专题四细胞呼吸和光合作用（课件）【过专题】2024年高考生物二轮复习专题（新教材新高考）

专题四

细胞呼吸与光合作用1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。CONTENTS目录1核心串讲一览纵横2知识整合融会贯通3真题研究体验领悟4题组模拟素养提升

核心串讲

一览纵横01

叶绿体类囊体薄膜

有机物中的化学能

命题点1

细胞呼吸、光合作用过程及其关系1.光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量转换过程（1）物质转换

有氧呼吸

暗反应一、知识整合

融会贯通（2）能量转换光合作用2.不同条件下光合作用与细胞呼吸的关系（1）真正光合速率与呼吸速率的关系（图示）净光合速率

（2）关系图解1．(必修1P92科学方法)对比实验是设置两个或两个以上的_____________，通过________________________，来探究某种因素对实验对象的影响。2．(必修1P93相关信息和P103正文)细胞呼吸产生的还原氢是_____________，而光合作用产生的还原氢是_____________，两种物质不同。3．(必修1P94小字)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。________________________的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。实验组对结果的比较分析NADHNADPH蛋白质、糖类和脂质4．(必修1P99学科交叉)一般情况下，光合作用所利用的光都是_____________，不能利用_____________和_____________。5．(必修1P102思考·讨论)希尔的实验是将__________________置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与_____________相关联，水的光解是相对独立的反应阶段。可见光紫外光红外光离体叶绿体糖的合成6．(必修1P104相关信息)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是_____________。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。7．(必修1P106小字)硝化细菌能利用无机物氧化时释放出的_____________，将

_____________合成糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。蔗糖化学能CO2和H2O1.(2023·广东选择考)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(

)

A.还原型辅酶Ⅰ

B.丙酮酸

C.氧化型辅酶Ⅰ

D.二氧化碳

√二、真题研究

体验领悟2.(2023·高考全国卷甲)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。（1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是____________（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布在____________上，其中类胡萝卜素主要吸收________（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。差速离心法类囊体薄膜蓝紫光解析：一般采用差速离心法分离细胞器。叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。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。（2）将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖，原因是______________________________________________________________________。

（3）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。答案：

实验思路：将照光和黑暗处理的叶绿体悬浮液离心得到叶绿体，分别记为A组和B组，之后将得到的叶绿体进行脱色处理，向经脱色处理的叶绿体滴加碘液，观察颜色变化。预期结果：A组叶绿体变为蓝色，B组叶绿体不变色。解析：淀粉遇碘显蓝色。叶绿体呈绿色，要证明叶绿体中有淀粉存在，需要将叶绿体进行脱色处理，之后用碘液进行检测，实验设计思路及结果详见答案。［命题延伸］——判断与填空

√

√

×

×（5）(2021·湖北T1)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(

)

×（6）(2021·广东T9)无氧条件培养酵母菌时向酵母菌培养液中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成。(

)

×

×

×（9）(2019·海南T12)植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用。

(

)

√（10）(2022·全国甲T29（2）)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是__________________________（答出1点即可）。自身呼吸作用要消耗一部分（11）(2020·全国ⅡT30（3）)用差速离心法将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，____（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是______________________________________________________________________。

有

12三、题组模拟素养提升

√2.(2023·广东六校高三联考)光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。某研究人员将密闭容器内的某绿色植物先经黑暗再经恒定光照处理，容器内氧气的变化量如下图所示（光照对呼吸作用的影响可忽略不计）。下列说法错误的是(

)

12

√

12命题点2

细胞呼吸和光合作用的影响因素知识整合融会贯通01真题研究体验领悟02题组模拟素养提升031.影响细胞呼吸的因素消耗一、知识整合

融会贯通有氧呼吸无氧呼吸2.影响光合作用的因素

温度3.两条变化曲线的比较

水稻材料叶绿素/

类胡萝卜素/

类胡萝卜素/叶绿素

4.080.630.15

1.730.470.27二、真题研究

体验领悟分析图表，回答下列问题：

类胡萝卜素/叶绿素的值较高红光和蓝紫

高于

细胞呼吸速率较高

光能利用率较高

答案：

如图所示

2.(2022·广东选择考)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。回答下列问题：（1）结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量______，原因可能是____________________________________________。较高遮阴条件减弱了叶绿素的降解，同时增加了叶绿素的合成

糖类等光合产物（3）某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以_____为对照，并保证除__________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是___________________________________。光照等培养条件A组遮阴比例探究能提高作物产量的最适遮阴比例解析：结合题意可知，该实验的目的是探究B组条件可能会提高作物产量。因此，应选择前期光照等培养条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组作为对照，并保证除遮阴比例外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。然后比较各组玉米的平均单株产量。如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是探究能提高作物产量的最适遮阴比例。［命题延伸］——判断与填空

√（2）(2021·湖南T12)柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用。(

)

√（3）(2021·辽宁T2)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。

(

)

√（4）(2021·湖南T7)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降。(

)

√（5）(2021·湖南T12)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。(

)

√（6）(2019·全国ⅡT2)马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生。(

)

×（7）(2020·全国ⅠT30（3）)农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是______，选择这两种作物的理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。

作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用A和C（8）(2019·

全国ⅠT29（2）)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会______，出现这种变化的主要原因是_____________________________________________。降低

（9）(2018·全国ⅡT30（1）)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：从图可知，A叶片是树冠______（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是____________________________________________________。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叶片的［高考感悟］

此类题目属于非选择题中的“科学思维”的特征设问，此类题目在语言表达题型中所占比例很高，这些试题旨在考查学生在新情境条件下对知识体系的掌握程度，也是对《高考评价体系》中的关键能力和学科素养进行考查，是真正素质考查的体现。解题策略：分析高考题中长句描述题的标准答案就会发现，其实答案用词的出处一般有两个：一是命题者在描述题干时的信息，二就是教材中的重要概念、原理等。答案模式：

处理净光合速率/

气孔导度/

蒸腾速率/

胞间

浓度/

16.2512.63.7261.4

13.3376.12.6230.6

8.6272.81.8276.3

6.5183.61.6310.5123三、题组模拟

素养提升

无关

123（2）低温条件下，细胞中自由水/结合水的值会______。有研究表明，低温处理也会影响叶绿体中基粒的体积、形态及数量，为了验证该结论，可采用的方法为__________________。降低电子显微镜观察法解析：结合水与植物体的抗逆性有关，故低温处理时，细胞中的部分自由水会转化成结合水，从而使细胞中自由水/结合水的值降低。验证低温处理会影响叶绿体中基粒的体积、形态及数量，可采用电子显微镜观察法。123

层析不同色素在层析液中的溶解度不同

（1）小麦光合速率一般不能直接测量，需要分两步进行，先在光照条件下测____________，再在黑暗环境中测______________。净光合速率细胞呼吸速率123（2）根据实验结果可知，在相同培养条件下，高氮素处理组的光合速率均高于低氮素处理组，原因可能是____________________________________________________________________________________。

123

123（1）相比于对照组，在轻度干旱条件下，植物的净光合速率______，气孔导度下降主要影响光合作用的________阶段。下降暗反应

气孔导度

123

相反

类囊体薄膜

123命题点3

细胞呼吸与光合作用的实验设计知识整合融会贯通01题组模拟素养提升02创设情境长句特训031.种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究（1）实验设计：欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示（以发芽种子为例）。一、知识整合融会贯通（2）实验结果预测和结论实验现象结论装置一着色液装置二着色液不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸2.呼吸速率和净光合速率测定的常用方法（1）液滴移动法（气体体积变化法）［易错提醒］

（1）在实验操作过程中，无法直接测定植物的真正光合速率，因此，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真正光合速率。（2）为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与两装置相比，不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。（2）黑白瓶法“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算真正光合作用强度的问题，题中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下所示。3.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①控制变量的方法②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。③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）题干信息审读

√12二、题组模拟

素养提升

12

12装置培养条件刻度尺读数数据显示屏读数开始时1小时后开始时1小时后

适宜光照、

0

自然环境0

黑暗、

0

向右移净光合速率

温度光照强度

12

细胞质基质和线粒体

呼吸速率

①③

12（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_

_______________。

事实概述类1.研究发现，全光照条件下植物的蒸腾速率较大，水分利用效率较低。据此并结合所学知识分析，育苗时适度遮光的意义为_________________________________________________________________________________。

适度遮光有利于降低温度、减小蒸腾速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率

三、创设情境长句特训实践应用类3.粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为_______________________________。

种子在有氧呼吸过程中产生了水4.相对低温条件有利于储存果实，主要原因是_________________________________________________。

低温降低了细胞呼吸相关酶的活性，减少有机物消耗5.早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往往______（填“降低”或“升高”），植物的光补偿点会______（填“降低”或“升高”），因此要提高育苗质量应当采取______________________（答出两点即可）等措施。降低升高增施农家肥，适当通风原因分析类6.光照停止后，植物的光反应立即停止，但暗反应没有立即停止，原因是_

___________________________________________________________。

7.在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，___________是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光合作用不再增强的外界原因主要是_______________________________________________。光照强度

8.如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率____________（填“相同”“不同”或“不一定相同”），原因是___________________________。

它们的呼吸速率不一定相同

不一定相同

9.一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置___组实验。下图是某作3

此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小（2）该作物很可能是______，理由是

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。玉米

项目植物玉米小麦

补偿点

饱和点

（2）若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是______，判断理由是___________________________________________________________________________。

玉米

（2）解释丙组的光合速率比甲组低的原因：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

判断依据类12.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。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

__________________________________________________________________________________________________________________________________

。甲

光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙的大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物的净光合速率下降幅度比乙的大

据图推测，光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量与连续光照下的光合作用合成有机物的量相同吗？

________，判断的依据是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________

。不相同实验探究类

15.异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题：

增多

（2）高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，主要原因是高温下叶片的呼吸作用降低，使向叶绿体输送的__________________量增加，促进了异戊二烯的合成。磷酸烯醇式丙酮酸（3）为进一步验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表：实验步骤简要操作过程取材取生长健壮且长势一致的叶片，均分为3组，将叶片的叶柄浸入相应的完全营养液中设置对照组第1组作为对照组，________（填“加入”或“不加入”）呼吸抑制剂设置实验组第2组__________________，第3组________________不同温度处理第1、3组____________________处理，第2组高温处理结果测定一段时间后，测定3组叶片中的异戊二烯的含量预期结果第2、3组叶片中的异戊二烯含量相当，均高于第1组不加入不加入呼吸抑制剂加入呼吸抑制剂正常温度（或常温）

（3）如果是验证类或是探究类实验，实验思路要说明自变量如何操作，无关变量的控制，因变量如何检测。复习备考中，学生要熟悉教材基本实验的基本操作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。专题四

细胞呼吸与光合作用

【知识链接】1.光系统及电子传递链

2.光呼吸

【突破训练】1.(2021·重庆选择考)下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(

)

√

和利用过程中起重要作用，过程如下图所示。据图分析，下列叙述错误的是(

)

√

叶绿体基质

较高通过抑制乙醇酸氧化酶的活性来抑制光呼吸

（1）植物光合作用的光反应在叶肉细胞的____________（填具体部位）上发生，产生的_

______________（填具体物质）为卡尔文循环提供能量。类囊体薄膜

小于大于

专题四

细胞呼吸与光合作用命题最前沿五

提高农作物产量【知识链接】【突破训练】

√

2.关于生物学原理在生产实践中的应用，下列叙述错误的是(

)

√

光照强度增加（和温度上升）

（茶树根系）细胞膜上吸收不同离子的载体蛋白的种类和数量存在差异

处理春茶夏茶甲组2.381.49乙组2.962.00春季、间作解析：氨基酸含量高的鲜叶比较适合制作优质绿茶，据题表数据可知，乙组春茶的氨基酸总量最高，因此更适合制作优质绿茶的采摘季节和种植方式是春季、间作。（3）科研人员为研究果实对邻近叶片光合速率的影响。选择若干生理状况相同的植株，随机均分为2组，分别测定第15片叶片光合速率；实验组摘除果实，对照组不摘除果实，再次测定2组第15片叶光合速率。结果表明：实验组光合速率显著下降。基于上述实验设计的最合理假设是___________________________________________。

叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行解析：由于摘除果实后光合速率显著下降，故根据实验设计的最合理假设是叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行。4.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量的目的。请回答下列问题：（1）轮