届高考生物二轮复习专题光合作用与细胞呼吸导学案Word文档下载推荐.docx
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各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
距日光灯的
距离(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
50min后
试管中溶
液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:
(1)本实验中,50min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由____________________________________引起的;
若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是___________(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是________________________________________________________。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草________________________________________________________________________。
考点探究
考点一 光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系
■主干整合
1.理清有氧呼吸“三”个阶段中的场所及物质和能量变化
(1)第一阶段——______________:
消耗葡萄糖,产生[H]和丙酮酸,释放少量能量。
(2)第二阶段——______________:
分解丙酮酸,产生[H]和________,释放少量能量。
(3)第三阶段——线粒体内膜:
__________结合产生H2O,释放________能量。
2.注意无氧呼吸的3点提醒
(1)产物不同的原因
①直接原因是__________________不同。
②根本原因是__________________不同。
(2)只释放少量能量的原因:
其余能量储存在________________________________________________________________________中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:
无氧呼吸产生的________对细胞有毒害作用。
3.综合分析光合作用与细胞呼吸过程图解
图42
4.光合作用与有氧呼吸的物质转化与能量转化关系
(1)物质转化关系
①元素转移途径
C:
CO2
C3
(CH2O)
丙酮酸
O:
H2O
O2
H:
[H]
(CH2O)
[H]
②[H]的来源和去路比较
图43
(2)能量转化关系
①能量形式的转变
图44
②ATP的来源与去路比较
图45
【高分必知】
1.正确的划“√”,错误的划“×
”。
(1)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。
( )
(2)ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生,在线粒体中随水的生成而产生。
(3)线粒体利用葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。
( )
(4)有氧呼吸、无氧呼吸各阶段都产生[H],都产生ATP。
(5)无氧呼吸不需要O2参与,最终有[H]的积累。
(6)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。
(7)消耗相同的葡萄糖时无氧呼吸比有氧呼吸产生ATP少是因为大量能量以热能形式散失。
(8)无水酒精在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。
(9)暗反应中二氧化碳中的碳原子的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。
(10)夏季晴天的植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。
2.理性思维,规范表达。
(1)春季种子萌发初期,细胞释放CO2与吸收O2的比值大于1,此时细胞的呼吸方式为什么?
________________________________________________________________________
(2)给某植物提供C18O2和H2O,释放的氧气中含有18O,原因是什么?
■考法提炼
考法一 考查细胞呼吸类型及过程
1.图46表示有氧呼吸的过程,其中关于过程①和过程②的叙述,正确的是( )
葡萄糖
CO2+H2O+能量
图46
A.均需要酶的催化
B.均需要氧气的参与
C.均释放大量能量
D.均在线粒体中进行
2.甲种子萌发时释放CO2的量大于吸入O2的量,乙种子萌发时吸入O2的量大于释放CO2的量,最可能的原因是( )
A.甲的呼吸底物有糖类和脂肪,乙的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸并存
B.甲的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸并存,乙的呼吸底物有糖类和脂肪
C.甲的无氧呼吸强度大于有氧呼吸强度,乙的呼吸消耗脂肪的量大于糖类
D.甲的呼吸消耗脂肪的量大于糖类,乙的无氧呼吸强度大于有氧呼吸强度
【技法提炼】“三看”法判断细胞呼吸的类型
“一看”反应物和产物:
“二看”物质的量的关系:
“三看”场所:
考法二 考查色素及光合作用过程
3.苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外,液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。
某探究小组用适量95%的乙醇提取苋菜叶片中的色素,然后用层析液分离。
层析结束后滤纸条上出现了不同的色素带,对色素带由上到下分析叙述正确的是( )
A.第一条色素带对应的色素是叶黄素
B.第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光
C.第三条色素带对应的色素是呈现红色的花青素
D.第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大
4.下列关于光合作用的叙述中正确的是( )
A.突然停止光照,短时间内C3含量下降,C5含量升高
B.光反应产生的ATP、NADPH用于CO2的固定和C3的还原
C.酶的专一性决定了暗反应在叶绿体的基质中进行
D.光照总时间相同时,间隔一定时间照光与持续照光产生的(CH2O)一样多
【技法提炼】C3和C5含量变化的分析方法
当光照强度或CO2浓度改变后,短时间内C3和C5的含量均可发生变化。
无论分析哪种物质的含量变化,都要从生成和消耗两个角度分析。
C3产生于CO2的固定过程,消耗于C3的还原过程,C5产生于C3的还原过程而消耗于CO2的固定过程。
光照
二氧化碳
较强→弱(黑暗)
弱→较强
较高→低
低→较高
增加
减少
C5
ATP、[H]
考法三 综合考查光合作用与细胞呼吸的内在关系
5.图47表示菠菜叶肉细胞光合与呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径,其中①~⑥代表有关生理过程。
相关叙述不正确的是( )
图47
A.过程①②③不在生物膜上进行
B.参与过程②③⑤的酶种类相同
C.过程②③④⑤都有ATP产生
D.过程③产生的[H]不全都来自于丙酮酸
6.[2017·
全国卷Ⅱ]图48是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
图48
据图回答下列问题:
(1)图中①②③④代表的物质依次是______、__________、__________、________,[H]代表的物质主要是________。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是________________________________________________________________________。
考点二光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用
1.把握影响细胞呼吸的“四类”曲线
图49
(1)甲图:
温度通过影响与细胞呼吸有关________来影响呼吸速率。
(2)乙图:
①O2浓度=0时,只进行________。
②0<
O2浓度<
10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
随O2浓度增大,________逐渐被抑制,________不断加强。
③O2浓度≥10%时,只进行________。
④CO2释放总量最小时,有机物消耗________。
(3)丙图:
在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。
(4)丁图:
CO2是细胞呼吸的产物,对细胞呼吸具有__________作用。
2.把握影响光合作用因素的3类曲线
影响
因素
原理
图像
图像解读
强度
影响________阶段ATP、[H]的产生
P点的限制因素
①外因:
____________________等
②内因:
色素含量、酶的数量和活性、C5的含量等
浓度
影响________阶段C3的生成
酶的数量和活性、色素含量、C5的含量等
温度
通过影响________来影响光合作用
P点对应的温度为进行光合作用的________
3.光合作用曲线中特殊点含义及移动情况分析
图410
(1)B点的光照强度称为光补偿点,该光照条件下,植物的光合速率等于呼吸速率。
C点的光照强度称为光饱和点,该光照条件下,植物的光合速率达到最大。
(2)增加CO2浓度,B点向________移动,C点向________移动,D点向________移动。
(3)若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向________移动,通过增加光照强度来提高光合速率,使光合速率等于呼吸速率。
4.图解光合速率与呼吸速率的关系
图411
1.理性思维,规范表达。
(1)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低,其原因是什么?
(2)冬季,应及时清理大棚膜上的水珠,目的是什么?
考法一 考查影响光合与呼吸速率的因素
1.呼吸商(RQ=
)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。
如图412是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系,以下叙述正确的是( )
图412
A.呼吸商越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
2.用14CO2“饲喂”叶肉细胞,让叶肉细胞在光下进行光合作用。
一段时间后,关闭光源,将叶肉细胞置于黑暗环境中,含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图413所示,下列相关叙述错误的是( )
图413
A.叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质
B.OA段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降
C.AB段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽
D.B点后曲线上升是因为黑暗条件下,叶肉细胞内无[H]和ATP的供应
考法二 考查坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
3.如图甲表示某植物CO2吸收量随光照强度改变的变化曲线;
图乙表示将该植物放在不同浓度CO2的环境条件下,光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。
下列叙述正确的是( )
图414
A.若在缺镁环境中培养,图甲中B点右移,C点左下移
B.图甲中A点产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
C.阴生植物与阳生植物相比,B点左移,C点右下移
D.图乙曲线中d点到e点,叶绿体中三碳化合物浓度降低,e点到f点,叶绿体中五碳化合物浓度降低
4.在CO2浓度为0.03%和恒温条件下,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415。
据图分析下列叙述正确的是( )
图415
A.降低二氧化碳浓度,d点向右上方移动
B.限制植物乙d点光合作用的因素可能有二氧化碳浓度、温度等
C.若温度升高,植物甲曲线a点会向左移动
D.b点时,限制两种植物光合作用的主要因素相同
考法三 自然环境和密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化
5.两棵同种生长状况基本相同的植物,分别置于透明的玻璃罩内,如图甲、乙所示;
在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。
图416
(1)ab段和cd段,引起曲线下降的主要环境因素分别是______________和__________。
(2)一昼夜中,装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是________(填“甲”或“乙”)。
(3)导致e点(12时左右)时光合作用强度明显减弱的主要原因是________________________________________________________________________。
(4)装置甲的植物叶绿体中,在14时C5含量比10时________(填“高”或“低”)。
【题后归纳】1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线
图417
(1)a点:
夜温降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。
(2)开始进行光合作用的点:
b,结束光合作用的点:
m。
(3)光合速率与呼吸速率相等的点:
c、h,有机物积累量最大的点:
h。
(4)de段下降的原因是气孔关闭,CO2吸收减少,fh段下降的原因是光照减弱。
2.密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化
图418
(1)光合速率等于呼吸速率的点:
C、E。
(2)图
(一)中N点低于虚线,该植物一昼夜表现为生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少,即总光合量大于总呼吸量,植物生长。
(3)图
(二)中N点低于虚线,该植物一昼夜不能生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长。
考法四 光合速率与呼吸速率的相关计算
6.在一定浓度的CO2和一定的温度条件下,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。
以下有关说法正确的是( )
植物
种类
光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)
光饱和时光照强度(klx)
光饱和时CO2吸收量[mg/(100cm2叶·
小时)]
黑暗条件下CO2释放量[mg/(100cm2
叶/小时)]
A植物
11
5.5
B植物
9
30
15
A.由实验结果可以断定A是阴生植物,B是阳生植物
B.当光照强度超过9klx时,B植物光合速率的限制因素主要是H2O
C.当光照强度为9klx时,B植物固定CO2的速率是30mg/(100cm2叶·
小时)
D.当光照强度为3klx时,A植物的真光合速率比B植物高
【技法提炼】1.总光合速率、净光合速率与呼吸速率常用表示方法
项目
表示方法
净光合速率
植物CO2吸收量或小室中CO2减少量、植物O2释放量或小室中O2增加量、C6H12O6积累量
总光合速率
CO2固定量、O2产生量或叶绿体CO2吸收量或叶绿体O2释放量、C6H12O6制造量
(续表)
呼吸速率(遮
光条件下测得)
CO2释放量、O2吸收量或线粒体CO2释放量或线粒体O2吸收量、C6H12O6消耗量
2.有关光合作用和呼吸作用的计算
(1)光合作用实际产O2量=实测O2释放量+呼吸作用耗O2量。
(2)光合作用实际CO2消耗量=实测CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量。
(3)光合作用有机物制造量=实测有机物增加量+呼吸作用有机物消耗量,因此:
总光合量=净光合量+呼吸量(净光合速率可以为负值,总光合速率≥0)。
考点三光合作用与细胞呼吸实验探究及结果分析
1.理清光合作用与呼吸作用实验设计中实验条件的控制方法
(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。
(3)除去容器中的二氧化碳——氢氧化钠溶液。
(4)保持容器中二氧化碳浓度不变——NaHCO3溶液。
(5)除去叶片中原有的淀粉——置于黑暗环境中一段时间。
(6)除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。
(7)消除种子表面微生物对种子细胞呼吸速率测定的影响——消毒。
(8)探究酵母菌的呼吸方式,检测产生的CO2情况——用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。
(9)除去叶中叶绿素——酒精隔水加热。
(10)如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。
2.光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧
(1)变量的控制手段,如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡,但与植物的距离不同)进行控制,不同温度可用不同恒温装置控制,若要确认CO2是光合作用的原料,应以CO2有无(如添加NaHCO3,还是添加NaOH设置对照实验)为变量,若要确认CO2浓度对光合速率的影响,则应以不同浓度的CO2缓冲液为变量。
(2)典型的方法
①“黑白瓶法”:
用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度,用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度,综合两者即可得到真光合作用强度。
②梯度法:
用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置,可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
考法一 考查与细胞呼吸有关的实验探究
1.如图419是一种可测定呼吸速率的密闭实验装置,把装置放在隔热且适宜的条件下培养。
下列分析不合理的是( )
图419
A.该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率
B.若将NaOH溶液换为清水,可用来测定小麦种子无氧呼吸速率
C.若把小麦种子换为死种子,可作为该装置的对照,排除无关变量的影响
D.在实验全过程中温度计的示数不变
2.某小组同学利用图420中装置探究酵母菌在不同温度下的发酵实验,取200mL不同温度的无菌水倒入培养瓶,然后加入15g葡萄糖及5g干酵母,混匀后放在相应温度下水浴保温,实验进行20min,观察现象如下表。
(1)分析表格中的实验现象,其根本原因是温度影响了____________________,从数据中分析________(填“能”或“不能”)得到酵母菌发酵的最适温度。
(2)实验组3的装置中最初液滴未移动,在15min后液滴缓慢向________(填“左”或“右”)移动,整个过程细胞中产生该气体的场所有________________________。
(3)有的同学认为,实验组1和实验组4现象虽然相同,但原理不同,老师建议他进行实验验证,请简要写出实验思路:
____________________________________________。
若______________________________________________________________________,则证明他的观点是正确的。
【归纳提炼】探究呼吸方式的实验材料的选择
(1)若探究种子呼吸状况,不必遮光,但需死种子作对照,还需对种子表面消毒。
(2)若探究植物(或幼苗)呼吸状况,应遮光处理,以防止光合作用干扰,同时可设置同种状况但被杀死的植物或幼苗作对照。
考法二 考查与光合作用有关的实验探究
3.某
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- 高考 生物 二轮 复习 专题 光合作用 细胞 呼吸 导学案