高考生物二轮复习 第二单元 专题二 两大基础代谢光合作用和细胞呼吸课件.ppt

专题二两大基础代谢 光合作用和细胞呼吸 考纲要求 1 光合作用及其对它的认识过程 c 2 影响光合作用速率的环境因素 c 3 细胞呼吸及其原理的应用 b 叶绿体类囊体薄膜上 将光能转变为atp中活跃化学能 有机物中稳定化学能 光 co2 温度等 温度 o2 h2o等 考点一光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系 典例引领 1 2012 江苏卷 23 如图表示细胞呼吸作用的过程 其中 代表有关生理过程发生的场所 甲 乙代表有关物质 下列相关叙述正确的是 多选 a 和 都具有双层生物膜b 和 所含酶的种类不同c 和 都能产生大量atpd 甲 乙分别代表丙酮酸 h 解析分析题图可推测 为细胞质基质 为线粒体基质 为线粒体内膜 甲为丙酮酸 乙为 h 由上述分析可知a错误 与 中的反应类型不同 故所含酶也不同 b d正确 中进行有氧呼吸第三阶段能产生大量atp 中进行有氧呼吸第二阶段 产生少量atp 故c错误 答案bd 2 2013 江苏单科 33 为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响 在不同浓度nacl条件下 对其净光合速率 胞间co2浓度 光合色素含量等进行测定 结果如下图 检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化 请参照图回答下列问题 1 叶绿体中色素的功能是 2 大气中的co2可通过植物叶片表面的 进入植物体内 光合作用产生的有机物 c6h12o6 中的氧来源于原料中的 有机物 c6h12o6 中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物 中 3 当nacl浓度在200 250mmol l时净光合速率显著下降 自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象 前者主要是由于 后者主要是由于 4 总光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示 请绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图 解析 1 叶绿体中色素的功能是吸收 传递和转换光能 2 气体通过叶表皮上的气孔进出叶肉细胞 光合作用中产生的有机物中的氧来自co2 细胞进行有氧呼吸时 有机物中的氧进入co2 本题应注意水中氧的变化方向 3 通过柱形图中nacl浓度变化与净光合速率和光合色素量的变化对比可知 nacl通过影响色素含量而影响光合速率 而在自然条件下 中午由于温度较高 植物为减少水分散失而将气孔部分关闭 这将导致叶肉细胞获得的co2少而使光合速率下降 4 可用单位时间内光合作用过程中的原料或产物的变化量表示光合速率 如co2的消耗量 o2的产生量或有机物的产生量 绘制曲线时应注意纵坐标表示总光合速率而不是净光合速率 即应大于净光合速率 答案 1 吸收 传递 转换光能 2 气孔co2co2 3 光合色素含量降低胞间co2浓度降低 4 光合作用消耗的co2量 光合作用产生的o2量或光合作用产生的有机物的量 绘图 高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程 物质 能量转化关系 对反应场所及各阶段反应物 生成物确认也常作为考查点 题型既有选择题也有非选择题 1 光合作用与细胞呼吸关系图解 2 光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化 1 物质变化 14c3 18o2 14co2 2 能量变化 1 无氧呼吸只在第一阶段生成atp 第二阶段不生成atp 有氧呼吸生成atp最多的是发生在线粒体内膜上的第三阶段 2 葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解 必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才进入线粒体被分解 3 光合作用过程在叶绿体类囊体膜上消耗h2o 在叶绿体基质中产生h2o 有氧呼吸过程在线粒体基质中 第二阶段 消耗h2o 在线粒体内膜上 第三阶段 产生h2o 1 适宜条件下光合作用过程中c5 c3的比值 停止供应co2后比停止前高 2015 山东卷 4d 2 大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时 若突然停止co2供应 短时间内叶绿体中c5和atp含量都会升高 2013 山东 25节选 3 在叶肉细胞中 co2的固定和产生场所分别是叶绿体基质 线粒体基质 2010 天津 1改编 4 有氧呼吸产生的 h 在线粒体基质中与氧结合生成水 无氧呼吸不需要o2的参与 该过程最终有 h 的积累 2010 课标全国 2改编 错混诊断 答案 1 2 3 4 提示 4 有氧呼吸中 h 在线粒体内膜上与o2结合产生水 无氧呼吸无 h 积累 其产生的 h 被转入到酒精或乳酸中 题组1考查细胞呼吸类型及过程 1 2014 重庆卷 5 下图为乙醇在人体内主要的代谢过程 下列相关叙述 正确的是 a 乙醇转化为乙酸发生的氧化反应 均由同一种氧化酶催化b 体内乙醇浓度越高 与乙醇分解相关的酶促反应速率越快c 乙醇经代谢产生的 h 可与氧结合生成水 同时释放能量d 正常生理情况下 人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关 解析酶具有专一性 在乙醇转化为乙酸的代谢过程中至少经历两个步骤 需要不同的酶催化 a错误 当底物浓度较低时 酶促反应速率会随着底物浓度增加而加快 当达到一定值后 由于酶量限制 反应速率不再随底物浓度增加而加快 b错误 人是恒温动物 环境温度不影响体内温度 乙醇的分解是在人体内进行的 不会受外界温度的影响 d错误 答案c 2 2015 高考山东信息卷 当往一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的o2时 其产生的酒精和co2的量如下图所示 下列说法正确的是 a 培养液中的酵母菌数量增长曲线是 j 型曲线b 酵母菌的呼吸方式与基因没有关系c o2浓度为b时 酵母菌有氧呼吸产生的co2的量为12 5mold 随着培养液中o2浓度的变化 酵母菌的呼吸方式也可能发生改变解析 j 型增长只出现在理想状态下 在培养液中 空间 营养有限 酵母菌的数量先增加后减少 a项错误 基因控制生物的性状 不同生物的呼吸方式有差异 肯定与基因有关系 b项错误 由图可知 o2浓度为b时 产生了6 5mol酒精 则根据无氧呼吸的反应式可知 酵母菌无氧呼吸产生的co2的量为6 5mol 故有氧呼吸产生的co2的量为12 5 6 5 6 mol c项错误 答案d 3 在人体细胞呼吸过程中 关于 h 的来源和用途的叙述 最准确的是 多选 解析有氧呼吸中 h 来自葡萄糖和水 在第三阶段与氧结合生成水 人体细胞无氧呼吸中 h 只来源于葡萄糖 用于生成乳酸 答案bd 判断细胞呼吸类型的五大方法 以葡萄糖为底物 1 产生co2量 消耗o2量 有氧呼吸 2 不消耗o2 产生co2 无氧呼吸 酒精发酵 3 释放co2量 吸收o2量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 酒精发酵 4 不吸收o2 不释放co2 乳酸发酵或细胞已经死亡 5 有水生成一定是有氧呼吸 有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵 题组2考查光合作用过程及其物质与能量转化 1 2015 重庆卷 4 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变化 下列叙述错误的是 注 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 增大 减小b 光强低于光补偿点时 增大c 光强等于光补偿点时 保持不变d 光强等于光饱和点时 减小 增大解析光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度 当光强低于光补偿点时 光合速率小于呼吸速率 细胞吸收o2 释放co2 故 增大 减小 b错误 答案b 2 下面为光合作用的过程示意图 在适宜条件下栽培小麦 如果突然将c降低至极低水平 其他条件不变 则a b在叶绿体中的含量变化将会是 多选 a a上升b b上升c a下降d b下降 解析由图可知 a和b为 h 和atp c为co2 如果突然将co2降低至极低水平 其固定形成的c3减少 对 h 和atp的利用量减少 使得 h 和atp的含量都上升 答案ab 3 2015 广东卷 26 为推动生态文明建设 国务院发布了 大气污染防治行动计划 某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究 下表是不同ph值的酸雨对三种植物叶绿素含量 mg g 影响的结果 注 括号内为与同种植物对照实验的相对百分比 1 叶绿素位于叶绿体内的上 提取后经层析分离 扩散最慢的色素带呈色 酸雨中的破坏叶绿素 导致光反应产生的 产物 减少 由于光反应速率降低 将直接影响暗反应过程中的 最后导致 ch2o 生成减少 2 由表可知 随着酸雨ph值的降低 叶绿素含量受影响的程度 3 长期酸雨影响会导致部分生物死亡 使生态系统的 稳定性降低 原因是 答案 1 类囊体 薄膜 黄绿 h atp 氧气三碳化合物的还原 2 增大 ph含量降低对木樨的叶绿素含量降低的影响程度最小 在正常生长情况下 腊梅的叶绿素含量最高 木樨的叶绿素含量最低 3 抵抗力部分生物死亡 生物多样性降低 营养结构变简单 生态系统自我调节能力下降 导致抵抗力稳定性下降 改变条件后c3 c5 h atp的含量及 ch2o 合成速率变化分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后c3 c5 h atp的含量及 ch2o 合成速率的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来分析 从某物质来源和去路的变化来确定其含量变化 如下面四幅模型图 题组3综合考查光合作用与细胞呼吸及其代谢过程 1 2015 福建卷 3 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 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 解析本题考查光合作用过程相关知识 考查识记和理解能力 难度适中 rubp羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定 属于暗反应 其场所是叶绿体基质 a正确 暗反应不需要光 有光条件下也可进行 b错误 实验中利用14c标记co2并检测产物放射性强度 即采用同位素标记法 c正确 单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率 酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性 d正确 答案b 2 2015 苏锡常镇四市调研 下图表示人体细胞内某些代谢过程 下列叙述错误的是 a 过程发生在核糖体中 缩合产生的水中的氢只来自于氨基b 过程需要o2 发生场所是线粒体c 过程中产生atp 在缺氧条件下能够进行d 过程发生在细胞质基质中 b物质是丙酮酸解析氨基酸脱水缩合时产生的水中的氢来自于氨基和羧基 答案a 3 下图表示生物体内部分物质之间的变化 下列说法错误的是 多选 a 过程a只能在植物的叶肉细胞内进行b 过程c的每个阶段都有 h 生成c 过程b能在酵母菌缺氧时进行d 过程d只有乳酸菌能进行 解析过程a表示光合作用 植物叶肉细胞可以进行 原核生物蓝藻也可以 a错误 过程c为有氧呼吸 只有第一阶段和第二阶段产生 h b错误 过程b为无氧呼吸 酵母菌属于兼性厌氧型生物 c正确 过程d为无氧呼吸 除了乳酸菌外 甜菜块根 玉米的胚等也可发生 d错误 答案abd 光合作用与细胞呼吸过程中 h 和atp的来源和去向归纳 注 光合作用中 h 为nadph 细胞呼吸中 h 为nadh 二者不是同种物质 1 2013 江苏 24 将江苏某地当年收获的小麦秸秆剪成小段 于7月20日开始分别进行露天堆放 水泡和土埋3种方式的处理 3次重复 每隔15d检测一次秸秆腐解残留量 结果见右图 下列分析合理的是 多选 考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用 典例引领 a 秸秆还田后翻耕土埋应是利用秸秆的合理方法b 土壤中的空气和水分条件有利于多种微生物对秸秆的分解c 如果将处理开始时间提早30d 则3条曲线的位置将呈现上移趋势d 从堆放 水泡2条曲线可以推测好氧性微生物分解能力高于厌氧性微生物 解析根据图示 土埋处理后秸秆残留量最少 a正确 土壤中的空气和水分条件有利于多种微生物对秸秆的分解 b正确 如果将处理开始时间提早30d 则处理期间的平均温度比原处理的平均温度要高 微生物分解作用强 秸秆残留量的曲线会呈下移趋势 但最后残留量基本相同 c错误 根据图示 堆放处理的秸秆残留量比水泡处理高 故好氧性微生物分解能力弱于厌氧性微生物 d错误 答案ab 2 2014 新课标 29 某植物净光合速率的变化趋势如图所示 据图回答下列问题 1 当co2浓度为a时 高光强下该植物的净光合速率为 co2浓度在a b之间时 曲线表示了净光合速率随co2浓度的增高而增高 2 co2浓度大于c时 曲线b和c所表示的净光合速率不再增加 限制其增加的环境因素是 3 当环境中co2浓度小于a时 在图示的3种光强下 该植物呼吸作用产生的co2量 填 大于 等于 或 小于 光合作用吸收的co2量 4 据图可推测 在温室中 若要采取提高co2浓度的措施来提高该种植物的产量 还应该同时考虑这一因素的影响 并采取相应措施 解析 1 根据曲线图可知 当co2浓度为a时 高光强下 曲线a 该植物的净光合速率为0 分析坐标图中曲线的走势可以看出 当co2浓度在a b之间时 曲线a b c的净光合速率都随着co2浓度的增高而增高 2 由题图可知 影响净光合速率的因素为co2浓度和光强 当co2浓度大于c时 由于受光强的限制 光反应产生的 h 和atp不足 暗反应受到限制 曲线b和c的净光合速率不再增加 3 当环境中的co2浓度小于a时 在图示的3种光强下 植物的净光合速率小于0 说明该植物此时呼吸作用产生的co2量大于光合作用吸收的co2量 4 据图可推测 光强和co2浓度都会影响植物的净光合速率 因此若要采取提高co2浓度的措施来提高该种植物的产量 还应同时考虑光强这一因素的影响 答案 1 0a b c 2 光强 3 大于 4 光强 高考对本知识点的考查常结合坐标曲线或柱形图模型 考查光合作用 细胞呼吸的影响因素及其在生产实践中的应用 对总光合速率 净光合速率与呼吸速率的考查也较多 强化对相关原理的分析及相关曲线模型的归纳整合与加强针对性训练是备考的关键 1 影响细胞呼吸的4大外界因素 1 温度的影响 酶活性 2 o2浓度的影响 决定呼吸类型及强度 3 co2浓度的影响 产物积累抑制反应进行 4 含水量的影响 自由水比例高 代谢旺盛注 涉及 长期浸于水中 烂根 或 发黑 等 均由无氧呼吸产生酒精所致 2 在相对密闭的环境中 昼夜co2含量的变化曲线图分析 o2变化与co2相反 1 如果n点低于m点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量增加 即植物生长 2 如果n点高于m点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量减少 3 如果n点等于m点 说明经过一昼夜 植物体内的有机物总量不变 4 co2含量最高点为c点 c 点 co2含量最低点为e点 e 点 注 图中光合速率与呼吸速率相等的点有c c e e 点 图中曲线与横轴围成的面积s2 s1 s3 的代数和即为净光合量 若该值 0 则植物生长 若该值 0 则植物不生长 1 探究酵母菌的呼吸方式 可用溴麝香草酚蓝检测产生的co2 2015 四川卷 3 2 用酵母菌发酵酿制果酒 选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精 2015 四川卷 3 3 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 光反应强度会降低 暗反应强度也降低 2011 新课标 3改编 4 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降低温度 可提高作物产量 浙江 4d 错混诊断 5 如图是夏季晴朗的一天 甲 乙两株同种植物在相同条件下co2吸收速率的变化 则甲植株在a点开始进行光合作用 乙植株在e点有机物积累量最多 曲线bc段和de段下降的原因相同 2012 山东 2改编 答案 1 2 3 4 5 提示 5 甲植株在a点时光合速率与呼吸速率相等 乙植株在18点时有机物积累最多 曲线bc段下降是由于夏季中午为防止水分过度蒸腾关闭气孔时导致co2供应减少 de段下降原因是光照减弱 题组1以坐标曲线或柱形图形式考查光合速率与呼吸速率的影响因素 1 2015 江西五校二次联考 下图示某植物光合作用速率与环境因素之间的关系 据图分析 下列不正确的是 a 甲图可表示在光线弱的情况下 光合作用速率受光强度的限制b 甲图可见 强光照下因光反应阶段受到限制 使光合作用速率不再增加c 乙图中c点表示光照强度为甲图的b时 植物光合作用的最适温度d 乙图出现cd段的原因是温度过高影响光合作用有关的酶的活性 解析分析甲图可知 该图显示温度和光照强度对光合作用的影响 在一定的范围内光合作用速率随光照强度的增加而增强 光照超过某一强度时 光合作用的速率不再增加 同一光照条件下 不同植物光合作用强度不同 光合作用强度是多种影响因素综合作用的结果 分析题图乙可知 该曲线显示温度对光合作用强度的影响 温度通过影响酶的活性而影响光合作用强度 在一定的范围内随温度升高 光合作用强度增强 超过最适宜温度后 随温度升高光合作用强度降低 答案b 2 以下甲 乙两图都表示某植物的非绿色器官co2释放量和o2吸收量的变化 下列相关叙述错误的是 a 甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的a点b 甲图中氧浓度为b时的情况属于乙图中的cd段c 甲图的a b c d四个浓度中c是最适合贮藏的d 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生 解析甲图中a氧气吸收量为0 对应乙图中a点 只进行无氧呼吸 据甲图中b到c的变化判断 co2释放量减少 对应乙图中的bc段 甲图中氧浓度为c时释放的co2量最少 则消耗有机物最少 适于储藏 甲图中氧浓度为d时 o2吸收量与co2释放量相等 说明只进行有氧呼吸 无酒精产生 答案b 3 2014 江苏卷 31 为研究浮游藻类的光合作用 将一种绿藻培养至指数生长期 并以此为材料 测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率 pn 图1为光合放氧测定装置的示意图 图2是不同nahco3浓度 ph8 5 25 条件下测得的pn曲线图 请回答下列问题 1 通过变换图1中光源 可研究 对光合作用的影响 2 在测定不同光照对pn的影响时 如不精确控制温度 则测得的光照与pn的关系 填 呈正相关 呈负相关 或 难以确定 3 由于弱碱性的藻培养液中游离co2浓度很低 藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶 ca 分解水中的获得co2 图2中达到最大pn值的最低nahco3浓度为 在更高nahco3浓度下 pn不再增加的主要原因有 4 培养基中的hco与co之间的离子平衡与ph有关 碱性条件下ph越高 hco越少 co越多 而co几乎不能被该藻利用 在测定不同ph 7 0 10 0 对光合作用的影响时 导致pn发生变化的因素有 解析 1 通过图可知 可以通过调节光源改变光照强度 光的波长 光质 从而研究光强和光质对光合作用的影响 2 温度是无关变量 温度过高或过低都会影响酶的活性进而影响光合作用强度 使得难以确定光照对pn影响 因此在实验过程中要遵循单一变量原则 使无关变量相同且适宜 以便排除对实验结果的干扰 3 由图可以看出 达到最大pn值的最低nahco3浓度为120mg l 1 在更高nahco3浓度下 外界因素是co2浓度达到了co2饱和点 不能吸收更多的co2 内部因素是ca量不足 不能催化分解更多的hco产生更多的co2 4 由题意可知 ph一方面会影响hco的含量 从而影响pn 另一方面ph也会影响ca的活性 从而影响pn 答案 1 光强光质 2 难以确定 3 120mg l 1达到了co2饱和点ca量有限 4 co2 或hco 供应量不同ca 细胞 活性变化 1 光合作用的影响因素 光照强度 光质 co2浓度 温度 水分 矿质离子供应等 2 细胞呼吸的影响因素 温度 o2浓度 co2浓度 水分等 3 植物生长速率取决于净光合量而不是 总光合量 如下图中n值为净光合速率 n值 0时光合速率 呼吸速率 植物生长取决于图中虚线变化 4 提高大棚作物产量的措施 阴天时人工补光 最好补红光 蓝紫光 夜间适当降温以便降低呼吸消耗 注 1 快速确认曲线图中 总光合速率 与 净光合速率 若光照强度为 0 时 co2吸收量 或光合速率 从 0 开始 则描述指标为 总光合速率 若此时co2吸收量从负值开始 则描述指标应为净光合速率 2 读曲线图时必需 全线 关注 不可就某些 片段 盲目下结论 题组2以表格数据信息为载体考查两大代谢的影响因素 1 2015 四川卷 4 在适宜温度和大气co2浓度条件下 测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标 见下表 下列分析正确的是 光补偿点 光合速率等于呼吸速率时的光强 光饱和点 达到最大光合速率所需的最小光强 a 光强大于140 mol m 2 s 1 马尾松幼苗叶肉细胞中产生的o2全部进入线粒体b 光强小于1255 mol m 2 s 1 影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是co2浓度c 森林中生产者积累有机物的能量总和 即为输入该生态系统的总能量d 在群落演替过程中 随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加 解析由表格可知光强140 mol m 2 s 1 正好是马尾松的光补偿点 当光强大于光补偿点时 光合速率大于呼吸速率 此时叶肉细胞产生的o2不仅进入线粒体参与有氧呼吸 还有多余的o2释放到细胞外 a错误 由表格可知光强1255 mol m 2 s 1 正好是苦槠的光饱和点 当光强小于光饱和点时 限制光合速率的主要环境因素是光照强度 当光强大于光饱和点时 限制光合速率的主要环境因素是co2浓度 b错误 输入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 而非生产者积累的有机物的能量总和 c错误 由表格分析可知 青冈的光补偿点和光饱和点均最小 耐阴性最强 随着林冠密集程度的增大 射入林内下层的光照越来越弱 故在与其他林冠植物的竞争中耐阴的青冈可能处于优势 其数量最可能增加 d正确 答案d 2 将若干长势良好的葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中 并控制每天8 00 24 00为光照培养阶段 0 00 8 00为黑暗培养阶段 其他条件适宜 测量一天内恒温箱中co2浓度的变化 结果如下表所示 请分析回答下列问题 1 光照培养阶段co2浓度下降的原因是 在叶肉细胞中利用co2的具体部位是 2 12 00 24 00时间段 幼苗有机物的积累量为 据此分析农业上为提高大棚作物产量应采取的措施是 3 8 00 24 00时间段幼苗细胞内产生atp的场所是 24 00停止光照 短时间内叶肉细胞的叶绿体中c3含量的变化是 4 整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是 影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是 解析 1 光照培养阶段co2浓度变化取决于光合速率与呼吸速率的差值 叶肉细胞中co2的具体消耗部位为叶绿体基质 2 12 00 24 00时间段 因co2浓度未发生变化 故有机物积累量为0 欲提升光合速率宜补充co2 3 8 00 24 00时间段 幼苗细胞内产生atp的生理过程包括光合作用和细胞呼吸 其场所为细胞质基质 叶绿体 线粒体 24 00停止光照 短时间内叶肉细胞的叶绿体中c3因缺乏 h 和atp被还原量减少 即c3增多 4 表中数据显示 整个暗培养阶段co2变化量为24 00 1 00 1 00 2 00及2 00 3 00三个时间段均为增加90 而3 00 4 00增加70 4 00 5 00增加50 5 00 6 00增加40 6 00 7 00增加30 7 00 8 00增加20 故呼吸速率应为前3h不变后5h逐渐降低 由于该密闭装置 恒温 故呼吸速率的影响因素主要是o2浓度 答案 1 光合作用强度大于细胞呼吸强度叶绿体基质 2 零 定时 通风 使用农家肥等 补充二氧化碳 3 细胞质基质 叶绿体 线粒体增多 4 开始不变 后来逐渐降低氧气浓度 解答与呼吸作用 光合作用相关的图表信息题应特别关注如下信息 1 光照强度为 0 意味着光合作用不能进行 此时气体变化量全由细胞呼吸引起可作为呼吸强度指标 2 光照下吸收co2量应为净光合量 3 光照培养阶段 密闭装置中co2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的 差值 切不可仅答成 光合作用消耗 导致装置中co2浓度下降 4 答题时务必关注题干信息中诸如 恒温 最适温度 等关键信息 1 2012 江苏卷 33 为探究低浓度nahso3溶液对水稻光合速率的影响 某研究小组做了如下实验 请完成实验报告并回答下列问题 1 实验报告 材料用具 乳熟期的温室盆栽水稻 1mmol lnahso3溶液 蒸馏水 喷壶 光合分析测定仪等 考点三光合作用与细胞呼吸相关实验探究 典例引领 实验步骤 第一步 选取若干 的水稻植株随机平均分成甲 乙两组 甲组为对照组 乙组为实验组 第二步 每天傍晚分别将等量的 喷洒在甲 乙两组的水稻叶片上 次日上午测定光合速率 结果与分析 实验结果见图1 经分析可以得出的结论是 2 研究发现nahso3增加了叶片内叶绿体形成atp的能力 推测其作用部位是叶绿体的 进而加快对图2中 填字母a d 物质的利用 3 研究小组利用上述条件设计实验 证明了0 2 mol l硫酸甲酯吩嗪 pms 和1 mol lnahso3效应相同 两者共同处理既不存在累加效应 也无抑制效应 请用柱形图绘制出实验结果 实验光照强度为1000 mol m 2 s 1 解析 1 该实验中自变量为是否喷施nahso3溶液 因变量是水稻光合速率 其它为无关变量 在实验过程中要排除无关变量对实验结果的干扰 所用实验材料的株型 长势等条件要基本相同 实验操作分对照组和实验组 对照组喷洒一定量的蒸馏水 实验组喷洒1mmol lnahso3溶液 根据图1 在不同光照强度下 喷洒nahso3溶液的植株光合速率均高于喷洒蒸馏水的对照组 说明nahso3溶液在不同光照强度下均能提高水稻植株的光合速率 2 光合作用的光反应阶段可以产生atp 场所在叶绿体的类囊体薄膜上 图2中a表示二氧化碳 b表示c3 c表示光合作用产物糖类 d表示c5 光反应增强 atp和 h 增多 可促进暗反应过程中c3的还原进而促进二氧化碳的固定和c5的利用 3 根据题中信息 0 2 mol l的硫酸甲酯吩嗪和1mmol lnahso3溶液效应相同 可促进水稻光合作用效率 但二者无累加效应和抑制效应 即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的 据此信息结合图1可作出对应的条形图 答案 1 株型 长势 叶片均一致蒸馏水1mmol lnahso3溶液 不同光照强度下低浓度nahso3溶液可提高水稻光合速率 2 类囊体a b d 3 见下图 2 2011 全国卷 33 为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响 将某植物在黑暗中放置一段时间 耗尽叶片中的淀粉 然后取生理状态一致的叶片 平均分成8组 实验处理如下表所示 一段时间后 检测叶片中有无淀粉 结果如下表 回答问题 1 光照条件下 组5叶片通过作用产生淀粉 叶肉细胞释放出的氧气来自于的光解 2 在黑暗条件下 叶片能进行有氧呼吸的组别是 3 组2叶片中合成淀粉的原料是 直接能源物质是 后者是通过产生的 与组2相比 组4叶片无淀粉的原因是 4 如果组7的蒸馏水中只通入n2 预期实验结果是叶片中 有 无 淀粉 解析由题干信息知 植物在实验处理前已耗尽了叶片中的淀粉 实验处理后淀粉的生成有两条途径 光合作用生成淀粉和吸收培养液中的葡萄糖合成淀粉 1 组5中的叶片环境中 有光照和co2 叶片通过光合作用产生淀粉 光合作用产生的氧气来自于水的光解 2 在黑暗条件下 组2和组6的溶液中通入空气 有氧气存在 叶片能进行有氧呼吸 3 组2叶片没有光照处理 不能进行光合作用 但能以培养液中的葡萄糖为原料 生成淀粉 消耗的能量直接来源于atp的水解 此时的atp是通过有氧呼吸产生的 组4与组2相比 培养液中没有o2 叶片不能进行有氧呼吸 缺少atp 不能合成淀粉 4 若组7中只通入n2 没有co2 叶片不能进行光合作用 溶液中也没有葡萄糖 则叶片中无淀粉生成 答案 1 光合h2o 2 组2和组6 3 葡萄糖atp有氧呼吸组4叶片不能进行有氧呼吸 淀粉的合成缺少atp 4 无 有关光合作用和细胞呼吸实验探究类题目是高考的重点 热点 题目区分度高 分值重 准确把握光合作用 细胞呼吸的生理过程 影响因素及相关原理 把握呼吸速率 光合速率测定实验设计原理 并能把握实验设计常规步骤是解答此类问题的关键 1 生物呼吸类型判定实验设计 探究某生物材料的细胞呼吸类型 假设生物材料为植物种子 呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响 某同学设计实验装置如图 请完善下面的结果预测 1 若甲液滴 乙液滴 则只进行有氧呼吸 2 若甲液滴 乙液滴 则只进行无氧呼吸 3 若甲液滴 乙液滴 则既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 4 物理误差的校正 除将装置中换为外其余均与乙装置相同 左移 不动 不动 右移 左移 右移 生物材料 杀死的等 量同种生物材料 2 光合速率与呼吸速率的测定 1 测定装置 2 测定方法及解读 测定呼吸强度a 装置烧杯中放入适宜浓度溶液用于b 玻璃钟罩处理 以排除光合作用干扰c 置于适宜温度环境中d 红色液滴向移动 代表呼吸 测定净光合速率a 装置烧杯中放入适宜浓度的溶液 用于保证容器内 满足光合需求b 必须给予处理 且温度适宜c 红色液滴向右移动 代表净光合速率 naoh 吸收co2 遮光 左 耗氧量 nahco3 co2浓度恒定 较强光照 判断与光合作用 细胞呼吸相关实验探究中的做法 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 碳酸氢钠溶液 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 线粒体提取 细胞匀浆离心 9 保持容器中co2浓度不变 naoh溶液 错混诊断 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 提示 3 除去co2常用naoh溶液 9 保持容器中co2浓度不变常用nahco3溶液 题组1与细胞呼吸相关实验探究 1 2015 山东日照联考 下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物 有关分析不正确的是 a 装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量b 装置乙的有色液滴向左移动 说明种子萌发只进行有氧呼吸c 装置丙可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳d 三个装置中的种子都必须进行消毒处理 都需要设置对照实验 解析甲装置中含有温度计 可用于探究呼吸作用是否产生热量 a正确 乙装置中naoh可吸收呼吸产生的二氧化碳 则有色液滴移动的距离代表呼吸消耗的氧气量 因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸 但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸 b错误 丙装置中澄清石灰水可检测二氧化碳 因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生co2 c正确 微生物也会进行呼吸作用 所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理 都需要设置对照实验 d正确 答案b b 经管口3取样检测酒精和co2的产生情况c 实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查d 改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通解析管口3只能检测非气态的产物 如酒精等 b错误 答案b 2 2013 江苏卷 17 将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验 下列相关操作错误的是 a 探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a 1 教材中酵母菌呼吸方式探究实验注意事项 通入a瓶的空气中不能含有co2 以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的co2是由酵母菌有氧呼吸产生的 b瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将b瓶中的氧气消耗完后 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保是无氧呼吸产生的co2通入澄清的石灰水中 2 呼吸状况探究实验材料的选择 若探究 种子 呼吸状况不必遮光 但需 死种子 作对照 若探究 植物 或幼苗 呼吸状况 应做遮光处理 以防止光合作用干扰 同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照 题组2光合速率影响因素实验探究 1 2015 安徽卷 29 科研人员探究了不同温度 25 和0 5 条件下密闭容器内蓝莓果实的co2生成速率的变化 结果见图1和图2 1 由图可知 与25 相比 0 5 条件下果实的co2生成速率较低 主要原因是 随着果实储存时间的增加 密闭容器内的浓度越来越高 抑制了果实的细胞呼吸 该实验还可以通过检测浓度的变化来计算呼吸速率 2 某同学拟验证上述实验结果 设计如下方案 称取两等份同一品种的蓝莓果实 分别装入甲 乙两个容积相同的瓶内 然后密封 将甲 乙瓶分别置于25 和0 5 条件下储存 每隔一段时间测定各瓶中的co2浓度 记录实验数据并计算co2生成速率 为使实验结果更可靠 请给出两条建议 以完善上述实验方案 不考虑温度因素 a b 解析 1 由图可知 与25 相比 0 5 条件下的co2生成速率较低 主要原因是温度较低 导致酶的活性较低 呼吸速率较慢 所以其主要原因是 低温降低了细胞呼吸相关酶活性 随着果实储存时间的增加 密闭容器内的co2浓度越来越高 抑制了果实的细胞呼吸 该实验还可以通过检测o2浓度变化来计算呼吸速率 2 根据单一变量原则 控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用 所以 选取的果实成熟度还应一致 根据可重复性原则 同一处理在实验中出现的次数称为重复 重复的作用有二 一是降低实验误差 扩大实验的代表性 二是估计实验误差的大小 判断实验可靠程度 所以 每个温度条件下至少有3个平行重复实验 答案 1 低温降低了细胞呼吸相关酶活性co2o2 2 a 选取的果实成熟度还应一致b 每个温度条件下至少有3个平行重复实验 2 2015 北京卷 31 研究者用仪器检测拟南芥叶片在光 暗转换条件下co2吸收量的变化 每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现 1 在开始检测后的200s内 拟南芥叶肉细胞利用光能分解 同化co2 而在实验的整个过程中 叶片可通过将储藏在有机物中稳定的化学能转化为和热能 2 图中显示 拟南芥叶片在照光条件下co2吸收量在 mol m 2 s 1 范围内 在300s时co2达到2 2 mol m 2 s 1 由此得出 叶片的总 真正 光合速率大约是 molco2 m 2 s 1 本小题所填数值保留至小数点后一位 3 从图中还可看出 在转入黑暗条件下100s以后 叶片的co2释放 并达到一个相对稳定的水平 这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程 4 为证明叶片在光下呼吸产生的co2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物 可利用技术进行研究 解析 1 光合作用是绿色植物通过叶绿体利用光能 把水和二氧化碳转变成储存能量的有机物 同时释放出氧气的过程 而细胞呼吸是把有机物进行氧化分解 把有机物中稳定的化学能转变成活跃的化学能 atp中的 和热能供生命活动利用 2 由图分析可以得到在前200s有光照时co2的吸收维持在0 2 0 6 mol m 2 s 1 之间 此时为光合作用的测量值 是植物光合作用对co2吸收真实值与细胞呼吸作用释放co2的差值 在300s时为黑暗环境中 植物只进行细胞呼吸作用 所以植物的真实光合作用应该是光合作用co2的测量值与细胞呼吸作用co2的释放量之和 3 转入黑暗条件下100s以后 也就是在300s以后 可以看到 点 的重心逐渐上升 也就是说明叶片释放的co2量在逐步减少 4 探究碳元素的去向 往往采用的是14c同位素示踪技术 答案 1 水细胞呼吸atp中的化学能 2 0 2 0 6释放量2 4 2 8 3 逐渐减少 4 14c同位素示踪 题组3光合速率与呼吸速率的测定 1 2015 辽宁沈阳四校联考 某生物科研小组 从鸭绿江的某一深度取得一桶水样 分装于六对黑白瓶中 剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10mg l 白瓶为透明玻璃瓶 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶 将它们分别置于六种不同的光照条件下 温度保持不变 24h后 实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量 请根据其记录数据 如下图 判断下列选项中错误的是 a 黑瓶中的生物呼吸消耗氧气 但没有光照 植物不能进行光合作用产生氧b 光照强度为a时 白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等 说明此光照强度下植物不能进行光合作用c 当光照强度为c时 白瓶中植物产生的氧气量为21mg l 24h d 当光照强度为d时 再增加光照强度 白瓶中植物的光合作用速率不会增加 解析黑瓶中的生物呼吸消耗氧气 但没有光照 植物不能进行光合作用产生氧 a正确 光照强度为a时 白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等 说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗 b错误 当光照强度为c时 白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量 净光合作用量 呼吸作用消耗量 24 10 10 3 21mg l 24h c正确 当光照强度为d时 再增加光照强度 瓶中溶解氧的含量也不会增加 即白瓶中植物的光合作用速率不会增加 d正确 答案b 2 2015 浙江省嘉兴等五校联考 下图是测定绿色植物光合作用速率的实验装置示意图 广口瓶装有碳酸氢钠溶液以维持溶液中二氧化碳浓度 请回答下列问题 1 某兴趣小组利用上述装置探究不同波长的光对光合作用速率的影响 准备了3套装置 在暗室中用等强度 小于光饱和点 的绿光 蓝光 红光的灯源等距离地分别照射1 3号装置 30min后停止光照 测量光合作用释放的o2体积 ml 实验结果如下表 o2释放量 ml 1 用这一方法测量得到的为光合作用速率 由于各组呼吸速率相同 故单位时间内收集的水量可作为光合速率的指标 2 由于二氧化碳浓度和光强度相同 故成为实验结果不同的限制因素 请比较3组叶绿体中atp和nadph浓度大小关系 用组别编号比较 3 本实验将3套装置放入暗室的目的是 4 该实验设计存在不合理之处 请指出其中一处 5 下图为红 绿 蓝三种光的不同光强度和光合速率的关系 若以上述实验结果为依据 可知曲线为蓝光 解析该方法测定的是氧气释放量 它影响到排水量 它反映植物净光合速率 由于二氧化碳浓度和光强度相同 故不同波长的光成为实验结果不同的限制因素 根据表中数据可知 红光效果好于蓝光好于绿光 因而叶绿体中atp和nadph浓度大小关系是3 2 1 本实验将3套装置放入暗室的目的是排除室内其他波长的光对实验结果的干扰 该实验设计不合理之处是没有黑暗的对照组 根据表中结果可知曲线 表示蓝光 答案 1 表观 净 真正 总 2 不同波长的光 光的波长 3 2 1 3 排除室内其他波长的光对实验结果的干扰 4 没有黑暗的对照组 不同波长的光热效应不同 导致温度难控制或其他合理答案 5 光合作用 细胞呼吸实验的设计技巧 1 实验设计中必须注意三点 变量的控制手段 如光照强度的大小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 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 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 典型的方法 黑白瓶法 用黑瓶 无光照的一组 测得的为呼吸作用强度值 用白瓶 有光照的一组 测得的为净光合作用强度值 综合两者即可得到真光合作用强度值 梯度法 用一系列不同光照强度 温度或co2浓度的装置 可探究光照强度 温度或co2浓度对光合作用强度的影响 3 解答光合作用与细胞呼吸实验探究题时务必要关注的信息是加 naoh 还是 nahco3 给予 光