高考生物 第三单元第10讲Word格式文档下载.docx
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A.L、TB.T和L都不是
C.T、LD.T、T
答案 C
解析 在-5~0℃范围内,光合速率不随光强度增强而增大,所以限制因素是温度;
在20~30℃范围内,光合速率不随温度升高而增大,而随光强度增强而增大,所以限制因素是光强度。
2.如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合速率与光强度的关系。
在y点时改变某条件,结果发生了如图曲线Ⅱ的变化。
下列分析合理的是( )
A.与y点相比较,x点时叶绿体中C3化合物含量低
B.在y点时,适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D.制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度
答案 D
解析 x点时,光强度较弱,光反应提供的NADPH和ATP较少,C3化合物的浓度较y点时高,A项不正确;
题目中已提到在适宜温度下,如果再提高温度,会降低光合速率,B项不正确;
制约x点的光合作用因素是光强度,C项不正确;
一般情况下,在适宜温度和同等光强度下,提高CO2浓度可大幅度提高光合速率,D项正确。
“三看法”解答坐标曲线题
解答坐标曲线图类的题目要遵循的步骤是:
第一看坐标图中横、纵轴的含义,找出横、纵坐标的关系,结合教材联系相应的知识点;
第二看曲线中的特殊点,即始终点、转折点、交叉点所表示的生物学意义;
第三看曲线的变化趋势及含义。
题组二 多因素对光合速率影响的分析
3.如图表示在一定范围内,不同环境因素与水稻叶片光合速率的关系,对其描述不正确的是( )
A.如果横坐标是CO2含量,则a为红光,b为白光
B.如果横坐标是CO2含量,则a为强光,b为弱光
C.如果横坐标是光强度,a的CO2含量较高,b的CO2含量较低
D.如果横坐标是光强度,a温度较适宜,b温度较低
答案 A
解析 如果横坐标是CO2含量,则相同的CO2含量时,植物对白光的吸收值大于红光,因此光合速率较大,即a为白光,b为红光。
4.甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合速率与环境因素之间的关系,下列相关描述中错误的是( )
A.甲图中,在a′点限制光合速率的主要因素是光强度,在b′点限制光合速率的主要因素是温度
B.从乙图可以看出,当超过一定温度后,光合速率会随着温度的升高而降低
C.温度主要是通过影响酶的活性来影响光合速率的
D.若光强度突然由a变为b,短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加
解析 甲图表示光强度和温度对光合速率的影响,乙图表示温度对光合速率的影响。
分析甲图中某点上的限制因素时,要看其是否达到饱和点。
如果没有达到饱和点(如a′点),则限制因素为横坐标表示的因素,即光强度;
当达到饱和点以后(如b′点),则限制因素为横坐标表示的因素以外的其他因素,如温度。
当光强度突然增强时,光反应速率加快,产生更多的NADPH和ATP,短时间内C3的还原速率加快而CO2的固定速率不变,故C3的含量会减少。
多因子对光合速率影响的分析
(1)曲线分析
P点:
限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。
Q点:
横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。
(2)应用:
温室栽培时,在一定光强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率。
当温度适宜时,可适当增加光强度和CO2浓度以提高光合速率。
考点二 光合作用与细胞呼吸的关系
1.光合作用与需氧呼吸的区别
项目
光合作用
需氧呼吸
物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
能量变化
光能→化学能(储能)
稳定的化学能→活跃的化学能(放能)
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物,释放能量,供细胞利用
场所
叶绿体
活细胞(主要在线粒体)
条件
只在光下进行
有光、无光都能进行
2.光合作用与需氧呼吸的联系
(1)物质方面:
C:
CO2
C6H12O6
C3H4O3
O:
H2O
O2
H:
[H]碳反应,C6H12O6
[H]
H2O
(2)能量方面:
光能光反应,ATP中活跃的化学能碳反应,C6H12O6中稳定的化学能
3.光合作用与细胞呼吸之间的气体变化
下面为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示,据图判断生理过程。
图①:
表示黑暗中,只进行细胞呼吸;
图②:
表示呼吸速率>光合速率;
图③:
表示呼吸速率=光合速率;
图④:
表示呼吸速率<光合速率。
4.光合作用与细胞呼吸的计算
(1)净光合速率和总光合速率的关系:
总光合速率=净光合速率+呼吸速率。
凡是进行光合作用的植物,同时也在进行着呼吸作用。
在不考虑光强度对呼吸速率影响的情况下,C点时,OA段代表植物呼吸速率,OD段代表植物净光合速率,OA+OD表示总光合速率,故总光合速率=净光合速率+呼吸速率。
图中B点既不吸收也不释放二氧化碳,表示总光合速率=呼吸速率,净光合速率为0。
在考题中,常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率,进而推出总光合速率。
(2)净光合速率和总光合速率的判定方法:
①若为坐标曲线形式,当光强度为0时,CO2吸收值为0,则为总(真正)光合速率,若是负值则为净(表观)光合速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。
③有机物积累量为净光合速率,制造量为总光合速率。
(1)在叶肉细胞中,CO2的固定和产生场所分别是什么?
提示 叶绿体基质、线粒体基质。
(2)叶绿体吸收CO2的量属于总光合作用还是净光合作用?
提示 总光合作用。
题组一 光合作用与细胞呼吸的过程比较
1.下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图,下列说法正确的是( )
A.乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的
B.乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳化合物
C.甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同
D.丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等
解析 从图中发生的变化可判断,甲是光反应,乙是碳反应,丙是需氧呼吸,丁是ATP的水解。
需氧呼吸产生的ATP不能用于光合作用的碳反应,A项错误;
光反应过程中产生的ATP用于还原三碳化合物,B项错误;
光反应合成ATP所需的能量来源于光能,而丙过程合成ATP所需的能量来自有机物中的化学能,C项正确;
红细胞吸收葡萄糖的方式是易化扩散,易化扩散需要载体蛋白但不消耗ATP,D项错误。
2.如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图。
下列有关叙述正确的是( )
A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中
B.图1中的[H]来自水,图2中的[H]来自丙酮酸
C.两种生物膜除产生上述物质外,还均可产生ATP
D.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照
解析 根据题图所示信息可判断,图1所示是叶绿体的类囊体膜,其上进行的是光合作用的光反应,图示生化反应是水的光解,[H]来自水。
图2所示是线粒体内膜,其上进行的是需氧呼吸的第三阶段,[H]来自葡萄糖、丙酮酸和H2O。
[H]、ATP来源、去路的比较
比较项目
来源
去路
[H]
光反应中水的光解
作为碳反应阶段的还原剂,用于还原C3合成有机物等
需氧
呼吸
第一、二阶段产生
用于第三阶段还原氧气产生水,同时释放大量能量
ATP
光合
作用
在光反应阶段合成ATP,其合成所需能量来自色素吸收、转换的太阳能
用于碳反应阶段C3还原时的能量之需,以稳定的化学能形式储存在有机物中
第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多,能量来自有机物的分解
作为能量直接用于各项生命活动
题组二 线粒体、叶绿体中物质转化的相关应用
3.如图为某植物细胞部分结构示意图,据图分析,下列四项叙述中,正确的是( )
A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C.以C18O2作原料进行光合作用,在较强光照下,测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D.以H
O作原料进行光合作用,在较强呼吸作用下,测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
解析 a表示叶绿体吸收CO2,b表示叶绿体释放O2,e表示线粒体吸收O2,f表示线粒体释放CO2,c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用,d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。
以C18O2作原料进行光合作用,18O的转移途径为C18O2→有机物→C18O2,在较强光照下,光合速率大于呼吸速率,呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用,即主要去向是图中的d。
以H
O作原料进行光合作用,18O全部生成氧气,在较强呼吸作用下,氧气主要被线粒体利用,进行需氧呼吸,即主要去向是图中的c。
4.下图是叶肉细胞在不同光强度下叶绿体与线粒体代谢简图。
以下相关叙述,错误的是( )
A.若细胞①处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率
B.细胞②没有与外界发生O2和CO2交换,可断定此时光合速率等于呼吸速率
C.细胞③处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D.对细胞④的分析可得出,此时的光强度较弱且物质的量N1小于m2
解析 黑暗中叶肉细胞只能进行细胞呼吸,不能进行光合作用,所以A项正确;
细胞②中线粒体释放的CO2全部用于叶绿体的光合作用,而叶绿体光合作用释放的O2全部用于线粒体的需氧呼吸,此时光合速率等于呼吸速率,B项正确;
细胞③需要不断从外界吸收CO2,可见光合速率大于呼吸速率,细胞光合作用利用的CO2为线粒体呼吸释放CO2与从外界吸收CO2之和,C项正确;
细胞④需要不断从外界吸收O2,可见其光合作用释放的O2不足以供给线粒体呼吸,所以N1等于m2,D项错误。
题组三 影响光合作用与细胞呼吸的因素分析
5.如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中二氧化碳吸收量和释放量(单位:
mg/h)的影响情况。
已知除了温度变化之外,其他环境条件(如光强度等)不变,下列说法正确的是( )
A.根据图中曲线,无法确定呼吸作用的最适温度
B.光照下二氧化碳的吸收量表示光合作用所同化的二氧化碳量
C.图中a点表示光合速率与呼吸速率相等
D.环境温度超过25℃时,植物体内有机物的量会减少
解析 曲线显示在黑暗中随着温度上升,二氧化碳的释放量在逐渐增加,没有出现最大值,A项正确;
植物光合作用同化的二氧化碳量包括光照下二氧化碳的吸收量和呼吸作用释放的二氧化碳量,B项错误;
图中a点表示净光合速率与呼吸速率相等,真正光合速率等于呼吸速率强度的2倍,C项错误;
环境温度超过25℃时,植物体内有机物的量并没有减少,仍在不断积累,D项错误。
6.(2012·
天津,6)设置不同CO2浓度,分组光照培养蓝细菌,测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率),结果见下图。
据图判断,下列叙述正确的是( )
A.与d3浓度相比,d1浓度下单位时间内蓝细菌细胞光反应生成的[H]多
B.与d2浓度相比,d3浓度下单位时间内蓝细菌细胞呼吸过程产生的ATP多
C.若d1、d2、d3浓度下蓝细菌种群的K值分别为K1、K2、K3,则K1>
K2>
K3
D.密闭光照培养蓝细菌,测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物
解析 解答本题应从分析曲线图出发,注意辨析总光合作用量、净光合作用量与呼吸量的含义及其相互关系。
A、B项考查对光合作用与细胞呼吸的综合理解,C项考查对种群环境容纳量的理解,D项考查酵母菌进行有氧呼吸与无氧呼吸形成产物的区别。
从图中可读出d1、d2、d3三个浓度下对应的净光合速率和呼吸速率,根据题中公式可知d1、d2、d3浓度对应的光合速率大小为:
d2>
d1>
d3,因此d1浓度下光反应形成的[H]多于d3浓度,A项正确。
分析图像得出:
d2时的呼吸速率大于d3时的呼吸速率,因此后者产生的ATP量少,B项错误。
分析净光合速率曲线知,d2时有机物净积累量最大,可推知其环境条件较为适宜,其种群对应的K值应最大,C项错误。
蓝细菌在进行有氧呼吸时获得能量较多,繁殖速度快,种群密度大,产物为水和二氧化碳;
进行无氧呼吸时细胞产生能量较少,繁殖速度慢,产物为酒精和二氧化碳,其中的酒精能抑制自身繁殖,使种群密度减小,因此通过测定种群密度及代谢产物可以判断出其代谢类型,D项错误。
三种“速率”的表示方法
绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸,在光下测定植物的光合速率时,实际测得的数值应为光合作用与呼吸作用的差值。
即真正(或实际或总)光合速率=测得(净)光合速率+呼吸速率,表示方法如下:
表示方法
净光合速率
(又叫表观光合速率)
CO2吸收量、O2释放量、C6H12O6积累量
真正光合速率
(实际或总光合速率)
CO2固定量、O2产生量、C6H12O6制造量
呼吸速率
(遮光条件下测得)
CO2释放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量
题组四 有关“关键点”的移动题
7.
已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,如图表示30℃时光合作用与光强度的关系。
若温度降到25℃(原光强度和二氧化碳浓度不变),理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是( )
A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移
C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移
解析 图中a、b、d三点分别表示呼吸速率、光补偿点和在光饱和点时的光合速率。
由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃”可知,当温度从30℃降到25℃时,呼吸速率降低,a点上移;
光合速率增强,所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多,d点上移。
b点表示光合速率=呼吸速率,在25℃时呼吸速率降低,光合速率增强,在除光强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与呼吸速率相等,需降低光强度以使光合速率与呼吸速率相等,即b点左移。
8.如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光强度下,甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。
下列分析正确的是( )
A.CO2浓度大于a时,甲才能进行光合作用
B.适当增加光强度,a点将左移
C.CO2浓度为b时,甲、乙总光合速率相等
D.甲、乙光合速率随CO2浓度的增大而不断增强
答案 B
解析 对于甲植物而言,a点时CO2净吸收速率为0,说明此时光合速率等于呼吸速率,故在a点之前,甲植物已经开始进行光合作用;
适当增加光强度,光合速率增大,a点将左移;
CO2浓度为b时,甲、乙的净光合速率相等,而总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由图可知,甲的呼吸速率大于乙,故b点时,甲的总光合速率大于乙;
在一定范围内随CO2浓度的增大,甲、乙的光合速率增强,超过这一范围,随CO2浓度的增大,光合速率不再增强。
光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动
(1)CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:
一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光强度),位于横轴上。
①呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。
③阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
(2)曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向:
在外界条件的影响下,通过分析光合速率和呼吸速率的变化,进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析,确定横坐标左移或右移,纵坐标上移或下移,最后得到该点的移动方向。
①呼吸速率增加,其他条件不变时,曲线上的A点下移,其他点向左下方移动,反之A点上移,其他点向右上方移动。
②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,曲线上的A点不动,其他点向左下方移动,反之向右上方移动。
题组五 光合作用与细胞呼吸计算规范审答案例
9.将生长状况相同的某种植物的叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光强度相同),测其重量变化,得到如下数据。
由此可以得出的结论是( )
组别
一
二
三
四
温度(℃)
27
28
29
30
暗处理后重量变化(mg)
-1
-2
-3
光照后与暗处理前
重量变化(mg)
+3
+1
注:
净光合速率=实际光合速率-呼吸速率。
A.该植物光合作用的最适温度是27℃
B.该植物呼吸作用的最适温度是29℃
C.27~29℃的净光合速率相等
D.30℃下实际光合速率为2mg·
h-1
明体系·
找原理
(1)暗处理时进行的生理过程:
细胞呼吸;
光照时可进行细胞呼吸和光合作用
(2)表中第三行变化数据是相对于暗处理后的变化,而第四行的变化数据是相对于暗处理前的变化
(3)净光合速率=实际光合速率-呼吸速率
理关系·
定方法
(1)表中第三行变化数据的绝对值反映细胞呼吸强度
(2)第四行的变化数据的绝对值能_(填“能”或“不能”)反映净光合速率
(3)若暗处理前、暗处理后和光照处理后叶片重量相对值分别用如下柱状图表示,则请在图中标绘出暗处理后重量变化量和光照后与暗处理前重量变化。
答案 如图所示
准计算·
归要求
(1)27℃、28℃、29℃和30℃时的呼吸速率分别为1_mg/h、2_mg/h、3_mg/h和1_mg/h
(2)27℃、28℃、29℃和30℃时的总光合速率分别为5_mg/h、7_mg/h、9_mg/h和3_mg/h(3)该植物光合作用和呼吸作用的最适温度大约都是29_℃,27~29℃下的净光合速率是不相等的
规范答案
B
同点异构
如图表示在不同温度下,测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果,据图分析回答问题:
(1)从图分析可知,该植物的呼吸速率可表示为______,光合速率可表示为________。
在13~16℃之间,随着温度的升高,呼吸速率________(增强、减弱、不变),实际光合速率________(增强、减弱、不变)。
(2)恒定在上述________℃温度下,维持10小时光照,10小时黑暗,该植物叶片增重最多,增重了________mg。
答案
(1)X Y+2X 增强 增强
(2)14 30
解析
(1)呼吸速率可用单位时间有机物的减少量来表示,所以是X。
净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示,而总光合速率还要加上呼吸消耗有机物的量,所以是Y+2X。
在13~16℃之间,随着温度的升高,呼吸速率很明显在逐渐增强,光合速率也在逐渐增强。
(2)单位时间的净光合作用的积累量是Y+X,10小时的积累量是10(Y+X),再黑暗10小时,只有呼吸,消耗的有机物的量是10X,经过10小时光照,10小时黑暗,剩余的有机物的量是10Y,据此题图可知在14℃时,增重最多,增加的量是30mg。
网络构建
要语强记
1.光强度:
直接影响光反应的速率,光反应产物NADPH和ATP的数量多少会影响碳反应的速率。
2.温度:
影响光合作用过程,特别是影响碳反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。
3.CO2浓度:
是碳反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。
4.矿质元素:
直接或间接影响光合作用。
例如镁是叶绿素的组成成分,氮对酶的含量有影响,磷是ATP的组成成分。
5.光合速率与呼吸速率的关系:
(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率;
(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率;
(3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。
探究高考 明确考向
1.(2014·
新课标Ⅱ,6)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
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,乳酸是厌氧呼吸的产物,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。
2.(2011·
福建,2)下图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线,下列叙述错误的是( )
A.在9:
30~11:
00之间,花生净光合速率下降的原因是碳反应过程减缓
B.在11:
00~12:
30之间,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多
C.在17:
00时,玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同
D.在18:
30时,玉米既能进行光反应,也能进行碳反应
解析 在9:
00之间,随着光照的增强、温度的升高,植株的蒸腾作用加强,叶片上部分气孔关闭,CO2进入植物体内的量减少。
因玉米为C4植物,能利用低浓度的CO2,其碳反应过程无明显影响;
而花生为C3植物,所以CO2吸收减少,导致碳反应过程减缓,A项正确。
花生净光合速率对应的有机物量即为花生的单位叶面积有机物积累量,由图示可知,在11:
00
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