高考生物一轮复习 第三单元 光合作用和呼吸作用综合分析学案Word下载.docx
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2.生态系统中能量转化及转移途径
3.
（1）绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为。
（2）绿色植物组织下，，测得的数据为净光合速率。
（3）真正光合速率＝
①表观（净）光合速率通常用来表示。
②真（实际）光合速率通常用来表示。
③呼吸速率通常用来表示。
光照条件
画图表示CO2、O2的来源和去向
含义（光合作用呼吸作用强弱、O2量或CO2的量、相当于坐标图中的点或段）
黑暗
弱光照
较强光照
强光照
对应训练
1.绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系。
下面物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答：
（1）①是在上进行的，所需要的外界条件是，发生的能量变化是。
（2）③、④、⑤表示过程。
在这一过程中，所需要的外部条件主要有和。
（3）上述①~⑤过程中，能产生ATP的过程是（写代号）。
（4）①产生的ATP去向是，其作用是；
③、④、⑤中产生的ATP作用是。
课堂深化探究
知识储备:
无论哪种题型，只要明确以下几点就能抓住问题的本质
题型一坐标曲线题的解题技巧
解决坐标曲线题的方法，可概括为“一识标”、“二明点”、“三析线”三个基本步骤。
一识标：
坐标曲线，实际上是“横坐标”对“纵坐标”的影响结果，“标”不同，曲线的含义就不同，形状也不相同。
所以，认真识别坐标图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标之间的联系，是解题的前提。
二明点：
曲线是满足一定条件的点的集合，在这些点中，有些点特殊，如：
曲线的起点、转折点、终点，曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等，往往隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义明确这些特殊点的含义是解题的基础。
例如，上图曲线中，特殊点就有A、B、C、D四个，而这些点的含义往往就是试题考查的内容。
三析线：
正确分析曲线形状，如：
何时开始上升、何时趋向平缓、何时出现转折、其原因分别是什么等等，这是解题的关键。
如右图，我们
就要在“一识标”、“二明点”的基础上，进一步分析得出：
A点为光合作用面积的饱和点；
OA段表明叶面积指数从0→6时，光合作用实际量随叶面积的不断增大而增大；
当叶面积指数大于6时，光合作用实际量不再随叶面积的增大而增大，因为有很多叶子被遮挡在光补偿点以下；
OB段表明干物质量随光合作用的增加而增加；
由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加其呼吸量也不断增加（直线OC）,所以干物质积累量不断降低，如BC段。
对应训练：
1.某生物兴趣小组欲研究密闭的温室一昼夜内O2浓度变化的情况，当地日照时间为6时至18时，在适宜的生长条件下,预期一昼夜内温室中O2变化的曲线最可能是（）
2.图中纵轴表示植物光合作用或呼吸作用的速度，横轴表示各种外界条件（其余的条件都是适宜的）。
对曲线中M点的描述，不正确的是（）
A.若横轴表示光强度，则M点光合速度最大
B.若横轴表示CO2浓度，则M点光合速度最大
C.若横轴表示O2浓度，则M点呼吸速度最大
D.若横轴表示光强度或CO2浓度，则M点表示光合速度与呼吸速度相等
题型二光合作用与细胞呼吸的相关测定
1.光合作用速率表示方法：
通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等产物的生成数量来表示。
但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
2.在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量
或有机物的增加量,称为表观光合速率，而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
如图所示。
3.呼吸速率：
将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。
4.一昼夜有机物的积累量（用CO2量表示）可用下式表示:
积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸释放的CO2量。
5.判定方法
（1）若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为真正（实际）光合速率，若是负值则为表观光合速率。
（2）若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。
（3）有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正（实际）光合速率。
5.将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其他实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为指标。
实验结果如下表所示：
温度（℃）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2
（mg/h）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2
0.50
0.75
1.50
2.25
3、下列对该表数据分析正确的是（）
A.昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍
题型三光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律
知识储备见基础自查5
4如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a~f代表O2或CO2。
图乙表示该植物在适宜的条件下，O2净产量（光合作用的O2产生量-呼吸作用的O2消耗量）与光照强度之间的关系曲线。
据图回答下列问题：
（1）在图甲中，b可代表，物质b进入箭头所指的结构后与结合，生成大量的。
（2）在适宜的条件下,若用CO2、H218O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是。
（3）在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是、。
（4）在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向（左、右）移动。
（5）在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是。
A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程（用图中字母表示）？
D点时发生（字母表示）。
题型四根据特定装置进行光合作用和呼吸作用强度的比较
测定细胞呼吸作用或确认呼吸类型常采取U型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物（活种子或植物或动物），通过生物呼吸过程中释放CO2或吸入O2引起的气压变化，进而推测或计算生物的呼吸状况，如图装置所示。
由于生物呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况，应只测其中一种气体变化情况。
为此，测定过程中,往往用NaOH或KOH吸收掉呼吸所产生的CO2，这样，整个装置中的气压变化，只能因吸收O2所引起，从而排除CO2对气压变化的干扰。
（1）物理误差的校正
由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。
此时，对照实验与呼吸装置相比，应将所测生物灭活，如将种子煮熟，而其他各项处理应与实验组完全一致（包括NaOH溶液，所用种子数量，装置瓶及玻璃管的规格等）。
（2）探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系
将上述装置置于不同光照强度（可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光照距离进行控制）条件下，被研究生物应为绿色植物。
结果分析：
①若红色液滴右移，说明光照较强，光合作用大于细胞呼吸，释放O2使瓶内气压增大。
②若红色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸大于光合作用，吸收O2使瓶内气压减小。
③若红色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸，释放O2等于吸收O2,瓶内气压不变。
（3）细胞呼吸状况的实验测定归纳
欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水,即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。
两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。
结果与分析：
①若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸（因有氧呼
吸产CO2量与耗O2量相等）。
②若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸（因无氧呼吸只产CO2，不耗O2）。
③若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
④装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。
a.为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。
b.进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。
（4）与光合作用和呼吸作用相关的装置图，常将氧气的变化量作为观测指标。
解读装置图时，一定要注意图示中的三个因素和一个变化量：
常见的装置如下图或与下图相似，解答问题时一定要注意：
①图甲中常用气泡的释放速率（或单位时间内释放的气泡数）作为观测指标；
②图乙中常将毛细刻度管中有色液滴的移动位置作为观测指标；
③上述两个指标，指的都是净光合作用量，即光合作用总量－呼吸作用消耗量。
（5）黑白瓶题
将装有测样点的水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内溶解氧含量的变化，借此测定水生植物光合速率。
黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；
白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。
因此，真光合作用量（光合作用总量）=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。
对位训练：
5.两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下探究实验。
请据题分析作答：
（1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：
酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。
现提供若干套（每套均有数个）实验装置，如图Ⅰ（A~D）所示：
①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。
有氧条件下的装置序号：
无氧条件下的装置序号：
②装置中C瓶的作用是，B瓶中澄清的石灰水还可用代替。
（2）乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置（假设该装置编号为Ⅲ）如何设计？
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号
装置中红色液滴的移动现象
结论
装置Ⅱ
装置Ⅲ
1
a
b不移动
只进行有氧呼吸
2
c不移动
d
只进行无氧呼吸
3
e
f
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
③若酵母菌消耗的O2为3mol，而释放的CO2为9mol，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的倍。
题型五比较光合作用和细胞呼吸的关系
1.生物层面区别
生物类型
自养生物
异养生物
能进行
不能进行
细胞呼吸
碳源
无机碳如CO2
有机碳如糖类
2.细胞层面区别
器官及细胞
能否光合作用
能否细胞呼吸
根
导管细胞
不能
其它细胞
不能
能
茎
纤维细胞
导管细胞
皮层细胞
叶
表皮细胞
叶肉细胞
保卫细胞
3.细胞器层面区别
光合作用场所只有一个叶绿体，细胞呼吸场所有两个：
细胞质基质和线粒体，主要场所为线粒体，且只能利用丙酮酸不能利用葡萄糖。
因两种细胞器的功能不同，所以产生的气体不同，叶绿体产生O2，线粒体则产生CO2。
6.培养单细胞绿藻的培养液和培养单细胞酵母菌的培养液,在所含成分上最大区别是（）
A.前者必须含有机成分B.后者必须含有机成分
C.前者可以不含无机盐D.后者可以不含无机盐
7.现将提取的含新鲜完整线粒体和叶绿体的悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡。
请问这两种气泡成分是否一样？
解释原因。
限时训练
题组一:
光合作用、细胞呼吸关系的综合题
1.如图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解。
下列有关该图的说法中正确的是（ ）。
A．只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳直接供自身光合作用利用
B．光合作用光反应阶段产生的[H]只来自水，而呼吸作用产生的[H]只来自有机物
C．耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生ATP的量可能相同
D．在强光下一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气
2．如图为某种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
3．（2010·
广州六中调研）下图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构（图中M和N代表两种气体的体积），下列说法正确的是（注：
不考虑无氧呼吸）（ ）。
A．图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4
B．处于图甲中A、B、C、D、E任意一点，图乙中都有m1＝n1>
0，m2＝n2>
C．图甲中E点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
D．图甲中C点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4
4．（2012·
天津市河西质调）小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。
下图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图；
图乙是在CO2浓度一定、环境温度为25℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度。
请据图分析回答问题。
（1）当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，该细胞处于的生理状态是________________。
若是d过程也不发生，则此时该细胞内进行的生理过程是（用化学反应式表示）________________。
（2）在图乙中B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有________________。
C点时，该植物的总光合速率为________mg/（dm2·
叶·
h）。
C点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素是________________________________________________________________________。
（3）适当提高CO2浓度时，C点将________（填“上移”“下移”或“不动”）；
当植物缺镁时，B点将________（填“左移”或“右移”）。
（4）某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：
________________。
需要特别注意的是，该实验需要在______________条件下进行。
题组二:
侧重坐标曲线、柱状图、表格的试题
5．如图为不同温度下金鱼的代谢率（耗氧量）与氧分压的关系图。
据图不能得出的结论是（ ）。
A．在一定范围内，代谢率随氧分压下降而下降
B．25℃环境中金鱼的代谢率比15℃环境中的高
C．代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同
D．氧分压超过一定范围后，代谢率不再随氧分压增加而增加
6．（2011·
湖南十二校联考）阳光穿过森林空隙形成的“光斑”会随太阳移动和枝叶的摆动而移动。
如图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中与吸收CO2和释放O2有关的变化曲线，此曲线说明（ ）。
A．光斑照射前光合作用无法进行
B．光斑照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加
C．光斑照射后O2释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用
D．CO2曲线中AB段的变化说明进行暗反应与光照无关
7．某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：
将8株各有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中CO2含量的变化。
实验结果统计如下表，请分析回答下列问题。
编号
4
6
7
8
温度/℃
40
光照强度/lx
1000
0
开始时CO2量/g
5.0
12h后CO2量/g
4.5
5.1
3.5
5.4
1.9
5.9
2.0
5.8
（1）表中序号1、3、5、7可构成另一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，自变量是________，无关变量是____________（至少答两个）。
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的主题是________________________________________________________________________。
（3）根据表中实验数据，在图中的坐标上标出光照强度为1000lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时的光合作用速率（标出相应的点即可），并请注明横坐标所表示的变量和具体数值。
（4）在光照强度为1000lx，温度为30℃时，12h每株天竺葵可积累葡萄糖约________g。
（计算结果保留一位小数。
相对原子质量C—12，H—1，O—16）
8．在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15%）、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示，请据图回答下列问题。
（1）在光合作用过程中，光反应为暗反应提供的两种物质是
________________________________________________________________________。
（2）影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是________；
图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在__________________条件下测量。
（3）由图丙可知，40℃时，植物体________（填“能”或“不能”）显示生长现象；
而5℃时的状态可用图甲中________（填“A”、“B”或“C”）点表示。
（4）用大棚种植蔬菜时，白天应控制光照强度为________点对应的光照强度，温度为________℃最佳。
（5）在图甲和图乙中绘制下列有关曲线：
①图甲中光合作用强度是用CO2吸收量（mol/h）表示的，请改用O2的吸收量（mol/h）表示光合作用强度，并在图甲中再绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线；
②在图乙中再绘出无氧呼吸CO2的释放量与O2浓度的关系。
题组三光合作用、细胞呼吸相关的实验探究
9.欲通过观察倒置的装有水生植物和水的试管中有无气泡产生，来验证植物的光合作用产生了氧气。
下列四个倒置的试管中，最佳设计的一组是（ ）。
A．a试管和d试管B．a试管和b试管
C．b试管和c试管D．a试管和c试管
10．某转基因作物有很强的光合作用能力。
某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题。
研究中设计了下图所示的装置。
请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。
实验步骤：
（1）测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
（2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤：
11．（2012·
江西师大附中、临川一中联考）Ⅰ.为了研究植物的呼吸作用，小刚设计了如图所示的装置。
请你和小刚一起探究下列问题。
（1）实验时，广口瓶用不透光的黑纸包住，其目的是防止瓶内的植物进行________________作用，对实验产生干扰。
（2）经过一段时间后，可以看到细玻璃管中的红墨水将________（选填“左移”、“右移”或“不动”）。
揭去广口瓶外的黑纸，观察到广口瓶中发生的现象是________________________________________________________________________，原因是___________________________________________
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