高考生物二輪復(fù)習(xí)專題二第2講光合作用與細(xì)胞呼吸課件

第2講光合作用與細(xì)胞呼吸專題二2022內(nèi)容索引010203考點(diǎn)一細(xì)胞呼吸和光合作用的過程及其相互關(guān)系分析考點(diǎn)二光合作用與細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用微專題1光合作用與細(xì)胞呼吸的實驗設(shè)計04專項模塊素能培優(yōu)【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識串聯(lián)】

【教材深挖表達(dá)訓(xùn)練】

1.(教材必修1

P94與P103“相關(guān)信息”)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]與光合作用中的[H]相同嗎?為什么?2.(教材必修1

P94“相關(guān)信息”改編)等量的葡萄糖無氧呼吸釋放的能量為何遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于有氧呼吸?提示

不同。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是由氧化型輔酶Ⅰ(NAD+)轉(zhuǎn)化成的還原型輔酶Ⅰ(NADH)。而光合作用中[H]的形成過程實際上是氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)與電子和質(zhì)子(H+)結(jié)合,形成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。提示

無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP。且沒有氧氣的參與,葡萄糖等有機(jī)物的分解是不徹底的,大部分能量存留在酒精或乳酸中。3.(教材必修1

P93“正文內(nèi)容”)肌質(zhì)體是如何形成的?它的存在有什么意義?4.(教材必修1

P105“正文內(nèi)容”)硝化細(xì)菌如何合成糖類?提示

無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP。且沒有氧氣的參與,葡萄糖等有機(jī)物的分解是不徹底的,大部分能量存留在酒精或乳酸中。提示

硝化細(xì)菌能利用無機(jī)物氧化時釋放出的化學(xué)能,將二氧化碳和水合成糖類。

5.(教材必修1

P99“學(xué)科交叉”)光合作用能否利用紅外光或紫外光?為什么?6.光照停止或減弱,短時間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中C3、C5和ATP、[H]含量變化情況及其原因是什么?提示

不能?？梢姽獾牟ㄩL范圍大約是390~760

nm。不同波長的光,顏色不同。波長小于390

nm的光是紫外光;波長大于760

nm的光是紅外光。一般情況下,光合作用所利用的光都是可見光。提示

光照停止或減弱,ATP、[H]的產(chǎn)生減少,C3的還原減少,但CO2供應(yīng)正常,C3生成量不變,所以短時間內(nèi)C3含量增加,C5含量減少。7.突然停止光照后,短暫無光期間,植物體內(nèi)依舊能生產(chǎn)(CH2O),這是為什么?8.落地生根是一種綠色植物,其與硝化細(xì)菌都能將無機(jī)物合成有機(jī)物,它們在合成有機(jī)物時有哪些相同和不同之處?提示

短暫無光期間,光反應(yīng)已經(jīng)產(chǎn)生的[H]和ATP還能繼續(xù)用于C3的還原。提示

相同之處:都是利用能量,將CO2和H2O合成(CH2O)。不同之處:能量來源不同,落地生根利用的是光能,而硝化細(xì)菌利用的是體外環(huán)境中無機(jī)物氧化時所釋放的化學(xué)能?？键c(diǎn)一細(xì)胞呼吸和光合作用的過程及其相互關(guān)系分析1.關(guān)注細(xì)胞呼吸的兩個易錯點(diǎn)(1)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同(2)線粒體不可以直接分解葡萄糖葡萄糖徹底氧化分解離不開線粒體,但線粒體并不直接分解葡萄糖——葡萄糖必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中先分解為丙酮酸,丙酮酸再進(jìn)入線粒體被徹底分解。2.光合作用與細(xì)胞呼吸的過程圖解

H2O[H](CH2O)CO2+H2OC2H5OH3.光合作用與細(xì)胞呼吸中[H]、ATP來源與去路對比

NADPHNADH

光反應(yīng)水的光解

暗反應(yīng)還原C3

H2O直接

4.解讀總光合速率與呼吸速率的關(guān)系(圖示)5.圖解四種狀況下“光合作用與細(xì)胞呼吸”關(guān)系

弱光無光(黑暗)光補(bǔ)償點(diǎn)特別提醒光飽和點(diǎn)之前限制因子為光照強(qiáng)度,光飽和點(diǎn)之后限制因子為其他因素,如CO2濃度、礦質(zhì)離子濃度等?！緦c(diǎn)訓(xùn)練】

題組一

精典對練——拿高分?角度1

考查光合作用與細(xì)胞呼吸的過程及產(chǎn)物分析1.(2021全國卷甲,2)某同學(xué)將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進(jìn)行實驗,不可能得到的結(jié)果是(

)A.該菌在有氧條件下能夠繁殖B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產(chǎn)生C.該菌在無氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇D.該菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2答案

B解析

酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,能夠進(jìn)行繁殖,A項不符合題意。酵母菌在無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段都有丙酮酸產(chǎn)生,B項符合題意。酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇和CO2,C項不符合題意。酵母菌在有氧呼吸的第二階段和無氧呼吸的第二階段都有CO2產(chǎn)生,D項不符合題意。2.(不定項選擇)(2021湖南湘潭月考)下圖是莧菜葉肉細(xì)胞光合作用與有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化示意圖,其中①②③④表示過程。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.過程①②③④都有[H]的產(chǎn)生或利用B.過程①②③④在細(xì)胞中總是同時進(jìn)行C.過程④產(chǎn)生的[H]來自水和有機(jī)物D.②④分別發(fā)生在葉綠體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)答案

AC解析

過程①代表光反應(yīng)階段水的光解,有[H]的產(chǎn)生;過程②代表暗反應(yīng)階段,有[H]的利用;過程③代表有氧呼吸的第三階段,有[H]的利用;過程④代表有氧呼吸的第一、二階段,有[H]的產(chǎn)生,A項正確。光合作用的光反應(yīng)階段需要光,所以過程①②③④在細(xì)胞中不總是同時進(jìn)行,B項錯誤。過程④代表有氧呼吸的第一、二階段,產(chǎn)生的[H]來自水和有機(jī)物,C項正確。過程②代表暗反應(yīng)階段,發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,過程④代表有氧呼吸的第一、二階段,發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中,D項錯誤。題后歸納過程分析兩個切入點(diǎn)

?角度2

結(jié)合相關(guān)模式圖,微觀分析光合作用與細(xì)胞呼吸過程及內(nèi)在關(guān)系3.(2021江蘇南京師大附中期末)下圖為某植物葉肉細(xì)胞中甲、乙兩種細(xì)胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H]),請回答下列問題。(1)甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,參與這一過程的兩類色素為

。

(2)在甲發(fā)育形成過程中,參與光反應(yīng)中心的蛋白,在細(xì)胞質(zhì)中合成后,轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi),在

(填場所)上組裝;核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi),在

(填場所)中組裝。

(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下,可被氧化為

后進(jìn)入乙,繼而在乙的

(填場所)中徹底氧化分解成CO2;甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化,在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH,NADPH中的能量最終可在乙的

(填場所)上轉(zhuǎn)移到ATP中。

答案

(1)葉綠素和類胡蘿卜素(2)類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)(3)丙酮酸基質(zhì)

內(nèi)膜解析

(1)葉綠體是光合作用的場所,光反應(yīng)過程中,葉綠素和類胡蘿卜素可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。(2)在葉綠體發(fā)育形成過程中,細(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白,在細(xì)胞質(zhì)中合成后,轉(zhuǎn)運(yùn)到葉綠體內(nèi)。由于光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上,因此該蛋白質(zhì)在類囊體薄膜上組裝;CO2的固定屬于暗反應(yīng),暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,因此核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)到葉綠體內(nèi),在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)葉綠體輸出的三碳化合物在氧氣充足的條件下,可被氧化為丙酮酸后進(jìn)入線粒體中,被進(jìn)一步氧化分解,有氧呼吸第二階段中丙酮酸和水分解產(chǎn)生CO2和[H],該階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中;根據(jù)圖分析,葉綠體中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化,在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH,NADPH中的能量最終在線粒體的內(nèi)膜上轉(zhuǎn)移到ATP中。題后歸納細(xì)胞代謝審題“兩個不等于”?角度3

衍生點(diǎn)——光合作用探究歷程4.閱讀光合作用探究過程,回答下列問題。資料一

1939年,希爾在分離的葉綠體(實際是被膜破裂的葉綠體)懸浮液中,加入適當(dāng)?shù)碾娮邮荏w(如草酸鐵),照光時可使水分解而釋放氧氣。資料二

20世紀(jì)40年代,卡爾文及其同事,將小球藻裝在一個密閉容器中,向其中通入14CO2,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5

s時,14C出現(xiàn)在一種五碳化合物(C5)和一種六碳糖(C6)中,將反應(yīng)時間縮短到0.5

s時,14C出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中。資料三

1957年,阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn),光使葉綠素從水中得到電子,電子傳遞過程中與希爾反應(yīng)偶聯(lián),形成還原型輔酶Ⅱ,放氧,同時產(chǎn)生ATP,這一過程稱為非循環(huán)光合磷酸化。(1)希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中

階段的部分變化。光合作用的總反應(yīng)式是

。

(2)光合作用過程中,具有光化學(xué)活性,既是光能的捕捉器,又是光能的轉(zhuǎn)換器的色素是

。光能首先轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣茈娮?然后轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

和

中活躍的化學(xué)能,最后轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中的

。

(3)卡爾文通過改變實驗條件來探究光合作用過程中固定CO2的化合物,他改變的實驗條件是

;這時他發(fā)現(xiàn)14C標(biāo)記的C5的含量快速升高,由此得出固定CO2的物質(zhì)是C5?？栁难h(huán)中C的轉(zhuǎn)移路徑是

。

(4)上述實驗中,卡爾文將不同反應(yīng)條件下的小球藻放入70℃的熱酒精中,從而使酶失活,細(xì)胞中的化合物就保持在熱處理之前的反應(yīng)狀態(tài)。利用不同化合物在層析液中的溶解度不同,分離出各種化合物。卡爾文在光合作用研究中采用了

和

等技術(shù)方法。

答案

(1)光反應(yīng)6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O

(2)部分特殊狀態(tài)的葉綠素a

ATP

[H]穩(wěn)定的化學(xué)能(3)停止供應(yīng)CO2,向密閉容器中通入14CO2

(4)同位素標(biāo)記法紙層析法解析

(1)根據(jù)資料一可知,照光時可使水分解而釋放氧氣,說明希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化。光合作用的總反應(yīng)式是6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。(2)部分特殊狀態(tài)的葉綠素a既是光能的捕捉器,又是光能的轉(zhuǎn)換器。光反應(yīng)階段,光能首先轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣茈娮?然后轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和[H]中活躍的化學(xué)能,在暗反應(yīng)階段轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中的穩(wěn)定的化學(xué)能。(3)卡爾文通過改變實驗條件來探究光合作用過程中固定CO2的化合物,他改變的實驗條件是停止供應(yīng)CO2;向密閉容器中通入14CO2,當(dāng)將反應(yīng)進(jìn)行到0.5

s時,14C

出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5

s時,14C出現(xiàn)在一種五碳化合物(C5)和一種六碳糖(C6)中,這說明CO2中C的轉(zhuǎn)移路徑是

。(4)根據(jù)題述實驗信息,卡爾文在光合作用研究中采用了同位素標(biāo)記法和紙層析法等技術(shù)方法。?角度4

衍生點(diǎn)——考查特殊條件下的光合作用與細(xì)胞呼吸5.(2021山東濰坊一模)景天科植物具有獨(dú)特的晝夜節(jié)律,在晚上,植物體內(nèi)蘋果酸含量升高,糖分含量下降;白天則相反,酸度下降,糖分增多;相應(yīng)的代謝途徑被稱為CAM途徑,具有此類代謝途徑的植物稱為CAM植物。圖1為一晝夜大葉落葉生根(一種CAM植物)CO2吸收速率變化情況,圖2為相同時間段內(nèi)該植物凈光合速率的變化情況。(1)據(jù)圖推測,CAM植物的氣孔在

(填“白天”或“晚上”)開放,細(xì)胞中

很可能是臨時儲存CO2的載體。

(2)研究發(fā)現(xiàn),CAM植物細(xì)胞中的CO2最早被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)固定,生成草酰乙酸(OAA),再進(jìn)一步被還原并大量積累于液泡中。為保證CAM途徑的持續(xù)進(jìn)行,物質(zhì)

(填英文字母簡稱)應(yīng)通過一定化學(xué)反應(yīng)不斷重新生成并釋放到細(xì)胞質(zhì)中。該途徑可通過

法追蹤C(jī)元素的轉(zhuǎn)移路徑加以證實。

(3)分析圖中信息推測,CAM途徑是對

(填“干旱”或“濕潤”)環(huán)境的適應(yīng);該途徑除維持光合作用外,對植物的生理意義還表現(xiàn)在

。

(4)假設(shè)晝夜溫度不變,若要利用圖2信息計算大葉落葉生根上午10時的實際光合速率,計算的思路是

。

答案

(1)晚上蘋果酸(2)PEP同位素標(biāo)記(3)干旱有效避免白天旺盛的蒸騰作用造成的水分散失過多(4)將晚上的呼吸速率與上午10時的凈光合速率相加即為上午10時的實際光合速率6.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在光照、高氧和低CO2情況下,葉肉細(xì)胞在進(jìn)行光合作用的同時會發(fā)生“光呼吸”作用,它是植物進(jìn)行光合作用時發(fā)生的一個損耗能量的副反應(yīng)。即Rubisco催化C5與CO2結(jié)合生成C3的同時,還可以催化C5與O2結(jié)合,形成一個同樣的C3和另一個C2,C2可參與線粒體的有氧呼吸,其部分中間產(chǎn)物經(jīng)ATP和[H]還原轉(zhuǎn)變成C3參與暗反應(yīng),過程如圖甲所示。在圖乙實驗裝置中,已知通過配制不同濃度CO2緩沖液X可以調(diào)節(jié)并維持空氣中不同濃度的CO2,而空氣中的CO2濃度可以通過CO2濃度感應(yīng)器測定。甲

乙

(1)據(jù)圖可知,光呼吸與光合作用都以

為原料,但光合作用在

階段實現(xiàn)了該物質(zhì)的再生,而光呼吸最終將該物質(zhì)徹底氧化分解并產(chǎn)生

。

(2)據(jù)圖甲分析,Rubisco發(fā)揮作用的場所是

,圖中ATP的水解與細(xì)胞內(nèi)的

(填“吸能”或“放能”)反應(yīng)相聯(lián)系。

(3)已知ATP和[H]的積累會對葉綠體造成傷害,依據(jù)圖甲信息,解釋植物在干旱天氣和過強(qiáng)光照下,光呼吸的積極意義是

。

(4)利用圖乙裝置,提供高氧和低濃度CO2環(huán)境,給予一定光照,發(fā)現(xiàn)紅色液滴向左移動,結(jié)合圖甲信息,分析液滴向左移動的具體原因是

。

答案

(1)五碳化合物(或C5)暗反應(yīng)CO2

(2)葉綠體基質(zhì)吸能(3)可以消耗多余的[H]和ATP,對細(xì)胞起到保護(hù)作用(4)光呼吸消耗了裝置中的O2解析

(1)據(jù)圖可知,光呼吸與光合作用都以C5為原料,但光合作用在暗反應(yīng)階段重新生成了C5,而光呼吸最終將該物質(zhì)徹底氧化分解并產(chǎn)生CO2。(2)圖甲顯示,Rubisco既能催化C5和CO2反應(yīng),又能催化C5和O2反應(yīng),由光合作用的過程可推測,Rubisco發(fā)揮作用的場所是葉綠體基質(zhì),ATP的水解過程釋放能量,故與細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)相聯(lián)系。(3)在干旱天氣和過強(qiáng)光照下,植物的自我適應(yīng)性調(diào)節(jié)會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,氣孔關(guān)閉引起CO2供應(yīng)不足,會導(dǎo)致C3生成減少,進(jìn)而引起[H]和ATP的消耗減少,造成[H]和ATP在葉綠體內(nèi)積累,對葉綠體造成傷害,而“光呼吸”作用可以消耗多余的[H]和ATP,對細(xì)胞起到保護(hù)作用。(4)利用圖乙裝置,提供高氧和低濃度CO2環(huán)境,并給予一定光照條件,此時裝置中的植物可進(jìn)行光呼吸作用,結(jié)合圖甲可知,光呼吸過程中消耗O2并釋放出CO2,而裝置乙中的CO2緩沖液X可以維持CO2濃度的穩(wěn)定,因此引起液滴移動的原因是O2濃度的變化,紅色液滴向左移動,說明光呼吸消耗了裝置中的O2。題后拓展光呼吸與細(xì)胞呼吸的異同

題組二

易錯防范——不失分1.真題速覽(1)有關(guān)細(xì)胞呼吸的正誤判斷。①[2021全國卷乙,T3C]細(xì)胞的有氧呼吸過程不消耗水但能產(chǎn)生水。(

)②[2020浙江7月選考,T6D]若適當(dāng)提高蘋果果實貯藏環(huán)境中的O2濃度會增加酒精的生成量。(

)③[2020浙江7月選考,T6C]細(xì)胞的有氧呼吸與無氧呼吸過程中都會產(chǎn)生丙酮酸。(

)×提示

細(xì)胞有氧呼吸過程既消耗水,也產(chǎn)生水。

×提示

適當(dāng)提高環(huán)境中的O2濃度會抑制無氧呼吸,產(chǎn)生的酒精量會減少?！挞躘2020江蘇卷,T3A]根據(jù)細(xì)胞代謝需要,線粒體可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中移動和增殖。(

)⑤[2019全國卷Ⅱ,T2A]馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖。(

)⑥[2018全國卷Ⅱ,T4C]與風(fēng)干前相比,風(fēng)干種子中細(xì)胞呼吸作用的強(qiáng)度高。(

)√×提示

馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸。

×提示

風(fēng)干種子因缺乏自由水,細(xì)胞呼吸更弱。

⑦[2018全國卷Ⅱ,T5B]食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失。(

)⑧[2018全國卷Ⅲ,T5C]人體有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸。(

)√×提示

人體有氧呼吸的產(chǎn)物為CO2和H2O。

(2)有關(guān)光合作用的正誤判斷。①[2021浙江1月選考,T3D]在高倍鏡下可觀察到葉綠體的基粒由類囊體堆疊而成。(

)②[2018海南卷,T4改編]高等植物細(xì)胞中,光合作用中的光反應(yīng)只發(fā)生在生物膜上。(

)×提示

需使用電子顯微鏡才能觀察到葉綠體類囊體結(jié)構(gòu)。

√③[2017全國卷Ⅲ,T3B]葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制。(

)④[2017全國卷Ⅲ,T3A]類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成。(

)√×提示

類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。

2.易錯辨析(1)有關(guān)細(xì)胞呼吸的正誤判斷。①植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸。(

)②乳酸菌無氧呼吸的第二階段需要ATP水解提供能量。(

)③若產(chǎn)物中有H2O,則存在有氧呼吸;若產(chǎn)物中有酒精或乳酸,則存在無氧呼吸。(

)④若細(xì)胞既不吸收O2也不釋放CO2,說明細(xì)胞已停止無氧呼吸。(

)⑤重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng),由橙色變成灰綠色。(

)√×提示

乳酸菌無氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP,也不消耗ATP。

√×提示

細(xì)胞可能進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。

√(2)有關(guān)光合作用的正誤判斷。①水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量。(

)②CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能。(

)③正常生長的綠藻,照光培養(yǎng)一段時間后,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,此后綠藻細(xì)胞的葉綠體內(nèi)NADPH/NADP+比值下降。(

)④用水作層析液觀察花青苷的色素帶。(

)⑤葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中。(

)×提示

水在葉綠體中分解所需能量來自葉綠體吸收的光能。

×提示

CO2的固定過程不消耗ATP。

√√√易錯點(diǎn)撥有關(guān)光合作用、細(xì)胞呼吸的三個易錯點(diǎn)

考點(diǎn)二光合作用與細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用1.影響植物細(xì)胞呼吸速率的內(nèi)因和外因

2.掌握影響細(xì)胞呼吸的“四類”曲線

消耗風(fēng)干特別提示儲存干種子與鮮果蔬的條件不完全相同

3.影響光合速率的內(nèi)因和外因

4.影響光合作用三大因素的曲線模型解讀

CO2濃度

色素

光反應(yīng)

溫度酶活性5.開放與密閉的環(huán)境中,一晝夜CO2含量的變化曲線分析(實線為密閉環(huán)境,虛線為開放環(huán)境)注:若此圖改為“O2含量”,則N與M的高低與植物生長的關(guān)系正好與CO2相反?！緦c(diǎn)訓(xùn)練】

題組一

精典對練——拿高分?角度1

細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用1.(2021湖南卷,12)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述,錯誤的是(

)A.南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中,常用40℃左右溫水淋種并時常翻種,可以為種子的細(xì)胞呼吸提供水分、適宜的溫度和氧氣B.農(nóng)作物種子入庫貯藏時,在無氧和低溫條件下呼吸速率降低,貯藏壽命顯著延長C.油料作物種子播種時宜淺播,原因是萌發(fā)時細(xì)胞呼吸需要大量氧氣D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以減少水分散失、降低呼吸速率,起到保鮮作用答案

B解析

南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中,“常用40

℃左右溫水淋種”可以為種子的細(xì)胞呼吸提供水分和適宜的溫度,“時常翻種”可以為種子的細(xì)胞呼吸提供氧氣,A項正確;種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精,因此,農(nóng)作物種子入庫儲藏時,應(yīng)在低氧和零上低溫條件下保存,貯藏壽命會顯著延長,B項錯誤;油料作物種子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物種子萌發(fā)時細(xì)胞呼吸需要消耗大量氧氣,因此,油料作物種子播種時宜淺播,C項正確;柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失減少,氧氣濃度降低,從而降低了呼吸速率,低氧、一定濕度是新鮮水果保存的適宜條件,D項正確。2.將江蘇某地當(dāng)年收獲的小麥秸稈剪成小段,于7月20日開始分別進(jìn)行露天堆放、水泡和土埋3種方式處理,3次重復(fù),每隔15d檢測一次秸稈腐解殘留量,結(jié)果見下圖。下列分析合理的是(

)A.秸稈還田后翻耕土埋主要利用了土壤中尿素細(xì)菌的呼吸作用原理B.土壤中的空氣和水分條件有利于多種微生物對秸稈的分解C.如果將開始處理的時間提早30d,則3條曲線的位置將呈現(xiàn)上移趨勢D.從堆放、水泡2條曲線可以推測,好氧性微生物分解能力高于厭氧性微生物答案

B解析

從環(huán)境條件分析,露天堆放會導(dǎo)致水分不足,水泡處理會導(dǎo)致氧氣不足,土埋處理時,空氣和水分條件有利于多種微生物對秸稈的分解,但參與秸稈分解的應(yīng)主要是纖維素分解菌而不是“尿素細(xì)菌”;如果將開始處理的時間提早30

d,因氣溫較高,微生物分解活動強(qiáng),則3條曲線的位置將呈現(xiàn)下移趨勢;從堆放、水泡2條曲線可推測,好氧性微生物分解能力低于厭氧性微生物。?角度2

光合作用的影響因素及應(yīng)用3.(2021湖南卷,7)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯誤的是(

)A.弱光條件下植物沒有O2的釋放,說明未進(jìn)行光合作用B.在暗反應(yīng)階段,CO2不能直接被還原C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗,葉片的光合速率會暫時下降D.合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度答案

A解析

弱光條件下植物沒有O2的釋放,有可能是光合作用強(qiáng)度小于或等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,光合作用產(chǎn)生的O2被呼吸作用消耗完,此時植物雖然進(jìn)行了光合作用,但是沒有O2的釋放,A項錯誤;CO2性質(zhì)不活潑,在暗反應(yīng)階段,一個CO2分子被一個C5分子固定以后,很快形成兩個C3分子,在有關(guān)酶的催化作用下,C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原,因此CO2不能直接被還原,B項正確;在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗,光合作用產(chǎn)物輸出受阻,葉片的光合速率會暫時下降,C項正確;合理密植可以充分利用光照,增施有機(jī)肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和CO2,這些措施均能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度,D項正確。4.(2021山東煙臺模擬)圖甲表示在適宜條件下,向密閉溫室中充入一定量14CO2后,草莓葉片、莖、果實的放射性含量隨時間變化的曲線。已知某藥物X能夠調(diào)控光合產(chǎn)物在植物不同器官中的分配,某課題組對草莓分組并進(jìn)行相應(yīng)的處理,一晝夜后,給草莓提供標(biāo)記的CO2,24h后獲得實驗結(jié)果如圖乙所示。圖丙是該課題小組在15℃條件下以草莓為材料進(jìn)行研究得到的實驗結(jié)果(光合作用的最適溫度為25℃,細(xì)胞呼吸的最適溫度為30℃)。(1)14CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞后用于合成光合產(chǎn)物,該過程中14C的轉(zhuǎn)移途徑為

(用化學(xué)式和箭頭表示)。由圖甲可知,有機(jī)物在草莓各器官間的轉(zhuǎn)移路徑為

,據(jù)圖乙實驗結(jié)果推測,在果實剛形成時,用X處理草莓全株

(填“會”或“不會”)明顯減弱草莓的光合速率。

(2)由圖丙可知,本實驗的目的是研究

。光照強(qiáng)度為E時,草莓的凈光合速率是

。若將實驗溫度升高5℃,則F點(diǎn)向

(填“左”“右”或“不”)移動,原因是

。

(3)根據(jù)以上結(jié)果分析,若想要得到更大的草莓,應(yīng)在

的溫度下栽種草莓,并用X處理草莓的

(填“幼果”或“全株”)。

答案

(1)14CO2→14C3→(14CH2O)葉片→莖→果實不會(2)光照強(qiáng)度對光合速率和呼吸速率的影響0右溫度升高,酶活性增強(qiáng),光合速率增大(3)25℃(最適)幼果解析

(1)14CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞后用于合成光合產(chǎn)物,先參與暗反應(yīng)中CO2的固定生成C3,再被還原生成糖類,因此該過程中14C的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)。

由圖甲可知,放射性先后出現(xiàn)在葉片→莖→果實中,因此有機(jī)物在草莓各器官間的轉(zhuǎn)移路徑為葉片→莖→果實。據(jù)圖乙實驗結(jié)果推測,在果實剛形成時(幼果),用X處理草莓全株,A組放射性強(qiáng)度與對照組相同,因此不會明顯減弱草莓的光合速率。(2)由圖丙可知,橫坐標(biāo)為光照強(qiáng)度,曲線為光合速率和呼吸速率,因此本實驗的目的是研究光照強(qiáng)度對光合速率和呼吸速率的影響。光照強(qiáng)度為E時,光合速率與呼吸速率相等,草莓的凈光合速率是0。若將實驗溫度升高5

℃(20

℃),光合作用的最適溫度為25

℃,光合速率變大,需要的光照強(qiáng)度變大,F為光飽和點(diǎn),則F點(diǎn)向右移動,原因是溫度升高,酶活性增強(qiáng),光合速率增大。(3)根據(jù)以上結(jié)果分析,若想要得到更大的草莓,應(yīng)在25

℃的溫度下(光合速率酶活性最大)栽種草莓,并用X處理草莓的幼果(B組幼果放射性強(qiáng)度高于C組)。?角度3

衍生點(diǎn)——植株或葉片密度及布局對光合速率的影響5.(2021山東煙臺模擬)科研人員分別在不同時刻對合理密植的玉米田中不同高度處的CO2濃度進(jìn)行檢測,結(jié)果如下圖所示。下列分析正確的是(

)A.在富含有機(jī)肥的農(nóng)田中,圖中C點(diǎn)會右移B.10時,距地面高度越高,光反應(yīng)強(qiáng)度越大C.夜晚土壤中釋放的CO2基本被玉米所固定D.過度密植會導(dǎo)致圖中的BD段長度變大答案

A解析

在富含有機(jī)肥的農(nóng)田中,由于微生物的分解作用,會釋放出CO2,故C點(diǎn)將會右移,A項正確;由圖中實線可知,上午10時,玉米植株不同高度處的CO2的吸收量不同,高度為B時CO2濃度最低,說明暗反應(yīng)速率大,則光反應(yīng)強(qiáng)度大,所以距地面高度越高,光反應(yīng)強(qiáng)度不一定越大,B項錯誤;夜晚無光照,不能進(jìn)行光合作用,故不能固定CO2,C項錯誤;過度密植會導(dǎo)致光能不能被充分利用,CO2的吸收量減少,圖中的BD段長度變小,D項錯誤。?角度4

衍生點(diǎn)——內(nèi)外因素結(jié)合對光合速率的綜合影響6.(2021北京石景山模擬)紫葉蔬菜富含花青素。為研究花青素對紫葉芥菜光合作用的影響,研究人員選取長勢一致的紫葉芥菜與綠葉芥菜各10株,進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測定。(1)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)紫色芥菜的花青素主要分布在葉片的上下表皮細(xì)胞內(nèi),如圖1所示。研究者檢測了2種芥菜的花青素和葉綠素含量,得到的結(jié)果如下表所示。圖1色素含量芥菜種類紫葉綠葉葉綠素a/(mg·g-1)0.560.56葉綠素b/(mg·g-1)0.620.58花青素/(mg·kg-1)165.4024.20①葉綠素存在于芥菜葉肉細(xì)胞的

上,是光合作用

階段的要素之一。提取和測定葉綠素含量時,通常需要使用無水乙醇,其目的是

。

②從結(jié)果可以看出,兩種類型芥菜的

含量無顯著差異。如果差異顯著,則不能繼續(xù)研究花青素對芥菜光合作用的影響,理由是

。

(2)進(jìn)一步研究得出2種芥菜的光合速率隨光合有效輻射強(qiáng)度的變化曲線,如圖2所示。(注:光合有效輻射強(qiáng)度指太陽輻射中對綠色植物光合作用有效的光譜)結(jié)合上述研究,請推測在相同光合有效輻射強(qiáng)度下,綠色芥菜比紫色芥菜光合速率高的原因是

。

答案

(1)①葉綠體的類囊體薄膜光反應(yīng)溶解色素(或溶解葉綠素、光合色素)

②葉綠素?zé)o法排除葉綠素含量對實驗結(jié)果的影響(或自變量不唯一、不符合單一變量原則)

(2)花青素吸收部分光能,導(dǎo)致光合色素吸收的光能減少,直接影響光反應(yīng),導(dǎo)致紫色芥菜的光合速率低于能夠正常吸收光能的綠色芥菜解析

(1)①葉綠素屬于光合色素,存在于葉綠體的類囊體薄膜上,可以吸收光能,是光合作用光反應(yīng)階段的要素之一。由于色素溶于有機(jī)溶劑,所以可以使用無水乙醇溶解色素(或溶解葉綠素、光合色素)。②由表格中數(shù)據(jù)分析可知,兩種類型芥菜的葉綠素含量無顯著差異。研究花青素對芥菜光合作用的影響,花青素含量是自變量,葉綠素含量屬于無關(guān)變量,如果葉綠素含量差異明顯,則無法排除葉綠素含量對實驗結(jié)果的影響(或自變量不唯一、不符合單一變量原則)。(2)在葉綠素含量相同的前提下,紫色芥菜的花青素含量高,花青素能吸收部分光能,導(dǎo)致光合色素吸收的光能減少,直接影響光反應(yīng),導(dǎo)致紫色芥菜的光合速率低于能夠正常吸收光能的綠色芥菜。題后歸納

細(xì)胞中的兩種色素

題組二

易錯防范——不失分1.真題速覽(1)有關(guān)細(xì)胞呼吸與光合作用應(yīng)用的正誤判斷。①[2019全國卷Ⅱ,T2D]馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生。(

)②[2018全國卷Ⅰ,T3B]農(nóng)田適時松土有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收。(

)×提示

馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會抑制無氧呼吸,減少酸味的產(chǎn)生。√提示

松土?xí)黾油寥乐械难鹾?促進(jìn)根細(xì)胞的有氧呼吸,進(jìn)而產(chǎn)生能量供其吸收礦質(zhì)元素。

③[2018全國卷Ⅲ,T29節(jié)選]通常,與陽生植物相比,陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強(qiáng)度高。(

)×提示

通常,與陽生植物相比,陰生植物的光飽和點(diǎn)及光補(bǔ)償點(diǎn)都比較低,因此陰生植物光合作用吸收CO2量與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強(qiáng)度比陽生植物低。(2)[2021全國卷乙,T29]生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2,吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中;白天氣孔關(guān)閉,液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題。①白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有

。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和

釋放的CO2。

②氣孔白天關(guān)閉、晚上打開是這類植物適應(yīng)干旱環(huán)境的一種方式,這種方式既能防止

,又能保證

正常進(jìn)行。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、(葉綠體的)類囊體薄膜呼吸作用植物蒸騰作用過強(qiáng)而導(dǎo)致失水過多光合作用③若以pH作為檢測指標(biāo),請設(shè)計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)實驗思路:植物甲在干旱的環(huán)境條件下(其他條件適宜)培養(yǎng)一段時間;分別在白天和晚上測定植物甲液泡內(nèi)的pH;統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)。預(yù)期結(jié)果:晚上液泡內(nèi)的pH明顯低于白天。(3)[2017全國卷Ⅰ,T30]植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制,光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}。①將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中,適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低,原因是

。

甲種植物的凈光合速率為0時,乙種植物的凈光合速率

(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量,使密閉小室中CO2濃度降低,光合速率也隨之下降

大于0②若將甲種植物培養(yǎng)在無O2、但其他條件適宜的密閉小室中,照光培養(yǎng)一段時間后,發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸速率增加,原因是

。

甲種植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中的O2含量增加,而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié),所以當(dāng)O2含量增多時,有氧呼吸速率會增加2.易錯辨析有關(guān)細(xì)胞呼吸、光合作用的正誤判斷。(1)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后,光反應(yīng)強(qiáng)度會降低,暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低。(

)(2)可利用低溫冷藏蔬菜、水果,也可利用窖藏法儲存蔬菜、水果,前者的原理是低溫抑制細(xì)胞呼吸,后者的原理是CO2濃度高時細(xì)胞呼吸受抑制。(

)(3)設(shè)法提高植物光合速率、降低呼吸速率是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的根本措施。(

)√√×提示

提高農(nóng)作物產(chǎn)量(光合產(chǎn)量)的根本措施是改變植物的遺傳特性(即育種)。(4)密閉容器中的植物在光補(bǔ)償點(diǎn)時,葉肉細(xì)胞的呼吸速率等于光合速率。(

)×提示

放在密閉容器中的植物,當(dāng)容器內(nèi)二氧化碳濃度不變時,不要認(rèn)為此時葉肉細(xì)胞二氧化碳的吸收量等于釋放量,事實上是整個植株二氧化碳的吸收量與釋放量相等。因為植株還有非綠色部分,該部分只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳,而對于葉肉細(xì)胞來說,此時二氧化碳的吸收量大于釋放量。(5)光照面積對光合作用的影響如圖:圖中顯示,葉面積系數(shù)大于5后,植物的實際產(chǎn)量達(dá)到最大后不再增加。(

)×提示

圖象分析:OA段表明隨葉面積系數(shù)的不斷增大,實際光合作用量不斷增大,A點(diǎn)后,隨葉面積系數(shù)的增大,實際光合作用量不再增加,原因是隨著葉面積系數(shù)增大,較多的葉片互相遮擋,葉片實際接受的光照不變。OB段表明干物質(zhì)量(即凈光合量或?qū)嶋H產(chǎn)量)隨葉面積系數(shù)的增大而增加,而由于A點(diǎn)以后實際光合作用量不再增加,但隨葉面積系數(shù)的不斷增大,葉片呼吸量(OC段)不斷增加,所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。微專題1光合作用與細(xì)胞呼吸的實驗設(shè)計【規(guī)律方法】1.控制變量的方法2.光合速率與呼吸速率三類測定方法(1)方法歸納在實驗操作過程中,無法直接測定植物的總光合速率,因此,常在光照下測定植物凈光合速率,在黑暗中測定呼吸速率,兩者之和即植物的總光合速率(密閉容器中所檢測出的光合作用強(qiáng)度為凈光合作用強(qiáng)度)。(2)液滴移動法分析

特別提醒物理誤差的校正為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實驗,根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進(jìn)行校正。(3)黑白瓶法分析“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總光合作用強(qiáng)度的試題,題中“黑瓶”不透光,測定的是有氧呼吸量;“白瓶”給予光照,測定的是凈光合作用量,可分為有初始值與沒有初始值兩種情況,規(guī)律如下:(4)半葉法——測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量將葉片一半遮光,一半曝光,遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值,曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值,綜合兩者可計算出真正(總)光合作用強(qiáng)度值。【命題趨勢】對于光合作用與細(xì)胞呼吸相關(guān)實驗的考查,往往通過創(chuàng)設(shè)新的實驗情境,來探究相關(guān)因素對光合作用、細(xì)胞呼吸的影響。在此情境下,考查學(xué)生從實驗情境中抓取變量等關(guān)鍵信息,對實驗過程進(jìn)行分析,探究變量對實驗結(jié)果影響的內(nèi)在原因,最終落腳到考查光合作用、細(xì)胞呼吸的本質(zhì)。【技能提升】

1.(不定項選擇)(2021湖南長沙一模)為探究光照強(qiáng)度(其他條件適宜)對植株A光合作用的影響,某興趣小組設(shè)計了圖一實驗裝置若干組,并根據(jù)每組的實驗結(jié)果繪制了圖二。下列說法不正確的是(

)A.裝置內(nèi)燒杯中的溶液為水B.用此裝置測出的光合速率可能比實際值大C.裝置中液滴不移動時表示植株葉肉細(xì)胞的光合速率等于呼吸速率D.若將植株A單獨(dú)放在密閉玻璃罩中,給予圖二中D點(diǎn)的光照強(qiáng)度,其他條件都適宜,隨著時間的推移,容器中的CO2濃度會逐漸降低答案

ACD解析

可通過裝置測定單位時間內(nèi)液滴移動的距離來反映植株釋放氧氣的速率(凈光合速率)和消耗氧氣的速率(呼吸速率),所以燒杯中的溶液為CO2緩沖液,A項錯誤;因為沒有設(shè)置對照組,無法排除物理因素對實驗結(jié)果的干擾,所以測出的光合速率可能比實際值大,B項正確;液滴不移動時反映植株的凈光合速率為零,但葉肉細(xì)胞的凈光合速率大于零,C項錯誤;一開始,植株的凈光合速率大于零,植物從密閉容器中吸收CO2,導(dǎo)致容器中CO2濃度降低,當(dāng)光合速率等于呼吸速率時,密閉容器中的CO2濃度不再發(fā)生改變,D項錯誤。2.(2019全國卷Ⅱ,31)請回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題。(1)在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者的能量來自于

,生產(chǎn)者的能量可以直接流向

(答出2點(diǎn)即可)。

(2)通常,對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說,可根據(jù)水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量,可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣,將水樣分成三等份,一份直接測定O2含量(A);剩余兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中,密閉后放回取樣處,若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下,本實驗中C與A的差值表示這段時間內(nèi)

;C與B的差值

表示這段時間內(nèi)

;A與B的差值表示這段時間內(nèi)

。

答案

(1)太陽能初級消費(fèi)者、分解者(2)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量解析

(1)在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者主要是光能自養(yǎng)型的綠色植物,其能量來自太陽能。生產(chǎn)者固定的能量可以通過食物鏈流向初級消費(fèi)者,通過枯枝敗葉等流向分解者。(2)在不透光的玻璃瓶中,生產(chǎn)者只進(jìn)行呼吸作用,不進(jìn)行光合作用。在透光的玻璃瓶中,生產(chǎn)者既進(jìn)行光合作用,又進(jìn)行呼吸作用。生產(chǎn)者光合作用的總放氧量=生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量+生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量。A為水體初始溶氧量,處理后乙瓶中的O2含量(C)與A的差值為生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量;A與處理后甲瓶中的O2含量(B)的差值為生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量;C與B的差值,即(C-A)+(A-B),表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者光合作用的總放氧量。專項模塊素能培優(yōu)大題分析與表達(dá)(一)細(xì)胞代謝類大題突破【題型突破】[典例](2020山東卷,21)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類,相關(guān)裝置及過程如下圖所示,其中甲、乙表示物質(zhì),模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是

,模塊3中的甲可與CO2結(jié)合,甲為

。

(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn),則短時間內(nèi)乙的含量將

(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長,模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變,原因是

。

(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下,該系統(tǒng)糖類的積累量

(填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是

。

(4)干旱條件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是

。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低,在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。

答案

(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)

(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP+不足(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或:植物呼吸作用消耗糖類)

(4)葉片氣孔開放程度降低,CO2的吸收量減少思維模板

答題模板

細(xì)胞代謝類試題答題規(guī)范

(1)(2)【訓(xùn)練突破】1.某擬南芥變異植株氣孔內(nèi)有一種被稱為“PATROL1”的蛋白質(zhì),與氣孔開閉有關(guān)。“PATROL1”能根據(jù)周圍環(huán)境運(yùn)送一種稱為“AHA1”的蛋白質(zhì)?！癆HA1”蛋白質(zhì)被運(yùn)送到氣孔表面之后,氣孔會張開;其被回收到氣孔內(nèi)部之后,氣孔會關(guān)閉。研究表明,干旱條件下,正常擬南芥氣孔開度會減小。請回答下列問題。(1)當(dāng)變異植株將“AHA1”蛋白質(zhì)運(yùn)送到氣孔表面之后,其主要通過影響

階段來影響光合作用速率,干旱環(huán)境中“PATROL1”含量較高的植株光反應(yīng)速率

(填“較高”“較低”或“無明顯差異”)。

(2)有研究表明,具有“PATROL1”的擬南芥植株更加適應(yīng)干旱條件。①根據(jù)題意推測,該擬南芥變異植株適應(yīng)干旱條件的原因是

。

②請以該種擬南芥植株和普通擬南芥植株為材料,設(shè)計一個簡單可行的實驗來驗證該擬南芥變異植株是通過增加氣孔開放程度來適應(yīng)干旱條件的,要求簡要寫出實驗思路。

。

答案

(1)暗反應(yīng)較高(2)①該擬南芥變異植株“PATROL1”運(yùn)送的“AHA1”蛋白質(zhì)能夠使氣孔張開,從而使植株更容易吸收CO2,合成更多有機(jī)物,從而適應(yīng)干旱條件②取生理狀況相同、數(shù)量相等的上述兩種擬南介植株,分為兩組(一組為具有“PATROL1”的擬南芥植株,另一組為普通擬南芥植株),在相同的干旱條件下(其他條件相同且適宜)培養(yǎng)一段時間后,分別測定兩組植株的氣孔開放程度和生長發(fā)育狀況(答案合理即可)解析

(1)當(dāng)“AHA1”蛋白質(zhì)被運(yùn)送到氣孔表面之后,氣孔會張開,進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2會增加,促進(jìn)暗反應(yīng)階段,據(jù)此分析可知,干旱環(huán)境中“PATROL1”含量較高的植株,光反應(yīng)速率也會較高。(2)①由題干信息可知,具有“PATROL1”的擬南芥植株的“PATROL1”能根據(jù)周圍環(huán)境運(yùn)送一種稱為“AHA1”的蛋白質(zhì),“AHA1”蛋白質(zhì)被運(yùn)送到氣孔表面之后,氣孔會張開,與普通擬南芥植株相比,具有“PATROL1”蛋白質(zhì)的擬南芥更容易吸收二氧化碳,合成更多有機(jī)物,因此具有“PATROL1”蛋白質(zhì)的擬南芥植株更適應(yīng)干旱條件。②該實驗?zāi)康氖球炞C題述擬南芥變異植株更加適應(yīng)干旱條件,因此自變量應(yīng)為植株的種類,因變量可為植株的氣孔開放程度和生長發(fā)育狀況,所以設(shè)計實驗為:取生理狀況相同、數(shù)量相等的上述兩種擬南芥植株,分為兩組(一組為普通擬南芥植株,另一組為具有“PATROL1”的擬南芥植株),兩組植株在相同干旱條件下培養(yǎng),一段時間后,分別測定兩組植株的氣孔開放程度和生長發(fā)育狀況。2.(2021四川成都模擬)某研究小組分別在春季、夏季、秋季、冬季四個季節(jié)中測小蓬竹凈光合速率日變化情況,結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。

(1)植物的凈光合速率可以通過測量每秒每平方米葉片

的量得到。若要得到總光合速率的日變化情況,實驗思路是

。

(2)小蓬竹夏、秋兩季9:00時凈光合速率均高于春季,可能是由于夏、秋兩季的光照強(qiáng)度更能滿足小蓬竹光合作用光反應(yīng)的需求,為暗反應(yīng)提供充足的

;另一原因可能是春季時小蓬竹處于生長初期,葉綠體的數(shù)量或葉綠體中的

(填結(jié)構(gòu))還未完全成熟,所以光合能力相對較弱