专题二第2讲细胞呼吸与光合作用

1 2010 重庆高考改编 下图为光能在叶绿体中转换的示意图 U W X Y代表参与光能转换的物质 下列选项 错误的是 A U在光合作用中的作用是吸收 传递和转换光能B W为CO2的还原剂 其能量是稳定化学能的来源之一C U至Y的能量转换在叶绿体囊状结构薄膜上进行D 光反应为暗反应提供的物质是ATP和W 解析 由图可知 U代表具有吸收 传递和转换光能作用的色素 W代表NADPH H X代表NADP Y代表 CH2O U在光合作用中的作用是吸收 传递和转换光能 W既是还原剂 又能为暗反应提供能量 U至Y的能量转换经历 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能 在叶绿体囊状结构薄膜上发生的是光能 电能 活跃的化学能 由活跃的化学能 稳定的化学能是在叶绿体基质中进行的 C错 光反应为暗反应提供ATP和NADPH W 答案 C 1 光合作用过程图解 类囊体薄膜 叶绿体基质 活跃 化学能 稳定化学能 环境条件改变与光合作用中各物质含量变化的关系当外界因素中如光照强度 CO2浓度 C6H12O6运输情况骤变时 短时间内将直接影响光合作用过程中C3 C5 H ATP及C6H12O6的生成量 进而影响叶肉细胞中这些物质的含量 它们的关系归纳如下表 特别提示 以上只是在条件变化后短时间内相对含量的变化 而不是合成速率的变化 2 2010 江苏高考 不同生态环境对植物光合速率会产生影响 某课题组测定生长于A地 平原 和B地 山区 银杏叶片不同时间的光合速率 结果如图 1 植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素 在某些环境因素影响下 部分结合型叶绿素与蛋白质分离 成为游离型叶绿素 A B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表 请画出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图 从表中数据分析 导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是 2 为提取银杏叶片中的叶绿素 研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外 还应加入 经快速研磨 过滤 将滤液收集到试管中 塞上橡皮塞 将试管置于适当的光照下2 3min后 试管内的氧含量 解析 在7 11月 随时间的推移叶绿素的总量下降 主要与结合型叶绿素含量下降有关 在提取叶绿体中的色素时 要加入无水乙醇 丙酮 碳酸钙和少量的二氧化硅 研磨后 叶绿体的结构被破坏 所以功能丧失 在10月份 游离型叶绿素增多 所以叶绿体的结构部分被破坏 答案 1 如下图 结合型叶绿素含量降低 2 无水酒精 丙酮 碳酸钙 石英砂 二氧化硅 基本不变 1 叶绿体色素的种类和功能 1 色素的提取和分离 提取 叶绿体中的色素能够溶解在等有机溶剂 因此可用作提取液 分离 叶绿体中的色素在中的溶解度不同 的随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 种类 叶绿体中的色素共有4种 在滤纸条上自上而下依次是 叶黄素 和叶绿素b 2 色素的功能 吸收 传递和转换光能 其中叶绿素主要吸收 类胡萝卜素主要吸收 无水乙醇 丙酮 溶解 叶绿素a 胡萝卜素 度高 红光和蓝紫光 蓝紫光 层析液 2 影响光合作用速率的因素 内在因素 遗传特性 色素种类和含量环境因素 光照 温度等 CO2浓度 1 色素提取和分离的几种结果分析 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 2 影响光合作用的环境因素及相关应用温度 光照强度 CO2浓度 矿质营养 水分等均可制约光合速率 现分析如下 1 曲线模型 2 关键点的含义P点 此点之前 限制光合速率的因素为横坐标所标示的因子 随着该因子的不断加强 光合速率不断提高 Q点 此时横坐标所标示的因子不再是影响光合速率的因子 影响因素为坐标图中三条曲线所标示的其他因子 3 应用农业生产实践中可据实际情况 适当改变相应因素以提高光合速率达到增产目的 如温室大棚中冬季日照较强时适当提高温度 增施CO2气肥 阴雨天补充光照等均可提高光合速率 3 2010 新课标全国卷 下列关于呼吸作用的叙述 正确的是 A 无氧呼吸的终产物是丙酮酸B 有氧呼吸产生的 H 在线粒体基质中与氧结合生成水C 无氧呼吸不需要O2的参与 该过程最终有 H 的积累D 质量相同时 脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多 解析 A项无氧呼吸过程有机物分解不彻底 其产物为乳酸或酒精和二氧化碳 B项 H 在线粒体内膜上与氧结合生成水 C项无氧呼吸不需要O2的参与 该过程没有 H 的积累 D项相同质量的脂肪和糖原氧化分解时 脂肪释放的能量多 答案 D 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 细胞质基质 线粒体 细胞质基质 溴麝香草酚蓝水溶液 酸性重铬酸钾溶液 灰绿色 光合作用与细胞呼吸的关系1 两者关系图示 1 CO2的转化 2 H2O的转化 3 H 和ATP的来源 去向分析 2 两者共同维持自然界的碳循环 例1 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与呼吸作用的影响 其他实验条件均适宜 实验以CO2的吸收量与释放量为指标 实验结果如下表所示 下列对该表数据的分析正确的是 A 光照条件下 当温度为25 时该植物合成有机物的速率最快B 光照条件下 当温度为20 时该植物积累有机物的速率最快C 光照条件下 30 比35 的温度条件更有利于植物的光合作用D 该植物光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度 答案 D 解析 光照下吸收CO2为表观光合速率 黑暗下释放CO2为呼吸速率 两者之和为真正光合速率 合成有机物速率为真正光合速率 由表可知在30 35 时 合成有机物速率最快 积累有机物速率为表观光合速率 由表可知 在25 时积累有机物速率最大 30 和35 时 植物合成有机物的速率相同 由表可知 光合作用的最适温度为30 35 呼吸作用的最适温度为40 左右 解答此类问题 应首先区分表观光合速率和真正光合速率 明确表观光合速率 真正光合速率和呼吸速率三者之间的关系 1 绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率 2 绿色植物组织在光下 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 表观 净 光合速率通常用O2释放量 CO2吸收量或有机物积累量来表示 真正 实际 光合速率通常用O2产生量 CO2固定量或有机物制造量来表示 呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量 O2吸收量或有机物消耗量来表示 1 下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况 图中a b为光合作用的原料 表示相关过程 有关说法不正确的是 A 图中 过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜B 光合作用过程中 H 来源于 过程中水的光解 用于 过程C3的还原C 在有氧呼吸的第一阶段 除了产生了 H ATP外 产物中还有丙酮酸D 过程中产生ATP最多的是 过程 解析 为光反应 为有氧呼吸第三阶段 为暗反应 为有氧呼吸第一 二阶段 其中 产生ATP最多 答案 D 例2 2010 安徽高考 为探究影响光合作用强度的因素 将同一品种的玉米苗置于25 条件下培养 实验结果如图所示 请回答 1 与D点相比 B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是 C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是 2 实验结果表明 在 的条件下施肥效果明显 除本实验所涉及的因素外 从增加光合面积的角度考虑 采取 措施能提高玉米的光能利用率 解析 1 依图可知 影响光合作用的因素有土壤含水量 施肥情况和光照强度等 解题时 要遵循单一变量原则 B点与D点相比 土壤含水量和施肥情况相同 不同之处在于光照强度 故限制B点玉米CO2吸收量的因素为光照强度 限制C点玉米CO2吸收量的因素为土壤含水量 2 从曲线图可知 在土壤含水量为20 40 条件下 施肥和未施肥的两条曲线重叠 在土壤含水量为40 60 条件下 光强为800 mol m 2 s 1条件下施肥效果明显 从增加光合面积的角度考虑 提高光能利用率的措施有合理密植 间种和套种等 本小题易忽视题干中的限定范围 而错答为 提高CO2浓度 适当提高温度 等 答案 1 光照强度 或光强 土壤含水量 2 土壤含水量40 60 合理密植 2 有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究 结果如下表 净光合速率以CO2的吸收速率表示 其他条件适宜且相对恒定 下列相关分析不正确的是 A 光强大于0 1mmol光子 m 2 s 1 随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小B 光强小于0 5mmol光子 m 2 s 1 限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量C 光强大于0 7mmol光子 m 2 s 1 限制净光合速率的主要生态因素是CO2浓度D 龙眼的最大光能利用率大于芒果 但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果 解析 从表中可以看出 芒果的最大光能利用率0 1mmol光子 m 2 s