高考生物二輪復習 專題4 細胞呼吸與光合作用課件.ppt

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專題4細胞呼吸與光合作用,【高考這樣考】 (2015江蘇高考T278分)為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光 合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光 合速率、蛋白質含量和葉綠素含量，結果如下圖所示。請回答下列問 題：,(1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在_______________ _______相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積______的 釋放量。 (2)光合作用過程中，CO2與C5結合生成______，消耗的C5由______ 經(jīng)過一系列反應再生。,光照強度、CO2,濃度,O2,C3,C3,(3)由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其主要原因有： 一方面是其葉綠素含量較高，可以產生更多的_____________；另一 方面是其蛋白質含量較高，含有更多的_____________________。 (4)栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產量并不高，最 可能的生理原因是___________________________________________ _____。,[H]和ATP,參與光合作用的酶,P2光合作用能力強，但向籽實運輸?shù)墓夂袭a物,少,【考綱考頻】 1.細胞呼吸 Ⅱ(5年26考) 2.光合作用的基本過程 Ⅱ(5年17考) 3.影響光合作用速率的環(huán)境因素 Ⅱ(5年55考),【考查特點】 1.細胞呼吸：主要考查細胞呼吸的場所、過程、影響因素以及原理的應用。單獨考查時以選擇題為主，與光合作用綜合考查時以非選擇題為主。 2.光合作用的基本過程：主要考查光反應與暗反應的過程、C3和C5的含量變化以及兩過程的相互聯(lián)系。試題以非選擇題為主。 3.影響光合作用和細胞呼吸的環(huán)境因素：主要探究環(huán)境因素(光照強度、光質、CO2濃度、溫度、水分、肥料、鹽溶液等)對細胞呼吸、光合作用的影響，常命制實驗類非選擇題。,一、細胞呼吸 1.有氧呼吸過程： (1)第一階段。 ①場所：_______________。 ②物質變化：____________________________。 (2)第二階段。 ①場所：_______________。 ②物質變化：__________________________。,細胞質基質,葡萄糖分解為丙酮酸和[H],線粒體基質,丙酮酸和水生成CO2和[H],(3)第三階段。 ①場所：_______________。 ②物質變化：______________________。 2.無氧呼吸的類型： (1)產生酒精：絕大多數(shù)高等植物以及酵母菌等。 (2)產生乳酸：動物骨骼肌的肌細胞、馬鈴薯塊莖、乳酸菌等。 3.影響細胞呼吸的因素： 氧氣濃度、溫度、含水量、CO2濃度等。,線粒體內膜,[H]與氧結合生成水,二、光合作用 1.捕獲光能的色素： (1)種類：_______________________________________。 (2)分布：___________________。 2.光合作用的過程： (1)光反應。 ①場所：_______________。 ②物質變化：_____________和______________。 ③能量變化：_______能轉變?yōu)開___________________能。,胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,類囊體的薄膜上,類囊體薄膜,水的光解,ATP的形成,光,ATP中活躍的化學,(2)暗反應。 ①場所：_______________。 ②物質變化：_____________和 __________。 ③能量變化：____________________能轉變?yōu)開________________ _______能。,葉綠體基質,CO2的固定,C3的還原,ATP中活躍的化學,有機物中穩(wěn)定的,化學,3.光合作用的化學反應式： ____________________________。 4.影響光合作用的因素：光(光質、光照強度)、CO2濃度、溫度、 水和礦質元素等。,CO2+H2O (CH2O)+O2,考點一 細胞呼吸及影響因素 【典例1】(2015安徽高考T29節(jié)選)科研人員探究了不同溫度(25℃和0.5℃)條件下密閉容器內藍莓果實的CO2生成速率的變化，結果見圖1和圖2。,(1)由圖可知，與25℃相比，0.5℃條件下果實的CO2生成速率較低， 主要原因是_________________________________；隨著果實儲存時 間的增加，密閉容器內的_______濃度越來越高，抑制了果實的細胞 呼吸。該實驗還可以通過檢測______濃度變化來計算呼吸速率。,低溫降低了細胞呼吸相關酶活性,CO2,O2,(2)某同學擬驗證上述實驗結果，設計如下方案： ①稱取兩等份同一品種的藍莓果實，分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25℃和0.5℃條件下儲存，每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。,③記錄實驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。 為使實驗結果更可靠，請給出兩條建議，以完善上述實驗方案 (不考慮溫度因素)。 a._____________________________。 b.________________________________________。,選取的果實成熟度還應一致,每個溫度條件下至少有3個平行重復實驗,【解題技法】 (1)分析曲線。 ①圖1與圖2對比：圖2溫度低，CO2生成速率低→溫度影響細胞呼吸相關酶活性。 ②圖1、圖2的單曲線前后變化對比：CO2生成速率越來越低→細胞呼吸越來越弱→CO2濃度升高抑制細胞呼吸。 (2)分析呼吸速率表示方法：CO2濃度變化、O2濃度變化、消耗有機物的量。,(3)分析設計實驗應遵循的原則。 ①對照原則——溫度不同。 ②單一變量原則——無關變量都相同。 ③平行重復原則——每一條件下，至少設置3個實驗，以減小誤差。,【知識方法誤區(qū)】 1.有氧呼吸： (1)原核細胞三個階段反應場所都在細胞質。 (2)線粒體利用的底物是丙酮酸，不是葡萄糖。 (3)只有第三階段消耗O2。 2.無氧呼吸： (1)微生物的無氧呼吸叫做發(fā)酵。 (2)無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。 (3)不同生物無氧呼吸產物不同的原因是細胞內的酶不同。,3.細胞呼吸類型判斷方法： (1)無CO2產生：無氧呼吸產生乳酸。 (2)不消耗O2只產生CO2：無氧呼吸產生酒精。 (3)消耗O2量=產生CO2量：有氧呼吸。 (4)消耗O2量產生CO2量：有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸。 (5)有水生成：一定是有氧呼吸。,4.細胞呼吸的曲線識別技巧： (1)下降型曲線：一般受生成物含量的影響，隨生成物(如CO2)的增多呼吸速率逐漸減慢。 (2)上升型曲線：一般受反應物含量的影響，隨反應物(如O2)的增多呼吸速率逐漸加快。 (3)先上升后下降型：隨自變量(如溫度)的變化呼吸速率先升高后降低。,【題組過關】 1.(2015棗莊二模)下圖是棉花的某部位細胞內物質的轉化和轉移路徑圖，能量均省略，其中Ⅰ、Ⅱ表示場所，①～④表示生理過程，A～E表示物質。下列說法錯誤的是( ),A.此細胞可能為植物的根尖細胞 B.圖中Ⅰ、Ⅱ分別表示細胞質基質和線粒體 C.如用18O標記物質E，則物質C中不可能出現(xiàn)18O D.若圖中①③過程均產生1 mol物質C，則②過程消耗了2/3 mol葡萄糖,【解題指導】解讀圖示信息： (1)該過程為細胞呼吸，其中Ⅰ、Ⅱ分別表示細胞質基質和線粒體。 (2)圖中②為有氧呼吸第一階段和無氧呼吸第一階段，③、④分別為有氧呼吸的第二、三階段，①為無氧呼吸的第二階段。 (3)圖示物質A～E分別為丙酮酸、[H]、CO2、H2O、O2。,【解析】選C。該細胞需要從細胞外吸收O2和葡萄糖，則表明該細胞不能進行光合作用，只能進行細胞呼吸，A項正確；圖中Ⅰ、Ⅱ分別表示細胞質基質和線粒體，B項正確；如用18O標記物質E即18O2，經(jīng)過18O2+[H]→H218O和H218O+丙酮酸→C18O2+[H]，可出現(xiàn)C18O2，C項錯誤；根據(jù)有氧呼吸和產酒精的無氧呼吸反應式可知，若③過程產生1 mol CO2，則消耗1/6 mol葡萄糖，若①過程產生1 mol CO2，則消耗1/2 mol葡萄糖，所以實際消耗葡萄糖的總量為2/3 mol，D項正確。,2.(2015淮安一模)下圖表示人體內主要能源物質氧化分解的部分途徑，其中X、Y、M、N代表物質。下列敘述正確的是( ) A.糖原水解主要發(fā)生在骨骼肌細胞中 B.X→Y過程發(fā)生在細胞質基質中 C.M、N分別代表乳酸和酒精 D.Y、M、N中的氧元素均來自X,【解析】選B。糖原水解主要發(fā)生在肝細胞中，A項錯誤；X是葡萄糖，Y是丙酮酸，X→Y過程是細胞呼吸的第一階段，發(fā)生在細胞質基質中，B項正確；M是乳酸，N是H2O，C項錯誤；N是H2O，其中的氧元素來自O2，D項錯誤。,【易錯提醒】題目中易混淆的知識 (1)水解不是氧化分解，糖原水解產物是葡萄糖。 (2)人體無氧呼吸產物是乳酸，無CO2的產生。 (3)有氧呼吸產物H2O中的氧全部來自O2。,3.(2015黃山一模)下圖表示水稻根尖細胞呼吸與O2濃度的關系， 下列說法正確的是( ) A.酵母菌的細胞呼吸和根尖細胞的呼吸類型相同 B.O2濃度為a時，Ⅰ、Ⅲ單位時間內產生的能量相等 C.根尖細胞的呼吸作用與細胞內的吸能反應直接聯(lián)系 D.曲線Ⅲ中產生能量最多的場所主要是線粒體基質,【解析】選A。酵母菌和根尖細胞均既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸，且無氧呼吸產物都是酒精和CO2，A項正確；O2濃度為a時，Ⅰ、Ⅲ單位時間內產生的CO2量相等，Ⅰ是無氧呼吸，產生能量少，B項錯誤；根尖細胞呼吸作用產生ATP與細胞內的放能反應直接聯(lián)系，C項錯誤；曲線Ⅲ中產生能量最多的場所是線粒體內膜，D項錯誤。,【知識總結】細胞呼吸原理的應用 (1)溫度。 ①零上低溫儲存蔬菜、水果。 ②蔬菜大棚夜間適當降溫，降低呼吸強度，提高蔬菜產量。 (2)O2濃度。 低氧，減少有機物消耗，延長蔬菜、水果的保鮮時間。 (3)CO2濃度。 密閉的地窖中含高濃度CO2，有利于保存蔬菜、水果。 (4)含水量。 糧食風干狀態(tài)儲藏，減少有機物消耗，防止霉爛。,4.(2014海南高考)某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。據(jù)圖回答問題：,(1)在12～24 h，呼吸速率逐漸增強，在此期間呼吸作用的主要方式 是 呼吸，該呼吸方式在細胞中發(fā)生的部位是_____________ ，其產物是 。 (2)從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質總量會 ， 主要原因是 。 (3)胚根長出后，萌發(fā)種子的 呼吸速率明顯升高。,【解題指導】(1)關鍵知識：細胞呼吸的場所、細胞呼吸的類型及其產物。 (2)圖示信息：以種子萌發(fā)的時間為橫坐標，以種子的呼吸速率為縱坐標，兩條曲線反映了呼吸過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢。,【解析】本題主要考查細胞呼吸的場所和產物及種子萌發(fā)過程中干物質變化的原因分析。 (1)據(jù)圖可知，在12～24 h，O2吸收量很少，而CO2釋放量很多，表明此時的呼吸方式主要是無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細胞質基質，產物是酒精和CO2。 (2)第12 h到胚根長出期間，種子不進行光合作用，不能制造有機物，而進行呼吸作用消耗有機物，使有機物總量下降。 (3)胚根長出后，O2的吸收量明顯增多，說明有氧呼吸的速率明顯提高。,答案：(1)無氧 細胞質基質 酒精和CO2 (2)減少 種子不進行光合作用制造有機物，同時進行呼吸作用消耗有機物，使有機物的總量下降 (3)有氧,5.(2015北京高考)研究者用儀器檢測擬南芥葉片在光-暗轉換條件下CO2吸收量的變化，每2 s記錄一個實驗數(shù)據(jù)并在圖中以點的形式呈現(xiàn)。,(1)在開始檢測后的200 s內，擬南芥葉肉細胞利用光能分解_____ ，同化CO2。而在實驗的整個過程中，葉片可通過 將儲藏在有機物中穩(wěn)定的化學能轉化為______________ 和熱能。 (2)圖中顯示，擬南芥葉片在光照條件下CO2吸收量在___________ μmolm-2s-1范圍內，在300 s時CO2 達到 2.2μmolm-2s-1。由此得出，葉片的總(真正)光合速率大約是 μmol CO2m-2s-1。(本小題所填數(shù)值保留至小數(shù)點 后一位),(3)從圖中還可看出，在轉入黑暗條件下100 s以后，葉片的CO2釋放 ，并達到一個相對穩(wěn)定的水平，這提示在光下葉片可能存在一個與在黑暗中不同的呼吸過程。 (4)為證明葉片在光下呼吸產生的CO2中的碳元素一部分來自葉綠體中的五碳化合物，可利用 技術進行研究。,【解題指導】(1)關鍵知識：葉片的總(真正)光合速率=呼吸速率+凈(表觀)光合速率。 (2)圖示信息：CO2吸收量表示凈(表觀)光合速率，CO2吸收量為0，表示總(真正)光合速率=呼吸速率。,【解析】本題主要考查光合作用和呼吸作用的原理及其應用。 (1)葉肉細胞利用光能分解水，產生O2。細胞呼吸過程是將有機物中 穩(wěn)定的化學能轉化為ATP中活躍的化學能和熱能。 (2)從圖中可以看出CO2吸收量范圍是0.2～0.6μmolm-2s-1。 300 s時沒有光照，CO2應該是釋放量。葉片的總光合速率=呼吸速率+ 凈光合速率，因此總光合速率應該為2.4～2.8μmol CO2m-2s-1。,(3)在轉入黑暗條件下100 s以后，葉片的CO2釋放量逐漸減少，說明黑暗條件中的呼吸過程可能與有光條件時不同。 (4)為證明葉片在光下呼吸產生的CO2中的碳元素一部分來自葉綠體中的五碳化合物，可利用同位素示蹤技術進行研究。 答案：(1)水 細胞呼吸 ATP中的化學能 (2)0.2～0.6 釋放量 2.4～2.8 (3)逐漸減少 (4)14C同位素示蹤,考點二 光合作用及影響因素 【典例2】(2015安徽高考T2)右下圖為大豆葉片光合作用暗反應 階段的示意圖。下列敘述正確的是 ( ) A.CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3 中的化學能 B.CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形 成糖類 C.被還原的C3在有關酶的催化作用下，可形成C5 D.光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高,C,【解題技法】 (1)圖中CO2的固定___________(填“需要”或“不需要”)ATP和 [H]。A項錯誤。 (2)由圖可知，CO2先形成C3，再被[H]還原。B項錯誤。 (3)C3被還原的產物有______________。C項正確。 (4)光照強度由強變弱時，直接導致光反應_________，產生的ATP 和[H]_________，短時間內C3含量_________，C5含量_________。 D項錯誤。,不需要,C5和(CH2O),減弱,減少,升高,降低,【知識方法誤區(qū)】 1.濾紙條上色素帶分析： (1)最上：胡蘿卜素，橙黃色，主要吸收藍紫光。 (2)稍上：葉黃素，黃色，主要吸收藍紫光。 (3)稍下：葉綠素a，藍綠色，主要吸收紅光和藍紫光。 (4)最下：葉綠素b，黃綠色，主要吸收紅光和藍紫光。,2.光合色素的兩大作用： (1)吸收(捕獲)光能。 (2)轉化光能。 3.光合色素吸收的光能有兩大重要用途： (1)分解H2O為O2和[H]。 (2)合成ATP。,4.光反應與暗反應的聯(lián)系： (1)光反應為暗反應提供ATP和[H]，暗反應為光反應提供ADP和Pi。 (2)光反應停止暗反應無法進行，暗反應停止光反應也因產物的積累而停止。 5.光照強度和CO2濃度變化對C3、C5含量變化的影響：,【題組過關】 1.(2015南通三模)下圖為兩種細胞器的結構模式圖，下列敘述 正確的是( ) A.甲細胞器能將葡萄糖分解為CO2和H2O B.高等植物細胞中兩種細胞器都存在 C.兩種細胞器膜面積增加，都會增加酶的附著位點 D.兩種細胞器內都含有DNA和RNA,【解析】選D。甲為線粒體，能將丙酮酸分解為CO2和H2O，不能分解葡萄糖，A項錯誤；只有能進行光合作用的高等植物細胞中兩種細胞器才都存在，如葉肉細胞，B項錯誤；線粒體通過內膜向內折疊增大膜面積，增加酶的附著位點，葉綠體通過類囊體堆疊增加膜面積，增加色素含量，C項錯誤；線粒體和葉綠體內都含有少量的DNA，也能轉錄合成RNA，D項正確。,2.(2015上饒二模)下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(物質轉換用實線表示，能量傳遞用虛線表示，圖中a～g為物質，①～⑥為反應過程)，下列判斷錯誤的是( ) A.綠色植物能利用a物質將光能轉換成活躍的化學能儲存在c中 B.③過程發(fā)生在類囊體薄膜，e在葉綠體基質中被利用 C.e可由水產生，也可用于有氧呼吸第三階段生成水 D.用14CO2作原料，一段時間后C5中會具有放射性,【解析】選C。由圖中信息可知物質a～g分別為葉綠體中的色素、O2、ATP、ADP、[H](NADPH)、輔酶Ⅱ(NADP+)、CO2。葉綠體中的色素能將光能轉換成活躍的化學能儲存在ATP中，A項正確；③為水的光解，發(fā)生在類囊體薄膜上，產生的[H]在暗反應中被利用，暗反應發(fā)生在葉綠體基質中，B項正確；光合作用中[H]為還原型輔酶Ⅱ，細胞呼吸中的[H]為還原型輔酶Ⅰ，C項錯誤；14CO2+C5→214C3(部分被標記)→14(CH2O)+14C5，D項正確。,3.(2015湛江一模)甲、乙兩圖分別表示光照強度和空氣中的CO2含量對某綠色植物光合作用的影響，丙圖表示一天某時間段蔬菜大棚內CO2濃度隨時間的變化曲線。下列說法錯誤的是( ),A.甲圖中的B點與丙圖中的G點植物所處的生理狀態(tài)相同 B.如果在缺鎂的條件下，B點將向右移動 C.C點與B點相比較，葉綠體基質中C3的含量較少 D.體現(xiàn)施用農家肥能提高蔬菜產量的是丙圖,【解析】選D。甲圖中B點為光合速率等于呼吸速率，丙圖的G點與此點生理狀態(tài)相同，A項正確；若植物缺鎂，葉綠素的合成減少，相同光照強度下吸收的光能減少，因此B點右移，B項正確；C點光照強，C3的還原快，因此C3的含量較少，C項正確；施用農家肥能提高蔬菜產量的主要原因是農家肥被分解能提供CO2，體現(xiàn)此現(xiàn)象的是乙圖，D項錯誤。,【知識總結】影響光合作用的主要環(huán)境因素 (1)光照強度影響光反應階段，從而影響暗反應。 (2)溫度主要通過影響光合作用過程中酶的活性，進而影響光合作用強度，主要影響暗反應。 (3)CO2參與CO2的固定，主要影響暗反應階段。,4.(2015吉林三模)下圖表示某植物光合速率與環(huán)境因素之間的關系，據(jù)圖分析，下列有關說法正確的是( ),A.由甲圖可知，限制AB段光合速率的因素一直是光照強度和溫度 B.由甲圖可知，強光照下因光反應階段受到限制，光合速率不再增加 C.由乙圖可知，CD段光合速率下降的原因是氣孔關閉，CO2供應不足，影響C3的還原 D.綜合兩圖可知，在光照強度為B，溫度為30℃時，再適當提高溫度，光合速率仍會提高,【解析】選D。甲圖表示光照較弱的情況下，由于受光照強度的限制，不同溫度下光合速率可能相同，A項錯誤；強光照下限制光合速率的因素主要是CO2濃度和溫度，B項錯誤；乙圖中CD段CO2濃度不變，光合速率下降的原因是溫度過高，酶的活性降低，C項錯誤；由圖乙可知，光合作用的最適溫度為37.5℃，因此在光照強度為B、溫度為30℃時，再適當提高溫度，光合速率仍會提高，D項正確。,【加固訓練】下圖表示某陽生植物細胞在夏季晴天某一天內的光合 作用過程中C3、C5物質的量的變化。若第二天中午天氣由光照強烈 轉向陰天時，葉綠體中C3含量的變化、C5含量的變化分別相當于曲 線中的( ) A.c→d段(X)，b→c段(Y) B.d→e段(X)，d→e段(Y) C.d→e段(Y)，c→d段(X) D.c→d段(Y)，b→c段(X),【解析】選B。天氣由光照強烈轉向陰天時，由于光照強度降低，C3的還原過程減慢，C5的生成速率減慢，所以C3的含量升高，C5的含量降低。,5.(2015南昌二模)研究發(fā)現(xiàn)，植物的Rubisco酶具有“兩面性”， CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應，完成光合作用；O2濃度較高 時，該酶催化C5與O2反應，產物經(jīng)一系列變化后到線粒體中會產生CO2， 這種植物在光下吸收O2產生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸。請回答： (1)Rubisco酶的存在場所為 ，其“兩面性”與酶的 (特性)相矛盾。 (2)在較高CO2濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化反應的產物是________ ，該產物完成光合作用還需要 (物質)。,(3)夏季中午，水稻會出現(xiàn)“光合午休”，此時光合作用速率明顯減 弱，而CO2釋放速率明顯增強，其原因是________________________ 。 (4)研究表明，光呼吸會消耗光合作用新形成有機物的1/4，因此提 高農作物產量需降低光呼吸。小李同學提出了如下減弱光呼吸，提 高農作物產量的措施： ①適當降低溫度 ②適當提高CO2濃度 不能達到目的的措施是 (填序號)，理由是_______________ 。,(5)與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把細胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反 應條件和場所兩方面，列舉光呼吸與暗呼吸的不同：____________ 。,【解題指導】注意題干的有效信息： (1)CO2濃度較高時，Rubisco酶催化CO2固定過程，完成暗反應，合成有機物。 (2)O2濃度較高時，Rubisco酶催化C5與O2反應，完成光呼吸，消耗O2和ATP。,【解析】(1)Rubisco酶催化C5與CO2反應，即暗反應，所以該酶存在于葉綠體基質中；該酶能催化C5與CO2或O2反應，所以與酶的專一性相矛盾。 (2)根據(jù)題干信息：“CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應，完成光合作用”判斷C5與CO2結合產物為C3，C3完成光合作用還需要ATP和[H]。 (3)夏季中午，水稻會出現(xiàn)“光合午休”，CO2釋放速率明顯增強的原因是氣孔關閉，CO2濃度降低，O2濃度較高，光呼吸增強。,(4)光呼吸的條件是“CO2濃度較低，O2濃度較高”，所以減弱光呼吸的措施有：適當提高CO2濃度或適當降低O2濃度。 (5)光呼吸在有光的條件下進行，反應場所是葉綠體和線粒體；暗呼吸有光無光條件下均可進行，反應場所是細胞質基質和線粒體。,答案：(1)葉綠體基質 專一性 (2)C3 ATP和[H] (3)氣孔關閉，CO2濃度較低，O2濃度較高，光呼吸增強 (4)① 溫度降低，酶活性減弱，光呼吸減弱的同時光合作用也減弱，達不到提高農作物產量的目的 (5)光呼吸需要光，暗呼吸有光無光均可；光呼吸的場所為葉綠體和線粒體，暗呼吸的場所為細胞質基質和線粒體,6.(2015德州二模)密閉溫室為高溫、高濕、低CO2環(huán)境。某研究小 組對露天和密閉溫室中的花生進行研究，得到了下列相關指標的日 變化曲線圖。請回答： 注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越大。,(1)6時花生葉肉細胞中產生ATP的場所是 ， 此時盡管胞間CO2濃度較高，但由于受 (環(huán)境因素)的限制， 凈光合速率很低。 (2)6～10時，兩種環(huán)境下花生的胞間CO2濃度均下降，原因是______ 。 (3)13時左右，露天花生胞間CO2濃度較高，此時氣孔基本處于關閉狀 態(tài)，這些CO2主要來自 。整個研究期間，密閉溫室內CO2濃度 變化趨勢是 。,(4)10～14時，與露天相比，密閉溫室中的花生氣孔導度沒有明顯下 降的原因可能是 。 若14時對溫室通風，則花生葉肉細胞葉綠體中[H]的生成速率_____ 。,【解析】(1)由曲線圖可知6時凈光合速率為2，所以此時花生既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，但由于此時光照強度較弱，所以凈光合速率較低。 (2)6～10時，光照強度增強，光合作用消耗的CO2增多，所以胞間CO2濃度下降。 (3)13時左右，露天花生氣孔基本處于關閉狀態(tài)，此時，露天花生胞間CO2主要來自細胞呼吸。當密閉溫室內凈光合速率大于零時，CO2濃度降低；當凈光合速率小于零時，CO2濃度升高。所以密閉溫室內CO2濃度先降低后升高。,(4)10～14時，密閉溫室中的花生氣孔導度與露天相比，沒有明顯下降，原因是溫室內空氣濕度大，氣孔基本不關閉。若14時對溫室通風，溫室內CO2濃度升高，光合作用速率加快，葉綠體中[H]的生成速率加快。 答案：(1)細胞質基質、線粒體和葉綠體 光照強度 (2)光合速率增強，消耗CO2增多 (3)細胞呼吸 先降低后升高 (4)溫室內空氣濕度大，氣孔基本不關閉 增大,7.(2015武漢二模)圖1表示磷水平高低對植物光合速率日變化的影響；圖2表示在溫度分別保持5℃、15℃、25℃和35℃時，改變光照強度(其他條件適宜)的情況下，植物吸收CO2的速率曲線。請回答下列問題：,(1)圖1中磷是葉綠體膜的基本骨架中 的構成成分；缺磷也會影響光反應的產物 的合成，從而影響暗反應中C3的還原和 的再生。 (2)圖1中不同時間缺磷、高磷處理的光合速率日變化均 (填“小于”“等于”或“大于”)適磷處理的光合速率日變化。12﹕00植物的光合作用出現(xiàn)明顯的午休現(xiàn)象，與缺磷和適磷相比，高磷光合速率下降幅度大，說明 。,(3)圖2中在溫度為25℃且光照強度小于8時，限制植物光合作用進一步升高的外界因素主要是 ；若光照突然停止而其他條件不變，則短時間內葉綠體中C3的合成速率將會 (填“變大” “不變”或“變小”)。 (4)圖2中在溫度為35℃且光照強度為A時，葉肉細胞中真正光合作用速率 (填“大于”“等于”或“小于”)細胞呼吸速率。其他條件不變的情況下，若將光照強度維持在A和B之間，持續(xù)培養(yǎng)植物24小時后，植物體內有機物的含量的變化趨勢是 (填“增加” “不變”或“減少”)。,【解析】(1)葉綠體膜的基本骨架是磷脂雙分子層；由于ATP和NADPH中都含有P，因此缺P會影響光反應產生ATP和NADPH，進而影響C3還原生成C5。 (2)分析題圖可知，不同時間缺磷、高磷處理的光合速率曲線都低于適磷處理的光合速率的曲線；分析題圖可知，12﹕00時，高磷處理的植物光合午休現(xiàn)象更明顯，說明高磷會加劇植物的光合作用午休。,(3)分析題圖2曲線可知，溫度為25℃且光照強度小于8時，隨光照強度增加，光合作用增強，說明該條件下限制植物光合作用的主要因素是光照強度；突然停止光照，光反應產生的ATP和還原氫數(shù)量減少，C3還原速率降低，葉綠體內C3含量升高，會抑制CO2的固定過程，C3合成速率變小。 (4)分析題圖2曲線可知，溫度為35℃且光照強度為A時CO2的吸收量為0，說明植物細胞呼吸速率等于光合速率，所以葉肉細胞中真正光合速率大于細胞呼吸速率作用。AB段光合作用強度大于細胞呼吸強度，植物積累有機物，因此在該條件下持續(xù)培養(yǎng)植物24小時后，植物體內有機物的含量增加。,答案：(1)磷脂 ATP和NADPH C5 (2)小于 高磷會加劇植物的光合作用午休 (3)光照強度 變小 (4)大于 增加,考點三 光合作用和細胞呼吸的聯(lián)系及影響因素 【典例3】(2015山東高考T26)油菜果實發(fā)育所需的有機物主要 來源于果皮的光合作用。 (1)油菜果皮細胞內通過光合作用固定CO2的細胞器是___________。 光合作用產生的有機物主要以蔗糖的形式運輸至種子。種子細胞內 的蔗糖濃度比細胞外高，說明種子細胞吸收蔗糖的跨膜運輸方式是 _____________。,葉綠體,主動運輸,(2)圖甲表示在適宜條件下油菜果實凈光合速率與呼吸速率的變化。 分析可知，第24天的果實總光合速率_________(填“大于”或“小 于”)第12天的果實總光合速率。第36天后果皮逐漸變黃，原因是葉 綠素含量減少而___________________________________(填色素名 稱)的含量基本不變。葉綠素含量減少使光反應變慢，導致光反應供 給暗反應的_________________和________減少，光合速率降低。,小于,類胡蘿卜素(或葉黃素和胡蘿卜素),[H](或NADPH),ATP,(3)圖乙表示油菜種子中儲存有機物含量的變化。第36天，種子內含 量最高的有機物可用_____________________染液檢測；據(jù)圖分析， 在種子發(fā)育過程中該有機物由___________________轉化而來。,蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ),可溶性糖和淀粉,【解題技法】 (1)由于果實總光合速率=________________________________，圖 甲灰柱表示果實呼吸速率，白柱表示果實凈光合速率，由圖可知， 第24天時果實總光合速率_________第12天時果實總光合速率。 (2)圖乙橫坐標為油菜開花后的_________，縱坐標為油菜種子中儲 存有機物_________的變化，則第36天時含量最多的有機物為 _________，可用_____________________染液檢測。 (3)圖乙中伴隨脂肪含量上升而下降的物質是___________________， 推測在種子發(fā)育過程中脂肪由___________________轉化而來。,果實呼吸速率+果實凈光合速率,小于,天數(shù),含量,脂肪,蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ),可溶性糖和淀粉,可溶性糖和淀粉,【知識方法誤區(qū)】 1.光合作用與細胞呼吸過程的聯(lián)系： (1)細胞呼吸時刻進行，光合作用只在有光條件下進行。 (2)光合作用為細胞呼吸提供有機物和氧氣，細胞呼吸為光合作用提供二氧化碳。,2.光合作用與細胞呼吸的易失分點： (1)光反應與細胞呼吸產生的ATP的作用不同。 ①光反應產生的ATP用于暗反應。 ②細胞呼吸產生的ATP用于各項生命活動。 (2)光反應與細胞呼吸產生的[H]并不是同一種物質。 ①光反應產生的[H]是還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。 ②細胞呼吸產生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)。 (3)葉綠體基質內C3的去向。 ①轉化成糖類。 ②再生C5。,3.解讀真正(總)光合速率、表觀(凈)光合速率與呼吸速率的關系： (1)圖示：,(2)解讀。 ①A點：只進行細胞呼吸。 ②AB段：光合速率呼吸速率。 ⑤C點：稱為光飽和點。 4.光補償點的移動： (1)若呼吸速率增強或光合速率減慢，則光補償點右移。 (2)若呼吸速率減慢或光合速率增強，則光補償點左移。,【題組過關】 1.(2015南通三模)下圖表示植物葉肉細胞中的部分生理過程，相關敘述正確的是( ) A.過程①進行的場所是細胞質基質 B.過程②的產物除了CO2外還有ADP C.過程③通常在黑暗條件下才能進行 D.過程④需要過程①②提供ATP,【解析】選A。圖示過程①為細胞呼吸第一階段，進行場所是細胞質基質，A項正確；圖示為能進行光合作用的葉肉細胞，所以過程②為有氧呼吸第二階段，形成ATP消耗ADP，B項錯誤；過程③為暗反應中CO2的固定過程，該過程不需要光照，但是在黑暗條件下C3不能被還原，進而抑制該過程，C項錯誤；④為C3的還原，需光反應提供[H]和ATP，過程①②合成的ATP不用于暗反應，D項錯誤。,2.(2015重慶高考)將如圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下細胞內外的CO2和O2濃度在短時間內發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是( ),A.黑暗條件下，①增大、④減小 B.光強低于光補償點時，①、③增大 C.光強等于光補償點時，②、③保持不變 D.光強等于光飽和點時，②減小、④增大,【解題指導】回答本題需明確： (1)題干關鍵詞：“密閉容器”“短時間內發(fā)生了相應變化”。 (2)思維流程：根據(jù)選項所給條件判斷細胞生理狀態(tài)，即細胞呼吸大于光合作用、細胞呼吸等于光合作用、細胞呼吸小于光合作用→細胞對O2和CO2的利用和產生情況。,【解析】選B。本題考查光合作用和細胞呼吸過程中O2和CO2的產生和消耗情況。A項條件下只進行細胞呼吸，B項條件下細胞呼吸大于光合作用，表觀只進行細胞呼吸，這兩項均消耗O2，產生CO2，則①②增大，③④減小，故A項敘述正確，B項敘述錯誤。C項條件下，細胞呼吸等于光合作用，O2和CO2產生、消耗動態(tài)平衡，②③保持不變，故該敘述正確。D項條件下，光合作用大于細胞呼吸，表觀只進行光合作用，①②減小、③④增大，故該敘述正確。,【加固訓練】(2015岳陽二模)下圖表示綠色植物細胞部分結構中 的某些代謝過程，圖中①～⑦代表各種物質。有關敘述與事實不符 的是( ),A.在有光的條件下，圖中物質⑥可由⑤分解而來 B.圖中④代表的是細胞生命活動可直接利用的一種能源物質 C.若該綠色植物長時間處于黑暗狀態(tài)，則圖中①→②→①的循環(huán)不能進行 D.進入相應結構的物質⑦中可能包含有圖中的物質⑥,【解析】選B。圖示物質①～⑦依次是：C5、C3、ATP、ADP、H2O、O2、丙酮酸等。在有光的條件下，H2O的光解可產生O2，A項正確；④為ADP，生命活動直接利用的能量來自ATP，B項錯誤；無光照，C3的還原無法進行，則暗反應循環(huán)無法進行，C項正確；細胞呼吸，進入線粒體的除了丙酮酸外，也包含氧化[H]所用的O2，D項正確。,3.(2015龍巖三模)某研究小組用氧電極法測定了溫度對發(fā)菜(一種藍藻)的光合作用和細胞呼吸的影響，結果如下圖。據(jù)圖分析正確的是( ),A.發(fā)菜細胞光合作用和細胞呼吸的酶具有不同的最適溫度 B.25℃時若增大光照強度，發(fā)菜的光合速率一定會增大 C.45℃時發(fā)菜產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體 D.實驗表明，35℃是發(fā)菜生長的最適溫度,【解題指導】解讀圖示和題干中的重要信息： (1)氧的消耗量代表呼吸速率。 (2)氧的釋放量代表凈光合速率，氧的消耗量與氧的釋放量之和代表實際光合速率。 (3)發(fā)菜為原核生物，光合作用和呼吸作用的場所均為細胞質。,【解析】選A。據(jù)圖可知，細胞呼吸的最適溫度，即氧的消耗量最高點對應的溫度約為35℃，光合作用的最適溫度，即氧的消耗量與氧的釋放量之和最大值對應的溫度約為30℃，A項正確；25℃時限制光合速率的因素為溫度，此時增大光照強度，發(fā)菜的光合速率不一定增大，B項錯誤；45℃時氧的釋放量為零，光合速率等于呼吸速率，發(fā)菜(屬于原核生物)產生ATP的場所是細胞質，C項錯誤；發(fā)菜生長的最適溫度為凈光合速率最大值對應的溫度，即25℃左右，D項錯誤。,4.(2015海南高考)將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內，在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變。在上述整個時間段內，玻璃容器內CO2濃度表現(xiàn)出的變化趨勢是( ) A.降低至一定水平時再升高 B.降低至一定水平時保持不變 C.持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài) D.升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定,【解析】選B。本題考查CO2濃度對光合作用影響的有關知識。密閉容器內的植物在光照條件下既能進行光合作用也能進行有氧呼吸，植物凈光合速率=實際光合速率-呼吸速率，凈光合速率只要大于0，則光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸釋放的CO2量；根據(jù)題意，從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變，說明密閉容器內的CO2濃度從光照開始就下降，當凈光合速率下降為0時，密閉容器內的CO2濃度停止下降，然后凈光合速率為0保持不變，密閉容器內的CO2濃度保持不變，故選B。,【加固訓練】(2015汕頭三模)關于細胞內以下過程的描述正確的 是( ) A.能夠在生物膜上完成的過程是2、5、6、7、8 B.過程3、4都是以基因為單位進行的，都需要酶的催化 C.圖中7過程需要1過程的參與，而8過程中同時進行了2過程 D.在綠色植物的葉肉細胞內，線粒體通過2過程合成的ATP比葉綠體通過2過程合成的ATP用途單一,【解析】選C。圖示過程1為ATP的分解、2為ATP的合成、3為轉錄、4為逆轉錄、5為有氧呼吸第三階段、6為H2O的光解、7為暗反應、8為細胞呼吸產生CO2。能在生物膜上完成的是1、2、5、6，A項錯誤；轉錄是以基因為單位進行的，逆轉錄不是，B項錯誤；7過程需要消耗ATP，8過程合成ATP，C項正確；線粒體通過2過程合成的ATP用于各項生命活動，葉綠體通過2過程合成的ATP只用于暗反應，D項錯誤。,5.(2015蘭州二模)某研究者對某一大豆新品種種子萌發(fā)和幼苗生長過程開展研究，首先將大豆種子置于水分(蒸餾水)、通氣、光照等條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢測萌發(fā)種子的重量變化，結果如甲圖所示。再選取該大豆幼苗進行無土栽培實驗，并測其光合速率、呼吸速率隨溫度變化的情況，結果如乙圖所示，請據(jù)圖分析：,(1)如甲圖所示，實驗小組在第4天測得種子吸收的O2和釋放的CO2之 比為1∶3，此時大豆細胞內有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比值 為 ；6天后種子重量減少的主要原因是 。 第 天，大豆的呼吸速率與光合速率大致相當。 (2)溫室栽培該植物，為獲得最大經(jīng)濟效益，應控制的最適溫度為 ℃左右。,(3)乙圖中，A點時葉肉細胞中O2的移動方向是 。B、D點時植物光合作用制造的有機物 (填“大于”“小于”或“等于”)細胞呼吸消耗的有機物。圖中 點光合作用制造的有機物是細胞呼吸消耗有機物的兩倍。,【解析】(1)O2吸收量∶CO2釋放量=1∶3，假設O2吸收量為a，則CO2釋放量為3a，根據(jù)有氧呼吸總反應式可知O2吸收量為a時消耗的葡萄糖量為a/6，有氧呼吸釋放的CO2量為a；則無氧呼吸釋放的CO2量為2a，根據(jù)產酒精的無氧呼吸反應式可知無氧呼吸消耗的葡萄糖量為a。6天后種子重量減少的主要原因是種子萌發(fā)時通過細胞呼吸分解有機物，第10天種子重量開始增加，說明此時光合速率開始大于呼吸速率。,(2)乙圖中實線表示植物的凈光合速率，虛線表示細胞呼吸速率。溫室栽培該植物，為獲得最大經(jīng)濟效益，應控制的最適溫度為凈光合速率最大點對應的20℃左右。 (3)乙圖中，A點時，植物的實際光合速率等于呼吸速率，因此光合作用產生的O2的移動方向是從葉綠體到線粒體。B、D點凈光合速率均大于0，因此植物光合作用制造的有機物大于細胞呼吸消耗的有機物。B、D兩點凈光合速率與呼吸速率相等，因此實際光合作用制造的有機物是細胞呼吸消耗有機物的兩倍。,答案：(1)1∶6 細胞呼吸分解有機物 10 (2)20 (3)從葉綠體移向線粒體 大于 B、D,6.(2014新課標全國卷Ⅱ)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。,據(jù)圖回答下列問題： (1)當CO2濃度為a時，高光強下該植物的凈光合速率為 。CO2濃度在a～b時，曲線 表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于c時，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是 。,(3)當環(huán)境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強下，該植物呼吸作用產生的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產量，還應該同時考慮 這一因素的影響，并采取相應措施。,【解題指導】(1)關鍵知識：凈光合速率=光合速率-呼吸速率。 (2)圖示信息：坐標圖中凈光合速率小于0時，光合速率小于呼吸速率；凈光合速率為0時，光合速率=呼吸速率；凈光合速率大于0時，光合速率大于呼吸速率。,【解析】本題考查環(huán)境因素對光合速率的影響。 (1)圖中CO2濃度為a時，高光強(曲線A)下的縱坐標為0，即凈光合速率為0；CO2濃度在a～b時，曲線A、B和C均表現(xiàn)為上升，即凈光合速率均隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于c時，高光強條件下(曲線A)的凈光合速率仍然能夠隨著CO2濃度的增加而增加，由此可知限制B、C凈光合速率增加的環(huán)境因素是光強。,(3)CO2濃度小于a時，3種光強下，凈光合速率均小于0，即呼吸速率大于光合速率，也就是說呼吸作用產生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。 (4)圖中CO2濃度和光強會影響凈光合速率從而影響植物的產量，故為提高植物的產量，應綜合考慮CO2濃度和光強對植物產量的影響。 答案：(1)0 A、B和C (2)光強 (3)大于 (4)光強,【知識總結】實際光合速率、凈光合速率、呼吸速率表示方法的比較,【加固訓練】(2015瑞昌一模)在25℃條件下對美花石斛和春石斛光合作用特性的研究結果如下圖所示：,(1)圖中B點條件下美花石斛葉肉細胞產生的O2的擴散路徑是________ 。在溫室中栽培石斛時土壤不能含水 過多的原因是 。 (2)植物干重最主要的物質來源是 (填“土壤中的無機鹽” “H2O”“CO2”或“從農家肥中吸收的有機物”)。在無光條件下， 石斛的干重減少得更快。 (3)研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn)春石斛總光合色素含量高于美花石斛， 分析上圖，與該發(fā)現(xiàn)相符的實驗結果是________________________ 。,【解析】(1)B點時美花石斛的光合速率大于呼吸速率，葉綠體產生的O2除供線粒體利用外，還要釋放到外界。因此葉肉細胞內的O2的擴散路徑是：從葉綠體擴散至線粒體和細胞外。如果根細胞浸泡在水中，會因缺氧而進行無氧呼吸，產生的酒精對根細胞有毒害作用，所以在溫室中栽培石斛時土壤不能含水過多。 (2)植物干重增加是光合作用產生的有機物積累，有機物主要來自暗反應的CO2。由于春石斛的呼吸速率高，所以在無光條件下，春石斛的干重減少得更快。,(3)光合色素的作用是吸收、傳遞和轉化光能，研究人員通過實驗發(fā) 現(xiàn)春石斛總光合色素含量高于美花石斛，分析題圖，與該發(fā)現(xiàn)相符的 實驗結果是在相同光照條件下春石斛的總光合速率總是大于美花石 斛的總光合速率。 答案：(1)從葉綠體擴散至線粒體和細胞外 土壤含水過多時，根細 胞因缺氧而進行無氧呼吸產生的酒精對根細胞有毒害作用 (2)CO2 春 (3)在相同光照條件下春石斛的總光合作用速率總是大于美花石斛,