2019届高考生物二轮复习光合作用和呼吸作用学案(适用全国)(共18页)

精选优质文档-倾情为你奉上专题解读考点分布考纲要求备考指南1.光合作用的基本过程。2.影响光合作用速率的环境因素。3.实验：叶绿体色素的提取和分离。4.细胞呼吸过程。5.实验：探究酵母菌的呼吸方式。1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.细胞呼吸()。掌握光合作用和呼吸作用的过程。掌握实验的原理、步骤等相关知识。提高图像分析能力。会解光合作用和呼吸作用综合性题目。思维导图知识清单一、光反应和暗反应的区别与联系1.区别2.联系(1)光反应为暗反应提供_；暗反应为光反应提供_。(2)没有光反应，暗反应_；没有暗反应，有机物无法合成。二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较考点突破一、光合作用与细胞呼吸中物质和能量的转化关系 1.光合作用与细胞呼吸过程关系图 2.光合作用与细胞呼吸过程中ATP的来源、去路分析 3.绿色植物体内物质转化过程 4.绿色植物体内能量转移过程：二、影响光合作用的因素及在生产实践上的应用 1.内部因素(1)与植物自身的遗传性有关，如阴生植物、阳生植物。(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用。学科网2.外部因素(1)光照强度曲线分析：光合作用发生于叶绿体中，有氧呼吸主要发生于线粒体中，二者可同时进行，但随光照强度变化状况，叶绿体及线粒体中气体移动存在下列几种类型：(2)CO2浓度曲线分析：在一定范围内，随CO2浓度的增大，光合作用强度增加。在A点时，光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量，称为CO2补偿点。在B点时光合作用强度达到最大值，称为CO2饱和点。C3植物的CO2补偿点高于C4植物。(3)温度曲线分析：温度是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率的。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。(4)必需矿质元素曲线表述的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。3.多因子影响 关键点的含义：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是限制光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当措施提高图示的其他因子。三、影响细胞呼吸的因素及其在生产、生活实践中的应用 1.内部因素根本原因是受自身的遗传物质所决定的，表现为：(1)不同植物呼吸速率不同。(2)同一植物不同部位呼吸速率不同。(3)同一植物不同生长发育期呼吸速率不同。2.外部因素(1)呼吸速率与温度的关系(如图)温度影响酶的活性，进而影响细胞呼吸。最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制。(2)呼吸速率与O2浓度的关系(如图)原理：O2浓度为零时只进行无氧呼吸，浓度大于零但在m以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，浓度为m以上，只进行有氧呼吸。(3)呼吸速率与含水量的关系(如图)原理：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。四、细胞呼吸作用、光合作用的测定装置及相关实验设计1.细胞呼吸作用的测定装置及相关实验设计(1)测定装置测定细胞呼吸作用或呼吸类型常采取U型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物(活种子或植物或动物)，通过生物呼吸过程中释放CO2或吸收O2引起的气压变化，而推测或计算生物的呼吸状况，装置如图所示。由于生物呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况。应只测其中一种气体变化情况。为此，测定过程中，往往采用NaOH或KOH溶液吸收掉呼吸所产生的CO2，这样，整个装置中的气压变化，只能因吸收O2所引起，从而排除CO2对气压的干扰。(2)对照实验的设计物理误差的校正：由于装置的气压变化，也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验装置与呼吸装置相比，应将所测生物灭活，如将种子煮熟，而其他各项处理应与实验组完全一致(包括NaOH溶液，所用种子数量，装置瓶及玻璃管的规格等)。呼吸类型的确认：欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置。两套呼吸装置中设置单一变量，即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。结果与分析a.若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产生CO2与消耗O2量相等)。b.若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产CO2，不消耗O2)。c.若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸(因两种呼吸作用共存时呼吸放出的CO2量应高于O2消耗量)。(3)注意事项校正物理误差时应将生物处死，但测呼吸类型时应用活生物(如两组装置均用活种子)，只是将单一变量改为是否用NaOH溶液吸收掉CO2。用植物进行呼吸测定时，应避免光合作用吸收CO2与释放O2对装置气压的干扰，因而有必要对整个装置进行遮光处理，以防光合作用的影响。若乳酸菌进行呼吸，则既不耗O2，也不产生CO2。若用脂肪含量高的种子如油菜种子做测定实验，则液滴移动更明显(因其耗O2量更大)。为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测种子进行消毒处理。2.光合作用的测定装置及相关实验设计(1)测定装置植物光合作用速率的测定通常也选用上图测定细胞呼吸作用的装置，但需用绿色植物作为被研究的生物，且将NaOH溶液更换为NaHCO3溶液(持续提供CO2，保持空间CO2浓度相对稳定)，同时给予适宜的光照。装置中绿色植物光合作用产生的O2可使玻璃管内的小液滴右移。实验过程中NaHCO3溶液持续释放CO2，排除了因空间CO2量的变化而对实验结果造成的干扰。(2)对照实验的设计物理误差的校对由于装置的气压变化，也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照组装置与实验组装置相比，应改用死的绿色植物，而其他各项处理应与实验组完全一致。呼吸速率误差校对由于以上装置测得的为表观光合速率，所以，需对该植物的呼吸速率进行测定。五、外界条件变化时，C5、C3、H、ATP等物质的量的变化模式图1.光照强度的变化2.CO2浓度变化3.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析（填空）(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线：开始进行光合作用的点：_。光合作用与呼吸作用相等的点：_。开始积累有机物的点：_。有机物积累量最大的点：_。(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：_。该植物一昼夜表现为生长，其原因是_，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度_，即_，植物生长。4.从光合速率与呼吸速率之间的关系角度分析(1)图解光合速率与呼吸速率的关系：总光合作用、净光合作用和细胞呼吸关系一点通细胞呼吸强度是绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值(O2消耗量，或CO2产生量，或有机物消耗量)；净光合作用是绿色植物组织在一定光照条件下测得的数值(O2释放量，或CO2吸收量，或有机物积累量)。由图可知，总光合作用净光合作用细胞呼吸。(2)图示分析：图1中三种速率的表示方法和测定方法：项目表示方法测定方法净光合速率(又称表观光合速率)单位时间O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量光照下测定植物吸收CO2或释放O2量来源:学*科*网Z*X*X*K真正光合速率(又称实际光合速率)单位时间O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量呼吸速率(黑暗中测量)单位时间CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量黑暗下测定植物CO2释放量或O2吸收量图2中面积与合成、消耗有机物的关系：S1+S3：呼吸作用消耗有机物量；S2+S3：光合作用产生有机物总量；S2-S1：OD时，光合作用净积累有机物量。六、光补偿点、光饱和点及其移动问题1.光补偿点的两种生理状态整个植株：光合作用强度=呼吸作用强度叶肉细胞：光合作用强度呼吸作用强度2.环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系(1)光补偿点的移动：呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移。反之左移。呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。(2)光饱和点的移动：相关条件的改变（如增大CO2浓度）使光合速率增大时，光饱和点C应右移（C点右上移），反之左移（C点左下移）。学科网七、叶圆片称重法1.测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率（S为叶圆片面积）净光合速率=_。呼吸速率=_。总光合速率=_。2.半叶法将植物对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）则留在光下进行光合作用（即不做处理），并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。八、高考常考的4个经典实验分析1.普利斯特利实验：缺乏对照实验，实验结果说服力不强。应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。2.普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用。3.萨克斯实验：对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。4.恩格尔曼实验中将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响。设置细光束和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。5.鲁宾和卡门实验中应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径。此实验设置了对照，自变量是标记物质即HO和C18O2，因变量是释放的O2有无放射性。九、叶绿体中色素的提取和分离实验1.注意事项及操作目的归纳过程注意事项操作目的提取色素1取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高来源:2研磨时加无水乙醇溶解色素3加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素4迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素5盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素1滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散2滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠3滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明4滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2.在滤纸纸条一端剪去两角的目的防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。3.叶绿体色素提取分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠滤纸条上的滤液细线接触到层析液。(3)滤纸条看不到色素带忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带。忘记加碳酸钙致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”4.(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。 十、酵母菌细胞呼吸方式的探究1.装置及相关解读2.实验成功关键点分析实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。a瓶内液体是质量分数为10%的NaOH溶液，其作用是吸收空气中的CO2，以排除其对实验结果的干扰。图中可检测到CO2的为c、e，相比而言，c中CO2产生量既多又快。图中可检测到酒精的只有d。实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾浓硫酸溶液甲组(有氧)变混浊/快无变化乙组(无氧)变混浊/慢出现灰绿色实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生的CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精，还产生少量CO2。3.细胞呼吸探究实验成功的关键点进行探究酵母菌的呼吸方式实验时，实验前必须检验装置的气密性，一般情况下，实验失败的原因就是装置封闭不严，导致细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清石灰水中。知识精析1判断下列关于光合作用的叙述(1)H2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中()(2)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()(3)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP()(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低()(5)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量()(6)如图是设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率的结果，则与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H多()(7)下图是在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势，图中物质B浓度升高的原因是当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累；但是若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将高于B()(8)下图是夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，则甲植株在a点开始进行光合作用；乙植株在e点有机物积累量最多；曲线bc段和de段下降的原因相同()2判断下列关于呼吸作用的叙述(1)细胞呼吸必须在酶的催化下进行()(2)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累()(3)下图为细胞呼吸作用的过程，其中物质甲、乙分别代表丙酮酸、H，而场所1、2、3所含酶的种类不同、只有场所3能产生大量ATP()(4)下图为细胞内糖分解代谢过程，则植物细胞能进行过程1和3或过程1和4；真核细胞的细胞质基质中能进行过程1和2；动物细胞内，过程2比过程1释放的能量多；乳酸菌细胞内，过程1产生H，过程3消耗H()(5)下图是大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线，若测得阶段种子吸收O2与释放CO2的体积比为13，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为61()(6)与酵母菌相比，硝化细菌具有的特点是无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量()(7)无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 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