热点专题突破系列光合作用与呼吸作用(精品复习课件)

1、热点专题突破系列(二)细胞呼吸和光合作用的综合应用【三年考情分析】【三年考情分析】细胞呼吸和光合作用是细胞代谢的核心知识，高考命题常把两者结合细胞呼吸和光合作用是细胞代谢的核心知识，高考命题常把两者结合起来考查，一般以坐标曲线图和表格为载体，多以非选择题的形式出起来考查，一般以坐标曲线图和表格为载体，多以非选择题的形式出现。主要考查角度有以下两点：现。主要考查角度有以下两点：(1)(1)净光合速率及其影响因素：三年净光合速率及其影响因素：三年9 9考，如考，如20142014年新课标全国卷年新课标全国卷T29T29、20142014年广东高考年广东高考T26T26等。等。(2)(2)种子萌发过

2、程分析：三年种子萌发过程分析：三年4 4考，如考，如20142014年海南高考年海南高考T26T26、20132013年山年山东高考东高考T25T25等。等。【热点分类突破】【热点分类突破】类型一类型一净光合速率及其影响因素净光合速率及其影响因素1.1.净光合速率及其表示方法：净光合速率及其表示方法：(1)(1)净净( (表观表观) )光合速率：绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与光合速率：绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行时，测得的实验容器中细胞呼吸同时进行时，测得的实验容器中O O2 2的增加量或的增加量或COCO2 2的减少量。的减少量。(2)(2)呼吸速率：绿色植

3、物组织在黑暗条件下，测得的实验容器中呼吸速率：绿色植物组织在黑暗条件下，测得的实验容器中O O2 2的的减少量或减少量或COCO2 2的增加量。的增加量。(3)(3)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。(4)(4)常用表示方法：常用表示方法：项目项目常用表示方法常用表示方法真正光真正光合速率合速率O O2 2产生产生( (生成生成) )速率速率COCO2 2固定速率固定速率有机物产生有机物产生( (制造、生成制造、生成) )速率速率净净( (表观表观) )光合速率光合速率O O2 2释放释放速率速率COCO2 2吸收速率吸收速率有机物积累有机物积累速率速

4、率呼吸呼吸速率速率黑暗中黑暗中O O2 2吸收速率吸收速率黑暗中黑暗中COCO2 2释放速率释放速率有机物消耗有机物消耗速率速率光合作用产生光合作用产生O O2 2量量= =实测的实测的O O2 2释放量释放量+ +细胞呼吸消耗细胞呼吸消耗O O2 2量量光合作用固定光合作用固定COCO2 2量量= =实测的实测的COCO2 2吸收量吸收量+ +细胞呼吸释放细胞呼吸释放COCO2 2量量光合作用产生的葡萄糖量光合作用产生的葡萄糖量= =葡萄糖的积累量葡萄糖的积累量( (增重部分增重部分)+)+细胞呼吸消细胞呼吸消耗的葡萄糖量耗的葡萄糖量(5)(5)净光合速率与真正光合速率的关系：净光合速率与真

5、正光合速率的关系：2.2.影响净光合速率的因素：影响净光合速率的因素：所有能影响呼吸速率和光合速率的因素都可以影响净光合速率，如光所有能影响呼吸速率和光合速率的因素都可以影响净光合速率，如光照强度、照强度、COCO2 2浓度、浓度、O O2 2浓度、温度等。浓度、温度等。3.3.净光合速率和植物生长：净光合速率和植物生长：(1)(1)当净光合速率当净光合速率00时，植物因积累有机物而生长。时，植物因积累有机物而生长。(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0KK2 2KK3 3D.D.密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代

6、谢产物即可判断其是否为兼密闭光照培养蓝藻，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性厌氧生物【解题指南】【解题指南】(1)(1)理论基础：光合速率随理论基础：光合速率随COCO2 2浓度的变化而变化，在一浓度的变化而变化，在一定范围内随定范围内随COCO2 2浓度的增大而增大，超过一定范围后，随浓度的增大而增大，超过一定范围后，随COCO2 2浓度的增浓度的增大而减小。大而减小。(2)(2)曲线两端出现差异的原因：曲线两端出现差异的原因：COCO2 2浓度低时，光合速率低，产生浓度低时，光合速率低，产生O O2 2少，少，细胞呼吸也弱；细胞呼吸也弱；COCO2 2浓度高时，抑制细胞呼

7、吸，细胞代谢也随之降低，浓度高时，抑制细胞呼吸，细胞代谢也随之降低，光合速率下降。光合速率下降。【解析】【解析】选选A A。d d1 1浓度下光合速率大于浓度下光合速率大于d d3 3浓度下的，因此浓度下的，因此d d1 1浓度下蓝藻浓度下蓝藻细胞光反应产生的细胞光反应产生的HH多，故多，故A A选项正确；选项正确；d d2 2浓度下呼吸速率大于浓度下呼吸速率大于d d3 3浓浓度下的，因此度下的，因此d d3 3浓度下的蓝藻细胞呼吸产生的浓度下的蓝藻细胞呼吸产生的ATPATP少，故少，故B B选项错误；选项错误；由于由于d d2 2浓度下净光合速率最大，浓度下净光合速率最大，d d1 1、d

8、 d3 3浓度下的净光合速率相等，因浓度下的净光合速率相等，因此，三种浓度下的蓝藻种群的此，三种浓度下的蓝藻种群的K K值大小关系为值大小关系为K K2 2KK1 1=K=K3 3，故，故C C选项错误；选项错误；若要判断蓝藻是否是兼性厌氧生物，需要设置有氧、无氧两种条件，若要判断蓝藻是否是兼性厌氧生物，需要设置有氧、无氧两种条件，在没有光合作用影响在没有光合作用影响O O2 2的产生，其他条件相同且适宜的情况下进行验的产生，其他条件相同且适宜的情况下进行验证，故证，故D D选项错误。选项错误。2.(20152.(2015衡水模拟衡水模拟) )下图表示某植物在不同温度条件下下图表示某植物在不同

9、温度条件下( (适宜的光适宜的光照和照和COCO2 2浓度浓度) )的净光合速率和呼吸速率曲线。下列有关说法错误的的净光合速率和呼吸速率曲线。下列有关说法错误的是是( () )A.20A.20时，限制植物光合速率的主要因素是温度时，限制植物光合速率的主要因素是温度B.B.与呼吸作用有关酶的最适温度高于与光合作用有关酶的最适温度与呼吸作用有关酶的最适温度高于与光合作用有关酶的最适温度C.40C.40时，该植物光合作用停止时，该植物光合作用停止D.60D.60时，该植物呼吸作用停止时，该植物呼吸作用停止【解析】【解析】选选C C。实线代表净光合速率，虚线代表呼吸速率，两条曲线。实线代表净光合速率，

10、虚线代表呼吸速率，两条曲线高度差代表总光合速率，该实验在适宜光照和高度差代表总光合速率，该实验在适宜光照和COCO2 2浓度下进行。浓度下进行。2020时，光合速率只有时，光合速率只有4 4，3030时，光合速率接近时，光合速率接近9 9，所以，所以2020时限制因素时限制因素是温度；呼吸速率在接近是温度；呼吸速率在接近4040达到最大值；达到最大值；5555时，光合作用停止；时，光合作用停止；6060时，该植物呼吸作用停止。时，该植物呼吸作用停止。3.(20143.(2014广东高考广东高考) )观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问

11、题：请回答下列问题：注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照光光照照强强度度叶叶色色平均叶平均叶面积面积(cm(cm2 2) )气孔气孔密度密度( (个个mmmm- -2 2) )净光合净光合速率速率(mol (mol COCO2 2m m-2-2ss- -1 1) )强强浅浅绿绿13.6(113.6(100%)00%)826(1826(100%)00%)4.33(104.33(100%)0%)20.3(120.3(149%)49%)768(9768(93%)3%)4.17(964.17(96%)%)(1)CO(1)CO2 2以以 方式进入叶绿体后，与方

12、式进入叶绿体后，与 结合而被固定，固定产结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的物的还原需要光反应提供的 。(2)(2)在弱光下，柑橘通过在弱光下，柑橘通过 和和 来吸收更多的光来吸收更多的光能，以适应弱光环境。能，以适应弱光环境。(3)(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数 ，单位时间，单位时间内平均每片叶内平均每片叶COCO2 2吸收量吸收量 。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是是

13、，最后发生改变的是，最后发生改变的是 。【解题指南】【解题指南】(1)(1)关键知识：影响光合作用的因素及其在农业生产中的应用。关键知识：影响光合作用的因素及其在农业生产中的应用。(2)(2)隐含信息：光照强度影响光合作用。隐含信息：光照强度影响光合作用。【解析】【解析】本题考查分析表格的能力及光合作用的过程等知识。本题考查分析表格的能力及光合作用的过程等知识。(1)(1)光合作用暗反应的场所是叶绿体基质，光合作用暗反应的场所是叶绿体基质，COCO2 2进入叶绿体的方式为自进入叶绿体的方式为自由扩散，与细胞中的五碳化合物结合形成三碳化合物，这个过程叫做由扩散，与细胞中的五碳化合物结合形成三碳化

14、合物，这个过程叫做二氧化碳的固定。二氧化碳的固定。C C3 3在在ATPATP供能下，被供能下，被H(NADPH)H(NADPH)还原生成还原生成(CH(CH2 2O)O)和和C C5 5。(2)(2)通过对表中数据分析可知，在弱光下，柑橘通过增加叶绿素含量通过对表中数据分析可知，在弱光下，柑橘通过增加叶绿素含量和增大叶面积来吸收更多的光能，以适应弱光环境。和增大叶面积来吸收更多的光能，以适应弱光环境。(3)(3)平均每片叶的气孔数：强光下为平均每片叶的气孔数：强光下为13.613.6826826100=1 123 360(100=1 123 360(个个) )，弱光下为弱光下为28.428.

15、4752752100=2 135 680(100=2 135 680(个个) )。单位时间内平均每片叶吸。单位时间内平均每片叶吸收收COCO2 2量：强光下为量：强光下为13.613.61010-4-44.335.894.335.891010-3-3(mol)(mol)，弱光下为，弱光下为28.428.41010-4-43.871.103.871.101010-2-2(mol)(mol)，所以强光比弱光下的气孔总，所以强光比弱光下的气孔总数少，单位时间内平均每片叶数少，单位时间内平均每片叶COCO2 2吸收量少。据表中信息可知，光照强吸收量少。据表中信息可知，光照强度直接影响光反应而影响净光合

16、速率度直接影响光反应而影响净光合速率( (有机物积累有机物积累) )，故最先发生改变，故最先发生改变的是净光合速率。叶绿素形成需要光诱导，相对滞后，而叶面积的增的是净光合速率。叶绿素形成需要光诱导，相对滞后，而叶面积的增加需要有机物积累后才改变，最缓慢。加需要有机物积累后才改变，最缓慢。答案：答案：(1)(1)自由扩散五碳化合物自由扩散五碳化合物( (或或C C5 5) )H(NADPH)H(NADPH)和和ATPATP(2)(2)增加叶面积提高叶绿素含量增加叶面积提高叶绿素含量(3)(3)较少较少净光合速率叶面积较少较少净光合速率叶面积4.(20154.(2015贺州模拟贺州模拟) )下图甲

17、为测定光合作用速率的装置，在密封的试下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和管内放一新鲜叶片和COCO2 2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。的气体体积变化如图乙所示。(1)(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是内变化的气体是。(2)(2)若此时图甲植物光照强度为若此时图甲植物光照强度为15 kl

18、x15 klx，则，则1 h1 h光合作用产生的气体量光合作用产生的气体量为为mLmL。若此时植物叶片的呼吸熵。若此时植物叶片的呼吸熵(CO(CO2 2/O/O2 2) )为为0.8(0.8(呼吸时产生的呼吸时产生的COCO2 2和消耗的和消耗的O O2 2的比值的比值) )，那么植物光合作用除自身呼吸提供的，那么植物光合作用除自身呼吸提供的COCO2 2外，外，还需从外界吸收还需从外界吸收mL COmL CO2 2。(3)(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是对照组实验装

19、置与实验组实验装置的区别是 。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了管中的红色液滴较实验组向右移了5 mL5 mL，其原因是，其原因是 。【解析】【解析】本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究，明确本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究，明确“红色液红色液滴移动滴移动”的实质是正确解题的关键。由于图甲中存在的实质是正确解题的关键。由于图甲中存在COCO2 2缓冲液，所缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是O O2 2的消耗和释放。光合的消耗和释放。光合作用产生作用产生O O2 2的

20、量应包括积累量和叶片消耗量的量应包括积累量和叶片消耗量(15 klx(15 klx时为时为150+50=150+50=200 mL)200 mL)，若呼吸熵为，若呼吸熵为0.80.8，则植物自身呼吸作用产生的，则植物自身呼吸作用产生的COCO2 2为为0.80.850=40(mL)50=40(mL)，植物光合作用产生的，植物光合作用产生的O O2 2量等于消耗的量等于消耗的COCO2 2量，故植物还需量，故植物还需从外界吸收从外界吸收160 mL CO160 mL CO2 2；设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶；设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可

21、能影响实验结果。片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。答案：答案：(1)O(1)O2 2(2)200(2)200160160(3)(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片环境因素新鲜叶片改为经消毒的死叶片环境因素( (如温度变化等如温度变化等) )对实验对实验的影响的影响类型二类型二种子萌发过程的分析种子萌发过程的分析1.1.萌发条件：萌发条件：(1)(1)外部因素：适宜的温度、水分和充足的氧气。外部因素：适宜的温度、水分和充足的氧气。(2)(2)内部因素：具有活性的胚。内部因素：具有活性的胚。2.2.物质变化：物质变化：(1)(1)水分的变化：种子吸水使自由水增多，代谢增强。水分的

22、变化：种子吸水使自由水增多，代谢增强。(2)(2)有机物种类的变化：随着萌发的进行，种子细胞呼吸增强，有机有机物种类的变化：随着萌发的进行，种子细胞呼吸增强，有机物种类增多。物种类增多。3.3.干重变化：先降低后增加。干重变化：先降低后增加。(1)(1)种子萌发初期，不能进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼种子萌发初期，不能进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消耗有机物，为种子萌发提供能量，干重下降。复杂有机物被分解吸消耗有机物，为种子萌发提供能量，干重下降。复杂有机物被分解为简单有机物，细胞内有机物种类增多。为简单有机物，细胞内有机物种类增多。(2)(2)子叶出土后，由于可以利用叶绿体

23、进行光合作用制造有机物，光子叶出土后，由于可以利用叶绿体进行光合作用制造有机物，光合作用强度逐渐大于细胞呼吸强度，因此干重逐渐增加。合作用强度逐渐大于细胞呼吸强度，因此干重逐渐增加。【考题回访】【考题回访】(2013(2013山东高考山东高考) )大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：(1)(1)阶段阶段和和大豆种子的鲜重增加明显，阶段大豆种子的鲜重增加明显，阶段中，水进入种子胚中，水进入种子胚细胞的穿细胞的穿( (跨跨) )膜运输方式为膜运输方式为。阶段。阶段中，种子胚细胞内中，种子胚细胞内水的主要存在形式是水的主要存在形式是。(2)(2)阶段阶段期间，

24、大豆种子胚细胞合成的期间，大豆种子胚细胞合成的解除种子休眠，解除种子休眠，促进种子萌发。阶段促进种子萌发。阶段中根向地生长的原因是中根向地生长的原因是分布不均，分布不均，使根的近地侧生长受到使根的近地侧生长受到。(3)(3)若测得阶段若测得阶段种子吸收种子吸收O O2 2与释放与释放COCO2 2的体积比为的体积比为1313，则此时种子，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为。(4)(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止COCO2 2供应，短供应，短时间内叶绿体中时间内叶绿体中C

25、 C5 5和和ATPATP含量的变化分别为含量的变化分别为、。大田种植大豆时，。大田种植大豆时，“正其行，通其风正其行，通其风”的主要目的主要目的是通过的是通过提高光合作用强度以增加产量。提高光合作用强度以增加产量。【解题指南】【解题指南】(1)(1)理论基础：种子萌发需要的外部条件：随自由水增理论基础：种子萌发需要的外部条件：随自由水增多，细胞代谢活动增强；子叶出土后进行光合作用，受外部环境因素多，细胞代谢活动增强；子叶出土后进行光合作用，受外部环境因素的影响。的影响。(2)(2)叶绿体内叶绿体内C C5 5和和ATPATP含量变化分析：含量变化分析：COCO2 2停止供应，消耗的停止供应，

26、消耗的C C5 5减少，生减少，生成的成的C C3 3减少，减少，C C3 3还原消耗的还原消耗的ATPATP和和HH减少。减少。【解析】【解析】本题主要考查大豆种子萌发过程及幼苗阶段的细胞代谢和激本题主要考查大豆种子萌发过程及幼苗阶段的细胞代谢和激素调节。素调节。(1)(1)水分子的跨膜运输方式是自由扩散；阶段水分子的跨膜运输方式是自由扩散；阶段种子新陈代谢强度比种子新陈代谢强度比较大，细胞内的水主要以自由水的形式存在。较大，细胞内的水主要以自由水的形式存在。(2)(2)打破种子的休眠，促进种子萌发的激素是赤霉素；根的向地性产打破种子的休眠，促进种子萌发的激素是赤霉素；根的向地性产生的原因是

27、生长素的运输受重力因素的影响，使近地侧生长素浓度高生的原因是生长素的运输受重力因素的影响，使近地侧生长素浓度高于远地侧生长素浓度，但根对生长素较敏感，生长素浓度高使根的生于远地侧生长素浓度，但根对生长素较敏感，生长素浓度高使根的生长受到抑制而长得慢，远地侧生长素浓度低但生长得快，表现为根的长受到抑制而长得慢，远地侧生长素浓度低但生长得快，表现为根的向地性。向地性。(3)(3)根据题意假设根据题意假设O O2 2的吸收量为的吸收量为1 mol1 mol，则，则COCO2 2的释放量为的释放量为3 mol3 mol，则有氧呼吸时：则有氧呼吸时：C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O O1 1 6 66 61/6 mol1/6 mol