光合作用与呼吸作用一轮复习.ppt

高考大题专攻系列(一)光合作用和细胞呼吸的综合应用,【答题必备】关于光合作用和细胞呼吸的计算，一般不根据化学反应式计算CO2、O2或葡萄糖含量的变化，而是根据光合作用和细胞呼吸的关系来推断相关数量。通常有以下两种考查方式：,考查角度一光合作用和细胞呼吸的相关计算,1.计算光合速率：(1)计算公式：真正(总)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率,(2)公式解读：,(3)实例分析：这类计算常常借助曲线图考查，如纵坐标给出黑暗中CO2的释放量为a，即呼吸速率；横坐标上某一光照强度对应的曲线上CO2的吸收量为b，即净光合速率；可以计算出真正光合速率，即a+b。,2.判断有机物积累量：(1)理论依据：植物在黑暗条件下只进行呼吸作用，在光照条件下既进行光合作用，又进行呼吸作用，当净光合速率0时，植物会积累有机物。,(2)实例分析：如下图表示植物在密闭大棚中，一昼夜内CO2浓度的变化，比较B、D两点积累有机物的多少。分析：D点比B点光合作用时间长，且净光合速率0，故D点积累的有机物较多。,【典题例证】(2015北京高考)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO2吸收量的变化，每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。,(1)在开始检测后的200s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解_，同化CO2。而在实验的整个过程中，叶片可通过_将储藏在有机物中稳定的化学能转化为_和热能。,ATP中的化学能,水,细胞呼吸,(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在_molm-2s-1范围内，在300s时CO2_达到2.2molm-2s-1。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大约_molCO2m-2s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位),2.42.8,0.20.6,释放量,(3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下100s以后，叶片的CO2释放_，并达到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，可利用_技术进行研究。,逐渐减少,14C同位素示踪,【典题技法归纳】(2015江苏高考)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：,(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在_相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积_的释放量。(2)光合作用过程中，CO2与C5结合生成_，消耗的C5由_经过一系列反应再生。,光照强度、CO2浓度,O2,C3,C3,(3)由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的_；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的_。(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是_。,P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少,H和ATP,参与光合作用的酶,【母题变式】(1)新育品种与原种光合酶的最适温度都是_。(2)净光合速率除可检测O2释放量外，还可检测_。(3)若突然转为阴天，则该植物的C3含量_，C5含量_。,25,CO2吸,收量(有机物积累量),增加,减少,4.(2014全国卷)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。,据图回答下列问题：(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在ab时，曲线_表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。,0,A、B和C,光强,(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量_(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。,(1)0A、B和C(2)光强(3)(4),大于,光强,4.(2015全国卷)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：,A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。,C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。,回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。,高于,C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%,光照,基质,(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。,光照和黑暗交替频率,ATP和还原型辅酶,答案：(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%(其他合理答案也可)光照基质(2)光照和黑暗交替频率(其他合理答案也可)ATP和还原型辅酶,【类题精练】(2016太原模拟)如图表示某一生长迅速的植物在夏季24h内CO2净吸收量和净释放量(单位：mg)。请回答：,(1)在_时，该植物既没有CO2的净吸收，也没有CO2的净释放，说明植物此时刻_。(2)测定植物呼吸速率比较简单的方法是_。假设该植物在24h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为_mg/h，最高光合速率约为_mg/h。,光合作用强度与呼吸作用强度相等,18：00和6：00,85,测定在黑暗条件下单位时间内CO2释放量,10,(3)该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为_(用字母表示)。(4)若某一阶段，该植物体对CO2的吸收量与释放量总是符合图中所示的曲线，说明该植物正处于生长旺盛状态，因为这一阶段_。,A+C-B,A+C的总面积大于B的面积，表示植物光合作用大于呼吸作用,答案：(1)18：00和6：00光合作用强度与呼吸作用强度相等(2)测定在黑暗条件下单位时间内CO2释放量1085(3)A+C-B(4)A+C的总面积大于B的面积，表示植物光合作用大于呼吸作用(同化作用大于异化作用)，植物积累较多的有机物,A+C的总面积大于B的面积，表示植物光合作用大于呼吸作用,【答题必备】掌握实验中气体和溶液的关系是解答此类试题的关键。结合下面装置图分析光合速率与呼吸速率的测定方法：,考查角度二光合速率和呼吸速率的实验测定方法,1.测定原理：(1)NaOH溶液和CO2的关系：甲装置在黑暗条件下植物进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的体积为细胞呼吸O2的吸收速率，可以代表呼吸速率。,(2)NaHCO3溶液和CO2的关系：乙装置在光照条件下植物进行光合作用与细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器中CO2浓度的恒定(NaHCO3溶液能在CO2缺少的情况下分解产生CO2)，所以单位时间内红色液滴右移的体积为植物O2的释放速率，可以代表净光合速率。,2.测定方法：(1)将植物(甲装置)放于黑暗中一段时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。(2)将同一植物(乙装置)放于光下一段时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。(3)根据呼吸速率和净光合速率，可以计算真正光合速率。,考查角度二光合速率和呼吸速率的实验测定方法(2014江苏高考)为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。图1为光合放氧测定装置的示意图；图2是不同NaHCO3浓度(pH8.5，25)条件下测得的Pn曲线图。请回答下列问题：,(1)通过变换图1中光源，可研究_、_对光合作用的影响。(2)在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系_(填“呈正相关”“呈负相关”或“难以确定”)。,难以确定,光强光质,(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低，藻细胞光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HC获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为_；在更高NaHCO3浓度下，Pn不再增加的主要原因有_、_。,达到了CO2饱和点,120mgL-1,CA量有限,(4)培养基中的与之间的离子平衡与pH有关，碱性条件下pH越高，越少，越多，而几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.010.0)对光合作用的影响时，导致Pn发生变化的因素有_、_。,CO2(或HCO3)供应量不同CA(细胞)活性变化,答案：(1)光强光质(2)难以确定(3)120mgL-1达到了CO2饱和点CA量有限(4)CO2(或)供应量不同CA(细胞)活性变化,【类题精练】(2016郑州模拟)如图所示是研究光合作用和呼吸作用的实验装置，根据相关知识回答问题：,(1)甲装置试管中收集的气体可以使带火星的木条复燃，说明绿色植物的光合作用释放出_。,氧气,(2)孙武同学利用甲装置进行了进一步探究，实验结果如下表：由此得出的结论是_。,光照越强，光合作用越强,(3)利用乙装置研究绿色植物的细胞呼吸时，为防止光合作用的干扰，应对该装置进行_处理，一段时间后，玻璃管中红墨水向_(填“左”“右”)移动。,左,遮光,答案：(1)氧气(2)光照越强，光合作用越强(或光照越弱，光合作用越弱)(3)遮光左,【答题必备】解决种子萌发方面的问题，主要从以下三个方面分析：1.萌发条件：(1)外部因素：适宜的温度、水分和充足的氧气。(2)内部因素：具有活性的胚。,考查角度三种子萌发过程中的光合作用和细胞呼吸,2.物质变化：(1)水分的变化：种子吸水使自由水增多，代谢增强。(2)有机物种类的变化：随着萌发的进行，种子细胞呼吸增强，有机物种类增多。,3.干重变化先降低后增加：(1)种子萌发初期，不能进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消耗有机物，为种子萌发提供能量，干重下降。复杂有机物被分解为简单有机物，细胞内有机物种类增多。(2)子叶出土后，由于可以利用叶绿体进行光合作用制造有机物，光合作用强度逐渐大于细胞呼吸强度，因此干重逐渐增加。,(2013山东高考)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：,(1)阶段和大豆种子的鲜重增加明显，阶段中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为_。阶段中，种子胚细胞内水的主要存在形式是_。,自由水,自由扩散,(2)阶段期间，大豆种子胚细胞合成的_解除种子休眠，促进种子萌发。阶段中根向地生长的原因是_分布不均，使根的近地侧生长受到_。(3)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_。,抑制,赤霉素(或GA),生长素(或IAA),61,(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，短时间内叶绿体中C5和ATP含量的变化分别为_、_。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要目的是通过_提高光合作用强度以增加产量。,增加CO2浓度,升高(或增加),升高(或增加),(3)根据题意假设O2的吸收量为1mol，则CO2的释放量为3mol，则有氧呼吸时：,所以无氧呼吸消耗葡萄糖的量有氧呼吸消耗葡萄糖的量=61。,答案：(1)自由扩散自由水(2)赤霉素(或GA)生长素(或IAA)抑制(3)61(4)升高(或增加)升高(或增加)增加CO2浓度,【类题精练】(2013全国卷)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11d时减少了90%，干重变化如图所示。,回答下列问题：(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用_染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见_色的脂肪颗粒。(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是_(填“C”“N”或“O”)。(3)实验第11d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是_和_。,橘黄(或红),苏丹(或苏丹),O,所需的矿质元素离子,光照,(3)由题干可知，第11d时干重减少了90%，此时如果要增加种子干重，萌发的种子只能通过光合作用来进行，而光合作用进行时必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。答案：(1)苏丹(或苏丹)橘黄(或红)(2)O(3)光照所需的矿质元素离子,