2014届高三一轮复习专题4细胞的代谢—光合与呼吸作用

1专题四细胞的代谢—光合与呼吸作用2必考点一光合作用1．光合作用过程图解核心考点·题点突破32.外界条件的改变影响C3、C5、[H]和ATP的含量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4光照强度由弱到强，CO2供应不变减少增加增加增加C光照不变，O2量由充足到不足减少增加增加减少5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。6(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。73．影响光合作用的外界因素(1)单因子影响①光：光照强弱直接影响光反应(如图1)；②CO2浓度：CO2是光合作用的原料，直接影响暗反应(如图2)；8③温度：温度高低会影响酶的活性(如图3)；④水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体；⑤矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物(如叶绿素、酶等)所必需的物质。9(2)多因子影响10P点：此点之前，限制光合速率的因素为横坐标所标示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：此时横坐标所标示的因子不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所标示的其他因子。11考向1图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。据图回答：核心考点·题点突破12(1)图1中A表示的物质是________，它由______________产生，其作用主要是_________________________________________。(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于______。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是_______________。(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是___________________________________。(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是_____________________________________________。13解析解答本题应先根据光合作用过程中物质变化特点确定图1中A及①②过程，再根据光照停止后C3和C5含量的变化确定a、b两物质。(1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对上升，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。14答案(1)[H]水在光下分解用于C3的还原(2)太阳光能(CH2O)(3)C3CO2与C5结合形成C3，且C3不能被还原(4)C5C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C515方法技巧动态理解光合作用图解光反应与暗反应中涉及诸多物质，这些物质含量在光合作用整个过程中是相互关联、动态变化的。如CO2浓度突然降低，原有C3继续被还原成(CH2O)的同时，还可再生成C5，故C3含量下降，C5含量上升。与此同时，因光照强度没有改变，光反应产生[H]和ATP的速率不变，但由于C3含量减少，还原其消耗的[H]和ATP的量也减少，这样叶绿体中的[H]和ATP的含量增加(可参看图示，虚线箭头表示物质含量的动态变化)，其他情况可类比分析。16考向2分析甲、乙、丙三图，下列说法错误的是()17A.图乙中，若光照强度相同，在t3时植物净光合作用量最大B．若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表叶绿素C．用塑料大棚种植蔬菜时，应选用无色透明的塑料薄膜D．图甲中，若其他条件适宜，光照强度小于b(大于0)时，也能进行光合作用解析净光合作用量(速率)＝总光合作用量(速率)－呼吸作用量(速率)，据图乙可知，最大净光合作用量(速率)应位于t2与t3之间；据图丙(吸收光谱)可知，f既吸收蓝紫光，又吸收红光，应为叶绿素，而e只吸收蓝紫光，应为类胡萝卜素；无色塑料薄膜能透过各种可见光，有利于蔬菜吸收光能进行光合作用，提高农作物的产量；图甲中，在光照强度为0时，a(CO2释放量)代表细胞呼吸速率，当光照强度大于0、小于b时，比a点释放的CO2量减少的部分用于光合作用。答案A18拓展提升影响光合作用的内部及外部因素影响光合作用的外界因素主要有光照强度、光质、温度、二氧化碳浓度等。探究外界环境因素对光合作用的影响时，实验原理可概括如下：①影响光合作用的内部因素主要有叶片中叶绿素的含量、酶的数量、酶的活性等。光合色素对不同性质的光的吸收值是不同的，因此不同颜色的光也会影响光合作用的强度，红光、蓝紫光照射时光合作用强度大，其他颜色的光照射时光合作用强度下降，绿光的光合作用强度几乎为零。②一般19而言，光照强度增加，光合作用强度增强。但由于植物的生活习性不同，在光照强度增加相同的情况下，光合作用强度的增强程度并不相同，并且当光照强度增加到一定值时，光合作用强度不再增加。③温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应中酶的催化活性，因此也会影响光合作用强度。实验结论的分析往往借助温度对酶活性的影响规律。④二氧化碳是光合作用的原料之一，因此它的含量直接影响光合强度，在一定浓度范围内，增加二氧化碳浓度，光合作用强度增加。20必考点二细胞呼吸1．图解过程核心考点·题点突破学案4212.根据细胞呼吸的产物判断细胞呼吸方式有氧呼吸的反应简式为：C6H12O6＋6H2O＋6O2――→酶6CO2＋12H2O＋能量无氧呼吸的反应简式为：C6H12O6――→酶2C3H6O3(乳酸)＋少量能量或C6H12O6――→酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量分析以上反应简式可快速推断细胞的呼吸方式不消耗O2⇒只进行无氧呼吸有CO2生成，可产酒精；无CO2生成，可产乳酸消耗O2耗O2量＝CO2释放量⇒只进行有氧呼吸耗O2量＜CO2释放量⇒既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多出的CO2来自无氧呼吸耗O2量＞CO2释放量⇒呼吸底物可能有脂肪等1耗氧状况核心考点·题点突破22有水生成⇒一定为有氧呼吸无CO2生成⇒产乳酸的无氧呼吸有CO2生成⇒只进行有氧呼吸或只进行产酒精的无氧呼吸或有氧呼吸与产酒精的无氧呼吸并存有酒精生成酒精生成量＝CO2释放量⇒只进行产酒精的无氧呼吸酒精生成量＜CO2释放量⇒既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸有乳酸生成⇒产乳酸的无氧呼吸(2)产物类型23疑难点拨1.有氧呼吸和无氧呼吸过程中的物质变化(1)有氧呼吸中各元素的来源及去路24①CO2是在第二阶段产生的，是丙酮酸和水反应生成的，CO2中的氧原子一个来自葡萄糖，另一个来自水。这个过程在线粒体基质中进行。②O2参与反应的阶段是在第三阶段，[H]和氧结合生成水，所以呼吸作用产物水中的氧来自O2，这个过程在线粒体内膜上进行。③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水在第二阶段与丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。25(2)无氧呼吸易混点①无氧呼吸全过程都在细胞质基质中进行，如图。②无氧呼吸过程分为两个阶段：第一阶段是和有氧呼吸公共的途径，即1分子葡萄糖被分解成2分子丙酮酸；第二阶段是利用第一阶段产生的[H]还原丙酮酸，在不同的植物细胞中，由于酶的不同，丙酮酸被还原的产物也是不同的，有的是乳酸，有的是酒精。26③不同生物无氧呼吸的产物不同生物无氧呼吸产物大多数植物细胞如根细胞酒精和CO2植物马铃薯块茎、甜菜块根乳酸动物乳酸乳酸菌等乳酸微生物酵母菌等酒精和CO227注意：微生物(如酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸习惯上称为发酵。④人体无氧呼吸产生的乳酸的去路肌细胞无氧呼吸产生的乳酸绝大部分随血液进入肝脏，在肝细胞中转变成丙酮酸，丙酮酸可以氧化放能，也可以形成新的肝糖原或葡萄糖；还有极少量的乳酸通过血液循环到达肾脏，随尿排出体外。282．应注意气体压强与有氧呼吸气体变化利用下图所示装置测定种子萌发进行的呼吸作用类型时，分析如下：在装置1中，若红色液滴左移，说明萌发的种子进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；若红色液滴不移动，说明进行无氧呼吸；在装置2中，若红色液滴不移动，说明进行有氧呼吸；若红色液滴右移，说明进行无氧呼吸，或既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。29考向3下图为某同学构建的有氧呼吸过程图，4、7均为水，下列说法正确的是()30A.催化2→3过程的酶存在于线粒体内膜上B．产生的8主要用于合成ATPC．3必定全部释放到大气中D．6可来自叶绿体解析2→3过程为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质上；8产生的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中；对于植物，3还可以被叶绿体吸收；6为氧气，可通过叶绿体光合作用产生。答案D31易错点拨由于没有掌握有氧呼吸的三个过程导致不能分析图中的各成分及对应过程而错选。32考向4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的释放量O2的吸收量a100b83c64d77核心考点·题点突破33A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精或乳酸B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少C．c条件下，种子消耗的葡萄糖最少D．d条件下，产生的CO2来自细胞质基质和线粒体解析a中产生无O2产物有CO2，说明无氧呼吸产生酒精和CO2，不产生乳酸；b过程中有氧呼吸消耗的葡萄糖为1/2，无氧呼吸消耗葡萄糖的5/2；d消耗的葡萄糖最少；d只进行有氧呼吸，线粒体产生CO2。答案B易错点拨无法根据氧气和二氧化碳的量判断呼吸方式导致错选。34必考点三光合作用与细胞呼吸的转换关系1．光合作用和细胞呼吸的关系图核心考点·题点突破352.[H]和ATP的来源、去向分析光合作用有氧呼吸来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段[H]去向还原C3用于第三阶段还原O2来源光反应阶段产生三个阶段都产生ATP去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物中C3还原除外)核心考点·题点突破36疑难点拨1．不同光照状态下绿色植物的叶肉细胞光合作用与细胞呼吸分析光照条件CO2、O2的来源和去向含义黑暗细胞只进行细胞呼吸，无光合作用弱光照细胞呼吸强度大于光合作用强度37较强光照细胞呼吸强度等于光合作用强度强光照光合作用强度大于细胞呼吸强度(植物生长的必要条件)382.呼吸速率、总(真正)光合速率与净光合速率的关系绿色植物在光照下同时进行光合作用和细胞呼吸，在无光条件下只进行细胞呼吸。如图：