2014届高考生物一轮复习金榜课件(知识概览+主干回顾+核心归纳)：(三)光合作用和细胞呼吸的综合应用.ppt

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1、热点专题系列（三）光合作用和细胞呼吸的综合应用【考查角度考查角度1 1】光合速率与呼吸速率的光合速率与呼吸速率的综综合考合考查查关于光合速率与呼吸速率的考关于光合速率与呼吸速率的考查查,在在历历年高考年高考试题试题中多次出中多次出现现,通常以通常以COCO2 2和和O O2 2的增加量或减少量的增加量或减少量为为研究研究对对象象,结结合坐合坐标标曲曲线图线图分析光合作用与分析光合作用与细细胞呼吸的胞呼吸的强强弱弱,或或结结合合实实例考例考查查有机物的有机物的积积累量与植物生累量与植物生长长的关系。的关系。首先明确光合速率与呼吸速率的含首先明确光合速率与呼吸速率的含义义,分析两者之分析两者之间间

2、的关系的关系,然然后根据坐后根据坐标标曲曲线图线图的走的走势势、COCO2 2或或O O2 2的的变变化量化量,分析光合作用和分析光合作用和细细胞呼吸胞呼吸综综合作用的合作用的结结果及在果及在实实践中的践中的应应用。用。1.1.明确呼吸速率与光合速率的表示方法明确呼吸速率与光合速率的表示方法典型典型图图解解:(1)(1)呼吸速率呼吸速率:植物置于黑暗植物置于黑暗环环境境时时,呼吸速率常用呼吸速率常用实验实验容器容器内内COCO2 2的增加量、的增加量、O O2 2的减少量或有机物的减少量的减少量或有机物的减少量(图图中中OAOA段段)表示。表示。(2)(2)光合速率包括光合速率包括净净(表表观

3、观)光合速率和真正光合速率和真正(实际实际)光合速率。光合速率。净净(表表观观)光合速率光合速率:植物在有光条件下植物在有光条件下,净净(表表观观)光合速率常光合速率常用一定用一定时间时间内内O O2 2释释放量、放量、COCO2 2吸收量或有机物吸收量或有机物积积累量累量(图图中中ODOD段段)表示。表示。真正真正(实际实际)光合速率光合速率:常用一定常用一定时间时间内内O O2 2产产生量、生量、COCO2 2固定量固定量(同化量同化量)或有机物生成量或有机物生成量(制造量制造量)()(图图中中ADAD段段)表示。表示。2.2.理解呼吸速率与光合速率的理解呼吸速率与光合速率的联联系系真正光

4、合速率真正光合速率=净净光合速率光合速率+呼吸速率呼吸速率此关系式用此关系式用O O2 2、COCO2 2或葡萄糖的量表示如下或葡萄糖的量表示如下:(1)(1)光合作用光合作用产产氧量氧量=氧气氧气释释放量放量+细细胞呼吸耗氧量胞呼吸耗氧量(2)(2)光合作用固定光合作用固定COCO2 2量量=CO=CO2 2吸收量吸收量+细细胞呼吸胞呼吸释释放放COCO2 2量量(3)(3)光合作用葡萄糖光合作用葡萄糖产产生量生量=葡萄糖葡萄糖积积累量累量(增重部分增重部分)+)+细细胞呼胞呼吸消耗葡萄糖量吸消耗葡萄糖量3.3.研究研究净净光合速率与植物生光合速率与植物生长长的关系的关系(1)(1)当当净净

5、光合速率光合速率00时时,植物植物积积累有机物而生累有机物而生长长。(2)(2)当当净净光合速率光合速率=0=0时时,植物不能生植物不能生长长。(3)(3)当当净净光合速率光合速率00时时,植物不能生植物不能生长长,长时间处长时间处于此状于此状态时态时,将会死亡。将会死亡。【高考例高考例证证1 1】(2012(2012广广东东高考高考)荔枝叶片荔枝叶片发发育育过过程中程中,净净光合光合速率及相关指速率及相关指标标的的变变化化见见下表。下表。注注:“-”:“-”表示未表示未测测数据。数据。叶叶片片发发育育时时期期叶面叶面积积(最大面最大面积积的的%)%)总总叶叶绿绿素含量素含量(mg/(mg/g

6、 gfwfw)气孔相气孔相对对开放度开放度(%)(%)净净光合速率光合速率(molCO(molCO2 2/m m2 2s)s)A A新叶新叶展开前展开前1919-2.8-2.8B B新叶新叶展开中展开中87871.11.155551.61.6C C新叶展新叶展开完成开完成1001002.92.981812.72.7D D新叶已新叶已成熟成熟10010011.111.11001005.85.8(1)B(1)B的的净净光合速率光合速率较较低低,推推测测原因可能是原因可能是:叶叶绿绿素含量低素含量低,导导致光能吸收不足致光能吸收不足;,导导致致。(2)(2)将将A A、D D分分别别置于光温恒定的密

7、置于光温恒定的密闭闭容器中容器中,一段一段时间时间后后,A,A的叶的叶肉肉细细胞中胞中,将开始将开始积积累累;D;D的叶肉的叶肉细细胞中胞中,ATP,ATP含含量将量将。(3)(3)与与A A相比相比,D,D合成生合成生长长素的能力素的能力;与与C C相比相比,D,D的叶肉的叶肉细细胞的叶胞的叶绿绿体中体中,数量明数量明显显增多的增多的结结构是构是。(4)(4)叶片叶片发发育育过过程中程中,叶面叶面积积逐逐渐渐增大增大,是是的的结结果果;D D的叶肉的叶肉细细胞与表皮胞与表皮细细胞的形胞的形态态、结结构和功能差异构和功能差异显显著著,其根本其根本原因是原因是 。【解析解析】(1)(1)影响光合

8、速率的因素有外因影响光合速率的因素有外因(光照强度、温度、光照强度、温度、COCO2 2浓度等浓度等)和内因和内因(叶绿素的含量、酶等叶绿素的含量、酶等),),结合表格中的信息可知结合表格中的信息可知,B,B组叶绿素含量为组叶绿素含量为1.1 mg/1.1 mg/g gfwfw,叶绿素含量低叶绿素含量低,气孔开放程度气孔开放程度比较低比较低,仅为仅为55%,CO55%,CO2 2吸收量比较少吸收量比较少,导致光合速率较低。导致光合速率较低。(2)A(2)A叶片净光合速率为叶片净光合速率为-2.8mol CO-2.8mol CO2 2/m/m2 2s,s,即光合速率小于即光合速率小于呼吸速率呼吸

9、速率,且由于是密闭容器且由于是密闭容器,导致容器内氧气越来越少而进行导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸无氧呼吸,产生酒精。产生酒精。D D叶片中叶片中,光合速率大于呼吸速率光合速率大于呼吸速率,且由于且由于是密闭容器是密闭容器,导致容器内二氧化碳越来越少导致容器内二氧化碳越来越少,暗反应减弱暗反应减弱,导致导致ATPATP增多。增多。(3)(3)与成熟叶片相比与成熟叶片相比,幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一;叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上,从表中信息可知从表中信息可知,由于总叶绿素含量增加由于总叶绿素含量增加,

10、因此因此D D的叶肉细胞的叶绿体中的叶肉细胞的叶绿体中,基粒明基粒明显增多。显增多。(4)(4)细胞分裂使细胞数目增多细胞分裂使细胞数目增多,导致叶面积增大导致叶面积增大;细胞分化的根细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。本原因是基因的选择性表达。答案答案:(1)(1)气孔相对开放度低二氧化碳供应不足气孔相对开放度低二氧化碳供应不足(2)(2)酒精增多酒精增多(3)(3)低基粒低基粒(4)(4)细胞分裂基因的选择性表达细胞分裂基因的选择性表达 【考查角度考查角度2 2】光合作用与光合作用与细细胞呼吸相关的胞呼吸相关的实验实验装置的分析装置的分析 及及应应用用 实验题实验题一直是高考的一直是高考

11、的热热点点,在在历历年高考中年高考中对对光合作用与光合作用与细细胞呼胞呼吸的考吸的考查查,常以常以实验为实验为依托依托,如通如通过实验过实验装置来装置来测测定呼吸定呼吸强强度、度、光合作用光合作用强强度及度及细细胞呼吸胞呼吸类类型等。型等。将与光合作用和将与光合作用和细细胞呼吸有关的胞呼吸有关的实验实验装置方面的装置方面的题题分分类类,在明在明确确实验实验原理的基原理的基础础上上,分析相关物分析相关物质质的的变变化及各装置的具体作化及各装置的具体作用。用。1.1.提供无氧提供无氧环环境的境的实验实验装置装置(1)(1)图图1 1用水隔用水隔绝绝空气。空气。(2)(2)图图2 2用石蜡或油膜密封

12、玻璃容器用石蜡或油膜密封玻璃容器,隔隔绝绝液体与空气。液体与空气。2.2.与与COCO2 2相相对对含量有关的含量有关的实验实验装置装置(1)(1)图图3 3容器内的碳酸容器内的碳酸氢钠氢钠可放出可放出COCO2 2,保持容器内保持容器内COCO2 2浓浓度恒定度恒定,使容器内的植物能使容器内的植物能够长时间进够长时间进行光合作用。行光合作用。(2)(2)图图4 4在容器中加入在容器中加入NaOHNaOH溶液溶液,可以除去容器中的可以除去容器中的COCO2 2,减弱容器减弱容器中植物的光合作用中植物的光合作用,或降低容器内的或降低容器内的压压力力,引起玻璃管中液滴的引起玻璃管中液滴的移移动动。

13、(3)(3)图图5 5中中NaOHNaOH可以除去空气中的可以除去空气中的COCO2 2,澄清的石灰水能澄清的石灰水能够检验够检验气气体中是否存在体中是否存在COCO2 2。【高考例高考例证证2 2】(2011(2011山山东东高考高考)某某兴兴趣小趣小组组在室温下在室温下进进行了行了酵母菌无氧呼吸的探究酵母菌无氧呼吸的探究实验实验(如如图图)。下列分析。下列分析错误错误的是的是()A.A.滴管中冒出气泡是反滴管中冒出气泡是反应产应产生生COCO2 2的的结结果果B.B.试试管中加水的主要目的是制造无氧管中加水的主要目的是制造无氧环环境境C.C.若若试试管中的水管中的水换换成冷水成冷水,气泡气

14、泡释释放速率放速率下降下降D.D.被分解的葡萄糖中的能量一部分被分解的葡萄糖中的能量一部分转转移至移至ATP,ATP,其余的存留在酒精中其余的存留在酒精中【解析解析】选选D D。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和COCO2 2,所以水中气所以水中气泡为泡为COCO2 2,故故A A项正确。试管中加水的主要目的是制造无氧环境项正确。试管中加水的主要目的是制造无氧环境,故故B B项正确。若试管中的水换成冷水项正确。若试管中的水换成冷水,温度下降温度下降,酶活性降低酶活性降低,反反应速率下降应速率下降,气泡减少气泡减少,故故C C项正确。被分解的葡萄糖中的能量项正确。被分解的

15、葡萄糖中的能量一部分以热能的形式散失一部分以热能的形式散失,一部分转移至一部分转移至ATP,ATP,其余的存留在酒其余的存留在酒精中精中,故故D D项错误。项错误。1.1.如如图为图为植物光合作用植物光合作用强强度随光照度随光照强强度度变变化的坐化的坐标图标图,下列叙下列叙述中不正确的是述中不正确的是()A.aA.a点叶肉点叶肉细细胞胞产产生生ATPATP的的细细胞器只有胞器只有线线粒体粒体B.bB.b点植物光合作用点植物光合作用强强度与度与细细胞呼吸胞呼吸强强度相等度相等C.C.已知某植物光合作用和已知某植物光合作用和细细胞呼吸最适温度分胞呼吸最适温度分别为别为2525和和30,30,如如图

16、图表示表示该该植物植物处处于于2525环环境中境中,则则将温度提高到将温度提高到3030时时,a,a点上移点上移,b,b点左移点左移,d,d点下移点下移D.D.当植物缺当植物缺镁时镁时,b,b点将向右移点将向右移【解析解析】选选C C。a a点时光照强度为零点时光照强度为零,叶肉细胞只进行细胞呼吸叶肉细胞只进行细胞呼吸,由细胞质基质和线粒体产生由细胞质基质和线粒体产生ATP;bATP;b点时植物释放点时植物释放O O2 2与吸收与吸收O O2 2量相量相等等,均为均为0,0,光合作用强度与细胞呼吸强度相等光合作用强度与细胞呼吸强度相等;该植物由该植物由2525提提高到高到3030时时,细胞呼吸

17、增强细胞呼吸增强,光合作用减弱光合作用减弱,则则a a点上移点上移,b,b点右移点右移,d,d点上移点上移;镁是合成叶绿素的原料镁是合成叶绿素的原料,当植物缺镁时当植物缺镁时,光合作用相光合作用相对较弱对较弱,则则b b点将向右移。点将向右移。2.2.在外界在外界环环境条件恒定境条件恒定时时,用如用如图图装置装置测测定种子萌定种子萌发时发时的的细细胞胞呼吸呼吸类类型型(假假设设呼吸底物全部呼吸底物全部为为葡萄糖葡萄糖),),实验实验开始开始时时关关闭闭两装两装置活塞置活塞,在在2525下下经过经过20 min20 min后后观观察察红红色液滴的移色液滴的移动动情况情况,下列下列对实验结对实验结

18、果的分析中果的分析中错误错误的是的是()A.A.若装置若装置1 1的的红红色液滴左移色液滴左移,装置装置2 2的的红红色液滴不移色液滴不移动动,则说则说明此明此时时萌萌发发的种子只的种子只进进行有氧呼吸行有氧呼吸B.B.若装置若装置1 1的的红红色液滴左移色液滴左移,装置装置2 2的的红红色液滴右移色液滴右移,则说则说明此明此时时萌萌发发的种子既的种子既进进行有氧呼吸行有氧呼吸,又又进进行无氧呼吸行无氧呼吸C.C.装置装置1 1的的红红色液滴向左移色液滴向左移动动的体的体积积是呼吸作用消耗是呼吸作用消耗O O2 2的体的体积积D.D.装置装置2 2的的红红色液滴向右移色液滴向右移动动的体的体积

19、积是有氧呼吸是有氧呼吸释释放放COCO2 2的体的体积积【解析解析】选选D D。装置。装置1 1中中NaOHNaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的COCO2 2,因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压下降引因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压下降引起的起的;如果装置如果装置2 2中红色液滴不移动中红色液滴不移动,说明细胞呼吸产生的说明细胞呼吸产生的COCO2 2的的量与消耗量与消耗O O2 2的量相等的量相等,则种子只进行有氧呼吸。如果装置则种子只进行有氧呼吸。如果装置2 2的红的红色液滴右移色液滴右移,说明此时无氧呼吸产生的说明此时无氧呼吸产生的C

20、OCO2 2使瓶内的气压升高使瓶内的气压升高,则则此时种子既进行有氧呼吸此时种子既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。装置又进行无氧呼吸。装置1 1中种子进行中种子进行有氧呼吸有氧呼吸,产生的产生的COCO2 2被被NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收,红色液滴向左移动的体积红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗是呼吸作用消耗O O2 2的体积。有氧呼吸消耗的体积。有氧呼吸消耗O O2 2的体积等于释放的体积等于释放COCO2 2的体积的体积,无氧呼吸只释放无氧呼吸只释放COCO2 2不消耗不消耗O O2 2。装置。装置2 2的红色液滴向右移的红色液滴向右移动的体积是产生动的体积是产生COCO2 2与消耗

21、与消耗O O2 2的差值的差值,即无氧呼吸释放即无氧呼吸释放COCO2 2量。量。3.3.如如图图甲曲甲曲线线表示某植物在恒温表示某植物在恒温3030时时光合速率与光照光合速率与光照强强度的度的关系关系,图图乙是某同学乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素探究影响植物光合速率的因素”的的实验实验装装置置图图。试试回答回答:(1)(1)图图甲曲甲曲线线中中,当光照当光照强强度度为为X X时时,叶肉叶肉细细胞中胞中产产生生ATPATP的的场场所所有有。(2)(2)图图乙装置中隔在灯与乙装置中隔在灯与试试管之管之间间盛水玻璃柱的作用是盛水玻璃柱的作用是_ 。(3)(3)若若实验实验中每隔中每隔5 m

22、in5 min改改变变一次一次试试管与玻璃柱之管与玻璃柱之间间的距离的距离,随随着距离的增加着距离的增加,气泡气泡产产生速率下降生速率下降,产产生生这这一一结结果的原因是果的原因是:;。(4)(4)为为了探究光照了探究光照强强度度对对光合速率的影响光合速率的影响,利用利用图图乙装置乙装置进进行行实实验验的的设计设计思路是思路是:。【解析解析】(1)(1)甲图中当光照强度为甲图中当光照强度为X X时时,光合速率最快光合速率最快,叶肉细胞叶肉细胞既进行光合作用既进行光合作用,又进行细胞呼吸又进行细胞呼吸,所以产生所以产生ATPATP的场所是细胞的场所是细胞质基质、叶绿体、线粒体。质基质、叶绿体、线

23、粒体。(2)(2)图乙探究的是影响植物光合速图乙探究的是影响植物光合速率的因素率的因素,温度是本实验的无关变量温度是本实验的无关变量,所以盛水玻璃柱的作用是所以盛水玻璃柱的作用是用来吸收灯光的热量用来吸收灯光的热量,避免灯光对试管内水温的影响。避免灯光对试管内水温的影响。(3)(3)试管试管与玻璃柱之间距离增大与玻璃柱之间距离增大,光照强度减弱光照强度减弱,或者水中的或者水中的COCO2 2含量下降含量下降,使光合作用产生的使光合作用产生的O O2 2减少减少,气泡产生的速率下降。气泡产生的速率下降。(4)(4)设计光照设计光照强度影响光合速率的实验强度影响光合速率的实验,要遵循单一变量原则、

24、对照原则和要遵循单一变量原则、对照原则和等量原则等量原则,如多组相同装置作为对照等。如多组相同装置作为对照等。答案答案:(1)(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体细胞质基质、线粒体和叶绿体(2)(2)吸收灯光的热量吸收灯光的热量,避免灯光对试管内水温的影响避免灯光对试管内水温的影响(3)(3)光照强度减弱光照强度减弱,光合作用产生的光合作用产生的O O2 2减少减少水中水中COCO2 2含量逐渐下降含量逐渐下降,光合作用产生的光合作用产生的O O2 2减少减少(4)(4)用多组相同装置用多组相同装置,只更换大小不同的灯泡或只改变试管与只更换大小不同的灯泡或只改变试管与光源之间的距离光源之间的距离,进行对照实验进行对照实验