高考生物大一轮复习ppt课件：第二单元专题六---光合作用.ppt

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1、专题六 光合作用【生物】第二单元：细胞代谢考情精解读考情精解读A A考点帮考点帮 知识全通关知识全通关目录CONTENTS考点考点1 1 光合色素和叶绿体光合色素和叶绿体考点考点2 2 光合作用的原理及其应用光合作用的原理及其应用考点考点3 3 光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系知识体系构建知识体系构建考纲要求 命题规律 核心素养聚焦 命题分析预测B B方法帮方法帮 素养大提升素养大提升方法1模型法分析光合作用条件骤变对相关物质含量变化的影响方法2四步分析法解答有关影响光合作用因素的坐标曲线问题方法3对比法分析光合速率有关物质变化曲线方法4光合速率与呼吸速率的辨析和相关计算微课2

2、植物光合速率与呼吸速率的常用测定方法微课3领会核心素养精髓,巧解光合作用相关试题C C考法帮考法帮 考向全扫描考向全扫描考向1 叶绿体中的色素与提取考向2 光合作用条件骤变对相关物质含量变化的影响考向3 影响光合速率因素的相关曲线分析考向4 光合作用与呼吸作用过程的比较考向5 影响光合速率与细胞呼吸速率因素的分析与应用考向6 光合作用与呼吸作用的实验探究考情精解读考纲要求考纲要求命题规律命题规律核心素养聚焦核心素养聚焦命题分析预测命题分析预测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.实验：叶绿体色素的提取和分离。考纲要求核心考核心考点点考考题取取样考向必究考向必究光合色素光合

3、色素和叶和叶绿体体2017全国卷，T32016全国卷，T4色素的提取及对光的吸收(考向1)光合作用光合作用的原理及的原理及其其应用用2016全国卷，T302016全国卷，T292015新课标全国卷，T292014新课标全国卷，T2影响光合速率因素的相关曲线分析(考向3)光合作用条件骤变对相关物质含量变化的影响(考向2)命题规律核心考点核心考点考考题取取样考向必究考向必究光合作用光合作用与与细胞呼胞呼吸的关系吸的关系2017全国卷，T292017全国卷，T302014新课标全国卷，T292016全国卷，T31光合作用与呼吸作用过程的比较(考向4)影响光合速率与细胞呼吸速率因素的分析与应用(考向5

4、)光合作用与呼吸作用的实验探究(考向6)命题规律续表1.生命观念结构与功能观:叶绿体的结构与功能相适应;物质与能量观:通过光合作用过程合成有机物,储存能量。2.科学思维分类与比较:比较光反应与暗反应,掌握光合作用的过程;比较光合作用与细胞呼吸,形成知识间的联系。建立模型:通过曲线分析影响光合作用的因素。3.科学探究通过设计、分析与光合作用有关实验,培养考生的科学探究能力。4.社会责任掌握光合作用的原理并运用到生产实践中,培养考生解决实际问题的能力。核心素养聚焦1.命题分析光合作用是高考的必考点,也是高考的重点,在每年的高考中都占有较大的比重。主要以光合作用相关实验、曲线等形式进行考查,侧重考查

5、色素的组成和功能、光合作用中物质和能量的变化、环境对光合速率的影响等,还常将光合作用与细胞呼吸的原理相结合,考查二者之间的联系以及在生产生活中的应用。2.趋势预测预计高考命题仍将借助图、表格等将光合作用与细胞呼吸相结合,使试题实验化,考查考生运用所学知识解决实际问题的能力,同时还要关注以生产实践或最新科技进展为命题材料的试题,以落实社会责任这一核心素养。命题分析预测知识体系构建A考点帮 知识全通关考点考点1 1 光合色素和叶绿体光合色素和叶绿体考点考点2 2 光合作用的原理及其应用光合作用的原理及其应用考点考点3 3 光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系一、叶绿体中的色素与叶绿体的

6、结构1.叶绿体中的色素考点1光合色素和叶绿体功能功能吸收、吸收、传递(四种色素四种色素)和和转换转换光能光能化学特化学特性性不溶于水,能溶于有机溶剂(如无水乙醇)中色素种色素种类及特点及特点叶绿素(约占3/4)叶绿素a(蓝绿色)主要吸收红光、蓝紫光叶绿素b(黄绿色)类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素(橙黄色)主要吸收蓝紫光叶黄素(黄色)重点生物第二单元：细胞代谢吸收光吸收光谱图示示图示示说明明阳光阳光经经三棱三棱镜镜折射后折射后形成不同波形成不同波长长和和颜颜色的色的光光;折射光透折射光透过过色素色素滤滤液液时时部分光被吸收部分光被吸收;色素色素对红对红光和光和蓝蓝紫光紫光吸收吸收较较多多;对绿

7、对绿光吸收最少光吸收最少续表生物第二单元：细胞代谢合成的合成的影影响因素响因素续表核心素养科学思维1.归纳与概括温室或大棚种植蔬菜时,应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源?提示:最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜,因为它可以使各种颜色的光通过;补充光源可选择红光或蓝紫光,因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多,更有利于植物进行光合作用。2.归纳与概括玉米田里的白化苗长出几片叶片时会死亡,原因是什么?提示:玉米白化苗中不含叶绿素,不能进行光合作用,待种子中储存的营养物质被消耗尽后,无法产生新的有机物,因此玉米白化苗长出几片叶片时会死亡。生物第五单元：细胞代谢2.光合作用的结构叶绿体(1)结构

8、示意图生物第二单元：细胞代谢(2)功能：进行光合作用的场所。生物第二单元：细胞代谢二、实验：绿叶中色素的提取和分离1.实验原理生物第二单元：细胞代谢2.实验流程生物第二单元：细胞代谢3.实验结果及分析(1)实验结果色素种色素种类色素色素颜色色色素含色素含量量溶解度溶解度扩散速散速度度胡胡萝卜卜素素橙黄色最少最高最快叶黄素叶黄素黄色较少较高较快叶叶绿素素a 蓝绿色最多较低较慢叶叶绿素素b 黄绿色较多最低最慢生物第二单元：细胞代谢(2)结果分析色素带的条数与色素种类有关,四条色素带说明有四种色素。色素带的宽窄与色素含量有关,色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素,

9、叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。色素带扩散速度与溶解度有关,扩散速度越快说明溶解度越高。生物第二单元：细胞代谢名师提醒实验失败的原因分析1.色素提取液色浅的原因可能是没有加二氧化硅,研磨不充分;一次加入大量无水乙醇,提取液浓度低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素);画线次数少。2.色素提取液发黄的原因可能是未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素分子部分被破坏;使用放置数天的叶片,叶绿素降解。3.没有提取到色素,原因可能是把清水当成了无水乙醇。4.滤纸条上看不见色素带,原因可能是滤液细线触及了层析液,色素全部溶解到层析液中。5.滤纸条上色素带重叠,原因可能是滤液细线画得过粗或不直。考点2光合作用的

10、原理及其应用一、光合作用的探究历程时间及科及科学家学家探索探索历程的关程的关键设计实验结论或或观点点1771年英年英国科学家国科学家普利斯特普利斯特利利点燃的蜡烛(或小鼠)+绿色植物蜡烛不熄灭(或小鼠不易死亡)植物可以更新空气1779年荷年荷兰科学家科学家英格豪斯英格豪斯500多次植物更新空气的实验植物更新空气需要绿叶和阳光1845年德年德国科学家国科学家梅耶梅耶能量转化与守恒定律光合作用把光能转换为化学能储存起来重点生物第二单元：细胞代谢时间及科及科学家学家探索探索历程的关程的关键设计实验结论或或观点点1864年年德国植物德国植物学家学家萨萨克克斯斯光合作用的产物除O2外,还有淀粉1880年

11、年德国科学德国科学家恩格家恩格尔曼曼叶绿体是进行光合作用的场所,光合作用过程能产生O2续表生物第二单元：细胞代谢时间及科及科学家学家探索探索历程的关程的关键设计实验结论或或观点点1941年美年美国科学家国科学家鲁宾和卡和卡门光合作用释放的O2来自水20世世纪40年代美国年代美国科学家卡科学家卡尔文文用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性:14CO2(14CH2O)光合作用产物中的碳来自CO2续表生物第二单元：细胞代谢名师提醒 恩格尔曼实验方法的巧妙之处1.实验材料选择妙:用水绵作实验材料。水绵的叶绿体呈带状,便于观察。2.排除干扰的方法妙:没有空气的黑暗环境排除了环境中

12、光线和氧的影响,从而确保实验的准确性。3.观测指标设计妙:通过好氧细菌的分布,能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。4.实验对照设计妙:进行黑暗+极细光束照射和曝光的对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。生物第二单元：细胞代谢核心素养科学思维1.批判性思维英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,则只要有光照,植物一定能更新空气,对吗?提示:不对,植物更新空气的前提是总光合速率呼吸速率,即净光合速率0,倘若光照强度不够充分(在光补偿点以下),则植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更污浊。2.归纳与概括萨克斯实验中为使实验结果更明显,应在实验过程中进行怎样的处理?提示:实验前需

13、进行饥饿处理,排除干扰;另外,在用碘蒸气处理叶片之前用热酒精对叶片进行脱色处理。生物第二单元：细胞代谢二、光合作用1.过程图解生物第二单元：细胞代谢2.光反应与暗反应的关系二者相互依存,其中一方减弱或增强,另一方也会随之减弱或增强。3.光合作用的总反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2。生物第二单元：细胞代谢4.光合作用与化能合成作用的比较项目目化能合成作用化能合成作用光合作用光合作用不同不同能量来源体外无机物氧化放出的能量光能生物类型原核生物(如硝化细菌等)主要为绿色植物，还有蓝藻等相同相同代谢类型自养需氧型物质变化将无机物(CO2和H2O等)转化为储存能量的有机物生态地位生产者生物第二单

14、元：细胞代谢误区警示明辨有关光合作用的五大误区1.绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上,液泡中的色素不参与光合作用。2.绿色植物中参与光合作用的酶除了存在于叶绿体基质中,还存在于叶绿体类囊体薄膜上。3.不要认为暗反应与光无关。光合作用的过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者在光下才能进行,并在一定范围内随着光照强度的增加而增强;后者在有光、无光的条件下都可以进行,但需要光反应的产物H和ATP,因此在无光条件下暗反应不可以长期进行。生物第二单元：细胞代谢4.叶绿体并不是进行光合作用的必要条件:进行光合作用的生物不一定含叶绿体,如蓝藻能进行光合作用,但没有叶绿体。5.光合作

15、用产生的H细胞呼吸产生的H,且H既不是H+,也不是H,其中前者为还原型辅酶(NADPH),后者为还原型辅酶I(NADH)。生物第二单元：细胞代谢三、影响光合作用的因素及应用1.内部因素植物自身的遗传特性、植物叶片的叶龄、叶面积指数都会影响光合作用。生物第二单元：细胞代谢因素因素曲曲线分析及分析及应用用光光照照强度度2.外部因素(1)单因素对光合作用的影响因因素素曲曲线分析及分析及应用用温温度度生物第二单元：细胞代谢续表因因素素曲曲线分析及分析及应用用温温度度生物第二单元：细胞代谢续表生物第二单元：细胞代谢图像像曲曲线分析分析1.P点及Q点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素,随该因素的

16、不断加强,光合速率不断提高。(2)多因素对光合作用的影响生物第二单元：细胞代谢曲曲线分析分析2.PQ间的主要影响因素有两个:一是横坐标表示的因素,二是多条曲线上标注的因素。3.Q点及之后,横坐标所表示的因素不再是限制光合速率的因素,要想继续提高光合速率,可适当改变横坐标以外的其他因素的强度应用用温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用相关酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率续表考点3光合作用与细胞呼吸的关系一、光合作用与呼吸作用的区别与联系难点项目目光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用

17、发生范生范围含叶绿体的植物细胞、蓝藻等所有活细胞发生条生条件件在光下进行时时刻刻都进行实质合成有机物、储存能量分解有机物,释放能量生物第二单元：细胞代谢项目目光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用图解解联系系续表项目目光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用能量能量联系系元素元素转移移联系系C：CO2(CH2O)丙酮酸CO2；O：H2OO2H2O；H：H2OH(CH2O)HH2O(前后两个H不等同)生物第二单元：细胞代谢续表生物第二单元：细胞代谢二、光合作用与有氧呼吸过程中H和ATP的来源与去路项目目来源来源去路去路H光合作用光反应中水的光解还原C3有氧呼吸第一、二阶段产生用于第三阶段还原O2ATP光合作用

18、光反应阶段产生 主要用于暗反应有氧呼吸第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的最多作为能量“通货”,一般用于(除暗反应外)的各项生命活动B方法帮 素养大提升方法方法1 1模型法分析光合作用条件骤变对相关物质模型法分析光合作用条件骤变对相关物质 含量变化的影响含量变化的影响方法方法2 2四步分析法解答有关影响光合作用因素的四步分析法解答有关影响光合作用因素的 坐标曲线问题坐标曲线问题方法方法3 3对比法分析光合速率有关物质变化曲线对比法分析光合速率有关物质变化曲线方法方法4 4光合速率与呼吸速率的辨析和相关计算光合速率与呼吸速率的辨析和相关计算微课微课2 2植物光合速率与呼吸速率的常用测定方法植

19、物光合速率与呼吸速率的常用测定方法微课微课3 3领会核心素养精髓领会核心素养精髓,巧解光合作用相关试题巧解光合作用相关试题方法1模型法分析光合作用条件骤变对相关物质含量变化的影响方法解读1.方法模型(1)需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析,如图所示。生物第二单元：细胞代谢(2)需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：生物第二单元：细胞代谢(3)含量变化的比较条条 件件C3C5H和和ATP(CH2O)光照由光照由强到弱到弱,CO2供供应不不变增加减少减少 减少光照由弱到光照由弱到强,CO2供供应不不变减少增加增加 增加模型分析生物第二单元：

20、细胞代谢续表条条 件件C3C5H和和ATP(CH2O)CO2供供应由由充足到不足充足到不足,光照不光照不变变减少增加增加减少CO2供供应由由不足到充足不足到充足,光照不光照不变变增加减少减少增加模型分析由表可知,在图示各物质的含量变化中,C3和C5含量的变化是相反的,若C3含量增加,则C5含量减少;H、ATP和C5的含量变化是一致的,都增加或都减少。生物第二单元：细胞代谢示例1 12016天津理综，2，6分在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是A.红光，ATP下降B.红光，未被还原的C3上

21、升C.绿光，H下降 D.绿光，C5上升生物第二单元：细胞代谢思路分析 (1)挖掘题干关键信息：改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射、瞬间发生变化的物质。(2)规划解题思路：根据光源的改变推导光能的吸收量光反应产物(H和ATP)的变化暗反应过程中物质含量的变化。解析 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光，吸收的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光，光反应增强，叶绿体内产生的ATP和H增多，C3的还原加快，此时CO2的固定仍以原来的速率进行，导致未被还原的C3减少，故A、B项错误；将白光改为光照强度相同的绿光，光反应生物第二单元：细胞代谢减弱，叶绿体内产生的ATP和H减少，而C3的还原仍

22、以原来的速率消耗H和ATP，则短时间内H含量会下降，故C项正确；H和ATP的减少必然会导致C3的还原减慢，此时CO2的固定仍以原来的速率消耗C5，则短时间内C5的含量会下降，故D项错误。答案C生物第二单元：细胞代谢1在光照等适宜的条件下,将培养在CO2浓度为1%的环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3和C5相对浓度的变化趋势如图。回答下列问题:(1)图中物质A是(填“C3”或“C5”)。(2)将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是。(3)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的(填“

23、高”或“低”),其原因是。生物第二单元：细胞代谢1.(1)C3(2)当CO2浓度突然降低时,短时间内C5的合成速率不变,消耗速率却减慢,导 致C5浓度升高(3)低 C O2浓 度 低 时,暗 反 应 强 度 低,所需A T P和H少解析(1)CO2浓度突然降低时,短时间内C3的产生速率减慢而消耗速率不变,故C3的含量降低,与物质A的变化趋势一致;同时C5的产生速率不变而消耗速率减慢,故C5的含量增加,与物质B的变化趋势一致。(2)CO2浓度迅速下降后,短时间内C5的产生不变而消耗减少,故C5的浓度升高。(3)CO2浓度较低时,暗反应强度低,需要的H和A T P的 量 少,故 较 低 的 光 照

24、 强 度 就 能 达 到 此CO2浓度时的最大光合速率。方法2四步分析法解答有关影响光合作用因素的坐标曲线问题方法解读第一步,找变量依据横、纵坐标和不同曲线上的文字,找出自变量和因变量,如自变量为光照强度,因变量为光合作用强度第二步,看走势分析曲线走势,明确自变量与因变量的关系,如随着光照强度的增强,光合作用强度逐渐增大,到一定程度后达到稳定第三步,抓关键点理解曲线上不同点的含义,如与横、纵坐标的交点、拐点、最高点等第四步,联系设问联系设问信息正确答题生物第二单元：细胞代谢注意对于多因素影响光合作用曲线的试题,解题关键是找出曲线的限制因素。具体方法:对纵坐标或横坐标画垂线或只看某一曲线的变化,

25、将多因素转变为单一因素从而确定限制因素。当题干中描述了曲线的获得前提,如最适温度下测得,则应该考虑除温度之外的其他影响因素。生物第二单元：细胞代谢示例2 22016全国卷,30,8 分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:生物第二单元：细胞代谢(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲

26、组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”)。(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。生物第二单元：细胞代谢解析(1)当光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增大而增大,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,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,说明此时限制光合作用的因素不是光照强度,应是CO2浓度或温度,因此要提高甲组的光合

27、作用强度,可以考虑的措施是适当提高CO2浓度。(3)由题图可知,经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组;若是由遗传物质改变造成的,则可遗传给子代,即子代在甲组条件下光合速率低于甲组;若是由低光照引起的,遗传物质不变,则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时,其光合作用曲线与甲组的相同,说明乙生物第二单元：细胞代谢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(1)光照强度(2)CO2浓度(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生物第二单元：细胞代谢名师点睛在外界因素影

28、响光合作用强度的曲线中,达到饱和点前,主要限制因素是横坐标所代表的因素;达到饱和点之后,主要的限制因素是除横坐标所代表的因素之外的其他因素。有时也有例外,如本题中光照强度为b时,限制乙曲线光合作用强度的因素不能按常规思路认为是“除横坐标所代表的因素之外的其他因素”,而是引起两曲线之间差异的因素光照强度。生物第二单元：细胞代谢核心素养提升本题主要考查的核心素养是科学思维,具体表现在两个角度:核心素养核心素养角度角度具体表具体表现分析与分析与综合合第(1)(2)小题分析曲线变化与环境因素之间的关系,理解环境因素影响光合作用的原理抽象与概抽象与概括括第(3)小题通过分析实验结果,考查概括能力生物第二

29、单元：细胞代谢母题变式变式1曲线信息分析(1)图中光合作用强度指净光合作用强度(填“总光合作用强度”或“净光合作用强度”)。(2)当光照强度为a时,乙组植株叶肉细胞中产生H的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体。生物第二单元：细胞代谢变式2曲线信息转换如果将题中甲组曲线改为浓度为1%CO2,乙组曲线改为浓度为0.03%CO2,如图所示,据图分析回答问题:(1)ab段影响光合作用强度的主要因素是光照强度,判断依据是随光照强度的增强,光合作用强度增大。(2)曲线中d点转向b点时,短时间内叶绿体中C5浓度降低(填“升高”或“降低”),原因是CO2浓度突然增大,短时间内C5的消耗速率增大,但合成速率不变。

30、22019安徽合肥调研科学家研究小麦在适宜温度条件下光合作用强度与光照强度的关系,得到如图所示曲线,下列有关叙述错误的是()A.当环境温度升高时,cd段位置上移B.a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体C.其他条件适宜,当植物缺Mg时,b点将向右移动D.c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与光合色素的量有关生物第二单元：细胞代谢生物第二单元：细胞代谢2.A本题借助曲线图考查了光饱和点、光补偿点等的判断以及影响光合作用的因素等知识。题中曲线是在适宜温度条件下测得的,因此当环境温度升高时,光合作用强度会降低,即图中cd段位置下降,A错误。图中a点光照强度为0,细胞只进行呼吸作用,故a点时叶肉

31、细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体,B正确。根据题图可判断,b点为光补偿点,此时光合作用强度和呼吸作用强度相等。当植物缺Mg时(其他条件适宜),植物的呼吸作用强度几乎不受影响而光合作用强度降低,此时可通过增加光照强度来提高光合作用强度,b点右移,C正确。c点之后随着光照强度增加,光合速率不再增加可能与光合色素量、酶量等有关,D正确。方法3对比法分析光合速率有关物质变化曲线方法解读甲乙甲图:自然环境中,一昼夜植物净光合速率的变化曲线乙图:密闭环境中一昼夜CO2浓度变化曲线生物第二单元：细胞代谢1.甲、乙图曲线各段变化的原因甲甲图区段区段甲甲图曲曲线变化原因化原因乙乙图区段区段乙乙图曲曲线变化原因

32、化原因ab黑暗时仅进行细胞呼吸AB细胞呼吸不断产生CO2,曲线上升bc出现光照且逐渐增强，此时光合速率小于呼吸速率BC光合速率小于呼吸速率,CO2释放速率减小,曲线上升缓慢cd光照增强且光合速率大于呼吸速率CD光合速率大于呼吸速率,植物吸收CO2,曲线下降de中午光照强，气孔部分关闭，CO2供应不足DE光合速率仍大于呼吸速率,曲线下降缓慢生物第二单元：细胞代谢续表甲甲图区段区段甲甲图曲曲线变化原因化原因乙乙图区段区段乙乙图曲曲线变化原因化原因ef气孔张开,CO2吸收速率增加EF净光合速率增大,曲线下降较快fg光照逐渐减弱,且光合速率大于呼吸速率FG光照减弱,净光合速率减小,曲线下降较慢gh光照

33、较弱,光合速率小于呼吸速率GH光合作用小于呼吸作用,净光合速率小于零,曲线上升hi黑暗时仅进行细胞呼吸HI细胞呼吸不断产生CO2,CO2积累,曲线上升生物第二单元：细胞代谢2.甲、乙图曲线分析要点的对比甲甲图曲曲线乙乙图曲曲线光合速率与呼吸光合速率与呼吸速率相等速率相等净光合速率等于0，c点和g点曲线的最高点(C)和最低点(G)能能积累有机物的累有机物的时间(光合速率大于呼光合速率大于呼吸速率吸速率)净光合速率大于0，cg曲线下降时(CG)有机物有机物积累最多累最多的点的点g点G点开始开始进行光合作行光合作用的用的时间b点C点之前(B点)一昼夜后能否一昼夜后能否积累有机物累有机物计算：-(+)

34、是否大于0比较点时CO2浓度是否比A点时低示例3 3某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验,连续48小时测定温室内CO2浓度及植物的CO2吸收速率,得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定),据图分析正确的是A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个B.绿色植物吸收CO2速率达到最大的时间是第45小时C.实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱D.实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所只有线粒体和叶绿体生物第二单元：细胞代谢生物第二单元：细胞代谢解析图中CO2吸收速率曲线是在恒温密闭环境中测得的,当吸收速率为零时,呼吸速率与光合速率相等,表示植物不从外界吸收CO2。根据题

35、图可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个,分别在第6、18、30、42小时,A错误。据曲线分析,CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时,B错误。由曲线图可以看出,前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低,因此,前24小时比后24小时的平均光照强度弱,C正确。实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体,D错误。答案C3将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。得到实验结果如图所示。下列有关说法错误的是（）生物第二单元：细胞代谢甲乙丙生物第二单元：细胞代谢A.图乙中的C点对应图甲中的C点,此时细胞内的气体交换状态对应图丙

36、中的B.图甲中的F点对应图乙中的H点,此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的C.到达图乙中的D点时,玻璃罩内CO2浓度最高,此时细胞内气体交换状态对应图丙中的D.经过这一昼夜,植物体的有机物含量会增加生物第二单元：细胞代谢3.A图乙中C、D点分别表示光合作用即将开始、光合速率等于呼吸速率,分别对应图甲中的B点和C点,细胞内的气体交换状态分别为图丙中的、。到达图乙中D点时,玻璃罩内的CO2浓度最高,A错误、C正确。图甲中的F点是一天中第二次光合速率等于呼吸速率的点,对应图乙中的H点,此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的,B正确。经过一昼夜,玻璃罩内的CO2浓度降低,说明植物体内的有机物含量增加,D

37、正确。方法4光合速率与呼吸速率的辨析和相关计算方法解读1.植物的“三率”(1)植物“三率”间的内在关系呼吸速率:植物在黑暗条件下测得的值单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。净光合速率:植物在光照条件下测得的值单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。真光合速率=净光合速率+呼吸速率。生物第二单元：细胞代谢(2)植物“三率”的判定方法根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,则该曲线表示总(真)光合速率曲线;若CO2吸收值为负值,该值的绝对值表示呼吸速率,该曲线表示净光合速率曲线。根据实验条件判定:实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值,则为呼吸速率;

38、若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。生物第二单元：细胞代谢呼吸速率呼吸速率真光合速率真光合速率净光合速率光合速率主体主体线粒体叶绿体植物体或细胞O2吸收量(黑暗)产生量、制造量释放量有机有机物物消耗量(黑暗)制造量、产生量积累量CO2释放量(黑暗)固定量、同化量吸收量根据关键词判定(单位时间内的变化量)注意 表中“CO2吸收量”是指植物体或植物细胞吸收的CO2量,代表净光合速率;若有文字表述为“光合作用CO2吸收量”则代表真光合速率。生物第二单元：细胞代谢2.图解法分析有关“三率”的曲线3.植物有机物积累量的计算方法(1)持续光照条件下:有机物积累量=V净t。(2)有时光照

39、有时黑暗条件下,有以下两种计算方法。方法一:有机物积累量=光合作用产生量-呼吸作用消耗量;方法二:有机物积累量=光照时的积累量-黑暗时的消耗量。注意1.判断植物体能否正常生长,即判断植物有机物积累量是否大于0。2.注意所求与已知的物质是否一致,如已知CO2的量,所求为葡萄糖的量,则需要借助反应式进行换算。3.计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。生物第二单元：细胞代谢示例4如表所示是对甲、乙两种高等植物设计实验所测得的相关数据(温度和CO2浓度等条件均相同且适宜)。请分析表格数据回答下列问题:生物第二单元：细胞代谢光合速率光合速率与呼吸速与呼吸速率相等率相等时的光照的光照强

40、(klx)光合速率达光合速率达到最大到最大值时的最小光照的最小光照强度度(klx)光合速率光合速率达到最大达到最大值时CO2吸收速率吸收速率mg/(100cm2h)黑暗条件黑暗条件下下CO2释放速率放速率mg/(100cm2h)甲植物甲植物13126乙植物乙植物393014生物第二单元：细胞代谢(1)本实验的自变量是。(2)甲、乙两植物相比,植物更适合在较强光照下生长。(3)当光照强度为1klx时,乙植物的光合速率(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率,若将甲植物从光照强度为1klx的环境中移至光照强度为3klx的环境中,甲植物光合作用所需CO2来源于。(4)当光照强度为3klx时,与乙植物

41、相比较,甲植物的实际光合速率较(填“大”或“小”),此时甲、乙两植物固定CO2速率的差为mg/(100cm2h)。思路分析 据表分析,光合速率和呼吸速率相等时的光照强度为光补偿点,光合速率达到最大值时的最小光照强度为光饱和点。光合速率达到最大值时的CO2吸收速率可反映净光合速率,黑暗条件下CO2释放速率代表呼吸速率。据此分析作答。解析(1)由题意知,该实验的自变量是光照强度和植物的种类,适宜的温度和一定CO2浓度属于无关变量。(2)由于乙植物的光补偿点和光饱和点较高,因此乙植物更适合在较强光照下生长。(3)表格中数据显示,乙植物的光补偿点为3klx,因此当光照强度为1klx时,乙植物的光合速率

42、小于呼吸速率。生物第二单元：细胞代谢生物第二单元：细胞代谢若将甲植物从光照强度为1klx的环境中移至光照强度为3klx的环境中,光照强度增大,光合速率大于呼吸速率,因此甲植物光合作用所需的CO2来源于进行呼吸作用的细胞的线粒体和从外界吸收。(4)当光照强度为3klx时,甲植物的实际光合速率是12+6=18mg/(100cm2h),该光照强度是乙植物的光补偿点,乙植物实际光合速率是14mg/(100cm2h),所以与乙植物相比,甲植物的实际光合速率较大;此时甲、乙两植物固定CO2速率的差为18-14=4mg/(100cm2h)。答案(1)光照强度、植物种类(2)乙(3)小于进行呼吸作用的细胞的线

43、粒体和环境中(气孔吸收的)(4)大4生物第二单元：细胞代谢4植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的净光合作用速率,单位为mg/(100cm2h)。下列有关说法错误的是()生物第二单元：细胞代谢A.在a点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体B.该植物叶片的呼吸速率是5mg/(100cm2h)C.在一昼夜中,将该植物叶片置于c点对应的光照强度条件下11小时,其余时间置于黑暗中,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mgD.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25和30。若

44、将温度提高到30的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),则图中b点将右移,c点将下移生物第二单元：细胞代谢4.A由题图可知,在a点该植物只进行呼吸作用,呼吸速率为5mg/(100cm2h),不能进行光合作用,所以在a点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体,A错误、B正确。将该植物叶片置于c点所对应光照强度条件下11小时,每100cm2叶片CO2的净吸收量为1011=110(mg);其余时间置于黑暗中,每100cm2叶片CO2的释放量为513=65(mg),故每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110-65=45(mg),C正确。若将温度升高到30,则细

45、胞呼吸强度会增大,光合作用强度会减小,故b点将右移,c点将下移,D正确。甲乙1.气体体积变化法测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积(1)测定原理在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红 色 液 滴 左 移 的 距 离 表 示 植 物 的O2微课2植物光合速率与呼吸速率的常用测定方法微课解读生物第二单元：细胞代谢吸收速率,可代表呼吸速率。在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。真光合速率=净光合速率

46、+呼吸速率。生物第二单元：细胞代谢(2)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。(3)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,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对实验结果进行校正。生物第二单元：细胞代谢2.黑白瓶法测透光、不透光两瓶中氧气的剩余量“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。“黑白瓶”试题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算

47、总光合作用强度的试题。一般规律如下:(1)总光合作用量(强度)=净光合作用量(强度)+有氧呼吸消耗量(强度)。(2)有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。(3)没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量-黑瓶中测得的现有量=总光合作用量。生物第二单元：细胞代谢3.半叶法测定光合作用有机物的产生量本方法又叫半叶称重法,即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用于大田农作物的光合速率测定。在测定时,叶片一半遮光,一半曝光,分别测定两半叶的干物质重量,进而计算叶片的呼吸速率、净光合速率和

48、真光合速率。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。除上述常用的方法外,还可通过叶圆片上浮法定性测定O2的释放速率,分析光合作用强度的大小。生物第二单元：细胞代谢示例52019湖南湖北十二校联考研究小组同学研究某湖泊中X深度的生物光合作用和有氧呼吸时,设计了如下操作:取三个相同的透明玻璃瓶并标号a、b、c,将a瓶用不透光的黑布包起来;将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水,并测定c瓶中水的溶氧量;将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中,24小时后取出;生物第二单元：细胞代谢测定a、b两瓶中水的溶氧量,三个瓶子的测量结果如图所示。则24小时内X深度水体中生物光合作

49、用和有氧呼吸情况的分析正确的是A.光合作用产生的氧气量为k-vB.光合作用产生的氧气量为k-wC.有氧呼吸消耗的氧气量为k-vD.有氧呼吸消耗的氧气量为v生物第二单元：细胞代谢思路分析解析分析操作步骤可知,c瓶为对照,测量的是实验前每瓶中的溶氧量,即原溶氧量=w;a瓶用不透光的黑布包起来,其内生物只能进行呼吸作用,测量的值为原溶氧量与有氧呼吸消耗的氧气量之差,即有氧呼吸消耗的氧气量=w-v;b瓶内的植物能进行光合作用,同时能进行呼吸作用,测量的结果为光合作用产生的氧气量-有氧呼吸消耗的 氧 气 量+原 溶 氧 量 的 值,即 光 合 作 用 产 生生物第二单元：细胞代谢的氧气量=k-w+(w-

50、v)=k-v。根据以上分析可知,c瓶中的溶氧量为初始含氧量,a瓶用不透光的黑布包起来,则只能进行有氧呼吸,因此有氧呼吸消耗的氧气量为w-v,C、D错误;b瓶既进行有氧呼吸又进行光合作用,而a瓶和b瓶中有氧呼吸强度相等,则光合作用产生氧气量=净光合作用产生的氧气量+呼吸作用消耗的氧气量=k-w+(w-v)=k-v,A正确、B错误。答案A生物第二单元：细胞代谢示例6某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题。甲装置乙装置生物第二单元：细胞代谢(1)先测定