第五講第五講 細(xì)胞呼吸與光合作用細(xì)胞呼吸與光合作用【考綱點(diǎn)擊】1細(xì)胞呼吸()。2.光合作用的基本過(guò)程()。3.影響光合作用速率的環(huán)境因素()。4.實(shí)驗(yàn)：(1)探究酵母菌的呼吸方式；(2)葉綠體色素的提取和分離。必考點(diǎn)必考點(diǎn)1 光合作用、細(xì)胞呼吸及其兩者光合作用、細(xì)胞呼吸及其兩者間的關(guān)系間的關(guān)系（5年年30考考 ）1. (2012江蘇，23)(多選)右圖表示細(xì)胞呼吸作用的過(guò)程，其中13代表有關(guān)生理過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是 ()。高考經(jīng)典高考經(jīng)典A1和和3都具有雙層生物膜都具有雙層生物膜B1和和2所含酶的種類不同所含酶的種類不同C2和和3都能產(chǎn)生大量都能產(chǎn)生大量ATPD甲、乙分別代表丙酮酸、甲、乙分別代表丙酮酸、H 解析：根據(jù)細(xì)胞代謝的特點(diǎn)判斷，為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，為線粒體基質(zhì)，為線粒體內(nèi)膜，甲為丙酮酸，乙為H，由此判斷，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；在中發(fā)生反應(yīng)的不同則是由于酶的專一性，不同場(chǎng)所中的酶是不同的，反應(yīng)物和生成物也不同，B項(xiàng)正確；大量ATP是在線粒體內(nèi)膜上產(chǎn)生的，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：BD2(2012廣東，26)荔枝葉片發(fā)育過(guò)程中，凈光合速率及相關(guān)指標(biāo)的變化見下表。葉片葉片發(fā)育情況發(fā)育情況葉面積葉面積(最大最大面積的面積的/%)總?cè)~綠總?cè)~綠素含量素含量氣孔氣孔相相對(duì)開放對(duì)開放度度凈光合凈光合速率速率A新葉展開前新葉展開前192.8B新葉展開中新葉展開中871.1551.6C新葉展開完成新葉展開完成1002.9812.7D新葉已成熟新葉已成熟10011.11005.8 注：“”表示未測(cè)數(shù)據(jù) (1)B的凈光合速率較低，推測(cè)原因可能是：葉綠素含量低，導(dǎo)致光能吸收不足；_，導(dǎo)致_。 (2)將A、D分別置于光溫恒定的密閉容器中，一段時(shí)間后，A的葉肉細(xì)胞中，將開始積累_；D的葉肉細(xì)胞中，ATP含量將_。 (3)與A相比，D合成生長(zhǎng)素的能力_；與C相比，D的葉肉細(xì)胞的葉綠體中，數(shù)量明顯增多的結(jié)構(gòu)是_。 (4)葉片發(fā)育過(guò)程中，葉片面積逐漸增大，是_的結(jié)果；D的葉肉細(xì)胞與表皮細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異顯著，其根本原因是_。 解析：(1)影響光合速率的因素有外因(光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等)和內(nèi)因(葉綠素的含量、酶等)，結(jié)合表格中的信息，B組葉綠素含量為1.1 mg/gfw，葉綠素含量低，氣孔開放程度為55%，開放程度比較低，二氧化碳吸收量比較少，導(dǎo)致光合效率較低。 (2)A葉片凈光合速率為2.8 mg/gfw，即光合速率小于呼吸速率，且由于是密閉的容器，導(dǎo)致容器內(nèi)氧氣越來(lái)越少而進(jìn)行無(wú)氧呼吸、產(chǎn)生酒精。D葉片中，光合速率大于呼吸速率，且由于是密閉的容器，導(dǎo)致容器內(nèi)二氧化碳越來(lái)越少，暗反應(yīng)減弱，而光反應(yīng)不變，導(dǎo)致ATP增多。 (3)相比成熟葉片，幼嫩的葉是合成生長(zhǎng)素的主要部分之一；葉綠素分布在葉綠體中基粒的類囊體薄膜上，從表格中可推知，由于總?cè)~綠素含量增長(zhǎng)，因此D的葉肉細(xì)胞的葉綠體中，基粒明顯增多。 (4)細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長(zhǎng)使個(gè)體增大；細(xì)胞分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)。 答案：(1)氣孔開放度相對(duì)低二氧化碳供應(yīng)不足 (2)酒精增多(3)低基粒(4)細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長(zhǎng)基因的選擇性表達(dá)3(2012新課標(biāo)，29)將玉米種子置于25 、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時(shí)取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計(jì)算每粒的平均干重，結(jié)果如圖所示，若只考慮種子萌發(fā)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源于胚乳，據(jù)圖回答下列問題。(1)萌發(fā)過(guò)程中胚乳組織中的淀粉被水解成萌發(fā)過(guò)程中胚乳組織中的淀粉被水解成_，通過(guò)，通過(guò)_作用為種子萌發(fā)提供能量。作用為種子萌發(fā)提供能量。(2)萌發(fā)過(guò)程中在萌發(fā)過(guò)程中在_h之間種子的呼吸速率最大，在該之間種子的呼吸速率最大，在該時(shí)間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為時(shí)間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為_mg。(3)萌發(fā)過(guò)程中胚乳的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物萌發(fā)過(guò)程中胚乳的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為_mg粒粒1d1。 (4)若保持實(shí)驗(yàn)條件不變，120 h后萌發(fā)種子的干重變化趨勢(shì)是_，原因是_ _。 解析：玉米種子由種皮、胚和胚乳組成，在萌發(fā)過(guò)程中胚發(fā)育成幼苗，子葉從胚乳中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一部分轉(zhuǎn)化為幼苗的組成物質(zhì)，一部分用于呼吸作用，為生命活動(dòng)提供能量；因此呼吸作用所消耗的有機(jī)物量胚乳減少的干重量轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)；(1)淀粉的基本組成單位是葡萄糖，葡萄糖通過(guò)氧化分解為生命活動(dòng)的供能。(2)024 h為15.4 mg，2448 h為0.6 mg，4872 h為1.1 mg，在7296 h種子呼吸消耗的有機(jī)物最多，為204.2177.726.5 mg粒1d1。 (3)子葉從胚乳中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一部分轉(zhuǎn)化為幼苗的組成物質(zhì)，一部分用于呼吸作用，為生命活動(dòng)提供能量；因此呼吸作用所消耗的有機(jī)物量胚乳減少的干重量轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)；7296 h轉(zhuǎn)化為43.626.517.1 mg，96120 h為27522 mg，最大轉(zhuǎn)化速率為22 mg。(4)保持實(shí)驗(yàn)條件不變(玉米種子至于25 、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā))，隨種子有機(jī)物的消耗，種子呼吸速率逐漸減慢，干重變化趨勢(shì)越來(lái)越小，當(dāng)長(zhǎng)出幼葉后仍然不能進(jìn)行光合作用，隨著有機(jī)物的消耗種子死亡。 答案：(1)葡萄糖呼吸(2)729626.5(3)22 (4)下降幼苗呼吸作用消耗有機(jī)物，且不能進(jìn)行光合作用 歷年高考命題的重點(diǎn)，選擇題、非選擇題均有呈現(xiàn)，光合作用、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所、過(guò)程以及相互間比較均為采分點(diǎn)。【押題1】 請(qǐng)根據(jù)圖分析下列有關(guān)植物進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸的敘述中，正確的是 ()。命題猜想命題猜想光合作用與呼吸作用的關(guān)系光合作用與呼吸作用的關(guān)系A(chǔ)植物長(zhǎng)時(shí)間處于黑暗中時(shí)，過(guò)程都會(huì)發(fā)生植物長(zhǎng)時(shí)間處于黑暗中時(shí)，過(guò)程都會(huì)發(fā)生B晴朗夏天的上午晴朗夏天的上午10點(diǎn)左右，北方植物的葉肉細(xì)胞中點(diǎn)左右，北方植物的葉肉細(xì)胞中多于多于C晴朗夏天的中午，將減弱晴朗夏天的中午，將減弱D進(jìn)行和時(shí)，物質(zhì)從產(chǎn)生部位到利用部位都將穿過(guò)進(jìn)行和時(shí)，物質(zhì)從產(chǎn)生部位到利用部位都將穿過(guò)4層磷脂分子層磷脂分子 解析植物長(zhǎng)時(shí)間處于黑暗中無(wú)法進(jìn)行光合作用，過(guò)程都不會(huì)發(fā)生，故A錯(cuò)；晴朗夏天的上午10點(diǎn)左右，光合作用強(qiáng)于細(xì)胞呼吸，植物要從周圍空氣中吸收CO2，不會(huì)發(fā)生，故B錯(cuò)；從葉綠體中產(chǎn)生的O2進(jìn)入線粒體內(nèi)要穿過(guò)4層膜，即8層磷脂分子，故D錯(cuò)；晴朗夏天的中午，葉片氣孔關(guān)閉影響光合作用的進(jìn)行，減弱，故C對(duì)。 答案C (1)題干關(guān)鍵信息：明確圖示各標(biāo)號(hào)代表的意義及發(fā)生的條件；(2)分析題枝：關(guān)注條件和關(guān)鍵信息，如A中的“黑暗”，B中的“晴朗上午10點(diǎn)”，C中“晴朗中午”，D中“磷脂分子”。生物信息題的解答技巧生物信息題的解答技巧【押題2】 如圖是某植物光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程示意圖。代表物質(zhì)，代表過(guò)程。據(jù)圖回答下列問題。 (1)將該植物由光照下突然置于黑暗中，甲圖中的C3的含量將_，C5的含量將_。 (2)乙圖與馬鈴薯塊莖細(xì)胞在缺氧時(shí)的代謝相比，特有的步驟是_(填數(shù)字)，這些過(guò)程發(fā)生在_中。 (3)若用18O標(biāo)記甲圖中的H2O，則在細(xì)胞呼吸產(chǎn)物中能首先測(cè)到放射性的是_，甲、乙兩圖中不同數(shù)字代表同一物質(zhì)的標(biāo)號(hào)是_。 (4)根據(jù)上圖寫出根吸收無(wú)機(jī)鹽離子所需能量的來(lái)源過(guò)程：光能_吸收無(wú)機(jī)鹽離子的能量。 答案(1)增多減少 (2)線粒體的基質(zhì)和內(nèi)膜(或線粒體) (3)水與、與 (4)活躍的化學(xué)能葡萄糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能 1光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系圖考點(diǎn)探源考點(diǎn)探源 關(guān)系解讀(1)光合作用與有氧呼吸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系 H和ATP的來(lái)源、去向分析：光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸H來(lái)源來(lái)源H2O光解產(chǎn)生光解產(chǎn)生有氧呼吸第一、二階段有氧呼吸第一、二階段去向去向還原還原C3用于第三階段還原用于第三階段還原O2ATP來(lái)源來(lái)源光反應(yīng)階段產(chǎn)生光反應(yīng)階段產(chǎn)生三個(gè)階段都產(chǎn)生三個(gè)階段都產(chǎn)生去向去向用于用于C3還原供能還原供能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(植物植物的的C3還原除外還原除外)(2)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系能量轉(zhuǎn)化關(guān)系 2光合作用驟變時(shí)各物質(zhì)量的變化同理：同理：CO2不變，光照由弱變強(qiáng)時(shí)不變，光照由弱變強(qiáng)時(shí)C5含量上升，含量上升，C3含含量減少。量減少。 同理：光照不變，CO2供應(yīng)增加，C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)合成相對(duì)增加。1疑難問題點(diǎn)撥分析(易混點(diǎn)) (1)暗反應(yīng)過(guò)程并非不需要光： 光合作用的過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者在光下才能進(jìn)行，并在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)；后者在有光、無(wú)光的條件下都可以進(jìn)行，但需要光反應(yīng)的產(chǎn)物H和ATP，因此在無(wú)光條件下不可以長(zhǎng)期進(jìn)行。 (2)誤認(rèn)為有氧呼吸的全過(guò)程都需要O2： 有氧呼吸的第一、二階段不需要O2，只有第三階段需要O2。名師叮嚀名師叮嚀 (3)誤認(rèn)為有氧呼吸的場(chǎng)所只有線粒體： 原核生物有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上。 真核生物有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。2植物細(xì)胞生理狀態(tài)的分析技巧 在植物體內(nèi)，只有含葉綠體的細(xì)胞才能進(jìn)行光合作用，因細(xì)胞中同時(shí)含有線粒體，所以要進(jìn)行呼吸作用。因此，對(duì)葉肉細(xì)胞(或葉片)而言(見下圖)：必考點(diǎn)必考點(diǎn)2 影響兩大基礎(chǔ)代謝的因素及在生產(chǎn)影響兩大基礎(chǔ)代謝的因素及在生產(chǎn)中的應(yīng)用中的應(yīng)用（5年年42考考 ）1. (2012山東理綜，2)夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。高考經(jīng)典高考經(jīng)典A甲植株在甲植株在A點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用B乙植株在乙植株在E點(diǎn)有機(jī)物積累量最多點(diǎn)有機(jī)物積累量最多C曲線曲線BC段和段和DE段下降的原因相同段下降的原因相同D兩曲線兩曲線BD段不同的原因可能是甲植株氣孔段不同的原因可能是甲植株氣孔 無(wú)法關(guān)閉無(wú)法關(guān)閉 解析：曲線表示凈光合作用的強(qiáng)度隨時(shí)間的變化，曲線和橫坐標(biāo)的交點(diǎn)表示光合作用的強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等的時(shí)刻，所以甲植株在A點(diǎn)前就已經(jīng)開始進(jìn)行光合作用，乙植株在618時(shí)積累有機(jī)物，18時(shí)積累有機(jī)物最多；BC段乙植株的光合作用強(qiáng)度下降，是由于溫度太高保衛(wèi)細(xì)胞失水，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，而DE段則是由于光照強(qiáng)度降低所致；甲植株在溫度最高的中午也沒有出現(xiàn)光合作用強(qiáng)度的下降，是由于氣孔不能關(guān)閉。A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D2(2012天津理綜，5)設(shè)置不同CO2濃度，分組光照培養(yǎng)藍(lán)藻，測(cè)定凈光合速率和呼吸速率(光合速率凈光合速率呼吸速率)，結(jié)果見右圖。據(jù)圖判斷，下列敘述正確的是 ()。A與與d3濃度相比，濃度相比，d1濃度下單位時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻細(xì)胞光反應(yīng)濃度下單位時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻細(xì)胞光反應(yīng) 生成的生成的H多多B與與d2濃度相比，濃度相比，d3濃度下單位時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻細(xì)胞呼吸過(guò)濃度下單位時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻細(xì)胞呼吸過(guò) 程產(chǎn)生的程產(chǎn)生的ATP多多C若若d1、d2、d3濃度下藍(lán)藻種群的濃度下藍(lán)藻種群的K值分別為值分別為K1、K2、 K3，則，則K1K2K3D密閉光照培養(yǎng)藍(lán)藻，測(cè)定種群密度及代謝產(chǎn)物即可判密閉光照培養(yǎng)藍(lán)藻，測(cè)定種群密度及代謝產(chǎn)物即可判 斷其是否為兼性厭氧生物斷其是否為兼性厭氧生物 解析：由呼吸速率曲線可知，d3濃度下細(xì)胞呼吸速率小于d2濃度下的細(xì)胞呼吸速率，所以d3濃度下單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞呼吸過(guò)程產(chǎn)生ATP少，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。三個(gè)不同濃度下種群的K值大小比較可根據(jù)凈光合速率曲線判斷，凈光合速率越大時(shí)，積累有機(jī)物就越多，種群K值就越大，所以K2最大，而K1和K3相同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。判斷藍(lán)藻的呼吸方式應(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。光合速率凈光合速率呼吸速率。因?yàn)閐1和d3的凈光合速率相等，但d1細(xì)胞呼吸速率大于d3，所以光合速率為d1d3，與d3濃度相比，d1濃度下單位時(shí)間內(nèi)藍(lán)藻光反應(yīng)生成的H多，故A項(xiàng)正確。 答案：A3(2012重慶理綜，30)長(zhǎng)葉刺葵是棕櫚科熱帶植物。為了解其引種到重慶某地后的生理狀況，某研究小組在水分充足、晴朗無(wú)風(fēng)的夏日，觀測(cè)得到了該植物光合速率等生理指標(biāo)日變化趨勢(shì)圖(如右圖)。 (1)據(jù)圖分析：據(jù)圖分析： 光合作用消耗光合作用消耗ATP最快的時(shí)刻是最快的時(shí)刻是_。根吸水能力。根吸水能力最強(qiáng)的時(shí)刻是最強(qiáng)的時(shí)刻是_。 直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是_；推測(cè)導(dǎo)；推測(cè)導(dǎo)致致12：00時(shí)光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素主要是時(shí)光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素主要是_(填填“光照光照”或或“CO2”)。 在14：00時(shí)若適當(dāng)提高CO2濃度，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中H含量的變化是_。 (2)若該地土壤缺鈣，一段時(shí)間后該植物首先表現(xiàn)出鈣缺乏癥的是_(填“老葉”或“幼葉”)。 (3)假設(shè)若干年后將引種后代重新移栽回原產(chǎn)地，與原產(chǎn)地長(zhǎng)葉刺葵雜交不育，原因是地理隔離導(dǎo)致了_。 解析：(1)光合作用暗反應(yīng)階段需要消耗ATP，當(dāng)光合作用速率最快時(shí)，消耗ATP最快，由光合作用速率變化曲線可知，最大速率出現(xiàn)在10：00；根吸收的水分絕大部分用于蒸騰作用，蒸騰速率最大時(shí)也就是根吸水能力最強(qiáng)時(shí)，由蒸騰速率曲線可知，最大吸水能力出現(xiàn)在12：00。水分通過(guò)蒸騰作用散失到周圍空氣中是通過(guò)氣孔完成的，所以氣孔導(dǎo)度是引起蒸騰速率變化的直接指標(biāo)，由兩條曲線變化的一致性也可得此結(jié)論；12：00時(shí)光合速率出現(xiàn)低谷，此時(shí)氣孔導(dǎo)度最大，二氧化碳供應(yīng)充足，故主要因素不是二氧化碳，而應(yīng)該是光照。提高二氧化碳濃度，能促進(jìn)暗反應(yīng)中三碳化合物的形成，三碳化合物的還原需要消耗掉更多的還原性氫，還原性氫的含量會(huì)下降。 (2)鈣屬于植物體內(nèi)不可轉(zhuǎn)移的礦質(zhì)元素，當(dāng)土壤中缺少鈣時(shí)，老葉中的已有的鈣不能轉(zhuǎn)移到幼葉中去，故首先表現(xiàn)缺鈣癥狀的是幼葉。 (3)雜交后代不可育，說(shuō)明已經(jīng)產(chǎn)生了生殖隔離。 答案：(1)10：0012：00氣孔導(dǎo)度光照降低 (2)幼葉(3)生殖隔離 歷年必考內(nèi)容，選擇題、非選擇題均可以曲線、圖表分析形式出現(xiàn)，非選擇題還可以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題或?qū)嶒?yàn)分析題形式出現(xiàn)！【押題1】 如圖分別表示兩個(gè)自變量對(duì)光合速率的影響情況，除各圖中所示因素外，其他因素均控制在最適范圍內(nèi)。下列分析錯(cuò)誤的是()。命題猜想命題猜想多因子變量對(duì)光合作用的影響多因子變量對(duì)光合作用的影響 A甲圖中A點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量 B乙圖中D點(diǎn)與C點(diǎn)相比，相同時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的 生成量多 C圖中M、N點(diǎn)的限制因素是光照強(qiáng)度，P點(diǎn)的限制因素 是溫度 D丙圖中，隨著溫度的升高，曲線走勢(shì)將穩(wěn)定不變解析解析乙圖中乙圖中D點(diǎn)時(shí)的光照較點(diǎn)時(shí)的光照較C點(diǎn)強(qiáng)，光反應(yīng)生成的點(diǎn)強(qiáng)，光反應(yīng)生成的ATP和和NADPH較多，促進(jìn)較多，促進(jìn)C3的還原，使的還原，使C5生成量多，因此，生成量多，因此，C5與與CO2結(jié)合生成結(jié)合生成C3的量也會(huì)增多，故的量也會(huì)增多，故B項(xiàng)正確。溫度通項(xiàng)正確。溫度通過(guò)影響酶的活性影響代謝。在丙圖中，隨著溫度的進(jìn)一步過(guò)影響酶的活性影響代謝。在丙圖中，隨著溫度的進(jìn)一步升高，曲線的走勢(shì)將下降。升高，曲線的走勢(shì)將下降。答案答案D (1)解題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷出曲線所表示的含義植物真正光合速率，以及曲線關(guān)鍵點(diǎn)A、B、C、D、M、N、P點(diǎn)所表示的含義。 (2)坐標(biāo)曲線圖中限制因素的判斷：在曲線上升階段，其限制因素為橫坐標(biāo)所表示的因子；當(dāng)曲線達(dá)到最大值后，限制因素就要從內(nèi)部因素和外部因素兩個(gè)方面考慮。曲線題的判斷曲線題的判斷【押題2】 (2012臺(tái)州期末).下圖表示在25 時(shí)，a、b兩種植物隨著光照強(qiáng)度的變化CO2吸收量或CO2釋放量的變化曲線圖。回答下列問題。考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)及曲線的分析能力考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)及曲線的分析能力 (1)比較 a、b植物，其中細(xì)胞呼吸較強(qiáng)的是_植物，當(dāng)光照強(qiáng)度在達(dá)到Z點(diǎn)之前，限制a植物光合作用的因素主要是_。 (2)當(dāng)平均光照強(qiáng)度在x和y之間(不包括x、y)，假設(shè)白天和黑夜的時(shí)間各為12 h，a植物一晝夜中有機(jī)物積累量的變化是_(減少或增加)。 (3)已知a植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25 和30 ，若將溫度提高到30 (其它條件不變)，理論上圖中P、M的位置如何變化？_。 .研究人員利用番茄植株進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一、二的結(jié)果分別用下圖的甲、乙表示，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。 （1）實(shí)驗(yàn)一的自變量是_，圖甲中A點(diǎn)條件下番茄植株相對(duì)生長(zhǎng)速率低于B點(diǎn)的主要原因是_ 。日溫26 ，夜溫20 不一定是番茄植株生長(zhǎng)的最適溫度組合，理由是：_。 （2）圖乙表示在一個(gè)種植有番茄植株的密閉容器內(nèi)O2含量的變化，據(jù)圖分析： 番茄植株光合作用釋放的O2量和呼吸作用消耗的O2相等的點(diǎn)是_ 。 該番茄植株經(jīng)過(guò)一晝夜后，是否積累了有機(jī)物？ _，理由是_ 。 破題關(guān)鍵 解析.光照強(qiáng)度達(dá)飽和點(diǎn)之前光合速率的限制因子為光照強(qiáng)度，當(dāng)溫度高于最適溫度時(shí)，光合速率下降，此時(shí)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，飽和點(diǎn)向左下移。 .若夜溫過(guò)低可導(dǎo)致酶活性降低，代謝速率過(guò)低，從而抑制物質(zhì)合成，細(xì)胞分裂等代謝過(guò)程，故生長(zhǎng)速率較低；欲確認(rèn)日溫26 ，夜溫20 是否最適宜于番茄生長(zhǎng)，應(yīng)設(shè)置不同溫度組合的對(duì)照實(shí)驗(yàn)；圖乙中光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)應(yīng)為曲線折點(diǎn)處。 答案.(1)a光照強(qiáng)度(2)減少(3)P點(diǎn)右移，M點(diǎn)向左下方移 .(1)夜溫A點(diǎn)夜溫過(guò)低，導(dǎo)致夜間酶活性低，新陳代謝速率過(guò)低，不利于物質(zhì)合成和細(xì)胞分裂等生理活動(dòng)無(wú)其他日溫和夜溫組合進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)對(duì)照(合理描述即可) (2)B和C無(wú)積累因?yàn)镈點(diǎn)的氧氣比A點(diǎn)低，說(shuō)明呼吸消耗的有機(jī)物總量大于光合作用制造總量，故無(wú)積累(合理描述即可) 影響光合作用的外界因素及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用考點(diǎn)探源考點(diǎn)探源具體內(nèi)容解讀1光照強(qiáng)度 (1)原理：影響光反應(yīng)階段ATP、H的產(chǎn)生。 (2)曲線如圖所示。 (3)分析P點(diǎn)的限制因素：(4)應(yīng)用：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。應(yīng)用：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。大棚蔬菜生產(chǎn)時(shí)，可在夜間進(jìn)行人工光照以延長(zhǎng)光大棚蔬菜生產(chǎn)時(shí)，可在夜間進(jìn)行人工光照以延長(zhǎng)光合作用時(shí)間；合作用時(shí)間；大田作物可采用輪作，延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上大田作物可采用輪作，延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間。綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間。2CO2濃度 (1)原理：影響暗反應(yīng)階段C3的生成。 (2)曲線如圖所示。 (3)分析：P點(diǎn)的限制因素(4)應(yīng)用：應(yīng)用：種植大棚蔬菜時(shí)，多施有機(jī)肥、人工增施種植大棚蔬菜時(shí)，多施有機(jī)肥、人工增施CO2；大田作物應(yīng)多施有機(jī)肥和實(shí)施秸稈還田，或南北大田作物應(yīng)多施有機(jī)肥和實(shí)施秸稈還田，或南北向種植以保證空氣順暢流通。向種植以保證空氣順暢流通。3溫度 (1)原理：通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響光合速率。 (2)曲線如右圖所示。 (3)分析：P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為進(jìn)行光合作用的最適溫度。 4礦質(zhì)元素 (1)原理：N、Mg是構(gòu)成葉綠素的成 分，P是NADPH的 成分，K有助于光合產(chǎn)物的運(yùn)輸。 (2)曲線如右圖所示。 (3)分析：分析：PQ的形成原因：施肥過(guò)多，植物的形成原因：施肥過(guò)多，植物吸水困難甚至失水，進(jìn)而影響光合作用。吸水困難甚至失水，進(jìn)而影響光合作用。(4)應(yīng)用：合理、適量施肥。應(yīng)用：合理、適量施肥。 與光合作用、呼吸作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧 如果讓我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定光合作用速率，必須綜合考慮兩者的關(guān)系：無(wú)論是否有光，植物都將進(jìn)行呼吸作用，而在光下測(cè)定的光合作用速率，實(shí)際上是凈光合作用速率，因此需另外設(shè)置實(shí)驗(yàn)組，測(cè)定呼吸作用速率。 因此，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)。名師叮嚀名師叮嚀 對(duì)照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過(guò)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(duì)照。 無(wú)論哪種裝置，在光下測(cè)得的數(shù)值均為“凈光合作用強(qiáng)度值”。 典型的方法： “黑白瓶法”：用黑瓶(無(wú)光照的一組)測(cè)得的為呼吸作用強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測(cè)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(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。 特別提醒外界因素對(duì)光合作用影響的實(shí)質(zhì)影響影響因素因素產(chǎn)生影響產(chǎn)生影響影響影響過(guò)程過(guò)程光照強(qiáng)光照強(qiáng)度度影響水的光解產(chǎn)生影響水的光解產(chǎn)生H影影響響ATP的形成的形成主要是光反應(yīng)階段主要是光反應(yīng)階段CO2濃度濃度影響影響C3的合成的合成主要是暗反應(yīng)階段主要是暗反應(yīng)階段溫度溫度影響光合作用酶的活性影響光合作用酶的活性【典例】 某校生物興趣小組以玉米為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同條件下光合作用和呼吸作用速率(密閉裝置)，繪出圖甲、乙和丙，圖中光合速率與呼吸速率并不相等的點(diǎn)是 ()。 AABBCCDD 答案 A 教你審題挖掘示意圖隱含信息，抓題干及選項(xiàng)關(guān)鍵詞是解題關(guān)鍵 規(guī)律總結(jié) 真光合作用和凈光合作用的比較： 真光合作用就是植物的光合作用(只是光合作用，不包括呼吸作用)，體現(xiàn)了植物有機(jī)物的制造量。 凈光合作用指真光合作用與呼吸作用的差值，體現(xiàn)了植物有機(jī)物的積累量。 三者的關(guān)系：真光合作用凈光合作用呼吸作用。 三者的常用表示方法：真正光真正光合速率合速率O2產(chǎn)生產(chǎn)生(生成生成)速率速率CO2固固定速率定速率有機(jī)物產(chǎn)生有機(jī)物產(chǎn)生(制制造、生成造、生成)速率速率凈光合凈光合速率速率O2釋釋放速率放速率CO2吸吸收速率收速率有機(jī)物積累速率有機(jī)物積累速率呼吸速率呼吸速率黑暗中黑暗中O2吸收速率吸收速率黑暗中黑暗中CO2釋放速率釋放速率有機(jī)物消耗速率有機(jī)物消耗速率1光合速率與呼吸速率的關(guān)系 (1)綠色植物在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率，相當(dāng)于圖1中A點(diǎn)。圖圖1 (2)綠色植物組織在光下，光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈(表觀)光合速率。 (3)真正光合速率、表觀(凈)光合速率和呼吸速率三者之間的關(guān)系(公式如下) 真正光合速率凈光合速率呼吸速率2葉面指數(shù)變化與光能利用能力(物質(zhì)合成積累量)之間的關(guān)系 曲線解讀：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(guò)A點(diǎn)后，光合作用實(shí)際量不再增加，原因是葉片相互遮擋，部分葉片因光 照強(qiáng)度和照強(qiáng)度和CO2濃度的限制而處于光補(bǔ)償點(diǎn)以下；凈光濃度的限制而處于光補(bǔ)償點(diǎn)以下；凈光合速率真正光合速率呼吸速率，所以干物質(zhì)的量合速率真正光合速率呼吸速率，所以干物質(zhì)的量光合作用實(shí)際量呼吸量，如圖中曲線所示；植物的光合作用實(shí)際量呼吸量，如圖中曲線所示；植物的葉面積指數(shù)不能超過(guò)葉面積指數(shù)不能超過(guò)D點(diǎn)，否則植物將入不敷出，無(wú)法點(diǎn)，否則植物將入不敷出，無(wú)法生活下去。生活下去。圖圖2 誤區(qū)提示干物質(zhì)的量即光合作用有機(jī)物的積累量，干物質(zhì)的量為零的點(diǎn)應(yīng)為光合作用實(shí)際量與呼吸量的交點(diǎn)(即C點(diǎn))，而不是呼吸量與干物質(zhì)量的交點(diǎn)。3光照充足條件下溫度變化對(duì)同一植物光合作用、呼吸作用影響的差異曲線解讀：一定范圍內(nèi)，光合速率和呼吸速率都會(huì)隨溫曲線解讀：一定范圍內(nèi)，光合速率和呼吸速率都會(huì)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，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(guò)所以超過(guò)20 時(shí)，光合速率增加緩慢，但呼吸速率增時(shí)，光合速率增加緩慢，但呼吸速率增加很快；凈光合速率光合速率呼吸速率，即兩曲線加很快；凈光合速率光合速率呼吸速率，即兩曲線之間的距離之間的距離n代表了相應(yīng)溫度下的凈光合速率，繪制成曲代表了相應(yīng)溫度下的凈光合速率，繪制成曲線如圖中虛線所示，可判斷線如圖中虛線所示，可判斷20 時(shí)凈光合速率最大。時(shí)凈光合速率最大。 誤區(qū)提示注意準(zhǔn)確判斷光合速率的類型。如果光合速率代表的是凈光合速率，則真正光合速率應(yīng)為兩曲線縱坐標(biāo)之和?！咀兪?】 (2012安徽理綜，29)為探究酵母菌的細(xì)胞呼吸，將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理，得到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入AF試管中，加入不同的物質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(見下表)。 試試 管管編編 號(hào)號(hào)加入加入的物質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體酵母菌酵母菌ABCDEF葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸氧氣氧氣 注：“”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“”表示未加入相關(guān)物質(zhì) (1)會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管有_，會(huì)產(chǎn)生酒精的試管有_，根據(jù)試管_的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可判斷出酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所。(均填試管編號(hào)) (2)有氧呼吸產(chǎn)生的H，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水。2，4二硝基苯酚(DNP)對(duì)該氧化過(guò)程沒有影響，但使該過(guò)程所釋放的能量都以熱的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶無(wú)法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)繼續(xù)進(jìn)行。 解析：本題主要考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)。酵母菌為兼性厭氧生物，在有氧的條件下進(jìn)行有氧呼吸，其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(1)分析表格，試管A中加入的是丙酮酸，在有O2條件下無(wú)法在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中繼續(xù)氧化分解。試管B中加入的是葡萄糖，無(wú)氧條件下，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能繼續(xù)氧化分解，產(chǎn)生CO2和酒精。在有氧條件下，線粒體能分解丙酮酸，所以C試管中具有CO2和H2O產(chǎn)生，而D試管無(wú)。分析試管E、F，酵母菌在有氧條件下，能把C6H12O6徹底氧化分解產(chǎn)生CO2和H2O；在無(wú)氧條件下，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生CO2和C2H5OH。從而可以判斷，能產(chǎn) 生CO2和H2O的試管有C、E，能產(chǎn)生酒精的試管有B、F。根據(jù)試管B、D、F的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可判斷酵母菌的無(wú)氧呼吸場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)根據(jù)題中的信息，DNP對(duì)HO2H2O過(guò)程沒有影響，但使該過(guò)程所釋放的能量都以熱能的形式耗散，而不能形成ATP，由于H和氧結(jié)合形成水的過(guò)程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，因此DNP使分布的線粒體膜上的酶無(wú)法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解不受影響，但產(chǎn)生的ATP將會(huì)大大減少。 答案：(1)C、EB、FB、D、F(2)線粒體內(nèi)膜能【變式2】 (2012南京四中月考，11)若圖甲表示某地夏季一密閉大棚內(nèi)一晝夜間二氧化碳的變化，而圖乙表示棚內(nèi)植株在B點(diǎn)時(shí)，消耗的二氧化碳總量與消耗的氧氣總量之比(體積比)，其中正確的是 ()。 解析：從圖甲中可知，密閉大棚內(nèi)的二氧化碳濃度在AB段隨時(shí)間的變化不斷增加，達(dá)到B點(diǎn)后不再增加，說(shuō)明此時(shí)的光合作用強(qiáng)度已與呼吸作用強(qiáng)度相等，呼吸作用釋放的二氧化碳正好用于自身的光合作用，四個(gè)選項(xiàng)中符合這一特點(diǎn)的是選項(xiàng)B。 答案：B