高考生物二轮复习小专题4细胞呼吸和光合作用课件.ppt

1、小专题4细胞呼吸和光合作用,考纲要求:1.光合作用的基本过程()2.影响光合作用速率的环境因素()3.细胞呼吸(),构建网络,盘点考点,构建网络串联导思 思维串联 纵横联系,结合网络图思考问题 1.衰老细胞呼吸速率下降的原因有哪些? 2.缺Mg对光合作用有什么影响?为什么? 3.高等植物叶肉细胞能否作为观察线粒体、叶绿体、质壁分离的材料? 4.生长素在发挥作用时,作用部位细胞呼吸速率变化如何? 5.光合作用、细胞呼吸与生态系统能量流动与物质循环间有什么关系?,结合网络图思考问题的提示 1.提示:衰老细胞呼吸速率下降的原因是细胞内水分减少,多种酶的活性降低。 2.提示:光合作用速率降低,因为缺M

2、g2+叶绿素合成减少,光合作用通过叶绿素吸收光能减少。 3.提示:高等植物叶肉细胞不能作为观察线粒体的材料,因为叶绿体会影响对染色后的线粒体的观察,可作为观察叶绿体和质壁分离的材料。 4.提示:生长素发挥作用时,作用部位生长加快,呼吸速率加快。 5.提示:光合作用是能量输入生态系统的途径,也是CO2中的碳转化为有机物中碳的过程,细胞呼吸是能量输出生态系统的途径,也是生物群落中有机物中的碳转化为CO2的方式。,盘点考点分级突破 精准预测 高效突破,考点一光合作用和细胞呼吸的过程及内在联系,典例引领,1.(2014全国卷,6)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是( ) A.磷酸是光反应中合成AT

3、P所需的反应物 B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量,C,解析:光合作用的光反应中需ADP和磷酸合成ATP;光合作用中叶绿素可以吸收光能,不需要酶的催化;乳酸是无氧呼吸的产物,不能继续分解,人体剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用提供的;病毒无独立的代谢系统,病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供。,2.(2017全国卷,29)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题: (1)图中、代表的物质依次是 、 、,H代表的物质主要是。,解析:(1)

4、分析图可知,A为光反应阶段,水光解产生NADPH和O2,则为O2,ADP和Pi得到光能生成ATP,因此为ADP和Pi,同时NADP+与电子和质子(H+)结合,生成NADPH,因此为NADP+。B为暗反应阶段,CO2与C5结合生成2个C3,因此为C5。图中的H代表的是NADH。,答案:(1)氧气(或O2)NADP+ADP和PiC5NADH(还原型辅酶),(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。,解析:(2)在A、B、C、D中能产生ATP的为A光反

5、应阶段,细胞质基质(C)中的细胞呼吸第一阶段和发生在线粒体(D)中的有氧呼吸第二、第三阶段。 (3)C中的丙酮酸在无氧条件下可在相应酶的催化作用下转化成酒精。,答案:(2)C和D(3)没有氧气(无氧条件),进行无氧呼吸的第二个阶段产生酒精,说明:该题涉及的基础知识见人教版教材P94左上角“相关信息”。,1.构建光合作用与有氧呼吸关系模型,归纳提升,氧气,(1)物质名称:b. ,c. ,d. ,e. ,f. ,g. ,h. 。,ATP,ADP,H,C5,二氧化碳,C3,(2)生理过程及场所,光反应,线粒体内膜,2.分析光合作用与有氧呼吸的物质转化和能量转化关系,3.清除细胞呼吸的7个易失分点 (

6、1)细胞呼吸的实质是氧化分解有机物,释放能量,无论是否有氧气的参与,都是生物氧化过程。 (2)细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类,糖类是主要的能源物质。 (3)线粒体只能利用丙酮酸,不能吸收利用葡萄糖。 (4)能量ATP,呼吸作用释放的能量包括ATP中的能量和以热能散失的能量。 (5)有H2O生成的一定是有氧呼吸,有CO2生成的可能是有氧呼吸,也可能是无氧呼吸,但一定不是乳酸发酵。 (6)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 (7)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。,考向攻

7、坚,命题聚焦:本考点为全国卷高考命题的热点,近几年的全国卷高考命题既有非选择题,也有选择题,考查的重点内容是光合作用和细胞呼吸的过程及两者的综合,吸收光能的色素、光合作用过程的相关实验探究。 考向一考查细胞呼吸的类型及过程 1.下图表示人体内主要能源物质氧化分解的部分途径,其中X、Y、M、N代表物质。下列叙述正确的是( ) A.糖原水解主要发生在骨骼肌细胞中 B.XY过程发生在细胞质基质中 C.M、N分别代表乳酸和酒精 D.Y、M、N中的氧元素均来自X,B,解析:糖原水解主要发生在肝细胞中;X是葡萄糖,Y是丙酮酸,XY过程是呼吸作用的第一阶段,发生在细胞质基质中;M是乳酸,N是水;N中的氧元素

8、来自氧气。,2.(2017山西名校联考)下表是在有氧条件下,测得苹果O2消耗量和CO2产生量的关系。下列推测不正确的是( ),D,A.氧浓度为a时,细胞呼吸产生的ATP在细胞质基质中合成 B.氧浓度为b时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸 的1/3 C.氧浓度为c时,细胞呼吸产生酒精的量为0.6 mol/min D.氧浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵,解析:氧浓度为a时,由于O2的消耗量为0,说明此时苹果只进行无氧呼吸,其场所为细胞质基质;氧浓度为b时,有氧呼吸消耗氧气为0.5,CO2产生量为0.5,葡萄糖消耗为0.5/6,无氧呼吸CO2产生量为0.5,葡萄糖消耗量为0.5/2,

9、因此有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/3;氧浓度为c时,无氧呼吸产生的CO2量为1.3-0.7=0.6,所以苹果产生C2H5OH的量为0.6 mol/min;氧浓度为d时,O2的消耗量为1.2,故有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.2,无氧呼吸产生的CO2为0.4,故无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.2,消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵。,方法技巧 “三看法”判断细胞呼吸的类型,“一看”反应物和产物:,“二看”物质的量的关系:,“三看”场所,考向二考查捕获光能色素的分布、种类和作用 3.(2017全国卷,3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的

10、是( ) A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,A,解析:叶绿体中色素包括类胡萝卜素和叶绿素,其中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不吸收红光等长波光;叶绿素主要吸收红光(640660 nm波长)和蓝紫光,这些色素吸收的光可用于光合作用释放氧气;通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值(吸收百分比)可绘制其吸收光谱;光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,因此光合作用的作用光谱可用在不同光波长下的

11、氧气释放速率或二氧化碳吸收速率来表示。,4.(2016全国卷,4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是() A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的,C,解析:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。,考向三考查光合作用的过程及物质和能量变化 5.(2017山东临沂期末)如图表示绿色植物光合作用的部分过程,图中AC表示相关物质。有关分析错误的是( ) A.图中

12、A为氧气,可部分释放到空气中 B.图中B为NADPH,外界CO2浓度升高时,B的含量暂时升高 C.该过程消耗的NADP+和C来自叶绿体基质 D.该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中,B,解析:当外界CO2浓度升高时,C3增多,消耗NADPH增多,B的含量减少。,6.(2017山东潍坊三模)下图为小球藻叶肉细胞中部分代谢途径示意图,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。请据图回答:,(1)TP的合成场所是 。淀粉要运出叶绿体,先水解成TP或葡萄糖,葡萄糖通过叶绿体膜上的GR运送到细胞质中,和 合成蔗糖,运出叶肉细胞。,解析:(1)光合作用过程

13、中CO2与C5结合形成C3的场所是叶绿体的基质。葡萄糖和果糖结合成蔗糖。,答案:(1)叶绿体基质果糖,(2)在探明卡尔文循环的过程中,将小球藻放入密闭容器中,持续通14CO2,发现光照后14C首先出现在 (用题中所给的信息或文字回答)化合物中,光照一段时间后,14C会出现在叶绿体中的 (从“TP”“RuBP”“淀粉”“蔗糖”和“葡萄糖”中选择)化合物中。 (3)上述实验中改变了某实验条件后,发现RuBP含量迅速升高,则改变的条件是. ,由此可知,固定CO2的物质是 。,解析:(2)CO2与C5结合形成三碳化合物即图中的TP(磷酸丙糖),光照一段时间后,14C会出现在叶绿体中的其他化合物中,蔗糖

14、的合成在细胞质基质中。 (3)使叶绿体中C5含量升高的改变条件是停止供应CO2。固定CO2的物质是五碳化合物即RuBP。,答案:(2)TP(磷酸丙糖)TP、RuBP、淀粉、葡萄糖 (3)停止通入CO2RuBP,方法技巧 外界条件变化时C5、C3、H等物质量的变化,当外界条件改变时,光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析:,(1)停止光照时:光停,ATP、ADP,C3,C5,分析如下:,(2)CO2供应停止时:CO2停,C5,C3,ATP,ADP,分析如下:,考向四综合考查光合作用和细胞呼吸过程的内在关系 7.(2017河北唐山一模)下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述,错

15、误的是( ) A.光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料 B.有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料 C.两者产生气体的阶段都有水参与 D.两者产生气体的阶段都与生物膜有关,D,解析:光合作用光反应阶段的产物氧气可作为有氧呼吸第三阶段的原料,有氧呼吸第三阶段的产物水可作为光合作用光反应阶段的原料;光合作用水光解后产生氧气,有氧呼吸第二阶段水参与反应产生二氧化碳气体;光合作用水光解后产生氧气发生在类囊体薄膜上,有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳气体发生在线粒体基质中,与生物膜无关。,8.(2017山东潍坊期末)如图表示在植物细胞内发生的一些生理过程,下列分析错误的是( )

16、A.不同条件下发生a过程的场所可能不同 B.a、c、d均发生在生物膜上 C.在光照充足的条件下,ab,cd D.根尖分生区细胞内能发生a、c过程,解析:a过程为细胞呼吸,不同条件下发生a过程的场所可能不同,有氧时发生在细胞质基质和线粒体基质中,无氧时发生在细胞质基质中;在生物膜上发生的生理过程是d光反应(场所是叶绿体的类囊体薄膜上)和c有氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜),b暗反应过程发生在叶绿体基质中,a为有氧呼吸或无氧呼吸,场所是细胞质基质和线粒体基质或细胞质基质;在光照充足,条件适宜的情况下,光合作用强度大于呼吸作用强度,所以ab,cd;根尖分生区细胞能进行细胞呼吸,所以能发生a、c过程。,

17、B,考点二光合作用和细胞呼吸的影响因素分析及原理应用,典例引领,1.(2017全国卷,30)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点,大于乙种植物的。回答下列问题: (1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 。 甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。,解析:(1)甲、乙两种植物在同一密闭小室中,在光下同时进行光合作用和呼吸作用,光照适宜时,光合作用强度大于呼吸作用强度,即光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用

18、释放CO2的量,故一段时间后密闭小室中CO2浓度降低,则光合速率也随之降低。甲种植物净光合速率为0,即光合速率与呼吸速率相等,此时CO2浓度为植物的CO2补偿点,由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物,当甲种植物达到CO2补偿点时,此时的CO2浓度高于乙种植物的CO2补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。,答案:(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低大于0,(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是 。,解析:(2)植物照光后,进行光合作用产生O2,故可进行有

19、氧呼吸,随着O2的增加,有氧呼吸增强。,答案:(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以O2增多时,有氧呼吸会增加,2.(2016全国卷,30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:,(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组

20、植物光合作用的限制因子是 . 。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 . (填“CO2浓度”或“O2浓度”)。,解析:(1)据图分析可知,当光照强度低于a时,甲组植物光合作用强度随光照强度的增强而增强,因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。,(2)b光照强度下,甲组植物光合作用强度已不再随光照强度增强而增强,此时影响其光合作用强度的限制因子已不是光照强度,而可能是CO2浓度、温度等,若提高环境中的CO2浓度可能会提高其光合作用强度。,答案:(1)光照强度,(2)CO2浓度,(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株

21、叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。,解析:(3)乙组植株在低光照下,光合作用强度随光照强度变化的曲线与甲组的不同,而其产生的种子在自然光照下的相应曲线与甲组的相同,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。,答案:(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的,3.(2016全国卷,29)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作

22、为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:,回答下列问题: (1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是,其依据是 ;,解析:(1)分析对照组、实验组一和实验组二可知,高温条件下(温度均为36 ),适当增加相对湿度时,叶片光合速率的增加量相对较大,而分析实验组二、三、四可知,在相对湿度较高的条件下(相对湿度均为52%),适当降低温度时,叶片光合速率的增加量较小,甚至降低。所以,中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度;并由增加相对湿度,叶片的光合速率增大可推知,增加麦田环境的相对湿

23、度可降低小麦光合作用“午休”的程度。,答案:(1)湿度(相对湿度)在相同温度条件下,相对湿度改变时,光合速率变化大增加,(2)在实验组中,若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是 。 (3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程 (填“需要”或“不需要”)载体蛋白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。,解析:(2)对比实验组三和实验组四可知:因温度降低,叶片的光合速率下降,所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散,既不需要载体蛋白,也不需要消耗ATP。,答案:(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3)不需

24、要不需要,归纳提升,1.影响细胞呼吸因素的“四类”曲线分析,(1)图甲:温度通过影响与细胞呼吸有关 来影响呼吸速率。 (2)图乙:O2浓度=0时,只进行 。 0O2浓度10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。随O2浓度增大, .逐渐被抑制, 不断加强。 O2浓度10%时,只进行 。 O2浓度=5%时,有机物消耗最少。 (3)图丙:自由水含量较高时呼吸作用旺盛。 (4)图丁:CO2浓度高时,对细胞呼吸具有 作用。,酶活性,无氧呼吸,无氧呼吸,有氧呼吸,有氧呼吸,抑制,2.影响光合作用的三大外界因素曲线分析,(1)光照强度(如图1) 原理:主要影响光反应阶段 的产生。 分析P点后的限制因素:,温度、

25、CO2浓度,色素的含量,ATP和H,(2)CO2的浓度(如图2) 原理:影响暗反应阶段 的生成。 分析P点后的限制因素:,C3,温度、光照强度,酶的数量和活性,(3)温度:通过影响 而影响光合作用(如图3)。,酶的活性,3.图解光合速率与呼吸速率的关系,4.常考曲线分析,若以测定的CO2吸收量与释放量为指标,则,考向攻坚,命题聚焦:近几年全国卷对本考点多以坐标图和实验情景考查环境因素对光合作用的影响。题目主要以非选择题的形式呈现。 考向一考查细胞呼吸和光合作用的影响因素 1.如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述不正确的是( ) A.从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为

26、B点所对应的温度 B.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性 C.图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强 D.和D、F点相比,图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜,C,解析:B点所对应的温度下细胞呼吸最强;酶的活性受温度的影响;随氧气浓度的增加,有氧呼吸逐渐加强,无氧呼吸逐渐减弱;在E点下细胞呼吸消耗的有机物最少,因此在该氧气浓度下更有利于贮藏水果和蔬菜。,2.如图曲线表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件,曲线变为。下列分析合理的是( ) A.与y点相比,x点叶绿体中的C3含量较低 B.在y点时,升

27、高温度导致曲线由变为 C.制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量 D.制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度,D,解析:与y点相比较,x点时光照强度较弱,光反应提供的H和ATP较少,C3化合物还原减少,导致C3含量较y点时高;题目中提到是在适宜温度下如果再提高温度,会降低光合作用速率;制约x点时光合作用的因素主要是光照强度;z点在图中曲线上,表示在适宜温度下提高光照强度光合速率不再提高,说明此点限制光合速率的因素不是温度和光照强度,可能是CO2浓度。,易错点拨 关于环境因素影响光合速率的两点提醒 (1)温度改变对光合作用的影响 当温度改变时,不管是光反应还是暗反应都会受影响,但主要是影

28、响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。 (2)CO2浓度对光合作用的影响 CO2浓度很低时,光合作用不能进行,但浓度过高时,会抑制植物的细胞呼吸,进而影响光合作用。,考向二考查光补偿点、光饱和点及其移动问题 3.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ,下图表示30 时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 (原光照强度和CO2浓度不变),理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是( ) A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移,C,解析:图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和光饱和点时的光合作

29、用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ”可知,当温度从30 降到25 时,细胞呼吸强度降低,a点上移;光合作用强度增强,所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多,d点上移。b点表示光合作用强度=细胞呼吸强度,在25 时细胞呼吸作用强度降低,光合作用强度增强,在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等,需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等,即b点左移。,4.如图是一透明的密闭玻璃罩内某植物在不同光照和CO2浓度下测得相关的曲线图,请回答下列问题: (1)若图甲是在CO2浓度为G点时,改变光照强度测得的曲线,则CO2浓度由曲线中G点增加到H点

30、时,图甲中D点移动方向为(填“左移”“右移”或“不变”)。 (2)若图甲是在CO2浓度为H点时,改变光照强度测得的曲线,则CO2浓度由曲线中H点增加到I点时,图甲中D点移动方向为(填 “左移”“右移”或“不变”)。,解析:(1)图甲D点表示光的饱和点,当图乙中增加CO2浓度(G点到H点)时,净光合作用增加,因此图甲中D点右移。(2)图乙H点表示CO2饱和点,当CO2浓度由H点增加到I点时,光合作用不再改变,因此图甲中D点不变。 答案:(1)右移(2)不变,方法技巧 光补偿点、光饱和点及其移动问题分析,(1)光补偿点的两种生理状态 整个植株:光合作用强度=呼吸作用强度。 叶肉细胞:光合作用强度呼

31、吸作用强度。,(2)环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系 光补偿点的移动: a.呼吸速率增加,其他条件不变时,光补偿点应右移,反之左移。 b.呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光补偿点应右移,反之左移。 光饱和点的移动:相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时,光饱和点C应右移(C点右上移),反之左移(C点左下移)。,考向三考查光合速率和呼吸速率及相关推算 5.(2017山西名校联考)将一绿色植物置于密闭容器中,给予适宜且恒定的温度,分别进行如下处理: 给予一定强度的光照;黑暗放置一段时间;维持光照,添加NaHCO3溶液。测定装置中O2浓度变化如图所示,回答

32、相关问题:,(1)施加上述3个条件所对应的图上的点分别为。 (2)AB段呼吸速率是否恒定?(填“是”或“否”),如果B点所对应的时间是t,A和B分别代表图上纵坐标的值,AB段的平均呼吸速率值为. 。 (3)BC段曲线减缓上升的原因是 ; C点O2浓度不再上升的原因是 。,解析:从图上可以看出AB段O2浓度下降,植物是放在黑暗下只进行呼吸作用的结果,曲线斜率不变,呼吸速率不变,用这段的O2浓度差值(A-B)/t可以代表这段的平均呼吸速率;B点O2增加,所以B点开始进行光合作用,但随着装置中CO2浓度降低,导致植物光合速率降低,所以曲线上升减慢,直到C点O2浓度不变,说明此时光合速率和呼吸速率相等

33、,D点添加NaHCO3溶液,光合速率增加,说明之前影响光合作用的限制因素是CO2浓度。,答案:(1)B、A、D(顺序不可颠倒) (2)是(A-B)/t (3)光合作用强度大于呼吸作用强度,装置中CO2浓度降低,导致植物光合速率降低密闭容器内,CO2浓度限制,光合作用强度等于呼吸作用强度(或者光合速率等于呼吸速率或者净光合速率为0),6.25 条件下,将绿藻置于密闭玻璃容器中,每2 h测一次CO2浓度,结果如下图(假设细胞呼吸强度恒定)。请据图回答下列问题: (1)图中810 h,细胞中能产生ATP的场所有。,解析:密闭玻璃容器中CO2浓度的变化,反映的是其内的绿藻光合作用吸收的CO2量与呼吸作

34、用释放的CO2量的差值,即净光合作用速率,据此分析柱形图中CO2浓度的变化并结合题意作答。 (1)图甲中810 h,细胞呼吸和光合作用都能进行,因此能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。 答案:(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体,(2)图中所示实验中有2 h是没有光照的,这段时间是 h,实验12 h,此时绿藻干重与实验前比较 。,解析:(2)没有光照,绿藻的光合作用不能进行,但能进行呼吸作用,因此密闭玻璃容器中的CO2浓度会逐渐增加,据此可推知:在实验进行到24 h之间没有光照。实验12 h时,密闭玻璃容器中CO2浓度与实验开始时(0 h)的基本相同,此时绿藻干重与实验前比较基本不变。

35、,答案: (2)24基本不变,(3)图示实验过程中46 h平均光照强度(填“小于”“等于”或“大于”)810 h平均光照强度,判断依据是 。,解析:(3)46 h内密闭玻璃容器中CO2浓度保持恒定,说明此时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等,同理810 h时间段内细胞呼吸与光合作用速率也相等,但由于46 h内密闭玻璃容器中CO2浓度较大,说明其光合作用速率较低,即46 h平均光照强度小于810 h平均光照强度。,答案:(3)小于两时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等,但是46 h CO2浓度较大,所以光照强度较小,考向四考查环境因素影响光合作用和细胞呼吸的曲线分析 7.(2017四川成都二模)为探

36、究高浓度CO2对冷藏水果细胞呼吸的影响,研究人员将等量新鲜蓝莓分别置于两个密闭的冷藏箱中,一个冷藏箱中只有普通空气(未处理组),另一个加入等量的含高浓度CO2的空气(CO2处理组),两组都在 4 条件下贮藏。以后每10天(d)取样一次,测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol),计算二者的比值得到如图所示曲线(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。回答下列问题:,(1)实验过程中,010 d内蓝莓细胞呼吸产生ATP最多的场所是 ;10 d后未处理组蓝莓细胞呼吸的产物除了CO2外,还有;20 d后CO2处理组蓝莓细胞产生CO2的场所是 。,解析:(1)实验过程中,010 d内CO2释

37、放量和O2吸收量的比值等于1,说明只进行有氧呼吸,因此蓝莓细胞呼吸产生ATP最多的场所是线粒体内膜(有氧呼吸的第三阶段);10 d后未处理组蓝莓CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,说明蓝莓既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,因此细胞呼吸的产物除了CO2外,还有水和酒精;20 d后CO2处理组蓝莓细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,因此产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质。,答案:(1)线粒体内膜水和酒精线粒体基质和细胞质基质,(2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,出现这种结果的原因 。 根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的作用。,解析:(

38、2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,出现这种结果的原因是密闭冷藏箱中O2浓度逐渐降低,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强。根据题干信息可知,“CO2处理组加入等量的含高浓度CO2的空气”,而CO2处理组的CO2释放量和O2吸收量的比值低于未处理组,说明高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的抑制作用。,答案:(2)密闭冷藏箱中O2浓度逐渐降低,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强抑制,8.(2017山东德州二模)科研人员利用温室栽培作物进行了探究实验,结果如图所示。回答下列问题: (1)本实验的自变量是。由实验结果可知,该作物光合作用相关酶活性

39、的最适温度在之间。,解析:(1)分析曲线图可知,本实验的自变量是温度和CO2浓度。由实验结果可知,四种温度相比,30 比较适宜,因此该作物光合作用相关酶活性的最适温度在2040 之间。,答案:(1)温度和CO2浓度2040,(2)当CO2浓度低于0.06%时,暗反应中的生成速率限制了光合作用速率。 (3)与20 相比,温度为10 时,增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果. (填“显著”或“不显著”),原因是 。,解析:(2)当CO2浓度低于0.06%时,二氧化碳浓度是限制光合速率的主要因素,二氧化碳参与光合作用暗反应中二氧化碳的固定并产生三碳化合物,即暗反应中三碳化合物(或C3)的生成速率限

40、制了光合作用速率。 (3)与20 相比,温度为10 时,增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果不显著,原因是10 时酶活性低。,答案:(2)三碳化合物(或C3)(3)不显著10 时酶活性低,考点三细胞呼吸和光合作用的相关实验分析,典例引领,1.(2016全国卷,31)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水

41、草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。,*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm 的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题: (1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是 (填“可靠的”或“不可靠的”)。,解析:(1)1号试管中没有加水草,50 min 后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色,说明无关变量不会引起溶液颜色的变化。2至7号试管中都加了水草,2至7号试管中溶液颜色发生了改变说明是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。1号试管为对照组

42、,若其溶液颜色发生了变化,说明又受其他因素的影响,故27号试管的实验结果也是不可靠的。,答案:(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的,(2)表中X代表的颜色应为 (填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是 。 (3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草 。,解析:(2)2号试管遮光,水草不能进行光合作用,只进行了呼吸作用释放CO2,溶液中CO2浓度高于3号试管,故2号试管中溶液的颜色为黄色。 (3)若在某光照条件下,水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量,则溶液中CO2浓度不变,溶液的颜色在照光前后不发生变化。,答案:(2)黄色水草不进行光合作

43、用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号试管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等,2.(2015全国卷,29)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135 s,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67.5 s;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7.5 s;光合作用产物的相对含量为70%。 C组:

44、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3.75 ms (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135 s;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。,解析:(1)对比C、D两组实验,C组光照时间为D组的一半,而光合产物接近

45、D组的光合产物,故单位光照时间内C组植物合成有机物的量高于D组。分析C组和D组实验,可推知光合作用中有些反应不需要光照,这些反应发生在叶绿体的基质中。(2)对比A、B、C三组实验,在总光照时间相同的情况下,随着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量也增加。究其原因是光照与黑暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶和ATP越能及时利用并及时再生,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,归纳提升,1.生物呼吸类型判定的实验设计,(1)若装置一液滴 ,装置

46、二液滴 ,则只进行有氧呼吸。 (2)若装置一液滴 ,装置二液滴 ,则只进行无氧呼吸。 (3)若装置一液滴 ,装置二液滴 ,则既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。 (4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验。除将装置中 换为煮熟种子外,其他条件均与实验组相同。,左移,不动,不动,右移,左移,右移,发芽种子,2.光合速率与呼吸速率的测定 (1)液滴移动法 黑暗下,装置甲中红色液滴 移的距离代表 消耗氧气的量。 适宜光照下,装置乙中红色液滴 移的距离代表 。 真光合速率=净光合速率+呼吸速率。,左,有氧呼吸,右,净光合速率,(2)黑白瓶法:取三个玻璃瓶,一个用黑胶布包上

47、,并包以锡箔。从待测的水体深度取水,保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的两个黑、白瓶沉入取水深度,经过一段时间,将其取出,并进行溶氧量的测定。 有初始值的情况下,黑瓶中 为有氧呼吸量;白瓶中 为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。 没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之 即总光合作用量。,氧气的减少量,氧气的增加量,差,考向攻坚,命题聚焦:近年来全国卷对本考点的命题多集中在对探究性实验现象及结果分析的考查,主要以非选择题形式呈现。 考向一考查光合作用和细胞呼吸的相关实验分析 1.在如图三个相同密闭装置中,分别放入质量相等的三份种子:消毒且刚萌发的小

48、麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把A、B、C三套装置放在隔热且适宜的条件下培养,请据图分析回答:,(1)装置A和B形成对照,变量为 , 即种子表面是否有 。B和C形成对照,变量为 。,解析:(1)A和B形成对照,变量为种子是否消毒,即种子表面是否有微生物;B和C形成对照,变量为种子的种类。 答案:(1)种子是否消毒微生物种子的种类,(2)当A和B玻璃管中的水珠开始移动时,分别记录并计算其移动速率为vA和vB,则vAvB(填“”或“”),原因是 。,解析: (2)B内种子未消毒,单位时间内呼吸作用强度大于A内,消耗的氧气多,同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被NaOH溶液吸

49、收,所以B内外的压强差大,玻璃管中水珠移动的速率vAvB。 答案: (2)B内种子未消毒,单位时间内呼吸作用强度大于A内,消耗O2多,(3)如果B和C中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为TB和TC,则TC.TB(填“”或“”或“”),原因是 。,解析:(3)小麦种子中主要是淀粉,花生种子中含脂肪比较多。相同质量的脂肪和糖类,脂肪分子中氧元素比糖类(淀粉)少,其氧化分解时,需要的氧气比糖类(淀粉)多,产生的热量比糖类(淀粉)多。所以,如果B和C中都消耗了等质量的有机物,则C中消耗的氧气多,内外的压强差大,产生的热量多,因此TCTB,LCLB。 答案: (3)小麦种子中主要是淀粉,花生种子中

50、脂肪较多,相同质量的脂肪和糖类,脂肪中H含量比糖类高,氧化分解时耗氧多,2.(2017湖南邵阳一模)1937年植物学家希尔发现,离体的叶绿体中加入“氢”接受者,比如二氯酚吲哚酚(DCPIP),光照后依然能够释放氧气,蓝色氧化状态的DCPIP接受“氢”后变成无色还原状态的DCPIPH2。研究者为了验证该过程,在密闭条件下进行如下实验:,(1)自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是,这些氢在暗反应的过程中被消耗。 (2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是 , A试管除了颜色变化外,实验过程中还能观察到的现象是 。,解析:(1)自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是叶绿体的

51、类囊体薄膜,叶绿体产生的氢在暗反应中用于三碳化合物的还原。 (2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液可以维持叶绿体的渗透压,避免使用蒸馏水使叶绿体吸水涨破。A试管有叶绿体和光照,除了颜色变化外,实验过程中还能观察到有气泡产生。 答案:(1)类囊体薄膜C3的还原 (2)避免叶绿体吸水涨破有气泡产生,(3)A与C的比较可以说明氢产生的条件是 ,设置B和D试管的目的是说明DCPIP 。,解析: (3)A与C的比较可以说明氢产生的条件是需要光照,B和D试管作为对照实验,说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色。 答案: (3)需要光照在光照和黑暗条件下自身不会变色,3.某科技小组同学用40 W的白

52、色、红色和黄色灯管作光源,设置不同CO2浓度,处理葡萄试管苗,培养一段时间后,测定试管苗的净光合速率(净光合速率=真光合速率-呼吸速率),结果如图所示。请回答下列问题: (1)本实验的实验目的是 。,解析:(1)据图可知,自变量是CO2浓度和光质,因变量是净光合速率,因此得出该实验的实验目的是探究不同波长的光(光质)和CO2浓度对葡萄试管苗光合作用(净光合速率)的影响。,答案:(1)探究不同波长的光(光质)和CO2浓度对葡萄试管苗光合作用(净光合速率)的影响,(2)不同波长的光通过影响阶段影响光合速率,而CO2浓度通过直接影响暗反应中 ,从而影响有机物的合成。 (3)在整个实验过程中,氧化分解有机物释放的能量的去向是 。,解析:(2)不同波长的光是通过影响光反应阶段来影响光合速率的,而CO2浓度是通过直接影响暗反应中CO2的固定来影响有机物的合成的。(3)在整个实验过程中,氧化分解释放的能量一部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中。,答案:(2)光反应CO2的固定 (3)一部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中,(4)为探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变,提出实验思路如下:分别取 和黄