光合作用和呼吸作用高考題型分析.doc

光合作用和呼吸作用專題一、光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度對光合作用的影響P點時，影響光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因素。隨其因子的不斷增強(qiáng)，光合速率不斷提高，當(dāng)?shù)竭_(dá)Q點時，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再影響光合速率，要提高光合速率，可適當(dāng)調(diào)整圖示的其他因子。應(yīng)用：溫室栽培時，在一定的光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)?shù)靥岣邷囟?，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度，以提高光合速率。總之，要根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。例1、（07北京）科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實驗結(jié)果如下圖。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是（ D ）A、光照強(qiáng)度為a時，造成曲線II和III光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同B、光照強(qiáng)度為b時，造成曲線 I和 II光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度的不同C、光照強(qiáng)度為ab，曲線 I、II光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高D、光照強(qiáng)度為ac，曲線 I、III光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高例2、(05上海）回答有關(guān)光合作用的問題。下圖表示當(dāng)影響光合作用的因素X、Y和Z變化時，光合作用合成量和光強(qiáng)度的關(guān)系。（1）圖中X1、X2、X3的差異是由于某種原因_二氧化碳和溫度_影響了光合作用的暗反應(yīng)所導(dǎo)致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加為X1，最常采取的簡便而有效的措施施放干冰，增加二氧化碳濃度（或燃燒柴草）或適當(dāng)升溫_ 。（2）圖中Y1、Y2、Y3的差異是由于_光波長（或光質(zhì)）_影響了光合作用的光反應(yīng)_所致。（3）圖中Z1、Z2、Z3的差異表現(xiàn)在光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)_反應(yīng)的不同，如果Z因素代表植物生長發(fā)育期，則代表幼苗期、營養(yǎng)生長和現(xiàn)蕾開花期的曲線依次是_Z3、Z2、Z1_。二、光照和CO2濃度變化對光合作用中各物質(zhì)合成量的影響 (1) 光照條件對各種物質(zhì)合成量的影響：CO2濃度不變光反應(yīng)HATPC3C5（CH2O）光照減弱 光照增強(qiáng)(2) CO2濃度條件對各種物質(zhì)合成量的影響：光照不變暗反應(yīng)C3C5HATP（CH2O）CO2濃度減少 CO2濃度增加練習(xí)1：將單細(xì)胞綠藻置于適宜的條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時間后，突然停止光照，發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)C3的含量突然上升，這是由于（ B ） 光反應(yīng)仍在進(jìn)行，形成H 和ATP 光反應(yīng)停止，不能形成H 和ATP 暗反應(yīng)仍在進(jìn)行，CO2和C5結(jié)合，繼續(xù)形成C3 光反應(yīng)停止，由于沒有H 和ATP供應(yīng)，C3不能形成葡萄糖而積累增加 A B C D 練習(xí)2、(1)圖2中C點和D點相比，葉綠體中H的含量 較高 (較低、相等、較高）。(2)從圖3分析，b點比a點細(xì)胞內(nèi)的C5含量 較低練習(xí)3、卡爾文通過停止_，探究光反應(yīng)和碳反應(yīng)的聯(lián)系,他得到的實驗結(jié)果為下圖中的_。這是因為在沒有_時，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH減少了。 三、光合和呼吸過程中的元素轉(zhuǎn)移情況：例1:在適宜光照條件下若將植物體放在含C18O2的環(huán)境下，一段時間后，植物周圍的空氣中有沒有可能出現(xiàn)18O2？為什么？ 例2、將一株植物培養(yǎng)在H218O中進(jìn)行光照，過一段時間后18O可能存在于（ D）葡萄糖中 光合作用生成的水中 周圍的水蒸氣中 周圍空氣中的二氧化碳中 周圍空氣中的氧氣中A. B. C. D. 四、相關(guān)曲線中關(guān)鍵點的移動（光合作用的最適溫度為25，呼吸作用的最適溫度為30、以CO2吸收量表示光合強(qiáng)度 、此圖分析以呼吸強(qiáng)度不變?yōu)闇?zhǔn)、不考慮無氧呼吸 、補償點的含義：光合強(qiáng)度=呼吸強(qiáng)度 、飽和點的含義：橫坐標(biāo)所對應(yīng)的因素對光合作用不再起影響 、縱坐標(biāo)為單位時間測到的CO2量，而非光合真正吸收量/呼吸真正放出量例1:將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO2濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測定葉片光合作用的強(qiáng)度（以CO2吸收速率表示）,測定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述，正確的是 ( D )A.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點左移，b點左移B.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點左移，b點右移C.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增加，a點右移，b點右移D.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增加，a點左移，b點右移例2、如圖為植物光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度變化的坐標(biāo)圖，下列敘述中不正確的是 CAa點葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體Bb點植物光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等C已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸最適溫度分別為25和30，如圖表示該植物處于25環(huán)境中，則將溫度提高到30 時，a點上移，b點左移，d點下移 D當(dāng)植物缺鎂時，b點將向右移五、光合與呼吸作用的關(guān)系：真正(總)光合速率=表觀光合速率+呼吸速率光合作用相對強(qiáng)度的三種表示方式：單位時間內(nèi)2釋放量或C2吸收量或植物質(zhì)量（有機(jī)物）增加量。有關(guān)光合作用與呼吸作用的常用詞語的含義：葡萄糖的“制造”、“生產(chǎn)”、“合成”、“生成”、“產(chǎn)生”（總光合量）葡萄糖的“積累”、“凈生產(chǎn)量” ，二氧化碳或氧氣的“減少量”、“增加量”（凈光合量） “黑暗或夜晚”（呼吸量） “光照或白天”（既有光合又有呼吸）例1、圖甲表示植物在不同光照強(qiáng)度下單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示植物光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線。假設(shè)不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，下列說法正確CA若圖甲代表水稻，圖乙代表藍(lán)藻，則圖甲的c時與圖乙的c時細(xì)胞中產(chǎn)生ATP 的場所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體B若圖甲與圖乙為同一植物，則相同溫度下，圖甲的b相當(dāng)于圖乙的b點C圖甲植物的d時單位時間內(nèi)細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收2個單位的CO2D圖乙的a、b、c點光合作用限制因素只有光照強(qiáng)度 例2、將某綠色植物放在特定的實驗裝置內(nèi)，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響（其余的實驗條件都是理想的），實驗以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)，實驗結(jié)果如下表：溫度（）5101520253035光照下吸收CO2（mg/h）（凈光合速率）1.001.752.503.153.753.53.00黑暗中釋放CO2（mg/h）（呼吸速率）0.500.751.001.752.253.003.50真光合速率1.502.53.54.96.06.56.5等時間交替光照0.501.01.51.42.50.5-0.510小時光照，14小時黑暗（1）晝夜不停地光照，溫度在35時該植物能否生長？能生長。 晝夜不停地光照，該植物生長的最適宜溫度是多少？_25。（2）每天交替進(jìn)行12小時光照，12小時黑暗，溫度均保持在30的條件下，該植物能否生長？能生長 為什么？ 因為12小時光照下植物積累的有機(jī)物比12小時黑暗中消耗的有機(jī)物多。六、不同條件下植物能否生長的判斷甲圖中植物能夠生長的最小光照強(qiáng)度為 ，乙圖中植物在 溫度下生長的最好上圖時間內(nèi)植物能否生長？為什么？上圖時間內(nèi)植物能否生長？為什么？上圖OD段植物能否生長？為什么？例1、下圖中的甲、乙兩圖為晝夜中某作物植株對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請據(jù)圖回答問題：甲圖乙圖（1）甲圖曲線中C點和正點（外界環(huán)境中CO2濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動狀態(tài)？（2）根據(jù)甲圖推測該植物接受光照的時間是曲線中的 段，其中光合作用強(qiáng)度最高的是 點，植株積累有機(jī)物最多的是 點。（3）乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因為 ，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的 和 逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度，使化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。（4）乙圖曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時降低，可能是因為 答案：（1）呼吸作用釋放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量時（2）BF；D；E （3）光照強(qiáng)度逐步減弱；ATP；NADPH （4）溫度高，蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了CO2原料的供應(yīng)例2、將兩株植物放在封閉的玻璃罩內(nèi)，用全素營養(yǎng)液置于室外進(jìn)行培養(yǎng)（如甲圖所示），假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中相同，且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響、微生物對CO2濃度的影響均忽略不計?，F(xiàn)用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪制成如乙圖所示曲線。請據(jù)圖分析回答：（1）上圖顯示，影響光合作用的外界因素有 。（2）BC段與AB段相比，曲線上升較緩，其原因是 ；CD段與AB段相比，曲線上升較緩，其原因是 。（3）D點時植物生理活動過程的特點是 。（4）EF段說明此時植物光合作用速率 （填“較快”或“較慢”），其原因最可能是 _，由此推斷該植物CO2的固定途徑是 。（5）EF段與DE段相比，其葉肉細(xì)胞中C5的含量較 。（6）24點與0點相比，植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況是 。答案：（1）光照強(qiáng)度 溫度 CO2 濃度（2）夜間溫度較低影響了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2（3）光合作用速率與呼吸作用速率相等 （4）較慢 光照過強(qiáng)，溫度過高，氣孔關(guān)閉 CO2+C52C3 （5）大 （5）增加七、光合速率、呼吸速率的測定方法1、測有機(jī)物例、某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的葉綠體真正光合作用速率=(3y一2zx)6 gcm-2h-1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實驗條件是AA下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時B下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C下午4時后在陽光下照射1小時D晚上8時后在無光下放置3小時2、測光合作用O2產(chǎn)生(或CO2消耗)的體積 例、某生物興趣小組設(shè)計了圖3裝置進(jìn)行光合速率的測試實驗（忽略溫度對氣體膨脹的影響）。測定植物的呼吸作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液；將玻璃鐘罩遮光處理，放在適宜溫度的環(huán)境中；1小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得X值。測定植物的凈光合作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入NaHCO3緩沖溶液；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中；1小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得Y值。請你預(yù)測在植物生長期紅墨水滴最可能移動方向并分析原因：項目紅墨水滴移動方向原因分析測定植物呼吸作用速率a向左移動 c測定植物凈光合作用強(qiáng)度b向右移動 dc玻璃鐘罩遮光，植物只進(jìn)行呼吸作用，植物進(jìn)行有氧呼吸消耗O2，而釋放的CO2氣體被裝置燒杯中NaOH溶液吸收，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體、壓強(qiáng)減小，紅色液滴向左移動 d裝置的燒杯中放入NaHCO3緩沖溶液可維持裝置中的CO2濃度；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中，在植物的生長期，光合作用強(qiáng)度超過呼吸作用強(qiáng)度，表現(xiàn)為表觀光合作用釋放O2，致裝置內(nèi)氣體量增加，紅色液滴向右移動 3、測溶氧量的變化-黑白瓶法例、某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，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，分別在起始和24小時后以溫克碘量法測定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：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)333333（1）黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是生物呼吸消耗氧氣；該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為7mg/L24h。（2）當(dāng)光照強(qiáng)度為c時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為21mg/L24h。（3）光照強(qiáng)度至少為a（填字母）時，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。4、定性比較光合作用強(qiáng)度的大小-小葉片浮起數(shù)量法例、探究光照強(qiáng)弱對光合作用強(qiáng)度的影響，操作過程如下：步驟操作方法說明材料處理打孔取生長旺盛的菠菜葉片綠葉，用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片30片。注意避開大的葉脈。抽氣將小圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可重復(fù)幾次。沉底將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。葉片細(xì)胞間隙充滿水而全都沉到水底。分組取3只小燒杯，標(biāo)記為A、B、C，分別倒入20mL富含CO2的清水。分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片。事先可用口通過玻璃管向清水內(nèi)吹氣。對照用3盞40 W臺燈分別向A、B、C 3個實驗裝置進(jìn)行強(qiáng)、中、弱三種光照。光照強(qiáng)弱（自變量）可通過調(diào)節(jié)來決定。觀察觀察并記錄葉片浮起的數(shù)量（因變量）。實驗預(yù)期：_燒杯中的小葉片浮起的數(shù)目最多。5、測裝置中CO2濃度的變化-紅外線CO2傳感器原理：由于CO2對紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系,因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線CO2傳感器來測量CO2濃度的變化。例、為測定光合作用速率，將一植物幼苗放入大錐形瓶中，瓶中安放一個CO2傳感器來監(jiān)測不同條件下瓶中CO2濃度的變化，如下圖5所示。相同溫度下，在一段時間內(nèi)測得結(jié)果如圖6所示。請據(jù)圖回答：（1）在60120min時間段內(nèi)，葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度的變化趨勢為逐漸降低。理由是CO2濃度降低的趨勢逐漸降低。（2）在60120min時間段，瓶內(nèi)CO2濃度下降的原因是植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。此時間段該植物光合速率為25ppmmin。6、細(xì)胞呼吸速率的測定由于生物呼吸時既產(chǎn)生CO2又消耗O2，前者可引起裝置內(nèi)氣壓升高，而后者則引起裝置內(nèi)氣壓下降，為便于測定真實呼吸情況，應(yīng)只測其中一種氣體變化情況。為此，測定過程中,往往用NaOH或KOH吸收掉呼吸所產(chǎn)生的CO2，這樣，整個裝置中的氣壓變化，只能因吸收O2所引起，從而排除CO2對氣壓變化的干擾。 物理誤差的校正由于裝置的氣壓變化也可能會由溫度等物理因素所引起，為使測定結(jié)果更趨準(zhǔn)確，應(yīng)設(shè)置對照實驗，以校正物理膨脹等因素對實驗結(jié)果造成的誤差。此時，對照實驗與呼吸裝置相比，應(yīng)將所測生物滅活，如將種子煮熟，而其他各項處理應(yīng)與實驗組完全一致（包括NaOH溶液，所用種子數(shù)量，裝置瓶及玻璃管的規(guī)格等）。例1、 酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式，如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究醉母菌的細(xì)胞呼吸類型而設(shè)計的實驗裝置（酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì)）。下列有關(guān)實驗裝置和結(jié)果的分析，不正確的是A通過裝置1液滴向左移動，能探究出酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸B用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進(jìn)行無氧呼吸C用水代替NaOH溶液設(shè)設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，說明醉母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸D通過裝置1液滴移動情況僅僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸例2、測定與確認(rèn)某生物的呼吸類型應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，兩套呼吸裝置中的單一變量為NaOH與蒸餾水,即用等量的蒸餾水取代實驗組的NaOH溶液，其他所有項目均應(yīng)一致，加蒸餾水的裝置內(nèi)氣壓變化應(yīng)由CO2與O2共同決定。兩套裝置可如右圖所示，當(dāng)然，此時仍有必要設(shè)置另一組作誤差校正之用。 結(jié)果與分析 若裝置1液滴左移，裝置2液滴不動，則表明所測生物只進(jìn)行有氧呼吸（因有氧呼吸產(chǎn)CO2量與耗O2量相等）。 若裝置1液滴不動，裝置2液滴右移，則表明所測生物只進(jìn)行無氧呼吸（因無氧呼吸只產(chǎn)CO2，不耗O2）。 若裝置1液滴左移，裝置2液滴右移，則表明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸。 裝置1與裝置2液滴均左移，則呼吸過程中O2吸收量大于CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質(zhì)參與。 例3、圖二表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下CO2的釋放量和O2吸收量的變化，請據(jù)圖回答： （1）在外界氧濃度10%以下時，該器官的呼吸作用方式是_。 （2）說明無氧呼吸強(qiáng)度與O2濃度之間的關(guān)系_。 （3）實線和虛線接近相交于C點，對于B、C點，以下敘述正確的有 A. C時，植物既進(jìn)行無氧呼吸，又進(jìn)行有氧呼吸 B. C點時，植物只進(jìn)行有氧呼吸，此時無氧呼吸被完全抑制 C. B點時，無氧呼吸強(qiáng)度最弱 D. B點時，植物呼吸作用最弱 （4）AB段表示CO2釋放量減少，其原因是_。 （5）圖中陰影部分的面積代表_。 （6）當(dāng)外界氧濃度為4%5%時，該器官CO2的釋放量相對值為0.6，而O2的吸收量相對值為0.4。此時，無氧呼吸消耗的葡萄糖的相對值約相當(dāng)于有氧呼吸的_倍。 （7）由此可見，保存水果、蔬菜，應(yīng) A.控制空氣流通，使氧氣濃度保持應(yīng)在10% B.控制空氣流通，使氧濃度保持在5% C.不讓空氣流通，抑制有氧呼吸 D.保持通風(fēng)良好，抑制無氧呼吸 答案：（1）無氧呼吸和有氧呼吸 （2）無氧呼吸強(qiáng)度隨O2濃度的升高而逐漸減弱 （3）BD