2020版高考生物二轮复习2.2细胞呼吸和光合作用讲义.docx

第2讲 细胞呼吸和光合作用基础自查明晰考位纵引横连建网络边角扫描全面清提醒：判断正误并找到课本原话1重铬酸钾可以检测有无酒精存在，这一原理在日常生活中可以检测汽车司机是否喝酒。(P91探究)()2线粒体一般均匀分布在细胞质中，但也可以定向运动到细胞代谢旺盛的部位。(P93小字)()3对比实验有两个或两个以上的实验组，结果在事先都未知，探究某因素与实验对象的关系。(P93对比实验)()4无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。(P94下部正文)()5细胞呼吸中H的形成过程实际上是氧化型辅酶(NADP)转化成还原型辅酶(NADPH)。(P94相关信息)()6(1)鸟类和哺乳动物需要维持体温的恒定，主要是靠细胞呼吸产生的热量来维持，一般是由ATP水解来供能的。()(2)酵母菌细胞破碎离心后，可分离成甲、乙、丙三部分，甲只含细胞质基质，乙只含细胞器，丙全有。加入葡萄糖溶液，在有氧条件下能产生二氧化碳和水的，只有丙。原因是细胞质基质的无氧呼吸在有氧时难以进行，而且也不产水；葡萄糖又不能直接进入线粒体。(P96练习)()7(1)一般情况下，光合作用利用的光都是可见光，也能利用紫外光。(P99学科交叉)()(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光(注意它们的吸收光谱曲线图，波峰表示吸收多)。(P99正文)()8光合作用中的H形成过程实际上是辅酶(NAD)与电子和质子(H)结合，形成还原型辅酶(NADH)。(P103相关信息)()9硝化细菌属于自养生物，能将土壤中的NH3氧化成HNO2进而将HNO2氧化成HNO3，释放出的化学能将CO2和H2O合成糖类。(P105正文下部)()10科学家用含有14C的CO2追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径：CO2C3糖类。(P106练习)()11夏季晴朗的白天的中午，有些植物会关闭气孔，这直接限制光反应；而早晨和黄昏，光照较弱，直接限制的是暗反应。(P106拓展题)()12松土有利于植物根系有氧呼吸从而更好地吸收矿质元素，但不利于水土保持和减缓温室效应，因为植物和微生物有氧呼吸会产生更多二氧化碳。(P108知识迁移)()考点梳理整合突破整合考点5“共同担当”的光合作用与细胞呼吸 考点突破固考基一、光合作用与细胞呼吸原理及关系图解1物质转变过程：物质名称：a：光合色素，b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH(H)，f：C5，g：CO2，h：C3。2相应元素转移过程：元素转移过程COH3.能量转换过程：二、影响细胞呼吸和光合作用的因素及相关模型解读1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：O2浓度0时，只进行无氧呼吸。0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。O2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。2影响光合作用的三大因素的曲线分析(据图填空)(1)光照强度：(如图1)原理：主要影响光反应阶段ATP和H的产生。分析P点后的限制因素：(2)CO2的浓度：(如图2)原理：影响暗反应阶段C3的生成。分析P点后的限制因素：(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3)。3把握光合作用中C3、C5、H、ATP含量和(CH2O)合成量变化的四条曲线(1)CO2供应不变(2)光照强度不变三、通过曲线分析植物光合作用与细胞呼吸的关系1自然环境中一昼夜植物的光合作用曲线甲图：(1)a点：凌晨3时4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。(2)b点：上午6时左右，有微弱光照，开始进行光合作用。(3)bc段(不含b、c点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。(4)c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。(5)ce段(不含c、e点)：光合作用强度大于细胞呼吸强度。(6)d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。(7)e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。(8)ef段(不含e、f点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。(9)fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。乙图：(1)积累有机物时间段：ce段。(2)制造有机物时间段：bf段。(3)消耗有机物时间段：Og段。(4)一天中有机物积累最多的时间点：e点。(5)一昼夜有机物的积累量表示为：SPSMSN(SP、SM、SN表示面积)。2密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。(2)图甲中N点低于虚线，说明该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。(3)图乙中N点低于虚线，说明该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。3解读总光合速率与呼吸速率的关系(1)图示(2)解读A点：只进行细胞呼吸。AB段：总光合速率呼吸速率。C点：为光饱和点。4明确各种速率的表示方法及相互关系(1)呼吸速率：有机物或O2消耗量、CO2产生量。(2)净光合速率：有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。(3)总光合速率：有机物或O2产生量、CO2固定量。(4)总光合速率净光合速率呼吸速率。5面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：条件改变面积光(CO2)补偿点光(CO2)饱和点适当提高温度减少右移左移适当增大CO2浓度(光照强度)增加左移右移适当减少CO2浓度(光照强度)减少右移左移植物缺少Mg元素减少右移左移注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上而适当提高；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。四、光合作用与细胞呼吸相关实验设计的六种方法总结1实验装置法(气体体积变化法)测定光合速率与呼吸速率(1)测定装置(2)测定方法及解读a测定呼吸强度.装置中烧杯里放入适宜浓度的NaOH溶液：用于吸收CO2；.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰；.置于适宜温度环境中；.红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量)。b测定净光合速率.装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合需求；.必须给予较强光照处理，且温度适宜；.红色液滴向右移动(代表净光合速率)。(3)光合作用与呼吸作用实验设计中常用实验条件的控制方法增加水中氧气泵入空气或放入绿色水生植物。减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水。除去容器中二氧化碳氢氧化钠溶液。除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中。除去叶中叶绿素酒精隔水加热。除去光合作用对呼吸作用的干扰给植株遮光。如何得到单色光棱镜色散或薄膜滤光。线粒体的提取细胞匀浆离心。保持容器中CO2体积不变NaHCO3溶液。2黑白瓶法：取三个玻璃瓶，一个用黑胶布包上，并包以锡箔。从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的两个黑、白瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。3叶圆片称重法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率(zy)/2S；呼吸速率(xy)/2S；总光合速率净光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。4半叶法将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超出部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。5叶圆片上浮法首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理，然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作，最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间。6梯度法用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的实验装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。7光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧(1)实验设计中必须注意三点变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。(2)解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。题组集训提考能题组一 高考对点练明考向类型1翻阅教材，原味品高考12019全国卷，2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ATPD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：本题以细胞呼吸相关知识为载体，考查运用所学知识和观点，解释某些生物学问题的能力；试题以马铃薯变酸为背景，体现了对生命观念素养中的结构与功能观的考查。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸，A错误；其无氧呼吸第一阶段产生H和丙酮酸，并释放少量能量合成少量ATP，第二阶段H把丙酮酸转化为乳酸，B正确，C错误；氧气浓度升高，对无氧呼吸抑制作用增强，所以乳酸产生量减少、酸味产生减弱，D错误。答案：B高考VS,教材人教必修1P9422019全国卷，3将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自于()A水、矿质元素和空气 B光、矿质元素和水C水、矿质元素和土壤 D光、矿质元素和空气解析：该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加，干重增加量来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。答案：A高考VS,教材人教必修1P10332017全国卷，3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640660 nm波长光下释放的O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以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，C正确；叶绿素主要吸收红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。答案：A高考VS,教材人教必修1P9942016全国卷，4关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的解析：叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁作为细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。答案：C高考VS,教材人教必修1P97【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈长句描述类题型问题1：衰老细胞呼吸速率下降的原因有哪些？答案：衰老细胞呼吸速率下降的原因是细胞内水分减少，多种酶的活性降低。问题2：生长素在发挥作用时，作用部位细胞呼吸速率如何变化？答案：生长素发挥作用时，作用部位生长加快，呼吸速率加快。问题3：水果、蔬菜和种子的贮存条件有哪些不同？答案：蔬菜和水果应贮存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。种子应贮藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。两种贮存手段均需降低呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故二者在贮藏条件上存在差异。问题4：光反应受抑制时，暗反应为何会被削弱？若抑制暗反应，也会削弱光反应吗？答案：由于暗反应需光反应为之提供H和ATP，故抑制光反应必会削弱暗反应；由于暗反应可为光反应提供ADP、Pi及NADP，故抑制暗反应时，也将会削弱光反应。问题5：海洋中的藻类植物习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？为什么？答案：与光能的捕获有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄光，水层对光中的红橙部分吸收显著多于蓝、绿，即达到深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻主要分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻主要分布于海水的深层。问题6：高等植物叶肉细胞能否作为观察线粒体、叶绿体、质壁分离的材料？答案：高等植物叶肉细胞不能作为观察线粒体的材料，因为叶绿体会影响对染色后的线粒体的观察，可作为观察叶绿体和质壁分离的材料。问题7：光合作用、细胞呼吸与生态系统能量流动与物质循环间有什么关系？答案：光合作用是能量输入生态系统的途径，也是CO2中的碳转化为有机物中碳的过程，细胞呼吸是能量输出生态系统的途径，也是生物群落中有机物中的碳转化为CO2的方式。类型2整体对比历年同类题，找共性和趋势5高考重组判断(1)人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(全国卷，6C)()(2)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(全国卷，3D)()(3)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水(全国卷，2B)()(4)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累(全国卷，2C)()(5)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(全国卷，2A)()(6)磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物(全国卷，6A)()(7)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(全国卷，6B)()(8)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(全国卷，2D)()(9)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(全国卷，2C)()(10)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(全国卷，3改编)()62019全国卷，4若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为()A有机物总量减少，呼吸强度增强B有机物总量增加，呼吸强度增强C有机物总量减少，呼吸强度减弱D有机物总量增加，呼吸强度减弱解析：本题以黄化苗的代谢为载体，考查考生通过比较、分析与综合的方法，对某些生物学问题进行推理、解释并作出正确判断的能力；试题通过黄化苗与干种子的代谢状态的比较，体现了科学思维素养中的分析与推断要素。与干种子相比，黄化苗中自由水含量增多，细胞呼吸强度增强，有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。答案：A72018全国卷，5下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是()A植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP解析：植物在黑暗中有氧时主要进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物是CO2和酒精或乳酸，C错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确，所以选C。答案：C8全国卷，2正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降解析：正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。答案：B9全国卷，3下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是()A肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同解析：破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环境中，破伤风芽孢杆菌的代谢受到抑制，C错。答案：C102019全国卷，31，节选(2)通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内_；C与B的差值表示这段时间内_；A与B的差值表示这段时间内_。解析：本题主要借助光合作用与细胞呼吸相关知识，考查考生对实验现象的分析，并对收集到的数据进行处理的能力；试题设置的“黑白瓶”实验对照，体现了对科学探究素养中结果分析要素的考查。(2)此为“黑白瓶法”测定植物的光合速率，A为甲、乙两瓶中O2起始含量，甲瓶不透光，生产者只进行呼吸作用，若干小时后测定甲瓶中O2含量为B，A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量；乙瓶透光，生产者既进行光合作用又进行呼吸作用，若干小时后测定乙瓶中O2含量为C，C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用释放的O2量；乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较，C与B的差异是由生产者的光合作用造成的，所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。答案：(2)生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量112018全国卷，30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)由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)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相对较弱，光照强度降低可导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。答案：(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2122018全国卷，30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)由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。(2)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。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，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。(3)绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿素。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132016全国卷，30为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_。(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高_(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。解析：(1)甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光合作用的限制因子是光照强度。(2)甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2才是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。(3)个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照)引起，并非遗传物质改变所致。答案：(1)光照强度(2)CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的142016全国卷，29，节选为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如下表所示：对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mg CO2dm2h111.115.122.123.720.7回答下列问题：(1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是_，其依据是_；并可推测，_(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中，若适当提高第_组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是_。解析：(1)根据本实验结果可知，相同温度条件下，小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快，但相对湿度相同时，小麦光合速率随温度的变化不明显，由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度；并可推测，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)比较实验组二、三、四可知小麦光合速率在31 时高于另两组，由此推知，小麦光合作用的最适温度在31 左右，而第四组的25 还远低于最适温度，所以在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。答案：(1)相对湿度相同温度条件下，相对湿度改变时，光合速率变化较大增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度类型3它山之石亦可攻玉152019江苏卷，17如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是()A研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b解析：本题考查光合色素的提取和分离实验中试剂的作用、实验结果分析，意在考查考生的理解能力和实验分析能力。研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。答案：D162019天津卷，4叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是()A红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别B两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察C两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较D红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定解析：本题借助对芽变个体的叶色变异分析，考查考生对比较、分析与推断方法的运用，属于对科学思维素养中分析与推断要素的考查。基因突变是基因上碱基对的增添、缺失或替换，无法通过显微镜观察识别，A错误；两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异需要通过电子显微镜才可观察到，B错误；两种杨树叶绿体类囊体数量的差异会导致光合速率不同，可以通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较，C正确；“植物细胞的吸水和失水”实验可以探究植物细胞的死活和细胞液浓度的大小，无法测定细胞中的花青素的绝对含量，D错误。答案：C172019浙江4月选考，27生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是()A将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1B严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D某动物以草为食，推测上述比值接近1解析：将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，则细胞基本进行无氧呼吸，绝大部分果蔬无氧呼吸生成的是酒精和CO2，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值大于1，A错误；油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多，细胞以油脂作为呼吸底物时，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值小于1，严重的糖尿病患者，其细胞利用糖类的能力减弱，细胞会以油脂作为能源物质，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值小于1，B、C正确；草食性动物一般是以糖类作为细胞呼吸底物，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D正确。答案：A182019浙江4月选考，15将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：离子外部溶液的离子浓度(mmol/L)根细胞内部离子浓度(mmol/L)Mg20.253NO228H2PO121下列叙述正确的是()A溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2的量无关B若不断提高温度，根细胞吸收H2PO的量会不断增加C若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO的吸收D细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能解析：据表可知根细胞吸收镁离子的方式是主动转运，主动转运需要消耗能量，A错误；根细胞吸收H2PO的方式是主动转运，若不断提高温度，最终可能会导致酶变性失活，使根细胞吸收H2PO的量减少，B错误；豌豆根细胞无氧呼吸产生的是酒精和二氧化碳，不会产生乳酸，C错误；据表可知，根细胞吸收这些离子的方式均为主动转运，需要消耗能量，细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能，D正确。答案：D192019浙江4月选考，30回答与光合作用有关的问题：(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3磷酸甘油酸的含量会_。为3磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是_。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会_。研究发现Rubisco是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体_中。(2)在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为_。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的_光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与_抑制叶绿素的合成有关。解析：本题考查光合作用的知识，意在考查考生的理解能力和运用能力。(1)光合色素对绿光吸收最少，所以用绿光照射后短时间内三碳酸的还原速率下降，二氧化碳固定速率不变，所以3磷酸甘油酸的含量会增加。光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质。若停止CO2供应，短期内三碳酸的还原速率不变，二氧化碳的固定速率下降，则RuBP的含量会增加。碳反应发生的场所是叶绿体基质。(2)提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素为胡萝卜素和叶黄素，合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。答案：(1)增加ATP和NADPH增加基质(2)类胡萝卜素蓝紫光和红低温命题揭秘有关光合作用的高考命题点常与细胞呼吸相联系，题目区分度高，分值重，主要涉及光合作用的过程、绿叶中色素的提取和分离、结合同位素标记法理解光合作用中产物的元素的来源及反应物的去向问题、影响光合作用的环境因素及相关实验设计和实验探究等。命题趋势预测2020年高考命题点体现在：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的发现历程的拓展、光合作用的过程及影响因素等，以选择题及跨章节的非选择题为主，呈现形式多为分析判断、识图作答和信息获取。题组二 模考预测练强能力预测一细胞呼吸与光合作用的过程及关系分析理解1.2019湖南省株洲市高三教学质检下列关于生物体内能量代谢的叙述，正确的是()A所有生命活动均需要细胞呼吸供能B根瘤菌能够利用化学反应释放的能量将无机物合成有机物C脂肪的氧化分解可以提供较多能量是生命活动能量的主要来源D细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性解析：光合作用暗反应所需要的ATP是光反应产生的，A错误；根瘤菌是异养型，不能将无机物合成有机物，B错误；糖类是生命活动能量的主要来源，脂肪是细胞中的储能物质，C错误；ATP被称为能量通货，ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，D正确。答案：D22019四川石室中学高三二模下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是()A无氧呼吸时，葡萄糖的能量主要去向是以热能的形式散失B动物细胞呼吸作用时，释放CO2的场所不只是线粒体基质C植物在光饱和点时，叶肉细胞线粒体合成ATP的量比叶绿体更多D植物在光补偿点时，叶肉细胞仍需从环境中吸收CO2用于光合作用解析：无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要储存在未彻底分解的有机物如乳酸或酒精中，A错误；动物细胞进行乳酸发酵型的无氧呼吸，只有在线粒体基质中释放二氧化碳，B错误；植物在光饱和点时，叶肉细胞光合作用合成的ATP大于线粒体细胞呼吸合成的ATP，C错误；植物在光补偿点时，整个植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，而叶肉细胞的光合作用强度是大于细胞呼吸强度的，故叶肉细胞消耗的二氧化碳不但来自细胞内，还来自细胞外，D正确。答案：D32019吉林省“五地六校”合作体高三期末细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是()选项应用措施目的A种子贮存晒干降低自由水含量，降低细胞呼吸强度B乳酸菌制作酸奶先通气，后密封加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵C水果保鲜零度以上低温降低酶的活性，降低细胞呼吸D栽种农作物疏松土壤促进根有氧呼吸，利于吸收无机盐解析：种子晒干的过程中，丢失了大量的自由水，可以降低呼吸强度，延长储存时间，A正确；制作酸奶应该在无氧条件下进行，B错误；水果的保鲜应该在零上低温进行，降低呼吸强度，C正确；对农作物进行松土，可以增加有氧呼吸，D正确。答案：B42019吉林省“五地六校”合作体高三期末从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是()A加入的石英砂太多 B没有加入碳酸钙C用脱脂棉过滤不彻底 D一次加入过多无水乙醇解析：提取色素时加入二氧化硅的目的是为了研磨充分，加入的石英砂太多不会导致叶片偏黄，A错误；加入碳酸钙的目的是保护色素，因为叶绿体中的叶绿素不稳定，容易被破坏，所以没有加入碳酸钙会导致提取液明显偏黄绿色，B正确；用脱脂棉过滤不彻底不影响叶绿素的含量，C错误；提取时无水乙醇加得太多，会使提取到的色素溶液降低，滤纸条上色素带颜色较浅，D错误。答案：B预测二玩转图表线，难点不再难52019山西大学附中高三月考卷“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法，正确的是()AAB段为有氧呼吸，BC段为有氧呼吸和无氧呼吸，CD段为无氧呼吸BC点以后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量C无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中D若运动强度长时间超过C点，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力解析：由图可知AB段有乳酸产生，乳酸是无氧呼吸的产物，AB段应该存在无氧呼吸，BC段无氧呼吸速率增加，CD段有氧呼吸速率不再增加，但无氧呼吸速率较大，故A错误；运动强度大于C后肌肉细胞无氧呼吸比值较大，但其不产生二氧化碳，二氧化碳的产生量始终与有氧呼吸氧气消耗量相同，故B错误；无氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，但大部分存在于有机物中，故C错误；若运动强度长期超过C，由于人体的自我调节能力是有限的，会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象，故D正确。答案：D6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。下列选项错误的是()A暗期CO2吸收速率大于0B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：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，可能原因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，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。答案：B72019吉安市高三模拟为提高温室番茄产量，研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)的影响，结果如图所示。下列叙述不正确的是()A延长补光时间可提高净光合速率B补充3种光质均能提高净光合速率C补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率D补充红蓝复合光可能降低了消耗有机物的速率解析：根据图示可知，同等光质条件下补光4小时比补光2小时的净光合速率高，A正确；与对照组相比，补充3种光质均能提高净光合速率，B正确；叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，补充红光与蓝光可能提高了色素吸收的光能，进而提高了合成有机物的速率，C正确；补充红蓝复合光提高了净光合速率，积累了有机物，无法判断其对呼吸速率即消耗有机物速率的影响，D错误。答案：D82019湖南质检在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是()物种指标马尾松苦槠石栎青冈光补偿点(molm2s1)140663722光饱和点(molm2s1)1 4251 255976924(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)A光强大于140molm2s1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B光强小于1 255molm2s1，影响苦槠幼苗光