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第二讲光合作用和细胞呼吸体验高考回归本源一、细胞呼吸重温高考经典1．下列关于呼吸作用的叙述，正确的是()①细胞呼吸必须在酶的催化下进行(2009·全国Ⅱ，1A)②有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·新课标全国，2B)③无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·新课标全国，2C)④无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·新课标全国，2A)⑤与酵母菌相比，硝化细菌具有的特点是无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量(2010·四川，1A)⑥无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009·浙江，4A)①回归命题本源1．有氧呼吸(1)条件：需要O2、酶和适宜的温度(2)过程(3)总反应式：酶线［H］C3H4O3［H］H2OCO2胞质基质线第一、二阶段第三阶段第二阶段第三阶段粒体内膜粒体基质细C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量2．无氧呼吸不需要______，需要酶和适宜的温度，全过程都在___________中，分解产物为___________________。3．有氧呼吸和无氧呼吸第阶段完全相同，均有少量[H]和ATP产生；有氧呼吸第二阶段_______与水作用产生大量的[H]和少量ATP；有氧呼吸第三阶段___________产生大量的ATP和水。4．原核生物______线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如____________________等。5．低氧、低温能有效抑制呼吸作用的进行，并防止冻伤，所以水果的保鲜常在_____、_______和有一定湿度的环境保存。无细胞质基质CO2、酒精或乳酸丙酮酸O2与[H]硝化细菌、蓝藻低氧低温O2一二、光合作用2．下列关于光合作用的叙述，正确的是()①叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内(2009·安徽，1A)②H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中(2009·安徽，1B)③在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质(2010·天津，1改编)④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(2009·浙江，4C)⑤番茄幼苗在缺镁的培养液中长时间培养后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低(2011·新课标全国，3改编)重温高考经典⑥叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用(2009·全国Ⅱ，1D)⑦夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量(2009·浙江，4D)⑧破坏叶绿体外膜后，O2不能产生(2011·浙江，1A)答案③⑤⑦3．(2009·山东，26(3))下图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当EB时，增大光合速率的主要措施是____________；当BEC时，限制作物增产的主要因素是__________；当EC时，可采取________措施，保证作物的最大光合速率，如遇连阴天，温室需补光，选用________光最有效。答案增大光照强度CO2浓度遮光红(蓝紫)1．叶绿体中的色素分布于上，只吸收，并且只有能利用光能。2．光反应在上，将H2O分解为，并将光能→电能→ATP中。暗反应发生在中，进行、和C5的再生，将ATP中→糖类等有机物中。3．叶肉细胞在光照下进行光合作用，也进行。光照不足时，可通过或白天适当升温促进光合作用，夜间适当降温抑制提高作物产量。呼吸作用增强光照呼吸作用稳定的化学能活跃的化学能C3还原CO2的固定叶绿体的基质活跃的化学能[H]和O2类囊体薄膜少数特殊状态的叶绿素a可见光类囊体薄膜回归命题本源4.影响光合作用的外界因素有光照、温度、CO2浓度、矿质元素等。(1)其中光照强度是通过影响_______阶段，制约__________的产生进而制约_________阶段；温度是通过影响_________进而影响光合速率——主要是制约________阶段；CO2浓度影响暗反应阶段______的生成；矿质元素是通过参与组成光合作用的有关化合物对光合作用造成直接或间接影响，譬如说：镁是合成_________的重要元素，缺镁不能合成________，光反应强度会_________，为暗反应提供____________减少，暗反应强度降低。降低ATP、[H]叶绿素C3酶活性暗反应ATP和[H]光反应暗反应叶绿素(2)光合“午休”是由于气温过高，水分散失过多，导致_____关闭，大气中______无法进入叶肉细胞，导致植物光合作用的_______阶段减弱，有机物的产量下降。(3)白天由“晴”转“阴”时影响光合作用的关键因素是__________，其减弱导致_________阶段受抑制，产生的___________减少，继而影响_________，使有机物产量减少。暗反应[H]和ATP光反应光照强度暗反应CO2气孔专题导航自主填充光CO2温度光反应纸层析法有氧呼吸色素核心考点题点突破考点一细胞呼吸典例1(2009·上海生物，30)在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是()CO2释放量O2吸收量a100b83c64d77A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C．c条件下，无氧呼吸最弱D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体解析植物种子萌发时进行细胞呼吸，通过上边的表格可以看出，当氧气浓度为零时，仍有二氧化碳释放，说明此时种子进行无氧呼吸，既然有二氧化碳产生，则另一种产物就是酒精，而不是乳酸；当氧气浓度为3时，有氧呼吸产生的二氧化碳是3，呼吸作用释放的二氧化碳为8，则无氧呼吸产生的二氧化碳为8－3＝5，则有氧呼吸消耗的有机物为0.5，无氧呼吸消耗的有机物是2.5，很显然是无氧呼吸消耗多；当处于d状态时，无氧呼吸消失，此时只进行有氧呼吸，且有氧呼吸产生二氧化碳是在线粒体基质中产生的。答案D温馨提示植物种子若只进行无氧呼吸产生酒精和CO2，没有氧气的消耗。而如果只进行有氧呼吸，则需消耗O2，并且消耗的氧气量等于CO2的产生量。注意有氧呼吸进行的场所并不只有线粒体，还有其第一阶段进行的场所——细胞质基质，但有氧呼吸中CO2的产生场所是线粒体，无氧呼吸中CO2的产生场所是细胞质基质。线粒体是动物和人体细胞产生CO2的唯一场所。少数植物细胞无氧呼吸产物为乳酸而非酒精和CO2。如甜菜块根、马铃薯块茎、玉米胚等。链接提升1．有氧呼吸过程中各元素的去向2．据CO2释放量和O2吸收量判断细胞呼吸状况(1)无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。(2)不消耗O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精的无氧呼吸。(3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸。(4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析：①若VCO2VO2＝43，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。②若VCO2VO243，则无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。③若VCO2VO243，则有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸。影响原理坐标曲线实践应用温度影响酶的活性(1)在零上低温下，贮存蔬菜、水果；(2)大棚栽培中适当增加昼夜温差以减少有机物消耗，提高产量氧气浓度影响细胞呼吸方式和强度降低氧的浓度抑制细胞呼吸，延长蔬菜、水果的保鲜时间比较内容影响因素3.细胞呼吸的外界影响因素和实践应用CO2浓度影响细胞呼吸增加CO2浓度，延长蔬菜、水果的保鲜时间水分自由水多时细胞呼吸旺盛贮存作物种子时，将种子风干，以减少有机物消耗变式训练1如图所示为不同距离的跑步过程中，有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。下列说法中正确的是()A.跑步距离越长，无氧呼吸供能所占比例越大B．1500米跑时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当C．100米跑时，所需ATP主要由有氧呼吸产生D．马拉松跑时，肌肉细胞呼吸释放的CO2与吸收的O2之比为1∶1答案D解析分析题图可知，跑步距离越长，无氧呼吸供能所占比例越小。1500米跑时，有氧呼吸与无氧呼吸供能的百分比相同，推测可知有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖量少。100米跑时，所需ATP主要由无氧呼吸产生。马拉松跑时，主要是进行有氧呼吸，但仍有部分无氧呼吸，人体肌肉细胞进行无氧呼吸时不消耗O2也不产生CO2，故肌肉细胞呼吸释放的CO2与吸收的O2之比为1∶1。考点二光合作用骤变时各物质含量的变化分析典例2将单细胞绿藻置于25℃、适宜光照和充足的CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照。发现绿藻体内C3的含量突然上升，这是由于()①光反应仍在进行，形成[H]和ATP②光反应停止，不能形成[H]和ATP③暗反应仍进行，CO2和C5结合，继续形成C3④光反应停止，由于没有[H]和ATP供应，C3不能形成葡萄糖，积累了许多的C3A．①②③B．②③④C．①④D．②③解析解本题时需要注意物质的来源和去向。光反应必须在光照条件下进行，一旦停止光照就不能形成ATP和[H]，但暗反应(不需要光照)中CO2的固定仍能照常进行，并合成C3；同时，由于ATP、[H]的减少，C3的还原受阻，导致C3的含量突然上升。答案B温馨提示解答此题需注意：①光反应和暗反应之间的关系，即向对方提供的物质是什么？能独立存在吗？②条件的变化，首先引起哪种物质的变化？链接提升由于各种因素的变化，如温度变化、光照强度变化、CO2浓度的变化会影响C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6这些物质的含量，遵照化学平衡的原理进行分析，可以获得它们之间变化的关系如下表。条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量模型分析光照强度由强到弱，CO2供应不变增加减少减少或没有减少光照强度由弱到强，CO2供应不变减少增加增加增加光照不变，CO2量由充足到不足减少增加增加减少光照不变，CO2量由不充足到充足增加减少减少增加(1)光照强度或CO2浓度的变化对[H]、ATP、C3、C5相对含量变化的影响是有先后顺序(或因果关系)的。①当CO2浓度一定、光照强度改变时，首先引起光反应产物[H]、ATP相对含量的变化，然后影响暗反应，引起C3、C5相对含量的变化；②当光照强度一定、CO2浓度改变时，首先影响暗反应，引起C3、C5相对含量发生变化，然后影响光反应产物[H]、ATP相对含量的变化。(2)分析C3、C5相对含量的变化情况时，要注意二者虽互为生成物与底物[①式：C5＋CO2―→2C3；②式：2C3―→C5＋(CH2O)]，但是当突然增加CO2含量时，应按①式分析，即消耗的C5增多，生成的C3增多。此时尽量不考虑②式，因为此类题目都是让同学们分析短时间内的即时变化，生化反应较慢，不会在很短时间内加快进行②式所示的反应。对二者相对含量变化的分析技巧是：当光照强度变化时，主要分析②式；当CO2含量变化时，主要分析①式。变式训练2将含14C标记的CO2提供给绿藻进行光合作用，图甲、图乙表示一部分实验结果。图甲所示的过程是进行光照15分钟后，突然变成黑暗。图乙所示的过程是在光照条件下，供给浓度为1%的CO2,5分钟后，即在横轴为0时CO2的浓度降低为0.003%,10分钟后再换成浓度为1%的CO2持续5分钟。曲线a、b、c分别表示C6(主要是葡萄糖)、C5和C3三种化合物中的一种。下列相关描述错误的是()A．曲线a、b、c分别表示C5、C3、C6三种化合物B．图甲中AB段14C量突然增加的原因是黑暗条件下C5与CO2结合生成更多的C3C．图乙中EF段14C量突然增加的原因是CO2量突然减少，固定CO2所消耗的C5减少，积累的C5增多D．图乙中CD段14C量大幅度增加的原因是CO2量突然增加，固定CO2生成的C3增多解析从题图甲分析可知，曲线c代表的物质的含量在光照条件下不断上升，说明它代表的是C6。黑暗时，对CO2＋C5―→2C3的反应影响不大，C5不断被消耗，C3不断生成；而对C3＋[H]＋ATP―→C6＋C5的反应影响比较大，因为随着光反应产生