高考生物二轮复习 第一部分 专题二 细胞的代谢 命题源4 光合作用和细胞呼吸课件.ppt

命题源4光合作用和细胞呼吸 专题二细胞的代谢 最新考纲 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 4 实验 1 叶绿体色素的提取和分离 2 探究酵母菌细胞呼吸的方式 命题模型一用模式图分析光合作用与细胞呼吸物质和能量的关系1 两者关系图表解读 3 H 和ATP的来源 去向分析 H2O光解产生 有氧呼吸第一 二阶段 还原C3 用于第三阶段还原O2 光反应阶段产生 三个阶段都产生 用于C3还原供能 用于各项生命活动 植物的C3还原除外 2 图解物质含量变化关系在解答光合作用相关物质含量变化的试题中 要结合图解或其中部分图解 如下图1所示 进行分析推理 如在突然停止光照 CO2供应不变的情况下 分析细胞中C3的含量变化 如下图2所示 另外 应记住在这种情况下C5 H ATP的含量变化是一致的 且都与C3的含量变化相反 A 解析 图中过程 分别表示光反应 暗反应 有氧呼吸和无氧呼吸 光反应在类囊体薄膜上进行 暗反应在叶绿体基质中进行 中有氧呼吸第3步在线粒体内膜上进行 A正确 阶段 生成的 H 可作为还原剂还原C3 而不能用于 中 过程生成水 B错误 过程 产生的ATP只能用于过程 不能用于叶肉细胞吸收Mg2 C错误 过程 包括有氧呼吸的3步 故其场所应为细胞质基质和线粒体 D错误 A 解析 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段 光反应为暗反应提供 H 和ATP H 用于还原C3 最终生成 CH2O ATP为暗反应提供能量 光反应的能量直接来自太阳光能 即必须在光下进行 将盆栽植物移至暗处 停止了光照 在其他条件如CO2浓度等没有发生变化的情况下 从气孔进入的CO2仍被C5固定生成C3 由于光照停止 光反应停止 H 和ATP不能生成 C3因缺乏 H 和ATP不能还原成 CH2O 所以此时的叶肉细胞内C3暂时增加 CH2O 的生成量减少 故A选项正确 3 综合应用类 某小组为验证不同遮光处理对铁线莲光合作用的影响 结果如图所示 请分析回答问题 曲线叶绿素a b表示叶绿素a含量与叶绿素b含量之比 图甲 图乙 1 如图甲所示 当遮光率达到10 以上时 随着遮光比例增加 叶绿素含量增加 其中 含量增加更多 由此推测 这是对弱光环境的一种适应 当遮光率达到90 时 对该植物体内所有能进行光合作用的细胞来说 叶绿体消耗的CO2量 填大于 小于或等于 细胞呼吸产生的CO2量 叶绿素b 大于 2 某研究小组获得了铁线莲的叶黄素缺失突变体 研究小组设计了如图乙的实验装置 通过测量溶液中氧的含量 研究铁线莲的叶黄素缺失突变体与正常植株叶片对红光吸收的差异 请回答 取A B两组上述装置 两反应杯的溶液中均先加入 溶液 然后A B组中分别加入 叶片 A B两组用同等强度的红色光源照射 等量NaHCO3 或CO2缓冲液 等量叶黄素缺失突变体和正常植株 一段时间后 通过如图乙所示计算机记录并比较A B两组 的变化情况 实验结果 A B两组无明显差异 原因是 O2 叶黄素主要吸收蓝紫光 不吸收红光 解析 1 如图所示 当遮光率达到10 以上时 叶绿素a b的值减小 而叶绿素含量增加 则叶绿素b含量增加更多 以此来适应弱光环境 当遮光率达到90 时 植物的净光合作用速率大于0 说明真正的光合作用速率大于呼吸作用速率 则叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量 2 实验的自变量是不同类型的铁线莲 因变量是溶液中氧的含量 为了排除气体变化对氧含量的影响 应维持CO2浓度不变 加等量NaHCO3溶液 或CO2缓冲液 实验目的是研究铁线莲的叶黄素缺失突变体与正常植株叶片对红光吸收的差异 所以结论是叶黄素主要吸收蓝紫光 不吸收红光 1 熟练掌握判断细胞呼吸方式策略 1 依据反应物和产物判断 消耗O2或产物中有H2O 一定存在有氧呼吸 产物中有酒精或乳酸 一定有无氧呼吸 3 依据反应场所判断 2 对光合作用和细胞呼吸认识的几个误区 1 误认为暗反应在光下不能进行 光合作用的过程可以分为两个阶段 即光反应和暗反应 前者在光下才能进行 并在一定范围内随着光照强度的增加而增强 后者在有光 无光的条件下都可以进行 但需要光反应的产物 H 和ATP 因此在无光条件下不可以长期进行 2 误认为有氧呼吸的全过程都需要O2 有氧呼吸的第一 二阶段不需要O2 只有第三阶段需要O2 3 误认为有氧呼吸的场所只有线粒体 原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上 真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体 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 C D 解析 分析题图可知 四个过程分别为有氧呼吸第一步 三碳化合物的还原 CO2的固定 有氧呼吸第二步 X Y物质分别代表三碳化合物 丙酮酸 A错误 过程产生ATP 过程需要消耗ATP 过程既不产生也不消耗ATP B错误 为有氧呼吸第一步 发生在细胞质基质中 C错误 有氧呼吸第三步消耗氧气 光合作用光反应产生氧气 故 四个过程既不消耗氧气也不产生氧气 D正确 命题模型二借助图表 曲线考查影响光合作用和细胞呼吸的因素1 光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律 2 自然环境及密封容器中植物光合作用曲线分析 1 图1中各点含义及形成原因分析a点 凌晨2 4时 温度降低 呼吸作用减弱 CO2释放减少 b点 上午6时左右 太阳出来 开始进行光合作用 bc段 光合作用小于呼吸作用 c点 上午7时左右 光合作用等于呼吸作用 ce段 光合作用大于呼吸作用 d点 温度过高 部分气孔关闭 出现 午休 现象 e点 下午6时左右 光合作用等于呼吸作用 ef段 光合作用小于呼吸作用 fg段 没有光照 停止光合作用 只进行呼吸作用 2 图2中各点含义及形成原因分析AB段 无光照 植物只进行呼吸作用 BC段 温度降低 呼吸作用减弱 CD段 4时后 微弱光照 开始进行光合作用 但光合作用强度 呼吸作用强度 D点 随光照增强 光合作用强度 呼吸作用强度 DH段 光照继续增强 光合作用强度 呼吸作用强度 其中FG段表示 光合午休 现象 H点 随光照减弱 光合作用强度下降 光合作用强度 呼吸作用强度 HI段 光照继续减弱 光合作用强度 呼吸作用强度 直至光合作用完全停止 C A 图一可见呼吸底物为葡萄糖 O2浓度为A时 O2的吸收量等于CO2的释放量B 图一中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性C 图二可见乙品种比甲品种呼吸速率低 且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中D 图二中F点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体 细胞质基质和线粒体 解析 A点表示植物进行无氧呼吸和有氧呼吸放出的CO2量相同 此时O2的吸收量等于CO2释放量的一半 A错误 由于该研究均在室温下进行 应排除温度对酶活性的抑制 推测应为反应底物数量减少造成的 B错误 根据图二可知 乙品种更容易达到光补偿点 因此可推断乙品种更适于生长在弱光环境中 C正确 图二中F点时只进行呼吸作用 不进行光合作用 因此不存在叶绿体消耗ADP这一过程 D错误 C A 番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质B 光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 时比15 时更强C 低温 黑暗条件下更有利于贮存番茄果实D 贮藏温度下降时果实呼吸减弱 可能与细胞内酶活性降低有关 解析 番茄果实有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体 无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质 A正确 由题图看出8 时黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15 大即抑制作用更强 B正确 由题图看出低温条件下呼吸强度更低 但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高 所以黑暗条件下不利于果实的储存 C错误 呼吸过程是酶促反应 酶活性受温度影响 温度降低酶活性降低 D正确 3 表格数据信息类 巨桉原产澳大利亚东部沿海 广泛用于人工造林 具有适应性强和经济价值高的特点 菊苣是生长在林下的高产优质饲用牧草 巨桉凋落叶分解过程中会释放某些小分子有机物 为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响 科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶 与土壤混合后置于花盆中 将菊苣种子播种其中 出苗一段时间后 测定菊苣各项生长指标 结果见下表 1 测定菊苣叶片光合色素含量时 常用 试剂 提取光合色素 2 菊苣叶片光合作用产生的有机物 C6H12O6 中的氧来源于原料中的 有机物 C6H12O6 中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物 中 3 科研人员在菊苣幼苗中发现了一株叶黄素缺失突变体 将其叶片进行红光照射光吸收测定和色素层析条带分析 从上至下 与正常叶片相比 实验结果是 光吸收 色素带 无水乙醇 丙酮 CO2 CO2 差异不显著 缺少第2条色素带 4 实验组与对照组相比 菊苣幼苗的净光合速率 在巨桉凋落叶含量低时 实验组1 其释放的某些小分子有机物使 直接导致光反应减弱 在巨桉凋落叶含量高时 实验组2 这些小分子有机物还能使 导致植物对 的利用率下降 导致暗反应减弱 上述结果表明 巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有 作用 降低 光合色素含量减少 C5形成C3效率下降 CO2 抑制 解析 1 因为色素能溶于有机溶剂 所以用无水乙醇可以提取色素 2 光合作用中糖类中的氧元素全部来自二氧化碳中的氧 有机物糖类中的氧最终经过细胞呼吸到达二氧化碳中 3 叶黄素缺失体 说明缺失了叶黄素 用红光进行照射 因为叶绿素吸收红光 所以缺失了叶黄素对红光吸收差异不显著 因为叶黄素是在从上到下的第2条色素带 所以缺少了第2条色素带 4 由表中数据可知实验组的净光合作用速率降低 由表中实验数据可知实验组1中叶绿素含量比对照组低 所以会使光合色素含量减少 直接导致光反应减弱 而实验组2中与对照组相比C5形成C3效率下降 导致对二氧化碳的利用下降 进而暗反应减弱 导致光合作用下降 由此可以推测巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有抑制作用 1 光合作用和呼吸作用曲线图像题解题策略 1 识标 坐标曲线 实际上是 横坐标 对 纵坐标 的影响结果 如 横坐标为光照强度 纵坐标为二氧化碳吸收量或氧气释放量 则该曲线表示不同光照强度对净光合作用强度的影响 区分和搞清楚 量 的关系是解题的突破口 2 明点 曲线的起点 转折点 终点 或极限点 曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等 往往隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义 如CO2的吸收量为零的点 与横坐标的交叉点 表示光合作用强度和呼吸作用强度相当 光合作用强度达到极限点表示当光照强度 横坐标所示变量 达到一定值时 光合作用强度最高 光照强度 横坐标所示变量 再增加 光合作用强度不再增加等 明确这些特殊点的含义是解题的基础 3 析线 正确分析曲线形状 对曲线何时开始上升 何时趋向平缓 何时出现转折 其原因分别是什么等方面进行分析 如 光合作用极限点以前 光合作用强度随光照强度 或其他影响因素 增强而增强 此时 光合作用强度的主要限制因素是光照强度 影响的是光反应 极限点以后 光合作用强度的主要限制因素不是光照强度 横坐标所示变量 而是除横坐标所示变量外的其他因素 温度 CO2等 2 影响光合作用强度因素中易忽略点的补救策略 1 易忽略温度改变对光合作用强度的影响 温度改变时 不管是光反应还是暗反应均会受影响 但主要影响暗反应 因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多 2 易忽略CO2浓度对光合作用强度的影响 CO2浓度很低时 光合作用不能进行 当CO2浓度大于某值时 光合作用才能进行 对于植物来说 也存在CO2的补偿点和饱和点 CO2浓度过大时 会抑制植物的细胞呼吸 进而影响到光合作用强度 押题1 2016 河北石家庄六校第一次联考 回答下列与光合作用和细胞呼吸影响因素相关的图表曲线类问题 1 图1是棉花叶片在夏季晴朗的一天中6 18时的光合作用变化曲线 图2表示光照强度与光合作用速率的关系 分析图1可知 一天中光合作用强度两次下降的原因不同 第一次是因为温度过高 气孔关闭 吸收量减少 第二次是因为 下降 光反应产生的 减少 图1中b点与c点相比 叶绿体中的ATP含量 由图2曲线的特点可知 处于X点时细胞中产生ATP的细胞器有 对于图2来说 若适当提高温度 则Y点应 移动 若图2曲线表示阴生植物 则Y点应 移动 CO2 光照强度 H ATP 较多 线粒体 向右 向左 图3 m3 色素 m1 n1 m4 n4 3 在一定的实验条件下 测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系 呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如图4所示 影响图甲中曲线上的A点上下移动的主要外界因素是 图乙中的数据需在 条件下测量 图丙 若大棚的温度设定为两曲线交点处的温度 且保持恒温 每日光照12h植物体干重将 用大棚种植该蔬菜时 白天应控制光照为 点对应的光照强度 温度为 最佳 温度 无光 减少 C 25 图4 解析 1 从图1曲线可以分析出 一天中第一次光合作用强度下降是因为气温过高 为避免蒸腾作用失水过多气孔暂时关闭 CO2吸收量减少所致 而第二次光合作用强度下降是因为光照强度下降 光反应产生的 H ATP减少 暗反应速率下降 分析图1中b点与c点 b点比c点光合作用强度高 因而叶绿体中的ATP含量较多 由图2曲线可知 处于X点时 该植物只进行呼吸作用 不进行光合作用 因此 细胞中能够产生ATP的细胞器只有线粒体 对于图2来说 Y点为光补偿点 此时光合速率 呼吸速率 若适当提高温度 呼吸速率加快 光照强度需大于Y点 其光合速率才能与上升的呼吸速率相等 则Y点应向右移动 若图2曲线表示阴生植物 则Y点应向左移动 2 图甲中的纵坐标数值是整个细胞吸收的CO2量 即为图乙中的m3 图中e点以后 乙图中m4不再增加 即达到光饱和 其主要原因是叶绿体中的色素有限 来不及吸收和利用那么多的光能 甲图中c点时 光合速率等于呼吸速率 故有m1 n1 m4 n4 3 图甲中A点表示植物呼吸作用强度 主要影响因素是温度 图乙表示氧气浓度对植物呼吸作用强度的影响 对于绿色植物应该在无光条件下测量 避免光合作用对实验结果的影响 图丙两曲线交点处真正光合作用强度与植物呼吸作用强度相等 没有有机物的积累 无光时间段植物呼吸消耗有机物 因此每日光照12h植物体干重将减少 大棚种植 白天应控制光照为C点对应的光照强度 温度为25 最佳 押题2 2014 高考安徽卷改编 某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响 实验结果如图所示 注 气孔导度越大 气孔开放程度越高 1 与15d幼苗相比 30d幼苗的叶片净光合速率 与对照组相比 光处理组叶肉细胞对CO2的利用率高 据图分析 其原因是 高 蓝 蓝光促进了气孔开放 CO2供应充分 暗反应加快 3 随机取样进行重复测定 解析 1 从第1幅图看出30d幼苗在同种光照下 CO2吸收量较多 从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大 CO2进入较多 从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低 故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高 2 CO2固定的部位在叶绿体基质 叶肉细胞间隙CO2到达该部位至少需经过一层细胞膜 两层叶绿体膜 而每层生物膜都由一层磷脂双分子层构成 3 由于测得数据差距太大 需随机取样进行重复测定以提高实验的准确性 命题模型三光合作用与呼吸作用的综合计算光合作用强度常用光合作用速率表示 光合作用速率一般用单位时间 单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量或干物质的积累量表示 呼吸作用速率常用密封实验容器中单位时间内 单位生物组织的CO2释放量 O2吸收量或有机物减少量来表示 1 在暗处 植物只进行细胞呼吸而没有进行光合作用 光合作用速率为零 此时测得的CO2的吸收速率或O2的释放速率或干物质的积累速率均为负值 为植物的呼吸作用速率 2 在光下 植物同时进行光合作用和细胞呼吸 此时测得的数值为光合作用与细胞呼吸的代数和 即净光合作用强度 若用CO2消耗速率或O2释放速率表示光合作用强度 总光合作用强度与净光合作用强度 细胞呼吸强度之间存在如下关系 植物释放O2速率 净光合作用强度或表观光合作用强度 光合作用产生O2速率 总光合作用强度或实际光合作用强度 细胞呼吸消耗O2速率 光合作用总量 消耗CO2速率 细胞呼吸释放CO2速率 植物吸收CO2速率 1 表格计算类 某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样 分装于六对黑白瓶中 剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg L 白瓶为透明玻璃瓶 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶 将它们分别置于六种不同的光照条件下 24小时后 实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量 记录数据如下 以下说法正确的是 B 解析 黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg L的原因是 黑瓶没有光照 植物不能进行光合作用产生氧 其中的生物呼吸消耗氧气 该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为 原初溶解氧 24小时后氧含量 即10 3 7 mg L 24h 故该深度湖水中生物在晚上8h内呼吸消耗O2的量为7 3mg L 而所有生物氧气消耗量需乘以体积 错误 光照强度为aklx时 白瓶中溶氧量不变 说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗 故光照强度为aklx时 该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡 正确 由表中数据可知 当该水层中的溶氧量达到30mg L时 白瓶中含氧量不再增加 所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素 正确 若将eklx光照下的白瓶置于bklx光照下 光照减弱 光反应产生的 H 和ATP减少 三碳化合物的还原减慢 二氧化碳的固定继续进行 所以瓶中光合生物细胞的三碳糖含量会增加 五碳糖含量会减少 正确 2 曲线面积计算类 如图表示一株生长迅速的植物在夏季24h内CO2的吸收量和释放量 光合作用速率和呼吸作用速率用单位时间内CO2的吸收量和CO2的释放量表示 图中A B C表示相应图形的面积 下列表述不合理的是 D A 在18 00时和6 00时 该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等B 假设该植物在24h内呼吸速率不变 最大光合速率为85mg hC 该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A C BD 中午12 00时左右 与曲线最高点所对应的时间相比 该植物叶绿体内C5的含量下降 解析 图中可以看出 在18 00时和6 00时 二氧化碳的吸收量均为0 即呼吸作用产生的二氧化碳刚好被光合作用吸收 此时植物光合作用强度与呼吸作用强度相等 A正确 图中夜间只进行呼吸作用 其二氧化碳的释放量为10mg h 该值表示呼吸速率 假设该植物在24h内呼吸速率不变 在图中C区段二氧化碳吸收的最高值为75mg h 此值为净光合速率 因此此时的真光合作用速率 净光合速率 呼吸速率 75 10 85mg h B正确 白天光合速率大于呼吸速率 因此A和C区段表示的是白天积累的有机物 而夜间只进行呼吸作用 因此C区段表示夜间消耗的有机物 因此该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A C B C正确 中午12 00时左右 二氧化碳浓度低 导致二氧化碳的固定减少 而C3的还原仍在发生 因此与曲线最高点所对应的时间相比 C5的含量增加 D错误 3 坐标曲线计算类 某研究小组将一定量的小球藻 一种单细胞绿藻 浸在温度适宜加有适量培养液的密闭玻璃容器内 在不同光照条件下 测定该容器内氧气含量的变化如图所示 据图回答下列问题 叶绿体 细胞质基质 线粒体 等于 呼吸作用消耗氧气 CO2 光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐减少 光合作用速率逐渐下降 6 0 10 8 解析 1 由图分析可知 B点既能进行光合作用也能进行呼吸作用 故产生 H 的有进行光合作用的叶绿体类囊体薄膜 呼吸作用产生 H 的细胞质基质和线粒体基质 由图可知 B点时氧气量不再增加 说明此时光合作用速率等于呼吸作用速率 2 在0 5min内 该容器内氧气量减少是因为没有光照 小球藻不能进行光合作用 只进行呼吸作用消耗氧气 如果该阶段用HO培养小球藻 在不考虑蒸腾作用的情况下最先出现的放射性物质是二氧化碳 因为只进行呼吸作用 水参与细胞呼吸的第二阶段产生二氧化碳 3 因为容器是密封的 光合作用需要二氧化碳 在0 15min内 该容器内氧气量增加的速率逐渐减少的原因是光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐减少 从而影响了暗反应导致光合作用速率逐渐下降 由图分析可知 10min的净光合速率是4 每分钟的应是4 10 0 4 呼吸速率是每分钟1 5 0 2 故小球藻光合作用的平均速率是0 6 10 7 即6 0 10 8 当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时 光合作用实际产氧量 实测的氧气释放量 呼吸作用耗氧量 光合作用实际二氧化碳消耗量 实测的二氧化碳吸收量 呼吸作用二氧化碳释放量 光合作用葡萄糖净产量 光合作用实际葡萄糖生产量 呼吸作用葡萄糖消耗量 2 注意单位的换算关系一定要牢记光合作用和细胞呼吸的总反应式 不要记混了物质的相对分子质量 最好熟记相关物质的相对分子质量 如葡萄糖是180 CO2是44 O2是32 3 看懂数据及其相互关系是解题的关键 文字叙述式 利用一段文字直接给出有关数据 表格式 在表格中给出相关数据 坐标曲线式 有时加有方格 是为了准确识别有关数据 1个方格代表一定的变化量 利用坐标系中的曲线所表示的数值来代表CO2 O2的吸收或释放的量 押题1 2015 江苏泰州姜堰期中 在CO2浓度为0 03 和适宜的恒定温度条件下 测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率 结果如图 下列有关分析正确的是 D A 当光照强度为1klx时 植物甲开始进行光合作用B 当光照强度为3klx时 植物乙的总光合速率是0mg 100cm2叶 h C 若在c点时突然停止CO2供应 短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加D d点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度 解析 光照强度为1klx时 此时植物甲的光合作用强度等于呼吸作用强度 A错误 当光照强度为3klx时 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 0 20 20mg 100cm2叶 h B错误 c点的限制因素主要是CO2浓度 所以突然停止CO2供应 CO2固定受阻 短时间内导致C3的含量减少 C错误 d点时植物乙达到光饱和点 所以光照强度不再是限制因素 而题中又提出 适宜的恒定温度条件 所以此时限制植物乙的光合速率增大的主要因素是CO2的浓度 D正确 押题2 2016 重庆万州四校联考 对胡萝卜幼苗在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定 结果如下表所示 下列对结果的分析不合理的是 C A 在20 时 用5klx光照胡萝卜幼苗 胡萝卜幼苗叶肉细胞中产生ATP的场所有叶绿体 线粒体及细胞质基质B 在20 时 分别用10klx和5klx光照胡萝卜幼苗10小时 再黑暗14小时 光合作用合成的葡萄糖量前者比后者多28 125mgC 在10 时 用5klx光照胡萝卜幼苗10小时 胡萝卜幼苗所有叶肉细胞产生的氧气量为35mgD 在10 时 用10klx光照胡萝卜幼苗4 8小时后 再将胡萝卜幼苗转入20 黑暗环境19 2小时 氧气变化量为0 解析 黑暗中氧气的吸收量代表呼吸速率 光下测定的氧气的释放量是净光合速率 在20 时 用5klx光照胡萝卜幼苗 净光合速率大于0 则胡萝卜幼苗叶肉细胞中产生的ATP的场所有叶绿体 线粒体及细胞质基质 A正确 在20 时 分别用10klx和5klx光照胡萝卜幼苗10小时 再黑暗14小时 氧气增加量分别是5 10 1 14 36mg 2 10 1 14 6mg 前者比后者多释放氧气30mg 换算为葡萄糖则为28 125mg B正确 用5klx光照胡萝卜幼苗10小时 10 时光合作用产生的O2总量是 3 0 0 5 10 35mg 此35mg氧气为整个幼苗光合作用产生的氧气总量 大于幼苗所有叶肉细胞产生的氧气量 C错误 在10 10klx条件下光照胡萝卜幼苗4 8小时 积累氧气4 4 8 19 2mg 20 黑暗环境19 2小时 消耗氧气1 19 2 19 2mg 氧气变化量为0 D正确 押题3 2015 云南部分名校统考 研究人员利用密闭玻璃容器探究环境因素对光合作用的影响 下面两个图是在温度适宜 CO2浓度为0 03 的条件下测得的相关曲线 回答下列问题 图甲 图乙 1 叶绿体中吸收光能的色素中含量最多的是 这些色素吸收光能的两个用途是 2 图甲中a点时叶肉细胞中产生ATP的场所是 若在CO2浓度为1 条件下进行实验 则图甲中曲线与横坐标的交点 b 位置移动情况是 叶绿素a 水的分解和ATP的合成 线粒体和细胞质基质 向左移动 14 AB和CD CO2浓度 S2 S1 S3 6 解析 1 叶绿体中吸收光能的色素含量最多的是叶绿素a 这些色素吸收的光能有两方面用途 一是将水分解成氧和 H 二是在有关酶的催化作用下 促进ADP和Pi发生化学反应 形成ATP 2 图甲中a点时 光照强度为零 说明植物只进行呼吸作用 所以产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体 图甲中b点时 O2产生速率为零 说明此时呼吸作用强度等于光合作用强度 若将CO2浓度由0 03 提高到1 光合作用增强 要保证呼吸作用强度与光合作用强度相等 需降低光照强度 所以b点向左移动 3 对比甲 乙两图可知 图乙中A点开始进行光合作用 G点时光合作用消失 所以得到图乙曲线的实验中 给植株光照时间共有14h 图乙中的AB和CD段 O2产生速率分别为 1和1 结合图甲可确定它们所对应的光照强度非常弱 分别为1klx和3klx 所以有光照且光照强度一定保持不变的时间段有AB段和CD段 图乙中的EF段 O2产生速率为5 所对应的光照强度为图甲中的7 9 而在图甲中 光照强度为7 9klx的范围内 O2产生速率不再随光照强度的增加而增加 说明光照强度不是限制光合作用强度的环境因素 所以限制EF段的主要环境因素为CO2浓度 若植株的干重增加 说明到实验结束时 有有机物积累 图中的S1和S3表示夜间及光照强度较弱时消耗的有机物 S2表示白天光照较强时积累的有机物 所以当图中的S1 S2和S3的面积关系为S2 S1 S3时 说明实验结束后植株的干重增加了 4 在图甲实验的环境条件下 每天在光照的8小时内 光合作用实际合成的有机物的量大于一昼夜呼吸作用消耗的有机物的量 植株才能够正常生长 分析图甲可知 纵坐标表示净光合速率 每小时呼吸作用消耗O2量即呼吸速率为2mmol h 则一昼夜呼吸作用消耗O2量为2mmol h 24h 48mmol 若每天光照8小时 则平均每小时O2的实际产生量即实际光合速率应大于48 8 6 mmol h 时 植株才能够正常生长 依据净光合速率 实际光合速率 呼吸速率 可解得净光合速率 4 mmol h 所对应的光照强度为6klx 命题模型四光合作用与呼吸作用的实验设计1 光合作用与呼吸作用实验设计中常用的实验条件控制方法 1 增加水中氧气 泵入空气或放入绿色水生植物 2 减少水中氧气 容器密封或油膜覆盖或用凉开水 3 除去容器中二氧化碳 氢氧化钠溶液 4 除去叶中原有淀粉 置于黑暗环境中 5 除去叶中叶绿素 酒精隔水加热 6 除去光合作用对呼吸作用的干扰 给植株遮光 7 如何得到单色光 棱镜色散或薄膜滤光 8 线粒体提取 细胞匀浆离心 9 保持容器中CO2体积不变 NaHCO3溶液 2 光合作用与细胞呼吸相关的实验装置分析及应用 1 提供无氧环境的实验装置 图1用水隔绝空气 图2用石蜡或油膜密封玻璃容器 隔绝液体与空气 2 与CO2相对含量有关的实验装置 图3容器内的碳酸氢钠可放出CO2 保持容器内CO2浓度恒定 使容器内的植物能够长时间进行光合作用 图4在容器中加入NaOH溶液 可以除去容器中的CO2 减弱容器中植物的光合作用 或降低容器内的压力 引起玻璃管中液滴的移动 图5中NaOH可以除去空气中的CO2 澄清的石灰水能够检验气体中是否存在CO2 1 装置图与表格类 某同学用如图所示的装置 探究不同浓度 萘乙酸溶液对花生种子细胞呼吸速率的影响 实验过程中若保持注射器活塞不移动 测量出的单位时间内有色液滴移动距离如表所示 请根据实验装置及表中所示结果 判断下列叙述中不正确的是 C A 实验装置中有色液滴移动的方向是向左 有色液滴移动的距离为因变量B 实验装置中NaOH溶液的作用是吸收植物细胞呼吸产生的CO2C 某一阶段花生种子有活性 但有色液滴不移动 则此时花生种子中产生ATP的场所是线粒体D 与 组相比 当 萘乙酸溶液浓度为10 6mol L时 有色液滴在单位时间内移动的距离更小 也就是花生种子细胞此时不进行有氧呼吸 故此时种子中产生ATP的场所应为细胞质基质 故C错 根据表格可以推测出 在一定范围内 萘乙酸溶液对花生种子有氧呼吸有促进作用 在10 12 10 10 10 8 mol L 三个浓度中促进作用最大的是10 10 mol L 故可推测出当 萘乙酸溶液浓度为10 6mol L时 有色液滴在单位时间内移动的距离小于 组 10 10mol L 的 故D对 2 同位素示踪及曲线图类 某研究性活动小组为了探究光合作用产物的运输路径 设计如下实验 将图甲 a表示叶片 b表示茎 c表示果实 X表示某种气体 放入光合作用最适合的温度和光照强度下培养 并随时记录a b c三处放射性含量的数值如乙图 下列分析不正确的是 A 根据实验要求 气体X应选择14CO2B 叶绿体中可发生CO2 C3 CH2O C t1时刻是光合作用的结束点D 若适当提高温度 则图乙中的S1和S2的值都将变小 C 解析 检测光合产物的运输途径 应标记碳元素 故A正确 叶绿体中可发生CO2 C3 CH2O 故B正确 t1表示叶片中标记的光合产物全部运输到茎或果实内 此时光合作用并没有停止 故C错误 呼吸作用最适温度高于光合作用的最适温度 适当升高温度后 呼吸作用强度大于光合作用强度 S1 S2的值均变小 故D正确 3 装置与曲线类 有多种方法可以测定植物的光合作用速率 请回答以下相关问题 1 在光照适宜 温度恒定的条件下 图甲的实验装置为密闭容器 图甲中的曲线为测量1h内该容器中CO2的变化量 图甲中AB段 叶绿体内ADP含量最高的场所是 导致AB段曲线变化的主要原因是 该绿色植物前30min实际光合作用的平均速率为 L L 1CO2 min 叶绿体基质 容器中CO2逐渐被光合作用消耗 146 2 某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况 设计了由透明的玻璃罩构成的小室 如图乙A所示 其中CO2缓冲液可以吸收或提供CO2 保证瓶中CO2恒定 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 酶活性下降 18 或g c 在实验过程中某段光照时间内 记录液滴的移动 获得以下数据 该组实验数据是在B曲线的 段获得的 df 为了使该实验的数据更加准确 还应该设置该实验的 如果要测定该植物呼吸作用的速率 怎样利用该装置设计实验 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 利用液滴移动法测定细胞呼吸类型和光合作用强度及类型策略 1 呼吸类型的确定 如装置1 2所示 结果分析 装置1着色液滴左移 装置2着色液滴不动 说明种子只进行有氧呼吸 装置1着色液滴不动 装置2着色液滴右移 说明种子只进行无氧呼吸 装置1着色液滴左移 装置2着色液滴右移 说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 2 测定净光合作用强度 如装置3所示 将装置3 对照组放置死植物 放在光照充足 温度等相同的环境中 记录装置3与对照组红墨水滴移动的方向和刻度 CO2缓冲液起到平衡二氧化碳的作用 3 探究不同光照强度下光合作用和细胞呼吸强度的大小将上述装置3置于不同光照强度下 记录装置3中红墨水滴移动的方向 结果分析 若红色液滴右移 说明光照较强 光合作用强度大于细胞呼吸强度 释放O2使瓶内气压增大 若红色液滴左移 说明光照较弱 细胞呼吸强度大于光合作用强度 吸收O2使瓶内气压减小 若红色液滴不动 说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度 释放O2量等于吸收O2量 瓶内气压不变 C A 在ab段 随着NaHCO3溶液浓度的增加 光合作用速率逐渐减小B 在bc段 单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度 都可以缩短叶圆片上浮的时间C 在c点以后 因NaHCO3溶液浓度过高 使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D 因配制的NaHCO3溶液中不含氧气 所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用 解析 在ab段 随着NaHCO3溶液浓度的增加 光合作用速率逐渐增大 A错误 光合作用有最适温度 超过最适温度后 再增加温度后光合作用速率反而下降 叶圆片上浮时间延长 B错误 c点以后 NaHCO3溶液浓度过高 导致叶肉细胞失水 使得细胞代谢水平下降 C正确 整个实验过程中叶圆片可以通过叶绿体产生的氧气进行有氧呼吸 D错误 押题2 2015 北京东城期末 科学家往小球藻培养液中通入14CO2后 分别给予小球藻不同时间的光照 结果如下表 根据上述实验结果分析 下列叙述不正确的是 A 本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B 每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活 才能测定放射性物质分布C CO2进入叶绿体后 最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类D 实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸 有机酸等 C 解析 CO2是光合作用暗反应阶段的原料 A正确 每组照光后将小球藻进行处理使酶失活 其目的是终止相关的反应 这样测定的数据 才能准确反映光照时间内放射性物质的分布 B正确 在光合作用的暗反应过程中 CO2先进行固定 生成三碳化合物 然后是三碳化合物被还原 从表中可以看出 放射性首先出现在3 磷酸甘油酸中 C错误 表中信息显示 光合作用产生的有机物还包括氨基酸 有机酸等 D正确 押题3 2016 甘肃兰州三校第一次联考 改变光照强度 对甲 乙两种植物的相关生理过程进行了测定 得到了下表数据 光照强度的单位为千勒克斯 CO2的吸收和释放速度的单位不作要求 1 请根据表格中乙植物的数据 在下图1中把乙植物曲线补充完整 单位省略 如图 2 当光照强度为3千勒克斯时 叶片释放氧气的速度甲比乙 当光照强度为10千勒克斯时 叶绿体产生O2的速度甲比乙 3 上图2所示装置可以测定一些生理活动强度 回答相关问题 仅考虑以葡萄糖为呼吸作用底物 若甲烧杯中为酵母菌培养液 乙烧杯中为NaOH溶液 则液滴会向 移动 单位时间内移动的距离可代表酵母菌 的强度 快 慢 左 有氧呼吸 若甲烧杯中为酵母菌培养液 乙烧杯中为清水 则液滴会向 移动 单位时间内移动的距离可以代表酵母菌 的强度 若甲烧杯中为小球藻培养液 乙烧杯中为CO2缓冲溶液 装置置于一定的光照强下 若液滴向右移动 单位时间内移动的距离可以代表小球藻 的强度 若甲烧杯中为小球藻培养液 乙烧杯中为CO2缓冲溶液 装置置于黑暗中 则液滴会向 移动 单位时间内移动的距离可以代表小球藻 的强度 右 无氧呼吸 净光合作用 左 有氧呼吸 解析 1 与纵坐标的交点为 15 与横坐标的交点是3 纵坐标最大值为30时对应光照强度为8千勒克斯 2 光照强度为3千勒克斯时 甲处于饱和点 乙处于补偿点没有氧气释放 所以叶片释放氧气的速度甲比乙快 因为甲的光饱和点为3千勒克斯 光照强度为10千勒克斯时氧气释放与光照强度为3千勒克斯时一致 甲叶绿体产生氧气为28 同理乙植物光饱和点与光照强度为10千勒克斯时一致 乙叶绿体产生氧气为45 所以甲比乙慢 3 NaOH溶液将呼吸作用释放的二氧化碳吸收使内部体积变小 液滴左移 移动距离可代表酵母菌有氧呼吸强度 若用清水 有氧呼吸作用体积不变 无氧呼吸使体积增大 液滴右移 移动距离可表示无氧呼吸作用强度 若用小球藻进行光合作用实验 液滴移动的距离表示净光合作用 若在黑暗条件下 植物只进行呼吸作用 释放的二氧化碳进入缓冲液 消耗装置中的氧气 液滴左移 移动距离表示有氧呼吸作用强度