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高考生物二轮课件：2.5 光合作用和细胞呼吸
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这是一份高考生物二轮课件：2.5 光合作用和细胞呼吸，共50页。PPT课件主要包含了-2-，网络梳理，高考必背，易混易错，叶绿体的基质中，细胞质基质，-3-，-4-，-5-，-6-等内容，欢迎下载使用。
叶绿体类囊体的薄膜上
水的光解和ATP形成
细胞质基质和线粒体
1.真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质。2.水参与有氧呼吸第二阶段的化学反应,水生成于有氧呼吸的第三阶段;CO2生成于有氧呼吸的第二阶段。3.温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率;O2是有氧呼吸所必需的,且对无氧呼吸有抑制作用;水直接参与有氧呼吸过程,又是化学反应的介质,因此在一定范围内,随水含量的增加细胞呼吸速率加快;CO2浓度过高会抑制细胞呼吸的进程。4.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。5.O2来源于参与光反应的水中的氧,光反应为暗反应提供[H]和ATP。6.光照强度影响光反应阶段,CO2浓度影响暗反应阶段,温度主要通过影响酶活性来影响光合作用。
( )1.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。(2016全国乙卷,1D)( )2.有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生,但第三阶段产生的ATP最多。( )3.葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程不需要能量的输入。(2016北京,2C改编)( )4.细胞呼吸的结果如果没有水的产生,就一定是无氧呼吸。( )5.呼吸作用中,催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上。(2016海南,3D)( )6.叶绿体是绿色植物光合作用的场所,光合色素就分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中。
( )7.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。(2016全国甲卷,4B)( )8.细胞呼吸中的[H]和光合作用中的[H]实质上不是一种物质。( )9.光合作用中CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类。(2015安徽,2B改编)( )10.在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光照射,则未被还原的C3上升。(2016天津,2B改编)
考向1光合作用与细胞呼吸的关系(2016四川理综,1)叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是( )A.O2的产生B.H2O的生成C.[H]的消耗D.ATP的合成
1.理清“细胞呼吸”5个错混点(1)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。(2)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(3)误认为O2一定抑制无氧呼吸:但也有例外,如哺乳动物成熟的红细胞的无氧呼吸不受O2的影响。
(4)呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成不一定是有氧呼吸,但对动物和人体而言,有CO2生成一定是有氧呼吸,因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。(5)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸,如成熟红细胞、蛔虫等,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。一些原核生物无线粒体,但进行有氧呼吸。
2.辨析“光合作用”的4个错混点(1)误认为光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H]是同一种物质:光合作用中产生的[H]为NADPH,呼吸作用中产生的[H]为NADH,两种[H]不是同一种物质。(2)误认为光反应中产生的ATP用于各种生命活动:光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用,呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。(3)若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲:一直光照10分钟;乙:光照5秒,黑暗5秒,持续20分钟(甲、乙光照时间都是10分钟),则光合作用制造的有机物:甲<乙(暗反应时间长)。(4)CO2中C进入C3但不进入C5,最后进入(CH2O),C5中C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。
考查角度1 细胞呼吸类型及过程考查1.(2016四川成都七中零诊,16)动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如下图。下列说法正确的是( )A.乙来源于甲和C6H12O6,丙和丁代表不同化合物B.有氧条件下,过程①、②发生在线粒体基质中C.过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量D.用18O标记C6H12O6,在物质丙中可检测到18O
技巧方法 判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物) (1)产生CO2量=消耗O2量→有氧呼吸。(2)不消耗O2,产生CO2→无氧呼吸(酒精发酵)。(3)释放CO2量>吸收O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。(4)不吸收O2,不释放CO2→乳酸发酵或细胞已经死亡。(5)有水生成一定是有氧呼吸,有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。
考查角度2 光合作用过程及其物质与能量转化考查2.(2016江苏文创教育三月测试,4)下图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述正确的是( )A.该反应的场所是叶绿体的类囊体B.C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶C.提高温度一定能促进C6H12O6的生成D.无光条件有利于暗反应进行
解题模板 图解物质含量变化之间的关系 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),进行分析推理。另外,应记住C5、[H]、ATP的含量变化是一致的,且都与C3的含量变化相反。
考查角度3 对光合作用与细胞呼吸及其代谢过程进行综合考查3.(2016河北保定月考,6)如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A.在元素转移途径中,④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦和⑨D.ATP中的能量不仅可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP中的化学能可以转变为化学能而不能转变为光能〚导学号06890010〛
4.(2016北京朝阳期末统考,8)下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是( )A.过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光B.过程②只发生在叶绿体基质,过程③只发生在线粒体C.过程③释放的能量大部分储存于ATP中D.过程④一般与吸能反应相联系
技巧方法 光合作用与细胞的有氧呼吸过程及物质转化问题应答技巧 应答时,应结合所给条件,从以下几个方面进行:(1)理解教材中光合作用和细胞呼吸的过程图解,把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。①光合作用:物质变化为CO2+C5→C3→C5+(CH2O)、H2O→O2+[H],能量变化为光能→电能→活跃的化学能(NADPH和ATP)→(CH2O)中稳定的化学能。
②细胞的有氧呼吸:物质变化为C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→6CO2+20[H]、24[H]+6O2→12H2O,能量变化为(CH2O)中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP)和热能。(2)应结合试题图、表,准确获取图、表中的物质转化信息,据此确定相应生理过程是光合作用过程还是呼吸作用过程,是光反应阶段还是暗反应阶段,或者是有氧呼吸的哪一个阶段。
考向2影响光合作用和细胞呼吸的因素(2016全国乙卷,30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 (填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。
答案: (1)光照强度 (2)CO2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的解析: 本题考查影响光合作用的环境因素。解题的切入点是据图找出两条曲线的差别及原因。(1)据图判断,光照强度低于a时,两条曲线基本是相同的,说明此时影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下,甲组植物已达到光饱和点,再增加光照强度,光合作用强度也不再增加。要使其光合作用强度升高,可以考虑影响光合作用的其他环境因素,如提高CO2浓度等。O2浓度不是影响光合作用的环境因素。(3)乙组处于低光照的环境中,与甲组相比光合作用强度偏低,这种差异是环境不同造成的,而乙组植株的遗传物质未发生改变,将其产生的种子播种后得到的盆栽苗置于与甲组相同的环境中,盆栽苗的光合作用强度就会与甲组植株相同。
1.影响光合作用、细胞呼吸因素的4个错混点(1)温度改变时,细胞呼吸会受到影响,光合作用的光反应和暗反应均会受影响,但主要是暗反应,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)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。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。(3)若呼吸速率增加,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。(4)阴生植物与阳生植物相比,CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。
2.有关净光合作用强度与真正光合作用强度的2个错混点(1)光下并不是只进行光合作用,细胞呼吸同时进行,如果有氧气释放,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度;如果有二氧化碳释放,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度。(2)对于密闭透明容器中的绿色植物在黑暗的环境中,容器中二氧化碳或氧气单位时间内的变化量反映了植物体的呼吸作用强度,在光照下,容器中二氧化碳或氧气单位时间内的变化量,反映了植物体净光合作用强度。真正光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度。
考查角度1 以坐标曲线或柱形图形式考查光合速率与呼吸速率的影响1.(2016河南豫西名校一联,31)将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中,测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度,得到下图的结果。下列叙述错误的是( )
A.若每天的日照时间相同,则该植物在15 ℃的环境中积累有机物的速率最快B.若每天的日照时间少于12 h,相比于5 ℃,该植物在25 ℃环境中生长更快C.若每天的日照时间为12 h,则该植物在35 ℃环境中无法生存D.由图可知,在一定的温度范围内,温度对该植物的细胞呼吸几乎没有影响
2.(2016江西于都实验中学大考,38)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是( )A.图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后B.到达图乙中的D'点时,玻璃罩内的CO2浓度最高C.图甲中的F点对应图乙中的G'点D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
解题模板 光合作用和呼吸作用曲线图像题解题策略 解答与呼吸作用、光合作用相关的图、表信息题应特别关注如下信息:(1)光照强度为“0”意味着光合作用不能进行,此时气体变化量全由细胞呼吸引起可作为呼吸强度指标。(2)光照下吸收CO2量应为净光合量。(3)光照培养阶段,密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”,切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。(4)答题时务必关注题干信息中诸如“恒温”“最适温度”等关键信息。
考查角度2 光合速率与呼吸速率的相关计算3.(2016福建四校期末,23)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下,某植物在不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线,下列叙述错误的是( )
A.光合作用中温度主要影响暗反应阶段B.光合作用、呼吸作用都受到温度的影响,其中与呼吸作用有关的酶的适宜温度更高C.温度在30 ℃左右时真光合作用速率最大D.若温度保持25 ℃,长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,该植物不能正常生长〚导学号06890011〛
4.(2016山东临沂期末,10)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1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其重量变化,得到如下的数据。可以得到的结论是( )A.该植物光合作用最适温度是27 ℃B.该植物在29 ℃时的净光合速率为6 mg/hC.27~29 ℃的净光合速率相等D.30 ℃下实际光合速率为2 mg/h
技巧方法 光合作用和细胞呼吸的计算技巧 (1)理清各量的关系①光合作用所需CO2的来源有两个:细胞呼吸产生的,从周围空气中吸收的(若是沉水植物,则是从周围的水中吸收的)。②光合作用释放O2的去向有两个:细胞呼吸、释放到周围的空气中(当光合速率大于呼吸速率时)。③光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个:细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时)。④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=光合作用实际生产葡萄糖的量-呼吸作用消耗葡萄糖的量。
(2)看懂数据及其相互关系是解题的关键①文字叙述式:利用一段文字直接给出有关数据;②表格式:在表格中给出相关数据;③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。
考向3光合作用与呼吸作用的实验设计(2016全国甲卷,31)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm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,50 min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 。
答案: (1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的 (2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等
解析: 本题考查与光合作用和呼吸作用有关的实验探究。(1)依题意并结合表中信息可知,距日光灯的距离代表不同的光强。2号试管遮光,其内的水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用。有光条件下,3~7号试管内溶液颜色的变化是水草光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映。1号试管为对照组,其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定,2~7号试管为实验组。综上所述,若50 min后,1号试管的溶液是浅绿色,则说明2~7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色,则说明2~7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管进行了遮光处理,其内的水草不能进行光合作用消耗CO2,但能通过呼吸作用释放CO2,所以试管内CO2浓度高于3号试管,X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同,均为浅绿色,说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收和释放CO2量相等。
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。
考查角度1 与呼吸相关的实验探究1.(2016江西临川二中期中,9)下图是探究活的酵母菌呼吸作用的实验装置图。装置中底物(葡萄糖)充足且温度适宜。A、B表示着色液滴,可随容器中气体量的变化而发生移动。下列现象不可能发生的是( )
A.A不动而B右移 B.A左移而B不动C.A左移B右移 D.A不动B不动〚导学号06890012〛
2.(2016吉林长春外国语学校期末,9)为了探究酵母菌的呼吸作用类型,某同学设置了如下图所示的实验方案。下列说法中,正确的是( )
A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的水分C.甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊,乙组浑浊程度更大D.乙组B瓶封口放置一段时间后,还要确保瓶内有足够的O2
技巧方法 与呼吸相关的实验探究解答技巧 (1)呼吸状况实验材料的选择①若探究“种子”呼吸状况不必遮光,但需“死种子”作对照。②若探究“植物(或幼苗)”呼吸状况,应做遮光处理,以防止光合作用干扰,同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。(2)教材中(人教必修1 92页图)酵母菌呼吸方式探究实验的注意事项①通入A瓶的空气中不能含有CO2,以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。②B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。
考查角度2 光合速率影响因素实验探究3.(2016江苏淮安二模,22)下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列有关叙述错误的是( )
A.该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液的主要目的是吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片,单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的呼吸作用强度〚导学号06890013〛
4.(2016湖北武汉期末,21)图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是( )
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
方法技巧 光合速率影响因素实验设计技巧 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,CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。②对照原则的应用。不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验,而应该用一系列装置进行相互对照。③无论哪种装置,在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
考查角度3 光合速率与呼吸速率的测定5.(2016北京朝阳期末统考,5)为探究光照强度与光合作用的关系,某兴趣小组将西红柿植株置于密闭装置中进行了相关实验。结果如下表所示:
根据上表分析下列叙述正确的是( )A.实验的自变量是CO2浓度的变化,因变量是光照强度的变化B.通过表中实验结果可知该植株在实验条件下的呼吸速率和净光合速率C.若将第6组植株突然移至第4组条件下,短时间内细胞中的C5将增加D.通过上述实验,可以确定西红柿生长的最佳光照强度
6.(2015河北冀州期末,2)为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了如下图所示的实验装置若干组,利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定,室温25 ℃进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如下表所示,下列说法错误的是( )
注:表中CO2浓度(%)指的是CO2的体积分数A.组别1中液滴左移的生理原因是植物有氧呼吸消耗了氧气B.组别6中液滴右移的生理原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量C.与组别3比较可知,限制组别2液滴移动的主要环境因素是光照强度D.与组别4比较可知,限制组别3液滴右移的主要环境因素是CO2浓度〚导学号06890014〛
叶绿体类囊体的薄膜上
水的光解和ATP形成
细胞质基质和线粒体
1.真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质。2.水参与有氧呼吸第二阶段的化学反应,水生成于有氧呼吸的第三阶段;CO2生成于有氧呼吸的第二阶段。3.温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率;O2是有氧呼吸所必需的,且对无氧呼吸有抑制作用;水直接参与有氧呼吸过程,又是化学反应的介质,因此在一定范围内,随水含量的增加细胞呼吸速率加快;CO2浓度过高会抑制细胞呼吸的进程。4.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。5.O2来源于参与光反应的水中的氧,光反应为暗反应提供[H]和ATP。6.光照强度影响光反应阶段,CO2浓度影响暗反应阶段,温度主要通过影响酶活性来影响光合作用。
( )1.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。(2016全国乙卷,1D)( )2.有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生,但第三阶段产生的ATP最多。( )3.葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程不需要能量的输入。(2016北京,2C改编)( )4.细胞呼吸的结果如果没有水的产生,就一定是无氧呼吸。( )5.呼吸作用中,催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上。(2016海南,3D)( )6.叶绿体是绿色植物光合作用的场所,光合色素就分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中。
( )7.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。(2016全国甲卷,4B)( )8.细胞呼吸中的[H]和光合作用中的[H]实质上不是一种物质。( )9.光合作用中CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类。(2015安徽,2B改编)( )10.在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光照射,则未被还原的C3上升。(2016天津,2B改编)
考向1光合作用与细胞呼吸的关系(2016四川理综,1)叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是( )A.O2的产生B.H2O的生成C.[H]的消耗D.ATP的合成
1.理清“细胞呼吸”5个错混点(1)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。(2)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(3)误认为O2一定抑制无氧呼吸:但也有例外,如哺乳动物成熟的红细胞的无氧呼吸不受O2的影响。
(4)呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成不一定是有氧呼吸,但对动物和人体而言,有CO2生成一定是有氧呼吸,因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。(5)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸,如成熟红细胞、蛔虫等,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。一些原核生物无线粒体,但进行有氧呼吸。
2.辨析“光合作用”的4个错混点(1)误认为光合作用产生的[H]与呼吸作用产生的[H]是同一种物质:光合作用中产生的[H]为NADPH,呼吸作用中产生的[H]为NADH,两种[H]不是同一种物质。(2)误认为光反应中产生的ATP用于各种生命活动:光合作用光反应中产生的ATP只被暗反应所利用,呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。(3)若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲:一直光照10分钟;乙:光照5秒,黑暗5秒,持续20分钟(甲、乙光照时间都是10分钟),则光合作用制造的有机物:甲<乙(暗反应时间长)。(4)CO2中C进入C3但不进入C5,最后进入(CH2O),C5中C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。
考查角度1 细胞呼吸类型及过程考查1.(2016四川成都七中零诊,16)动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如下图。下列说法正确的是( )A.乙来源于甲和C6H12O6,丙和丁代表不同化合物B.有氧条件下,过程①、②发生在线粒体基质中C.过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量D.用18O标记C6H12O6,在物质丙中可检测到18O
技巧方法 判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物) (1)产生CO2量=消耗O2量→有氧呼吸。(2)不消耗O2,产生CO2→无氧呼吸(酒精发酵)。(3)释放CO2量>吸收O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。(4)不吸收O2,不释放CO2→乳酸发酵或细胞已经死亡。(5)有水生成一定是有氧呼吸,有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。
考查角度2 光合作用过程及其物质与能量转化考查2.(2016江苏文创教育三月测试,4)下图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述正确的是( )A.该反应的场所是叶绿体的类囊体B.C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶C.提高温度一定能促进C6H12O6的生成D.无光条件有利于暗反应进行
解题模板 图解物质含量变化之间的关系 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),进行分析推理。另外,应记住C5、[H]、ATP的含量变化是一致的,且都与C3的含量变化相反。
考查角度3 对光合作用与细胞呼吸及其代谢过程进行综合考查3.(2016河北保定月考,6)如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A.在元素转移途径中,④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦和⑨D.ATP中的能量不仅可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP中的化学能可以转变为化学能而不能转变为光能〚导学号06890010〛
4.(2016北京朝阳期末统考,8)下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是( )A.过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光B.过程②只发生在叶绿体基质,过程③只发生在线粒体C.过程③释放的能量大部分储存于ATP中D.过程④一般与吸能反应相联系
技巧方法 光合作用与细胞的有氧呼吸过程及物质转化问题应答技巧 应答时,应结合所给条件,从以下几个方面进行:(1)理解教材中光合作用和细胞呼吸的过程图解,把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。①光合作用:物质变化为CO2+C5→C3→C5+(CH2O)、H2O→O2+[H],能量变化为光能→电能→活跃的化学能(NADPH和ATP)→(CH2O)中稳定的化学能。
②细胞的有氧呼吸:物质变化为C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→6CO2+20[H]、24[H]+6O2→12H2O,能量变化为(CH2O)中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP)和热能。(2)应结合试题图、表,准确获取图、表中的物质转化信息,据此确定相应生理过程是光合作用过程还是呼吸作用过程,是光反应阶段还是暗反应阶段,或者是有氧呼吸的哪一个阶段。
考向2影响光合作用和细胞呼吸的因素(2016全国乙卷,30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 (填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。
答案: (1)光照强度 (2)CO2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的解析: 本题考查影响光合作用的环境因素。解题的切入点是据图找出两条曲线的差别及原因。(1)据图判断,光照强度低于a时,两条曲线基本是相同的,说明此时影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下,甲组植物已达到光饱和点,再增加光照强度,光合作用强度也不再增加。要使其光合作用强度升高,可以考虑影响光合作用的其他环境因素,如提高CO2浓度等。O2浓度不是影响光合作用的环境因素。(3)乙组处于低光照的环境中,与甲组相比光合作用强度偏低,这种差异是环境不同造成的,而乙组植株的遗传物质未发生改变,将其产生的种子播种后得到的盆栽苗置于与甲组相同的环境中,盆栽苗的光合作用强度就会与甲组植株相同。
1.影响光合作用、细胞呼吸因素的4个错混点(1)温度改变时,细胞呼吸会受到影响,光合作用的光反应和暗反应均会受影响,但主要是暗反应,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)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。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。(3)若呼吸速率增加,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。(4)阴生植物与阳生植物相比,CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。
2.有关净光合作用强度与真正光合作用强度的2个错混点(1)光下并不是只进行光合作用,细胞呼吸同时进行,如果有氧气释放,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度;如果有二氧化碳释放,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度。(2)对于密闭透明容器中的绿色植物在黑暗的环境中,容器中二氧化碳或氧气单位时间内的变化量反映了植物体的呼吸作用强度,在光照下,容器中二氧化碳或氧气单位时间内的变化量,反映了植物体净光合作用强度。真正光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度。
考查角度1 以坐标曲线或柱形图形式考查光合速率与呼吸速率的影响1.(2016河南豫西名校一联,31)将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中,测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度,得到下图的结果。下列叙述错误的是( )
A.若每天的日照时间相同,则该植物在15 ℃的环境中积累有机物的速率最快B.若每天的日照时间少于12 h,相比于5 ℃,该植物在25 ℃环境中生长更快C.若每天的日照时间为12 h,则该植物在35 ℃环境中无法生存D.由图可知,在一定的温度范围内,温度对该植物的细胞呼吸几乎没有影响
2.(2016江西于都实验中学大考,38)将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是( )A.图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后B.到达图乙中的D'点时,玻璃罩内的CO2浓度最高C.图甲中的F点对应图乙中的G'点D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
解题模板 光合作用和呼吸作用曲线图像题解题策略 解答与呼吸作用、光合作用相关的图、表信息题应特别关注如下信息:(1)光照强度为“0”意味着光合作用不能进行,此时气体变化量全由细胞呼吸引起可作为呼吸强度指标。(2)光照下吸收CO2量应为净光合量。(3)光照培养阶段,密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”,切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。(4)答题时务必关注题干信息中诸如“恒温”“最适温度”等关键信息。
考查角度2 光合速率与呼吸速率的相关计算3.(2016福建四校期末,23)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下,某植物在不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线,下列叙述错误的是( )
A.光合作用中温度主要影响暗反应阶段B.光合作用、呼吸作用都受到温度的影响,其中与呼吸作用有关的酶的适宜温度更高C.温度在30 ℃左右时真光合作用速率最大D.若温度保持25 ℃,长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,该植物不能正常生长〚导学号06890011〛
4.(2016山东临沂期末,10)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1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其重量变化,得到如下的数据。可以得到的结论是( )A.该植物光合作用最适温度是27 ℃B.该植物在29 ℃时的净光合速率为6 mg/hC.27~29 ℃的净光合速率相等D.30 ℃下实际光合速率为2 mg/h
技巧方法 光合作用和细胞呼吸的计算技巧 (1)理清各量的关系①光合作用所需CO2的来源有两个:细胞呼吸产生的,从周围空气中吸收的(若是沉水植物,则是从周围的水中吸收的)。②光合作用释放O2的去向有两个:细胞呼吸、释放到周围的空气中(当光合速率大于呼吸速率时)。③光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个:细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时)。④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=光合作用实际生产葡萄糖的量-呼吸作用消耗葡萄糖的量。
(2)看懂数据及其相互关系是解题的关键①文字叙述式:利用一段文字直接给出有关数据;②表格式:在表格中给出相关数据;③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。
考向3光合作用与呼吸作用的实验设计(2016全国甲卷,31)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm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,50 min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 。
答案: (1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的 (2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等
解析: 本题考查与光合作用和呼吸作用有关的实验探究。(1)依题意并结合表中信息可知,距日光灯的距离代表不同的光强。2号试管遮光,其内的水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用。有光条件下,3~7号试管内溶液颜色的变化是水草光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映。1号试管为对照组,其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定,2~7号试管为实验组。综上所述,若50 min后,1号试管的溶液是浅绿色,则说明2~7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色,则说明2~7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管进行了遮光处理,其内的水草不能进行光合作用消耗CO2,但能通过呼吸作用释放CO2,所以试管内CO2浓度高于3号试管,X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同,均为浅绿色,说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收和释放CO2量相等。
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。
考查角度1 与呼吸相关的实验探究1.(2016江西临川二中期中,9)下图是探究活的酵母菌呼吸作用的实验装置图。装置中底物(葡萄糖)充足且温度适宜。A、B表示着色液滴,可随容器中气体量的变化而发生移动。下列现象不可能发生的是( )
A.A不动而B右移 B.A左移而B不动C.A左移B右移 D.A不动B不动〚导学号06890012〛
2.(2016吉林长春外国语学校期末,9)为了探究酵母菌的呼吸作用类型,某同学设置了如下图所示的实验方案。下列说法中,正确的是( )
A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的水分C.甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊,乙组浑浊程度更大D.乙组B瓶封口放置一段时间后,还要确保瓶内有足够的O2
技巧方法 与呼吸相关的实验探究解答技巧 (1)呼吸状况实验材料的选择①若探究“种子”呼吸状况不必遮光,但需“死种子”作对照。②若探究“植物(或幼苗)”呼吸状况,应做遮光处理,以防止光合作用干扰,同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。(2)教材中(人教必修1 92页图)酵母菌呼吸方式探究实验的注意事项①通入A瓶的空气中不能含有CO2,以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。②B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。
考查角度2 光合速率影响因素实验探究3.(2016江苏淮安二模,22)下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列有关叙述错误的是( )
A.该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液的主要目的是吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片,单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的呼吸作用强度〚导学号06890013〛
4.(2016湖北武汉期末,21)图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是( )
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
方法技巧 光合速率影响因素实验设计技巧 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,CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。②对照原则的应用。不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验,而应该用一系列装置进行相互对照。③无论哪种装置,在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
考查角度3 光合速率与呼吸速率的测定5.(2016北京朝阳期末统考,5)为探究光照强度与光合作用的关系,某兴趣小组将西红柿植株置于密闭装置中进行了相关实验。结果如下表所示:
根据上表分析下列叙述正确的是( )A.实验的自变量是CO2浓度的变化,因变量是光照强度的变化B.通过表中实验结果可知该植株在实验条件下的呼吸速率和净光合速率C.若将第6组植株突然移至第4组条件下,短时间内细胞中的C5将增加D.通过上述实验,可以确定西红柿生长的最佳光照强度
6.(2015河北冀州期末,2)为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了如下图所示的实验装置若干组,利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定,室温25 ℃进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如下表所示,下列说法错误的是( )
注:表中CO2浓度(%)指的是CO2的体积分数A.组别1中液滴左移的生理原因是植物有氧呼吸消耗了氧气B.组别6中液滴右移的生理原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量C.与组别3比较可知,限制组别2液滴移动的主要环境因素是光照强度D.与组别4比较可知,限制组别3液滴右移的主要环境因素是CO2浓度〚导学号06890014〛
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