公開(kāi)課光合呼吸

1、公開(kāi)課光合呼吸【考情分析】細(xì)胞代謝是高中生物知識(shí)體系的核心內(nèi)容，在高考中是出題的熱點(diǎn)。從考試內(nèi)容來(lái)看，本模塊的所有知識(shí)點(diǎn)均有考查的可能性。主要知識(shí)有酶的有關(guān)實(shí)驗(yàn)，光合作用和呼吸作用的過(guò)程、影響二者的因素及在生產(chǎn)實(shí)踐上的應(yīng)用等；從考查角度上看，大多圍繞光合作用和呼吸作用的過(guò)程，通過(guò)生理過(guò)程的發(fā)生部位、反應(yīng)物、生成物、影響因素、相互聯(lián)系等方面對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行考查。從考查的形式看，本模塊內(nèi)容的考試題既有選擇題，又有簡(jiǎn)答題，其中包括圖表題、分析說(shuō)明題和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題等。在考查酶、ATP等知識(shí)時(shí)，大多以選擇題的形式出現(xiàn)；考查光合作用和呼吸作用等生理過(guò)程時(shí)，多以簡(jiǎn)答題形式出現(xiàn)，往往與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析結(jié)合，進(jìn)行

2、綜合考查。生物體內(nèi)能源物質(zhì)總結(jié)細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)：植物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：動(dòng)物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)：進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)：進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的最終能源物質(zhì)：葡萄糖淀粉糖原脂肪糖類ATP太陽(yáng)能重點(diǎn)突破：光合作用與細(xì)胞呼吸1光合作用過(guò)程圖解2光合作用中光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能(ATP)，放出氧氣活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定化學(xué)能儲(chǔ)存在(CH2O)中條件需色素、光、酶不需要色素和光，需要酶場(chǎng)所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)中項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)物質(zhì)變化能量變化葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中AT

3、P中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能，水光解產(chǎn)生O2和H同化CO2形成(CH2O)聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和能量ATP暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料1元素的去向(1)O元素：H2OO2，CO2(CH2O)(2)C元素：CO2C3 2光反應(yīng)的產(chǎn)物有O2、H、ATP，暗反應(yīng)的產(chǎn)物是ADP、Pi和(CH2O)。光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)過(guò)程，不可用于其它生理過(guò)程。O光照強(qiáng)度CO2吸收CO2釋放ABCO光合作用速率CO2濃度ABO光合作用速率10 20 30 40 50 溫度（C）ABC光合作用的實(shí)際量2 4 6 8葉面積指

4、數(shù)O物質(zhì)的量呼吸量干物質(zhì)量O光合作用速率葉齡ABCO光合作用速率水和礦質(zhì)元素濃度A3.單一因素對(duì)光合作用影響的圖象多因素對(duì)光合作用的影響二、細(xì)胞呼吸1有氧呼吸的過(guò)程與場(chǎng)所比較項(xiàng)目第一階段第二階段第三階段反應(yīng)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜需要條件酶酶酶和氧氣反應(yīng)底物葡萄糖丙酮酸和H2OH和O2生成物質(zhì)丙酮酸HCO2HH2O與氧的關(guān)系無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)必需氧產(chǎn)生的能量少量少量大量注意：.H和ATP的來(lái)源、去向分析光合作用有氧呼吸H來(lái)源H2O光解產(chǎn)生有氧呼吸第一、二階段去向還原C3用于第三階段還原O2ATP來(lái)源光反應(yīng)階段產(chǎn)生三個(gè)階段都產(chǎn)生去向用于C3還原供能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(植物的C3還原除外)圖解分析：

5、（2012山東）2.夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A. 甲植株在a點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用B.乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多C.曲線bc 段和de段下降的原因相同D.兩曲線bd段不同的原因可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉光合【答案】D【解析】本題考查運(yùn)用影響光合作用的因素分析曲線，獲得信息，解決問(wèn)題的能力。由圖可知，CO2吸收速率代表凈光合作用速率，a點(diǎn)的含義為光合作用速率等于呼吸作用速率，開(kāi)始進(jìn)行光合作用的時(shí)間是在a點(diǎn)以前水平線轉(zhuǎn)折點(diǎn)；e點(diǎn)代表此刻開(kāi)始光照消失，只進(jìn)行呼吸作用，而有機(jī)無(wú)積累最多時(shí)，應(yīng)發(fā)生在傍晚時(shí)光合作用速率等于呼吸作用速率，據(jù)圖應(yīng)在

6、18時(shí)；18時(shí)以后，呼吸作用強(qiáng)于光合作用；夏季晴朗的中午，乙植物在bc段，為了減少水分蒸發(fā)，有些氣孔關(guān)閉，從而使CO2供應(yīng)不足，光合作用速率降低；而甲植物無(wú)此現(xiàn)象可能是與自身氣孔無(wú)法關(guān)閉有關(guān)；bd段隨時(shí)間的的進(jìn)行，光照強(qiáng)度逐漸降低，從而使光合作用速率逐漸降低。1(2011新課標(biāo)全國(guó)卷)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對(duì)照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降，原因是()A光反應(yīng)強(qiáng)度升高，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低B光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低C光反應(yīng)強(qiáng)度不變，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低D光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度不變解析：答案：B 選項(xiàng)正誤判斷理由A鎂是植物細(xì)胞中葉綠素的重要組成元素，若幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，

7、會(huì)使葉綠體中的色素含量降低， 導(dǎo)致光反應(yīng)強(qiáng)度降低B光反應(yīng)強(qiáng)度降低，生成的ATP及H的量也隨之降低，而后暗反應(yīng)強(qiáng)度也會(huì)降低C光反應(yīng)強(qiáng)度不變，生成的ATP及H的量不變，暗反應(yīng)強(qiáng)度也不會(huì)降低D光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度也會(huì)降低例2. ( 2011福建卷)下圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率(時(shí)間單位、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是()A在9301100之間，花生凈光合率下降的原因是暗反應(yīng)過(guò)程減緩B在11001230之間，花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的多C在1700時(shí)，玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同D在1830時(shí)，玉米即能進(jìn)行光反應(yīng)，也能進(jìn)行暗反應(yīng)解析：依據(jù)

8、圖中曲線可知，在9301100之間，花生凈光合速率下降的原因是CO2不足，導(dǎo)致暗反應(yīng)過(guò)程減慢；在11001230之間，花生的凈光合速率低于玉米，因此花生的單位葉面積有機(jī)物積累量比玉米的少。由于凈光合速率可用單位葉面積釋放O2速率表示，因此在1700時(shí)，玉米與花生的凈光合速率相等即單位面積釋放的O2速率相同。在1830時(shí)，玉米凈光合速率等于零，表明此時(shí)光合等于呼吸，故仍能進(jìn)行光合作用，即光反應(yīng)與暗反應(yīng)都能進(jìn)行。答案：B歸納.光合速率與呼吸速率的關(guān)系(1)綠色植物在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率。有關(guān)光合作用的計(jì)算（1）有光和無(wú)光條件下，植物都進(jìn)行呼吸作用（2）光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量 =

9、實(shí)測(cè)的氧氣釋放量 +呼吸作用耗氧量（3）光合作用實(shí)際CO2消耗量 = 實(shí)測(cè)的CO2消耗 量 + 呼吸作用CO2釋放量（5）計(jì)算時(shí)，應(yīng)該先列出光合作用和呼吸作用的 反應(yīng)時(shí)，然后列出方程予以計(jì)算。（4）光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量 = 實(shí)際光合作用 葡萄糖生產(chǎn)量 - 呼吸作用葡萄糖消耗量。注意：真正光合速率凈光合速率呼吸速率。表觀(凈)光合速率通常用O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量來(lái)表示。真正(實(shí)際)光合速率通常用O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物制造量來(lái)表示。呼吸速率通常用黑暗中CO2釋放量、O2吸收量或有機(jī)物消耗量來(lái)表示。例3(2011海南卷)細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過(guò)程如下圖，下列敘述錯(cuò)誤的是A植物細(xì)

10、胞能進(jìn)行過(guò)程和或過(guò)程和B真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行過(guò)程和C動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，過(guò)程比過(guò)程釋放的能量多D乳酸菌細(xì)胞內(nèi)，過(guò)程產(chǎn)生H，過(guò)程消耗H解析：植物細(xì)胞能進(jìn)行過(guò)程和、和、和；真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行無(wú)氧呼吸的全過(guò)程，即和或和；動(dòng)物細(xì)胞中過(guò)程(有氧呼吸第二、三階段)比過(guò)程(有氧呼吸的第一階段)釋放的能量多；包括乳酸菌在內(nèi)的細(xì)胞無(wú)氧呼吸過(guò)程中，第一階段()產(chǎn)生的H，在第二階段(或)消耗。答案：B4.(2011山東理綜)某興趣小組在室溫下進(jìn)行了酵母菌無(wú)氧呼吸的探究實(shí)驗(yàn)(如下圖)。下列分析錯(cuò)誤的是()A滴管中冒出氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生CO2的結(jié)果B試管中加水的主要目的是制造無(wú)氧環(huán)境 C若試管中的水換成冷水，氣泡

11、釋放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP，其余的存留在酒精中解析：酵母菌無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2，氣泡內(nèi)的氣體是CO2，A項(xiàng)正確；加水可以防止酵母菌與空氣的接觸，創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，B項(xiàng)正確；若將水換成冷水，會(huì)降低酵母菌體內(nèi)呼吸酶的活性，反應(yīng)速率降低，氣泡釋放速率下降，C項(xiàng)正確；被分解的葡萄糖中的能量有三個(gè)去向：一部分轉(zhuǎn)移至ATP，一部分以熱能形式釋放，其余的存留在酒精中，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D細(xì)胞呼吸方式的判斷方法細(xì)胞呼吸方式的判斷是細(xì)胞代謝中的難點(diǎn)之一。以C6H12O6為呼吸底物的情況下，CO2的釋放量和O2的消耗量是判斷細(xì)胞呼吸方式的重要依據(jù)，方法如下：注意氣體變化特點(diǎn)判斷方法無(wú)

12、CO2釋放細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸。此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化不消耗O2，但產(chǎn)生CO2細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精和CO2的無(wú)氧呼吸。此種情況下，容器內(nèi)氣體體積增大CO2釋放量等于O2消耗量細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不變化，但若將CO2吸收，可引起氣體體積減小氣體變化特點(diǎn)判斷方法CO2釋放量大于O2消耗量VCO2/VO4/3有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等VCO2/VO24/3無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸VCO2/VO24/3有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無(wú)氧呼吸練習(xí)1(2011浙江溫州八校聯(lián)考)下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時(shí)，CO2釋

13、放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是()A氧濃度為a時(shí)，細(xì)胞呼吸最弱 B氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍C氧濃度為c時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸相等D氧濃度為d時(shí)，該器官只進(jìn)行有氧呼吸解析：據(jù)圖可知，CO2的釋放量在氧氣濃度為c點(diǎn)時(shí)最少，因此c點(diǎn)時(shí)細(xì)胞呼吸最弱。氧氣濃度為b時(shí)，氧氣的吸收量為3，CO2的釋放量為8，計(jì)算可知無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。氧濃度為c時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸不相等，此時(shí)O2的吸收量為4，CO2的釋放量為6，計(jì)算可知無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1.5倍。氧氣濃度為d點(diǎn)，氧氣的吸收量與二氧化碳的釋放量相等，說(shuō)明只進(jìn)行有氧呼吸，

14、無(wú)氧呼吸被完全抑制。答案：D練習(xí)2(2011浙江理綜)下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述，正確的是()A破壞葉綠體外膜后，O2不能產(chǎn)生B植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變C與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短D離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應(yīng)解析：植物光合作用的光反應(yīng)在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行，碳反應(yīng)(暗反應(yīng))在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，因此破壞葉綠體外膜，不影響O2的產(chǎn)生；離體的葉綠體基質(zhì)中含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，獲得ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應(yīng)，故D正確；植物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉綠體中色素的比例會(huì)隨植物生長(zhǎng)期、光照、溫度等的變化而變化

15、；與夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是溫度降低和光照減弱。答案：D練習(xí)3圖甲表示水稻的葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為a、b、c、d時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍(lán)藻光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系，有關(guān)說(shuō)法正確的是()A圖甲中，光照強(qiáng)度為b時(shí)，光合作用速率等于呼吸作用速率B圖甲中，光照強(qiáng)度為d時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍吸收2個(gè)單位的CO2C圖乙中，光照強(qiáng)度為X時(shí)，細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D圖乙中，限制a、b、c點(diǎn)光合作用速率的因素主要是光照強(qiáng)度B 練習(xí)4(2011山東濰坊一模)如圖曲線表示黃豆在適宜溫度、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中光合作用速

16、率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。在y點(diǎn)時(shí)改變某條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線的變化。下列分析合理的是()A與y點(diǎn)相比較，x點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3化合物含量低B在y點(diǎn)時(shí)，適當(dāng)升高溫度可導(dǎo)致曲線由變?yōu)镃制約x點(diǎn)時(shí)光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量D制約z點(diǎn)時(shí)光合作用的因素可能是二氧化碳濃度解析：x點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度較弱，光反應(yīng)提供的H和ATP較少，C3化合物的濃度較y點(diǎn)時(shí)高，A項(xiàng)不正確；題目中提到已是在適宜溫度下，如果升高溫度，光合速率會(huì)下降，B不正確；制約x點(diǎn)時(shí)光合作用的因素應(yīng)該是光照強(qiáng)度，故C不正確。答案：D（2012山東）24.（9分）哺乳動(dòng)物肝細(xì)胞內(nèi)糖代謝的部分過(guò)程如圖所示。（1）圖中X物質(zhì)為 。在有氧條件下，該物

17、質(zhì)和水徹底分解成二氧化碳和H，該過(guò)程在 中進(jìn)行。（2）血糖濃度升高時(shí)，葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞后可合成 ，多余的葡萄糖還可以轉(zhuǎn)化成 以儲(chǔ)存能量。（3）胰腺中 分泌的胰高血糖素，與肝細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后調(diào)節(jié)糖代謝過(guò)程，這反映了細(xì)胞膜具有 的功能。（4）用14C標(biāo)記的葡萄糖研究肝細(xì)胞內(nèi)糖代謝的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)血漿中的白蛋白亦出現(xiàn)放射性。在白蛋白合成和分泌的過(guò)程中，依次出現(xiàn)放射性的細(xì)胞器是 。呼吸【答案】（1）丙酮酸 線粒體 （2）肝糖原（或肝糖元） 脂肪（3）胰島A細(xì)胞 細(xì)胞間信息交流（或細(xì)胞間信息傳遞）（4）核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體（2012全國(guó)大綱卷）31. 金魚藻是一種高等沉水植物，有關(guān)研究結(jié)果如下圖所

18、示（圖中凈光合速率是指實(shí)際光合速率與呼吸速率之差，以每棵鮮重每小時(shí)釋放O2的微摩爾數(shù)表示）。(1)該研究探討了 對(duì)金魚藻 的影響，其中，因變量是 。(2)該研究中凈光合速率達(dá)到最大時(shí)的光照度為 lx。在黑暗中，金魚藻的呼吸速率是每克鮮重每小時(shí)消耗氧氣 微摩爾。（3）該研究中凈光合速率隨pH變化而變化的主要原因是 ?！敬鸢浮浚?）光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度和pH 光合速率 凈光合速率（或每小時(shí)每克釋放氧氣的微摩爾數(shù) （2）12.5 8 （3）pH通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響凈光合速率的；在小于最適pH的范圍內(nèi)，隨著pH的增大，酶的活性升高，凈光合速率不斷增大；在高于最適pH的范圍內(nèi)，隨著pH的增大，酶的活

19、性降低，凈光合速率不斷減小?！窘馕觥浚?）NaHCO3能提供CO2；不同濃度的NaHCO3能提供CO2濃度不同。因變量亦稱反應(yīng)變量，指實(shí)驗(yàn)中由于自變量而引起的變化和結(jié)果；該實(shí)驗(yàn)的因變量為凈光合速率（或每小時(shí)每克釋放氧氣的微摩爾數(shù)。(2)由第二幅圖可以直接看出，光照度為12.5lx時(shí)，金魚藻的凈光合速率達(dá)到最大。光照強(qiáng)度為0時(shí)，金魚藻只能進(jìn)行呼吸作用；由第一幅圖可以直接看出，每克鮮重每小時(shí)消耗氧氣8微摩爾。(3)見(jiàn)答案。【考點(diǎn)定位】本題綜合考查影響光合作用的因素和識(shí)圖能力、數(shù)據(jù)處理能力和實(shí)驗(yàn)分析能力，屬于對(duì)識(shí)記、理解層次的考查。1. (2011江蘇卷)某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進(jìn)行了紅光照射光吸收測(cè)定和色素層析條帶分析(從上至下)，與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是()A光吸收差異顯著，色素帶缺第2條B光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條C光吸收差異顯著，色素帶缺第3條D光吸收差異不顯著，色素帶缺第3條色素的種類和作用吸收紅橙光和藍(lán)紫光（藍(lán)綠色）葉綠素a（黃綠色）葉綠素b（橙黃色）胡蘿卜素葉黃素（黃色）葉綠素(約占3/4)類胡蘿卜素（約占1/4）吸收藍(lán)紫光解析：葉黃素缺失，則對(duì)藍(lán)紫光的吸收減少，對(duì)紅光的吸收無(wú)明顯差異，排除A、C項(xiàng)。色素分析條帶從上往下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，葉黃素缺失則色素分析條帶從上往下缺第2條，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B2(