2019年高考生物专题05-细胞呼吸与光合作用

2019教学资料【2019年高考考纲解读】1.细胞呼吸(Ⅱ)。2.光合作用的基本过程(Ⅱ)。3.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。4.实验：(1)探究酵母菌的呼吸方式；(2)叶绿体色素的提取和分离。【网络构建】【重点、难点剖析】一、光合作用与细胞呼吸的过程1．完善下面光合作用与细胞呼吸的关系图解2．光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向 光合作用 有氧呼吸 [H] 来源 H2O光解产生 有氧呼吸第一、二阶段 去向 还原C3 用于第三阶段还原O2 ATP 来源 光反应阶段产生 三个阶段都产生 去向 用于C3还原供能 用于各项生命活动(植物C3的还原除外)3.分析确定呼吸速率、真正(实际)光合速率与净(观)光合速率的关系(如下图)(1)真正(实际)光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。(2)具体表达①光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量。②光合作用实际CO2消耗量＝实测的CO2消耗量＋呼吸作用CO2释放量。③光合作用葡萄糖净生产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－呼吸作用葡萄糖消耗量。【归纳总结】三种速率的表示方式 项目 表示方法 净光合速率(又称表观光合速率) O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量 真正光合速率(又称实际光合速率) O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量 呼吸速率(黑暗中测量) CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量注意　文字表述是历届考生的易错点！(3)下列为叶肉细胞在不同条件下气体交换示意图，据图判断各自所处的条件，并在上面曲线图中找到图①②③④所对应的点或线段。①表示只进行细胞呼吸无光合作用，对应上面曲线图上A点。②表示实际光合速率<呼吸速率(或净光合速率<0)，对应曲线图上AB段(不包括B点)。③表示实际光合速率＝呼吸速率(或净光合速率＝0)，对应曲线图上B点。④表示实际光合速率>呼吸速率(或净光合速率>0)，对应曲线图B点以后。答案　BD题型二　影响细胞呼吸的因素及应用例2．(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP【答案】C【变式探究】（2017年北京卷，2）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（　　）　　　　　　　　A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高B．净光合作用的最适温度约为25℃C．在0~25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D．适合该植物生长的温度范围是10~50℃【答案】D【变式探究】（2016·江苏卷，32）为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2。请回答以下问题：（1）最适宜在果树林下套种的品种是　　　　，最适应较高光强的品种是　　　　。（2）增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的　　　　，而S3在光饱和点时可能　　　　（填序号）。①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应都已基本饱和（3）叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中生物大分子　　　　的合成。（4）在光合作用过程中，CO2与RuBP（五碳化合物）结合的直接产物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的　　　　。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或　　　　，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由　　　　构成的蔗糖，运出叶肉细胞。答案　（1）S2　S3　（2）[H]和ATP　①②③　（3）核酸、蛋白质　（4）基质中　葡萄糖　葡萄糖和果糖【变式探究】（2015·江苏单科，27）为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种（对照）叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：SHAPE\*MERGEFORMAT（1）图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在　　　　相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积　　　　的释放量。（2）光合作用过程中，CO2与C5结合生成　　　　，消牦的C5由　　　　经过一系列反应再生。（3）由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的　　　　；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的__________________________________________________________________________。（4）栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是_________________________________。答案　（1）光照强度、CO2浓度　O2　（2）C3　C3（3）[H]和ATP　参与光合作用的酶（4）P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少【变式探究】如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是(　　)A.种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛B.种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降C.种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降D.种子呼吸速率下降有利于干物质合成答案　D【变式探究】某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：(1)在12～24h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是________，其产物是________。(2)从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是__________________________________________________________________。(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。解析　(1)据图可知，在12～24h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的细胞呼吸主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)第12h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸的速率明显提高。答案　(1)无氧　细胞质基质　酒精和二氧化碳　(2)减少　种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降　(3)有氧题型三　探究酵母菌细胞呼吸的方式例3、(2018·天津卷)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是(　　)A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C．若降低10℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色【答案】C养液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后会变成灰绿色。答案　C【变式探究】(2014·课标卷Ⅰ，2)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(　　)A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP＋比值下降答案　B【变式探究】下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是(　　)A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应解析　本题考查光合作用的基本过程及影响因素，意在考查考生的综合运用能力。破坏叶绿体外膜后，叶绿体内部结构完整，仍可进行光合作用，产生O2，故A错误；植物生长过程中，幼苗时期类胡萝卜素的含量较高，成体植株中叶绿素的含量较高，叶片脱落时，叶绿素的含量将下降，故B错误；与夏季相比，冬季的温度低，光照强度弱，导致光合速率低，故C错误；离体的叶绿体基质中含有酶、C5等，若补充ATP、[H](NADPH)和CO2，可以完成暗反应，故D正确。答案　D题型六　影响光合作用速率的环境因素例6.（2017年天津卷，6）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（　　）A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度【答案】D【变式探究】(2016·高考全国甲卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，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解析：选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。【变式探究】(2015·海南卷，9)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　)A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能B.叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0答案　D【变式探究】(2015·海南卷，24)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是(　　)A.降低至一定水平时再升高B.降低至一定水平时保持不变C.持续保持相对稳定状态D.升高至一定水平时保持相对稳定解析　本题考查植物光合作用和呼吸作用的相关知识，考查知识的理解及运用能力，难度较大。由题意可知，植物进行光合作用，其中净光合速率不断下降，说明密闭容器中CO2的浓度逐渐下降，之后净光合速率降至为0且保持不变，说明CO2的浓度保持在一定水平不变，答案选B。答案　B【变式探究】(2015·安徽卷，29)Ⅰ.科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。(1)由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是______________________________________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度的变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果，如下方案；①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。③实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a.____________________，b________。(2)根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度还应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。答案　(1)高于　C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%　光照　叶绿体基质(2)单位时间内光照和黑暗交替频率　ATP和[H]【变式探究】(2015·山东卷，26)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是________。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是________。(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率______(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而________(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的________和________减少，光合速率降低。(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用________染液检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由________转化而来。答案　(1)叶绿体　主动运输(2)小于　类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)　[H]　ATP(3)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　可溶性糖和淀粉PAGE1