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小专题二 植物的新陈代谢(含选修光合作用),核心考点整合,考点整合一：渗透作用、质壁分离实验和拓展应用 1渗透作用拓展应用 运用渗透作用装置比较未知溶液浓度大小。 (1)比较一种未知浓度溶液与已知浓度溶液的浓度大小 实验思路： 将已知浓度的溶液放入烧杯中，未知浓度的溶液装入用半透膜封口的长颈漏斗中，调整两溶液液面相平，一段时间后根据长颈漏斗内液面升降情况进行判断。,实验的自变量：溶液的不同浓度。 (2)比较两种未知浓度溶液的浓度大小 实验思路： 将两种未知浓度溶液分别装入烧杯和用半透膜封口的长颈漏斗内，调整初始时两液面相平，一段时间后，根据长颈漏斗液面升降情况进行判断。 实验的自变量：溶液的不同浓度。,2植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用 (1)判断细胞的死活 待测细胞分离剂 发生质壁分离和复原活细胞,不发生质壁分离死亡细胞 实验单一变量：待测细胞的生活状态。 (2)测定细胞液浓度范围 待测细胞一系列浓度梯度的分离剂 细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。 实验单一变量：不同浓度的分离剂。,(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞+同一浓度的分离剂 刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度) 实验单一变量:不同植物细胞 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液 刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大) 实验单一变量:未知浓度的溶液,(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小 成熟植物细胞+分离剂,(6)在光学显微镜下观察细胞膜 植物细胞+分离剂 细胞发生质壁分离与细胞壁分离开的原生质层最外侧是细胞膜,特别提醒:实验中所使用的分离剂浓度不宜过高,否则会使活细胞因快速大量失水而死亡,【典例1】 (2010上海综合)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透装置。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和禲惺匝椋玫搅说怪寐分械囊好娓叨人媸奔浔浠那撸缤？)。据图分析，该同学应选择的膜材料是( ) A甲 B乙 C丙 D丁,解析 半透膜的特点是允许一些物质穿过，另外一部分物质不能穿过；该实验中应是水分子自由穿过，糖分子不能穿过，这样水分子从低浓度的一侧流向高浓度的一侧，最后达到平衡，符合要求的只有材料甲。 答案 A,点拨 本题考查渗透作用的条件的相关知识。难度适中，解题关键是理解半透膜的特点。,【互动探究1】 (2010上海生物)下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是( ),A若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小 CB/A值能表示细胞失水的程度 DA、B分别表示细胞和液泡的长度,解析 处于质壁分离状态的细胞放在清水中，将会出现质壁分离复原的现象，复原后的细胞体积基本不变；提高外界溶液的浓度，细胞继续失水，体积继续减小，B/A值将变小；B/A值越小失水越严重，所以该值能代表细胞失水的程度；B代表原生质体的长度，并非代表液泡长度。 答案 D,考点整合二：水分、矿质营养的吸收、运输、利用及相互关系 1水分的吸收、运输和利用,2矿质元素的吸收、运输和利用,3植物吸收水分和矿质元素是两个相对独立过程的分析 (1)区别,(2)相关性 吸收的部位都主要是根尖成熟区表皮细胞； 矿质元素一定要溶解于水中，才能被根部吸收； 矿质元素在植物体内的运输随着水分的运输到达植物体的各部分； 矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞内、外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收。,【典例2】 将3株小麦幼苗分别培养在相同的培养基中，开始时测得它们吸水和吸K情况基本相同，随后对3株幼苗进行处理和检测，其结果如下表：,对本实验的解释，错误的是( ) A三组实验可以说明植物吸收矿质元素和吸收水分是两个相对独立的过程 B甲幼苗吸水量明显减少是由于溶液浓度大于细胞液浓度 C乙幼苗吸K量明显减少，说明植物吸收矿质元素离子的方式可能是主动运输 D丙幼苗吸K量没有增加是因为根细胞膜上载体蛋白的数量受到限制,解析 甲幼苗剪去叶片影响了植物的蒸腾作用，从而影响植物对水的吸收。由于植物吸收矿质元素是以主动运输的方式进行的，所以加入呼吸抑制剂后乙幼苗吸收离子减少。丙幼苗吸收离子没有增加，而吸收水分减少，这是因为施肥后外界溶液浓度增加，植物吸水困难。 答案 B,【互动探究2】 大豆种子萌发刚露出两片子叶后，生长出第一片新叶，这时子叶仍具有生理功能，把一批长出第一片新叶的大豆随机分为两组，放在同一种营养液中培养，两组幼苗处理方法和结果如下，请判断营养液中缺少下列哪一种矿质元素( ),A.硼 B氮 C铁 D钙 解析 由表可知甲组大豆的幼叶出现了元素缺乏症状，这是由可再利用的元素缺乏造成的。钙、铁元素在植物体中形成稳定的化合物，不能重复利用，而硼则影响花粉的萌发和花粉管的伸长。 答案 B,考点整合三：光合作用过程 1色素在光能转换中的作用 (1)吸收、传递光能：绝大多数的叶绿素a，全部叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。 (2)吸收、转换光能：少数处于特殊状态的叶绿素a。,2光能在叶绿体中的转换过程,3光能转换中的重要物质 (1)原初电子供体是少数处于特殊状态的叶绿素a；最终电子和氢供体H2O；最终电子和氢受体NADP。 (2)NADPH既是能量(活跃化学能)的载体，也是还原剂。 (3)NADPH、ATP和NADP、ADPPi将光、暗反应连接在一起。,(4)有关物质的转移：NADPH、ATP由基粒类囊体膜基质；NADP、ADPPi由基质基粒类囊体膜。 (5)光反应不仅需要有关酶，还需要色素，暗反应只需要酶。,4光合作用中有关物质变化 光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者的比较如下：,5.C3与C4植物的比较,【典例3】 (2010山东临沂检测)下列关于光合作用的描述中，正确的是( ) A黑暗情况下叶肉细胞内无ATP产生 B叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物,解析 在黑暗情况下，叶肉细胞可通过进行细胞呼吸产生ATP；叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的；在暗反应过程中，一分子CO2被C5固定，产生两分子C3。 答案 B,知识总结 叶绿体在离体条件下，只需保持其正常生存状态的条件，即可正常发挥其生理作用。在植物体中，并非是每个细胞都存在叶绿体，如高等植物的根细胞就没有。进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的色素和酶，如蓝藻和光合细菌，因其为原核细胞，没有叶绿体等典型的细胞器，靠细胞质中的色素和酶进行光合作用。改变条件后，C3、C5、H和ATP、葡萄糖合成量等的变化规律：,【互动探究3】 如图表示某植物的叶肉细胞在温室中、一定的光照强度(N点后停止光照)条件下，O点开始提供14C标记的质量分数为0.03%的CO2，叶肉细胞内C3和C5中14C含量相对值随时间的变化曲线。分析回答：,(1)图中表示用14C标记C5含量相对值变化的曲线是_(填字母)。 (2)a曲线在P至N时间段内14C含量相对值稳定不变的原因是_。,b,CO2固定的速率等于C3被还原的速率,(3)N点后，b曲线下降的原因是_。 (4)实验过程中，叶肉细胞内糖类中14C含量相对值随时间变化的趋势是_。,停止光照后，ATP和H不能合成，C3不能被还原形成C5，C5和CO2还能形成C3,逐渐增加，N点后逐渐减少,解析 在黑暗条件下，对CO2C5 2C3的反应影响不大，C5不断被消耗，C3不断生成，而对C3的还原影响较大，因为随着光反应产生的H和ATP的逐渐消耗，被还原的C3也越来越少，生成的糖类也越来越少。分析曲线可知，曲线a代表的物质含量在黑暗的条件下不断上升，说明它代表的是C3，b代表的是C5。图中曲线a在P至N时间段，由于CO2固定的速率等于C3被还原的速率，所以14C含量相对值稳定不变。,考点整合四：影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用,【典例4】 (2010宁夏理综、辽宁理综)请回答与光合作用有关的问题：,(1)甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。据图回答： 强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是_。 乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是_(a、b、c、d)。 当光照强度从a到b时，_植物光合作用强度增加最快。,甲,c,甲,(2)植物光合作用产生的O2来自H2O，还是来自CO2？请写出简单实验思路证明你的结论。 答案 来自于H2O。分别将C18O2和HO提供给两组植物，分析两组植物光合作用释放的氧气，H218O2仅在提供HO的那组植物中产生，即可证明上述结论。,解析 (1)由图示可知，在强光下甲植物光合作用强度较乙、丙两植物高，因此，甲固定CO2的能力最强。随着光照强度的增加，乙植物在c点最先达到最大光合作用强度。在a点时，三种植物的光合作用强度相同，而在b点时，甲的光合作用强度最大，所以当光照强度从a到b时，甲植物光合作用强度增加最快。(2)分别用H218O标记的C18O2和HO提供给两组植物进行光合作用实验，分析两组植物光合作用释放的O2,18O2仅在提供HO的那组植物中产生，即可证明光合作用产生的O2来自H2O。,【互动探究4】 (2011苏州模拟)如图是光照强度、CO2浓度、温度对光合速率的影响的曲线，据图回答下列有关问题：,(1)图1表明，光照强度对光合速率的影响是_， 限制CD段的主要的内部因素最可能是_。,在一定范围内，随着光照强度的增强，植物光合速率增加，超过这一范围，光合速率不再增加,色素种类和含量、酶含量及活性,(2)若图1表示在适宜的温度下某玉米幼苗光合作用强度的变化，曲线CD段产生的原因是光合作用受到_等外界条件的影响。 (3)根据图2信息，适当提高CO2浓度可以促进植物的光合作用，试举出两种可以增加大田种植作物周围CO2浓度的方法：_。,CO2浓度,正行通风、增施农家肥等,(4)图2中当CO2浓度由F点突然降到E点时，叶绿体中C3的含量将会_。 (5)图3表明在一定的温度范围内，随着温度的升高，光合速率不断增强，超过这一范围，光合速率反而迅速下降，产生这一现象的根本原因是温度影响了_。,下降,光合作用酶的活性,解析 光照是限制光合作用速率的主要因素，低光照下，光照强度是光合作用的限制因素，随着光照强度的增强，植物光合速率增加，当到达一定限度时，即使再增加光照，光合速率也不再增加，此时的限制因素是温度或CO2浓度等。限制光合作用速率的内部因素主要有色素种类和含量、酶含量及活性等。适当提高CO2浓度有利于促进光合作用暗反应中CO2的固定，提高CO2浓度的方法主要有正行通风(通风有利于植物周围的CO2得到及时补充)、增施农家肥(利用微生物分解有机物释放CO2)、深施有机肥(使根部吸收的CO2增多)等。,当CO2浓度突然降低，暗反应中CO2的固定减少，形成的C3将减少。温度影响参与光合作用的酶的活性，由于光合作用过程有许多酶促反应，因此温度影响光合作用的速率。,考点整合五：细胞呼吸的原理及其在生产中的应用 1有氧呼吸的过程,2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较,3影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用,【典例5】 (2011石家庄调研)为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析，错误的是( ),A.根据变化规律，表中10、1.0%条件下的数据很可能是错误的 B温度为3、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合 CO2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高 D在20条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱,解析 随着氧浓度的升高，二氧化碳的释放量表现为由多到少，再由少到多的变化过程，表中显示温度、O2含量为10、1.0%时，CO2释放量太高，在温度不变的情况下，O2含量为1.0%时释放的CO2量应比O2含量为0.1%时低，因此A正确；贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合是释放CO2量最少的一组条件，因此B正确；比较相同温度下，O2含量为20.0%和40.0%时的CO2释放量可见，氧气达到一定浓度后，再改变O2含量，对细胞呼吸影响不大，因此C错误；,当氧气浓度升高时，无氧呼吸受到抑制，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱，因此D正确。 答案 C,知识总结 巧判细胞呼吸类型 (1)根据反应物、产物来判断：如果要消耗氧气，则一定是有氧呼吸；如果产物有水，则一定是有氧呼吸；如果产物中有酒精或乳酸，则为无氧呼吸；但要注意，产物中如果有二氧化碳，要分情况讨论。,(2)根据反应中的物质的量的关系进行判断：不消耗氧气，释放二氧化碳，只进行无氧呼吸；酒精量等于二氧化碳的量，只进行无氧呼吸；二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于无氧呼吸；酒精量小于二氧化碳量，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，多余的二氧化碳来自于有氧呼吸。,(3)根据反应场所来判断：有氧呼吸：第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中；无氧呼吸：在细胞质基质中。,【互动探究5】 如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两套装置的培养条件一致(不考虑环境中物理因素的影响)，下列相关叙述不正确的是( ),A若装置1中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量 B若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向右移 C若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置1中红色液滴不移动，装置2中红色液滴向左移 D若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置1中红色液滴向左移，装置2中红色液滴向右移,解析 本实验的目的是验证酵母菌细胞呼吸的类型，若酵母菌只进行无氧呼吸，装置1中酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，装置内气体量不变，红色液滴不移动，装置2内由于呼吸放出二氧化碳，气体量增加，红色液滴向右移动，B对；若酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸过程中消耗的氧气量与放出的二氧化碳量相等，装置2内气体量没有发生变化，红色液滴不移动，装置1内，由于二氧化碳被吸收，氧气被消耗，气体量减少，红色液滴向左移动，且其移动的距离可表明有氧呼吸所消耗的氧气量，A对，C错；若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，,氧气的消耗量小于放出的二氧化碳量，装置1中红色液滴向左移动，装置2中红色液滴向右移动，D对。 答案 C,考点整合六：光合作用和呼吸作用之间的关系 1光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系,2.总光合速率净光合速率和呼吸速率三者之间的关系,【典例6】 (2010四川理综，3)有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究，结果如下表(净光合速率以CO2的吸收速率表示，其他条件适宜且相对恒定)。下列相关分析不正确的是( ),A光强大于0.1 mmol光子m2s1，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小 B光强小于0.5 mmol光子m2s1，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量 C光强大于0.7 mmol光子m2s1，限制净光合速率的主要生态因素是CO2浓度 D龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果,解析 本题考查植物的光合作用、呼吸作用以及影响光合作用的因素，意在考查考生获取信息的能力以及综合运用能力。从表中可以看出：芒果的最大光能利用率0.1 mmol光子m2s1时，随光照增强，两种果树的光能利用率均呈现逐渐减小的趋势；当光强0.7 mmol光子m2s1时，限制净光合速率的主要因素是CO2浓度；龙眼的最大光能利用率大于芒果，,龙眼的最大总光合速率为8.50.69.1(mol CO2m2s1)，而芒果的最大总光合速率为7.62.19.7(mol CO2m2s1)，大于龙眼的最大总光合速率。 答案 B,知识总结 光合作用和呼吸作用中H、ATP的来源和去路,【互动探究6】 (2011山东青岛调研)某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24 h测定，得到如图所示曲线，则以下说法有几种是正确的( ),c、e两点的光合速率为零 c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 de段光合速率小于呼吸速率 进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 A1种说法正确 B2种说法正确 C3种说法正确 D4种说法正确,解析 看清曲线含义是解答本题的关键，由图可知：c、e两点CO2吸收速率为零，c、e两点的光合速率等于呼吸速率，错；c、e之间CO2吸收速率大于零，表明光合速率大于呼吸速率，错；一天24小时植物都要进行呼吸作用，错。 答案 A,高考链接,1.(2010上海卷，7)在人和植物体内都会发生的物质转化过程是( ) 葡萄糖彻底氧化 葡萄糖转化为乙醇 葡萄糖脱水缩合 葡萄糖分解为丙酮酸 A B C D,解析：本题考查人和植物体内糖类代谢的比较。在人和植物体内都能进行有氧呼吸，将葡萄糖彻底氧化分解，在分解过程中，第一步是将葡萄糖分解为丙酮酸。在缺氧条件下，人和植物体都能进行短暂的无氧呼吸，但是人无氧呼吸的产物是乳酸，而植物无氧呼吸的产物是酒精。植物和动物体的细胞内都能进行葡萄糖脱水缩合形成多糖的过程，植物体通过光合作用合成单糖再形成淀粉等多糖，人体在肌细胞和肝细胞内可将葡萄糖合成为糖原。故只有过程在人体内不能发生。 答案：C,2(2010上海卷，18)如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是( ) A处发生三羧酸循环 B处产生ATP C处产生二氧化碳 D处发生H与O2的结合反应,解析：本题考查线粒体的结构与细胞的有氧呼吸过程，意在考查考生对细胞呼吸过程的理解。图示中为线粒体外膜和内膜间的空隙，为线粒体基质，为线粒体的内膜。A项正确：三羧酸循环在线粒体基质中进行，因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，所以叫做三羧酸循环；B项错误：线粒体中产生ATP的部位是线粒体基质和内膜。 答案：B,3(2010江苏卷，33)不同生态环境对植物光合速率会产生影响。某课题组测定生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片不同时间的光合速率，结果如图。,(1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表。,请画出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。 答案：(1),从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是_。,结合型叶绿素含量降低,(2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入_。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下23 min后，试管内的氧含量_。,无水酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅),基本不变,(3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测_(填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是_。,a,10月1日的光合速率低，a中叶绿体类囊体膜结构被破坏,解析：本题主要考查光合作用的影响因素，意在考查考生获取信息并进行信息转化的能力、推理能力和应用能力。在711月，随时间的推移叶绿素的总量下降，主要与结合型叶绿素含量下降有关；在提取叶绿体中的色素时，要加入无水乙醇(丙酮)、碳酸钙和少量的二氧化硅；研磨后，叶绿体的结构被破坏，所以功能丧失；在10月份，游离型叶绿素增多，所以叶绿体的结构部分被破坏。,4(2010上海卷，六)分析有关植物光合作用的资料，回答问题。 在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。,(1)与B植物相比，A植物是在_光照条件下生长的植物，判断的依据是_。 (2)当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率_，造成这种现象的实质是_跟不上_反应。,弱,因为A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物),不再增加,暗反应,光,(3)当光照强度为9千勒克司时，B植物的总光合速率是_mg CO2/(100 cm2叶小时)。当光照强度为3千勒克司时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为_mg CO2/(100 cm2叶小时)。,45,1.5,(4)光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期，如图。,若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如图，则留下叶片的光合速率_，原因是_ _。,增加,枝条上仅剩一张叶片，总光合产物减少，但结果期的植物对营养的需求量大，因此叶中光合作用产物会迅速输出，故光合速率增加,
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