第第2講講光合作用和細胞呼吸光合作用和細胞呼吸考綱要求考綱要求三年考情三年考情命題趨勢命題趨勢1.光合作用的光合作用的基本過程基本過程2013北京、全國大綱、海南北京、全國大綱、海南2012山東、廣東、福建、天津山東、廣東、福建、天津2011浙江、福建、廣東、江蘇浙江、福建、廣東、江蘇1.趨勢分析：葉綠體色素的提取趨勢分析：葉綠體色素的提取與分離實驗常直接考查，而光合與分離實驗常直接考查，而光合作用與細胞呼吸原理與應用考查作用與細胞呼吸原理與應用考查常結合過程模型、曲線分析和生常結合過程模型、曲線分析和生產生活應用進行。產生活應用進行。2備考指南：備考指南：(1)利用光合作用利用光合作用圖解或表解幫助理解光合作用中圖解或表解幫助理解光合作用中主要的生理變化以及光反應與暗主要的生理變化以及光反應與暗反應之間的關系。反應之間的關系。(2)可通過表解對比法加深對有氧可通過表解對比法加深對有氧呼吸三個階段的理解。呼吸三個階段的理解。(3)結合元素追蹤法加深理解細胞結合元素追蹤法加深理解細胞呼吸過程中的元素去向。呼吸過程中的元素去向。(4)結合同位素標記法理解光合作結合同位素標記法理解光合作用中產物的元素來源問題。用中產物的元素來源問題。2.影響光合作影響光合作用速率的環(huán)用速率的環(huán)境因素境因素2013山東、重慶、浙江、四川、山東、重慶、浙江、四川、江蘇江蘇2012北京、江蘇、浙江、廣東北京、江蘇、浙江、廣東2011全國課標、海南、廣東、江全國課標、海南、廣東、江蘇、天津、安徽蘇、天津、安徽3.細胞呼吸細胞呼吸2013全國全國、北京、安徽、福、北京、安徽、福建、四川、海南建、四川、海南2012全國課標、山東、福建、江全國課標、山東、福建、江蘇、天津、浙江蘇、天津、浙江2011海南、廣東、天津、福建海南、廣東、天津、福建葉綠體類囊體薄膜上葉綠體類囊體薄膜上H、ATP、多種酶、多種酶CO2的固定、的固定、C3的還原的還原細胞質基質和線粒體細胞質基質和線粒體細胞質基質細胞質基質1以碳的轉移為例，寫出光合作用與細胞呼吸的聯系。以碳的轉移為例，寫出光合作用與細胞呼吸的聯系。2光合作用與細胞呼吸是怎樣完成能量轉換的？光合作用與細胞呼吸是怎樣完成能量轉換的？考點一考點一透徹分析光合作用與細胞呼吸的過程透徹分析光合作用與細胞呼吸的過程 下列有關光合作用和細胞呼吸的相關敘述中，不正確下列有關光合作用和細胞呼吸的相關敘述中，不正確的是的是()A有氧和無氧時有氧和無氧時,酵母菌呼吸作用產物不同酵母菌呼吸作用產物不同(2013全國全國，3D)B葉綠體在光下和黑暗中均能合成葉綠體在光下和黑暗中均能合成ATP(2012全國大綱，全國大綱，2B)C離體的葉綠體基質中添加離體的葉綠體基質中添加ATP、H和和CO2后，可完成碳反后，可完成碳反應應(暗反應暗反應)(2011浙江，浙江，1D)D有氧呼吸產生的有氧呼吸產生的H在線粒體內膜上與氧結合生成水在線粒體內膜上與氧結合生成水(2010新課標卷改編，新課標卷改編，2B)自主嘗試自主嘗試_提醒提醒兩個生理過程中特別注意的是：兩個生理過程中特別注意的是：植物吸收藍紫光的百分比比紅光高，但紅光提供的能量多，植物吸收藍紫光的百分比比紅光高，但紅光提供的能量多，白光中的綠光光合效率低，所以應是紅光光合效率高。白光中的綠光光合效率低，所以應是紅光光合效率高。無光的情況下，無光的情況下，CO2固定產生的固定產生的C3達到飽和，會抑制該過達到飽和，會抑制該過程的進行。程的進行。無氧呼吸第一階段產生的無氧呼吸第一階段產生的H用作還原劑形成乳酸或酒精，用作還原劑形成乳酸或酒精，第二階段不產生第二階段不產生ATP。水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸的產物酒精對水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸的產物酒精對細胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產生的乳酸細胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產生的乳酸對細胞有毒害作用。對細胞有毒害作用?！窘馕鼋馕觥拷湍妇鸀榧嫘詤捬跣臀⑸?，進行有氧呼吸時，酵母菌為兼性厭氧型微生物，進行有氧呼吸時，呼吸產物是呼吸產物是CO2和水，進行無氧呼吸時，呼吸產物是酒精和水，進行無氧呼吸時，呼吸產物是酒精和和CO2；黑暗條件下葉綠體不能合成；黑暗條件下葉綠體不能合成ATP；暗反應需要的；暗反應需要的外部條件外部條件ATP、H及及CO2；有氧呼吸的第三個階段在線粒；有氧呼吸的第三個階段在線粒體內膜上完成。體內膜上完成?！敬鸢复鸢浮緽【鏈接提升鏈接提升】1物質轉化關系物質轉化關系(1)從反應式確定元素的來源和去向：從反應式確定元素的來源和去向：光合作用總反應式：光合作用總反應式：O2中氧原子全部來自水；中氧原子全部來自水；CO2中碳經中碳經C3進入進入(CH2O)。有氧呼吸反應式：有氧呼吸反應式：產生的產生的H2O中的氧原子全部來自中的氧原子全部來自O2，與反應物，與反應物H2O中氧原子中氧原子無關。無關。(2)光合作用與有氧呼吸的物質轉化：光合作用與有氧呼吸的物質轉化：(3)H和和ATP的來源、去向分析：的來源、去向分析：光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸H來源來源去向去向ATP來源來源去向去向H2O光解產生光解產生有氧呼吸第一、二階段有氧呼吸第一、二階段還原還原C3用于第三階段還原用于第三階段還原O2光反應階段產生光反應階段產生三個階段都產生三個階段都產生用于用于C3還原供能還原供能用于各項生命活動用于各項生命活動(植物的植物的C3還原除外還原除外)2.能量轉化關系能量轉化關系跟蹤訓練跟蹤訓練1下列物質轉化過程會發(fā)生在人體內的是下列物質轉化過程會發(fā)生在人體內的是()AH2O中的中的O轉移到轉移到O2中中BCO2中的中的C轉移到轉移到C6H12O6中中CC6H12O6中的中的H轉移到轉移到C2H5OH中中DO2中的中的O轉移到轉移到H2O中中【解析解析】 A所述過程是水的光解，發(fā)生在光合作用光反應階所述過程是水的光解，發(fā)生在光合作用光反應階段，段，B所述過程發(fā)生在光合作用的暗反應階段，都不會發(fā)生所述過程發(fā)生在光合作用的暗反應階段，都不會發(fā)生在人體內；在人體內；C中的物質變化發(fā)生在無氧呼吸過程中，人體無中的物質變化發(fā)生在無氧呼吸過程中，人體無氧呼吸只能產生乳酸；氧呼吸只能產生乳酸；D中的物質變化發(fā)生在有氧呼吸過程中的物質變化發(fā)生在有氧呼吸過程中，人體能夠進行有氧呼吸，所以中，人體能夠進行有氧呼吸，所以D項正確。項正確。D跟蹤訓練跟蹤訓練2如圖表示某種生理作用的過程。其中甲、乙、丙如圖表示某種生理作用的過程。其中甲、乙、丙代表有關生理過程發(fā)生的場所，代表有關生理過程發(fā)生的場所，、代表有關物質。下列代表有關物質。下列有關敘述中，正確的是有關敘述中，正確的是()A該圖表示光合作用的生理過程該圖表示光合作用的生理過程B酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙內發(fā)生生理過程酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙內發(fā)生生理過程C物質物質表示丙酮酸，物質表示丙酮酸，物質表示表示ATPD丙表示線粒體內膜，該處能產生大量的丙表示線粒體內膜，該處能產生大量的ATPD【解析解析】 該圖表示有氧呼吸過程；甲、乙分別表示細胞質基該圖表示有氧呼吸過程；甲、乙分別表示細胞質基質、線粒體基質，酵母菌是真核生物，可以在甲、乙中發(fā)生質、線粒體基質，酵母菌是真核生物，可以在甲、乙中發(fā)生生理過程，乳酸菌是原核生物，只能在甲中發(fā)生生理過程；生理過程，乳酸菌是原核生物，只能在甲中發(fā)生生理過程；物質物質表示丙酮酸，物質表示丙酮酸，物質表示表示H；丙表示線粒體內膜，在；丙表示線粒體內膜，在該處該處H和氧氣反應生成水，同時產生大量能量，生成大量和氧氣反應生成水，同時產生大量能量，生成大量ATP。考點二考點二分析影響光合作用和細胞呼吸的因素分析影響光合作用和細胞呼吸的因素 (2013高考重慶卷高考重慶卷)圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關敘述，正確的是影響下光合速率變化的示意圖。下列有關敘述，正確的是()A.t1t2,葉綠體類囊體膜上的色素吸收光葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質中水光解加快、能增加，基質中水光解加快、O2釋放增多釋放增多 Bt2t3，暗反應，暗反應(碳反應碳反應)限制光合作用。限制光合作用。若在若在t2時刻增加光照，光合速率將再提高時刻增加光照，光合速率將再提高 Ct3t4，光照強度不變，光合速率的提高是由于光反應速率不，光照強度不變，光合速率的提高是由于光反應速率不變、暗反應增強的結果變、暗反應增強的結果 Dt4后短暫時間內，葉綠體中后短暫時間內，葉綠體中ADP和和Pi含量升高，含量升高，C3化合物還化合物還原后的直接產物含量降低原后的直接產物含量降低自主嘗試自主嘗試_【解析解析】水的光解發(fā)生在類囊體膜上，而不是葉綠體基質中，水的光解發(fā)生在類囊體膜上，而不是葉綠體基質中，A項錯誤；項錯誤；t2t3，限制光合作用的是暗反應，要想提高光合速，限制光合作用的是暗反應，要想提高光合速率，應提高率，應提高CO2濃度，濃度，B項錯誤；項錯誤；t3t4，光合速率提高是因為，光合速率提高是因為暗反應增強，同時也促進了光反應的進行，光反應和暗反應是暗反應增強，同時也促進了光反應的進行，光反應和暗反應是相互聯系、相互依存的整體，相互聯系、相互依存的整體，C項錯誤；項錯誤；t4后短暫時間內，細后短暫時間內，細胞原有的胞原有的ATP被消耗生成被消耗生成ADP和和Pi，但是因無光，不能合成，但是因無光，不能合成ATP，所以，所以ADP和和Pi含量升高，且含量升高，且C3化合物還原后的直接產物化合物還原后的直接產物也因不斷消耗而減少，也因不斷消耗而減少，D項正確。項正確?！敬鸢复鸢浮緿2分析影響細胞呼吸的因素分析影響細胞呼吸的因素影影響因素響因素比較內容比較內容溫度溫度氧氣濃度氧氣濃度水分水分影響原理影響原理坐標曲線坐標曲線實踐應用實踐應用影響酶的活性影響酶的活性決定呼吸類決定呼吸類型和強度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在零上低溫下貯在零上低溫下貯存蔬菜、水果；存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽在大棚蔬菜的栽培過程中，增加培過程中，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，提高產量提高產量常利用降低氧的常利用降低氧的濃度抑制細胞有濃度抑制細胞有氧呼吸、降低有氧呼吸、降低有機物消耗這一原機物消耗這一原理來延長蔬菜、理來延長蔬菜、水果的保鮮時間水果的保鮮時間貯藏作物種子貯藏作物種子時，將種子風時，將種子風干，以減弱細干，以減弱細胞呼吸，減少胞呼吸，減少有機物的消耗有機物的消耗跟蹤訓練跟蹤訓練(2013江蘇省泰州中學高三期中考試江蘇省泰州中學高三期中考試)如圖如圖1為在為在光合作用的最適溫度和最適光照條件下，測得的光合作用的最適溫度和最適光照條件下，測得的CO2濃度與濃度與某植物某植物O2釋放量的關系示意圖，圖釋放量的關系示意圖，圖2是在光合作用的最適溫是在光合作用的最適溫度和最適光照及黑暗條件下，度和最適光照及黑暗條件下，CO2濃度分別為濃度分別為mc和和md時測時測定的該植物體內定的該植物體內C3和和C5的含量，共獲得的含量，共獲得a、b、c、d四條曲四條曲線，結果如圖所示。請據圖回答：線，結果如圖所示。請據圖回答：(1)影響影響OA段長短的環(huán)境因素有段長短的環(huán)境因素有_(至少答兩點至少答兩點),不同植物在相同條件不同植物在相同條件下下OA段長短不同，直接原因是段長短不同，直接原因是_不同，根本原因是不同，根本原因是_。(2)C點與點與D點相比點相比O2釋放量較低，制約因素是釋放量較低，制約因素是_,該因素值的降低該因素值的降低_(會會/不會不會)影響光反應的速率，理由影響光反應的速率，理由是是_。(3)當當CO2濃度為濃度為mc時測定時測定C3和和C5的含量，獲得的曲線是圖的含量，獲得的曲線是圖2中的中的_，圖，圖1中曲線超過中曲線超過D點后變平的原因是受到點后變平的原因是受到_制約。制約。溫度、溫度、O2濃度、濃度、CO2濃度濃度呼吸酶的活性呼吸酶的活性(線粒體的數量線粒體的數量)遺傳物質遺傳物質(基因基因)的差異的差異CO2濃度濃度會會CO2濃度降低會使?jié)舛冉档蜁笴3合成速率減慢，導致合成速率減慢，導致H和和ATP積累，積累，繼而使光反應的速率降低繼而使光反應的速率降低b和和c酶活性和數量酶活性和數量(葉綠體或色素的數量葉綠體或色素的數量)【解析解析】本題利用坐標曲線圖考查光合作用和細胞呼吸的關本題利用坐標曲線圖考查光合作用和細胞呼吸的關系，以及光合作用過程中系，以及光合作用過程中C3和和C5含量變化的相關知識。含量變化的相關知識。(1)O點時無光照，此時植物細胞只進行細胞呼吸，點時無光照，此時植物細胞只進行細胞呼吸，OA段表段表示細胞呼吸吸收的示細胞呼吸吸收的O2量量,此時能夠影響細胞呼吸的外界因素此時能夠影響細胞呼吸的外界因素有溫度、有溫度、O2濃度、濃度、CO2濃度等。不同植物在相同條件下濃度等。不同植物在相同條件下OA段長短不同，直接原因是線粒體的數量不同，根本原因是遺段長短不同，直接原因是線粒體的數量不同，根本原因是遺傳物質傳物質(基因基因)的差異。的差異。(2)圖圖1中中C點與點與D點相比點相比O2釋放量還在釋放量還在增加，因此限制增加，因此限制CD段的因素是橫坐標所示因素即段的因素是橫坐標所示因素即CO2濃度。濃度。該因素值的降低會使該因素值的降低會使C3合成速率減慢，導致合成速率減慢，導致H和和ATP積累，積累，繼而使光反應的速率降低，因此會影響光反應的速率。繼而使光反應的速率降低，因此會影響光反應的速率。(3)觀觀察圖察圖2曲線，因黑暗條件下只進行暗反應，則曲線，因黑暗條件下只進行暗反應，則C3含量增加，含量增加，C5含量減含量減少，可知曲線少，可知曲線a、b表示表示C3含量變化，曲線含量變化，曲線c、d表示表示C5含含量變化。又因量變化。又因mc時時CO2濃度比濃度比md時低，則時低，則mc時暗反應固時暗反應固定的定的CO2比比md時的少時的少,故故C3含量低，對應曲線含量低，對應曲線b，此時光照，此時光照適宜適宜,產生的產生的H和和ATP不變，則不變，則mc時時C5含量會比含量會比md時的高，時的高，對應曲線對應曲線c。圖。圖1中曲線超過中曲線超過D點后變平，此時點后變平，此時O2釋放量不釋放量不再增加，原因是受到酶活性和數量的制約。再增加，原因是受到酶活性和數量的制約?？键c三考點三光合作用與細胞呼吸的相關測定光合作用與細胞呼吸的相關測定 某生物興趣小組利用如圖裝置某生物興趣小組利用如圖裝置(若干個若干個)開展了有關光開展了有關光合作用和細胞呼吸的實驗研究，實驗開始時打開活塞開關，合作用和細胞呼吸的實驗研究，實驗開始時打開活塞開關，使水柱液面平齊，然后關閉活塞開關，使水柱液面平齊，然后關閉活塞開關，8小時后，觀察記錄實小時后，觀察記錄實驗數據如下表。驗數據如下表。容器容器植物植物部位部位光質光質(光照強度光照強度相同且適宜相同且適宜)溫度溫度(C)兩側水柱高兩側水柱高度差度差(mL/8 h)1天竺葵天竺葵葉葉紅紅252402天竺葵天竺葵葉葉黃黃25303紫羅蘭紫羅蘭葉葉紅紅251604紫羅蘭紫羅蘭葉葉黃黃2520請根據以上圖表回答下列問題：請根據以上圖表回答下列問題：(1)上表探究性實驗課題中的自變量是上表探究性實驗課題中的自變量是_。研究不同植物的光合作用，最好選擇的容器標號是研究不同植物的光合作用，最好選擇的容器標號是_。(2)若容器若容器1的燒杯中加入的是的燒杯中加入的是CO2的緩沖液，的緩沖液，U型管左側液面型管左側液面的變化是的變化是_(填上升或下降填上升或下降)，植物的凈光合作用速率，植物的凈光合作用速率是是_mL/h。為了更準確的測定，應對實驗結果進行校。為了更準確的測定，應對實驗結果進行校正正(排除非生物因素對實驗結果的影響排除非生物因素對實驗結果的影響)，如果校正裝置的實，如果校正裝置的實驗結果是左側液面比右側液面低，則校正之后的凈光合速率驗結果是左側液面比右側液面低，則校正之后的凈光合速率比原來比原來_ (大或小大或小)。(3)利用圖示裝置測量天竺葵植株的呼吸速率，實驗思路是利用圖示裝置測量天竺葵植株的呼吸速率，實驗思路是_。植物的種類和光質植物的種類和光質1和和3上升上升15大大對裝置進行遮光處理，燒杯中盛放氫氧化鈉溶液對裝置進行遮光處理，燒杯中盛放氫氧化鈉溶液(或能吸或能吸收收CO2的液體的液體)，測量單位時間內水柱移動的距離，測量單位時間內水柱移動的距離【解析解析】(1)表中實驗課題的自變量有兩個，植物的種類和光表中實驗課題的自變量有兩個，植物的種類和光質。研究不同植物的光合作用，根據單一變量原則，自變量質。研究不同植物的光合作用，根據單一變量原則，自變量為植物的種類，其他條件均適宜。紅光更有利于植物的光合為植物的種類，其他條件均適宜。紅光更有利于植物的光合作用，所以最好選擇的容器標號為作用，所以最好選擇的容器標號為1和和3。(2)若容器若容器1的燒杯的燒杯中加入的是中加入的是CO2的緩沖液，裝置內不斷產生氧氣，會使的緩沖液，裝置內不斷產生氧氣，會使U型管型管左側液面上升。由表中容器左側液面上升。由表中容器1兩側液柱高度差為兩側液柱高度差為240 mL/8 h可可知知,每小時液柱差高度變化為每小時液柱差高度變化為30 mL。因為原來兩液面高度相。因為原來兩液面高度相同，所以每小時氧氣變化量為同，所以每小時氧氣變化量為15 mL/h，此即凈光合作用速，此即凈光合作用速率。如果校正裝置的實驗結果是左側液面比右側液面低，說率。如果校正裝置的實驗結果是左側液面比右側液面低，說明實驗受溫度、大氣壓的影響，原裝置氣體體積減小，則容明實驗受溫度、大氣壓的影響，原裝置氣體體積減小，則容器器1校正之后的凈光合速率比原來大。校正之后的凈光合速率比原來大。(3)要測量天竺葵植株要測量天竺葵植株的呼吸速的呼吸速率，必須避免光合作用的發(fā)生，要對裝置進行遮光處理。又率，必須避免光合作用的發(fā)生，要對裝置進行遮光處理。又因為呼吸作用中吸收氧氣和放出二氧化碳的量相等，燒杯中因為呼吸作用中吸收氧氣和放出二氧化碳的量相等，燒杯中盛放氫氧化鈉溶液，吸收掉二氧化碳，則裝置中氧氣的變化盛放氫氧化鈉溶液，吸收掉二氧化碳，則裝置中氧氣的變化量即為植物的呼吸速率。量即為植物的呼吸速率。拓展拓展(1)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，將所測的生物材料滅活置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟如將種子煮熟)，其他，其他條件均不變。條件均不變。(2)測量呼吸速率時，如果實驗材料是種子，為防止微生物呼測量呼吸速率時，如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行消毒處理。吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行消毒處理?！炬溄犹嵘溄犹嵘?光合作用速率表示方法：光合作用速率表示方法：通常以一定時間內通常以一定時間內CO2等原料的消等原料的消耗量或耗量或O2、(CH2O)等產物的生成量來表示。但由于測量時的等產物的生成量來表示。但由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為表觀光合速率和真正光合速率。實際情況，光合作用速率又分為表觀光合速率和真正光合速率。2表觀光合速率與真正光合速率的辨別表觀光合速率與真正光合速率的辨別在有光條件下在有光條件下,植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中O2增加量、增加量、CO2減少量或有機物的增加量減少量或有機物的增加量,稱為表觀光合速率，稱為表觀光合速率，而植物真正光合速率表觀光合速率呼吸速率，如圖所示。而植物真正光合速率表觀光合速率呼吸速率，如圖所示。3表觀光合速率與真正光合速率的判定表觀光合速率與真正光合速率的判定(1)若為坐標曲線形式，當光照強度為若為坐標曲線形式，當光照強度為0時，時，CO2吸收值為吸收值為0，則為表觀光合速率，若是負值則為真正則為表觀光合速率，若是負值則為真正(實際實際)光合速率。光合速率。(2)若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為表觀光若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為表觀光合速率。合速率。(3)有機物積累量一般為表觀光合速率，制造量一般為真正有機物積累量一般為表觀光合速率，制造量一般為真正(實際實際)光合速率。光合速率。4呼吸速率呼吸速率將植物置于黑暗中，實驗容器中將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2增加量、增加量、O2減少量或有減少量或有機物減少量都可表示呼吸速率。機物減少量都可表示呼吸速率。5有機物積累量的表示方法有機物積累量的表示方法一晝夜有機物的積累量一晝夜有機物的積累量(用用CO2的量表示的量表示)可用下式表示：積可用下式表示：積累量白天從外界吸收的累量白天從外界吸收的CO2量晚上呼吸釋放的量晚上呼吸釋放的CO2量。量。6表觀表觀(凈凈)光合速率的測定方法光合速率的測定方法(如圖如圖)(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器溶液保證了容器內內CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指標：植物光合作用釋放氧氣，使容器內氣植物光合速率指標：植物光合作用釋放氧氣，使容器內氣體壓強增大，毛細管內的水滴右移。單位時間內水滴右移的體壓強增大，毛細管內的水滴右移。單位時間內水滴右移的體積即是表觀體積即是表觀(凈凈)光合速率。光合速率。(3)條件：整個裝置必須置于光下。條件：整個裝置必須置于光下。跟蹤訓練跟蹤訓練取一植物形態(tài)、大小、生長狀況相同的四片葉取一植物形態(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作用的影響)。(1)在一定時間內，裝置在一定時間內，裝置a中油滴不移動，則光合作用與細胞中油滴不移動，則光合作用與細胞呼吸強度呼吸強度_(填填“一定一定”或或“不一定不一定”)相等。相等。(2)在適宜的光照下在適宜的光照下,在一段時間內裝置在一段時間內裝置b中油滴將向中油滴將向_移動，移動，原因是原因是_。(3)將裝置將裝置c突然從光下移動到黑暗處，短時間內突然從光下移動到黑暗處，短時間內C3的含量的含量_(填填“升高升高”或或“降低降低”)。(4)某同學想直接利用裝置某同學想直接利用裝置b、d證明光是光合作用的必要條證明光是光合作用的必要條件件 , 是 否 可 行 ？是 否 可 行 ？ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 理 由 是， 理 由 是_。不一定不一定左左 b裝置中不存在裝置中不存在CO2,植物只進行細胞呼吸消耗植物只進行細胞呼吸消耗O2,而釋而釋放的放的CO2被被NaOH吸收吸收,導致裝置內氣壓變小，液滴左移導致裝置內氣壓變小，液滴左移升高升高不可行不可行 因為裝置因為裝置d與裝置與裝置b中都不存在中都不存在CO2，都不能進行光合作用都不能進行光合作用【解析解析】(1)若裝置若裝置a植物在一段時間內進行有氧呼吸與光合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，光合作用吸收作用，呼吸底物為糖類，光合作用吸收CO2體積等于釋放體積等于釋放O2體積，有氧呼吸吸收體積，有氧呼吸吸收O2體積等于釋放體積等于釋放CO2體積，兩種生理過體積，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。較兩個生理過程的強弱。(2)裝置裝置b中中NaOH吸收吸收CO2導致容導致容器內無器內無CO2，植物無法進行光合作用，但消耗氧氣進行呼吸，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。作用，導致容器內壓強減小，油滴左移。(3)裝置裝置c從光下突從光下突然移到黑暗處，然移到黑暗處，H和和ATP的產生減少，的產生減少，C3的還原受阻，導致的還原受阻，導致細胞內細胞內C3含量升高。含量升高。(4)裝置裝置b和和d中都有中都有NaOH溶液，導致溶液，導致容器中無容器中無CO2，植物無法進行光合作用，因此不能用于探究，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。光合作用的相關實驗。1.肺炎雙球菌無線粒體，但能進行有氧呼吸肺炎雙球菌無線粒體，但能進行有氧呼吸(2013全國全國，3A)()肺炎雙球菌屬于原核生物，肺炎雙球菌屬于原核生物， 細胞中只有核糖體一種細胞器，細胞中只有核糖體一種細胞器，與有氧呼吸有關的酶存在于細胞膜和細胞質基質中。與有氧呼吸有關的酶存在于細胞膜和細胞質基質中。2光合作用推動碳循環(huán)過程，促進了生物群落中的能量循環(huán)光合作用推動碳循環(huán)過程，促進了生物群落中的能量循環(huán)(2013天津，天津，3A)()光合作用可促進物質循環(huán)，但是能量不能循環(huán)。光合作用可促進物質循環(huán)，但是能量不能循環(huán)。3葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多(2012福建，福建，1D)()葉片黃化，說明葉片缺少葉綠素，葉綠素主要吸收紅光和藍紫葉片黃化，說明葉片缺少葉綠素，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，剩下的類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此葉片黃化，葉綠光，剩下的類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收減少。體對紅光的吸收減少。4有氧呼吸產生的有氧呼吸產生的H在線粒體基質中與氧結合生成水在線粒體基質中與氧結合生成水(2010全國新課標，全國新課標，2B)()有氧呼吸前兩個階段產生的有氧呼吸前兩個階段產生的H在線粒體內膜上與氧結合生成在線粒體內膜上與氧結合生成水。水。5破傷風桿菌在有氧條件下能大量繁殖破傷風桿菌在有氧條件下能大量繁殖(2011海南，海南，3C)()破傷風桿菌屬于厭氧菌，在有氧條件下，其繁殖受抑制。破傷風桿菌屬于厭氧菌，在有氧條件下，其繁殖受抑制。6與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短間縮短(2011浙江，浙江，1C)()植物在冬季光合速率低的主要原因是光照強度弱，氣溫低。植物在冬季光合速率低的主要原因是光照強度弱，氣溫低。7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和暗反應強度都降低(2011全國新課標，全國新課標，3B)()由于葉綠素的合成需要鎂元素，故在缺鎂的培養(yǎng)液中番茄幼苗由于葉綠素的合成需要鎂元素，故在缺鎂的培養(yǎng)液中番茄幼苗葉綠素合成受影響，所以光反應強度降低，導致葉綠素合成受影響，所以光反應強度降低，導致H和和ATP含量含量下降，進而使暗反應強度也跟著降低。下降，進而使暗反應強度也跟著降低。8乳酸桿菌在細胞質基質中產乳酸乳酸桿菌在細胞質基質中產乳酸(2010北京，北京，2B)()乳酸桿菌進行無氧呼吸，在細胞質基質中產生乳酸。乳酸桿菌進行無氧呼吸，在細胞質基質中產生乳酸。9.光反應為暗反應提供的物質是光反應為暗反應提供的物質是H和和H2O(2010海南海南,4A)()光反應產生光反應產生ATP，為暗反應提供能量；合成，為暗反應提供能量；合成H，為暗反應提供，為暗反應提供還原劑。還原劑。10在葉肉細胞中，在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是葉綠體基的固定和產生場所分別是葉綠體基質和線粒體內膜質和線粒體內膜(2010天津，天津，1C)()CO2的固定發(fā)生在暗反應階段，場所為葉綠體基質；的固定發(fā)生在暗反應階段，場所為葉綠體基質；CO2的的產生發(fā)生在有氧呼吸的第二階段，場所為線粒體基質。產生發(fā)生在有氧呼吸的第二階段，場所為線粒體基質。題型四題型四坐標曲線題坐標曲線題坐標曲線圖借助數學模型的方法來分析生物學現象，解釋生命坐標曲線圖借助數學模型的方法來分析生物學現象，解釋生命活動規(guī)律的各種變化過程?；顒右?guī)律的各種變化過程。 長葉刺葵是棕櫚科熱帶植物。為了解其引種到重慶某長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、晴朗無風的夏日，地后的生理狀況，某研究小組在水分充足、晴朗無風的夏日，觀測得到了該植物光合速率等生理指標日變化趨勢圖。觀測得到了該植物光合速率等生理指標日變化趨勢圖。據圖分析：據圖分析：(1)光合作用消耗光合作用消耗ATP最快的時刻是最快的時刻是_。根吸水能力最。根吸水能力最強的時刻是強的時刻是_。(2)直接引起蒸騰速率變化的生理指標是直接引起蒸騰速率變化的生理指標是_；推測導；推測導致致1200時光合速率出現低谷的環(huán)境因素主要是時光合速率出現低谷的環(huán)境因素主要是_(填填“光照光照”或或“CO2”)。(3)在在1400時若適當提高時若適當提高CO2濃度，短時間內葉綠體中濃度，短時間內葉綠體中H含量的變化是含量的變化是_。10001200氣孔導度氣孔導度光照光照降低降低【解題指導解題指導】(1)首先分析橫坐標和縱坐標的含義。首先分析橫坐標和縱坐標的含義。橫坐標：表示一天中的各時刻點。橫坐標：表示一天中的各時刻點?？v坐標：表示長葉刺葵的光合速率、蒸騰速率及氣孔導度的縱坐標：表示長葉刺葵的光合速率、蒸騰速率及氣孔導度的相對值。相對值。(2)分析各曲線的變化趨勢。如光合速率曲線：分析各曲線的變化趨勢。如光合速率曲線：從從8001000光合速率逐漸增強；光合速率逐漸增強；在在1000時，出現拐點開始下降；時，出現拐點開始下降；在在1200光合速率出現低谷。光合速率出現低谷。(原因可能是光照因素引起，原因可能是光照因素引起，此時氣孔導度大，此時氣孔導度大，CO2供應相對充足供應相對充足)(3)聯系學過的知識點作答。聯系學過的知識點作答。如：如：光合作用消耗光合作用消耗ATP最快的時刻，要聯系光合速率最大最快的時刻，要聯系光合速率最大時的點；時的點；根吸水能力最強的時刻要聯系蒸騰速率最大時刻的點；根吸水能力最強的時刻要聯系蒸騰速率最大時刻的點；體現蒸騰速率變化的生理指標應是氣孔的大小，應從氣孔體現蒸騰速率變化的生理指標應是氣孔的大小，應從氣孔導度曲線反映出來。導度曲線反映出來?！痉椒偨Y方法總結】坐標曲線類的解題路線指導坐標曲線類的解題路線指導1識標：識別坐標圖中縱、橫坐標的含義，找出縱、橫坐識標：識別坐標圖中縱、橫坐標的含義，找出縱、橫坐標的關系，再結合教材，聯系相關的生物學知識，從而正標的關系，再結合教材，聯系相關的生物學知識，從而正確把握坐標曲線。確把握坐標曲線。2明點：找出關鍵的點明點：找出關鍵的點(起點、轉折點和終點起點、轉折點和終點)及其表示的及其表示的生物學意義。有時還可以添加輔助線，找出重要的點。生物學意義。有時還可以添加輔助線，找出重要的點。3描線：揭示各段曲線的變化趨勢及其含義。一般橫坐標描線：揭示各段曲線的變化趨勢及其含義。一般橫坐標是自變量，縱坐標是因變量。坐標上的曲線實際上是是自變量，縱坐標是因變量。坐標上的曲線實際上是“橫橫坐標坐標”對對“縱坐標縱坐標”的影響結果。描述曲線可以是的影響結果。描述曲線可以是“橫坐橫坐標的變化對縱坐標如何影響標的變化對縱坐標如何影響”或反過來或反過來“縱坐標隨橫坐標縱坐標隨橫坐標的變化而如何變化的變化而如何變化”。4作答：由曲線聯系相應的知識點，合理作答。作答：由曲線聯系相應的知識點，合理作答。1將一植株放在密閉玻璃罩內，置于室外一晝夜，獲得實驗將一植株放在密閉玻璃罩內，置于室外一晝夜，獲得實驗結果如圖所示。下列有關說法錯誤的是結果如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A圖甲中的光合作用開始于圖甲中的光合作用開始于C點之前，結束于點之前，結束于F點之后點之后B到達圖乙中的到達圖乙中的d點時，玻璃罩內的點時，玻璃罩內的CO2濃度最高濃度最高C圖甲中的圖甲中的F點對應圖乙中的點對應圖乙中的g點點D經過這一晝夜之后，植物體的有機物含量會增加經過這一晝夜之后，植物體的有機物含量會增加C【解析解析】 圖甲圖甲C點和點和F點時點時,光合作用強度等于呼吸作用強度光合作用強度等于呼吸作用強度;光合作用開始于光合作用開始于C點之前，結束于點之前，結束于F點之后，點之后，A項正確。圖乙項正確。圖乙中的中的d點之前，呼吸作用強度大于光合作用強度，環(huán)境中點之前，呼吸作用強度大于光合作用強度，環(huán)境中CO2濃度不斷升高；濃度不斷升高；d點之后到點之后到h點之前，光合作用強度大于點之前，光合作用強度大于呼吸作用強度，環(huán)境中呼吸作用強度，環(huán)境中CO2濃度不斷降低；濃度不斷降低；h點之后，呼吸點之后，呼吸作用強度大于光合作用強度，環(huán)境中作用強度大于光合作用強度，環(huán)境中CO2濃度又開始不斷升濃度又開始不斷升高，但不能升高到高，但不能升高到d點對應的點對應的CO2濃度，濃度，B項正確。在圖甲中項正確。在圖甲中的的F點點,光合作用強度等于呼吸作用強度，對應圖乙中的光合作用強度等于呼吸作用強度，對應圖乙中的h點，點，C項錯誤。根據圖甲可直接看出，玻璃罩內的項錯誤。根據圖甲可直接看出，玻璃罩內的CO2濃度降低，濃度降低，植物體的有機物含量會增加，植物體的有機物含量會增加，D項正確。項正確。2研究人員用菠蘿和柳蜜桃為實驗材料，測量在研究人員用菠蘿和柳蜜桃為實驗材料，測量在3065 范范圍內光合作用和呼吸作用速率，結果如圖所示圍內光合作用和呼吸作用速率，結果如圖所示(注：以注：以30 時時記錄的實驗數據作為對照記錄的實驗數據作為對照)。下列說法錯誤的是。下列說法錯誤的是()A高溫下兩種植物的光合作高溫下兩種植物的光合作用均受到抑制且菠蘿更加敏感用均受到抑制且菠蘿更加敏感B當溫度為當溫度為45 時，兩種植時，兩種植物均可生長物均可生長C50 時菠蘿細胞中產生時菠蘿細胞中產生ATP的場所是線粒體的場所是線粒體D兩種植物在生長季節(jié)長期處于不致死的高溫環(huán)境下，兩種植物在生長季節(jié)長期處于不致死的高溫環(huán)境下，“果果實實”甜度會下降甜度會下降C3(拓展拓展)(2012高考江蘇卷高考江蘇卷)糖耐量受損糖耐量受損(IGT)的人表現為空腹的人表現為空腹血糖濃度正常、負荷血糖濃度正常、負荷(如飲食如飲食)后血糖濃度升高異常。為了探究后血糖濃度升高異常。為了探究運動時運動時IGT的干預情況，受試者于餐后進行中等強度持續(xù)運動的干預情況，受試者于餐后進行中等強度持續(xù)運動30 min，定時采樣測定血糖濃度及胰島素含量，實驗結果如，定時采樣測定血糖濃度及胰島素含量，實驗結果如圖所示。由此可初步推測圖所示。由此可初步推測(多選多選)( )BCDA餐后餐后60 min時，胰島素分泌下降導致血糖濃度低于對照組時，胰島素分泌下降導致血糖濃度低于對照組B餐后適度運動可降低餐后適度運動可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰島素升高人群餐后血糖峰值和胰島素升高幅度幅度C餐后適度運動使餐后適度運動使IGT人群胰島素分泌高峰提前，血糖濃度人群胰島素分泌高峰提前，血糖濃度下降下降D餐后適度運動可以減輕餐后適度運動可以減輕IGT人群胰島人群胰島B細胞的分泌負擔細胞的分泌負擔【解析解析】 胰島素是唯一降低血糖濃度的激素。分析題圖可以胰島素是唯一降低血糖濃度的激素。分析題圖可以看出血糖濃度的降低先于胰島素，故看出血糖濃度的降低先于胰島素，故A的推測錯誤；運動組血的推測錯誤；運動組血糖比對照組血糖相對低，餐后相對對照組的胰島素濃度，運動糖比對照組血糖相對低，餐后相對對照組的胰島素濃度，運動組的胰島素分泌高峰提前，升高幅度降低，故組的胰島素分泌高峰提前，升高幅度降低，故B、C的推測正的推測正確；餐后適度運動，血糖濃度相對降低，由此可減輕確；餐后適度運動，血糖濃度相對降低，由此可減輕IGT人群人群胰島胰島B細胞的分泌負擔，故細胞的分泌負擔，故D的推測正確。的推測正確。4(拓展拓展)(2012高考安徽卷高考安徽卷)留樹保鮮是通過延遲采收保持果留樹保鮮是通過延遲采收保持果實品質的一項技術。噴施赤霉素和實品質的一項技術。噴施赤霉素和2,4D對留樹保鮮柑橘的落對留樹保鮮柑橘的落果率和果實內源脫落酸含量的影響如圖所示。下列有關分析不果率和果實內源脫落酸含量的影響如圖所示。下列有關分析不正確的是正確的是()DA噴施赤霉素和噴施赤霉素和2,4D能有效減少留樹保鮮過程中的落果能有效減少留樹保鮮過程中的落果B留樹保鮮過程中赤霉素與留樹保鮮過程中赤霉素與2,4D對落果的調控有協同作用對落果的調控有協同作用C噴施赤霉素和噴施赤霉素和2,4D能延緩留樹保鮮過程中果實脫落酸含能延緩留樹保鮮過程中果實脫落酸含量的升高量的升高D赤霉素、赤霉素、2,4D與內源脫落酸對落果的調控有協同作用與內源脫落酸對落果的調控有協同作用【解析解析】 由留樹天數和落果率的曲線信息可獲知，隨天數延由留樹天數和落果率的曲線信息可獲知，隨天數延長，落果率逐漸升高，且落果率由低到高的順序為：赤霉素長，落果率逐漸升高，且落果率由低到高的順序為：赤霉素2,4D2,4D赤霉素赤霉素赤霉素赤霉素2,4D赤霉素赤霉素2,4D，故，故C項正確；項正確；赤霉素、赤霉素、2,4D能防止落果，脫落酸促進落果，赤霉素、能防止落果，脫落酸促進落果，赤霉素、2,4D二者與脫落酸對落果的調控有拮抗作用，二者與脫落酸對落果的調控有拮抗作用，D項不正確。項不正確。5(2013高考四川卷高考四川卷) 將玉米的將玉米的PEPC酶基因導入水稻后，測酶基因導入水稻后，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。的影響結果，如下圖所示。(注：氣孔導度越大，氣孔開放程注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高度越高)(1)水稻葉肉細胞進行光合作用的場所是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，捕獲光能的色素中含量最多的是最多的是_。(2)CO2通過氣孔進入葉肉細胞后，首先與通過氣孔進入葉肉細胞后，首先與_結合而被固定，固定產物的結合而被固定，固定產物的還原需要光反應提供還原需要光反應提供_。(3)光照強度低于光照強度低于8102molm2s1時時,影響轉基因水稻光合速率的主要影響轉基因水稻光合速率的主要因素是因素是_;光照強度為光照強度為(1014)102 molm2s1時時,原種水稻的原種水稻的氣 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。分析圖中信息。PEPC酶所起的作用是酶所起的作用是_；轉基因水稻更適宜栽種在轉基因水稻更適宜栽種在_環(huán)境中。環(huán)境中。葉綠體葉綠體葉綠素葉綠素aC5H和和ATP光照強度光照強度 光照強度增加與光照強度增加與CO2供給不足對光合速率的正負影響相互抵消供給不足對光合速率的正負影響相互抵消(或或“CO2供應已充足且光照強度已達飽和點供應已充足且光照強度已達飽和點”) 增大氣孔導度，提高水稻在強增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合速率光下的光合速率強光強光【解析解析】 (1)高等植物葉肉細胞的葉綠體是光合作用進行的場高等植物葉肉細胞的葉綠體是光合作用進行的場所。捕獲光能的四種色素所。捕獲光能的四種色素(葉綠素葉綠素a、葉綠素、葉綠素b、胡蘿卜素和葉、胡蘿卜素和葉黃素黃素)中，葉綠素中，葉綠素a的含量最多。的含量最多。(2)光合作用過程分為光反應光合作用過程分為光反應和暗反應，光反應階段中產生的和暗反應，光反應階段中產生的H和和ATP為暗反應中為暗反應中C3的還的還原提供還原劑和能量；暗反應階段原提供還原劑和能量；暗反應階段C5先與先與CO2結合生成結合生成C3，C3再在光反應提供的再在光反應提供的H和和ATP作用下還原生成有機物。作用下還原生成有機物。(3)在在光照強度低于光照強度低于8102 molm2s1時，轉基因水稻的光合時，轉基因水稻的光合速率隨光照強度的增強而增大，所以在此光照強度范圍內，限速率隨光照強度的增強而增大，所以在此光照強度范圍內，限制光合速率的主要因素為光照強度。光照強度增強，產生制光合速率的主要因素為光照強度。光照強度增強，產生H、ATP增多增多,會提高會提高C3還原生成有機物的速率；而氣孔導度降低還原生成有機物的速率；而氣孔導度降低,細胞中細胞中CO2濃度下降，濃度下降，C3減少，會使減少，會使C3還原為有機物的速率還原為有機物的速率下降，正負影響相互抵消，光合速率可基本保持不變。下降，正負影響相互抵消，光合速率可基本保持不變。(4)由圖中轉基因水稻和原種水稻氣孔導度的差別可以判斷由圖中轉基因水稻和原種水稻氣孔導度的差別可以判斷PEPC酶會通過增大氣孔導度而提高水稻在強光下的光合速酶會通過增大氣孔導度而提高水稻在強光下的光合速率。由圖分析，轉基因水稻的光合速率在率。由圖分析，轉基因水稻的光合速率在(814)102 molm2s1范圍內隨著光照強度的增強而逐漸增大，范圍內隨著光照強度的增強而逐漸增大，所以轉基因水稻適合在強光下生長。所以轉基因水稻適合在強光下生長。