第4講細胞呼吸與光合作用 講義 2021屆高三新高考生物二輪復(fù)習(xí)

第4講細胞呼吸與光合作用

I知識聯(lián)網(wǎng)

生態(tài)系統(tǒng)能髭流動、碳循環(huán)

同位素標(biāo)記法應(yīng)用"8八HJO、C工等一：

______________________________________________摩:二二聯(lián)第?與線粒體的關(guān)系、0?消耗場所、02去向分析

系「

■■總反應(yīng)式.⑨上。++能量

①COz+H?。^9匕0）+。2.總反應(yīng)式C6HI2O6+6H2O+6O272H26cCD2

有氣場所

;⑤阡豪祺芟妥祺建旗---------細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

呼吸

光

③2H2。4、4[14]+02一水的光解細也。向+能量（少）

物質(zhì)/登nC6H12O6-^*2c33+4

能量/一形成

④ADP+Pi+LATPATP變化

應(yīng),三個階段一⑩2c3HQ3+6H2OI6COz+20[H]+能量（少）

⑤光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能處處■反應(yīng)式

合胞一?24[H]+6O;912HQ+能量（多）

葉綠體基質(zhì)中一^

總反

上*畢固定?;CJ4Q6衛(wèi)^2CHsOH+2c（^+袍工行）！

⑥co2+c52C,2

暗作呼

物質(zhì)--------------------------------------------------T---j

反無依呼吸

G還原變化應(yīng)或CGHIEGW2c3H6。3+能量（少）:

2C3+[H]-^^*（CH2O）+CJ

能比變化場所

ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成一細胞質(zhì)基質(zhì)

用吸

⑦有機物中穩(wěn)定妁化學(xué)能聯(lián)

系

匪朝亮:

⑧光、cd..溫度等--------;------.⑥溫度、。2、匕。等

聯(lián)?系

記家一

相關(guān)曲或模型分析酒精檢測、涉及酒精（體積分數(shù)

I：L-糧食果藐貯存

色素提嬴分離為95%、70%、50%的酒精溶液

凈光合速率、兩過程物質(zhì)、

和無水乙靜）的實驗等

總光合速率問題能成轉(zhuǎn)化關(guān)系

I教材拾遺

1.（必修1P93對比實驗）對比實驗是設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探

究某種因素與實驗對象的關(guān)系。

2.（必修1P93小字內(nèi)容）一般地說，線粒體均勻地分布在細胞質(zhì)中，但是，活細胞中的線粒體往往

可以定向地運動到代謝比較旺盛的部位。

3.（必修1P94、P103相關(guān)信息）細胞呼吸產(chǎn)生的還原氫，其實是喇，而光合作用產(chǎn)生的還原氫

是NADPH,兩種物質(zhì)不同。

4.（必修1P96基礎(chǔ)題2）酵母菌細胞破碎離心后,可分離成甲、乙兩部分，甲只含細胞質(zhì)基質(zhì)，乙只

含細胞器,它們與未離心處理的酵母菌培養(yǎng)液丙分別放入三個試管，加入葡萄糖溶液，在有氧條件

下能產(chǎn)生二氧化碳和水的只有丙。原因是細胞質(zhì)基質(zhì)中可以進行無氧呼吸，產(chǎn)生二氧化碳和酒精,

不能進行有氧呼吸產(chǎn)生水，葡萄糖不能直接進入線粒體中反應(yīng)。

5.（必修1P96拓展題）鳥類和哺乳動物為恒溫動物，其維持體溫的恒定主要依賴于細胞年產(chǎn)生

的熱量，此外還需要ATP水解供能。

6.（必修1P99）葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光（注意它們的吸收光譜

曲線圖，波峰表示吸收多）。

7.（必修1P99學(xué)科交叉）一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光（不能利用紫外光和紅外

光）。

8.（必修1P102同位素標(biāo)記法）同位素可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。用同位素標(biāo)記的化合

物,化學(xué)性質(zhì)不會改變?？茖W(xué)家通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細過程。

9.（必修1P106拓展題1）夏季晴朗的白天中午光合速率下降的原因是:光照過強、溫度過高，有

些植物為了減少水分的散失會關(guān)閉部分氣孔，導(dǎo)致@4共應(yīng)不足，直接限制暄反廛階段;早晨和傍晚

光合速率較低的原因是光照較II，直接限制的是光反應(yīng)階段。

10.（必修1P108知識遷移）松土有利于植物根系有氧呼吸，從而更好地吸收礦質(zhì)元素，但不利于水

土保持和減緩溫室效應(yīng)，因為植物和微生物有氧呼吸會產(chǎn)生更多二氧化碳。

考點一細胞呼吸及其影響因素

高考經(jīng)典再研

典例1（2020山東,2,2分）癌細胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生

ATP,這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)"。下列說法錯誤的是（B）

A."瓦堡效應(yīng)"導(dǎo)致癌細胞需要大量吸收葡萄糖

B.癌細胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會生成少量ATP

C.癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質(zhì)基質(zhì)中被利用

D.消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產(chǎn)生的NADI1比正常細胞少

該題以癌細胞的"瓦堡效應(yīng)"為情境，既從基礎(chǔ)性維度考查細胞呼吸不同類型的特點，又需考生

必備知識

結(jié)合題目情境綜合性分析癌細胞中有氧呼吸和無氧呼吸情況

該題從基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性4個維度進行設(shè)計，維度間既相互關(guān)聯(lián)，又有交叉和遞

關(guān)鍵能力

ifi.該題考查了提取信息能力和科學(xué)思維能力，同時體現(xiàn)了物質(zhì)與能量觀

本部分選擇題和非選擇題均有考查。該部分試題大多在創(chuàng)設(shè)的較復(fù)雜的情境中考查細胞呼吸

應(yīng)考策略

的過程及影響因素，還考查細胞呼吸過程中涉及的物質(zhì)和能量的變化,題目難度適中

豌1作物留種時,需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種質(zhì)資源呼吸作用所

利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種質(zhì)資源呼吸作用的敘述，正確的是（）

A.若種質(zhì)資源無0,吸收也無C0：釋放，則說明種質(zhì)資源是死的

B.若吸收02的量與釋放CO2的量相等,則種質(zhì)資源只進行有氧呼吸

C.若種質(zhì)資源只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是酒精，則無0。吸收也無⑩釋放

D.若吸收的量比釋放C0：的量少，則種質(zhì)資源同時進行有氧和無氧呼吸

金答案D種質(zhì)資源無G吸收也無C0,釋放，說明種質(zhì)資源只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或者

種質(zhì)資源是死的,A錯誤;若吸收（X的量與釋放CO2的量相等，則種質(zhì)資源只進行有氧呼吸或同時進

行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,B錯誤;若種質(zhì)資源只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是酒精，則無0,吸

收但有C0?釋放,C錯誤;若吸收Oz的量比釋放CO?的量少，則種質(zhì)資源同時進行有氧和無氧呼吸,D

正確。

突破核心整合

L理清有氧呼吸"三"個階段發(fā)生的場所及物質(zhì)和能量的變化

⑴第一階段一一細胞質(zhì)基質(zhì)：消耗葡萄糖，產(chǎn)生田］和丙酮酸，釋放少量能量。

⑵第二階段——線粒體基質(zhì):分解丙酮酸，產(chǎn)生凹和，釋放少量能量。

⑶第三階段一線粒體內(nèi)膜：［H］與&結(jié)合產(chǎn)生氏0,釋放大量能量。

2.不同生物無氧呼吸產(chǎn)物歸納

L乳酸菌

產(chǎn)物率氧嗖?------所有動物細胞

J植物中的馬缽薯塊莖、玉米胚、甜菜塊根

直接原因一“酶”不同

根本原因一＞“基因”不同

,_____L酵母菌

產(chǎn)物由畫卷|------多數(shù)植物細胞

*多數(shù)細菌

3.〃三看〃判斷細胞呼吸的類型

L消耗。2或產(chǎn)物中有H2。，一定存在有氧呼吸

反應(yīng)物

一產(chǎn)物中有酒精或乳酸，一定存在無氧呼吸

產(chǎn)物

無CO］產(chǎn)生

-----?——-只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸

只進行以葡萄糖為底物的有皂呼吸

或有氧呼吸和乳酸發(fā)酵并存

既進行有氧呼吸,又進行酒精發(fā)解;

多余的C0?來自酒精發(fā)酵

呼吸底物中可能含脂質(zhì)（脂肪）

其核細胞「只在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行一?無氧呼吸

L有線粒體參與一?存在有氧呼吸

原核細胞呼吸場所為細胞質(zhì)與細胞膜，呼吸類型

'可依據(jù)H,0、酒精、乳酸等確認

4.影響細胞呼吸因素的相關(guān)曲線分析

⑴甲圖中:溫度通過影響來影響細胞呼吸速率，生產(chǎn)上常低溫貯存果蔬，大棚內(nèi)夜

間降溫的目的是減少有機物的消耗。

（2）乙圖中：

a.0。濃度=0,細胞的呼吸方式是只進行無氧呼吸；

b.0<0二濃度〈M時,細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸受抑

制，有氧呼吸不斷加強;

c.Oz濃度刈，細胞的呼吸方式是只進行有氧呼吸；

d.圖中0?濃度為」/1^時，有機物消耗最少，此濃度是果蔬貯存的最佳濃度。

⑶丙圖中:自由水含量較高時呼吸旺盛，為減少有機物消耗，種子貯存前宜處

理。

⑷丁圖中:co：是細胞呼吸的產(chǎn)物，對細胞呼吸具有作用，生產(chǎn)上常采用增加co。濃度

或窖藏貯存果蔬。

模擬對點演習(xí)

考向一圍繞有氧呼吸和無氧呼吸過程，考查生命觀念與科學(xué)思維能力

1.（2020四J11重慶一中高三期中）如圖所示為細胞呼吸的生理過程。下列敘述正確的是（）

②

+CO2+H2O

C6Hl2。6S*丙酮酸一X*乳酸

④

1—>酒精+C02

A.①④過程沒有凹的積累

B.①、④過程都有能量的釋放

C.植物細胞只能進行①②④過程

D.人體細胞只能進行①②過程

1.喑案A①④過程表示無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO,的過程，沒有冏的積累,A正確;③④過程都是

無氧呼吸的第二階段，都不釋放能量,B錯誤;有些植物細胞如馬鈴薯塊莖細胞可以進行圖中的③

過程,C錯誤;人體細胞可以進行①②③過程,D錯誤。

考向二圍繞呼吸作用過程中物質(zhì)和能量的變化,考杳相關(guān)細胞結(jié)構(gòu)的科學(xué)思維能力

2.（2020湖北高三調(diào)研）有氧呼吸所需的ADP和Pi是由細胞質(zhì)基質(zhì)不斷輸入到線粒體基質(zhì)中的，

而合成的ATP則要由線粒體基質(zhì)持續(xù)輸往線粒體外。該事實表明（）

A.線粒體膜具有高度的選擇透過性

B.有氧呼吸過程都發(fā)生在線粒體中

C.線粒體是一類半自主性的細胞器

D.線粒體的內(nèi)膜是合成ATP的場所

2”答案A根據(jù)題干信息的"ADP和Pi是由細胞質(zhì)基質(zhì)不斷輸入到線粒體基質(zhì)中的,而合成

的ATP則要由線粒體基質(zhì)持續(xù)輸往線粒體外"，說明線粒體膜對物質(zhì)的進出具有選擇性,A正確；

該題干信息不能體現(xiàn)有氧呼吸過程都發(fā)生在線粒體中，有氧呼吸第一階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中,B

錯誤;從題干的信息不能得出“線粒體是一類半自主性的細胞器"和"線粒體的內(nèi)膜是合成ATP

的場所”的結(jié)論,C、D錯誤。

考向三圍繞硝化細菌的相關(guān)知識，考查科學(xué)探究能力

3.（2020湖北武漢模擬）硝化細菌是一種好氧細菌，常生活在有氧的水中或砂層中。下列有關(guān)硝化

細菌的說法錯誤的是（）

A.硝化細菌生命活動的直接能源物質(zhì)是ATP

B.硝化細菌進行有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

C.硝化細菌無法利用光能，但也能將無機物轉(zhuǎn)化為有機物

D.硝化細菌能把土壤中的氨（NHJ氧化為亞硝酸（HNO）進而氧化成硝酸（HNOJ

3.喑案BATP是硝化細菌生命活動的直接能源物質(zhì),A正確;硝化細菌是原核生物，硝化細菌無

線粒體,B錯誤;硝化細菌不能利用光能，但可以進行化能合成作用合成有機物,C正確;硝化細菌可

以將氨氧化成硝酸，并利用無機物氧化所釋放的能量制造有機物,D正確。

考向四依據(jù)細胞呼吸的過程，考杳獲取信息及綜合運用能力

4.(2020江蘇,30,8分)研究發(fā)現(xiàn)，線粒體內(nèi)的部分代謝產(chǎn)物可參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達，進而調(diào)控

細胞的功能。下圖為T細胞中發(fā)生上述情況的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題:

⑴丙酮酸進入線粒體后先經(jīng)氧化脫竣形成乙酰輔酶A,再徹底分解成和［H］。凹經(jīng)一系

列復(fù)雜反應(yīng)與結(jié)合,產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。

⑵線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核,使染色質(zhì)中與結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，激

活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。

⑶線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到中，激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，

激活的NFAT可穿過進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄后形成的

分子與核糖體結(jié)合，經(jīng)過程合成白細胞介素。

(4)T細胞內(nèi)乙酰輔酶A和自由基調(diào)控核內(nèi)基因的表達，其意義是.

4.上答案(1)CO202(2)DNA⑶細胞質(zhì)基質(zhì)核孔mRNA翻譯⑷提高機體的免疫能力

懈析⑴在線粒體基質(zhì)中發(fā)生有氧呼吸第二階段，該階段中丙酮酸與H2O徹底分解成⑩和嘰

凹經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)與0?結(jié)合產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。⑵分析題圖，線粒體中產(chǎn)

生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，細胞核中染色質(zhì)主要由DNA與蛋白質(zhì)構(gòu)成，乙酰輔酶A使染色

質(zhì)中與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)乙?；?，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。（3）分析題圖可知，線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自

由基穿過線粒體膜到細胞質(zhì)基質(zhì)中，激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子。由于NFAT的化學(xué)本質(zhì)

是蛋白質(zhì)，因此激活的NFAT需要穿過核孔進入細胞核。轉(zhuǎn)錄可產(chǎn)生mRNA,其與核糖體結(jié)合后開始

翻譯的過程。（4）T細胞內(nèi)乙酰輔酶A進入細胞核后，使染色質(zhì)中的蛋白質(zhì)乙?；?從而激活干擾

素基因的轉(zhuǎn)錄，而自由基進入細胞核后，促進了白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。由此可知,T細胞內(nèi)乙酰

輔酶A和自由基調(diào)控核內(nèi)基因的表達，從而提高了機體的免疫能力。

考點二光合作用及其影響因素

高考經(jīng)典再研

典例2（2020山東,21,9分）人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖

所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。

模塊

模

模塊

塊23

⑴該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是才莫塊3中的甲

可與CO2結(jié)合，甲為。

⑵若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時間內(nèi)乙的含量將（填："增加"或"減

少"）。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因

是。

⑶在與植物光合作用固定的co,量相等的情況下,該系統(tǒng)糖類的積累量（填："高于"

“低于”或”等于“）植物,原因是.

⑷干旱條件下很多植物光合作用速率降低，主要原因

是o人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的

依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。

該題以人工光合作用系統(tǒng)的設(shè)計及在干旱地區(qū)的潛在應(yīng)用為情境，考查光合作用的物質(zhì)合成和能

必備知識

量轉(zhuǎn)化等知識

該試題考查科學(xué)探究能力，既包括對教材中基礎(chǔ)實驗的考查，又包括對實驗方案的設(shè)計、實驗原

關(guān)鍵能力

理的理解和實驗結(jié)果的分析等能力的考查

本部分多以非選擇題的形式考查，考直內(nèi)容為生物學(xué)科知識體系中的基本概念、基本規(guī)律、基本

應(yīng)考策略

方法,能夠全面檢驗考生對高中所學(xué)生物學(xué)必備知識的理解、掌握與運用情況

⑴模塊1和模塊2五碳化合物（或:a）

⑵減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP不足

參考答案

⑶高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類（或:植物呼吸作用消耗糖類）

（4）葉片氣孔開放程度降低,C。：的吸收量減少

陵電2大豆與根瘤菌是互利共生關(guān)系，下圖所示為大豆葉片及根瘤菌中部分物質(zhì)的代謝、

運輸途徑，請據(jù)圖回答下列問題:

⑴在葉綠體中，光合色素的作用是;光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的化學(xué)

物質(zhì)有,

(2)上圖所示的代謝途徑中，催化固定C0-，形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在中,PGA還

原成磷酸丙糖(TP)運出葉綠體后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于中。

⑶根瘤菌固氮產(chǎn)生的NH：，可用于氨基酸的合成，氨基酸在核糖體中合成蛋白質(zhì)時，需要通過

搬運氨基酸。

(4)C0;2和N2的固定都需要消耗大量ATP。葉綠體中合成ATP的能量用于；根瘤菌中

合成ATP的能量主要源于的分解。

⑸根瘤菌能為大豆提供，大豆能為根瘤菌提供，大豆和根瘤菌在相互影

響中不斷發(fā)展和進化，形成互利共生關(guān)系，我們把這種現(xiàn)象稱作0

金答案(1)吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能凹和ATP(2)葉綠體基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)(3)tRNA

⑷C的還原糖類⑸氨基酸蔗糖共同進化

懶析⑴在葉綠體中，光合色素的作用是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了凹

和ATP。⑵據(jù)圖可知,C02進入葉綠體基質(zhì)形成PGA,推知催化該過程的酶位于葉綠體基質(zhì)中，然后

PGA被還原，形成TP,TP被運到細胞質(zhì)基質(zhì)中合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于細胞質(zhì)基質(zhì)

中。（3）在核糖體中合成蛋白質(zhì)時，需要tRNA搬運氨基酸。（4）光合作用的光反應(yīng)中合成的ATP可

用于C的還原;根瘤菌與植物共生,從植物根細胞中吸收有機物，主要利用糖類作原料進行細胞呼

吸，釋放能量，合成ATPO⑸根瘤菌能為大豆提供氨基酸，大豆能為根瘤菌提供蔗糖，大豆和根瘤菌

在相互影響中不斷發(fā)展和進化，形成互利共生關(guān)系，我們把這種現(xiàn)象稱作共同進化。

突破核心整合

1.光合作用的要點歸納

原理?~-提取原理：有機溶劑能溶解色素

'―?分離原理：不同色素在層析液中溶解度不同，

色素

的提導(dǎo)致其在濾紙條上獷散的速度不同

取與

L二氧化硅：使研磨充分

分離

實驗—?■碳酸鈣：防止色素被破壞

—無水乙醇：溶解色素

實驗結(jié)果.濾紙條上從上到下四條色素帶依次為：

(1)一胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b

⑵光合作用過程中碳、氫、氧元素去向

光能，

6co2+12也0葉綠體》做見06+6出0+602

①氧元素:H20fo2

CO?-C6Hl2。6、H20

②碳元素:C0LC3~-C6Hl

③氫元素:HzOf凹fC6Hl2。6、H20

2.關(guān)注影響光合作用的因素的三類曲線

P點的限制因素:

光

影響①光反應(yīng)階段合

光照速

率外因:③溫度、COL的供應(yīng)量等

ATP、［H］的產(chǎn)生，進而制約②

內(nèi)因:④色素含量、酶的數(shù)量和活

暗反應(yīng)階段光照強用

性、G的含量等

P點的限制因素:

光

合

32影響⑤暗反應(yīng)階段G的速

率外因:⑥溫度和光照強度等

濃度生成

內(nèi)因:⑦酶的數(shù)量和活性、3的含

co,濃度

量、色素含量等

光

合

速

通過影響⑧酶的活性影率P點對應(yīng)的溫度為進行光合作用的最

溫度

響光合作用適溫度

I素養(yǎng)提升

1.據(jù)卡爾文循環(huán)可知,葉綠體基質(zhì)中C,的含量通常是Cs的2倍。

2.光照停止或減弱，短時間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中Cs、G和ATP、［H］含量變化情況及其原因。

［提示］光照停止或減弱，導(dǎo)致光反應(yīng)停止或減弱,產(chǎn)生的ATP、［H］含量減少。CO/共應(yīng)正常心

的生成量不變，短時間內(nèi)C,含量增加,a含量減少。

3.突然停止或減少CO/共應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中C3、C$和ATP、［H］含量變化情況及其原

So

［提示］突然停止或減少CO?供應(yīng)，導(dǎo)致C3的生成量減少。光照不變,ATP、凹供應(yīng)正常,G消耗

繼續(xù)，短時間內(nèi)G含量減少,a含量增加。

模擬對點演習(xí)

考向一圍繞光合作用的色素和場所，考查分析和判斷能力

1.（2020天津,5,4分）研究人員從菠菜中分離類囊體,將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子

包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的

C0,固定與還原,并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是（）

A.產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)

B.該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是C02

C.類囊體產(chǎn)生的ATP和02參與CO2固定與還原

D.與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素

1.喑案A綠色植物光反應(yīng)的場所是葉綠體類囊體薄膜,產(chǎn)物有&、NADPH、ATP,暗反應(yīng)的場

所是葉綠體基質(zhì)，產(chǎn)物有糖類等有機物才居此推理該半人工光合作用反應(yīng)體系中產(chǎn)生乙醇酸的場

所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì),A正確;該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)不僅有C0〃還有水,B錯誤;類囊體膜上產(chǎn)

生的NADPH、ATP參與C3的還原,C錯誤;該反應(yīng)體系含有從菠菜中分離出的類囊體，吸收光能的色

素分布在類囊體的薄膜上,故該反應(yīng)體系中含有光合作用色素,1）錯誤。

考向二圍繞光合作用的影響因素，考杳生命觀念和科學(xué)思維能力

2.（2020山東德州二模）如圖為在不同光照強度下測定的甲、乙兩種植物的光合作用強度變化曲

線。下列說法正確的是（）

G

?

z

k

甲

?

uo

ml

斛

涵

與

睿/E

O

W/M500100015002000

光照強度(h)

A.在連續(xù)陰雨的環(huán)境中，生長受到影響較大的是植物甲

B.光強為M時，植物乙的光合速率高于植物甲

C.光強大于500lx,植物乙對光能的利用率比植物甲高

D.光強大于1000lx,限制植物乙光合速率的環(huán)境因素是光照強度

2.喑案A據(jù)圖分析可知，植物甲對光能的利用率高需要較強的光照，植物乙的光補償點和光

飽和點都比植物甲低，故陰雨天氣受影響較大的是植物甲,A正確;光強為M時，兩種植物的凈光合

速率相等，但植物甲的呼吸速率大于植物乙，故植物甲的光合速率（呼吸速率+凈光合速率）高于植

物乙,B錯誤;據(jù)圖可知:光強大于500lx,植物乙C0。吸收速率較植物甲低，故植物乙對光能的利用

率比植物甲低,C錯誤;在1000lx之后，植物乙的光合速率已不再隨光照強度增大而增加,故當(dāng)光

強大于1000lx時,限制植物乙光合速率的環(huán)境因素不再是光照強度,1）錯誤。

考向三以探究實驗的形式，考查科學(xué)探究能力

3.（2020浙江7月選考,25,2分）將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反

應(yīng)介質(zhì)溶液中，測量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時間內(nèi)單位葉綠素含量消

耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是（）

務(wù)

溺

<2*

°反應(yīng)介質(zhì)中的酸㈱濃博

A.測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率

B,若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合

速率偏大

C,若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境,葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B-C段對應(yīng)的關(guān)系

相似

D.若該植物處于開花期，人為摘除花朵,葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A-B段對應(yīng)的

關(guān)系相似

3.喑案A該植物葉片同時進行光合作用和呼吸作用，測得的該植物葉片的光合速率表示凈光

合速率，該葉片分離得到的葉綠體的光合速率表示總光合速率，凈光合速率=總光合速率-呼吸速

率,A正確;若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，說明部分葉綠體被破壞無法進行光合

作用，與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏小,B錯誤;若該植物長時間處于遮陰環(huán)境，光合速率慢，葉

片內(nèi)蔗糖不可能出現(xiàn)高濃度積累的現(xiàn)象，二者的關(guān)系不同于圖中B-C段對應(yīng)的關(guān)系,C錯誤;花朵

為光合產(chǎn)物的貯存場所,若該植物處于開花期，人為摘除花朵后,蔗糖的貯存器官減少，葉片內(nèi)蔗糖

積累會抑制光合作用的正常進行，二者的關(guān)系與圖中B-C段對應(yīng)的關(guān)系相似,D錯誤。

4.(2020山東德州二模)為研究低溫脅迫對水稻生長的影響科研人員進行相關(guān)研究，結(jié)果如表所

不。

光合色素氣孑月度光合速率胞間co。濃度

(mg/L)(umol,m2?s1)(nmol?m2?s1)(uL/L)

3℃處理8.90.13-0.35454.5

正常培養(yǎng)260.30.5316

注:氣孔導(dǎo)度指氣孔的開放程度。

⑴低溫下光合色素的含量降低，影響了光合作用的進行,葉片中光合色素吸收的光能的用途

是;此外，低溫脅迫下水稻光合速率降低的原因還

有O

⑵低溫脅迫下水稻葉片胞間C02濃度比正常培養(yǎng)條件下高原因

是

⑶植物抵抗低溫脅迫的能力與膜透性的變化有關(guān)，可用電導(dǎo)法測定,相對電導(dǎo)值與植物抵抗低溫

脅迫的能力呈反比。為了提高水稻抵抗低溫脅迫的能力，科研人員對水稻進行抗寒馴化必吉果如

圖所示：

①據(jù)圖分析可知才亢寒馴化對水稻抵抗低溫脅迫能力的影響

是____________________________________________________0

②植物體內(nèi)脫落酸通常在環(huán)境不佳時產(chǎn)生，故又稱為"逆境激素"，為探究脫落酸能否代替低溫

進行水稻的抗寒馴化，實驗思路

是_

4.喑案⑴將乩0分解為a和凹及合成ATP低溫影響光合作用相關(guān)酶的活性⑵低溫導(dǎo)致

氣孔關(guān)閉,光合色素減少，最終導(dǎo)致水稻呼吸速率大于光合速率葉肉細胞釋放的⑩不能釋放到植

物體外（3）①一定范圍內(nèi)，隨抗寒馴化天數(shù)增多,水稻抵抗低溫脅迫能力增強，超過一定天數(shù)后，水

稻抵抗低溫脅迫的能力基本不變

②將長勢一致的水稻均分為三組，一組用適當(dāng)濃度的脫落酸處理并在常溫下培養(yǎng)，一組用等量的

清水處理并在低溫下培養(yǎng)，一組用等量的清水處理并在常溫下培養(yǎng)，每間隔一定天數(shù)測定三組水

稻的相對電導(dǎo)值

上解析⑴低溫下光合色素的含量降低，影響了光合作用的光反應(yīng)的進行，葉片中光合色素吸收的

光能的用途是將H2o分解為02和皿及合成ATP；此外，低溫脅迫下水稻光合速率降低的原因還有低

溫影響光合作用相關(guān)酶的活性。（2）由于低溫導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，光合色素減少,最終導(dǎo)致水稻呼吸速

率大于光合速率，葉肉細胞釋放的CO?不能及時釋放到植物體外，所以低溫脅迫下水稻葉片胞間

CO2濃度比正常培養(yǎng)條件下高。⑶①據(jù)圖分析可知，一定范圍內(nèi)，隨抗寒馴化天數(shù)增多，相對電導(dǎo)值

下降,而相對電導(dǎo)值與植物抵抗低溫脅迫的能力成反比，說明水稻抵抗低溫脅迫能力增強，而超過

一定天數(shù)后，水稻抵抗低溫脅迫的能力基本不變。②為探究脫落酸能否代替低溫進行水稻的抗寒

馴化，實驗思路是將長勢一致的水稻均分為三組,一組用適當(dāng)濃度的脫落酸處理并在常溫下培養(yǎng)，

一組用等量的清水處理并在低溫下培養(yǎng)，一組用等量的清水處理并在常溫下培養(yǎng)，每間隔一定天

數(shù)測定三組水稻的相對電導(dǎo)值。

考點三光合作用與細胞呼吸的關(guān)系

高考經(jīng)典再研

典例3（2020山東高考模擬）龍須菜是生活在近岸海域的大型經(jīng)濟藻類，既能給海洋生態(tài)系

統(tǒng)提供光合產(chǎn)物,又能為人類提供食品原料。某小組研究C02濃度和光照強度對龍須菜生長的影

響,實驗結(jié)果如圖所示。已知大氣CO?濃度約為0.03%,實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關(guān)

說法錯誤的是(AB)

DC。2濃度：0.03%

oCO2濃度：0.1%

A.實驗中（。濃度為0.現(xiàn)的組是對照組

B.增加C0?濃度能提高龍須菜的生長速率

C.高光照強度下光反應(yīng)速率快從而使龍須菜生長較快

D.選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素

必備知識本題以龍須菜的光合作用為情境，系統(tǒng)考查了實驗設(shè)計的原則、光合作用的條件等問題

本題重點考查學(xué)生獲取信息、分析信息的能力，同時考查科學(xué)探究能力,包括對實驗方案的設(shè)

關(guān)鍵能力

計、實驗原理的理瞬口實驗結(jié)果的分析等能力的考查

本部分在高考中屬于高頻考點,多以非選擇題的形式考查?？疾閮?nèi)容多以環(huán)境因素影響光合作

應(yīng)考策略

用和呼吸作用過程中物質(zhì)和能量變化為主，考查實驗的設(shè)計與分析能力

豌3茶樹是一年內(nèi)多輪采摘的葉用植物，對氮元素需求較大，因此生產(chǎn)中施氮量往往偏多，

造成了資源浪費和環(huán)境污染。為了科學(xué)施氮肥,科研小組測定了某品種茶樹在不同施氮量情況下

的凈光合速率等指標(biāo)，結(jié)果見表。表中氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮肥的產(chǎn)量-不施氮肥的產(chǎn)量）/施氮肥

的量，在茶葉收獲后可通過計算得出;葉綠素含量、凈光合速率能直接用儀器快速檢測。下列說

法錯誤的是（）

組施氮量葉綠素含量凈光合速率氮月巴農(nóng)學(xué)效率

別(g,m")(mg,g')(umol?m'*s')(g,gj

101.289.96—

2251.4510.411.51

3401.5212.542.42

455(生產(chǎn)中常用施氮量)1.5010.681.72

A.該實驗的自變量是施氮量,1組為對照組

B.科學(xué)施氮肥能夠促進光反應(yīng)和暗反應(yīng)的進行

C.生產(chǎn)中氮肥的常用施氮量農(nóng)學(xué)效率不高,需要科學(xué)調(diào)整施氮量

D.40g.m:時，凈光合速率和氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，是生產(chǎn)中的最佳施氮量

喑案D該實驗的自變量是施氮量,1組是對照組,A正確;氮元素與茶樹體內(nèi)葉綠素合成有

關(guān)，葉綠素具有吸收、轉(zhuǎn)化、傳遞光能的作用，科學(xué)施氮肥能夠促進光反應(yīng)的進行,氮元素還用于

合成［町皿參與暗反應(yīng)過程，科學(xué)施氮肥也能夠促進暗反應(yīng)的進行,B正確;從表格中可以看出，施用

生產(chǎn)中常用施氮量(55g-m°)的茶樹的葉綠素含量、凈光合速率和氮肥農(nóng)學(xué)效率都不是最高的，

因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需要科學(xué)調(diào)整施氮量,C正確;40g-KT時，凈光合速率和氮肥農(nóng)學(xué)效率不一定最

高,不一定是最佳施氮量，最佳施氮量還需進一步縮小梯度進行測定,D錯誤。

突破核心整合

1.光合作用與細胞呼吸的內(nèi)在聯(lián)系

⑴過程圖解

根空氣空氣

線粒體

①堡。2------------------------細胞分裂、

仁②典一產(chǎn)，玉④8泗，0+能貴物質(zhì)合成等

'0,|?

光一:’包素（

；C,H4O,_*.（SC^OHtCd,

81ATP

、八ADP+P，、:G?一.（：、凡0、

③（CHQ）-能量

葉綠體—:2—.細胞質(zhì)楚質(zhì)

⑵理清光合作用與細胞呼吸過程中凹的來源與去路

⑶理清光合作用與有氧呼吸過程中ATP的來源與去路

來源

三個階段均產(chǎn)生

有氧呼吸

料作為細胞中絕大多數(shù)需要能量

—的生命活動“直接”能源

來源

光合作用」~＞光反應(yīng)（光能fATP）

*去感

"主要用于⑥還原C3

⑷寫出光合作用與有氧呼吸在物質(zhì)上的聯(lián)系（相應(yīng)元素轉(zhuǎn)移過程分析）

⑦g地區(qū)⑨q妁還原呼吸I?工o.

C0;----------?⑧-------------C.H^O,~-⑩C,H.O,--CO,

X___________________，X_____________________________/

光合作用有氧呼吸

光反應(yīng)暗反應(yīng)呼吸I、n呼吸M

HjO??[H]?妗。6H巾°6"?[H]??HQ