高三生物二轮复习 专题精讲二 细胞的代谢 第2讲 光合作用和细胞呼吸课件.pptVIP

1 叶绿体中色素共有4种 在滤纸条上从上到下依次是 和 2 类胡萝卜素主要吸收 叶绿素主要吸收 3 场所 物质变化 水的光解和的合成能量变化 光能 电能 4 场所 物质变化 co2的固定 的还原及atp分解能量变化 活跃的化学能 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 蓝紫光 红光和蓝紫光 光反应 叶绿体类囊体薄膜 atp 活跃的化学能 暗反应 叶绿体基质 c3 稳定的化学能 5 有氧呼吸的场所是 反应式为 6 无氧呼吸的场所是细胞质基质 反应式为 7 光反应的产物是 其中全部来源于h2o 8 光反应为暗反应提供 暗反应产生的为光反应形成atp提供了原料 9 既是有氧呼吸的原料 也是有氧呼吸的产物 10 有氧呼吸的三个阶段都产生atp 产生atp最多的是第阶段 atp h 和o2 o2 h 和atp adp和pi h2o 三 c6h12o6 6o2 6h2o6co2 12h2o 能量 细胞质基质和线粒体 c6h12o2c2h5oh 酒精 2co2 少量能量或c6h12o62c3h6o3 乳酸 少量能量 1 2015 上海卷 下列细胞中 其无氧呼吸过程会以乳酸为主要产物的是 a 密闭塑料袋中苹果的细胞b 用于制作酒精的酵母菌c 剧烈奔跑时的马骨骼肌细胞d 浇水过多的青菜根部细胞 答案 c 解析 苹果 酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳 剧烈奔跑时马骨骼肌细胞进行无氧呼吸可产生乳酸 浇水过多的青菜根细胞进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳 2 2015 全国新课标 卷 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响 科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了a b c d四组实验 各组实验的温度 光照强度和co2浓度等条件相同 适宜且稳定 每组处理的总时间均为135s 处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量 处理方法和实验结果如下 a组 先光照后黑暗 时间各为67 5s 光合作用产物的相对含量为50 b组 先光照后黑暗 光照和黑暗交替处理 每次光照和黑暗时间各为7 5s 光合作用产物的相对含量为70 c组 先光照后黑暗 光照和黑暗交替处理 每次光照和黑暗时间各为3 75ms 毫秒 光合作用产物的相对含量为94 d组 对照组 光照时间为135s 光合作用产物的相对含量为100 回答下列问题 1 单位光照时间内 c组植物合成有机物的量 填 高于 等于 或 低于 d组植物合成有机物的量 依据是 c组和d组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 这些反应发生的部位是叶绿体的 2 a b c三组处理相比 随着的增加 使光下产生的能够及时利用与及时再生 从而提高了光合作用中co2的同化量 答案 1 高于c组只用了d组一半的光照时间 其光合作用产物的相对含量却是d组的94 光照基质 2 光照和黑暗交替频率atp和还原型辅酶 考点 本题考查光合作用的过程 难度适中 解析 1 题干给出每组处理的总时间均为135s c组光照和黑暗交替处理 d组全为光照 c组光照时间是d组的一半 而光合作用产物的相对含量却是d组的94 所以 单位时间内c组植物合成有机物的量高于d组植物 综上也说明了光合作用过程中有些反应是不需要光照的 即在叶绿体基质中进行的暗反应 2 a b c三组 光照和黑暗交替处理时间的间隔持续缩短 时间间隔的缩短使交替频率增加 从而光下产生的atp和还原型辅酶 能够及时地被暗反应吸收利用 从而提高了co2的同化量 3 2015 安徽卷 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的生成速率的变化 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的浓度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 的条件下储存 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的生成速率 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 答案 1 低温降低了细胞呼吸相关酶活性co2o2 2 选取果实应成熟度应一致每个温度条件下至少有3个平行重复实验 解析 1 依图可知 0 5 条件下蓝莓的co2生成速率较25 条件下低 其原因是低温条件下呼吸作用相关酶活性降低 导致呼吸作用减弱 从而使果实的co2生成速率较低 随着果实储存时间的延长 密闭容器中co2浓度升高 检测呼吸速率时可通过检测co2生成量或o2消耗量来实现 2 本小题为实验分析和评价题 解题时要明确实验目的 看是否设计了变量 原理是否妥当 有无遵循单一变量等 为使实验结果更可靠 应从无关变量相同且适宜 设置平行重复实验等角度分析 即可选用成熟度相同的蓝莓果实进行实验 也可通过增设每个温度条件下的平行重复实验来提高实验结果的可信度 本讲是以光合作用的概念为中心 影响光合作用的环境因素所建立的数学模型为信息载体 主要考查对叶绿体色素 光合作用的原理应用 考查细胞呼吸中的无氧呼吸和有氧呼吸过程 场所 并将细胞呼吸与光合作用联系在一起考查物质 能量转化过程 联系生活生产实际考查相关原理的应用 1 叶绿体中的色素 2 光反应与暗反应的关系 3 光合作用条件骤变时各物质含量的变化 4 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析 1 有氧呼吸第一 二阶段产生的 h 用于第三阶段与o2结合生成水 无氧呼吸第一阶段产生的 h 用于第二阶段将丙酮酸还原为c2h5oh和co2或乳酸 2 有氧呼吸中h2o既是反应物 又是生成物 且生成h2o中的氧全部来自o2 3 不同生物无氧呼吸的产物不同 是由于催化反应的酶不同 4 有氧呼吸中氧元素的来源和去路 例1 2015 湖北重点中考联考 如图甲表示某双子叶植物从种子萌发至个体成熟的过程中 植株及部分器官的干重变化 如图乙表示植物细胞中两种密切相关的细胞器 请分析回答下列问题 1 图甲中 造成子叶干重变化的原因是 2 导致根干重上升的生理过程发生在图乙的 填数字 结构中 其反应式是 3 在植株的生长过程中 光照充足的时间段内图乙中字母代表的过程不会发生 4 图乙中的x物质是 结构 中能产生atp的场所分别是 答案 1 种子萌发时 子叶中储存的营养物质分解 其他合理答案也可 2 co2 h2o ch2o o2 3 e f 4 丙酮酸 和 h 囊状结构薄膜 或类囊体薄膜 线粒体基质和线粒体内膜 解析 1 双子叶植物种子的营养储存在子叶中 在种子萌发的过程中 子叶中的营养物质会被分解用于生命活动 其干重会逐渐减小 2 根不断生长 其消耗的营养物质来自叶绿体的光合作用 光合作用的反应是co2 h2o ch2o o2 3 光照充足时 光合作用大于细胞呼吸 线粒体产生的co2全部被叶绿体利用 不会有e过程 叶绿体产生的氧气足够线粒体进行有氧呼吸 因此不会发生f过程 4 葡萄糖只有分解为丙酮酸才能进入线粒体 因此x为丙酮酸 在光反应过程中产生atp 这一过程发生在叶绿体的囊状结构薄膜上 在线粒体的基质和内膜上分别进行有氧呼吸的第二阶段和第三阶段 都能产生atp 1 有氧呼吸三个阶段都产生atp 无氧呼吸只在第一阶段产生atp 2 原核生物无线粒体 但有些原核生物含有与有氧呼吸有关的酶仍可进行有氧呼吸 3 微生物的无氧呼吸也称为发酵 但动植物的无氧呼吸不能称为发酵 4 产物co2中的两个氧原子 一个来自于丙酮酸 一个来自于底物中的h2o 用18o2参与呼吸作用 生成h218o后再用于参与呼吸作用的第二阶段 18o可从水中转移到co2中 变式1 全国新课标卷 在光照等适宜条件下 将培养在co2浓度为1 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 填 c3化合物 或 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 填 低 或 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 填 高 或 低 其原因是 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 解析 本题主要考查co2浓度对暗反应的影响 明确暗反应中co2固定和c3化合物还原的关系是解题的关键 1 由题干提供的信息可推知 植物由1 co2的浓度环境转移到0 003 co2浓度环境中后 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 co2浓度为1 的环境中物质b的浓度 c5化合物 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 co2 c5 2c3 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化合物的消耗减少而合成速率不变 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 根据反应式可知 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 1 解读影响光合作用的环境因素的相关曲线 1 光照强度 如图甲中所示 原理 影响光反应阶段atp h 的产生 外因 温度 co2的供应量 分析 p点的限制因素内因 色素含量 酶的数量和活性 c5的含量 2 co2浓度 原理 影响暗反应阶段c3的生成 外因 温度 光照强度 分析 p点的限制因素内因 酶的数量和活性 色素含量 c5的含量 3 温度 如图丙所示 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 2 分析影响细胞呼吸的因素 3 分析呼吸速率 真正光合速率和净光合速率的关系 1 三种速率的表示方法如图所示 图中e b点为光补偿点 f c点为光饱和点 2 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低 如图中曲线 所示 因此 种植阴生植物应避免过强光照 阳光植物的光补偿点和光饱和点相对较高 如图中曲线 所示 因此 种植阳生植物应给予较强光照条件 例2 2015 长沙四月调考 如图甲表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程 代表各种物质 a b代表两种细胞器 如图乙表示a b两种植物的光合速率与光照强度的关系 请据图回答下列问题 1 叶绿体中的色素分布于上 提取绿叶中的色素时 要加入化学药品以保护叶绿体中的色素 其中叶绿素主要吸收光 2 图甲中 以方式进入a中 在处参与化学反应生成大量能量 若该绿色植物长时间处于黑暗状态 则图甲中 的循环 填 能 或 不能 进行 原因是 3 在相同的光照强度下 不同植物的光合速率会有差别 图乙中a植物在klx光照强度条件下的实际光合速率与b植物最大的实际光合速率相同 a植物在光照强度为8klx时 5小时中单位叶面积光合作用一共固定co2mg 而植物从环境中实际吸收co2的速率为mg h 单位叶面积 4 将长势相同 数量相等的a b两种植物的幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内 在光照为12klx 温度等相同且适宜的条件下培养 定时测定玻璃罩内的co2含量 罩内co2的起始浓度为150mg l 结果a植物在第20min co2浓度保持在40mg l时不再变化 b植物在第35min co2浓度保持在20mg l时不再变化 请据此在图中 画出该实验过程中a b两种植物所在玻璃罩内co2浓度变化的大致曲线图 答案 1 类囊体薄膜碳酸钙红光和蓝紫 2 自由扩散线粒体内膜不能没有光反应提供的atp和 h 暗反应不能进行 3 5253 解析 光合色素主要存在叶绿体内的基粒 类囊体 薄膜上 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 气体分子跨膜运输方式为自由扩散 在基粒上进行光合作用的光反应阶段 能为暗反应提供atp和 h 题图乙中负值代表呼吸作用大于光合作用 当光照强度为0时 即代表呼吸作用大小 a植物呼吸速率为2mg h b植物呼吸速率为1mg h b植物最大的实际光合速率 净光合速率或者co2的吸收速率 2mg h 呼吸速率 1mg h 3mg h 要求a植物在多少光照强度下的实际光合速率与b植物最大实际光合速率相等 a植物的净光合速率 co2的吸收速率 实际光合速率或b植物最大实际光合速率 3mg h a植物呼吸速率 2mg h 1mg h a植物co2的吸收速率为1mg h时 对应光照强度为5klx a植物在8klx时可固定co25mg h 呼吸作用产生2mg h 从外界吸收3mg h 表观光合速率与真正光合速率的判定 1 若为坐标曲线形式 当光照强度为0时 co2吸收值为0 则为真正 实际 光合速率 若是负值则为表观光合速率 2 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值 则为表观光合速率 表观光合速率也叫净光合速率 3 有机物积累量一般为表观光合速率 制造量一般为真正 实际 光合速率 4 呼吸速率 将植物置于黑暗中 实际容器中co2增加量 o2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率 5 有机物积累量的表示方法 一昼夜有机物的积累量 用co2的量表示 可用式子表示为 积累量 白天从外界吸收的co2量 晚上呼吸释放的co2量 6 真正光合速率 表观光速率 净光合速率 呼吸速率 变式2 2015 山东泰安一模诊断测试 下图甲表示某种植物特殊的co2同化方式 夜间气孔打开 固定co2产生苹果酸储存于液泡 白天气孔关闭 苹果酸脱羧释放co2 用于卡尔文循环 下图乙表示a b c三种植物叶片光合作用速率的日变化 请回答下列问题 1 图甲中的植物夜晚能吸收co2 却不能合成三碳糖的原因是 该植物白天进行光合作用所需的co2的来源有 2 图甲中的植物最可能是图乙中的种植物 填字母 推测这种植物最可能的生活环境是 3 图乙b植物叶片在晴天中午光照强烈时 co2吸收速率出现了低谷 这一现象被称为光合作用的 午休现象 产生这一现象的主要原因是 图乙a植物叶片在晴天中午光照强烈时 co2吸收速率却没有出现低谷 从该植物固定co2的酶的特点分析可能的原因是 4 在一定的二氧化碳浓度和适宜温度下 把图乙中a植物的叶片置于5klx 光合作用总速率为44mgco2 100cm2 h 光照下14h 其余时间置于黑暗中 细胞呼吸速率为6 6mgco2 100cm2 h 则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量为mg 用co2的净吸收量表示 答案 1 没有光照 光反应不能正常进行 无法为暗 碳 反应提供所需的atp nadph苹果酸经脱羧作用释放的细胞呼吸产生的 2 c炎热干旱 3 气孔关闭 通过气孔进入的二氧化碳量减少该植物的酶能利用较低浓度的co2 4 114 4 解析 1 光合作用过程中光反应与暗反应相互联系 光反应为暗反应提供nadph和atp 暗反应为光反应提供adp pi nadp 根据题干信息知该植物夜间可以固定co2产生苹果酸储存于液泡 白天苹果酸脱羧释放co2 2 该植物最大的特点是夜间可以固定co2 故是曲线c 3 光合午休 的原因是气孔关闭 通过气孔进入的co2减少 4 14小时光合作用固定co2 24小时呼吸产生co2 则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量 114 4mg 1 光合作用与呼吸作用的关系图 2 光合作用和有氧呼吸中 h 和atp的来源 去向分析 例3 2015 东北名校联考 有人对农田中甲 乙两植物做了有关光合作用的研究 图1是它们单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线 图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度 o b2 b1 c 下的生理状态 请据图分析回答问题 1 药用植物细辛适宜在密林下潮湿背阴处生活 蒲公英则适宜生长在旷野路边 图1中 能代表蒲公英的曲线是 当光照强度为b1时 甲植物叶肉细胞内产生atp的场所有 2 图2中细胞器 利用co2的场所和细胞器 产生co2的场所分别是 状态下影响o2消耗速率环境因素主要是 3 对甲植物来说图1四种不同光照强度 o b1 b2 c 对应图2中的状态依次是 4 生产实践中经常在大棚中栽培乙植物 若图1表示大棚内乙植物在温度 水分适宜的条件下测得的曲线 则d点之后限制增产的主要外界因素最可能是 5 以测定的co2吸收量与释放量为指标 研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响 结果如表所示 温度在25 30 间光合作用制造的有机物总量逐渐 填 增加 或 减少 假设呼吸作用昼夜不变 植物在25 时 一昼夜中给植物光照15h 则一昼夜co2吸收量为mg 答案 1 甲叶绿体 线粒体 细胞质基质 2 叶绿体基质线粒体基质温度 3 4 co2浓度 5 增加34 8 解析 1 由题干分析可知 蒲公英生活在旷野路边 因此蒲公英需要较强的光照才可达到光饱和点 可判断甲植物为蒲公英 当光照强度为b1时 甲植物叶肉细胞既可进行光合作用也可进行呼吸作用 因此此时产生atp的场所有叶绿体 线粒体 细胞质基质 2 状态时叶肉细胞只进行呼吸作用 此时影响o2消耗速率的环境因素主要是温度 细胞器 为叶绿体 光合作用暗反应阶段利用co2 其场所为叶绿体基质 细胞器 为线粒体 有氧呼吸第二阶段产生co2 其场所为线粒体基质 3 对甲植物来说 光照强度为0时 只进行呼吸作用 光照强度为b1时 光合作用强度 呼吸作用强度 光照强度为b2时 光合作用强度呼吸作用强度 分别对应图2中的 状态 5 25 时光合作用制造的有机物总量为6mg h 30 时光合作用制造的有机物总量为6 5mg h 因此温度在25 30 间光合作用制造的有机物总量逐渐增加 若呼吸作用昼夜不变 植物在25 时 一昼夜中给植物光照15小时 则一昼夜co2吸收量为15 3 7 9 2 3 34 8 mg 变式3 2015 南昌三月质检 图 是八月份某一晴天 一昼夜中棉花植株co2的吸