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第4講 光合作用和細胞呼吸,-2-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,命題點一光合作用和細胞呼吸的物質(zhì)、能量變化 1.光合作用與細胞呼吸關(guān)系圖表解讀,-3-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,(1)CO2的轉(zhuǎn)化 (2)H2O的轉(zhuǎn)化,-4-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,(3)[H]和ATP的來源、去向分析,-5-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,2.在不同光照條件下植物細胞中氣體變化規(guī)律 (1)黑暗狀態(tài)時,植物只進行細胞呼吸,不進行光合作用 此狀態(tài)下,植物從外界吸收O2并將細胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外,如圖甲所示。,-6-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,(2)弱光情況下,植物同時進行光合作用和細胞呼吸 ①細胞呼吸速率大于光合速率,此狀態(tài)下,植物的氣體代謝特點與黑暗情況下相同,都是從外界吸收O2、排出CO2。但吸收O2與放出CO2量較少(如圖乙)。 細胞呼吸相對強度可用如下三種方式表示: a.用CO2釋放量表示:n1=n2-n; b.用O2吸收量表示:m2=m1-m; c.用植物質(zhì)量(有機物)減少量表示。 ②細胞呼吸速率等于光合速率時,植物與外界不進行氣體交換,即沒有O2和CO2的吸收與釋放(如圖丙)。此時凈光合速率等于0。,-7-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,(3)較強光照時,植物同時進行光合作用和細胞呼吸,且光合速率大于細胞呼吸速率 ①氣體代謝特點(如圖丁) 植物光合作用所利用的CO2(用n表示)除來自植物自身細胞呼吸(n2)之外,不足部分來自外界(n1); 植物光合作用產(chǎn)生的O2(m)除用于自身細胞呼吸之外(m1),其余部分釋放到周圍環(huán)境中(m2)。 分析圖可知:n=n1+n2,m=m1+m2。 ②光合作用相對強度的表示方法 a.用O2釋放量(或容器中O2的增加量)表示:m2=m-m1; b.用CO2吸收量(或容器中CO2的減少量)表示:n1=n-n2; c.用植物質(zhì)量(或有機物量)的增加量表示。,-8-,命題點一,命題點二,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三,命題點四,思維拓展 光合作用與細胞呼吸的過程及物質(zhì)轉(zhuǎn)化問題解題策略 解題時,應(yīng)結(jié)合所給條件,從以下幾個方面進行。 (1)理解教材中光合作用和細胞呼吸的過程圖解,把握相關(guān)生理過程中的物質(zhì)變化和能量變化。 ①光合作用:物質(zhì)變化為CO2→C3→C5+(CH2O)、H2O→O2+[H],能量變化為光能→電能→活躍的化學(xué)能(NADPH和ATP)→(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能。 ②細胞呼吸:物質(zhì)變化為C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→6CO2+20[H]、24[H]+6O2→12H2O,能量變化為(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能→活躍的化學(xué)能(ATP)和熱能。 (2)結(jié)合教材圖解,準確獲取圖示中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化信息,據(jù)此確定相應(yīng)生理過程是光合作用過程還是細胞呼吸過程,是光反應(yīng)階段還是暗反應(yīng)階段,或者是有氧呼吸的哪一個階段。,-9-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,借助光合作用過程圖解,分析細胞代謝中物質(zhì)和能量的變化 (2015陜西三原月考)離體葉綠體在光照下穩(wěn)定地進行光合作用時,如果中斷CO2的供應(yīng),下列關(guān)于一段時間內(nèi)葉綠體中ATP與O2的相對含量變化的示意圖,正確的是( ),答案,解析,-10-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,方法規(guī)律 圖解物質(zhì)含量變化關(guān)系 在解答光合作用相關(guān)物質(zhì)含量變化的試題時,要結(jié)合圖解或其中部分圖解(如圖1所示)進行分析推理,如在突然停止光照、CO2供應(yīng)不變的情況下,分析細胞中C3的含量變化(如圖2所示)。另外,應(yīng)記住C5、[H]、ATP的含量變化是一致的,且都與C3的含量變化相反。,-11-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,1.將下圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下,細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯誤的是( ) A.黑暗條件下,①增大、④減小 B.光照強度低于光補償點時,①、③增大 C.光照強度等于光補償點時,②、③保持不變 D.光照強度等于光飽和點時,②減小、④增大,答案,解析,-12-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,2.(2015北京朝陽期中)右圖表示小麥細胞內(nèi)的代謝過程。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.X、Y物質(zhì)分別代表五碳化合物和三碳化合物 B.①④過程可以產(chǎn)生ATP,②③過程需要消耗ATP C.①發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,②發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 D.①②③④四個過程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣,答案,解析,-13-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點二影響光合作用和細胞呼吸的因素 1.“補償點與飽和點的移動”與環(huán)境因素的關(guān)系 (1)據(jù)圖分析光補償點與光飽和點的變化,-14-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,①比較 ②限制因素 a.光飽和點之前:光照強度(原因是此前光合速率隨光照強度增大而加快)。 b.光飽和點之后:CO2濃度或溫度、葉綠體中色素及酶的含量。,-15-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(2)據(jù)圖分析CO2補償點和CO2飽和點的變化 ①比較,-16-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,②限制因素 a.CO2飽和點之前:CO2濃度。 b.CO2飽和點之后:光照或溫度、葉綠體中色素及酶的含量。 2.自然環(huán)境及密封容器中植物光合作用曲線分析,-17-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,-18-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,①圖1中各點含義及形成原因分析 A點:凌晨3時~4時,溫度降低,細胞呼吸減弱,CO2釋放減少。 B點:上午6時左右,太陽出來,開始進行光合作用。 BC段:光合作用小于細胞呼吸。 C點:上午7時左右,光合作用等于細胞呼吸。 CE段:光合作用大于細胞呼吸。 D點:溫度過高,部分氣孔關(guān)閉,出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。 E點:下午6時左右,光合作用等于細胞呼吸。 EF段:光合作用小于細胞呼吸。 FG段;太陽落山,停止光合作用,只進行細胞呼吸。,-19-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,②圖2中各點含義及形成原因分析 AB段:無光照,植物只進行細胞呼吸。 BC段:溫度降低,細胞呼吸減弱。 CD段:4時后,微弱光照,開始進行光合作用,但光合作用強度細胞呼吸強度,其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。 H點:光合作用強度=細胞呼吸強度。 HI段:光照繼續(xù)減弱,光合作用強度細胞呼吸強度,直至光合作用完全停止。,-20-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,思維拓展 常見的有關(guān)光合作用與細胞呼吸的圖表轉(zhuǎn)換 (1)表格轉(zhuǎn)換為曲線: 常見表格,-21-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,圖1,-22-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,-23-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,明晰曲線特點,分析光合作用和細胞呼吸的相關(guān)曲線 (2015河北邯鄲摸底)某校生物興趣小組以玉米為實驗材料,研究不同條件下細胞光合作用速率和細胞呼吸速率的關(guān)系,并繪制了甲、乙、丙、丁四幅圖。其中圖中“A”點不能表示光合作用速率與細胞呼吸速率相等的是( ),答案,解析,-24-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,解題模板 光合作用和細胞呼吸曲線圖像題解題要點 (1)識標。坐標曲線,實際上是“橫坐標”對“縱坐標”的影響結(jié)果,如橫坐標為光照強度,縱坐標為二氧化碳吸收量或氧氣釋放量,則該曲線表示不同光照強度對凈光合作用強度的影響。區(qū)分和搞清楚“量”的關(guān)系是解題的突破口。 (2)明點。曲線的起點、轉(zhuǎn)折點、終點(或極限點),曲線與縱橫坐標以及其他曲線的交叉點等,往往隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義。如CO2的吸收量為0的點(與縱橫坐標的交叉點),表示光合作用強度和細胞呼吸強度相當;光合作用強度達到極限點表示當光照強度(橫坐標所示變量)達到一定值時,光合作用強度最高,光照強度(橫坐標所示變量)再增加,光合作用強度不再增加等。明確這些特殊點的含義是解題的基礎(chǔ)。,-25-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(3)析線。正確分析曲線形狀,對曲線何時開始上升、何時趨向平緩、何時出現(xiàn)轉(zhuǎn)折、其原因分別是什么等進行分析。如光合作用極限點以前,光合作用強度隨光照強度增強而增強,此時,光合作用強度的主要限制因素是光照強度,影響的是光反應(yīng);極限點以后,光合作用強度的主要限制因素不是光照強度(橫坐標所示變量),而是除橫坐標所示變量外的其他因素(如溫度、CO2濃度等)。,-26-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,1.(2015海南生物)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如下圖所示。下列敘述錯誤的是 ( ) A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能 B.葉溫在36~50 ℃時,植物甲的凈光合速率比植物乙的高 C.葉溫為25 ℃時,植物甲的光合與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的 D.葉溫為35 ℃時,甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強度的差值均為0,答案,解析,-27-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,2.(2015河北廊坊質(zhì)量監(jiān)測)下圖中,圖甲表示該植物在夏季某晴天凈光合速率與光照強度的關(guān)系,圖乙表示將一株該植物放在密閉的玻璃罩內(nèi),然后將整個裝置置于室外與圖甲相同的條件下培養(yǎng)一晝夜過程中,該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化曲線(假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同)。識圖并回答下列問題。,-28-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(1)在溫度和土壤條件適宜的情況下,當L光照強度M時,限制該植物光合速率的外界因素主要是 ,圖乙中DE段的光照強度最可能對應(yīng)圖甲的M (填“之前”或“之后”)。 (2)圖乙中F點對應(yīng)于圖甲中的 點。假如F點和B點時的溫度相等,那么F點 (填“大于”“等于”或“小于”)B點時的光合作用強度。 (3)圖乙中DE段葉綠體中ATP的含量 (填“增加”或“減少”),C5合成速率 (填“增大”或“減小”)。如果C、E兩點時合成葡萄糖的速率相等,則C、E兩點呼吸強度的比較結(jié)果是 。,答案,解析,-29-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點三光合作用與細胞呼吸的綜合計算 1.各量間的關(guān)系 (1)光合速率:指在單位時間內(nèi),單位面積的葉片合成有機物的速率,是光合作用強度的生理指標。 (2)呼吸速率:指單位面積的葉片在單位時間內(nèi)分解有機物的速率,是植物細胞呼吸強度的生理指標。 (3)凈光合速率:指植物在光照下積累有機物的速率。 (4)真正光合速率:指植物在光照下實際合成有機物的速率。 (5)真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。 具體可表示為:真正光合速率=從外界吸收的CO2+呼吸釋放的CO2,或真正光合速率=釋放到外界的O2+呼吸消耗的O2。單位為CO2(或O2)的量/(面積時間)。,-30-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,2.具體計算策略 光合作用和細胞呼吸的過程不同,但二者關(guān)系密切,光合作用的原料和產(chǎn)物分別是細胞呼吸的產(chǎn)物和底物。假定光合產(chǎn)物和呼吸底物都是葡萄糖,則依據(jù)其反應(yīng)式計算: 根據(jù)上述關(guān)系式(1)、(2)可計算CO2、C6H12O6、O2三者之間在光合作用和細胞呼吸中量的變化。,-31-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,把握各量關(guān)系,突破有關(guān)光合作用和細胞呼吸的計算題 (2015北京理綜)研究者用儀器檢測擬南芥葉片在光-暗轉(zhuǎn)換條件下CO2吸收量的變化,每2 s記錄一個實驗數(shù)據(jù)并在圖中以點的形式呈現(xiàn)。,-32-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(1)在開始檢測后的200 s內(nèi),擬南芥葉肉細胞利用光能分解 ,同化CO2。而在實驗的整個過程中,葉片可通過 將儲藏在有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 和熱能。 (2)圖中顯示,擬南芥葉片在照光條件下CO2吸收量在 μmol/(m2s)范圍內(nèi)。在300 s時CO2 達到2.2 μmol/(m2s)。由此得出,葉片的總(真正)光合速率大約是 μmol CO2/(m2s)(本小題所填數(shù)值保留至小數(shù)點后一位)。 (3)從圖中還可看出,在轉(zhuǎn)入黑暗條件下100 s以后,葉片的CO2釋放 ,并達到一個相對穩(wěn)定的水平,這提示在光下葉片可能存在一個與在黑暗中不同的呼吸過程。 (4)為證明葉片在光下呼吸產(chǎn)生的CO2中的碳元素一部分來自于葉綠體中的五碳化合物,可利用 技術(shù)進行研究。,答案,解析,-33-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,解題模板 有關(guān)光合作用和細胞呼吸的計算應(yīng)理清以下幾個問題 (1)理清各量的關(guān)系 ①光合作用所需CO2的來源有兩個:細胞呼吸產(chǎn)生的,從周圍空氣中吸收的(若是水生植物,則是從周圍的水中吸收的)。 ②光合作用釋放O2的去向有兩個:細胞呼吸、釋放到周圍的空氣中(當光合速率大于呼吸速率時)。 ③光合作用制造(等同生產(chǎn)、合成)的葡萄糖的去向有兩個:細胞呼吸消耗、積累(當光合速率大于呼吸速率時)。 ④當在光照下光合作用與細胞呼吸同時進行時:光合作用實際產(chǎn)氧量=實測的O2釋放量+細胞呼吸耗氧量;光合作用實際CO2消耗量=實測的CO2吸收量+細胞呼吸CO2釋放量;光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量=光合作用實際葡萄糖產(chǎn)生量-細胞呼吸葡萄糖消耗量。,-34-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(2)注意單位的換算關(guān)系 一定要牢記光合作用和細胞呼吸的總反應(yīng)式,不要記混了物質(zhì)的相對分子質(zhì)量,最好熟記相關(guān)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量,如葡萄糖是180,CO2是44,O2是32。 (3)看懂數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系是解題的關(guān)鍵 ①文字敘述式:利用一段文字直接給出有關(guān)數(shù)據(jù);②表格式:在表格中給出相關(guān)數(shù)據(jù);③坐標曲線式(有時加有方 格,是為了準確識別有關(guān)數(shù)據(jù),1個方格代表一定的變化量),利用坐標系中的曲線所表示的數(shù)值來代表CO2、O2吸收或釋放的量。,-35-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,1.(2015四川德陽一診)某研究小組從當?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?分裝于六對黑、白瓶中,剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10 mg/L,白瓶為透明玻璃瓶,黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下,24小時后,實測獲得六對黑、白瓶中溶解氧的含量,記錄數(shù)據(jù)如下,以下說法正確的是( ),-36-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,①若只考慮光照強度,該深度湖水中所有生物在晚上8 h內(nèi)呼吸消耗O2的量7/3 mg ②光照強度為a klx時,該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動態(tài)平衡 ③當該水層中的溶氧量達到30 mg/L時,光照強度將不再成為限制溶氧量增加的主要因素 ④若將e klx光照下的白瓶置于b klx光照下,瓶中光合生物細胞的C3含量會增加,C5含量會減少 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④,答案,解析,-37-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,2.(2015湖南株洲月考)下圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h內(nèi)CO2的吸收量和釋放量,光合作用速率和細胞呼吸速率用單位時間內(nèi)CO2的吸收量和CO2的釋放量表示(圖中A、B、C表示相應(yīng)圖形的面積)。下列表述不合理的是( ),-38-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,A.在18:00和6:00,該植物光合作用強度與細胞呼吸強度相等 B.假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變,最大光合速率為85 mg/h C.該植物在一晝夜中有機物積累量的代數(shù)式可表示為A+C-B D.中午12:00左右,與曲線最高點所對應(yīng)的時間相比,該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降,答案,解析,-39-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,命題點四光合作用與細胞呼吸的實驗設(shè)計 1.光合作用與細胞呼吸實驗設(shè)計中常用的實驗條件控制方法 (1)增加水中氧氣——泵入空氣或放入綠色水生植物。 (2)減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水。 (3)除去容器中二氧化碳——NaOH溶液。 (4)除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中。 (5)除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱。 (6)除去光合作用對細胞呼吸的干擾——給植株遮光。 (7)如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。 (8)線粒體提取——細胞勻漿離心。 (9)保持容器中CO2體積不變——NaHCO3溶液。,-40-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,2.與光合作用和細胞呼吸相關(guān)的實驗裝置分析及應(yīng)用 (1)提供無氧環(huán)境的實驗裝置 ①圖1用水隔絕空氣。 ②圖2用石蠟(油)密封液面,隔絕液體與空氣。,-41-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(2)與CO2相對含量有關(guān)的實驗裝置,-42-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,①圖3容器內(nèi)的NaHCO3溶液可放出CO2,保持容器內(nèi)CO2濃度恒定,使容器內(nèi)的植物能夠長時間進行光合作用。 ②圖4在容器中加入NaOH溶液,可以除去容器中的CO2,減弱容器中植物的光合作用,或降低容器內(nèi)的壓力,引起玻璃管中液滴的移動。 ③圖5中NaOH溶液可以除去空氣中的CO2,澄清的石灰水能夠檢驗氣體中是否存在CO2。,-43-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,3.利用液滴移動法確定細胞呼吸類型和測定光合作用強度 (1)呼吸類型的確定(如裝置1、2所示) 結(jié)果分析:裝置1著色液滴左移、裝置2著色液滴不動,說明種子只進行有氧呼吸;裝置1著色液滴不動、裝置2著色液滴右移,說明種子只進行無氧呼吸;裝置1著色液滴左移、裝置2著色液滴右移,說明種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。,-44-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(2)測定凈光合作用強度(如裝置3所示) 將裝置3的實驗組與對照組(放置死植物)放在光照、溫度等條件相同且適宜的環(huán)境中,記錄實驗組與對照組紅墨水滴移動的方向和刻度。CO2緩沖液起到平衡CO2的作用。,-45-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(3)探究不同光照強度下光合作用和細胞呼吸強度的大小。 將上述裝置3置于不同光照強度下,記錄裝置3中紅墨水滴移動的方向。 結(jié)果分析:①若紅色液滴右移,說明光照較強,光合作用強度大于細胞呼吸強度,釋放O2使瓶內(nèi)氣壓增大;②若紅色液滴左移,說明光照較弱,細胞呼吸強度大于光合作用強度,吸收O2使瓶內(nèi)氣壓減小;③若紅色液滴不動,說明在此光照強度下光合作用強度等于細胞呼吸強度,釋放O2量等于吸收O2量,瓶內(nèi)氣壓不變。,-46-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,思維拓展 利用氣體含量變化判斷光合強度和呼吸強度 (1)在黑暗條件下植物不進行光合作用,只進行細胞呼吸,因此此時測得的O2吸收量(即空氣中O2的減少量)或CO2釋放量(即空氣中CO2的增加量)可直接反映呼吸速率。 (2)在光照條件下,植物同時進行光合作用和細胞呼吸,因此此時測得的值并不能反映植物的實際光合速率,反映的是表觀光合速率或稱凈光合速率,它們之間的關(guān)系為真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。,-47-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,掌握光合作用與細胞呼吸的關(guān)系,解答相關(guān)實驗題 光合作用和細胞呼吸是植物的重要生命活動,結(jié)合有關(guān)知識回答下列問題。 (1)以測定的CO2吸收量與釋放量為指標,研究溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響,結(jié)果如下表所示: ①溫度由25 ℃升高到30 ℃時,光合作用制造有機物的速率 (填“增大”或“減小”)。 ②假設(shè)細胞呼吸晝夜不變,植物在25 ℃時,一晝夜中給植物光照15 h,則一晝夜積累的有機物的量為 。,-48-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(2)如果用如圖所示的裝置來探究光照強度和光合作用速率的關(guān)系,且測量指標為裝置中O2含量的變化,則該裝置需要進行適當修改,具體修改措施是 。為使測得O2的變化量更精確,還應(yīng)再設(shè)置一對照裝置,對照裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入 。,答案,解析,-49-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,解題模板 解答光合作用和細胞呼吸的相關(guān)實驗題應(yīng)依照如下步驟進行 第一步,閱讀題干,明確實驗?zāi)康?第二步,理解裝置圖(注意光合速率與呼吸速率裝置圖的異同),明確實驗原理(結(jié)合光合作用和細胞呼吸的過程及影響因素),特別是因變量的檢測方法;第三步,結(jié)合試題要求分析確定答案;第四步,若試題的結(jié)果分析中要求繪制曲線或表格,要注意掌握相應(yīng)的方法,如對于曲線,不要忘記橫、縱坐標的含義(有時還要注意單位),而對于表格,則不要忘記名稱、行和列的含義等。,-50-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,(2015課標全國Ⅰ理綜)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響,科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定,每組處理的總時間均為135 s,處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下。 A組:先光照后黑暗,時間各為67.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。 B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為7.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。 C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為3.75 ms(毫秒);光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。 D組(對照組):光照時間為135 s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。,-51-,命題點一,命題點二,命題點三,命題點四,整合提升,題型突破,題組訓(xùn)練,回答下列問題。 (1)單位光照時間內(nèi),C組植物合成有機物的量 (填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量,依據(jù)是 ;C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要 ,這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的 。 (2)A、B、C三組處理相比,隨著 的增加,使光下產(chǎn)生的 能夠及時利用與及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。,答案,解析,-52-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,對細胞呼吸的場所、過程把握不準 防范策略 (1)細胞呼吸的場所及過程 ①原核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)和細胞膜。真核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。 ②有氧呼吸的第一、二階段不需要O2,只有第三階段需要O2。 (2)細胞呼吸方式的判定 ①如果某生物產(chǎn)生的CO2量和消耗的O2量相等,則該生物只進行有氧呼吸。 ②如果某生物不消耗O2,只產(chǎn)生CO2,則只進行無氧呼吸。 ③如果某生物釋放的CO2量比吸收的O2量多,則兩種呼吸方式都進行。 ④如果某生物不吸收O2,也不釋放CO2,則該生物只進行無氧呼吸(產(chǎn)物為乳酸)或生物已死亡。,-53-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,⑤無氧呼吸的產(chǎn)物中沒有水,如果細胞呼吸的產(chǎn)物中有水,則一定是進行了有氧呼吸。 ⑥由于酵母菌無氧呼吸和有氧呼吸均可以產(chǎn)生CO2,故不能依據(jù)是否產(chǎn)生CO2來判斷酵母菌的細胞呼吸方式。 (3)無線粒體的真核細胞(或生物)只能進行無氧呼吸,如成熟紅細胞、蛔蟲等,線粒體是進行有氧呼吸的主要場所。一些原核生物無線粒體,但能進行有氧呼吸。,-54-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,防范演練1 (2015北京房山期中)下列有關(guān)檢測酵母菌細胞呼吸的產(chǎn)物的敘述,正確的是( ) A.如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變渾濁,則酵母菌只進行有氧呼吸 B.如果產(chǎn)生的氣體使溴麝香草酚藍溶液變黃色,則酵母菌只進行無氧呼吸 C.無論進行有氧呼吸還是無氧呼吸,酵母菌都能產(chǎn)生CO2 D.酵母菌發(fā)酵時不產(chǎn)生氣體,但其發(fā)酵液能使重鉻酸鉀變灰綠色 我的失分點:,答案,解析,-55-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,對光合作用的相關(guān)物質(zhì)及其變化混淆不清 防范策略 (1)光合作用的相關(guān)物質(zhì) ①光合作用中產(chǎn)生的[H]為NADPH,細胞呼吸中產(chǎn)生的[H]為NADH,二種[H]不是同一種物質(zhì)。 ②光合作用光反應(yīng)中產(chǎn)生的ATP只被暗反應(yīng)所利用,細胞呼吸中產(chǎn)生的ATP可被除暗反應(yīng)外的多項生命活動所利用。,-56-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,(2)光合作用中物質(zhì)變化的判斷 判斷外界條件改變后C3、C5、ATP、NADPH、ADP、NADP+的含量如何變化,可結(jié)合光合作用的過程繪制示意圖。以停止光照時物質(zhì)變化為例:停止光照→光反應(yīng)停止→ATP和NADPH不再產(chǎn)生→ATP和NADPH的含量減少且ADP和NADP+的含量增加;ATP和NADPH的含量減少→C3還原減弱,而CO2固定過程仍在進行→C3含量相對增加,C5含量相對減少。,-57-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,防范演練2 (2015安徽三校聯(lián)考)下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實線表示,能量傳遞用虛線表示,圖中a~g為物質(zhì),①~⑥為反應(yīng)過程),下列判斷錯誤的是( ) A.綠色植物能利用a物質(zhì)將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能儲存在c中 B.e中不儲存化學(xué)能,所以e只能充當還原劑 C.圖中①表示水分的吸收,③表示水的光解 D.在g物質(zhì)供應(yīng)充足時,突然停止光照,C3的含量將會上升 我的失分點:,答案,解析,-58-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,不能區(qū)分凈光合作用與真正光合作用 防范策略 (1)在光照環(huán)境中,植物并不是只進行光合作用,同時也進行細胞呼吸,如果有氧氣釋放,說明光合作用強度大于細胞呼吸強度;如果有二氧化碳釋放,說明光合作用強度小于細胞呼吸強度。 (2)對于密閉透明容器中的綠色植物來說,黑暗條件下容器中二氧化碳或氧氣的變化量反映了其細胞呼吸的強度;光照條件下,容器中二氧化碳或氧氣的變化量反映了其凈光合作用的強度。 凈光合作用速率=總光合作用速率-細胞呼吸速率。,-59-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,防范演練3 (2015安徽六校一聯(lián))右圖表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下,某植物在不同溫度下的凈光合作用速率和細胞呼吸速率曲線,下列敘述錯誤的是( ) A.光合作用中溫度主要影響暗反應(yīng)階段 B.光合作用、細胞呼吸都受到溫度的影響, 其中與細胞呼吸有關(guān)的酶的適宜溫度更高 C.溫度在30 ℃左右時真正光合作用速率最大 D.若溫度保持25 ℃,長時間每天交替進行12 h 光照、12 h黑暗,該植物不能正常生長 我的失分點:,答案,解析,-60-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,不能準確判斷影響光合作用、細胞呼吸的因素 防范策略 (1)影響光合作用、細胞呼吸的主要因素 ①溫度改變時,細胞呼吸會受到影響,光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)均會受影響,但主要是暗反應(yīng),因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多。 ②CO2濃度很低時,光合作用不能進行;當CO2濃度大于某值時,光合作用才能進行。CO2濃度過大時,會抑制植物的細胞呼吸,進而影響到光合作用。,-61-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,(2)環(huán)境因素改變引發(fā)的補償點和飽和點的移動 植物的光(CO2)補償點和光(CO2)飽和點受外界環(huán)境影響,當外界環(huán)境變化時,光(CO2)補償點和飽和點都會發(fā)生相應(yīng)變化,規(guī)律如下。 ①若呼吸速率增加,CO2(光)補償點應(yīng)右移,反之應(yīng)左移。 ②若呼吸速率基本不變,條件的改變使光合速率下降時,CO2(光)補償點應(yīng)右移,反之應(yīng)左移。 ③陰生植物與陽生植物相比,CO2(光)補償點和飽和點都相應(yīng)向左移動。,-62-,失分誤區(qū)1,失分誤區(qū)2,失分誤區(qū)3,失分誤區(qū)4,防范演練4 (2015廣東惠州月考)在溫度適宜的條件下,測量不同光照強度下番茄葉片的光合作用強度(CO2濃度是定值),結(jié)果如右圖。據(jù)圖分析正確的是( ) A.A點產(chǎn)生ATP的場所只有線粒體 B.番茄正常生長所需的光照強度應(yīng)大于B點 C.C點時真正的光合速率約為15 mg CO2/(100 cm2葉h) D.C點后限制光合作用強度的因素是溫度和CO2濃度 我的失分點:,答案,解析,