1、高考第一轮复习光合作用与呼吸作用【本讲教育信息】一、教学内容高考第一轮复习光合作用与呼吸作用【重点导学】光合作用的发现 光合作用色素 光合作用过程的物质变化与能量变化 影响光合作用的因素、提高农作物产量的方法 化能合成作用 呼吸作用的过程与应用【全面突破】知识点1：光合作用1、光合作用的发现时间人物研究成果1648年海尔蒙特（V.Helmont）植物生长所需要的营养全部来自水，而不是来自土壤1771年普利斯特莱（J.Priestley）植物能更新空气（吸收二氧化碳、释放氧气）1779年英根豪斯（J.Ingenhousz）植物需要光照才能产生氧气1864年萨克斯（J.von Sachs）采用碘液
2、检测淀粉，确定叶片在光下能产生淀粉1883年恩吉尔曼（C.Engelmann）光合作用的场所是叶绿体，叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光1940年鲁宾（S.Ruben）卡门（M.Kamen）运用放射性同位素标记法，证明光合作用释放的氧气来源于水，糖类中的氢也来自于水1948年梅尔文卡尔文（M.Calvin）14C标记的为二氧化碳追踪光合作用过程中碳的行踪，发现暗反应过程（卡尔文循环）2、光合色素与光能的捕获（1）色素的提取与分离提取色素的溶剂：酒精或丙酮破坏绿色植物细胞的方法：研磨法。研磨过程中为什么要加入石英砂？为什么要迅速研磨？研磨过程中为什么要加入碳酸钙粉末？制备滤纸条的过程中为什么要剪去两
3、个角？为什么划滤液细线时要重复几次划线？划线为什么要求细且直？分离色素：纸上层析法原理：四种色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同。层析过程中为什么不能让层析液触及滤液细线？为什么要在烧杯口上加培养皿盖？色素带从上到下依次为哪些色素？（2）色素的种类、颜色及吸收光谱胡萝卜素：橙黄色，主要吸收蓝紫光叶黄素：黄色，主要吸收蓝紫光叶绿素a：蓝绿色，主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b：黄绿色，主要吸收红光和蓝紫光3、光合作用的过程光合作用过程光反应暗反应场所基粒类囊体薄膜上叶绿体基质中物质变化2H2O4 H+O2ADP+Pi+能量ATPCO2+C52C32C3（CH2O）+C5ATPA
4、DP+Pi+能量能量变化光能转变为活跃的化学能活跃的化学能转变为（CH2O）中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供ADP和Pi 等。总反应式CO2+H2O（CH2O）+ O26CO2+12H2OC6H12O6+ 6H2O+6O2思考：突然停止光照或降低CO2浓度，C3、C5、H、ATP的含量会如何变化？CO2+C52C3（CH2O）+C54、影响光合作用的因素：光照、二氧化碳浓度、矿质元素（N、P、K、Mg等）、水、温度等。5、提高农作物产量的措施6、化能合成作用：微生物利用体外环境中的无机物氧化释放的能量，将二氧化碳等无机物合成有机物的生理过程称为化能合成作用；能
5、进行化能合成作用的细菌称为化能合成细菌，比如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等。硝化细菌【典型例题】例1、在晴天的中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍然较低，其主要原因是A. O2浓度过低 B. O2浓度过高C. CO2浓度过低 D. CO2浓度过高解析：晴天的中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，随着光合作用的进行，消耗了大量的CO2，引起暗反应的原料不足，致使光合速率仍然较低。答案：C例2、在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是A. C3和C
6、5都迅速减少 B. C3和C5都迅速增加C. C3迅速增加，C5迅速减少 D. C3迅速减少，C5迅速增加解析：本题考查光反应和暗反应的相互关系。答案：C例3、在春末晴朗的白天，重庆某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度（实际光合作用强度与呼吸作用强度之差），结果如图（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同）（1）在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内C3与C5化合物相对含量较高的是 （C3或C5）；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较 （深或浅）。（2）曲线b 的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是
7、（光照强度、环境温度、空气中CO2含量）。曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的 用于CO2还原；若在棚内利用豆料植物做绿肥，可明显增加土壤中 元素的含量，主要促进植株体内 和 等生物大分子的合成。（3）69时和1618时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内 较高。解析：本题考查影响光合作用的因素答案：（1）C5 深（2）光照强度、空气中CO2含量；ATP、NADPH（H）；氮（N）；蛋白质；核酸 （3）温度知识点2：细胞呼吸：1、本质：分解有机物，释放能量。2、有氧呼吸的过程：（1）有氧呼吸三个阶段的场所、物质变化（以葡萄糖为例）（2）有氧呼吸的总反应式及各元素的来源与去路
8、：3、无氧呼吸：（1）过程：（2）不同生物无氧呼吸的产物：4、有氧呼吸与无氧呼吸的比较说明：（1）有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的（2）有氧呼吸过程中的有机物及能量利用率高，绝大多数生物在进化过程中形成了以有氧呼吸为主的细胞呼吸方式，但是仍然保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。5、影响呼吸作用的因素：（1）内部因素：不同植物的呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。同一植物的不同器官的呼吸速率不同，如营养器官小于生殖器官。（2）环境因素温度：温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸。植物呼吸作用的最适温度一般在2535，最高温度在3545。绿色植物呼吸作用的最适温
9、度总比光合作用的最适温度高。一般情况下，植物呼吸作用的最适温度为30，而光合作用的最适温度为25。氧气浓度（氧分压）：氧气浓度（氧分压）为0时只进行无氧呼吸，在一定范围内随氧气浓度的增加，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。达到一定的氧气浓度时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。如图。图中A点之前无氧呼吸、有氧呼吸同时进行，A点之后，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。图中M表示的面积（二氧化碳放出量曲线与氧气吸收量曲线围起来的面积）代表无氧呼吸过程中二氧化碳的放出量。（3）O2对酵母菌细胞呼吸的影响6、细胞呼吸的利用呼吸作用不仅能为细胞的生命活动提供能量，细胞呼吸中产生的中间代谢产物可以为其他有机物的
10、合成提供原料，是有机物相互转化的枢纽。（1）改善土壤通气条件，促进根系细胞呼吸，促进矿质离子的吸收，增加营养供应。如中耕松土、水稻栽培过程中的适时露田和晒田等。（2）降低呼吸作用，减少有机物消耗。低温储藏水果，低温和干燥条件下储存粮食。（3）降低氧气浓度，抑制细胞呼吸。密闭的土窖储藏水果、冷库充N2储藏水果等等都是为了降低氧气浓度，降低呼吸消耗。【典型例题】例1、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
11、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：种子有氧呼吸时吸收O2的量与放出CO2的量相等，无氧呼吸时不吸收O2但是放出CO2，有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时吸收O2的量少于放出CO2的量，可知a条件下只进行无氧呼吸，植物无氧呼吸的产物是酒精，很少产生乳酸；b条件和c条件下既有有氧呼吸，也有无氧呼吸；d条件下只进行有氧呼吸。答案：D例2、利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于A. 降低呼吸强度 B. 降低水分吸收C. 促进果实成熟 D. 促进光合作用解析：储藏种子和果蔬，主要是防止有机物呼吸消耗，CO2是呼吸
12、作用的产物，产物浓度高，可使反应速度下降，降低呼吸强度。答案：A例3、下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是A. 细胞呼吸必须在酶的催化作用下进行B. 人体的硬骨组织细胞也进行呼吸C. 酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸D. 叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用答案：D解析：细胞呼吸是活细胞都进行的一项生命活动，必须在酶的催化作用下进行；酵母菌在有氧的条件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，无氧的条件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D错误。例4、下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是A. 无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜B. CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2
13、的过程发生在线粒体中C. 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ATPD. 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，可提高作物产量解析：无氧时细胞会进行无氧呼吸，产生的酒精对细胞有毒害作用，零下低温环境会使细胞中的水结冰，破坏水果的营养成分，达不到保鲜的目的。CO2的固定过程发生在叶绿体中， C6H12O6分解发生在细胞质基质中，CO2的生成发生在线粒体中；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、ATP中的化学能以及其他形式的能（如电能、光能等）；夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照（提高光合作用的强度），夜晚适当降低温度（降低
14、酶的活性，从而降低呼吸消耗），有利于作物产量的提高。故D正确。答案：D本讲小结：光合作用和呼吸作用超前思维下一讲我们将学习细胞增殖，请大家在预习过程中重点关注细胞有丝分裂过程中染色体的行为变化，并完成重点导学的内容。【重点导学】1、真核生物细胞增殖的主要方式包括 、 和 。2、什么叫细胞周期，它包括哪两个阶段，时间比例上有何特点？3、有丝分裂各阶段细胞内分别发生哪些变化，请填写下表：细胞时期主要变化间期前期中期后期末期4、动植物细胞在有丝分裂过程中染色体的行为变化 ，但是前期 的形成不同，末期 的方式不同。5、有丝分裂的重要特征是 。6、无丝分裂的特点是 。7、观察“植物细胞的有丝分裂”实验操
15、作过程大致包括哪几个阶段？该实验中解离的目的、漂洗的目的、染色的目的、压片的目的分别是什么？分生区的细胞有何特点？低倍镜下观察找到分生区细胞后，换用高倍镜观察，则视野的亮度、细胞的数目及大小有何变化？【模拟试题】（答题时间：35分钟）一、选择题1、某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析错误的是A. 叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B. 叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C. 实验24天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D. 实验24天，光合
16、速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的2、叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是A. 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B. H2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中C. CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D. 光合作用的产物淀粉是在基质中合成的3、取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。光照相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是A. 装置内增加的氧气来自于水B. 光照强度为a时，光合作用停止C. 丙组装置
17、内的CO2含量光照后比光照前低D. 该图反映了光合作用强度与光照强度的关系4、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是 （ ） A. 叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上B. 叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C. 光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D. 光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上5、下列是光合作用的几个步骤，它们发生反应的先后顺序是 （ ）CO2的固定 释放O2 叶绿素吸收光能 H2O的分解 C3被还原A. B. C. D. 6、下图在光合作用的暗反应中和的化学过程是 （ ）A. 氧化，固定 B .固定，还原C. 分解，氧化 D. 还原，氧化7、光合作用的光反应
18、产生的物质有 （ ）A. C6H12O6、H、ATP B.H、CO2、ATP C.H、O2、ATP D. C6H12O6、CO2、H2O8、下列选项中，对光合作用影响最小的是 （ ）A. 叶绿体色素的含量 B. 五碳化合物的含量 C. 氮气的含量 D. 二氧化碳的含量9、图示为不同二氧化碳浓度下温度对光合作用速率的影响曲线。分析曲线，判断下列说法错误的是A. 光合作用同时受温度、二氧化碳浓度的影响B. 曲线a在20度和45度左右时光合作用速率相近的原因相同C. 温度对曲线a影响大的原因是较高的二氧化碳浓度有利于暗反应进行D. 适宜光照和温度下曲线b的主要限制因素是二氧化碳浓度10、假设某地区晴
19、朗天气时，以中午12点时的光照最为强烈，测得大田小麦植株上部叶片的光合作用在上午11点左右时速率最高，而下部叶片的光合作用在中午12点左右时速率最高。以下对光合作用的外部限制因素的分析，正确的是 （ ）A. 上午11点之前，全部叶片的限制因素都来自光照B. 11点至12点之间，上部叶片的限制因素是光照，下部叶片的限制因素是二氧化碳C. 11点时，下部叶片的限制因素是光照，12点时，上部叶片的限制因素是二氧化碳D. 中午12点以后，上下部叶片的限制因素都来自光照11、下列有关人体有氧呼吸和无氧呼吸的说法正确的是 （ ）A. 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均是在细胞质基质中完成的B. 人体无氧呼吸的
20、产物是C2H5OH和CO2C. 有氧呼吸产生H最多的是第三阶段D. 有氧呼吸产生ATP最多的是第二阶段12、无氧呼吸与有氧呼吸的根本区别是 （ ）A. 丙酮酸继续发生的化学反应的途径不同 B. 丙酮酸继续发生的化学反应的酶不同C. 释放的能量及生成的ATP数量不同 D. 全过程都没有分子氧参与13、在细胞呼吸过程中，若有CO2放出，则该过程一定不是 （ ）A. 有氧呼吸 B. 无氧呼吸 C. 酒精发酵 D. 乳酸发酵14、生物体吸收的O2用于 （ ）A. 在线粒体内合成CO2 B. 在细胞质基质中与H结合成水C. 部分形成CO2，部分与H结合成水 D. 在线粒体内与H结合成水15、测得苹果果实
21、在一段时间内，CO2的释放量比O2的吸收量大，由此推得果实 （ ）A. 有氧呼吸占优势 B. 有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等C. 无氧呼吸占优势 D. 既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸16、法国化学家拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”，现在理解也有些道理，原因是呼吸作用和物质的燃烧的共同点 （ ）都是物质的氧化分解过程 都能产生二氧化碳等产物 都能释放能量 都能产生ATP 都能在细胞外进行 都必须在细胞内进行A. B. C. D. 17、细胞的呼吸方式有所不同，细胞不同的呼吸方式也能产生相同的物质和能量的是 （ ）A. CO2和ATP B. C2H5OH和ATP C. 乳酸和ATP
22、D. 丙酮酸和热量18、有氧呼吸过程中，氧的作用是 （ ）参与酶的催化 在有氧的情况下，丙酮酸进入线粒体内生成CO2 与氢结合成水A. B. C. D. 19、在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程不生成A. ATP B. 乳酸 C. 三碳化合物 D. CO220、按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养810小时，并对实验结果进行分析。实验材料取样处理分组培养液供氧情况适宜浓度的酵母菌液50 mL破碎细胞（细胞不完整）甲25 mL75 mL无氧乙25 mL75 mL通氧50 mL未处理丙25 mL75 mL无氧丁25 mL75 mL通氧下列叙述正确的是A. 甲组不产生CO2
23、而乙组产生 B. 甲组的酒精产量与丙组相同C. 丁组的能量转换率与丙组相同 D. 丁组的氧气消耗量大于乙组二、非选择题21、（1）如图表示A、B两种植物在光照等其他条件适宜的情况下，光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。据图判断在CO2浓度为（接近大气中的CO2浓度）时，光合作用强度较高的植物是_。（2）若将上述两种植物幼苗置于同一密闭的玻璃罩中，在光照等其他条件适宜的情况下，一段时间内，生长首先受到影响的植物是_，原因是 _。（3）当植物净固定CO2的量为0时，表明植物_。22、智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产。该项技术广泛应用于现代农业中。（1）无土栽培所用营养液中的无机盐
24、在植物体内的作用是_和_。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整_。供作物_性吸收无机盐离子。（2）营养液中某些无机盐离子的浓度比根细胞内的低，植物仍可通过_的方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是_，其生理原因是_。（3）如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，可采取_措施，保证作物的最大光合速率，如遇连续阴天，温室需补光，选用_光最有效。23、在充满N2与CO2的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合速
25、率变化曲线如下图，请回答问题。（1）68h间，光合速率 （大于、小于）呼吸速率，容器内的O2含量 ，CO2含量 ，植株干重 。（2）910h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是 ；10h时不再产生ATP的细胞器是 ；若此环境因素维持不变，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即 停止ATP的合成， 成为ATP合成的唯一场所。（3）若在8h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。*24、请回答与光合作用有关的问题：（1）甲、乙、丙三种植物的光合作用强度与光照强度的关系如图所示。据图回答： 强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是 。乙植物达到最
26、大光合作用强度所需的最低光照强度是 （a、b、c、d）。当光照强度从a到b时， 植物的光合作用强度增加得最快。（2）植物光合作用产生的O2来自H2O还是来自CO2？请写出简单实验思路证明你的结论。*25、下图为高等绿色植物叶肉细胞中的部分代谢示意图；下图为不同光照强度下，测定绿色植物对CO2的吸收速率并绘制成的相应曲线。请据图回答问题。（1）图中的物质A是_，物质A在线粒体内彻底氧化分解需要的条件是_。（2）当光照强度处于图D点之后，对应图中的CO2的扩散途径有_（以字母表示）。（3）在图中的A点与D点之间，限制CO2吸收速率的主要环境因素是_，当光照强度达到D点以后，进一步增加绿色植物CO2
27、吸收速率的方法有_。（3）某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：_。需要特别注意的是，该实验需要在_的条件下进行。以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是（）A光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30相等B光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等【试题答案】1. C 2. D 3. B 4. A 5. B 6. B 7. C 8. C
28、 9. B 10. C 11. A 12. B 13. D 14. D 15. D 16. A 17. D 18. C 19. B 20. D21. （1）A （2）B 两种植物的光合作用强度对CO2浓度变化的响应特性不同，在低浓度CO2条件下，B植物利用CO2进行光合作用的能力弱，积累的光合产物少，故随着玻璃罩中CO2浓度的降低，B植物的生长首先受到影响。 （3）光合作用固定的CO2量与呼吸释放的CO2量相等22. （1）细胞的组成成分 调节植物的生命活动 营养液中无机盐的组成和比例（营养液的配方） 选择 （2）主动运输 根变黑（烂根） 根进行无氧呼吸，细胞内积累酒精（3）增大光照强度 CO2浓度 遮光 红（蓝紫）23. （1）大于 上升 下降 增加（2）光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质（3）呼吸速率下降，相关酶的活性因降温而下降24. （1）甲 c 甲（2）来自于H2O 分别将C18O2和H218O提供给
