高三一輪復習生物導學案微專題光合作用與細胞呼吸綜合提升(含三率測定)

微專題光合作用與細胞呼吸綜合提升(含三率測定)題型一、光合作用與細胞呼吸的內(nèi)在關系辨析1.光合氧呼吸的區(qū)別比較項目光合作用有氧呼吸物質(zhì)變化無機物有機物有機物無機物能量變化光能穩(wěn)定的化學能(儲能)穩(wěn)定的化學能ATP中活躍的化學能及熱能(放能)實質(zhì)合成有機物,儲存能量分解有機物、釋放能量,供細胞利用場所葉綠體細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體條件只在光下進行有光、無光都能進行2.光合作用與細胞呼吸三個層面上的聯(lián)系(1)過程聯(lián)系(2)物質(zhì)聯(lián)系(3)能量聯(lián)系3.光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP的來源與去路專項訓練1.(2022四川綿陽三診)細胞呼吸和光合作用過程中時刻進行著物質(zhì)和能量代謝。下列關于細胞呼吸和光合作用過程中,[H]、ATP的產(chǎn)生和消耗的相關敘述,錯誤的是()A.無氧呼吸的第一階段產(chǎn)生[H],產(chǎn)生ATPB.有氧呼吸的第三階段消耗[H],產(chǎn)生ATPC.光合作用光反應階段產(chǎn)生[H],消耗ATPD.光合作用暗反應階段消耗[H],消耗ATP2.下圖表示植物某個葉肉細胞代謝的過程,下列有關說法正確的是()A.魯賓和卡爾文用同位素標記法證明了②過程釋放的氧氣來自水B.當②過程產(chǎn)生氧氣的速率和⑨過程中消耗氧氣的速率相等時,說明該植物光合作用速率等于細胞呼吸速率C.紅光條件下類胡蘿卜素可通過②過程將光能轉化為ATP和[H]中活躍的化學能D.③過程所需的還原劑不可能來自⑧過程3.(2017全國Ⅱ)下圖是表示某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中①②③④代表的物質(zhì)依次是、、、,[H]代表的物質(zhì)主要是。

(2)B代表一種反應過程,C代表細胞質(zhì)基質(zhì),D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過程,還發(fā)生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以轉化成酒精,出現(xiàn)這種情況的原因是。

題型二、開放和密閉環(huán)境中CO2、O2含量晝夜變化狀況分析1.開放環(huán)境中植物光合速率與呼吸速率的曲線分析——特別關注24h內(nèi)有機物的“制造”“消耗”與“積累”注:c時CO2含量最高,e時CO2含量最低。2.密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線分析注:(1)圖中C、G兩點時整棵植株的光合速率=呼吸速率,此時植株既不向外界釋放CO2,也不向外界釋放O2。(2)進行密閉裝置中CO2變化狀況描述時,務必與“初始值”作對比,只有終值小于初始值時,植物才能正常生長,否則不能正常生長。專項訓練4.三倍體西瓜由于含糖量高且無子,備受人們青睞。下圖是三倍體西瓜葉片凈光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)與胞間CO2濃度(Ci)的日變化曲線,以下分析正確的是()A.與11:00相比,13:00葉綠體中合成C3的速率相對較高B.14:00后葉片的Pn下降,導致植株積累有機物的量開始減少C.17:00后葉片的Ci快速上升,導致葉片暗反應速率遠高于光反應速率D.葉片的Pn先后兩次下降,主要限制因素分別是CO2濃度和光照強度5.下圖是大棚番茄在24h測得的CO2含量和CO2吸收速率的變化曲線圖,下列有關敘述錯誤的是()A.a時CO2釋放量減少可能是溫度降低使細胞呼吸減弱B.d時由于溫度升高,蒸騰作用過強使氣孔部分關閉,CO2供應減少C.如果N點低于M點,說明經(jīng)過一晝夜,植物體內(nèi)的有機物總量增加D.番茄通過光合作用制造有機物的時間是ce段6.兩株同種生長狀況基本相同的植物,分別置于透明的玻璃罩內(nèi),如圖甲、乙所示;在相同自然條件下,測得一晝夜中植物氧氣釋放速率分別如圖丙、丁曲線所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)AB段和CD段,引起曲線下降的主要環(huán)境因素分別是和。

(2)一晝夜中,裝置甲、乙中植物積累的有機物較多的是(填“甲”或“乙”)。

(3)裝置甲的植物葉綠體中,在14時C3含量比10時(填“高”或“低”)。

(4)圖丁中表示光合速率和呼吸速率相同的時刻是,E點到D點過程中植物體有機物含量變化過程是。

題型三、總光合速率、凈光合速率、呼吸速率及相關測定1.總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的常用表示方法(1)凈(表觀)光合速率與實際(總)光合速率宏觀與微觀水平分析注:m表示CO2,n表示O2。(2)“三率”判定關鍵詞名稱呼吸速率真正(總)光合速率凈光合速率主體線粒體葉綠體植物體或細胞O2吸收量(黑暗)產(chǎn)生量釋放量有機物消耗量(黑暗)制造量積累量CO2釋放量(黑暗)利用量、固定量、消耗量吸收量(3)曲線分段解讀特別提醒植株≠葉肉細胞密閉小室中氣體變化是整棵植株(綠色、非綠色部位)光合作用與細胞呼吸綜合影響的結果。當密閉小室中CO2(或O2)初測值與末測值相等時:2.光合作用、曲線中的“關鍵點”移動(1)細胞呼吸對應點(A點)的移動細胞呼吸增強,A點下移;細胞呼吸減弱,A點上移。(2)補償點(B點)的移動①細胞呼吸速率增加,其他條件不變時,CO2(或光)補償點應右移,反之左移。②細胞呼吸速率基本不變,相關條件的改變使光合速率下降時,CO2(或光)補償點應右移,反之左移。(3)飽和點(C點)和D點的移動相關條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時,C點右移,D點上移的同時右移;反之,移動方向相反。技法點撥解答細胞呼吸、光合作用曲線綜合題應特別關注的信息(1)光照強度為“0”意味著光合作用不能進行,此時氣體變化量全由細胞呼吸引起,可作為呼吸強度指標。(2)光照下吸收CO2量應為凈光合量。(3)光照培養(yǎng)階段,密閉裝置中CO2濃度變化量應為光合作用強度與細胞呼吸強度間的“差值”,切不可僅答成“光合作用消耗”導致裝置中CO2濃度下降。(4)植物能否生長取決于凈光合量是否大于0,而凈光合量則取決于光合作用強度與細胞呼吸強度的“差值”,切不可認為光合作用加強時植物生長一定快。3.“三率”測定五種實驗模型(1)模型1液滴移動法——測定細胞呼吸速率與光合速率注:①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,應設置對照實驗,即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗,根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。②密閉容器中所檢測出的光合作用強度為凈光合作用強度,而實際光合作用強度需要結合細胞呼吸強度進行推算。(2)模型2黑白瓶法——測溶氧量的變化通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題是常見題型,掌握常見的“黑白瓶”問題的測定原理,是解答此類試題的關鍵。具體方法如下:①“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?？偣夂献饔昧?強度)=凈光合作用量(強度)+有氧呼吸量(強度)。②有初始值的情況下,黑瓶中O2的減少量(或CO2的增加量)為有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量;二者之和為總光合作用量。③在沒有初始值的情況下,白瓶中測得的現(xiàn)有量黑瓶中測得的現(xiàn)有量=總光合作用量。(3)模型3半葉法——測定光合作用有機物的產(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)變化值代表細胞呼吸強度值,曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理,以防止有機物的運輸。(4)模型4葉圓片稱重法測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量,下圖所示以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。凈光合速率=(zy)/2S;呼吸速率=(xy)/2S;總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=(x+z2y)/2S。(5)模型5葉圓片上浮法——定性檢測O2釋放速率本方法通過利用真空技術排出葉肉細胞間隙中的空氣,充以水分,使葉片沉于水中;在光合作用過程中,植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中的溶解度很小而在細胞間積累,結果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短),即能比較光合作用強度的大小。專項訓練7.[“三率”及關鍵點的移動]分析下面有關光合作用和細胞呼吸的曲線圖,相關說法正確的是()A.圖甲中顯著提高CO2濃度,B點將大幅度右移B.圖乙中溫度提升到t1時,有機物積累速率達最大值C.圖丙中20℃和45℃時,CO2同化速率相近的原因不相同D.圖乙中t2之后植物將停止生長8.[半葉法測“三率”]如圖所示,將對稱葉片左側遮光,右側曝光,并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种g的物質(zhì)和能量的轉移。在適宜光照下照射12h后,從兩側截取同等單位面積的小圓葉片,烘干稱重,質(zhì)量分別記為a和b(單位:g)。下列敘述正確的是()A.a/12所代表的是該小圓葉片的呼吸速率B.b/12所代表的是該小圓葉片的光合速率C.(b+a)/12所代表的是該小圓葉片的真正光合速率D.(ba)/12所代表的是該小圓葉片的真正光合速率9.[葉片稱重法測“三率”](2022湖北部分重點中學9月聯(lián)考)某生物興趣小組欲測定溫度對植物光合速率的影響,他們將生長狀況相同的同種植物隨機均分為4組進行實驗,在不同的溫度下測定葉片質(zhì)量變化(均考慮為有機物的質(zhì)量變化)。如圖表示在不同溫度下,測定該種植物葉片質(zhì)量變化情況的操作流程及結果。下列說法錯誤的是()A.從操作流程分析,該植物的呼吸速率可表示為Xmg/hB.從操作流程分析,該植物的總光合速率可表示為(2X+Y)mg/hC.從實驗結果分析,隨溫度升高,總光合速率先升高后下降D.在14℃下維持10h光照后進行10h黑暗,該植物葉片會增重30mg10.[液滴移動法測“三率”](2022湖北黃岡期中)利用如圖所示裝置可探究某生存狀態(tài)良好的綠色植物的生理作用。假如該植物光合作用的產(chǎn)物和細胞呼吸的底物均為葡萄糖,且不能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾)。下列相關敘述正確的是()A.若要驗證該植物在光下釋放O2,應將裝置二和三分別放在黑暗和光照條件下B.若要驗證CO2是植物進行光合作用的必需原料,應選擇裝置一和裝置三C.光照條件下,裝置一、三中紅色液滴移動的距離分別表示O2吸收量和O2生成量D.黑暗條件下,若裝置一、二中的紅色液滴均不移動,則該植物只進行有氧呼吸11.[黑白瓶法測定光合速率、呼吸速率](2019全國Ⅱ節(jié)選)回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關的問題。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)者所制造的有機物總量)。若要測定