2012高考生物专题复习教案 光合作用、呼吸作用与碳循环和能量流动 专 题
班次__________学号__________姓名_____________
●典例分析
例 1( )如图表示人体内某种酶促反应速率受温度和PH的影响情况,下列解释不正确的是
酶促反应速率
A、在a点,将酶的浓度增大一倍,反应速率可能增大
B、在b点,将酶的浓度增大一倍,反应速率不可能增大
C、在c点,将酶的浓度增大一倍,反应速率可能增大
D、该图不能反应唾液淀粉酶催化能力的变化特征
例 2( )将含14C标记的CO2提供给绿藻进行光合作用,
图甲、图乙表示一部分实验结果。图甲所示的过程是进
行光照15分钟后,突然变成黑暗。图乙所示的过程是在光照条件下,给浓度为1%的CO25分钟后降低为0.003%,再过10分钟后换成1%浓度的CO2持续5分钟。曲线,曲线X、Y、Z表示C6(主要是葡萄糖)、C5、C3三种化合物的一种。下列相关描述错误的是
A、曲线X、Y、Z分别表示C5、C3、C6三种化合物
B、图甲中AB段14C量突然增加的原因是黑暗条件下,C5与CO2结合生成更多的C3
C、图乙中EF段14C量突然增加的原因是CO2量突然减少,固定CO2所消耗的C5少,积累的C5增多
D、图乙中CD段中14C量大幅度上升的原因是CO2量突然增加,固定CO2生成的C3增多
例 3.下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.代谢率随氧分压下降而下降
B.氧分压不为0时,250C环境中金鱼的代谢率比
150C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
例4在充满N2与CO2的密闭容器中,用水培法栽培几株番茄,
CO2充足。测得系统的呼吸速率和光合
速率变化曲线如下图,请回答问题。
(1)6~8h间,光合速率
(大于、小于)呼吸速率,容器内的
O2含量 , CO2含量 ,
植株干重 。
(2)9~10h间,光合速率迅速下降,
推测最可能发生变化的环境因
素是 ;10h时不再产生ATP的细胞器是 ;若此环境因素维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,此时另一细胞器即 停止ATP的合成, 成为ATP合成的唯一场所。
(3)若在8h时,将容器置于冰浴中,请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。
例5智能温室无土栽培作物,易于管理,优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是
_________和__________。植物因种类和生长发育阶
段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调
整____________。供作物__________性吸收无机盐离子。
(2)营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低,植物仍可通
过____________方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅,
作物根部可能出现的症状是____________,
其生理原因是____________。
(3)下图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下,当EC时,可采取____________措施,保证作物的最大用合速率,如遇连阴天,温室需补光,选用____________光最有效。
(4)用适宜浓度的2,4,-D处理番茄花蕾可提高坐果率。请设计实验方案,确定施用2,4-D的最适浓度。____________________________________________________________
____________________________________________________________
例6回答下列有关高等植物光合作用的问题。
(1)图1中分子Z的名称是________。
(2)在暗反应中,CO2必须与RuBP(五碳化合物)结合,这是CO2被固定的第一步,RuBP可循环使用,使光合作用不断进行,但O2也可与RuBP结合,生成三碳化合物和一个二氧化碳,此二碳化合物不参与光合作用,图2为不同O2浓度下叶表面温度与光合作用速率的关系。回答下列问题。
1)据图2,该植物在25℃、适宜光照、1.5%与21%的O2浓度下,每小时单位叶面积积累的葡萄糖的差值是_____mg。(相对分子质量:CO2—44,葡萄糖—180.计算结果保留一位小数。)结合暗反应的过程,解释不同氧浓度下葡萄糖积累量产生差异的原因:
________________________。
2)图2说明不同叶表面温度、不同氧浓度与光合作用速率的关系是____________________。
●知识网络
●训练
1( )右图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系,对于曲线的下列说法最恰当的是
A.b点位置不会随环境温度的升高而移动
B.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
C.当植物缺Mg时, b点右移
D.c点叶片脱色后,用I2液染色,凡是含有叶绿体的细胞,
就会被染成蓝色的淀粉颗粒
2( )离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是
A.C3化合物增多、C5化合物减少 B.C3化合物增多、C5化合物增多
C.C3化合物减少、C5化合物增多 D.C3化合物减少、C5化合物减少
3( )人体红细胞产生ATP的部位以及所需ATP的来源主要是利用
A.线粒体;葡萄糖,进行有氧呼吸 B.细胞质基质;葡萄糖,进行无氧呼吸
C.线粒体;乳酸,进行有氧呼吸 D.细胞质基质;乳酸,进行无氧呼吸
4( )如下图所示,甲、乙两瓶盛有等量相同浓度的葡萄糖溶液,溶液内同时加入足量同种酵母菌,甲瓶内不断通人N2,乙瓶内不断通入O2,1 h后,测定两瓶溶液的pH,结果是
A.甲pH下降,乙上升 B.甲pH上升,乙下降
C.乙的pH低于甲 D.乙的pH高于甲
5( )在根吸收无机盐离子的过程中,一般来说,下列因素中最重要的是
A.蒸腾作用速率 B.根尖表皮细胞内外溶液的浓度差
C.根细胞可利用的氧气 D.离子进入根尖表皮细胞的扩散速率
6( )ATP是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述中,不正确的是 ( )
A.ATP可以水解,为细胞提供能量,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性
C.在ADP和ATP相互转化的过程中,能量的来源都是光合作用
D.主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是ATP
7( )近年来科学家报导大气圈的臭氧层严重受损,造成紫外线增强的现象。紫外线为高能量的光线,在生物体内易激发超氧化物的形成,致使脂质氧化而破坏其功能。据此前提,植物短暂的暴露在高紫外光条件下,其光合作用能力立即显现受抑制的原因主要是因为
A.光合酶受到破坏 B.囊状结构薄膜受到破坏 C.暗反应受抑制 D.DNA受到破坏
8( )如图表示两类不同植物在一天中的气孔张开面积变化。据图进行了下列判断,其中不正确的是
A.Ⅰ植物主要在夜间进行CO2的固定
B.Ⅱ植物白天吸收水分远多于夜间
C.极度干旱环境下的植物气孔生理比较符合曲线Ⅰ
D.水生植物的光合速率比较符合曲线Ⅱ
10( )下列各曲线所代表的生物学含义及描述正确的是
①甲图表示人的成熟红细胞中ATP生成速率与氧气浓度的关系
②乙图表示冬季蔬菜大棚中一天内C02的浓度变化
③丙图表示酵母菌呼吸时氧气浓度与C02产生量的关系,a点时ATP产生量最大
④丁图可以表示小鼠的离体细胞内酶活性与环境温度的关系
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
11( )下列有关ATP的叙述,其中错误的是
A.人体内成熟的红细胞中没有线粒体,不能产生ATP
B.ATP中的能量可以来源于光能,化学能,也可以转化为光能和化学能
C.在有氧与缺氧的条件下,细胞质基质都能形成ATP
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质
12( )温度和C02浓度对某农作物光合速率的影响如下列两图所示:在水肥充足、光照适宜的温室中栽培该农作物,发现其光合速率较低,科研人员测得温室内的C02浓度为0.025%,温度为23℃。该农作物在上述温室环境中光合速率较低的主要原因是
A. [H]数量不足
B.酶活性过低
C.C3化合物合成不足
D.气孔大量关闭
13( )生命活动中,酶是不可缺少的生物催化剂,以下五种酶的作用对象分别是
①肽酶 ②解旋酶 ③纤维素酶 ④ATP水解酶 ⑤DNA连接酶
A.碱基间氢键、肽键、植物细胞壁、磷酸基团、磷酸基团
B.肽键、碱基间氢键、植物细胞壁、高能磷酸键、磷酸二酯键
C.肽键、碱基间氢键、原生质层、NADPH、氢键
D.R基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATP、磷酸基
14( )将长势相同的三盆麦苗分别置于密闭的透明钟罩内,如图所示。若干天后从各装置中的麦苗取得同样质量的叶片,脱绿后研磨得等量滤液,分别置
于甲、乙、丙三个试管中,同时在三个试管中加入等量的斐
林试剂,此时三个试管中的现象分别是
A.甲蓝色、乙蓝色、丙蓝色
B.甲浅砖红色、乙浅砖红色、丙深砖红色
C.甲砖红色、乙砖红色、砖砖红色 D.甲深砖红色、乙较深砖红色、丙浅砖红色
15( )下列有关光合作用的叙述中正确的是
A.在光合作用过程中, [H]可产生于叶肉细胞、叶表皮细胞及幼茎的皮层细胞中
B.在其他条件均正常时,若CO2的供应减少,则细胞中C3含量上升,C5含量下降
C.若给予阳生植物充足的光照和保证CO2的供应,则可提高其光合作用效率
D.在某一光照强度下实验时,检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换,则可判断出此叶片没有进行光合作用
16( )下图为植物的某个叶肉细胞中的两种
膜结构,以及发生的生化反应。下列有关
叙述不正确的是
A.图甲乙中的两种生物膜分别存在于叶绿体和线粒体中
B.图甲中的[H]来自于H2O分解,图乙中的[H]主要来自于葡萄糖的分解
C.甲乙两种生物膜除产生上述物质外,还均可产生ATP
D.影响甲乙两种膜上生化反应的主要环境因素分别是光照和温度
17( )利用小球藻液进行光合作用实验时,在其中加入抑制暗反应的物质后,发现在同样的光照条件下释放氧气的速度下降。主要原因是
A.叶绿素吸收光能的效率下降 B [H]等的积累,光反应速率减慢
C.合成ATP所需酶的活性受到抑制 D.暗反应中生成的水减少,使光反应的原料不足
18 ( )光合作用和有氧呼吸过程中都有[H]的生成与利用,下列分析中合理的是
A.从本质上讲,二者都具有还原性,一定是同一种物质
B.从来源上看,前者来源于水的光解,后者可来源于葡萄糖、水、丙酮酸
C.从去路上看,前者产生的[H]用于还原C5,后者与氧气结果生成水
D.二者产生的[H]在还原底物时,都释放出大量的能量,供给生物体生命活动的需要
19( )将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用C02浓度测定仪测得了该玻璃罩内C02浓度的变化情况,绘制成如右图的曲线,由图获得的正确信息是
A.d点时C02浓度最低,说明此时植物光合作用最强
B.a点时叶肉细胞中产生ATP的部位只有线粒体
C.植物进行光合作用开始于b点之前
D.c点时植物的光合作用强度等于呼吸作用强度
20( )下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系,下列说法不正确的
A.能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5
B.各种生物体(除病毒外)都能进行的过程是3
C.1、3和4过程产生的[H]都能与氧结合产生水
D.2过程需多种酶参与,且需ATP供能
21.取一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片按下图进行实验,烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应,气体的移动可以通过观察油滴的运动判断。(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)
(1)适宜的光照下,装置A中油滴的移动情况是____________,原因是____________
____________________________________________________________。
(2)适宜的光照下短时间内装置B中油滴的移动情况是____________,此时装置B中的净光合量____________零(填“大于”、“小于”或“等于”)。放置一段时间后,装置中的氧气消耗
完,这时油滴的移动方向是____________,
写出反应方程式:____________________________________。
(3)分析装置C中的油滴移动情况与光合作用和呼吸作用的关系:_________________
________________________________________________________________________。
(4)能否直接用B、D装置证明光合作用需要光,为什么?________________________
________________________________________________________________________。
(5)能否直接用C、D装置证明光合作用需要二氧化碳,为什么?_______________
________________________________________________________________________。
如果用B、C装置证明光合作用需要二氧化碳,应该将叶片作怎样的处理?__________。
(6)如果将C装置突然从光下移动到黑暗处,短时间内叶肉细胞中的ATP、NADPH、C3、C5的物质含量分别怎样变化?________________________。要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置____________。
22.下图曲线a表示某种植物在20℃时CO2浓度0.03%的环境中随着光照强度的变化光合作用合成量的变化。在B点时改变某种条件,结果发生了如图曲线b相应的变化,请分析回答:
(1)A点与B点相比较,A点时叶绿体中C3化合物的含量________(多少、少),NADPH的含
量________(多、少)。
(2)在B点时改变的某种条件有多种可能,
请列举两种情况。
可能①:____________________。
理由:________________________。
可能②:_______________________。
理由:________________________________________________________________。
如果在A、C点时温度分别降低10℃,则曲线有何变化?请在上右图中表示出来。
23.某植物园在园内建立了一块人工湿地,用于湿地的生态学和光合作用方面的研究。请回答:
⑴ 分解有机物的生物主要是湿地中的 ;与自然湿地相比,人工湿地 稳定性较高。
⑵ 在这块湿地中,人们引入了凤眼莲(俗称水葫芦,外来物种)结果凤眼莲生长比其他植物茂盛,原因是 。
⑶ 科学工作者在研究光合作用时,通过大量的实验,获得了一些相关的数据,并将这些数据绘制成右图所示的坐标图。(注:净光合速率=真光合速率-呼吸速率)。现提供如上表格信息:
①在这个实验中,科学工作者研究了 与 之间的相互关系。
②每条曲线都有一个峰值,这个峰值所对应的温度是相应条件下的 。
③本实验中,在 条件下净光合速率最大。不论其它因素如何变化,当超过一定温度范围时,净光合速率都会下降,其主要原因是 。
24.在一定实验条件下,测得某植物的光合作用如图(一)所示,细胞呼吸如图(二)所示,请据图回答问题:
(1)在光合作用过程中,光反应为暗
反应提供了ATP等两种物质,
请写出其中另一种物质形成的反
应式 。
(2)影响图(一)中a曲线P点上下
移动的主要外界因素
是 ;
如果P点是在氧气充足条件下测得的,则氧气浓度应大于 %。
(3)若此植物为阴生植物,在实验条件不变的情况下,改为生长状况相同的阳生植物,则图(一)
a曲线的L点向 方向移动。
(4)图(二)中细胞呼吸的有关曲线需在 条件才能测得。
(5)绘制有关曲线图:在图(二)中绘出无氧呼吸CO2的释放量与02浓度的关系。
25、将两株植物放在封闭的玻璃罩内,用全素营养液置于室外进行培养(如甲图所示),假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同,且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答:
(1)曲线中植物积累有机物的是在 两点之间,在这两点对应时刻叶绿体内消耗的C02来自_________ ______。
(2)EF段影响光合作用的主要因素是 。EF段与DE段相比,植物叶肉细胞中C5的含量较 。FG段限制光合作用的因素可能是 (答出两点)。
(3)经过一昼夜该装置内植物体内有机物的量将会 。进一步的研究发现,白天遮光处理,短时间内 CO2浓度仍缓慢下降,原因是
一、酶与ATP
1、酶的特性的实验探究设计思路:
(1)专一性
实验组:底物+相应酶液 检测 底物被分解
对照组:另一底物+与实验组相同酶液 检测 底物不被分解
或者
实验组:底物+相应物酶夜 检测 底物被分解
对照组:相同底物+另一种酶液 检测 底物不被分解
实验单一变量:不同底物或相同底物中加入不同的酶液。
(2)高效性
实验组:底物+生物催化剂(酶) 检测 底物分解速度
对照组:底物+无机催化剂 检测 底物分解速度
实验单一变量:相同底物中加入生物催化剂(酶)或无机催化剂。
(3)酶的适宜条件的探究
①适宜的温度
实验步骤设计:
底物+t1+酶液 检测 底物分解的速度或存在的量
底物+t2+酶液
实验单一变量控制:不同的温度处理
底物+t3+酶液
┆ ┆ ┆
底物+tn+酶液
②适宜的PH
实验设计思路:
实验步骤设计:
底物+pH1+酶液 检测 底物分解的速度或存在的量
底物+pH2+酶液
实验单一变量控制:不同的pH处理
底物+pH3+酶液
┆ ┆ ┆
底物+tn+酶液
2.表示酶高效性的曲线
①催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催
化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所用的时间,不改变化学反应的平衡点。
③酶只能催化已存在的化学反应。
3.表示酶专一性的图解
(1)图中A表示酶,B表示被催化的底物.
A在反应前后不发生改变。
(2)酶和被催化的底物分子都有特定的结构。
4.影响酶活性的曲线
Ⅰ、甲乙两图表示:①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶分子的结构破坏,活性不可再恢复;而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏.在一定温
度范围内,温度升高可恢复其活性。
Ⅱ 、丙图表示:
①影响酶活性的因素有温度和pH。
②反映溶液酸碱度的变化对酶作用
的最适温度的影响。
5.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)甲图表示:在其他条件适宜,酶量一定的条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,酶促反应速率不再增加。
(2)乙图表示:在底物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
6、酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系:
7、酶、激素、维生素比较表:
物质名称
产 生 部 位
化学本质
作 用
酶
活细胞
绝大多数蛋白质、极少数为RNA
催 化
激 素
动物专门器官,植物一定部位
蛋白质、脂质、多肽、氨基酸
调 节
维生素
来自食物
脂质等
维持生命活动
二.物质具有的专一性(特异性)
1、酶的专一性 2、载体的专一性 3、激素的专一性 4、淋巴因子的专一性
5、抗体(抗原)的专一性 6、tRNA的专一性 7、限制酶的专一性
三.生物体内能源物质的相互关系及能量代谢过程
1.生物体内的能源物质及相互关系
以上能源物质最终来源于光合作用固定的太阳能。
2.能量代谢过程
(1)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源,光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢过程。
(2)生物不能直接利用有机物中的化学能,只有有机物氧化分解并将能量转移到ATP中,才能被利用。
(3)光能进入生物群落后,以化学能的形式储存于有机物中,以有机物为载体通过食物链而流动。
(4)能量一经利用,即从生物界中消失,不能重复利用。
(5)如何理解ATP ADP+Pi+能量可逆反应中的不可逆?
四.光合作用的色素
五.光合作用过程中的条件的改变引起的物质变化
条件
C3
C5
[H]和ATP
合成量
停止光照CO2供应不变
增加
下降
减少或没有
减少或没有
突然光照CO2供应不变
减少
增加
增加
增加
光照不变停止CO2供应
减少
增加
增加
减少或没有
光照不变CO2供应增加
增加
减少
减少
增加
光照不变CO2供应不变(CH2O)运输受阻
增加
减少
增加
减少
六、光合作用实验的常用方法:
七. 影响光合作用速度的曲线分析及应用
因素
图像
关键点的含义
在生产上的应用
单因子影响
光照强度
A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用,释放CO2的量,表明此时的呼吸强度。AB段表明随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用; B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度=呼吸作用强度,称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长)。BC段表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了。C点为光合作用的饱和点。
(1)适当提高光照强度
(2)延长光合作用时间(例:轮作)
(3)对温室大棚用无色透明玻璃
(4)若要降低光合作用则用有色玻璃。如用红色玻璃,则透红光吸收其他波长的光,光合能力较白光弱。但较其他单色光强。
光合面积
OA段表明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点,随叶面积的增大,光合作用不再增强,原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增强而增加,而由于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OC段呼吸量不断增加,所以干物质积累量不断降低如BC段。植物的叶面积指数不能超过C点,若超过C点,植物将入不敷出,无法生活下去。
适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免陡长,封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。温室栽培植物时,可增加光合作用面积,合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。
二氧化碳浓度
CO2是光合作用的原料,在一定范围内,CO2越多,光合作用速率越大,但到A点时,即CO2达到饱和时,就不再增加了
温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度,如释放一定量的干冰或多施有机肥,使根部吸收的CO2增多。大田生产“正其行,通其风”,即为提高CO2浓度、增加产量
温度
光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃~35℃下正常进行光合作用,其中AB段(10℃~35℃),随温度的升高而逐渐加强,B点(35℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,40℃~50℃光合作用几乎完全停止
(1)适时播种
(2)温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温
(3)植物“午休”现象的原因之一
叶龄
OA段为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。BC段为老叶,随叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶,都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物
矿质元素
矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N,就影响蛋白质(酶)的合成;缺少P就会影响ATP的合成;缺少Mg就会影响叶绿素的合成
合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成率,提高光合作用速率
多因子影响
图像
含义
P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因子
应用
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。总之,可根据具体情况,通过增加光照强度,调节或增加CO2浓度来充分提高光合效率,以达到增产的目的
八.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
过程分析:
1、无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮
酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。
2、有氧呼吸中H2O既是反应物,又是生成物,且H2O
中的氧全部来自于O2。
3、有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP,无氧呼吸
只在第一阶段产生ATP。
九.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析
实验探究过程
1、提出问题:酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下;
酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。
2、作出假设:针对上述问题,根据已有的知识和生活
经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的
假设。
3、设计并进行实验
(1)配制酵母菌培养液。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示。
(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化。
4、实验现象
甲、乙两装置中石灰水都变浑浊,但甲中浑浊程度高且速度快。
2号试管中溶液由橙色变成灰绿色,1号试管不变色。
5、实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和H2O;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。
实验中的关键步骤
1、将装置(甲)连通橡皮球,让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶,既保证O2的充分供应,又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶,洗除空气中的CO2,保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
2、B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
十.相关曲线的分析及应用
酵母菌细胞呼吸类型的判断:
1、若只产生CO2,不消耗O2,则只进行无氧呼吸(图中A点)。
2、若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多,则两种
呼吸同时存在(图中AC段)。
3、若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等,
则只进行有氧呼吸(图中C点以后)。
4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用CO2释放量
表示),此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超
过一定值(10%)以上时,无氧呼吸消失,细胞只进行有氧呼吸。
十一.影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用:
1、呼吸速率与温度的关系(如图):(1)最适温度时,细胞呼吸最强,超过最适温度呼吸酶活性降低,甚至变性失活,细胞呼吸受抑制;低于最适温度时,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。(2)生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高产量。
2、呼吸速率与O2浓度的关系(如图):(1)O2浓度低时,无氧呼吸占优势,随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强;但当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。(2)生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间,中耕松土增加根的有氧呼吸;在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口,可抑制厌氧病原菌的繁殖。
3、呼吸速率与含水量的关系(如图):(1)在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。(2)在作物种子储藏时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。
4、CO2浓度:增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解
释。据此原理,在蔬菜和水果的保鲜中,增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
十二.光合作用与呼吸作用的区别与联系
光合作用
有氧呼吸
代谢类型
合成作用(或同化作用)
分解作用(或异化作用)
物质变化
无机物 有机物
有机物 无机物
能量变化
光能→化学能(储能)
化学能→ATP、热能(放能)
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物、释放能量,供细胞利用
场所
叶绿体
活细胞(主要在线粒体)
条件
只在光下进行
有光、无光都能进行
联系
十三.光合作用与细胞呼吸的计算:
1.光合作用与呼吸作用两者的原料与产物的互用,通过图甲表示:
图乙说明光合作用的产物氧和葡萄糖可作为呼吸作用的原料,而呼吸作用的产物CO2和水也可作为光合作用的原料。
以气体变化探究光合作用与呼吸作用:
以CO2为指标分析(如图丙):
A图表示线粒体释放的CO2直接释放大气中,即植物只进行呼吸作用。
B图表示线粒体释放CO2一部分进入叶绿体中,一部分释放到大气中,此时光合作用小于呼吸作用,仍释放CO2。
C图表示线粒体释放的CO2全部进入叶绿体中,但没有从大气中吸收CO2,说明光合作用等于呼吸作用,所以表现为既不吸收CO2,也不放出CO2。
D图表示线粒体释放的CO2全部进入叶绿体中,同时还从大气中吸收CO2,则表示光合作用大于呼吸作用。
以O2的释放或吸收为分析指标(如图丁)
A图表示线粒体需要的O2直接从大气中吸收,即植物只进行呼吸作用。
B图表示叶绿体释放O2一部分进入线粒体中,一部分从大气中吸收,此时光合作用小于呼吸作用,仍释放需要从大气中吸收O2。
C图表示叶绿体释放O2全部进入线粒体中,但没有从大气中吸收O2,说明光合作用等于呼吸作用,所以表现为既不吸收O2,也不释放O2。
D图表示叶绿体释放O2全部进入线粒体中,同时还向大气中释放O2,则表示光合作用大于呼吸作用。
2.光合作用与细胞呼吸的计算:
(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,即表示呼吸速率。
(4)一昼夜有机物的积累(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。
水体富营养化的水域生态系统中,各类细菌的活动如何?结果如何?
(水中N、P等元素增加,需氧型细菌增加,水中的溶氧量减少。随着水中溶氧量降低,需氧型细菌减少,兼性厌氧型细菌增多。当水中无氧时,主要是厌氧型细菌活动,由于厌氧细菌进行发酵分解有机物是不彻底的,这些不彻底的氧化产物使水质变黑发臭。水中溶氧量与水中细菌的数量的关系如右图所示)
十四.呼吸作用知识在生产实践及生活中的应用:
(1)作物栽培措施,都是为保证根的正常细胞呼吸。
(2)贮存干种子:三低:低温、低氧(避免无氧呼吸产生酒精)、低水
水果、蔬菜、花的保鲜:低温、低氧、高CO2/N2
酸菜密封。酿酒先通气后密封
吐鲁番葡萄(哈密瓜)甜的原因:昼夜温差大
(3)果树的修剪 (4)“创可贴”等敷料包扎伤口
(5)酵母菌、乳酸菌、醋酸杆菌、破伤风芽孢杆菌
(6)水稻的根系适于水中生长 (7)人的有氧运动
(8)种子萌发:有机物总量减少、种类增加、DNA总量增加、水分(自由水/结合水)变化
胚胎发育:有机物总量减少、种类增加、DNA总量增加、单个细胞体积减小、细胞总体积不变
将鲜奶制成酸奶:有机物总量减少、种类增加、营养价值升高。
十五、从光合作用和呼吸作用分析物质循环和能量流动
从具体过程中寻找物质循环和能量流动
例4答案(1)大于 上升 下降 增加
(2)光照强度 叶绿体 线粒体 细胞质基质
(3)呼吸速率下降,相关酶的活性因降温而下降
例5答案.(1)细胞的组成成分 调节生命活动
营养液中无机盐的组成和比例(营养液配方) 选择
(2)主动运输 根变黑(烂根) 根进行无氧呼吸,细胞内积累酒精
(3)增大光照强度(增加CO2浓度) CO2浓度 遮光(遮阴) 红(蓝紫)
(4)①将生长状态相同的番茄平均分成若干组;
②配制对应组数的系列浓度梯度的2,4-D溶液;
③分别用不同浓度的2,4-D溶液处理对应组的番茄花蕾;
④统计分析不同处理组的番茄坐果率,确定最适施用浓度。
例6答案
(1)[H] (2)1)9.5mg
O2与RuBP结合,减少了用于还原的C3化合物,从而降低了光合作用速率,高O2浓度抑制了光合作用速率
2)当CO2浓度一定时,较高氧浓度对光合作用速率的抑制作用在较高温度下更为显著
9B
21.(1)不移动 光合作用吸收的二氧化碳体积等于释放出的氧气体积,呼吸作用吸收的氧气体积等于释放出的二氧化碳的体积
(2)向左移动 小于 向右 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(3)①当光合作用大于呼吸作用时,向右移动;②当光合作用小于或等于呼吸作用时,不移动(因为CO2缓冲液在CO2浓度低时可以释放出CO2,而在其浓度高时要被吸收,从而保证里面CO2浓度的稳定)
(4)不能。虽然满足单一变量原则,但是都缺少二氧化碳,均不能进行光合作用
(5)不能。不符合单一变量原则 饥饿处理
(6)下降、下降、上升、下降 D
22. (1)多 少
(2)①温度适当增加 在一定的温度范围内,随着温度的增加光合作用增强 ②CO2浓度增大 在光照强度不变的情况下,随着CO2浓度的增大光合作用增强
(3)见右图:
23 (1)腐生微生物 恢复力 (2)环境适宜、没有天敌
(3)①净光合速率 光照强度、温度、C02浓度 ②最适温度 ③全光照、C02为1。22%、温度在30℃左右 温度的过高或过低,都会影响光合作用中酶的活性
24(1)2H2O→4[H] +O2↑(2)温度15(3)右(右上)(4)无光(黑暗)(5)见图
25答案:(1)D、G, 细胞呼吸(或线粒体)(2)C02浓度,高,光照强度和C02浓度(3)增加,有光期间积累的ATP和[H]还可以使暗反应持续一段时间 (合理答案均可)
.精品资料。欢迎使用。
高考资源网
w。w-w*k&s%5¥u
高考资源网
w。w-w*k&s%5¥u
【点此下载】