不 显著 叶绿体中色素层析后色素带从上到下依次为胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 a 叶绿素 b 所以本题正确答案为 B 8 2011 江苏卷 某种铁线莲的根茎可作中药 有重要经济价值 下表为不同遮光处 37 理对其光合作用影响的结果 相关叙述正确的是 遮光比 例 叶绿素 a b 叶绿素含 量 mg g 净光合速率 pol m 2 8 1 植株干 重 g 04 82 18 07 5 105 32 39 69 9 305 22 48 99 2 504 42 65 27 2 704 12 92 74 8 903 33 003 2 A 适当的遮光处理 可提高其干重 B 叶绿素含量与净光合速率呈正相关 C 叶绿素 a b 可作为其利用弱光能力的判断指标 D 遮光 90 时 铁线莲不进行光合作用 答案 AC 解析 本题考查同学们从表格中获取有效信息的能力 遮光 10 时 植株的净光合 速率和干重都最大 A 正确 叶绿素含量为 2 3 3 0 变化时 净光合速率减弱 B 错误 遮 光 10 90 变化时 叶绿素 a b 值降低 C 正确 遮光 90 时 铁线莲净光合为 0 此时 光合速率等于呼吸速率 D 错误 9 2011 新课标全国卷 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 与对照组相比 其叶片光合作用强度下降 原因是 A 光反应强度升高 暗反应迁都降低 B 光反应强度降低 暗反应迁都降低升高 C 反应强度不变 暗反应迁都降低降低 D 反应强度降低 暗反应迁都降低不变 答案 B 解析 本题考查叶绿素的组成和光合作用过程 镁是叶绿素的组成成分 在缺镁的 营养液中 由于叶绿素不能正常合成而导致叶片中叶绿素含量下降 光合作用光反应强度 降低 光反应产物 ATP 和 H 减少 暗反应也减弱 10 2011 全国卷 将生长状态一致的同一品种玉米植株分为甲 乙两组 甲组培养 38 在适宜的光照条件下 其叶维管束鞘细胞中有淀粉积累 乙组培养在光照较弱的条件下 其叶维管束鞘细胞中没有检测到淀粉 乙组来检测到淀粉的原因是 A 叶片不进行光合作用 只进行呼吸作用 B 叶片光台作用强度低 没有淀粉的积累 C 维管束鞘细胞没有与淀粉合成相关的酶 D 维管柬鞘细胞不含叶绿体 不能进行光合作用 答案 B 解析 本题综合考查了光合作用与呼吸作用的相关知识 在弱光下 微管束鞘细胞 也能进行光合作用 AD 错误 对绿色植物来说 只有光合作用强度大于呼吸作用强度时才 有有机物的累积 在弱光下 光合作用强度小于或等于呼吸作用强