（名师策划）高中生物 二轮专题05 光合作用和细胞呼吸教案 新人教版

1 专题专题 0505 光合作用和细胞呼吸光合作用和细胞呼吸 一 考纲解读 一 呼吸作用 考纲下载考纲下载考纲解读考纲解读命题规律命题规律命题趋势命题趋势 1 细胞呼吸 1 理解细胞呼吸过程 中物质与能量的转 换过程并设计实验 探究影响细胞呼吸 的因素 2 会设计实验探究酵 母菌的呼吸方式 并能对已设计好的 装置进行分析 3 酵母菌的呼吸特点 及其探究实验中有 氧与无氧条件的控 制方法 1 常考内容 近五年 课标高考试题涉及 的考点主要集中在 主要侧重于考查细 胞呼吸的种类 过 程 场所 条件及 能量应用 共出现 19 次 如 2012 广 东卷 26 2012 江 苏单科 24 2011 安徽理综 3 2011 山东理综 4 等 2 考查热点题型 以 选择题为主 单科 卷每题分值 1 3 分 理综卷每题分 值 4 分或 6 分 非 选择题主要与光合 作用结合起来进行 考查 3 能力要求 本专题 试题的能力考查集 中在理解和实验探 1 命题趋势 光 合作用原理和 在实践中的应 用仍然是考查 的重点所在 2 热点预测 预 计 2014 年高考 对细胞呼吸的 考查 还将将 继续与光合作 用相结合 联 系生产生活实 际以实验分析 或图表曲线的 形式综合考查 探究酵母菌 的呼吸方式 考点主要包括 对比实验设计 的规律方法 实验变量 有 氧和无氧条件 的确定与控制 2 2 实验 探究酵母 菌的呼吸方式 究探究层次 相关 考题的难度中等 实验结果的检 测手段 以及 实验预测 推 断及相关结论 的得出和分析 等 试题既有 选择题 也有 非选择题 二 光合作用 考纲下载考纲解读命题规律命题趋势 1 光合作用的基 本过程 1 识记光合作用光反 应和暗反应的场所 条件 物质与能量 转换 2 影响光合作用的各 种因素及其在生产 实践中的应用 3 联系教材光合作用 的发现中涉及到的 实验 特别是萨克 斯的实验 恩格尔 曼的实验处理过程 1 常考内容 知识点 主要侧重于考查光 合作用探究历程中 的经典实验及分析 光反应与暗反应的 场所 条件 物质 与能量转换 影响 光合速率的因素 叶绿素的种类 作 用及提取与分离过 程中的注意事项 共出现 60 次 如 1 命题趋势 主要考查叶 绿体中色素的作 用及其提取和分 离 有关光合探 究的几个经典实 验分析 光合作 用过程和影响光 合作用的的因素 考题选择题 3 2 影响光合作用 速率的环境因素 3 实验 叶绿体色 素的提取和分离 高考试题往往以这 些经典实验为典范 经过改变处理 以 新的情境 新的问 题考查同学们对这 些处理过程涉及的 实验手段和实验思 想的理解 4 掌握叶绿体色素的 提取和分离实验的 原理 试剂 基本 操作及实验结果 2012 海南卷 8 2012 天津理综 卷 5 2012 广东单 科卷 26 2012 山 东理综 2 等 2 考查热点题型 命题的形式既有选择 题 也有简答题 但 往往以简答题为主 简答题常与细胞呼吸 的过程相联系 3 能力要求 本专题 试题的能力考查集 中在理解和实验探 究探究层次 相关 考题的难度较大 非选择题都有出 现 主要是非选 择题 2 热点预测 预 计 2014 年高考 对光合作用的 考查 还将集 中在将继续与 细胞呼吸相结 合 联系生产 生活实际以实 验分析或图表 曲线的形式综 合考查 试题 的灵活性强 分值稳定 难 度系数维持在 0 62 左右 二 热点热点题型分析 热点题型一热点题型一 明确光合作用的场所与原理 解答光合作用过程中的物质变化和能量转明确光合作用的场所与原理 解答光合作用过程中的物质变化和能量转 化问题化问题 例例 1 1 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 解析解析 本题考查叶绿体的结构及功能 掌握光反应和暗反应的场所及相关产物是 4 正确解题的基础 叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上 水光解在特殊的叶绿素 a 的作 用下实现 因此 光反应在类囊体膜上进行 产物包括 O2 ATP 和 NADPH 暗反应是酶促 反应 包括 CO2的固定和淀粉等有机物的合成 在叶绿体基质中进行 答案答案 D 例例 2 2 根据下面的光合作用图解判断 相关说法不正确的是 A 过程发生于叶绿体基质中 B 过程发生于叶绿体类囊体薄膜上 C 图示 依次为 H ATP CO2 CH2O D 不仅用于还原 C3化合物 还可用于矿质离子吸收等 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 1 1 光合作用的场所 条件 物质与能量转化光合作用的场所 条件 物质与能量转化 光反应暗反应 5 场所叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质中 条件光 色素和酶等酶 ATP 和 H 物质 变化 水光解产生 H 和 O2 ADP 和 Pi 合成 ATP CO2的固定 CO2 C52C3 C3的还原 2C3 HCH2O C5 能量 变化 光能 电能 活跃的化学能 活跃的化学能 有机物中稳定的化 学能 2 2 光合作用过程中 瞬时改变条件 其它条件适宜 时相关物质含量的动态变化光合作用过程中 瞬时改变条件 其它条件适宜 时相关物质含量的动态变化 瞬时改变条件 C3C5 H 和 ATP 光照停止 减弱 增加下降 没有 减少 光照增强减少增加增加 停止供应 CO2减少增加增加 增加 CO2供应增加减少减少 方法技巧 对光合作用中 H ATP C3和 C5含量变化的判断 可以光合作用过程图解为线索 围 绕影响光合作用的光照强度和 CO2浓度展开 热点题型二热点题型二 分类对比 解答细胞呼吸过程中的物质与能量问题分类对比 解答细胞呼吸过程中的物质与能量问题 例例 1 1 按下表设计进行实验 分组后 在相同的适宜条件下培养 8 10 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 6 甲 25 mL75 mL 无氧 50 mL 破碎细胞 细胞不完整 乙 25 mL75 mL 通氧 丙 25 mL75 mL 无氧 适宜浓度 酵母菌液 50 mL 未处理 丁 25 mL75 mL 通氧 下列叙述正确的是 A 甲组不产生 CO2而乙组产生B 甲组的酒精产量与丙组相同 C 丁组能量转化率与丙组相同D 丁组的氧气消耗量大于乙组 例例 2 2 下图中 甲 乙两图都表示某植物的非绿色器官 CO2释放量和 O2吸收量的变化 相关叙述不正确的是 A 甲图中氧浓度为 a 时的情况对应乙图中的 A 点 B 甲图中氧浓度为 b 时的情况对应乙图中的 CD 段 C 甲图的 a b c d 四个浓度中 c 是最适合贮藏的 D 甲图中氧浓度为 d 时没有酒精产生 7 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 1 1 有氧呼吸有氧呼吸 第一阶段第二阶段第三阶段 场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜 反应物葡萄糖丙酮酸和水 H 和 O2 生成物丙酮酸 H CO2 H H2O 生成 ATP 数量少量少量大量 是否需氧否否是 反应式 C6H12O6 6H2O 6O26CO2 12H2O 能量 注意 反应式中前后的水不可消去 不能用等号 要用箭头 反应式后面的能 量不能写成 ATP 条件是酶不可省去 2 2 无氧呼吸无氧呼吸 第一阶段第二阶段 场所细胞质基质细胞质基质 反应物葡萄糖丙酮酸 生成物 丙酮酸 H 酒精和 CO2或乳酸 生成 ATP 数量少量少量 反应式 在动物细胞 马铃薯块茎和玉米胚乳中 C6H12O6C3H6O3 乳酸 少量能量 在酵母菌或植物的根中 C6H12O6C2H5OH CO2 少量能量 8 例例 1 1 下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系 相关说法正确的是 A 1 5 过程都能为绿色植物的各种生命活动提供能量 B 具有细胞结构的生物都能进行的过程是 3 C 1 3 和 4 过程产的 H 都能与氧结合产生水 D 某植物细胞内 1 过程产生的 O2若参与到 5 过程中需穿越 4 层磷脂分子 例例 2 2 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的过程发生在线粒体中 C 光合作用过程中光能转变成化学能 细胞呼吸过程中化学能转变成热能和 ATP D 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 9 例例 3 3 图甲表示利用溶液培养法栽培某植物的简图 图乙表示植物光合作用强度与光照 强度的关系 请分析回答问题 若用放射性 32P 标记培养液中的 KH2PO4 则一段时间后 在叶肉细胞中能够检测到 放射性的结构或物质有 A 核糖核酸B 脂肪C ATPD 高尔基体E 辅酶 F 核糖 若该装置不通气 则培养一段时间后发现叶片发黄 此时培养液中不缺 Mg2 分 析其原因可能是 正常通气状况下 当植物缺乏 Mg2 时 图乙中曲线 b 点位 置应 填 左称 右移 或 不变 在曲线 b 点 该植物叶肉细胞中能够产生 ATP 的部位是 已知该植物光合作用和呼吸作用最适温度分别为 25 和 30 乙图曲线表示该植物 在 25 时光合作用强度与光照强度的关系 若将温度提高到的 30 条件下 原光照强度和 CO2浓度不变 理论上图中相应点的移动分别是 a 点 b 点 d 点 填 上移 下移 左移 右移 或 不动 10 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 光合作用和细胞呼吸的区别和联系光合作用和细胞呼吸的区别和联系 绿色植物 比较光合作用细胞呼吸 场所叶绿体细胞质基质和线粒体 原料CO2和 H2O C6H12O6 或和 O2 C6H12O6是光 合作用的产物 其中所含的能量最终 来自光能 区 别 条件光能 酶酶 联系 CH2O 和 O2 CH2O 中的 能量由光能转化而来 CH2O 可以为细胞呼吸提供 原料 CO2和 H2O 或 C3H6O3 或 C2H5OH 和 CO2 C3H6O3和 C2H5OH 中含有的能量最 终来自光能 方法技巧 注意提高获取信息的能力 准确获取图文信息 尤其是光合作用和细胞呼吸的过程图 解 光照强度 CO2浓度对光合作用影响曲线中的补偿点 饱和点 细胞呼吸作用点的含义 热点题型四热点题型四 把握光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化 解答有关计算题把握光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化 解答有关计算题 11 例例 1 1 将某种绿色植物的叶片 放在特定的实验装置中 研究其在 10 20 的温 度条件下 分别置于 5klx 10klx 光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用 结果如图 据图所作的推测中 正确的是 A 该叶片在 20 10klx 的光照下 每小时光合作用固定的 CO2量约是 8 25mg B 该叶片在 5klx 光照下 10 时积累的有机物比 20 时少 C 该叶片在 10 5klx 的光照下 每小时光合作用所产生的氧气量是 3mg D 通过实验可知 叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比 例 2 在一定浓度的 CO2和适当的温度条件下 测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下 的光合作用速度 结果如下表 表中负值为 CO2释放量 正值为 CO2吸收量 请据表回答 光照强度 1 03 05 07 08 010 0 光合作用速率 CO2 mg 100cm2叶 小时 2 0 2 0 6 0 10 0 12 0 12 0 在坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光合作用速度的关系图 12 该植物叶片的呼吸速度是 CO2mg 100cm2叶 小时 在光照强度为 千勒克司时 该植物叶片光合生成量和呼吸消耗量相等 在一天中 将该植物叶片置于 10 千勒克司光照下 10 小时 其余时间置于黑暗中 则每 100cm2叶片产生的葡萄糖中有 mg 将转化为淀粉 保留至小数点后一位 据图分析 在 0 8 千勒克司范围内 光合作用速度受 因素影响 超过 8 千勒 克司时 光合作用速度受 因素影响 例例 3 3 回答下列有关细胞代谢的问题 材料一材料一 图甲表示在最适光合温度下某植物光合作用速率与光照强度之间的关系 在光照强度为 5 千勒克司时 光照半小时该植物经光合作用制造的葡萄糖数量为 用 CO2消耗量表示 13 光照强度由 1 千勒克司增强至 3 千勒克司时 叶绿体内 C3的含量 若将 CO2 提高到 1 则 A 点的位置将 C 点将 材料二材料二 森林中 阳光可能会穿过森林中的空隙 在地上投下 光斑 它们随着太 阳的运动和枝叶的摆动而移动 图乙显示了在 光斑 照耀前后一株生长旺盛的植物光合 作用过程中吸收 CO2和释放 O2的情况 光斑 照耀开始时 CO2吸收速率和 O2的释放速率分别发生了什么变化 此时限制光合作用产物 糖类 合成的主要因素是 当 光斑 移开时 O2的释放速率立刻恢复原水平的原因是 而 CO2吸收速率延续了一段时间后才下降 原因是 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 植物的植物的光合作用强度光合作用强度 常用光合速率衡量光合作用强度的大小 光合速率则用单位时间 单位叶面积的 CO2 吸收量或 O2的释放量或干物质的积累量 由于植物在进行光合作用的同时 也可能进行细 胞呼吸 光合作用吸收 CO2 而呼吸作用放出 CO2 在暗处 植物只进行细胞呼吸而没有光合作用 光合作用速率为零 此时测得的 CO2的吸收量或 O2的释放量或干物质的积累量均为负值 为植物的呼吸作用速率 14 在光下 植物同时进行光合作用和呼吸作用 此时测得的数值为光合作用与细胞呼 吸的代数和 即净光合作用强度 若用 CO2消耗量或 O2释放量为指标表示光合作用强度 总光合作用强度与净光合作用强度 呼吸作用强度之间存在如下关系 植物释放 O2量 净光合作用强度或表观光合作用强度 光合作用产生 O2的量 光 合作用总量或实际光合强度 呼吸耗 O2量 光合作用总量 消耗 CO2量 呼吸释放 CO2量 植物吸收 CO2量 易错指导 解题时 容易混淆 释放 O2量 与 产生 O2量 固定 CO2量 与 吸 收 CO2量 总光合作用 与 净光合作用 表观光合作用 与 实际光合作用 导致 出错 热点题型五热点题型五 理解曲线关键点 准确解答光合作用曲线题理解曲线关键点 准确解答光合作用曲线题 例 1 下图为光照强度与光合作用固定 CO2的量 光合量 之间的关系 对这一曲线 的叙述 错误的是 A 在 A 点时 光合量与呼吸量相等 B 在过 B 点后 再提高光照强度 光合量不再提高 C 在 B 点时 总的光合量为 7mg m2 h D 在 A 点时 总的光合量为 0 例例 2 2 下图表示棉花在夏季晴朗无云的一天中光合作用强度的变化曲线 请回答 15 棉花一天中积累有机物最多的时刻是 在 12 00 左右出现光合作用强度 低谷 此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多 请比较图中 B C 两个点对应的时刻 时刻叶肉细胞之间的 CO2浓度相对较高 时 刻叶肉细胞叶绿体中 C5 五碳化合物 的含量相对较大 研究发现 在其他环境因子相对稳定时 植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关 闭的主要因素 请据此推测图中 C D 两个点对应的时刻中 时刻根系部位土壤溶液的 浓度较高 根据上图 若要增加温室作物的产量 我们可采取何种措施 回答两点 16 例例 3 3 甲 乙 丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如下图所示 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 植物光合作用强度增加的最快 17 热点题型攻略热点题型攻略 知识储备 影响光合作用的环境因素影响光合作用的环境因素 因素原理图像应用 光照 强度 通过影响光反应阶段中 ATP 及 NADPH 的产生 制约暗反 应的进行 光照强度大于光 补偿点 植物才能生长 延长光合作用时间 通过 轮作 延长全年内单位土 地面积上绿色植物进行光 合作用的时间 CO2浓 度 影响暗反应阶段 制约 C3化 合物生成 大气中 CO2浓度过 低时 OA 段 植物无法进行光 合作用 大田中增加空气流动 以增大 CO2浓度 温室中可增施有机肥 以增大 CO2浓度 温度 通过影响酶活性影响光合作 用 主要影响酶促反应 如 暗反应 大田中适时播种 温室中 增加昼夜温差 增多有机物积累 必需 矿质 元素 矿质元素是形成与光合作用 有关的化合物 对光合作用 造成直接或间接影响 如 K 对光合产物的运输和积累有 影响 合理施肥促进叶面积增大 提高酶合成速率 增加光 合作用速率 施用有机肥 微生物分解后既可补充 CO2 又可提供各种矿质元素 方法技巧 明标 即关注横坐标和纵坐标所表示的因素 找点 即找出曲线中的起点 止点 顶点 交点和转折点等关键点 如光照强度或 CO2浓度对光合作用强度影响曲线中 在光照强度或 CO2浓度为 0 时 曲线在纵坐标上的点 表示细胞呼吸所释放的 CO2量或消耗的 O2量 18 理解曲线含义 即找出曲线形状及上升 下降或波动等变化趁势 并找出其变化的 原因 如夏天一天中的光合作用中 往往会出现 M 型变化 其 午休 效应出现的关键 是缺水导致气孔关闭使得 CO2供应不足 在多种因素影响时 找出曲线的限制因素 方法是对纵坐标或横坐标作垂线 或者 只看某一条曲线的变化 从而将多因素转变为单一因素的影响 进而确定限制因素 热点题型六热点题型六 掌握光合作用和细胞呼吸的原理与过程 解答相关实验题掌握光合作用和细胞呼吸的原理与过程 解答相关实验题 例 1 为探究影响光合作用强度的因素 将同一品种玉米苗置于 25 条件下培养 实验结果如图所示 请回答 与 D 点相比 B 点条件下限制玉米 CO2吸收量的因素是 C 点条件下限制玉 米 CO2吸收量的主要因素是 实验结果表明 在 的条件下施肥效果明显 除本实验所涉及的因素外 从 增加光合面积的角度考虑 采取 措施能提高玉米的光能利用率 例例 2 2 下图中 图甲为测定光合作用速度的装置 在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧 化碳缓冲液 试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得 在 不同 19 强度的光照条件下 测得的气体体积如图乙所示 标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置 实验时 试管内变化的气体是 若此时图 1 植物光照强度为 15 千勒克司 则 1 小时光合作用产生的气体量为 毫 升 若此时植物叶片的呼吸熵 CO2 O2 为 0 8 呼吸时产生的 CO2和消耗的 O2的比值 那么植物光合作用除自身呼吸提供的 CO2外 植物还需从外界吸收 CO2 毫升 为了防止无关因子对实验结果的干扰 本实验还应没置对照实验 对照实验装置与 实验组装置的区别是 如果对照组在相同光照情况下 刻度管中的红色液滴较之 实验组向右移了 5 毫升 其原因是 如果将试管中的 CO2缓冲液改为无菌水 则实验测得的数据指标是 值 该 方法测得的实验数据不能较准确说明光合作用速率变化 原因是 热点题型攻略热点题型攻略 方法技巧 在进行相关实验时 一是应明确所需探究的问题 理解实验原理 确定实验的单一变 20 量 即探究的问题是什么 是光照强度 温度 O2浓度或者 CO2浓度对实验的影响 二是 在确定单一变量后 根据单一变量设置对照 并保证其它无关变量相同且适宜 三是应依 据实验原理 合理确定实验现象的观察方法 如例 2 中通过观察有色液滴的移动来判断内 部发生的变化 四是合理分析实验现象和数据 得出相关结论 如例 1 中根据所得曲线进 行分析 易错指导 变量分析不到位 不能准确地控制自变量 无关变量 检测因变量 不能科学地安排 实验设计步骤 对实验结果和现象分析到位 是导致出错的主要原因 热点题型七热点题型七 酵母菌呼吸方式的实验探究题酵母菌呼吸方式的实验探究题 例例 1 1 如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置 以下说法中正确的是 A 两个装置均需要在黑暗条件下进行 B 装置乙在 瓶处可检测到有酒精生成 C 装置乙中应让 瓶先放置一会儿再与 瓶连接 D 装置甲中 NaOH 的作用是吸收 瓶处的 CO2 例例 2 2 下图为探究酵母菌进行的细胞呼吸类型的装置图 下列现象中能说明酵母菌既进 行需氧呼吸 同时又进行厌氧呼吸的是 21 A 装置 1 中液滴左移 装置 2 中液滴不移B 装置 1 中液滴左移 装置 2 中液滴右移 C 装置 1 中液滴不动 装置 2 中液滴右移D 装置 1 中液滴右移 装置 2 中液滴左 移 例例 3 3 右