資源簡介

高考生物復習導學案
第2講　細胞呼吸和光合作用
(聚焦新課標：2.2.3說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉化并儲存為糖分子中的化學能；2.2.4說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量)
1[縱引橫連　建網絡]
提醒：特設長句作答題，訓練文字表達能力
2[邊角掃描　全面清]
提醒：判斷正誤并找到課本原話
1．重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在，這一原理在日常生活中可以檢測汽車司機是否喝酒。(P92結論、交流和應用)(　　)
2．線粒體一般均勻分布在細胞質中，但也可以定向運動到細胞代謝旺盛的部位。(P93小字)(　　)
3．對比實驗有兩個或兩個以上的實驗組，結果在事先都未知，探究某因素與實驗對象的關系。(P93對比實驗)(　　)
4．無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。(P94下部正文)(　　)
5．細胞呼吸中[H]的形成過程實際上是氧化型輔酶Ⅰ(NADP＋)轉化成還原型輔酶Ⅰ(NADPH)。(P94上部相關信息)(　　)
6．(1)鳥類和哺乳動物需要維持體溫的相對恒定，主要是靠細胞呼吸產生的熱量來維持，一般是由ATP水解來供能的。(　　)
(2)酵母菌細胞破碎離心后，可分離成甲、乙、丙三部分，甲只含細胞質基質，乙只含細胞器，丙全有。加入葡萄糖溶液，在有氧條件下能產生二氧化碳和水的，只有丙。原因是細胞質基質的無氧呼吸在有氧時難以進行，而且也不產生水；葡萄糖又不能直接進入線粒體。(P96練習)(　　)
7．(1)一般情況下，光合作用利用的光都是可見光，也能利用紫外光。(P99學科交叉)(　　)
(2)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光(注意它們的吸收光譜曲線圖，波峰表示吸收多)。(P99正文)(　　)
8．光合作用中的[H]形成過程實際上是輔酶Ⅱ(NAD＋)與電子和質子(H＋)結合，形成還原型輔酶Ⅱ(NADH)。(P103相關信息)(　　)
9．硝化細菌屬于自養生物，能將土壤中的NH3氧化成HNO2進而將HNO2氧化成HNO3，釋放出的化學能將CO2和H2O合成糖類。(P105正文下部)(　　)
10．科學家用含有14C的CO2追蹤光合作用中的碳原子，這種碳原子的轉移途徑：CO2→C3→糖類。(P106練習)(　　)
11．夏季晴朗的白天的中午，有些植物會關閉氣孔，這直接限制光反應；而早晨和黃昏，光照較弱，直接限制的是暗反應。(P106拓展題)(　　)
12．松土有利于植物根系有氧呼吸從而更好地吸收礦質元素，但不利于水土保持和減緩溫室效應，因為植物和微生物有氧呼吸會產生更多二氧化碳。(P108知識遷移)(　　)
3[考點突破　固考基]
一、光合作用與細胞呼吸原理及關系圖解
1．自繪簡圖——深化理解物質轉變過程
填出圖中序號代表的物質名稱：①________，②________，③________，④________，⑤________，⑥________。
2．相應元素轉移過程
3.能量轉換過程
4．四種狀況下“光合速率與呼吸速率”的關系
二、影響細胞呼吸和光合作用的因素及相關模型解讀
1．把握影響細胞呼吸的“四類”曲線
(1)甲圖：溫度通過影響與細胞呼吸有關________來影響呼吸速率。
(2)乙圖：①O2濃度＝0時，只進行________。
②0③O2濃度≥10%時，只進行________。
④O2濃度＝5%時，CO2的釋放量最少。
(3)丙圖：自由水含量較高時呼吸作用旺盛。
(4)丁圖：CO2是細胞呼吸的產物，對細胞呼吸具有_______________________________________________________作用。
2．影響光合作用的三大因素的曲線分析
(1)光照強度：(如圖1)
①原理：主要影響光反應階段__________的產生。
②分析P點后的限制因素：
(2)CO2的濃度：(如圖2)
①原理：影響暗反應階段________的生成。
②分析P點后的限制因素：
(3)溫度：通過影響________而影響光合作用(如圖3)。
3．把握光合作用中C3、C5、[H]、ATP含量和(CH2O)合成量變化的四條曲線
(1)CO2供應不變，光照強度變化
(2)光照強度不變，CO2濃度變化
三、通過曲線分析植物光合作用與細胞呼吸的關系
1．自然環境中一晝夜植物的光合作用曲線
甲圖：(1)a點：凌晨3時～4時，溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。
(2)b點：上午6時左右，有微弱光照，開始進行光合作用。
(3)bc段(不含b、c點)：光合作用強度小于細胞呼吸強度。
(4)c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。
(5)ce段(不含c、e點)：光合作用強度大于細胞呼吸強度。
(6)d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現“午休”現象。
(7)e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。
(8)ef段(不含e、f點)：光合作用強度小于細胞呼吸強度。
(9)fg段：沒有光照，光合作用停止，只進行細胞呼吸。
乙圖：(1)積累有機物時間段：ce段。
(2)制造有機物時間段：bf段。
(3)消耗有機物時間段：Og段。
(4)一天中有機物積累最多的時間點：e點。
(5)一晝夜有機物的積累量表示為：SP－SM－SN(SP、SM、SN表示面積)。
2．密閉環境中一晝夜CO2和O2含量的變化
(1)光合速率等于呼吸速率的點：C、E。
(2)圖甲中N點低于虛線，說明該植物一晝夜表現為生長，其原因是N點低于M點，一晝夜密閉容器中CO2濃度減小，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。
(3)圖乙中N點低于虛線，說明該植物一晝夜不能生長，其原因是N點低于M點，一晝夜密閉容器中O2濃度減小，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長。
3．解讀總光合速率與呼吸速率的關系
(1)圖示
(2)解讀
①A點：____________。
②AB段：總光合速率<呼吸速率。
③B點：為____________，總光合速率＝呼吸速率。
④B點以后：總光合速率>呼吸速率。
⑤C點：為____________。
4．明確各種速率的表示方法及相互關系
(1)呼吸速率：有機物消耗量或__________、__________。
(2)凈光合速率：有機物積累量、__________、CO2吸收量。
(3)總光合速率：有機物制造量或O2產生量、CO2固定量。
(4)總光合速率＝凈光合速率＋________。
5．面積法快速分析坐標圖中光補償點、光飽和點的移動
據圖可知，OA表示細胞呼吸釋放的CO2量，由光(CO2)補償點到光(CO2)飽和點圍成△BCD面積代表凈光合作用有機物的積累量。改變影響光合作用某一因素，對補償點和飽和點會有一定的影響，因此凈光合作用有機物的積累量也會隨之變化。具體分析如下表所示：
條件改變 △面積 光(CO2)補償點 光(CO2)飽和點
提高溫度 減少 右移 左移
適當增大CO2 濃度(光照強度) 增加 左移 右移
適當減少CO2 濃度(光照強度) 減少 右移 左移
植物缺少Mg元素 減少 右移 左移
注：提高溫度指在最適光合作用溫度的基礎上而適當提高；光照強度或CO2濃度的改變均是在飽和點之前。
四、光合作用與細胞呼吸相關實驗設計的六種方法總結
1．實驗裝置法(氣體體積變化法)測定光合速率與呼吸速率
(1)測定裝置
(2)測定方法及解讀
a．測定呼吸強度
Ⅰ.裝置中燒杯里放入適宜濃度的NaOH溶液：用于________；
Ⅱ.玻璃鐘罩________處理，以排除光合作用的干擾；
Ⅲ.置于適宜溫度環境中；
Ⅳ.紅色液滴向________移動(代表呼吸耗氧量)。
b．測定凈光合速率
Ⅰ.裝置燒杯中放入適宜濃度的NaHCO3溶液，用于保證容器內________恒定，滿足光合需求；
Ⅱ.必須給予較強光照處理，且溫度適宜；
Ⅲ.紅色液滴向________移動(代表凈光合速率)。
(3)光合作用與呼吸作用實驗設計中常用實驗條件的控制方法
①增加水中氧氣——泵入空氣或放入綠色水生植物。
②減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水。
③除去容器中二氧化碳——氫氧化鈉溶液。
④除去葉中原有淀粉——置于黑暗環境中。
⑤除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱。
⑥除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光。
⑦如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。
⑧線粒體的提取——細胞勻漿離心。
⑨保持容器中CO2體積不變——NaHCO3溶液。
2．黑白瓶法：取三個玻璃瓶，一個用黑膠布包上，并包以錫箔。從待測的水體深度取水，保留一瓶以測定水中原來的溶氧量(初始值)。將剩余的兩個黑、白瓶沉入取水深度，經過一段時間，將其取出，并進行溶氧量的測定。
①有初始值的情況下，黑瓶中氧氣的減少量為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。
②沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現有氧氣量與黑瓶中測得的現有氧氣量之差即總光合作用量。
3．葉圓片稱重法
測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。
凈光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
4．半葉法
將植物對稱葉片的一部分(A)遮光或取下置于暗處，另一部分(B)則留在光下進行光合作用(即不做處理)，并采用適當的方法阻止兩部分的物質和能量轉移。一定時間后，在這兩部分葉片的對應部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB，開始時二者相應的有機物含量應視為相等，照光后的葉片重量大于暗處的葉片重量，超出部分即為光合作用產物的量，再通過計算可得出光合速率。
5．葉圓片上浮法
首先通過對葉片打孔、抽氣、沉底的材料處理，然后根據不同的實驗目的給予不同的單一變量操作，最后觀察并記錄葉片上浮所用的平均時間，或單位時間內上浮的葉片數量。
6．梯度法
用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的實驗裝置，可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。
7．光合作用與細胞呼吸實驗的設計技巧
(1)實驗設計中必須注意三點
①變量的控制手段，如光照強度的強弱可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調節。
②對照原則的應用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進行實驗，而應該用一系列裝置進行相互對照。
③無論哪種裝置，在光下測得的數值均為“凈光合作用強度”值。
(2)解答光合作用與細胞呼吸的實驗探究題時必須關注的信息是加“NaOH”還是加“NaHCO3”；給予“光照”處理還是“黑暗”處理；是否有“在溫度、光照最適宜條件下”等信息。
4[深化思維　提素養]
1．海洋中的藻類植物，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布依次是淺、中、深，這與光能的捕獲有關嗎？請說明原因。________________________________________________________________________
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2．光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，一定時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發現，僅僅30 s的時間，放射性代謝產物多達幾十種。縮短時間到7 s，發現放射性代謝產物減少到12種，想要探究CO2轉化成的第一個產物是什么，可能的實驗思路是什么？
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________________________________________________________________________
3．若在環境濃度CO2和高濃度CO2條件下，水稻呼吸速率差異不明顯，則與環境濃度CO2相比，在高濃度CO2條件下，相同時刻水稻的光反應速率________(填“較高”、“相同”或“較低”)，其原因是________________________________________________________________________
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4．同一植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱，其內部原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．葉綠素b/葉綠素a的值可作為植物利用弱光能力的判斷指標，研究人員發現遮光處理提高了西洋參葉綠素b/葉綠素a的值。可以通過光合色素的提取和分離實驗驗證該結論，闡明實驗證據：________________________________________________________________________
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第2講　細胞呼吸和光合作用
[縱引橫連　建網絡]
①分解有機物，釋放能量　②有氧呼吸　③細胞質基質、線粒體
④C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量　⑤無氧呼吸　⑥細胞質基質　⑦C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量　⑧提供能量　⑨葉綠體　⑩同位素標記法　 葉綠體類囊體薄膜　 葉綠體基質　
[邊角掃描　全面清]
1．√　2.√　3.√　4.√　5.×　6.(1)×　(2)√　7.(1)×　(2)√　8.×　9.√　10.√　11.×　12.√
[考點突破　固考基]
一、
1．O2　NADPH　C3　C5　C3H4O3　C2H5OH
2．(CH2O)　CO2　O2　H2O　[H]　(CH2O)　[H]　H2O
3．ATP、NADPH　有機物　ATP
二、
1．(1)酶的活性　(2)①無氧呼吸　②無氧呼吸　有氧呼吸　③有氧呼吸　(4)抑制
2．(1)①ATP和[H]　②溫度、CO2濃度　色素的含量　(2)①C3　②溫度、光照強度　酶的數量和活性　(3)酶的活性
3．(1)a.C3　b．C5、[H]、ATP、(CH2O)合成量　c．C5、[H]、ATP、(CH2O)合成量　d．C3　(2)a.C5、[H]、ATP　b．C3、(CH2O)合成量　c．C3、(CH2O)合成量　d．C5、[H]、ATP
三、
3．(2)①只進行細胞呼吸　③光補償點　⑤光飽和點
4．(1)O2消耗量　CO2產生量　(2)O2釋放量　(4)呼吸速率
四、
1．(2)吸收CO2　遮光　左　CO2濃度　右
[深化思維　提素養]
1．答案：有關。不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍、綠部分的吸收，即到達深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。
2．答案：不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO2轉化成的第一個產物。
3．答案：較高　高濃度CO2條件下水稻暗反應速率加快，需光反應提供[H]和ATP增多，光反應增強
4．答案：同一植株的底部葉片衰老，酶活性降低，所以呼吸作用強度比頂部葉片弱
5．答案：遮光組濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍綠色的色素帶寬度的比值大于自然光照組

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