2025届高三生物一轮复习课件：光合作用和细胞呼吸的综合分析

高中生物学2025届一轮复习课例 第三单元 细胞的能量供应和利用 第11讲 细胞代谢综合分析 考点 由高考知核心知识点 预测 细胞代谢综合分析 考点一：光合作用和细胞呼吸之间的关系 （2023广东）综合题型 （2023北京）综合题型 （2023山东）综合题型 （2023全国）综合题型 （2022广东）综合题型 （2022北京）综合题型 （2022山东）综合题型 （2022河北）综合题型 （2022天津）综合题型 （2022浙江）综合题型 （2022全国）综合题型 （2022海南）综合题型 （3年59考，全国卷3年5考） 题型：解答题 内容：可能在呈现现实中的问题情景，让学生在真实的背景下发挥核心价值引领，运用必备知识全面综合展现学科素养水平，呼吸作用和光合作用的基础过程反应物和产物、新情境资料分析和书本基础知识的联系。需要熟练掌握基础知识、综合分析能力和探究能力。 考点二：光合作用与细胞呼吸综合应用 考情分析 考点一 光合作用和细胞呼吸之间的关系 S z L w h S z L w h S z L w h 1.图解光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系 一、光合作用与有氧呼吸的关系 光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础——有机物和氧气； 细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用。 C3 C5 丙酮酸 名P81 (2)物质联系 2.光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用 有氧呼吸 (CH2O)、O2 CO2、H2O (3)能量联系 光能 光反应 ATP和NADPH中的活跃化学能 暗反应 有机物中的稳定化学能 光合作用 ②ATP中的活跃化学能 用于各项生命活动 ①热能 细胞呼吸 名P81 1．下图表示植物叶肉细胞中光合作用、有氧呼吸的过程及两者之间的联系。其中甲～戊表示生理过程，a～d表示相关物质。下列说法正确的是(　　)   A．物质a表示ATP，物质c表示O2，物质d表示CO2 B．甲表示光合作用的光反应阶段，对光能的吸收不需要酶的直接参与 C．若该叶肉细胞产生的物质c和物质d的量相等，则该植物的净光合速率为0 D．用18O同时标记H2O和CO2，可探究光合产物O2中O元素的来源 √ 名P81 光反应 暗反应 呼吸第一阶段 有氧第二阶段 有氧第三阶段 小于0 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 1.(2017·全国Ⅱ，29)右图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题： (1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____、________、_________、____，[H]代表的物质主要是_______________________。 O2 NADP＋ ADP和Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) (2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 C和D (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是__________________。 在缺氧条件下进行无氧呼吸 ★重温真题 经典再现 厘清光合作用与细胞呼吸中氢和ATP的来源及去路 (1)氢的来源和去路比较 名P82 方法：同位素标记法 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 转移途径： R-必考-G DONG 高三第一轮复习周测卷·生物学(六) 2．下图表示水稻某细胞内甲、乙两个重要的生理过程，其中①～④代表不同的反应阶段。下列有关叙述错误的是(　　) A．甲、乙两个生理过程产生的a、b是同一种物质 B．阶段②与阶段③的反应都发生在生物膜结构上 C．阶段①与阶段④的反应都不发生在生物膜结构上 D．在特定条件下，甲、乙两个生理过程可以被同时抑制 小本P372 A NADPH NADH 光反应 有氧第三 暗反应 有氧第二 (2)ATP的来源与去路比较 名P82 方法：同位素标记法 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 4．(2024·广东茂名模拟)下图是某生物的体内某个细胞代谢图，有关叙述正确的是(　　) 小本P372 A．甲、乙分别表示叶绿体和线粒体，该生物一定为高等植物 B．甲、乙中所示的物质与能量处于平衡状态，该生物一定能存活 C．该生物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关 D．该生物用于光合作用暗反应阶段的ATP可以来自乙 C 2．(2021·全国卷Ⅰ)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题： (1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有______________________________________ ________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和_______ _______________释放的CO2。 (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________________________，又能保证__________________正常进行。 细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体 细胞呼 蒸腾作用过强导致水分散失过多 光合作用(暗反应) 内膜)、叶绿体类囊体薄膜 吸(或呼吸作用) 名P81 ★重温真题 经典再现 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 (3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式(简要写出实验思路和预期结果)。 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度 适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段 时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。预期结果 ： A组pH平均值高于B组 名P81 ★重温真题 经典再现 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 (2)净光合速率的测定：植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为______速率。常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。名P84 (3)真正光合速率＝ 速率＋ 速率。常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。 二、真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率 (1)呼吸速率的测定：植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织，测定实验容器内CO2释放量、O2减少量或有机物减少量，测得的数值为 速率(A点)。 1.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的内在关系 呼吸 净光合 呼吸 净光合 ①当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率＝0时，植物不能生长。 ③当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。 名P82 3．(2024·吉林、黑龙江1月适应性测试)为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：  注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率。 名P84 (2)据图可知，在25%透光率下叶片固定CO2的速率是_____μmol·m-2·s-1。 (3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是______，依据是______________________________________________。 7.5 75% 此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 考向1| 光照强度对光合速率和呼吸速率的影响 1．(2023·北京卷)在两种光照强度下，不同温度对某植 物CO2吸收速率的影响如图。 对此图理解错误的是(　　) A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原 因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 √ 名P82 ★重温真题 经典再现 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 2．(2023·广东卷)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。) ★重温真题 经典再现 名P83 水稻材料 叶绿素/(mg/g) 类胡萝卜素/(mg/g) 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_____________________，叶片主要吸收可见光中的____________光。 类胡萝卜素/叶绿素的值上升 红光和蓝紫 2．(2023·广东卷)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。) ★重温真题 经典再现 名P83 (2)光照强度逐渐增加到2 000 μmol·m-2·s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl______(填“高于”“低于”或“等于”)WT。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和______________。 等于 呼吸速率较高 (4)试分析在0～50 μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下， WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题：____________? 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________________，是其高产的原因之一。 光能利用率较高 ★重温真题 经典再现 名P83 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 3．(2024·吉林、黑龙江1月适应性测试)为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：   注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率。 (1)图1表明，植物叶片在透光率25%～75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是______________________________________________________________ __________________________。在线粒体中，____________经过一系列化学反应与氧气结合形成水，催化这一反应过程的酶分布在____________。 NADH 线粒体内膜 通过降低叶片呼吸速率减少自身消耗，以确保自身有机物正常积累 量，从而保证自身正常生长 名P84 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 (2)据图可知，在25%透光率下叶片固定CO2的速率是_____μmol·m-2·s-1。 (3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是______，依据是______________________________________________。 (4)图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异：_________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________(简要写出实验思路和预期结果)。 7.5 75% 此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多 实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲、乙两组， 分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组中叶绿素的含量。预期结果：75% 透光率的组内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量 名P84 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 2．一昼夜植物光合作用和细胞呼吸变化的关系 (1)自然环境中一昼夜植物气体交换速率变化曲线   ①开始进行光合作用的点：___。 ②光合作用与呼吸作用相等的点：___、___。 ③开始积累有机物的点：___。 ④有机物积累量最大的点：___。 b c e c e Ob段：只进行 。 bc段：光合速率 呼吸速率。 ce段：光合速率 呼吸速率。 ef段：光合速率 呼吸速率。 fg段：只进行 。 d点光合速率下降原因： 名P82 呼吸作用 ＜ ＞ ＜ 呼吸作用 温度过高,导致气孔部分关闭,CO2吸收减少导致CO2供应不足,致使光合作用暗反应受到限制 “光合午休”现象 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 ①积累有机物的时间段： ； ②制造有机物的时间段： ； ③消耗有机物的时间段： ； ④一天中有机物积累量最多的时间点： ； ⑤一昼夜有机物的积累量： ； 活动1：自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线 (2)绿色植物一昼夜内有机物的“制造”“耗”与“积累” c→e b→f o→g e S1—（S2+S3） 名P82 考向2| 一昼夜植物光合作用和细胞呼吸变化的关系 4．下图表示科研人员测得的某株紫苏一天中CO2固 定速率和CO2吸收速率随时间的变化曲线。据图分析 错误的是(　　)  A．7：00时，紫苏根尖细胞产生ATP的场所有细胞质 基质、线粒体 B．曲线b在10：00～12：00之间下降的主要原因是此时气孔导度减小，CO2供应减少，光合速率减慢 C．18：00时会发生NADPH从类囊体薄膜向叶绿体基质的移动 D．与7：00相比，12：00时C3的合成速率较快 √ 名P84 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 (2)一昼夜密闭容器中CO2浓度变化曲线   ①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：____、____。 ②该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO2浓度低于____点CO2浓度，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度______，即植物光合作用强度>呼吸作用强度，植物生长。 D H A 减小 名P82 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 相对密闭的环境中，判断植物能否生长的风向标 5．(2024·山东济南模拟)图1表示某植物光合作用与呼吸作用的过程，图中序号表示代谢过程。图2表示两昼夜(48 h)温室大棚内CO2浓度和该植物CO2吸收速率的变化曲线。假定该温室大棚48 h内温度为光合作用最适温度且不变。回答下列问题：    (1)图1中若W物质具有吸收光能的作用，则W物质表示__________。 (2)有氧条件下，③④过程发生的场所分别为________________________，该两个过程________(填“消耗”或“不消耗”)氧气。 光合色素 名P85 细胞质基质和线粒体基质 不消耗 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 5．图2表示两昼夜(48 h)温室大棚内CO2浓度和该植物CO2吸收速率的变化曲线。假定该温室大棚48 h内温度为光合作用最适温度且不变。回答下列问题：     (3)据图2判断，两昼夜内该植物是否积累有机物？____(填“是”或“否”)，依据是________________________________。 (4)推测图2中12 h时，限制该植物光合速率的因素有___________________(答出两点)，36 h比12 h的CO2吸收速率大的原因可能是_______________________ _____________________________________________(答出一点)。 名P85 是 两昼夜后，室内CO2浓度低于初始值 CO2浓度、光照强度 生长，能进行光合作用的细胞增多，光合速率增加 经过24 h后，该植物有所 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 (5)为探究外界条件对该植物叶片叶绿素含量的影响，某科研小组开展了相关实验，结果如图3所示。下列相关叙述正确的是_____。   A．该实验属于对照实验，第1组为空白对照组 B．1、4组对照可以说明秋天低温造成叶绿素含量降低，使树叶变黄 C．若遇低温天气，可对该植物进行遮光处理以减少叶绿素的损失 D．1、3组对照说明光照和温度对植物体内叶绿素含量的影响不大 ABC 名P85 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 8．(2024·广东佛山模拟)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(真核藻类)，将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养，其他条件均适宜且相同，分别测定光照和黑暗条件下瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．氧气在细胞的线粒体基质处被消耗，在叶绿体的类囊体薄膜处产生 B．温度为t3时，光照时间至少长于9.6小时绿藻才能正常生长 C．t4的呼吸速率较t3的高，但二者的光合速率相同 D．随着温度逐渐升高，绿藻的光反应速率不变，暗反应速率增强 B 小本P369 一昼夜中，植物在自然环境和密闭环境中代谢强度变化曲线的比较 j S1 S2 S3 测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 考点三 33 四、测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 方法1　测定装置中气体体积变化 (1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液（或CO2缓冲液）可为光合作用提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。 7．为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响，设计图甲实验装置若干组(密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化)，在相同温度下进行一段时间后，测量每个小室中的气体释放量，绘制曲线图乙。下列说法正确的是(　　) 　 A．当距离小于a时，限制光合作用的主要因素是光照强度 B．当距离为b、d时，光合速率相等 C．当距离为c时，该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率 D．当距离由a突然变为c时，短时间内叶绿体中C3的含量减少 小本P373 C 转移途径： R-必考-G DONG 高三第一轮复习周测卷·生物学(六) R-必考-G DONG 高三第一轮复习周测卷·生物学(六) 4．下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图， 装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度， 该装置置于一定的光照条件且温度为20 ℃环境中。 实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴 在位置X。20 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的 读数，才能使水滴仍维持在X的位置。 (1)图中绿色植物吸收的光能转化为有机物中稳定的化学能过程中经过的两种中介物质是_______________。 ATP、NADPH 名P79 考点二 考点一 课时质量评价 第10课　影响光合作用的因素及应用 (2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值______(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是__________________________ _________。若要测定植物的呼吸速率，可将该装置中碳酸氢钠溶液换成______ _______，接下来的操作是______________________________________________ __________________________________。 (3)如果在另一相同实验装置中，其他条件不变，只增加光照强度，结果20 min后针筒的容量也维持在0.6 mL读数处。但若只将温度提升至25 ℃，20 min后针筒容量需要调至0.8 mL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出的结论是_______________________________________________________ ___。春秋季大棚种植蔬菜，比露天更加增产的原因是______________________ _______________________。 偏低 植物同时进行呼吸作用消耗了 钠溶液 在上述条件下，限制光合作用的主要因素不是光照强度而是温 春秋季大棚内温度较露天 度 在20 ℃、无光条件下20 min后，针筒的容量调至某 刻度的读数，使水滴仍维持在X的位置 部分氧气 氢氧化 高，蔬菜的光合速率更高 考点二 考点一 课时质量评价 第10课　影响光合作用的因素及应用 考点二 考点一 课时质量评价 第11课　光合作用与细胞呼吸的综合应用 $$