
高三生物二轮复习题型分析专项05光合作用与呼吸作用.ppt
52页模块模块1 1 分子与细胞 分子与细胞 光合作用与光合作用与呼吸作用呼吸作用设计实验探究酵母菌的呼吸方式设计实验探究酵母菌的呼吸方式细胞呼吸过程中物质与能量的转换过程细胞呼吸过程中物质与能量的转换过程设计实验探究影响细胞呼吸的因素设计实验探究影响细胞呼吸的因素 叶绿体色素的提取和分离实验的原理、试剂、叶绿体色素的提取和分离实验的原理、试剂、基本操作及实验结果基本操作及实验结果光合作用的发现光合作用的发现历程历程中中经典实验,如萨克斯、经典实验,如萨克斯、恩格尔曼恩格尔曼、鲁宾和卡门、鲁宾和卡门识记光合作用光反应和暗反应的场所、条件、识记光合作用光反应和暗反应的场所、条件、物质与能量转换物质与能量转换 影响光合作用的各种因素及其在生产实践中的影响光合作用的各种因素及其在生产实践中的应用应用 专题专题5 5 光合作用与呼吸作用光合作用与呼吸作用 热点题型一热点题型一 明确光合作用的场所与原理,解答光合作用过程明确光合作用的场所与原理,解答光合作用过程中的物质变化和能量转化问题中的物质变化和能量转化问题【例【例1】叶绿体是植物进行光合作用的场所下列关于叶绿】叶绿体是植物进行光合作用的场所。
下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是体结构与功能的叙述,正确的是A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B.H2O在光下分解为在光下分解为[H]和和O2的过程发生在基质中的过程发生在基质中C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的淀粉是在基质中合成的【解析】【解析】本题考查叶绿体的结构及功能,掌握光反应和暗反应本题考查叶绿体的结构及功能,掌握光反应和暗反应的场所及相关产物是正确解题的基础叶绿体中的色素主要分的场所及相关产物是正确解题的基础叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上,水光解在特殊的叶绿素布在类囊体膜上,水光解在特殊的叶绿素a的作用下实现,因的作用下实现,因此,光反应在类囊体膜上进行,产物包括此,光反应在类囊体膜上进行,产物包括O2、、ATP和和[H] ((NADPH));暗反应是酶促反应,包括;暗反应是酶促反应,包括CO2的固定和淀粉等的固定和淀粉等有机物的合成,在叶绿体基质中进行有机物的合成,在叶绿体基质中进行答案】【答案】D【例【例2】根据下面的光合作用图解判断,相关说法不正确的是】根据下面的光合作用图解判断,相关说法不正确的是A.⑥⑥过程发生于叶绿体基过程发生于叶绿体基质中质中B.⑤⑤过程发生于叶绿体类过程发生于叶绿体类囊体薄膜上囊体薄膜上C.图示图示①①~~④④依次为依次为[H]、、ATP、、CO2、(、(CH2O))D.②②不仅用于还原不仅用于还原C3化化合物,还可用于矿质离合物,还可用于矿质离子吸收等子吸收等【解析】【解析】本题考查光合作用过程,掌握光合作用过程及其本题考查光合作用过程,掌握光合作用过程及其物质变化是正确解题的基础。
光反应中生成的物质变化是正确解题的基础光反应中生成的ATP专用于专用于暗反应还原暗反应还原C3化合物之需,不能用于其他生命活动,其它化合物之需,不能用于其他生命活动,其它生命活动所需的生命活动所需的ATP由细胞呼吸所提供由细胞呼吸所提供答案】【答案】D【例【例3】在其他条件适宜时,在供试植物正常进行光合作用时】在其他条件适宜时,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即进行连续取样分析,在短时间突然停止光照,并在黑暗中立即进行连续取样分析,在短时间内叶绿中内叶绿中C3和和C5化合物含量的变化是化合物含量的变化是A.C3和和C5都迅速减少都迅速减少B.C3和和C5都迅速增加都迅速增加C.C3迅速增加,迅速增加,C5迅速减少迅速减少D.C3迅速减少,迅速减少,C5迅速增加迅速增加【解析】【解析】本题考查光合作用过程中的物质变化,正确审题,抓本题考查光合作用过程中的物质变化,正确审题,抓住住“其他条件适宜其他条件适宜”“突然停止光照突然停止光照”“黑暗黑暗”“连续取样连续取样”等关键词是正确解题的关键光合作用过程中,突然停止光照,等关键词是正确解题的关键光合作用过程中,突然停止光照,[H]和和ATP减少,减少,C3因还原减少、继续生成而增加,因还原减少、继续生成而增加,C5因继续固因继续固定定CO2形成形成C3而减少。
而减少答案】【答案】C【知识储备】【知识储备】1.光合作用的场所、条件、物质与能量转化光合作用的场所、条件、物质与能量转化 光反应光反应暗反应暗反应场所场所叶叶绿绿体体的的类类囊囊体体薄薄膜上膜上叶绿体的基质中叶绿体的基质中条件条件 光、色素和酶等光、色素和酶等酶、酶、ATP和和[H]物质物质变化变化水水光光解解产产生生::[H]和和O2ADP和和Pi合成合成ATPCO2的固定:的固定:CO2++C5 2C3C3的还原:的还原:2C3++H CH2O++C5能量能量变化变化光光能能→电电能能→活活跃跃的化学能的化学能活活跃跃的的化化学学能能→有有机机物物中中稳稳定定的的化化学学能能2.光合作用过程中,瞬时改变条件(其它条件适宜)时相关光合作用过程中,瞬时改变条件(其它条件适宜)时相关物质含量的动态变化物质含量的动态变化瞬时改变条件瞬时改变条件C3C5[H]和和ATP光照停止(减弱)光照停止(减弱)增加增加下降下降没有(减少)没有(减少)光照增强光照增强减少减少增加增加增加增加停止供应停止供应CO2减少减少增加增加增加增加增加增加CO2供应供应增加增加减少减少减少减少【方法技巧】【方法技巧】对光合作用中对光合作用中[H]、、 ATP、、C3和和C5含量变化的判断,可以光含量变化的判断,可以光合作用过程图解为线索,围绕影响光合作用的光照强度和合作用过程图解为线索,围绕影响光合作用的光照强度和CO2浓度展开。
浓度展开 (1)光照强度:通过影响光反应影响光合作用的进行,光照光照强度:通过影响光反应影响光合作用的进行,光照减弱时,减弱时,ATP和和[H]的形成减少、消耗继续,导致的形成减少、消耗继续,导致[H]和和ATP减少;减少;C3的还原减少、形成继续而增多,的还原减少、形成继续而增多,C5因为形成减少、因为形成减少、消耗继续而减少结果导致消耗继续而减少结果导致[H]、、ATP和和C5减少、减少、C3增多2) CO2浓度浓度:通过影响暗反应影响光合作用的进行,通过影响暗反应影响光合作用的进行,CO2浓浓度降低时,度降低时,C3因形成减少、消耗继续而减少,因形成减少、消耗继续而减少,ATP、、[H]和和C5均因形成继续、消耗减少而积累结果导致均因形成继续、消耗减少而积累结果导致[H]、、ATP和和C5增增多、多、C3减少【易错指导】【易错指导】一是将一是将“叶绿体中的色素分布叶绿体中的色素分布”等同于细胞内的等同于细胞内的“色素分布色素分布”,事实上在液泡内有花青素等水溶性色素的分布;,事实上在液泡内有花青素等水溶性色素的分布;二是对光反应和暗反应的场所和产物掌握不到位,光反应在二是对光反应和暗反应的场所和产物掌握不到位,光反应在类囊体膜上进行,产物为类囊体膜上进行,产物为O2、、ATP和和[H] ((NADPH)),暗,暗反应在叶绿体基质中进行,产物为糖类等有机物。
反应在叶绿体基质中进行,产物为糖类等有机物A.甲组不产生甲组不产生CO2而乙组产生而乙组产生 B.甲组的酒精产量与丙组相同甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能量转化率与丙组相同丁组能量转化率与丙组相同 D.丁组的氧气消耗量大于乙组丁组的氧气消耗量大于乙组热点题型二热点题型二 分类对比,解答细胞呼吸过程中的物质与能量问题分类对比,解答细胞呼吸过程中的物质与能量问题【例【例1】按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培】按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培养养8~~10小时,并对实验结果进行分析下列叙述正确的是小时,并对实验结果进行分析下列叙述正确的是实验材料实验材料取样取样处理处理分组分组培养液培养液供氧情况供氧情况适宜浓度适宜浓度酵母菌液酵母菌液50 mL破碎细胞破碎细胞(细胞不完整)(细胞不完整)甲甲25 mL75 mL无氧无氧乙乙25 mL75 mL通氧通氧50 mL未处理未处理丙丙25 mL75 mL无氧无氧丁丁25 mL75 mL通氧通氧【解析】【解析】本题考查细胞呼吸的产物与能量转化,明确有氧呼吸本题考查细胞呼吸的产物与能量转化,明确有氧呼吸和无氧呼吸的物质变化与能量转化情况,抓住和无氧呼吸的物质变化与能量转化情况,抓住“供氧情况供氧情况”这这一突破口是正确解题的关键。
一突破口是正确解题的关键D酵母菌在有氧条件下将葡萄糖分解成酵母菌在有氧条件下将葡萄糖分解成CO2和水,释放大量能量;和水,释放大量能量;在无氧条件下将葡萄糖分解成在无氧条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精,释放少量能量甲、和酒精,释放少量能量甲、丙两组进行无氧呼吸,乙、丁两组进行有氧呼吸甲、乙两组丙两组进行无氧呼吸,乙、丁两组进行有氧呼吸甲、乙两组虽然都有虽然都有CO2生成,但甲组细胞不完整,酒精产量比丙组少,生成,但甲组细胞不完整,酒精产量比丙组少,丁组能量转换率较丙组高,丁组的氧气消耗多于乙组丁组能量转换率较丙组高,丁组的氧气消耗多于乙组【例【例2】】 下图中,甲、下图中,甲、乙两图都表示某植物乙两图都表示某植物的非绿色器官的非绿色器官CO2释释放量和放量和O2吸收量的变吸收量的变化相关叙述不正确化相关叙述不正确的是的是A.甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的时的情况对应乙图中的A点点B.甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的时的情况对应乙图中的CD段段C.甲图的甲图的a、、b、、c、、d四个浓度中四个浓度中c是最适合贮藏的是最适合贮藏的D.甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为d时没有酒精产生时没有酒精产生 【解析】【解析】本题以图示的形式,考查细胞呼吸与本题以图示的形式,考查细胞呼吸与O2浓度的关系,浓度的关系,准确获取图示信息是正确解题的关键。
甲图中氧浓度为准确获取图示信息是正确解题的关键甲图中氧浓度为a时,细时,细胞只释放胞只释放CO2不吸收不吸收O2,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中的的A点,点,A项正确;项正确;B甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为b时,时,CO2的释放量远远大于的释放量远远大于O2的吸收量,说明的吸收量,说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度大,应细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度大,应在乙图中的在乙图中的AC段之间段之间, B项错误;贮藏植物器官应选择项错误;贮藏植物器官应选择CO2产产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的C点点), C项正确;氧浓项正确;氧浓度为度为d时,时,CO2释放量与释放量与O2的吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸的吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没有酒精产生,,因此没有酒精产生,D项正确【知识储备】【知识储备】1.有氧呼吸有氧呼吸 第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段场所场所细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜反应物反应物葡萄糖葡萄糖丙酮酸和水丙酮酸和水[H]和和O2生成物生成物丙酮酸丙酮酸 [H]CO2 [H]H2O生成生成ATP数量数量少量少量少量少量大量大量是否需氧是否需氧否否否否是是反应式:反应式:C6H12O6++6H2O++6O26CO2++12H2O+能量+能量注意:注意:⑴⑴反应式中前后的水不可消去;反应式中前后的水不可消去;⑵⑵不能用等号,要用箭头;不能用等号,要用箭头;⑶⑶反应式后面的能量不能写成反应式后面的能量不能写成ATP;;⑷⑷条件是酶不可省去。
条件是酶不可省去2.无氧呼吸无氧呼吸 第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段场所场所细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质反应物反应物葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸生成物生成物丙酮酸、丙酮酸、[H]酒精和酒精和CO2或乳酸或乳酸生成生成ATP数量数量少量少量少量少量反应式:反应式:⑴⑴在动物细胞、马铃薯块茎和玉米胚乳中:在动物细胞、马铃薯块茎和玉米胚乳中:C6H12O6⑵⑵在酵母菌或植物的根中:在酵母菌或植物的根中:C6H12O6C2H5OH++CO2+少量能+少量能量量C3H6O3(乳酸)(乳酸)+少量能量少量能量【方法技巧】【方法技巧】呼吸作用类型的判断技巧(以葡萄糖为底物的细胞呼吸呼吸作用类型的判断技巧(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)(1)若某生物产生的若某生物产生的CO2量和消耗的量和消耗的O2量相等,则该生物只进行量相等,则该生物只进行有氧呼吸有氧呼吸2)若某生物不消耗若某生物不消耗O2,只产生,只产生CO2,则只进行无氧呼吸则只进行无氧呼吸(酒精发酒精发酵酵)3)若某生物释放的若某生物释放的CO2量比吸收的量比吸收的O2量多,则同时进行有氧呼量多,则同时进行有氧呼吸和无氧呼吸吸和无氧呼吸(酒精发酵酒精发酵)。
4)若某生物没有若某生物没有O2的吸收和的吸收和CO2的释放,则该生物只进行乳酸的释放,则该生物只进行乳酸发酵或者生物已死亡发酵或者生物已死亡5)无氧呼吸无水生成,若在呼吸作用的产物中有水生成,则进无氧呼吸无水生成,若在呼吸作用的产物中有水生成,则进行的是有氧呼吸行的是有氧呼吸热点题型三热点题型三 把握光合作用和细胞呼吸的过程及物质转化,解答把握光合作用和细胞呼吸的过程及物质转化,解答光合作用与细胞呼吸综合题光合作用与细胞呼吸综合题【例【例1】下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系相关说法正确的是相关说法正确的是A.1、、5过程都能为绿色植物的各种生命活动提供能量过程都能为绿色植物的各种生命活动提供能量B.具有细胞结构的生物都能进行的过程是具有细胞结构的生物都能进行的过程是3C.1、、3和和4过程产的过程产的[H]都能与氧结合产生水都能与氧结合产生水D.某植物细胞内某植物细胞内1过程产生的过程产生的O2若参与到若参与到5过程中需穿越过程中需穿越4层磷层磷脂分子脂分子【答案】【答案】B【解析】本题考查光合作用与呼吸作用的关系及物质转化,【解析】本题考查光合作用与呼吸作用的关系及物质转化,理解掌握细胞呼吸与光合作用的物质转变过程是正确解题的理解掌握细胞呼吸与光合作用的物质转变过程是正确解题的关键。
关键图中图中1过程为光合作用的光反应、过程为光合作用的光反应、2为光合作用的暗反应、为光合作用的暗反应、3为有氧和无氧呼吸的第一阶段、为有氧和无氧呼吸的第一阶段、4为有氧呼吸的第二阶段、为有氧呼吸的第二阶段、5为有氧呼吸第三阶段为有氧呼吸第三阶段1过程产生的过程产生的[H]用于暗反应,而不与氧结合,用于暗反应,而不与氧结合,C错;错;1过程产生的过程产生的ATP仅为光合作用的暗反应提供能量,仅为光合作用的暗反应提供能量,5过程产过程产生的生的ATP为光合作用以外的生命活动提供能量,为光合作用以外的生命活动提供能量,A错各种细胞型生物都能进行的过程是细胞呼吸的第一阶段,各种细胞型生物都能进行的过程是细胞呼吸的第一阶段,B正确植物细胞植物细胞1过程产生的过程产生的O2若参与到若参与到5过程中至少需穿越叶绿过程中至少需穿越叶绿体的体的2层膜和线粒体的层膜和线粒体的2层膜,为层膜,为8层磷脂分子,层磷脂分子,D错【例【例2】下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是】下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是A.无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜B.CO2的固定过程发生在叶绿体中,的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成分解成CO2的过程发的过程发生粒体中生粒体中C.光合作用过程中光能转变成化学能,细胞呼吸过程中化学能转光合作用过程中光能转变成化学能,细胞呼吸过程中化学能转变成热能和变成热能和ATPD.夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量可提高作物产量【解析】【解析】本题考查细胞呼吸和光合作用原理的应用,明确相关措本题考查细胞呼吸和光合作用原理的应用,明确相关措施及其原理是正确解题的关键。
水果在零下低温易受冻伤,无氧施及其原理是正确解题的关键水果在零下低温易受冻伤,无氧则会导致无氧呼吸产物的形成,因而不宜在无氧和零下低温环境则会导致无氧呼吸产物的形成,因而不宜在无氧和零下低温环境保鲜;保鲜;CO2的固定发生在叶绿体中,但的固定发生在叶绿体中,但C6H12O6分解成分解成CO2的过程,的过程,可能是无氧呼吸可能是无氧呼吸 (细胞质基质细胞质基质)或者有氧呼吸第二阶段或者有氧呼吸第二阶段(线粒体线粒体)的的产生,但有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行;产生,但有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行;ATP是物质是物质而不是能量,而不是能量,ATP中储存有不稳定的活跃化学能;阴天可通过增中储存有不稳定的活跃化学能;阴天可通过增加光照增加光合作用产物、夜晚降温有利减弱细胞呼吸减少有机加光照增加光合作用产物、夜晚降温有利减弱细胞呼吸减少有机物的消耗,有利作物产量的提高物的消耗,有利作物产量的提高答案】【答案】D【例【例3】图甲表示利用溶】图甲表示利用溶液培养法栽培某植物的简液培养法栽培某植物的简图,图乙表示植物光合作图,图乙表示植物光合作用强度与光照强度的关系,用强度与光照强度的关系,请分析回答问题:请分析回答问题:⑴⑴若用放射性若用放射性32P标记培养液中的标记培养液中的KH2PO4,则一段时间后,在叶肉细,则一段时间后,在叶肉细胞中能够检测到放射性的结构或物质有____。
胞中能够检测到放射性的结构或物质有____A.核糖核酸核糖核酸 B.脂肪脂肪 C.ATP D.高尔基体高尔基体 E.辅酶辅酶Ⅱ(([H])) F.核糖核糖⑵⑵若该装置不通气,则培养一段时间后发现叶片发黄(此时培养液中若该装置不通气,则培养一段时间后发现叶片发黄(此时培养液中不缺不缺Mg2++)分析其原因可能是________________)分析其原因可能是______________________________________ 正常通气状况下,当植物缺乏正常通气状况下,当植物缺乏Mg2++时,时,图乙中曲线图乙中曲线b点位置应__(填点位置应__(填“左称左称”、、“右移右移”或或“不变不变”)⑶⑶在曲线在曲线b点,该植物叶肉细胞中能够产生点,该植物叶肉细胞中能够产生ATP的部位是___的部位是___⑷⑷已知该植物光合作用和呼吸作用最适温度分别为已知该植物光合作用和呼吸作用最适温度分别为25℃和和30℃,乙图,乙图曲线表示该植物在曲线表示该植物在25℃时光合作用强度与光照强度的关系,若将温度时光合作用强度与光照强度的关系,若将温度提高到的提高到的30℃条件下(原光照强度和条件下(原光照强度和CO2浓度不变),理论上图中相浓度不变),理论上图中相应点的移动分别是应点的移动分别是a点__,点__,b点__,点__,d点__(填点__(填“上移上移”、、“下下移移”、、“左移左移”、、“右移右移”或或“不动不动”)。
ACDE缺氧不能进行有氧呼吸,产生能量少缺氧不能进行有氧呼吸,产生能量少,,抑制了根对矿质元素的吸收抑制了根对矿质元素的吸收 右移右移细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体薄膜上细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体薄膜上下移下移 下移下移 右移右移⑴⑴核糖核酸、核糖核酸、ATP、磷脂和辅酶、磷脂和辅酶Ⅱ中均含磷,高尔基体结构膜结中均含磷,高尔基体结构膜结构中含有磷脂也含有磷,但脂肪和核糖仅由构中含有磷脂也含有磷,但脂肪和核糖仅由C、、H、、O三种元素三种元素构成⑵⑵在培养液中不缺在培养液中不缺Mg2++的情况下,叶片发黄,可能的原因是溶的情况下,叶片发黄,可能的原因是溶液中缺乏氧气,导致根细胞的有氧呼吸受到限制,不能满足细液中缺乏氧气,导致根细胞的有氧呼吸受到限制,不能满足细胞吸收矿质元素所需能量的需要,从而不能满足叶绿素的形成胞吸收矿质元素所需能量的需要,从而不能满足叶绿素的形成对对Mg2++的需要,此时,将导致光补偿点(即的需要,此时,将导致光补偿点(即b点)右移点)右移解析】【解析】本题以图示、曲线本题以图示、曲线等形式,考查植物营养、元等形式,考查植物营养、元素标记、细胞呼吸和光合作素标记、细胞呼吸和光合作用,理清氧含量与细胞呼吸、用,理清氧含量与细胞呼吸、能量供应与离子吸收、光合能量供应与离子吸收、光合作用及其影响因素等关系是作用及其影响因素等关系是正确解题的基础。
正确解题的基础⑶⑶乙图乙图b点是光照强度补偿点,是光合作用和细胞呼吸强度相同点是光照强度补偿点,是光合作用和细胞呼吸强度相同时的光照强度,此时,在叶绿体的类囊体结构薄膜上、细胞质时的光照强度,此时,在叶绿体的类囊体结构薄膜上、细胞质基质和线粒体中均有基质和线粒体中均有ATP的形成⑷⑷乙图曲线中的乙图曲线中的a点表示细胞呼吸消耗量、点表示细胞呼吸消耗量、c点为光饱和点、点为光饱和点、d点点为净光合作用强度,将温度提高到为净光合作用强度,将温度提高到30℃时,细胞呼吸加强(时,细胞呼吸加强(a点点下降),总光合作用减弱,光补偿点(下降),总光合作用减弱,光补偿点(b点)右移、净光合作用点)右移、净光合作用((d点)下移点)下移解析】【解析】本题以图示、曲线等形本题以图示、曲线等形式,考查植物营养、元素标记、式,考查植物营养、元素标记、细胞呼吸和光合作用,理清氧含细胞呼吸和光合作用,理清氧含量与细胞呼吸、能量供应与离子量与细胞呼吸、能量供应与离子吸收、光合作用及其影响因素等吸收、光合作用及其影响因素等关系是正确解题的基础关系是正确解题的基础【知识储备】光合作用和细胞呼吸的区别和联系(绿色植物)【知识储备】光合作用和细胞呼吸的区别和联系(绿色植物)比较比较光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸区区别别场所场所叶绿体叶绿体细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体原料原料CO2和和H2OC6H12O6 ((或或和和O2));; C6H12O6是是光光合合作作用用的的产产物物,,其其中中所所含含的的能量最终来自光能能量最终来自光能条件条件光能、酶光能、酶酶酶联系联系(( CH2O)) 和和 O2;;((CH2O))中中的的能能量量由由光光 能能 转转 化化 而而 来来 ,,((CH2O))可可以以为为细细胞胞呼吸提供原料呼吸提供原料CO2和和 H2O,, 或或 C3H6O3,, 或或C2H5OH和和CO2;;C3H6O3和和C2H5OH中中含含有有的的能能量量最最终终来来自自光光能能【方法技巧】【方法技巧】注意提高获取信息的能力,准确获取图文信息,尤注意提高获取信息的能力,准确获取图文信息,尤其是光合作用和细胞呼吸的过程图解,光照强度、其是光合作用和细胞呼吸的过程图解,光照强度、CO2浓度对光合作用影响曲线中的补偿点、饱和点、浓度对光合作用影响曲线中的补偿点、饱和点、细胞呼吸作用点的含义。
细胞呼吸作用点的含义热点题型四热点题型四 把握光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化,把握光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化,解答有关计算题解答有关计算题【例【例1】将某种绿色植物的】将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装置叶片,放在特定的实验装置中,研究其在中,研究其在10℃、、20℃的的温度条件下,分别置于温度条件下,分别置于5klx、、10klx光照和黑暗条件下的光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用,结果光合作用和呼吸作用,结果如图据图所作的推测中,如图据图所作的推测中,正确的是正确的是A.该叶片在该叶片在20℃、、10klx的光照下,每小时光合作用固定的的光照下,每小时光合作用固定的CO2量约量约是是8.25mgB.该叶片在该叶片在5klx光照下,光照下,10℃时积累的有机物比时积累的有机物比20℃时少时少C.该叶片在该叶片在10℃、、5klx的光照下,每小时光合作用所产生的氧气量的光照下,每小时光合作用所产生的氧气量是是3mgD.通过实验可知,叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比通过实验可知,叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比【答案】【答案】B【解析】【解析】本题以图示的形式考查光合作用和细胞呼吸的相关计本题以图示的形式考查光合作用和细胞呼吸的相关计算,明确黑暗条件下只进行细胞呼吸、光照条件下的算,明确黑暗条件下只进行细胞呼吸、光照条件下的O2释放量释放量为净光合作用是正确解题的关键。
叶片在为净光合作用是正确解题的关键叶片在20℃, 10k1x时,每小时,每小时光合作用固定的时光合作用固定的CO2量是量是(10+2) /2×32/44=4.4mg, A错;在错;在5klx光照下,光照下,10℃时积累的有机物为时积累的有机物为8比比20℃时的时的10少,少,B对在在10℃, 5klx的光照下每小时光合作用所产生的氧气量是的光照下每小时光合作用所产生的氧气量是(6+1) /2=3. 5mg, C错;净光合速率与植物的细胞呼吸和光合速率有错;净光合速率与植物的细胞呼吸和光合速率有关,仅就图中曲线而言,不能得出净光合速率与温度和光照强关,仅就图中曲线而言,不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系,度的关系,D错【例【例2】在一定浓度的】在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,测定某双子叶植物和适当的温度条件下,测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度,结果如下表,表中负值为叶片在不同光照条件下的光合作用速度,结果如下表,表中负值为CO2释放量、正值为释放量、正值为CO2吸收量请据表回答:吸收量请据表回答:光照强度光照强度1.03.05.07.08.010.0光合作用速率光合作用速率((CO2 mg/100cm2叶叶·小小时)时)--2.0++2.0++6.0++10.0++12.0++12.0⑴⑴在坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光合在坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光合作用速度的关系图。
作用速度的关系图⑵⑵该植物叶片的呼吸速度是___该植物叶片的呼吸速度是___CO2mg/100cm2叶叶·小时⑶⑶在光照强度为___千勒克司时,该植物在光照强度为___千勒克司时,该植物叶片光合生成量和呼吸消耗量相等叶片光合生成量和呼吸消耗量相等⑷⑷在一天中,将该植物叶片置于在一天中,将该植物叶片置于10千勒克司光照下千勒克司光照下10小时,其余时小时,其余时间置于黑暗中,则每间置于黑暗中,则每100cm2叶片产生的葡萄糖中有___叶片产生的葡萄糖中有___mg将转将转化为淀粉(保留至小数点后一位)化为淀粉(保留至小数点后一位)⑸⑸据图分析,在据图分析,在0~~8千勒克司范围内,光合作用速度受___因素千勒克司范围内,光合作用速度受___因素影响;超过影响;超过8千勒克司时,光合作用速度受_____因素影响千勒克司时,光合作用速度受_____因素影响4243.6光照光照强度强度温度和温度和CO2浓度浓度【解析】【解析】本题以图表等形式,考查光合作用的有关计算本题以图表等形式,考查光合作用的有关计算问问题,理解题,理解光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键。
由表中数据绘出曲线可知,在由表中数据绘出曲线可知,在2千勒克司时总光合作用强度等于呼吸千勒克司时总光合作用强度等于呼吸作用强度作用强度植物叶片置于植物叶片置于10千勒克司光照下千勒克司光照下10小时,小时,CO2吸收量为吸收量为12×10=120 (CO2 mg /100 cm2叶叶·小时小时),黑暗时间为,黑暗时间为14小时,小时,CO2释放量为释放量为4×14=56 (CO2 mg/100 cm2叶叶·小时小时),则一天内,则一天内CO2吸收量为吸收量为64 (CO2 mg /100 cm2叶叶·小时小时),根据公式求得,转化为葡萄糖的量是,根据公式求得,转化为葡萄糖的量是43.6 mg影响光合作用的因素有光照强度、温度和影响光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度,在浓度,在8千勒克司后千勒克司后随光照强度增加光合作用强度不再增加,说明不再受光照强度影响随光照强度增加光合作用强度不再增加,说明不再受光照强度影响而是温度和而是温度和CO2浓度等因素的影响浓度等因素的影响【例【例3】回答下列有关细胞代谢的问题:】回答下列有关细胞代谢的问题:材料一 图甲表示在最适光合温度下某植物光合作用速率与光照强材料一 图甲表示在最适光合温度下某植物光合作用速率与光照强度之间的关系。
度之间的关系⑴⑴在光照强度为在光照强度为5千勒克司时,光照千勒克司时,光照半小时该植物经光合作用制造的葡萄半小时该植物经光合作用制造的葡萄糖数量为___(用糖数量为___(用CO2消耗量表示)消耗量表示)⑵⑵光照强度由光照强度由1千勒克司增强至千勒克司增强至3千勒千勒克司时,叶绿体内克司时,叶绿体内C3的含量___的含量___若将若将CO2提高到提高到1%,则,则A点的位置将点的位置将___,___,C点将点将_______________0.5 mol 减少减少不变不变向右上方移动向右上方移动【解析】【解析】本题结合光合作用的相关曲线,考查影响光合作用的因本题结合光合作用的相关曲线,考查影响光合作用的因素及其相关计算,准确获取曲线信息、理解光合作用原理是正确素及其相关计算,准确获取曲线信息、理解光合作用原理是正确解题的关键解题的关键1)光照强度为光照强度为5千勒克司时,植物吸收千勒克司时,植物吸收CO2为为0.6 mol/h,即净光,即净光合作用为合作用为0.6 mol/h,该植物呼吸作用强度为该植物呼吸作用强度为0.4 mol/h,因此,实际,因此,实际光合作用为光合作用为(0.6+0.4)= 1 mol/h,半小时制造的葡萄糖量为,半小时制造的葡萄糖量为0.5 mol (2)光照强度由光照强度由1千勒克司增至千勒克司增至3千勒克千勒克司时,光反应强度增大,产生的司时,光反应强度增大,产生的[H]和和ATP增多,增多,C3的还原加快,在的还原加快,在C3生成生成不变的情况下,不变的情况下,C3的含量降低。
若提的含量降低若提高高CO2的浓度,呼吸作用强度不变,的浓度,呼吸作用强度不变,即即A点不变,但光合作用强度增大,点不变,但光合作用强度增大,需要的光照强度增加,故需要的光照强度增加,故C点向点向右上方移动右上方移动⑶⑶“光斑光斑”照耀开始时,照耀开始时,CO2吸收速率和吸收速率和O2的释放速率分别发生的释放速率分别发生了什么变化?__此时限制光合作用产物(糖类)合成的主了什么变化?__此时限制光合作用产物(糖类)合成的主要因素是__要因素是__⑷⑷当当“光斑光斑”移开时,移开时,O2的释放速率立刻恢复原水平的原因是的释放速率立刻恢复原水平的原因是_;而_;而CO2吸收速率延续了一段时间后才下降,原因是_吸收速率延续了一段时间后才下降,原因是_材料二 森林中,材料二 森林中,阳光可能会穿过森阳光可能会穿过森林中的空隙,在地林中的空隙,在地上投下上投下“光斑光斑”,,它们随着太阳的运它们随着太阳的运动和枝叶的摆动而动和枝叶的摆动而移动图乙显示了在图乙显示了在“光斑光斑”照耀前后一株生长旺盛的植物光合作照耀前后一株生长旺盛的植物光合作用过程中吸收用过程中吸收CO2和释放和释放O2的情况3) “光斑光斑”照耀开始时氧气释放速度急剧上升,二氧化碳吸收照耀开始时氧气释放速度急剧上升,二氧化碳吸收速率上升相对缓慢速率上升相对缓慢二氧化碳的吸收速率二氧化碳的吸收速率(4)随着随着“光斑光斑”的移开,光照强度降低,光反应速率下降的移开,光照强度降低,光反应速率下降“光斑光斑”照耀期间积累的照耀期间积累的ATP和和[H]还可以使暗反应持续一段时间还可以使暗反应持续一段时间(3)“光斑光斑”照耀开始时,由于光照强度促进了光合作用,照耀开始时,由于光照强度促进了光合作用,O2释放急剧上升。
释放急剧上升4)“光斑光斑”移开时,光照强度减弱,光反应速率下降,移开时,光照强度减弱,光反应速率下降,O2的的释放速率迅速恢复原水平,但由于光反应阶段积累的释放速率迅速恢复原水平,但由于光反应阶段积累的[H]和和ATP较多,暗反应持续一段时间,较多,暗反应持续一段时间,CO2吸收速率下降较慢吸收速率下降较慢【知识储备】植物的光合作用强度【知识储备】植物的光合作用强度常用光合速率衡量光合作用强度的大小,光合速率则用常用光合速率衡量光合作用强度的大小,光合速率则用单位时间、单位叶面积的单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或吸收量或O2的释放量或的释放量或糖类糖类的积的积累量由于植物在进行光合作用的同时,也可能进行细胞呼吸,由于植物在进行光合作用的同时,也可能进行细胞呼吸,光合作用吸收光合作用吸收CO2,而呼吸作用放出,而呼吸作用放出CO2⑴⑴在暗处:植物只进行细胞呼吸而没有光合作用,光合作用速在暗处:植物只进行细胞呼吸而没有光合作用,光合作用速率为零,此时测得的率为零,此时测得的CO2的吸收量或的吸收量或O2的释放量或的释放量或糖类糖类物质的物质的积累量均为负值,为植物的呼吸作用速率积累量均为负值,为植物的呼吸作用速率。
⑵⑵在光下:植物同时进行光合作用和呼吸作用,此时测得的数在光下:植物同时进行光合作用和呼吸作用,此时测得的数值为光合作用与细胞呼吸的代数和,即净光合作用强度值为光合作用与细胞呼吸的代数和,即净光合作用强度若用若用CO2消耗量或消耗量或O2释放量为指标表示光合作用强度,释放量为指标表示光合作用强度,总光合作用强度与净光合作用强度、呼吸作用强度之间存在如总光合作用强度与净光合作用强度、呼吸作用强度之间存在如下关系:下关系:①①植物释放植物释放O2量(净光合作用强度或表观光合作用强度)=光量(净光合作用强度或表观光合作用强度)=光合作用产生合作用产生O2的量(光合作用总量或实际光合强度)-呼吸耗的量(光合作用总量或实际光合强度)-呼吸耗O2量量②②光合作用总量(消耗光合作用总量(消耗CO2量)=呼吸释放量)=呼吸释放CO2量量+植物吸收植物吸收CO2量量【易错指导】【易错指导】解题时,容易混淆解题时,容易混淆“释放释放O2量量”与与“产生产生O2量量”、、“固固定定CO2量量”与与“吸收吸收CO2量量”、、“总光合作用总光合作用”与与“净光合作用净光合作用”、、“表观光合作用表观光合作用”与与“实际光合作用实际光合作用”导致出错。
导致出错热点题型五热点题型五 理解曲线关键点,准确解答光合作用曲线题理解曲线关键点,准确解答光合作用曲线题【例【例1】下图为光照强度与光合】下图为光照强度与光合量(以量(以CO2的的变化变化量量表示表示)之间)之间的关系,对这一曲线的叙述,错误的是的关系,对这一曲线的叙述,错误的是A.在在A点时,光合量与呼吸量相等点时,光合量与呼吸量相等B.在过在过B点后,再提高光照强度,光合点后,再提高光照强度,光合量不再提高量不再提高C.在在 B点时,总的光合量为点时,总的光合量为7mg/m2·hD.在在A点时,总的光合量为点时,总的光合量为0【解析】【解析】本题以曲线的形式,考查光合作用强度与光照强度的关系,能本题以曲线的形式,考查光合作用强度与光照强度的关系,能够明确各点含义是正确解题的关键由曲线可知:在光照强度为够明确各点含义是正确解题的关键由曲线可知:在光照强度为0时,时,只进行细胞呼吸,此时只进行细胞呼吸,此时CO2释放量为细胞呼吸量;释放量为细胞呼吸量;A点为光补偿点,此点为光补偿点,此时的光合量与细胞呼吸消耗相同,此时总的光合量为时的光合量与细胞呼吸消耗相同,此时总的光合量为1mg/m2·h;;B点点对应的光照强度为光饱和点,此时的光照强度是光合量达到最大时的最对应的光照强度为光饱和点,此时的光照强度是光合量达到最大时的最小光照强度,光照强度继续增大,光合量不再增大,此时的净光合量为小光照强度,光照强度继续增大,光合量不再增大,此时的净光合量为6mg/m2·h,总光合量还应加上细胞呼吸消耗量,为,总光合量还应加上细胞呼吸消耗量,为7mg/m2·h。
答案】【答案】D【例【例2】下图表示棉花在夏季】下图表示棉花在夏季晴朗无云的一天中光合作用强晴朗无云的一天中光合作用强度的变化曲线请回答:度的变化曲线请回答:⑵⑵在在12:00左右出现光合作用强度左右出现光合作用强度“低谷低谷”,此时叶片气孔处于,此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多请比较图中关闭状态的数量增多请比较图中B、、C两个点对应的时刻,两个点对应的时刻,_____________时刻叶肉细胞之间的时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高,浓度相对较高, _____________时刻叶肉细胞叶绿体中时刻叶肉细胞叶绿体中C5(五碳化合物)的含量(五碳化合物)的含量相对较大相对较大⑶⑶研究发现,在其他环境因子相对稳定时,植物根系部位土壤研究发现,在其他环境因子相对稳定时,植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素请据此推测图中相对缺水是导致气孔关闭的主要因素请据此推测图中C、、D两两个点对应的时刻中,个点对应的时刻中, _____________时刻根系部位土壤溶液的浓时刻根系部位土壤溶液的浓度较高⑷⑷根据上图,若要增加温室作物的产量,我们可采取何种措施根据上图,若要增加温室作物的产量,我们可采取何种措施?(回答两点)?(回答两点)⑴⑴棉花一天中积累有机物最棉花一天中积累有机物最多的时刻是多的时刻是_____________。
19::30(或或E点点)B点点(或或10::00) C点点(或或12::00) C点点(或或12::00) 增强光照;夜晚适度低温增强光照;夜晚适度低温等等⑴⑴由题图可知,由题图可知,CO2吸收速率即净光合作用速率,一天中,从吸收速率即净光合作用速率,一天中,从A点开始到点开始到E点为止,一直有净光合作用,故该植物到点为止,一直有净光合作用,故该植物到E点时有机点时有机物积累量达到最多物积累量达到最多⑵⑵题中指明题中指明12:00出现出现“低谷低谷”与与气孔关闭气孔关闭有关,说明此时限制有关,说明此时限制光合作用的因素是光合作用的因素是CO2的的吸收吸收不足不足所致由曲线知:从所致由曲线知:从B点开始,点开始,光合作用速度的减慢是由于光合作用速度的减慢是由于CO2的的吸收吸收缺乏所致,缺乏所致,C点的光合作点的光合作用速度达到用速度达到“低谷低谷”,说明,说明B点时叶肉细胞的点时叶肉细胞的CO2吸收吸收比比C点时点时快快,即,即B时刻叶肉细胞之间的时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高,而浓度相对较高,而CO2浓度与浓度与C5的含量呈反相关,因此,的含量呈反相关,因此,C点时叶肉细胞叶绿体中点时叶肉细胞叶绿体中C5的含量的含量相对较大。
相对较大解析】【解析】本题以曲线的形式,考本题以曲线的形式,考查棉花一天中光合作用的变化情查棉花一天中光合作用的变化情况及其影响因素,正确识图、明况及其影响因素,正确识图、明确各关键点的含义及其曲线变化确各关键点的含义及其曲线变化规律是正确解题的关键规律是正确解题的关键【解析】【解析】本题以曲线的形式,考本题以曲线的形式,考查棉花一天中光合作用的变化情查棉花一天中光合作用的变化情况及其影响因素,正确识图、明况及其影响因素,正确识图、明确各关键点的含义及其曲线变化确各关键点的含义及其曲线变化规律是正确解题的关键规律是正确解题的关键⑶⑶植物的植物的CO2吸收速率与叶肉细胞之间的吸收速率与叶肉细胞之间的CO2浓度呈正相关,浓度呈正相关,CO2浓度与气孔关闭程度呈反相关由图可知,浓度与气孔关闭程度呈反相关由图可知,D时刻比时刻比C时刻时刻的的CO2吸收速率大,说明叶肉细胞吸收速率大,说明叶肉细胞气孔气孔关闭程度小,说明此时根关闭程度小,说明此时根部相对部相对C时刻容易吸收水分,即根部土壤溶液浓度比时刻容易吸收水分,即根部土壤溶液浓度比C时刻低⑷⑷由上述曲线可知:作物的光合作用受光照强度、由上述曲线可知:作物的光合作用受光照强度、CO2、温度和、温度和水分含量等因素的影响,若在增加温室作物的产量,可供采取水分含量等因素的影响,若在增加温室作物的产量,可供采取的措施包括:在的措施包括:在B点前、点前、D点后可点后可增强光照增强光照;;增施有机肥以确保增施有机肥以确保矿质元素的供应矿质元素的供应,并,并提高提高CO2浓度浓度;;夜晚适度低温夜晚适度低温以降低呼吸消以降低呼吸消耗,以便积累更多的有机物;耗,以便积累更多的有机物;合理灌溉合理灌溉,确保水分供应充足。
确保水分供应充足【例【例3】甲、乙、丙三种植物光】甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如合作用强度与光照强度的关系如下图所示据图回答:下图所示据图回答:⑴⑴强光下上述三种植物固定强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是__能力最强的植物是__⑵⑵乙植物达到最大光合作用强度乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是__(所需的最低光照强度是__(a、、b、、c、、d)⑶⑶当光照强度从当光照强度从a到到b时,__植时,__植物光合作用强度增加的最快物光合作用强度增加的最快甲甲c甲甲【解析】【解析】本题以曲线的形式,考查光合作用强度与光照强度之本题以曲线的形式,考查光合作用强度与光照强度之间的关系,正确识图、找出曲线的关键点是正确解题的前提间的关系,正确识图、找出曲线的关键点是正确解题的前提1)甲植物的光饱和点最高,强光下光合作用强度大、固定甲植物的光饱和点最高,强光下光合作用强度大、固定CO2能力最强;能力最强;(2)当光照强度为当光照强度为C时,乙植物光合作用强度达到最大;时,乙植物光合作用强度达到最大;(3)a点时,三种植物的光合作点时,三种植物的光合作用强度用强度相同,相同,b点时,甲的光合点时,甲的光合作用强度最大,说明甲植物光合作用强度增加的最快。
作用强度最大,说明甲植物光合作用强度增加的最快【知识储备】影响光合作用的环境因素【知识储备】影响光合作用的环境因素因素因素原理原理图像图像应用应用光照光照强度强度 通通过过影影响响光光反反应应阶阶段段中中ATP及及NADPH的的产产生生,,制制约约暗暗反反应应的的进进行行((光光照照强强度度大大于于光光补补偿偿点点,,植物才能生长)植物才能生长)延延长长光光合合作作用用时时间间::通通过过轮轮作作,,延延长长全全年年内内单单位位土土地地面面积积上上绿绿色色植植物物进进行行光光合合作作用用的时间的时间CO2浓度浓度影影响响暗暗反反应应阶阶段段,,制制约约C3化化合合物物生生成成[大大气气中中CO2浓浓度度过过低低时时(OA段段)植植物物无无法法进进行行光光合合作作用用]⑴⑴大大田田中中增增加加空空气气流流动,以增大动,以增大CO2浓度;浓度;⑵⑵温温室室中中可可增增施施有有机机肥,以增大肥,以增大CO2浓度浓度因素因素原理原理图像图像应用应用温度温度通通过过影影响响酶酶活活性性影影响响光光合合作作用用(主主要要影影响响酶酶促促反应,如暗反应反应,如暗反应)⑴⑴大田中适时播种;大田中适时播种;⑵⑵温温室室中中,,增增加加昼昼夜夜温温差差,,增增多多有有机机物物积积累累必需必需矿质矿质元素元素矿矿质质元元素素是是形形成成与与光光合合作作用用有有关关的的化化合合物物,,对对光光合合作作用用造造成成直直接接或或间间接接影影响响。
如如K++对对光光合合产产物物的的运运输输和和积积累累有有影影响响合合理理施施肥肥促促进进叶叶面面积积增增大大,,提提高高酶酶合合成成速速率率,,增增加加光光合合作作用用速速率率施施用用有有机机肥肥,,微微生生物物分分解解后后既既可可补补充充CO2又又可可提提供供各各种种矿矿质元素质元素【方法技巧】【方法技巧】((1))明标,即关注横坐标和纵坐标所表示的因素明标,即关注横坐标和纵坐标所表示的因素2))找点,即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点和转找点,即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点和转折点等关键点折点等关键点.如光照强度或如光照强度或CO2浓度对光合作用强度影响浓度对光合作用强度影响曲线中,在光照强度或曲线中,在光照强度或CO2浓度为浓度为0时,曲线在纵坐标上的时,曲线在纵坐标上的点表示细胞呼吸所释放的点表示细胞呼吸所释放的CO2量或消耗的量或消耗的02量量.((3))理解曲线含义,即找出曲线形状及上升、下降或波动理解曲线含义,即找出曲线形状及上升、下降或波动等变化趁势,并找出其变化的原因如夏天一天中的光合等变化趁势,并找出其变化的原因如夏天一天中的光合作用中,往往会出现作用中,往往会出现“M"型变化,其型变化,其“午休午休”效应出现的效应出现的关键是缺水导致气孔关闭使得关键是缺水导致气孔关闭使得CO2供应不足。
供应不足4))在多种因素影响时,找出曲线的限制因素方法是对在多种因素影响时,找出曲线的限制因素方法是对纵坐标或横坐标作垂线、或者只看某一条曲线的变化,从纵坐标或横坐标作垂线、或者只看某一条曲线的变化,从而将多因素转变为单一因素的影响,进而确定限制因素而将多因素转变为单一因素的影响,进而确定限制因素 热点题型六热点题型六 掌握光合作用和细胞呼吸的原理与过程,解答相关掌握光合作用和细胞呼吸的原理与过程,解答相关实验题实验题【【例例1】】为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于苗置于25℃条件下培养,实验结果如图所示请回答:条件下培养,实验结果如图所示请回答:⑴⑴与与D点相比,点相比,B点条件点条件下限制玉米下限制玉米CO2吸收量吸收量的因素是_____,的因素是_____,C点条件下限制玉米点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是吸收量的主要因素是________⑵⑵实验结果表明,在____________的条件下施实验结果表明,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角度考虑,采取________措施能提高玉米的光能利用率。
用率光照强度光照强度水分水分土壤含水量超过土壤含水量超过40%~~60% 合理密植合理密植【解析】【解析】本题以曲线的形式考查影响光合作用强度的因素的实本题以曲线的形式考查影响光合作用强度的因素的实验探究,认真审视曲线,准确获取信息是正确解题的关键验探究,认真审视曲线,准确获取信息是正确解题的关键⑴⑴由图可知:除温度外,光合作用受到光照强度、含水量、矿由图可知:除温度外,光合作用受到光照强度、含水量、矿质元素等因素的影响,质元素等因素的影响,B点和点和D点比较说明光照强度的影响,与点比较说明光照强度的影响,与D点比较,在影响点比较,在影响C点光合作用强度的因素中,含水量是关键因点光合作用强度的因素中,含水量是关键因素⑵⑵对比两种不同光照强度的光合作用强度,可发现含水量低于对比两种不同光照强度的光合作用强度,可发现含水量低于40%时,施肥对光合作用强度的影响不明显,含水量超过时,施肥对光合作用强度的影响不明显,含水量超过40%时,施肥效果对光合作用强度的影响时,施肥效果对光合作用强度的影响试管内气体体积的变化可根试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得。
在不同强滴移动距离测得在不同强度的光照条件下,测得的气度的光照条件下,测得的气体体积如图乙所示体体积如图乙所示⑴⑴标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置实验时,试管内变化标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置实验时,试管内变化的气体是____的气体是____⑵⑵若此时图若此时图1植物光照强度为植物光照强度为15千勒克司,则千勒克司,则1小时光合作用产生的气小时光合作用产生的气体量为__毫升若此时植物叶片的呼吸熵(体量为__毫升若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为)为0.8(呼吸(呼吸时产生的时产生的CO2和消耗的和消耗的O2的比值),那么植物光合作用除自身呼吸提的比值),那么植物光合作用除自身呼吸提供的供的CO2外,植物还需从外界吸收外,植物还需从外界吸收CO2__毫升__毫升例【例2】下图中,图甲为测定光合作用速度的装置,在密封的试管内放】下图中,图甲为测定光合作用速度的装置,在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液,一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液,氧气氧气200 160【解析】【解析】在不同光照强度下,液滴位置改变的本质是氧气消耗和在不同光照强度下,液滴位置改变的本质是氧气消耗和氧气氧气产生的差值产生的差值;光合作用产生氧气的气体量应包括积累量和叶片消耗量;光合作用产生氧气的气体量应包括积累量和叶片消耗量((150++50=200),与之同时,净产生的氧气量等于净消耗的二氧化碳),与之同时,净产生的氧气量等于净消耗的二氧化碳量量,呼吸作用消耗的氧气为,呼吸作用消耗的氧气为50,产生的,产生的CO2为:为:0.8×50 吸收为:吸收为:200-0.8×50=160试管内气体体积的变化可根试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得。
在不同强滴移动距离测得在不同强度的光照条件下,测得的气度的光照条件下,测得的气体体积如图乙所示体体积如图乙所示⑶⑶为了防止无关因子对实验结果的干扰,本实验还应没置对照实验,为了防止无关因子对实验结果的干扰,本实验还应没置对照实验,对照实验装置与实验组装置的区别是____________如对照实验装置与实验组装置的区别是____________如果对照组在相同光照情况下,刻度管中的红色液滴较之实验组向右移果对照组在相同光照情况下,刻度管中的红色液滴较之实验组向右移了了5毫升,其原因是____毫升,其原因是____⑷⑷如果将试管中的如果将试管中的CO2缓冲液改为无菌水,则实验测得的数据指标是缓冲液改为无菌水,则实验测得的数据指标是____________________________值该方法测得的实验数据不能较准值该方法测得的实验数据不能较准确说明光合作用速率变化,原因是____确说明光合作用速率变化,原因是____例【例2】下图中,图甲为测定光合作用速度的装置,在密封的试管内放】下图中,图甲为测定光合作用速度的装置,在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液,一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液,光合作用强度大于呼吸作用,使光合作用所需二氧化碳不够或光光合作用强度大于呼吸作用,使光合作用所需二氧化碳不够或光合作用吸收和产生的气体量相等,变化量与呼吸强度相关。
合作用吸收和产生的气体量相等,变化量与呼吸强度相关环境物理因素(如温度变化等)对实验的影响环境物理因素(如温度变化等)对实验的影响释放的二氧化碳与吸收氧气量的差释放的二氧化碳与吸收氧气量的差 新鲜叶片改为经消毒的死叶片新鲜叶片改为经消毒的死叶片 【方法技巧】【方法技巧】在进行相关实验时,在进行相关实验时,一是应明确所需探究的问题,理解实验原理,确定实验的单一是应明确所需探究的问题,理解实验原理,确定实验的单一变量,即探究的问题是什么?是光照强度、温度、一变量,即探究的问题是什么?是光照强度、温度、O2浓度浓度或者或者CO2浓度对实验的影响浓度对实验的影响二是在确定单一变量后,根据单一变量设置对照,并保证其二是在确定单一变量后,根据单一变量设置对照,并保证其它无关变量相同且适宜它无关变量相同且适宜三是应依据实验原理,合理确定实验现象的观察方法,如例三是应依据实验原理,合理确定实验现象的观察方法,如例2中通过观察有色液滴的移动来判断内部发生的变化中通过观察有色液滴的移动来判断内部发生的变化四是合理分析实验现象和数据,得出相关结论,如例四是合理分析实验现象和数据,得出相关结论,如例1中根据中根据所得曲线进行分析。
所得曲线进行分析易错指导】【易错指导】变量分析不到位,不能准确地控制自变量、无关变量,变量分析不到位,不能准确地控制自变量、无关变量,检测因变量,不能科学地安排实验设计步骤,对实验结果和检测因变量,不能科学地安排实验设计步骤,对实验结果和现象分析到位,是导致出错的主要原因现象分析到位,是导致出错的主要原因热点题型七热点题型七 酵母菌呼吸方式的实验探究题酵母菌呼吸方式的实验探究题【例【例1】如图是探究】如图是探究酵母菌细胞呼吸方式酵母菌细胞呼吸方式的实验装置以下说的实验装置以下说法中正确的是法中正确的是A.两个装置均需要在黑暗条件下进行两个装置均需要在黑暗条件下进行B.装置乙在装置乙在Ⅲ瓶处可检测到有酒精生成瓶处可检测到有酒精生成C.装置乙中应让装置乙中应让Ⅱ瓶先放置一会儿再与瓶先放置一会儿再与Ⅲ瓶连接瓶连接D.装置甲中装置甲中NaOH的作用是吸收的作用是吸收Ⅰ瓶处的瓶处的CO2【解析】【解析】本题考查酵母菌呼吸方式的实验探究,明确装置的作用本题考查酵母菌呼吸方式的实验探究,明确装置的作用和相关条件的控制是正确解题的关键黑暗或光照对酵母菌的细和相关条件的控制是正确解题的关键黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显影响,胞呼吸没有明显影响,A错;装置乙中酵母菌产生的错;装置乙中酵母菌产生的CO2可通过可通过导管进入导管进入Ⅲ瓶,但酵母菌产生的酒精保留在瓶,但酵母菌产生的酒精保留在Ⅱ瓶中,瓶中,B错;错;【答案】【答案】C装置乙的装置乙的Ⅱ瓶在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的瓶在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的Ⅲ瓶,这样做是为了消耗装置内的瓶,这样做是为了消耗装置内的O2,防止酵母菌有氧呼吸对,防止酵母菌有氧呼吸对实验结果的干扰,实验结果的干扰,C对;装置甲中对;装置甲中NaOH溶液的作用是排除空溶液的作用是排除空气中气中CO2对实验结果的干扰,对实验结果的干扰,D错。
错【例【例2】下图为探究酵母菌】下图为探究酵母菌进行的细胞呼吸类型的装置进行的细胞呼吸类型的装置图,下列现象中能说明酵母图,下列现象中能说明酵母菌既进行需氧呼吸,同时又菌既进行需氧呼吸,同时又进行厌氧呼吸的是进行厌氧呼吸的是A.装置装置1中液滴左移中液滴左移 ,装置,装置2中液滴不移中液滴不移B.装置装置1中液滴左移中液滴左移 ,装置,装置2中液滴右移中液滴右移C.装置装置1中液滴不动中液滴不动 ,装置,装置2中液滴右移中液滴右移D.装置装置1中液滴右移中液滴右移 ,装置,装置2中液滴左移中液滴左移【解析】【解析】本题考查细胞呼吸的实验探究,明确实验原理、知道各种装本题考查细胞呼吸的实验探究,明确实验原理、知道各种装置的作用和合理解释实验现象是正确解题的关键当内部小烧杯中盛置的作用和合理解释实验现象是正确解题的关键当内部小烧杯中盛装装NaOH时,可除去二氧化碳,若进行无氧呼吸,内部气体体积不变,时,可除去二氧化碳,若进行无氧呼吸,内部气体体积不变,液滴不移动;若进行有氧呼吸,消耗氧气,产生的二氧化碳被吸收,液滴不移动;若进行有氧呼吸,消耗氧气,产生的二氧化碳被吸收,气压变化,液滴左移。
当内部小烧杯中盛装清水时,若进行有氧呼吸,气压变化,液滴左移当内部小烧杯中盛装清水时,若进行有氧呼吸,气压不变,液滴不移动;若进行无氧呼吸,则气体增多,液滴右移气压不变,液滴不移动;若进行无氧呼吸,则气体增多,液滴右移因此,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸时,装置因此,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸时,装置1中液滴左移、装中液滴左移、装置置2中液滴右移中液滴右移答案】【答案】 B【例【例3】】((09福建)福建)26..Ⅰ.右图表示的是测定右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置某研究小组以保湿桶内温度变化实验装置某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况材料用具:保温桶(情况材料用具:保温桶(500mL)、温度)、温度计、活性干酵母、质量浓度计、活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油溶液、棉花、石蜡油实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多无氧条件下呼吸作用放出热量更多1 1)取)取A A、、B B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:两装置设计实验如下,请补充下表中内容:装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三A A加入加入240ml240ml的葡萄糖溶的葡萄糖溶液液加入加入10g10g活性干活性干酵母酵母①①B B加入加入240ml240ml煮沸后冷却煮沸后冷却的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液②②加入石蜡油,铺加入石蜡油,铺满液面满液面不加入石不加入石蜡油蜡油 加入加入10g10g活活性干酵母性干酵母 解析:解析:(1)结合表中相关内容,根据实验的对结合表中相关内容,根据实验的对照原则和单一变量原则,可以确定照原则和单一变量原则,可以确定①①处为处为“不不加入石蜡油加入石蜡油”,,②②处为处为“加入加入10g活性干酵母活性干酵母”。
((1 1)取)取A A、、B B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:两装置设计实验如下,请补充下表中内容:((2 2))B B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是____________________________,这,这是控制实验的是控制实验的____________变量去除氧气去除氧气 自自 ((3 3)要测定)要测定B B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置个装置C C请写出装置请写出装置C C的实验步骤:的实验步骤:装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三A A加入加入240ml240ml的葡萄糖溶的葡萄糖溶液液加入加入10g10g活性干活性干酵母酵母①①B B加入加入240ml240ml煮沸后冷却煮沸后冷却的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液②②加入石蜡油,铺加入石蜡油,铺满液面满液面不加入石不加入石蜡油蜡油 加入加入10g10g活活性干酵母性干酵母 装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三C C③③ ④④ 加入石蜡油,铺加入石蜡油,铺满液面满液面加入加入240mL240mL煮沸后煮沸后冷却的葡萄糖溶液冷却的葡萄糖溶液 不加入活不加入活性干酵母性干酵母 装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三A A加入加入240ml240ml的葡萄糖溶的葡萄糖溶液液加入加入10g10g活性干活性干酵母酵母①①B B加入加入240ml240ml煮沸后冷却煮沸后冷却的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液②②加入石蜡油,铺加入石蜡油,铺满液面满液面不加入石不加入石蜡油蜡油 加入加入10g10g活活性干酵母性干酵母 装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三C C③③ ④④ 加入石蜡油,铺加入石蜡油,铺满液面满液面加入加入240mL240mL煮沸后煮沸后冷却的葡萄糖溶液冷却的葡萄糖溶液 不加入活不加入活性干酵母性干酵母 ((4 4)实验预期:在适宜条件下实验,)实验预期:在适宜条件下实验,3030分钟后记录实验结果,分钟后记录实验结果,若装置若装置A A、、B B、、C C温度大小关系是:温度大小关系是:______________________(用(用““< <、、= =、、> >””表示),则假设成立。
表示),则假设成立 A>B>C 【知识储备】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的比较、变量控制【知识储备】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的比较、变量控制项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸是否消耗是否消耗O2消耗消耗不消耗不消耗产生产生CO2量、消耗量、消耗O2量量与消耗葡萄糖量的关系与消耗葡萄糖量的关系产产生生的的CO2量量=消消耗耗的的O2量量=6×葡萄糖葡萄糖产产 生生 的的 CO2量量=2×葡萄糖葡萄糖供氧方法供氧方法将将空空气气通通过过浓浓的的NaOH溶溶液,除去液,除去CO2不提供不提供产物产物CO2和水和水CO2和酒精和酒精CO2的检测的检测CO2可可使使澄澄清清的的石石灰灰水水变变混混浊浊或或使使溴溴麝麝香香草草酚酚蓝蓝水水溶溶液液由由蓝蓝变变绿绿再再变变黄黄根根据据石石灰灰水水的的混混浊浊程程度度或或溴溴麝麝香香草草酚酚蓝蓝水水溶溶液液变变成成黄黄色色的的时时间间长长短短,,可可以以检检测测培培养养液液中中CO2的产生情况的产生情况酒精的检测酒精的检测橙橙色色的的重重铬铬酸酸钾钾溶溶液液在在酸酸性性条条件件下下与与乙乙醇醇发生灰绿色反应发生灰绿色反应【方法技巧】【方法技巧】酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都有酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都有CO2产生,产生,但有氧呼吸时消耗但有氧呼吸时消耗O2的量与产生的量与产生CO2的量相等,没有气的量相等,没有气体的净生成;无氧呼吸时,未消耗体的净生成;无氧呼吸时,未消耗O2、产生、产生CO2,有气,有气体的净生成。
在不同装置内的压力变化为:体的净生成在不同装置内的压力变化为:⑴⑴实验装置不吸收实验装置不吸收CO2:只有有氧呼吸时压力不变,有:只有有氧呼吸时压力不变,有无氧呼吸时压力变大无氧呼吸时压力变大⑵⑵实验装置吸收实验装置吸收CO2:有有氧呼吸时压力变小,只进行:有有氧呼吸时压力变小,只进行无氧呼吸时压力不变无氧呼吸时压力不变。












