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文档简介
第2讲光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸 1 细胞呼吸的过程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 维度1 善归纳 基础回扣 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 丙酮酸 h 乳酸 有氧呼吸 无 氧呼吸 释放的co2 吸收的o2 乳酸 无氧呼吸 光合作用 1 光合作用的过程 光反应 暗反应 基质 大于 2 光合作用与呼吸作用的关系 1 完善下面光合作用与细胞呼吸的关系图解 2 总结光合作用与有氧呼吸过程中 h 和atp的来源和去向 1 光合作用与细胞呼吸的基本过程分析 1 光反应与暗反应的关系 光合作用和呼吸作用的联系 维度2 巧深化 疑难突破 2 总光合速率 净光合速率和呼吸速率三者之间的关系 特别提醒 关于光合作用和细胞呼吸的三个易误点1 暗反应过程并非不需要光光合作用的过程可以分为两个阶段 即光反应和暗反应 前者在光下才能进行 并在一定范围内随着光照强度的增加而增强 后者在有光 无光的条件下都可以进行 但需要光反应的产物 h 和atp 因此在无光条件下不可以长期进行 2 误认为有氧呼吸的全过程都需要o2有氧呼吸的第一 二阶段不需要o2 只有第三阶段需要o2 3 误认为有氧呼吸的场所只有线粒体 1 原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜 2 真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体 1 图甲过程发生在叶绿体的 图中a代表的物质是 c作为 参与图中反应过程 a代表 过程 若将该植物突然转移到高温 强光照 干燥的环境中 叶片气孔将逐渐关闭 此时叶肉细胞内b物质含量的变化是 2 由图乙可知本实验的目的是研究 图乙中a点的含义是 3 若将图乙的实验温度升高10 则b点向 填 左 或 右 侧移动 呼吸速率曲线向 填 上 或 下 移动 解析 图甲是光合作用部分过程示意图 图乙表示光照强度对植物光合速率和呼吸速率的影响 a点是两曲线的交点 表示其速率相等 温度升高10 后光合作用和呼吸作用都接近最适温度 所以均升高 答案 1 基质五碳化合物还原剂 供氢 co2的固定 碳的固定 下降 2 光照强度对光合速率和呼吸速率的影响光合作用速率与呼吸作用速率相等时需要 或对应 的光照强度 3 右上 1 解读影响光合作用因素的相关曲线 影响光合作用和呼吸作用的环境因素及其应用 1 光照强度 图甲 原理 影响光反应阶段atp h 的产生 分析p点的限制因素 温度 co2的供应量 生产中的应用a 间作套种农作物的种类配置 可合理利用光能 b 适当提高光照强度 可增加大棚作物的产量 2 co2浓度 图乙 原理 影响暗反应阶段c3的生成 分析p点的限制因素 温度 光照强度 生产中的应用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 正其行 通其风 以保证空气顺行流通 3 温度 图丙 原理 通过影响酶的活性而影响光合作用 分析 p点对应的温度为进行光合作用的最适温度 应用 大田农作物适时种植 冬天 利用大棚种植蔬菜 4 矿质元素 图丁 原理 n mg是叶绿素的成分 p是nadph和atp的成分 k 有助于光合产物的运输 分析 p q的形成原因是施肥过多 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 影响呼吸作用因素的分析 拓展延伸 光合作用的 总 和 净 总光合作用 净光合作用 细胞呼吸 其中净光合量一般有以下几种表示方法 植物 叶片 吸收 co2量或实验容器内co2的减少量 植物 叶片 释放 o2量或实验容器内o2的增加量 植物 叶片 积累 葡萄糖量或植物重量 有机物 增加量 总光合量一般有以下几种表示方法 叶绿体 吸收 co2量 叶绿体 生成 的o2量 植物或叶绿体生成的葡萄糖或有机物的量 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 1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 用于光合作用 2 大气中的co2可通过气孔进入植物体内 用于光合作用的暗反应阶段 co2中的氧进入到暗反应的产物葡萄糖中 葡萄糖用于有氧呼吸时 其中的氧在第二阶段进入到产物co2中 3 结合三幅图分析 nacl浓度在200 250mmol l 1时净光合速率显著下降 这与光合色素含量降低是相对应的 夏季晴朗的中午出现净光合速率下降现象 则是由于气温较高 气孔关闭 co2吸收减少 导致胞间co2浓度降低引起的 4 总光合速率可用光合作用过程中co2的消耗量 o2的产生量或有机物的生成量来表示 绘制曲线图时需标出横纵坐标的含义 还要注意总光合速率大于净光合速率 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 绘图如下 1 2013 新课标全国卷 t3 c 破伤风杆菌适宜生活在有氧的环境中 提示 破伤风杆菌进行无氧呼吸 在有氧时呼吸作用被抑制 2 2013 海南高考t8 c 用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 提示 叶绿体中的四种色素均溶于乙醇 3 2013 江苏高考t5 b 将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 4 2012 福建高考t1 d 叶片黄化 叶绿体对红光的吸收增多 提示 叶片黄化 说明叶片缺少叶绿素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 因此叶片黄化 叶绿体对红光的吸收减少 5 2011 新课标全国卷t3 b 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 光反应强度和暗反应强度都降低 6 2011 浙江高考t1 c 与夏季相比 植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短 提示 植物在冬季光合速率低的主要原因是光照强度弱 气温低 实验二 为了研究某种水草的光补偿点 植物光合作用吸收的二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量相等时的光照强度 科研人员设计了如下图实验 试管中放入相同的水草和等量的btb溶液 btb是一种灵敏的酸碱指示剂 对光不敏感 其一定浓度的水溶液中性时无色 偏碱性时呈蓝色 弱酸性时呈黄色 1 实验一中草蜢的呼吸速率 以吸入氧气的体积为准 应为 mm3h 1 2 实验二中 一段时间后 距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化 这说明 3 一段时间后 请预期实验二中2号 5号试管内的颜色分别是 4 实验二中 用荧光灯比白炽灯更好 原因是 研析 本题以研究草蜢呼吸速率 某种水草的光补偿点的实验设计为依托 考查呼吸速率的表示方法 光补偿点的真正含义 影响光合速率的光照强度及无关变量的分析等 解题过程如下 答案 1 2r l1 l2 2 距离荧光灯60cm处的光照强度为该水草的光补偿点 3 黄色蓝色 4 荧光灯产生的热量少 可避免温度对实验结果的影响 方法总结 解答此类题目的方法如下1 确定题型 即属于光合 呼吸过程图解题还是有关光合 呼吸的曲线题 2 获取信息 包括图形信息 图解特征 光合作用和细胞呼吸的反应条件 物质变化 能量变化 线粒体和叶绿体的结构特征等多种信息 3 联想回忆 光合作用和有氧呼吸的反应场所 反应阶段 反应过程 物质变化 能量变化及影响因素等内容 4 推理判断 针对不同题型的特点 采取不同的方法进行分析判断 如选项排除法 过程图解法 综合分析法 曲线识别法 识标 明点 析线 计算法等 5 规范作答 对于光合 呼吸的简答题尤其要注重规范答题 即要使用生物学名词作答 如可以使用 光合作用速率 细胞呼吸速率 而不能使用 光合作用 细胞呼吸 真题例证 2013 江苏高考 关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作 正确的是 a 使用定性滤纸过滤研磨液b 将干燥处理过的定性滤纸条用于层析c 在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2 3次d 研磨叶片时 用体积分数为70 的乙醇溶解色素 解析 正确选材和操作是实验成功的关键 在提取叶绿体中的色素时 漏斗基部放单层尼龙布进行过滤 a项错误 纸层析法分离滤液中的色素时 需用干燥的定性滤纸 b项正确 划出一条滤液细线后需等滤液干后再重复划线2 3次 c项错误 研磨叶片时是用无水乙醇溶解色素 d项错误 答案 b 方法总结 1 实验结果的拓展分析 1 在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b 距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素 2 四条色素带的分布与扩散速度有关 扩散速度与溶解度呈正相关 从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小 3 色素带的粗细与色素的含量有关 从色素带的宽度可推知色素含量的多少 4 通过对比不同滤纸条上色素带的种类 可确定不同叶片中色素的种类 如黄色叶片中的色素在分离时 可能缺少蓝绿色或黄绿色 2 实验的异常现象分析 1 提取液颜色浅的原因 研磨不充分 色素未充分提取出来 称取绿叶过少或加入无水乙醇过多 色素浓度小 未加碳酸钙或加入过少 色素分子部分被破坏 2 色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角 3 滤纸条上只有两条色素带 原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素 4 滤纸条上看不见色素带的原因 忘记画滤液细线 滤液细线接触到层析液 且时间较长 色素全溶解到层析液中 细胞呼吸的过程 解析 据题干可知 本题重点考查微生物的细胞呼吸 可首先联系细胞呼吸的方式 有氧呼吸和无氧呼吸 然后分析每个选项提供的信息 逐项解答 肺炎双球菌属于原核生物 细胞中只有核糖体一种细胞器 与有氧呼吸有关的酶存在于细胞膜和细胞质基质中 故a项正确 细菌的拟核有环状dna 为细菌的遗传物质 其上的基因控制着相关蛋白质的合成 故b项正确 破伤风芽孢杆菌的细胞呼吸方式是无氧呼吸 其适宜的生活环境应为无氧环境 故c项错误 酵母菌为兼性厌氧型微生物 进行有氧呼吸时 呼吸产物是co2和水 进行无氧呼吸时 呼吸产物是酒精和co2 故d项正确 答案 c a 在第2小时甲罐中的酒精和co2的含量均低于乙罐的含量b 甲 乙两发酵罐依次在第4小时和第5小时无氧呼吸速率最快c 实验结果表明酒精的产量随氧气含量的增多而增加d 在实验结束时甲 乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为8 5 解析 从图中信息可知 乙发酵罐产生的酒精总量为15mol 由于乙发酵罐只有无氧呼吸 故乙发酵罐无氧呼吸产生的co2量为15mol 而甲发酵罐中原有6mol氧气 有氧呼吸产生的co2为6mol 又因产生的酒精的总量为18mol 则无氧呼吸产生的co2量为18mol 综上甲 乙发酵罐最终产生的co2之比为24 15 8 5 甲发酵罐酒精开始产生于第2h 从甲装置可知 酵母菌是异养兼性厌氧型生物 因酒精是酵母菌无氧呼吸的产物 所以通入过多氧气会抑制无氧呼吸 得到酒精量会减少甚至没有酒精产生 答案 d 光合作用 1 水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是 捕获光能的色素中含量最多的是 2 co2通过气孔进入叶肉细胞后 首先与 结合而被固定 固定产物的还原需要光反应提供 3 光照强度低于8 102 mol m 2 s 1时 影响转基因水稻光合速率的主要因素是 光照强度为 10 14 102 mol m 2 s 1时 原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变 可能的原因是 4 分析图中信息 pepc酶所起的作用是 转基因水稻更适宜栽种在 环境中 解析 本题先提取图中信息 然后综合运用光合作用的过程和影响光合作用的因素等基础知识作答 1 高等植物叶肉细胞的叶绿体是光合作用进行的场所 捕获光能的四种色素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素和叶黄素 中 叶绿素a的含量最多 2 光合作用过程分为光反应和暗反应 光反应阶段中产生的 h 和atp为暗反应中c3的还原提供还原剂和能量 暗反应阶段c5先与co2结合生成c3 c3再在光反应提供的 h 和atp作用下还原生成有机物 3 在光照强度低于8 102 mol m 2 s 1时 转基因水稻的光合速率随光照强度的增强而增大 所以在此光照强度范围内 限制光合速率的主要因素为光照强度 光照强度增强 产生 h atp增多 会提高c3还原生成有机物的速率 而气孔导度降低 细胞中co2浓度下降 c3减少 会使c3还原为有机物的速率下降 正负影响相互抵消 光合速率可基本保持不变 4 由图中转基因水稻和原种水稻气孔导度的差别可以判断pepc酶会通过增大气孔导度而提高水稻在强光下的光合速率 由图分析 转基因水稻的光合速率在 8 14 102 mol m 2 s 1范围内随着光照强度的增强而逐渐增大 所以转基因水稻适合在强光下生长 答案 1 叶绿体叶绿素a 2 c5 h 和atp 3 光照强度光照强度增加与co2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消 或 co2供应已充足且光照强度已达饱和点 4 增大气孔导度 提高水稻在强光下的光合速率强光 1 实验中 如果提供充分的14co2 在ab时间段内 14c3浓度将保
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