（江蘇專版）2019版高考生物二輪增分策略 專題二 細胞代謝 考點5 光合作用和細胞呼吸的原理及其相互關系學案

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1、 考點5　光合作用和細胞呼吸的原理及其相互關系 1．光合作用過程 2．有氧呼吸過程 1．光合作用與有氧呼吸過程中[H]和ATP的來源和去向歸納 項目 光合作用 有氧呼吸 [H] 來源 H2O光解產生 有氧呼吸第一、二階段 去向 還原C3 用于第三階段還原O2 ATP 來源 光反應階段產生 三個階段都產生 去向 用于C3還原供能 用于各項生命活動(植物C3的還原除外) 2.光合作用和細胞呼吸中物質和能量的變化關系 (4) 3．改變條件后，C3、C5、[H]、ATP的含量及(CH2O)合成量變化 分析光照強度和二

2、氧化碳濃度突然改變后，C3、C5、[H]、ATP的含量及(CH2O)合成量的動態(tài)變化時要將光反應和暗反應過程結合起來分析，從具體的反應過程提煉出模型：“來路→某物質→去路”，分析其來路和去路的變化來確定含量變化。如下面四幅模型圖： 　 題組一　光合作用的色素與結構辨析 1．下列關于葉綠體的色素敘述錯誤的是 (　　) A．礦質元素能影響葉綠素的合成 B．提取葉綠素時選用層析液的原因是色素可溶于有機溶劑 C．低溫條件下色素合成受阻 D．黃化苗中無葉綠素，但有其他色素存在 答案　B 解析　Mg是合成葉綠素的主要元素；提取葉綠素是利用葉綠體中的色素溶解于有機溶劑如酒精或丙酮(

3、相似相溶)，形成色素液，層析液的作用是溶解并分離不同色素，這是兩個不同的過程；低溫會降低酶的活性進而影響反應速度；黃化苗因缺光而不能產生葉綠素，所以變黃，但有其他色素存在。 2．(2018·如皋質量調研)將葉綠體從葉肉細胞中分離出來，破壞其外膜，仍可以進行光合作用。以下分析正確的是(　　) A．光合作用所需的酶和色素主要位于葉綠體的內膜和基質中 B．葉綠體內膜具有選擇透過性，外膜是全透性的，起保護作用 C．光合作用必須在葉綠體中才能進行 D．葉綠素被破壞，則不能進行光合作用 答案　D 解析　光合作用所需的酶主要分布在葉綠體的基質中和類囊體膜上，而色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A

4、錯誤；葉綠體的內膜和外膜均具有選擇透過性，B錯誤；只要能滿足所需條件，光合作用就可以進行，因此光合作用不一定都在葉綠體中進行，如藍藻沒有葉綠體，也能進行光合作用，C錯誤；由于葉綠素具有吸收、傳遞和轉換光能的作用，因此葉綠素被破壞，光反應不能進行，整個光合作用也不能進行，D正確。 題組二　光合作用與細胞呼吸的過程辨析 3．下圖是綠色植物體內能量供應及利用的示意圖，下列說法正確的是(多選)(　　) A．乙過程利用的ATP是由甲和丙過程共同提供的 B．乙中的ATP用于還原三碳化合物 C．甲、丙中合成ATP所需的能量來源不相同 D．丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細胞吸收葡萄糖、興奮傳

5、導等 答案　BC 解析　從圖中發(fā)生的變化可判斷，甲是光反應，乙是暗反應，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸產生的ATP不能用于光合作用的暗反應，A項錯誤； 光反應過程中產生的ATP用于還原三碳化合物，B項正確；光反應合成ATP所需的能量來源于光能，而丙過程合成ATP所需的能量來自有機物中的化學能，C項正確；紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，協(xié)助擴散需要載體蛋白但不消耗ATP，D項錯誤。 4．(2018·北京豐臺區(qū)期末)細胞呼吸過程中，線粒體內膜上的質子泵能將NADH(即[H])分解產生的H＋轉運到膜間隙，使膜間隙中H＋濃度增加，大部分H＋通過結構①回流至線粒體基質，同時驅動ATP的

6、合成，主要過程如圖所示。下列有關敘述不正確的是(　　) A．乳酸菌不可能發(fā)生上述過程 B．該過程發(fā)生于有氧呼吸第二階段 C．圖中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白 D．H＋由膜間隙向線粒體基質的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散 答案　B 解析　乳酸菌屬于原核生物，原核細胞中沒有線粒體，所以不可能發(fā)生圖示過程，A正確；線粒體內膜上進行的是有氧呼吸第三階段，B錯誤；根據(jù)題圖可知，結構①能夠驅動ATP合成，因此是一種具有ATP合成酶活性的通道(載體)蛋白，C正確；根據(jù)題圖可知，“使得線粒體內外膜間隙中H＋濃度提高”，因此H＋由膜間隙向線粒體基質的跨膜運輸是由高濃度向低濃度一側運輸，并且需要借助于

7、載體①，因此屬于協(xié)助擴散，D正確。 5．(2018·宿遷模擬)如圖表示在有氧條件下某高等植物體內有關的生理過程示意圖，①～⑤表示有關過程，X、Y、Z和W表示相關物質。請據(jù)圖判斷下列說法錯誤的是(　　) A．X、Y、Z物質分別表示C3、丙酮酸和ATP B．①～⑤過程中能產生ATP的有①②③④ C．②⑤過程分別表示C3的還原和CO2的固定 D．光合速率小于呼吸速率時，④過程產生的CO2會釋放到細胞外 答案　B 解析　據(jù)圖可知，Z是ATP，Y是丙酮酸，X是C3，A正確；光合作用的光反應階段①和有氧呼吸的第一、二階段③④產生ATP，而光合作用的暗反應階段中的三碳化合物的還原過程②不能

8、產生ATP，B錯誤；圖中②表示三碳化合物的還原過程，⑤表示二氧化碳的固定過程，C正確；光合速率小于呼吸速率時，葉肉細胞會有二氧化碳的凈釋放，即④過程產生的CO2會釋放到細胞外，D正確。 題組三　辨析條件驟變引起光合作用過程中物質含量的變化 6．正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．O2的產生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．[H]含量減少 答案　B 解析　用黑布將培養(yǎng)瓶罩上，光反應停止，O2的產生停止，A正確；同時[H]和 ATP 的產生停止，使暗反應C3的還原速度減慢

9、，從而導致CO2的固定減慢，B錯誤；ADP生成 ATP減少，使ATP/ADP比值下降，C正確；光反應停止，[H]的產生減少，D正確。 7．(2018·無錫模擬)在光合作用中NADP＋與NADPH可相互轉化(如圖1)。為探究外界因素對NADP＋含量的影響，取某雙子葉植物小圓葉片等量分為3組，進行以下實驗(見表格)，各組均在黑暗5 min后開始測定NADP＋含量，結果如圖2。回答下列問題： 組別 處理 甲組 25 ℃，光照1 h→黑暗5 min→重新光照 乙組 25 ℃，光照1 h→黑暗5 min→不再光照 丙組 42 ℃，光照1 h→黑暗5 min→重新光照

10、 (1)圖2中__________(填“a與d”或“d與e”或“c與f”)NADP＋含量的差異，反映出高溫(42 ℃)抑制該植物的暗反應。 (2)ab段NADP＋含量下降的原因是________________________________________________。 (3)資料顯示：抗霉素A能夠影響該植物光合作用，導致NADP＋含量減少，請在上述實驗的基礎上，補充實驗加以驗證(簡要寫出實驗思路即可)：_____________________________ _________________________________________________________

11、_______________。 答案　(1)a與d (2)重新光照時，光反應迅速將水分解，生成氧氣和NADPH，消耗NADP＋，暗反應中C3還原消耗NADPH較少 (3)增設一組實驗，加入抗霉素A，其他條件與甲組相同，測定NADP＋的含量，與甲組相比較 解析　(1)據(jù)題干信息可知，甲組和丙組始終以溫度作為唯一自變量。光照1 h內，甲、丙兩組NADPH和NADP＋相互轉化，含量保持動態(tài)平衡。黑暗5 min，甲、丙兩組植物仍然在相應溫度下進行了一小段時間的暗反應，產生NADP＋。在高溫條件下(丙組)C3的還原減弱，消耗的NADPH減少，產生的NADP＋比25 ℃條件下(甲組)少。因此圖2

12、中d點比a點的 NADP＋含量低，可以反映高溫(42 ℃)抑制該植物暗反應的進行。d點和e點反映的是在42 ℃條件下重新光照NADP＋含量的變化。c點和f點的比較反映的是在25 ℃條件下有無光照對NADP＋含量的影響。 (2)重新光照時，光反應迅速將水分解，生成O2和NADPH，消耗NADP＋，暗反應中C3還原消耗的NADPH較少，導致NADP＋含量顯著下降，所以ab段NADP＋含量下降。保持在光照條件下，b點到c點，NADPH轉化NADP＋的速率逐漸升高；c點后二者的含量達到新的平衡。 (3)若要驗證抗霉素A能夠影響該植物光合作用，導致NADP＋含量減少，必須以有、無抗霉素A為自變量

13、，NADP＋的含量變化為因變量設計實驗。根據(jù)單一變量原則，對照組不能選擇乙組；丙組42 ℃條件下生成的NADP＋含量少，也不宜作為對照組。相對丙組而言，甲組的條件較適宜，應選擇甲組為對照。因此實驗思路為：增設一組實驗，加入抗霉素A、其他條件與甲組相同，測定NADP＋含量，與甲組進行比較。 思維延伸 (1)下圖中T0～T1表示的是適宜條件下生長的小球藻葉綠體([H]、ADP、C3或C5)中某兩種化合物的含量，T1～T3則表示改變其生長條件后兩種化合物的含量變化。 ①若T1時刻降低了培養(yǎng)液中NaHCO3的濃度，則物質甲、乙分別指的是__________。 ②若T1時刻降低了光照強度，則

14、物質甲、乙分別指的是________。 答案　①C5、[H]?、贏DP、C3 (2)研究小組將某綠色植物置于一密閉玻璃容器內，在適宜條件下，經(jīng)黑暗和光照處理，測量容器內氧氣量的變化，結果如圖所示。光照處理后，除容器內氧氣外，細胞內其他物質含量也會發(fā)生變化。與B點相比較，C點葉肉細胞內C3物質的合成速率________(填“上升”“下降”或“不變”)，判斷的理由是__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　

15、下降　隨著光合作用的進行，容器內二氧化碳逐漸減少，光合作用速率逐漸降低 (3)如圖甲表示小球藻的某生理過程，科學家向小球藻培養(yǎng)液中通入放射性14CO2，在不同條件下連續(xù)測量小球藻細胞中14C標記的圖甲中三種化合物的相對量，其變化曲線如圖乙所示。曲線A有兩次上升過程，參照圖甲分析原因分別是_______________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 　 答案　光照條件下，小球藻吸收培養(yǎng)液中的14CO2并逐漸合成14C3，使其上升；突然停止光照，14C3不能繼續(xù)被還原，使其再次上升 7