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1、專題二 細胞的代謝,第二講光合作用與細胞呼吸,體驗高考,一、理解能力 1(2010全國新課標，2)下列關于呼吸作用的敘述，正確的是 () A無氧呼吸的終產物是丙酮酸 B有氧呼吸產生的H在線粒體基質中與氧結合生成水 C無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累 D質量相同時，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多 解析：無氧呼吸的終產物是酒精和二氧化碳或者是乳酸，而丙酮酸是無氧呼 吸和有氧呼吸第一階段的共同產物；有氧呼吸產生的H在線粒體內膜上與氧 結合生成水；無氧呼吸不需要O2的參與，該過程中產生的H最終進到酒精 或乳酸中，沒有積累；質量相同時，脂肪比糖原有氧呼吸釋放的能量多，
2、產 生的水多，消耗的O2也多，這與脂肪中H與O的比值較高有關。 答案：D,2(2010天津理綜，1)在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是 () 葉綠體基質類囊體薄膜線粒體基質線粒體內膜 A B C D 解析：CO2的固定發(fā)生在光合作用暗反應階段，進行場所是葉綠體基 質。CO2產生于有氧呼吸的第二階段，進行場所是線粒體基質。 答案：A,3(2010全國，31)請回答下列問題： (1)氮、磷、鎂3種元素中，構成生命活動所需直接能源物質的元素是 ________，構成細胞膜的元素是________。 (2)缺鎂時植物葉片發(fā)黃，其原因是 。 (3)在提
3、取葉綠體色素的過程中，研磨葉片時通常需加少量二氧化硅、 碳酸鈣及適量丙酮。二氧化硅的作用是 ；碳酸 鈣的作用是________________________________________________； 丙酮的作用是____________________________________________。 (4)光反應中能把光能轉換成電能的葉綠素是少數處于特殊狀態(tài)的 _______________________________________________________。,氮、磷,氮、磷,鎂是葉綠素的組成成分，缺鎂導致,葉綠素合成受阻,有助于磨碎植
4、物細胞,防止研磨過程中葉綠體色素被破壞,色素的提取溶劑,葉綠素a,,,解析：(1)生命活動所需直接能源物質是ATP，構成細胞膜的化合物主要是磷脂、蛋白質，以上物質均含氮、磷。(2)鎂是葉綠素的組成元素，缺鎂導致葉綠素合成受阻而類胡蘿卜素合成正常，故葉片呈黃色。(3)通過研磨可以破壞細胞，使其釋放出色素，丙酮是有機溶劑，可以溶解提取色素。因色素易被細胞中的有機酸破壞，故加入碳酸鈣可中和因細胞結構被破壞而釋放的有機酸進而保護色素。(4)光反應中葉綠體色素均能吸收、傳遞光能，而只有少數處于特殊狀態(tài)的葉綠素a可以將光能轉換成電能。,二、獲取信息的能力,4(2010上海生物，21)下圖是酵母菌發(fā)酵實驗示
5、意圖，其中X、Y、Z分 別代表(),A石蠟油、CO2、藍色 B石蠟油、O2、黃色 C菜油、O2、藍色 D菜油、CO2、黃色 解析：酵母菌發(fā)酵實驗過程中，可在發(fā)酵液表面滴加油滴形成油膜來造成無氧環(huán)境；CO2通入BTB試劑(溴麝香草酚藍溶液)后，水溶液的顏色由藍變綠再變黃，故選項D符合題意。 答案：D,5(2010上海生物，26)右圖中代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析 結果，則右圖所示結果最有可能來自于 () A水培的洋蔥葉 B生長的柳樹幼葉 C培養(yǎng)的衣藻 D秋冬的銀杏落葉 解析：新鮮菠菜葉中的光合色素含量充足完整，據圖可知，濾紙上 的四條色素帶完整，從上到
6、下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、 葉綠素b。圖濾紙上的色素帶不完整，只有胡蘿卜素、葉黃素。秋 冬的銀杏落葉呈黃色(或橙黃色)，這是由于低溫破壞了葉綠素所致， 因此葉片中幾乎不含葉綠素。其他選項中的材料中都含有充足的四種 色素。 答案：D,6(2010浙江理綜，29，)試管苗的光合作用能力較弱，需要逐步適 應外界環(huán)境才能往大田移栽。研究人員進行了“改變植物組織培養(yǎng) 條件縮短試管苗適應過程”的實驗，實驗在適宜溫度下進行，圖甲和 圖乙表示其中的兩個實驗結果。,請回答： (1)圖甲的實驗是在大氣CO2濃度下進行的。據圖分析，試管苗在不加蔗糖的培養(yǎng)基中 和 更高。
7、 (2)圖乙是試管苗在密閉、無糖培養(yǎng)基條件下測得的24 h內CO2濃度變化曲線。圖中bc段CO2濃度升高緩慢是因為 ，cd段CO2濃度急劇下降是因為試管苗 。若d點時打開培養(yǎng)瓶塞，試管苗的光合速率__________________________。 (3)根據上述實驗結果推知，采用無糖培養(yǎng)基、 和 可縮短試管苗的適應過程。,光合速率,光飽和點,CO2濃度過高使細胞呼吸減弱,進行光合作用吸收了CO2,提高,適當提高CO2濃度,適當提高光照強度,解析：(1)圖甲中自變量有兩個：一是光照強度大小，二是是否加蔗
8、糖。因變量是光合速率，指真正光合速率。相比之下，不加蔗糖的試管苗光合速率和光飽和點較高。(2)bc段沒有光合作用，只有呼吸作用，CO2濃度上升緩慢肯定是呼吸速率慢，溫度和CO2都會影響呼吸速率，溫度不變，只能考慮CO2濃度過高。cd段CO2濃度急劇下降說明試管苗光合速率遠遠大于呼吸速率。d點CO2濃度低于大氣，CO2濃度已成為限制因素，該點光合速率等于呼吸速率，打開瓶塞，提高CO2濃度，光合速率提高。(3)本實驗的核心是改變植物組織培養(yǎng)條件，提高光合速率，從而縮短試管苗的適應過程。影響光合作用的外界因素有：光照長短與強度、光的成分、溫度、水分、無機鹽等，從本題的變量來看只能考慮無糖培養(yǎng)基、適當
9、提高CO2濃度和適當提高光照強度，其他因素都是適宜的、相等的、不是變量，不予考慮。,三、實驗與探究能力,7(2010福建理綜，26，)東海原甲藻(簡稱甲藻)是我國東海引發(fā)赤潮 的藻種之一，研究甲藻光合作用的生理特性可為認識赤潮發(fā)生機理 提供重要信息。 (一)某研究小組探究pH對甲藻光合作用的影響，設計了以下實驗： 將生長旺盛的甲藻等量分成5組培養(yǎng)，各組藻液pH分別設定為6.0、 7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12 h，然后在適宜光照等相同條 件下培養(yǎng)，隨即多次測定各組氧氣釋放量并計算凈光合速率。將實 驗結果繪制成下圖。,(1)本實驗除了通過測定氧氣釋放量，還可以通
10、過測定________吸收量來計算凈光合速率。 (2)黑暗放置過程中，藻液pH會有所變化，因此在測定氧氣釋放量前，需多次將各組pH分別調到 ，這是控制實驗的_____變量。,CO2,原設定的pH,自,(3)若甲藻長時間處于pH為10.0條件下，甲藻________(能、不能)正常生長繁殖，請據圖分析并說明原因： (4)實驗表明，甲藻光合作用適宜pH為6.09.0。但海水在該pH條件下，一般不會發(fā)生赤潮，原因是發(fā)生赤潮除了與pH、溫度、光照強度等因素有關外，最主要還與海水的 有關。,不能,因為長時間處于pH為10.0條件下，,甲藻的凈光合速率為負值，甲藻不能正常
11、生長繁殖。,富營養(yǎng)化(N、P含量),,,(二)研究小組進一步探究了溫度對甲藻光合作用的影響。根據實驗結果得出：甲藻生長繁殖的適宜溫度為1530，最適溫度為25左右，當溫度為9和33時，甲藻不能正常生長繁殖。請根據這些信息在下圖中畫出凈光合速率隨溫度變化的示意曲線。,(二)見圖,解析：(一)(1)凈光合速率的表示方法有多種?？梢酝ㄟ^測定氧氣的釋放量、CO2的吸收量、有機物的積累量等來計算凈光合速率。 (2)該實驗的自變量為藻液的pH，需要嚴格控制實驗的自變量。 (3)只有當凈光合速率為正值時，植物才能正常生長繁殖。 (4)海水的富營養(yǎng)化是引發(fā)赤潮的主要原因。 (二)由題干信息，可確定曲線最高點對
12、應的溫度及與橫軸的交點。,8(2010安徽理綜，29，)為探究影響光合作用強度的因素，將同 一品種玉米苗置于25條件下培養(yǎng)，實驗結果如圖所示。請回答：,(1)與D點相比，B點條件下限制玉米CO2吸收量的因素是____________________，C點條件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是__________________。 (2)實驗結果表明，在 的條件下施肥效果明顯。除本實驗所涉及的因素外，從增加光合面積的角度考慮，采取________措施能提高玉米的光能利用率。,光照強度(或光強),土壤含水量,土壤含水量40%60%,合理密植,解析：(1)由圖示曲線知：D點與
13、B點相比，土壤含水量、施肥情況相同，而光強不同。D點與C點相比，光強、施肥情況相同，而土壤含水量不同，故與D點相比，B、C點條件下限制玉米CO2吸收量的主要因素分別是光強與土壤含水量。(2)判斷施肥效果的標準是對比施肥前后植物CO2吸收量的變化幅度，由圖示知：在土壤含水量40%60%條件下施肥效果明顯。合理密植可有效增加光合作用面積，進而提高玉米的光能利用率。,四、綜合應用能力,9(2010江蘇生物，33)不同生態(tài)環(huán)境對植 物光合速率會產生影響。某課題組測定 生長于A地(平原)和B地(山區(qū))銀杏葉片 不同時間的光合速率，結果如圖。 (1)植物中葉綠素通常和蛋白質結合成為結合型葉綠素。在
14、某些環(huán) 境因素影響下，部分結合型葉綠素與蛋白質分離，成為游離型葉綠 素。A、B兩地銀杏葉片中葉綠素含量測定結果見下表：,請完成總葉綠素含量與采樣日期 關系的二維曲線圖。 答案：,從表中數據分析，導致銀杏葉片光合速率下降的主要原因是 。 (2)為提取銀杏葉片中的葉綠素，研磨前在研缽中除加入剪碎的葉片外，還應加入 。經快速研磨、過濾，將濾液收集到試管中，塞上橡皮塞；將試管置于適當的光照下23 min后，試管內的氧含量 。 (3)a、b是7月1日和10月1日B地銀杏葉綠體亞顯微結構典型照片，推測________(填字母)是
15、10月1日的葉綠體照片，理由是,結合型葉綠素含量降低,酒精(丙酮)、碳酸鈣、石英砂(二氧化硅),基本不變,a,10月1日的光合速率,低，a中葉綠體中的類囊體膜結構破壞,,,。,考點1光合作用與細胞呼吸的關系,1光合作用和細胞呼吸的關系圖,場所：葉綠體 場所：細胞質基質、線粒體,光合作用反應方程式：CO2H2O (CH2O)O2 呼吸作用反應方程式：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O能量,2光合作用和細胞呼吸中物質和能量的變化關系 (1)物質變化：,思考：(1)產生ATP最多的階段是什么階段？ 答案：光反應階段。 (2)為各種生命活動提供的ATP最多的階段是什么階段？
16、 答案：細胞有氧呼吸階段。,3以氣體變化探究光合作用與呼吸作用的關系 (1)不同狀態(tài)下植物的代謝特點及相對強度的關系,(2)光合速率與呼吸速率的關系 綠色植物在黑暗條件下或非綠色組織測得的數值為呼吸速率。 綠色植物組織在光下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率。 真正光合速率、凈光合速率、呼吸速率的關系：真正光合速率凈光合速率呼吸速率 三者的常用表示方法：,光合、呼吸速率的測定實驗探究 (1)凈光合速率的測定(如圖) NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液 保證了容器內CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光 合作用的需求。 植物光合速率指標：植物光合作用釋放氧氣，使容
17、器內氣體壓強增大，毛細管內的水滴右移。單位時間內液滴右移的體積即是凈光合速率。 條件：整個裝置必須在光下，光是植物進行光合作用的條件。 (2)呼吸速率的測定(如上圖),上圖同樣可以用于呼吸速率的測定，但要把NaHCO3溶液換成NaOH溶液，吸收植物呼吸作用釋放的CO2。 植物呼吸作用的指標：植物呼吸作用吸收氧氣，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內氣體壓強減小，毛細管內的水滴左移。單位時間內液滴左移的體積即是呼吸速率。 條件：整個裝置必須遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。,4光合作用和呼吸作用中H、ATP的來源和去向比較,,1細胞呼吸與血糖調節(jié)、體溫調節(jié)的關系 (1
18、)細胞呼吸是血糖的主要去路；(2)體溫調節(jié)過程中，熱量的來源 是細胞呼吸釋放的熱能。 2光合作用、細胞呼吸與能量流動和物質循環(huán)間的關系 (1)能量流動過程中，綠色植物通過光合作用固定的太陽能總量是流 經整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量，而生物體內能量最終通過細胞呼吸主要 以熱能形式散失，所以能量不可循環(huán)。 (2)在碳循環(huán)中，光合作用是CO2由大氣進入生物群落的主要途徑， 而細胞呼吸是CO2由生物群落返回大氣的主要途徑。參見下圖：,3細胞代謝是生物體進行各項生命活動的基礎 (1)當同化作用大于異化作用時生物體才能正常生長發(fā)育； (2)激素與神經系統(tǒng)是通過改變細胞代謝而實現調節(jié)的； (3)遺
19、傳和變異是以細胞內基因的傳遞和變化為基礎的； (4)生物與無機環(huán)境間物質和能量的變換是以細胞代謝為基礎的。,【例1】(經典題)光合作用和細胞呼吸是植物體 最重要的生命活動，右圖為其簡單過程示 意圖。下列有關敘述正確的是 () A圖中代表光合作用的是，代表細胞呼吸的是 B圖中發(fā)生在葉綠體內，過程發(fā)生在線粒體內 C植物細胞內部都能發(fā)生過程，且都能產生ATP D圖中X和Y代表同一物質，X產生于葉綠體基質中，Y產生于線粒 體中,答案：A,【例2】(2010南京調研)下圖是測定發(fā)芽種子的呼吸類型所用裝置(假設 呼吸底物只有葡萄糖，并且不考慮外界條件的影響)，下列有關說法
20、錯誤的是 (),答案：C,考點2影響光合作用和呼吸作用因素的圖象分析,1影響細胞呼吸的外部因素及應用,2.影響光合作用的因素及應用 (1)內部因素,(2)外部因素(單因子),(3)多因子影響,光合作用及呼吸作用在提高作物產量方面的主要應用,【例3】 (改編題)下圖甲表示春季晴天某密閉大棚內一晝夜CO2濃度的變 化。乙圖曲線a表示某種植物在20、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中隨著 光照強度的變化光合速率的變化情況；在B點時改變某種條件，結果發(fā) 生了如曲線b變化。丁、戊分別表示在一定實驗條件下測得的某植物光 合作用速率與光照強度之間的關系、呼吸作用與氧
21、氣濃度之間的關 系。請分析回答：,(1)甲圖中，一晝夜CO2濃度最高和最低的分別是a、b對應的時刻，a、b兩個時刻的生物學意義是 (2)分析乙圖在B點時改變的某種條件可能是(列舉兩種情況)： 理由： 理由： (3)乙圖中A點與B點相比較，A點時葉綠體中C3的含量________(填“多”或“少”)，H的含量________(填“多”或“少”)。乙圖中如果在C點時溫度降低10，則曲線有何變化？請在丙圖中表示出來。,表示光合作用強度等于細胞呼吸的強度,溫度適當增加,在一定的溫度范圍內，隨著溫度的增加光合作用增強,CO2的濃度增加,一定的CO2濃度范圍內，隨著CO2濃度的增加光合作用增強,多,少,,
22、,,,,(4)影響圖丁中E點上下移動的主要外因是 。 (5)圖戊中的數據需要在適宜光照條件下測量嗎？ 。,溫度,不需要,網 絡 構 建,浮 想 聯(lián) 篇,1.核心術語：(1)光合作用(光反應、暗反應、水的光解、CO2的固定、C3 的還原、C5的再生、類囊體、葉綠體基質) (2)細胞呼吸(有氧呼吸、無氧呼吸、細胞質基質、線粒體基質、線粒體 內膜) (3)綠葉中色素的提取和分離(紙層析法、層析液、無水乙醇、二氧化 硅、碳酸鈣、濾液細線),2內連外展：本講內容可與前后面的知識相關聯(lián)。 (1)可與細胞的結構相聯(lián)系 (2)可與細胞的生命歷程相關聯(lián) (3)可與遺傳與變異相關聯(lián) (4)可與生命活動調節(jié)相關聯(lián) (5)可與生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)與能量流動相聯(lián)系 你能具體說出他們之間的聯(lián)系嗎？,內化知識、系統(tǒng)歸納、編織成網，方能做到游刃有余,
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