高考生物精品提分必备专题课件 专题六光合作用与细胞呼吸比较专题.ppt

专题六光合作用与细胞呼吸 知识网络 光 色素 酶 叶绿体类囊体薄膜上 H ATP 多种酶 CO2的固定 C3的还原 光 CO2 温度等 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 温度 O2 H2O等 1 以碳的转移为例 写出光合作用与细胞呼吸的联系 完善光合作用与细胞呼吸的关系图解 H2O CO2 H2O C2H5OH CO2 C6H12O6 H 1 光合作用与细胞呼吸的区别与联系 考点1光合作用与细胞呼吸的关系 命题示例1 2012 山东卷 夏季晴朗的一天 甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示 下列说法正确的是 A 甲植株在a点开始进行光合作用B 乙植株在e点有机物积累量最多C 曲线b c段和d e段下降的原因相同D 两曲线b d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 变式训练 2012 宁波市八校期中测试 下图为某真核生物体内某些代谢过程中物质变化的示意图 A B C分别表示不同代谢过程 以下表达正确的是 A X代表的物质是ADP PiB B过程一定在叶肉细胞的叶绿体基质中进行C C过程产生的能量大部分以热能的形式散失D A过程产生的O2用于C过程的第二阶段 H2O光解产生 有氧呼吸第一 二阶段 还原C3 用于第三阶段还原O2 光反应阶段产生 三个阶段都产生 用于C3还原供能 用于各项生命活动 植物C3的还原除外 光合速率 指在单位时间内 单位面积的叶片合成有机物的速率 表观 净 光合速率 光照下测定的CO2吸收速率 或O2释放速率 实际 总 光合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 计算公式 实际光合速率 表观光合速率 呼吸速率 具体可表示为 实际光合速率 从外界吸收CO2的速率 呼吸释放CO2的速率 或实际光合速率 释放O2的速率 呼吸消耗O2的速率 表示方法 单位时间内 单位面积叶片吸收的CO2量或释放的O2量 单位 CO2量或O2量 单位面积 单位时间 呼吸速率 是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 3 真光合速率 表观 净 光合速率和呼吸速率三者之间的关系 表示方法 单位时间内 释放的CO2量或吸收的O2量 测定条件 黑暗条件下 2 图解形式分析三者关系 1 光合速率 呼吸速率的概念 关键点分析 A点光照强度为0 此时只进行细胞呼吸 释放的CO2的量即是此时的呼吸强度 如图2 AB段时细胞呼吸强度大于光合作用强度 如图3 B点所示光照强度为光补偿点 细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用 此时光合作用强度等于呼吸作用强度 净光合量为 0 如图4 BC段时光合作用强度大于细胞呼吸强度 净光合量大于0 就植物来说 只有净光合量大于0 才能正常生长 如图5 C点表示光合作用速率达到最大值时的最低光照强度 若改变某一因素 如CO2浓度 使光合作用速率增大 减小 而呼吸作用不受影响时 光补偿点应左移 右移 光饱和点应右移 左移 若改变某一因素 如温度 使呼吸作用速率增大 减小 则光补偿点应右移 左移 3 光合速率与植物生长 当净 表观 光合速率 0时 植物积累有机物而生长 净光合速率 0时 植物不能生长 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 特别提醒 植物所有的生活过程都受温度的影响 在一定的温度范围内 提高温度可以提高酶的活性 加快反应速率 但是温度对光合作用和细胞呼吸的影响不同 如图所示 所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度 命题示例2 右图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图 下列说法中正确的是 A 图中的叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量小于光合作用吸收的CO2量B M中 H 的运动方向是从叶绿体的基质到叶绿体的囊状结构C M N既能进行DNA复制又能产生ATPD 真核细胞中都含有M N 原核细胞中都不含M N 解析 M为叶绿体 N为线粒体 两者均含有DNA M可通过光合作用产生ATP N可通过呼吸作用产生ATP 答案 C 命题示例3 如图所示为植物叶肉细胞内两种细胞器模式图及其内发生的有关代谢过程 其中甲 乙 丙代表化合物 代表相关过程 a c代表相关结构 下列叙述正确的是 A a处生成的CO2可扩散到c处被利用 参与 过程B 过程产生的 H 和ATP可以在 过程受阻时维持 过程的进行C 过程一定发生在细胞器中D b c处分别进行 两个过程 乙代表C5 1 过程的反应场所是 此过程中 H 来自于 细胞结构 2 如果温度下降 过程 的反应速率 原因是 3 过程 中 H 的移动方向是 如果空气中CO2浓度下降 则 H 的含量变化为 4 如果用18O标记的H2O灌溉该植株 则可能出现含18O的气体有 5 当细胞中有 过程发生而没有 过程发生时 该细胞处于的生理状态是 若要 过程发生而 过程不发生 则需要改变的外界条件是 变式训练 2012 德州高三检测 如图为某植物细胞的部分生理过程示意图 请回答 解析 1 表示 H 和O2结合生成水 是在线粒体内膜上进行的有氧呼吸第三阶段 其消耗的 H 来自于有氧呼吸的前两个阶段 场所是细胞质基质和线粒体基质 2 呼吸作用是一个酶促反应 温度可以通过影响酶的活性来影响呼吸速率 降温后酶活性下降 呼吸作用强度下降 3 过程 代表在叶绿体类囊体上进行的光反应 水的光解是其主要的物质变化 产生 H 和O2 同时消耗叶绿体基质提供的ADP和Pi 生成ATP 为暗反应 场所是叶绿体基质 提供ATP 当CO2浓度下降 引起C3含量下降 单位时间中消耗的 H 量降低 使得 H 含量上升 4 18O标记的O 18O2 H 光反应 18O2 H O 有氧呼吸第三阶段 O 丙酮酸 C18O2 H 有氧呼吸第二阶段 5 在没有光照的情况下 细胞只能进行呼吸作用 当光照强度等于呼吸作用强度时 细胞不与外界进行气体交换 没有 氧气的释放 当光照强度小于呼吸作用强度时 细胞从外界吸收氧气 过程 答案 1 线粒体内膜细胞质基质和线粒体基质 2 下降低温时酶的活性下降 3 从类囊体膜到叶绿体基质上升 4 CO2 O2 水蒸气 5 光合作用强度小于或等于呼吸作用强度停止光照 考点2与细胞代谢相关的计算 1 类型 1 根据反应式中原料与产物之间的关系进行简单的化学计算 2 有关光合作用强度和呼吸作用强度的计算 3 有关有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算 2 方法与技巧 根据光合作用 呼吸作用等生命活动过程中物质数量变化关系求解 有关公式 1 同时进行光合作用和呼吸作用的植物的有关有机物的量 有机物积累量 光合作用产量 呼吸作用消耗量 当O2的吸收量和CO2的释放量均为0时 光合作用强度 呼吸作用强度 当光照强度为0时 O2的消耗量 CO2的产生量 有氧呼吸强度 2 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸的生物的有关气体体积 耗氧量 有氧呼吸CO2产生量 无氧呼吸CO2产生量 CO2总产生量 有氧呼吸CO2产生量 耗氧量 命题示例4 2012 济南二模 将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份 在不同的温度下分别暗处理1h 再光照1h 光照强度相同 测其重量变化 得到如下的数据 以下说法错误的是 A 轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29 B 第三组轮藻光合作用产生的氧气量最多C 第四组轮藻2h合成的有机物总量为2mgD 四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度解析 暗处理后重量变化代表1h呼吸消耗有机物量 光处理后和暗处理前的重量变化值加2h的呼吸消耗等于光处理1h合成的有机物总量 故轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29 第三组轮藻合成有机物总量最多 光合产氧量也最大 第四组轮藻2h合成有机物总量为3mg 四个组中的轮藻的光合作用强度都大于呼吸作用强度 答案 C 变式训练 2012 北京东城区高三综合练习 为研究CO2浓度对针叶树光合作用的影响 研究人员将红松 红皮云杉和长白落叶松的幼苗盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2浓度为400和700 mol mol 1的气室内 利用仪器测定了各树种的相关数值 光补偿点表示光合速率等于呼吸速率时的光辐射强度 光饱和点表 示光合速率开始达到最大时的光辐射强度 结果如下表 下列叙述不正确的是 A 随着环境中CO2浓度的升高 三种植物均在更弱的光照下达到光补偿点 B 当环境CO2浓度为400 mol mol 1时 三种植物中长白落叶松有机物积累量最多 C 随着环境中CO2浓度的增加 最大净光合速率增加幅度最大的是红松 D 从光饱和点的变化推测 CO2浓度的增加会使光合速率因暗反应速率的加快而提高 解析 本题考查对影响光合作用速率的环境因素的实验结果分析的能力 分析 光补偿点 栏数据 可知当CO2浓度由400 mol min 1升高到700 mol min 1时 三种植物均在更弱的光照下达到光补偿点 A正确 最大净光合速率越大 有机物积累量越多 分析 最大净光合速率 栏数据 在CO2浓度为400 mol mol 1时 长白落叶松在三种植物中的最大净光合速率最大 B正确 当CO2浓度由400 mol min 1升高到700 mol min 1时 红松 红皮云杉 长白落叶松的最大净光合速率增加幅度依次是2 88 3 71 1 17 C错误 由表中 光饱和点 栏可知 三种植物的光饱和点越大 对应的CO2浓度越大 当光饱和点增大时 光反应产生的 H 和ATP增多 还原C3的能力增大 此时CO2浓度的增加 固定的C3增多 则光合速率增大 D正确 答案 C 特别提醒 1 有氧呼吸过程中线粒体直接利用的是丙酮酸而不能直接利用葡萄糖 葡萄糖在细胞质基质中被利用 2 无氧呼吸不需要O2的参与 但仍属于氧化还原反应 3 不产生酒精并不意味着只进行有氧呼吸 还有可能进行产生乳酸的无氧呼吸 4 利于蔬菜水果的保鲜的条件并非是无氧 零下低温 而是低氧 零上低温 5 实验中CO2的吸收量和O2释放量的实测值并非真正的光合作用速率 而表示的是净光合速率 若题目中谈到有机物时用 合成 制造 等表述 则该数值表示真正光合速率 若用 积累 增加 等表述 则表示净光合速率 6 叶肉细胞在光下 不仅进行光合作用 同时进行细胞呼吸 7 光合作用的光反应必须在光下进行 暗反应虽不需要光照 但需要光反应提供的 H 和ATP 暗反应为光反应也提供两种物质 ADP和Pi 没有光反应 暗反应无法进行 没有暗反应有机物也无法合成 生命活动也就不能持续进行 8 盛有绿色植物的密闭容器中CO2浓度不变时 植物并非不进行光合作用 而是光合速率等于呼吸速率 考点3光合作用速率与呼吸作用速率 1 呼吸速率的表示方法 植物置于黑暗环境中 测定实验容器内CO2增加量 O2减少量或有机物减少量 2 净光合速率和真正光合速率 净光合速率 常用一定时间内O2释放量 CO2吸收量或有机物积累量表示 真正光合速率 常用一定时间内O2产生量 CO2固定量或有机物产生量表示 特别提醒 解答有关光合作用和细胞呼吸的计算问题的几个问题 1 光合作用和细胞呼吸的原料和产物正好相反 但二者不是可逆过程 光合作用所需CO2的来源有两个 细胞呼吸产生的 从周围空气中吸收的 若是水生植物 则是从周围的水中吸收的 光合作用释放O2的去向有两个 细胞呼吸 释放到周围的空气中 当光合速率大于呼吸速率时 光合作用制造 等同生产 合成 的葡萄糖的去向有两个 细胞呼吸消耗 积累 当光合速率大于呼吸速率时 因此 当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时 光合作用实际产氧量 实测的氧气释放量 呼吸作用耗氧量 光合作用实际二氧化碳消耗量 实测的二氧化碳吸收量 呼吸作用二氧化碳释放量 光合作用葡萄糖净产量 光合作用实际葡萄糖生产量 呼吸作用葡萄糖消耗量 命题示例6 某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别是25 和30 如图为该植物处于25 环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图 下列叙述正确的是 A a点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响B b点时植物才开始进行光合作用C 若将温度从25 提高到30 时 a d点均上移D c点时该植物的O2产生量为 V1 V2 考点4表观 净 光合速率的测定方法 如图 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是净光合速率 3 条件 整个装置必须在光下 4 当外界条件变化时 CO2 光 补偿点移动规律 1 若呼吸速率增加 CO2 光 补偿点应右移 反之应左移 2 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 3 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 光合作用与细胞呼吸的计算 易错考点 1 绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率 A点 2 绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行 测得的数据为净光合速率 3 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 4 光合作用实际产氧量 实测的氧气释放量 呼吸作用耗氧量 光合作用实际二氧化碳消耗量 实测二氧化碳消耗量 呼吸作用二氧化碳释放量 5 一昼夜有机物的积累量 用CO2量表示 可用下式表示 积累量 白天从外界吸收的CO2量 晚上呼吸释放的CO2量 命题示例7 2012 全国卷 金鱼藻是一种高等沉水植物 有关研究结果如下图所示 图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差 以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示 变式训练 以测定的放氧和耗氧速率为指标 研究温度对某种绿藻的光合作用与细胞呼吸的影响 结果如下图所示 下列分析错误的是 A 测定光照下放氧速率时 各温度条件下的光照强度必须相同B 测定呼吸耗氧速率时 须置于黑暗条件下进行C 35 是最有利于该绿藻生长的温度D 若温度长期保持在40 则该绿藻不能生长 命题示例8 2012 天津卷 5 设置不同CO2浓度 分组光照培养蓝藻 测定净光合速率和呼吸速率 光合速率 净光合速率 呼吸速率 结果见下图 据图判断 下列叙述正确的是 A 与d3浓度相比 d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的 H 多B 与d2浓度相比 d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C 若d1 d2 d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1 K2 K3 则K1 K2 K3 D 密闭光照培养蓝藻 测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物 变式训练 2011 菏泽检测 在冬季的人工大棚中种植蔬菜 需要确定适宜的光照强度 因为光照不充分会降低产量 而提供多余的光照会浪费资源 某生物小组利用黑藻和台灯进行实验 初步探究适宜的光照强度 实验结果如图所示 下列表述正确的是 A 该实验中要控制的无关变量为光照强度 CO2浓度 温度 黑藻数量等B 实验记录的氧气量是光合作用实际产生的氧气量C 结果表明 随着光照强度的不断增强 光合作用产生的氧气量也在增加D 为确定适宜的光照强度 应在100 500W光照强度范围内设置多组梯度进行实验 解析 本实验的自变量是光照强度的大小 因变量是氧气释放量 其他变量都属于无关变量 在实验中要严格控制无关变量 黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气 测得的氧气量是光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量之差 即净生成量 根据图示可知 在20 200W光照强度范围内 随着光照强度的不断增强 光合作用产生的氧气量增加 但光照强度达到500W时光合作用产生的氧气量反而降低 说明氧气产生量并不总是与光照强度呈正相关 答案 D 2 2011 潍坊模拟 如图所示 原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后 CO2的吸收量发生了改变 据图判断下列叙述中正确的是 A 曲线AB段表示绿色植物呼吸速率减慢B 曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用C B点时植物既进行光合作用 也进行细胞呼吸D 整段曲线表明 随光照强度增加 光合速率增加 呼吸速率也增加 解析 随光照强度的增加 AB段呼吸速率不变 故A项错误 光合作用必须在光照下进行 但细胞呼吸有光无光均可发生 故B项错误 图示曲线表示随着光照强度的增加 光合速率增加 但光照强度基本不会影响呼吸速率 故呼吸速率基本不变 故D项错误 答案 C 2011届济南高三质调 将某绿色植物放在特定的实验装置中 研究温度对光合作用和呼吸作用的影响 其他实验条件都是理想的 实验以CO2的吸收量与释放量为指标 实验结果如下表示所示 下面对该表数据分析正确的是 A 昼夜不停地光照 在35 时该植物不能生长B 昼夜不停地光照 在20 时该植物生长得最快C 每天光照12小时 20 时该植物积累有机物最多D 每天光照12小时 30 时积累的有机物是10 时的2倍 解析 表中 光照下吸收CO2 mg h 代表的是净光合作