高三生物二轮复习 第一部分 专题二 细胞的代谢 第2讲 光合作用和细胞呼吸课件.ppt

第2讲光合作用和细胞呼吸 专题二细胞的代谢 2016高考导航 适用于全国卷 专题二细胞的代谢 专题二细胞的代谢 高考回放 1 2014 高考全国卷 T6 6分 关于光合作用和呼吸作用的叙述 错误的是 A 磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B 光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C 人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D 病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 C 专题二细胞的代谢 解析 A项 光合作用的光反应中有ATP的合成 需要原料ADP和磷酸 B项 光合作用中叶绿素吸收并转化光能的过程与酶的催化作用无关 C项 乳酸是无氧呼吸的产物 在人体内不能继续分解供能 人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的 D项 病毒无独立的代谢系统 病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供 专题二细胞的代谢 2 2013 高考全国卷 T2 6分 关于叶绿素的叙述 错误的是 A 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B 被叶绿素吸收的光可能用于光合作用C 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 D 专题二细胞的代谢 解析 题干明确考查叶绿素的有关知识 可根据叶绿素的有关内容 逐项分析解答 叶绿素a和叶绿素b所含的化学元素相同 都由C H O N Mg组成 故A项正确 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素吸收的光能通过光合作用转变为储存在有机物中的化学能 故B项正确 叶绿素a在红光区的吸收峰值约为663nm 叶绿素b在红光区的吸收峰值约为645nm 故C项正确 绿叶中的色素对绿光的吸收极少 绝大多数绿光被反射出来 因此植物呈现绿色 故D项错误 专题二细胞的代谢 3 2013 高考全国卷 T3 6分 下列与微生物呼吸有关的叙述 错误的是 A 肺炎双球菌无线粒体 但能进行有氧呼吸B 与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C 破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D 有氧和无氧时 酵母菌呼吸作用产物不同 C 专题二细胞的代谢 解析 据题干可知 本题重点考查微生物的细胞呼吸 可首先联系细胞呼吸的方式 有氧呼吸和无氧呼吸 然后分析每个选项提供的信息 逐项解答 肺炎双球菌属于原核生物 细胞中只有核糖体一种细胞器 与有氧呼吸有关的酶存在于细胞膜和细胞质基质中 故A项正确 细菌的拟核有环状DNA 为细菌的遗传物质 其上的基因控制着相关蛋白质的合成 故B项正确 破伤风芽孢杆菌的细胞呼吸方式是无氧呼吸 其适宜的生活环境应为无氧环境 故C项错误 酵母菌为兼性厌氧型微生物 进行有氧呼吸时 呼吸产物是CO2和水 进行无氧呼吸时 呼吸产物是酒精和CO2 故D项正确 专题二细胞的代谢 4 2014 高考全国卷 T29 10分 某植物净光合速率的变化趋势如图所示 专题二细胞的代谢 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a b之间时 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 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 0 A B和C 光强 大于 光强 专题二细胞的代谢 解析 1 根据曲线图可知 当CO2浓度为a时 高光强下 曲线A 该植物的净光合速率为0 分析坐标图中曲线的走势可以看出 当CO2浓度在a b之间时 曲线A B和C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高 2 由题图可知 影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强 当CO2浓度大于c时 由于受光强的限制 光反应产生的 H 和ATP不足 暗反应受到限制 曲线B和C的净光合速率不再增加 3 当环境中的CO2浓度小于a时 在图示的3种光强下 植物的净光合速率小于0 说明该植物此时呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2的量 4 据图可推测 光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率 因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量 还应同时考虑光强这一因素的影响 专题二细胞的代谢 1 光合作用与细胞呼吸关系的分析 H2O H C6H12O6 CO2 H2O C2H5OH CO2 1 光合作用与有氧呼吸过程中 H 和ATP的来源和去向 光反应阶段 有氧呼吸第一 二阶段 三个阶段 有机物 丙酮酸 H H O2 ATP CH2O ATP H 温度 CO2浓度 C3 色素 酶的活性 最适温度 3 细胞呼吸方式的判断 1 依据反应物 产物来判断 若需消耗氧气 则一定存在 呼吸 若产物有水 则一定存在 呼吸 若产物中有 则一定有无氧呼吸 若产物中有二氧化碳 则要依据物质的量的关系来讨论 有氧 有氧 酒精或乳酸 2 依据物质的量的关系来判断 不消耗O2 释放CO2 只进行 呼吸 无CO2释放 只进行产生 的无氧呼吸或细胞已死亡 CO2释放量等于O2的吸收量 只进行 呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 CO2释放量大于O2的吸收量 既进行有氧呼吸 又进行 发酵 多余的CO2来自 发酵 无氧 乳酸 有氧 酒精 酒精 3 依据反应场所来判断 对于真核生物来说 有线粒体参与的一定是 呼吸 无线粒体参与的一定是 呼吸 对于原核生物来说 原核细胞中无线粒体 故有氧呼吸和无氧呼吸都没有线粒体的参与 某些原核生物内存在与有氧呼吸有关的酶 可进行有氧呼吸 如硝化细菌 有氧 无氧 1 温度 曲线模型如图甲温度通过影响与细胞呼吸有关的 来影响呼吸速率 2 氧气 曲线模型如图乙氧气存在抑制无氧呼吸 有氧呼吸 阶段必须需要氧气 3 含水量 曲线模型如图丙自由水含量 时呼吸作用旺盛 4 CO2浓度 曲线模型如图丁CO2是细胞呼吸的产物 对细胞呼吸具有 作用 酶的活性 第三 较高 抑制 命题点1用模式图分析光合作用与细胞呼吸的物质和能量的关系 C 2 写出下列物质或生理过程的名称 E G 6 3 甲图中2对应乙图中的 人体内能进行乙图中的 乙图中能使ADP含量减少的是 H2O O2 CO2的固定 b a d a c d 4 细胞中发生过程1的部位是 其上分布的与光合作用有关的物质有 5 过程7可产生合成A的原料 这些原料的运动方向是 叶绿体类囊体的薄膜 色素和酶 从叶绿体基质移向叶绿体类囊体的薄膜 易错展台 1 甲图中 不在生物膜上进行的生理过程是 2 在光下 根尖细胞内合成 H 的场所有 3 同一细胞中O2从叶绿体到线粒体被利用共经过 层磷脂分子 2 3 4 6 7 细胞质基质 线粒体 8 5 若某叶肉细胞光合作用产生的葡萄糖中有三分之一用于该细胞的呼吸作用 那么该细胞每积累1分子葡萄糖 能够产生 分子氧气 9 1 2015 宁夏银川一中第五次考试 T31 图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程 甲 乙代表两种细胞器 代表各种物质 图2表示在相同且适宜温度下 测定该植物1cm2叶片重量变化 只考虑有机物的变化 单位为mg 据图回答下列问题 1 获取甲 乙细胞器的方法是 将结构乙从细胞中提取出来 置于清水中 则其内膜破裂晚于外膜 原因是 2 在光照适宜但高温或干旱条件下 某些植物的光合作用强度也会下降 其首先是由于图1中的 用数字和箭头表示 环节的反应强度下降导致的 3 该植物的呼吸速率可表示为 mg cm2 h 光照处理1h的实际光合速率可表示为 mg cm2 h 差速离心法 内膜的表面积大于外膜 A B 2A 解析 1 将细胞内各种细胞器分离开采用差速离心法 结构乙为线粒体 其内膜向内折叠 面积大于外膜 在清水中线粒体吸水膨胀 由于内膜面积大 故内膜破裂的时间较外膜晚 2 在高温或干旱的条件下 植物叶片表面的气孔关闭 使环境中的二氧化碳进入细胞内减少 从而直接影响二氧化碳的固定 即影响 的反应 3 无光时植物只进行呼吸作用 图2中无光处理1h 叶片重量减少Amg 因此 该植物的呼吸速率为Amg cm2 h 实际光合速率 净光合速率 呼吸速率 净光合速率为光照处理1h后叶片增加的重量 即 Z B Z A B A 因此 实际光合速率 B A A B 2Amg cm2 h 3 2015 云南昆明高三质检 T29 研究小组分别于20 30 下 测定不同光照强度对某单细胞绿藻平均每个细胞O2的总产生速率和CO2释放速率的影响 结果如下 请分析回答下列问题 1 在20 下 当光照强度为1klx时 细胞中能合成 H 的细胞器有 若该绿藻长期处于20 5klx条件下 则 填 能 或 不能 正常生长 原因是 2 在30 下 当光照强度为2klx时 平均每个细胞CO2的固定速率是 nmol h 1 3 分析数据 可判断该绿藻细胞呼吸酶的最适温度应 填 大于 等于 或 小于 30 且该绿藻细胞呼吸速率与光照强度 填 有关 无关 或 无法确定 理由是 在相同温度下 随光照强度的改变该绿藻细胞呼吸速率不发生改变 线粒体 叶绿体 不能 在20 5klx的条件下 该绿藻光合速率小于呼吸速率 其他合理答案也可 4 小于 无关 解析 1 在20 1klx时 绿藻细胞同时进行光合作用和有氧呼吸 光合作用中产生 H 的场所为叶绿体类囊体薄膜 有氧呼吸中产生 H 的场所为细胞质基质和线粒体 其中属于细胞器的是叶绿体和线粒体 在20 5klx时 绿藻细胞向外界释放二氧化碳的速率为2nmol h 1 说明此时光合速率小于呼吸速率 植物体内有机物会不断减少 因此 长期处于这一条件下的绿藻不能正常生长 2 在30 2klx时 平均每个细胞氧气的总产生速率为4nmol h 1 根据光合作用的反应式 可知光合作用中产生的氧气量与固定的二氧化碳量相等 因此 这一条件下平均每个细胞二氧化碳的固定速率为4nmol h 1 3 在光照强度为1klx时 在20 时呼吸作用产生二氧化碳的速率为1 9 10 nmol h 1 而在30 时呼吸作用产生二氧化碳的速率为2 2 4 nmol h 1 这说明在20 时呼吸酶的活性比30 时的大 则呼吸酶的最适温度应小于30 在光照强度为2klx时 20 和30 时呼吸作用产生二氧化碳的速率分别为7 3 10 nmol h 1 0 4 4 nmol h 1 同理 可以计算出在不同的光照强度下 同一温度下呼吸作用产生二氧化碳的速率都相等 这说明光照强度不影响呼吸速率 命题点2借助图表 曲线考查影响光合作用和细胞呼吸的因素 55 与O2结合形成水 还原三碳化合物 C3 2 图1中 40 与60 时 CO2的吸收量均为0 二者的区别是前者 后者 3 结合暗反应的过程 解释图2中高O2浓度更能抑制光合作用速率的原因 4 根据以上研究结果 该温室大棚作物白天 适宜的温度 在0 03 CO2浓度时 生长的最佳环境条件是 光照强度为30千勒克斯 光合速率等于呼吸速率 光合速率和呼吸速率均为0 植物死亡 高O2与更多的C5结合 减少了用于还原的C3 从而降低了光合作用速率 温度为30 O2浓度为1 5 光照强度 a点不变 b点向左移动 c点向右上方移动 能 下表列出了部分常见的与总光合速率和净光合速率有关的关键词 特例 如果题干给出的信息是叶绿体吸收CO2或叶绿体释放O2的量 则该数据为总光合速率 1 原创题 某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响 实验结果如下图所示 据图分析下列有关说法正确的是 A 据图可知 水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 B 图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 C 每天光照10小时 最有利于水绵生长的温度是25 D 在5 时 水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍 B 解析 图中纵坐标表示光照下吸收CO2的量 即净光合速率 或黑暗中释放CO2的量 即呼吸速率 由于没有对高于35 条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究 因此 不能说明水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 水绵细胞积累有机物的速率是指净光合速率 从图中可以看出 在25 时水绵细胞在光照下吸收CO2的量最高 即积累有机物的速率最大 每天光照10小时 最有利于水绵生长的温度应是20 因为在20 时 每天光照10小时 一昼夜水绵积累的有机物最多 为11 5mg 3 25 10 1 5 14 11 5 用CO2吸收量表示 在5 时 水绵细胞产生氧气的速率是1 5 用CO2吸收量表示 消耗氧气的速率是0 5 用CO2释放量表示 可知水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍 2 2015 广西南宁 桂林 柳州 玉林高三适应性检测 T29 某科研小组在25 条件下对植物甲和植物乙叶肉细胞的光合作用特性进行了研究 结果如图所示 请回答下列问题 注 净光合速率 光合速率 呼吸速率 1 图中A点条件下植物甲叶肉细胞产生ATP的细胞器有 B点条件下植物乙叶肉细胞进行光合作用消耗CO2的速率为 2 在本实验条件下 植物甲叶肉细胞的最大净光合速率 填 大于 等于 或 小于 植物乙的最大净光合速率 在无光条件下植物 填 甲 或 乙 的干重减少得更快 3 另有研究发现沙尘天气会影响这两种植物的生长 分析认为 首先沙尘天气遮挡阳光直接影响光合作用的 阶段 其次沙尘堵塞植物叶气孔 影响光合作用的 阶段 叶绿体和线粒体 10 mol m 2 s 1 大于 乙 光反应 暗反应 解析 1 A点条件下 植物甲的叶肉细胞光合速率与呼吸速率相等 叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸产生ATP的细胞器分别是叶绿体和线粒体 B点条件下 植物乙的叶肉细胞光合速率与呼吸速率相等 植物乙叶肉细胞的呼吸速率为10 mol m 2 s 1 则光合速率也为10 mol m 2 s 1 2 二氧化碳吸收速率即净光合速率 从图中可知植物甲叶肉细胞的最大净光合速率大于植物乙的最大净光合速率 在无光条件下 植物只进行呼吸作用 图中显示植物乙的呼吸速率大于植物甲 因此 在无光条件下植物乙的干重减少得更快 3 光照减弱后会直接影响光反应 环境中二氧化碳通过气孔进入植物的叶肉细胞 二氧化碳参与暗反应 气孔堵塞后会影响暗反应 3 2015 吉林长春市高三监测 T29 羊草和大针茅是两种常见牧草 某研究小组在不同土壤含水量的条件下 分别在14时和16时测得羊草和大针茅的相对光合速率如表 请分析回答下列问题 注 以午前光合高峰时的光合速率作为100 土壤含水量49为水分充足 19为干旱 1 绿色植物吸收光能的色素分布在叶绿体的 在实验室中可用 法来分离 2 根据表中数据分析 环境因素中气温 大气相对湿度 CO2浓度为该实验研究的 变量 土壤含水量相对值为19时 羊草在14时的光反应速率比16时 从表中可以看出 当环境因素相同时 羊草和大针茅的相对光合速率随土壤含水量减小而 原因是 两种植物相比 更适应干旱的环境 大针茅 类囊体薄膜 基粒 纸层析 无关 低 降低 减小 下降 土壤含水量减少 植物缺水导致气孔关闭程度加剧 CO2吸收量减少 解析 1 在绿色植物中 与光合作用有关的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜 分离色素的方法是纸层析法 2 本实验的变量有两个 土壤含水量和光照强度 其他为无关变量 如环境因素中的气温 大气相对湿度和二氧化碳浓度等 土壤含水量为19时 羊草14时的光合作用速率为35 0 低于16时的光合作用速率 45 2 所以羊草在14时的光反应速率较低 土壤含水量减少 植物缺水导致气孔关闭程度加剧 CO2吸收量减少 导致光合速率随土壤含水量减小而降低 两种植物相比较 大针茅在干旱的环境中光合速率下降没有羊草明显 所以大针茅更适应干旱环境 命题点3光合作用与细胞呼吸的实验设计 装置中放置死亡的植物 2 测定植物的净光合作用强度 在甲 乙两装置的烧杯中加入 填 NaOH 或 NaHCO3 溶液 其作用是 将两装置放在适宜的光照下照射1小时 测定红墨水滴的移动距离 实验结果 乙装置中红墨水滴向右移动0 5cm 甲装置中红墨水滴向 移动4cm NaHCO3 提供CO2 右 3 测定植物的呼吸强度 在甲 乙两装置的烧杯中加入 溶液 其作用是 将两装置放在 环境中1小时 温度与 2 中温度相同 实验结果 乙装置中红墨水滴向右移动0 1cm 甲装置中红墨水滴向 移动1 5cm 4 综合分析可知 该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向 移动 cm NaOH 吸收装置中的CO2 黑暗 左 右 5 1 易错展台 1 为防止气压 温度等物理因素所引起的误差 应设置的对照实验是 2 测量呼吸速率时 如果实验材料是种子 为防止微生物呼吸对实验结果的干扰 应对 处理 将所测的生物材料灭活 如将种子煮熟 其他条件均不变 装置及所测种子进行消毒 若甲液滴左移 乙液滴不动 则 若甲液滴不动 乙液滴右移 则 若甲液滴左移 乙液滴右移 则 4 若将典例中甲装置中的烧杯中加入NaHCO3置于不同光照强度下 记录装置中红墨水滴移动的方向 若红色液滴右移 说明光合作用强度 细胞呼吸强度 若红色液滴左移 说明细胞呼吸强度 光合作用强度 若红色液滴不动 说明光合作用强度 细胞呼吸强度 只进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸 既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 大于 大于 等于 向右 1 2015 贵州省七校联考 T29 下图是将绿色植物置于密闭容器内 探究植物代谢的影响因素的实验示意图 毛细管中水滴移动后移动针筒的位置 使水滴始终位于X的位置 针筒的读数可以显示容器内氧气体积的改变量 单位 mL h 表示增加 表示减少 回答下列问题 1 黑暗条件下测定氧气的吸收量需将碳酸氢钠溶液换作 10 时在适宜光照下该植物是否能正常生长 填 是 或 否 原因是 2 该植物生长的最适温度是 而细胞呼吸消耗有机物最快的温度是 若此植物处于12小时光照 12小时黑暗的环境中 据上述实验数据 最适合该植物生长的昼夜温度组合是 氢氧化钠溶液 是 此时光合作用速率大于呼吸作用速率 25 35 白天25 晚上10 3 若将实验装置中的碳酸氢钠溶液换成蒸馏水 在其他条件相同的情况下 植物的光合作用速率将 填 下降 或 上升 下降 解析 1 黑暗条件下植物只进行呼吸作用 有氧呼吸吸收氧气 释放二氧化碳 将容器内碳酸氢钠溶液换作氢氧化钠溶液 可以避免二氧化碳的干扰 测定植物有氧呼吸对氧气吸收的情况 10 时在适宜光照下容器内氧气体积的改变量为 4mL h 说明植物的光合作用速率大于呼吸作用速率 植物体内的有机物在积累 能正常生长 2 光照条件下容器内氧气体积的改变量反映了净光合作用速率的大小 净光合作用速率越大 越有利于植物生长 从表中可知25 时净光合作用速率最大 故25 即为植物生长的最适温度 在黑暗中容器内氧气体积减小最多的温度为呼吸作用消耗有机物最快的温度 即35 白天植物有机物积累最多的温度 即25 晚上植物消耗有机物最少的温度 即10 组合 即为适合植物生长的昼夜温度最佳组合 3 碳酸氢钠溶液能给植物的光合作用提供二氧化碳 换成蒸馏水后 容器内的二氧化碳浓度会逐渐下降 导致光合作用速率下降 叶绿体基质 容器中CO2逐渐被光合作用消耗 146 将该装置放在自然环境下 测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化 得到如图乙B所示曲线 那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是 影响a点变化的内因是 装置中氧气浓度最高的时间是 点 图中装置刻度管中液滴移到最左点是在曲线中的 点 光照强度 温度 酶的活性 18 或g c df 对照组 或对照实验 将此装置遮光 或遮光并将缓冲液换成NaOH溶液 每隔一定时间记录刻度数据 解题模块光合作用和呼吸作用实验应依照如下步骤进行 第一步 阅读题干 明确实验目的 第二步 理解装置图 注意光合速率与呼吸速率装置图的异同 明确实验原理 结合光合作用和呼吸作用的过程及影响因素 特别是因变量的检测方法 第三步 结合题目要求分析确定答案 第四步 若题目的结果分析中要求绘制曲线或表格 要注意掌握相应的方法 如对于曲线 不要忘记横 纵坐标的含义 有时还要注意单位 而对于表格 则不要忘记名称 行和列的含义等