2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 素養(yǎng)加強(qiáng)課2 光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合學(xué)案 蘇教版必修1

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1、素養(yǎng)加強(qiáng)課2 光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合 光合作用和細(xì)胞呼吸過程的聯(lián)系 (2017·全國卷Ⅱ)如圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是________、________、________、________，[H]代表的物質(zhì)主要是____________。 (2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是_________________________

2、______________________。 [審題指導(dǎo)]　(1)題目給出了葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的過程圖解，首先根據(jù)光合作用和呼吸作用的過程判斷A、B、C、D表示的過程，然后判斷①②③④代表的物質(zhì)。(2)光合作用和呼吸作用中產(chǎn)生ATP的過程和結(jié)構(gòu)。(3)丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精發(fā)生在無氧呼吸過程，無氧呼吸是在缺氧的條件下進(jìn)行的。 [解析]　本題考查光合作用的過程、有氧呼吸和無氧呼吸的過程。(1)分析圖示，A過程為光合作用的光反應(yīng)階段，B過程是光合作用的暗反應(yīng)階段。圖中①為水光解產(chǎn)生的O2；由②和H2O產(chǎn)生①與NADPH([H]，即還原型輔酶Ⅱ)可知，②是NADP＋；由③轉(zhuǎn)化成ATP可知，③

3、是ADP＋Pi；由④與CO2結(jié)合生成C3可知，④為C5。呼吸作用過程中的[H]代表的物質(zhì)主要是NADH(還原型輔酶Ⅰ)。(2)光合作用的光反應(yīng)階段(A)可產(chǎn)生ATP，而暗反應(yīng)階段(B)不產(chǎn)生ATP。有氧呼吸的三個(gè)階段都產(chǎn)生ATP，其中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(C)中進(jìn)行有氧呼吸的第一階段，線粒體(D)中進(jìn)行有氧呼吸的第二和第三階段。(3)在缺氧條件下，植物細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精和CO2。 [答案]　(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或還原型輔酶Ⅰ)　(2)C和D　(3)在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸 1．光合作用與細(xì)胞呼吸過程的聯(lián)系 (1)寫出下列物質(zhì)名稱：b.O

4、2，c.ATP，d.ADP，e.NADPH([H])，f.C5，g.CO2，h.C3。 (2)填寫下表生理過程及場所 序號(hào) ① ② ③ ④ ⑤ 生理過程 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 有氧呼吸第一階段 有氧呼吸第二階段 有氧呼吸第三階段 場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 (3)物質(zhì)方面 C：CO2C6H12O6丙酮酸CO2 O：H2OO2H2O H：H2O[H]C6H12O6[H]H2O (4)能量方面 光能ATP中活躍的化學(xué)能C6H12O6中穩(wěn)定的化學(xué)能 2．光合作用和有氧呼吸中[H]、ATP的來源和去路 比較

5、項(xiàng)目 來源 去路 [H] 光合作用 光反應(yīng)中水的光解 作為暗反應(yīng)階段的還原劑，用于還原C3合成有機(jī)物等 有氧呼吸 第一、二階段產(chǎn)生 用于第三階段與氧氣結(jié)合產(chǎn)生水，同時(shí)釋放大量能量 ATP 光合作用 在光反應(yīng)階段合成ATP，其合成所需能量來自色素吸收、轉(zhuǎn)換的太陽能 用于暗反應(yīng)階段C3還原時(shí)的能量之需，以穩(wěn)定的化學(xué)能形式儲(chǔ)存在有機(jī)物中 有氧呼吸 第一、二、三階段均產(chǎn)生，其中第三階段產(chǎn)生最多，能量來自有機(jī)物的分解 作為直接能源物質(zhì)用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 1．(2019·衡水中學(xué)二調(diào))如圖為綠色植物部分物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程的示意圖，下列敘述正確的是(　　) A．過程

6、①發(fā)生在葉綠體中，過程③發(fā)生在線粒體中 B．過程①產(chǎn)生NADH，過程③消耗NADPH C．若葉肉細(xì)胞中過程②的速率大于過程③的，則植物干重增加 D．過程③中ATP的合成與放能反應(yīng)相聯(lián)系，過程④與吸能反應(yīng)相聯(lián)系 D　[過程①為光合作用的光反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體中，過程③是有氧呼吸或無氧呼吸過程，不一定發(fā)生在線粒體中，A錯(cuò)誤；過程①產(chǎn)生NADPH，過程③消耗NADH，B錯(cuò)誤；若葉肉細(xì)胞中過程②的速率大于過程③的，則植物干重不一定增加，因?yàn)檫€有其他部分不能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞還要通過呼吸消耗有機(jī)物，C錯(cuò)誤；過程③中ATP的合成需要能量，與放能反應(yīng)相聯(lián)系；過程④是ATP的水解，釋放能量，與吸能反應(yīng)相

7、聯(lián)系，D正確。] 2．(2019·深圳一模)如圖中的a、b、c為植物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．b、d過程都有熱能的釋放 B．b、d過程在人體細(xì)胞中也可進(jìn)行 C．a(chǎn)、c、d過程都是在生物膜上進(jìn)行的 D．在光照充足等適宜條件下，a強(qiáng)于b，c強(qiáng)于d C　[據(jù)圖分析可知，b是有氧呼吸的第一、二階段，d是有氧呼吸的第三階段，這三個(gè)階段都有熱能釋放，A正確；人體內(nèi)可以進(jìn)行呼吸作用，b、d屬于有氧呼吸，B正確；在生物膜上發(fā)生的生理過程是[c]光反應(yīng)(場所是葉綠體的類囊體膜上)和[d]有氧呼吸的第三階段(線粒體內(nèi)膜)；[a]暗反應(yīng)過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，[b]

8、有氧呼吸的第一、第二階段發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，C錯(cuò)誤；在光照充足，條件適宜的情況下，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，所以a強(qiáng)于b，c強(qiáng)于d，D正確。] 3．(2019·棗莊期末)如圖為植物細(xì)胞代謝的部分過程簡圖，①～⑦為相關(guān)生理過程。據(jù)圖回答問題： (1)圖中C3的名稱是________________，可為②提供能量的生理過程是__________________(填圖中序號(hào))。 (2)在適宜光照下，若用HO澆灌植物，則放射性的18O__________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)出現(xiàn)在葡萄糖中，原因是_____________。 (3)圖中⑤⑦過程中，葡萄糖中能量的去向是

9、___________。 (4)過程⑥發(fā)生的具體部位是____________。 (5)一棵植物在生長過程中，光合作用產(chǎn)生的ATP的量遠(yuǎn)大于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP的量，原因是__________________________。 [解析]　(1)為植物細(xì)胞吸收無機(jī)鹽提供能量的是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP。(2)在有氧呼吸過程中，水中的氧能夠轉(zhuǎn)移到CO2中。(3)圖中⑤⑦過程中，葡萄糖中能量的去向是包括熱能的形式散失、轉(zhuǎn)移到ATP中、儲(chǔ)存在酒精中。 [答案]　(1)丙酮酸?、茛? (2)會(huì)　用HO澆灌植物時(shí)，水中的18O通過有氧呼吸的第二階段形成C18O2，進(jìn)而被光合作用的暗反應(yīng)階段利用，形成葡

10、萄糖，(或用HO澆灌植物時(shí)，水中的18O通過過程⑥形成C18O2，進(jìn)而被④過程利用，形成葡萄糖) (3)以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在酒精和ATP中及以熱能的形式散失 (4)線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜 (5)植物在生長過程中，光合作用產(chǎn)生的ATP中的能量轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中，植物體中的有機(jī)物只有部分通過細(xì)胞呼吸氧化分解釋放能量，且釋放的能量也只有部分轉(zhuǎn)移到ATP中 自然和密閉環(huán)境中植物生長問題 (2017·全國卷Ⅰ)植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}： (1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同

11、一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是____________________________________________________________________________________。甲種植物凈光合速率為0時(shí)，乙種植物凈光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是 ____________________________________________________________ ________

12、____________________________________________________。 [審題指導(dǎo)]　(1)題干給出了“CO2補(bǔ)償點(diǎn)”的概念，即光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。題干還給出了“甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的”。(2)第(1)問給出的問題情景是“甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)”，問培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物光合速率都下降的原因是什么？植物在培養(yǎng)過程中，光合速率大于呼吸速率，密閉環(huán)境中CO2濃度降低。甲植物的凈光合速率為0時(shí)，光合速率等于呼吸速率，根據(jù)題干信息，推出此時(shí)，乙種植物的凈光合速率。(3)第(2)問的問題情景是“甲種植

13、物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中”，問題是“照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，植物的有氧呼吸增加的原因是什么？”有氧呼吸增加一定是O2含量增加了，O2含量增加的原因是植物光合作用產(chǎn)生了O2。 [解析]　(1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，剛開始時(shí)小室內(nèi)CO2濃度較高，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，一段時(shí)間后，CO2濃度降低，暗反應(yīng)受阻，進(jìn)而使兩種植物的光合速率都降低。甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的，因此當(dāng)甲種植物的凈光合速率為0時(shí)，CO2濃度達(dá)到甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)乙種植物光合作用強(qiáng)度仍大于呼吸作用強(qiáng)度，凈光合速率大于0。(2)將甲種植物密閉在無O

14、2、但其他條件適宜的小室中照光培養(yǎng)一段時(shí)間，該小室內(nèi)是有CO2的，植物可以進(jìn)行光合作用，甲種植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2含量增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2含量增加時(shí)，有氧呼吸會(huì)增強(qiáng)。 [答案]　(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低　大于0　(2)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2含量增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2含量增加時(shí)，有氧呼吸會(huì)增強(qiáng) 1．自然環(huán)境中一晝夜植物的光合作

15、用曲線 如圖表示自然環(huán)境中一晝夜植物吸收CO2的速率 (1)a點(diǎn)：夜溫降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少。 (2)開始進(jìn)行光合作用的點(diǎn)：b；結(jié)束光合作用的點(diǎn)：m。 (3)光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)：c、h；有機(jī)物積累量最大的點(diǎn)：h。 (4)de段下降的原因是氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，fh段下降的原因是光照減弱。 2．自然光照下，密閉環(huán)境中植物生長問題 下面兩圖表示自然光照下，密閉環(huán)境中植物生長引起的密閉環(huán)境中CO2含量和O2含量的變化。 (一)　　　　　　　　　(二) (1)光合速率等于呼吸速率的點(diǎn)：A、C。 (2)圖(一)中若N點(diǎn)低于虛線，則該植物一晝夜表現(xiàn)為生長

16、，其原因是N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。 (3)圖(二)中若N點(diǎn)低于虛線，則該植物一晝夜不能生長，其原因是N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說明一晝夜密閉容器中O2濃度減少，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長。 3．恒定光照下，密閉環(huán)境中植物生長問題 生長發(fā)育狀況相同的甲、乙兩種植物，分別放在兩個(gè)完全相同的密閉無色玻璃罩內(nèi)，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，測量培養(yǎng)過程中玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化如圖所示。 (1)開始時(shí)，容器內(nèi)CO2濃度逐漸降低，表明光合速率大于呼吸速率。后來，容器內(nèi)CO2濃度不再降低，維持穩(wěn)定，表明光合速率與呼吸速率相等。 (

17、2)t1之前，甲植物固定CO2的能力大于乙植物；t1之后，乙植物固定CO2的能力大于甲植物。 (3)若將甲、乙兩種植物放在同一密閉玻璃罩內(nèi)，一段時(shí)間后，甲植物的生長最先受到嚴(yán)重影響，因?yàn)榧字参锏腃O2補(bǔ)償點(diǎn)比乙植物的高，光合作用最先受到CO2濃度限制。 1．兩棵同種生長狀況基本相同的植物，分別置于透明的玻璃罩內(nèi)，如圖甲、乙所示；在相同自然條件下，測得一晝夜中植物氧氣釋放速率分別如圖丙、丁曲線所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)ab段和cd段，引起曲線下降的主要環(huán)境因素分別是____________和________。 (2)一晝夜中，裝置甲、乙中植物積累的有機(jī)物較多的是________

18、(填“甲”或“乙”)。 (3)導(dǎo)致e點(diǎn)(12時(shí)左右)時(shí)光合作用強(qiáng)度明顯減弱的主要原因是 ____________________________________________________________。 (4)裝置甲的植物葉綠體中，在14時(shí)C5含量比10時(shí)________(填“高”或“低”)。 [解析]　(1)圖丙中，ab段下降的原因是密閉裝置中二氧化碳被光合作用消耗，濃度降低；圖丁中cd段下降的原因是光照減弱。(2)根據(jù)圖丙和圖丁可知，一晝夜中，圖丁中曲線和橫軸圍成的面積，上部與下部的差值遠(yuǎn)大于圖丙，說明裝置乙中植物積累的有機(jī)物較多。(3)e點(diǎn)(12時(shí)左右)時(shí)，溫度高，蒸騰作

19、用強(qiáng)，為減少水分散失，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度明顯減弱。(4)裝置甲中14時(shí)比10時(shí)二氧化碳濃度低，消耗的C5少，因此14時(shí)植物葉綠體中C5含量高。 [答案]　(1)二氧化碳濃度　光照強(qiáng)度　(2)乙　(3)溫度高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少　(4)高 2．(2019·安徽毛坦廠中學(xué)模擬)某生物小組先將同一生長狀況的某種植株均分為Ⅰ、Ⅱ兩組，分別培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液、只缺鎂的培養(yǎng)液中，置于適宜條件下培養(yǎng)兩周后，再將兩種條件下的植株分別移入兩個(gè)密閉玻璃容器內(nèi)，置于室外(晴天)相同的條件下，測定密閉容器中一天的CO2濃度變化情況，如圖所示。 Ⅰ組　　　　　　　　?、?/p>

20、組 (1)__________組是在缺鎂條件下培養(yǎng)的植株，判斷的理由是______________________。 (2)對于這兩組植株來說，B1、B2兩個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度又稱為__________________。在這一天內(nèi)，B1對應(yīng)的時(shí)刻__________(填“等于”“早于”或“晚于”)B2對應(yīng)的時(shí)刻，原因是_________。 [解析]　(1)在光照時(shí)間段內(nèi)，Ⅰ組CO2濃度下降幅度大于Ⅱ組，因此判斷Ⅰ組的光合速率大于Ⅱ組。(2)B1、B2兩點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度下，光合速率等于呼吸速率，因此兩點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)。隨時(shí)間推移光照強(qiáng)度逐漸減弱，Ⅰ組含有較多的葉綠素，對光的吸收、轉(zhuǎn)

21、化能力遠(yuǎn)大于Ⅱ組，故B1對應(yīng)的時(shí)刻晚于B2對應(yīng)的時(shí)刻。 [答案]　(1)Ⅱ　光照較強(qiáng)的時(shí)間段內(nèi)，Ⅱ組的光合速率明顯小于Ⅰ組的光合速率(或“光照時(shí)間段內(nèi)，Ⅱ組的二氧化碳濃度下降幅度遠(yuǎn)小于Ⅰ組的”“24小時(shí)后，Ⅱ組的二氧化碳濃度遠(yuǎn)高于Ⅰ組的”，合理即可)　(2)光補(bǔ)償點(diǎn)　晚于　隨時(shí)間推移光照強(qiáng)度逐漸減弱，Ⅰ組含有較多的葉綠素，對光的吸收、轉(zhuǎn)化能力遠(yuǎn)大于Ⅱ組(合理即可) 3．(2019·長郡中學(xué)測試)將A、B兩種長勢相同的植物置于相同的、溫度適宜且恒定、光照恒定的密閉小室中，測得每個(gè)小室內(nèi)CO2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)當(dāng)時(shí)間在10～20 min時(shí)，A、B兩種植物中，

22、CO2利用率較高的是__________________，理由是_________________________。 (2)若將A、B植物單獨(dú)種植在干旱程度不同的土壤中，更適合生活在干旱土壤中的植物是__________________，理由是 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ___________________________________________________

23、_________。 (3)夏季晴朗白天中午12：00時(shí)，植物葉片的光合速率會(huì)降低，A、B植物降低較快的是__________。 (4)葉片吸收的CO2需先__________(填“還原”或“固定”)成為C3，才能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷悺? [解析]　(1)圖示縱坐標(biāo)表示密閉小室中CO2濃度。隨著時(shí)間的遞增，在0～20 min時(shí)段內(nèi)，玻璃罩內(nèi)的CO2含量逐漸降低，說明此時(shí)段內(nèi)被植物吸收并且用于光合作用的CO2量大于呼吸作用產(chǎn)生的CO2量；但在10～20 min時(shí)段內(nèi)，B植物所在的密閉小室內(nèi)CO2濃度下降的幅度比A植物的大，說明在10～20 min時(shí)段內(nèi)，B植物對CO2的利用率較A植物高。(2)當(dāng)玻璃罩

24、內(nèi)的CO2含量不發(fā)生變化時(shí)，A植物所在的玻璃罩內(nèi)CO2濃度高于B植物，說明B植物在低濃度CO2時(shí)仍可進(jìn)行光合作用，其固定CO2的能力較A植物強(qiáng)。土壤干旱，造成植物的根從土壤中吸收的水分減少，加之植物還會(huì)通過蒸騰作用失去部分水分，因此會(huì)導(dǎo)致植物的氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，而B植物在低濃度CO2時(shí)仍可進(jìn)行光合作用，說明在干旱土壤中，B植物固定CO2的能力較A植物強(qiáng)，因此B植物更適合生活在干旱土壤中。(3)夏季晴朗白天中午12：00時(shí)，光照強(qiáng)，環(huán)境溫度高，蒸騰作用旺盛，部分保衛(wèi)細(xì)胞因失水而導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，使得CO2的供應(yīng)不足，暗反應(yīng)減弱，進(jìn)而引起葉片的光合速率下降。因B植物固定CO2的能力較A植物強(qiáng)，

25、所以A植物葉片的光合速率降低較B植物快。(4)CO2是光合作用暗反應(yīng)的原料。葉片吸收的CO2需先與C5結(jié)合被固定成為C3，之后在ATP提供能量的前提下被[H]還原為C5和糖類(CH2O)。 [答案]　(1)B植物　CO2濃度降低說明CO2被植物吸收利用，10～20 min時(shí)B植物所在的密閉小室內(nèi)CO2濃度下降的幅度比A植物的大，說明在10～20 min時(shí)，B植物對CO2的利用率較高　(2)B植物　干旱會(huì)導(dǎo)致植物的氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，B植物在低濃度CO2時(shí)仍可進(jìn)行光合作用，說明B植物種植在干旱土壤中固定CO2的能力較A植物強(qiáng)，因此B植物更適合生活在干旱土壤中　(3)A植物　(4)固定 9