專題四細胞呼吸和光合作用（課件）【過專題】2024年高考生物二輪復習專題（新教材新高考）

專題四

細胞呼吸與光合作用1.說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量。2.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學能。CONTENTS目錄1核心串講一覽縱橫2知識整合融會貫通3真題研究體驗領(lǐng)悟4題組模擬素養(yǎng)提升

核心串講

一覽縱橫01

葉綠體類囊體薄膜

有機物中的化學能

命題點1

細胞呼吸、光合作用過程及其關(guān)系1.光合作用與細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程（1）物質(zhì)轉(zhuǎn)換

有氧呼吸

暗反應一、知識整合

融會貫通（2）能量轉(zhuǎn)換光合作用2.不同條件下光合作用與細胞呼吸的關(guān)系（1）真正光合速率與呼吸速率的關(guān)系（圖示）凈光合速率

（2）關(guān)系圖解1．(必修1P92科學方法)對比實驗是設置兩個或兩個以上的_____________，通過________________________，來探究某種因素對實驗對象的影響。2．(必修1P93相關(guān)信息和P103正文)細胞呼吸產(chǎn)生的還原氫是_____________，而光合作用產(chǎn)生的還原氫是_____________，兩種物質(zhì)不同。3．(必修1P94小字)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。________________________的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯(lián)系起來。實驗組對結(jié)果的比較分析NADHNADPH蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)4．(必修1P99學科交叉)一般情況下，光合作用所利用的光都是_____________，不能利用_____________和_____________。5．(必修1P102思考·討論)希爾的實驗是將__________________置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有合成糖的另一種必需原料——CO2，因此，該實驗說明水的光解并非必須與_____________相關(guān)聯(lián)，水的光解是相對獨立的反應階段?？梢姽庾贤夤饧t外光離體葉綠體糖的合成6．(必修1P104相關(guān)信息)光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是_____________。蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯?．(必修1P106小字)硝化細菌能利用無機物氧化時釋放出的_____________，將

_____________合成糖類，這些糖類可供硝化細菌維持自身的生命活動。蔗糖化學能CO2和H2O1.(2023·廣東選擇考)在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應物的是(

)

A.還原型輔酶Ⅰ

B.丙酮酸

C.氧化型輔酶Ⅰ

D.二氧化碳

√二、真題研究

體驗領(lǐng)悟2.(2023·高考全國卷甲)某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后有糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}。（1）葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細胞中的葉綠體與線粒體等其他細胞器分離，可以采用的方法是____________（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布在____________上，其中類胡蘿卜素主要吸收________（填“藍紫光”“紅光”或“綠光”）。差速離心法類囊體薄膜藍紫光解析：一般采用差速離心法分離細胞器。葉綠體中吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上。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。（2）將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下葉綠體懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是______________________________________________________________________。

（3）葉片進行光合作用時，葉綠體中會產(chǎn)生淀粉。請設計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預期結(jié)果。答案：

實驗思路：將照光和黑暗處理的葉綠體懸浮液離心得到葉綠體，分別記為A組和B組，之后將得到的葉綠體進行脫色處理，向經(jīng)脫色處理的葉綠體滴加碘液，觀察顏色變化。預期結(jié)果：A組葉綠體變?yōu)樗{色，B組葉綠體不變色。解析：淀粉遇碘顯藍色。葉綠體呈綠色，要證明葉綠體中有淀粉存在，需要將葉綠體進行脫色處理，之后用碘液進行檢測，實驗設計思路及結(jié)果詳見答案。［命題延伸］——判斷與填空

√

√

×

×（5）(2021·湖北T1)葡萄糖的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜。(

)

×（6）(2021·廣東T9)無氧條件培養(yǎng)酵母菌時向酵母菌培養(yǎng)液中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成。(

)

×

×

×（9）(2019·海南T12)植物幼莖的綠色部分能進行光合作用和呼吸作用。

(

)

√（10）(2022·全國甲T29（2）)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?，原因是__________________________（答出1點即可）。自身呼吸作用要消耗一部分（11）(2020·全國ⅡT30（3）)用差速離心法將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有氧氣釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，____（填“有”或“沒有”）氧氣釋放，原因是______________________________________________________________________。

有

12三、題組模擬素養(yǎng)提升

√2.(2023·廣東六校高三聯(lián)考)光合作用效率是指綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含的能量與光合作用中吸收的光能的比值。某研究人員將密閉容器內(nèi)的某綠色植物先經(jīng)黑暗再經(jīng)恒定光照處理，容器內(nèi)氧氣的變化量如下圖所示（光照對呼吸作用的影響可忽略不計）。下列說法錯誤的是(

)

12

√

12命題點2

細胞呼吸和光合作用的影響因素知識整合融會貫通01真題研究體驗領(lǐng)悟02題組模擬素養(yǎng)提升031.影響細胞呼吸的因素消耗一、知識整合

融會貫通有氧呼吸無氧呼吸2.影響光合作用的因素

溫度3.兩條變化曲線的比較

水稻材料葉綠素/

類胡蘿卜素/

類胡蘿卜素/葉綠素

4.080.630.15

1.730.470.27二、真題研究

體驗領(lǐng)悟分析圖表，回答下列問題：

類胡蘿卜素/葉綠素的值較高紅光和藍紫

高于

細胞呼吸速率較高

光能利用率較高

答案：

如圖所示

2.(2022·廣東選擇考)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后（圖a），測定相關(guān)指標（圖b），探究遮陰比例對植物的影響?；卮鹣铝袉栴}：（1）結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量______，原因可能是____________________________________________。較高遮陰條件減弱了葉綠素的降解，同時增加了葉綠素的合成

糖類等光合產(chǎn)物（3）某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結(jié)果，作出該條件可能會提高作物產(chǎn)量的推測，由此設計了初步實驗方案進行探究：實驗材料：選擇前期________________一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實驗方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以_____為對照，并保證除__________外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實驗的思路是___________________________________。光照等培養(yǎng)條件A組遮陰比例探究能提高作物產(chǎn)量的最適遮陰比例解析：結(jié)合題意可知，該實驗的目的是探究B組條件可能會提高作物產(chǎn)量。因此，應選擇前期光照等培養(yǎng)條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以A組作為對照，并保證除遮陰比例外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。然后比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實驗的思路是探究能提高作物產(chǎn)量的最適遮陰比例。［命題延伸］——判斷與填空

√（2）(2021·湖南T12)柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用。(

)

√（3）(2021·遼寧T2)合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量。

(

)

√（4）(2021·湖南T7)在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降。(

)

√（5）(2021·湖南T12)油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣。(

)

√（6）(2019·全國ⅡT2)馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生。(

)

×（7）(2020·全國ⅠT30（3）)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物）的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點（光合速率達到最大時所需的光照強度）見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是______，選擇這兩種作物的理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。

作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用A和C（8）(2019·

全國ⅠT29（2）)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開度減小。與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會______，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_____________________________________________。降低

（9）(2018·全國ⅡT30（1）)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：從圖可知，A葉片是樹冠______（填“上層”或“下層”）的葉片，判斷依據(jù)是____________________________________________________。下層

A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片的［高考感悟］

此類題目屬于非選擇題中的“科學思維”的特征設問，此類題目在語言表達題型中所占比例很高，這些試題旨在考查學生在新情境條件下對知識體系的掌握程度，也是對《高考評價體系》中的關(guān)鍵能力和學科素養(yǎng)進行考查，是真正素質(zhì)考查的體現(xiàn)。解題策略：分析高考題中長句描述題的標準答案就會發(fā)現(xiàn)，其實答案用詞的出處一般有兩個：一是命題者在描述題干時的信息，二就是教材中的重要概念、原理等。答案模式：

處理凈光合速率/

氣孔導度/

蒸騰速率/

胞間

濃度/

16.2512.63.7261.4

13.3376.12.6230.6

8.6272.81.8276.3

6.5183.61.6310.5123三、題組模擬

素養(yǎng)提升

無關(guān)

123（2）低溫條件下，細胞中自由水/結(jié)合水的值會______。有研究表明，低溫處理也會影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，為了驗證該結(jié)論，可采用的方法為__________________。降低電子顯微鏡觀察法解析：結(jié)合水與植物體的抗逆性有關(guān)，故低溫處理時，細胞中的部分自由水會轉(zhuǎn)化成結(jié)合水，從而使細胞中自由水/結(jié)合水的值降低。驗證低溫處理會影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，可采用電子顯微鏡觀察法。123

層析不同色素在層析液中的溶解度不同

（1）小麥光合速率一般不能直接測量，需要分兩步進行，先在光照條件下測____________，再在黑暗環(huán)境中測______________。凈光合速率細胞呼吸速率123（2）根據(jù)實驗結(jié)果可知，在相同培養(yǎng)條件下，高氮素處理組的光合速率均高于低氮素處理組，原因可能是____________________________________________________________________________________。

123

123（1）相比于對照組，在輕度干旱條件下，植物的凈光合速率______，氣孔導度下降主要影響光合作用的________階段。下降暗反應

氣孔導度

123

相反

類囊體薄膜

123命題點3

細胞呼吸與光合作用的實驗設計知識整合融會貫通01題組模擬素養(yǎng)提升02創(chuàng)設情境長句特訓031.種子萌發(fā)時細胞呼吸類型的實驗探究（1）實驗設計：欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如下圖所示（以發(fā)芽種子為例）。一、知識整合融會貫通（2）實驗結(jié)果預測和結(jié)論實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置一著色液裝置二著色液不動不動只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸2.呼吸速率和凈光合速率測定的常用方法（1）液滴移動法（氣體體積變化法）［易錯提醒］

（1）在實驗操作過程中，無法直接測定植物的真正光合速率，因此，在光照下測定植物的凈光合速率，在黑暗中測定呼吸速率，兩者之和即為植物的真正光合速率。（2）為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應設置對照裝置。對照裝置與兩裝置相比，不同點是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”，其余均相同。（2）黑白瓶法“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算真正光合作用強度的問題，題中“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規(guī)律如下所示。3.光合作用與細胞呼吸實驗的設計技巧（1）實驗設計中必須注意三點①控制變量的方法②對照原則的應用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進行實驗，而應該用一系列裝置進行相互對照。③無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為凈光合作用強度值。（2）題干信息審讀

√12二、題組模擬

素養(yǎng)提升

12

12裝置培養(yǎng)條件刻度尺讀數(shù)數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)開始時1小時后開始時1小時后

適宜光照、

0

自然環(huán)境0

黑暗、

0

向右移凈光合速率

溫度光照強度

12

細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

呼吸速率

①③

12（5）利用該裝置探究光照強度對該盆蘆薈光合速率的影響時，無關(guān)變量主要是_

_______________。

事實概述類1.研究發(fā)現(xiàn)，全光照條件下植物的蒸騰速率較大，水分利用效率較低。據(jù)此并結(jié)合所學知識分析，育苗時適度遮光的意義為_________________________________________________________________________________。

適度遮光有利于降低溫度、減小蒸騰速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率

三、創(chuàng)設情境長句特訓實踐應用類3.糧食儲藏過程中，有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因為_______________________________。

種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水4.相對低溫條件有利于儲存果實，主要原因是_________________________________________________。

低溫降低了細胞呼吸相關(guān)酶的活性，減少有機物消耗5.早春采用密閉玻璃溫室育苗時，一段時間后植物光飽和點對應的光合速率往往______（填“降低”或“升高”），植物的光補償點會______（填“降低”或“升高”），因此要提高育苗質(zhì)量應當采取______________________（答出兩點即可）等措施。降低升高增施農(nóng)家肥，適當通風原因分析類6.光照停止后，植物的光反應立即停止，但暗反應沒有立即停止，原因是_

___________________________________________________________。

7.在適宜溫度下，大田中光照強度處于光補償點與光飽和點之間時，___________是限制光合作用的主要因素；光照強度高于光飽和點后農(nóng)作物的光合作用不再增強的外界原因主要是_______________________________________________。光照強度

8.如果兩種農(nóng)作物的光補償點相同，則它們在光補償點時實際光合作用速率____________（填“相同”“不同”或“不一定相同”），原因是___________________________。

它們的呼吸速率不一定相同

不一定相同

9.一種農(nóng)作物單獨種植稱為單作，不同種類農(nóng)作物間行種植稱為間作。某農(nóng)科所要研究花生和玉米單作和間作對作物產(chǎn)量的影響，則應該設置___組實驗。下圖是某作3

此時光照強度弱，光反應限制光合速率，間作和單作的光合速率均較?。?）該作物很可能是______，理由是

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。玉米

項目植物玉米小麥

補償點

飽和點

（2）若將正常生長的玉米、小麥幼苗放置在同一密閉小室中培養(yǎng)，一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。繼續(xù)培養(yǎng)，玉米、小麥幼苗存活時間更長的是______，判斷理由是___________________________________________________________________________。

玉米

（2）解釋丙組的光合速率比甲組低的原因：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

判斷依據(jù)類12.甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是____，判斷的依據(jù)是

__________________________________________________________________________________________________________________________________

。甲

光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙的大，種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，導致甲植物的凈光合速率下降幅度比乙的大

據(jù)圖推測，光照總時間和實驗時間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機物的量與連續(xù)光照下的光合作用合成有機物的量相同嗎？

________，判斷的依據(jù)是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________

。不相同實驗探究類

15.異戊二烯能清除活性氧，降低高溫、強光等環(huán)境因素對類囊體薄膜造成的傷害。下圖是葉肉細胞中合成異戊二烯的有關(guān)過程，其中A、B代表相關(guān)細胞器?；卮鹣铝袉栴}：

增多

（2）高溫下呼吸鏈受抑制，耗氧量下降，異戊二烯合成量增加，主要原因是高溫下葉片的呼吸作用降低，使向葉綠體輸送的__________________量增加，促進了異戊二烯的合成。磷酸烯醇式丙酮酸（3）為進一步驗證高溫可使呼吸鏈受抑制，導致異戊二烯合成增多，科研人員用呼吸鏈抑制劑等進行了如下實驗，完成下表：實驗步驟簡要操作過程取材取生長健壯且長勢一致的葉片，均分為3組，將葉片的葉柄浸入相應的完全營養(yǎng)液中設置對照組第1組作為對照組，________（填“加入”或“不加入”）呼吸抑制劑設置實驗組第2組__________________，第3組________________不同溫度處理第1、3組____________________處理，第2組高溫處理結(jié)果測定一段時間后，測定3組葉片中的異戊二烯的含量預期結(jié)果第2、3組葉片中的異戊二烯含量相當，均高于第1組不加入不加入呼吸抑制劑加入呼吸抑制劑正常溫度（或常溫）

（3）如果是驗證類或是探究類實驗，實驗思路要說明自變量如何操作，無關(guān)變量的控制，因變量如何檢測。復習備考中，學生要熟悉教材基本實驗的基本操作、原理及方法，重視對實驗探究的方法、步驟及實驗結(jié)果和結(jié)論的分析，并進行專項訓練，同時也要提高語言表達能力。專題四

細胞呼吸與光合作用

【知識鏈接】1.光系統(tǒng)及電子傳遞鏈

2.光呼吸

【突破訓練】1.(2021·重慶選擇考)下圖為類囊體膜蛋白排列和光反應產(chǎn)物形成的示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(

)

√

和利用過程中起重要作用，過程如下圖所示。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(

)

√

葉綠體基質(zhì)

較高通過抑制乙醇酸氧化酶的活性來抑制光呼吸

（1）植物光合作用的光反應在葉肉細胞的____________（填具體部位）上發(fā)生，產(chǎn)生的_

______________（填具體物質(zhì)）為卡爾文循環(huán)提供能量。類囊體薄膜

小于大于

專題四

細胞呼吸與光合作用命題最前沿五

提高農(nóng)作物產(chǎn)量【知識鏈接】【突破訓練】

√

2.關(guān)于生物學原理在生產(chǎn)實踐中的應用，下列敘述錯誤的是(

)

√

光照強度增加（和溫度上升）

（茶樹根系）細胞膜上吸收不同離子的載體蛋白的種類和數(shù)量存在差異

處理春茶夏茶甲組2.381.49乙組2.962.00春季、間作解析：氨基酸含量高的鮮葉比較適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶，據(jù)題表數(shù)據(jù)可知，乙組春茶的氨基酸總量最高，因此更適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶的采摘季節(jié)和種植方式是春季、間作。（3）科研人員為研究果實對鄰近葉片光合速率的影響。選擇若干生理狀況相同的植株，隨機均分為2組，分別測定第15片葉片光合速率；實驗組摘除果實，對照組不摘除果實，再次測定2組第15片葉光合速率。結(jié)果表明：實驗組光合速率顯著下降。基于上述實驗設計的最合理假設是___________________________________________。

葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用的進行解析：由于摘除果實后光合速率顯著下降，故根據(jù)實驗設計的最合理假設是葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用的進行。4.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量的目的。請回答下列問題：（1）輪