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高考生物复习导学案
第2讲　细胞呼吸和光合作用
(聚焦新课标：2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能；2.2.4说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量)
1[纵引横连　建网络]
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
2[边角扫描　全面清]
提醒：判断正误并找到课本原话
1．重铬酸钾可以检测有无酒精存在，这一原理在日常生活中可以检测汽车司机是否喝酒。(P92结论、交流和应用)(　　)
2．线粒体一般均匀分布在细胞质中，但也可以定向运动到细胞代谢旺盛的部位。(P93小字)(　　)
3．对比实验有两个或两个以上的实验组，结果在事先都未知，探究某因素与实验对象的关系。(P93对比实验)(　　)
4．无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。(P94下部正文)(　　)
5．细胞呼吸中[H]的形成过程实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NADP＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADPH)。(P94上部相关信息)(　　)
6．(1)鸟类和哺乳动物需要维持体温的相对恒定，主要是靠细胞呼吸产生的热量来维持，一般是由ATP水解来供能的。(　　)
(2)酵母菌细胞破碎离心后，可分离成甲、乙、丙三部分，甲只含细胞质基质，乙只含细胞器，丙全有。加入葡萄糖溶液，在有氧条件下能产生二氧化碳和水的，只有丙。原因是细胞质基质的无氧呼吸在有氧时难以进行，而且也不产生水；葡萄糖又不能直接进入线粒体。(P96练习)(　　)
7．(1)一般情况下，光合作用利用的光都是可见光，也能利用紫外光。(P99学科交叉)(　　)
(2)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(注意它们的吸收光谱曲线图，波峰表示吸收多)。(P99正文)(　　)
8．光合作用中的[H]形成过程实际上是辅酶Ⅱ(NAD＋)与电子和质子(H＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADH)。(P103相关信息)(　　)
9．硝化细菌属于自养生物，能将土壤中的NH3氧化成HNO2进而将HNO2氧化成HNO3，释放出的化学能将CO2和H2O合成糖类。(P105正文下部)(　　)
10．科学家用含有14C的CO2追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径：CO2→C3→糖类。(P106练习)(　　)
11．夏季晴朗的白天的中午，有些植物会关闭气孔，这直接限制光反应；而早晨和黄昏，光照较弱，直接限制的是暗反应。(P106拓展题)(　　)
12．松土有利于植物根系有氧呼吸从而更好地吸收矿质元素，但不利于水土保持和减缓温室效应，因为植物和微生物有氧呼吸会产生更多二氧化碳。(P108知识迁移)(　　)
3[考点突破　固考基]
一、光合作用与细胞呼吸原理及关系图解
1．自绘简图——深化理解物质转变过程
填出图中序号代表的物质名称：①________，②________，③________，④________，⑤________，⑥________。
2．相应元素转移过程
3.能量转换过程
4．四种状况下“光合速率与呼吸速率”的关系
二、影响细胞呼吸和光合作用的因素及相关模型解读
1．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线
(1)甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关________来影响呼吸速率。
(2)乙图：①O2浓度＝0时，只进行________。
②0③O2浓度≥10%时，只进行________。
④O2浓度＝5%时，CO2的释放量最少。
(3)丙图：自由水含量较高时呼吸作用旺盛。
(4)丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有_______________________________________________________作用。
2．影响光合作用的三大因素的曲线分析
(1)光照强度：(如图1)
①原理：主要影响光反应阶段__________的产生。
②分析P点后的限制因素：
(2)CO2的浓度：(如图2)
①原理：影响暗反应阶段________的生成。
②分析P点后的限制因素：
(3)温度：通过影响________而影响光合作用(如图3)。
3．把握光合作用中C3、C5、[H]、ATP含量和(CH2O)合成量变化的四条曲线
(1)CO2供应不变，光照强度变化
(2)光照强度不变，CO2浓度变化
三、通过曲线分析植物光合作用与细胞呼吸的关系
1．自然环境中一昼夜植物的光合作用曲线
甲图：(1)a点：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。
(2)b点：上午6时左右，有微弱光照，开始进行光合作用。
(3)bc段(不含b、c点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(4)c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(5)ce段(不含c、e点)：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
(6)d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
(7)e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(8)ef段(不含e、f点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(9)fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
乙图：(1)积累有机物时间段：ce段。
(2)制造有机物时间段：bf段。
(3)消耗有机物时间段：Og段。
(4)一天中有机物积累最多的时间点：e点。
(5)一昼夜有机物的积累量表示为：SP－SM－SN(SP、SM、SN表示面积)。
2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化
(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。
(2)图甲中N点低于虚线，说明该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
(3)图乙中N点低于虚线，说明该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
3．解读总光合速率与呼吸速率的关系
(1)图示
(2)解读
①A点：____________。
②AB段：总光合速率<呼吸速率。
③B点：为____________，总光合速率＝呼吸速率。
④B点以后：总光合速率>呼吸速率。
⑤C点：为____________。
4．明确各种速率的表示方法及相互关系
(1)呼吸速率：有机物消耗量或__________、__________。
(2)净光合速率：有机物积累量、__________、CO2吸收量。
(3)总光合速率：有机物制造量或O2产生量、CO2固定量。
(4)总光合速率＝净光合速率＋________。
5．面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变 △面积 光(CO2)补偿点 光(CO2)饱和点
提高温度 减少 右移 左移
适当增大CO2 浓度(光照强度) 增加 左移 右移
适当减少CO2 浓度(光照强度) 减少 右移 左移
植物缺少Mg元素 减少 右移 左移
注：提高温度指在最适光合作用温度的基础上而适当提高；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
四、光合作用与细胞呼吸相关实验设计的六种方法总结
1．实验装置法(气体体积变化法)测定光合速率与呼吸速率
(1)测定装置
(2)测定方法及解读
a．测定呼吸强度
Ⅰ.装置中烧杯里放入适宜浓度的NaOH溶液：用于________；
Ⅱ.玻璃钟罩________处理，以排除光合作用的干扰；
Ⅲ.置于适宜温度环境中；
Ⅳ.红色液滴向________移动(代表呼吸耗氧量)。
b．测定净光合速率
Ⅰ.装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内________恒定，满足光合需求；
Ⅱ.必须给予较强光照处理，且温度适宜；
Ⅲ.红色液滴向________移动(代表净光合速率)。
(3)光合作用与呼吸作用实验设计中常用实验条件的控制方法
①增加水中氧气——泵入空气或放入绿色水生植物。
②减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水。
③除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。
④除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中。
⑤除去叶中叶绿素——酒精隔水加热。
⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。
⑦如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。
⑧线粒体的提取——细胞匀浆离心。
⑨保持容器中CO2体积不变——NaHCO3溶液。
2．黑白瓶法：取三个玻璃瓶，一个用黑胶布包上，并包以锡箔。从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的两个黑、白瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。
①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。
3．叶圆片称重法
测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
4．半叶法
将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超出部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。
5．叶圆片上浮法
首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理，然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作，最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间，或单位时间内上浮的叶片数量。
6．梯度法
用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的实验装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
7．光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧
(1)实验设计中必须注意三点
①变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。
②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
(2)解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。
4[深化思维　提素养]
1．海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？请说明原因。________________________________________________________________________
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2．光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是什么？
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3．若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下，水稻呼吸速率差异不明显，则与环境浓度CO2相比，在高浓度CO2条件下，相同时刻水稻的光反应速率________(填“较高”、“相同”或“较低”)，其原因是________________________________________________________________________
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4．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是________________________________________________________________________
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5．叶绿素b/叶绿素a的值可作为植物利用弱光能力的判断指标，研究人员发现遮光处理提高了西洋参叶绿素b/叶绿素a的值。可以通过光合色素的提取和分离实验验证该结论，阐明实验证据：________________________________________________________________________
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第2讲　细胞呼吸和光合作用
[纵引横连　建网络]
①分解有机物，释放能量　②有氧呼吸　③细胞质基质、线粒体
④C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量　⑤无氧呼吸　⑥细胞质基质　⑦C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量　⑧提供能量　⑨叶绿体　⑩同位素标记法　 叶绿体类囊体薄膜　 叶绿体基质　
[边角扫描　全面清]
1．√　2.√　3.√　4.√　5.×　6.(1)×　(2)√　7.(1)×　(2)√　8.×　9.√　10.√　11.×　12.√
[考点突破　固考基]
一、
1．O2　NADPH　C3　C5　C3H4O3　C2H5OH
2．(CH2O)　CO2　O2　H2O　[H]　(CH2O)　[H]　H2O
3．ATP、NADPH　有机物　ATP
二、
1．(1)酶的活性　(2)①无氧呼吸　②无氧呼吸　有氧呼吸　③有氧呼吸　(4)抑制
2．(1)①ATP和[H]　②温度、CO2浓度　色素的含量　(2)①C3　②温度、光照强度　酶的数量和活性　(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只进行细胞呼吸　③光补偿点　⑤光饱和点
4．(1)O2消耗量　CO2产生量　(2)O2释放量　(4)呼吸速率
四、
1．(2)吸收CO2　遮光　左　CO2浓度　右
[深化思维　提素养]
1．答案：有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
2．答案：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。
3．答案：较高　高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快，需光反应提供[H]和ATP增多，光反应增强
4．答案：同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低，所以呼吸作用强度比顶部叶片弱
5．答案：遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于自然光照组

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