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小专题二 光合作用和细胞呼吸

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小专题二 光合作用和细胞呼吸null小专题二 光合作用和细胞呼吸 小专题二 光合作用和细胞呼吸 null核心考点整合 null考点整合一:光合作用过程 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:nullnullnullnull【例1】 (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null...
小专题二 光合作用和细胞呼吸
null小专题二 光合作用和细胞呼吸 小专题二 光合作用和细胞呼吸 null核心考点整合 null考点整合一:光合作用过程 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:nullnullnullnull【例1】 (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null[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 null [知识] ①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。②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。③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。④改变条件后,C3、C5、[H]和ATP、葡萄糖合成量等的变化规律:nullnull【互动探究1】 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。回答: null(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________________________________________ 。 (3)N点后,b曲线下降的原因是________________________________________________________________________。bCO2固定的速率等于C3被还原的速率停止光照后,ATP和[H]不能合成、C3不能被还原形成C5, C5和CO2还能形成C3null(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__________________________。逐渐增加,N点后逐渐减少null[解析] 在黑暗条件下,对CO2+C52C3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。null考点整合二:影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用nullnullnullnull【例2】 (2010·宁夏理综、辽宁理综)请回答与光合作用有关的问题:null(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: ①强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是________。 ②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)。 ③当光照强度从a到b时,________植物光合作用强度增加最快。 null(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。 null[解析] (1)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。②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。③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18O标记的C18O2和H\o\al(18,2)O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H\o\al(18,2)O的那组植物中产生,即可证明光合作用产生的O2来自H2O。 null[答案] (1)①甲 ②c ③甲 (2)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,18O2仅在提供HO的那组植物中产生,即可证明上述结论。null【互动探究2】 (2010·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:null (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____________________________________。 (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。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CO2浓度null(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。_______________________________________________。 (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______________________________。 正行通风、增施农家肥等下降光合作用酶的活性null[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。null考点整合三:细胞呼吸的原理及其在生产中的应用null1.有氧呼吸的过程nullnull2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较null3.影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用nullnull【例3】 (2010·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(  )nullnullA.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 C.O2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null[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 null [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。null (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。null【互动探究3】 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(  ) nullA.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null [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] Cnull考点整合四: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null (1)物质变化:null (2)能量变化:各项生命活动。null2.总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系nullnullnullnull【例4】 (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(  )nullnull A.光强大于0.1 mmol光子·m-2·s-1,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·m-2·s-1,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·m-2·s-1,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null[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<龙眼的最大光能利用率,龙眼的呼吸强度<芒果的呼吸强度。当光强>0.1 mmol光子·m-2·s-1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<0.5 mmol光子·m-2·s-1时,限制净光合速率的主要因素是光照强度;当光强>0.7 mmol光子·m-2·s-1时,限制净光合速率的主要因素是CO2浓度;null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8.5+0.6=9.1(μmol CO2m-2·s-1),而芒果的最大总光合速率为7.6+2.1=9.7(μmol CO2·m-2·s-1),大于龙眼的最大总光合速率。 [答案] B null [知识总结] 光合作用和呼吸作用中[H]、ATP的来源和去路nullnull【互动探究4】 (2010·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(  )null①c、e两点的光合速率为零 ②c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 ③de段光合速率小于呼吸速率 ④进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 A.1种说法正确  B.2种说法正确 C.3种说法正确 D.4种说法正确 null [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,①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,③错;一天24小时植物都要进行呼吸作用,④错。 [答案] A null高考链接 null1.(2010·上海卷,7)在人和植物体内都会发生的物质转化过程是(  ) ①葡萄糖彻底氧化 ②葡萄糖转化为乙醇 ③葡萄糖脱水缩合 ④葡萄糖分解为丙酮酸 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④null解析:本题考查人和植物体糖类代谢的比较。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②在人体内不能发生。 答案:Cnull2.(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.②处发生三羧酸循环 B.①处产生ATP C.②处产生二碳化合物 D.③处发生[H]与O2的结合反应null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①为线粒体外膜和内膜间的空隙,②为线粒体基质,③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:Bnull3.(2010·广东卷,29)试管苗的光合作用能力较弱,需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验,实验在适宜温度下进行,图甲和图乙表示其中的两个实验结果。null请回答: (1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析,试管苗在不加蔗糖的培养基中__________和__________更高。 (2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内CO2浓度变化曲线。图中b~c段CO2浓度升高缓慢是因为__________________________________,c~d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗__________________________。若d点时打开培养瓶塞,试管苗的光合速率________。光合速率光饱和点CO2浓度过高使细胞呼吸减弱进行光合作用吸收了CO2提高null (3)根据上述实验结果推知,采用无糖培养基、_____________________和________________________可缩短试管苗的适应过程。适当提高CO2浓度适当提高光照强度null解析:本题主要考查植物的新陈代谢,涉及的有光照强度、蔗糖、CO2浓度、温度等环境条件的变化对光合作用和呼吸作用等生理过程的影响;环境条件对试管苗适应能力的影响等。意在考查考生的理解能力、获取与处理信息的能力和综合运用能力。(1)由甲图知,不管是否加入蔗糖,在一定范围内提高光照强度,植物的光合速率都会提高;加了蔗糖后光合速率和光饱和点明显降低。(2)乙图中b~c段为23∶00~7∶00,此阶段长时间无光照,植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,产生的CO2积累到一定程度会制约呼吸作用的进行,因此CO2浓度上升缓慢;c~d段开始有了光照,且最初CO2浓度较高,因此有利于植物进行光合作用,这样CO2浓度急剧下降;d点时CO2浓度很低,如果打开瓶塞,则补充了CO2,有利于植物进行光合作用。null4.(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。null (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。nullnull①请画出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。null ②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___________________________。 (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2~3 min后,试管内的氧含量_________________________________________________。结合型叶绿素含量降低无水酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅) 基本不变null (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__________________________________________________。a10月1日的光合速率低,a中叶绿体类囊体膜结构被破坏null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7~11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。null5.(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。nullnull(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null (3)当光照强度为9千勒克司时,B植物的总光合速率是________[mgCO2/(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________[mgCO2/(100 cm2叶·小时)]。451.5null (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①。 若只留一张叶片,其他叶片全部摘除,如图②,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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