第11讲 细胞代谢综合分析（复习课件）（北京专用）高考生物一轮复习讲练测

第11讲 细胞代谢综合分析 北京专用 讲师：xxx 2026年高考一轮复习 1 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点1 光合作用和呼吸作用的联系 知识点2 测定植物光合速率和呼吸速率的常用 方法 考向1 光合作用和呼吸作用综合分析 05 学以致用·能力提升 长句作答类 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考情 分析 1．从命题题型和内容上看，该部分主要考查非选择题。 2．命题趋势 （1）选择题：侧重基础概念辨析（如酶特性、呼吸类型）、曲线分析。 （2）综合题：常以实验情境、图表数据为背景，考查代谢过程的综合分析 3.易错点与难点 （1）动态分析困难：如光照强度突变时C3/C5含量变化推断。 （2）光合作用、呼吸作用与物质能量代谢关系。 复习目标 1.精准绘制代谢过程思维导图，标注关键物质、能量流向及影响因素。。 2.制作“环境因素-代谢速率”动态变化表格，对比不同条件下的代谢状态。 高频考点 考查形式 真题统计 光合作用和呼吸作用综合分析 非选择题 2025北京卷，T18；2023北京卷，T20 4 02 考点突破·考向探究 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点1  光合作用和呼吸作用的联系 1.光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化 (1)过程联系 光合作用 呼吸作用 代谢类型 合成作用(同化作用) 分解作用(异化作用) 发生范围 含叶绿体的植物细胞； 蓝细菌、光合细菌等 所有活细胞 发生场所 叶绿体(真核生物)； 细胞质(原核生物) 有氧呼吸：细胞质基质、线粒体(真核生物)；细胞质(原核生物)。 无氧呼吸：细胞质基质 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点1  光合作用和呼吸作用的联系 （2）光合作用与有氧呼吸过程中元素的转移途径 ①以C元素为例，用同位素标记法标记CO2中的C，追踪C的转移途径 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点1  光合作用和呼吸作用的联系 ②以H元素为例，用同位素标记法标记H2O中的H，追踪H的转移途径 ③以O元素为例，用同位素标记法标记H2O中的O，追踪O的转移途径 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点1  光合作用和呼吸作用的联系 （3）光合作用与有氧呼吸能量上的联系 光能 光反应 ATP和NADPH中活跃的化学能 暗反应 有机物中稳定的化学能 热能 ATP中活跃的化学能 用于各项生命活动 光合作用 有氧呼吸 （大部分） 注意：叶绿体光反应产生的ATP只能用于叶绿体，如暗反应或其他吸能反应 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点1  光合作用和呼吸作用的联系 （4）光合作用与有氧呼吸中有关NADH、NADPH、ATP的来源与去路 物质 过程 来源 去路 NADH 有氧呼吸 第一阶段（葡萄糖）、第二阶段（丙酮酸和水） 第三阶段还原O2，产生H2O（释放大量能量） NADPH 光合作用 光反应阶段水光解产生 用于暗反应阶段还原C3 ATP 有氧呼吸 三阶段均产生 作为各项生命活动（除暗反应外）的直接能源物质 光合作用 光反应 可用于C3的还原 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 1、总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析 (1)内在关系 ①细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。 ②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。 ③总光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 (2)根据关键词判定 总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率 “同化”“固定”或“消耗”的CO2的量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2的量 黑暗中释放的CO2的量 “产生”或“制造”的O2的量 “释放至容器(环境)中”或“容器(环境)中增加”的O2的量 黑暗中吸收的O2的量 “产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 2、光合速率的测定方法 （1）“液滴移动法” ①测定呼吸速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 c.置于适宜温度环境中。 d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 ②测定净光合速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。 b.必须给予足够光照处理，且温度适宜。 c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。 ③物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 (2)“黑白瓶法” 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 (3)半叶法-测定光合作用有机物的制造量 ①测定：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤)阻止有机物的运输。在适宜光照下照射6h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB。 ②计算：设被截取部分初始干重为M。 a．被截取部分的呼吸速率＝(M－MA)/6。 b．被截取部分的净光合速率＝(MB－M)/6。 c．被截取部分的总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝(MB－MA)/6。 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 光呼吸 研究发现，植物叶肉细胞在强光、高浓度O₂条件下，存在吸收O₂、释放CO₂的现象，该过程与光合作用同时发生，称为光呼吸。光呼吸在正常生长条件下会损耗25%～30%的光合产物，在高温干旱等逆境条件下损耗比例可高达50%。 深度拓展 1.光呼吸是怎样发生的? Rubisco是光合作用的关键酶之一，该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。CO2浓度较高时，该酶催化C5(RuBP)与CO₂反应完成光合作用；O2浓度较高时，该酶催化C5与O2结合产生 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 光呼吸 深度拓展 三碳酸和乙醇酸(C2),C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环，如图。 2.光呼吸有什么“利害”之处? （1）害：光呼吸消耗C₅,降低有机物产量。 （2）利 ①提供CO2：强光照下叶片部分气孔关闭，叶片内CO2浓度降低，光呼吸能把产生的CO2和三碳酸提供给暗反应。②保护光合器官：光呼吸是一个耗能反应，可把光反应产生的多余NADPH和ATP消耗掉，从而避免对叶绿体的损害。 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 光呼吸 3.如何改造植物减少光呼吸? 改造Rubisco,使其具有更高的CO2亲和力和催化效率；改进或者增加植物浓缩CO2机制，提升Rubisco附近的CO2浓度等。 深度拓展 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 C4植物和CAM植物 1.C4植物 CO2进入叶肉细胞，在有关酶催化下，被PEP固定，生成C4(草酰乙酸),再转变为苹果酸或天冬氨酸，通过胞间连丝转运到维管束鞘细胞。这些C4脱羧生成丙酮酸(C3),并释放CO2,释放的CO2经卡尔文循环生成有机物。脱羧产生的C3转运回叶肉细胞，重新转变为PEP。 深度拓展 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 C4植物和CAM植物 1.C4植物 CO2进入叶肉细胞，在有关酶催化下，被PEP固定，生成C4(草酰乙酸),再转变为苹果酸或天冬氨酸，通过胞间连丝转运到维管束鞘细胞。这些C4脱羧生成丙酮酸(C3),并释放CO2,释放的CO2经卡尔文循环生成有机物。脱羧产生的C3转运回叶肉细胞，重新转变为PEP。干热条件下，C₄植物的生化和结 构提高了其利用CO2的效率，在不影响固定CO₂ 的同时，缩小气孔、保存水分，在维管束鞘细胞 中聚集CO₂,有效抑制了Rubisco的氧合能力，减小了光呼吸。 深度拓展 考向研析 知识夯基 C4植物和CAM植物 2.CAM植物 CAM植物普遍存在于极干燥环境中。夜间， CO2被PEP羧化酶固定而形成草酰乙酸，而后形 成苹果酸。苹果酸积聚在液泡中，可达到很高 浓度。日间，苹果酸被转运出液泡，经脱羧生成 CO2和丙酮酸，释放出的CO2经卡尔文循环形成 糖类。 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 深度拓展 考向研析 知识夯基 C4植物和CAM植物 2.CAM植物 CAM植物通过调节气孔的开放与关闭适应干 旱的环境。在冷且相对较湿的晚上，气孔是开放 的，保持最低程度的水流失，而允许CO2进入。 在干热的白天，气孔则是关闭的，以阻止水分丢 失，但此时苹果酸脱羧可以提供CO2。 考点一 细胞代谢的综合分析 知识点2  测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 深度拓展 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 考向1 光合作用和呼吸作用综合分析 1．（24-25高三上·北京·期中）将某种植物置于高温环境 （HT）下生长一定时间后， 测定 HT 植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率， 结果如图。由图不能得出的结论是（    ） A．两组植株的 CO2吸收速率最大值接近 B．20℃时 CT 植株能积累有机物而 HT 植株不能 C．35℃时两组植株的净光合速率相等 D．HT 植株表现出对高温环境的适应性 B 由图可知，20℃时HT植株和CT植株的净光合速率都大于零，说明HT植株和CT植株都能积累有机物，B错误 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 考向1 光合作用和呼吸作用综合分析 2．（2024·北京·模拟预测）为了给引种栽培提供理论依据，研究者测量了常绿乔木深山含笑在不同季节的净光合速率（Pn）的日变化（见下图）。下列相关叙述，不正确的是（    ） A．可以用CO2的吸收速率作为Pn的检测指标，其值越大表明植物生长越快 B．左图夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光强过大 C．据图分析，推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高 D．秋冬光合有效辐射减弱，可以适当修剪枝叶以减少物质能量消耗 B 左图夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光强过大，温度适宜等诸多环境因素影响，B错误 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 考向1 光合作用和呼吸作用综合分析 3．探究不同波长的光对光合强度的影响。实验小组选取生长状态良好的绿萝叶片，使用下图所示密封装置，可调节装置中LED灯带使其发出不同波长的光。下列相关叙述正确的是（    ） A．同一波长下无需重复测定O2和CO2含量 B．利用此装置无法测定绿萝叶片的呼吸作用强度 C．红光实验结束后只需调整光的波长即可做紫光实验 D．桶中初始O2和CO2含量是需控制的无关变量 D 本实验目的是探究不同波长的光对光合强度的影响，实验的自变量是不同波长，桶中初始O2和CO2含量也会对实验结果造成影响，是需控制的无关变量，D正确 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 考向1 光合作用和呼吸作用综合分析 4．（2024·北京海淀·二模）环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A．胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B．5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C．叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D．30℃下单位时间内有机物的积累量最大 C 叶温在30℃~40℃时，气孔开放程度上升，胞间CO2上升，即CO2充足，不是净光合速率下降的主要原因，可能是由于高温导致酶部分失活，C错误 考向研析 知识夯基 考点一 细胞代谢的综合分析 考向1 光合作用和呼吸作用综合分析 5．黄瓜是最普遍的大棚栽培蔬菜之一。图1为不同温度和光照强度下大棚黄瓜叶片的光合速率示意图，图2为25℃时黄瓜叶肉细胞中甲、乙两种细胞器在某一状态下部分物质及能量代谢途径示意图。据图判断，下列相关说法不正确的是（    ） A．图1中的B点处，影响黄瓜叶片光合速率的因素有光照强度和温度 B．15℃时黄瓜叶片释放的量刚好达到最大值时对应图1中的C点 C．图2中甲释放的量和乙释放的量相等时应对应图1中的D点 D．据图1分析，在温度为25℃、光照强度为q时黄瓜的产量较高 C 图2中甲释放的O2量与乙释放的CO2量相等时，即光合作用强度等于呼吸作用强度，应对应题图1中的A点，C错误 考向研析 知识夯基 04 真题感知·命题洞见 真题溯源·考向感知 1．（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度）。 回答下列问题： (1)光对植物生长发育的作用有        和        两个方面。 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述       组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有             （答出2点即可）。 为光合作用提供能量 作为一种信号调节植物生长发育 ①③④ 温度和二氧化碳浓度 30 真题溯源·考向感知 (3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率       （填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是        。 始终大于 ④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等 ，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组 31 真题溯源·考向感知 （1）光可以为植物光合作用提供光能；同时光可以作为一种光信号调节植物生长发育，故光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。 （2）为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述‌盐胁迫组（③）和盐胁迫加光处理组‌（④）进行对比分析 。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。 （3）由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。 32 真题溯源·考向感知 2.（2025·山东·高考真题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是      ；叶绿体中含有许多由类囊体组成的      ，扩展了受光面积。 磷脂双分子层 基粒 33 真题溯源·考向感知 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、 ，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有 。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为 。 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2） 途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤 34 05 学以致用·能力提升 学以致用·能力提升 长句作答类 有，H218O经过光合作用的光反应转移给18O2，H218O经过有氧呼吸的第二阶段转移给C18O2。 1.如果用18O标记土壤中的水，那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有18O？如果有，写出18O的转移途径? 2.给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，分析其最可能的转移途径是什么？ 有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了H218O，有氧呼吸第二阶段利用H218O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物(CH218O)。 36 北京专用 讲师：xxx 2026年高考一轮复习 感谢观看 THANK YOU 37 $$