【浙江專用】2014金榜生物教師用書配套課件熱點專題系列(三)

熱點專題系列（三）光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用 【 考 查 角 度 1】 光 合 速 率 與 呼 吸 速 率 的 綜 合 考 查 關(guān) 于 光 合 速 率 與 呼 吸 速 率 的 考 查 ,在 歷 年 高 考 試 題 中 多 次 出 現(xiàn) ,通 常 以 CO2和 O2的 增 加 量 或 減 少 量 為 研 究 對 象 ,結(jié) 合 坐 標(biāo) 曲 線 圖分 析 光 合 作 用 與 細 胞 呼 吸 的 強 弱 ,或 結(jié) 合 實 例 考 查 有 機 物 的 積累 量 與 植 物 生 長 的 關(guān) 系 。 首 先 知 道 光 合 速 率 與 呼 吸 速 率 的 含 義 ,分 析 兩 者 之 間 的 關(guān) 系 ,然后 根 據(jù) 坐 標(biāo) 曲 線 圖 的 走 勢 、 CO2或 O2的 變 化 量 ,分 析 光 合 作 用 和細 胞 呼 吸 綜 合 作 用 的 結(jié) 果 及 在 實 踐 中 的 應(yīng) 用 。1.明 確 呼 吸 速 率 與 光 合 速 率 的 表 示 方 法典 型 圖 解 : (1)呼 吸 速 率 :植 物 置 于 黑 暗 環(huán) 境 時 ,呼 吸 速 率 常 用 實 驗 容 器內(nèi) CO2的 增 加 量 、 O2的 減 少 量 或 有 機 物 的 減 少 量 (圖 中 OA段 )表 示 。(2)光 合 速 率 包 括 表 觀 光 合 速 率 和 真 正 光 合 速 率 。 表 觀 光 合 速 率 :植 物 在 有 光 條 件 下 ,表 觀 光 合 速 率 常 用 一 定 時間 內(nèi) O2釋 放 量 、 CO2吸 收 量 或 有 機 物 積 累 量 (圖 中 OD段 )表 示 。 真 正 光 合 速 率 :常 用 一 定 時 間 內(nèi) O2產(chǎn) 生 量 、 CO2固 定 量 (同 化 )或 有 機 物 生 成 量 (制 造 量 )(圖 中 AD段 )表 示 。 2.理 解 呼 吸 速 率 與 光 合 速 率 的 聯(lián) 系真 正 光 合 速 率 =表 觀 光 合 速 率 +呼 吸 速 率此 關(guān) 系 式 用 O2、 CO2或 葡 萄 糖 的 量 表 示 如 下 :(1)光 合 作 用 產(chǎn) 氧 量 =氧 氣 釋 放 量 +細 胞 呼 吸 耗 氧 量 。(2)光 合 作 用 固 定 CO2量 =CO2吸 收 量 +細 胞 呼 吸 釋 放 CO2量 。(3)光 合 作 用 葡 萄 糖 產(chǎn) 生 量 =葡 萄 糖 積 累 量 (增 重 部 分 )+細 胞 呼吸 消 耗 葡 萄 糖 量 。 3.研 究 表 觀 光 合 速 率 與 植 物 生 長 的 關(guān) 系(1)當(dāng) 表 觀 光 合 速 率 0時 ,植 物 積 累 有 機 物 而 生 長 。(2)當(dāng) 表 觀 光 合 速 率 =0時 ,植 物 不 能 生 長 。(3)當(dāng) 表 觀 光 合 速 率 0時 ,植 物 不 能 生 長 ,長 時 間 處 于 此 狀 態(tài) 時 ,將 會 死 亡 。 【 高 考 例 證 1】 (2012 廣 東 高 考 )荔 枝 葉 片 發(fā) 育 過 程 中 ,表 觀 光合 速 率 及 相 關(guān) 指 標(biāo) 的 變 化 見 下 表 。注 :“ -” 表 示 未 測 數(shù) 據(jù) 。葉片 發(fā) 育時 期 葉 面 積(最 大 面積 的 %) 總 葉 綠素 含 量(mg/g fw) 氣 孔 相 對開 放 度(%) 表 觀 光 合 速 率( mol CO2/m2 s)A 新 葉展 開 前 19 - - -2.8B 新 葉展 開 中 87 1.1 55 1.6C 新 葉 展開 完 成 100 2.9 81 2.7D 新 葉 已成 熟 100 11.1 100 5.8 (1)B的 表 觀 光 合 速 率 較 低 ,推 測 原 因 可 能 是 : 葉 綠 素 含 量 低 ,導(dǎo) 致 光 能 吸 收 不 足 ; ,導(dǎo)致 。(2)將 A、 D分 別 置 于 光 溫 恒 定 的 密 閉 容 器 中 ,一 段 時 間 后 ,A的 葉肉 細 胞 中 ,將 開 始 積 累 ;D的 葉 肉 細 胞 中 ,ATP含量 將 。(3)與 A相 比 ,D合 成 生 長 素 的 能 力 ;與 C相 比 ,D的 葉 肉 細胞 的 葉 綠 體 中 ,數(shù) 量 明 顯 較 多 的 結(jié) 構(gòu) 是 。(4)葉 片 發(fā) 育 過 程 中 ,葉 面 積 逐 漸 增 大 ,是 的 結(jié) 果 ;D的 葉 肉 細 胞 與 表 皮 細 胞 的 形 態(tài) 、 結(jié) 構(gòu) 和 功 能 差 異 顯 著 ,其 根 本 原 因 是 。 【 解 析 】 (1)影 響 光 合 速 率 的 因 素 有 外 因 (光 照 強 度 、 溫 度 、CO2濃 度 等 )和 內(nèi) 因 (葉 綠 素 的 含 量 、 酶 等 ),結(jié) 合 表 格 中 的 信 息可 知 ,B組 葉 綠 素 含 量 為 1.1 mg/g fw,葉 綠 素 含 量 低 ,氣 孔 開 放程 度 比 較 低 ,僅 為 55%,CO2吸 收 量 比 較 少 ,導(dǎo) 致 光 合 速 率 較 低 。(2)A葉 片 表 觀 光 合 速 率 為 -2.8 mol CO2/m2 s,即 光 合 速 率 小于 呼 吸 速 率 ,且 由 于 是 密 閉 容 器 ,導(dǎo) 致 容 器 內(nèi) 氧 氣 越 來 越 少 而 進行 無 氧 呼 吸 ,產(chǎn) 生 酒 精 。 D葉 片 中 ,光 合 速 率 大 于 呼 吸 速 率 ,且 由于 是 密 閉 容 器 ,導(dǎo) 致 容 器 內(nèi) 二 氧 化 碳 越 來 越 少 ,碳 反 應(yīng) 減 弱 ,而光 反 應(yīng) 不 變 ,導(dǎo) 致 ATP增 多 。 (3)與 成 熟 葉 片 相 比 ,幼 嫩 的 葉 是 合 成 生 長 素 的 主 要 部 位 之 一 ;葉 綠 素 分 布 在 葉 綠 體 中 基 粒 的 類 囊 體 膜 上 ,從 表 中 信 息 可 知 ,D的 葉 肉 細 胞 總 葉 綠 素 含 量 明 顯 多 于 C的 ,因 此 D的 葉 肉 細 胞 的 葉綠 體 中 ,基 粒 明 顯 較 多 。(4)細 胞 分 裂 使 細 胞 數(shù) 目 增 多 ,導(dǎo) 致 葉 面 積 增 大 ;細 胞 分 化 的 根本 原 因 是 基 因 的 選 擇 性 表 達 。答 案 :(1)氣 孔 開 放 度 比 較 低 二 氧 化 碳 量 供 應(yīng) 不 足(2)酒 精 增 多(3)低 基 粒(4)細 胞 分 裂 基 因 的 選 擇 性 表 達 【 考 查 角 度 2】 光 合 作 用 與 細 胞 呼 吸 相 關(guān) 的 實 驗 裝 置 的 分 析 及 應(yīng) 用實 驗 題 一 直 是 高 考 的 熱 點 ,在 歷 年 高 考 中 對 光 合 作 用 與 細 胞 呼吸 的 考 查 ,常 以 實 驗 為 依 托 ,如 通 過 實 驗 裝 置 來 測 定 呼 吸 強 度 、光 合 作 用 強 度 及 細 胞 呼 吸 類 型 等 。 將 與 光 合 作 用 和 細 胞 呼 吸 有 關(guān) 的 實 驗 裝 置 方 面 的 題 分 類 ,在 明確 實 驗 原 理 的 基 礎(chǔ) 上 ,分 析 相 關(guān) 物 質(zhì) 的 變 化 及 各 裝 置 的 具 體 作用 。 1.提 供 無 氧 環(huán) 境 的 實 驗 裝 置(1)圖 1用 涼 開 水 隔 絕 空 氣 。(2)圖 2的 丙 用 石 蠟 或 油 膜 密 封 玻 璃 容 器 ,隔 絕 液 體 與 空 氣 。 2.與 CO2相 對 含 量 有 關(guān) 的 實 驗 裝 置 (1)圖 3容 器 內(nèi) 的 碳 酸 氫 鈉 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 細 刻 度 管 中 液滴 的 移 動 。(3)圖 5中 NaOH可 以 除 去 空 氣 中 的 CO2,澄 清 的 石 灰 水 能 夠 檢 驗 A錐 形 瓶 中 的 氣 體 中 是 否 存 在 CO2。 【 高 考 例 證 2】 (2011 山 東 高 考 )某 興 趣 小 組 在 室 溫 下 進 行 了酵 母 菌 厭 氧 呼 吸 的 探 究 實 驗 (如 圖 )。 下 列 分 析 錯 誤 的 是 ( ) A.滴 管 中 冒 出 氣 泡 是 反 應(yīng) 產(chǎn) 生 CO2的 結(jié) 果B.試 管 中 加 水 的 主 要 目 的 是 制 造 無 氧 環(huán) 境C.若 試 管 中 的 水 換 成 冷 水 ,氣 泡 釋 放 速 率 減 小D.被 分 解 的 葡 萄 糖 中 的 能 量 一 部 分 轉(zhuǎn) 移 至 ATP,其 余 的 存 留 在酒 精 中 【 解 析 】 選 D。 酵 母 菌 厭 氧 呼 吸 的 產(chǎn) 物 是 酒 精 和 CO2,所 以 水 中氣 泡 為 CO2,故 A項 正 確 。 試 管 中 加 水 的 目 的 是 作 為 反 應(yīng) 的 介 質(zhì)和 隔 絕 空 氣 ,最 主 要 的 目 的 是 制 造 無 氧 環(huán) 境 ,故 B項 正 確 。 若 試管 中 的 水 換 成 冷 水 ,溫 度 下 降 ,酶 活 性 降 低 ,反 應(yīng) 速 率 減 小 ,生成 的 氣 泡 減 少 ,故 C項 正 確 。 被 分 解 的 葡 萄 糖 中 的 能 量 主 要 以熱 能 的 形 式 散 失 ,一 部 分 轉(zhuǎn) 移 至 ATP,其 余 的 存 留 在 酒 精 中 ,故D項 錯 誤 。 1.如 圖 為 植 物 光 合 作 用 強 度 隨光 照 強 度 變 化 的 坐 標(biāo) 圖 ,下 列 敘述 中 不 正 確 的 是 ( )A.a點 葉 肉 細 胞 產(chǎn) 生 ATP的 細 胞 器 只 有 線 粒 體B.b點 植 物 光 合 作 用 強 度 與 細 胞 呼 吸 強 度 相 等C.已 知 某 植 物 光 合 作 用 和 細 胞 呼 吸 最 適 溫 度 分 別 為 25 和 30 ,如 圖 表 示 該 植 物 處 于 25 環(huán) 境 中 ,則 將 溫 度 提 高 到 30 時 ,a點上 移 ,b點 左 移 ,d點 下 移D.當(dāng) 植 物 缺 鎂 時 ,b點 將 向 右 移 【 解 析 】 選 C。 a點 時 光 照 強 度 為 零 ,葉 肉 細 胞 只 進 行 細 胞 呼 吸 ,由 線 粒 體 產(chǎn) 生 ATP;b點 時 植 物 釋 放 O2的 量 與 吸 收 CO2的 量 相 等 ,光合 作 用 強 度 與 細 胞 呼 吸 強 度 相 等 ;該 植 物 所 處 的 環(huán) 境 溫 度 由25 提 高 到 30 時 ,細 胞 呼 吸 占 優(yōu) 勢 ,則 a點 上 移 ,b點 右 移 ,d點上 移 ;鎂 是 合 成 葉 綠 素 的 原 料 ,當(dāng) 植 物 缺 鎂 時 ,光 合 作 用 相 對 較弱 ,則 b點 將 向 右 移 。 2.在 外 界 環(huán) 境 條 件 恒 定 時 ,用 如 圖 裝 置 測 定 種 子 萌 發(fā) 時 的 細 胞呼 吸 類 型 (假 設(shè) 呼 吸 底 物 全 部 為 葡 萄 糖 ),實 驗 開 始 時 關(guān) 閉 兩 裝置 活 塞 ,在 25 下 經(jīng) 過 20 min后 觀 察 紅 色 液 滴 的 移 動 情 況 ,下 列對 實 驗 結(jié) 果 的 分 析 中 錯 誤 的 是 ( ) A.若 裝 置 1的 紅 色 液 滴 左 移 ,裝 置 2的 紅 色 液 滴 不 移 動 ,則 說 明 此時 萌 發(fā) 的 種 子 只 進 行 需 氧 呼 吸B.若 裝 置 1的 紅 色 液 滴 左 移 ,裝 置 2的 紅 色 液 滴 右 移 ,則 說 明 此 時萌 發(fā) 的 種 子 既 進 行 需 氧 呼 吸 ,又 進 行 厭 氧 呼 吸C.裝 置 1的 紅 色 液 滴 向 左 移 動 的 體 積 是 呼 吸 作 用 消 耗 O2的 體 積D.裝 置 2的 紅 色 液 滴 向 右 移 動 的 體 積 是 需 氧 呼 吸 釋 放 CO2的 體 積 【 解 析 】 選 D。 裝 置 1中 NaOH溶 液 的 作 用 是 吸 收 細 胞 呼 吸 產(chǎn) 生 的CO2,因 此 紅 色 液 滴 向 左 移 動 是 由 氧 氣 的 消 耗 使 瓶 內(nèi) 氣 壓 下 降 引起 的 ,紅 色 液 滴 向 左 移 動 的 體 積 是 呼 吸 作 用 消 耗 O2的 體 積 ;如 果裝 置 2中 紅 色 液 滴 不 移 動 ,說 明 細 胞 呼 吸 產(chǎn) 生 的 CO2的 量 與 消 耗 O2的 量 相 等 ,則 種 子 只 進 行 需 氧 呼 吸 。 如 果 裝 置 2的 紅 色 液 滴 右 移 ,說 明 此 時 厭 氧 呼 吸 產(chǎn) 生 的 CO2使 瓶 內(nèi) 的 氣 壓 升 高 ,則 此 時 種 子 既進 行 需 氧 呼 吸 ,又 進 行 厭 氧 呼 吸 。 需 氧 呼 吸 消 耗 O2的 體 積 等 于釋 放 CO 2的 體 積 ,厭 氧 呼 吸 只 釋 放 CO2不 消 耗 O2,裝 置 2的 紅 色 液 滴向 右 移 動 的 體 積 是 產(chǎn) 生 CO2的 量 與 消 耗 O2的 量 的 差 值 。 3.如 圖 甲 曲 線 表 示 某 植 物 在 恒 溫 30 時 光 合 速 率 與 光 照 強 度 的關(guān) 系 ,圖 乙 是 某 同 學(xué) “ 探 究 影 響 植 物 光 合 速 率 的 因 素 ” 的 實 驗裝 置 圖 。 試 回 答 : (1)圖 甲 曲 線 中 ,當(dāng) 光 照 強 度 為 X時 ,葉 肉 細 胞 中 產(chǎn) 生 ATP的 場 所有 。(2)圖 乙 裝 置 中 隔 在 燈 與 試 管 之 間 盛 水 玻 璃 柱 的 作 用 是 _。(3)若 實 驗 中 每 隔 5 min改 變 一 次 試 管 與 玻 璃 柱 之 間 的 距 離 ,隨著 距 離 的 增 加 ,氣 泡 產(chǎn) 生 速 率 下 降 ,產(chǎn) 生 這 一 結(jié) 果 的 可 能 原 因是 : ; 。(4)為 了 探 究 光 照 強 度 對 光 合 速 率 的 影 響 ,利 用 圖 乙 裝 置 進 行 實 驗 的 設(shè) 計 思 路 是 : 。 【 解 析 】 (1)甲 圖 中 當(dāng) 光 照 強 度 為 X時 ,光 合 速 率 最 快 ,葉 肉 細 胞既 進 行 光 合 作 用 ,又 進 行 細 胞 呼 吸 ,所 以 產(chǎn) 生 ATP的 場 所 是 細 胞溶 膠 、 葉 綠 體 、 線 粒 體 。 (2)圖 乙 探 究 的 是 影 響 植 物 光 合 速 率的 因 素 ,溫 度 是 本 實 驗 的 無 關(guān) 變 量 ,所 以 盛 水 玻 璃 柱 的 作 用 是 用來 吸 收 燈 光 的 熱 量 ,避 免 燈 光 對 試 管 內(nèi) 水 溫 的 影 響 。 (3)試 管 與玻 璃 柱 之 間 的 距 離 增 大 ,光 照 強 度 減 弱 ,或 者 水 中 的 CO2含 量 下降 ,使 光 合 作 用 產(chǎn) 生 的 O2減 少 ,氣 泡 產(chǎn) 生 的 速 率 下 降 。 (4)設(shè) 計光 照 強 度 影 響 光 合 速 率 的 實 驗 ,要 遵 循 單 一 變 量 原 則 、 對 照 原則 和 等 量 原 則 ,如 多 組 相 同 裝 置 作 為 對 照 等 。 答 案 :(1)細 胞 溶 膠 、 線 粒 體 和 葉 綠 體(2)吸 收 燈 光 的 熱 量 ,避 免 燈 光 對 試 管 內(nèi) 水 溫 的 影 響(3) 光 照 強 度 減 弱 ,光 合 作 用 產(chǎn) 生 的 O2減 少 水 中 CO2含 量 逐 漸 下 降 ,光 合 作 用 產(chǎn) 生 的 O2減 少(4)用 多 組 相 同 裝 置 ,只 更 換 大 小 不 同 的 燈 泡 或 只 改 變 試 管 與 光源 之 間 的 距 離 ,進 行 對 照 實 驗