2024高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元拓展微課3光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系整合教案

PAGE10-光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系整合1.光合作用與細(xì)胞呼吸的過程圖解2.物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)元素轉(zhuǎn)移途徑C:CO2C6H12O6C3H4O3CO2O:H2OO2H2OH:H2O[H]C6H12O6[H]H2O(2)[H]的來源和去路比較3.能量轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)能量形式的轉(zhuǎn)變(2)ATP的來源與去路比較4.光合作用與有氧呼吸過程的比較項(xiàng)目光合作用有氧呼吸場(chǎng)所葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體C的變更CO2→C3→C6H12O6C6H12O6→C3H4O3→CO2[H]的變更H2O→[H]→C6H12O6C6H12O6→[H]→H2O[H]的作用還原C3還原O2O的變更H2O→O2O2→H2O能量變更光能→C6H12O6中的化學(xué)能C6H12O6中的化學(xué)能→ATP中的能量和熱能ATP產(chǎn)生于光反應(yīng),用于暗反應(yīng)中C3的還原有氧呼吸三個(gè)階段都產(chǎn)生,用于除暗反應(yīng)外的各項(xiàng)生命活動(dòng)影響因素光照、溫度、CO2濃度等O2濃度、溫度等5.光合作用與呼吸作用相關(guān)曲線分析(1)總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的常用表示方法總光合速率O2產(chǎn)生速率CO2固定(或消耗)速率有機(jī)物產(chǎn)生(或制造、生成)速率凈光合速率O2釋放速率CO2汲取速率有機(jī)物積累速率呼吸速率黑暗中O2汲取速率黑暗中CO2釋放速率有機(jī)物消耗速率(2)總光合速率、凈光合速率和呼吸速率?？记€分析 圖1 圖2 圖3①“三率”的表示方法:a.呼吸速率:綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織肯定時(shí)間內(nèi)CO2釋放量或O2汲取量,即圖1中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值。b.凈光合速率:綠色組織在有光條件下測(cè)得的肯定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2汲取量或有機(jī)物積累量,即圖1中的C'C段對(duì)應(yīng)的CO2汲取量,也稱為表觀光合速率。c.總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,即圖1中的AD段對(duì)應(yīng)的CO2總量。②圖2中曲線Ⅰ表示總光合量,曲線Ⅲ表示呼吸量,曲線Ⅱ表示凈光合量。交點(diǎn)D對(duì)應(yīng)點(diǎn)E,此時(shí)凈光合量為0,B點(diǎn)時(shí)植物生長(zhǎng)最快。③圖3中曲線c表示凈光合速率,d表示呼吸速率,c+d表示總光合速率。在G點(diǎn)時(shí),總光合速率是呼吸速率的2倍。④圖1中B點(diǎn)對(duì)整個(gè)植株而言,光合速率=呼吸速率,而對(duì)于葉肉細(xì)胞來說,光合速率>呼吸速率。6.光合作用與細(xì)胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)(1)細(xì)胞呼吸對(duì)應(yīng)點(diǎn)(A點(diǎn))的移動(dòng):細(xì)胞呼吸增加,A點(diǎn)下移;細(xì)胞呼吸減弱,A點(diǎn)上移。(2)補(bǔ)償點(diǎn)(B點(diǎn))的移動(dòng):①細(xì)胞呼吸速率增加,其他條件不變時(shí),CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移,反之左移。②細(xì)胞呼吸速率基本不變,相關(guān)條件的變更使光合速率下降時(shí),CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移,反之左移。(3)飽和點(diǎn)(C點(diǎn))和D點(diǎn)的移動(dòng):相關(guān)條件的變更(如增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度)使光合速率增大時(shí),C點(diǎn)右移,D點(diǎn)上移的同時(shí)右移;反之,移動(dòng)方向相反。7.植物光合作用和細(xì)胞呼吸的日變更曲線分析(1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2汲取或釋放速率的變更曲線a點(diǎn):凌晨,溫度降低,細(xì)胞呼吸減弱,CO2釋放削減。b點(diǎn):有微弱光照,植物起先進(jìn)行光合作用。bc段:光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。c點(diǎn):上午7時(shí)左右,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。ce段:光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。d點(diǎn):溫度過高,部分氣孔關(guān)閉,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。e點(diǎn):下午6時(shí)左右,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。ef段:光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。fg段:沒有光照,光合作用停止,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。bf段:制造有機(jī)物的時(shí)間段。ce段:積累有機(jī)物的時(shí)間段。一晝夜有機(jī)物的積累量=S1-(S2+S3)。(S1、S2、S3分別表示曲線和橫軸圍成的面積)。(2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變更曲線(留意:分析光合作用或細(xì)胞呼吸速率的變更時(shí),應(yīng)分析曲線變更趨勢(shì)的快慢,也就是斜率。)AB段:無光照,植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。BC段:溫度降低,細(xì)胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。CD段:4時(shí)后有微弱光照,起先進(jìn)行光合作用,但光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。D點(diǎn):隨光照增加,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。DH段:光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。H點(diǎn):隨光照減弱,光合作用強(qiáng)度下降,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。HI段:光照接著減弱,光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,直至光合作用完全停止。I點(diǎn)低于A點(diǎn):一晝夜,密閉容器中CO2濃度減小,即光合作用大于細(xì)胞呼吸,植物能正常生長(zhǎng)(若I點(diǎn)高于A點(diǎn),植物不能正常生長(zhǎng))。8.植物光合速率與呼吸速率測(cè)定方法(1)裝置法①將植物(甲裝置)置于黑暗中肯定時(shí)間,記錄紅色液滴移動(dòng)的距離,計(jì)算呼吸速率。②將同一植物(乙裝置)置于光下肯定時(shí)間,記錄紅色液滴移動(dòng)的距離,計(jì)算凈光合速率。③依據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計(jì)算得到真正光合速率。(2)葉圓片上浮法——定性檢測(cè)O2釋放速率本方法通過利用真空技術(shù)排出葉肉細(xì)胞間隙中的空氣,充以水分,使葉片沉于水中;在光合作用過程中,植物汲取CO2放出O2,由于O2在水中的溶解度很小而在細(xì)胞間積累,結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。依據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時(shí)間的長(zhǎng)短),即能比較光合作用強(qiáng)度的大小。(3)黑白瓶法“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,其中“黑瓶”不透光,測(cè)定的是有氧呼吸量;“白瓶”賜予光照,測(cè)定的是凈光合作用量,可分為有初始值與沒有初始值兩種狀況,規(guī)律如下:規(guī)律1:有初始值的狀況下,黑瓶中氧氣的削減量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量;白瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的削減量)為凈光合作用量;二者之和為總光合作用量。規(guī)律2:沒有初始值的狀況下,白瓶中測(cè)得的現(xiàn)有量與黑瓶中測(cè)得的現(xiàn)有量之差即總光合作用量。(4)葉圓片稱量法測(cè)定單位時(shí)間、單位面積葉片中淀粉的生成量,如圖所示以有機(jī)物的變更量測(cè)定光合速率(S為葉圓片面積)。凈光合速率=(z-y)/2S;呼吸速率=(x-y)/2S;總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。(5)半葉法將植物對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光或取下置于暗處,另一部分(B)則留在光下進(jìn)行光合作用(即不做處理),并采納適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ钃鮾刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移?？隙〞r(shí)間后,在這兩部分葉片的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片,分別烘干稱重,記為MA、MB,起先時(shí)二者相應(yīng)的有機(jī)物含量應(yīng)視為相等,照光后的葉片重量大于暗處的葉片重量,超過部分即為光合作用產(chǎn)物的量,再通過計(jì)算可得出光合速率。1.(2024山東新泰一中質(zhì)檢)如圖表示在有氧條件下某高等植物體內(nèi)有關(guān)的生理過程示意圖,①~⑤表示有關(guān)過程,X、Y、Z和W表示相關(guān)物質(zhì)。請(qǐng)據(jù)圖推斷下列說法,錯(cuò)誤的是()A.X、Y、Z物質(zhì)分別表示C3、丙酮酸和ATPB.①~⑤過程中能產(chǎn)生ATP的有①②③④C.②⑤過程分別表示C3的還原和CO2的固定D.光合速率小于呼吸速率時(shí),④過程產(chǎn)生的CO2會(huì)釋放到細(xì)胞外1.答案BX物質(zhì)是CO2固定后的產(chǎn)物,X表示C3;Y物質(zhì)是葡萄糖氧化分解成CO2的中間產(chǎn)物,Y表示丙酮酸;Z物質(zhì)是光反應(yīng)產(chǎn)生、用于暗反應(yīng)的ATP,A正確。圖中①過程表示光反應(yīng),能產(chǎn)生ATP,②過程表示暗反應(yīng)中C3的還原,此過程消耗ATP,③過程表示有氧呼吸的第一階段,能產(chǎn)生ATP,④過程表示有氧呼吸其次階段,能產(chǎn)生ATP,⑤過程表示暗反應(yīng)中CO2的固定,不能產(chǎn)生ATP,B錯(cuò)誤,C正確。光合速率小于呼吸速率時(shí),④過程產(chǎn)生的CO2會(huì)釋放到細(xì)胞外,D正確。2.下列關(guān)于曲線的描述,正確的是() 圖1 圖2 圖3A.圖1中,兩曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是凈光合速率為0時(shí)的溫度B.圖2中,C點(diǎn)對(duì)全部進(jìn)行光合作用的細(xì)胞來說,葉綠體消耗的CO2量等于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量C.圖3中A、B兩點(diǎn)為光合速率和呼吸速率相等的點(diǎn)D.若呼吸作用的原料全部為葡萄糖,則圖1中30℃時(shí)10h需消耗葡萄糖15mg2.答案C圖1中,兩曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是凈光合速率與呼吸速率相等時(shí)的溫度,A錯(cuò)誤;圖2中,C點(diǎn)時(shí),對(duì)植物整體來說,光合作用等于呼吸作用,但是由于根細(xì)胞等不能進(jìn)行呼吸作用,因此對(duì)全部進(jìn)行光合作用的細(xì)胞來說,葉綠體消耗的CO2量大于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量,B錯(cuò)誤;圖3中A、B兩點(diǎn)為光合速率和呼吸速率相等的點(diǎn),C正確;圖1中30℃時(shí)呼吸速率為3mg/h,依據(jù)呼吸作用的總反應(yīng)式可知:C6H12O6→6CO2,設(shè)1h需消耗葡萄糖xmg,即6×44÷3=180÷x,x≈2.045mg/h,所以10h約須要消耗葡萄糖20.45mg,D錯(cuò)誤。3.(2024四川成都質(zhì)檢)如圖曲線表示某植物在恒溫30℃、CO2濃度肯定時(shí)間合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.與b點(diǎn)相比較,c點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中三碳化合物的含量降低B.若將CO2濃度降低,則葉綠體中[H]合成速率將會(huì)變小,c點(diǎn)向左下方向移動(dòng)C.當(dāng)光照強(qiáng)度為x時(shí),葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)全部細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D.已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃,在其他條件不變的狀況下,將溫度調(diào)整到25℃,圖中a點(diǎn)將向上移動(dòng),b點(diǎn)將向右移動(dòng)3.答案D與b點(diǎn)相比,c點(diǎn)時(shí)間照強(qiáng)度增加,光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]、ATP增多,此時(shí)CO2固定速率不變、C3還原速率增加,所以c點(diǎn)時(shí)C3含量降低,A正確;若CO2濃度降低,合成的C3削減,隨之消耗的[H]、ATP削減,所以[H]合成速率減慢,c點(diǎn)向左下方移動(dòng),B正確;光照強(qiáng)度為x時(shí),葉肉細(xì)胞既可以進(jìn)行光合作用也可以進(jìn)行有氧呼吸,所以此時(shí)細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)全部細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,C正確;溫度由30℃調(diào)整到25℃時(shí),光合作用速率增加、呼吸作用速率降低,所以a點(diǎn)向上移動(dòng)、b點(diǎn)向左移動(dòng),D錯(cuò)誤。4.(2024吉林長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校月考)下圖是某生物愛好小組探究不同條件下光合作用和呼吸作用過程中氣體產(chǎn)生狀況的試驗(yàn)示意圖,裝置中的NaHCO3溶液可維持瓶?jī)?nèi)的CO2濃度在恒定水平。下列幾種試驗(yàn)結(jié)果(賜予相同的環(huán)境條件),不行能出現(xiàn)的是()A.甲、乙裝置水滴都左移B.甲、乙裝置水滴都右移C.甲裝置水滴不動(dòng),乙裝置水滴左移D.甲裝置水滴右移,乙裝置水滴左移4.答案B依據(jù)題意可知,裝置中的NaHCO3溶液可維持瓶?jī)?nèi)的CO2濃度在恒定水平,故甲裝置內(nèi)的氣壓變更是由氧氣含量變更引起的,較強(qiáng)光照條件下(光合速率大于呼吸速率)甲裝置內(nèi)水滴右移,黑暗或較弱光照條件下(光合速率小于呼吸速率)甲裝置內(nèi)水滴左移,相宜光照條件下(光合速率等于呼吸速率)甲裝置內(nèi)水滴不動(dòng);乙裝置內(nèi)的青蛙只進(jìn)行細(xì)胞呼吸而不進(jìn)行光合作用,故乙裝置內(nèi)水滴只能左移,不能右移。5.某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合作用速率,做了如圖所示試驗(yàn)。在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限葉片有機(jī)物的輸入和輸出),于不同時(shí)間分別在同一葉片上接連取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量,測(cè)得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y-2z-x)/6g·cm-2·h-1(不考慮取葉圓片后對(duì)葉生理活動(dòng)的影響和溫度微小變更對(duì)葉生理活動(dòng)的影響)。則M處的試驗(yàn)條件是()A.下午4時(shí)后在陽(yáng)光下照耀3小時(shí)再遮光3小時(shí)B.下午4時(shí)后將整個(gè)試驗(yàn)裝置遮光6小時(shí)C.下午4時(shí)后在陽(yáng)光下照耀6小時(shí)D.下午4時(shí)后將整個(gè)試驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)5.答案D計(jì)算光合作用時(shí),也要計(jì)算出呼吸作用的強(qiáng)度,題干中只有光照條件,沒有遮光的條件,所以M應(yīng)是在遮光條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量,假設(shè)遮光a小時(shí),依據(jù)實(shí)際光合速率=呼吸速率+凈光合速率,即(3y-2z-x)/6=(y-x)/6+(y-z)/a,解得a=3小時(shí),所以下午4時(shí)后將整個(gè)試驗(yàn)裝置遮光3小時(shí),故選D。6.某探討小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?分裝于六對(duì)黑白瓶中,剩余的水樣測(cè)得原初溶解氧的含量為10mg/L,白瓶為透亮玻璃瓶,黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下,24小時(shí)后,實(shí)測(cè)獲得六對(duì)黑白瓶中溶解氧的含量,記錄數(shù)據(jù)如下,以下說法不正確的是()光照強(qiáng)度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333A.若只考慮光照強(qiáng)度,該深度湖水中全部生物在晚上8h內(nèi)呼吸消耗O2的量為7/3mgB.光照強(qiáng)度為aklx時(shí),該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動(dòng)態(tài)平衡C.當(dāng)該水層中的溶氧量達(dá)到30mg/L時(shí),光照強(qiáng)度將不再成為限制溶氧量增加的主要因素D.若將eklx光照下的白瓶置于bklx光照下,瓶中光合生物細(xì)胞的C3含量會(huì)增加,C5含量會(huì)削減6.答案A黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L,因?yàn)楹谄繘]有光照,植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧,其中的生物呼吸消耗氧氣,該瓶中全部生物24小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的O2量為:原初溶解氧-24小時(shí)后氧含量,即10-3=7(mg/L),故該深度湖水中生物在晚上8h內(nèi)呼吸消耗O2的量7/3(mg/L),而全部生物氧氣消耗量需乘以湖水體積,A錯(cuò)誤;光照強(qiáng)度為aklx時(shí),白瓶中溶氧量不變,說明植物光合作用產(chǎn)生的氧剛好用于全部生物的呼吸作用消耗,故光照強(qiáng)度為aklx時(shí),該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動(dòng)態(tài)平衡,B正確;由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)該水層中的溶氧量達(dá)到30mg/L時(shí),白瓶中含氧量不再增加,所以此時(shí)間照強(qiáng)度將不再成為限制溶氧量增加的主要因素,C正確;若將eklx光照下的白瓶置于bklx光照