第2讲光合作用和细胞呼吸2

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1、第2 讲 光合作用和细胞呼吸学案【专题概述】本专题要求理解光合作用的基本过程和影响光合作用速率的环境因素; 理解 细胞呼吸以及细胞呼吸和酶、ATP、光合作用等的联系和区别，并能在较复杂的情境中综 合运用其进行分析、判断、推理和评价 。光合作用和细胞呼吸是细胞代谢的重点，在每年 高考试题中光合作用细胞呼吸都占有相当大的比重，在各地高考试卷中几乎都会涉及。因 而正确理解光合作用和细胞呼吸的有关考点对于高考备考来说相当重要。在高考试题中有 关光合作用和细胞呼吸的知识常常通过对生理现象、生理过程、相关实验的考查，并且往 往以曲线、图表等形式出现，尤其注重对考生综合能力的考查。【备考策略】热点预测：1、

2、有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较及实验探究；2、细胞呼吸的 影响因素及其应用；3、要善于列表比较如有氧和无氧呼吸的比较、光合与呼吸的比较等。 5.光合作用的基本过程；6.多因子变量对光合作用的影响分析；7 总光合速率与净光合速率 的分析，光合作用和呼吸作用的关系及计算；8.光合作用强度日变化的问题分析；9.光合作 用及细胞呼吸方式的测定装置及实验设计。【知识主线,命题地图】【高考体验，提前热身】1. (2014 海南卷)下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述，错误的是A. 两种叶片都能吸收蓝紫光B.两种叶片中均含有类胡萝卜素C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD.黄绿色叶片在光反应中不

3、会产生ATP【答案】D。【解析】叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素，二者均能吸收蓝紫光，A项正确。当叶绿素含 量高时呈现绿色，含量低时则呈现类胡萝卜素的颜色，B项正确。叶绿素包括叶绿素a和 叶绿素b, C项正确。黄绿色叶片在光下仍能进行光合作用，故在光反应过程中能产生ATP 用于暗反应的进行， D 项错误。2. (2014 福建卷)为研究汽车尾气中可吸入颗粒物对人成熟T淋巴细胞的影响，用含不同 浓度颗粒物的培养液培养T淋巴细胞，48 h后检测Na+ K+ ATP酶活性及细胞活力。实验结果如下：组别颗粒物浓度(“g ml)Na+ K+ ATP 酶活性(Umg pro-1)细胞活力 (相对值)A035.

4、81B5030.60.98C10020.50.87D20012.40.48SDH 是有氧呼吸的关键酶。细胞活力通过测定各组细胞 SDH 总活性来表示，用于反映颗粒物汽车屋气中可服入颗粒物对工林巴细胞 阳-KFTP酶话性的戢响对细胞的毒性，SDH总活性由该组细胞数及每个细胞SDH酶活性共 同决定。(1) 根据表中相关信息将柱状图补充完整。(2) 细胞培养时，需使用血细胞计数板进行计数。请用方框在下面血 细胞计数室图中标出计数区域。(3) 本实验毒性评价指标所反映的颗粒物对 T 淋巴细胞的毒性，或表现为杀伤作用致细胞数减少，或表现为抑制了细胞的(生理过程)。实验数据表明，随着颗粒物浓度的增加，颗粒

5、物对 T 淋巴细胞的毒性(4) 汽车尾气中含有的多种致癌因子会损伤DNA,使基因和原癌基因表达异常。长期汽车尾气暴露的人群，其 T 淋巴细胞执行的免疫功能障碍，导致识别、攻击癌细胞能力降低，癌症发病风险提咼。【热点题型，问题突破】重点一 光合作用和细胞呼吸关系过程图解模型解读 典例剖析1图一表示一个番茄叶肉细胞内发生的部分代谢过程。图中表示反应过程, AL表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构，图二中I。. 表示在适宜条件下生长的番茄幼苗的结构a中的某两种化合物(B、C、E或F),-表示改变某个条件后两种化合物含量的变化。请回答问题：(1)图中过程发生的场所分别是(2)过程

6、中产生能量最多的是，H 进入 b 的条件是(3)当环境条件适宜，G=I、D=K时，该细胞的代谢特点是(4) 干旱初期光合作用强度下降的主要原因是；在阴雨天气光合作用强度下降的原因是。(5) 在一定条件下，当GI、DK时，产生ATP的场所有;若用含有180的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有180的物质有。(6) 若图二中，在时刻突然降低C02浓度，则物质甲、乙分别指的是，乙升高的原因是。若人时刻突然降低光照强度，则物质甲、乙又分别指的是。对位训练1如图表示高等植物体内光合作用和呼吸作用的部分代谢途径，下列有关叙述中不正确的 是()A. 叶肉细胞中，只要线粒体消耗02，光合作用就不缺少ATP和C0

7、2B. 过程需要ATP,过程产生ATPC. 对于正常光合作用的叶片，如果突然降低光照强度，过程都会减弱D. 叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都含有与合成ATP有关的酶重点二 光合作用和细胞呼吸影响因素坐标曲线模型解读典例剖析2某研究小组中进行某植物的栽培试验，图1表示在适宜的光照、CO浓度等条g吸收量og产生量件下测得的温度光合、呼吸曲线；图2 为在恒温密闭 玻璃温室中，连续 48 h 测定温室内 CO2 浓度及植物 CO2 吸收速率变化曲线；图 3 为适宜 CO2 浓度条件下，温度 和光照强度对该植物的 CO2 吸收速率的影响曲线。请结合图像分析回答下列问题：相对曹室内CO?浓度1 1

8、1 111111 1111 1、:/1 111i1 1 1 11!1iIk1ki!i!1N 21 | 27 ；/ i 45 !.1218、24 庐103642 48吋何。当温25 T(1)图 1 中的虚线15T表度达到时，植物不再进行光合作用。图1中，40 C与60CO2的吸收量均为 0，二者的区别是。在温度为30 C时，叶肉细胞内的H 用于.(3)图2中光合速率和呼吸速率相等的时间点有个,实验开始3h内叶肉细胞产生ATP的场所有，而在6 h时叶肉细胞产生ATP的场所有，在18 h时叶肉细胞中CO2的移动方向为，在 30 h时叶绿体内的ATP的移动方向是。图2中由12时到18时叶绿体内C3含量

9、变化是，叶绿体利用CO2速率最大的时刻是时，前24小时平均光照强度(填“大于”、“小于”或“等于”)后24小时的平均光照强度，有机物积累最多的时刻在时。经过连续48 h的培养，与0 h相比48 h时该植物的有机物量是傾“不变”、“增加”或“减少”)。图3中影响CO2吸收速率的因素有，图3中E点时,25 C条件下产生的氧气量傾“等于”、“大于”或“小于”)15C条件下产生的氧气量。(6) 依据图3分析，若将图1所示实验的光照条件调整至2klx,其他条件不变重复实验，则图1中的F点对应温度为；若图2所示实验温度为15 C,现若将温度调整为25 C条件下保持恒温，其他条件不变，则图2中6 h时的光照

10、强度为 klx。(7) 当光照强度为8 klx，温度为25 C时，该植物5 h中单位面积光合作用所消耗的CO2为，要消耗同等量的CO2，在15 C条件下，用10 klx的光持续照射ho对位训练 2如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控 制在最适范围内。下列分析错误的是()A. 甲图中a点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足B. 乙图中d点与c点相比，相同时间内叶肉细胞中C与C的生成量都多35C. 丙图中，随着温度的升高，曲线的走势将稳定不变D. 图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度重点三 光合作用与细胞呼吸的实验探究装置模

11、型解读典例剖析 3 有多种方法可以测定植物的光合作用速率。请回答以下相关问题：(1)在光照适宜、温度恒定的条件下，图甲的实验装置为密闭容器，图甲中的曲线为测量1 h内该容器中CO2的变化量。图甲中AB段，叶绿体内ADP含量最高的场所是 。 导 致 AB 段 曲 线 变 化 的 主 要 原 因 是。该绿色植物前 30 min 实际光合作用的平均速率为u LL-iCO /min。22 0001 200B：甲1030连接计算机 CO2(jxL-L1)4。畑20厂丁CO2传感器绿色植物W 22050 时间(min)(2)某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图乙

12、A所示，其中CO2缓冲液可以吸收或提供C02，保证瓶中CO2恒定)。乙 将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图乙 B 所示曲线， 那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是;影响a点变化的内因是；装置中氧气浓度最 高的时间是点；图中装置刻度管中液滴移到最左点是在曲线中的点。 在实验过程中某段光照时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：每隔一定时间记录一次刻度数据2429323438该组实验数据是在B曲线的段获得的。 为了使该实验的数据更加准确，还应该设置该实验的 如果要测定该植物呼吸作用的速率，怎样利用该装置设计实验?设计实验：对位训练3图甲表示水稻

13、的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和02产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。下列说法正确的是（）10刃o2产生总量 co2释放量A. 图甲中，光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率B. 图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的二氧化碳C. 图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D. 图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度小结 CO2+H2O 讚 （CH2OHO2CO?的固定、C3的还原光、g、温度等所 场光反应所场暗反应物亡反应式光、色素、酶叶绿体类囊体薄膜上水

14、的光解和ATP形成H、ATP、多种酶叶绿体基质影响因素光细合4胞作co2呼用吸有氧总反应式C6H12O6+6O2 +6氏0僅一6CO2+12H2O+能量三个阶段反应式无氧呼吸C6HI2O62C3H4O3+4H+能量（少） 2C3H4O3+6H2O -H6C（）2+20H+能量（少） 24H+6O：； 孔 12理0+能量（多）号反应弓CeHnOe2C2H5OH+2CO2+能量（少）或 C6H12O6M2C3H6O3+能量（少）场所细胞质基质 形响因素温度、出0等检测落实体验成功随堂演练1. （2013 重庆卷,6）如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。()列有关叙述，正确

15、的是光合速率黑暗充 CO2充足恒定光照1/(弱光)，/IIII0 tl t2t3 t4 吋间(注:箭头所指为处理开始时间)A. t ft ,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、0释放增多122B. t2f t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C. t ft ,光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果34D. t后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C化合物还原后的直接产物含量降43低2. 下图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，1、II、III分别表示不同的代谢过()程。以下表述正确的是A. 水参与I

16、II中第二阶段的反应B. II在叶绿体囊状结构上进行C. I中产生的02参与III的第二阶段D. X 代表的物质从叶绿体的基质移向类囊体3. 在C02浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的 光合速率，结果如图。下列有关分析正确的是()CO?吸收量(mg/100 cm?叶也A. 当光照强度为1 klx时，植物甲开始进行光合作用B. 当光照强度为3 klx时，植物乙的总光合速率是0 mg/(100 cm2叶h)C. 若在c点时突然停止CO2供应，短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加D. d点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度4. 如图甲

17、为某校生物兴趣小组在暗室中探究光照强度对常绿植物光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为每小时所测得的结果。据图分析，下列说法错误的是 ()Qj-NaHCO3 溶液广口瓶；茉莉花 甲A. 本实验可以通过改变灯泡功率或灯与广口瓶的距离来完成对自变量的控制B. 本实验利用甲装置测得图乙所示结果时，需另设对照组C. 仅利用甲装置也能测得图乙中的A点数据D. 该实验不能用白炽灯作为光源5. （2013 全国大纲卷，31）某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速 率和遮光（完全黑暗）后释放co2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶

18、片在单位时间内吸收或释放CO2的量）。回答下列问题：（1）在光照条件下，图形 ABC 的面积表示该植物在一定时间 内单位面积叶片光合作用，其中图形 B的面积表示 从图形 C 可推测该植物存在另一个 的途径。 CO2 进出叶肉细胞都是通过的方式进行的。（2）在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形傾“A”或“B”）的面积变小，图形（填“A”或“B”）的面积增大，原因是知识专题练1. (2013 海南卷，8)关于叶绿素提取的叙述，错误的是()A. 菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B. 加入少许CaCO能避免叶绿素被破坏3C. 用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D. 研磨时加入石英砂可使叶片研磨更

19、充分2下图表示绿色植物叶肉细胞中的两个代谢过程，图中C3代表含有3个碳原子的有机化合 物，下列有关说法错误的是()4.A. 过程发生在细胞质基质中B. 过程中都产H和ATPC. 过程消耗ATP和HD. 过程产生的C3为丙酮酸3.下图表示某植物细胞内进行的一些生理过程。下列有关分析错误的是()A. 含有细胞器的细胞必然含有细胞器B. 细胞器都具有双层膜结构，都与能 量代谢有关C. 若同一植物细胞在IW状态下，W中的 CO2 浓度最高D. 置于光照条件下的为图I和III,置于黑 暗条件下的为图II和W 如图为在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中的 CO2 浓度)5图 1中装

20、置甲与装置乙敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻产生氧气量的影响，结果如图2 曲线所示。据图分析，下列叙述不正确的是 ( )A. 若光照强度突然由R变为S,短时间内叶肉细胞中c3的含量会减少BQ 点的氧气释放量为零，但光合作用强度不为零c. P 点负值产生的原因是呼吸作用消耗氧气D. 甲曲线和乙曲线不同的原因是小球藻对光的利用能力不同完全培养液缺镁培养液甲乙图1光照强度6. 将一些苹果储藏在密闭容器中,通入不同浓度的氧气后,其氧气的消耗量和二氧化碳产生量如下表所示。下列分析错误的是(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)()氧浓度(%)abcdeCO 产生量 (mol/min)1.21.01

21、.31.63.0O 消耗量(mol/min)00.60.71.23.0A.氧浓度为a时，细胞呼吸不在线粒体中进行B. 氧浓度为b时，葡萄糖的消耗量为0.3 mol/min，较适宜苹果的储藏C. 氧浓度为c时，酒精发酵消耗葡萄糖的量为0.6 mol/minD. 氧浓度为d时，产生的二氧化碳中有1/4来自酒精发酵7. 下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验结果(给予相同的环境条件)，你觉得不可能出现的是()A. 甲、乙装置水滴都左移B. 甲、乙装置水滴都右移C. 甲装置水滴不动，乙装置水滴左移D. 甲装置水滴右移，乙装置水滴左移位置x毛细管玻璃瓶绿色/ 植物小

22、烧杯一玻璃瓶小旎杯水滴毛细管示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验8. 某活动小组为了探究光合作用产物的运输路径，设计如下实验：将图甲(a表示叶片，b表示茎、 c 表示果实、 X 表示某种气体)放入光合作用最适的温度和光照强度下培养，并随时记录a、b和c三处放射物含量的数值如图乙。下列分析正确的是()A. 根据实验要求应该用氧元素做放射性同位素实 验研究B. X转化成q的过程中需要H的参与C. 时刻不是光合作用的结束点，s2的值表示种子的呼吸量D. 若适当提高温度，则图乙中的S和S2的值都将变小9(重组题)红掌是半阴生高等植物，下图表示夏季时红掌在不同遮光

23、处理条件下净光合速(1) 适当遮光叶绿素含量会增加，叶片对光的吸收能力显著增强。(2) ab段叶肉细胞内合成H的场所有； cd对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是。(3) M 点时，对红掌体内所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2 量(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的co2量。(4) 30%遮光处理避免了强光照和过高温度对植株的不利影响，与曲线II相比，曲线I未明显出现“午休”现象的原因是。(5) 6： 30左右，在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度，光合速率的变化情况基本不变，原因是。(6) 在一定装置中，研究温度对红掌光合作用和细胞呼吸的影响(其余实验条

24、件均理想)，实验结果如下表：温度(C)5101520253035光照下吸收CO2量(mg/h)1.001.752.503.153.753.533.00黑暗中释放co2量(mg/h)0.520.751.251.752.253.003.50 若在持续的光照下，该植物生长的最适温度是。 若连续进行 12 h 光照、12 h 黑暗处理， 温度下的红掌不能正常生长 通过增施有机肥料可提高农作物产量，原因是10如图表示某高等植物种子在适宜萌发的条件下，鲜重的变化情况及对应阶段萌发种子形态变化图(图甲)和长成的幼苗植物体内的生理过程图(图乙)。请据图回答下列问题：鲜重增加的百分比NADP+(1)图甲中，在第II、I阶段，种子干重比第I阶段干重要，原因是(2) 图甲中，在第II阶段，种子呼吸产生的CO2大大超过02的消耗。当胚根长出，鲜重继续增加时，o2的消耗速率就高于co2的释放速率。这说明初期的呼吸方式主要是图乙III阶 段中的，而随后是图乙III阶段中的。(3) 图乙中能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有，图乙中的II过程发生在(4) 若下图表示光照强度和CO2浓度对该植物幼苗光合作用强度的影响，则be段光合速 率的限制性因素可能是_等其他条件。若将曲线中d点条件改为b 点条件时，叶绿体中C浓度将。5光合作用强度