1、2012届高考生物二轮复习课件：专题二 第二讲 细胞呼吸与光合作用备考方向要明了高频考点 考题例证 1.叶绿体结构及色素的种类及作用 2011江苏卷T23,2010江苏卷T33等。2.光合作用和细胞呼吸的物质转变过程分析 2011新课标全国卷T29、海南卷T4等。3.影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用 2011安徽卷T3、广东卷T26、全国卷T33等。1光合作用与细胞呼吸的基本过程分析 重点(1)光反应与暗反应的关系：(2)光合作用与有氧呼吸的物质转化关系：CO2的转化：注：浙科版把暗反应称为碳反应；有氧呼吸为需氧呼吸，无氧呼吸为厌氧呼吸H和ATP的来源、去向分析：光合作用有氧呼吸来源H2O
2、光解产生有氧呼吸第一、二阶段H去向还原 C3用于第三阶段还原 O2来源光反应阶段产生三个阶段都产生ATP 去向用于 C3 还原供能用于各项生命活动(植物的 C3 还原除外)(3)能量转化关系：2总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系 难点3疑难问题点拨分析 易混点(1)暗反应过程并非不需要光：光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物H和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。(2)误认为有氧呼吸的全过程都需要O2：有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要
3、O2。(3)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体：原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。1(2011海南高考)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解析：植物细胞能进行过程和、和、和；真核细胞的细胞质基质中能进行无氧呼吸的全过程，即和或和；动物细胞中过程(有氧呼吸第二、三阶段)比过程(有氧呼吸的第一阶段)释放的能量多；包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中，第一阶段()产生的H，在第二阶段(或)被消耗。答案：
4、B2下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，表示相关过程，有关说法不正确的是().A图中过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜B光合作用过程中H来源于过程中水的光解，用于过程C3的还原C在有氧呼吸的第一阶段，除了产生H、ATP外，产物中还有丙酮酸D、过程中产生ATP最多的是过程解析：为光反应，为有氧呼吸第三阶段，为暗反应，为有氧呼吸第一、二阶段；其中过程产生ATP最多。答案：D影响光合作用的因素及应用内部因素叶面积指数合理密植叶龄适当摘除老叶、残叶外界因素光照强度延长光合作用时间、提高光照强度温度增加昼夜温差CO2浓度提高CO2浓度，增产必需矿质元素合理施肥水合
5、理灌溉，预防干旱1光照强度(1)原理：影响光反应阶段ATP、H的产生。(2)曲线如右图所示。(3)分析 P 点的限制因素外因：温度、CO2的供应量内因：色素含量、酶的数量和活性、C5的含量(4)应用：延长光合作用时间。大棚蔬菜生产时，可在夜间进行人工光照以延长光合作用时间；大田作物可采用轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间。2CO2浓度(1)原理：影响暗反应阶段C3的生成。(2)曲线如右图所示。(3)分析：P点的限制因素外因：温度、光照强度内因：酶的数量和活性、色素含 量、C5含量(4)应用：种植大棚蔬菜时，多施有机肥、人工增施CO2；大田作物应多施有机肥和实施秸秆还田，或
6、南北向种植以保证空气顺畅流通。3温度(1)原理：通过影响酶的活性来影响光合速率。(2)曲线如右图所示(3)分析：P 点对应的温度为进行光合作用的最适温度。(4)应用大田农作物适时种植冬天，利用大棚种植蔬菜4矿质元素(1)原理：N、Mg 是构成叶绿素的成分，P 是H载体 NADPH 的成分，K有助于光合产物的运输。(2)曲线：(3)分析：PQ 的形成原因：施肥过多，植物吸水困难甚至失水，进而影响光合作用。(4)应用：合理、适量施肥。3(2011福建高考)下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是()A在9301100之间，花生净光
7、合速率下降的原因是暗反应过程减缓B在11001230之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多C在1700时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D在1830时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应解析：在930130之间，随光照的增强，花生的蒸腾作用也在加强，而为了减少水分的散失，植物的气孔关闭，因此进入花生细胞内的CO2的量减少，所以暗反应过程减缓，A正确。从图中可以看出，在11001230之间，花生的单位叶面积的净光合速率呈上升趋势，而玉米的单位叶面积的净光合速率呈下降趋势，但又从图中可以看出玉米的单位叶面积的净光合速率比花生的大，而净光合速率对应的有机物的量就是单位时间单位叶面积里有
8、机物的积累量，B错误。在1700时，玉米和花生的净光合速率相等，而这时的O2的释放量是净释放量，所以在1700时玉米和花生单位叶面积释放O2的速率相同，C正确。在1830时，玉米的净光合速率是零，说明此时光合作用和呼吸作用的速率相等，因此这时玉米既能进行光反应，也能进行暗反应，D正确。答案：B命题热点(1)细胞呼吸的过程及条件(2)光反应与暗反应的物质转化关系 命题角度 高考对此类问题的考查有以下两种形式：一是以物质转化示意图形式考查光反应、暗反应、有氧呼吸、无氧呼吸的过程、场所及相互关系；二是以曲线图形式考查光合作用过程中C3化合物和C5化合物的含量变化 例1 如图所示为H随化合物在生物体内
9、代谢转移的过程，下列分析合理的是()A过程发生在核糖体上，水中的H只来自NH2B在缺氧的情况下，过程中不会发生脱氢反应CM物质应该是丙酮酸，过程不会发生在线粒体中D在氧气充足的情况下，过程发生在线粒体中解析 根据示意图可推知：M是丙酮酸，N是葡萄糖。过程指氨基酸在核糖体上脱水缩合形成蛋白质，一个水分子中有两个H，其中一个来自NH2，另一个来自COOH，A选项错误。过程指葡萄糖分解为丙酮酸，发生在细胞质基质中，在有氧、无氧的情况下都可以进行，B、D选项错误。过程指在无氧的情况下丙酮酸氧化分解为乳酸，在细胞质基质中进行，不会发生在线粒体中。答案 C例2(2011新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将
10、培养在 CO2 浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3化合物和 C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题：(1)图中物质A是_(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于 CO2 浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3化合物和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(低、高)。(4)CO2 浓度为 0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比 CO2 浓度为1%时的_(高、低)，其
11、原因是_。解析 本题主要考查CO2浓度对光合作用的影响以及C3化合物、C5化合物含量的变化，意在考查应用分析能力。(1)CO2浓度降低时，C3化合物的产生减少而消耗不变，故C3化合物的含量降低，与物质A的变化趋势一致；而C5化合物的产生不变却消耗减少，故C5化合物的含量增加，与物质B的变化趋势一致。(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成2 mol C3，即C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。CO2浓度迅速下降后，C5化合物的产生不变却消耗减少，故C5化合物的浓度升高。(3)在达到相对稳定时，C3化合物的含量是C5化合物含量的2倍。(4)CO2 浓度较低时，暗反
12、应强度低，需要的H和ATP的量少，故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。答案(1)C3化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3化合物和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累(3)高(4)低 CO2 浓度低时，暗反应强度低，所需ATP和H少1环境条件骤变时各物质量的变化1CO2不变光照由强变弱光反应减弱 H减少ATP减少暗反应 C3还原减弱CO2固定仍在进行 C3含量上升C5含量下降(CH2O)合成减少同理：CO2不变，光照由弱变强时C5含
13、量上升，C3含量减少。2光照不变CO2供应减少暗反应减弱 CO2固定减弱C3还原正常进行 C3含量下降C5含量上升 H相对增加ATP相对增加 CH2O合成相对减少同理：光照不变，CO2供应增加，C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)合成相对增加。2据细胞呼吸的产物判断细胞呼吸方式(1)有水产生存在(不一定只存在)有氧呼吸。(2)产生CO2量耗O2量存在有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。(3)产生CO2量耗O2量只进行有氧呼吸。(4)产生CO2量酒精量只进行无氧呼吸。(5)产生CO2量酒精量存在有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。命题热点(1)光合速率与呼吸速率的关系(2)光照强度、CO2浓度等环境因素对光
14、合作用的影响 命题角度 此类问题一直是高考命题的重点，多以图表、曲线形式考查，正确识读曲线是解决问题的关键 例3 如图表示在不同温度下对漂浮刚毛藻的光合作用速率和呼吸作用速率测定的结果。对此有关叙述错误的是()A测定光合放氧速率时，各温度条件下CO2的浓度必须相同B测定呼吸耗氧速率时，必须在无光条件下进行且供氧充足C若连续光照，则35时漂浮刚毛藻的净光合作用速率最大D若连续光照而温度保持在40，则漂浮刚毛藻有可能死亡解析 本实验的自变量应为温度，故测定光合作用速率与呼吸作用速率时，其他变量如CO2浓度、O2浓度应相同且适宜。实验测得的光合作用速率应为净光合作用速率，从图中可知，35时漂浮刚毛藻
15、的净光合作用速率最大；若连续光照而温度保持在40，漂浮刚毛藻净光合作用速率大于零，其体内可以积累有机物，会生长繁殖，故不可能死亡。答案 D例4(2011广东高考)观赏植物蝴蝶兰可通过改变 CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收 CO2并贮存在细胞中。(1)依图 a 分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在 04 时_(填“有”或“无”)ATP和H的合成，原因是_；此时段_(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是_；1016 时无明显 CO2 吸收的直接原因是_。(2)从图 b 可知，栽培蝴蝶兰应避免_，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当_。(3)
16、蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的_，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是_。解析 本题主要考查不同条件对光合速率的影响等问题，意在考查分析问题的能力及推理能力。(1)04时，无光照，光合作用不能进行，但可以进行呼吸作用，合成ATP和H；此时段叶绿体内不能合成ATP和H，暗反应无法进行；1016时，在长期干旱条件下，植物为了减少水分的蒸发，关闭气孔，导致CO2吸收受阻。(2)从图b中可以看出，正常情况下比长期干旱时有机物的积累量大，所以为了利于蝴蝶兰的生长应避免长期干旱，又因蝴蝶兰属阴生植物，所以栽培还需适当遮光。(3)植物细胞具有全能性，可利用植株组织培养技术进行快速繁育，
17、在快速繁育过程中，一般经历脱分化和再分化过程，而分化的根本原因是基因的选择性表达。答案(1)有 呼吸作用合成 无 叶绿体在无光时不能合成ATP和H 气孔关闭(2)长期干旱(长期缺水)遮阴(3)全能性 基因的选择性表达解答此类问题，应首先区分表观光合速率和真正光合速率，明确表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率三者之间的关系：(1)绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。表观(净)光合速率通常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。真正(实际)光合速率通常用O2
18、产生量、CO2固定量或有机物制造量来表示。呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。高考对本实验的考查，多以选择题形式考查色素提取和分离的原理、过程、结果及色素的种类和作用；近年来，涉及本实验的非选择题有所增多，如2011年广东卷T29以色素提取为素材，考查了pH对叶绿素的影响的实验分析；2010年江苏卷以非选择题形式考查了叶绿素与光合作用的关系。中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.探究 pH 对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25)下进行实验，方
19、法和结果如下表。实验组号 叶绿素溶液(mL)调 pH 至 处理时间(min)溶液颜色 3.0 Y 10 绿色 3.0 7.0 10 绿色 3.0 6.0 10 黄绿色 3.0 5.0 10 黄褐色 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的 X 应该为_，原因是_。(2)表中 Y 应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。解析 本题考查色素的提取和分离实验、pH对叶绿素稳定性的影响等知识，意在考查综合运用能力及实验探究能力。(1)色素不
20、溶于水，只溶于有机溶剂。但是有机溶剂大多有毒，所以应选择对人体无害的有机溶剂。(2)分析题中表格不难得出Y等于8.0，原因是pH是该实验的自变量，到pH逐渐增大且相邻两组的pH相差1，所以组的pH应该为8.0。(3)从表中信息可知，酸性条件下天然叶绿素色素容易被破坏造成食品失绿而影响品质。(4)该叶绿素粗产品来自植物，检测其中是否含有其他色素可用纸层析法。答案(1)对人体无害的有机溶剂(食用酒精)叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0 实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿体稳定性的影响(3)酸性 由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(4)纸层析法，其主要步骤：制备
21、滤纸条，画色素液细线，用层析液分离色素，观察色素带。1实验结果的拓展分析(1)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。(2)四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小。(3)色素带的粗细与色素的含量有关，从色素带的宽度可推知色素含量的多少。2实验的异常现象分析(1)提取液颜色浅的原因研磨不充分，色素未充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(2)色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。(3)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。(4)滤纸条上看不见色素带的原因：忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。