【苏教版】2014届高考生物一轮复习金榜课件：热点专题系列光合作用和细胞呼吸的综合应用

1、热点专题系列（三） 光合作用和细胞呼吸的综合应用 考查角度考查角度1 1 光合速率与呼吸速率的综合考查光合速率与呼吸速率的综合考查 关于光合速率与呼吸速率的考查，在历年高考试题中多次出现，关于光合速率与呼吸速率的考查，在历年高考试题中多次出现， 通常以通常以COCO2 2和和O O2 2的增加量或减少量为研究对象，结合坐标曲线图的增加量或减少量为研究对象，结合坐标曲线图 分析光合作用与细胞呼吸的强弱，或结合实例考查有机物的积分析光合作用与细胞呼吸的强弱，或结合实例考查有机物的积 累量与植物生长的关系。累量与植物生长的关系。 首先明确光合速率与呼吸速率的含义，分析两者之间的关系，首先明确光合速率

2、与呼吸速率的含义，分析两者之间的关系， 然后根据坐标曲线图的走势、然后根据坐标曲线图的走势、COCO2 2或或O O2 2的变化量，分析光合作用的变化量，分析光合作用 和细胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。和细胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。 1.1.明确呼吸速率与光合速率的表示方法明确呼吸速率与光合速率的表示方法 典型图解：典型图解： (1)(1)呼吸速率：植物置于黑暗环境时，呼吸速率常用一定时间呼吸速率：植物置于黑暗环境时，呼吸速率常用一定时间 内实验容器内实验容器COCO2 2的增加量、的增加量、O O2 2的减少量或有机物的减少量的减少量或有机物的减少量( (图中图中 OAO

3、A段段) )表示。表示。 (2)(2)光合速率包括净光合速率包括净( (表观表观) )光合速率和真正光合速率和真正( (实际实际) )光合速率。光合速率。 净净( (表观表观) )光合速率：植物在有光条件下，净光合速率：植物在有光条件下，净( (表观表观) )光合速率光合速率 常用一定时间内常用一定时间内O O2 2释放量、释放量、COCO2 2吸收量或有机物积累量吸收量或有机物积累量( (图中图中ODOD 段段) )表示。表示。 真正真正( (实际实际) )光合速率：常用一定时间内光合速率：常用一定时间内O O2 2产生量、产生量、COCO2 2固定量固定量 ( (同化量同化量) )或有机物

4、生成量或有机物生成量( (制造量制造量)()(图中图中ADAD段段) )表示。表示。 2.2.理解呼吸速率与光合速率的联系理解呼吸速率与光合速率的联系 真正光合速率真正光合速率= =净光合速率净光合速率+ +呼吸速率呼吸速率 此关系式用此关系式用O O2 2、COCO2 2或葡萄糖的量表示如下：或葡萄糖的量表示如下： (1)(1)光合作用产氧量光合作用产氧量= =氧气释放量氧气释放量+ +细胞呼吸耗氧量细胞呼吸耗氧量 (2)(2)光合作用固定光合作用固定COCO2 2量量=CO=CO2 2吸收量吸收量+ +细胞呼吸释放细胞呼吸释放COCO2 2量量 (3)(3)光合作用葡萄糖产生量光合作用葡萄

5、糖产生量= =葡萄糖积累量葡萄糖积累量( (增重部分增重部分)+)+细胞呼细胞呼 吸消耗葡萄糖量吸消耗葡萄糖量 3.3.研究净光合速率与植物生长的关系研究净光合速率与植物生长的关系 (1)(1)当净光合速率当净光合速率00时，植物积累有机物而生长。时，植物积累有机物而生长。 (2)(2)当净光合速率当净光合速率=0=0时，植物不能生长。时，植物不能生长。 (3)(3)当净光合速率当净光合速率00时，植物不能生长，长时间处于此状态时，时，植物不能生长，长时间处于此状态时， 将会死亡。将会死亡。 【高考例证【高考例证1 1】(2012(2012广东高考广东高考) )荔枝叶片发育过程中，净光荔枝叶片

6、发育过程中，净光 合速率及相关指标的变化见下表。合速率及相关指标的变化见下表。 叶叶 片片 发育发育 时期时期 叶面积叶面积 ( (最大面最大面 积的积的%)%) 总叶绿总叶绿 素含量素含量 (mg/gfw)(mg/gfw) 气孔相气孔相 对开放对开放 度度(%)(%) 净光合速率净光合速率 (molCO(molCO2 2/ / m m2 2s)s) A A 新叶新叶 展开前展开前 1919- - -2.8-2.8 注：注：“-”-”表示未测数据。表示未测数据。 叶叶 片片 发育发育 时期时期 叶面积叶面积 ( (最大最大 面积的面积的 %)%) 总叶绿总叶绿 素含量素含量 (mg/gfw)(

7、mg/gfw) 气孔相气孔相 对开放对开放 度度(%)(%) 净光合速净光合速 率率 (molCO(molCO2 2/ / m m2 2s)s) B B 新叶新叶 展开中展开中 87871.11.155551.61.6 C C 新叶展新叶展 开完成开完成 1001002.92.981812.72.7 D D 新叶已新叶已 成熟成熟 10010011.111.11001005.85.8 (1)B(1)B的净光合速率较低，推测原因可能是：的净光合速率较低，推测原因可能是：叶绿素含量低，叶绿素含量低， 导致光能吸收不足；导致光能吸收不足；，导致，导致。 (2)(2)将将A A、D D分别置于光温恒定

8、的密闭容器中，一段时间后，分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A A的的 叶肉细胞中，将开始积累叶肉细胞中，将开始积累；D D的叶肉细胞中，的叶肉细胞中，ATPATP含量含量 将将。 (3)(3)与与A A相比，相比，D D合成生长素的能力合成生长素的能力；与；与C C相比，相比，D D的叶的叶 肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是。 (4)(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是的结果；的结果； D D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根 本原因

9、是本原因是 。 【解析】【解析】(1)(1)影响光合速率的因素有外因影响光合速率的因素有外因( (光照强度、温度、光照强度、温度、 COCO2 2浓度等浓度等) )和内因和内因( (叶绿素的含量、酶等叶绿素的含量、酶等) )，结合表格中的信息，结合表格中的信息 可知，可知，B B组叶绿素含量为组叶绿素含量为1.1 mg/gfw1.1 mg/gfw，叶绿素含量低，气孔，叶绿素含量低，气孔 开放程度比较低，仅为开放程度比较低，仅为55%55%，COCO2 2吸收量比较少，导致光合速率吸收量比较少，导致光合速率 较低。较低。 (2)A(2)A叶片净光合速率为叶片净光合速率为-2.8mol CO-2.

10、8mol CO2 2/m/m2 2ss，即光合速率小于，即光合速率小于 呼吸速率，且由于是密闭容器，导致容器内氧气越来越少而进呼吸速率，且由于是密闭容器，导致容器内氧气越来越少而进 行无氧呼吸，产生酒精。行无氧呼吸，产生酒精。D D叶片中，光合速率大于呼吸速率，叶片中，光合速率大于呼吸速率， 且由于是密闭容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减且由于是密闭容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减 弱，导致弱，导致ATPATP增多。增多。 (3)(3)与成熟叶片相比，幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一；与成熟叶片相比，幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一； 叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜

11、上，从表中信息可知，叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，从表中信息可知， 由于总叶绿素含量增加，因此由于总叶绿素含量增加，因此D D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒的叶肉细胞的叶绿体中，基粒 明显增多。明显增多。 (4)(4)细胞分裂使细胞数目增多，导致叶面积增大；细胞分化的细胞分裂使细胞数目增多，导致叶面积增大；细胞分化的 根本原因是基因的选择性表达。根本原因是基因的选择性表达。 答案：答案：(1)(1)气孔相对开放度低气孔相对开放度低 二氧化碳供应不足二氧化碳供应不足 (2)(2)酒精增多酒精增多 (3)(3)低低 基粒基粒 (4)(4)细胞分裂细胞分裂 基因的选择性表达基因的选择性表达 考

12、查角度考查角度2 2 光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应 用用 实验题一直是高考的热点，在历年高考中对光合作用与细胞呼实验题一直是高考的热点，在历年高考中对光合作用与细胞呼 吸的考查，常以实验为依托，如通过实验装置来测定呼吸强度、吸的考查，常以实验为依托，如通过实验装置来测定呼吸强度、 光合作用强度及细胞呼吸类型等。光合作用强度及细胞呼吸类型等。 将与光合作用和细胞呼吸有关的实验装置方面的题分类，在明将与光合作用和细胞呼吸有关的实验装置方面的题分类，在明 确实验原理的基础上，分析相关物质的变化及各装置的具体作确实验原理的基础上，分析相关物质的变

13、化及各装置的具体作 用。用。 1.1.提供无氧环境的实验装置提供无氧环境的实验装置 (1)(1)图图1 1用水隔绝空气。用水隔绝空气。 (2)(2)图图2 2用石蜡或油膜密封玻璃容器，隔绝液体与空气。用石蜡或油膜密封玻璃容器，隔绝液体与空气。 2.2.与与COCO2 2相对含量有关的实验装置相对含量有关的实验装置 (1)(1)图图3 3容器内的碳酸氢钠可放出容器内的碳酸氢钠可放出COCO2 2，保持容器内，保持容器内COCO2 2浓度恒定，浓度恒定， 使容器内的植物能够长时间进行光合作用。使容器内的植物能够长时间进行光合作用。 (2)(2)图图4 4在容器中加入在容器中加入NaOHNaOH溶液

14、，可以除去容器中的溶液，可以除去容器中的COCO2 2，减弱，减弱 容器中植物的光合作用，或降低容器内的压力，引起玻璃管中容器中植物的光合作用，或降低容器内的压力，引起玻璃管中 液滴的移动。液滴的移动。 (3)(3)图图5 5中中NaOHNaOH可以除去空气中的可以除去空气中的COCO2 2，澄清的石灰水能够检验，澄清的石灰水能够检验 气体中是否存在气体中是否存在COCO2 2。 【高考例证【高考例证2 2】(2011(2011山东高考山东高考) )某兴趣小组在室温下进行了某兴趣小组在室温下进行了 酵母菌无氧呼吸的探究实验酵母菌无氧呼吸的探究实验( (如图如图) )。下列分析错误的是。下列分析

15、错误的是( () ) A.A.滴管中冒出气泡是反应产生滴管中冒出气泡是反应产生COCO2 2的结果的结果 B.B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C.C.若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降 D.D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATPATP，其余的存留在，其余的存留在 酒精中酒精中 【解析】【解析】选选D D。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和COCO2 2，所以水中，所以水中 气泡为气泡为COCO2 2，故，故A A项正确。试管中加水的主要目的是制造无

16、氧环项正确。试管中加水的主要目的是制造无氧环 境，故境，故B B项正确。若试管中的水换成冷水，温度下降，酶活性项正确。若试管中的水换成冷水，温度下降，酶活性 降低，反应速率下降，气泡减少，故降低，反应速率下降，气泡减少，故C C项正确。被分解的葡萄项正确。被分解的葡萄 糖中的能量一部分以热能的形式散失，一部分转移至糖中的能量一部分以热能的形式散失，一部分转移至ATPATP，其，其 余的存留在酒精中，故余的存留在酒精中，故D D项错误。项错误。 1.1.如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙 述中不正确的是述中不正确的是( ()

17、) A.aA.a点叶肉细胞产生点叶肉细胞产生ATPATP的细胞器只有线粒体的细胞器只有线粒体 B.bB.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等 C.C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为2525和和3030， 如图表示该植物处于如图表示该植物处于2525环境中，则将温度提高到环境中，则将温度提高到3030时，时，a a 点上移，点上移，b b点左移，点左移，d d点下移点下移 D.D.当植物缺镁时，当植物缺镁时，b b点将向右移点将向右移 【解析】【解析】选选C C。a a点时光照强度为零，叶肉细胞只进行细胞

18、呼吸，点时光照强度为零，叶肉细胞只进行细胞呼吸， 由细胞质基质和线粒体产生由细胞质基质和线粒体产生ATPATP；b b点时植物释放点时植物释放O O2 2与吸收与吸收O O2 2量量 相等，均为相等，均为0 0，光合作用强度与细胞呼吸强度相等；该植物由，光合作用强度与细胞呼吸强度相等；该植物由 2525提高到提高到3030时，细胞呼吸增强，光合作用减弱，则时，细胞呼吸增强，光合作用减弱，则a a点上点上 移，移，b b点右移，点右移，d d点上移；镁是合成叶绿素的原料，当植物缺镁点上移；镁是合成叶绿素的原料，当植物缺镁 时，光合作用相对较弱，则时，光合作用相对较弱，则b b点将向右移。点将向右

19、移。 2.2.在外界环境条件恒定时，用如图装置测定种子萌发时的细胞在外界环境条件恒定时，用如图装置测定种子萌发时的细胞 呼吸类型呼吸类型( (假设呼吸底物全部为葡萄糖假设呼吸底物全部为葡萄糖) )，实验开始时关闭两装，实验开始时关闭两装 置活塞，在置活塞，在2525下经过下经过20 min20 min后观察红色液滴的移动情况，下后观察红色液滴的移动情况，下 列对实验结果的分析中错误的是列对实验结果的分析中错误的是( () ) A.A.若装置若装置1 1的红色液滴左移，装置的红色液滴左移，装置2 2的红色液滴不移动，则说明的红色液滴不移动，则说明 此时萌发的种子只进行有氧呼吸此时萌发的种子只进行

20、有氧呼吸 B.B.若装置若装置1 1的红色液滴左移，装置的红色液滴左移，装置2 2的红色液滴右移，则说明此的红色液滴右移，则说明此 时萌发的种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸时萌发的种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 C.C.装置装置1 1的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗O O2 2的体积的体积 D.D.装置装置2 2的红色液滴向右移动的体积是有氧呼吸释放的红色液滴向右移动的体积是有氧呼吸释放COCO2 2的体积的体积 【解析】【解析】选选D D。装置。装置1 1中中NaOHNaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的 COC

21、O2 2，因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压下降，因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压下降 引起的；如果装置引起的；如果装置2 2中红色液滴不移动，说明细胞呼吸产生的中红色液滴不移动，说明细胞呼吸产生的 COCO2 2的量与消耗的量与消耗O O2 2的量相等，则种子只进行有氧呼吸。如果装置的量相等，则种子只进行有氧呼吸。如果装置 2 2的红色液滴右移，说明此时无氧呼吸产生的的红色液滴右移，说明此时无氧呼吸产生的COCO2 2使瓶内的气压使瓶内的气压 升高，则此时种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置升高，则此时种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1 1 中种子进行有氧呼

22、吸，产生的中种子进行有氧呼吸，产生的COCO2 2被被NaOHNaOH溶液吸收，红色液滴溶液吸收，红色液滴 向左移动的体积是呼吸作用消耗向左移动的体积是呼吸作用消耗O O2 2的体积。有氧呼吸消耗的体积。有氧呼吸消耗O O2 2的的 体积等于释放体积等于释放COCO2 2的体积，无氧呼吸只释放的体积，无氧呼吸只释放COCO2 2不消耗不消耗O O2 2。装置。装置2 2 的红色液滴向右移动的体积是产生的红色液滴向右移动的体积是产生COCO2 2与消耗与消耗O O2 2的差值，即无氧的差值，即无氧 呼吸释放呼吸释放COCO2 2量。量。 3.3.如图甲曲线表示某植物在恒温如图甲曲线表示某植物在恒

23、温3030时光合速率与光照强度的时光合速率与光照强度的 关系，图乙是某同学关系，图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素探究影响植物光合速率的因素”的实验的实验 装置图。试回答：装置图。试回答： (1)(1)图甲曲线中，当光照强度为图甲曲线中，当光照强度为X X时，叶肉细胞中产生时，叶肉细胞中产生ATPATP的场的场 所有所有 。 (2)(2)图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是 。 (3)(3)若实验中每隔若实验中每隔5 min5 min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随 着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是：着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是： ； 。 (4)(4)为了探究光照强度对光合速率的影响，利用图乙装置进行为了探究光照强度对光合速率的影响，利用图乙装置进行 实验的设计思路是：实验的设计思路是： 。 【解