2020版高考生物二轮教师用书:板块一 专题四 光合作用和细胞呼吸 Word版含解析.doc
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1、专题四光合作用和细胞呼吸考纲要求1光合作用的基本过程()。2影响光合作用速率的环境因素()。3细胞呼吸()。构网络核心知识串联提示:CO2H2O(CH2O)O2叶绿体类囊体薄膜上2H2O4HO2ADPPiATP将光能转变为ATP中活跃化学能CO2C52C3有机物中稳定化学能光、CO2、温度等C6H12O66H2O6O212H2O6CO2能量2C3H4O36H2O6CO220H能量(少)24H6O212H2O能量(多)C6H12O62C2H5OH2CO2能量(少)或C6H12O62C3H6O3能量(少)温度、O2、H2O等辨正误易错易混诊断1判断下列有关细胞呼吸叙述的正误(1)线粒体将葡萄糖氧化
2、分解产生二氧化碳和水。()提示:葡萄糖分解发生在细胞质基质中。(2)有氧呼吸、无氧呼吸各阶段都产生H和ATP。()提示:有氧呼吸第一、二阶段产生H,第三阶段消耗H,三个阶段都产生ATP;无氧呼吸只在第一阶段产生H和ATP。(3)无氧呼吸不需要O2参与,最终有H的积累。()提示:无氧呼吸第二阶段消耗H,无H的积累。(4)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。()(5)消耗相同质量的葡萄糖,无氧呼吸比有氧呼吸产生的ATP少,是因为大量能量以热能形式散失。()提示:消耗相同质量的葡萄糖,无氧呼吸比有氧呼吸产生的ATP少,是因为有机物中大部分能量未释放出来。(6)有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生
3、,但第三阶段产生的ATP最多。()(7)水是有氧呼吸的产物,也是有氧呼吸的反应物。()(8)各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。()提示:原核细胞无线粒体。(9)细胞呼吸的结果如果没有水的产生,就一定是无氧呼吸。()(10)及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害。()2判断下列有关光合作用叙述的正误(1)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。()(2)无水乙醇在色素的提取和分离实验中起分离色素的作用。()提示:无水乙醇在色素的提取和分离实验中起提取色素的作用,层析液起分离色素的作用。(3)叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢。()提示:溶解度越高,扩散就越快。(4)暗反应中C
4、原子的转移途径是14CO214C314C5(14CH2O)。()提示:暗反应中C原子的转移途径是14CO214C3(14CH2O)。(5)真核生物中,光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的,暗反应是在叶绿体基质中进行的。()(6)离体的叶绿体基质中添加ATP、H和CO2后,可完成暗反应。()(7)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值,停止供应CO2后比停止前高。()(8)降低光照将直接影响到光反应的进行,从而影响暗反应;改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行。()(9)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,光反应强度降低,暗反应强度也降低。()(10)夏季晴天,植物出现光合“午休”现象的主要
5、原因是环境中CO2浓度过低。()提示:出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度高,引起气孔关闭,二氧化碳吸收减少,而不是环境中CO2浓度过低。3判断下列有关光合作用和细胞呼吸叙述的正误(1)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。()提示:ATP是直接能源物质,而不是能量。(2)ATP和H在叶绿体中随水的分解而产生,在线粒体中随水的生成而产生。()提示:在线粒体中随水的生成,消耗H,产生ATP。(3)CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。()提示:C6H12O6分解成丙酮酸发生在细胞质基质中。(4)夏季连续阴天,大棚中白天
6、适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量。()(5)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。()(6)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养,随培养时间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。()考点1光合作用和细胞呼吸的过程及联系(对应学生用书第18页)品真题圈定高考考查范围1(2017全国卷)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C光合作用的作用
7、光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的A本题考查色素对光能的吸收、光合作用的过程。A错:类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,在红光区不吸收光能;B对:叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制;C对:题干中给出“光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的”,光合作用吸收CO2、释放O2,O2的释放意味着的CO2的吸收;D对:640660 nm波长光正好是叶绿素的吸收区,故叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。2(2016全国卷)关于高等植物叶绿体中
8、色素的叙述,错误的是()A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的C提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中,A项正确。叶绿素分子中含有镁元素,镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤溶液中吸收,也可以在叶面施肥后由叶片吸收,B项正确。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用,其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光,红外光和紫外光不属于可见光,C项错误。叶绿素的合成需要光,在黑暗条件下叶绿素不能合成,黑暗中生长的植物幼
9、苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色,即幼苗叶片表现为黄色,D项正确。3(2014全国卷)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降B正常生长的绿藻,照光培养一段时间,说明绿藻可以正常进行光合作用,用黑布遮光后,改变了绿藻光合作用的条件,此时光合作用的光反应停止,光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生,所以A、C、D项所叙述现象会发生;光照停止,暗反应中C3还原受影响,C5减少,CO2的固定减慢,B项所叙述现象不会发生
10、。4(2014全国卷)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是() 【导学号:92624008】A磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量CA项,光合作用的光反应中有ATP的合成,需要原料ADP和磷酸。B项,光合作用中叶绿素吸收并转化光能的过程与酶的催化作用无关。C项,乳酸是无氧呼吸的产物,在人体内不能继续分解供能,人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的。D项,病毒无独立的代谢系统,病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供。5(2017全国卷)下图是表示
11、某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中、代表的物质依次是_、_、_、_,H代表的物质主要是_。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在_(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是_。【解析】本题考查光合作用的过程、有氧呼吸和无氧呼吸的过程。(1)分析图示,A过程为光合作用的光反应阶段,B过程是光合作用的暗反应阶段。图中为水光解产生的O2;由和H2O产生与NADPH(H,即还原型辅酶)可知,是NADP;由转化成ATP可知,是ADPPi;由与CO2结合生成C3可知
12、,为C5。呼吸作用过程中的H代表的物质主要是NADH(还原型辅酶)。(2)光合作用的光反应阶段(A)可产生ATP,而暗反应阶段(B)不产生ATP。有氧呼吸的三个阶段都产生ATP,其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段(C),线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段(D)。(3)在缺氧条件下,植物细胞可进行无氧呼吸,将丙酮酸转化成酒精。【答案】(1)O2NADPADPPiC5NADH(或答:还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸释重难剖解核心知识备考1理清光合色素的种类、作用及提取和分离的原理(1)色素提取和分离的原理色素提取:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此,可以用
13、无水乙醇提取色素。色素分离:叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢,这样,叶绿体中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。(2)四种色素在滤纸条上的位置及所吸收的光最上:胡萝卜素,橙黄色,主要吸收蓝紫光。稍上:叶黄素,黄色,主要吸收蓝紫光。稍下:叶绿素a,蓝绿色,主要吸收红光和蓝紫光。最下:叶绿素b,黄绿色,主要吸收红光和蓝紫光。(3)光合色素吸收的光能有2大重要用途分解H2O产生O2和H;合成ATP。2辨析细胞呼吸过程中能量的去向(1)有氧呼吸:能量彻底释放,一部分以热能形式散失,一部分储存在ATP中。(2)无氧呼吸:
14、大部分能量未释放,储存在酒精或乳酸中;释放出来的能量,一部分以热能形式散失,另一部分储存在ATP中。(3)无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,产生少量ATP。3综合分析光合作用与有氧呼吸过程图解(1)物质名称:b氧气,c ATP,d ADP,e H,f C5,g 二氧化碳,h C3。(2)生理过程及场所:生理过程光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜4光合作用与有氧呼吸的物质转化和能量转化关系(1)物质转化关系C:CO2C3(CH2O)丙酮酸CO2O:H2OO2H2OH:H2OH(CH2O)HH2O(注:光合作用中
15、H为NADPH,即还原型辅酶,细胞呼吸中H为NADH,即还原型辅酶,二者不是同种物质。)(2)能量转化关系光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能和热能。(3)写出下列生理过程的名称和场所暗反应,场所是叶绿体基质。光反应,场所是叶绿体类囊体薄膜。有氧呼吸第一、二阶段,场所是细胞质基质、线粒体基质。有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜。预测练沿着高考方向训练考向1考查细胞呼吸的类型和过程1(2017山西名校联考)下列关于人体细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的叙述,正确的是()A有氧条件下,肌肉细胞吸收与释放的气体量相等B成熟的红细胞主要是通过有氧呼吸来产生ATPC有氧或无氧条件
16、下,神经元产生CO2的场所相同D剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸会破坏内环境的pHA有氧条件下,肌肉细胞消耗的氧气量等于产生的CO2量,A正确;成熟的红细胞没有线粒体,因此通过无氧呼吸产生ATP,B错误;神经元无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,C错误;正常情况下,人体剧烈运动时产生乳酸通过血浆中缓冲物质的缓冲作用,pH会保持在相对稳定的状态,D错误。2下列关于“葡萄糖丙酮酸CO2”物质转化的部分过程的叙述,正确的是()A过程一定产生ATPB过程一定消耗O2C过程在线粒体中进行D过程不能在动物细胞中进行A过程为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,一定产生ATP,A项正确。过程是有氧呼吸或产生酒精的无氧呼
17、吸的第二阶段,不消耗O2,B项错误。过程在细胞质基质中进行,C项错误。过程如果是有氧呼吸第二阶段,则能在动物细胞中进行;如果是产生酒精的无氧呼吸的第二阶段,则不能在动物细胞中进行,D项错误。技法提炼“三看”法判断细胞呼吸的类型“一看”反应物和产物: (2017山西名校联考)下表是苹果在有氧条件下,测得O2消耗量和CO2产生量的关系。下列推测不正确的是()氧浓度(%)abcdeCO2产生量(mol/min)1210131630O2消耗量(mol/min)005071230A氧浓度为a时,细胞呼吸产生的ATP在细胞质中形成B氧浓度为b时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/3C氧浓度为c时,细胞
18、呼吸产生酒精的量为06 mol/minD氧浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵D氧浓度为a时,由于O2的消耗量为0,说明此时苹果只进行无氧呼吸,其场所为细胞质基质,A正确;氧浓度为b时,有氧呼吸消耗氧气为05,CO2产生量为05,葡萄糖消耗为05/6,无氧呼吸CO2产生量为05,葡萄糖消耗量为05/2,因此有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/3,B正确;氧浓度为c时,无氧呼吸产生的CO2量为130706,所以苹果产生C2H5OH的量为06 mol/min,C正确;氧浓度为d时,O2的消耗量为12,故有氧呼吸消耗的葡萄糖为02;无氧呼吸产生的CO2为04,故无氧呼吸消耗的葡萄糖为02
19、,消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵,D错误。考向2考查捕获光能的色素和结构3(2017山西名校联考)植物光合作用离不开色素,下列关于高等植物细胞内色素的叙述,正确的是()A植物细胞内的光合色素有2种B植物细胞内的色素都可以参与光合作用C植物细胞内的色素都含有镁元素D植物细胞内的色素与植物的颜色也有关系D植物细胞叶绿体内有4种光合色素,A错误;植物细胞叶绿体内的色素都可以参与光合作用,而液泡中的色素不可以,B错误;Mg元素是叶绿体中叶绿素的成分,C错误;植物细胞叶绿体内的色素与叶片的颜色有关,液泡中的色素与花、果实的颜色有关,D正确。4下列关于叶绿体的叙述,正确的是()A叶绿体的外膜、内膜极大
20、地扩展了受光面积B叶绿体基质中NADP能形成NADPHC类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D类囊体薄膜中的酶可催化CO2分子的固定和还原C叶绿体扩展受光面积的是基粒类囊体薄膜,A项错误;NADP形成NADPH在基粒上,B项错误;类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,C项正确;催化CO2分子固定和还原的酶在叶绿体的基质中,D项错误。考向3考查光合作用的过程及物质和能量变化5下图甲表示小球藻的某生理过程,科学家向小球藻培养液中通入放射性14CO2。在不同条件下连续测量小球藻细胞中14C标记的图甲中三种化合物的相对量,其变化曲线如图乙所示。请据图回答:图甲图乙(1)图甲所示生理过程发生
21、在_中,若使该过程持续稳定的进行,必须由光反应持续提供_。(2)图乙曲线A、B、C分别表示图甲中化合物_、_和_相对量的变化。(3)曲线A有两次上升过程,参照图甲分析原因分别是:光照条件下,_使其上升;突然停止光照,_,14CO2继续被固定,使其再次上升。【解析】(1)图甲表示的是光合作用的暗反应过程,暗反应的进行必须由光反应提供H和ATP。(2)光照条件下,A、C两种物质的变化是同步的,光照变为黑暗环境,A迅速增多,C迅速减少,判断A为C3,C为C5,B为光合作用产生的(CH2O)。(3)光照条件下,小球藻进行光合作用,14CO2与C5结合形成14C标记的C3。突然停止光照,14C标记的C3
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