【创新方案】2013版高考生物二轮复习--第一部分-专题4-光合作用和细胞呼吸的原理-新人教版

1专题4光合作用和细胞呼吸的原理1．叶绿体中色素共有4类，在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。2．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。3．光反应场所：叶绿体类囊体薄膜物质变化：水的光解和ATP的合成能量变化：光能→电能→活跃的化学能4．暗反应场所：叶绿体基质物质变化：CO2的固定、C3的还原及ATP分解能量变化：活跃的化学能→稳定的化学能5．有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O――→酶6CO2＋12H2O＋能量6．无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2＋能量；或C6H12O6――→酶2C3H6O3＋能量。7．光反应的产物是ATP、[H]和O2，其中O2全部来源于H2O。8．光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。9．H2O既是有氧呼吸的原料，也是有氧呼吸的产物。10．有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，产生ATP最多的是第三阶段。1．(2012·海南高考)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能[命题立意]本题主要考查叶绿体中色素的种类、含量、吸收光谱等知识。2[知识依托]①叶绿体中色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素4种。其中绿叶中叶绿素含量约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。②提取、分离叶绿体中色素常用方法分别是有机溶剂溶解，纸层析法。③叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。[解析]选D叶绿体中叶绿素含量约为3/4，类胡萝卜素含量约为1/4；不同色素在层析液中的溶解度不同，所以在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍可以吸收光能。2．(2012·上海高考)下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A．红色B．黄色C．绿色D．紫色[命题立意]本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置，粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。[知识依托]①叶绿体中色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素4种，在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。②层析分离时溶解度大的色素扩散快，溶解度小的扩散慢。③色素的含量决定叶片的颜色。[解析]选B在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。3．(2012·江苏高考)右图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选)()A．1和3都具有双层生物膜B．1和2所含酶的种类不同C．2和3都能产生大量ATPD．甲、乙分别代表丙酮酸、[H][命题立意]考查细胞呼吸的场所、条件、过程等知识及识图分析能力。[知识依托]①有氧呼吸过程中CO2产生于第二阶段，O2消耗及前两阶段产生的[H]在第三阶段被利用形成水，产生大量ATP。②有氧呼吸第一阶段进行的场所是细胞质基质。第二、三阶段在线粒体内完成。[解析]选BD图示中1表示有氧呼吸第一阶段的场所——细胞质基质，葡萄糖在此被分解为丙酮酸和[H]，并产生少量ATP，所以甲表示丙酮酸；2表示有氧呼吸第二阶段的场所——线粒体基质，丙酮酸和水在此反应生成CO2和[H]，并产生少量ATP，所以乙表示[H]；3表示有氧呼吸第三阶段的场所——线粒体内膜，[H]与O2在此反应生成H2O，同时产生大量3ATP。1表示的细胞质基质无双层生物膜，A项错误；细胞质基质和线粒体基质中进行的化学反应不同，所含酶的种类也不同，B项正确；2所表示的线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲表示丙酮酸，乙表示[H]，D项正确。4．(2012·安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。试管编号加入的物质细胞质基质线粒体酵母菌ABCDEF葡萄糖－＋－＋＋＋丙酮酸＋－＋－－－氧气＋－＋－＋－注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有____________，会产生酒精的试管有____________，根据试管____________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4­二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在______________________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。[命题立意]考查细胞呼吸过程、条件、原料及产物及实验分析能力。[知识依托]①细胞基质中只能进行有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸过程。②线粒体内只能分解丙酮酸不能分解葡萄糖，氧气参与有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上完成。③酵母菌既能在有氧时进行有氧呼吸，又能在无氧时进行无氧呼吸。[解析](1)酵母菌在有氧条件下(即E试管)能产生CO2和H2O；线粒体能利用丙酮酸，不能直接分解葡萄糖，故C试管也能产生CO2和H2O。据表分析可知，能够产生酒精的试管有B和F。若要研究酵母菌进行无氧呼吸的场所，必须在无氧条件下进行对照实验，因此通过B、D、F试管的实验结果可以作出判断。(2)[H]与O2结合形成水的过程发生在线粒体内膜上，故DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法合成ATP。DNP不影响葡萄糖的氧化分解。[答案](1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能1．从考查内容上看，集中在对叶绿体色素、光合作用的原理应用、细胞呼吸原理等知识的考查。2．从考查角度上看，以实验为背景考查光合作用、呼吸作用原理及实验分析能力，将细胞呼吸与光合作用联系在一起考查物质、能量转化过程。联系生活生产实际考查原理应用。3．从命题趋势上看，预计2013年高考命题，仍然是以图表曲线为信息载体、以实验探4究或生产实践为背景考查光合作用、呼吸作用过程、场所，二者联系及原理应用等问题。光合作用和细胞呼吸过程[例1]下图表示某植物叶肉细胞内发生的生理过程，其中A至H代表物质，据图回答：(1)图中D是________，________(字母代号)直接为细胞生命活动提供能量。用________________法，可以研究物质B的去向。(2)场所Ⅱ是________________。多种化学反应能够互不干扰地在场所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内进行，是由于________(结构)的分隔作用。(3)选用A、B两种植物进行光合作用的探究实验，实验结果如下表。请分析回答：A、B植物在不同条件下单位时间内O2的释放量(mL)CO2浓度灯泡的功率(单位：W)2050751002003000.1%A植物3.416.028.240.556.556.5B植物2.69.119.255.775.6102.60.03%A植物2.311.219.827.627.527.6B植物1.88.418.954.275.2101.8①在阳光不充足的地区，大棚种植A、B两种植物时，光照将最可能成为限制________植物正常生长的主要因素。②分析上表数据可以看出，处于灯泡功率为200W、CO2浓度为0.03%条件下的A植物，采取________________措施能显著提高光合作用强度。③A植物在CO2浓度为0.1%时，若将灯泡功率由300W再逐渐增大至400W，请预测O2释放量的变化趋势是_________________________________________________________________________________。[解析]该题考查了光合作用与细胞呼吸的关系及影响光合作用的因素，综合性较强，但难度系数不大。根据图示中物质的转化关系，可以确定A、B、C、D、E、F、G、H分别代表了水、氧气、二氧化碳、丙酮酸、酒精、ATP、ADP、Pi，进一步可以确定场所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ5分别是叶绿体、线粒体和细胞质基质。(1)根据以上分析可知，D是丙酮酸，直接为细胞生命活动提供能量的是F(ATP)。(2)场所Ⅱ是线粒体。细胞内多种化学反应能顺利进行且互不干扰，是由于生物膜的分隔作用。(3)①据表中数据分析，在CO2浓度为0.1%时，随着光照强度增加，单位时间内A植物O2释放量增加，说明光合速率增大，当灯泡功率达到200W时，灯泡功率继续增加，光合速率不再增加，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，但B植物随灯泡功率增加，光合速率继续增加。由此可见，低光照区域，B植物正常生长明显受到抑制。②当CO2浓度为0.03%、灯泡功率达到200W时，灯泡功率继续增加，A的光合速率不再增加，说明此时限制光合速率的因素不再是光照强度。在灯泡功率相同时，对照CO2浓度为0.1%时的光合速率，说明采取增大CO2浓度的措施能显著提高光合作用强度。③在CO2浓度为0.1%、灯泡功率达到200W时，灯泡功率继续增加，A的光合速率不再增加，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，即使灯泡功率由300W再逐渐增大至400W，光合速率也不再增加。[答案](1)丙酮酸F放射性同位素示踪(标记)(2)线粒体细胞器膜(或生物膜)(3)①B②增大CO2浓度③保持相对稳定1．光合作用与细胞呼吸的联系(1)光合作用和细胞呼吸的关系图：(2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系：①物质变化：C：CO2――→暗反应有机物――→呼吸Ⅰ丙酮酸――→呼吸ⅡCO2H：H2O――→光反应[H]――→暗反应(CH2O)――→呼吸Ⅰ、Ⅱ[H]――→呼吸ⅢH2OO：H2O――→光反应O2――→呼吸ⅢH2O②能量变化：光能――→光反应ATP――→暗反应(CH2O)――→呼吸作用ATP热能―→各项生命活动2．光合作用和有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去向分析6光合作用有氧呼吸[H]来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物C3的还原除外)1．下图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化，某个同学在分析时，做出了如下判断，你认为其中判断有错误的是()A．甲为光合作用，乙为呼吸作用B．甲中的H2O在类囊体薄膜上被消耗，乙中H2O的消耗与产生都在线粒体中C．甲和乙过程中都有[H]的产生与消耗D．甲过程全在叶绿体中进行，乙过程全在线粒体中进行解析：选D甲过程是将CO2和H2O合成为有机物的过程，为光合作用；乙过程是将有机物分解为无机物的过程，为呼吸作用。有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段是在线粒体中进行的。2．下图是[H]随化合物在生物体内转移的过程，下列分析中正确的是()乳酸或酒精水①⑤[H]②⑥葡萄糖③⑦多糖A．①产生的[H]可在②过程中将五碳化合物还原B．[H]经⑤转移到水中，其过程需CO2参与C．能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦D．晴天时小麦①过程比在阴雨天时旺盛解析：选D①是光合作用的光反应阶段，②是光合作用的暗反应阶段，光反应阶段产生的[H]用于暗反应还原三碳化合物；⑤是有氧呼吸第三阶段，合成水时需要的是O2，而不是CO2；形成ATP的过程有光合作用的光反应阶段，有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段，7图中②③④⑦过程不能合成ATP；晴天比阴雨天光照强度强，因此小麦的光反应强些。光合作用和呼吸作用速率测定[例2]某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃罩内(如下图所示)，