2012届高考生物二轮专题复习_光合作用与呼吸作用课件

2012届高考生物二轮专题复习课件：光合作用与呼吸作用,一、光合作用与细胞呼吸的关系 1光合作用和细胞呼吸的关系图,2光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系 (1)物质变化,3以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系 (1)不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系,(2)光合速率与呼吸速率的关系 图示,有关速率的常用表达方式,二、影响光合作用的环境因素及其应用、叶绿体色素的提取与分离 1影响光合作用的环境因素及其应用 (1)光照强度 原理：影响光反应阶段ATP、H的产生。 曲线：,分析：P点的限制因素 应用：延长光合作用时间,a大棚蔬菜生产时，可在夜间进行人工光照以延长光合作用时间； b大田作物可采用复种，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间。,(2)CO2浓度 原理：影响暗反应阶段C3的生成。 曲线：,分析：P点的限制因素,应用： a种植大棚蔬菜时，多施有机肥、人工增施CO2； b大田作物应多施有机肥和实施秸秆还田，或南北向种植以保证空气顺畅流通。,(3)温度 原理：通过影响酶的活性来影响光合速率。 曲线：,分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。 应用,(4)矿质元素 原理：N、Mg是构成叶绿素的成分，P是H载体NADPH的成分，K有助于光合产物的运输。 曲线：,分析：PQ的形成原因： 施肥过多，植物吸水困难甚至失水，进而影响光合作用。 应用：合理、适量施肥。,2叶绿体色素的提取和分离 (1)叶绿体色素的提取和分离原理 提取：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以，可以在叶片被磨碎以后用无水乙醇提取叶绿体中的色素。 分离：分离要用的主要试剂是层析液。层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。,(2)叶绿体色素的提取和分离的步骤,(3)叶绿体色素提取分离实验异常现象分析 收集到的滤液绿色过浅的原因分析 a未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 b使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 c一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。 d未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 滤纸条色素带重叠：层析时间过短。 滤纸条看不见色素带 a忘记画滤液细线。 b滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。,三、影响细胞呼吸的因素及其应用 1内部因素 不同植物呼吸速率不同，如旱生小于水生，阴生小于阳生。同一植物不同器官呼吸速率不同，如营养器官小于生殖器官。 2环境因素 (1)温度,原理：呼吸作用在最适温度时最强；超过最适温度，呼吸酶活性下降，呼吸受抑制(如图)。 应用：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。,(2)氧气浓度(氧分压) 原理：氧气浓度(氧分压)为0时只进行无氧呼吸，在一定范围内随氧浓度增加，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。达到一定氧气浓度时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。如图：,a图中A点之前，无氧呼吸、有氧呼吸同时进行；A点之后，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。 b图中M表示的面积(二氧化碳放出量曲线与氧气吸收量曲线围起来的面积)代表无氧呼吸过程中二氧化碳的放出量。 应用：a.生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸加强，分解的有机物也较多，一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧(5%)保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。 b无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。,(3)CO2浓度 原理：从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降(如图)。 应用：在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使生物体的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。,(4)含水量 原理：在一定范围内，呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱(如图)。,应用：粮油种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。,光合作用原理及其应用,(2011新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%的环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：,(1)图中物质A是_(C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(低、高)。 (4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_(高、低)，其原因是_。 【信息提取】 解答此题的突破口是根据光合作用的暗反应中C3、C5与CO2的关系，即“C5CO22C3”；再由题干坐标曲线图：CO2浓度变化A，可知A为C3，B为C5。,【精讲精析】 (1)由题干提供的信息可推知，植物由1%CO2浓度环境迅速转移到0.003%CO2浓度的环境中后，植物暗反应阶段的CO2固定速率减小，因此，C3产生量减少，C5相对增加，由此可确定A为C3化合物，B为C5化合物。 (2)在CO2浓度为1%的环境中物质B的浓度比A的低，原因是CO2浓度相对高，CO2固定与C3化合物的还原达到动态平衡，根据暗反应中CO2固定和C3化合物还原的反应式：CO2C52C3；2C3 (CH2O)C5，可知C3化合物分子数比C5化合物分子数多。将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，影响了CO2的固定，C5的消耗减少，而C3化合物的还原速率不变，因此C5化合物浓度升高。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度要比B的浓度高。 (4)由于0.003%CO2浓度下的暗反应强度比1%CO2浓度下的低，所以所需ATP和H少，因此所需的光照强度也较低。,【答案】 (1)C3化合物 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和H少,1(2011新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是( ) A光反应强度升高，暗反应强度降低 B光反应强度降低，暗反应强度降低 C光反应强度不变，暗反应强度降低 D光反应强度降低，暗反应强度不变 【解析】 镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，进而因H和ATP合成不足而使暗反应强度降低。 【答案】 B,叶绿体色素的提取与分离,(2011广东高考)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。 .提取叶绿素,.探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 )下进行实验，方法和结果如下表。,注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 根据所学知识和实验结果，请回答： (1)提取食用叶绿素的X应该为_，原因是_。 (2)表中Y应该为_，原因是_。 (3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。 (4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。,【信息提取】 (1)仔细分析叶绿素的提取过程，回忆叶绿素的化学性质及叶绿体中色素的分离方法。 (2)找出表中因变量(溶液颜色)随自变量(pH)的变化而变化的规律。 【精讲精析】 叶绿素易溶于有机溶剂，如丙酮或无水乙醇；探究pH对叶绿素稳定性的影响时，要有酸性、中性和碱性等不同条件；由表格信息可知，酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色；可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。 【答案】 (1)无水乙醇 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 (2)8.0 实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响 (3)酸性 由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质 (4)纸层析法，其主要步骤：制备滤纸条，画色素液细线，用层析液分离色素，观察色素带。,2(2011江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A光吸收差异显著，色素带缺第2条 B光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C光吸收差异显著，色素带缺第3条 D光吸收差异不显著，色素带缺第3条 【解析】 叶绿体中的叶绿素a和b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以对水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时，光吸收差异不显著；对正常叶片叶绿体中的色素提取后层析的结果，自上而下依次是胡萝卜素带、叶黄素带、叶绿素a带和叶绿素b带，叶黄素缺失则色素层析带从上至下缺第2条，故B正确。 【答案】 B,光合作用与呼吸作用的关系 以及影响光合作用的环境因素,(2011福建高考)下图是夏季晴朗 的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、 单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下 列叙述错误的是( ) A在9：3011：00之间，花生净光合 速率下降的原因是暗反应过程减缓 B在11：0012：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多 C在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同 D在18：30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应,【信息提取】 此坐标曲线是净光合速率与时间的变化曲线，即净光合速率随光照强度的变化曲线；解答此题的关键是理解曲线转折点及终点的含义。 【精讲精析】 结合题干信息分析题图，9：3011：00之间，花生净光合速率下降的原因是夏季晴朗的白天在该段时间内温度过高，蒸腾作用过强，导致花生叶片的气孔关闭，使花生吸收的CO2量减少，由此引起暗反应速率下降，故A正确；花生净光合速率对应的有机物量即为花生的单位叶面积有机物积累量，由图示可知，在11：0012：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米少，故B错误；从题图中可以直接看出在17：00时，玉米和花生单位叶面积净光合速率相同，因此二者释放O2的速率相同，故C正确；从题图中可知18：30时玉米的净光合速率为零，此时，光合作用速率与呼吸作用速率相等，故D正确。 【答案】 B,3(2011江苏高考)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(多选)( ),A适当的遮光处理，可提高其干重 B叶绿素含量与净光合速率呈正相关 C叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标 D遮光90%时，铁线莲不进行光合作用,【解析】 分析表中数据可以发现，遮光比例为10%、30%时，铁线莲的净光合速率比全光照时都高，说明选项A正确；当遮光比例由10%增加到90%时，叶绿素a/b的值逐渐减小，铁线莲的净光合速率也随之减小，说明叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标，故选项C正确；叶绿素含量与净光合速率呈负相关，遮光90%时，铁线莲的净光合速率为0，说明此时其真正光合速率与细胞呼吸速率相等，故选项B、D错误。 【答案】 AC,(2011上海高考)回答下列有关光合作用的问题。,叶绿体内进行的光合作用过程如图所示。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运至叶绿体基质。,(1)叶绿体的大小、数目随植物生存环境的不同而不同。试比较生活在向阳处与背阴处的同种植物叶绿体的大小和数目：_。 (2)图中物质B的名称是_。 (3)据图分析，若磷酸转运器的活性受抑制，则卡尔文循环会被_，可能的机制是_。 当植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时，环境中的CO2浓度为CO2补偿点；CO2达到一定浓度时，光合速率不再增加，此时的CO2浓度为CO2饱和点，育种专家测定了22 时，某作物A、B两个品种在不同CO2浓度下的CO2吸收量，以及黑暗条件下的CO2释放量，结果如下表。,(4)CO2饱和点时，A品种的总光合速率为_mmol/(m2h)。 (5)若环境中的CO2浓度保持在CO2饱和点，先光照14小时，再黑暗10小时，则一天中A品种积累的葡萄糖比B品种多_mg/m2。(相对原子量：C12，O16，H1) (6)若其他条件不变，温度上升至27 ，CO2补偿点将_，原因是_。 【破题技巧】 此题为综合考查光合作用的信息题，认真读图，弄懂图示信息，光反应和暗反应场所，以及淀粉、蔗糖的合成过程是