（新高考）2020高考生物二轮复习 第一部分 专题突破方略 板块二 代谢 专题五 细胞呼吸与光合作用教学案

1 专题五专题五 细胞呼吸与光合作用细胞呼吸与光合作用 1 说明叶绿体从太阳光中捕获能量 并将其转化为细胞 可利用的化学能储存在有机物中 2 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转 化为生命活动可以利用的能量 3 活动 1 提取和分离叶绿体色素 2 探究酵母菌 的呼吸方式 疏漏诊断 1 有关细胞呼吸 光合作用的正误判断 1 高等生物都进行有氧呼吸 低等生物都进行无氧呼吸 2 有氧呼吸的三个阶段都有 atp 产生 但第三阶段产生的 atp 最多 3 各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体 4 人体剧烈运动时 co2 o2 1 即 co2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生 5 及时排涝 能防止根细胞受酒精毒害 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的值 停止供应 co2后比停止前高 8 降低光照将直接影响到光反应的进行 从而影响暗反应 改变 co2浓度则直接影响 暗反应的进行 2 有关光合作用与细胞呼吸综合应用的正误判断 9 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 10 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 11 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 12 净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长 2 13 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 长句冲关 1 概述性知识 1 细胞呼吸的实质是氧化分解有机物 释放能量 2 有氧呼吸过程中葡萄糖中能量的去向为大部分以热能的形式散失 少部分转化为 atp 中活跃的化学能 3 除光能 有机物中的化学能之外 硝化细菌等进行化能合成作用的细菌可利用体外 无机物 如 nh3 氧化时所释放的能量来合成 atp 2 程序性诱问 4 葡萄糖分解产生的丙酮酸可以转化成酒精 出现这种情况的原因是在缺氧条件下进 行无氧呼吸 5 给某植物提供 c18o2和 h2o 释放的 o2中含有 18o o2中含有18o 是由于 c18o2中的部 分 18o 转移到 h2o 中 h o 又作为原料参与了光合作用 18 2 6 夏季晴朗白天的中午 黄昏光合作用都会减弱 说出其中的原因中午温度过高 出 现 午休 现象 气孔关闭 吸收的 co2减少 从而影响了暗反应 黄昏光照强度减弱 从而影响了光反应 7 土壤板结 光合速率下降的原因是土壤板结 导致土壤中缺氧 根细胞进行无氧呼 吸 产生的 atp 减少 供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少 光合色素的合成和酶数 量减少 光合作用减弱 微专题 1 细胞呼吸与光合作用过程的联系 1 图解光合作用与细胞呼吸的过程 3 2 光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量转换过程 3 四种状况下 光合与呼吸 的关系 4 1 2019 高考全国卷 马铃薯块茎储藏不当会出现酸味 这种现象与马铃薯块茎细 胞的无氧呼吸有关 下列叙述正确的是 a 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖 b 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来 c 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成 atp d 马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生 解析 选 b 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸 葡萄糖是细胞呼吸的原料而不 是产物 a 项错误 在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段 葡萄糖分解成丙酮酸 第二 阶段在相应酶的催化下 丙酮酸转化为乳酸 b 项正确 在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第 一阶段 1 分子葡萄糖分解成 2 分子丙酮酸 并且释放出少量能量 生成少量 atp c 项错 误 一般来说 氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸 故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度 的升高不会增加酸味的产生 d 项错误 2 2018 高考北京卷 光反应在叶绿体类囊体上进行 在适宜条件下 向类囊体悬液 中加入氧化还原指示剂 dcip 照光后 dcip 由蓝色逐渐变为无色 该反应过程中 a 需要 atp 提供能量 b dcip 被氧化 c 不需要光合色素参与 d 会产生氧气 解析 选 d 光合作用中的光反应发生在类囊体薄膜上 光合色素吸收光能 一方面 使水光解 释放出氧气 形成 h 另一方面在有关酶的催化作用下 促使 adp 与 pi 发生 5 化学反应形成 atp d 项符合题意 a c 项不符合题意 结合题干信息 加入氧化还原指 示剂 dcip 后 dcip 会被 h 还原 b 项不符合题意 3 2019 高考江苏卷 叶绿体中催化 co2固定的酶 r 由叶绿体 dna 编码的大亚基和细 胞核 dna 编码的小亚基共同组装而成 其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示 请回 答下列问题 1 合成酶 r 时 细胞核 dna 编码小亚基的遗传信息 到 rna 上 rna 进入细胞 质基质后指导多肽链合成 在叶绿体中 参与大亚基肽链合成的 rna 中 种类最多的是 2 进行光合作用时 组装完成的酶 r 需 atp 参与激活 光能转化为 atp 中的化学能是 在 上 填场所 完成的 活化的酶 r 催化 co2固定产生 c3化合物 c3 c3 还原为三碳糖 c3 这一步骤需要 作为还原剂 在叶绿体中 c3 除了进一步合成淀粉外 还必须合成化合物 x 以维持卡尔文循环 x 为 3 作为光合作用的重要成分 x 在叶绿体中的浓度受多种因素调控 下列环境条件和 物质代谢过程 与 x 浓度相关的有 填序号 外界环境的 co2浓度 叶绿体接受的光照强度 受磷酸根离子浓度调节的 c3 输出速度 酶 r 催化 x 与 o2结合产生 c2化合物的强度 4 光合作用旺盛时 很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中 假如以大量可溶性糖的形式存在 则可能导致叶绿体 解析 1 遗传信息从 dna 流动到 rna 的过程叫转录 参与蛋白质合成的 rna 有 trna mrna 和 rrna 由于 trna 与特定的氨基酸相结合 其功能具有特异性 种类最多 2 光合作用过程中 发生在类囊体薄膜上的光反应 将光能转化为 atp 中的化学能 光反 应为暗反应提供了 h 和 atp 其中 h 是将 c3 还原形成 c3 的还原剂 暗反应过程中 c5和 co2结合形成 c3 其中一部分 c3又会被还原成 c5 从而使卡尔文循环持续地进行下去 3 凡是影响光反应和暗反应的因素 都可以引起 c3 c5相对含量的暂时变化 外界环境 的 co2浓度改变 会暂时影响 c5的消耗 叶绿体接受的光照强度变化 会暂时影响 c5的生 成 c3 的输出速度会影响 c5的生成 酶 r 催化 c5与 o2结合产生 c2化合物的强度会直接 影响 c5的浓度 4 若叶绿体中存在大量可溶性糖 其渗透压会增大 造成叶绿体大量吸 6 水而涨破 答案 1 转录 trna 2 类囊体薄膜 h c5 五碳化合物 3 4 吸 水涨破 本部分选择题和非选择题均有考查 主要体现在光合作用与细胞呼吸过程中物质和能 量的变化以及二者的相互联系 可体现生命观念核心素养中的物质与能量观 试题难度适 中 一 考查生命观念 1 2019 河南八市高三测评 在光合作用的探究历程中 人们利用离体的叶绿体进行 实验 逐渐探明了水的光解和 h 的产生过程 如图所示 e 为负电子 下列分析正确的 是 a 完成过程 需要叶绿体色素和酶的共同作用 b 过程 发生在类囊体薄膜上并存在能量的转换 c nadph 进入叶绿体基质并参与合成 c3的反应 d 自养生物细胞的过程 均发生在叶绿体中 解析 选 b 过程 是水在光下分解 需要叶绿体色素分子吸收的光能 但不需要酶 的催化 a 错误 过程 表示 nadph 的形成 发生在类囊体薄膜上并将色素分子吸收的光 能转变成活跃的化学能储存起来 b 正确 nadph 进入叶绿体基质并参与 c3的还原反应 c 错误 自养生物蓝藻为原核生物 没有叶绿体 因此其过程 一定不是在叶绿体中进行 的 故过程 不一定在叶绿体中进行 d 错误 2 下图表示光合作用和细胞呼吸的部分过程 下列相关叙述不正确的是 a x 物质为 c3 过程除需 h 外 还需要光反应提供的 atp b 过程产生的 h 与图中的 h 不同 c 过程发生在线粒体中 过程需要水的参与 d 植物的同一细胞中可以同时发生 过程 解析 选 c c3的还原需要光反应提供的 h 和 atp a 正确 有氧呼吸的第一 二阶 段均会产生 h 即 nadh 光合作用的光反应中产生的 h 为 nadph 两者不相同 b 正确 过程发生在细胞质基质中 过程发生在线粒体基质中 c 错误 光照条件下 在植物 7 的叶肉细胞中可同时发生光合作用和细胞呼吸 d 正确 二 考查科学思维 3 不定项 2019 济南重点中学高三联考 科研人员为研究某植物的光合特性 测定 了该植物在光 暗条件下的 co2吸收速率 结果如下图 下列叙述正确的是 a 暗期 co2吸收速率大于 0 b 从暗期变到光期的瞬间 叶绿体中 c3含量升高 c 光期 co2吸收速率下降可能是 co2浓度降低所致 d 暗期植物不能将 co2转化为糖类等光合产物的原因是没有光反应提供的 atp 和 h 解析 选 acd 从图示曲线可知 暗期 co2吸收速率大于 0 a 正确 从暗期变到光期 的瞬间 光反应增强 c3的还原增强 c3消耗增加 而 c3合成速率不变 故 c3含量减少 b 错误 光期 co2吸收速率有下降趋势 可能是随着光合作用的进行 co2不断被吸收 导 致环境中 co2浓度降低所致 c 正确 没有光反应提供 atp 和 h 暗反应无法进行 故暗 期植物不能将 co2转化为糖类等光合产物是因为没有光反应提供的 atp 和 h d 正确 4 将某植物置于一定的温度和 co2浓度条件下 测定光照强度对光合作用强度的影响 结果如图 1 图 2 表示该植物叶肉细胞中的叶绿体和线粒体 请分析回答下列问题 1 在 a 点时 该植物叶肉细胞内产生 atp 的细胞器有 若适当增加 co2 浓度使光合速率增大 图 1 中的 a 点将向 移动 b 点将向 移动 2 若将该植物放在缺镁的土壤中培养一段时间 则该植物处于 b 点条件下时 光合作 用强度 c 点对应的光合作用强度 原因是在缺镁时 合成量变化 使光合作用强度发生改变 8 3 请在图 2 中绘制出图 1 中 c 点时 o2 用实线表示 和 co2 用虚线表示 的转移方向 解析 1 据题图 1 可知 p 点表示光照强度为 0 时 该植物的呼吸作用强度 故图 1 纵轴中的光合作用强度表示的是该植物净光合作用强度 a 点时 净光合作用强度为 0 则 总光合作用强度大于 0 此时该植物叶肉细胞中产生 atp 的细胞器有叶绿体和线粒体 若 适当增加 co2浓度使光合速率增大 而呼吸速率不变 因此 较弱的光照就能使总光合作 用强度等于呼吸作用强度 即 a 点将左移 co2浓度增加 该植物需要更强的光照才能充分 利用 co2 即 b 点将右移 2 缺镁会影响叶绿素的合成 导致该植物光合作用能力减弱 b 点条件下植物光合作用强度会小于 c 点对应光合作用强度 3 在 c 点时 植物总光合作 用强度大于呼吸作用强度 叶肉细胞中叶绿体利用的 co2一方面来自线粒体 另一方面来 自外界环境 同时光合作用释放的 o2一部分被自身线粒体利用 其余的释放到细胞外 答案 1 线粒体 叶绿体 左 右 2 小于 叶绿素 3 如下图 光合作用曲线中光补偿点和光饱和点移动规律 1 名词解释 光补偿点是指植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等时的光照强度 如图中的 b 点 光饱和点是指植物的光合作用强度初始达到最大时所对应的光照强度 如图中的 d 点 2 光补偿点的移动 呼吸速率增大 其他条件不变时 光补偿点右移 反之左移 呼吸速率基本不变 其他相关条件的改变使光合速率下降时 光补偿点右移 反之 左移 3 光饱和点的移动 相关条件的改变 如增加 co2浓度 使光合速率增大 而其他条件不变时 光饱和点右 9 移 反之左移 注 当影响光合作用的某一条件发生改变时 光补偿点和光饱和点的移动方向正好相 反 微专题 2 光合作用和细胞呼吸的影响因素分析 10 1 2019 高考北京卷改编 光合作用是地球上最重要的化学反应 发生在高等植物 藻类和光合细菌中 1 地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的 在暗反应中 rubp 羧化酶 r 酶 催化 co2与 c5结合 生成 2 分子 c3 影响该反应的外部因素 除光照条 件外还包括 写出两个 内部因素包括 写出两 个 2 r 酶由 8 个大亚基蛋白 l 和 8 个小亚基蛋白 s 组成 高等植物细胞中 l 由叶绿体 基因编码并在叶绿体中合成 s 由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入 叶绿体 在叶绿体的 中与 l 组装成有功能的酶 3 研究发现 原核生物蓝藻 r 酶的活性高于高等植物 有人设想通过基因工程技术将 蓝藻 r 酶的s l基因转入高等植物 以提高后者的光合作用效率 研究人员将蓝藻s l 基因转入某高等植物 甲 的叶绿体 dna 中 同时去除甲的l基因 转基因植株能够存活并 生长 检测结果表明 转基因植株中的 r 酶活性高于未转基因的正常植株 由上述实验能否得出 转基因植株中有活性的 r 酶是由蓝藻的 s l 组装而成 的推 测 请说明理由 基于上述实验 下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 a 蓝藻与甲都以 dna 作为遗传物质 b 蓝藻与甲都以 r 酶催化 co2的固定 c 蓝藻 r 酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成 11 d 在蓝藻与甲的叶肉细胞中 r 酶组装的位置不同 解析 1 光合作用可将光能 太阳能 转变为有机物中稳定的化学能 以供地球上的生 命活动利用 影响光合作用的主要环境因素是光照 温度 co2浓度 光照可直接影响光反 应进而影响暗反应 温度主要通过影响光合作用 光反应阶段和暗反应阶段 所需酶的活性 来影响光合作用 co2是暗反应的原料 c5含量 ph r 酶的含量及活性可影响暗反应的进 行 2 叶绿体为半自主性细胞器 其蛋白质主要由细胞核基因控制合成 合成场所为细胞 质中的核糖体 少数由叶绿体自身 dna 控制合成 合成场所是叶绿体基质中的核糖体 s 与 l 在叶绿体的基质中组装成有功能的 r 酶 3 实验中只去除了高等植物甲的l基因 但没有去除其s基因 转基因植株中可能有植物甲s基因的表达产物 也可能有蓝藻s基 因的表达产物 故不能得出 转基因植株中有活性的 r 酶是由蓝藻的 s l 组装而成 的推 测 a b c 项分别体现了高等植物和蓝藻在遗传物质 新陈代谢 细胞结构和功能等 方面具有统一性 d 项体现了生物多样性 答案 1 光能 温度 co2浓度 r 酶活性 r 酶含量 c5含量 ph 2 细胞质 基 质 3 不能 转入蓝藻s l基因的同时没有去除甲的s基因 无法排除转基因植株 r 酶中的s是甲的 s 基因表达产物的可能性 a b c 2 2018 高考全国卷 甲 乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示 回答下列问题 1 当光照强度大于a时 甲 乙两种植物中 对光能的利用率较高的植物是 2 甲 乙两种植物单独种植时 如果种植密度过大 那么净光合速率下降幅度较大的 植物是 判断的依据是 3 甲 乙两种植物中 更适合在林下种植的是 4 某植物夏日晴天中午 12 00 时叶片的光合速率明显下降 其原因是进入叶肉细胞 的 填 o2 或 co2 不足 解析 1 由题图可知 乙种植物的光饱和点及光补偿点都比甲种植物的低 因此甲 乙两种植物在光照强度较低时乙种植物更具有生长优势 当光照强度大于a时 甲种植物 光合作用强度高于乙种植物 因此甲种植物对光能的利用率较高 2 根据曲线图可知 甲 种植物的光饱和点较高 对光照的需求大 当甲 乙两种植物单独种植时 如果种植密度 过大 植株接受的光照强度减弱 甲种植物净光合速率下降幅度较大 3 乙种植物的光补 偿点较低 所以更适合在光照较弱的林下种植 4 夏日晴天中午温度过高 气孔部分关闭 12 因此进入叶肉细胞的 co2不足 叶片的光合速率明显下降 答案 1 甲 2 甲 光照强度降低导致甲种植物净光合速率降低的幅度比乙种植物的大 种植密度 过大 植株接受的光照强度减弱 导致甲种植物净光合速率下降幅度比乙种植物的大 3 乙 4 co2 3 2018 高考全国卷 为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性 某同学 选取来自树冠不同层的 a b 两种叶片 分别测定其净光合速率 结果如图所示 据图回答 问题 1 从图可知 a 叶片是树冠 填 上层 或 下层 的叶片 判断依 据是 2 光照强度达到一定数值时 a 叶片的净光合速率开始下降 但测得放氧速率不变 则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制 3 若要比较 a b 两种新鲜叶片中叶绿素的含量 在提取叶绿素的过程中 常用的有 机溶剂是 解析 1 树冠下层叶片达到最大净光合速率时所需的光照强度会低于上层叶片 故由 题图中曲线可知 a 叶片是树冠下层叶片 2 光照强度达到一定数值时 a 叶片的净光合 速率开始下降 说明 co2的吸收量减少 但测得放氧速率不变 由此可知 光反应速率基 本不变 因此 净光合速率下降的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制 3 常用有机溶 剂无水乙醇对叶绿素进行提取 答案 1 下层 a 叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于 b 叶片 2 暗 3 无水乙醇 本部分在高考中属于高频考点 主要以非选择题的形式出现 体现在对影响光合作用 和细胞呼吸环境因素的考查 常以图表 曲线为信息载体 难度中等 一 考查科学思维和科学探究 1 图甲 乙为分别置于透明玻璃罩内的两棵相同的植物 在自然条件下 测得一昼夜 13 植物氧气释放速率分别如图丙 丁曲线所示 下列说法正确的是 a b 点时甲玻璃罩内二氧化碳浓度高于 a 点 b e 点时 气孔关闭导致光合作用基本停止 c c 点时 植物叶绿体中三碳化合物含量低于 d 点 d 图丁中积累有机物最多的时间点是 d 点对应的时间 解析 选 c 根据题图可判断图丙所示曲线表示的是密闭透明玻璃罩 甲玻璃罩 内植 物的氧气释放速率 ab 段下降的原因是二氧化碳供应不足 故 b 点时甲玻璃罩内二氧化碳 浓度低于 a 点 a 错误 由图丁可知 e 点光合速率降低 但光合作用仍在进行 即 e 点时 气孔部分关闭导致光合速率下降 但并没有停止 b 错误 结合题干信息可知 c 点时的光 照强度高于 d 点 c 点时光反应产生的 atp 和 h 多于 d 点 三碳化合物的还原量较多 而 三碳化合物的生成量基本不变 故 c 点时 植物叶绿体中三碳化合物含量比 d 点时低 c 正确 图丁中与横轴相交的两个点代表光合速率等于呼吸速率 一昼夜中 图丁中积累的 有机物最多的时间点应在 d 点之后 d 错误 2 下图表示为在一定条件下 co2浓度对菜豆植株光合速率的影响 假设呼吸速率不 变 图中的x y z可能表示不同的光照强度或温度 下列说法正确的是 a co2浓度越高 菜豆植株的总光合速率越大 b 若x y z表示不同的光照强度 则x y z c 若x y z表示不同的温度 则x y z d 若光照强度突然由z变为y 短时间内叶绿体中 c3含量增多 解析 选 b 由曲线信息可知 在一定范围内 co2浓度越高 菜豆植株的 co2吸收速 率 代表的是植株的净光合速率 越大 超过一定范围 随着 co2浓度增加 co2吸收速率不 14 再增加 而呼吸速率不变 则总光合速率也不再增加 a 错误 若x y z表示不同的光 照强度 一定范围内 其他条件相同时光照强度越大 植株的光合速率越大 超过光饱和 点后 光合速率不再增大 则x y z b 正确 若x y z表示不同的温度 x可能大于 或小于y c 错误 由 b 项解析可知 x y z表示不同的光照强度时 y z 当光照强度 突然增大时 光反应产生的 atp 和 h 增多 短时间内能还原更多的 c3 生成更多的 c5 而 co2固定速率基本不变 因此 c3含量会下降 d 错误 3 不定项 2020 山东省高三等级考模拟 龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类 既能给海洋生态系统提供光合产物 又能为人类提供食品原料 某小组研究 co2 浓度和光 照强度对龙须菜生长的影响 实验结果如下图所示 已知大气 co2 浓度约为 0 03 实验过程中温度等其他条件适宜 下列相关说法错误 的是 a 实验中 co2浓度为 0 1 的组是对照组 b 增加 co2浓度能提高龙须菜的生长速率 c 高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快 d 选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素 答案 ab 4 不定项 下图是大棚番茄在 24 小时测得的 co2含量和 co2吸收速率的变化曲线图 下列有关叙述错误的是 a a时 co2释放量减少可能是由于温度降低使细胞呼吸减弱 b d时由于温度升高 蒸腾作用过强使气孔关闭 co2供应减少 c 如果 n 点低于 m 点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量减少 d 番茄通过光合作用制造有机物的时间段是ce段 解析 选 cd 图中虚线表示 co2的吸收速率 oc段所对应的虚线位于横轴下面 表示 co2的释放速率 相当于细胞呼吸速率 oa段对应的虚线上升 即细胞呼吸减弱 原因可 能是环境温度降低 a 项正确 d时由于温度过高 蒸腾作用过强使植物气孔关闭 从而降 15 低了 co2的吸收速率 b 项正确 m 点和 n 点位于实线上 实线表示大棚中 co2的含量 如 果 n 点低于 m 点 说明经过一昼夜 大棚中的 co2含量减少 减少的 co2被植物吸收 进入 植物细胞内合成了有机物 从而使植物体内的有机物总量增加 c 项错误 虚线上的c e 两点是虚线与横轴的交点 此时光合作用速率 细胞呼吸速率 说明在c点之前和e点之 后植物也在进行光合作用 只是光合作用速率小于细胞呼吸速率 d 项错误 曲线类 二 考查社会责任 5 下列有关细胞呼吸原理及其应用的说法 正确的是 a 蔬菜瓜果类的保鲜环境 温度和氧气含量越低越好 b 乳酸菌在有氧和无氧条件下都能生存 但呼吸作用的产物不同 c 皮肤破损较深的患者 应及时到医院注射破伤风抗毒血清 d 为保证人体细胞的有氧呼吸 伤口处宜选用透气性好的 创可贴 解析 选 c 蔬菜瓜果类的保鲜环境温度和氧气并不是越低越好 应在零上低温 低 氧 适宜的湿度下保存 a 项错误 乳酸菌是厌氧型生物 只能进行无氧呼吸产生乳酸 b 项错误 皮肤破损较深时 可为破伤风芽孢杆菌提供缺氧条件 故应及时到医院注射破伤 风抗毒血清 防止破伤风芽孢杆菌的生长繁殖 c 项正确 选用透气性好的 创可贴 的 目的是防止伤口感染厌氧致病菌 d 项错误 微专题 3 光合作用和细胞呼吸有关探究实验 1 分析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下图 16 1 分析 甲装置中的 naoh 溶液可吸收 co2 则装置内气体变化由 o2引起 故红墨水 滴移动反映 o2吸收量 乙装置中 清水不会吸收任何气体 则装置内气体变化由 co2和 o2 共同引起 故红墨水滴移动反映释放 co2和吸收 o2的差值 2 实验结果 若甲液滴左移 乙液滴不动 则只进行有氧呼吸 若甲液滴不动 乙液滴右移 则只进行无氧呼吸 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 3 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 2 光合速率与呼吸速率的测定 1 测定装置 2 测定方法及解读 测定呼吸速率 a 装置小烧杯中放入适宜浓度的 naoh 溶液用于吸收 co2 b 玻璃钟罩进行遮光处理 以排除光合作用的干扰 c 置于适宜温度环境中 d 红色液滴向左移动 代表呼吸速率 测定净光合速率 a 装置小烧杯中放入适宜浓度的 co2缓冲液 用于保证容器内 co2浓度恒定 满足绿 色植物光合作用需求 b 必须给予较强光照处理 且温度适宜 c 红色液滴向右移动 代表净光合速率 3 光合作用与细胞呼吸实验设计中实验条件的控制方法 1 增加水中 o2 泵入空气或放入绿色水生植物 2 减少水中 o2 容器密封或油膜覆盖 17 3 除去容器中的 co2 naoh 溶液 4 保持容器中 co2浓度不变 nahco3溶液 5 除去叶片中原有的淀粉 置于黑暗环境中一段时间 6 排除光合作用对细胞呼吸的干扰 给植株遮光 7 消除种子表面微生物对种子细胞呼吸速率测定的影响 消毒 8 探究酵母菌的呼吸方式 检测产生的 co2情况 用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水 溶液 9 除去叶片中叶绿素 酒精隔水加热 10 如何得到单色光 棱镜色散或薄膜滤光 1 2016 高考全国卷 btb 是一种酸碱指示剂 btb 的弱碱性溶液颜色可随其中 co2浓度的增高而由蓝变绿再变黄 某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用 进行了 如下实验 用少量的 nahco3和 btb 加水配制成蓝色溶液 并向溶液中通入一定量的 co2使 溶液变成浅绿色 之后将等量的浅绿色溶液分别加入 7 支试管中 其中 6 支加入生长状况 一致的等量水草 另一支不加水草 密闭所有试管 各试管的实验处理和结果见下表 试管编号 1234567 水草无有有有有有有 距日光灯 的距离 cm 20 遮光 10080604020 50 min 后试管 中溶液的颜色 浅绿色 x 浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色 遮光是指用黑纸将试管包裹起来 并放在距日光灯 100 cm 的地方 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响 回答下列问题 1 本实验中 50 min 后 1 号试管的溶液是浅绿色 则说明 2 至 7 号试管的实验结果 是由 引起的 若 1 号试管的溶液是蓝色 则说明 2 至 7 号试管的实验结果是 填 可靠的 或 不可靠的 2 表中 x 代表的颜色应为 填 浅绿色 黄色 或 蓝色 判断依 据是 3 5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化 说明在此条件下水草 解析 1 1 号试管中没有水草 2 至 7 号试管中均有水草 且 2 号试管没有光照 其 中的水草只进行呼吸作用 其余试管中的水草同时进行光合作用和呼吸作用 所以与 1 号 试管对照 2 至 7 号试管的实验结果是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的 若 1 号试管的溶液是蓝色 说明在没有水草的条件下 光照会导致溶液中 co2浓度发生变 化 则 2 至 7 号试管的实验结果是不可靠的 2 2 号试管遮光处理 其中的水草不进行光 18 合作用 只进行呼吸作用 故 2 号试管溶液中 co2浓度高于 3 号试管 所以 2 号试管中溶 液应呈现黄色 3 5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化 说明其中水草的光合作用 强度等于呼吸作用强度 吸收与释放的 co2量相等 答案 1 不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 其他合理答案也可 不可靠的 2 黄色 水草不进行光合作用 只进行呼吸作用 溶液中 co2浓度高于 3 号试管 3 光合作用强度等于呼吸作用强度 吸收与释放的 co2量相等 2 高考江苏卷 科研人员对猕猴桃果肉的光合色素 光合放氧特性进行了系列研究 图 1 为光合放氧测定装置示意图 图 2 为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线 请回答下列问题 1 取果肉薄片放入含乙醇的试管 并加入适量 以防止叶绿素降解 长时间 浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色 原因是 2 图 1 中影响光合放氧速率的因素有 氧电极可以检测反应液中氧气的 浓度 测定前应排除反应液中 的干扰 3 图 1 在反应室中加入 nahco3的主要作用是 若 提高反应液中 nahco3浓度 果肉放氧速率的变化是 填 增大 减小 增大 后稳定 或 稳定后减小 4 图 2 中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率 对 15 20 min 曲线的斜率几 乎不变的合理解释是 若在 20 min 后停止光照 则短时间内叶 绿体中含量减少的物质有 填序号 c5 atp h c3 可推测 20 25 min 曲线的斜率为 填 正值 负值 或 零 解析 1 由教材实验可知 caco3能防止叶绿素被破坏 叶绿体中的色素能溶解在有 机溶剂无水乙醇中 长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会因光合色素溶解于乙醇中而变成白 色 2 图 1 装置中放氧量的多少与影响光合作用的因素 如光照强度 温度和 co2浓度等 有关 要通过氧电极检测反应液中氧气的浓度 应排除反应液中溶解氧的干扰 3 反应室 中加入的 nahco3能为光合作用提供 co2 若提高反应液中 nahco3浓度 一定范围内果肉细 胞的光合作用增强 超过一定范围后 受光照强度等因素的限制 光合作用不再增强 4 15 20 min 曲线的斜率几乎不变 是因为此时光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相等 若 突然停止光照 则光反应阶段产生的 h 和 atp 减少 暗反应中 c3的还原过程减弱而 c3的 合成速率不变 故短时间内叶绿体中 c5的含量减少 光照停止 光合作用的光反应不再发 19 生 则 20 25 min 反应液中无氧气的释放 只有呼吸作用消耗氧气 故曲线的斜率为负值 答案 1 caco3 光合色素溶解在乙醇中 2 光照 温度 co2 nahco3 浓度 溶解氧 3 提供 co2 增大后稳定 4 光合产氧量与呼吸耗氧量相等 负值 本部分在高考中属于高频考点 主要以影响细胞呼吸和光合作用的环境因素为素材 考查实验设计与分析能力 难度较大 1 取三个玻璃瓶 两个黑布包上 并包以锡箔 记为 a b 瓶 另一个玻璃瓶不做处 理 记为 c 瓶 其中 b c 瓶中放入生长状况相同且良好的同种植物 从待测的水体深度取 水并装入三个瓶中 保留 a 瓶以测定水中原来的溶氧量 将 b c 瓶沉入取水深度 经过一 段时间 将其取出 并进行溶氧量的测定 下列叙述错误的是 a b 瓶中氧气的减少量表示呼吸作用量 b c 瓶中氧气的增加量表示净光合作用量 c c 瓶中测得的现有氧气量与 b 瓶中测得的现有氧气量之和表示总光合作用量 d c 瓶中测得的现有氧气量与 b 瓶中测得的现有氧气量之差表示总光合作用量 解析 选 c 利用 黑白瓶 法 结合题干信息分析 保留 a 瓶以测定水中原来的 溶氧量 可知 a 瓶中所含氧气量为初始值 虽然 b c 瓶中放入生长状况相同且良好的 同种植物 但 b 瓶是被黑布包上 并包以锡箔的 因此 b 瓶 相当于黑瓶 中的植物处于 黑暗中 只能进行呼吸作用 而 c 瓶相当于白瓶 其中植物既可进行呼吸作用又可进行光 合作用 由上述分析可知 黑瓶 b 瓶 中氧气的减少量表示呼吸作用量 a 正确 白瓶 c 瓶 中氧气的增加量表示净光合作用量 b 正确 黑瓶中的氧气变化量表示呼吸作用量 白 瓶中的氧气变化量表示净光合作用量 因此白瓶 c 瓶 中测得的现有氧气量与黑瓶中测得 的现有氧气量之差表示总光合作用量 c 错误 d 正确 2 半叶法是总光合速率测定的常用方法 其一般实验步骤 用刀片将叶柄的外皮环 割处理 切断韧皮部的物质 如有机物 运输 但不切断木质部的导管 选择对称性较好 的叶片 沿中央叶脉一半遮光 另一半不做任何处理 经一段时间 t 适宜的光照后 剪 下叶片并将两半对应部位叠在一起 用大小适当的打孔器在叶片的中部打下相同叶面积 a 的叶片 经烘干后分别称重 遮光部分干重记为w1 曝光部分干重记为w2 计算总光合 速率 1 光照处理之前将叶柄的外皮环割处理 其目的是 2 根据半叶法的实验步骤及实验记录整理出用有机物表示总光合速率的计算公式 单 位叶面积的总光合速率 用题中的字母表示 3 重复以上实验 同时将步骤 改为将叶片剪下经酒精脱色处理后滴加碘液染色 比 20 较遮光部分与曝光部分是否变蓝 该实验 填 能 或 不能 说明叶片在光下 生成了淀粉 理由是 解析 1 已知植物的木质部中导管主要运输水和无机盐 而韧皮部中筛管主要运输糖 类等有机物 将叶柄的外皮环割处理的目的是切断糖类 光合作用产物 等有机物的运输 不切断水和无机盐的运输 因此 外皮环割处理是防止光合产物输出而影响叶片的干重变 化 2 本小题注意需要求的是 单位叶面积的总光合速率 此处需要分别得出总光合作 用量 用有机物产生量表示 叶面积和时间 即总光合作用量 w2 w1 因此 单位叶面 积的总光合速率 总光合作用量 叶面积 时间 w2 w1 a t 3 回顾教材实验 先对植物进行暗处理 饥饿处理 后 再进行遮光和曝光处理 最后证明了光合作用产生淀 粉 本题中叶片事先没有经过暗处理 无法排除叶片中原有淀粉的影响 答案 1 阻止韧皮部将光合作用的产物运出叶片而影响实验结果 2 w2 w1 a t 3 不能 叶片事先没有经过暗处理 无法排除叶片中原有淀粉的影响 3 下图是某生物兴趣小组设计的测量一盆芦荟光合速率的实验密闭装置 现有三套完 全相同的装置 做如下处理 并记录相关数据 已知氧传感器用于测量装置内氧气的含量 回答以下问题 刻度尺读数数据显示屏读数 装置培养条件 开始时1 小时后开始时1 小时后 a 适宜光照 25 0mep b 自然环境 0hel c 黑暗 25 0neq 1 装置 a 的液滴 填 向左移 向右移 或 不移动 测量数据可反映 出 的大小 2 影响装置 b 光合速率的外界因素有 3 装置 c 植物细胞内能产生三磷酸腺苷 atp 的场所有 该装置可用于测量 4 利用 a c 两套装置测量该芦荟在适宜光照 25 下的总光合速率时 下列可用的 数据有 m n m n p q p q 21 5 利用该装置探究光照强度对该盆芦荟光合速率的影响时 无关变量主要是 解析 1 装置 a 中的条件是适宜光照 25 co2缓冲液可以为光合作用提供充足的 co2 光合作用大于呼吸作用 液滴会右移 此时测量的数据表示净光合速率 2 装置 b 的条件是自然环境 此时 co2缓冲液供应充足的 co2 影响光合作用的环境因素主要是温度 和光照强度 3 装置 c 的条件是黑暗环境 此时只有呼吸作用产生 atp 所以产生 atp 的 场所有细胞质基质和线粒体 该装置可以用来测量呼吸速率 4 利用 a c 两套装置测量 该芦荟在适宜光照 25 下的总光合速率时 总光合速率 呼吸速率 净光合速率 m n n为负值 p e e q p q 所以可用的数据有 5 利用该装置探究光照 强度对该盆芦荟光合速率的影响时 co2浓度和温度是主要的无关变量 在实验过程中应该 保持一致 答案 1 向右移 净光合速率 2 温度和光照强度 3 细胞质基质和线粒体 呼吸速率 4 5 co2浓度和温度 测定总光合速率的常用方法 在实验操作过程中 无法直接测定植物的总光合速率 因此 常在光照下测定植物的 净光合速率 在黑暗中测定呼吸速率 两者之和即为植物的总光合速率 强化练习 知能提升 1 下列有关色素的描述正确的是 a 蓝藻细胞所含的叶绿素和藻蓝素主要游离在细胞质中 b 可以用无水乙醇等有机溶剂提取紫色洋葱液泡中的色素 c 分离色素过程中不能让滤液细线触及层析液 d 秋天树叶变黄 说明叶片开始大量合成类胡萝卜素 解析 选 c 叶绿素和类胡萝卜素是脂溶性的 因此 蓝藻细胞中的叶绿素和藻蓝素 应主要存在于生物膜上 a 错误 液泡中的色素存在于细胞液中 说明液泡中的色素是水 溶性的 因此无法用无水乙醇等有机溶剂提取 b 错误 分离色素过程中不能让滤液细线 22 触及层析液 目的是防止色素溶解在层析液中 c 正确 秋天树叶变黄是因为叶片中叶绿 素被破坏 从而表现出类胡萝卜素的颜色 而不是因为叶片中大量合成类胡萝卜素 d 错 误 2 植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应 如 o2的释放 来绘制的 下列叙述错误的是 a 类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中 atp 的合成 b 叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 c 光合作用的作用光谱也可用 co2的吸收速率随光波长的变化来表示 d 叶片在 640 660 nm 波长光下释放 o2是由叶绿素参与光合作用引起的 解析 选 a 根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图中的曲线可知 类胡萝卜素主要 吸收蓝紫光 在红光区不吸收光能 a 错误 不同色素的吸收光谱都是通过测量其对不同 波长光的吸收值绘制的 b 正确 题干中文字表明 通过测量光合作用对不同波长光的反 应 如 o2的释放 可以绘制光合作用的作用光谱 而 co2的吸收速率和 o2的释放速率都可 以反映光合速率且具有数据的一致性 所以可用 co2的吸收速率随光波长的变化代替 o2的 释放速率随光波长的变化表示光合作用的作用光谱 c 正确 波长为 640 660 nm 的光可 被叶绿素吸收 但不能被类胡萝卜素吸收 叶绿素可吸收此波段的红光并参与光合作用 释 放 o2 d 正确 3 2019 山东临沂高三模拟 人体运动强度与 o2消耗量和血液中乳酸含量的关系如 下图所示 下列说法错误的是 a 运动状态下 肌肉细胞 co2的产生量等于 o2消耗量 b 无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能散失 其余储存在 atp 中 c 运动强度为c时 无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 3 倍 d 若运动强度长时间超过c 肌细胞积累大量乳酸使肌肉有酸痛感 解析 选 b 运动状态下 肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 其中有氧呼吸产 生的 co2量等于消耗的 o2量 而无氧呼吸既不消耗 o2也不产生 co2 a 正确 无氧呼吸过 程是有机物不彻底的氧化分解过程 大部分能量储存在有机物中 无氧呼吸释放的能量 大部分以热能散失 其余的转移到 atp 中 b 错误 有氧呼吸消耗 1 分子葡萄糖需要 6 分 子 o2 无氧呼吸消耗 1 分子葡萄糖生成 2 分子乳酸 运动强度为c时 o2消耗量 乳酸生 成量 无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 3 倍 c 正确 若运动强度长时间超过c 会因 为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力 d 正确 23 4 2019 中原名校联盟高三考评 卡尔文因发现光合作用合成己糖 葡萄糖 反应中 co2的固定途径获得诺贝尔奖 卡尔文将 14co2注入小球藻悬浮液 给予实验装置不同时间 0 t1 t2 t3 t4 t5 的光照 分析 14co2去向 结果见下表 据表分析正确的是 光照时间 0t1t2t3t4t5 分离出的放射性化合物无 注 表中 依次代表 3 磷酸甘油酸 c3h7o7p 1 3 二磷酸甘油酸 c3h8o10p2 3 磷酸甘油醛 c3h7o6p 己糖 c5 淀粉 a 不同时间的产物为本实验自变量 b t1时 中的 3 个碳原子都具有放射性 c 14c 的转移途径为 14co2 d 只做光照时间为t5的实验 也能确定出放射性化合物出现的先后顺序 解析 选 c 本实验的自变量为时间 不同时间的产物为因变量 a 不正确 在t1时 最先出现的 3 个碳原子的化合物是由 1 个 co2分子与细胞内的 1 个 c5反应生成的 因此两 个 中只有 1 个碳原子具有放射性 b 不正确 随着时间的推移 放射性物质出现的先后 顺序就是 14c 的转移途径 由表可知 14c 的转移途径为14co2 c 正确 如果只做光照时间为t5的实验 则同时检验到 6 种具有放射性的物质 不能判断其出现的先后顺序 d 不正确 5 2019 北京朝阳区期末 为研究光合作用中 atp 合成的动力 20 世纪 60 年代 andre jagendorf 等科学家设计了如下实验 首先人为创设类囊体内外 ph 梯度 之后置于 黑暗条件下 发现随着类囊体内外 ph 梯度的消失有 atp 形成 下列相关说法合理的是 a 离体类囊体取自绿色植物根尖分生区细胞 b 在绿色植物中该过程也是在黑暗中完成的 c atp 的合成需要伴随 h 运输进入类囊体腔 d 推测 atp 合成的动力来自 h 浓度梯度势能 解析 选 d 类囊体存在于叶绿体中 而绿色植物根尖分生区细胞没有叶绿体 a 错误 在绿色植物中合成 atp 是在光反应阶段进行的 自然环境下此过程需要光照 b 错误 atp 的合成需要伴随 h 运输出类囊体腔 c 错误 把悬浮液的 ph 迅速上升为 8 类囊体内外产 生了浓度差 此时 在有 adp 和 pi 存在的情况下类囊体生成了 atp 因此可以推测 atp 合成的动力来自 h 浓度梯度势能 d 正确 24 6 下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸的过程及其关系图解 其中 a d 表示相关过程 a e 表示有关物质 据图判断 下列相关说法正确的是 a 图中 b c d 过程可以在整个夜间进行 b 有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程是 d c 图中 a c 都是在细胞质基质中产生的 d a c d 过程产生的 atp 用于生物体的各项生命活动 解析 选 b 图中 a b 分别表示光反应阶段 暗反应阶段 c 表示有氧呼吸的第二 三阶段 d 表示有氧呼吸的第一阶段 a e 分别表示 h2o o2 co2 h 和 atp 细胞有氧 呼吸的各个阶段在有光和无光条件下都可进行 光合作用暗反应的进行需要光反应提供的 h 和 atp 因此不能长时间在黑暗条件下进行 a 错误 葡萄糖氧化分解成丙酮酸是有氧 呼吸和无氧呼吸共有的阶段 b 正确 图中的 h2o a 在有氧呼吸第三阶段 场所是线粒体内 膜 产生 co2 c 在有氧呼吸第二阶段 场所是线粒体基质 产生 c 错误 光反应阶段产生 的 atp 全部用于叶绿体内的生命活动 d 错误 7 下图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的反应模式图 下列有关叙述 正确的是 a 图 1 2 中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中 b 图 1 中的 h 来自水 图 2 中的 h 来自丙酮酸 c 两种生物膜除产生上述物质外 还均可产生 atp d 影响图 1 2 中两种膜上反应的主要外界因素分别是温度和光照 解析 选 c 图 1 膜上的反应是 h2o h o2 即光反应中水的光解 据此可以推断 图 1 中的膜为叶绿体类囊体薄膜 图 2 膜上的反应是 h o2 h2o 即有氧呼吸第三阶段 据此可以推断图 2 中的膜为线粒体内膜 a 错误 图 1 中的 h 来自 h2o 图 2 中的 h 不只 来自丙酮酸 b 错误 光合作用光反应阶段可产生 atp 有氧呼吸第三阶段生成 h2o 的同时 有 atp 产生 c 正确 影响光合作用光反应阶段的主要外界因素是光照 影响呼吸作用第 三阶段的主要外界因素是温度和 o2 d 错误 8 2019 湖北襄阳模拟 科学家往小球藻培养液中通入 14co2后 分别给予小球藻不 同时间的光照后检测放射性物质分布情况 结果如下表所示 25 实验组别光照时间 s 放射性物质分布 12 大量 3 磷酸甘油酸 三碳化合物 220 多种磷酸化糖类 360 除上述多种磷酸化糖类外 还有氨基酸 有机酸等 根据上述实验结果分析 下列叙述错误的是 a 本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段 b 每组实验照光后需对小球藻进行处理使酶失活 才能测定