光合呼吸导学案修改.docx
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光合呼吸导学案修改
小专题光合作用和呼吸作用
考点整合一:
光合作用过程
[注意]1.进行光合作用的生物:
绿色植物,蓝藻,光合细菌
•2.光合作用的场所,条件(色素,酶,光),物质的变化,能量的变化(完成上表)
•3.反应式,原子的转移路径
•4.光反应与暗反应的关系
•5.光照与CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP、C6H12O6合成量的影响(完成下表)
•6.C3和C4植物的种类,结构特点,C4途径的意义
条件
停止光照,
CO2供应不变
突然光照,
CO2供应不变
光照不变,
停止CO2供应
光照不
变,
CO2供应过量
C3
增加
减少
减少
增加
C5
下降
增加
增加
减少
[H]和ATP
减少或没有
增加
增加
减少
葡萄糖合成量
减少或没有
增加
减少或没有
增加
例1:
如图为光反应、暗反应联系示意图,据图回答下列问题:
(1)填出图中字母所表示的物质:
a,b,c,d。
(2)如小麦在适宜条件下栽培,突然将d降至极低水平,则小麦叶片中的
化合物的含量会突然减少,其原因是;若降低d的同时,又停止光照,则不会出现上述现象,其原因是。
(3)在光照下,B和C从结构移动到结构。
(4)如果给植物通入14CO2,则会依次在物质出现放射性。
(5)若对某植物作如下处理:
(甲)持续光照10分钟,(乙)光照5秒后再黑暗处理5秒,连续交替进行20分钟。
若其他条件不变,则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是()
A.甲多于乙.甲少于乙C.甲和乙相等D.无法确定
变式训练:
下面是光合作用过程实验图解,请分析回答:
(1)装置C中产生含碳有机物是由于装置A中的结构[]进行了反应,为在结构[]中进行的反应提供了的缘故。
(2)装置B中不能产生含14C的有机物,主要是结构①中缺少和。
(3)此试验说明是进行光合作用的完整的结构单位。
(4)适当增强,增加,以及适当提高温度可提高,从而提高含碳有机物的产量。
(5)有人设计了一个光合作用的实验,实验前在溶液中加入破损了外膜和内膜的叶绿体及一定量的ATP和[H],然后分连续的Ⅰ、Ⅱ两个阶段,按下图所示的条件进行实验,试分析回答:
A.除葡萄糖外,阶段Ⅰ积累的物质主要有。
B.请在上图中绘出阶段Ⅱ合成糖的速度的可能曲线。
考点整合二:
影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用
注意:
1.影响光合作用的内因是:
色素与酶的含量。
影响光合作用的外因有:
光,CO2,温度,矿质离子,水
2.读懂影响光合作用各曲线及曲线上各点的意义
3.光合作用的本质和意义
4.提高光合作用产量及农业上的应用。
5.正确区分真正光合作用,净光合作用,有关光合作用和呼吸作用的计算。
例2:
(2010·苏州模拟)如图是光照强度、CO2浓度、温度对光合速率的影响的曲线,据图回答下列有关问题:
(1)图1表明,光照强度对光合速率的影响是_____________,限制CD段的主要的内部因素最可能是_________。
(2)若图1表示在适宜的温度下某玉米幼苗光合作用强度的变化,曲线CD段产生的原因是光合作用受到___________等外界条件的影响。
(3)根据图2信息,适当提高CO2浓度可以促进植物的光合作用,试举出两种可以增加大田种植作物周围CO2浓度的方法。
__________。
(4)图2中当CO2浓度由F点突然降到E点时,叶绿体中C3的含量将会________。
(5)图3表明在一定的温度范围内,随着温度的升高,光合速率不断增强,超过这一范围,光合速率反而迅速下降,产生这一现象的根本原因是温度影响了__________________。
变式训练:
请回答下列有关光合作用的问题。
(1)光合作用受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。
其中,光照强度直接影响光合作用的过程;二氧化碳浓度直接影响光合作用的过程。
(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系。
1)在温度为10℃、光照强度大于千勒克司时,光合速度不再增加。
当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时,光合速度的限制因素是。
2)根据甲图,在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司,温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速度。
(3)丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。
1)当在千勒克司光照强度条件下,A、B两种植物的光合速度相同。
2)A植物在光照强度为9千勒克司时,2小时单位叶面积可积累葡萄糖mg。
(计算结果保留一位小数。
相对原子质量C-12,H-1,O-16)
3)A植物在1天内(12小时白天,12小时黑夜),要使有机物积累量为正值,白天平均光照强度必须大于千勒克司。
课时训练
1.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下,小球藻进行光合作用的实验示意图。
一段时间后,以下相关比较不正确的是()
A.Y2的质量大于Y3的质量B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C.②中水的质量大于④中水的质量D.试管①的质量大于试管②的质量
2.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是()
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
3.下列物质转变过程属于光反应的是()
A.①③⑤⑦B.①②④⑧
C.②③⑦⑧D.①④⑦⑧
4.如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图,C点与B点相比较,叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是()
A.升、升、升、升B.降、降、降、降
C.降、升、升、升D.升、升、降、降
5.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如右图。
请据图判断下列叙述不正确的是()
A.光照强度为a时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高]
6.(2007年山东,8)以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。
下列分析正确的是()
A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
7.(2008年临沂模拟)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃、30℃,如图曲线表示该植物在30℃时光合作用强度与光照强度的关系。
若将温度调节到25℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是()
A.a点上移,b点左移,m值增加B.a点下移,b点左移,m值不变
C.a点上移,b点右移,m值下降D.a点下移,b点不移,m值上升
8.植物的生理活动受多种因素影响,下列叙述中不正确的是()
A.若适当提高温度,则Y点应向右移动
B.若曲线表示阴生植物,则Y点应向左移动
C.若横坐标为CO2浓度,曲线表示C4植物,则Y点应向左移动
D.处于Y点时细胞中能产生ATP的细胞器只有线粒体
考点整合三:
细胞呼吸的原理及其在生产中的应用
1.有氧呼吸的过程
类型
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
过程
1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放少量的能量。
这一阶段不需要O2的参与
丙酮酸和H2O彻底分解成CO2和[H],同时释放出少量的能量。
这一阶段不需要O2的参与
前两个阶段产生的[H]和O2结合生成水,同时释放大量的能量。
此阶段需要O2的参与
反应式
2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较
3.影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用
因素
对呼吸作用的影响
在生产中的应用
温度
温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性而影响呼吸作用。
在一定范围内,细胞的呼吸速率随温度的升高而明显加快,但超过一定的温度后,细胞的呼吸速率反而会减慢
O2
浓度
在一定范围内,随O2浓度的增加,有氧呼吸速率增加,超过一定浓度,O2浓度再增加,有氧呼吸速率不再增加
(1)在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温,抑制呼吸作用,减少有机物的消耗,可达到增产的目的;
(2)无土栽培通入空气,农耕松土等都是为了增加氧气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证能量供应,促进矿质元素的吸收;(3)贮藏蔬菜和水果时,通过控制细胞呼吸强度以降低其代谢强度,达到保鲜的目的,如置于低温环境或降低空气中的含氧量及增加CO2的浓度,降低器官代谢速率,延缓老化达到保鲜效果;(4)作物种子的贮藏,必须降低含水量,使种子呈风干状态,使呼吸作用降至最低,以减少有机物消耗
CO2
浓度
增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应
含水量
在一定范围内,呼吸速率随含水量的增加而增加,随含水量的减少而降低
【例3】(2010·石家庄调研)为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。
下列有关分析,错误的是
O2含量
CO2释放量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.3
32.9
20℃
46.4
35.2
6.4
38.
9
65.5
56.2
30℃
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
A.根据变化规律,表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B.温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C.O2含量从20.0%升至40.0%时,O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D.在20℃条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱
[答案]C
[知识总结]巧判细胞呼吸类型
(1)根据反应物、产物来判断:
如果要消耗氧气,则一定是有氧呼吸;如果产物有水,则一定是有氧呼吸;如果产物中有酒精或乳酸,则为无氧呼吸;但要注意,产物中如果有二氧化碳,要分情况讨论。
(2)根据反应中的物质的量的关系进行判断:
O2=0,CO2>0,无氧呼吸
酒精量=CO2,无氧呼吸;
CO2>O2:
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,
酒精量 【互动探究3】如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置,两套装置的培养条件一致(不考虑环境中物理因素的影响),下列相关叙述不正确的是[答案]C A.若装置1中的红色液滴向左移,移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量 B.若酵母菌只进行无氧呼吸,则装置1中红色液滴不移动,装置2中红色液滴向右移 C.若酵母菌只进行有氧呼吸,则装置1中红色液滴不移动,装置2中红色液滴向左移 D.若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则装置1中红色液滴向左移,装置2中红色液滴向右移 考点整合四: 光合作用和呼吸作用之间的关系 1.光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系 (1)物质变化: 光合作用: 光能 CO2+H2O(CH2O)+O2 叶绿体 呼吸作用: C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量 (2)能量变化: 各项生命活动 2.总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系 【例4】(2010·四川理综,3)有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究,结果如下表(净光合速率以CO2的吸收速率表示,其他条件适宜且相对恒定)。 下列相关分析不正确的是 A.光强大于0.1mmol光子·m-2·s-1,随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小 B.光强小于0.5mmol光子·m-2·s-1,限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量 C.光强大于0.7mmol光子·m-2·s-1,限制净光合速率的主要生态因素是CO2浓度 D.龙眼的最大光能利用率大于芒果,但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果 [答案]B [知识总结]光合作用和呼吸作用中[H]、ATP的来源和去路 项目 来源 去路 [H] 光合作用 光反应中水的光解 作为暗反应阶段的还原剂,用于C3的还原 有氧呼吸 第一、二阶段产生 用于第三阶段还原氧气、产生水,同时释放大量能量 ATP 光合作用 在光反应阶段合成ATP,其合成所需能量来自于色素吸收转换的太阳能 用于暗反应中C3还原时的能量之需,以稳定的化学能储存在有机物中 有氧呼吸 第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多,能量来自于有机物的分解 作为能量,直接用于各项生命活动 【互动探究4】(2010·山东青岛调研)某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验,他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24h测定,得到如图所示曲线,则以下说法有几种是正确的 ①c、e两点的光合速率为零②c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 ③de段光合速率小于呼吸速率④进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段 A.1种说法正确B.2种说法正确C.3种说法正确D.4种说法正确 [答案]A 高考链接 1.(2010·上海卷,7)在人和植物体内都会发生的物质转化过程是 ①葡萄糖彻底氧化②葡萄糖转化为乙醇③葡萄糖脱水缩合④葡萄糖分解为丙酮酸 A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④ 答案: C 2.(2010·上海卷,18)如图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是 A.②处发生三羧酸循环B.①处产生ATPC.②处产生二碳化合物D.③处发生[H]与O2的结合反应 答案: B 3.(2010·广东卷,29)试管苗的光合作用能力较弱,需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。 研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验,实验在适宜温度下进行,图甲和图乙表示其 中的两个实验结果。 请回答: (1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。 据图分析,试管苗在不加蔗糖的培养基中__________和__________更高。 (2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO2浓度变化曲线。 图中b~c段CO2浓度升高缓慢是因为___________________,c~d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗__________________________。 若d点时打开培养瓶塞,试管苗的光合速率________。 光合速率光饱和点CO2浓度过高使细胞呼吸减弱进行光合作用吸收了CO2提高 (3)根据上述实验结果推知,采用无糖培养基、_____________________和________________________可缩短试管苗的适应过程。 适当提高CO2浓度 适当提高光照强度 4.(2010·江苏卷,33)不同生态环境对植物光合速率会产生影响。 某课题组测定生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片不同时间的光合速率,结果如图。 (1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。 在某些环境因素影响下,部分结合型叶绿素与蛋白质分离,成为游离型叶绿素。 A.B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表。 采样日期 (月-日) A地银杏叶绿素 含量(mg/g) B地银杏叶绿素 含量(mg/g) 总量 游离型 结合型 总量 游离型 结合型 7-1 2.34 0.11 2.23 2. 43 0.21 2.22 8-1 2.30 0.12 2.18 2.36 0.29 2.07 9-1 1.92 0.21 1.71 2.11 0.58 1.53 10-1 1.58 0.29 1.29 1.75 0.81 0.94 11-1 1.21 0.41 0.80 1.44 1.05 0. 39 ①请画出总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。 ②从表中数据分析,导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是___________________________。 (2)为提取银杏叶片中的叶绿素,研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外,还应加入___________________________。 经快速研磨、过滤,将滤液收集到试管中,塞上橡皮塞;将试管置于适当的光照下2~3min后,试管内的氧含量________________________。 结合型叶绿素含量降低;无水酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅);基本不变 (3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片,推测________(填字母)是10月1日的叶绿体照片,理由是_________________。 A;10月1日的光合速率低,a中叶绿体类囊体膜结构被破坏 5.(2010·上海卷,六)分析有关植物光合作用的资料,回答问题。 在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,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,据表中数据回答问题。 光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司) 光饱和时光照强度(千勒克司) 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 1 3 11 5.5 B植物 3 9 30 15 (1)与B植物相比,A植物是在________光照条件下生长的植物,判断的依据是__________________________________________。 (2)当光照强度超过9千勒克司时,B植物光合速率______________,造成这种现象的实质是______________跟不上________反应。 弱;因A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物);不再增加;暗反应;光 (3)当光照强度为9千勒克司时,B植物的总光合速率是________[mgCO2/(100cm2叶·小时)]。 当光照强度为3千勒克司时,A植物与B植物固定的CO2量的差值为________[mgCO2/(100cm2叶·小时)]。 45;1.5;p79 (4)光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。 某植物正处于结果期,如图①。 若只留一张叶片,其他叶片全部摘除,如图②,则留下叶片的光合速率________,原因是_____________________________。 增加;枝条上仅剩一张叶片,总光合产物减少,但结果期的植物;对营养的需求量大,因此叶中光合作用产物会迅速输出, 故光合速率增加
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