專題二 細(xì)胞代謝,1.光合作用的基本過程()。 2.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。 3.細(xì)胞呼吸()。,考綱要求,光合作用與細(xì)胞呼吸,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),欄目索引,考點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸,考點(diǎn)二 光合作用,考點(diǎn)三 多角度理解光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系,考點(diǎn)四 葉綠體中色素的提取和分離,考點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組一 從細(xì)胞呼吸的過程與方式進(jìn)行考查,題組二 以曲線圖形式考查細(xì)胞呼吸類型、過程及影響因素,題組三 探究外界因素對細(xì)胞呼吸速率的影響,重點(diǎn)提煉,細(xì)胞呼吸的過程圖解,1.,2.影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素分析,1.有氧和無氧時(shí)，酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同(2013新課標(biāo)，3D)( ) 2.有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水(2010課標(biāo)全國，2B)( ) 3.無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累(2010課標(biāo)全國，2C)( ) 4.人體在劇烈運(yùn)動時(shí)所需要的能量由乳酸分解提供(2014新課標(biāo)，6C)( ),錯(cuò)混診斷,5.無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸(2010課標(biāo)全國，2A)( ) 6.葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發(fā)生在細(xì)胞有氧時(shí)(2012上海，25A)( ) 7.及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害(2012福建，1B)( ) 8.無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮(2009浙江，4A)( ),命題視角,題組一 從細(xì)胞呼吸的過程與方式進(jìn)行考查,1.人的肌肉組織分為快肌纖維和慢肌纖維兩種，快肌纖維幾乎不含有線粒體，與短跑等劇烈運(yùn)動有關(guān)；慢肌纖維與慢跑等有氧運(yùn)動有關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.消耗等摩爾葡萄糖，快肌纖維比慢肌纖維產(chǎn)生的ATP多 B.兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、H和ATP C.短跑時(shí)快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，故產(chǎn)生酸痛感覺 D.慢跑時(shí)慢肌纖維產(chǎn)生的ATP主要來自于線粒體內(nèi)膜,解析 由題意可知，快肌纖維進(jìn)行無氧呼吸，慢肌纖維進(jìn)行有氧呼吸。 慢跑時(shí)慢肌纖維產(chǎn)生的ATP主要來自于線粒體內(nèi)膜。 消耗等摩爾葡萄糖時(shí)，快肌纖維比慢肌纖維產(chǎn)生的ATP要少。 兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、H和ATP，短跑時(shí)快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，故產(chǎn)生酸痛感覺。 答案 A,2.不同種類的生物在不同的條件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列對呼吸作用方式的判斷不正確的是( ) A.若只釋放CO2，不消耗O2，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸 B.若CO2的釋放量多于O2的吸收量，則細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼 吸，也進(jìn)行無氧呼吸 C.若CO2的釋放量等于O2的吸收量，則細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸 D.若既不吸收O2也不釋放CO2，則說明該細(xì)胞已經(jīng)死亡,解析 動物細(xì)胞或乳酸菌，無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸，此時(shí)細(xì)胞既不吸收O2，也不釋放CO2，故D錯(cuò)誤。 答案 D,技法提煉,判斷細(xì)胞呼吸類型的五大方法 (以葡萄糖為底物),(1)產(chǎn)生CO2量消耗O2量有氧呼吸。 (2)不消耗O2，產(chǎn)生CO2無氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (3)釋放CO2量吸收O2量同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸(酒精發(fā)酵)。 (4)不吸收O2，不釋放CO2乳酸發(fā)酵或細(xì)胞已經(jīng)死亡。 (5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸發(fā)酵。,命題視角,題組二 以曲線圖形式考查細(xì)胞呼吸類型、過程及影響因素,3.現(xiàn)有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，通入 不同濃度的O2時(shí)，產(chǎn)生酒精和CO2的量如圖所示， 下列說法不正確的是( ) A.曲線a表示CO2量，曲線b表示酒精量 B.O2濃度為c時(shí)，酵母菌無氧呼吸消耗的葡萄糖量 約占葡萄糖總消耗量的 C.曲線a、b初始端的量相等，故不能確定此時(shí)酵母菌是否進(jìn)行 有氧呼吸 D.酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液和酸性重鉻 酸鉀溶液鑒定,解析 隨O2濃度升高，酵母菌無氧呼吸減弱，有氧呼吸增強(qiáng)，所以酒精產(chǎn)生量減少，CO2產(chǎn)生量增加，故曲線a表示CO2量，曲線b表示酒精量。 當(dāng)O2濃度為c時(shí)，產(chǎn)生的酒精量約為7 mol，所以酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量也約為7 mol，CO2的總產(chǎn)生量約為14 mol，說明有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量也約為1477(mol)，,再根據(jù)無氧呼吸和有氧呼吸的反應(yīng)式可知，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為7 (mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量為7 (mol)， 因此無氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖總消耗量的3/4。曲線a、b的初始端CO2與酒精的生成量相等，此時(shí)酵母菌不進(jìn)行有氧呼吸。 溴麝香草酚藍(lán)水溶液和酸性重鉻酸鉀溶液分別用于鑒定無氧呼吸的產(chǎn)物CO2和酒精。 答案 C,4.(2014海南，26)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。請據(jù)圖回答問題：,(1)在1224 h期間，呼吸速率逐漸增強(qiáng)，在此期間呼吸作用的主要方式是_呼吸，該呼吸方式在細(xì)胞中發(fā)生的部位是_，其產(chǎn)物是_。,(2)從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)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。,解析 (1)據(jù)圖可知，在1224 h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時(shí)的呼吸作用主要是無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。 (2)第12 h到胚根長出期間，種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時(shí)進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降。 (3)胚根長出后，氧氣的吸收量明顯增多，說明有氧呼吸的速率明顯提高。 答案 (1)無氧 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 酒精和二氧化碳 (2)減少 種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時(shí)進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降 (3)有氧,技法提煉,細(xì)胞呼吸的曲線識別技巧,(1)下降型曲線：呼吸反應(yīng)速率逐漸減緩，一般受生成物含量的影響，隨生成物的增多而減緩，如CO2濃度。 (2)上升型曲線：呼吸反應(yīng)速率逐漸加快，一般受反應(yīng)物含量的影響，隨反應(yīng)物的增多而加快，如O2含量。,題組三 探究外界因素對細(xì)胞呼吸速率的影響,5.為研究淹水時(shí)KNO3溶液濃度對甜櫻桃根呼吸的影響，設(shè)四組盆栽甜櫻桃，其中一組淹入清水，其余三組分別淹入不同濃度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定時(shí)測定甜櫻桃根有氧呼吸速率，結(jié)果如圖。下列說法正確的是( ),命題視角,A.櫻桃根細(xì)胞無氧呼吸生成CO2的場所是線粒體 B.圖中A、B、C三點(diǎn)，在單位時(shí)間內(nèi)與氧結(jié)合的還原 氫最多的是C點(diǎn) C.淹水時(shí)KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩 作用 D.實(shí)驗(yàn)過程中可以改用CO2的產(chǎn)生量作為檢測有氧呼 吸速率的指標(biāo),解析 甜櫻桃根細(xì)胞無氧呼吸生成CO2的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，有氧呼吸的主要場所是線粒體，A錯(cuò)誤； 圖中A、B、C三點(diǎn)，在單位時(shí)間內(nèi)與氧結(jié)合的還原氫最多的是A點(diǎn)，B錯(cuò)誤； 由圖知KNO3濃度越高，有氧呼吸速率越強(qiáng)，說明淹水時(shí)KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩作用，C正確； 植物有氧呼吸和無氧呼吸都可以產(chǎn)生CO2，所以實(shí)驗(yàn)過程中不可以改用CO2的產(chǎn)生量作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)，D錯(cuò)誤。 答案 C,6.某同學(xué)用如圖所示的裝置，探究不同濃度2,4D溶液對大豆種子細(xì)胞呼吸速率的影響，結(jié)果如表所示。,(1)在實(shí)驗(yàn)變量中，有色液滴移動的距離應(yīng)為_變量。 (2)實(shí)驗(yàn)裝置中NaOH溶液的作用是_ _，因而有色液滴移動的原因是_ _。 (3)若某一階段大豆種子依然存活，但不見液滴移動，此時(shí)大豆種子中產(chǎn)生ATP的場所是_ _。 (4)與D組相比，當(dāng)2,4D溶液濃度為1012 mol/L時(shí)，有色液滴在單位時(shí)間內(nèi)移動的距離更_。,解析 (1)變量包括自變量、因變量和無關(guān)變量，自變量為實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)者設(shè)置的變量，因變量是由于自變量的變化而引起變化的量，無關(guān)變量應(yīng)為實(shí)驗(yàn)過程中除自變量和因變量之外的其他因素，題中2,4D溶液的濃度應(yīng)為自變量，有色液滴的移動距離應(yīng)為因變量。 (2)裝置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，故二氧化碳的產(chǎn)生量并不影響裝置中的壓強(qiáng)，但種子細(xì)胞有氧呼吸吸收氧氣后，裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，有色液滴左移。綜上所述，導(dǎo)致有色液滴移動的唯一因素為有氧呼吸吸收氧氣的量。,(3)有色液滴不動表明裝置內(nèi)沒有氧氣的消耗，也就是細(xì)胞此時(shí)不進(jìn)行有氧呼吸，故此時(shí)種子只進(jìn)行無氧呼吸，其場所應(yīng)為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (4)根據(jù)表格可以看出，B組(1012 mol/L)移動的速度小于D組(108 mol/L)的。 答案 (1)因 (2)吸收有氧呼吸釋放出的CO2 有氧呼吸消耗O2后引起左側(cè)瓶內(nèi)氣體體積減小，氣壓下降 (3)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (4)小,1.測定組織細(xì)胞呼吸速率的裝置與原理 (1)裝置(如圖所示),實(shí)驗(yàn)歸納,(2)指標(biāo)：細(xì)胞呼吸速率常用單位時(shí)間CO2釋放量或O2吸收量來表示。 (3)原理：組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，刻度管內(nèi)的有色液滴左移。單位時(shí)間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。,(4)物理誤差的校正 如果實(shí)驗(yàn)材料是綠色植物，整個(gè)裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。 如果實(shí)驗(yàn)材料是種子，為防止微生物呼吸對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進(jìn)行消毒處理。 為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。,(1)最常用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：,2.有關(guān)細(xì)胞呼吸方式探究的裝置與實(shí)驗(yàn)分析,(2)實(shí)驗(yàn)材料分析：裝置一、二中試劑的作用分別是NaOH溶液吸收CO2，蒸餾水作為對照。在利用葡萄糖作為能源物質(zhì)的條件下，有氧呼吸氣體體積不變，無氧呼吸氣體體積增加。,(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,考點(diǎn)二 光合作用,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組一 從光合作用的過程進(jìn)行考查,題組二 以曲線分析或?qū)嶒?yàn)分析形式考查影響光合速率的環(huán)境因素,重點(diǎn)提煉,1.色素的吸收光譜,2.光合作用的過程圖解,1.磷酸是光反應(yīng)中合成ATP所需的反應(yīng)物(2014新課標(biāo)，6A)( ) 2.光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與(2014新課標(biāo)，6B)( ) 3.植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光(2013新課標(biāo)，2D)( ) 4.葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(2013新課標(biāo)，2C)( ),錯(cuò)混診斷,5.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和H2O(2010海南，4A)( ) 6.H2O在光下分解為H和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(2009安徽，1B)( ) 7.番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，光反應(yīng)強(qiáng)度會降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低(2011新課標(biāo)，3改編)( ) 8.離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、H和CO2后，可完成碳(暗)反應(yīng)(2011浙江，1D)( ),命題視角,題組一 從光合作用的過程進(jìn)行考查,1.如圖表示植物光合作用的一個(gè)階 段，下列各項(xiàng)敘述正確的是( ) A.該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體 B.C3生成C6H12O6需要H、ATP和 多種酶的參與 C.提高溫度一定能促進(jìn)C6H12O6的生成 D.在無光條件下，有利于暗反應(yīng)進(jìn)行,解析 圖示為光合作用的暗反應(yīng)階段，該反應(yīng)進(jìn)行的場所是葉綠體基質(zhì)，故A錯(cuò)誤； C3生成C6H12O6需在多種酶的催化下，利用ATP提供的能量，通過H的還原進(jìn)行，故B正確； 若該生理過程已在最適溫度條件下進(jìn)行，提高溫度反而會降低酶的活性，會使反應(yīng)減慢，故C錯(cuò)誤； 在無光條件下，暗反應(yīng)會因H和ATP的缺乏受到限制，故D錯(cuò)誤。 答案 B,2.(2014新課標(biāo)，2)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是( ) A.O2的產(chǎn)生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP比值下降,解析 正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間，說明綠藻可以正常進(jìn)行光合作用，用黑布遮光后，改變了綠藻光合作用的條件，此時(shí)光合作用的光反應(yīng)停止，光反應(yīng)的產(chǎn)物O2、ATP和H(即NADPH)停止產(chǎn)生，所以A、C、D項(xiàng)所敘述現(xiàn)象會發(fā)生； 光照停止，暗反應(yīng)中C3還原受影響，C5減少，CO2的固定減慢，B項(xiàng)所敘述現(xiàn)象不會發(fā)生。 答案 B,思維建模,模型法分析影響因素驟變時(shí)物質(zhì)量的變化,命題視角,題組二 以曲線分析或?qū)嶒?yàn)分析形式考查影響光合速率的環(huán) 境因素,3.現(xiàn)有a、b、c三種燈泡，其發(fā)出光波的波長與光輻射強(qiáng)度的關(guān)系如圖甲所示，現(xiàn)需從中選擇一種燈泡用于溫室中給植物補(bǔ)光，期望最大限度地增加光合作用的強(qiáng)度。為此某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(注：葉綠體中的色素主要吸收430450 nm的藍(lán)紫光和640660 nm的紅光),(1)請判斷三種燈泡與圖甲中的曲線間的對應(yīng)關(guān)系： a燈對應(yīng)曲線_，b燈對應(yīng)曲線_，c燈對應(yīng)曲線_。(橫線上均填序號) (2)如給予白熾光照射，金魚藻在不同光照強(qiáng)度下光合速率如圖丙曲線變化(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。 與B點(diǎn)相比，A點(diǎn)葉綠體中的C3含量_(較高、較低、相等、無法判斷)。 制約A點(diǎn)光合作用的因素主要是_。 在B點(diǎn)時(shí)，_可能導(dǎo)致曲線由變?yōu)椤?(3)若給該裝置通入C18O2，一段時(shí)間后，裝置內(nèi)出現(xiàn)了18O2，請用文字或圖解簡要說明：_。,解析 (1)由題意和題圖可看出，圖乙的裝置中光合作用最強(qiáng)，裝置中光合作用最弱，即b燈泡照射最有利于光合作用，對應(yīng)圖甲中的曲線，a燈泡照射不利于光合作用，對應(yīng)圖甲中的曲線，c燈泡與圖甲中曲線對應(yīng)，溫室中選擇b燈泡能最大限度地增加光合作用強(qiáng)度。 (2)圖丙中，A點(diǎn)的光照強(qiáng)度比B點(diǎn)的弱，所以A點(diǎn)處的C3含量較B點(diǎn)處的高； A點(diǎn)時(shí)光合速率并未達(dá)到最大值，也就是說光照強(qiáng)度還未達(dá)到飽和狀態(tài)，繼續(xù)增加光照強(qiáng)度還能提高光合速率，故限制其光合作用的因素主要是光照強(qiáng)度。,(3)若該密閉裝置通入C18O2，參與光合作用，其中的氧進(jìn)入葡萄糖和水分子中，水分子再參與光合作用被光解，產(chǎn)生氧氣，即C18O2H218O18O2。,答案 (1) (2)較高 光照強(qiáng)度 增加CO2濃度 (3)C18O2H218O18O2,總結(jié)提升,分析光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度與光合速率的變化曲線,(1)曲線圖,(2)圖形分析：在P點(diǎn)之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因素。隨著該因素的不斷增強(qiáng)，光合速率不斷提高。在Q點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因素，要提高光合速率，可適當(dāng)提高圖示的其他因素的含量或強(qiáng)度等。,考點(diǎn)三 多角度理解光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組一 從光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系進(jìn)行考查,題組二 利用坐標(biāo)曲線考查影響光合作用和呼吸作用的因素,題組三 光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)計(jì)算,題組四 光合作用與細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)測定與探究,重點(diǎn)提煉,1.兩者關(guān)系圖解讀,2.解讀真正光合速率和凈(表觀)光合速率的曲線圖 (1)圖示,(2)解讀,1.CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中， C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中(2009浙江，4B)( ) 2.光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP(2009浙江，4C)( ) 3.夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量(2009浙江，4D)( ) 4.凈光合速率長期為零時(shí)會導(dǎo)致幼苗停止生長(2014海南，7D)( ),錯(cuò)混診斷,命題視角,題組一 從光合作用和細(xì)胞呼吸的聯(lián)系進(jìn)行考查,1.如圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，下列說法有誤的是( ) A.A過程中合成ATP的部位是在葉綠體類囊體薄膜上 B.B過程中的ATP用于還原三碳化合物(C3) C.A、C過程中合成ATP所需的能量來源相同 D.D過程中能量的去向是用于耗能的生命活動,解析 A中合成ATP所需能量來源于光能， C中合成ATP所需能量來源于有機(jī)物的氧化分解釋放的能量。 答案 C,2.(2014天津，2)下圖是細(xì)胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是( ) A.過程只在線粒體中進(jìn)行，過程只在葉綠體中進(jìn)行 B.過程產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中 C.過程產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自H2O D.過程和中均能產(chǎn)生H，二者還原的物質(zhì)不同,解析 過程分別是有氧呼吸、光合作用。A項(xiàng)，在有線粒體的真核生物細(xì)胞中，過程發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，過程只發(fā)生在葉綠體中。而在原核細(xì)胞中，過程都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。 B項(xiàng)，過程通過有氧呼吸氧化分解有機(jī)物，釋放的能量一部分以熱能形式散失，一部分轉(zhuǎn)移至ATP中。,C項(xiàng)，過程產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自CO2，而不是來自H2O，H2O中的氧在光反應(yīng)過程中通過水的光解產(chǎn)生O2。 D項(xiàng)，過程的第一、二階段產(chǎn)生的H，用于第三階段還原O2，生成H2O；過程通過光反應(yīng)產(chǎn)生的H，用于暗反應(yīng)還原C3，因此二者還原的物質(zhì)不同。 答案 D,總結(jié)提升,1.光合作用與有氧呼吸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系,2.光合作用與細(xì)胞呼吸的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,3.光合作用與有氧呼吸中H和ATP的來源、去向分析,命題視角,題組二 利用坐標(biāo)曲線考查影響光合作用和呼吸作用的因素,3.(2014四川，6)將桑樹和大豆分別單獨(dú)種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如下圖所示(注：光飽和點(diǎn)是使光合速率達(dá)到最大值時(shí)所需的最低光照強(qiáng)度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是( ),A.與單作相比，間作時(shí)兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響 B.與單作相比，間作時(shí)兩種植物光合作用的光飽和點(diǎn)均增大 C.間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D.大豆植株開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度單作大于間作,解析 A項(xiàng)，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時(shí)的呼吸強(qiáng)度比單作時(shí)的大，大豆間作時(shí)的呼吸強(qiáng)度比單作時(shí)的小。 B項(xiàng)，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時(shí)桑樹光合作用的光飽和點(diǎn)增大，大豆光合作用的光飽和點(diǎn)減小。 C項(xiàng)，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時(shí)的光合速率比單作時(shí)增強(qiáng)，在較高光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時(shí)的光合速率比單作時(shí)減弱。 D項(xiàng)，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，單作時(shí)大豆開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度大于間作時(shí)的。 答案 D,4.(2014新課標(biāo)，29)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(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為_。CO2濃度在ab之間時(shí)，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(shí)，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(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)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(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮_這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。,解析 (1)根據(jù)曲線圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標(biāo)圖中曲線的走勢可以看出，當(dāng)CO2濃度在ab之間時(shí)，曲線A、B、C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。 (2)由題圖可知，影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強(qiáng)。當(dāng)CO2濃度大于c時(shí)，由于受光強(qiáng)的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。,(3)當(dāng)環(huán)境中的CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時(shí)呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測，光強(qiáng)和CO2濃度都會影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時(shí)考慮光強(qiáng)這一因素的影響。 答案 (1)0 A、B、C (2)光強(qiáng) (3)大于 (4)光強(qiáng),總結(jié)提升,光合速率與呼吸速率的關(guān)系的曲線解讀,(1)圖1中，在一定范圍內(nèi)，隨葉面積指數(shù)的增大，光合作用實(shí)際量和呼吸量均增加；,超過A點(diǎn)后，光合作用實(shí)際量不再隨葉面積指數(shù)的增加而增加，原因是葉片相互遮擋；干物質(zhì)的量光合作用實(shí)際量呼吸量。干物質(zhì)的量為零時(shí)，即葉面積指數(shù)為D時(shí)，光合速率呼吸速率。,(2)圖2中，在一定范圍內(nèi)，光合速率和呼吸速率都會隨溫度的升高而增加；細(xì)胞呼吸的最適溫度高于光合作用，所以超過20 時(shí)，光合速率增加緩慢，但呼吸速率增加很快，且可判斷20 時(shí)凈光合速率最大；凈光合速率光合速率呼吸速率，即兩曲線之間的距離n代表了相應(yīng)溫度下的凈光合速率，n0時(shí)，光合速率呼吸速率。,命題視角,題組三 光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)計(jì)算,5.如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h 內(nèi)CO2的吸收量和釋放量(單位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2吸收量和CO2釋放量表示。下列表述不合理的是( ),A.在18時(shí)和6時(shí)，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度 相等 B.假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，則該植物的呼吸 速率為10 mg/h，最大光合速率為85 mg/h C.該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A CB D.中午12時(shí)左右，與曲線最高點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間相比， 該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降,解析 在18時(shí)和6時(shí)，CO2吸收量和CO2釋放量相等，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，A正確。 假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，從圖示可知，該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為75 mg/h10 mg/h85 mg/h，B正確。 A、C表示光合作用合成的有機(jī)物，B表示呼吸作用消耗的有機(jī)物，該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為ACB，C正確。 中午12時(shí)左右，由于氣溫過高，氣孔關(guān)閉，CO2吸收量下降，與曲線最高點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量升高，D錯(cuò)誤。 答案 D,6.棉花是關(guān)系國計(jì)民生的戰(zhàn)略物資，也是僅次于糧食的第二大農(nóng)作物?？蒲腥藛T利用棉花植株進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)。請分析回答：,(1)棉花葉肉細(xì)胞中，完成“光能電能活躍化學(xué)能”轉(zhuǎn)化過程的部位是_，固定CO2的場所是_。,(2)圖1為選取至少具有15個(gè)棉鈴(果實(shí))的植株，去除不同比例的棉鈴，進(jìn)行研究棉花去鈴后對葉片光合作用的影響。分析可知，葉片光合速率大小與棉鈴數(shù)量呈_(填正或負(fù))相關(guān)，其中對照組棉花植株的CO2固定速率相對值是_。 (3)圖2為在適宜光強(qiáng)條件下，棉花光合速率和呼吸速率隨溫度變化的曲線。溫度主要是通過影響_來影響棉花光合速率和呼吸速率。 (4)圖2中，30 時(shí)棉花凈光合速率是_molO2mg1葉綠素h1，棉花光合作用生產(chǎn)量最大時(shí)的溫度是_。,解析 (1)光反應(yīng)中發(fā)生光能電能活躍化學(xué)能的變化，光反應(yīng)發(fā)生的場所是類囊體薄膜；暗反應(yīng)中發(fā)生CO2固定，暗反應(yīng)發(fā)生的場所為葉綠體基質(zhì)。 (2)由圖1可知，去除棉鈴的百分率越低，即棉鈴數(shù)量越多，光合速率越高，即葉片光合速率大小與棉鈴數(shù)量呈正相關(guān)；去除棉鈴的百分率為0，即不去除棉鈴時(shí)為對照組，此時(shí)棉花植株的CO2固定速率相對值是28。,(3)溫度通過影響酶的活性影響光合速率和呼吸速率。 (4)圖2中放氧速率為凈光合速率，耗氧速率為呼吸速率，30 時(shí)棉花凈光合速率是150 mol O2mg1葉綠素h1；棉花光合作用生產(chǎn)量最大時(shí)即為凈光合速率和呼吸速率之和最大時(shí)，圖2中35 時(shí)棉花光合作用生產(chǎn)量最大。 答案 (1)類囊體薄膜 葉綠體基質(zhì) (2)正 28 (3)酶的活性 (4)150 35 ,易錯(cuò)警示,有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸的計(jì)算問題辨析,(1)光合作用所需CO2的來源有兩個(gè)：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的，從周圍空氣中吸收的(若是水生植物，則是從周圍的水中吸收的)。 (2)光合作用釋放O2的去向有兩個(gè)：細(xì)胞呼吸、釋放到周圍的空氣中(當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí))。 (3)光合作用制造(等同生產(chǎn)、合成)的葡萄糖的去向有兩個(gè)：細(xì)胞呼吸消耗、積累(當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí))。,(4)當(dāng)在光照下光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行時(shí)：光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量實(shí)測的氧氣釋放量呼吸作用耗氧量；光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量實(shí)測的二氧化碳吸收量呼吸作用二氧化碳釋放量；光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量呼吸作用葡萄糖消耗量。,命題視角,題組四 光合作用與細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)測定與探究,7.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行與光合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是( ),A.試管中收集的氣體量代表了光合作用產(chǎn)生的氧氣量 B.在光下，如果有氣泡產(chǎn)生，可以說明光合作用產(chǎn)生 氧氣 C.為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用 不同濃度的NaHCO3溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) D.為了探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響，用一套裝置 慢慢向光源靠近，觀察氣泡產(chǎn)生的速率的變化,解析,收集到的氣體量為氧氣的釋放量，即光合作用產(chǎn)生的氧氣量減去呼吸作用消耗的氧氣量； 如果光照很弱，光合作用小于呼吸作用時(shí)，釋放的氣體為二氧化碳； 探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響需要設(shè)置多組裝置。 答案 C,8.(2014江蘇，31)為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養(yǎng)至指數(shù)生長期，并以此為材料，測定了藻細(xì)胞在不同條件下的凈光合速率(Pn)。 圖 1 為光合放氧測定裝置的示意圖；圖 2 是不同 NaHCO3濃度(pH 8.5,25 )條件下測得的Pn曲線圖。 請回答下列問題：,(1)通過變換圖1中光源，可研究_、_對光合作用的影響。,(2)在測定不同光照對Pn的影響時(shí)，如不精確控制溫度，則測得的光照與Pn的關(guān)系_(填“呈正相關(guān)”、“呈負(fù)相關(guān)”或“難以確定”)。 (3)由于弱堿性的藻培養(yǎng)液中游離CO2濃度很低，藻光合作用主要通過胞內(nèi)碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO獲得CO2。圖2中達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO3 濃度為_；在更高NaHCO3濃度下，Pn不再增加的主要原因有_、_。,解析 (1)可調(diào)光源可通過調(diào)節(jié)改變光照強(qiáng)度、光質(zhì)(光的波長)等，因此可用來研究光照強(qiáng)度和光質(zhì)對光合作用的影響。 (2)本實(shí)驗(yàn)中溫度屬于無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜。溫度過高或過低都會影響酶的活性，從而影響光合作用，導(dǎo)致難以確定光照對Pn的影響。,(3)由圖2可以看出，達(dá)到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為120 mgL1，在更高NaHCO3濃度下Pn值不再增加，可能是由于達(dá)到了CO2飽和點(diǎn)，或者是胞內(nèi)的CA量有限，不能分解水中的HCO 獲得CO2。,(4)根據(jù)題中信息分析，pH在7.010.0時(shí)，一方面會影響HCO 分解產(chǎn)生CO2，從而影響Pn；另一方面pH也會影響細(xì)胞中CA的活性，從而影響Pn。,答案 (1)光強(qiáng) 光質(zhì) (2)難以確定 (3)120 mgL1 達(dá)到了CO2飽和點(diǎn) CA量有限 (4)CO2(或HCO )供應(yīng)量不同 CA(細(xì)胞)活性變化,技法提煉,1.光合速率的測定方法,(1)條件：整個(gè)裝置必須在光下，光是植物進(jìn)行光合作用的條件。 (2)NaHCO3溶液作用：燒杯中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率測定指標(biāo)：植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，毛細(xì)管內(nèi)的有色液滴右移。單位時(shí)間內(nèi)有色液滴右移的體積即表示光合速率。,2.光合作用、細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)技巧 (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須注意三點(diǎn) 變量的控制手段，如光照強(qiáng)度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進(jìn)行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調(diào)節(jié)。 對照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對照。,無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為“凈光合作用強(qiáng)度值”。 (2)典型的方法 “黑白瓶法”：用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真光合作用強(qiáng)度值。 梯度法：用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響。,考點(diǎn)四 葉綠體中色素的提取和分離,重點(diǎn)提煉,命題視角,題組一 從色素提取與分離的原理進(jìn)行考查,題組二 從操作步驟與結(jié)果進(jìn)行考查,重點(diǎn)提煉,1.葉綠體中色素提取和分離的流程,2.葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的異?，F(xiàn)象分析 (1)提取液顏色淺的原因 研磨不充分，色素未充分提取出來。 稱取綠葉過少或加入95%的乙醇過多，色素濃度小。 未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。 (2)色素帶呈弧形的原因是濾紙條未剪去兩角。,(3)濾紙條上只有兩條色素帶，原因是使用的葉片中葉綠素被破壞或不含葉綠素。 (4)濾紙條上看不見色素帶的原因 忘記畫濾液細(xì)線。 濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長，色素全溶解到層析液中。,1.用紙層析法提取菠菜綠葉中的色素(2014四川，4C改編)( ) 2.在25 C的實(shí)驗(yàn)條件下可順利完成光合色素的提取與分離(2014北京，5A)( ) 3.葉綠體色素在層析液中的溶解度越高，在濾紙上擴(kuò)散就越慢(2014重慶，1C)( ) 4.利用紙層析法可分離出4種葉綠體色素(2012海南，9C)( ) 5.葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光(2012海南，9A)( ),錯(cuò)混診斷,命題視角,題組一 從色素提取與分離的原理進(jìn)行考查,1.下列是關(guān)于綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的說法，其中正確的是( ) A.色素提取的原理是色素在層析液中的溶解度不同 B.研磨葉片時(shí)加CaCO3的作用是使研磨更加充分 C.實(shí)驗(yàn)材料葉子要新鮮，顏色要深綠，目的是提取到 較多的色素 D.層析液可用丙酮代替,解析 本實(shí)驗(yàn)的原理有兩項(xiàng)：一是色素提取的原理，即葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，可以用其提取葉綠體中的色素； 二是色素分離的原理，即綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢，A錯(cuò)誤； SiO2和CaCO3的作用是常考點(diǎn)，SiO2可使研磨得更充分，CaCO3可防止研磨中色素被破壞，兩者不能混淆，B錯(cuò)誤；,層析液由20份在6090 下分餾出來的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成，也可用93號汽油代替，但不能用丙酮代替，丙酮可以作為色素的提取劑，D錯(cuò)誤。 答案 C,2.提取光合色素，進(jìn)行紙層析分離，對該實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是( ) A.未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片 B.提取液呈綠色是因?yàn)楹腥~綠素a和葉綠素b C.濾紙條由上到下第3條帶呈現(xiàn)黃綠色 D.胡蘿卜素位于濾紙條的最上方，是因?yàn)槠湓谔崛∫?中的溶解度最低,解析 未見色素帶最常見的原因是層析液沒及了濾液細(xì)線，導(dǎo)致色素溶解于層析液中，也可能是忘記畫濾液細(xì)線；如果材料為黃化葉片，仍能出現(xiàn)色素帶，A錯(cuò)誤。 色素在層析液中的溶解度和擴(kuò)散速度：胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b，因此在濾紙條上色素帶由上到下的順序?yàn)楹}卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，顏色分別為橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色，C、D錯(cuò)誤。 此類題型較常見，只要理解分離的原理，牢記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，基本沒太大難度，還有一些變式，如分析只出現(xiàn)2條或3條色素帶的原因，色素帶顏色較淺、色素帶變窄的原因等。 答案 B,命題視角,題組二 從操作步驟與結(jié)果進(jìn)行考查,3.對“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，下列描述正確的是( ) A.將5 g新鮮完整的菠菜葉，放入研缽中，加入無水乙醇、石英 砂、CaCO3以后，迅速研磨 B.用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿濾紙上的鉛筆線處小心均勻地 畫出一條濾液細(xì)線，并連續(xù)迅速地重復(fù)畫23次 C.把畫好細(xì)線的濾紙條插入層析液中，并不斷搖晃，以求加快 色素在濾紙條上的擴(kuò)散 D.色素分子是有機(jī)物，不溶于水，所以研磨過程中加入無水乙 醇是為了溶解色素,解析 稱取綠葉應(yīng)剪碎后放入研缽內(nèi)，放入少許SiO2和CaCO3，再加入10 mL無水乙醇，進(jìn)行迅速、充分地研磨，A錯(cuò)誤。 先用鉛筆畫線，沿鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細(xì)線，為了增加色素含量，采取多次畫濾液細(xì)線的方法，但是必須待濾液干后，再畫一兩次，B錯(cuò)誤。 把畫好濾液細(xì)線的濾紙條插入層析液中，靜置一段時(shí)間讓色素分離，C錯(cuò)誤。 色素的提取原理為葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，可以用其提取葉綠體中的色素，D正確。 答案 D,4.下列各項(xiàng)中，最可能是以衰老、發(fā)黃的菠菜作為材料，進(jìn)行“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)所觀察到的現(xiàn)象是( ),解析 衰老、發(fā)黃的菠菜葉綠素分解，只有類胡蘿卜素。A中葉綠素含量最多，故錯(cuò)誤。 B中沒有葉綠素，故正確。 C中還有葉綠素，故錯(cuò)誤。 D中無類胡蘿卜素，且色素帶位置錯(cuò)誤，故錯(cuò)誤。 答案 B,