2019-2020年高三生物二轮复习 第一部分 知识落实篇 专题二 细胞的代谢 第2讲 光合作用和细胞呼吸讲解

2019-2020年高三生物二轮复习第一部分知识落实篇专题二细胞的代谢第2讲光合作用和细胞呼吸讲解1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。

2．影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。

3．细胞呼吸(Ⅱ)。

1．(xx·福建卷)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。

为测定RuBP 羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。

下列分析错误的是(B)A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高解析：由题意可知，该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中的CO2的固定，反应场所是叶绿体基质，A正确；暗反应指反应过程不依赖光照条件，有没有光，反应都可进行，B 错误；对14CO2中的C元素进行同位素标记，检测14C3的放射性强度，可以用来测定RuBP羧化酶的活性，C正确；14C3的生成量的多少表示固定过程的快慢，可以说明该酶活性的高低，D正确。

2．(xx·安徽卷)下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。

下列叙述正确的是(C)A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类C．被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高解析：根据图示可知：CO2＋C5→2C3是二氧化碳的固定，ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A错误；CO2＋C5→2C3是二氧化碳的固定，[H] 不参与CO2的固定反应，B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下，可以再形成C5，称为卡尔文循环，C正确；光照强度由强变弱时，在短时间内，造成[H]和ATP减少，C5的合成速率下降，而其分解速率不变，所以C5的含量会下降，D错误。

3．(xx·重庆卷)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。

在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应的变化。

下列叙述错误的是(B)适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图A. 黑暗条件下①增大，④减小B．光强度低于光补偿点时，①、③增大C．光强度等于光补偿点时，②、③保持不变D．光强度等于光饱和点时，②减小，④增大解析：黑暗条件下该细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，因此胞外CO2浓度会增大，而胞外O2浓度会减小，A项正确；光强低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，同样会导致胞外CO2浓度会增大，而O2浓度会减小，B项错误；光强等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，胞外二氧化碳浓度和氧气浓度保持稳定，C项正确；光强等于光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，该植物需从外界吸收CO2而释放O2，导致CO2浓度会减小，O2浓度增大，D项正确。

4．(xx·新课标Ⅰ卷)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(B)A．O2的产生停止 B．CO2的固定加快C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降解析：用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，A项会发生；光反应停止，[H]和ATP的产生停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致CO2的固定减慢，B项不会发生；光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C项会发生；光反应停止，NADPH([H])的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D项会发生。

5．( xx·新课标卷Ⅰ)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。

各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。

处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。

B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。

C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。

D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”、“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是__________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要__________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。

(2)A、B、C三组处理相比，随着__________的增加，使光下产生的________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

解析：(1)在该实验中，作为对照组的D组，其是全光照135s，而C组实验的处理是光照和黑暗交替进行，即其仅用了D组的一半时间的光照，但合成的有机物的量是94%(D组为100%)，故单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量。

C组光照时间的缩短，说明在光合作用过程中，有些反应，如暗反应不需要光照，而这个过程发生在叶绿体的基质中。

(2)光合作用过程有两个阶段：光反应阶段和暗反应阶段。

光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和还原型辅酶II([H])用于暗反应。

A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的减少，光照频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

答案：(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D 组的94% 光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶II1．细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛，以下分析错误的是(A)A．选用透气性好的“创可贴”，是为保证人体细胞的有氧呼吸B．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸C．皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清D．慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，使细胞获得较多能量解析：选用透气性好的“创可贴”，是为了避免厌氧菌的繁殖，有利于伤口的痊愈；A 错误。

要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸；B正确。

皮肤破损较深的患者，伤口深处有可能感染并藏匿破伤风杆菌，所以应及时到医院注射破伤风抗毒血清；C 正确。

慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，使细胞获得较多能量；D正确。

2．荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。

下列有关叙述错误的是(C)注：“－”表示未测数据。

A．将甲置于光照和温度恒定的密闭容器中，一段时间后，叶肉细胞中将开始积累酒精 B．乙的净光合速率较低的原因，除了叶绿素含量低外还与气孔相对开放度低有关 C．将丙置于光照和温度恒定的密闭容器中，可测得容器中的氧气浓度将长时间持续升高D．由表中数据可推知，与丙相比，丁的叶肉细胞叶绿体中基粒的数量可能增多解析：甲中新叶未展开，不能进行光合作用，将其置于密闭容器内，细胞先进行有氧呼吸，随着氧气减少，细胞进行无氧呼吸，产生酒精，A正确；乙中由于叶绿素含量和气孔开放程度都较低，导致乙的净光合作用速率较低，B正确；由于密闭容器内CO2的量有限，当植物细胞光合作用等于呼吸作用时，容器内的氧气浓度不再升高，C错误；与丙相比，丁中新叶已经成熟，叶绿素含量较高，则叶绿体中基粒的数量可能增多，D正确。

3．(xx ·绵阳诊断)下图甲为绿藻细胞中光合作用过程简图，图乙为适宜温度条件下绿藻光合速率与光照强度的关系，图丙为25 ℃条件下，将绿藻置于密闭玻璃容器中，每2 h 测一次CO2浓度变化情况(假设细胞呼吸强度恒定)。

回答下列问题：(1)图甲中吸收光能的色素位于叶绿体的______，细胞利用D的具体场所是______，E～F过程的中间产物是______。

(2)图乙中光照强度相对值大于7时，限制光合作用的主要环境因素是________。

该实验能否确定叶绿体产生O2的最大速率相对值？________。

若能，最大值为多少？若不能，请说明理由__________。

(3)图丙所示实验中有2小时是没有光照的，这个时间段________h，实验12小时后绿藻干重变化情况是________________________________________________________________________。

(4)图丙实验过程中4～6h平均光照强度________(填“小于”、“等于”或“大于”)8～10h平均光照强度，判断依据是__________________。

解析：(1)光合作用在叶绿体中进行，其分为光反应和暗反应，光反应在叶绿体的类囊体的薄膜上进行，在类囊体的薄膜上分布有光合色素；暗反应在叶绿体的基质中进行；分析甲图可知，产物D是O2，在有氧呼吸中，O2进入线粒体并在线粒体内膜上与[H]反应生成H2O；E～F过程是暗反应过程，首先CO2被C5形成C3，同时C3被还原形成(CH2O) 和C5等。

(2)影响光合速率的主要外界因素是光照强度、CO2浓度和温度等，当光合速率达到最大值后，影响光合速率增加的因素就是自变量之外的因素，即温度和CO2浓度，而题中温度为适宜温度，故限制光合作用的主要环境因素是CO2浓度。

该实验不能确定叶绿体产生O2的最大速率相对值，因为没有在此时测定黑暗条件下的呼吸速率。

(3)由图丙CO2浓度随时间变的柱形图可以看出，完全没有光照的时间段在2～4h；实验12小时后绿藻干重基本不变，因为实验开始时CO2浓度与试验结束时CO2浓度基本相等。

(4)图丙实验过程中4～6h平均光照强度小于8～10h平均光照强度，因为4～6h时密闭玻璃容器中CO2浓度大于8～10h时的CO2浓度。

答案：(1)类囊体薄膜线粒体内膜C3和C5(2)CO2浓度不能没有测定黑暗中细胞呼吸的速率(3)2～4 基本不变(4)小于两时间段内细胞呼吸与光合作用强度相等，但是4～6小时CO2浓度较大，所以光照较低4．酵母菌、大肠杆菌等微生物是遗传学上常用的实验材料之一，在生物技术上应用广泛。

请分析回答下列问题：(1)与其他生物相比，微生物代谢非常旺盛，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。