高考生物二輪復(fù)習(xí)突破專題04《光合作用和呼吸作用》學(xué)案（含詳解）

1、PAGE 專題04 光合作用和呼吸作用考點分布考綱要求備考指南1.光合作用的基本過程。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素。3.實驗：葉綠體色素的提取和分離。4.細胞呼吸過程。5.實驗：探究酵母菌的呼吸方式。1.光合作用的基本過程()。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。3.細胞呼吸()。掌握光合作用和呼吸作用的過程。掌握實驗的原理、步驟等相關(guān)知識。提高圖像分析能力。會解光合作用和呼吸作用綜合性題目。思維導(dǎo)圖一、光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系1.區(qū)別2.聯(lián)系(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供_；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供_。(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)_；沒有暗反應(yīng)，有機物無法合成。二、有氧呼吸與無氧呼吸的比較考點突破一、光

2、合作用與細胞呼吸中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1.光合作用與細胞呼吸過程關(guān)系圖 2.光合作用與細胞呼吸過程中ATP的來源、去路分析 3.綠色植物體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程 4.綠色植物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)移過程：二、影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實踐上的應(yīng)用 1.內(nèi)部因素(1)與植物自身的遺傳性有關(guān)，如陰生植物、陽生植物。(2)植物葉片的葉齡、葉面積指數(shù)也會制約光合作用。 七、葉圓片稱重法1.測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率（S為葉圓片面積） SHAPE * MERGEFORMAT 凈光合速率=_。呼吸速率=_?？偣夂纤俾?_。2.半葉法將植物對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部

3、分（B）則留在光下進行光合作用（即不做處理），并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。一定時間后，在這兩部分葉片的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB，開始時二者相應(yīng)的有機物含量應(yīng)視為相等，照光后的葉片重量大于暗處的葉片重量，超過部分即為光合作用產(chǎn)物的量，再通過計算可得出光合速率。八、高考常考的4個經(jīng)典實驗分析1.普利斯特利實驗：缺乏對照實驗，實驗結(jié)果說服力不強。應(yīng)將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于含同一種但卻死亡的植物的玻璃罩內(nèi)，作為空白對照。2.普利斯特利沒有認識到光在植物更新空氣中的作用。3.薩克斯實驗：對照類型為自身對照，自變量為光的有無，因變量為顏色變化(有無淀粉

4、生成)，實驗組是遮光處理組，對照組為曝光處理組。該實驗的關(guān)鍵是要進行饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強實驗的說服力。4.恩格爾曼實驗中將臨時裝片放在黑暗和無空氣的環(huán)境中是為了排除環(huán)境中光線和O2的影響。設(shè)置細光束和好氧菌的好處：能夠準(zhǔn)確判斷出水綿細胞中產(chǎn)生氧氣的部位。5.魯賓和卡門實驗中應(yīng)用同位素標(biāo)記法追蹤CO2和H2O中的O元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。此實驗設(shè)置了對照，自變量是標(biāo)記物質(zhì)即Heq oal(18,2)O和C18O2，因變量是釋放的O2有無放射性。九、葉綠體中色素的提取和分離實驗1.注意事項及操作目的歸納過程注意事項操作目的提取色素1 取新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高 2

5、研磨時加無水乙醇溶解色素3加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素4迅速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素5盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化分離色素1濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散2濾液細線要直、細、勻使分離出的色素帶平整不重疊3濾液細線干燥后再畫一兩次使分離出的色素帶清晰分明4濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中2.在濾紙紙條一端剪去兩角的目的防止層析液在濾紙條的邊緣擴散過快而形成弧形色素帶。3.葉綠體色素提取分離實驗異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。一次加

6、入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊濾紙條上的濾液細線接觸到層析液。(3)濾紙條看不到色素帶忘記畫濾液細線。濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶。忘記加碳酸鈣致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”4.(1)從色素帶的寬度可推知色素含量的多少；(2)從色素帶的位置可推知色素在層析液中溶解度的大小；(3)在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。 十、酵母菌細胞呼吸方式的探究1.裝置及相關(guān)解讀2.

7、實驗成功關(guān)鍵點分析實驗裝置：甲組探究酵母菌的有氧呼吸，乙組探究酵母菌的無氧呼吸。a瓶內(nèi)液體是質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液，其作用是吸收空氣中的CO2，以排除其對實驗結(jié)果的干擾。圖中可檢測到CO2的為c、e，相比而言，c中CO2產(chǎn)生量既多又快。圖中可檢測到酒精的只有d。實驗現(xiàn)象條件澄清的石灰水的變化/出現(xiàn)變化的時間重鉻酸鉀濃硫酸溶液甲組(有氧)變混濁/快無變化乙組(無氧)變混濁/慢出現(xiàn)灰綠色實驗結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下產(chǎn)生的CO2多且快，在無氧條件下進行細胞呼吸能產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量CO2。3.細胞呼吸探究實驗成功的關(guān)鍵點進行探究酵母菌的呼吸方式實驗時，實驗

8、前必須檢驗裝置的氣密性，一般情況下，實驗失敗的原因就是裝置封閉不嚴，導(dǎo)致細胞呼吸產(chǎn)生的CO2不能全部通入澄清石灰水中。 SHAPE * MERGEFORMAT 1判斷下列關(guān)于光合作用的敘述(1)H2O在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中()(2)在葉肉細胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)()(3)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP()(4)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，光反應(yīng)強度會降低，暗反應(yīng)強度也降低()(5)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量()(6)如圖是設(shè)置不同CO2濃度，分組光照

9、培養(yǎng)藍藻，測定凈光合速率和呼吸速率的結(jié)果，則與d3濃度相比，d1濃度下單位時間內(nèi)藍藻細胞光反應(yīng)生成的H多() SHAPE * MERGEFORMAT (7)下圖是在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢，圖中物質(zhì)B濃度升高的原因是當(dāng)CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5化合物積累；但是若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，C3和C5濃度達到穩(wěn)定時，物質(zhì)A的濃度將高于B()(8)下圖是夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的

10、變化，則甲植株在a點開始進行光合作用；乙植株在e點有機物積累量最多；曲線bc段和de段下降的原因相同() SHAPE * MERGEFORMAT 2判斷下列關(guān)于呼吸作用的敘述(1)細胞呼吸必須在酶的催化下進行()(2)有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水；無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累()(3)下圖為細胞呼吸作用的過程，其中物質(zhì)甲、乙分別代表丙酮酸、H，而場所1、2、3所含酶的種類不同、只有場所3能產(chǎn)生大量ATP()(4)下圖為細胞內(nèi)糖分解代謝過程，則植物細胞能進行過程1和3或過程1和4；真核細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中能進行過程1和2；動物細胞內(nèi)，過程2比過程1釋放的能量多；乳

11、酸菌細胞內(nèi)，過程1產(chǎn)生H，過程3消耗H() SHAPE * MERGEFORMAT (5)下圖是大豆種子萌發(fā)過程中鮮重的變化曲線，若測得階段種子吸收O2與釋放CO2的體積比為13，則此時種子胚細胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比為61()(6)與酵母菌相比，硝化細菌具有的特點是無線粒體，只能通過無氧呼吸獲得能量()(7)無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮 ()典型例題1.中國的飲食講究“色香味”，顏色會影響消費。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。.提取葉綠素 SHAPE * MERGEFORMAT .探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品

12、，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25)下進行實驗，方法和結(jié)果如下表。根據(jù)所學(xué)知識和實驗結(jié)果，請回答：(1)提取食用葉綠素的X應(yīng)該為_，原因是_。(2)表中Y應(yīng)該為_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于_食品，否則_。(4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請你提供檢測方法并寫出主要步驟?！敬鸢浮?1)對人無害的有機溶劑(食用酒精)葉綠素溶于有機溶劑(2)8.0pH梯度差為1.0，所以Y為8.0(3)酸性由于葉綠素被破壞造成食品失綠而影響品質(zhì)(4)紙層析法，其主要步驟：制備濾紙條，畫色素濾液細線，用層析液分離色素，觀察色素帶。 SHAPE * MERGEFORMAT

13、2.為探究不同條件對葉片中淀粉合成的影響，將某植物在黑暗中放置一段時間，耗盡葉片中的淀粉。然后取生理狀態(tài)一致的葉片，平均分成8組，實驗處理如下表所示。一段時間后，檢測葉片中有無淀粉，結(jié)果如下表?；卮饐栴}：(1)光照條件下，組5葉片通過_作用產(chǎn)生淀粉；葉肉細胞釋放出的氧氣來自于_的光解。(2)在黑暗條件下，葉片能進行有氧呼吸的組別是_。(3)組2葉片中合成淀粉的原料是_，直接能源物質(zhì)是_，后者是通過_產(chǎn)生的。與組2相比，組4葉片無淀粉的原因是_。(4)如果組7的蒸餾水中只通入N2，預(yù)期實驗結(jié)果是葉片中_(有、無)淀粉。【答案】(1)光合H2O(2)組2和組6(3)葡萄糖ATP有氧呼吸組4葉片不能

14、進行有氧呼吸，淀粉的合成缺少ATP(4)無 SHAPE * MERGEFORMAT 3.如圖為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線，請回答下列問題：(1)曲線AB段酵母菌呼吸發(fā)生的場所是_；曲線BC段酵母菌呼吸的方式為_。(2)酵母菌種群數(shù)量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有_、_。(3)在T1T2時段，單位時間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_、_。(4)某同學(xué)在T3時取樣，統(tǒng)計的酵母菌種群數(shù)量明顯高于D點對應(yīng)的數(shù)量，原因可能有_、_和用血球計數(shù)板計數(shù)時出現(xiàn)錯誤等?！敬鸢浮?1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體有氧呼吸和無氧呼吸(2)乙醇含量過高培養(yǎng)液的pH下降

15、(3)酵母菌進行無氧呼吸，產(chǎn)生的能量少酵母菌種群數(shù)量增多(4)取樣時培養(yǎng)液未搖勻，從底部取樣未染色，統(tǒng)計的菌體數(shù)包含了死亡的菌體【解析】(1)酵母菌在有O2存在時進行有氧呼吸，并大量繁殖，在O2大量消耗后開始進行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇。AB段沒有乙醇產(chǎn)生，此階段酵母菌只進行有氧呼吸，BC段開始有乙醇產(chǎn)生，酵母菌還在繁殖，說明此階段有氧呼吸和無氧呼吸并存。(2)酵母菌從C點開始下降的原因：葡萄糖的大量消耗導(dǎo)致種內(nèi)斗爭加劇，酵母菌因無氧呼吸產(chǎn)生的乙醇含量過高對自身的傷害和酵母菌呼吸作用產(chǎn)生的CO2使培養(yǎng)液的pH下降。(3)T1T2時段，由于酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖使酵每菌數(shù)量增多是單位時間內(nèi)葡萄糖消耗

16、迅速增加的主要原因之一。另外，此階段開始進行無氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生的能量較少，這也需要數(shù)量眾多的酵母菌消耗大量的葡萄糖，用于維持自身的生長、發(fā)育和繁殖。(4)進行取樣統(tǒng)計酵母菌種群數(shù)量時，如果培養(yǎng)液沒有搖勻，直接從底部取樣會造成測得數(shù)值明顯高于實際數(shù)值。另外，如果沒有用臺酚藍染液或亞甲基藍溶液進行活體染色，會把死亡菌體計數(shù)在內(nèi)，使測得數(shù)值高于實際數(shù)值。 SHAPE * MERGEFORMAT 7.為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理，得到細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入AF試管中，加入不同的物質(zhì)，進行了如下實驗(見下表)。 試管編號加入的物質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體酵母菌ABCD

17、EF葡萄糖丙酮酸氧氣注：“”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“”表示未加入相關(guān)物質(zhì)。(1)會產(chǎn)生CO2和H2O的試管有_，會產(chǎn)生酒精的試管有_，根據(jù)試管_的實驗結(jié)果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所(均填試管編號)。(2)有氧呼吸產(chǎn)生的H，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)繼續(xù)進行?！敬鸢浮?1)C、E B、F B、D、F（2）線粒體內(nèi)膜 能【解析】（1）由題可知，A試管中不能進行呼吸作用，B試管中進行了無

18、氧呼吸，能夠產(chǎn)生酒精和CO2，C試管中能夠進行呼吸作用的第二、三階段，能產(chǎn)生水和CO2，D試管中不能進行呼吸作用，E試管中能進行有氧呼吸，F(xiàn)試管中能進行無氧呼吸。(2)有氧呼吸產(chǎn)生的H，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水，該過程是在線粒體內(nèi)膜進行的，2，4-二硝基苯酚（DNP）對該氧化過程沒有影響，該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散，表明DNP使分布在線粒體內(nèi)膜的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解能繼續(xù)進行。 SHAPE * MERGEFORMAT 1.某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進行了紅光照射光吸收測定和色素層析條帶分析(從上至下)，與正常葉片相比

19、，實驗結(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【答案】B2.甲圖是細胞呼吸示意圖，乙圖是某細胞器結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法中正確的是() SHAPE * MERGEFORMAT A.階段均產(chǎn)生HB.酵母菌細胞內(nèi)的過程分別發(fā)生在乙圖中的b、c處C.過程都能產(chǎn)生ATPD.植物細胞缺乏氧氣時都進行過程【答案】B【解析】A、階段即有氧呼吸的第三階段不產(chǎn)生H，A錯誤；B、酵母菌細胞內(nèi)的過程是有氧呼吸的第二、三階段，分別發(fā)生在乙圖中的b、c處即基質(zhì)和內(nèi)膜上，B正確；C、過程不產(chǎn)生ATP，C錯誤；D、

20、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等部位無氧呼吸可產(chǎn)生乳酸，D錯誤3.如圖為每10粒水稻種子在成熟過程中干物質(zhì)和呼吸速率變化的示意圖。下列分析不正確的是()A.種子干物質(zhì)快速積累時期，呼吸作用旺盛 B.種子成熟后期自由水減少，呼吸速率下降C.種子成熟后期脫落酸含量較高，呼吸速率下降 D.種子呼吸速率下降有利于干物質(zhì)合成【答案】D SHAPE * MERGEFORMAT 4.下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實驗裝置，有關(guān)敘述正確的是()A.該實驗需設(shè)置有氧和無氧兩種條件的對比實驗，其中乙組作為對照組B.若向B瓶和E瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則E瓶內(nèi)的溶液會變黃C.可根據(jù)溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間長短，來檢測

21、CO2的產(chǎn)生速率D.若C瓶和F瓶中溶液都變渾濁，不能據(jù)此判斷酵母菌的呼吸方式【答案】C【解析】解：A、該實驗需設(shè)置有氧和無氧兩種條件的對比實驗，甲、乙組互為對照組，A錯誤；B、若向B瓶和E瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，由于只有無氧呼吸才會產(chǎn)生酒精，所以E瓶內(nèi)的溶液會變灰綠色，B錯誤；C、可根據(jù)溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間長短，來檢測CO2的產(chǎn)生速率，C正確；D、酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產(chǎn)生二氧化碳，但產(chǎn)生的量不等，可以根據(jù)渾濁程度判斷酵母菌的呼吸方式，D錯誤5.將一些蘋果儲藏在密閉容器中，通入不同濃度的氧氣后，其氧氣的消耗量和二氧化碳產(chǎn)生量如下表所示。下列分析錯誤的是(假設(shè)細胞呼吸的底物都是葡

22、萄糖)()氧濃度(%)abcdeCO2產(chǎn)生量(mol/min)1.21.01.31.63.0O2消耗量(mol/min)00.60.71.23.0A.氧濃度為a時，細胞呼吸不在線粒體中進行B.氧濃度為b時，葡萄糖的消耗量為0.3 mol/min，較適宜蘋果的儲藏C.氧濃度為c時，酒精發(fā)酵消耗葡萄糖的量為0.6 mol/minD.氧濃度為d時，產(chǎn)生的二氧化碳中有1/4來自酒精發(fā)酵【答案】C SHAPE * MERGEFORMAT 6.在光合作用的探究歷程中，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，曾提出了植物在進行光合作用時能量轉(zhuǎn)化的假說。以下科學(xué)實驗?zāi)茏C明這一假說的是()A.英格豪斯證明植物在光

23、照條件下可以改變空氣成分的實驗B.恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍紫光的實驗C.薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產(chǎn)生淀粉的實驗D.魯賓和卡門證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水的實驗【答案】C【解析】A、英格豪斯在實驗中證明了植物在光照條件下可以改變空氣成分，即氧氣和二氧化碳，但是這兩種氣體中未涉及能量的轉(zhuǎn)換，A錯誤；B、恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍紫光，但未能證明該光能是否轉(zhuǎn)變成其它形式的能量，B錯誤；C、薩克斯的實驗可以證明光合作用過程中吸收的光能轉(zhuǎn)化成了有機物（淀粉）中穩(wěn)定的化學(xué)能，C正確；D、魯賓和卡門的實驗只是證明了氧氣的來源，而氧氣中未涉及能量的轉(zhuǎn)換，D錯誤7.甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料，用層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯誤的是()A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B.乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多C.丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D.丁可能是因為研磨時未加入CaCO3【答案】C SHAPE * MERGEFORMAT 8.在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2+C5（即RuBP）2C3。為測定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其