高三生物一轮复习 高考热点集训02 光合作用与细胞呼吸综合题课件.ppt

高考热点集训 2 光合作用与细胞呼吸综合题 题型1光合作用与呼吸作用中 co2与o2 的关系绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的 而细胞呼吸主要在线粒体内进行 两者之间的关系从物质交换的角度来看 主要涉及的是o2和co2的来源与去路问题 1 关系图解 叶绿体光合作用产生o2的去路 用于植物呼吸作用 释放到周围的环境中 叶绿体光合作用利用co2的来源 来自植物自身的呼吸作用 从外界环境中吸收 若是水生植物 则从周围的水中吸收 线粒体有氧呼吸o2的来源 来自植物光合作用 从外界环境中吸收 若是水生植物 则从周围的水中吸收 线粒体有氧呼吸co2的去路 用于植物光合作用 释放到周围的环境中 2 光合作用强度与呼吸作用强度间的关系 和 只进行呼吸作用 弱光照 光合作用强度小于呼吸作用强度 光合作用强度等于呼吸作用强度 强光照 光合作用强度大于呼吸作用强度 题型2光合作用与呼吸作用关系的曲线分析1 典型关系曲线 2 曲线的解读 1 真正光合速率 净光合速率与呼吸速率的常用表示方法 植物在光下实际合成有机物的速率 o2产生 生成 速率或叶绿体释放o2量 co2固定速率或叶绿体吸收co2量 有机物产生 制造 生成 速率 净光合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞o2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞co2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中o2吸收速率 黑暗中co2释放速率 有机物消耗速率 2 计算公式实际光合速率 表观 净 光合速率 呼吸速率 具体可表示为 实际光合固定co2的速率 从外界吸收co2的速率 呼吸释放co2的速率 实际光合产生o2的速率 释放o2的速率 呼吸消耗o2的速率 提醒 注意 速率 和 量 的关系 速率指的是单位面积的叶片在单位时间内的变化量 3 光合作用和细胞呼吸与植物生长的关系 1 当净 表观 光合速率 0时 植物积累有机物而生长 2 净光合速率 0时 植物不能生长 3 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 由图乙可看出 最有利于植物生长的应为净光合速率的至高点 而非真正光合速率的至高点 4 曲线的变式 1 呼吸作用的柱形图不能进行光合作用的细胞 o2浓度为a时 不吸收o2 只释放co2表明细胞只进行无氧呼吸 o2浓度为d时 o2吸收量等于co2释放量 表明细胞只进行有氧呼吸 而o2浓度为b c时 表明细胞同时进行无氧呼吸和有氧呼吸 其比例需要根据具体数据来计算 2 容器气体量变化曲线能够进行光合作用的细胞 可以同时进行呼吸作用和光合作用 呼吸作用强度几乎不变 光合作用强度随时间增大或减小 b点之前co2的相对含量增加 表明呼吸作用强度大于光合作用强度 b点之后co2的相对含量减少 表明呼吸作用强度小于光合作用强度 所以b点的含义是光合作用强度等于呼吸作用强度 同理d点也是光合作用强度等于呼吸作用强度 a b d e呼吸作用强度大于光合作用强度 co2的相对含量增加 b d呼吸作用强度小于光合作用强度 co2的相对含量减少 题型3光合作用与细胞呼吸相关的实验探究1 表观 净 光合速率的测定方法 1 nahco3溶液作用 玻璃瓶中的nahco3溶液保证了容器内co2浓度的恒定 满足了绿色植物光合作用的需求 2 植物光合速率指标 植物光合作用释放氧气 使容器内气体压强增大 毛细管内的水滴右移 单位时间内水滴右移的体积即光合速率 3 条件 整个装置必须在光下 动态分析 当外界条件变化时 co2 光 补偿点移动规律 若呼吸速率增加 co2 光 补偿点应右移 反之应左移 若呼吸速率基本不变 条件的改变使光合速率下降时 co2 光 补偿点应右移 反之应左移 阴生植物与阳生植物相比 co2 光 补偿点和饱和点都相应向左移动 2 细胞呼吸状况的实验测定归纳欲测定与确认某生物的呼吸类型 应设置两套呼吸装置 两套呼吸装置中的单一变量为naoh与蒸馏水 即用等量的蒸馏水取代实验组的naoh溶液 其他所有项目均应一致 加蒸馏水的装置内气压变化应由co2与o2共同决定 两套装置可如图所示 当然 此时仍有必要设置另一组作误差校正之用 结果与分析 1 若装置1液滴左移 装置2液滴不动 则表明所测生物只进行有氧呼吸 因有氧呼吸产co2量与耗o2量相等 2 若装置1液滴不动 装置2液滴右移 则表明所测生物只进行无氧呼吸 因无氧呼吸只产co2 不耗o2 3 若装置1液滴左移 装置2液滴右移 则表明该生物既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 4 装置1与装置2液滴均左移 则呼吸过程中o2吸收量大于co2释放量 呼吸底物中可能有脂质 5 为使实验结果精确 排除实验误差还应设置如图装置3 以便校正 提醒 1 对相同植物分别测定净光合速率和呼吸速率就可以计算其真正光合速率了 2 虽然nahco3溶液和naoh溶液都能消除co2释放量对体系气体总体积的影响 但测定呼吸类型时通常选择naoh溶液 而测定净光合速率则一定要选择nahco3溶液 即保证co2供应 又不会使co2吸收量对体系气体总体积造成影响 1 如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图 以下相关叙述错误的是 a 细胞 处于黑暗环境中 那么该细胞单位时间释放的co2量即为呼吸速率b 细胞 没有与外界发生o2和co2交换 可断定此时光合速率等于呼吸速率c 细胞 处在较强光照条件下 细胞光合作用所利用的co2量为n1与n2的和d 分析细胞 可得出 此时的光照强度较弱且n1小于m2 d 解析 结合图示可知 细胞 中仅有线粒体中有气体的消耗和生成 故应处在黑暗环境中 此时细胞单位时间内释放的co2量可表示呼吸速率 a正确 细胞 没有与外界进行气体交换 此时光合速率与呼吸速率相等 b正确 细胞 需要从外界环境吸收co2 并向细胞外释放o2 此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点 细胞所利用的co2包括呼吸作用产生的n2和从环境中吸收的n1 c正确 细胞 中 线粒体利用的o2除来自叶绿体外 还要从细胞外吸收 说明细胞呼吸强度大于光合作用强度 细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中 o2的净消耗量 吸收量 m2与co2的净生成量n1相等 d错误 2 2014 湖北八校联考 下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程 下列有关分析正确的是 a 能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有 b 阶段 生成的 h 可作为还原剂用于 过程生成水c 过程 可为叶肉细胞吸收mg2 等提供动力d 过程 进行的场所分别是叶绿体基质 细胞质基质 线粒体 a 解析 据图可知 阶段 分别代表光反应 暗反应 细胞呼吸 表示光反应产生atp 表示c3的还原 分别表示二氧化碳的固定 无氧呼吸 有氧呼吸 能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有 光反应发生于类囊体薄膜上 中的 有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上 故a正确 阶段 生成的 h 将作为还原剂还原c3 故b错误 过程 和 都合成atp 为细胞吸收mg2 等提供动力 过程产生的atp只能用于暗反应 故c错误 过程 进行的场所是叶绿体基质 过程 进行的场所是细胞质基质 过程 进行的场所是细胞质基质和线粒体 d错误 3 如图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解 下列有关该图的说法中正确的是 a 只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用b 光合作用光反应阶段产生的 h 只来自水 而呼吸作用产生的 h 只来自有机物c 耗氧量相同的情况下 同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生atp的量可能相同d 在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气 c 解析 在有光的条件下 细胞呼吸产生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用 故a错误 光合作用的光反应阶段产生的 h 来自水 有氧呼吸第一阶段产生的 h 来自有机物葡萄糖 第二阶段产生的 h 来自丙酮酸和水 故b错误 强光下植物呼吸作用消耗的氧气可能来自光合作用产生的氧气 也可能来自外界环境 故d错误 4 2014 广州六中调研 下图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系 图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构 图中m和n代表两种气体的体积 下列说法正确的是 注 不考虑无氧呼吸 a 图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4b 处于图甲中a b c d e任意一点 图乙中都有m1 n1 0 m2 n2 0c 图甲中e点以后 图乙中n4不再增加 其主要原因是m1的值太低d 图甲中c点时 图乙中有m1 n1 m4 n4 d 解析 图乙中m1 m4分别表示线粒体释放 细胞释放 细胞吸收 叶绿体吸收的co2量 n1 n4分别表示线粒体吸收 细胞吸收 细胞释放 叶绿体释放的o2量 a错误 图甲中的纵坐标数值是整个细胞吸收的co2量 即为图乙中的m3 b错误 如在e点时 叶绿体产生的o2足够线粒体呼吸消耗 n2 0 c错误 图甲中e点以后 图乙中n4不再增加 即达到光饱和点 其主要原因是叶绿体中的色素等有限 来不及吸收和利用更多的光能 d正确 图甲中c点时 光合作用强度等于呼吸作用强度 故有m1 n1 m4 n4 5 如图为不同温度下金鱼的代谢率 耗氧量 与氧分压的关系图 据图不能得出的结论是 a 在一定范围内 代谢率随氧分压下降而下降b 25 环境中金鱼的代谢率比15 环境中的高c 代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同d 氧分压超过一定范围后 代谢率不再随氧分压增加而增加 b 解析 金鱼的代谢率 耗氧量 除受温度影响外 还受氧分压影响 在25 时 若氧分压很低 则其代谢率也将很低 6 2014 湖南十二校联考 阳光穿过森林空隙形成的 光斑 会随太阳移动和枝叶的摆动而移动 如图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中与吸收co2和释放o2有关的变化曲线 此曲线说明 a 光斑照射前光合作用无法进行b 光斑照射开始后 光反应和暗反应迅速同步增加 c c 光斑照射后o2释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用d co2曲线中ab段的变化说明进行暗反应与光照无关解析 光斑照射前氧气的释放速率大于0 说明光合作用在进行 光斑照射开始后 氧气释放速率增加相对较快 而二氧化碳吸收速率增加相对较慢 说明光反应和暗反应不是迅速同步增加的 光斑移开后 ab段中二氧化碳吸收速率下降 说明进行暗反应与光照有关 7 如图表示植物光合作用与呼吸作用的部分过程 相关叙述正确的是 双选 a 过程都必须在相应基质中进行b 过程都释放能量并生成atpc 过程都可以在光下进行d x物质与丙酮酸都在细胞器中产生 ac 解析 糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸并释放出少量能量 即 过程 丙酮酸在线粒体基质中和水反应生成co2 即 过程 co2与五碳化合物结合生成三碳化合物 发生在叶绿体基质中 即 过程 三碳化合物被还原成有机物 糖 此过程需要消耗能量 即 过程 过程都可以在光下进行 8 如图表示某植物细胞的部分结构和相关代谢中发生的气体转移情况 有关叙述正确的是 双选 a 在暗反应的过程中 发生了a e和c5的结合b 此细胞一定不是紫色洋葱鳞片叶细胞c d和f分别代表不同的气体d e在细胞内经过一系列变化后 可以变成b ab 解析 首先明确图中左为线粒体 右为叶绿体 a e c为co2 d b f为o2 发生co2与c5的结合是在暗反应中 co2在线粒体中不能变成o2 故c d均错 紫色洋葱鳞片叶生活在土壤中 没有叶绿体 9 植物细胞光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系 如图表示了两者之间的关系 请根据图示分析回答下面的问题 1 表示光合作用的是图 过程中的 过程 2 表示有氧呼吸的是图 过程中的 过程 在真核细胞中其发生场所是 细胞质基质和线粒体 3 过程正常进行所必需的外界条件是 4 有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是 用图中数字表示 过程 5 如果用同位素3h标记参加 过程的水 则同位素3h在上图光合作用过程中最可能的转移途径是 6 在光照最强的夏季中午 由于 用图中数字表示 过程部分受阻 会导致光合作用速率下降 7 对温室栽培的植物而言 当阴雨连绵 光照不足时 为避免大量减产 应设法降低农作物的 用图中数字表示 过程 光照 解析 本题综合考查了光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的变化关系 首先明确图解中 过程分别代表 光合 呼吸 中的哪一生理过程是解题的切入点 然后从物质转化的 起点 与 终点 及其中的条件来分析判断 和 过程分别为光合作用过程中的光反应阶段 h2o的光解和暗反应阶段 co2的固定 还原过程 过程分别代表有氧呼吸的第一阶段 第二阶段和第三阶段 有氧呼吸与无氧呼吸的相同之处在于第一阶段都是在细胞质基质中完成的 过程中3h标记的水光解后会产生 3h 3h 作为还原剂参与暗反应中c3的还原 最终进入葡萄糖中 夏季中午 光照最强时 植物气孔会关闭以避免水分的过度散失 这样外界空气中的co2无法进入细胞 导致暗反应受阻 而出现 午休现象 处于光照不足条件下的温室植物 可通过适当降低细胞呼吸以减少植物对有机物的消耗 10 如图甲表示a b两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线 图乙表示将a植物放在不同浓度co2环境条件下 a植物光合速率受光照强度影响的变化曲线 请分析回答下列问题 1 在较长时间连续阴雨的环境中 生长受到显著影响的植物是 2 图甲中的a点表示 如果以缺镁的完全营养液培养a植物幼苗 则b点的移动方向是 向右 a a植物的呼吸速率 3 在c点时 叶绿体中adp的移动方向是从 向 移动 如图所示中与c点相符合的是 4 与d点相比 e点时叶肉细胞中c3的含量 与f点相比 e点时叶肉细胞中c3的含量 填 高 低 或 基本一致 高 叶绿体基质 类囊体薄膜 d 低 5 当光照强度为g时 比较植物a b的有机物积累速率m1 m2的大小和有机物合成速率n1 n2的大小 结果应分别为m1 m2 n1 n2 6 增施农家肥可以提高光合效率的原因是 农家肥被微生物分解为农作物提供co2 提供矿质元素 促进土壤微生物的活动 提高土壤的通气性 促进植物对矿质元素的吸收 答出任意两项即可 解析 根据坐标曲线的含义可知 图甲是以光照强度和植物种类为自变量的多变量模型 图乙是以光照强度和co2浓度为自变量的多变量模型 1 在较长时间连续阴雨的环境中 由于光照不足 a植物生长受到显著影响 2 图甲中 a点光照强度为零 植物不能进行光合作用 此时a点表示a植物的呼吸速率 若缺mg a植物中的叶绿素减少 使光反应受到抑制 只有通过增加光照强度来提高光合速率 才能使光合速率与呼吸速率相等 即b点右移 3 c点时 光合作用强度最大 在叶绿体基质中atp不断被分解产生adp 并移向类囊体薄膜参与atp的合成 4 e点与d点相比 两者co2浓度 相等 所以c3的来源不变 但e点的光照强度较大 光反应产生的atp和 h 多 有利于c3的还原 使其去路增多 所以c3含量降低 e点与f点相比 光照强度相同 光反应产生的atp和 h 相等 所以c3的去路不变 但e点co2浓度较大 即有利于c3的生成 故c3的含量增加 5 g点是a与b曲线的交点 所以此时m1 m2 而a植物的呼吸速率大于b植物的 因此n1 n2 6 农家肥即有机肥 分解后可为农作物提供co2和矿质元素 有利于光合作用的进行 11 2014 湖北省孝感调研 以小球藻为材料做下列两组实验 根据实验回答下列问题 实验一小球藻在适宜条件下进行光合作用时 其繁殖速度较快 在相同培养液中 以图中的装置 和 密封环境 分别培养相同品质和数量的小球藻 将两个装置都放在阳光下 一定时间后 观察装置 和 发生的变化 1 比较b c两试管中小球藻的繁殖速度 可以发现 试管的繁殖速度较快 其原因在于 实验二如果用图中e试管和f试管敞开口培养小球藻 e试管用完全培养液 f试管用缺镁的营养液 研究光照强度对e f两试管中小球藻产生氧气量的影响 结果如上图所示 2 p点的坐标值表示的意义是 b a瓶产生co2 d瓶产生乳酸时不产生co2 在光照强度为零时 e试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量 3 q点小球藻释放的氧气量为 其原因是 4 当光照强度小于m时 限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是 5 当光照强度沿q m方向移动时 造成e f两试管氧气增加量差异的原因是 0 呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量 光照强度 f试管的培养液中缺少镁元素 影响叶绿素的正常合成 其中小球藻的光合作用效率比e试管低 实验三将若干小球藻 水草及一条小鱼放在一个盛有水的玻璃容器内 使之处于气体密闭状态 实验在温度适宜的暗室中进行 将玻璃容器用黑纸包裹遮光 在距玻璃容器0 3m处用不同功率的灯泡给予光照1h时 每换一次灯泡有一个间歇期 间歇期间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实验状态 期间用仪器记录该容器内氧气浓度的变化 浓度单位 g m3 遮光实验结束后 去掉黑纸 实施上述同样的实验操作步骤 实验结果如下 6 不遮光的容器在光照为25w时产生的氧气量是 g m3 消耗的氧气量是 g m3 7 当光照强度大于 w时 这个生态系统才有可能得以长期维持 8 实验中黑纸包裹容器的作用是用来测定 解析 1 a烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物 通过呼吸作用可产生co2 而d烧瓶进行的是乳酸发酵 乳酸发酵不产生co2 因此b试管小球藻能进行光合作用 繁殖的速度较快 2 p点时 光照强度为零 小球藻只进行呼吸作用不进行光合作用 因此p点表示光照强度为零时 e试管内小球藻呼吸 呼吸作用消耗的氧气量 8 10 30 作用吸收的氧气量 3 q点表示光合作用强度等于呼吸作用强度 此时净光合速率为0 4 分析坐标图可知 当光照强度小于m时 限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是光照强度 5 f试管的培养液中缺少镁元素 影响叶