高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应与利用复习提升课4光合作用与细胞呼吸的综合应用课件 38页

细胞的能量供应与利用 第三单元 复习提升课 (4) 　光合作用与细胞 呼吸的综合应用 一、光合作用和细胞呼吸的关系 据图回答下列问题： (1) 图中①、②、③、④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 ________________________________ 。 O 2 　 NADP ＋ 　 ADP ＋ Pi 　 C 5 　 NADH( 或答：还原型辅酶 Ⅰ ) 　 C 和 D 　 在缺氧条件下进行无氧呼吸 　 解析 　 (1) 分析图示， A 过程为光合作用的光反应阶段， B 过程是光合作用的暗反应阶段。图中 ① 为水光解产生的 O 2 ；由 ② 和 H 2 O 产生 ① 与 NADPH( [H] ，即还原型辅酶 Ⅱ ) 可知， ② 是 NADP ＋ ；由 ③ 转化成 ATP 可知， ③ 是 ADP ＋ Pi ；由 ④ 与 CO 2 结合生成 C 3 可知， ④ 为 C 5 。呼吸作用过程中的 [H] 代表的物质主要是 NADH( 还原型辅酶 Ⅰ ) 。 (2) 光合作用的光反应阶段 (A) 可产生 ATP ，而暗反应阶段 (B) 不产生 ATP 。有氧呼吸的三个阶段都产生 ATP ，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段 (C) ，线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段 (D) 。 (3) 在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。 1 ． 光合作用与细胞呼吸的联系 2 ． 光合作用与细胞呼吸过程中 [H] 和 ATP 的来源和去向 光合作用 有氧呼吸 [H] 来源 H 2 O 光解产生 有氧呼吸第一、二阶段 去向 还原 C 3 用于第三阶段还原 O 2 ATP 来源 光反应阶段产生 三个阶段都产生 去向 用于 C 3 还原供能 用于各项生命活动 ( 植物 C 3 的还原除外 ) 注意： ①光合作用中产生的 [H] 是还原型辅酶 Ⅱ(NADPH) 简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的 [H] 是还原型辅酶 Ⅰ(NADH) 简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。 ②还原氢的书写形式一定不能写成 H 、 H ＋ 、 H 2 ，只能写成 [H] 或 NADH 或 NADPH 。 (2) 能量联系 应 考 演 练 二、光合作用与细胞呼吸“三率”的判断及相关计算 D 　 解析　 A 对、 B 对：据图可知，总光合作用的最适温度约为 30 ℃ ，呼吸作用的最适温度要高于 50 ℃ ，净光合作用的最适温度约为 25 ℃ 。 C 对：在 0 ～ 25 ℃ 范围内，随着温度升高，光合速率曲线的升高幅度要远大于呼吸速率，这说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大。 D 错：净光合作用是指一定时间内光合作用合成量与呼吸作用消耗量的差值，也称为净积累量。只有净积累量为正值时，植物才能生长。在 45 ～ 50 ℃ 范围内，呼吸速率比光合速率大，净积累量为负值，植物不能生长。 1 ． 不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点 2 ． 光合作用、呼吸作用的 “ 三率 ” 图示分析 (1) “ 三率 ” 的表示方法： ①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内 CO 2 释放量或 O 2 吸收量，即图 1 中 A 点。 ②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内 O 2 释放量、 CO 2 吸收量或有机物积累量，即图 1 中的 C′C 段对应 CO 2 量，也称为表观光合速率。 ③总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，即图 1 中的 AD 对应的 CO 2 总量。 (2) 图 2 中曲线 Ⅰ 表示总光合量，曲线 Ⅲ 表示呼吸量，曲线 Ⅱ 表示净光合量。交点 D 对应点 E ，此时净光合量为 0 ， B 点时植物生长最快。 (3) 图 3 中曲线 c 表示净光合速率， d 表示呼吸速率， c ＋ d 表示总光合速率。在 G 点时，总光合速率是呼吸速率的 2 倍。 (4) 图 1 中 B 对整个植株而言，光合速率＝呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光合速率＞呼吸速率。 应 考 演 练 三、光合作用与细胞呼吸的关键点移动 C 　 解析　 图中 a 、 b 、 d 三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干 “ 光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为 25 ℃ 和 30 ℃” 可知，当温度从 30 ℃ 降到 25 ℃ 时，细胞呼吸强度降低， a 点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点 (d 点 ) 时吸收的 CO 2 增多， d 点上移。 b 点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在 25 ℃ 时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即 b 点左移。 应 考 演 练 四、自然环境及密闭容器中相关变量的模型构建 B 　 A ．光照强度增大是导致 ab 段、 lm 段 Pn 增加的主要原因 B ．致使 bc 段、 mn 段 Pn 下降的原因是气孔关闭 C ．致使 ef 段、 op 段 Pn 下降的原因是光照逐渐减弱 D ．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 解析　 早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升， A 项正确；大棚栽培条件下的油桃在 bc 段 Pn 下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量 CO 2 ，使大棚内密闭环境中 CO 2 浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在 mn 段 Pn 下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收 CO 2 ， B 项错误； 15 时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致， C 项正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加 CO 2 浓度是提高大田作物产量的重要措施， D 项正确。 1 ． 自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 (1) 开始进行光合作用的点： b 。 (2) 光合作用与呼吸作用相等的点： c 、 e 。 (3) 开始积累有机物的点： c 。 (4) 有机物积累量最大的点： e 。 2 ． 密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 (1) 光合作用强度与呼吸作用强度相等的点： D 、 H 。 (2) 该植物一昼夜表现为生长，其原因是 I 点 CO 2 浓度低于 A 点 CO 2 浓度，说明一昼夜密闭容器中 CO 2 浓度减小，即植物光合作用＞呼吸作用，植物生长。 应 考 演 练 五、“三率”常用的测定方法及实验探究 * 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。 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光 灯的距 离 (cm) 20 遮光 * 100 80 60 40 20 50 min 后 试管中溶 液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 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 ” ) 。 不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 　 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 ______________________________________________________ 。 黄色 　 水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中 CO 2 浓度高于 3 号管 　 光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的 CO 2 量相等 　 解析 　 (1)1 号试管中没有加水草， 50 min 后 1 号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说明无关变量不会引起溶液颜色的变化， 2 至 7 号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的；若 1 号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中 CO 2 含量减少了，无关变量对实验结果有影响，则说明 2 至 7 号试管的实验结果是不可靠的。 (2)2 号试管进行了遮光，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生 CO 2 ，而且与 3 号试管 ( 光合作用强度小于呼吸作用强度 ) 相比， 2 号试管溶液中的 CO 2 含量更多，颜色应为黄色。 (3)5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下溶液中 CO 2 含量没有变化，水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等，吸收与释放的 CO 2 量相等。 1 ． 测定光合速率的常用方法 (1) 利用装置法测定植物光合速率与呼吸速率 ① 将植物 ( 甲装置 ) 置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物 ( 乙装置 ) 置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。 (2) 叶圆片称量法 测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率 (S 为叶圆片面积 ) 。 净光合速率＝ (z － y)/2S ； 呼吸速率＝ (x － y)/2S ； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝ (x ＋ z － 2y)/2S 。 (3) 黑白瓶法 “ 黑白瓶 ” 问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中 “ 黑瓶 ” 不透光，测定的是有氧呼吸量； “ 白瓶 ” 给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下： 规律 1 ：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量 ( 或二氧化碳的增加量 ) 为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量 ( 或二氧化碳的减少量 ) 为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。 规律 2 ：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。 (4) 半叶法 将植物对称叶片的一部分 (A) 遮光或取下置于暗处，另一部分 (B) 则留在光下进行光合作用 ( 即不做处理 ) ，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为 M A 、 M B ，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。 (5) 红外线 CO 2 传感器 由于 CO 2 对红外线有较强的吸收能力， CO 2 的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系，因此 CO 2 含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线 CO 2 传感器来测量 CO 2 浓度的变化。 (6) “ 梯度法 ” 探究影响光合作用的因素 用一系列不同光照强度、温度或 CO 2 浓度的装置，可探究光照强度、温度或 CO 2 浓度对光合作用强度的影响。 2 ． 光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 (1) 实验设计中必须注意的三点 ① 变量的控制手段，如光照强度的强弱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， CO 2 浓度的大小可用不同浓度的 CO 2 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。 (2) 解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加 “ NaOH ” 还是加 “ NaHCO 3 ” ；给予 “ 光照 ” 处理还是 “ 黑暗 ” 处理；是否有 “ 在温度、光照最适宜条件下 ” 等信息。