高考生物二輪專題突破 第5講 細胞呼吸與光合作用課件

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1、第五講細胞呼吸與光合作用考綱點擊考綱點擊1.細胞呼吸細胞呼吸()。2.光合作用的基本過程光合作用的基本過程()。3.影響光合影響光合作用速率的環(huán)境因素作用速率的環(huán)境因素()。4.實驗：實驗：(1)探究酵母菌的呼吸方式；探究酵母菌的呼吸方式；(2)葉葉綠體色素的提取和分離。綠體色素的提取和分離。1影響光合作用的外界因素有光照、溫度、CO2濃度、礦質元素等。(1)其中光照強度是通過影響 階段，制約 的產生進而制約 階段；溫度是通過影響 進而影響光合速率主要是制約 階段；CO2濃度影響暗反應階段 的生成；礦質元素是通過參與組成光合作用的有關化合物對光合作用造成直接或間接影響，譬如說：鎂是合成 的重要

2、元素，缺鎂不能合成 ，光反應強度會 ，為暗反應提供 減少，暗反應強度降低。自查自查 光反應光反應ATP和和H暗反應暗反應酶活性酶活性暗反應暗反應C3葉綠素葉綠素葉綠素葉綠素降低降低ATP、H(2)光合“午休”是由于氣溫過高，水分散失過多，導致 關閉，大氣中 無法進入葉肉細胞，導致植物光合作用的 階段減弱，有機物的產量下降。2有氧呼吸、無氧呼吸的共同點是 ，其中第 階段完全相同。3進行有氧呼吸的細胞不一定含有 ，但一定含有 ；進行光合作用的細胞不一定含有 ，但一定含有 。氣孔氣孔CO2暗反應暗反應都是有機物氧化分解都是有機物氧化分解過程，都能釋放能量合成過程，都能釋放能量合成ATP一一線粒體線粒

3、體有氧呼吸相關的酶有氧呼吸相關的酶葉綠體葉綠體光合色素及光合作用相關的酶光合色素及光合作用相關的酶1在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中，下列生命活動會同時發(fā)生：ATP的合成與分解；光能的吸收與轉化以及細胞的增殖與分化(2013四川，1ABC改編)()2菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料，研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分，加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞(2013海南，8ABD合編)()3葉綠體在光下和黑暗中均能合成ATP(2012全國，2B)()自糾自糾 4紅楓液泡中色素吸收的光能用于光合作用(2011海南，12D)()5破傷風桿菌在有氧條件下能大量繁殖(2011海南，3C)()6與酵母菌

4、相比，硝化細菌具有的特點是無線粒體，只能通過無氧呼吸獲得能量 (2010四川，1A)()7破壞葉綠體外膜后，O2不能產生 (2011浙江，1A)()8番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，光反應強度和暗反應強度都降低 (2011新課標，3B)()9在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是葉綠體基質和線粒體內膜 (2010天津，1A)()10將一株生長正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時間的延長，玻璃容器內CO2濃度可出現的變化趨勢是升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定(2012海南，8D)()答案1.2.3.4.5.6.7.89.10.必考點一透徹分析光合作用與細胞呼

5、吸的過程，確定呼吸速率、真正(實際)光合速率與凈(表觀)光合速率的關系【典例1】 (2013大連?？?A圖表示番茄葉肉細胞的兩個重要生理過程中C、H、O的變化(其中數字代表過程，、代表物質)，B圖為大棚中番茄葉肉細胞部分代謝過程示意圖(其中數字代表物質，字母代表過程或結構)。請據圖回答：(1)A圖甲過程中是_，其在_上產生(答具體結構)；該物質用于乙過程的_階段，該階段所發(fā)生的場所是_(答具體結構)。(2)B圖中細胞器a是_，進入a的方式是_，物質是_。(3)B圖中光照充足條件下理論上可以完成的過程有_(用字母表示)。解析(1)A圖中，過程是光合作用的光反應階段，將水分解產生H和氧氣，說明是氧

6、氣，該過程發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上；氧氣在有氧呼吸的第三階段與H結合形成水，這一階段發(fā)生在線粒體內膜上。(2)B圖中細胞器a為葉綠體提供光合作用的原料水，故a為液泡，物質是水，其跨膜運輸的方式是自由擴散；物質是葡萄糖分解的產物，且能進入線粒體，說明是丙酮酸和H。(3)光照充足條件下，植物細胞既可以進行光合作用，也可以進行呼吸作用，且光合作用強度大于細胞呼吸強度，故植物體可發(fā)生的過程有c(二氧化碳從外界環(huán)境進入葉綠體)、d(氧氣從葉綠體進入外界環(huán)境)、e(線粒體產生的二氧化碳進入葉綠體被利用)、f(葉綠體產生的氧氣進入線粒體被利用)、b(水分從外界被吸收進入細胞內)。答案(1)O2(葉綠體)類

7、囊體的薄膜第三線粒體內膜(2)液泡自由擴散(或滲透)丙酮酸(H)(3)c、d、e、f(b)【鏈接提升】1完善下面光合作用與細胞呼吸的關系圖解2總結光合作用與有氧呼吸過程中H和ATP的來源和去向光合作用有氧呼吸H來源有氧呼吸第 階段去向用于第 階段還原O2ATP來源 階段都產生去向H2O光解產生光解產生還原還原C3光反應階段產生光反應階段產生用于用于C3還原供能還原供能一、二一、二三三三個三個用于各項生命活動用于各項生命活動(植物植物C3的還原除外的還原除外)呼吸速率呼吸速率 釋放量釋放量 呼吸作用呼吸作用 消耗量消耗量 釋放量釋放量 生產量生產量 歸納總結三種速率的表示方式注意文字表述是歷屆考

8、生的易錯點！(3)下列為葉肉細胞在不同條件下氣體交換示意圖，據圖判斷各自所處的條件，并在上面曲線圖中找到圖所對應的點或線段。表示只進行 無光合作用，對應上面曲線圖上 。表示 ，對應曲線圖上 (不包括B點)。表示 ，對應曲線圖上 。表示 ，對應曲線圖 。細胞呼吸細胞呼吸A點點實際光合速率實際光合速率呼吸速率呼吸速率(或凈光合速率或凈光合速率呼吸速率呼吸速率(或凈光合速率或凈光合速率0)B點以后點以后【應用1】 (2013東北名校聯考)有人對農田中甲、乙兩植物做了有關光合作用的研究，圖1是它們單位時間內吸收與釋放二氧化碳的量隨光照強度變化的曲線，圖2表示甲植物葉肉細胞中兩種細胞器在圖1中四種不同光

9、照強度(O、B2、B1、C)下的生理狀態(tài)。請據圖分析回答問題。(1)藥用植物細辛適宜在密林下潮濕背陰處生活，蒲公英則適宜生長在曠野路邊。圖1中，能代表蒲公英的曲線是_；當光照強度為B1時，甲植物葉肉細胞內產生ATP的場所有_。(2)圖2中細胞器利用CO2的場所和細胞器產生CO2的場所分別是_、_；狀態(tài)下影響O2消耗速率的環(huán)境因素主要是_。(3)對甲植物來說圖1四種不同光照強度(O、B1、B2、C)對應圖2中的狀態(tài)依次是_。(4)生產實踐中經常在大棚中栽培乙植物。若圖1表示大棚內乙植物在溫度、水分適宜的條件下測得的曲線，則D點之后限制增產的主要外界因素最可能是_。(5)以測定的CO2吸收量與釋放

10、量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響，結果如表所示：5 10 20 25 30 35 光照條件下CO2吸收量/(mgh1)11.83.23.73.53黑暗條件下CO2釋放量/(mgh1)0.50.7512.333.5溫度在2530 間光合作用制造的有機物總量逐漸_(填“增加”或“減少”)。假設呼吸作用晝夜不變，植物在25 時，一晝夜中給植物光照15 h，則一晝夜CO2吸收量為_mg。解析(1)由題干分析可知，蒲公英生活在曠野路邊，因此蒲公英需要較強的光照才可達到光飽和點，可判斷甲植物為蒲公英；當光照強度為B1時，甲植物葉肉細胞既可進行光合作用也可進行呼吸作用，因此此時產生AT

11、P的場所有葉綠體、線粒體、細胞質基質。(2)狀態(tài)時葉肉細胞只進行呼吸作用，此時影響O2消耗速率的環(huán)境因素主要是溫度。細胞器為葉綠體，光合作用暗反應階段利用CO2，其場所為葉綠體基質，細胞器為線粒體，有氧呼吸第二階段產生CO2，其場所為線粒體基質。 (3)對甲植物來說，光照強度為0時，只進行呼吸作用；光照強度為B1時，光合作用強度呼吸作用強度；光照強度為B2時，光合作用強度呼吸作用強度，分別對應圖2中的、狀態(tài)。(5)25 時光合作用制造的有機物總量為6 mg/h，30 時光合作用制造的有機物總量為6.5 mg/h，因此溫度在2530 間光合作用制造的有機物總量逐漸增加。若呼吸作用晝夜不變，植物在

12、25 時，一晝夜中給植物光照15小時，則一晝夜CO2吸收量為153.792.334.8(mg)。答案(1)甲葉綠體、線粒體、細胞質基質(2)葉綠體基質線粒體基質溫度(3)、(4)CO2濃度(5)增加34.8必考點二影響生物界兩大基礎代謝的因素及其應用【典例2】 (2013四川理綜，8)將玉米的PEPC酶基因導入水稻后，測得光照強度對轉基因水稻和原種水稻的氣孔導度及光合速率的影響結果，如下圖所示。(注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高)(1)水稻葉肉細胞進行光合作用的場所是_，捕獲光能的色素中含量最多的是_。(2)CO2通過氣孔進入葉肉細胞后，首先與_結合而被固定，固定產物的還原需要光反應提供_。

13、(3)光照強度低于8102molm2s1時，影響轉基因水稻光合速率的主要因素是_；光照強度為1014102molm2s1時，原種水稻的氣孔導度下降但光合速率基本不變，可能的原因是_。(4)分析圖中信息，PEPC酶所起的作用是_；轉基因水稻更適宜栽種在_環(huán)境中。解析(1)植物葉肉細胞進行光合作用的場所均為葉綠體，葉綠體中捕獲光能的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素，其中葉綠素a含量最多。(2)CO2進入葉肉細胞內首先與C5結合形成C3化合物，此過程稱“CO2的固定”，C3化合物需接受光反應為之提供的H、ATP后被還原。(3)如圖顯示，8102/( mol/m2S1)光照強度尚未達到轉基因

14、水稻光飽和點。在此之前，影響轉基因水稻光合速率的主要因素是光照強度；在光照強度為1014102( molm2s1)時，氣孔導度雖然下降，但該氣孔導度下CO2供應可能已充足，且該光照強度已經達到了原種水稻的光飽和點。故光合速率可能不受影響。(4)兩圖信息顯示，與原種水稻相比，轉基因水稻氣孔導度更得以提升，且光飽和點明顯增大，由此可推知，PEPC酶可增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合速率，使水稻更適宜于強光環(huán)境。答案(1)葉綠體葉綠素a(2)C5H和ATP(3)光照強度光照強度增加與CO2供給不足對光合速率的正負影響相互抵消(或“CO2供應已充足且光照強度已達飽和點”)(4)增大氣孔導度，提高水

15、稻在強光下的光合速率強光【歸納提升】1解讀影響光合作用的因素的相關曲線影響光反應階段影響光反應階段ATP、H的產生的產生 溫度、溫度、CO2的供應量的供應量 色素含量、酶的數量和活性、色素含量、酶的數量和活性、C5的含量的含量 影響暗反應階段影響暗反應階段C3的生成的生成 溫度、光照強度溫度、光照強度 酶的數量和活性、色素含量、酶的數量和活性、色素含量、C5的含量的含量 (3)溫度(如圖丙)原理：通過影響 而影響光合作用。分析：P點對應的溫度為進行光合作用的最適溫度。酶的活性酶的活性2分析影響細胞呼吸的因素影響因素比較內容溫度氧氣濃度水分影響原理坐標曲線 影響酶的活性影響酶的活性決定呼吸決定呼

16、吸類型和強度類型和強度自由水含量較自由水含量較高時呼吸旺盛高時呼吸旺盛 影響因素比較內容溫度氧氣濃度水分實踐應用在 下貯存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培過程中，_ _ ，提高產量常利用_抑制細胞有氧呼吸、降低有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間貯藏作物種子時，將種子 ，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗零上低溫零上低溫增加增加晝夜溫差以減少晝夜溫差以減少有機物的消耗有機物的消耗降低氧降低氧的濃度的濃度風干風干【典例3】 如圖表示溫室內光照強度(E)與作物光合速率(v)的關系。問：(1)在溫度、水分和無機鹽均適宜的條件下，當EB時，增大光合速率的主要措施是_；當BEC時，可采取_措施，保證作

17、物的最大光合速率。(2)如遇連陰天，溫室需補光，選用_光最有效。解析EB時，從圖中來看影響因素是光照強度；BEC時光合作用下降的原因是光照太強造成植物氣孔關閉，所以應采取遮光措施，來保證作物的最大光合速率。答案(1)增大光照強度(增加CO2濃度)CO2濃度遮光(2)紅(藍紫)歸納總結光合作用影響因素(原理)的應用(1)根據光照強度影響光合速率的特點：輪作延長光合作用時間；合理密植增加光合作用面積。(2)根據光質影響光合速率的特點：溫室大棚使用無色透明玻璃充分利用各色光能。(3)根據CO2濃度影響光合速率的特點：在農業(yè)生產上可以通過“正其行，通其風”、增施農家肥等措施增大CO2濃度，提高光能利用

18、率。(4)根據溫度影響光合速率的特點：冬天，溫室栽培可適當提高溫度，夏天，溫室栽培也可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物的積累?！緫?】 (2013皖北十二校聯考)如圖表示某植物非綠色器官在不同氧氣濃度下氧氣的吸收量和二氧化碳釋放量的變化情況，根據所提供的信息，以下判斷正確的是()。AN點時，該器官氧氣的吸收量和二氧化碳的釋放量相等，說明其只進行有氧呼吸BM點是貯藏該器官的最適氧氣濃度，此時無氧呼吸的強度最低C該器官呼吸作用過程中有非糖物質氧化分解DL點時，該器官產生二氧化碳的場所是細胞中的線粒體基質解析N點之后，氧氣

19、的吸收量與CO2的釋放量不等，說明該植物非綠色器官呼吸作用過程中還有非糖物質的氧化分解，C正確；由于有非糖物質參與氧化分解，故O2吸收量與CO2釋放量相等不能說明該器官只進行有氧呼吸，A錯誤；M點細胞的總呼吸強度最低，但無氧呼吸強度并不是最低的，B錯誤；L點時，細胞只進行無氧呼吸，產生二氧化碳的場所是細胞質基質，D錯誤。答案C必考點三光合作用與細胞呼吸的實驗探究【典例4】 某生物興趣小組為探究某植物光合強度，設計了如圖裝置進行實驗。假設實驗期間均處于適宜且相對穩(wěn)定的環(huán)境條件下。請分析回答有關問題。(1)實驗一：測定植物呼吸作用強度時，向燒杯中加入_(NaHCO3/NaOH溶液)。將裝置置于_條

20、件下。1 h后裝置中紅墨水滴向左移動，原因是_。讀取移動刻度為2 cm。(2)實驗二：測定植物的凈光合作用強度時，向燒杯中加入_(NaHCO3/NaOH溶液)。將裝置置于_條件下。1 h后裝置紅墨水滴移動的方向是_，移動刻度為10 cm。(3)根據上述實驗。假設紅墨水滴每移動1 cm，植物體內的O2增加或減少1 g，且晝夜溫度控制相等，那么該植物的呼吸作用速率是_g/h；給予光照12 h，黑暗12 h，則24 h葡萄糖的積累量是_g。(4)實驗三：假如實驗裝置移到不夠穩(wěn)定的環(huán)境條件下，增加一對照裝置，玻璃鐘罩內植物以已死亡植物代替，實驗裝置中另放入一只昆蟲，其他均與原裝置相同。在光照下1 h，

21、讀取對照裝置紅墨水滴左移0.5 cm，實驗裝置紅墨水滴右移0.4 cm。光照24 h后，玻璃鐘罩內昆蟲仍然成活還是死亡？_，請用數據說明你的理由_。答案(1)NaOH溶液遮光(黑暗)且密閉植物在黑暗下呼吸作用，吸收氧氣，釋放CO2，釋放的CO2被NaOH溶液吸收，氣體體積減小(2)NaHCO3溶液光照充足且密閉向右(3)290(4)存活實驗裝置中氧氣體積增加0.9 cm/h，說明植物光合作用大于動植物呼吸作用，釋放的O2供昆蟲呼吸有余【鏈接提升】1上述裝置測定植物呼吸速率時，表示呼吸速率的指標是單位時間內液滴 移的體積，其原因是由于植物進行細胞呼吸吸收 ，釋放二氧化碳，二氧化碳被 溶液吸收，使

22、容器內氣壓 ，毛細管內的水滴 移。左左氧氣氧氣氫氧化鈉氫氧化鈉減小減小左左2上述裝置測定植物凈光合速率時，表示凈光合速率的指標是單位時間內液滴 移的體積，其原因是由于燒杯中盛有的 溶液保證了容器中 濃度的恒定，給予適宜的光照強度，植物的 強度大于 強度，植物釋放 ，使容器內氣壓 ，毛細管內的液滴 移。但是若實驗過程中給予的光照強度比較弱，則液滴將 移。右右碳酸氫鈉碳酸氫鈉二氧化碳二氧化碳光合作用光合作用細胞呼吸細胞呼吸氧氣氧氣增大增大右右左左3若利用上述裝置，探究某植物發(fā)芽種子的細胞呼吸類型(假設呼吸底物只有葡萄糖且不考慮外界條件的影響)，某同學設計實驗裝置如圖，請完善下面的結果預測：(1)若

23、甲液滴左移，乙液滴不動，則 。(2)若甲液滴不動，乙液滴右移，則 。(3)若甲液滴左移，乙液滴右移，則 。只進行有氧呼吸只進行有氧呼吸只進行無氧呼吸只進行無氧呼吸既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸歸納總結細胞呼吸方式的判斷(1)如果某生物產生的CO2量和消耗的O2量相等，則該生物只進行有氧呼吸。(2)如果某生物不消耗O2，只產生CO2，則只進行無氧呼吸。(3)如果某生物釋放的CO2量比吸收的O2量多，則兩種呼吸方式都進行。(4)如果某生物無O2的吸收和CO2的釋放，則該生物只進行無氧呼吸(產物為乳酸)或生物已死亡。(5)無氧呼吸的產物中沒有水，如果呼吸作用的產物中有水

24、，則一定是進行了有氧呼吸。(6)由于酵母菌無氧呼吸和有氧呼吸均可以產生CO2，故不能依據有無CO2的產生來判斷酵母菌的呼吸作用方式?！緫?】 (2013唐山一模)取一植物形態(tài)、大小、生長狀況相同的四片葉片按圖示進行實驗，燒杯中的液體可以保證葉片所需的水與無機鹽的正常供應，氣體的變化可以通過觀察油滴的運動判斷(不考慮氣體在水中的溶解與外界氣壓的變化和蒸騰作用的影響。)(1)在一定時間內，裝置a中油滴不移動，則光合作用與細胞呼吸強度_(填“一定”或“不一定”)相等。(2)在適宜的光照下，在一段時間內裝置b中油滴將向_移動，原因是_。(3)將裝置c突然從光下移動到黑暗處，短時間內C3的含量_(填“

25、升高”或“降低”)。(4)某同學想直接利用裝置b、d證明光是光合作用的必要條件，是否可行？_，理由是_。解析(1)若裝置a植物在一段時間內進行有氧呼吸與光合作用，呼吸底物為糖類，光合作用吸收CO2體積等于釋放O2體積，有氧呼吸吸收O2體積等于釋放CO2體積，兩種生理過程都不會引起氣體體積改變，因此無法根據油滴是否移動比較兩個生理過程的強弱。(2)裝置b中NaOH吸收CO2導致容器內無CO2，植物無法進行光合作用，但消耗氧氣進行呼吸作用，導致容器內壓強減小，油滴左移。(3)裝置c從光下突然移到黑暗處，H和ATP的產生減少，C3的還原受阻，導致細胞內C3含量升高。(4)裝置b和d中都有NaOH溶液，導致容器中無CO2，植物無法進行光合作用，因此不能用于探究光合作用的相關實驗。答案(1)不一定(2)左b裝置中不存在CO2，植物只進行細胞呼吸消耗O2，而釋放的CO2被NaOH吸收，導致裝置內氣壓變小，液滴左移(3)升高(4)不可行因為d裝置與b裝置中都不存在CO2，都不能進行光合作用 研析種子萌發(fā)與細胞呼吸的關系 【答案】 (1)葡萄糖呼吸(或生物氧化)(2)729626.5(3)22(4)下降幼苗呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用